JP3515801B2 - 光学デバイス用材料・光学デバイス・光学デバイス製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光学デバイス用材料
・光学デバイス製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】新規な光学デバイス製造方法として、
「光学材料の表面上に形成された概ね平滑な上端面を有
するフォトレジスト膜に、フォトリソグラフィ法によっ
てパターンを形成して円柱状または楕円柱状のフォトレ
ジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜を熱処理し
て、このフォトレジスト膜の概ね平坦な上端面を凸弧面
に変形させ、光学材料の表面および前記変形したフォト
レジスト膜をエッチングして、フォトレジスト膜の前記
凸弧面に類似した少なくとも１つの凸弧面を光学材料の
表面に形成する」方法が、提案されている（特開平５−
１７３００３号公報請求項１６）。

【０００３】このような方法で製造されたマイクロレン
ズやマイクロレンズアレイのレンズ作用は、光学材料の
種類・形状と、光学材料の表面に形成される凸弧面の屈
折力により決定されるため、広範なレンズ作用を実現す
ることが難しい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、広範なレンズ作用を
実現しやすい新規な光学デバイスの実現を企図する。

【０００５】即ち、この発明の目的は、上記新規な光学
デバイスの製造方法の提供にある（請求項３、４）。

【０００６】この発明の他の目的は、上記光学デバイス
製造方法の実施に用いる光学デバイス用材料の提供にあ
る（請求項１、２）。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の「光学デ
バイス用材料」は、透明な基体の１以上の面に、基体と
屈折率の異なる透明材料の層が、レンズ面形成層として
所望の厚さに形成される。レンズ形成面は、基体の１以
上の面に形成されるから、基体の形状に応じて２以上の
面にレンズ面形成層を形成して良いことは言うまでもな
い。 「レンズ面形成層」を基体上に形成する方法とし
ては、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の、公知の層形
成方法を適宜に利用できる。

【０００８】上記レンズ面形成層の上には、さらに、フ
ォトレジストの層を所望の厚さに形成することができる
が、請求項１記載の光学デバイス用材料は、上記レンズ
面形成層上に、所望の厚さの可塑性材料層と、中間層
と、フォトレジストの薄層とを、レンズ面形成層の側か
ら上記順序に積層して構成する。

【０００９】請求項１記載の光学デバイス材料に於ける
「可塑性材料層」を構成する可塑製材料は、加熱により
熱流動と表面張力により表面を凸曲面化できる熱可塑性
材料や、等方的な圧力もしくは圧力と熱の作用で表面を
凸曲面化できる各種の可塑性を持つ材料を用いることが
出来、各種のレジストを好適に用いることができる。
「可塑性材料」の具体的な例としては、ポリ塩化ビニ
ル、ポリスチレン、ポリウレタンや、ポリグリシジルメ
タクリレート樹脂等のメタルリレート類を挙げることが
できる。

【００１０】また、上記「中間層」は、ＣｕやＡｌの金
属の薄膜層として形成しても良いし、Ｓｉ等の非金属材
料の薄膜層として形成してもよい。金属薄膜層として中
間層を構成する場合は、厚さ：２０００〜１００００Å
が好適であり、非金属材料による薄膜層として中間層を
構成する場合には、厚さ：２０００〜５０００Åが好適
である。中間層は、各種蒸着やスパッタリングで形成す
ることができる。 中間層上に形成される「フォトレジ
ストの薄層」の厚さは３μｍ以下、好ましくは１μｍ以
下である。

【００１１】上記請求項１記載の光学デバイス用材料に
おいては、透明な基体と１以上のレンズ面形成層との間
に、レンズ面形成層に形成されるべきレンズ面もしくは
その配列に応じて遮光層を形成することができる（請求
項２）。 「遮光層」は勿論、レンズ面もしくはレンズ
面配列に応じ、これらレンズ面によりレンズ作用を受け
た光を通過させる「開口部」を有する。

【００１２】参考例として挙げる「光学デバイス製造方
法」は、請求項２記載の光学デバイス用材料を用いて実
施され、パターニング工程と、熱処理工程と、エッチン
グ工程とを有する。 「パターニング工程」は、光学デ
バイス材料の、レンズ面形成層上に直接もしくは遮光層
を介して形成されたフォトレジストの層に、レンズパタ
ーンもしくはレンズ配列パターンをフォトリソグラフィ
によりパターニングする工程である。「熱処理工程」
は、パターニングされたフォトレジストの層を熱処理
し、フォトレジストの熱流動と表面張力とにより、フォ
トレジストの表面を凸曲面化する工程である。

【００１３】「エッチング工程」は、熱処理工程により
表面を凸曲面化されたフォトレジストとレンズ面形成層
に対してドライエッチングを行い、フォトレジストの表
面の凸曲面形状をレンズ面形成層に彫り写すことによ
り、レンズ面形成層に、上記レンズパターンもしくはレ
ンズ配列パターンに対応したレンズ面もしくはレンズ面
配列を得る工程である。

【００１４】請求項３記載の「光学デバイス製造方法」
は請求項１または２記載の光学デバイス用材料を用いて
実施され、パターニング工程と、中間層エッチング工程
と、レリーフ状パターン形成工程と、凸曲面化工程と、
エッチング工程とを有する。

【００１５】「パターニング工程」は、フォトレジスト
の薄層に、レンズパターンもしくはレンズ配列パターン
をフォトリソグラフィによりパターニングする工程であ
る。「中間層エッチング工程」は、パターニングされた
フォトレジストの薄層をマスクとして、中間層に対して
エッチングを行い、フォトレジストのパターンを中間層
に写す工程であり、この工程により、中間層がフォトレ
ジストのパターンと同パターンにパターニングされる。
中間層エッチング工程は、中間層が金属薄膜層として形
成される場合には「ウエットエッチング」で行うが、中
間層がＳｉ等の薄膜として形成されている場合には、ウ
エットエッチングで行っても良いし、ＣＣｌ₄やＣＦ₄等
を用いてドライエッチングで行っても良い。

【００１６】「レリーフ状パターン形成工程」は、エッ
チングされた中間層をマスクとして、可塑性材料層にド
ライエッチングを行い、上記レンズパターンもしくはレ
ンズ配列パターンに従う可塑性材料層のレリーフ状のパ
ターンを得る工程である。このとき行われるドライエッ
チングは勿論「異方性エッチング」であり、可塑性材料
層は表面に直交する方向へエッチングされるので、当
初、フォトレジストの薄層に形成されたレンズパターン
もしくはレンズ配列パターンが、その形状のまま３次元
化されて「レリーフ状パターン」となる。

【００１７】「凸曲面化工程」は、形成されたレリーフ
状パターンに対し、熱および／または圧力を作用させ
て、可塑性材料の表面を凸曲面化する工程である。凸曲
面化工程において「圧力」が作用させられるとき、圧力
の作用は勿論「等方的」であり、圧力の範囲は６〜１０
気圧が好適である。

【００１８】「エッチング工程」は、表面を凸曲面化さ
れた可塑性材料層とレンズ面形成層に対してドライエッ
チングを行い、可塑性材料層表面の凸曲面形状をレンズ
面形成層に彫り写すことにより、レンズ面形成層に、上
記レンズパターンもしくはレンズ配列パターンに対応し
たレンズ面もしくはレンズ面配列を得る工程であり、ド
ライエッチングは勿論「異方性エッチング」である。

【００１９】参考例の方法は、光学デバイス用材料の構
造の簡素性、工程の簡易性において優れているが、レン
ズ面形成層上に形成するフォトレジスト層の厚さは５０
μｍ以下が好ましく、より好ましくは３５μｍ以下が良
い。熱処理によりフォトレジストの表面形状として形成
される凸面形状の曲率半径は、フォトレジスト層が厚い
ほど小さくなるので、この方法は「曲率半径が比較的大
きい」レンズ面もしくはレンズ面配列の形成の場合に適
している。

【００２０】請求項３記載の方法は、可塑性材料層の厚
みを大きくすることにより、比較的曲率半径の小さい凸
曲面を可塑性材料の表面形状として形成できるので、曲
率半径が比較的小さいレンズ面もしくはレンズ面配列の
形成に適している。この場合、可塑性材料表面の凸曲面
の形状を比較的に曲率半径の小さい形状とし、その後の
エッチング工程における選択比を小さく形成することに
より、レンズ形成面自体に彫り写されるレンズ面の曲率
半径を、可塑性材料表面の曲率半径よりも大きくするこ
とができる。

【００２１】請求項３記載の光学デバイス製造方法にお
いて、エッチング工程における「選択比」を、連続的も
しくは段階的に変化させることができ、これにより、レ
ンズ面形成層に形成されるレンズ面の形状を「非球面」
とすることが出来る（請求項４）。

【００２２】なお、請求項３記載の方法におけるフォト
リソグラフィによるパターニング工程の「露光」は、マ
スクを用いた均一露光で行っても良いし、レーザ描画等
の方法で行っても良い。また、エッチング工程を行うた
めのエッチングとしては「ＥＣＲエッチング」が好適で
ある。また、フォトレジストの層や薄層に対するパター
ニング工程においてパターニングするレンズパターンや
レンズ配列パターンにおけるレンズ一つ当たりのパター
ンの形状は、円形状や楕円形状、四辺形形状や六角形形
状等の多角形形状、あるいはスリット状等である。

【００２３】請求項４記載の方法において「選択比を変
化」させるには、導入ガスの種類、導入ガスの導入量、
プラズマ発生のための高周波および／またはマイクロ波
のパワー、デバイス材料の温度、圧力のうちの１以上を
制御すれば良い。

【００２４】上記請求項３または４記載の光学デバイス
製造方法により光学デバイスを製造できる。光学デバイ
スの具体的な形態としては種々のものが可能であり、例
えば「透明な基体が平行平板で、その片側の面にのみ形
成されたレンズ面形成層に、レンズ面もしくはレンズ面
配列が形成されている」ように構成することができる。
このような光学デバイスは、例えば、マイクロレンズや
マイクロレンズアレイとして用いることが出来る。

【００２５】あるいは、「透明な平行平板である基体の
一方の面にのみ形成されたレンズ面形成層に、レンズ面
もしくはレンズ面配列が形成され、他方の面に、上記レ
ンズ面形成層に形成されたレンズ面もしくはレンズ面配
列に対応して、他のレンズ面もしくはレンズ面配列が形
成されている」ようにすることもでき、さらには「透明
な基体が平行平板で、その片側の面に形成された第１の
レンズ面形成層にレンズ面もしくはレンズ面配列が形成
され、他方の面に形成された第２のレンズ面形成層に
は、上記レンズ面もしくはレンズ面配列に対応して、他
のレンズ面もしくはレンズ面配列が形成されている」よ
うにすることもできる。

【００２６】このような光学デバイスは、両凸のマイク
ロレンズやマイクロレンズアレイとして用いることが出
来る。

【００２７】透明な基体も上記平行平板以外にも種々の
形態が可能で、例えば、プリズム形状でも良いし、請求
項１２記載の光学デバイスのように、「透明な基体の表
面自体が曲面であって、レンズ面形成層に形成されるレ
ンズ面もしくはレンズ面配列におけるレンズ面の曲率半
径に比して大きい曲率半径を有する」こともできる。即
ち、透明な基体自体がレンズであってもよい。

【００２８】また、上記「透明な基体が平行平板で、そ
の片側の面にのみ形成されたレンズ面形成層に、レンズ
面もしくはレンズ面配列が形成されている」ように構成
された光学デバイスを１対、それぞれのレンズ面同志も
しくはレンズ面配列同志を位置合わせして、互いの平坦
な面で接合した構成の光学デバイスも可能であり、その
場合、１対の光学デバイスの接合面に、「光学薄膜を」
介設しても良い。

【００２９】上記マイクロレンズアレイにおけるアレイ
配列は、１次元配列でも２次元配列でも良い。また、マ
イクロレンズの形態は、円形状に限らず、楕円形状や多
角形形状、あるいはシリンダ形状等が可能である。

【００３０】

【作用】上述のように、この発明では、一つの光学デバ
イスは、少なくとも２つの、屈折率が互いに異なる材料
の組合せで構成される。従って、光学特性に応じて「屈
折率の組合せ」を選択出来、これとともにレンズ面の形
状を選択することにより広範な光学特性を実現すること
が可能となる。

【００３１】図１は、参考例の光学デバイス製造方法を
説明するための図である。 図１（ａ）において、符号
１は透明な基体を示し、この透明な基体１の表面に基体
１とは異なる屈折率を持つレンズ面形成層１０が形成さ
れている。レンズ形成層１０は、蒸着やスパッタリング
あるいはＣＶＤ等で所望の厚さに形成されている。基体
１上にレンズ形成層１０を形成した構成は、請求項１記
載の光学デバイス用材料の基本的な構成である。

【００３２】レンズ面形成層１０の表面には、フォトレ
ジストの層１２が形成されている。

【００３３】フォトレジスト１２の層を構成するフォト
レジストは「ポジ型」である。図１（ａ）は「パターニ
ング工程」を示している。透明なガラス基板３０の片面
に、金属薄膜３１が、レンズ配列パターンに対応して形
成されたマスク３の、上記金属膜３１の側をフォトレジ
スト１２の層の表面に密接させて、ガラス基板３０を介
して均一な光照射を行って、フォトレジスト１２の層を
露光する。

【００３４】露光後、現像により、光照射されたフォト
レジスト１２を除去した状態が、図１（ｂ）に示す状態
であり、「レンズ配列パターン」がフォトレジスト１２
にパターニングされている。続いて、パターニングされ
たフォトレジスト１２の層を、フォトレジスト１２をガ
ラス転移点以上の温度に加熱して「熱処理工程」を行う
と、フォトレジスト１２の熱流動と表面張力とにより、
フォトレジストの表面が凸曲面化する（図１（ｃ））。

【００３５】表面を凸曲面化されたフォトレジスト１２
とレンズ面形成層１０とに対して、選択比：１として、
異方性のドライエッチングによる「エッチング工程」を
行うと、フォトレジスト１２の表面の凸曲面形状が、
「そっくりそのまま」レンズ面形成層１０に彫り写さ
れ、図１（ｄ）に示すように、レンズ面形成層１０の表
面形状として、レンズ配列パターンに対応したレンズ面
配列が得られる。

【００３６】フォトレジスト１２に形成される凸曲面の
曲率半径は、主として、フォトレジスト１２の層の厚さ
に依存するので、形成すべきレンズ配列パターンにおけ
る個々のレンズ面の曲率半径に応じて、フォトレジスト
１２の層の厚さを設定する。そして、レンズ面形成層１
０の厚さは、フォトレジスト１２の表面形状として形成
された凸曲面を形成できるような厚さに設定する。

【００３７】エッチング工程における選択比を１より大
きく（小さく）設定すると、レンズ面形成層１０に彫り
写される凸曲面の曲率半径は、フォトレジスト１２の表
面形状である凸曲面の曲率半径よりも小さく（大きく）
なる。

【００３８】

【実施例】 図２は、請求項３記載の光学デバイス製造方
法の１実施例を示している。図２（ａ）は、透明な基体
１上にレンズ面形成層１０と、所望の厚さの可塑性材料
層１２０と、中間層１４と、フォトレジスト１６の薄層
とを、上記順序に積層して構成される光学デバイス用材
料を示している。この構成は請求項１記載の光学デバイ
ス用材料の構成の１例である。

【００３９】フォトレジスト１６の薄層に、上記図１の
例と同様、フォトリソグラフィによる「パターニング工
程」により、レンズ配列パターンをパターニングした状
態を図２（ｂ）に示す。

【００４０】パターニングされたフォトレジスト１６の
薄層をマスクとして、中間層１４に対してエッチングを
行う「中間層エッチング工程」を実行すると、フォトレ
ジスト１６にパターニングされたパターンが「そのまま
の形状」で中間層１４に写される。この状態を図２
（ｃ）に示す。

【００４１】エッチングされた中間層１４をマスクとし
て、可塑性材料層１２０に異方性のドライエッチングを
行う「レリーフ状パターン形成工程」を実行すると、レ
ンズ配列パターンに従う、可塑性材料層１２０の「レリ
ーフ状のパターン」が得られる。この状態を図２（ｄ）
に示す。この段階において、マスクとして用いられた中
間層１４およびフォトレジスト１６の薄層を除去する。

【００４２】続いて、形成されたレリーフ状パターンに
対し、熱および／または圧力を作用させて可塑性材料の
表面を凸曲面化する「凸曲面化工程」が行われる。この
実施例では、可塑性材料層１２が熱可塑性材料層であ
り、凸曲面化工程は、可塑性材料層１２０のレリーフ状
パターンを加熱して、熱流動と表面張力の作用により表
面を凸曲面化させている。図２（ｆ）は、凸曲面化工程
後の状態を示している。

【００４３】表面を凸曲面化された可塑性材料層１２０
とレンズ面形成層１０に対してドライエッチングを行
い、可塑性材料層表面の凸曲面形状をレンズ面形成層に
彫り写すことにより、レンズ面形成層１０に、レンズ配
列パターンに対応したレンズ面配列を得る「エッチング
工程」は、図１に即して説明した請求項５記載の光学デ
バイス製造方法のエッチング工程と同様である。図２
（ｇ）は、エッチング工程後の状態を示している。

【００４４】図１，図２に即して説明した実施例におい
て、透明な基体１として平行平板を用いると、図３
（ａ）に示すような、透明な平行平板１の片面に、レン
ズ面形成層１０によるレンズ面配列の形成されたマイク
ロレンズアレイを得ることが出来る。このマイクロレン
ズアレイでは、各マイクロレンズの屈折面部分をなすレ
ンズ面形成層１０の屈折率と、透明基体１である平行平
板の屈折率が異なるので、種々の光学特性が可能とな
る。

【００４５】例えば、レンズ面形成層１０よりも、透明
基体１の屈折率の方が高（低）ければ、全体をレンズ面
形成層１０と同じ材質で形成した場合よりも、焦点距離
を長く（短く）することが出来る。

【００４６】図３（ｂ）は、透明基体１である平行平板
のレンズ面形成層１０によるレンズ面配列が形成されて
いるのとは反対側の面に、透明基体１自体の表面形状と
して、レンズ面配列が形成された例である。勿論、透明
基体１自体の表面形状として形成されたレンズ面配列に
おける個々のレンズ面は、レンズ面形成層１０により形
成されたレンズ面配列の個々のレンズ面と光軸合わせさ
れており、従って、この光学デバイスは、両凸のマイク
ロレンズによるマイクロレンズアレイとして使用でき
る。

【００４７】透明基体１自体の表面形状として、凸曲面
に依るレンズ面もしくはレンズ面配列を形成するには、
透明基体１自体の表面に、フォトレジストの層に、レン
ズ配列パターンをフォトリソグラフィによりパターニン
グし、パターニングされたフォトレジストの層を熱処理
し、フォトレジストの熱流動と表面張力とにより、フォ
トレジストの表面を凸曲面化したのち、フォトレジスト
とレンズ面形成層に対してドライエッチングを行い、フ
ォトレジストの表面の凸曲面形状を透明基体に彫り写す
ことにより行えば良い。

【００４８】あるいは、透明基体１自体の表面に、可塑
性材料層と中間層とフォトレジストの薄層とを積層し、
フォトレジストの薄層に、レンズ配列パターンをフォト
リソグラフィによりパターニングし、パターニングされ
たフォトレジストの薄層をマスクとして中間層に対して
エッチングを行い、フォトレジストのパターンを中間層
に写した後、エッチングされた中間層をマスクとして、
可塑性材料層にドライエッチングを行い、レンズ配列パ
ターンに従う、可塑性材料層のレリーフ状のパターンを
得、形成されたレリーフ状パターンに対し、熱および／
または圧力を作用させて、可塑性材料の表面を凸曲面化
し、表面を凸曲面化された可塑性材料層とレンズ面形成
層に対してドライエッチングを行い、可塑性材料層表面
の凸曲面形状をレンズ面形成層に彫り写すことにより行
っても良い。

【００４９】図３（ｃ）は、透明基体１である平行平板
のレンズ面形成層１０によるレンズ面配列が形成されて
いるのとは反対側の面に、別のレンズ面形成層１０Ａに
よりレンズ面配列が形成された例である。 レンズ面形
成層１０Ａによるレンズ面配列の形成は、図１または２
に記載して説明した方法により行えば良い。

【００５０】透明な基体１の両面のレンズ面配列は、互
いに対応しており、従って、この光学デバイスは、両凸
のマイクロレンズによるマイクロレンズアレイとして使
用できる。またレンズ面形成層１０によるレンズ面配列
の形成された側の面には、遮光層１１Ａが形成されてい
る。遮光層１１Ａは、金属膜や印刷により形成出来、使
用波長が特殊な場合には、例えばフォトレジストを用
い、フォトリソグラフィにより開口部を設ける方法で、
フォトレジスト自体を用いて遮光層を形成することもで
きる。遮光層は、レンズ面形成層１０Ａによるレンズ面
配列の形成された側の面に形成することもでき、図３
（ａ），（ｂ）に示す実施例に対しても、一方もしくは
双方の面に形成することができる。

【００５１】図３（ｃ）の実施例では、マイクロレンズ
アレイの個々のマイクロレンズの構成において、最大４
種の異なる屈折率を組み合わせることが可能であり、極
めて広範な光学上の目的に応じた光学デバイスの設計が
可能となる。

【００５２】図４（ａ）は、請求項４記載の光学デバイ
ス用材料の１例を示している。 透明な基体１は平行平
板であり、その表面に遮光層１１を介して、レンズ面形
成層１０が形成されている。遮光層１１は、レンズ面形
成層に形成されるべきレンズ面もしくはその配列に応じ
て形成されている。

【００５３】このような光学デバイス材料のレンズ面形
成層１０に対し、図１もしくは図２に即して説明した方
法で、レンズ面配列を形成すれば、図４（ｂ）に示すよ
うに、レンズ内部に「瞳絞り」の形で遮光層を有するマ
イクロレンズアレイを得ることが出来る。

【００５４】遮光層は、マイクロレンズアレイにおける
個々のマイクロレンズを光学的に分離し、隣接するマイ
クロレンズに入射すべき光が迷光として入射するのを防
止するため、マイクロレンズアレイの光学機能の向上に
有益である。

【００５５】なお、図４（ｂ）の例でも、図３（ｂ），
（ｃ）に示す例と同様に、透明な基体１の両面にレンズ
面配列を形成できることは言うまでもない。

【００５６】図３（ｂ），（ｃ）や図４（ｂ）に示す実
施例では、平行平板である透明な基体１の両側の面にレ
ンズ面配列が形成されている。この場合、基体１の両側
に形成されるレンズ面配列は、互いに精度良く位置合わ
せが行われている必要があることは言うまでもなく、各
面に形成される各レンズのレンズ性能が所望の光学的性
能を持たねばならない。

【００５７】基体１の両面のレンズ面配列の位置合わせ
の失敗の確率や、各面に形成されるレンズのレンズ性能
が所望の性能を満たさない確率は、実際上、これを０と
することはできないから、両面にレンズ面配列を持つ光
学デバイスを製造する場合、規格に合わない製品が製造
される確率は、上記各確率の積となり、このため、両面
にレンズ面配列を持つ、図３（ｂ），（ｃ）や図４
（ｂ）に示すような光学デバイスの製造の歩留まりは、
その向上が必ずしも容易ではない。

【００５８】この場合、平行平板である透明な基体の片
面に所望のレンズ面配列を形成したものを２枚、別個に
製造し、これら２枚の光学デバイスを平行平板の平滑な
面で互いに接合して一体化すれば、組み合わせる光学デ
バイスは、良好なもの同志を用いることが出来、しかも
位置合わせが容易であるから。両面にレンズ面配列を形
成した光学デバイスの製造の歩留まりを有効に向上させ
ることができる。

【００５９】図５は、このような場合の例を３例示して
いる。 図５（ａ）は、平行平板である透明な基体１の
片面に、レンズ面形成層１０によりレンズ面配列が形成
された光学デバイスと、平行平板である透明な基体１’
の片面に、レンズ面形成層１０’によりレンズ面配列が
形成された光学デバイスとを、基体１，１’の平滑な面
で接合した例である。

【００６０】図５（ｂ）は、図３（ａ）に示すタイプの
光学デバイス５Ａと、片面にレンズ面配列を形成された
レンズ面アレイ５Ｂとを接合して、図３（ｂ）と同様の
機能を持たせた光学デバイス例、図５（ｃ）は、図５
（ａ）と同様の例で、基体１，１’の接合面に「光学薄
膜」１ａを形成した例である。光学薄膜１ａに所望の分
光透過率を与えると、光学デバイスの機能として、レン
ズ作用と波長選択作用とを付与することが出来る。

【００６１】これら、図５に示す各実施例においても、
各レンズ面配列の形成された面の１以上に、図３（ｃ）
に於けると同様の遮光膜を形成することができるし、ま
た、組み合わせる光学デバイスの一方もしくは双方を、
図４（ｂ）のように、遮光層１１を有するものとしても
よい。

【００６２】接合方法は、接着剤を用いる方法でもよい
が、公知の「アノーディック・ボンディング」や「高温
ボンディング」が好適である。「アノーディック・ボン
ディング」は、接合する第１および第２の基体１，１’
をガラス板とし、各ガラス板のアルカリ含有量の差を利
用する。即ち、基体１として「相対的に低アルカリ」の
ガラス板を用い、基体１’として「相対的に高アルカ
リ」のガラス板を用いると、第２の基体１’は、第１の
基体１に対し、例えばＮａの＋イオンのような「アルカ
リイオン」の量が相対的に高いことを意味している。

【００６３】そこで、第１及び第２の基体１，１’を互
いに平滑な面で接触させた状態で、第２の基体１’の側
から第１の基体１の側に向かう強い電界を作用させつ
つ、第１及び第２の基体１，１’を４００度程度の高温
に加熱すると、熱エネルギーと電界の作用により、第２
の基体１’から第１の基体１への「アルカリイオン」の
移動が起こり、移動したイオンが、第１の透明基板内に
固定的に受容される。

【００６４】このように「アルカリイオンの移動」が生
じると、第１，第２の基体１，１’の界面部において、
第１の基体１では通常状態より「イオン豊富」の状態が
生じ、第２の基体１’では通常状態より「イオン欠乏」
の状態が生ずる。このため、第１の基体１は受容したア
ルカリイオンによる正電荷を基板内部に有し、第２の基
体１’は「アルカリイオン欠乏による負電荷」を基板内
部に有することになり、第１および第２の基体１，１’
は、空間電荷層による強い「静電引力」の作用のもと
で、極めて強固に化学結合するのである。

【００６５】また、「高温ボンディング」は、オプチカ
ルコンタクトと化学反応を利用した接合方法である。清
浄なガラス表面は極めて活性であり、これら清浄な鏡面
状のガラス表面同志を接触させると、室温で強く接着す
る。この現象をオプチカルコンタクトと呼んでいる。こ
のオプチカルコンタクトは、熱処理によりその接着強度
が増大する。この熱処理の効果は、以下の如き化学反応
で説明される。

【００６６】即ち、第１・第２の基体１，１’として、
ガラス等、ＳｉＯ₂を含んだものを用い、これらの互い
に平滑な面を、「単分子層」のＨ₂Ｏを介在させて加熱
すると、高温度下では、基体表面の酸素結合層が軟化し
溶融状態になるため、単分子層のＨ₂Ｏが「Ｈ」と「Ｏ
−Ｈ」とに分極し、「Ｈ」が「−Ｓｉ−Ｏ−」と結合し
て「Ｓｉ−ＯＨ」が生成する。このとき、「−Ｓｉ−Ｏ
−Ｓｉ−」からダングリングボンドが生じる。

【００６７】次に、「Ｏ−Ｈ」が「Ｓｉ−Ｏ−Ｈ」と結
合し、脱水反応でＨ₂Ｏが除去され、「Ｓｉ−Ｏ−Ｓ
ｉ」の結合が出来る。更に、「Ｓｉ−ＯＨ」と「ＨＯ−
Ｓｉ」から、同様に脱水反応でＨ₂Ｏが除去され、Ｓｉ
−Ｏ−Ｓｉの結合が出来る。即ち、「Ｏ］を介して、第
１，第２の基体１，１’のＳｉ同志が結合する。このと
き脱水反応で生じたＨ₂Ｏは、界面を拡散により接合部
から散逸する。このようにして、第１および第２の基板
１，１’が接合される。

【００６８】これらの例のように、接合を行う場合に
は、各基体とレンズ面形成層の屈折率として、最大４種
の屈折率を組み合わせることができるので、さらに広範
囲の光学特性に応じた光学デバイスの設計が可能にな
る。

【００６９】図３〜図５には、マイクロレンズアレイの
例を示したが、基体に形成するレンズ面の数を１とする
ことにより「マイクロレンズ」あるいは「レンズ」を実
現できるし、上記の如きマイクロレンズアレイやレンズ
アレイを、各マイクロレンズ毎に分割してもマイクロレ
ンズあるいはレンズを実現できる。

【００７０】また、図３〜図５には、透明な基体として
「平行平板」を用いた例を示したが、基体の形状は平行
平板に限らない。例えば、図６（ａ）に示すように、プ
リズム上の透明な基体１Ａの１以上の面に形成したレン
ズ面形成層１０Ｃによりレンズ面もしくはレンズ面配列
を形成した光学デバイスも可能であるし、図６（ｂ）に
示すように、透明な基体としてのレンズ１Ｂのレンズ面
に、レンズ面形成層１０Ｄによる微小なレンズアレイを
形成した光学デバイスも可能である。

【００７１】図２に即して、請求項６記載の光学デバイ
ス製造方法の実施例を説明した際、可塑性材料層により
形成されたレリーフ状パターンに対する「凸曲面化工
程」で、可塑性材料層１２０のレリーフ状パターンを加
熱して、熱流動と表面張力の作用により表面を凸曲面化
したが、凸曲面化は、圧力により行うことも可能であ
り、その場合には、必ずしも熱可塑性材料を用いる必要
が無い。

【００７２】図７（ａ）において、符号２は、レンズ面
形成層１０上に形成され、レリーフ状パターンに形成さ
れた可塑性材料層を示している。この状態において、可
塑性材料層２に対し、６〜１０気圧程度の圧力を等方的
に作用させると、可塑性材料層２は圧力により変形する
が、変形は、圧力を最小面積で受けるように起こるの
で、図７（ｂ）に示すように球面形状に曲面化される。
従って、エッチング工程により、この曲面形状をレンズ
面形成層１０に彫り写せば、図７（ｃ）に示すように、
所望のレンズ面をレンズ面形成層１０上に得ることがで
きる。

【００７３】なお、可塑性材料層を熱可塑性材料で構成
し、圧力を作用させつつ、加熱を行うと、極めて短時間
で容易に凸曲面化を実現できる。

【００７４】特にことわらなかったが、上に説明した実
施例では、パターニング工程でパターニングされるレン
ズ形状は「円形」である。このパターンを、例えば「ス
リット状」にすれば、「シリンダレンズ」を形成でき
る。

【００７５】また形成するレンズ面は球面やシリンダ面
に限らず、種々の非球面が可能である。以下には、非球
面を形成する場合を説明する。

【００７６】非球面形状のレンズ面を形成する方法には
基本的に２つの方法が可能である。即ち、第１の方法
は、フォトレジストの層もしくは可塑性材料層に形成さ
れる凸面形状は球面形状としておき、この表面形状をレ
ンズ面形成層に彫り写す段階で非球面化する方法であ
り、第２の方法は、フォトレジストの層もしくは可塑性
材料層を凸曲面化する段階で非球面を形成し、これをレ
ンズ面形成層に彫り写す方法である。種々の方法が可能
である。

【００７７】まず、第１の方法の場合の例を説明する。

【００７８】図８（ａ）は、レンズ面形成層１０上に
「レリーフ状パターン」に形成された可塑性材料層を示
している。この状態に対して「凸曲面化工程」を行う
と、図８（ｂ）のように、可塑性材料２の表面が凸曲面
２Ａに凸曲面化した状態が実現する。図８（ｃ）は、
（ｂ）の状態に対し、途中まで異方性のエッチング工程
を行った状態を示す。この状態では、まだ可塑性材料２
の一部が残っている。

【００７９】この状態から、エッチング工程のドライエ
ッチングの選択比を１より小さく、例えば１／２に設定
すると、レンズ面形成層のエッチング速度：１に対し、
可塑性材料層２のエッチング速度が２になるので、可塑
性材料層２がエッチングされつくした状態では、図８
（ｄ）に示すように、頂部が平坦化された非球面形状の
レンズ面をレンズ面形成層１０に形成できる。

【００８０】逆に、図（ｃ）の状態から、選択比：１／
２でエッチング工程を途中まで行うと、図（ｅ）に示す
ような、頂部が突出したような形状になるので、この状
態から、選択比：１でエッチングを行い、可塑性材料層
２をエッチングしつくすと、図８（ｆ）に示すように、
裾野がゆるやかで、頂部が突出した形状の非球面形状の
レンズ面をレンズ面形成層１０に形成できる。

【００８１】以上は、請求項３記載の光学デバイス製造
方法において、エッチング工程における選択比を連続的
もしくは段階的に変化させることにより、レンズ面の形
状を非球面とすることを特徴とする請求項４記載の光学
デバイス製造方法の１実施例である。

【００８２】図９に於いては、レンズ面形成層１０にレ
リーフ状パターンとして形成された可塑性材料層２が
「ネガ型のフォトレジストの層もしくは紫外線硬化型樹
脂材料の層」であり、これに、（ａ）の如く、中心部の
光強度が強くなっているような紫外線を照射すると、照
射された部分では、可塑性材料中の高分子がラジカルで
結合するため、照射紫外線の強度に比例して、強い紫外
線で照射された部分ほど、流動性が悪くなる。このよう
な状態で「凸曲面化工程」を圧力の作用で行うと、図９
（ｂ）に示すように、流動性の悪い部分が流動性の良い
部分での変形により「押し上げられる」形となり、図に
示すように、中央部が突出するように出っ張った形状の
凸曲面形状が得られる。

【００８３】従って、この状態でエッチング工程を行え
ば、可塑性材料２とレンズ面形成層１０とでエッチング
速度が等しい場合には、図９（ｃ）の形状１−１０の如
く、（ｂ）の凸曲面形状と実質的に合同的な凸曲面形状
がレンズ面形成層に彫り写され、レンズ面形成層１０の
エッチング速度が可塑性材料２のそれよりも大きい場合
には、彫り込まれる形状は図９（ｃ）の形状１−２０の
ようになり、逆の場合には、形状１−３０のようにな
る。

【００８４】図１０（ａ）において、レンズ面形成層１
０デバイス材料１上に、ポジ型のフォトレジストによる
可塑性材料２のレリーフ状パターンが形成されている。
この可塑性材料２に、例えば図１０（ａ）に示す範囲で
光として紫外線等を照射すると、光照射された部分で
は、可塑性材料であるフォトレジスト内部の高分子が切
断されて、流動性が大きくなる。このような状態で「凸
曲面化工程」を圧力の作用で実行すると、可塑性材料パ
ターン２０の部分部分で変形し易さが変化しているた
め、図１０（ｂ）に示すように「真中が窪んだ山形形
状」の凸曲面形状を実現できる。

【００８５】図１０（ｂ）に示す如き「凸曲面形状」が
形成されたら、エッチング工程を行うが、可塑性材料層
２とレンズ面形成層１０とでエッチング速度が等しい場
合には、レンズ面形成層１０に彫り込まれる凸曲面形状
は、図１０（ｃ）の形状１−１の如く、可塑性材料２自
体の凸曲面形状と実質的に合同的であり、レンズ面形成
層１０のエッチング速度が可塑性材料２のそれよりも大
きい場合には、彫り込まれる形状は図１０（ｃ）の形状
１−２のようになり、逆の場合には、形状１−３のよう
になる。

【００８６】また、例えば、エッチング工程を、当初、
選択比：１で行い、途中から選択比を１／２とすること
により、図１０（ｄ）に示すように、頂部を平坦化した
レンズ面形状を実現できる。

【００８７】以下、具体的な例を挙げる。 具体例１ 長さ：５ｍｍ、幅：２ｍｍ、厚さ：０．５ｍｍ、屈折
率：１．４５２（波長１．３μｍの光に対するもの）の
石英ガラスを「透明な基体」とした。この石英ガラスの
片面に、ＴｉＯ₂を含むＳｉＯ₂を真空蒸着法により、厚
さ：５．８μｍに成膜し、屈折率：１．５０２の「レン
ズ面形成層」とした。

【００８８】レンズ面形成層の上には、可塑性材料層と
して「ポリグリシジルメタクリレート樹脂」を、厚さ：
５．０μｍに形成し、その上に、中間層として「Ｃｕ
層」を、厚さ：３０００Åに蒸着形成し、さらに、その
上に、東京応化工業株式会社製のフォトレジスト（商品
名：ＯＦＰＲ８００）をスピンコートした後、プリベー
クして厚さ：１．０μｍの薄層として形成した。

【００８９】先ず、直径：０．２ｍｍの「黒円」を１０
個、ピッチ：０．２５ｍｍで１列に配列させた「マス
ク」を用いて露光を行い、光照射された部分を除去する
ことにより、上記黒円の配列パターンによる「レンズ配
列パターン」をパターニングする「パターニング工程」
を行い、次いで、パターニングされたフォトレジストの
薄層をマスクとして中間層に対して「中間層エッチング
工程」をウエットエッチングで行い、フォトレジストの
パターンを中間層に写した。

【００９０】即ち、蒸留水；１００ｍｌに塩酸（１．１
９）；６ｍｌ、塩化鉄（ＩＩＩ）；２０ｇを加えて混合
し、２０〜３０度Ｃの温度に保持し、１〜２分間、ノズ
ルから石英ガラス面に垂直に吹き付けてウエットエッチ
ングした。このとき、石英ガラスを回転させ、「液溜
り」がないように石英ガラスの面を鉛直方向に保った。
エッチング後は、蒸留水によるリンスを行った。

【００９１】続いて、中間層である金属薄膜層をマスク
として、可塑性材料層に対してドライエッチングを行
い、上記レンズ配列パターンに従う、可塑性材料層のレ
リーフ状のパターンを得る「レリーフ状パターン形成工
程」を以下のように行った。

【００９２】即ち、ＥＣＲプラズマエッチング装置に石
英ガラスをセットし、酸素；７ｓｃｃｍ，Ａｒ；１ｓｃ
ｃｍを導入し、反応室内圧力：３〜４×１０~⁴Ｔｏｒ
ｒ、マイクロ波実効電力：６４０Ｗ、ＲＦ実効電力：４
７０Ｗで、２５分間のエッチングを行った。

【００９３】さらに、金属薄膜層を除去し、上記「レリ
ーフ状パターン形成工程」で形成された可塑性材料層の
レリーフ状のパターンに対し、「凸曲面化工程」を、加
熱温度：２００度Ｃ、加熱時間：３０分で行った。凸曲
面化工程により形成された１０個の凸曲面形状の「レン
ズ面形成層表面から頂部までの高さ」は５．７５μｍ
で、「曲率半径」は０．８７２±０．００６ｍｍであっ
た。

【００９４】続いて、上記１０個の凸曲面形状をレンズ
面形成層に彫り写す「エッチング工程」を、ＥＣＲエッ
チングにより、以下のように行った。即ち、ＥＣＲプラ
ズマエッチング装置に石英ガラスをセットし、酸素；
２．５ｓｃｃｍ，Ａｒ；１ｓｃｃｍ，ＣＨＦ₃；８ｓｃ
ｃｍを導入し、反応室内圧力：２〜３×１０~⁴Ｔｏｒ
ｒ、マイクロ波実効電力：６４０Ｗ、ＲＦ実効電力：４
８０Ｗで５２分間のエッチングを行った。

【００９５】可塑性材料層に対するエッチング速度と、
レンズ面形成層に対するエッチング速度とは、互いに殆
ど等しく、このため、レンズ面形成層に形成された凸曲
面形状は、０．８７６±０．００６ｍｍであった。

【００９６】かくして、図３（ａ）に示すタイプの「マ
イクロレンズアレイ」を得た。マイクロレンズアレイを
構成する各マイクロレンズのレンズ面は、直径が０．２
ｍｍで、このようなレンズ面が１０個、０．２５ｍｍの
ピッチで、石英ガラスの長手方向へ配列されているので
ある。各レンズの焦点距離は１．８８３ｍｍである。

【００９７】具体例２ 長さ：４ｍｍ、幅：２ｍｍ、厚さ：０．５ｍｍ、屈折
率：１．４５２（波長：１．３μｍの光に対するもの）
の石英ガラスを「透明な基体」とした。まず、この石英
ガラスの片面（第１面）に、ＳＦ−６０ガラス材料をス
パッタリング法により、厚さ：７．１μｍに成膜し、屈
折率：１．７６８の「レンズ面形成層」とした。

【００９８】このレンズ面形成層上に、可塑性材料層と
して「ポリグリシジルメタルリレート樹脂」の層を厚
さ：６．１μｍに形成し、その上に「中間層」として、
厚さ：１５００Åの「Ｓｉ層」を蒸着形成し、さらに、
その上に、東京応化工業株式会社製のフォトレジスト
（商品名：ＯＦＰＲ８００）をスピンコートした後、プ
リベークして厚さ：１．５μｍの薄層として形成した。

【００９９】直径：１００μｍの黒円を１０個、ピッ
チ：２５０μｍで１列にアレイ配列させた「マスク」を
用いて露光を行い、光照射された部文を除去することに
より、上記黒円の配列に対応した「レンズ配列パター
ン」を、フォトレジストの薄層として残した（パターニ
ング工程）。

【０１００】パターニング工程後の「光学デバイス用材
料」を、ＥＣＲプラズマエッチング装置にセットし、Ｃ
Ｃｌ₄：１５ｓｃｃｍを導入し、反応室内圧力：３〜４
×１０~⁴Ｔｏｒｒ、マイクロ波実行電力：６４０Ｗ、Ｒ
Ｆ実行電力：４８０Ｗの条件で、ドライエッチングを３
分間行い（中間層エッチング工程）、次いで、「レリー
フ状パターン形成工程」を、前述の「具体例１と同じ条
件」で行い、続いて、同一バッチで、導入ガスをＣＣｌ
₄に変更してエッチングを行い、Ｓｉの薄層（中間層の
残留膜）を除去した。以下、「凸曲面化工程」および
「エッチング工程」を、具体例１と同じ条件で行った。

【０１０１】凸曲面化工程後、可塑性材料の表面形状で
ある凸曲面の直径は１００μｍ、凸曲面頂部のレンズ面
形成層表面からの高さは７．０μｍ、エッチング工程後
にレンズ面形成層の表面に彫り写されたレンズ面配列に
おける各レンズ面の直径は１００μｍ、配列ピッチは２
５０μｍ、曲率半径は０．２００ｍｍであった。

【０１０２】一方、「透明な基体」である上記石英ガラ
スの他方の面（第２面）には、ＳＦ−６０ガラス材料を
スパッタリング法により厚さ：１７．６μｍに形成し、
屈折率：１．７６８の「レンズ面形成層」とした。

【０１０３】レンズ面形成層上には可塑性材料層（ポリ
グリシジルメタルリレート樹脂層）を、厚さ：１４．８
μｍに形成し、「中間層およびフォトレジスト層」は、
上記「第１面」上に於けると同じものを形成した。

【０１０４】パターニング工程で用いる「マスク」とし
て、直径２４０μｍの黒円を２５０μｍピッチで１０個
配列したものを用い、あとの条件は、全て「第１面」側
におけるレンズ面配列形成の形成条件と同じにしてレン
ズ面配列を形成した。

【０１０５】パターニング工程の際に、第１面に形成さ
れている「レンズ面配列」と、上記マスクとの正確な位
置合わせ（第２面に形成されるべきレンズ面配列と、第
１面に形成されているレンズ面配列の、対応するレンズ
面同志の光軸合わせ）を行ったことは言うまでもない。

【０１０６】「凸曲面化工程」後、可塑性材料層に形成
された凸曲面の直径は２４０μｍ、凸曲面頂部のレンズ
面形成層表面からの高さは１７．０μｍ、エッチング工
程後にレンズ面形成層に彫り写されたレンズ面配列にお
ける各レンズ面の直径は２４０μｍ、配列ピッチは２５
０μｍ、曲率半径は−４６０μｍであった。最後に一方
の側の面（第１面）に対して、金属薄膜蒸着により遮光
層を形成した。このようにして、図３（ｃ）に示すタイ
プの「マイクロレンズアレイ」を得ることができた。こ
の具体例２のマイクロレンズアレイは、光通信用カプラ
ーの光学素子として用いられ、ＬＤのアレイからの発散
性の各レーザ光束をビーム径：２４０μｍの平行光束に
コリメートすることができる。図１１に、具体例２のマ
イクロレンズアレイにおける一つのマイクロレンズによ
る、ＬＤからのレーザ光束に対する「コリメート機能」
を図示する。図中、Ｒとあるのはレンズ面の曲率半径を
表し、ｎとあるのは屈折率を表す。また、図の下の数値
は「距離」を表す。曲率半径および距離の単位は「ｍ
ｍ」である。

【０１０７】上記具体例１における透明な基体として、
石英ガラスに換えて「ＳｉＯ₂ガラス」を用いたもの
と、石英ガラスに換えて「イオン半径の小さい、Ｌｉ，
Ｎａ，Ｋ等の１価のプラスイオンや、Ｐｂ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｃｄ，等の２価のプラスイオンを含むアルミノ珪酸
塩系や低融点ガラス系のガラス組成を有する材料等」を
用いたものとを作製すると、これらを基体の平滑な面同
志を合わせてアノーディック・ボンディングすることに
より、図５（ａ）に示すタイプのレンズアレイを実現で
きる。

【０１０８】以上の説明では、レンズ面形成層に凸曲面
によるレンズ面もしくはレンズ面配列を形成する場合を
説明したが、レンズ面形成層には、凹曲面によるレンズ
面ないしレンズ面配列を形成することも可能であること
を付記しておく。

【０１０９】例えば、形成する凹曲面によるレンズ面形
状に応じた凸曲面を有する型を用い、この型をレンズ面
形成層に重ね、両者間に光硬化性樹脂を注入し、基体の
側から光照射を行って樹脂を硬化させる。このようにす
ると、レンズ面形成層上に樹脂層が形成され、その表面
には凹曲面が形成されている。あとは、異方性のドライ
エッチングを行って、上記凹曲面形状をレンズ面形成層
に彫り写せばよいのである。エッチングの選択比を経時
的に連続してあるいは段階的に変化させることにより、
彫り写される凹曲面の形状を種々の変形できる。

【０１１０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
光学デバイス用材料・光学デバイス製造方法を提供でき
る。

【０１１１】請求項１、２記載の「光学デバイス用材
料」は、請求項３、４記載の光学デバイス製造方法の実
施を、容易且つ確実ならしめることができる。請求項
３、４記載の光学デバイス製造方法は、上述の如く、単
体の光学デバイス内に、屈折率の異なる２以上の領域を
含めることができるので、光学デバイスの設計の自由度
が増し、広範な光学特性の光学デバイスの製造が可能に
なる。特に、請求項４記載の光学デバイス製造方法で
は、非球面形状のレンズ面もしくはレンズ面配列が可能
であり、特殊な光学機能を持った光学デバイスの製造が
可能である。

【０１１２】上記方法で製造される光学デバイスは、製
造の歩留まりが良く、基体表面自体の持つ屈折力と、そ
の表面側に形成されたレンズ面形成層表面形状としての
レンズ面もしくはレンズ面配列の屈折力を組み合わせて
使用することもでき、さらにはレンズ機能に加え、波長
選択機能を持つことも出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例方法を説明するための図である。

【図２】請求項３記載の発明の１実施例を説明するため
の図である。

【図３】光学デバイスの例を３例示す図である。

【図４】請求項２記載の光学デバイス用材料の１実施例
（ａ）と、これを用いて形成された光学デバイスの例
（ｂ）を示す図である。

【図５】光学デバイスの例を示す図である。

【図６】光学デバイスの例を示す図である。

【図７】請求項３記載の光学デバイス製造方法の「凸曲
面化工程」を圧力の作用で行う場合を説明するための図
である。

【図８】請求項４記載の光学デバイス製造方法の１実施
例を説明するための図である。

【図９】請求項３記載の光学デバイス製造方法におい
て、レンズ面形成層に非球面形状のレンズ面もしくはレ
ンズ面配列を形成する例を説明するための図である。

【図１０】請求項３記載の光学デバイス製造方法におい
て、レンズ面形成層に非球面形状のレンズ面もしくはレ
ンズ面配列を形成する別例を説明するための図である。

【図１１】具体例２として説明した実施例のマイクロレ
ンズアレイにおける任意のマイクロレンズのコリメート
機能を示す図である。

【符号の説明】

１ 透明な基体 １０ レンズ面形成層 １２ フォトレジストの層

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−40216（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−226073（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−164904（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−91960（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−283663（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−74471（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−181934（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−174903（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−218702（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−159604（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−250002（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−194502（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−164549（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−174902（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−181303（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−29590（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−359472（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173003（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67762（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−252372（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−334160（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−8502（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 3/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明な基体の１以上の面に、基体と屈折率
   の異なる透明材料の層を、レンズ面形成層として所望の
   厚さに形成し、 上記レンズ面形成層の上に、所望の厚さの可塑性材料層
   と、中間層と、フォトレジストの薄層とを、上記レンズ
   面形成層の側から上記順序に積層して構成される 光学デ
   バイス用材料。
2. 【請求項２】請求項１記載の光学デバイス用材料におい
   て、 透明な基体と、１以上のレンズ面形成層との間に、レン
   ズ面形成層に形成されるべきレンズ面もしくはその配列
   に応じて遮光層が形成されていることを特徴とする光学
   デバイス用材料。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の光学デバイス用材
   料の、フォトレジストの薄層に、レンズパターンもしく
   はレンズ配列パターンをフォトリソグラフィによりパタ
   ーニングするパターニング工程と、 パターニングされたフォトレジストの薄層をマスクとし
   て中間層に対してエッチングを行い、フォトレジストの
   パターンを中間層に写す中間層エッチング工程と、 エッチングされた中間層をマスクとして、可塑性材料層
   にドライエッチングを行い、上記レンズパターンもしく
   はレンズ配列パターンに従う、可塑性材料層のレリーフ
   状のパターンを得るレリーフ状パターン形成工程と、 形成されたレリーフ状パターンに対し、熱および／また
   は圧力を作用させて、可塑性材料の表面を凸曲面化する
   凸曲面化工程と、 表面を凸曲面化された可塑性材料層とレンズ面形成層に
   対してドライエッチングを行い、可塑性材料層表面の凸
   曲面形状をレンズ面形成層に彫り写すことにより、レン
   ズ面形成層に、上記レンズパターンもしくはレンズ配列
   パターンに対応したレンズ面もしくはレンズ面配列を得
   るエッチング工程とを有することを特徴とする光学デバ
   イス製造方法。
4. 【請求項４】請求項３記載の光学デバイス製造方法にお
   いて、 エッチング工程における選択比を連続的もしくは段階的
   に変化させることにより、レンズ面の形状を非球面とす
   ることを特徴とする光学デバイス製造方法。