JPH04190301A - 平板レンズアレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平板基板上に多数の微小レンズを稠密に配列
形成した平板レンズアレイを製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

平板レンズアレイの用途の１つとして、固体撮像素子や
液晶パネル等と組み合せて用いることによって、これら
素子における受光量あるいは透過光量の大幅な向上を図
ろうとする提案がある。

例えば、液晶パネルの各画素に微小レンズをそれぞれ対
向させて配置し、照明光を各微小レンズで集光し、本来
であれば画素配線部や画素トランジスタ等に入射して遮
光されてしまう光も有効に液晶開口窓に入射させ、液晶
デイスプレィをより明るくしようとするものである。

このような用途に使用する平板レンズアレイではλレン
ズ基材面のうちに非レンズ部が存在すると入射光が１０
０％集光されず、集光効率が非レンズ部の面積分だけ低
くなってしまう。従って前述のような用途に用いる平板
レンズアレイは、平面視で個々のレンズ外形状が多角形
であり、互いに稜線を境界として密接する稠密充填構造
にするのが望ましい。

本発明は、かかる稠密充填構造の平板レンズアレイを簡
単に作製できる方法を提供しようとするものである。

過去に提案されている平板レンズの製法の例として、特
開昭５２−２７６４７をあげることができる。

上記文献に開示されている方法は、透明基材表面を、所
望の配列パターンの開口群を有する不濡性マスクで覆い
、この面に、固化して透明体となり得る粘稠性液体を塗
布し、二〇粘稠性液体自身の表面張力により、マスク開
口部に露出する基材面上に凸球面または凸状円筒面形の
粘稠性液体被膜を形成し、その後上記粘稠性液体を固化
させてレンズアレイとする方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来の製法においては、レンズ
基材表面に配置するマスク材の開口以外の部分は非レン
ズ部となり、稠密充填構造をもった平板レンズアレイが
作製できないという重大な問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明方法は、不濡性のマスク材と粘稠性液体との組み
合せを用いる点では前述の従来方法と共通しているが、
従来方法の問題点を解決するために塗布工程を以下のよ
うに二段階に分けて行なう。

本発明方法における第一塗布工程は、従来方法と同じ（
、所望のレンズ配列パターンの開口群を設けた、液体に
対して不濡性の材質から成るマスク材で基板面を被覆し
、この面に固化して透明体となる粘稠性液体を塗布する
。

この第一工程終了後に得られるレンズの径は、マスクの
開口径とほぼ同じになる。

次いでマスク材を除去した後、この面に固化して透明体
となる材料を塗布又は成膜し、第−工程で得られたレン
ズ凸面への積層でその半径方向に凸曲面を拡大させ、第
一工程終了後に残留していたレンズ間平面部を消滅させ
る。

上記の第二塗布工程で用いる塗布材料は、必ずしも粘稠
性の液体でなくてもよい。

ＳｉやＳｉＯ□のような物質の厚膜を成膜してもよい。

本願明細書ではこのような蒸着、スパッタリング等粒子
堆積による成膜をも含めた広義の被膜生成を「塗布」と
呼ぶ。

この第二塗布工程で塗布する材料の厚みは、最低限、第
一工程終了後にレンズ間に残っている平面部が積層被膜
の曲面で埋められて稠密充填構造になる量が必要である
が、それ以上は意図するレンズ曲率半径によって決定さ
れる。

〔作　用〕

上述した方法によれば、第一塗布工程で形成されたレン
ズ凸部の上に第二塗布工程によって被膜が積層され、上
記レンズ凸部が断面において曲面形状を保ったまま拡大
されることによって、最終的に隣接レンズ、凸部同士が
密接した状態のレンズアレイが得られる。

また第二塗布工程において、ＳｉＯ□等の耐候性に優れ
た材料を塗布すれば、この被膜が保護膜としても働く。

〔実施例〕

以下本発明を図面に示した一実施例について詳細に説明
する。

まず第１図の（イ）に示すように、透明基板工の片面を
、所望のレンズ配列パターンで一定間隔をおいて多数の
開口２Ａを形成した不満性材質から成るマスク材２で被
覆する。

数値例を示すと、ガラス基板１として１００ｗ角の厚み
１．　Ｉ　ｎｏｎのものを用い、マスク材２として、直
径５０μｍの円形開口２Ａを中心間距離７０μｍになる
ように千鳥配列した厚み約５０μｍのニッケル製シート
を用いる。このようにマスク材２を密着させたガラス基
板１を、マスク材側を下面として真空蒸着装置内の蒸着
源上方にセットする。

次いで装置内を１０−’Ｔａｒｔ程度の真空度に排気し
た後、蒸着源としてソーダライムガラスをフレーク状に
した材料を用い、これにエレクトロンビーム（−例とし
て４　’Ｏｅ　Ｖ　）を照射して蒸発させ、ガラス基板
１にマスク材２を介して蒸着させる。

この第一段階の蒸着は、前記数値例において３０分間前
後行なう。

その後エレクトロビームを停止し、２時間放置すると、
同図（ロ）のように、マスク材開口２Ａにおいて基板面
に付着した液体状態のガラスが周囲を不濡性の壁面で囲
まれているため表面張力で凸球面状に盛り上って固化し
た微小レンズ核３が形成される。

次にマスク材２を基板１から除去し、蒸着源をソーダラ
イムガラスから石英に替え、第一段蒸着と同様の方法で
、第二段の蒸着処理を約５０分間行なう。

この第二段蒸着処理により、同図（ハ）に点線で示すよ
うに各レンズ核３とその間の基板面上に透明被膜４が次
第に積層して行き、レンズ核３の表面曲面が相似的に拡
大する結果、最終的には隣接レンズの曲面が間に平面部
をおかずに次々と連続する稠密充填配列のレンズアレイ
５が形成される。

このレンズアレイ５を成す個々のレンズ５Ａは、前述の
ような等間隔千鳥配列の開ロバターンを持つマスク材２
を用いた場合、平面視でほぼ正六角形となり、この正六
角形のレンズ群が稜線を境界として接するハニカム形状
のレンズアレイが得られる。

なお本発明方法で用いる塗布物質は、第一段塗布工程で
は、比較的低い融点で固化して透明体となり得る粘稠性
液体であれば、ガラス以外に樹脂材料であってもよく、
材質に特に制限はない。また第二段塗布工程で用いる塗
布物質は、レンズアレイの外表面を成すので、石英等耐
候性の良好な透明体を用いることが望ましいが、第一段
塗布物質と同じであってもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プレス成型では製作が困難であるよう
な、基板厚みが薄＜シかも個々のレンズの大きさが非常
に小さい稠密充填配列の平板レンズアレイを高精度で容
易に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）ないしくハ）は本発明の一実施例を段階的
に示し、（イ）は基板面に不濡性マスク材を配置する工
程を示す断面図、（ロ）は同面に粘稠性液体を塗布し固
化させることによりレンズ核を形成する工程を示す断面
図、（）＼）はマスク材を除去した後第二段目の塗布を
行なうことにより、稠密充填配列のレンズアレイを形成
する工程を示す断面図である。 ■・・・ガラス基板、２・・・不濡性マスク材、２Ａ・
・・開口、３・・・レンズ核、４・・・透明被膜、５・
・・稠密充填配列レンズアレイ。 特許出願人　日本板硝子株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　透明基板の面を、所望のレンズ配列パターンで多数の
   開口を設けた液体に対して不濡性を有する材質から成る
   マスク材で覆い、この面に粘稠性液体を塗布し固化させ
   ることにより、前記マスク開口部の基板面上に表面張力
   で凸球面状のレンズ核を形成する工程と、前記マスク材
   を除いた後、この面に透明被膜を、前記レンズ核による
   曲面突出が維持されしかも隣接突出間に平面部が無くな
   る厚さまで塗布する工程、とを備えた稠密充填配列を有
   する平板レンズアレイを製造する方法。