JPH08313706A - 遮光部一体型マイクロレンズアレイ及びその製造方法 - Google Patents
遮光部一体型マイクロレンズアレイ及びその製造方法Info
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- JPH08313706A JPH08313706A JP13854995A JP13854995A JPH08313706A JP H08313706 A JPH08313706 A JP H08313706A JP 13854995 A JP13854995 A JP 13854995A JP 13854995 A JP13854995 A JP 13854995A JP H08313706 A JPH08313706 A JP H08313706A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像や情報の質が低下が少なく集光特性や画
像転送機能に優れるとともに、集光や結像における非常
に高い分解能を有する遮光膜一体型マイクロレンズアレ
イ及びその製造方法を提供する。 【構成】 透明基板に複数個のマイクロレンズを形成し
てなるマイクロレンズアレイ３３であって、各マイクロ
レンズの両レンズ面のうちの少なくとも一方のレンズ面
上であって光軸を含むレンズ面の中心部分に、レンズ表
面を部分的に覆う遮光膜３４を設け、遮光部一体型マイ
クロレンズアレイとする。
像転送機能に優れるとともに、集光や結像における非常
に高い分解能を有する遮光膜一体型マイクロレンズアレ
イ及びその製造方法を提供する。 【構成】 透明基板に複数個のマイクロレンズを形成し
てなるマイクロレンズアレイ３３であって、各マイクロ
レンズの両レンズ面のうちの少なくとも一方のレンズ面
上であって光軸を含むレンズ面の中心部分に、レンズ表
面を部分的に覆う遮光膜３４を設け、遮光部一体型マイ
クロレンズアレイとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロレンズを一次
元または二次元に配列したマイクロレンズアレイに関
し、特にレンズ面の一部に遮光部を設けた遮光部一体型
マイクロレンズアレイに関する。
元または二次元に配列したマイクロレンズアレイに関
し、特にレンズ面の一部に遮光部を設けた遮光部一体型
マイクロレンズアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロオプティクスの分野にお
いて、レンズ径が数百μｍ以下のマイクロレンズを一次
元または二次元に配列したマイクロレンズアレイが開発
され、液晶表示装置、固体撮像素子、光インターコネク
ションによる多重画像転送、光ファイバーアレイの光結
合器、光集積回路、電子複写機やファクシミリの光学
系、ＬＥＤ又はＬＣＤプリンタの光プリントヘッド、共
焦点型レーザー顕微鏡などの幅広い応用分野で利用が期
待され、あるいは実際に利用されている。
いて、レンズ径が数百μｍ以下のマイクロレンズを一次
元または二次元に配列したマイクロレンズアレイが開発
され、液晶表示装置、固体撮像素子、光インターコネク
ションによる多重画像転送、光ファイバーアレイの光結
合器、光集積回路、電子複写機やファクシミリの光学
系、ＬＥＤ又はＬＣＤプリンタの光プリントヘッド、共
焦点型レーザー顕微鏡などの幅広い応用分野で利用が期
待され、あるいは実際に利用されている。
【０００３】このようなマイクロレンズアレイの作製方
法について各種報告がなされている。
法について各種報告がなされている。
【０００４】例えば、半導体製造等に利用されるフォト
リソグラフィー技術とレジストの熱溶融法とを組み合わ
せて、樹脂製のマイクロレンズアレイを基板上に作製し
た後、反応性イオンエッチングやイオンビームエッチン
グ法等のドライエッチングによって、樹脂製マイクロレ
ンズの形状をＧａＰ、Ｓｉや石英基板に転写して、Ｇａ
Ｐ製マイクロレンズアレイ（IEEE JOURNAL OF QUANTUM
ELECTRONICS, Vol.QE-17 p.174, (1981)）、Ｓｉ製マイ
クロレンズアレイ（MOC/GRIN'93 L2 p.312）や石英製マ
イクロレンズアレイ（APPLIED OPTICS Vol.31 p.1735
(1992)）を作製する方法が開示されている。
リソグラフィー技術とレジストの熱溶融法とを組み合わ
せて、樹脂製のマイクロレンズアレイを基板上に作製し
た後、反応性イオンエッチングやイオンビームエッチン
グ法等のドライエッチングによって、樹脂製マイクロレ
ンズの形状をＧａＰ、Ｓｉや石英基板に転写して、Ｇａ
Ｐ製マイクロレンズアレイ（IEEE JOURNAL OF QUANTUM
ELECTRONICS, Vol.QE-17 p.174, (1981)）、Ｓｉ製マイ
クロレンズアレイ（MOC/GRIN'93 L2 p.312）や石英製マ
イクロレンズアレイ（APPLIED OPTICS Vol.31 p.1735
(1992)）を作製する方法が開示されている。
【０００５】他の方法としては、イオン交換法により基
板ガラス内に屈折率分布を作ることにより平板型のマイ
クロレンズアレイを作製する方法が、特開昭５７−５３
７０２号公報や特公平４−３４１２１号公報に開示され
ている。
板ガラス内に屈折率分布を作ることにより平板型のマイ
クロレンズアレイを作製する方法が、特開昭５７−５３
７０２号公報や特公平４−３４１２１号公報に開示され
ている。
【０００６】マイクロレンズアレイの分解能は、マイク
ロレンズの形状や屈折率分布によって支配される。ま
た、収差のない理想的なマイクロレンズでは、分解能
は、回折現象で制限され、マイクロレンズの開口数と波
長により分解能が決定される。
ロレンズの形状や屈折率分布によって支配される。ま
た、収差のない理想的なマイクロレンズでは、分解能
は、回折現象で制限され、マイクロレンズの開口数と波
長により分解能が決定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のマイクロレンズ
の製造方法で得られるマイクロレンズアレイの分解能
は、製造上の要因によりマイクロレンズの形状制御が困
難なため、幾何光学的な収差等が現われ、設計上及び理
論上の分解能よりさらに低下するという問題がある。
の製造方法で得られるマイクロレンズアレイの分解能
は、製造上の要因によりマイクロレンズの形状制御が困
難なため、幾何光学的な収差等が現われ、設計上及び理
論上の分解能よりさらに低下するという問題がある。
【０００８】例えば、パターンニングされたレジストを
熱溶融後、樹脂製マイクロレンズの形状を基板に転写す
る方法では、得られるマイクロレンズの形状は、樹脂製
マイクロレンズの三次元形状とドライエッチングプロセ
スにおける基板とレジストのエッチング速度の比で決ま
ってしまい、所望の理想的なレンズ形状を得ることが困
難でマイクロレンズの分解能は低下する。
熱溶融後、樹脂製マイクロレンズの形状を基板に転写す
る方法では、得られるマイクロレンズの形状は、樹脂製
マイクロレンズの三次元形状とドライエッチングプロセ
スにおける基板とレジストのエッチング速度の比で決ま
ってしまい、所望の理想的なレンズ形状を得ることが困
難でマイクロレンズの分解能は低下する。
【０００９】また、基板ガラス中のＫもしくはＮａイオ
ンを高原子価のイオンを含む溶融塩中でイオン交換する
ことでマイクロレンズアレイを製造する手法において
は、熱力学的な性質でマイクロレンズの特性は決まって
しまい、所望のレンズ形状を得ることは非常に難しく、
分解能が極めて悪い。
ンを高原子価のイオンを含む溶融塩中でイオン交換する
ことでマイクロレンズアレイを製造する手法において
は、熱力学的な性質でマイクロレンズの特性は決まって
しまい、所望のレンズ形状を得ることは非常に難しく、
分解能が極めて悪い。
【００１０】また、ドライエッチングプロセスにおける
エッチングガス組成を多段に変化させることでマイクロ
レンズの収差を小さくする方法が提案されているが（特
開平６−３０８３０２号公報）、段階的にエッチングガ
ス組成を変化させることからスムーズなレンズ面を得る
ことが難しく、また製造に非常に長時間を要するため生
産性に乏しい。
エッチングガス組成を多段に変化させることでマイクロ
レンズの収差を小さくする方法が提案されているが（特
開平６−３０８３０２号公報）、段階的にエッチングガ
ス組成を変化させることからスムーズなレンズ面を得る
ことが難しく、また製造に非常に長時間を要するため生
産性に乏しい。
【００１１】ここで、分解能が低下することは、マイク
ロレンズにより転送できる画像や情報の質が低下してし
まうことを意味している。
ロレンズにより転送できる画像や情報の質が低下してし
まうことを意味している。
【００１２】また、レンズを形成していない非レンズ部
分を透過する光は迷光となり分解能を低下させる。な
お、マイクロレンズアレイにおけるレンズを形成してい
ない非レンズ部分に遮光膜を形成して迷光を除去する技
術が提案されているが（特開昭６３−１５３５０１号公
報、特開平２−６４５０１号公報）、これによる分解能
の向上はわずがであり、集光特性を飛躍的に向上させる
ことは困難である。
分を透過する光は迷光となり分解能を低下させる。な
お、マイクロレンズアレイにおけるレンズを形成してい
ない非レンズ部分に遮光膜を形成して迷光を除去する技
術が提案されているが（特開昭６３−１５３５０１号公
報、特開平２−６４５０１号公報）、これによる分解能
の向上はわずがであり、集光特性を飛躍的に向上させる
ことは困難である。
【００１３】本発明は上述した問題点に鑑がみてなされ
たものであり、画像や情報の質の低下が少なく集光特性
や画像転送機能に優れるとともに、集光や結像における
非常に高い分解能を有する遮光部一体型マイクロレンズ
アレイ及びその製造方法の提供を目的とする。
たものであり、画像や情報の質の低下が少なく集光特性
や画像転送機能に優れるとともに、集光や結像における
非常に高い分解能を有する遮光部一体型マイクロレンズ
アレイ及びその製造方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の遮光部一体型マイクロレンズアレイは、透明
基板に複数個のマイクロレンズを形成してなるマイクロ
レンズアレイであって、各マイクロレンズの両レンズ面
のうちの少なくとも一方のレンズ面上であって光軸を含
むレンズ面の中心部分に、レンズ表面を部分的に覆う遮
光膜を設けた構成としてあり、必要に応じ、遮光膜の外
周形状がマイクロレンズの開口形状と相似形である構
成、あるいは、遮光膜の外周形状が円形である構成とし
てある。
に本発明の遮光部一体型マイクロレンズアレイは、透明
基板に複数個のマイクロレンズを形成してなるマイクロ
レンズアレイであって、各マイクロレンズの両レンズ面
のうちの少なくとも一方のレンズ面上であって光軸を含
むレンズ面の中心部分に、レンズ表面を部分的に覆う遮
光膜を設けた構成としてあり、必要に応じ、遮光膜の外
周形状がマイクロレンズの開口形状と相似形である構
成、あるいは、遮光膜の外周形状が円形である構成とし
てある。
【００１５】また、本発明の遮光部一体型マイクロレン
ズアレイの製造方法は、透明基板上に感光性樹脂を塗布
し、フォトマスクを介して露光を行い、現像によって透
明基板上に複数個の感光性樹脂パターンを形成する工程
と、前記感光性樹脂パターンを加熱により溶融又は軟化
して凸状樹脂製マイクロレンズを形成する工程と、ドラ
イエッチングにより前記凸状樹脂製マイクロレンズの三
次元形状を透明基板に転写してマイクロレンズアレイを
形成する工程と、各マイクロレンズの両面のうちの少な
くとも一方の面上であって光軸を含むレンズ面の中心部
分に、レンズ表面を部分的に覆う遮光膜を設ける工程と
を含む構成としてある。
ズアレイの製造方法は、透明基板上に感光性樹脂を塗布
し、フォトマスクを介して露光を行い、現像によって透
明基板上に複数個の感光性樹脂パターンを形成する工程
と、前記感光性樹脂パターンを加熱により溶融又は軟化
して凸状樹脂製マイクロレンズを形成する工程と、ドラ
イエッチングにより前記凸状樹脂製マイクロレンズの三
次元形状を透明基板に転写してマイクロレンズアレイを
形成する工程と、各マイクロレンズの両面のうちの少な
くとも一方の面上であって光軸を含むレンズ面の中心部
分に、レンズ表面を部分的に覆う遮光膜を設ける工程と
を含む構成としてある。
【００１６】さらに、本発明の他の遮光部一体型マイク
ロレンズアレイは、透明基板に複数個のマイクロレンズ
を形成してなるマイクロレンズアレイであって、各マイ
クロレンズの凸レンズ部の先端部分を遮光性材料からな
る遮光部とした構成としてあり、必要に応じ、遮光部
が、遮光性を有する感光性樹脂又は着色性の感光性樹脂
よりなる構成としてある。
ロレンズアレイは、透明基板に複数個のマイクロレンズ
を形成してなるマイクロレンズアレイであって、各マイ
クロレンズの凸レンズ部の先端部分を遮光性材料からな
る遮光部とした構成としてあり、必要に応じ、遮光部
が、遮光性を有する感光性樹脂又は着色性の感光性樹脂
よりなる構成としてある。
【００１７】また、本発明の他の遮光部一体型マイクロ
レンズアレイの製造方法は、透明基板上に遮光性を有す
る感光性樹脂を塗布し、フォトマスクを介して露光を行
い、現像によって透明基板上に複数個の感光性樹脂パタ
ーンを形成する工程と、前記感光性樹脂パターンを加熱
により溶融又は軟化して凸状樹脂製マイクロレンズを形
成する工程と、ドライエッチングにより前記凸状樹脂製
マイクロレンズの三次元形状を透明基板に転写してマイ
クロレンズアレイを形成する際、凸状樹脂製マイクロレ
ンズの頂部が残存するようにエッチングを行い、各マイ
クロレンズの凸レンズ部の先端部分を遮光性を有する感
光性樹脂からなる遮光部としたマイクロレンズアレイを
形成する工程とを含む構成としてある。
レンズアレイの製造方法は、透明基板上に遮光性を有す
る感光性樹脂を塗布し、フォトマスクを介して露光を行
い、現像によって透明基板上に複数個の感光性樹脂パタ
ーンを形成する工程と、前記感光性樹脂パターンを加熱
により溶融又は軟化して凸状樹脂製マイクロレンズを形
成する工程と、ドライエッチングにより前記凸状樹脂製
マイクロレンズの三次元形状を透明基板に転写してマイ
クロレンズアレイを形成する際、凸状樹脂製マイクロレ
ンズの頂部が残存するようにエッチングを行い、各マイ
クロレンズの凸レンズ部の先端部分を遮光性を有する感
光性樹脂からなる遮光部としたマイクロレンズアレイを
形成する工程とを含む構成としてある。
【００１８】また、本発明のさらに他の遮光部一体型マ
イクロレンズアレイの製造方法は、透明基板上に感光性
樹脂を塗布し、フォトマスクを介して露光を行い、現像
によって透明基板上に複数個の感光性樹脂パターンを形
成する工程と、前記感光性樹脂パターンを加熱溶融して
凸状樹脂製マイクロレンズを形成する工程と、ドライエ
ッチングにより前記凸状樹脂製マイクロレンズの三次元
形状を透明基板に転写してマイクロレンズアレイを形成
する際、凸状樹脂製マイクロレンズの頂部が残存するよ
うにエッチングを行い、各マイクロレンズの凸レンズ部
の先端部分を感光性樹脂部としたマイクロレンズアレイ
を形成する工程と、前記感光性樹脂部を遮光性材料で着
色し遮光部とする工程とを含む構成としてある。
イクロレンズアレイの製造方法は、透明基板上に感光性
樹脂を塗布し、フォトマスクを介して露光を行い、現像
によって透明基板上に複数個の感光性樹脂パターンを形
成する工程と、前記感光性樹脂パターンを加熱溶融して
凸状樹脂製マイクロレンズを形成する工程と、ドライエ
ッチングにより前記凸状樹脂製マイクロレンズの三次元
形状を透明基板に転写してマイクロレンズアレイを形成
する際、凸状樹脂製マイクロレンズの頂部が残存するよ
うにエッチングを行い、各マイクロレンズの凸レンズ部
の先端部分を感光性樹脂部としたマイクロレンズアレイ
を形成する工程と、前記感光性樹脂部を遮光性材料で着
色し遮光部とする工程とを含む構成としてある。
【００１９】さらに、本発明の遮光部一体型マイクロレ
ンズアレイは、上記本発明の遮光部一体型マイクロレン
ズアレイにおいて、マイクロレンズアレイにおけるマイ
クロレンズ以外の非レンズ部分の少なくとも一部に遮光
膜を設けた構成、遮光膜が、遮光性金属薄膜又は遮光性
樹脂薄膜よりなる構成、あるいは、透明基板が、石英、
光学ガラス、電子光学用ガラス、透光性セラミックス、
または赤外域透過材料のうちのいずれかの材料からなる
構成としてある。
ンズアレイは、上記本発明の遮光部一体型マイクロレン
ズアレイにおいて、マイクロレンズアレイにおけるマイ
クロレンズ以外の非レンズ部分の少なくとも一部に遮光
膜を設けた構成、遮光膜が、遮光性金属薄膜又は遮光性
樹脂薄膜よりなる構成、あるいは、透明基板が、石英、
光学ガラス、電子光学用ガラス、透光性セラミックス、
または赤外域透過材料のうちのいずれかの材料からなる
構成としてある。
【００２０】
【作用】本発明の遮光部一体型マイクロレンズアレイ
は、マイクロレンズアレイにおけるマイクロレンズのレ
ンズ面の中心部分に遮光膜（または遮光部）をマイクロ
レンズと一体的に設けることにより、マイクロレンズに
よる集光スポットを遮光膜がない場合の理論限界以下ま
で絞り込むことができ、非常に高い分解能を有するマイ
クロレンズアレイが得られる。
は、マイクロレンズアレイにおけるマイクロレンズのレ
ンズ面の中心部分に遮光膜（または遮光部）をマイクロ
レンズと一体的に設けることにより、マイクロレンズに
よる集光スポットを遮光膜がない場合の理論限界以下ま
で絞り込むことができ、非常に高い分解能を有するマイ
クロレンズアレイが得られる。
【００２１】また、マイクロレンズアレイにおけるレン
ズ作用を示さない非レンズ部分に遮光膜を設けることに
より、迷光をなくすことが可能となり、さらに高い分解
能を有するマイクロレンズアレイが得られる。
ズ作用を示さない非レンズ部分に遮光膜を設けることに
より、迷光をなくすことが可能となり、さらに高い分解
能を有するマイクロレンズアレイが得られる。
【００２２】さらに、本発明の遮光部一体型マイクロレ
ンズアレイの製造方法によれば、精度良く遮光部一体型
マイクロレンズアレイを製造でき、また、製造方法を工
夫することで製造工程の増加なしに容易に遮光部一体型
マイクロレンズアレイを製造することもできる。
ンズアレイの製造方法によれば、精度良く遮光部一体型
マイクロレンズアレイを製造でき、また、製造方法を工
夫することで製造工程の増加なしに容易に遮光部一体型
マイクロレンズアレイを製造することもできる。
【００２３】以下、本発明を詳細に説明する。
【００２４】まず、本発明の第一発明について説明す
る。
る。
【００２５】第一発明の遮光部一体型マイクロレンズア
レイは、透明基板に形成された各マイクロレンズの両レ
ンズ面のうちの少なくとも一方のレンズ面上であって光
軸を含むレンズ面の中心部分に、レンズ面を部分的に覆
う遮光膜を設けたことを特徴とする。
レイは、透明基板に形成された各マイクロレンズの両レ
ンズ面のうちの少なくとも一方のレンズ面上であって光
軸を含むレンズ面の中心部分に、レンズ面を部分的に覆
う遮光膜を設けたことを特徴とする。
【００２６】ここで、マイクロレンズアレイは、透明基
板の一方の面上に凸状のマイクロレンズを形成した平凸
型のマイクロレンズアレイと、透明基板内に屈折率分布
型マイクロレンズを形成した平板型のマイクロレンズア
レイのいずれであってもよい。マイクロレンズのレンズ
面は、凸状の曲面（球面又は非球面）あるいは平面であ
り、レンズの開口形状は円形でもよく、必要とする集光
特性が得られれば楕円形や多角形であってもよい。
板の一方の面上に凸状のマイクロレンズを形成した平凸
型のマイクロレンズアレイと、透明基板内に屈折率分布
型マイクロレンズを形成した平板型のマイクロレンズア
レイのいずれであってもよい。マイクロレンズのレンズ
面は、凸状の曲面（球面又は非球面）あるいは平面であ
り、レンズの開口形状は円形でもよく、必要とする集光
特性が得られれば楕円形や多角形であってもよい。
【００２７】遮光膜は、レンズ面上であって光軸を含む
レンズ面の中心部分に設ける。このことにより、図８
（ａ）及び（ｂ）に示すように、レンズ効果に寄与する
部分は円環状となるが、回折現象により、この遮光部に
よる入射光損失は少ない。このような遮光部を持つレン
ズによる集光スポットの強度分布は、図９及び図１０の
実線で示され、遮光部を持たない場合（破線）に比較し
て狭い分布となることが回折理論より明らかにされてい
る。また、数百μｍ径以下のレンズの焦点距離はサブミ
クロンのオーダーとなるため、フォーカス部が基板厚さ
内に位置することを避けるために、レンズの平坦面側
（裏面）より光を入射し、凸レンズ形成面側（上面）を
出射光側として用いる。このとき、遮光膜は、レンズの
入射光側レンズ面（裏面）、出射光側レンズ面（上面）
のいずれに設けてもよい。同じ光学効果を得るために
は、出射光側に遮光膜を形成した場合の方が、マイクロ
レンズアレイ形成基板の厚さを考慮して、遮光膜サイズ
を小さくする必要がある。もちろん、入射、出射側を逆
に配置しても得られる光学的効果にほとんど差はない。
また、両面に遮光膜を設ける場合には、二重の超解像効
果が期待できるが光利用効率の低下は避けられないた
め、好ましくは、いずれか一方の側に遮光膜を形成す
る。
レンズ面の中心部分に設ける。このことにより、図８
（ａ）及び（ｂ）に示すように、レンズ効果に寄与する
部分は円環状となるが、回折現象により、この遮光部に
よる入射光損失は少ない。このような遮光部を持つレン
ズによる集光スポットの強度分布は、図９及び図１０の
実線で示され、遮光部を持たない場合（破線）に比較し
て狭い分布となることが回折理論より明らかにされてい
る。また、数百μｍ径以下のレンズの焦点距離はサブミ
クロンのオーダーとなるため、フォーカス部が基板厚さ
内に位置することを避けるために、レンズの平坦面側
（裏面）より光を入射し、凸レンズ形成面側（上面）を
出射光側として用いる。このとき、遮光膜は、レンズの
入射光側レンズ面（裏面）、出射光側レンズ面（上面）
のいずれに設けてもよい。同じ光学効果を得るために
は、出射光側に遮光膜を形成した場合の方が、マイクロ
レンズアレイ形成基板の厚さを考慮して、遮光膜サイズ
を小さくする必要がある。もちろん、入射、出射側を逆
に配置しても得られる光学的効果にほとんど差はない。
また、両面に遮光膜を設ける場合には、二重の超解像効
果が期待できるが光利用効率の低下は避けられないた
め、好ましくは、いずれか一方の側に遮光膜を形成す
る。
【００２８】遮光膜の外周形状は、マイクロレンズの開
口（レンズ光軸と直交する断面）形状と相似形とするこ
とが好ましい。この場合、回折現象を利用しているの
で、完全な相似形としなくても良くほぼ相似形であれば
よい。例えば、マイクロレンズの開口（断面）形状が円
形の場合は、遮光膜の外周形状を円形とすることが好ま
しい。なお、遮光膜は光軸が遮光膜の重心となるように
配置することが好ましい。
口（レンズ光軸と直交する断面）形状と相似形とするこ
とが好ましい。この場合、回折現象を利用しているの
で、完全な相似形としなくても良くほぼ相似形であれば
よい。例えば、マイクロレンズの開口（断面）形状が円
形の場合は、遮光膜の外周形状を円形とすることが好ま
しい。なお、遮光膜は光軸が遮光膜の重心となるように
配置することが好ましい。
【００２９】遮光膜の大きさは、マイクロレンズのレン
ズ径をＤとするとεＤ（０＜ε＜１）と表される。ここ
でεは、マイクロレンズの直径に対する遮光部の直径の
割合である。光利用効率と分解能向上率の関係から、好
ましくは０．０５＜ε＜０．９０であり、より好ましく
は、０．２０＜ε＜０．８５である。このように、レン
ズ面の中心部分に遮光膜を設けると、その分解能は、遮
光膜がない場合と比較して、１０〜８０％の範囲で向上
する。ε＜０．０５の場合には、光利用効率は良好であ
るが、分解能の向上の割合は２〜３％以下と低く好まし
くない。ε＞０．９０の場合には、分解能は５０％以上
向上するが、光利用効率が大きく低下し、光量が得られ
ないため好ましくない。遮光部の大きさ（面積）は、所
望するマイクロレンズアレイの分解能とコントラストに
よって決定される。
ズ径をＤとするとεＤ（０＜ε＜１）と表される。ここ
でεは、マイクロレンズの直径に対する遮光部の直径の
割合である。光利用効率と分解能向上率の関係から、好
ましくは０．０５＜ε＜０．９０であり、より好ましく
は、０．２０＜ε＜０．８５である。このように、レン
ズ面の中心部分に遮光膜を設けると、その分解能は、遮
光膜がない場合と比較して、１０〜８０％の範囲で向上
する。ε＜０．０５の場合には、光利用効率は良好であ
るが、分解能の向上の割合は２〜３％以下と低く好まし
くない。ε＞０．９０の場合には、分解能は５０％以上
向上するが、光利用効率が大きく低下し、光量が得られ
ないため好ましくない。遮光部の大きさ（面積）は、所
望するマイクロレンズアレイの分解能とコントラストに
よって決定される。
【００３０】本発明の遮光部一体型マイクロレンズアレ
イにおいては、マイクロレンズ以外の非レンズ部分にも
遮光膜を設けるとよい。これにより、マイクロレンズ以
外の非レンズ部分からの透過光を遮断し迷光を除去する
ことができる。マイクロレンズのレンズ面の中心部分及
びマイクロレンズ以外の非レンズ部分の両方に遮光膜を
設けると、その分解能は、マイクロレンズのレンズ面の
中心部分にのみ遮光膜を設けた場合と比較して、数％向
上する。
イにおいては、マイクロレンズ以外の非レンズ部分にも
遮光膜を設けるとよい。これにより、マイクロレンズ以
外の非レンズ部分からの透過光を遮断し迷光を除去する
ことができる。マイクロレンズのレンズ面の中心部分及
びマイクロレンズ以外の非レンズ部分の両方に遮光膜を
設けると、その分解能は、マイクロレンズのレンズ面の
中心部分にのみ遮光膜を設けた場合と比較して、数％向
上する。
【００３１】遮光膜としては、遮光性金属薄膜又は遮光
性樹脂薄膜などが使用できるが、遮光性金属薄膜を用い
ると極めて薄い膜で遮光でき、かつ、遮光膜を容易に任
意の形状にパターンニングできる。遮光性金属薄膜とし
ては、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ等が好適であり、また、遮光性
金属薄膜上に金属膜からの反射光を防止するために従来
より公知の各種反射防止膜や吸収膜を設けてもよい。遮
光膜の形成方法としては公知の各種薄膜形成方法が挙げ
られる。
性樹脂薄膜などが使用できるが、遮光性金属薄膜を用い
ると極めて薄い膜で遮光でき、かつ、遮光膜を容易に任
意の形状にパターンニングできる。遮光性金属薄膜とし
ては、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ等が好適であり、また、遮光性
金属薄膜上に金属膜からの反射光を防止するために従来
より公知の各種反射防止膜や吸収膜を設けてもよい。遮
光膜の形成方法としては公知の各種薄膜形成方法が挙げ
られる。
【００３２】透明基板の材料は、使用する波長の光を透
過するものであれば特に制限されないが、石英、光学ガ
ラス（ＨＯＹＡ（株）社製：ＢＳＣ７，ＢａＣＤ４，Ｎ
ｂＦＤ１０など）、電子光学用ガラス（無アルカリガラ
スなど）、透光性セラミックス、または赤外域透過材料
（Ｓｉなど）等が通常使用される。
過するものであれば特に制限されないが、石英、光学ガ
ラス（ＨＯＹＡ（株）社製：ＢＳＣ７，ＢａＣＤ４，Ｎ
ｂＦＤ１０など）、電子光学用ガラス（無アルカリガラ
スなど）、透光性セラミックス、または赤外域透過材料
（Ｓｉなど）等が通常使用される。
【００３３】次に、上記第一発明の遮光部一体型マイク
ロレンズアレイの製造方法について説明する。
ロレンズアレイの製造方法について説明する。
【００３４】まず、透明基板上に感光性樹脂を均一に塗
布し、作製するマイクロレンズの開口に対応する円形パ
ターンが所定の間隔で配列されたフォトマスクを介して
露光を行い、現像液で現像して、透明基板上に複数個の
円柱状感光性樹脂パターンを形成する。
布し、作製するマイクロレンズの開口に対応する円形パ
ターンが所定の間隔で配列されたフォトマスクを介して
露光を行い、現像液で現像して、透明基板上に複数個の
円柱状感光性樹脂パターンを形成する。
【００３５】ここで、用いる感光性樹脂は、光硬化性感
光性樹脂であるネガ型感光性樹脂であってもよく、ある
いは、光分解性感光性樹脂や光溶解性感光性樹脂である
ポジ型感光性樹脂であってもよい。また、フォトマスク
のパターンは、使用する感光性樹脂の種類と得ようとす
る感光性樹脂パターンで決定され、ネガ型感光性樹脂を
用いる場合は、マイクロレンズを形成する部分の光が透
過するネガタイプのフォトマスクを使用し、ポジ型感光
性樹脂を用いる場合は、マイクロレンズを形成する部分
の光が透過しないポジタイプのフォトマスクを使用す
る。
光性樹脂であるネガ型感光性樹脂であってもよく、ある
いは、光分解性感光性樹脂や光溶解性感光性樹脂である
ポジ型感光性樹脂であってもよい。また、フォトマスク
のパターンは、使用する感光性樹脂の種類と得ようとす
る感光性樹脂パターンで決定され、ネガ型感光性樹脂を
用いる場合は、マイクロレンズを形成する部分の光が透
過するネガタイプのフォトマスクを使用し、ポジ型感光
性樹脂を用いる場合は、マイクロレンズを形成する部分
の光が透過しないポジタイプのフォトマスクを使用す
る。
【００３６】次いで、上記円柱状感光性樹脂パターンを
形成した透明基板を加熱し、感光性樹脂パターンを軟化
あるいは溶融して、凸状樹脂製マイクロレンズ（アレ
イ）を形成する。加熱温度は用いる感光性樹脂により決
定されるが、感光性樹脂の軟化温度より５℃以上高く、
かつ、分解温度以下の温度で加熱することが好ましい。
形成した透明基板を加熱し、感光性樹脂パターンを軟化
あるいは溶融して、凸状樹脂製マイクロレンズ（アレ
イ）を形成する。加熱温度は用いる感光性樹脂により決
定されるが、感光性樹脂の軟化温度より５℃以上高く、
かつ、分解温度以下の温度で加熱することが好ましい。
【００３７】次に、ドライエッチングにより上記凸状樹
脂製マイクロレンズの三次元形状を透明基板に転写して
マイクロレンズアレイを得る。
脂製マイクロレンズの三次元形状を透明基板に転写して
マイクロレンズアレイを得る。
【００３８】ここで、凸状樹脂製マイクロレンズのエッ
チング速度に対する透明基板のエッチング速度の比を制
御することにより、得られるマイクロレンズの形状、す
なわちマイクロレンズの曲率を制御することが可能であ
る。エッチング速度の比を制御する手段としては、樹脂
の種類、透明基板の材料、及びエッチングに使用するガ
スの選択等によって行われる。
チング速度に対する透明基板のエッチング速度の比を制
御することにより、得られるマイクロレンズの形状、す
なわちマイクロレンズの曲率を制御することが可能であ
る。エッチング速度の比を制御する手段としては、樹脂
の種類、透明基板の材料、及びエッチングに使用するガ
スの選択等によって行われる。
【００３９】凸状樹脂製マイクロレンズを形成するため
の樹脂は、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、あるいはこ
れらの樹脂のモノマーや混合物等の樹脂から選択され
る。特に芳香環を有する樹脂を用いた場合には、樹脂パ
ターンを構成する樹脂のエッチング速度を透明基板のエ
ッチング速度より遅くすることができる。
の樹脂は、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、あるいはこ
れらの樹脂のモノマーや混合物等の樹脂から選択され
る。特に芳香環を有する樹脂を用いた場合には、樹脂パ
ターンを構成する樹脂のエッチング速度を透明基板のエ
ッチング速度より遅くすることができる。
【００４０】エッチングガスは、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、ＣＨ
Ｆ3、Ｃｌ2に代表されるようなフッ素系、塩素系の単体
ガス、又はこれらのガスを含む混合ガス等から選択され
る。また、これらのガスは酸素を含んでもよい。
Ｆ3、Ｃｌ2に代表されるようなフッ素系、塩素系の単体
ガス、又はこれらのガスを含む混合ガス等から選択され
る。また、これらのガスは酸素を含んでもよい。
【００４１】最後に、上記で作製したマイクロレンズア
レイの各マイクロレンズの両面のうちの少なくとも一方
の面上であって光軸を含むレンズ面の中心部分に、レン
ズ表面を部分的に覆う遮光膜を設ける。この際、マイク
ロレンズ以外の非レンズ部分にも遮光膜を同時に設ける
ことができる。これにより、遮光部一体型マイクロレン
ズアレイが製造される。
レイの各マイクロレンズの両面のうちの少なくとも一方
の面上であって光軸を含むレンズ面の中心部分に、レン
ズ表面を部分的に覆う遮光膜を設ける。この際、マイク
ロレンズ以外の非レンズ部分にも遮光膜を同時に設ける
ことができる。これにより、遮光部一体型マイクロレン
ズアレイが製造される。
【００４２】ここで、遮光膜を形成する方法は、印刷法
やフォトリソグラフィー法が好適である。フォトリソグ
ラフィー法では、遮光膜を形成する材料を、蒸着法、ス
パッタ法やイオンプレーティング法により均一に成膜
後、感光性樹脂を塗布し露光現像してパターンニングし
遮光膜が不要な部分の遮光膜をエッチング除去して、所
望の形状の遮光膜が得られる。
やフォトリソグラフィー法が好適である。フォトリソグ
ラフィー法では、遮光膜を形成する材料を、蒸着法、ス
パッタ法やイオンプレーティング法により均一に成膜
後、感光性樹脂を塗布し露光現像してパターンニングし
遮光膜が不要な部分の遮光膜をエッチング除去して、所
望の形状の遮光膜が得られる。
【００４３】フォトリソグラフィー法により遮光膜を設
ける方法は、精度よく、マイクロレンズの上面中心部、
又はマイクロレンズの裏面中心部及び基板裏面側非レン
ズ部分に遮光膜を形成できる。ここで、マイクロレンズ
以外の非レンズ部分の遮光膜は、透明基板のマイクロレ
ンズを形成した側の面でも、透明基板裏面でも、これら
の両面に形成してもよく、また、あらかじめ透明基板に
非レンズ部分の遮光膜を形成しておき、この基板にマイ
クロレンズアレイを形成してもよい。
ける方法は、精度よく、マイクロレンズの上面中心部、
又はマイクロレンズの裏面中心部及び基板裏面側非レン
ズ部分に遮光膜を形成できる。ここで、マイクロレンズ
以外の非レンズ部分の遮光膜は、透明基板のマイクロレ
ンズを形成した側の面でも、透明基板裏面でも、これら
の両面に形成してもよく、また、あらかじめ透明基板に
非レンズ部分の遮光膜を形成しておき、この基板にマイ
クロレンズアレイを形成してもよい。
【００４４】遮光膜を形成する材料は、使用する光の波
長を透過しないものであればよく、特にＣｒ、Ｎｉ、Ａ
ｌ等の遮光性金属薄膜を用いると、極めて薄くかつ高精
度で任意の形状の遮光膜を形成できる。
長を透過しないものであればよく、特にＣｒ、Ｎｉ、Ａ
ｌ等の遮光性金属薄膜を用いると、極めて薄くかつ高精
度で任意の形状の遮光膜を形成できる。
【００４５】マイクロレンズのレンズ面に形成する遮光
膜の形状は、マイクロレンズの開口形状より小さいおお
よその相似形に形成する必要がある。遮光膜の大きさ
（面積）は、所望するマイクロレンズアレイの分解能と
コントラストによって決定される。
膜の形状は、マイクロレンズの開口形状より小さいおお
よその相似形に形成する必要がある。遮光膜の大きさ
（面積）は、所望するマイクロレンズアレイの分解能と
コントラストによって決定される。
【００４６】次に、本発明の第二発明について説明す
る。
る。
【００４７】第二発明の遮光部一体型マイクロレンズア
レイは、透明基板に形成された各マイクロレンズの凸レ
ンズ部の先端部分（頂部）を遮光性材料からなる遮光部
としたことを特徴とする。
レイは、透明基板に形成された各マイクロレンズの凸レ
ンズ部の先端部分（頂部）を遮光性材料からなる遮光部
としたことを特徴とする。
【００４８】ここで、マイクロレンズアレイは、透明基
板の一方の面上に凸状のマイクロレンズを形成した平凸
型のマイクロレンズアレイをさす。第二発明ではレンズ
面の中心部分に遮光膜を設けるのではなく、通常レンズ
材料（媒質）からなるマイクロレンズの凸レンズ部の先
端部分を、遮光性材料で置換したかたちの遮光部として
ある。遮光部は、レンズの中心部分を通る光を遮断する
ために、マイクロレンズの光軸を含むマイクロレンズの
凸レンズ部の先端部分に設ける。
板の一方の面上に凸状のマイクロレンズを形成した平凸
型のマイクロレンズアレイをさす。第二発明ではレンズ
面の中心部分に遮光膜を設けるのではなく、通常レンズ
材料（媒質）からなるマイクロレンズの凸レンズ部の先
端部分を、遮光性材料で置換したかたちの遮光部として
ある。遮光部は、レンズの中心部分を通る光を遮断する
ために、マイクロレンズの光軸を含むマイクロレンズの
凸レンズ部の先端部分に設ける。
【００４９】ここで、遮光部の外周形状は、マイクロレ
ンズの開口（断面）形状と相似形とすることが好まし
い。この場合、完全な相似形としなくても良くほぼ相似
形であればよい。例えば、マイクロレンズの開口（断
面）形状が円形の場合は、遮光部の外周形状を円形とす
ることが好ましい。
ンズの開口（断面）形状と相似形とすることが好まし
い。この場合、完全な相似形としなくても良くほぼ相似
形であればよい。例えば、マイクロレンズの開口（断
面）形状が円形の場合は、遮光部の外周形状を円形とす
ることが好ましい。
【００５０】遮光部の大きさは、マイクロレンズのレン
ズ径をＤとするとεＤ（０＜ε＜１）と表される。ここ
でεは、マイクロレンズの直径に対する遮光部の直径の
割合である。光利用効率と分解能向上率の関係から、好
ましくは０．０５＜ε＜０．９０であり、より好ましく
は、０．２０＜ε＜０．８５である。このように、レン
ズ面の中心部分に遮光部を設けると、その分解能は、遮
光部がない場合と比較して、１０〜８０％の範囲で向上
する。ε＜０．０５の場合には、光利用効率は良好であ
るが、分解能の向上の割合は２〜３％以下と低く好まし
くない。ε＞０．９０の場合には、分解能は５０％以上
向上するが、光利用効率が大きく低下し、光量が得られ
ないため好ましくない。遮光部の大きさ（面積）は、所
望するマイクロレンズアレイの分解能とコントラストに
よって決定される。
ズ径をＤとするとεＤ（０＜ε＜１）と表される。ここ
でεは、マイクロレンズの直径に対する遮光部の直径の
割合である。光利用効率と分解能向上率の関係から、好
ましくは０．０５＜ε＜０．９０であり、より好ましく
は、０．２０＜ε＜０．８５である。このように、レン
ズ面の中心部分に遮光部を設けると、その分解能は、遮
光部がない場合と比較して、１０〜８０％の範囲で向上
する。ε＜０．０５の場合には、光利用効率は良好であ
るが、分解能の向上の割合は２〜３％以下と低く好まし
くない。ε＞０．９０の場合には、分解能は５０％以上
向上するが、光利用効率が大きく低下し、光量が得られ
ないため好ましくない。遮光部の大きさ（面積）は、所
望するマイクロレンズアレイの分解能とコントラストに
よって決定される。
【００５１】本発明の遮光部一体型マイクロレンズアレ
イにおいては、マイクロレンズ以外の非レンズ部分にも
遮光膜を設けるとよい。これにより、マイクロレンズ以
外の非レンズ部分からの透過光を遮断し迷光を除去する
ことができる。マイクロレンズの先端部分及びマイクロ
レンズ以外の非レンズ部分の両方に遮光部を設けると、
その分解能は、マイクロレンズの先端部分にのみ遮光部
を設けた場合と比較して、数％向上する。
イにおいては、マイクロレンズ以外の非レンズ部分にも
遮光膜を設けるとよい。これにより、マイクロレンズ以
外の非レンズ部分からの透過光を遮断し迷光を除去する
ことができる。マイクロレンズの先端部分及びマイクロ
レンズ以外の非レンズ部分の両方に遮光部を設けると、
その分解能は、マイクロレンズの先端部分にのみ遮光部
を設けた場合と比較して、数％向上する。
【００５２】遮光部は、遮光性材料で形成すればよい
が、遮光性を有する感光性樹脂で形成すると、遮光部で
の反射が少なく、かつ、任意の形状にパターンニングで
きる。遮光性を有する感光性樹脂としては、用いる光の
波長を吸収するカーボン、顔料、染料、金属微粒子等の
フィラーを透明感光性樹脂に分散させたもの、透明感光
性樹脂を用いる光の波長を吸収する顔料や染料で着色し
たもの、あるいは、用いる光の波長を吸収する感光性樹
脂などを用いることが好適である。遮光部の形成方法は
後述する。
が、遮光性を有する感光性樹脂で形成すると、遮光部で
の反射が少なく、かつ、任意の形状にパターンニングで
きる。遮光性を有する感光性樹脂としては、用いる光の
波長を吸収するカーボン、顔料、染料、金属微粒子等の
フィラーを透明感光性樹脂に分散させたもの、透明感光
性樹脂を用いる光の波長を吸収する顔料や染料で着色し
たもの、あるいは、用いる光の波長を吸収する感光性樹
脂などを用いることが好適である。遮光部の形成方法は
後述する。
【００５３】透明基板の材料は、使用する波長の光を透
過するものであれば特に制限されないが、石英、光学ガ
ラス（ＨＯＹＡ（株）社製：ＢＳＣ７，ＢａＣＤ４，Ｎ
ｂＦＤ１０など）、電子光学用ガラス（無アルカリガラ
スなど）、透光性セラミックス、または赤外域透過材料
（Ｓｉなど）等が通常使用される。
過するものであれば特に制限されないが、石英、光学ガ
ラス（ＨＯＹＡ（株）社製：ＢＳＣ７，ＢａＣＤ４，Ｎ
ｂＦＤ１０など）、電子光学用ガラス（無アルカリガラ
スなど）、透光性セラミックス、または赤外域透過材料
（Ｓｉなど）等が通常使用される。
【００５４】次に、上記本第二発明の遮光部一体型マイ
クロレンズアレイの製造方法について説明する。
クロレンズアレイの製造方法について説明する。
【００５５】まず、透明基板上に感光性樹脂を均一に塗
布し、作製するマイクロレンズの開口に対応する円形パ
ターンが所定の間隔で配列されたフォトマスクを介して
露光を行い、現像液で現像して、透明基板上に複数個の
円柱状感光性樹脂パターンを形成する。
布し、作製するマイクロレンズの開口に対応する円形パ
ターンが所定の間隔で配列されたフォトマスクを介して
露光を行い、現像液で現像して、透明基板上に複数個の
円柱状感光性樹脂パターンを形成する。
【００５６】ここで、用いる感光性樹脂は、光硬化性感
光性樹脂であるネガ型感光性樹脂であってもよく、ある
いは、光分解性感光性樹脂や光溶解性感光性樹脂である
ポジ型感光性樹脂であってもよい。また、フォトマスク
のパターンは、使用する感光性樹脂の種類と得ようとす
る感光性樹脂パターンで決定され、ネガ型感光性樹脂を
用いる場合は、マイクロレンズを形成する部分の光が透
過するネガタイプのフォトマスクを使用し、ポジ型感光
性樹脂を用いる場合は、マイクロレンズを形成する部分
の光が透過しないポジタイプのフォトマスクを使用す
る。
光性樹脂であるネガ型感光性樹脂であってもよく、ある
いは、光分解性感光性樹脂や光溶解性感光性樹脂である
ポジ型感光性樹脂であってもよい。また、フォトマスク
のパターンは、使用する感光性樹脂の種類と得ようとす
る感光性樹脂パターンで決定され、ネガ型感光性樹脂を
用いる場合は、マイクロレンズを形成する部分の光が透
過するネガタイプのフォトマスクを使用し、ポジ型感光
性樹脂を用いる場合は、マイクロレンズを形成する部分
の光が透過しないポジタイプのフォトマスクを使用す
る。
【００５７】次いで、上記円柱状感光性樹脂パターンを
形成した透明基板を加熱し、感光性樹脂パターンを軟化
あるいは溶融して、凸状樹脂製マイクロレンズ（アレ
イ）を形成する。加熱温度は用いる感光性樹脂により決
定されるが、感光性樹脂の軟化温度より５℃以上高く、
かつ、分解温度以下の温度で加熱することが好ましい。
形成した透明基板を加熱し、感光性樹脂パターンを軟化
あるいは溶融して、凸状樹脂製マイクロレンズ（アレ
イ）を形成する。加熱温度は用いる感光性樹脂により決
定されるが、感光性樹脂の軟化温度より５℃以上高く、
かつ、分解温度以下の温度で加熱することが好ましい。
【００５８】次に、ドライエッチングにより上記凸状樹
脂製マイクロレンズの三次元形状を透明基板に転写して
マイクロレンズアレイを形成する際、凸状樹脂製マイク
ロレンズの頂部が任意の大きさで残存するようにエッチ
ングを行い、各マイクロレンズの先端部分を遮光性を有
する感光性樹脂からなる遮光部としたマイクロレンズア
レイを得る。
脂製マイクロレンズの三次元形状を透明基板に転写して
マイクロレンズアレイを形成する際、凸状樹脂製マイク
ロレンズの頂部が任意の大きさで残存するようにエッチ
ングを行い、各マイクロレンズの先端部分を遮光性を有
する感光性樹脂からなる遮光部としたマイクロレンズア
レイを得る。
【００５９】ここで、凸状樹脂製マイクロレンズのエッ
チング速度に対する透明基板のエッチング速度の比を制
御することにより、得られるマイクロレンズの形状、す
なわちマイクロレンズの曲率を制御することが可能であ
る。
チング速度に対する透明基板のエッチング速度の比を制
御することにより、得られるマイクロレンズの形状、す
なわちマイクロレンズの曲率を制御することが可能であ
る。
【００６０】エッチング速度の比を制御する手段として
は、樹脂の種類、透明基板の材料、及びエッチングに使
用するガスの選択等によって行われる。
は、樹脂の種類、透明基板の材料、及びエッチングに使
用するガスの選択等によって行われる。
【００６１】凸状樹脂製マイクロレンズを形成するため
の樹脂は、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、あるいはこ
れらの樹脂のモノマーや混合物等の樹脂から選択され
る。
の樹脂は、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、あるいはこ
れらの樹脂のモノマーや混合物等の樹脂から選択され
る。
【００６２】特に芳香環を有する樹脂を用いた場合に
は、樹脂パターンを構成する樹脂のエッチング速度を透
明基板のエッチング速度より遅くすることができる。
は、樹脂パターンを構成する樹脂のエッチング速度を透
明基板のエッチング速度より遅くすることができる。
【００６３】エッチングガスは、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、ＣＨ
Ｆ3、Ｃｌ2に代表されるようなフッ素系、塩素系の単体
ガス、又はこれらのガスを含む混合ガス等から選択され
る。また、エッチングガスは酸素を含んでもよい。
Ｆ3、Ｃｌ2に代表されるようなフッ素系、塩素系の単体
ガス、又はこれらのガスを含む混合ガス等から選択され
る。また、エッチングガスは酸素を含んでもよい。
【００６４】このようにして得られた凸状樹脂部一体型
マイクロレンズアレイの樹脂部分を、遮光部とすること
により、遮光部一体型マイクロレンズアレイが得られ
る。
マイクロレンズアレイの樹脂部分を、遮光部とすること
により、遮光部一体型マイクロレンズアレイが得られ
る。
【００６５】ここで、遮光部を形成する方法は、感光性
樹脂として所望波長域において透過性を有する樹脂を用
いた場合には、用いる波長の光を吸収する顔料や染料で
感光性樹脂を着色することにより形成することができ
る。
樹脂として所望波長域において透過性を有する樹脂を用
いた場合には、用いる波長の光を吸収する顔料や染料で
感光性樹脂を着色することにより形成することができ
る。
【００６６】また、凸状樹脂製マイクロレンズを形成す
るために用いる感光性樹脂として、あらかじめ、用いる
光の波長を吸収するカーボン、顔料、染料、金属微粒子
等のフィラーを分散させた感光性樹脂を用いることによ
り、特別の遮光部形成プロセスを必要とせず通常のマイ
クロレンズアレイ製造工程だけで、遮光部一体型マイク
ロレンズアレイを形成することができる。
るために用いる感光性樹脂として、あらかじめ、用いる
光の波長を吸収するカーボン、顔料、染料、金属微粒子
等のフィラーを分散させた感光性樹脂を用いることによ
り、特別の遮光部形成プロセスを必要とせず通常のマイ
クロレンズアレイ製造工程だけで、遮光部一体型マイク
ロレンズアレイを形成することができる。
【００６７】さらに、凸状樹脂製マイクロレンズを形成
するために用いる感光性樹脂として、用いる光の波長を
吸収する感光性樹脂を用いることにより、特別の遮光部
形成プロセスを必要とせず通常のマイクロレンズアレイ
製造工程だけで、遮光部一体型マイクロレンズアレイを
形成することができる。
するために用いる感光性樹脂として、用いる光の波長を
吸収する感光性樹脂を用いることにより、特別の遮光部
形成プロセスを必要とせず通常のマイクロレンズアレイ
製造工程だけで、遮光部一体型マイクロレンズアレイを
形成することができる。
【００６８】なお、遮光部一体型マイクロレンズアレイ
において、マイクロレンズ以外の非レンズ部分にも遮光
部を同時に設けることができる。ここで、マイクロレン
ズ以外の非レンズ部分の遮光部は、透明基板のマイクロ
レンズを形成した側の面でも、透明基板裏面でも、これ
らの両面でもよく、また、あらかじめ透明基板に非レン
ズ部分の遮光部を形成しておき、この基板にマイクロレ
ンズアレイを形成してもよい。
において、マイクロレンズ以外の非レンズ部分にも遮光
部を同時に設けることができる。ここで、マイクロレン
ズ以外の非レンズ部分の遮光部は、透明基板のマイクロ
レンズを形成した側の面でも、透明基板裏面でも、これ
らの両面でもよく、また、あらかじめ透明基板に非レン
ズ部分の遮光部を形成しておき、この基板にマイクロレ
ンズアレイを形成してもよい。
【００６９】マイクロレンズのレンズ先端部分に形成す
る遮光部の外周形状は、マイクロレンズの開口形状より
小さいおおよその相似形の円形様に形成することができ
る。遮光部の大きさ（面積）は、所望するマイクロレン
ズアレイの分解能とコントラストによって決定される。
る遮光部の外周形状は、マイクロレンズの開口形状より
小さいおおよその相似形の円形様に形成することができ
る。遮光部の大きさ（面積）は、所望するマイクロレン
ズアレイの分解能とコントラストによって決定される。
【００７０】
【実施例】以下、実施例にもとづき本発明をさらに詳細
に説明する。
に説明する。
【００７１】まず、第一発明に係る実施例について説明
する。
する。
【００７２】実施例１ 図１及び図２は第一発明の遮光部一体型マイクロレンズ
アレイの製造工程を示す図である。
アレイの製造工程を示す図である。
【００７３】図１に示すように、まず、精密研磨を行っ
た３インチ角の石英基板３をヘキサメチルジシラザンに
浸漬し乾燥した後に、スピンコート法により、ポジタイ
プの感光性樹脂（ヘキスト（株）社製：ＡＺ−１３５
０）を塗布し、２．３μｍの均一な膜厚の感光性樹脂層
２を形成した。６０℃で３０分間プリベークを行った
後、直径１００μｍの円が配列されたポジタイプのフォ
トマスク１を密着させ、紫外線露光機を用いて、照射量
１２０ｍＪ／ｃｍ2で矢印の方向から露光後、現像液
（ヘキスト（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間
浸漬して現像することにより、紫外線照射部分の感光性
樹脂を溶解除去して、石英基板上に円柱状の感光性樹脂
パターン４を得た（図１（ａ）、（ｂ））。
た３インチ角の石英基板３をヘキサメチルジシラザンに
浸漬し乾燥した後に、スピンコート法により、ポジタイ
プの感光性樹脂（ヘキスト（株）社製：ＡＺ−１３５
０）を塗布し、２．３μｍの均一な膜厚の感光性樹脂層
２を形成した。６０℃で３０分間プリベークを行った
後、直径１００μｍの円が配列されたポジタイプのフォ
トマスク１を密着させ、紫外線露光機を用いて、照射量
１２０ｍＪ／ｃｍ2で矢印の方向から露光後、現像液
（ヘキスト（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間
浸漬して現像することにより、紫外線照射部分の感光性
樹脂を溶解除去して、石英基板上に円柱状の感光性樹脂
パターン４を得た（図１（ａ）、（ｂ））。
【００７４】この円柱状感光性樹脂パターン４を設けた
石英基板３を２００℃のオーブン内に６０分間保持する
ことにより、円柱状感光性樹脂パターン４を熱溶融させ
て凸状樹脂製マイクロレンズ５を得た（図１（ｃ））。
このときのレンズの高さは３．５μｍであった。
石英基板３を２００℃のオーブン内に６０分間保持する
ことにより、円柱状感光性樹脂パターン４を熱溶融させ
て凸状樹脂製マイクロレンズ５を得た（図１（ｃ））。
このときのレンズの高さは３．５μｍであった。
【００７５】上記凸状樹脂製マイクロレンズ５が設けら
れた石英基板３を、平行平板型リアクティブイオンエッ
チング装置を用い、２５０Ｗの高周波電力、ＣＨＦ3流
量１００ｓｃｃｍ、５．８Ｐａの条件で、ドライエッチ
ングすることにより、石英製マイクロレンズアレイ６を
得た（図１（ｄ））。このとき石英基板と凸状樹脂製マ
イクロレンズのエッチングの速度比は、３．０であっ
た。
れた石英基板３を、平行平板型リアクティブイオンエッ
チング装置を用い、２５０Ｗの高周波電力、ＣＨＦ3流
量１００ｓｃｃｍ、５．８Ｐａの条件で、ドライエッチ
ングすることにより、石英製マイクロレンズアレイ６を
得た（図１（ｄ））。このとき石英基板と凸状樹脂製マ
イクロレンズのエッチングの速度比は、３．０であっ
た。
【００７６】その後、図２に示すように、石英製マイク
ロレンズアレイ２３の裏面に、遮光性金属薄膜であるＣ
ｒ膜２４をスパッタ法により０．６μｍの膜厚でコーテ
ィングした。さらに、このＣｒ膜２４上にポジ型レジス
ト２２を塗布して樹脂層を形成後、内径２０μｍ、外径
１００μｍの円環が石英製マイクロレンズアレイ２３と
等しく配置されたポジ型フォトマスク２１を密着露光し
（図２（ａ））、現像後（図２（ｂ））、Ｃｒ膜２４の
露出部を湿式エッチングにより除去し（図２（ｃ））、
レジストをリムーバーで除去して、マイクロレンズの裏
面中心部及び裏面側非レンズ部分（レンズ効果の無い部
分）にＣｒ遮光膜を設けた遮光部一体型マイクロレンズ
アレイを得た（図２（ｄ））。このときのマイクロレン
ズの直径Ｄは１００μｍ、遮光膜の直径εＤは２０μｍ
であった。
ロレンズアレイ２３の裏面に、遮光性金属薄膜であるＣ
ｒ膜２４をスパッタ法により０．６μｍの膜厚でコーテ
ィングした。さらに、このＣｒ膜２４上にポジ型レジス
ト２２を塗布して樹脂層を形成後、内径２０μｍ、外径
１００μｍの円環が石英製マイクロレンズアレイ２３と
等しく配置されたポジ型フォトマスク２１を密着露光し
（図２（ａ））、現像後（図２（ｂ））、Ｃｒ膜２４の
露出部を湿式エッチングにより除去し（図２（ｃ））、
レジストをリムーバーで除去して、マイクロレンズの裏
面中心部及び裏面側非レンズ部分（レンズ効果の無い部
分）にＣｒ遮光膜を設けた遮光部一体型マイクロレンズ
アレイを得た（図２（ｄ））。このときのマイクロレン
ズの直径Ｄは１００μｍ、遮光膜の直径εＤは２０μｍ
であった。
【００７７】得られたＣｒ遮光部一体型マイクロレンズ
アレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２７０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．４μｍ、分解能１．０μｍなる特性が得られ
た。
アレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２７０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．４μｍ、分解能１．０μｍなる特性が得られ
た。
【００７８】実施例２ 実施例１と同様にして石英製マイクロレンズアレイを得
た。
た。
【００７９】この石英製マイクロレンズアレイの裏面
に、遮光性金属薄膜であるＣｒ膜をスパッタ法により
０．１μｍの膜厚でコーティングした。さらに、このＣ
ｒ膜上にポジ型レジストを塗布して樹脂層を形成後、内
径５０μｍ、外径１００μｍの円環が石英製マイクロレ
ンズアレイと等しく配置されたネガ型フォトマスクを密
着露光し、現像後、Ｃｒ膜の露出部を湿式エッチングに
より除去し、レジストをリムーバーで除去して、マイク
ロレンズの裏面中心部及び基板裏面側非レンズ部分にＣ
ｒ遮光膜を設けた遮光部一体型マイクロレンズアレイを
得た。このときのマイクロレンズの直径Ｄは１００μ
ｍ、遮光膜の直径εＤは５０μｍであった。
に、遮光性金属薄膜であるＣｒ膜をスパッタ法により
０．１μｍの膜厚でコーティングした。さらに、このＣ
ｒ膜上にポジ型レジストを塗布して樹脂層を形成後、内
径５０μｍ、外径１００μｍの円環が石英製マイクロレ
ンズアレイと等しく配置されたネガ型フォトマスクを密
着露光し、現像後、Ｃｒ膜の露出部を湿式エッチングに
より除去し、レジストをリムーバーで除去して、マイク
ロレンズの裏面中心部及び基板裏面側非レンズ部分にＣ
ｒ遮光膜を設けた遮光部一体型マイクロレンズアレイを
得た。このときのマイクロレンズの直径Ｄは１００μ
ｍ、遮光膜の直径εＤは５０μｍであった。
【００８０】得られたＣｒ遮光部一体型マイクロレンズ
アレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２７０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）０．８５μｍ、分解能０．７μｍなる特性が得られ
た。
アレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２７０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）０．８５μｍ、分解能０．７μｍなる特性が得られ
た。
【００８１】比較例１ 実施例１においてＣｒ遮光膜を形成しなかったこと以外
は実施例１と同様にして石英製マイクロレンズアレイを
得た。
は実施例１と同様にして石英製マイクロレンズアレイを
得た。
【００８２】得られた石英製マイクロレンズアレイによ
って、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたところ、焦点距離
２８０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ2）３．０μ
ｍ、分解能２．３μｍなる特性が得られた。Ｃｒ遮光膜
を設けた実施例１の場合と比較して、スポット径が倍以
上大きくなっており、その割合だけ分解能が低下した。
って、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたところ、焦点距離
２８０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ2）３．０μ
ｍ、分解能２．３μｍなる特性が得られた。Ｃｒ遮光膜
を設けた実施例１の場合と比較して、スポット径が倍以
上大きくなっており、その割合だけ分解能が低下した。
【００８３】実施例３ 精密研磨を行った３インチ角のＳｉ基板上に、スピンコ
ート法により、ポジタイプの感光性樹脂（ヘキスト
（株）社製：ＡＺ−１３５０）を塗布し、１．４μｍの
均一な膜厚の感光性樹脂層を形成した。６０℃で３０分
間プリベークを行った後、直径５０μｍの円が配列され
たポジタイプのフォトマスクを密着させ、紫外線露光機
を用いて、照射量１２０ｍＪ／ｃｍ2で露光後、現像液
（ヘキスト（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間
浸漬して現像することにより、紫外線照射部分の感光性
樹脂を溶解除去して、Ｓｉ基板上に円柱状の感光性樹脂
パターンを得た。
ート法により、ポジタイプの感光性樹脂（ヘキスト
（株）社製：ＡＺ−１３５０）を塗布し、１．４μｍの
均一な膜厚の感光性樹脂層を形成した。６０℃で３０分
間プリベークを行った後、直径５０μｍの円が配列され
たポジタイプのフォトマスクを密着させ、紫外線露光機
を用いて、照射量１２０ｍＪ／ｃｍ2で露光後、現像液
（ヘキスト（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間
浸漬して現像することにより、紫外線照射部分の感光性
樹脂を溶解除去して、Ｓｉ基板上に円柱状の感光性樹脂
パターンを得た。
【００８４】この円柱状感光性樹脂パターンを設けたＳ
ｉ基板を２００℃のオーブン内に６０分間保持すること
により、円柱状感光性樹脂パターンを熱溶融させて凸状
樹脂製マイクロレンズを得た。このときのレンズの高さ
は１．７μｍであった。
ｉ基板を２００℃のオーブン内に６０分間保持すること
により、円柱状感光性樹脂パターンを熱溶融させて凸状
樹脂製マイクロレンズを得た。このときのレンズの高さ
は１．７μｍであった。
【００８５】上記凸状樹脂製マイクロレンズが設けられ
たＳｉ基板を、平行平板型リアクティブイオンエッチン
グ装置を用い、２５０Ｗの高周波電力、ＣＨＦ3流量５
０ｓｃｃｍ、ＣＦ4流量１５ｓｃｃｍ、Ｏ2流量５ｓｃｃ
ｍ、５．８Ｐａの条件で、ドライエッチングすることに
より、Ｓｉ製マイクロレンズアレイを得た。このときＳ
ｉ基板と凸状樹脂製マイクロレンズのエッチングの速度
比は、１．５であった。
たＳｉ基板を、平行平板型リアクティブイオンエッチン
グ装置を用い、２５０Ｗの高周波電力、ＣＨＦ3流量５
０ｓｃｃｍ、ＣＦ4流量１５ｓｃｃｍ、Ｏ2流量５ｓｃｃ
ｍ、５．８Ｐａの条件で、ドライエッチングすることに
より、Ｓｉ製マイクロレンズアレイを得た。このときＳ
ｉ基板と凸状樹脂製マイクロレンズのエッチングの速度
比は、１．５であった。
【００８６】その後、図３に示すように、Ｓｉ製マイク
ロレンズアレイ３３の上面に、遮光性金属薄膜であるＮ
ｉ膜３４をスパッタ法により０．１μｍの膜厚でコーテ
ィングした。さらに、このＮｉ膜３４上にポジ型レジス
ト３２を塗布して樹脂層を形成後、内径１５μｍ、外径
５０μｍの円環がＳｉ製マイクロレンズアレイ３３と等
しく配置されたネガ型フォトマスク３１を密着露光し
（図３（ａ））、現像後（図３（ｂ））、Ｎｉ膜３４の
露出部を湿式エッチングにより除去し（図３（ｃ））、
レジストをリムーバーで除去して、マイクロレンズの中
心上面及び上面側非レンズ部分（レンズ効果の無い部
分）にＮｉ遮光膜を設けた遮光部一体型マイクロレンズ
アレイを得た（図３（ｄ））。図４にその平面図を示
す。このときのマイクロレンズの直径Ｄは５０μｍ、遮
光膜の直径εＤは１５μｍであった。
ロレンズアレイ３３の上面に、遮光性金属薄膜であるＮ
ｉ膜３４をスパッタ法により０．１μｍの膜厚でコーテ
ィングした。さらに、このＮｉ膜３４上にポジ型レジス
ト３２を塗布して樹脂層を形成後、内径１５μｍ、外径
５０μｍの円環がＳｉ製マイクロレンズアレイ３３と等
しく配置されたネガ型フォトマスク３１を密着露光し
（図３（ａ））、現像後（図３（ｂ））、Ｎｉ膜３４の
露出部を湿式エッチングにより除去し（図３（ｃ））、
レジストをリムーバーで除去して、マイクロレンズの中
心上面及び上面側非レンズ部分（レンズ効果の無い部
分）にＮｉ遮光膜を設けた遮光部一体型マイクロレンズ
アレイを得た（図３（ｄ））。図４にその平面図を示
す。このときのマイクロレンズの直径Ｄは５０μｍ、遮
光膜の直径εＤは１５μｍであった。
【００８７】得られたＮｉ遮光部一体型マイクロレンズ
アレイによって、波長１．３μｍの半導体レーザ光を集
光させたところ、焦点距離４５μｍ、集光スポットサイ
ズ（１／ｅ2）０．９μｍ、分解能０．７μｍなる特性
が得られた。
アレイによって、波長１．３μｍの半導体レーザ光を集
光させたところ、焦点距離４５μｍ、集光スポットサイ
ズ（１／ｅ2）０．９μｍ、分解能０．７μｍなる特性
が得られた。
【００８８】比較例２ 実施例３においてＮｉ遮光膜を形成しなかったこと以外
は実施例３と同様にしてＳｉ製マイクロレンズアレイを
得た。
は実施例３と同様にしてＳｉ製マイクロレンズアレイを
得た。
【００８９】得られたＳｉ製マイクロレンズアレイによ
って、波長１．３μｍの半導体レーザ光を集光させたと
ころ、焦点距離４８μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．５μｍ、分解能１．２μｍなる特性が得られ
た。Ｎｉ遮光膜を設けた実施例３の場合と比較して、ス
ポット径が１．６倍程度大きくなっており、その割合だ
け分解能が低下した。
って、波長１．３μｍの半導体レーザ光を集光させたと
ころ、焦点距離４８μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．５μｍ、分解能１．２μｍなる特性が得られ
た。Ｎｉ遮光膜を設けた実施例３の場合と比較して、ス
ポット径が１．６倍程度大きくなっており、その割合だ
け分解能が低下した。
【００９０】実施例４ 精密研磨を行った３インチ角の無アルカリガラス基板
（ＨＯＹＡ（株）社製：ＮＡ４０）ををヘキサメチルジ
シラザンに浸漬し乾燥した後に、スピンコート法によ
り、ポジタイプの感光性樹脂（ヘキスト（株）社製：Ａ
Ｚ−１３５０）を塗布し、４．０μｍの均一な膜厚の感
光性樹脂層を形成した。６０℃で３０分間プリベークを
行った後、直径８０μｍの円が配列されたポジタイプの
フォトマスクを密着させ、紫外線露光機を用いて、照射
量１２０ｍＪ／ｃｍ2で露光後、現像液（ヘキスト
（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間浸漬して現
像することにより、紫外線照射部分の感光性樹脂を溶解
除去して、無アルカリガラス基板上に円柱状の感光性樹
脂パターンを得た。
（ＨＯＹＡ（株）社製：ＮＡ４０）ををヘキサメチルジ
シラザンに浸漬し乾燥した後に、スピンコート法によ
り、ポジタイプの感光性樹脂（ヘキスト（株）社製：Ａ
Ｚ−１３５０）を塗布し、４．０μｍの均一な膜厚の感
光性樹脂層を形成した。６０℃で３０分間プリベークを
行った後、直径８０μｍの円が配列されたポジタイプの
フォトマスクを密着させ、紫外線露光機を用いて、照射
量１２０ｍＪ／ｃｍ2で露光後、現像液（ヘキスト
（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間浸漬して現
像することにより、紫外線照射部分の感光性樹脂を溶解
除去して、無アルカリガラス基板上に円柱状の感光性樹
脂パターンを得た。
【００９１】この円柱状感光性樹脂パターンを設けた無
アルカリガラス基板を２００℃のオーブン内に６０分間
保持することにより、円柱状感光性樹脂パターンを熱溶
融させて凸状樹脂製マイクロレンズを得た。このときの
レンズの高さは６．９μｍであった。
アルカリガラス基板を２００℃のオーブン内に６０分間
保持することにより、円柱状感光性樹脂パターンを熱溶
融させて凸状樹脂製マイクロレンズを得た。このときの
レンズの高さは６．９μｍであった。
【００９２】上記凸状樹脂製マイクロレンズが設けられ
た無アルカリガラス基板を、ＥＣＲ型ドライエッチング
装置を用い、マイクロ波電力８０Ｗ、コイル電流１５
Ａ、ＣＨＦ3流量３０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2流量２５ｓｃｃｍ
の条件で、ドライエッチングすることにより、無アルカ
リガラス製マイクロレンズアレイを得た。このとき無ア
ルカリガラス基板と凸状樹脂製マイクロレンズのエッチ
ングの速度比は、０．８５であった。
た無アルカリガラス基板を、ＥＣＲ型ドライエッチング
装置を用い、マイクロ波電力８０Ｗ、コイル電流１５
Ａ、ＣＨＦ3流量３０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2流量２５ｓｃｃｍ
の条件で、ドライエッチングすることにより、無アルカ
リガラス製マイクロレンズアレイを得た。このとき無ア
ルカリガラス基板と凸状樹脂製マイクロレンズのエッチ
ングの速度比は、０．８５であった。
【００９３】その後、マイクロレンズアレイの各マイク
ロレンズの上面中心部に、遮光性金属薄膜であるＡｌ膜
を直径１２μｍの大きさで、スパッタ法により０．１μ
ｍの膜厚でコーティングした。
ロレンズの上面中心部に、遮光性金属薄膜であるＡｌ膜
を直径１２μｍの大きさで、スパッタ法により０．１μ
ｍの膜厚でコーティングした。
【００９４】さらに、マイクロレンズ形成側でない無ア
ルカリガラス基板裏面にＡｌ膜をスパッタ法により０．
１μｍの膜厚でコーティングした後、このＡｌ膜上にポ
ジ型レジストを塗布して樹脂層を形成後、外径８０μｍ
の円環が無アルカリガラス製マイクロレンズアレイと等
しく配置されたネガ型フォトマスクを密着露光し、現像
後、Ａｌ膜の露出部を湿式エッチングにより除去し、レ
ジストをリムーバーで除去して、マイクロレンズの中心
上面及び無アルカリガラス基板裏面の非レンズ部分にＡ
ｌ遮光膜を設けた遮光部一体型マイクロレンズアレイを
得た。このときのマイクロレンズの直径Ｄは８０μｍ、
遮光膜の直径εＤは１２μｍであった。
ルカリガラス基板裏面にＡｌ膜をスパッタ法により０．
１μｍの膜厚でコーティングした後、このＡｌ膜上にポ
ジ型レジストを塗布して樹脂層を形成後、外径８０μｍ
の円環が無アルカリガラス製マイクロレンズアレイと等
しく配置されたネガ型フォトマスクを密着露光し、現像
後、Ａｌ膜の露出部を湿式エッチングにより除去し、レ
ジストをリムーバーで除去して、マイクロレンズの中心
上面及び無アルカリガラス基板裏面の非レンズ部分にＡ
ｌ遮光膜を設けた遮光部一体型マイクロレンズアレイを
得た。このときのマイクロレンズの直径Ｄは８０μｍ、
遮光膜の直径εＤは１２μｍであった。
【００９５】得られたＡｌ遮光部一体型マイクロレンズ
アレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２５０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．５μｍ、分解能１．１μｍなる特性が得られ
た。
アレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２５０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．５μｍ、分解能１．１μｍなる特性が得られ
た。
【００９６】比較例３ 実施例４においてＡｌ遮光膜を形成しなかったこと以外
は実施例４と同様にして無アルカリガラス製マイクロレ
ンズアレイを得た。
は実施例４と同様にして無アルカリガラス製マイクロレ
ンズアレイを得た。
【００９７】得られた無アルカリガラス製マイクロレン
ズアレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２６０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）２．８μｍ、分解能２．３μｍなる特性が得られ
た。Ａｌ遮光膜を設けた実施例４の場合と比較して、ス
ポット径が２倍程度大きくなっており、その割合だけ分
解能が低下した。
ズアレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２６０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）２．８μｍ、分解能２．３μｍなる特性が得られ
た。Ａｌ遮光膜を設けた実施例４の場合と比較して、ス
ポット径が２倍程度大きくなっており、その割合だけ分
解能が低下した。
【００９８】次に第二発明に係る実施例について説明す
る。
る。
【００９９】実施例５ 図５は第二発明の遮光部一体型マイクロレンズアレイの
製造工程を示す図である。図５に示すように、まず、精
密研磨を行った３インチ角の石英基板５３をヘキサメチ
ルジシラザンに浸漬し乾燥した後に、スピンコート法に
より、ネガタイプの黒色に着色した感光性樹脂（富士ハ
ントエレクトロニクステクノロジー（株）社製：カラー
モザイクＣＫ−２０００）を塗布し、２．３μｍの均一
な膜厚の感光性樹脂層５２を形成した。６０℃で３０分
間プリベークを行った後、直径１００μｍの円が配列さ
れたポジタイプのフォトマスク５１を密着させ、紫外線
露光機を用いて、照射量９０ｍＪ／ｃｍ2で矢印の方向
から露光後（図５（ａ））、現像液（富士ハントエレク
トロニクステクノロジー（株）社製：カラーモザイク用
現像液ＣＤ）に１５０秒間浸漬して現像することによ
り、紫外線未照射部分の感光性樹脂を溶解除去して、石
英基板上に円柱状の感光性樹脂パターン５４を得た（図
５（ｂ））。
製造工程を示す図である。図５に示すように、まず、精
密研磨を行った３インチ角の石英基板５３をヘキサメチ
ルジシラザンに浸漬し乾燥した後に、スピンコート法に
より、ネガタイプの黒色に着色した感光性樹脂（富士ハ
ントエレクトロニクステクノロジー（株）社製：カラー
モザイクＣＫ−２０００）を塗布し、２．３μｍの均一
な膜厚の感光性樹脂層５２を形成した。６０℃で３０分
間プリベークを行った後、直径１００μｍの円が配列さ
れたポジタイプのフォトマスク５１を密着させ、紫外線
露光機を用いて、照射量９０ｍＪ／ｃｍ2で矢印の方向
から露光後（図５（ａ））、現像液（富士ハントエレク
トロニクステクノロジー（株）社製：カラーモザイク用
現像液ＣＤ）に１５０秒間浸漬して現像することによ
り、紫外線未照射部分の感光性樹脂を溶解除去して、石
英基板上に円柱状の感光性樹脂パターン５４を得た（図
５（ｂ））。
【０１００】この円柱状感光性樹脂パターンを設けた石
英基板を２００℃のオーブン内に６０分間保持すること
により、円柱状感光性樹脂パターン５４を熱溶融させて
凸状樹脂製マイクロレンズ５５を得た（図５（ｃ））。
このときのレンズの高さは３．５μｍであった。
英基板を２００℃のオーブン内に６０分間保持すること
により、円柱状感光性樹脂パターン５４を熱溶融させて
凸状樹脂製マイクロレンズ５５を得た（図５（ｃ））。
このときのレンズの高さは３．５μｍであった。
【０１０１】上記凸状樹脂製マイクロレンズ５５が設け
られた石英基板５３を、平行平板型リアクティブイオン
エッチング装置を用い、２５０Ｗの高周波電力、ＣＨＦ
3流量８０ｓｃｃｍ、Ｃ2Ｆ6流量１５ｓｃｃｍ、５．８
Ｐａの条件で、凸状樹脂製マイクロレンズ５５の残存部
が直径で２０μｍになるまで、ドライエッチングするこ
とにより、マイクロレンズの先端中心部に遮光性樹脂部
５６を設けた遮光部一体型マイクロレンズアレイ５８を
得た（図５（ｄ））。図６にその平面図を示す。このと
き石英基板と凸状樹脂製マイクロレンズのエッチングの
速度比は、３．０であった。また、マイクロレンズの直
径Ｄは１００μｍ、遮光膜の直径εＤは２０μｍであっ
た。
られた石英基板５３を、平行平板型リアクティブイオン
エッチング装置を用い、２５０Ｗの高周波電力、ＣＨＦ
3流量８０ｓｃｃｍ、Ｃ2Ｆ6流量１５ｓｃｃｍ、５．８
Ｐａの条件で、凸状樹脂製マイクロレンズ５５の残存部
が直径で２０μｍになるまで、ドライエッチングするこ
とにより、マイクロレンズの先端中心部に遮光性樹脂部
５６を設けた遮光部一体型マイクロレンズアレイ５８を
得た（図５（ｄ））。図６にその平面図を示す。このと
き石英基板と凸状樹脂製マイクロレンズのエッチングの
速度比は、３．０であった。また、マイクロレンズの直
径Ｄは１００μｍ、遮光膜の直径εＤは２０μｍであっ
た。
【０１０２】得られたＣｒ遮光部一体型マイクロレンズ
アレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２８０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．６μｍ、分解能１．３μｍなる特性が得られ
た。
アレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２８０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．６μｍ、分解能１．３μｍなる特性が得られ
た。
【０１０３】比較例４ 実施例５において樹脂製遮光部を残さずにドライエッチ
ングすることにより、樹脂製遮光部を有しない石英製マ
イクロレンズアレイを得たこと以外は実施例１と同様に
してマイクロレンズアレイを得た。
ングすることにより、樹脂製遮光部を有しない石英製マ
イクロレンズアレイを得たこと以外は実施例１と同様に
してマイクロレンズアレイを得た。
【０１０４】得られた石英製マイクロレンズアレイによ
って、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたところ、焦点距離
２８０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ2）３．０μ
ｍ、分解能２．４μｍなる特性が得られた。樹脂製遮光
部を設けた実施例５の場合と比較して、スポット径が２
倍程度大きくなっており、その割合だけ分解能が低下し
た。
って、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたところ、焦点距離
２８０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ2）３．０μ
ｍ、分解能２．４μｍなる特性が得られた。樹脂製遮光
部を設けた実施例５の場合と比較して、スポット径が２
倍程度大きくなっており、その割合だけ分解能が低下し
た。
【０１０５】実施例６ 精密研磨を行った３インチ角のＳｉ基板（ウエハ）上
に、スピンコート法により、１．３μｍの波長に対し遮
光性を有するポジタイプの感光性樹脂（ヘキスト（株）
社製：ＡＺ−１３５０）を塗布し、１．４μｍの均一な
膜厚の感光性樹脂層を形成した。６０℃で３０分間プリ
ベークを行った後、直径５０μｍの円が配列されたポジ
タイプのフォトマスクを密着させ、紫外線露光機を用い
て、照射量１２０ｍＪ／ｃｍ2で露光後、現像液（ヘキ
スト（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間浸漬し
て現像することにより、紫外線照射部分の感光性樹脂を
溶解除去して、Ｓｉ基板上に円柱状の感光性樹脂パター
ンを得た。
に、スピンコート法により、１．３μｍの波長に対し遮
光性を有するポジタイプの感光性樹脂（ヘキスト（株）
社製：ＡＺ−１３５０）を塗布し、１．４μｍの均一な
膜厚の感光性樹脂層を形成した。６０℃で３０分間プリ
ベークを行った後、直径５０μｍの円が配列されたポジ
タイプのフォトマスクを密着させ、紫外線露光機を用い
て、照射量１２０ｍＪ／ｃｍ2で露光後、現像液（ヘキ
スト（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間浸漬し
て現像することにより、紫外線照射部分の感光性樹脂を
溶解除去して、Ｓｉ基板上に円柱状の感光性樹脂パター
ンを得た。
【０１０６】この円柱状感光性樹脂パターンを設けたＳ
ｉ基板を２００℃のオーブン内に６０分間保持すること
により、円柱状感光性樹脂パターンを熱溶融させて凸状
樹脂製マイクロレンズを得た。このときのレンズの高さ
は１．７μｍであった。
ｉ基板を２００℃のオーブン内に６０分間保持すること
により、円柱状感光性樹脂パターンを熱溶融させて凸状
樹脂製マイクロレンズを得た。このときのレンズの高さ
は１．７μｍであった。
【０１０７】上記凸状樹脂製マイクロレンズが設けられ
たＳｉ基板を、平行平板型リアクティブイオンエッチン
グ装置を用い、２５０Ｗの高周波電力、ＣＨＦ3流量５
０ｓｃｃｍ、ＣＦ4流量１５ｓｃｃｍ、Ｏ2流量５ｓｃｃ
ｍ、５．８Ｐａの条件で、凸状樹脂製マイクロレンズの
残存部が直径で１５μｍになるまで、ドライエッチング
することにより、マイクロレンズの先端中心部に遮光性
樹脂部を設けた樹脂製遮光部一体型Ｓｉ製マイクロレン
ズアレイを得た。このときＳｉ基板と凸状樹脂製マイク
ロレンズのエッチングの速度比は、１．５であった。こ
のときのマイクロレンズの直径Ｄは５０μｍ、遮光膜の
直径εＤは１５μｍであった。
たＳｉ基板を、平行平板型リアクティブイオンエッチン
グ装置を用い、２５０Ｗの高周波電力、ＣＨＦ3流量５
０ｓｃｃｍ、ＣＦ4流量１５ｓｃｃｍ、Ｏ2流量５ｓｃｃ
ｍ、５．８Ｐａの条件で、凸状樹脂製マイクロレンズの
残存部が直径で１５μｍになるまで、ドライエッチング
することにより、マイクロレンズの先端中心部に遮光性
樹脂部を設けた樹脂製遮光部一体型Ｓｉ製マイクロレン
ズアレイを得た。このときＳｉ基板と凸状樹脂製マイク
ロレンズのエッチングの速度比は、１．５であった。こ
のときのマイクロレンズの直径Ｄは５０μｍ、遮光膜の
直径εＤは１５μｍであった。
【０１０８】得られた樹脂製遮光部一体型Ｓｉ製マイク
ロレンズアレイによって、波長１．３μｍの半導体レー
ザ光を集光させたところ、焦点距離４８μｍ、集光スポ
ットサイズ（１／ｅ2）１．０μｍ、分解能０．８μｍ
なる特性が得られた。
ロレンズアレイによって、波長１．３μｍの半導体レー
ザ光を集光させたところ、焦点距離４８μｍ、集光スポ
ットサイズ（１／ｅ2）１．０μｍ、分解能０．８μｍ
なる特性が得られた。
【０１０９】比較例５ 実施例６において凸状樹脂製遮光部を残さずにドライエ
ッチングすることにより、樹脂製遮光部を有しないＳｉ
製マイクロレンズアレイを得たこと以外は実施例１と同
様にしてマイクロレンズアレイを得た。
ッチングすることにより、樹脂製遮光部を有しないＳｉ
製マイクロレンズアレイを得たこと以外は実施例１と同
様にしてマイクロレンズアレイを得た。
【０１１０】得られたＳｉ製マイクロレンズアレイによ
って、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたところ、焦点距離
４８μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ2）１．５μ
ｍ、分解能１．２μｍなる特性が得られた。樹脂製遮光
部を設けた実施例６の場合と比較して、スポット径が
１．５倍程度大きくなっており、その割合だけ分解能が
低下した。
って、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたところ、焦点距離
４８μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ2）１．５μ
ｍ、分解能１．２μｍなる特性が得られた。樹脂製遮光
部を設けた実施例６の場合と比較して、スポット径が
１．５倍程度大きくなっており、その割合だけ分解能が
低下した。
【０１１１】実施例７ 図７に示すように、精密研磨を行った３インチ角の無ア
ルカリガラス基板（ＨＯＹＡ（株）社製：ＮＡ４０）７
３をヘキサメチルジシラザンに浸漬し乾燥した後に、ス
ピンコート法により、ポジタイプの感光性樹脂（ヘキス
ト（株）社製：ＡＺ−１３５０）を塗布し、４．０μｍ
の均一な膜厚の感光性樹脂層７２を形成した。６０℃で
３０分間プリベークを行った後、直径８０μｍの円が配
列されたポジタイプのフォトマスク７１を密着させ、紫
外線露光機を用いて、照射量１２０ｍＪ／ｃｍ2で矢印
の方向から露光後（図７（ａ））、現像液（ヘキスト
（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間浸漬して現
像することにより、紫外線照射部分の感光性樹脂を溶解
除去して、無アルカリガラス基板上に円柱状の感光性樹
脂パターン７４を得た（図７（ｂ））。
ルカリガラス基板（ＨＯＹＡ（株）社製：ＮＡ４０）７
３をヘキサメチルジシラザンに浸漬し乾燥した後に、ス
ピンコート法により、ポジタイプの感光性樹脂（ヘキス
ト（株）社製：ＡＺ−１３５０）を塗布し、４．０μｍ
の均一な膜厚の感光性樹脂層７２を形成した。６０℃で
３０分間プリベークを行った後、直径８０μｍの円が配
列されたポジタイプのフォトマスク７１を密着させ、紫
外線露光機を用いて、照射量１２０ｍＪ／ｃｍ2で矢印
の方向から露光後（図７（ａ））、現像液（ヘキスト
（株）社製：ＡＺデベロッパー）に９０秒間浸漬して現
像することにより、紫外線照射部分の感光性樹脂を溶解
除去して、無アルカリガラス基板上に円柱状の感光性樹
脂パターン７４を得た（図７（ｂ））。
【０１１２】この円柱状感光性樹脂パターン７４を設け
た無アルカリガラス基板７３を２００℃のオーブン内に
６０分間保持することにより、円柱状感光性樹脂パター
ン７４を熱溶融させて凸状樹脂製マイクロレンズ７５を
得た（図７（ｃ））。このときのレンズの高さは６．９
μｍであった。
た無アルカリガラス基板７３を２００℃のオーブン内に
６０分間保持することにより、円柱状感光性樹脂パター
ン７４を熱溶融させて凸状樹脂製マイクロレンズ７５を
得た（図７（ｃ））。このときのレンズの高さは６．９
μｍであった。
【０１１３】上記凸状樹脂製マイクロレンズ７５が設け
られた無アルカリガラス基板７３を、ＥＣＲ型ドライエ
ッチング装置を用い、マイクロ波電力８０Ｗ、コイル電
流１５Ａ、ＣＨＦ3流量３０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2流量２５ｓ
ｃｃｍの条件で、凸状樹脂製マイクロレンズ７５の残存
部が直径で１２μｍになるまで、ドライエッチングする
ことにより、マイクロレンズの先端中心部に樹脂部７６
を設けた無アルカリガラス製マイクロレンズアレイを得
た（図７（ｄ））。このとき無アルカリガラス基板と凸
状樹脂製マイクロレンズのエッチングの速度比は、０．
８５であった。
られた無アルカリガラス基板７３を、ＥＣＲ型ドライエ
ッチング装置を用い、マイクロ波電力８０Ｗ、コイル電
流１５Ａ、ＣＨＦ3流量３０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2流量２５ｓ
ｃｃｍの条件で、凸状樹脂製マイクロレンズ７５の残存
部が直径で１２μｍになるまで、ドライエッチングする
ことにより、マイクロレンズの先端中心部に樹脂部７６
を設けた無アルカリガラス製マイクロレンズアレイを得
た（図７（ｄ））。このとき無アルカリガラス基板と凸
状樹脂製マイクロレンズのエッチングの速度比は、０．
８５であった。
【０１１４】その後、遮光性顔料（三井東圧化学（株）
社製：ＳＰＲ ＢＬＡＣＫ＃２０）を５ｗｔ％含有する
９０℃の染色浴に、上記先端中心部に樹脂部７６を設け
たマイクロレンズアレイを１５分間浸漬することによ
り、遮光性樹脂部７７を形成し、樹脂製遮光部一体型マ
イクロレンズアレイ７８を得た（図７（ｅ））。このと
きのマイクロレンズの直径Ｄは８０μｍ、遮光膜の直径
εＤは１２μｍであった。
社製：ＳＰＲ ＢＬＡＣＫ＃２０）を５ｗｔ％含有する
９０℃の染色浴に、上記先端中心部に樹脂部７６を設け
たマイクロレンズアレイを１５分間浸漬することによ
り、遮光性樹脂部７７を形成し、樹脂製遮光部一体型マ
イクロレンズアレイ７８を得た（図７（ｅ））。このと
きのマイクロレンズの直径Ｄは８０μｍ、遮光膜の直径
εＤは１２μｍであった。
【０１１５】得られた樹脂製遮光部一体型マイクロレン
ズアレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２６０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．６μｍ、分解能１．３μｍなる特性が得られ
た。
ズアレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２６０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）１．６μｍ、分解能１．３μｍなる特性が得られ
た。
【０１１６】比較例６ 実施例７において凸状樹脂製遮光部を残さずにドライエ
ッチングすることにより、樹脂製遮光部を有しない無ア
ルカリガラス製マイクロレンズアレイを得たこと以外は
実施例７と同様にしてマイクロレンズアレイを得た。
ッチングすることにより、樹脂製遮光部を有しない無ア
ルカリガラス製マイクロレンズアレイを得たこと以外は
実施例７と同様にしてマイクロレンズアレイを得た。
【０１１７】得られた無アルカリガラス製マイクロレン
ズアレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２６０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）２．６μｍ、分解能２．０μｍなる特性が得られ
た。樹脂製遮光部を設けた実施例７の場合と比較して、
スポット径が１．６倍程度大きくなっており、その割合
だけ分解能が低下した。
ズアレイによって、ＨｅＮｅレーザ光を集光させたとこ
ろ、焦点距離２６０μｍ、集光スポットサイズ（１／ｅ
2）２．６μｍ、分解能２．０μｍなる特性が得られ
た。樹脂製遮光部を設けた実施例７の場合と比較して、
スポット径が１．６倍程度大きくなっており、その割合
だけ分解能が低下した。
【０１１８】以上好ましい実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるもの
ではない。
したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるもの
ではない。
【０１１９】例えば、レンズ面の中心部分に設ける遮光
膜をレンズの両面に設けた場合には二重の超解像効果が
確認された。
膜をレンズの両面に設けた場合には二重の超解像効果が
確認された。
【０１２０】また、非レンズ部分に設ける遮光膜を基板
の両面に設けた場合も同等の結果が得られた。
の両面に設けた場合も同等の結果が得られた。
【０１２１】さらに、屈折率分布型の平板マイクロレン
ズアレイの各レンズ面の中心部分に遮光膜を設けた場合
も同等の結果が得られた。
ズアレイの各レンズ面の中心部分に遮光膜を設けた場合
も同等の結果が得られた。
【０１２２】なお、上述した本発明の遮光部一体型マイ
クロレンズアレイは、液晶表示装置、固体撮像素子、光
インターコネクションによる多重画像転送、光ファイバ
ーアレイの光結合器、光集積回路、電子複写機やファク
シミリの光学系、ＬＥＤ又はＬＣＤプリンタの光プリン
トヘッド、共焦点型レーザー顕微鏡など、光通信分野、
光ディスク分野、画像表示分野、画像伝送・結合分野、
光計測、光センシング分野、光プロセッシング分野等の
幅広い応用分野で利用でき、特に非常に高い集光特性や
画像転送機能を要求される場合に極めて有用である。
クロレンズアレイは、液晶表示装置、固体撮像素子、光
インターコネクションによる多重画像転送、光ファイバ
ーアレイの光結合器、光集積回路、電子複写機やファク
シミリの光学系、ＬＥＤ又はＬＣＤプリンタの光プリン
トヘッド、共焦点型レーザー顕微鏡など、光通信分野、
光ディスク分野、画像表示分野、画像伝送・結合分野、
光計測、光センシング分野、光プロセッシング分野等の
幅広い応用分野で利用でき、特に非常に高い集光特性や
画像転送機能を要求される場合に極めて有用である。
【０１２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の遮光部一体
型マイクロレンズアレイによれば、マイクロレンズのレ
ンズ面の中心部分に遮光膜をマイクロレンズと一体的に
設けることにより、マイクロレンズによる集光スポット
を遮光膜がない場合の理論限界以下まで絞り込むことが
でき、非常に高い分解能を有するマイクロレンズアレイ
が得られる。
型マイクロレンズアレイによれば、マイクロレンズのレ
ンズ面の中心部分に遮光膜をマイクロレンズと一体的に
設けることにより、マイクロレンズによる集光スポット
を遮光膜がない場合の理論限界以下まで絞り込むことが
でき、非常に高い分解能を有するマイクロレンズアレイ
が得られる。
【０１２４】また、マイクロレンズアレイにおけるレン
ズ作用を示さない非レンズ部分に遮光膜を設けることに
より、迷光をなくすことが可能となり、さらに高い分解
能を有するマイクロレンズアレイが得られる。
ズ作用を示さない非レンズ部分に遮光膜を設けることに
より、迷光をなくすことが可能となり、さらに高い分解
能を有するマイクロレンズアレイが得られる。
【０１２５】さらに、本発明の遮光部一体型マイクロレ
ンズアレイの製造方法によれば、精度良く遮光部一体型
マイクロレンズアレイを容易に製造できる。
ンズアレイの製造方法によれば、精度良く遮光部一体型
マイクロレンズアレイを容易に製造できる。
【０１２６】このように本発明によれば、画像や情報の
質の低下が少なく集光特性や画像転送機能に優れるとと
もに、集光や結像における非常に高い分解能を有する遮
光部一体型マイクロレンズアレイが得られ、極めて有用
である。
質の低下が少なく集光特性や画像転送機能に優れるとと
もに、集光や結像における非常に高い分解能を有する遮
光部一体型マイクロレンズアレイが得られ、極めて有用
である。
【図１】マイクロレンズアレイの製造工程の一例を示す
図である。
図である。
【図２】マイクロレンズアレイに遮光膜を形成する工程
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図３】マイクロレンズアレイに遮光膜を形成する工程
の他の例を示す図である。
の他の例を示す図である。
【図４】遮光部一体型マイクロレンズアレイの一例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図５】遮光部一体型マイクロレンズアレイの製造工程
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図６】遮光部一体型マイクロレンズアレイの他の例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図７】遮光部一体型マイクロレンズアレイの製造工程
の他の例を示す図である。
の他の例を示す図である。
【図８】遮光部一体型マイクロレンズアレイの部分拡大
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を示す。
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を示す。
【図９】遮光部の集光スポットサイズに及ぼす影響を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１０】遮光部の集光スポットサイズに及ぼす影響を
説明するための図である。
説明するための図である。
１ フォトマスク ２ 感光性樹脂 ３ 透明基板 ４ 感光性樹脂パターン ５ 凸状樹脂製マイクロレンズ ６ 透明基板製マイクロレンズアレイ ２４、３４ 遮光性金属薄膜 ５６、７７ 樹脂製遮光部
フロントページの続き (72)発明者 小菅 洋之 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 透明基板に複数個のマイクロレンズを形
成してなるマイクロレンズアレイであって、 各マイクロレンズの両レンズ面のうちの少なくとも一方
のレンズ面上であって光軸を含むレンズ面の中心部分
に、レンズ表面を部分的に覆う遮光膜を設けたことを特
徴とする遮光部一体型マイクロレンズアレイ。 - 【請求項２】 遮光膜の外周形状が、マイクロレンズの
開口形状と相似形であることを特徴とする請求項１に記
載の遮光部一体型マイクロレンズアレイ。 - 【請求項３】 遮光膜の外周形状が、円形であることを
特徴とする請求項１又は２に記載の遮光部一体型マイク
ロレンズアレイ。 - 【請求項４】 透明基板上に感光性樹脂を塗布し、フォ
トマスクを介して露光を行い、現像によって透明基板上
に複数個の感光性樹脂パターンを形成する工程と、 前記感光性樹脂パターンを加熱により溶融又は軟化して
凸状樹脂製マイクロレンズを形成する工程と、 ドライエッチングにより前記凸状樹脂製マイクロレンズ
の三次元形状を透明基板に転写してマイクロレンズアレ
イを形成する工程と、 各マイクロレンズの両面のうちの少なくとも一方の面上
であって光軸を含むレンズ面の中心部分に、レンズ表面
を部分的に覆う遮光膜を設ける工程とを含むことを特徴
とする遮光部一体型マイクロレンズアレイの製造方法。 - 【請求項５】 透明基板に複数個のマイクロレンズを形
成してなるマイクロレンズアレイであって、 各マイクロレンズの凸レンズ部の先端部分を遮光性材料
からなる遮光部としたことを特徴とする遮光部一体型マ
イクロレンズアレイ。 - 【請求項６】 遮光部が、遮光性を有する感光性樹脂又
は着色性の感光性樹脂よりなることを特徴とする請求項
５に記載の遮光部一体型マイクロレンズアレイ。 - 【請求項７】 透明基板上に遮光性を有する感光性樹脂
を塗布し、フォトマスクを介して露光を行い、現像によ
って透明基板上に複数個の感光性樹脂パターンを形成す
る工程と、 前記感光性樹脂パターンを加熱により溶融又は軟化して
凸状樹脂製マイクロレンズを形成する工程と、 ドライエッチングにより前記凸状樹脂製マイクロレンズ
の三次元形状を透明基板に転写してマイクロレンズアレ
イを形成する際、凸状樹脂製マイクロレンズの頂部が残
存するようにエッチングを行い、各マイクロレンズの凸
レンズ部の先端部分を遮光性を有する感光性樹脂からな
る遮光部としたマイクロレンズアレイを形成する工程と
を含むことを特徴とする遮光部一体型マイクロレンズア
レイの製造方法。 - 【請求項８】 透明基板上に感光性樹脂を塗布し、フォ
トマスクを介して露光を行い、現像によって透明基板上
に複数個の感光性樹脂パターンを形成する工程と、 前記感光性樹脂パターンを加熱溶融して凸状樹脂製マイ
クロレンズを形成する工程と、 ドライエッチングにより前記凸状樹脂製マイクロレンズ
の三次元形状を透明基板に転写してマイクロレンズアレ
イを形成する際、凸状樹脂製マイクロレンズの頂部が残
存するようにエッチングを行い、各マイクロレンズの凸
部の先端部分を感光性樹脂部としたマイクロレンズアレ
イを形成する工程と、 前記感光性樹脂部を遮光性材料で着色し遮光部とする工
程とを含むことを特徴とする遮光部一体型マイクロレン
ズアレイの製造方法。 - 【請求項９】 マイクロレンズアレイにおけるマイクロ
レンズ以外の非レンズ部分の少なくとも一部に遮光膜を
設けたことを特徴とする請求項１、２、３、５、６のい
ずれか一項に記載の遮光部一体型マイクロレンズアレ
イ。 - 【請求項１０】 遮光膜が、遮光性金属薄膜又は遮光性
樹脂薄膜よりなることを特徴とする請求項１、２、３、
５、６、９のいずれか一項に記載の遮光部一体型マイク
ロレンズアレイ。 - 【請求項１１】 透明基板が、石英、光学ガラス、電子
光学用ガラス、透光性セラミックス、または赤外域透過
材料のうちのいずれかの材料からなることを特徴とする
請求項１、２、３、５、６、９、１０のいずれか一項に
記載の遮光部一体型マイクロレンズアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13854995A JPH08313706A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 遮光部一体型マイクロレンズアレイ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13854995A JPH08313706A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 遮光部一体型マイクロレンズアレイ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313706A true JPH08313706A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=15224753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13854995A Pending JPH08313706A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 遮光部一体型マイクロレンズアレイ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08313706A (ja) |
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