JPH05228946A - 光学部品の製造法および光学部品複製用母型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２Ｐ成形法を用いて、ＣＣＤや液晶パネルの
ような基材の上に形成されるマイクロレンズのような光
学部品を、平坦性に優れ、かつ製品欠陥の少ないものと
する。 【構成】 表面に所定のパターン７に対応した凹凸を備
え、紫外線のような特定の光線に対する透過性もしくは
半透過性を有する母型１０と、ＣＣＤのような基材４と
の間に、未硬化の感光性樹脂１１を挟み、母型１０を通
して紫外線を照射して感光性樹脂１１を硬化させた後、
その硬化した感光性樹脂１１と母型１０とを剥離して、
基板４Ａ上に硬化した感光性樹脂１１からなるマイクロ
レンズパターン７を複製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特定の光線を透過す
る材料、たとえば紫外線透過性材料からなる母型を使用
して、感光性樹脂を紫外線照射によって硬化させて複製
を作成するマイクロレンズ、回折格子などの光学部品の
製造法、およびその製造法において使用される光学部品
複製用母型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＣＤエリアセンサーやＣＣＤラ
インセンサーなどのような画像入力用受光素子アレイに
おいては、高精細化が促進され、それにともなって画素
寸法が小さくなるにしたがって、画素ごとの実効受光面
積が小さくなり、感度の低下を招いている。この感度を
向上させるために、画素中の受光エリアに選択的に入射
光を集光させるマイクロレンズを各画素上に設置する方
法が採用されている。

【０００３】また、液晶パネルにおいても、高精細化が
進んだ結果、配線の占める面積の割合の増加に反して、
光線透過部の面積の割合（開口率）が低下し、表示が暗
くなるという問題が発生しており、この問題を解決する
ためにも、各画素上にマイクロレンズを設置して、照明
光を画素中の受光エリアに集光させることが提案されて
いる。

【０００４】上記したマイクロレンズは、近年、発光素
子と光ファイバーの接続や光ファイバーと受光素子の接
続、あるいは発光素子から出射する放射光のコリメート
などのように、光通信の分野において多用されており、
それらの中には、同時に多数の光線を処理することが可
能なようにアレイ化されたものもある。

【０００５】ところで、従来から知られているマイクロ
レンズの種類としては、表面のレリーフパターンよりな
る凸レンズ形状をしたもの、フレネルレンズ形状をした
ものなどがあり、これらは樹脂または無機材料を用いて
形成できることも知られている。また、表面が平坦で樹
脂または無機材料中に屈折率分布を形成したものや、表
面形状と屈折率分布とを兼ね備えたものも知られてい
る。

【０００６】上記した従来の種々のマイクロレンズのう
ち、樹脂で凸レンズ形状を形成するものは、フォトリソ
グラフィー技術によって表面に、例えば円柱状のパター
ンを形成したのち、加熱して流動させ、表面張力によっ
て球面状のマイクロレンズパターンを形成する方法が採
られており、また、無機材料で凸レンズ形状を形成する
ものは、エッチング、研磨等の技術を応用して球面状の
マイクロレンズパターンを形成する方法が採られてい
る。

【０００７】また、樹脂または無機材料でフレネルレン
ズ形状を形成するものは、フォトレジストを用いて、電
子線あるいはレーザー光を使用して描画してマイクロレ
ンズパターンを形成する方法が採られている。

【０００８】さらに、表面が平坦で屈折率分布を形成す
るものは、ガラス基板に対して適当なマスクを施した
上、イオン交換あるいはイオン注入によって形成する方
法や、樹脂中で屈折率の異なるモノマーを分布させてか
ら重合する方法などが採られている。

【０００９】上記のようなマイクロレンズのうち、屈折
率分布型を除くもの、つまり、表面の凹凸によりレンズ
を形成しているものでは、形状の転写による複製の作製
が可能である。その複製を作製するための母型として、
従来では、ニッケル等の金属製の金型を用いることが知
られている。このような金型を用いた複製方法で、材料
を樹脂とする場合には、射出成形、プレス成形、ロール
成形、カレンダー成形、注型重合などの生産性に優れた
安価な成形法を採用することができる。

【００１０】また、金型を用いた他の成形法として、透
明基板（基材）上に液体状の感光性樹脂を塗布し、その
上に金型を当てて、紫外線を照射して感光性樹脂を硬化
させた後、金型を外す方法（以下、２Ｐ成形法と称す）
も知られている。この２Ｐ成形法は、生産性に優れてい
るうえに、透明基板に無機材料を使用することにより、
製品全体として、無機材料に匹敵する寸法安定性が得ら
れ、さらに塗布膜厚を小さくすれば、無機材料並みの光
学特性が得られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のマイクロレンズ製造法のうち、フォトレジスト等で凸
レンズパターンを形成する方法は、パターン形状のコン
トロールが難しくて、再現性が悪く、またフォトレジス
トの耐久性にも問題がある。また、無機材料で凸レンズ
パターンを形成する方法は生産性が悪い。フレネルレン
ズ形状を描画する方法も、描画時間が長いため、生産性
に欠ける。さらに、ガラス等の無機材料中に屈折率分布
を形成する方法は、イオン交換またはイオン注入に長い
時間を要するために、生産性が悪く、樹脂で屈折率分布
を形成する方法も、条件コントロールが難しくて再現性
が悪いという問題がある。

【００１２】また、上記の各種マイクロレンズのうち、
表面の凹凸構造だけでレンズを形成しているものについ
ては、樹脂を用いた複製が生産性の面で有利である。し
かしながら、全体が樹脂で形成されているような成形品
では、平坦性、熱膨張や吸水膨張に対する寸法安定性、
耐熱性などの面で問題がある。

【００１３】これらに対して、上述の２Ｐ成形法は、以
上のような点を改善することができるものの、次の点で
問題があった。 （１）光通信用の光学素子のうち発光素子アレイや受光
素子アレイ、ＣＣＤ等は、一般に紫外線に対し不透過性
の基板を有しており、それ以外の光学素子、たとえば液
晶パネルも紫外線を均一に透過させ得るものではないか
ら、紫外線を照射して感光性樹脂を硬化させることが困
難である。 （２）ニッケル等の金属製の金型を使用してパターンを
形成する際に、金型と光学素子との精密な位置合わせを
行う必要があるが、金型越しでは位置の確認ができない
ために、精密な位置合わせがしにくい。 （３）ニッケル等の金属の電鋳品で金型を作製する際
に、金属中に応力が残存しやすくて、平坦な表面の金型
を作製することが困難である。 （４）感光性樹脂を硬化し得たとしても、その樹脂を金
型から離型する際に、金型の表面に樹脂が付着しやす
く、そのため、金型の寿命が短くなるだけでなく、製品
そのものに欠陥を発生しやすい。

【００１４】２Ｐ成形法における上記問題点のうち
（１），（３），（４）の問題点は、回折格子、フレネ
ルレンズ、ホログラム、光ディスクなど、平坦な基板の
表面に微細な凹凸からなる所定のパターンが設けられた
光学部品を２Ｐ成形法で成形する場合にも、同様に生じ
る。

【００１５】この発明の目的は、上記問題点に鑑みてな
されたもので、発光素子アレイや液晶パネルのような光
学素子、または回折格子やホログラムの基板のような基
材の上に、紫外線のような特定の光線の照射により、平
坦性に優れ、かつ製品欠陥の少ない光学部品パターンを
生産性よく複製することができる光学部品の製造法と、
それに使用される光学部品複製用母型を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明に係る光学部品の製造法は、表面に所定
のパターンで配列された凹凸を備え、かつ特定の光線に
対する透過性もしくは半透過性を有する母型と、基材と
の間に、未硬化の感光性樹脂を挟み、母型を通した上記
光線の照射によって感光性樹脂を硬化させた後、母型と
硬化した感光性樹脂との間を剥離して、基材上に硬化し
た感光性樹脂からなる光学部品を複製するものである。

【００１７】上記光学部品としては、マイクロレンズ、
フレネルレンズ、回折格子、ホログラム、光ディスクな
どがある。また、上記基材は、発光素子アレイ、受光素
子アレイ、ＣＣＤ、液晶パネルなどの光学素子のほか、
マイクロレンズ、フレネルレンズ、回折格子、ホログラ
ム、光ディスクなどの基板である。上記特定の光線とし
ては、紫外線、可視光線などがあるが、感光性樹脂の取
扱いが容易などの利点から、紫外線が好適である。

【００１８】この第１の発明に係る光学部品複製用母型
は、上述した光学部品の製造法において使用される母型
であって、上記特定の光線に対する透過性もしくは半透
過性を有する材料で形成されている。上記母型の材料は
透明ないし半透明であるのが好ましい。また、母型は、
無機材料からなる基板上に、表面に所定のパターンで配
置された凹凸を有する感光性樹脂を積層した構造とされ
たものが好ましい。

【００１９】また、第２の発明に係る光学部品の製造法
は、表面に所定のパターンで配列された凹凸を備え、か
つ上記凹凸を有する表面に含フッ素有機化合物からなる
離型膜が形成された母型と、基材との間に、未硬化の感
光性樹脂を挟み、特定の光線の照射によって上記感光性
樹脂を硬化させた後、母型と硬化した感光性樹脂との間
を剥離して、基材上に硬化した感光性樹脂からなる光学
部品を複製するものである。

【００２０】この第２の発明に係る光学部品複製用母型
は、上述した光学部品の製造法において使用される母型
である。この母型における離型膜は、有機溶媒に可溶な
材料よりなるものが好適に用いられる。また、上記離型
膜は、含フッ素低分子化合物のプラズマ重合、含フッ素
高分子化合物のスパッタリング、またはＣＶＤ等の真空
成膜法などによって形成することもできる。

【００２１】

【作用および効果】第１の発明に係る光学部品の製造法
によれば、母型として特定の光線に対する透過性もしく
は半透過性を有するものを使用することにより、該母型
と基材との間にはさんだ感光性樹脂に対して、母型を通
して特定の光線を照射して感光性樹脂を硬化させること
が可能となる。したがって、基材として、上記特定の光
線に対して不透過性または不均一な透過性を有するもの
でも使用できるので、基材の材料の自由度が増す。この
ように、基材の種類を問わないことから、複製される製
品の自由度が大きくなる。また、光学部品を基材の上に
形成するから、平坦性に優れた光学部品を製造すること
ができる。さらに、この製造法は２Ｐ成形法であるか
ら、生産性に優れている。

【００２２】第１の発明に係る光学部品複製用母型は、
上記製造法を実施する際にそのまま使用できる。また、
上記母型を透明ないし半透明とした場合、すでに所定の
パターンが形成されている基材に対して、母型を通し
て、基材のパターンを認識できるから、そのパターンと
母型との位置合わせ精度を良好にして紫外線照射をおこ
なうことができる。このように、すでに所定のパターン
が形成されている基材上にも光学部品を複製できるか
ら、基材の自由度がさらに増す。

【００２３】さらに、上記母型を、無機材料からなる基
板上に、凹凸を有する感光性樹脂を積層した構造とすれ
ば、上記基板の存在により、母型の平坦性、寸法安定性
および耐熱性が向上する。

【００２４】第２の発明に係る光学部品の製造法によれ
ば、母型に形成された含フッ素有機化合物からなる離型
膜によって、感光性樹脂の硬化後における母型の離型性
を改善して、金型の寿命を延ばすとともに、製品の欠陥
の発生を抑制することができる。

【００２５】第２の発明に係る光学部品複製用母型は、
第２の発明の製造法を実施する際にそのまま使用でき
る。上記含フッ素有機化合物からなる離型膜を、有機溶
剤に可溶な材料で形成すると、この有機溶媒に溶かした
材料を、母型のパターンを形成する感光性樹脂の凹凸表
面に塗布した後、溶媒を乾燥除去することで、容易に離
型膜を形成することができる。また、含フッ素有機化合
物からなる離型膜を、含フッ素高分子化合物のスパッタ
リング、含フッ素低分子化合物のプラズマ重合、または
ＣＶＤ等の真空成膜法によって形成することにより、精
密に厚みがコントロールされた薄膜を形成できるので、
原盤に忠実なパターン形成が可能になる。

【００２６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。 実施例１ この実施例１は、母型を通した紫外線の照射により、基
材であるＣＣＤエリアセンサーの撮像面上に、光学部品
であるマイクロレンズアレイを形成したものである。図
１は、この実施例１の製造法において使用される母型１
０の一例を示す断面図、図２はこの母型１０を使用して
形成されたマイクロレンズアレイ付きのＣＣＤエリアセ
ンサー４の断面図、図３はその平面図、図４はＣＣＤエ
リアセンサーの作製プロセスを示す図であり、この図４
にしたがって、作製プロセスを説明する。

【００２７】ガラス板８の表面上に、市販のポジ型フォ
トレジストを用いて、図４（ａ）のように、マイクロレ
ンズを設置するＣＣＤエリアセンサーの画素ピッチを考
慮した所定のピッチで円柱状のレジストパターン９Ａを
形成した上、その円柱状のレジストパターン９Ａを軟化
点以上に加熱して流動させることで、同図（ｂ）に示す
ように、上記基板８の表面にほぼ球面状のマイクロレン
ズパターン９Ｂ（原盤）を形成する。

【００２８】このようにして作製されたほぼ球面状のマ
イクロレンズパターン９Ｂ上に、図４（ｃ）に示すよう
に、市販されている紫外線硬化性の液体状の透明な感光
性樹脂２を介して、例えばガラスや石英のような紫外線
透過性を有する無機材料からなる母型用の基板１を押し
付ける。続いて、上記母型用の基板１側から紫外線ＵＶ
を照射して、上記感光性樹脂２を硬化させたのち、その
硬化した感光性樹脂２を上記ガラス板８から剥がすこと
により、図４（ｄ）に示すように、基板１上にマイクロ
レンズパターン（所定のパターン）９Ｂに対応した凹凸
表面２Ａを有する感光性樹脂２を積層した構造のマイク
ロレンズ複製用母型１０を作製する。ここで、感光性樹
脂２の凹凸表面２Ａに付着したレジストはアルカリ水溶
液で処理することにより除去する。

【００２９】このようにして作製されたマイクロレンズ
複製用母型１０の感光性樹脂２の凹凸表面２Ａに、図４
（ｅ）に示すように、有機溶媒に可溶な市販のフッ素樹
脂（サイトップ（ＣＹＴＯＰ）ＣＴＸ−８０５、旭硝子
製）からなる離型膜３をスピンコート法により塗布して
０．１ミクロンの厚さに積層することにより、図１に示
したマイクロレンズ複製用母型１０とする。この母型１
０は無機材料からなる基板１を備えているから、平坦
性、寸法安定性および耐熱性に優れている。

【００３０】次に、図４(f) に示すように、マイクロレ
ンズ複製用母型１０と、基材であるＣＣＤエリアセンサ
ー４の撮像面４ａとの間に、液体状の感光性樹脂１１を
はさみ、顕微鏡を用いて、各レンズ部１１ａとＣＣＤエ
リアセンサー４の基板４Ａの表層部に形成された各画素
受光部５および非受光部６との位置合わせをおこなった
後、マイクロレンズ複製用母型１０を通して紫外線ＵＶ
を照射し、上記感光性樹脂１１を硬化させる。このと
き、上記位置合わせは、従来のように金型越しではな
く、透明な母型１０を通して行っているから、位置合せ
の精度が向上する。

【００３１】その後、マイクロレンズ複製用母型１０と
硬化した感光性樹脂１１の間を剥離することにより、図
２および図３に示すように、撮像面４ａ上に硬化した感
光性樹脂からなるマイクロレンズアレイ７（光学部品の
一例）が複製されたＣＣＤエリアセンサー４を作製す
る。

【００３２】このとき、上記マイクロレンズ複製用母型
１０の感光性樹脂２の凹凸表面２Ａには含フッ素有機化
合物からなる離型膜３が積層されているので、母型１０
は容易に離型し、その離型膜３に損傷を発生しないの
で、母型１０の寿命が延ばされるとともに、製品である
ＣＣＤエリアセンサー４に欠陥が発生しない。このよう
にして作製されたＣＣＤエリアセンサー４においては、
パターン化されたレンズアレイ７の存在により感度の向
上を図ることができる。

【００３３】また、上記含フッ素有機化合物からなる離
型膜３は、有機溶剤に可溶な材料で形成されているか
ら、有機溶媒に溶かした材料を、母型１０のパターンを
形成する感光性樹脂２の凹凸表面に塗布した後、溶媒を
乾燥除去することで、容易に離型膜３を形成することが
できる。さらに、照射光として紫外線を用いているの
で、可視光線を用いる場合と比較して、感光性樹脂の取
扱いが容易になる利点もある。

【００３４】なお、上記実施例１では、ＣＣＤエリアセ
ンサー４の製造法について説明したが、ＣＣＤラインセ
ンサーの製造に適用してもよい。

【００３５】実施例２ この実施例２は、母型を通した紫外線の照射により、基
材である液晶パネルの上に、光学部品であるマイクロレ
ンズアレイを形成したものである。図５は、この実施例
２の製造法において使用される母型１０を示す断面図、
図６はその母型１０を使用して形成されたマイクロレン
ズアレイ付きの液晶パネル体２６Ａ、図７はその液晶パ
ネル体２６Ａの作製プロセスを示す図であり、この図７
にしたがって、作製プロセスを説明する。

【００３６】ガラス板８の表面上に、メチルメタクリレ
ートと２−ブテニルメタクリレートの共重合体とｍ−ベ
イゾイルベンゾフェノンの混合物よりなる特殊感光性樹
脂膜（図示せず）を形成し、マイクロレンズを設置する
液晶パネルの画素ピッチを考慮した所定のピッチで円形
開口部を有するフォトマスク（図示せず）を介して露光
し、真空加熱することにより未反応のｍ−ベイゾイルベ
ンゾフェノンを除去する。このようにして図７(a) に示
すような凸レンズ状のマイクロレンズパターン２３（原
盤）を形成する。

【００３７】このようにして作製された凸レンズ状のマ
イクロレンズパターン２３上に、フッ素含有高分子化合
物であるテフロン樹脂をターゲットとするスパッタリン
グを行うことにより、図７(b) に示すように、上記凸レ
ンズ状のマイクロレンズパターン２３上に離型膜として
のテフロンスパッタリング膜１２を形成する。

【００３８】ついで、図７（ｃ）に示すように、上記テ
フロンスパッタリング膜１２上に、市販されている紫外
線硬化性の液体状の感光性樹脂２を介して、例えばガラ
スや石英のような無機材料からなる母型用の基板１を押
し付ける。続いて、上記母型用の基板１側から紫外線Ｕ
Ｖを照射して、上記感光性樹脂２を硬化させたのち、そ
の硬化した感光性樹脂２を上記テフロンスパッタリング
膜１２から剥離することにより、図７（ｄ）に示すよう
に、ガラス基板１上にマイクロレンズパターンに対応し
た凹レンズ状のパターン表面２Ａを有する感光性樹脂２
を積層した構造のマイクロレンズ複製用母型１０を作製
する。

【００３９】このようにして作製されたマイクロレンズ
複製用母型１０の感光性樹脂２の凹レンズ状パターン表
面２Ａに、テフロン樹脂８（高分子化合物）をターゲッ
トとするスパッタリングをおこなって、図７（ｅ）に示
すような離型膜としてのテフロンスパッタリング膜１３
を厚さ５００オングストロームに形成して、図５に示す
ようなマイクロレンズ複製用母型１０とする。このよう
なスパッタリング膜１３は、精密に厚みをコントロール
できるから、上記パターン表面２Ａの形状を歪めること
がなく、したがって、原盤に忠実なパターンが維持され
る。

【００４０】次に、図７(f) に示すように、マイクロレ
ンズ複製用母型１０と、基材である液晶パネル２６の光
入射面２６ａとの間に、液体状の感光性樹脂１４をはさ
み、顕微鏡を用いて各レンズ部１４ａと液晶パネル２６
の画素電極２０およびＴＦＴ１９との位置合わせをおこ
なった後、マイクロレンズ複製用母型１０を通して紫外
線ＵＶを照射し、上記感光性樹脂１４を硬化させる。

【００４１】つぎに、マイクロレンズ複製用母型１０
を、硬化した感光性樹脂１４に対し、上記テフロンスパ
ッタリング膜１３から離型することにより、母型１０を
容易に離型させて、図７(g) に示すように、上側透明絶
縁基板１５、共通電極１６、ブラックマトリクス１７、
液晶１８、ＴＦＴ１９および画素電極２０、下側透明絶
縁基板２１、および下側偏光板２２からなり、その上側
透明絶縁基板１５上にマイクロレンズアレイ７が複製さ
れた液晶パネル体２６Ａを作製する。

【００４２】その後、上記液晶パネル体２６Ａのマイク
ロレンズアレイ７上に、図６のように、上側偏光板２５
および光源２４をそれぞれ積層することで、所定の液晶
パネル２６を組立てる。このようにして作製された液晶
パネル２６においては、マイクロレンズアレイ７の存在
により、該液晶パネル２６の表示の明るさを向上するこ
とができる。

【００４３】なお、上記実施例２においては、液晶パネ
ル２６上にマイクロレンズアレイパターンを形成したも
ので説明したが、透明画素電極２０とブラックマトリク
ス１７のみを形成したガラス基板上にマイクロレンズア
レイパターンを形成したのち、液晶パネルの組立をおこ
なっても、また、上側偏光板２５の上にマイクロレンズ
アレイパターンを形成してもよい。

【００４４】実施例３．この実施例３は、基材であるガ
ラス基板を通した紫外線の照射により、このガラス基板
上に、光学部品である回折格子を形成したものであり、
母型の離型膜は有機溶媒に可溶な材料で形成している。
図８はこの実施例３の製造法において使用される母型１
０を示し、図９はこの母型１０を使用した回折格子の作
製プロセスを示す。

【００４５】図９（ａ）において、母型用ガラス板１上
に、メチルメタクリレートと２−ブテニルメタクリレー
トの共重合体とｍ−ベンゾイルベンゾフェノンとの混合
物よりなる特殊感光性樹脂膜２を、スピンコート法によ
って厚さ２ミクロンに形成し、３０μｍのピッチで配列
された一次元の線状の開口部を有するフォトマスク（図
示せず）を介して露光し、真空加熱することによって未
反応のｍ−ベンゾイルベンゾフェノンを除去した。これ
により、ピッチが３０μｍで段差が０．５μｍの一次元
の回折格子パターンが形成できた。

【００４６】このパターン面に、図９（ｂ）に示すよう
に、有機溶媒に可溶な市販のフッ素系樹脂（サイトップ
ＣＴＸ−８０５、旭硝子製）からなる離型膜３を、スピ
ンコート法によって０．１μｍの厚さに塗布し、１５０
℃で２時間加熱して乾燥した。これによって、母型１０
が作製できた。

【００４７】つづいて、図９（ｃ）に示すように、母型
１０と基材であるガラス基板３０との間に、２Ｐ用感光
性樹脂１１（アロニックスＭ−２１０／アロニックスＭ
−１５０＝８０／２０（東亜合成製）に、イルガキュア
６５１（チバガイギー製）を３重量％添加したもの）を
挟み、母型１０側からではなく、ガラス基板３０側から
紫外線を照射し、感光性樹脂１１を硬化させた。

【００４８】樹脂１１の硬化後に、図９（ｄ）に示すよ
うに、母型１０を外して、光学製品である回折格子４０
を取り出した。その際、母型１０は容易に離形し、母型
１０上のフッ素系樹脂膜３にも損傷は認められなかっ
た。その後、同じ母型１０を用いて複製を繰り返し、１
００回の複製を作製することができた。以上のようにし
て作製された複製の格子段差は０．４８μｍであり、１
枚目も１００枚目も同一であった。

【００４９】実施例４．この実施例４は、基材であるガ
ラス基板を通した紫外線の照射により、このガラス基板
上に、光学部品である回折格子を形成したものであり、
母型の離型膜はスパッタリングにより形成している。図
１０はこの実施例４の製造法において使用される母型１
０を示し、図１１はこの母型１０を使用した回折格子の
作製プロセスを示す。

【００５０】図１１（ａ）に示すように、ガラス板３１
上に市販のポジ型フォトレジスト３２の膜をスピンコー
ト法によって厚さ０．５μｍに形成し、５μｍのピッチ
で配列された一次元の線状の開口部を有するフォトマス
ク（図示せず）を介して露光し、アルカリ現像液を用い
て現像し、段差０．４９μｍの回折格子パターンを形成
した。

【００５１】こうしてできたパターン上に、図１１
（ｂ）に示すように、実施例３の２Ｐ用感光性樹脂１１
と同じ市販の２Ｐ用感光樹脂２を介して母型用ガラス板
１を押し付けた。続いて、母型用ガラス板１側から紫外
線を照射して樹脂２を硬化させた後、図１１（ｃ）に示
すように、感光性樹脂面をフォトレジスト面から剥す。
感光性樹脂２の表面に付着したフォトレジストはアルカ
リ性水溶液で処理することによって除去した。

【００５２】この感光性樹脂２の凹凸面２Ａ上に、図１
１（ｄ）に示すように、含フッ素高分子化合物であるテ
フロン樹脂をターゲットとしたスパッタリングによっ
て、厚さ５００オングストロームのテフロンスパッタリ
ング膜（離型膜）１３を形成した。これによって母型１
０が作製できた。

【００５３】つづいて、図１１（ｅ）に示すように、母
型１０とガラス基板３０の間に、実施例３と同じ２Ｐ用
感光性樹脂１１を挟み、ガラス基板３０側から紫外線を
照射し、感光性樹脂１１を硬化させた。樹脂１１の硬化
後に、図１１（ｆ）に示すように、母型１０を外して回
折格子４０を取り出した。その際、母型１０は容易に離
型し、母型１０上のスパッタリング膜３にも損傷は認め
られなかった。その後、同じ母型１０を用いて複製を繰
り返し、１００回の複製を作製することができた。以上
のようにして作製された複製の格子段差は０．４９μｍ
であり、１枚目も１００枚目も同一であった。

【００５４】実施例５．この実施例５は、基材であるガ
ラス基板を通した紫外線の照射により、このガラス基板
上に、光学部品である回折格子を形成したものであり、
母型の離型膜はプラズマ重合によって形成している。こ
の実施例５の製造法において使用される母型、およびこ
の母型を使用した回折格子の作製プロセスは、ぞれぞれ
図８、図９に示したものと同様である。

【００５５】図９（ａ）において、母型用ガラス板１上
に、メチルメタクリレートと２−ブテニルメタクリレー
トの共重合体とｍ−ベンゾイルベンゾフェノンとの混合
物よりなる特殊感光性樹脂膜２を、スピンコート法によ
って厚さ２ミクロンに形成し、１００μｍのピッチで配
列された二次元の矩形状の開口部を有するフォトマスク
（図示せず）を介して露光し、真空加熱することによっ
て未反応のｍ−ベンゾイルベンゾフェノンを除去した。
これにより、ピッチが１００μｍで段差が０．５μｍの
二次元の回折格子パターンが形成できた。

【００５６】このパターン面に、真空槽の中に含フッ素
低分子化合物であるヘキサフルオロプロピレンを流しな
がら高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、図９
（ｂ）に示すように、厚さ５００オングストロームの含
フッ素プラズマ重合膜（離型膜）３Ａを形成した。これ
によって、母型１０が作製できた。

【００５７】つづいて、図９（ｃ）に示すように、母型
１０と基材であるガラス基板３０との間に、実施例３と
同じ２Ｐ用感光性樹脂１１を挟み、ガラス基板３０側か
ら紫外線を照射し、感光性樹脂１１を硬化させた。

【００５８】樹脂１１の硬化後に、図９（ｄ）に示すよ
うに、母型１０を外して、光学製品である二次元回折格
子４０Ａを取り出した。その際、母型１０は容易に離型
し、母型１０上のプラズマ重合膜３Ａにも損傷は認めら
れなかった。その後、同じ母型１０を用いて複製を繰り
返し、１００回の複製を作製することができた。以上の
ようにして作製された複製の格子段差は０．４９μｍで
あり、１枚目も１００枚目も同一であった。また、この
ようなプラズマ重合膜３Ａは、精密に厚みをコントロー
ルできるから、母型１０のパターン表面２Ａの形状を歪
めることがなく、したがって、原盤に忠実なパターンが
維持される。

【００５９】なお、上記実施例１および２において、母
型１０の基板１はガラスとしたが、紫外線がある程度以
上に透過するもの、つまり、半透過性のものであっても
よい。用途によっては、紫外線透過性および寸法安定性
がガラスよりも優れた石英を基板１に用いてもよい。基
板１と感光性樹脂２とからなる母型１０の透明性につい
ても、位置合せ精度に大きな悪影響を及ぼさない程度の
半透明なものとしてもよい。

【００６０】上記実施例３〜５においては、紫外線を基
材であるガラス基板３０側から照射したが、母型１０側
から照射してもよい。ただし、これら実施例３〜５のよ
うにガラス基板３０側から照射する場合、母型１０は紫
外線不透過性の材料で形成してもよいことは言うまでも
ない。

【００６１】上記各実施例においては、最初の原盤を作
製するのに、市販のポジ型のフォトレジスト（実施例
１，４）あるいは特殊感光性樹脂膜（実施例２，３，
５）を使用したが、光パターンの形成が可能であれば、
その使用材料は特に限定されない。

【００６２】さらに、上記各実施例１〜５において作製
されたマイクロレンズ複製用母型１０は、それ自体を母
型として、さらに複数の母型の作製に使用することも可
能である。

【００６３】また、上記各実施例１〜５では、ＣＣＤエ
リアセンサー、液晶パネル、またはガラス基板を基材と
して、この基材の上に、光学部品であるマイクロレンズ
または回折格子を形成したが、この発明は、光通信用の
発光素子アレイ、光ファイバーアレイ、受光素子アレイ
などの各種の基材に対するマイクロレンズパターンやフ
レネルレンズパターンの形成、または、ガラス基板のよ
うな基材の上にマイクロレンズ、フレネルレンズ、回折
格子、ホログラム、光ディスクなどを形成するのにも利
用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係る光学部品の製造法
において使用される母型の一例を示す断面図である。

【図２】図１に示す母型を使用して形成されたマイクロ
レンズアレイパターン付きのＣＣＤエリアセンサーの断
面図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】ＣＣＤエリアセンサーの作製プロセスを示す図
である。

【図５】第２実施例に係る光学部品の製造法において使
用される母型の一例を示す断面図である。

【図６】図５に示す母型を使用して形成されたマイクロ
レンズアレイパターン付きの液晶パネルの断面図であ
る。

【図７】液晶パネルの作製プロセスを示す図である。

【図８】第３および第５実施例に係る光学部品の製造法
において使用される母型の一例を示す断面図である。

【図９】図８に示す母型を使用した回折格子の作製プロ
セスを示す図である。

【図１０】第４実施例に係る光学部品の製造法において
使用される母型の一例を示す断面図である。

【図１１】図１０に示す母型を使用した回折格子の作製
プロセスを示す図である。

【符号の説明】

１…母型用の基板、２…感光性樹脂、２Ａ…凹凸表面、
３，３Ａ，１３…離型膜、４…ＣＣＤエリアセンサー
（基材）、７…マイクロレンズアレイ、９Ｂ，２３…マ
イクロレンズパターン、１０…マイクロレンズ複製用母
型、１１…未硬化の感光性樹脂、１４…液晶パネル（基
材）。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に所定のパターンで配列された凹凸
   を備え、かつ特定の光線に対する透過性もしくは半透過
   性を有する母型と、基材との間に、未硬化の感光性樹脂
   を挟み、母型を通した上記特定の光線の照射によって上
   記感光性樹脂を硬化させた後、母型と硬化した感光性樹
   脂との間を剥離して、基材上に硬化した感光性樹脂から
   なる光学部品を複製することを特徴とする光学部品の製
   造法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光学部品の製造法にお
   いて使用される母型であって、上記特定の光線に対する
   透過性もしくは半透過性を有する材料からなる光学部品
   複製用母型。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の母型において、上記材
   料が透明ないし半透明である光学部品複製用母型。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の母型におい
   て、無機材料からなる基板上に、表面に所定のパターン
   で配置された凹凸を有する感光性樹脂を積層した構造で
   ある光学部品複製用母型。
5. 【請求項５】 表面に所定のパターンで配列された凹凸
   を備え、かつ上記凹凸を有する表面に含フッ素有機化合
   物からなる離型膜が形成された母型と、基材との間に、
   未硬化の感光性樹脂を挟み、特定の光線の照射によって
   上記感光性樹脂を硬化させた後、母型と硬化した感光性
   樹脂との間を剥離して、基材上に硬化した感光性樹脂か
   らなる光学部品を複製することを特徴とする光学部品の
   製造法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の光学部品の製造法にお
   いて使用される光学部品複製用母型。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の母型において、上記含
   フッ素有機化合物からなる離型膜が、有機溶媒に可溶な
   材料よりなる光学部品複製用母型。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の母型おいて、上記含フ
   ッ素有機化合物からなる離型膜が、含フッ素高分子化合
   物のスパッタリングによって形成されている光学部品複
   製用母型。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の母型おいて、上記含フ
   ッ素有機化合物からなる離型膜が、含フッ素低分子化合
   物のプラズマ重合によって形成されている光学部品複製
   用母型。
10. 【請求項１０】 請求項１または５に記載の製造法にお
    いて、上記特定の光線が紫外線である光学部品の製造
    法。