JP2000218655A - Method for manufacturing mold for forming microlens array - Google Patents
Method for manufacturing mold for forming microlens arrayInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各レンズの曲率の変動を生じないマイクロレ
ンズアレイ形成用金型を提供する。
【解決手段】 マイクロレンズアレイ形成用金型の製造
方法は、貫通孔１ａを含む蜂の巣状板１を形成し、所定
の硬化収縮率と所定の粘性を有する液状樹脂２ａを貫通
孔１ａの各々内に含ませ、その液状樹脂２ａを硬化収縮
させることによって貫通孔の各々において硬化樹脂の凹
型自由表面を形成し、複数の凹型自由表面領域を含めて
蜂の巣状板１の主表面を覆うように金属層を厚くめっき
することによって、それらの凹型表面領域が逆転写され
た凸型表面領域の配列を含む金型３Ａを形成することを
特徴としている。
(57) [Problem] To provide a mold for forming a microlens array which does not cause a variation in curvature of each lens. A method of manufacturing a microlens array forming mold includes forming a honeycomb plate (1) including a through-hole (1a) and placing a liquid resin (2a) having a predetermined curing shrinkage rate and a predetermined viscosity in each of the through-holes (1a). And the liquid resin 2a is hardened and contracted to form a concave free surface of the cured resin in each of the through holes, and the metal is formed so as to cover the main surface of the honeycomb plate 1 including a plurality of concave free surface areas. It is characterized in that the mold 3A is formed by plating the layer thickly, including the arrangement of the convex surface areas whose concave surface areas are reverse-transferred.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズア
レイの製造方法に関連し、特にマイクロレンズアレイ形
成用金型の製造方法に関するものである。The present invention relates to a method for manufacturing a microlens array, and more particularly to a method for manufacturing a mold for forming a microlens array.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７において、特開平７−１４９５２８
に開示されたマイクロレンズアレイ形成用金型の製造方
法が概略的な断面図で図解されている。2. Description of the Related Art FIG.
Is illustrated in a schematic cross-sectional view of a method for manufacturing a mold for forming a microlens array disclosed in US Pat.
【０００３】まず図７（Ａ）では、たとえばＷＣを主成
分とする硬質焼結合金材料からなる基台１０上に、金型
層１１が形成される。金型層１１としては、たとえばＰ
ｔ−Ｉｒ合金層がスパッタリング法によって形成され得
る。金型層１１上には、フォトレジスト層１２が塗布さ
れる。フォトレジスト層１２上には、規則的に配列され
た小さな開口１３ａを含むフォトマスク１３が配置され
る。そして、レジスト層１２は、フォトマスク１３の開
口１３ａを介して光照射される。First, in FIG. 7A, a mold layer 11 is formed on a base 10 made of a hard sintered alloy material containing, for example, WC as a main component. As the mold layer 11, for example, P
The t-Ir alloy layer can be formed by a sputtering method. On the mold layer 11, a photoresist layer 12 is applied. On the photoresist layer 12, a photomask 13 including small openings 13a arranged regularly is arranged. Then, the resist layer 12 is irradiated with light through the opening 13 a of the photomask 13.
【０００４】図７（Ｂ）において、マスク１３を介して
露光されたレジスト層１２が現像されて、マスク１３の
開口１３ａに対応した開口１２ａが形成される。金型層
１１は、レジスト層１２の開口１２ａを介して、Ａｒ+
イオンビームによって所定深さまでドライエッチングさ
れる。[0004] In FIG. 7 (B), the resist layer 12 exposed through the mask 13 is developed to form an opening 12 a corresponding to the opening 13 a of the mask 13. The mold layer 11 is provided with Ar + through an opening 12a of the resist layer 12.
Dry etching is performed to a predetermined depth by the ion beam.
【０００５】図７（Ｃ）において、ドライエッチング後
に残存するレジスト層１２を除去することによって、レ
ジスト層１２の開口１２ａに対応した複数の孔１１ａの
規則的な配列を含む金型１０，１１が得られる。[0005] In FIG. 7 (C), by removing the resist layer 12 remaining after the dry etching, the molds 10 and 11 including a regular arrangement of a plurality of holes 11 a corresponding to the openings 12 a of the resist layer 12 are formed. can get.
【０００６】図８には、図７（Ｃ）に示されているよう
な金型１０，１１が斜視図で表わされている。FIG. 8 is a perspective view of the dies 10, 11 as shown in FIG. 7 (C).
【０００７】図９においては、図８に示されているよう
な金型を利用してマイクロレンズアレイを形成する方法
が断面図で図解されている。この方法において、マイク
ロレンズアレイ形成用金型１０，１１に加えて平金型１
４，１５が用いられる。この平金型は、マイクロレンズ
アレイ形成用金型の基台１０および金型層１１にそれぞ
れ対応して、同じ材料で形成された基材１４および平金
型層１５を含んでいる。FIG. 9 is a sectional view illustrating a method for forming a microlens array using a mold as shown in FIG. In this method, the flat mold 1 is used in addition to the molds 10 and 11 for forming the microlens array.
4, 15 are used. This flat mold includes a base material 14 and a flat mold layer 15 made of the same material, corresponding to the base 10 and the mold layer 11 of the mold for forming a microlens array, respectively.
【０００８】平金型層１５上には加熱されて軟化させら
れたガラス板１６が配置され、ガラス板１６の上面には
マイクロレンズアレイ形成用金型層１１が押圧される。
このとき、金型層１１の各孔１１ａ内にガラス板１６が
部分的に押し込まれ、各孔１１ａごとに凸型マイクロレ
ンズ１６ａが形成される。その結果、複数のマイクロレ
ンズ１６ａが規則的に配列されたガラス製マイクロレン
ズアレイが得られる。A heated and softened glass plate 16 is disposed on the flat mold layer 15, and the microlens array forming mold layer 11 is pressed against the upper surface of the glass plate 16.
At this time, the glass plate 16 is partially pressed into each hole 11a of the mold layer 11, and a convex microlens 16a is formed for each hole 11a. As a result, a glass microlens array in which a plurality of microlenses 16a are regularly arranged is obtained.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】図９に示されているよ
うな金型を用いてガラス製マイクロレンズアレイを形成
する場合、ガラス板１６上に形成される凸レンズ１６ａ
の形状は、加熱によるガラス板１６の軟化度、表面張
力、および金型の押圧力などに依存して変化する。When a glass microlens array is formed using a mold as shown in FIG. 9, a convex lens 16a formed on a glass plate 16 is formed.
Changes depending on the degree of softening of the glass plate 16 due to heating, the surface tension, the pressing force of the mold, and the like.
【００１０】したがって、加工されるガラス板ごとに金
型の押圧力が変動すれば、それに伴ってマイクロレンズ
アレイ板ごにとレンズの形状が変動することになる。Therefore, if the pressing force of the mold fluctuates for each glass plate to be processed, the shape of the lens varies for each microlens array plate.
【００１１】また、１枚のガラス板の加工においても、
局所的な温度分布の変動が存在すれば、１枚のマイクロ
レンズアレイに含まれるレンズの形状が場所に依存して
変動することになる。In processing a single glass plate,
If there is a local variation in the temperature distribution, the shape of the lens included in one microlens array will vary depending on the location.
【００１２】そこで、本発明は、このような問題を生じ
ることのないマイクロレンズアレイ形成用金型を製造す
る方法を提供することを目的としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a mold for forming a microlens array which does not cause such a problem.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様によ
るマイクロレンズアレイ形成用金型の製造方法において
は、規則的に配列された複数の小さな貫通孔を含む蜂の
巣状板を形成し、所定の硬化収縮率と所定の粘性を有す
る液体状樹脂を貫通孔の各々内に含ませ、液体状樹脂を
硬化収縮させることによって貫通孔の各々において硬化
樹脂の凹型自由表面を形成し、複数の小さな凹型表面領
域を含めて蜂の巣状板の主表面を覆うように気相堆積に
よってめっき用金属電極層を形成し、めっき用電極層上
に厚くめっきすることによって凹型表面領域が逆転写さ
れた複数の小さな凸型表面領域の配列を含む金型を形成
することを特徴としている。According to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a mold for forming a microlens array, comprising forming a honeycomb-shaped plate including a plurality of small through holes arranged regularly. A liquid resin having a curing shrinkage rate and a predetermined viscosity is included in each of the through holes, and a concave free surface of the cured resin is formed in each of the through holes by curing and shrinking the liquid resin. A metal electrode layer for plating is formed by vapor deposition so as to cover the main surface of the honeycomb plate including the concave surface area, and a plurality of concave surface areas are reverse-transferred by thickly plating on the electrode layer for plating. It is characterized in that a mold including an array of small convex surface areas is formed.
【００１４】本発明のもう１つの態様によるマイクロレ
ンズアレイ形成用金型の製造方法においては、規則的に
配列された複数の小さな貫通孔を含む蜂の巣状板を形成
し、所定の粘性を有する液体状樹脂を貫通孔の各々内に
含ませ、すべての貫通孔内の液体状樹脂の一方の自由表
面と他方の自由表面との間にガス圧差を生じさせること
によって一方と他方の自由表面をそれぞれ凹型表面と凸
型表面にした状態で樹脂を硬化させ、複数の小さな凹型
または凸型表面領域を含めて蜂の巣状板の主表面を覆う
ように気相堆積によってめっき用金属電極層を形成し、
めっき用電極層上に厚くめっきすることによって凹型ま
たは凸型表面領域が逆転写された複数の小さな凸型また
は凹型表面領域の配列を含む金型を形成することを特徴
としている。In a method for manufacturing a mold for forming a microlens array according to another aspect of the present invention, a honeycomb plate including a plurality of small through holes arranged regularly is formed, and a liquid having a predetermined viscosity is formed. Resin is contained in each of the through-holes, and a gas pressure difference is generated between one free surface and the other free surface of the liquid resin in all the through-holes so that one and the other free surfaces are respectively formed. Curing the resin in the state of the concave surface and the convex surface, forming a metal electrode layer for plating by vapor deposition to cover the main surface of the honeycomb plate, including a plurality of small concave or convex surface areas,
The present invention is characterized in that a metal mold including an array of a plurality of small convex or concave surface regions to which a concave or convex surface region is reverse-transferred is formed by plating thickly on an electrode layer for plating.
【００１５】本発明のさらに他の態様によるマイクロレ
ンズアレイ形成用金型の製造方法においては、規則的に
配列された複数の小さな貫通孔を含む蜂の巣状板を形成
し、その蜂の巣状板の１主面に導電性膜の第１主面を密
着させ、その膜の第１主面側に比べて第２主面側のガス
圧を相対的に大きくすることによる膜の局所的な塑性変
形によって膜の第２主面上で貫通孔に対応して複数の小
さな凹型表面領域を形成し、膜の第２主面上に厚くめっ
きすることによって凹型表面領域が逆転写された複数の
小さな凸型表面領域の配列を含む金型を形成することを
特徴としている。In a method of manufacturing a mold for forming a microlens array according to still another aspect of the present invention, a honeycomb plate including a plurality of small through holes arranged regularly is formed, and one of the honeycomb plates is formed. The first principal surface of the conductive film is brought into close contact with the principal surface, and the gas pressure on the second principal surface side is relatively increased as compared with the first principal surface side of the film, thereby causing local plastic deformation of the film. Forming a plurality of small concave surface regions corresponding to the through holes on the second main surface of the film, and a plurality of small convex shapes having the concave surface regions reverse-transferred by thickly plating on the second main surface of the film; It is characterized in that a mold including an array of surface regions is formed.
【００１６】本発明のさらに他の態様によるマイクロレ
ンズアレイ形成用金型の製造方法においては、規則的に
配列された複数の小さな貫通孔を含む蜂の巣状板を形成
し、所定の硬化収縮率と所定の粘性を有する液体状樹脂
を貫通孔の各々内に含ませ、液体状樹脂を硬化収縮させ
ることによって貫通孔の各々において硬化樹脂の凹型自
由表面を形成し、複数の小さな凹型表面領域を含めて蜂
の巣状板の主表面を覆うように気相堆積によってめっき
用金属電極層を形成し、めっき用電極層上に厚くめっき
することによって凹型表面領域が逆転写された複数の小
さな凸型表面領域の配列を含む放電加工用電極を形成
し、放電加工用電極を用いて高融点の金属または合金の
表面を加工することによって、放電加工用電極の凸型表
面領域が逆転写された複数の小さな凹型表面領域の配列
を含む金型を形成することを特徴としている。In a method of manufacturing a mold for forming a microlens array according to still another aspect of the present invention, a honeycomb plate including a plurality of regularly arranged small through holes is formed, and a predetermined curing shrinkage rate and A liquid resin having a predetermined viscosity is included in each of the through holes, and the liquid resin is cured and contracted to form a concave free surface of the cured resin in each of the through holes, including a plurality of small concave surface areas. A metal electrode layer for plating is formed by vapor deposition so as to cover the main surface of the honeycomb plate, and a plurality of small convex surface areas in which the concave surface area is reverse-transferred by thickly plating on the electrode layer for plating. The convex surface area of the EDM electrode is reverse-transferred by forming an EDM electrode containing an array of electrodes and machining the surface of the high melting point metal or alloy using the EDM electrode. It is characterized by forming a mold that includes a sequence of a plurality of small concave surface region.
【００１７】本発明のさらに他の態様によるマイクロレ
ンズアレイ形成用金型の製造方法においては、規則的に
配列された複数の小さな貫通孔を含む蜂の巣状板を形成
し、所定の粘性を有する液体状樹脂を貫通孔の各々内に
含ませ、すべての貫通孔内の液体状樹脂の一方の自由表
面と他方の自由表面との間にガス圧差を生じさせること
によって一方と他方の自由表面をそれぞれ凹型表面と凸
型表面にした状態で樹脂を硬化させ、複数の小さな凹型
または凸型表面領域を含めて蜂の巣状板の主表面を覆う
ように気相堆積によってめっき用金属電極層を形成し、
めっき用電極層上に厚くめっきすることによって凹型ま
たは凸型表面領域が逆転写された複数の小さな凸型また
は凹型表面領域の配列を含む放電加工用電極を形成し、
その放電加工用電極を用いて高融点の金属または合金の
表面を加工することによって、放電加工用電極の凸型ま
たは凹型表面領域が逆転写された複数の小さな凹型また
は凸型表面領域の配列を含む金型を形成することを特徴
としている。In a method of manufacturing a mold for forming a microlens array according to still another aspect of the present invention, a honeycomb plate including a plurality of regularly arranged small through holes is formed, and a liquid having a predetermined viscosity is formed. Resin is contained in each of the through-holes, and a gas pressure difference is generated between one free surface and the other free surface of the liquid resin in all the through-holes so that one and the other free surfaces are respectively formed. Curing the resin in the state of the concave surface and the convex surface, forming a metal electrode layer for plating by vapor deposition to cover the main surface of the honeycomb plate, including a plurality of small concave or convex surface areas,
Forming an electric discharge machining electrode including an array of a plurality of small convex or concave surface areas where the concave or convex surface area is reverse-transferred by plating thickly on the plating electrode layer,
By processing the surface of the metal or alloy having a high melting point using the electric discharge machining electrode, an array of a plurality of small concave or convex surface areas on which the convex or concave surface area of the electric discharge machining electrode is reverse-transferred. It is characterized by forming a mold including the same.
【００１８】本発明のさらに他の態様によるマイクロレ
ンズアレイ形成用金型の製造方法においては、規則的に
配列された複数の小さな貫通孔を含む蜂の巣状板を形成
し、その蜂の巣状板の１主面に導電性膜の第１主面を密
着させ、その膜の第１主面側に比べて第２主面側のガス
圧を相対的に大きくすることによる膜の局所的な塑性変
形によって膜の第２主面上で貫通孔に対応して複数の小
さな凹型表面領域を形成し、膜の第２主面上に厚くめっ
きすることによって凹型表面領域が逆転写された複数の
小さな凸型表面領域の配列を含む放電加工用電極を形成
し、この放電加工用電極を用いて高融点の金属または合
金の表面を加工することによって、放電加工用電極の凸
型表面領域が逆転写された複数の小さな凹型表面領域の
配列を含む金型を形成することを特徴としている。In a method of manufacturing a mold for forming a microlens array according to still another aspect of the present invention, a honeycomb plate including a plurality of small through holes arranged regularly is formed, and one of the honeycomb plates is formed. The first principal surface of the conductive film is brought into close contact with the principal surface, and the gas pressure on the second principal surface side is relatively increased as compared with the first principal surface side of the film, thereby causing local plastic deformation of the film. Forming a plurality of small concave surface regions corresponding to the through holes on the second main surface of the film, and a plurality of small convex shapes having the concave surface regions reverse-transferred by thickly plating on the second main surface of the film; A convex surface area of the electric discharge machining electrode was reverse-transferred by forming an electric discharge machining electrode including an array of surface areas and processing the surface of a high melting point metal or alloy using the electric discharge machining electrode. A mold containing an array of multiple small concave surface areas It is characterized in that formed.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】図１において、本発明の１つの実
施の形態によるマイクロレンズアレイ形成用金型の製造
方法が、概略的に図解されている。図１（Ａ）は一部切
断斜視図を表わし、図１（Ｂ）〜（Ｄ）は断面図を表わ
している。FIG. 1 schematically illustrates a method for manufacturing a mold for forming a microlens array according to one embodiment of the present invention. FIG. 1A is a partially cut perspective view, and FIGS. 1B to 1D are sectional views.
【００２０】まず図１（Ａ）では、規則的に配列された
複数の小さな貫通孔１ａを含む蜂の巣状板１が用意され
る。このような蜂の巣状板１は、周知のフォトリソグラ
フィまたはＸ線リソグラフィを利用して、金属、セラミ
ックス、樹脂などの材料で形成され得る。また、マイク
ロレンズアレイの使用目的などに応じて、貫通孔１ａの
形状や寸法や配列が種々に変更され得ることは言うまで
もない。First, in FIG. 1A, a honeycomb plate 1 including a plurality of small through holes 1a arranged regularly is prepared. Such a honeycomb plate 1 can be formed of a material such as a metal, a ceramic, or a resin by using well-known photolithography or X-ray lithography. Needless to say, the shape, dimensions, and arrangement of the through holes 1a can be variously changed according to the purpose of use of the microlens array.
【００２１】図１（Ｂ）において、蜂の巣状板１の各貫
通孔１ａの各々は、所定の硬化収縮率と所定の粘性を有
する液体状樹脂２ａで満たされる。このような樹脂２ａ
としては、たとえば、５〜２０％の硬化収縮率と１万ｃ
ｐｓ以下の粘度を有するエポキシ系樹脂やアクリル系樹
脂などが用いられ得る。In FIG. 1B, each through hole 1a of the honeycomb plate 1 is filled with a liquid resin 2a having a predetermined curing shrinkage and a predetermined viscosity. Such a resin 2a
For example, a curing shrinkage of 5 to 20% and 10,000 c
An epoxy resin or an acrylic resin having a viscosity of ps or less may be used.
【００２２】図１（Ｃ）においては、蜂の巣状板１の各
貫通孔１ａ内の液体状樹脂２ａが硬化収縮させられて、
小さな円柱状の硬化樹脂２Ａになる。円柱状樹脂２Ａの
上面と下面は、硬化時の収縮によって、凹型自由表面に
なる。この凹型自由表面の湾曲率は、液状樹脂２ａの硬
化収縮率、貫通孔１ａの長さ（すなわち板１の厚さ）な
どを選択することによって調節され得る。In FIG. 1C, the liquid resin 2a in each through hole 1a of the honeycomb plate 1 is cured and shrunk,
It becomes a small cylindrical cured resin 2A. The upper and lower surfaces of the cylindrical resin 2A become concave free surfaces due to shrinkage during curing. The curvature of the concave free surface can be adjusted by selecting the curing shrinkage of the liquid resin 2a, the length of the through hole 1a (that is, the thickness of the plate 1), and the like.
【００２３】図１（Ｄ）において、各貫通孔１ａ内の円
柱状樹脂２Ａの上面の凹型自由表面を含めて、蜂の巣状
板１の上面を覆うように、めっき電極としての電極膜
（図示せず）が形成される。このようなめっき電極用金
属膜としては、たとえば、アルミニウムやチタンなどの
膜がスパッタリングなどによって堆積され得る。その
後、めっき電極上に、たとえばニッケルのような金属層
を厚くめっきすることによって、凹型マイクロレンズア
レイ形成用金型３Ａが形成され得る。In FIG. 1D, an electrode film (not shown) as a plating electrode is provided so as to cover the upper surface of the honeycomb plate 1 including the concave free surface of the upper surface of the cylindrical resin 2A in each through hole 1a. Are formed. As such a metal film for a plating electrode, for example, a film of aluminum, titanium, or the like can be deposited by sputtering or the like. Thereafter, a metal layer such as nickel is thickly plated on the plating electrode, whereby the concave microlens array forming mold 3A can be formed.
【００２４】図２において、本発明のもう１つの実施の
形態によるマイクロレンズアレイ形成用金型の製造方法
が、概略的な断面図で図解されている。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a mold for forming a microlens array according to another embodiment of the present invention.
【００２５】まず図２（Ａ）では、図１（Ｂ）の場合に
類似して、蜂の巣状板１の各貫通孔１ａの各々が液体状
樹脂２ｂで満たされる。しかし、液体状樹脂２ｂは、小
さな硬化収縮率と比較的大きな粘性を有することが好ま
しい。このような液体状樹脂２ｂとして、たとえば、１
０％以下の小さな硬化収縮率と１００ｃｐｓ以上の大き
な粘度を有するエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などが
用いられ得る。First, in FIG. 2A, each of the through holes 1a of the honeycomb plate 1 is filled with the liquid resin 2b, similarly to the case of FIG. 1B. However, the liquid resin 2b preferably has a small cure shrinkage and a relatively large viscosity. As such a liquid resin 2b, for example, 1
An epoxy resin or an acrylic resin having a small curing shrinkage of 0% or less and a large viscosity of 100 cps or more may be used.
【００２６】図２（Ｂ）では、蜂の巣状板１の上面に対
して、矢印Ｐで示されているように、下面に比べて相対
的に高いガス圧が印加される。なお、この代わりに、蜂
の巣状板１の下面側のガス圧が低減されてもよいことは
言うまでもない。蜂の巣状板１の下面側に比べて相対的
に高い上面側のガス圧Ｐによって、各貫通孔１ａ内の液
体状樹脂２ｂの上面と下面がそれぞれ凹型自由表面と凸
型自由表面とになる。この状態で液体状の各樹脂柱２ｂ
が硬化させられて、硬化樹脂柱２Ｂに変えられる。樹脂
柱の上面と下面における湾曲面の曲率は、液状樹脂２ｂ
の粘性、ガス圧力差Ｐなどを選択することによって調節
され得る。In FIG. 2B, a relatively high gas pressure is applied to the upper surface of the honeycomb plate 1 as shown by the arrow P as compared with the lower surface. It goes without saying that the gas pressure on the lower surface side of the honeycomb plate 1 may be reduced instead. Due to the gas pressure P on the upper surface side which is relatively higher than the lower surface side of the honeycomb plate 1, the upper surface and the lower surface of the liquid resin 2b in each through hole 1a become a concave free surface and a convex free surface, respectively. In this state, the liquid resin columns 2b
Is cured and changed into a cured resin column 2B. The curvature of the curved surface on the upper surface and the lower surface of the resin column is equal to the liquid resin 2b.
And the gas pressure difference P can be adjusted.
【００２７】図２（Ｃ）においては、図１（Ｄ）の場合
と同様に蜂の巣状板１の上側に厚くめっきすることによ
って、凸型マイクロレンズアレイ形成用金型３Ａが形成
され得る。In FIG. 2C, the convex microlens array forming mold 3A can be formed by thickly plating the upper side of the honeycomb plate 1 as in the case of FIG. 1D.
【００２８】他方、図２（Ｄ）に示されているように、
蜂の巣状板１の下側に厚くめっきすることによって、凹
型マイクロレンズアレイ形成用金型３Ｂが形成され得
る。On the other hand, as shown in FIG.
By plating the lower side of the honeycomb-shaped plate 1 thickly, the concave microlens array forming mold 3B can be formed.
【００２９】図３においては、本発明のさらに他の実施
の形態によるマイクロレンズアレイ形成用金型の製造方
法が概略的な断面図で図解されている。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a mold for forming a microlens array according to still another embodiment of the present invention.
【００３０】まず図３（Ａ）では、導電性膜４が蜂の巣
状板１の上面に密着配置される。このような導電性膜４
としては、たとえば導電性を持たせたＬＢ（ラングミュ
ア−ブロジェット）膜や厚さ１０μｍ以下のアルミニウ
ム箔などが用いられ得る。First, in FIG. 3A, the conductive film 4 is disposed in close contact with the upper surface of the honeycomb plate 1. Such a conductive film 4
For example, an LB (Langmuir-Blodgett) film having conductivity or an aluminum foil having a thickness of 10 μm or less can be used.
【００３１】図３（Ｂ）においては、図２（Ｂ）の場合
に類似して、矢印Ｐで示されているように、導電性膜４
の上面側のガス圧が下面側に比べて相対的に高められ
る。その相対的ガス圧差Ｐによって、導電性膜４は貫通
孔１ａに対応して局所的に塑性変形を生じ、その塑性変
形した膜４Ａの上側に複数の小さな凹型表面領域が形成
される。この凹型表面の湾曲率は、膜４の材質や厚さ、
さらには圧力差Ｐを選択することによって調節され得
る。In FIG. 3B, similar to the case of FIG. 2B, as shown by the arrow P, the conductive film 4
The gas pressure on the upper surface side is relatively higher than that on the lower surface side. Due to the relative gas pressure difference P, the conductive film 4 locally undergoes plastic deformation corresponding to the through hole 1a, and a plurality of small concave surface regions are formed above the plastically deformed film 4A. The curvature of the concave surface depends on the material and thickness of the film 4,
Furthermore, it can be adjusted by selecting the pressure difference P.
【００３２】図３（Ｃ）では、導電性膜４Ａ上に厚くめ
っきすることによって、凹型マイクロレンズアレイ形成
用金型３Ａが形成され得る。In FIG. 3C, a mold 3A for forming a concave microlens array can be formed by thickly plating the conductive film 4A.
【００３３】図４において、本発明のさらに他の実施の
形態によるマイクロレンズアレイ形成用金型の製造方法
が、概略的な断面図で図解されている。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a microlens array forming mold according to still another embodiment of the present invention.
【００３４】図４（Ａ）においては、図１（Ｄ）、図２
（Ｃ）、または図３（Ｃ）に示されているような凹型マ
イクロレンズアレイ形成用金型３Ａが放電加工用電極と
して用いられる。金型３Ａが放電加工用電極として用い
られる場合、それは、好ましくは銅めっき層として形成
され得る。放電加工用電極３Ａは、高融点材料の導電性
板（またはブロック）５の表面を冷却用液体６中で放電
加工するために用いられる。導電性高融点材料として
は、たとえば、モリブデン、タングステン、金属炭化物
焼結材などが用いられ得る。また、冷却用液体６として
は、油や水が用いられ得る。図４（Ａ）に示されている
ような放電加工によって、図５（Ａ）に示されているよ
うに、凸型マイクロレンズアレイ形成用の高融点材料製
金型５Ａが得られる。In FIG. 4A, FIG. 1D and FIG.
(C) or a concave microlens array forming mold 3A as shown in FIG. 3 (C) is used as an electrode for electric discharge machining. When the mold 3A is used as an electric discharge machining electrode, it can be preferably formed as a copper plating layer. The electric discharge machining electrode 3A is used for electric discharge machining of the surface of the conductive plate (or block) 5 made of a high melting point material in the cooling liquid 6. As the conductive high melting point material, for example, molybdenum, tungsten, a metal carbide sintered material, or the like can be used. Further, as the cooling liquid 6, oil or water can be used. By the electric discharge machining as shown in FIG. 4A, a mold 5A made of a high melting point material for forming a convex microlens array is obtained as shown in FIG. 5A.
【００３５】図４（Ｂ）に示されている放電加工は図４
（Ａ）の場合に類似しているが、図２（Ｄ）に示されて
いるような凸型マイクロレンズアレイ形成用金型３Ｂが
放電加工用電極として用いられることのみにおいて異な
っている。図４（Ｂ）に示されているような放電加工に
よって、図５（Ｂ）に示されているように、凸型マイク
ロレンズアレイ形成用の高融点材料製金型５Ｂが得られ
る。The electric discharge machining shown in FIG.
Although it is similar to the case of (A), the only difference is that the convex microlens array forming mold 3B as shown in FIG. 2D is used as an electrode for electric discharge machining. By the electric discharge machining as shown in FIG. 4B, as shown in FIG. 5B, a mold 5B made of a high melting point material for forming a convex microlens array is obtained.
【００３６】図５においては、金型を用いてマイクロレ
ンズアレイを形成する方法が、概略的な断面図で図解さ
れている。図５（Ａ）において、めっきによって形成さ
れた金型３Ｂが用いられる場合、透明樹脂を射出成形す
ることによって、樹脂製の凸型マイクロレンズアレイ７
Ａが得られる。他方、図５（Ａ）において高融点材料の
金型５Ａが用いられる場合、加熱軟化されたガラス板に
その金型５Ａを押圧することによって、ガラス製の凸型
マイクロレンズアレイ７Ａが得られる。FIG. 5 is a schematic sectional view illustrating a method of forming a microlens array using a mold. In FIG. 5A, when a mold 3B formed by plating is used, a resin-made convex microlens array 7 is formed by injection molding a transparent resin.
A is obtained. On the other hand, when a mold 5A of a high melting point material is used in FIG. 5A, the mold 5A is pressed against a heat-softened glass plate to obtain a convex microlens array 7A made of glass.
【００３７】同様に、図５（Ｂ）においてめっきによっ
て形成された金型３Ａが用いられる場合、透明樹脂を射
出成形することによって、樹脂製の凹型マイクロレンズ
アレイ７Ｂが得られる。他方、図５（Ｂ）において高融
点材料の金型５Ｂが用いられる場合、加熱軟化されたガ
ラス板にその金型５Ｂを押圧することによって、ガラス
製の凹型マイクロレンズアレイ７Ｂが得られる。Similarly, when a mold 3A formed by plating is used in FIG. 5B, a concave microlens array 7B made of resin is obtained by injection molding a transparent resin. On the other hand, when a mold 5B of a high melting point material is used in FIG. 5B, the mold 5B is pressed against a heat-softened glass plate to obtain a concave microlens array 7B made of glass.
【００３８】その結果、図６の概略的な斜視図に示され
ているように、凸型または凹型の複数のマイクロレンズ
が規則的に配列された樹脂製またはガラス製のマイクロ
レンズアレイ板７が得られる。As a result, as shown in a schematic perspective view of FIG. 6, a microlens array plate 7 made of resin or glass in which a plurality of convex or concave microlenses are regularly arranged. can get.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上から理解されるように、本発明の製
造方法によって得られた金型を用いることにとよって、
形成されるマイクロレンズアレイ板ごとにレンズの曲面
が変動することはなく、また、１枚のマイクロレンズア
レイに含まれるレンズの形状が場所に依存して変動する
ことが防止され得る。As will be understood from the above, by using the mold obtained by the manufacturing method of the present invention,
The curved surface of the lens does not change for each formed microlens array plate, and the shape of the lens included in one microlens array can be prevented from changing depending on the location.
【図１】本発明の１つの実施の形態によるマイクロレン
ズアレイ形成用金型の製造方法を説明するための概略図
であり、（Ａ）は一部切断斜視図を表わし、（Ｂ）〜
（Ｄ）は断面図を表わしている。FIG. 1 is a schematic view for explaining a method for manufacturing a microlens array forming mold according to one embodiment of the present invention, where (A) is a partially cutaway perspective view and (B) to (B).
(D) shows a sectional view.
【図２】本発明のもう１つの実施の形態によるマイクロ
レンズアレイ形成用金型の製造方法を図解する概略的な
断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a microlens array forming mold according to another embodiment of the present invention.
【図３】本発明のさらに他の実施の形態によるマイクロ
レンズアレイ形成用金型を製造する方法を図解する概略
的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a microlens array forming mold according to still another embodiment of the present invention.
【図４】本発明のさらに他の実施の形態によるマイクロ
レンズアレイ形成用金型の製造方法を示す概略的な断面
図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a microlens array forming mold according to still another embodiment of the present invention.
【図５】本発明の製造方法によって得られたマイクロレ
ンズアレイ形成用金型を用いてマイクロレンズアレイ板
を形成する過程を示す概略的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a process of forming a microlens array plate using a microlens array forming mold obtained by the manufacturing method of the present invention.
【図６】本発明によって得られた金型を用いて形成され
たマイクロレンズアレイ板の一例を示す概略的な斜視図
である。FIG. 6 is a schematic perspective view showing an example of a microlens array plate formed using a mold obtained by the present invention.
【図７】先行技術によるマイクロレンズアレイ形成用金
型を製造する方法を図解する概略的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a mold for forming a microlens array according to the prior art.
【図８】図７（Ｃ）に対応するマイクロレンズアレイ形
成用金型の斜視図である。8 is a perspective view of a mold for forming a microlens array corresponding to FIG. 7 (C).
【図９】図８の金型を利用してマイクロレンズアレイを
形成する工程を示す概略的な断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a step of forming a microlens array using the mold of FIG.
１ 蜂の巣状板 １ａ 貫通孔 ２ａ，２ｂ 液状樹脂 ２Ａ，２Ｂ 硬化樹脂 Ｐ ガス圧差 ３Ａ，３Ｂ めっきによって形成された金型または放電
加工用電極 ４ 導電性薄膜 ４Ａ ガス圧差Ｐによって局所的に塑性変形された導電
性膜 ５ 導電性高融点材料 ６ 冷却用液体 ７ 金型を用いて形成されたマイクロレンズアレイ板DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Honeycomb plate 1a Through hole 2a, 2b Liquid resin 2A, 2B Cured resin P Gas pressure difference 3A, 3B Die or electrode for electric discharge machining formed by plating 4 Conductive thin film 4A Plastically deformed locally by gas pressure difference P Conductive film 5 conductive high melting point material 6 cooling liquid 7 microlens array plate formed using mold
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｌ 11:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // B29L 11:00
Claims (8)
を含む蜂の巣状板を形成し、 所定の硬化収縮率と所定の粘性を有する液体状樹脂を前
記貫通孔の各々内に含ませ、 前記液体状樹脂を硬化収縮させることによって、前記貫
通孔の各々において硬化樹脂の凹型自由表面を形成し、
複数の小さな前記凹型表面領域を含めて前記蜂の巣状板
の主表面を覆うように、気相堆積によってめっき用金属
電極層を形成し、 前記電極層上に厚くめっきすることによって、前記凹型
表面領域が逆転写された複数の小さな凸型表面領域の配
列を含む金型を形成することを特徴とするマイクロレン
ズアレイ形成用金型の製造方法。1. A honeycomb-shaped plate including a plurality of small through holes arranged regularly, a liquid resin having a predetermined curing shrinkage and a predetermined viscosity is contained in each of the through holes, By curing and contracting the liquid resin, a concave free surface of the cured resin is formed in each of the through holes,
A metal electrode layer for plating is formed by vapor deposition so as to cover the main surface of the honeycomb plate including the plurality of small concave surface areas, and the concave surface area is formed by plating thickly on the electrode layer. Forming a mold including an array of a plurality of small convex surface areas to which a reverse transfer has been performed.
を含む蜂の巣状板を形成し、 所定の粘性を有する液体状樹脂を前記貫通孔の各々内に
含ませ、 すべての前記貫通孔内の前記液体状樹脂の一方の自由表
面と他方の自由表面との間にガス圧差を生じさせること
によって前記一方と他方の自由表面をそれぞれ凹型表面
と凸型表面にした状態で前記樹脂を硬化させ、 複数の小さな前記凹型または凸型表面領域を含めて前記
蜂の巣状板の主表面を覆うように、気相堆積によってめ
っき用金属電極層を形成し、 前記電極層上に厚くめっきすることによって、前記凹型
または凸型表面領域が逆転写された複数の小さな凸型ま
たは凹型表面領域の配列を含む金型を形成することを特
徴とするマイクロレンズアレイ形成用金型の製造方法。2. A honeycomb plate including a plurality of small through holes arranged regularly, a liquid resin having a predetermined viscosity is contained in each of the through holes, and all of the through holes are formed. By causing a gas pressure difference between one free surface and the other free surface of the liquid resin, the resin is cured in a state where the one and other free surfaces are a concave surface and a convex surface, respectively. Forming a metal electrode layer for plating by vapor phase deposition so as to cover the main surface of the honeycomb plate including the plurality of small concave or convex surface regions, and by plating thickly on the electrode layer, A method for manufacturing a mold for forming a microlens array, comprising: forming a mold including an array of a plurality of small convex or concave surface areas on which the concave or convex surface areas are reverse-transferred.
を含む蜂の巣状板を形成し、 前記蜂の巣状板の１主面に導電性膜の第１主面を密着さ
せ、 前記膜の第１主面側に比べて第２主面側のガス圧を相対
的に大きくすることによる前記膜の局所的な塑性変形に
よって、前記膜の第２主面上で前記孔に対応して複数の
小さな凹型表面領域を形成し、 前記膜の第２主面上に厚くめっきすることによって、前
記凹型表面領域が逆転写された複数の小さな凸型表面領
域の配列を含む金型を形成することを特徴とするマイク
ロレンズアレイ形成用金型の製造方法。3. A honeycomb-shaped plate including a plurality of regularly arranged small through holes is formed, a first main surface of a conductive film is adhered to one main surface of the honeycomb-shaped plate, Due to local plastic deformation of the film by relatively increasing the gas pressure on the second main surface side as compared to the first main surface side, a plurality of holes are formed on the second main surface of the film corresponding to the holes. Forming a mold including an array of a plurality of small convex surface areas to which the concave surface areas are reverse-transferred by forming small concave surface areas and plating thickly on the second major surface of the film; A method for manufacturing a mold for forming a microlens array.
を含む蜂の巣状板を形成し、 所定の硬化収縮率と所定の粘性を有する液体状樹脂を前
記貫通孔の各々内に含ませ、 前記液体状樹脂を硬化収縮させることによって、前記貫
通孔の各々において硬化樹脂の凹型自由表面を形成し、 複数の小さな前記凹型表面領域を含めて前記蜂の巣状板
の主表面を覆うように気相堆積によってめっき用金属電
極層を形成し、 前記めっき用電極層上に厚くめっきすることによって、
前記凹型表面領域が逆転写された複数の小さな凸型表面
領域の配列を含む放電加工用電極を形成し、 前記放電加工用電極を用いて高融点の金属または合金の
表面を加工することによって、前記放電加工用電極の前
記凸型表面領域が逆転写された複数の小さな凹型表面領
域の配列を含む金型を形成することを特徴とするマイク
ロレンズアレイ形成用金型の製造方法。4. A honeycomb plate including a plurality of small through holes arranged regularly, wherein a liquid resin having a predetermined curing shrinkage and a predetermined viscosity is contained in each of the through holes. By curing and shrinking the liquid resin, a concave free surface of the cured resin is formed in each of the through holes, and a gas phase is formed so as to cover the main surface of the honeycomb plate including a plurality of small concave surface areas. Forming a metal electrode layer for plating by deposition, by plating thickly on the electrode layer for plating,
By forming an electric discharge machining electrode including an array of a plurality of small convex surface areas where the concave surface area is reverse-transferred, by machining the surface of a high melting point metal or alloy using the electric discharge machining electrode, A method for manufacturing a mold for forming a microlens array, comprising forming a mold including an array of a plurality of small concave surface areas to which the convex surface area of the electric discharge machining electrode is reversely transferred.
を含む蜂の巣状板を形成し、 所定の粘性を有する液体状樹脂を前記貫通孔の各々内に
含ませ、 すべての前記貫通孔内の前記液体状樹脂の一方の自由表
面と他方の自由表面との間にガス圧差を生じさせること
によって前記一方と他方の自由表面をそれぞれ凹型表面
と凸型表面にした状態で前記樹脂を硬化させ、 複数の小さな前記凹型または凸型表面領域を含めて前記
蜂の巣状板の主表面を覆うように気相堆積によってめっ
き用金属電極層を形成し、 前記めっき用電極層上に厚くめっきすることによって、
前記凹型または凸型表面領域が逆転写された複数の小さ
な凸型または凹型表面領域の配列を含む放電加工用電極
を形成し、 前記放電加工用電極を用いて高融点の金属または合金の
表面を加工することによって、前記放電加工用電極の前
記凸型または凹型表面領域が逆転写された複数の小さな
凹型または凸型表面領域の配列を含む金型を形成するこ
とを特徴とするマイクロレンズアレイ形成用金型の製造
方法。5. A honeycomb-shaped plate including a plurality of small through holes arranged regularly, a liquid resin having a predetermined viscosity is contained in each of the through holes, and all of the through holes are formed. By causing a gas pressure difference between one free surface and the other free surface of the liquid resin, the resin is cured in a state where the one and the other free surfaces are a concave surface and a convex surface, respectively. Forming a metal electrode layer for plating by vapor deposition so as to cover the main surface of the honeycomb plate including the plurality of small concave or convex surface areas, and by plating thickly on the electrode layer for plating. ,
Forming an electric discharge machining electrode including an array of a plurality of small convex or concave surface areas in which the concave or convex surface area is reverse-transferred, and using the electric discharge machining electrode to form a surface of a high melting point metal or alloy. Forming a mold including an array of a plurality of small concave or convex surface regions to which the convex or concave surface regions of the electric discharge machining electrode are reverse-transferred. Manufacturing method of metal mold.
を含む蜂の巣状板を形成し、 前記蜂の巣状板の１主面に導電性膜の第１主面を密着さ
せ、 前記膜の第１主面側に比べて第２主面側のガス圧を相対
的に大きくすることによる前記膜の局所的な塑性変形に
よって、前記膜の第２主面上で前記孔に対応して複数の
小さな凹型表面領域を形成し、 前記膜の第２主面上に厚くめっきすることによって、前
記凹型表面領域が逆転写された複数の小さな凸型表面領
域の配列を含む放電加工用電極を形成し、 前記放電加工用電極を用いて高融点の金属または合金の
表面を加工することによって、前記放電加工用電極の前
記凸型表面領域が逆転写された複数の小さな凹型表面領
域の配列を含む金型を形成することを特徴とするマイク
ロレンズアレイ形成用金型の製造方法。6. A honeycomb plate including a plurality of regularly arranged small through holes is formed, and a first main surface of a conductive film is adhered to one main surface of the honeycomb plate. Due to local plastic deformation of the film by relatively increasing the gas pressure on the second main surface side as compared to the first main surface side, a plurality of holes are formed on the second main surface of the film corresponding to the holes. By forming a small concave surface area and plating thickly on the second main surface of the film, an electric discharge machining electrode including an array of a plurality of small convex surface areas on which the concave surface area is reverse-transferred is formed. By processing the surface of a metal or alloy having a high melting point using the electrode for electric discharge machining, the metal including an array of a plurality of small concave surface areas on which the convex surface area of the electrode for electric discharge machining is reverse-transferred. Microlens array formation characterized by forming a mold Method of manufacturing a mold.
れた製造方法によって得られた金型に対して透明樹脂を
射出成形することによって樹脂製マイクロレンズアレイ
を形成することを特徴とするマイクロレンズアレイの製
造方法。7. A resin microlens array is formed by injection-molding a transparent resin into a mold obtained by the method according to any one of claims 1 to 3. Of manufacturing a microlens array.
れた製造方法によって得られた金型を加熱軟化されたガ
ラス板の表面に押圧することによってガラス製マイクロ
レンズアレイを形成することを特徴とするマイクロレン
ズアレイの製造方法。8. A glass microlens array is formed by pressing a mold obtained by the manufacturing method according to claim 4 against a surface of a heat-softened glass plate. A method for manufacturing a microlens array.
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