透镜阵列构造体的制造方法以及透镜阵列构造体的制作方法_2

文档序号:8531787阅读:来源:国知局
镜阵列构造体100是通过经由粘合部50 将第一透镜阵列10与第一隔离物30贴合从而层叠而得的层叠体。第一透镜阵列10是与 XY面平行地延伸的平板状部件,第一隔离物30也是与XY面平行地延伸的平板状部件。第 一透镜阵列10与第一隔离物30沿着Z轴方向层叠。
[0074] 透镜阵列构造体100中的第一透镜阵列10是圆盘状的,具备基板11、第一树脂层 12与第二树脂层13。这里,第一以及第二树脂层12、13由在格子点上排列的多个部分构成, 并且各部分关于在与轴AX垂直的XY面内的并进以及绕轴AX的旋转,相互对准地与基板11 接合。在第一透镜阵列10,作为构成其的光学元件而形成有多个复合透镜l〇e,多个复合透 镜IOe沿着XY面二维地排列。各复合透镜IOe成为与构成第一以及第二树脂层12、13的 各个部分对应的透镜。复合透镜IOe具有:透镜主体10a,其形成光学面;以及凸缘部10b, 其存在于透镜主体IOa的周边。
[0075] 第一透镜阵列10中的基板11是遍及第一透镜阵列10的整体延伸的平板,由玻璃 形成。虽然基板11的厚度基本上由光学标准决定,但是为第一透镜阵列10在脱模时不会 破损程度的厚度(例如为0. 2_~0. 7_左右)。基板11构成复合透镜IOe的透镜主体 IOa的中央部与在其周围延伸的凸缘部10b。此外,基板11也可以由树脂等材料形成。
[0076] 第一树脂层12是树脂制的,在设置于基板11的一方的基板面Ila上离散地形成。 第一树脂层12具有多个第一透镜要素12e。各第一透镜要素12e具有圆形的轮郭,以相互 分离的状态独立。第一透镜要素12e构成复合透镜IOe的透镜主体IOa的上部。各第一透 镜要素12e在基板11上的XY面内排列于二维的正方形的格子点上。各第一透镜要素12e 是凸状的非球面型的透镜部,具有第一光学面12a。构成第一树脂层12的全部第一光学面 12a通过转印一并成型。此外,虽然在未形成有第一透镜要素12e的部分,基板11的基板面 Ila露出,但是该露出表面成为后述的第一隔离物30用的支承面Ilf。
[0077] 第二树脂层13与第一树脂层12相同,是树脂制的,在设置于基板11的另一方的 基板面Ilb上形成。第二树脂层13具有多个第二透镜要素13e。各第二透镜要素13e具有 圆形的轮郭,以相互分离的状态独立。第二透镜要素13e构成复合透镜IOe的透镜主体IOa 的下部。各第二透镜要素13e在基板11上的XY面内二维地排列。各第二透镜要素13e的 位置成为与基板11的相反侧的各第一透镜要素12e的位置对应的位置。各第二透镜要素 13e是凸状的非球面型的透镜部,具有第二光学面13a。构成第二树脂层13的全部第二光 学面13a通过转印一并成型。此外,虽然在未形成有第二透镜要素13e的部分,基板11的 基板面Ilb露出,但是该露出表面成为后述的第二隔离物40用的支承面。
[0078] 第一以及第二树脂层12、13由作为透镜树脂材料的光固化性树脂形成。光固化性 树脂含有使光固化性树脂的聚合开始的光聚合引发剂。作为光固化性树脂,能够使用丙烯 酸类树脂、烯丙基酯树脂、环氧类树脂、乙烯基树脂等。在使用丙烯酸类树脂、烯丙基酯树 月旨、乙烯基树脂的情况下,能够通过光聚合引发剂的自由基聚合使其反应固化,在使用环氧 类树脂的情况下,能够通过光聚合引发剂的阳离子聚合使其反应固化。此外,可以将两树脂 层12、13由相同的光固化性树脂形成,也可以由不同的光固化性树脂形成。
[0079] 第一隔离物30是由玻璃、树脂等形成的平板状部件。第一隔离物30是作为第一 透镜阵列10的支承部件发挥功能的部分,设置于第一透镜阵列10的第一树脂层12侧。第 一隔离物30具有隔离物主体31与多个开口 32。隔离物主体31以不会与透镜主体IOa的 第一透镜要素12e发生干扰的方式配置。开口 32大致呈圆形,在与透镜主体IOa对应的位 置作为贯通孔形成。
[0080] 粘合部50例如由使用了光固化性树脂的粘合剂形成。粘合部50是设置于第一透 镜阵列10的基板11与隔尚物主体31之间的薄膜状的部分。粘合部50被基板面Ila与隔 离物主体31的端面31b夹持,从而将第一透镜阵列10与第一隔离物30相互固定。粘合部 50由与隔离物主体31大致相同的图案形成,第一透镜阵列10与第一隔离物30气密地接 合。
[0081] B)透镜阵列构造体的制造方法
[0082] 参照图2A等对图IA以及图IB所示的透镜阵列构造体100的制造工序进行说明。
[0083] 首先,通过制造构成透镜阵列构造体100的第一透镜阵列10准备第一透镜阵列 10 (步骤S11)。第一透镜阵列10的制造工序的概要如图2B所示。
[0084] 如图3A以及图3B所示,制成用于形成图IB所示的第一透镜阵列10的第一树脂 层12等的转印模72 (步骤S21)。具体而言,准备母模71,该母模71设置有转印面71b,该 转印面71b具有与构成之后形成的第一树脂层12 (参照图3D)的多个第一光学面12a对应 的多个转印部71a。另一方面,准备构成第一树脂层12用的转印模72的玻璃制的基板73, 对表面73a实施硅烷偶联处理、等离子体处理等亲水化处理。然后,向基板73的表面73a 或者母模71上供给未固化的树脂81,使母模71的转印面71b与基板73的表面73a接近, 并以规定压力按压。接下来,从基板73的背面73b侧照射紫外线,使夹于母模71与基板73 之间的树脂81固化成为转印层74。最后,通过从母模71剥去基板73,能够获得在基板73 上设置有转印层74的转印模72。该转印模72成为设置有具有将构成第一树脂层12的多 个第一光学面12a反转的多个转印部72a的转印面72b的模。此外,对转印模72的转印面 72b根据需要进行涂覆脱模剂等的表面处理。
[0085] 此外,在向基板73上供给应成为转印层74的树脂81时,虽然能够以与各个转印 部72a对应地在表面73a上分离的状态进行滴下或者涂覆,但是也能够在表面73a上一样 地进行涂覆。在该情况下,凸缘部也被树脂覆盖。
[0086] 以上,对第一透镜阵列10的第一树脂层12用的转印模72进行了说明,但图IB等 所示的第二树脂层13用的转印模(未图示)也同样制成,仅转印面71b的形状不同。
[0087] 接下来,如图3C以及图3D所示,形成第一透镜阵列10的第一树脂层12 (步骤 S23)。具体而言,准备构成第一透镜阵列10的基板11,对表面的基板面Ila实施硅烷偶联 处理、等离子体处理等亲水化处理。然后,向通过步骤S21的工序获得的转印模72的转印 面72b上或者基板11供给未固化的树脂82,使准备的基板11的基板面Ila与转印模72接 近,并且进行以规定压力按压的合模。接下来,从基板11的背面的基板面Ilb侧照射紫外 线,使夹于转印模72与基板11之间的树脂82固化而成为第一树脂层12。最后,通过进行 从转印模72将基板11拆下的脱模,能够获得在基板11的表面的基板面Ila侧设置有第一 树脂层12的透镜阵列110。该透镜阵列110成为在基板11上二维地排列有具有第一光学 面12a的第一透镜要素12e的阵列。
[0088] 接下来,如图3E所示,形成第一透镜阵列10的第二树脂层13 (步骤S24)。第二树 脂层13以与第一树脂层12相同的方法形成。由此,能够获得在基板11的正反面设置有第 一树脂层12与第二树脂层13的第一透镜阵列10。在成型第二树脂层13时,需要将第一树 脂层12的配置与第二树脂层13的配置相互对准,对透镜阵列110进行第二树脂层13用的 转印模的精密的对准。
[0089] 以提高粘合部50的强度为目的,对如以上那样获得的第一透镜阵列10实施包含 加热处理的二次固化(步只卜?17)处理。
[0090] 图5Α以及图5Β是通过以上步骤Sll制成的第一透镜阵列10的俯视图以及剖视 图。
[0091] 此外,第二树脂层13也能够与第一树脂层12并行地制成。在该情况下,通过在将 基板11从转印模72拆下以前,根据需要使基板11反转,并且向基板11的背面的基板面Ilb 上或者第二树脂层13用的转印模(未图示)供给未固化的树脂82,将第二树脂层13用的 转印模(未图示)向基板面Ilb按压并照射紫外线,从而形成第二树脂层13。然后,通过使 第一树脂层12用的转印模72与第二树脂层13用的转印模(未图示)同时或者单侧按顺 序地脱模,从而能够获得从两转印模一并脱模的第一透镜阵列10。
[0092] 另外,在成型第一树脂层12、第二树脂层13以前,能够在基板11的任意基板面 IlaUlb上与透镜要素12e、13e的图案对应地形成隔膜(絞9 )。隔膜例如通过涂覆黑色 抗蚀材料进行刻画图案从而将黑色抗蚀剂设置于透镜要素12e、13e的周围区域来形成。或 者,利用网版印刷、喷墨涂覆装置,将黑色涂料涂覆于透镜要素12e、13e的周围区域,也能 够形成隔膜。
[0093] 返回至图2A,通过制造构成透镜阵列构造体100的第一隔离物30准备第一隔离物 30 (步骤S12)。省略具体的图示,准备成为第一隔离物30的材料的玻璃、陶瓷等薄板,在该 薄板的适当位置,以与第一透镜要素12e对应的图案形成开口 32。对于开口 32的形成,能 够使用湿式蚀刻、干式蚀刻、机械加工等各种方法。
[0094] 图6A以及图6B是通过以上步骤S12制成的第一隔离物30的俯视图以及剖视图。
[0095] 接下来,如图2A以及图4A所示,向通过上述步骤Sll的工序获得的第一透镜阵列 10的基板11的基板面Ila上供给粘合剂83 (步骤S13)。
[0096] 具体而言,如图4A以及图7所示,在基板11的基板面Ila中的未形成有第一透镜 要素12e的露出表面(支承面Ilf)中,在与包围全部第一透镜要素12e的涂覆图案相当的 涂覆区域A1,通过来自排出喷嘴的连续滴下等涂覆粘合剂83。涂覆区域Al成为相对于以等 宽度的线包围各第一透镜要素12e的格子框状的基本图案PAO追加有包围该基本图案PAO 的外缘的追加图案PAl的区域。基本图案PAO包括规则地重复的多个正方框状的单位图案 P0,各单位图案PO配置为以第一透镜要素12e为中心包围该第一透镜要素12e,从而形成 闭区域ST。即,构成复合透镜IOe的中央侧的透镜要素 IOq与外缘侧的透镜要素 IOp被基 本图案PAO的由粘合剂83构成的闭区域ST围起。此外,针对位于内侧的各个第一透镜要 素12e,由于等宽度的图案分别规则正确地排列,所以从各个第一透镜要素12e来看,能够 视为重复矩形形状的单位图案P0。即,基本图案PAO成为使单位图案PO以宽度部分重复并 且组合的图案。在基本图案PAO的外侧设置的追加图案PAl成为使与单位图案PO不同的 多个图案要素 Pl组合的图案。该图案要素 Pl成为具有与单位图案PO的一部分类似的形 状(具体而言为与单位图案PO的正交两边或者L字状部分对应的形状),并且将作为单位 图案PO的一部分的基本图案PAO的外周侧宽度扩宽的要素。即,追加图案PAl成为在与外 缘侧的透镜要素 IOp的周边方向DX邻接的区域中将涂覆密度提高为比仅单位图案PO的情 况高的图案。通过将追加图案PAl形成为包含与基本图案PAO不同的图案要素的图案,能 够使追加图案PAl成为与外缘侧的透镜主体IOa的周边的粘合剂83的举动对应的图案,从 而能够比较简单地调整第一透镜阵列10的周边部的粘合剂83向外的扩展。另外,通过使 追加图案PAl成为将单位图案PO的一部分宽度扩宽的图案,能够简易地保持粘合剂83的 涂覆工序,并且能够适当地调节涂覆于外缘侧的透镜主体IOa的周边的粘合剂83的流动。
[0097] 虽然也可以使涂覆于涂覆区域Al的粘合剂83全部相同,但是并不限定于此。例 如,能够在基本图案PAO与追加图案PAl,涂覆物理性质不同的粘合剂83。具体而言,通过 在追加图案PAl中使用粘度高的粘合剂,使透镜要素 IOp附近的闭空间SS(参照图8A)的 空气更有效地难以向外侧逃离。另外,通过在追加图案PAl中使用高粘合强度的强力粘合 剂,能够更有效地防止切割时的碎片的飞溅。此外,在将各复合透镜通过切割单片化来使用 的情况下,由于将通过追加图案PAl的粘合剂83粘合的部位在切割后废弃,所以能够与单 片化后的透镜所需要的条件(例如粘合强度、回流性等)无关地进行选择。因此,材料选择 的自由度高。
[0098] 如图4A所示,对于粘合剂83的滴下,优选使用粘合剂用的分配器91。分配器91 被驱动部92驱动从而三维地移动,向成为目标的涂覆区域(涂覆图案)Al上方移动,从移 动的喷嘴端91a连续滴下通过驱动部92进行了温度控制的液体状的粘合剂83。通过调整 粘合剂83的温度从而成为低粘度的液体状,能够提高粘合剂83滴下的处理速度,从而能够 将粘合剂83涂覆于向滴下点或者滴下线的周边适度扩展的涂覆区域A1。粘合剂83的滴 下量或者供给量成为在通过第一隔离物30的端面31b按压粘合剂83时由粘合剂83大致 填充夹于第一透镜阵列10的基板面Ila与隔离物主体31的端面31b之间的空间的量。此 外,针对粘合剂83的供给量,也能够考虑滴下量的偏差使粘合剂83的供给量稍微过量从而 在端面31b与开口 32的边界的周围溢出。另外,当在基本图案PAO与追加图案PAl涂覆物 理性质不同的粘合剂83的情况下,由于将多种粘合剂以各自的图案分别独立地供给,所以 能够使用多个分配器。
[0099] 作为涂覆为基本图案PAO以及追加图案PAl的粘合剂83的具体材料,包含主剂、 固化助剂与固化引发剂,并且能够包含溶剂等。
[0100] 实施方式的粘合剂83优选为,粘性高到在常温(20°C ±5°C )能够抑制涂覆形状 的流动延伸的程度,且粘性低到在比常温充分高的高温能够作为液滴供给的程度,并且含 有在常温及其邻接温度区域粘度的温度依存性较高的环氧化合物。
[0101] 在实施方式的粘合剂83中,作为主剂,例如使用(1)在常温下为固形的环氧化合 物,更加优选使用(2)具有在重复单元中具有芳香环的分子构造的环氧化合物。以下,对作 为主剂的环氧化合物具体地进行说明。
[0102] (1)在常温下为固形的环氧化合物
[0103] 作为在常温下为固形的环氧化合物,并不特别限制。这里,常温下为固形的环氧化 合物中也包含在常温下为半固形的环氧化合物。
[0104] 作为在常温下为固形的环氧化合物,优选平均分子量为500~10000的范围,更加 优选平均分子量为1000~6000的范围。平均分子量小于500的环氧化合物大体上在常温 呈液状,在使用平均分子量超过10000的环氧化合物的情况下,粘合剂的粘性增加,不适宜 涂覆。
[0105] 另外,在常温固形的环氧化合物的形状当然并不特别限定,但是优选为平均粒径 为0.1 mm~0. 5_的粉末或者粒状物。若平均粒径小于0. 1_,虽然向作为固化助剂的在室 温呈液状的环氧化合物的分散性好,但是存在需要粉碎的情况,若平均粒径超过0. 5_,则 存在无法与其他成分均勾地混合的情况。
[0106] 作为在常温下为固形的环氧化合物,以双酚A二缩水甘油醚为首,例举有具有双 酚F二缩水甘油基醚、酚醛清漆缩水甘油醚等构造的环氧化合物。另外,这些环氧化合物单 独或者多种混合来使用均可。此外,由于粘合的对象是光学元件等,所以优选以氯离子为首 的离子性杂质等的含量为800ppm以下。
[0107] (2)具有在重复单元中具有芳香环的分子构造的环氧化合物
[0108] 在常温下为固形的环氧化合物中,特别是具有在重复单元中具有芳香环的分子构 造的环氧化合物,有结晶性极其高且在室温25°C成为结晶性固体并且在比25°C高的温度 区域中粘度急剧降低这一性质。即,上述环氧化合物虽然在室温的25°C为结晶性固体,但是 通过加热而超过25°C则结晶构造被破坏从而粘度降低。
[0109] 含有这种分子构造即含有在重复单元中具有芳香环的环氧化合物的粘合剂若用 于第一透镜阵列10与第一隔离物30的接合,则能够将上述接合的部件间的距离保持为高 精度,并且能够获得高可靠性的产品。即,由于上述环氧化合物通过在重复单元中具有芳香 环从而在室温25°C成为结晶性个体,所以含有该环氧化合物的粘合剂成为在25°C的粘度 较高的粘合剂。即,由于上述环氧化合物通过加热粘度急剧地变低,所以若一边加热一边进 行粘合剂的涂覆,则粘度降低
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1