JPH07306307A - フレネルレンズの製造方法 - Google Patents

フレネルレンズの製造方法

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JPH07306307A
JPH07306307A JP9976194A JP9976194A JPH07306307A JP H07306307 A JPH07306307 A JP H07306307A JP 9976194 A JP9976194 A JP 9976194A JP 9976194 A JP9976194 A JP 9976194A JP H07306307 A JPH07306307 A JP H07306307A
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JP
Japan
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photosensitive resin
film
light
fresnel lens
transparent substrate
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JP9976194A
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English (en)
Inventor
Kaoru Arai
薫 新井
Motohiko Fukuhara
元彦 福原
Toshimitsu Minemura
敏光 峯村
Yukio Iigahama
行生 飯ヶ浜
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フレネルレンズの製造方法の改良に関し、マ
スク露光と同程度の高いパターン精度をもってフレネル
レンズの無効面上のみに遮光性の高い遮光膜を形成する
方法を提供することを目的とする。 【構成】 透明基板1の表面に、透明基板1の裏面から
入射した光を所望の方向に選択的に出射させるための凹
凸部が同心円状に形成されているフレネルレンズの凹凸
部が形成されている表面に透明導電体膜2を形成し、透
明導電体膜2上に電着法を使用して感光性樹脂膜3を形
成し、透明基板1に対して垂直露光または斜方露光をな
して現像し、凹凸部の形状に対応して選択的に感光性樹
脂膜3を残留する工程を含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フレネルレンズの製造
方法の改良に関し、さらに詳しくいえば、フレネルレン
ズの無効面上に遮光膜を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光学部品、特にレンズの大型化、
大口径化に伴って軽量化が求められている。このため、
樹脂を素材として使用したフレネルレンズが提供されて
いる。フレネルレンズの中心を通る断面は図3に示すよ
うな形状をなしており、樹脂よりなる透明基板1の表面
に凹凸部が同心円状に形成されている。図中に記号4を
もって示す面は裏面から入射した光を所望の方向に出射
する有効面であり、記号5をもって示す面は所望の方向
以外に光を出射する無効面である。
【0003】レンズ効果を持たない無効面5から出射す
る光が有効面4から出射する光とは別の場所に結像する
ことによって光学品位を低下させるので、無効面5を遮
光することが必要である。
【0004】従来のフレネルレンズの無効面5の遮光方
法としては、樹脂をプレス加工してフレネルレンズを製
造するときのプレス金型の無効面に対応する面に微小凹
凸を形成しておき、プレス加工時にレンズの無効面5に
微小凹凸を形成して光を散乱させるようにする方法やス
ピンナー等を使用して凹凸部の表面に感光性樹脂膜を形
成した後、フォトリソグラフィー法を使用してパターニ
ングして無効面5上のみに樹脂膜を選択的に形成する方
法が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】プレス金型の無効面に
対応する面に微小凹凸を形成する前者の方法は、フレネ
ルレンズの凹凸部の寸法が例えばピッチが100μm、
高さが70μmというように極めて微小であるため、金
型の極めて微細な領域に微小凹凸を形成することは難し
く、プレス加工の精度や再現性が悪くなる。
【0006】スピンナーを使用してフレネルレンズの凹
凸部の表面に感光性樹脂膜を形成してパターニングする
後者の方法は、凹凸部の谷部に樹脂が溜まるため、フォ
トリソグラフィー法を使用してパターニングしたときに
無効面上のみに選択的に樹脂膜を形成することが難し
い。
【0007】本発明の目的は、これらの欠点を解消する
ことにあり、マスク露光と同程度の高いパターン精度を
もってフレネルレンズの無効面上のみに遮光性の高い遮
光膜を形成する方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、透明基板
(1)の表面に、この透明基板(1)の裏面から入射し
た光を所望の方向に選択的に出射させるための凹凸部が
同心円状に形成されているフレネルレンズの前記の凹凸
部が形成されている表面に透明導電体膜(2)を形成
し、この透明導電体膜(2)上に電着法を使用して感光
性樹脂膜(3)を形成し、前記の透明基板(1)に対し
て垂直露光または斜方露光をなして現像し、前記の凹凸
部の形状に対応して選択的に前記の感光性樹脂膜(3)
を残留する工程を有するフレネルレンズの製造方法によ
って達成される。
【0009】さらに詳しくは、下記いずれの方法によっ
ても達成される。第1の方法は、前記の感光性樹脂膜
(3)の形成にポジ型感光性樹脂を使用し、前記の凹凸
部が形成されている前記の透明基板(1)の表面のう
ち、不所望の方向に光が出射する領域のみに選択的に前
記のポジ型感光性樹脂膜(31)を残留して遮光膜
(6)を形成する方法である。なお、前記のポジ型感光
性樹脂に黒色顔料または染料が分散されていることが好
ましい。
【0010】第2の方法は、前記の感光性樹脂膜(3)
の形成にネガ型感光性樹脂を使用し、前記の凹凸部が形
成されている前記の透明基板(1)の表面のうち、所望
の方向に光が出射する領域のみに選択的にネガ型感光性
樹脂膜(32)を残留し、このネガ型感光性樹脂膜(3
2)上を含む前記の透明基板(1)の表面に遮光膜
(7)を形成し、前記のネガ型感光性樹脂膜(32)を
剥離して、前記の凹凸部が形成されている前記の透明基
板(1)の表面のうち、不所望の方向に光が出射する領
域のみに選択的に前記の遮光膜(7)を残留する方法で
ある。なお、前記の遮光膜(7)は非ECA溶剤系樹脂
よりなることが好ましい。また、前記の遮光膜(6・
7)の屈折率は前記の透明基板(1)の屈折率より大き
いことが好ましい。
【0011】
【作用】図3に示すフレネルレンズの中心を通る断面図
の記号Aをもって示す範囲の拡大図を図1に示す。同図
(a)に示すように、透明基板1の凹凸部の形成されて
いる表面に透明導電体膜2を形成し、その上に、同図
(b)に示すように、電着法を使用してポジ型感光性樹
脂膜31を電着すると膜厚はほゞ均一に形成され、凹凸
部の谷部に樹脂が溜まることはない。背面側または表面
側から露光して現像すると、無効面5の傾斜角が有効面
4の傾斜角に比べて大きいため無効面5上に形成された
ポジ型感光性樹脂膜31の受光量は有効面4上に形成さ
れたポジ型感光性樹脂膜31に比べて少なくなる。その
ため、同図(c)に示すように、有効面4上のポジ型感
光性樹脂膜31のみが選択的に除去され、無効面5上の
みにポジ型感光性樹脂膜31が残留して遮光膜6がセル
フアライメントにより形成される。
【0012】また、透明基板1上にネガ型感光性樹脂膜
を形成して前記と同様に露光・現像すると、図2(a)
に示すように有効面4上のみにネガ型感光性樹脂膜32
が残留する。同図(b)に示すように、残留したネガ型
感光性樹脂膜32上を含む透明基板1の表面に遮光膜7
を形成してネガ型感光性樹脂膜32を剥離すると、リフ
トオフにより無効面5上のみに遮光膜7が残留する。
【0013】なお、露光方法としては垂直露光が最も簡
単であるが、図4に示すように、有効面4の方線におゝ
むね平行する方向に斜方露光(表面側からでも裏面側か
らでもよい。)すれば、無効面5の受光量が一層減少し
て遮光膜の選択的形成に有効である。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の二つの実施例
に係るフレネルレンズの製造方法について説明する。
【0015】第1例 図1参照 図1にフレネルレンズの断面の一部を拡大したものを示
す。この例においては、透明基板1として厚さ3mmの
アクリル樹脂(屈折率n=1.5)を使用し、金型プレ
スを使用してこの基板1の表面に凹凸部を同心円状に形
成してある。そして、凹凸部のピッチは100μmであ
り、高さは70μmであり、有効面4の傾斜角は30°
であり、無効面5の傾斜角は70°である。
【0016】同図(a)に示すように、凹凸部の形成さ
れているレンズ表面にスパッタ法を使用して、ITO
(Indium Tin Oxide)よりなる透明導電体膜2を100
0Å厚に形成する。
【0017】同図(b)に示すように、黒色染料を溶解
させたポジ型の感光性電着レジスト膜31(屈折率n=
1.68)をITO膜2上に以下に示す条件で電着す
る。
【0018】電流密度 50mA/dm2 電着時間 120sec 膜厚 5.0μm
【0019】スピンナーによる塗布方式の成膜時に起こ
りやすい膜厚むら(レンズ凹部への樹脂溜まり)が発生
せず、膜厚は均一に形成される。
【0020】レンズの裏面側より露光量100mjをも
って紫外線を照射した後、アルカリ現像液(苛性カリ
0.75%)を使用して30秒間現像した後熱硬化する
と、同図(c)に示すように、無効面5上のみに選択的
にポジ型感光性電着レジスト膜31が残留し、遮光膜6
が形成される。なお、紫外線を表面側から照射してもよ
く、また、図4に示すように、有効面4の法線におゝむ
ね並行する方向に紫外線を照射しても同様に選択的に遮
光膜を形成することが可能である。
【0021】レンズ材料のアクリル樹脂1の屈折率に比
べて遮光膜6の屈折率の方が大きいので、レンズ裏面か
ら無効面に入射した光はほとんど遮光膜側に屈折して吸
収され、表面側に出射されることはなくなる。
【0022】第2例 図2参照 感光性のない遮光膜を選択的に無効面5上に形成する場
合は、まず第1例と同様にレンズ表面にITO膜よりな
る透明導電体膜2を形成した後、ネガ型電着レジスト膜
32を電着形成し、露光・現像すると、同図(a)に示
すように有効面4上のみにネガ型電着レジスト膜32が
形成される。
【0023】同図(b)に示すように、非ECA(エチ
ルセロソルブアセテート)溶剤系樹脂、例えばPVA
(ポリビニールアルコール)または石油溶剤系樹脂に顔
料を分散した樹脂よりなる遮光膜7をレンズ表面にスピ
ンナーを使用して塗布成膜(回転数:1500rpm,
時間:60sec)する。
【0024】ECAによりネガ型電着レジスト膜32を
剥離すると、同図(c)に示すように、有効面4上の非
ECA溶剤系樹脂膜よりなる遮光膜7はリフトオフによ
り剥離除去され、無効面5上のみに非ECA溶剤系樹脂
膜よりなる遮光膜7が残留する。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るフレ
ネルレンズの製造方法においては、電着法を使用してレ
ンズ表面に感光性電着レジストを均一な膜厚に形成し、
これに垂直露光または斜方露光を施して現像することに
より、感光性電着レジストにポジ型を使用する場合には
無効面上のみにポジ型電着レジストが残留して遮光膜が
形成される。また、ネガ型を使用する場合には有効面上
のみにネガ型電着レジスト膜が残留するので、全面に遮
光膜を形成してネガ型電着レジスト膜を剥離すると、有
効面上から遮光膜がリフトオフにより除去され、無効面
上のみに遮光膜が形成される。このように従来の方法に
比べて極めて高精度でしかもセルフアライメントにより
無効面上のみに遮光膜を選択成膜することができるの
で、有効面上には遮光膜が全く残存しなくなってレンズ
自体の透過率を損なうことなくゴーストの発生を防止す
ることができ、高品位なフレネルレンズを提供すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】フレネルレンズの無効面上への遮光膜形成工程
図(実施例1に対応)である。
【図2】フレネルレンズの無効面上への遮光膜形成工程
図(実施例2に対応)である。
【図3】フレネルレンズの中心を通る断面図である。
【図4】斜方露光時の紫外線照射方向を示す図である。
【符号の説明】
1 透明基板(アクリル樹脂基板) 2 透明導電体膜(ITO膜) 3 感光性樹脂膜 31 ポジ型感光性樹脂膜 32 ネガ型感光性樹脂膜 4 有効面 5 無効面 6・7 遮光膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯ヶ浜 行生 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板(1)の表面に、該透明基板
    (1)の裏面から入射した光を所望の方向に選択的に出
    射させるための凹凸部が同心円状に形成されてなるフレ
    ネルレンズの前記凹凸部が形成されてなる表面に透明導
    電体膜(2)を形成し、 該透明導電体膜(2)上に電着法を使用して感光性樹脂
    膜(3)を形成し、 前記透明基板(1)に対して垂直露光または斜方露光を
    なして現像し、前記凹凸部の形状に対応して選択的に前
    記感光性樹脂膜(3)を残留する工程を有することを特
    徴とするフレネルレンズの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記感光性樹脂膜(3)の形成にポジ型
    感光性樹脂を使用し、前記凹凸部が形成されてなる前記
    透明基板(1)の表面のうち、不所望の方向に光が出射
    する領域のみに選択的に前記ポジ型感光性樹脂膜(3
    1)を残留して遮光膜(6)を形成することを特徴とす
    る請求項1記載のフレネルレンズの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ポジ型感光性樹脂に黒色顔料または
    染料が分散されてなることを特徴とする請求項2記載の
    フレネルレンズの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記感光性樹脂膜(3)の形成にネガ型
    感光性樹脂を使用し、前記凹凸部が形成されてなる前記
    透明基板(1)の表面のうち、所望の方向に光が出射す
    る領域のみに選択的にネガ型感光性樹脂膜(32)を残
    留し、 該ネガ型感光性樹脂膜(32)上を含む前記透明基板
    (1)の表面に遮光膜(7)を形成し、 前記ネガ型感光性樹脂膜(32)を剥離して、前記凹凸
    部が形成されてなる前記透明基板(1)の表面のうち、
    不所望の方向に光が出射する領域のみに選択的に前記遮
    光膜(7)を残留することを特徴とする請求項1記載の
    フレネルレンズの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記遮光膜(7)は非ECA溶剤系樹脂
    よりなることを特徴とする請求項4記載のフレネルレン
    ズの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記遮光膜(6・7)の屈折率は前記透
    明基板(1)の屈折率より大きいことを特徴とする請求
    項2乃至5記載のフレネルレンズの製造方法。
JP9976194A 1994-05-13 1994-05-13 フレネルレンズの製造方法 Withdrawn JPH07306307A (ja)

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