JPH02262601A - 微小集光素子の作成方法 - Google Patents

微小集光素子の作成方法

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JPH02262601A
JPH02262601A JP8439689A JP8439689A JPH02262601A JP H02262601 A JPH02262601 A JP H02262601A JP 8439689 A JP8439689 A JP 8439689A JP 8439689 A JP8439689 A JP 8439689A JP H02262601 A JPH02262601 A JP H02262601A
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JP
Japan
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light
photosensitive resin
resist
condensing element
pattern
Prior art date
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Application number
JP8439689A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Fujita
和弘 藤田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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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、発光素子や受光素子等の光の集光機能に用い
られる微小集光素子の作成方法に関する。
従来の技術 従来、複写機やファクシミリ等で発光、受光した光の結
合に用いられる直径が0.1〜数1101程度の微小な
レンズ(マイクロレンズ)がある。そこで、以下、その
マイクロレンズの各種作成方法を列挙してみる。
まず、その第一の作成例として、特開昭55−1358
06号公報に超小型レンズの製造方法として開示されて
いるものがある。この場合、平板マイクロレンズは、プ
ラズマ−CVD法を用いて、高屈折率部材を堆積する方
法により作成している。
また、第二の作成例として、Jpn、J、 Appl、
Phys、20. L296(1981)に開示されて
いるものがあり、この場合にはイオン交換法を用いて平
板マイクロレンズを作成している。さらに、第三の作成
例として、電気学会光応用視覚研究会試料、Vol 、
LAV−84、No、29−33に「固体撮像素子に付
加したマイクロレンズアレイの効果」として記載されて
いるものがあり、この場合、マイクロレンズはレジスト
を用いて作成している。
発明が解決しようとする課題 上述したように、マイクロレンズには各種の作成方法が
あるわけであるが、第−及び第二の作成例のように、プ
ラズマ−CVD法を用いて高屈折率材料を堆積すること
により平板マイクロレンズを作成する方法や、ガラス基
盤中にイオン交換を行って分布屈折率をもたせ微小レン
ズを作成する方法では、イオン交換に費やす時間がかか
り、大量生産に適しておらず、しかも、その基盤内の屈
折率の変化によって屈折力を持たせているため、複製等
で作成することも困難である。また、第三の作成例では
、マイクロレンズにレジストを使用しているが、この場
合、フォトマスクによる露光、現像のみによる作成であ
るため、集光素子を球形状に均一化することが難しい。
また、この他に、PMMA十桂皮酸シンナミルのUVn
光による体積膨張を利用した球面状のマイクロレンズを
作成する方法では、予め、レンズ形状に合わせた穴の開
いたマスク部材を必要とし、しかも、このマスク部材も
レンズ素子の一部となるため大量生産には適していない
課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、請求項l
記載の発明は、基盤上にレジストを塗布し、このレジス
ト表面に集光素子の径に見合った穴を有するフォトマス
クを密着させ露光を行い、この露光後に現像、定着を行
って前記基盤上に前記集光素子のパターンを作成し、こ
のパターンの形成された前記基盤全面に渡って光感光性
樹脂排斥部材を塗布し、レジスト除去剤を用いて前記パ
ターンの形成された部分に相当する前記レジスト及び前
記光感光性樹脂排斥部材を剥離除去し、この剥離除去さ
れた部分に光感光性樹脂部材を塗布し、これを露光硬化
させることにより集光機能を有する曲率面形状をした微
小集光素子を得るようにした。
請求項2記載の発明は、受光素子の形成された基盤上に
レジストを塗布し、このレジスト表面に集光素子の径に
見合った穴を有するフォトマスクを密着させ露光を行い
、この露光後に現像、定着を行って前記受光素子上に前
記集光素子のパターンを作成し、このパターンの形成さ
れた前記受光素子を含む基盤の全面に渡って光感光性樹
脂排斥部材を塗布し、レジスト除去剤を用いて前記パタ
ーンの形成された部分に相当する前記レジスト及び前記
光感光性樹脂排斥部材を剥離除去し、この剥離除去され
た部分に光感光性樹脂部材を塗布し。
これを露光硬化させることにより集光機能を有する曲率
面形状をした微小集光素子を得るようにした。
請求項3記載の発明は、発光素子の形成された基盤上に
レジストを塗布し、このレジスト表面に集光素子の径に
見合った穴を有するフォトマスクを密着させ露光を行い
、この露光後に現像、定着を行って前記発光素子上に前
記集光素子のパターンを作成し、このパターンの形成さ
れた前記発光素子を含む基盤の全面に渡って光感光性樹
脂排斥部材を塗布し、レジスト除去剤を用いて前記パタ
ーンの形成された部分に相当する前記レジスト及び前記
光感光性樹脂排斥部材を剥離除去し、この剥離除去され
た部分に光感光性樹脂部材を塗布し、これを露光硬化さ
せることにより集光機能を有する曲率面形状をした微小
集光素子を得るようにした。
作用 請求項1記載の発明により、基盤と光感光性樹脂排斥部
材と光感光性樹脂部材とを用いて、既存のフォトリソグ
ラフィ技術によって均一な球面形状の集光機能をもった
微小集光素子を作成することができる。
請求項2記載の発明により、受光素子の形成された基盤
と光感光性樹脂排斥部材と光感光性樹脂部材とを用いて
、既存のフォトリソグラフィ技術によって均一な球面形
状の集光機能をもった微小集光素子を作成することがで
きる。
請求項3記載の発明により、発光素子の形成された基盤
と光感光性樹脂排斥部材と光感光性樹脂部材とを用いて
、既存のフォトリソグラフィ技術によって均一な球面形
状の集光機能をもった微小集光素子を作成することがで
きる。
実施例 まず、請求項1記載の発明の第一の実施例を第1図ない
し第4図に基づいて説明する。微小集光素子の作成方法
を、息下、工程a−’−gに分けて順次述べていく。
工程aでは、目的とする集光素子を配置固定する基盤l
を用意し、この基盤1の表面にディッピング法又はスピ
ナ法によりレジスト2を均一に塗布する。
工程すでは、前記レジスト2の表面に目的とする集光素
子の径に見合った穴aを有するフォトマスク3を密着さ
せ露光を行い、レジスト2の焼き付けを行う。
工程Cでは、現像、定着を行って、目的とする集光素子
のパターン4のみを作成する。
工程dでは、そのパターン4の表面を含む基盤1の全面
に渡って光感光性樹脂排斥部材5を塗布する。この光感
光性樹脂排斥部材5は、集光素子の材料となる光感光性
樹脂と互いに排斥しあう部材であり、その基盤1に塗布
後、乾燥させる。また、安定化するために熱処理を行う
ようにすればさらによい、この場合、光感光性樹脂排斥
部材5としては1例えば、ポリアクリル酸ペルフルオロ
アルキルエステル、フッ素化カルボン酸クロム錯塩等の
有機フッ素化合物等を用いることができる。
工程eでは、光感光性樹脂排斥部材5を溶解しないよう
な図示しないレジスト除去剤を用いて、集光素子のパタ
ーン4の形成された部分に相当するレジスト2及び光感
光性樹脂排斥部材5を剥離除去する。
工程fでは、その剥離除去された基盤lの部分に、集光
素子Pに用いる材料としての光感光性樹脂部材6を粘性
の低いものとして塗布する。この塗布により、光感光性
樹脂部材6はそれ自身の表面張力で球形状(曲率面形状
)をなし、集光機能をもつことになる。
この場合、集光素子Pの得られたいところ以外の箇所は
、その光感光性樹脂部材6と互いに排斥する光感光性樹
脂排斥部材5がパターンニングされているので密着する
ようなことはない。また、基盤1上には、光感光性樹脂
部材6と密着性をよくするために光感光性樹脂排斥部材
5と基盤1との間に密着性を向上する図示しないプレコ
ート剤を塗布するようにしてもよい。この時、光感光性
樹脂排斥部材5のパターンニングは同一であり、しかも
、光感光性樹脂部材6と基盤1との密着性、及び、光感
光性樹脂部材6の表面張力が同じものであれば、塗布し
て形成される球形状も同一のものとなる。
工程gでは、その球形状をなし集光機能を有する光感光
性樹脂部材6の形成された基盤1の表面からその光感光
性樹脂部材6の吸収波長に見合う光により露光を行い安
定化させる。
このように工程a −eまでの光感光性樹脂排斥部材5
をパターンニングする方法を既存のりフトオフ法(フォ
トリソグラフィ技術)を用いて作成し、この光感光性樹
脂排斥部材5と排斥作用のある光感光性樹脂部材6を用
いてそれ自身の表面張力を利用して球形状をした均一な
集光機能をもつ集光素子Pを作成することができ、これ
により、大量生産が可能で、安価、低コストな微小な集
光素子Pを作成することができる。
なお、リフトオフ法の代わりに、エツチング法を用いて
光感光性樹脂排斥部材5のパターンニングを行うように
してもよい。この場合、光感光性樹脂排斥部材5を工程
aの前工程で行い、レジスト2にはポジ型レジストを使
用し、露光、現像を行うことによって、目的とする集光
素子Pの部分のレジスト2を除去し、エツチングによっ
て図示しないレジストマスクのされていない集光素子P
の部分の光感光性樹脂排斥部材5の除去を行うようにす
ればよい。
次に、請求項1記載の発明の第二の実施例を第3図に基
づいて説明する。これは、基盤1に光感光性樹脂排斥部
材5を作成する方法を変えた場合について述べるもので
ある。すなわち、光感光性樹脂排斥部材5を予めパター
ンニングしたい形状の転写部材7に塗布しておき、この
転写部材7を基盤1に密着させ、これによりその基盤1
側に光感光性樹脂排斥部材5を作成する。この段階が前
述した第一の実施例における工程eに当るものであり、
その後は、光感光性樹脂排斥部材5と排斥作用のある光
感光性樹脂部材6を用いて同様な処理を行うことにより
微小な集光素子Pを作成することができる。
また、第4図は、これまで述べた第一の実施例及び第二
の実施例における集光素子Pをプレイ状に作成したもの
である。このようにアレイ化しても光感光性樹脂部材6
が全て同一の表面張力を有していれば同一形状の集光機
能をもった集光素子Pを配列することができる。
次に、請求項2記載の発明の一実施例を第5図に基づい
て説明する。これは、請求項1記載の発明における基盤
1の代わりに、受光素子8の形成された基盤1を用いア
レイ状に集光素子Pを作成する場合について述べたもの
である。
従って、基盤1上の受光素子8の形成されていない周囲
領域に光感光性樹脂排斥部材5を形成し、受光素子8の
上部に位置して、その光感光性樹脂排斥部材5と排斥作
用があり、球形状をした集光機能をもつ光感光性樹脂部
材6を形成するようにする。本実施例は、前述した工程
a−gと同様な処理を行うことにより集光素子Pを作成
することができる。
次に、請求項3記載の発明の一実施例を第6図に基づい
て説明する。これは、請求項2記載の発明をさらに変形
したものであり、発光素子9の形成された基盤1を用い
てアレイ状に集光素子Pを作成した場合について述べる
ものである。従って、本実施例の場合にも、工程a−y
gと同様な処理を行うことにより、球形状の集光機能を
もつ集光素子Pを作成することができる。
発明の効果 請求項1記載の発明では、光感光性樹脂排斥部材をパタ
ーンニングする方法を既存のフォトリソグラフィ技術を
用いて作成し、この光感光性樹脂排斥部材と排斥作用の
ある光感光性樹脂部材を用いてそれ自身の表面張力を利
用して球面形状をした均一な集光機能をもつ集光素子を
作成することができ、これにより、大量生産が可能で、
安価、低コストな微小集光素子を作成することができる
ものである。
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明の基盤の
代わりに、受光素子の形成された基盤を用い、その受光
素子の表面に位置して光感光性樹脂部材を形成し、これ
により球面形状をした集光機能をもつ集光素子を作成す
るようにしたので、その集光素子の作用により光利用効
率を一段と高くすることができるものである。
請求項3記載の発明では、請求項1記載の発明の基盤の
代わりに、発光素子の形成された基盤を用いて集光素子
を作成するようにしたので、その集光素子の作用により
発光効率を一段と上げることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(g)及び第2図(a)〜(g)は請求
項1記載の発明の第一の実施例を示す工程図、第3図(
a)(b)はその第二の実施例である光感光性樹脂排斥
部材の作成方法を示す側面図、第4図は集光素子をアレ
イ化して示す側面図、第5図は請求項2記載の発明の一
実施例を示す側面図、第6図は請求項3記載の発明の一
実施例を示す側面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基盤上にレジストを塗布し、このレジスト表面に集
    光素子の径に見合った穴を有するフォトマスクを密着さ
    せ露光を行い、この露光後に現像、定着を行って前記基
    盤上に前記集光素子のパターンを作成し、このパターン
    の形成された前記基盤全面に渡って光感光性樹脂排斥部
    材を塗布し、レジスト除去剤を用いて前記パターンの形
    成された部分に相当する前記レジスト及び前記光感光性
    樹脂排斥部材を剥離除去し、この剥離除去された部分に
    光感光性樹脂部材を塗布し、これを露光硬化させること
    により集光機能を有する曲率面形状をした微小集光素子
    を得るようにしたことを特徴とする微小集光素子の作成
    方法。 2、受光素子の形成された基盤上にレジストを塗布し、
    このレジスト表面に集光素子の径に見合った穴を有する
    フォトマスクを密着させ露光を行い、この露光後に現像
    、定着を行って前記受光素子上に前記集光素子のパター
    ンを作成し、このパターンの形成された前記受光素子を
    含む基盤の全面に渡って光感光性樹脂排斥部材を塗布し
    、レジスト除去剤を用いて前記パターンの形成された部
    分に相当する前記レジスト及び前記光感光性樹脂排斥部
    材を剥離除去し、この剥離除去された部分に光感光性樹
    脂部材を塗布し、これを露光硬化させることにより集光
    機能を有する曲率面形状をした微小集光素子を得るよう
    にしたことを特徴とする微小集光素子の作成方法。 3、発光素子の形成された基盤上にレジストを塗布し、
    このレジスト表面に集光素子の径に見合った穴を有する
    フォトマスクを密着させ露光を行い、この露光後に現像
    、定着を行って前記発光素子上に前記集光素子のパター
    ンを作成し、このパターンの形成された前記発光素子を
    含む基盤の全面に渡って光感光性樹脂排斥部材を塗布し
    、レジスト除去剤を用いて前記パターンの形成された部
    分に相当する前記レジスト及び前記光感光性樹脂排斥部
    材を剥離除去し、この剥離除去された部分に光感光性樹
    脂部材を塗布し、これを露光硬化させることにより集光
    機能を有する曲率面形状をした微小集光素子を得るよう
    にしたことを特徴とする微小集光素子の作成方法。
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