(57)【要約】  本発明は、セグメント化光学構造体（１００）を製造する方法であって、ａ）フェースのうちの一方に微小壁（２）を備えた基材（１）を用意するステップを有し、微小壁は、基材（１）を一方のフェースに垂直な軸線（Ｘ）に沿って観察すると、複数の同心ボイド（５）を形成し、ｂ）少なくとも１つの材料（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を少なくとも１つのボイド（５）中に被着させるステップを有し、ｃ）ステップｂ）において被着させた材料（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）の頂面（１１）の少なくとも一部を少なくとも１つの液体媒体（３０）に接触させるステップを有し、液体媒体は、材料（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を溶解させることができ、液体媒体は、微小壁及び基材（１）に対して実質的に不活性であり、ｄ）ステップｃ）において付着させた液体媒体に遠心力を加えてステップｂ）において被着させた材料（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）の頂面（１１）上における液体媒体の分布状態を改変するステップを有し、ステップｃ）において用いられた液体媒体（３０）の量は、ステップｂ）において得られた被着物の部分溶解を可能にする、方法。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメント化光学構造体（１００）を製造する方法であって、
ａ）フェースのうちの一方に微小壁（２）を備えた基材（１）を用意するステップを有し、前記微小壁は、前記基材（１）を前記一方のフェースに垂直な軸線（Ｘ）に沿って観察すると、複数の同心ボイド（５）を形成し、
ｂ）少なくとも１つの材料（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を少なくとも１つのボイド（５）中に被着させるステップを有し、
ｃ）前記ステップｂ）において被着させた前記材料（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）の頂面（１１）の少なくとも一部を少なくとも１つの液体媒体（３０）に接触させるステップを有し、前記液体媒体は、前記材料（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を溶解させることができ、前記液体媒体は、前記微小壁及び前記基材（１）に対して実質的に不活性であり、
ｄ）前記ステップｃ）において付着させた前記液体媒体に遠心力を加えて前記ステップｂ）において被着させた前記材料（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）の前記頂面（１１）上における前記液体媒体の分布状態を改変するステップを有し、前記ステップｃ）において用いられた液体媒体（３０）の量は、前記ステップｂ）において得られた被着物の部分溶解を可能にする、方法。
【請求項２】
前記ステップｄ）は、前記ステップｃ）の間に又はこれに続けて開始される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記液体媒体（３０）は、前記ステップｂ）において得られた前記付着物の前記頂面（１１）の少なくとも一部に不連続的に且つ制御可能に小出しされる、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記液体媒体（３０）を前記ステップｂ）において得られた前記被着物の前記頂面（１１）の少なくとも２５％、好ましくは少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％、好ましくは実質的に全てに付着させる、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップｃ）及び／又は前記ステップｄ）は、温度が３℃〜５０℃のチャンバ内で実施される、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップｃ）及び／又は前記ステップｄ）は、相対湿度が１０％〜７０％、好ましくは２０％〜５５％のチャンバ内で実施される、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項７】
前記材料（１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を前記ステップｂ）において前記ボイド（５）の実質的に全て中に被着させる、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップｂ）において得られた前記被着物の高さは、実質的に一定である、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップｂ）において得られた前記被着物の高さは、変化している、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１０】
複数の互いに異なる材料（１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を前記ステップｂ）において被着させる、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１１】
複数の互いに異なる液体媒体を前記ステップｃ）において小出しする、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１２】
前記微小壁（２）は、特に、
‐好ましくは液体の形態又はドライフィルムの形態をしたフォトレジストから選択された有機ポリマーと、
‐ハイブリッドゾル‐ゲル材料と、
‐これらの混合物とから成る、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１３】
前記液体媒体（３０）は、特に、
‐酸、好ましくは弗化水素酸と、
‐好ましくはイソプロピルアルコール、エタノール又はこれらの混合物から選択されたアルコールと、
‐フォトレジスト現像液とから成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つのボイド（５）中に導入される前記液体媒体（３０）の量は、前記液体媒体（３０）が前記ボイド（５）内に得られた前記被着物の前記頂面の全てを覆うよう調節可能である、請求項１〜１３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップｂ）において被着させた前記材料（１０）は、ハイブリッドゾル‐ゲル材料である、請求項１〜１４のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１６】
得られる前記セグメント化光学構造体（１００）は、レンチキュラー構造体である、請求項１〜１５のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１７】
前記レンチキュラー構造体は、フレネルレンズである、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記微小壁（２）は、得られる前記フレネルレンズの種々のフレネルゾーン（３１）を境界付ける、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメント化光学構造体、特にフレネルレンズを調製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレネルレンズは、同心リング（球面レンズ）を形成し又は直線形状（円柱レンズ）を有する構造体で全体が包囲された中央レンチキュラー部分から成る。
フレネルレンズの光学品質は、とりわけ、フレネルゾーンの形状、表面仕上がり、材質及び２つの連続ゾーンを互いに隔てる垂直壁で決まる。
フレネルレンズは、従来型収束レンズに対して厚さが小さい場合があり、従って、有利には、遮蔽面積が同一であるとすれば、高い光伝送係数を有すると言える。
フレネルレンズを製造する種々の方法が知られている。
【０００３】
例えば、日本国特開平０６‐２３４１５６号公報から、ホットスタンピングによってフレネルレンズを製造することが知られており、この場合、ツールを加熱して熱成形可能な材料に押し込んでレンズのフレネルゾーンを形成する。
フレネルレンズは又、成形によって製造できる。モールドを製造する方法が米国特許出願公開第２００６／０２３４６０７号明細書に記載されている。
ホットスタンピング又は成形製造方法には、このようにして得られるフレネルレンズの輪郭形状が使用されるスタンプ又はモールドの形状に制限されるという欠点及び用いることができる材料は、熱成形可能な材料に限定されるという欠点を有する場合がある。
日本国特開２００９‐１８４０６６号公報は、マイクロマシニングによるフレネルレンズの製造を記載しており、この場合、適当な形状のツールを用いて材料を特定の仕方で機械加工してこれを構造化する。かかる方法は、比較的コストがかかる場合があり、大量生産には不向きである。
【０００４】
さらに、フォトリソグラフィー法を採用する他の方法が知られている。特に、米国特許第５，７７９，７５１号明細書から、フォトリソグラフィーによって、種々の高さのパッドのスタック又は連続体を作ることが知られており、これらパッドを並置することにより、最終的には、フレネルレンズの特徴部が形成される。
しかしながら、フォトリソグラフィー法を採用した方法は、比較的費用が高く付き、しかも多くの処理ステップを必要とする場合がある。
他の方法、特に感光性層の直接的構造化が米国特許第４，６０９，２５９号明細書から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開平０６‐２３４１５６号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０２３４６０７号明細書
【特許文献３】日本国特開２００９‐１８４０６６号公報
【特許文献４】米国特許第５，７７９，７５１号明細書
【特許文献５】米国特許第４，６０９，２５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セグメント化光学構造体を製造する比較的簡単な方法が要望されている。
さらに、多様な輪郭形状を備えたセグメント化光学構造体の製造を可能にする方法が要望されている。
本発明は、上述の要望の全て又は幾つかに答えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、その観点のうちの１つによれば、セグメント化光学構造体を製造する方法であって、
ａ）フェースのうちの一方に微小壁（マイクロウォール）を備えた基材を用意するステップを有し、微小壁は、基材を一方のフェースに垂直な軸線に沿って観察すると、複数の同心ボイドを形成し、
ｂ）少なくとも１つの材料を少なくとも１つのボイド中に被着させるステップを有し、
ｃ）ステップｂ）において被着させた材料の頂面の少なくとも一部を少なくとも１つの液体媒体に接触させるステップを有し、液体媒体は、材料を溶解させることができ、液体媒体は、微小壁及び基材に対して実質的に不活性であり、
ｄ）ステップｃ）において付着させた液体媒体に遠心力を加えてステップｂ）において被着させた材料の頂面上における液体媒体の分布状態を改変するステップを有し、ステップｃ）において用いられた液体媒体の量は、ステップｂ）において得られた被着物（deposit ）の部分溶解を可能にすることを特徴とする方法に関する。
【０００８】
有利には、ステップｃ）及びステップｄ）において用いられる液体媒体は、ステップｄ）の動作条件下において少なくとも一部が気化可能である。
「被着物の頂面」という表現は、基材と反対の側に位置していて、基材の少なくとも何割かを覆う被着物の表面を意味するものと理解されたい。
【０００９】
「微小壁及び基材に対して実質的に不活性である液体媒体」という表現は、液体媒体が基材及び微小壁の健全性又は一体性に影響を及ぼすことができず、換言すると液体媒体が基材及び微小壁に接触した場合であってもこれらを実質的に溶解させることができないことを意味するものと理解されたい。
【００１０】
「複数の同心ボイド」という表現は、中心が所与の軸線上に位置し且つ円形又は多角形の輪郭の少なくとも２つのボイド又は空所を意味するものと理解されたい。ディスクの形をしている場合がある中央ボイドを除き、他のボイドは、一般に、リングの形をしており、好ましくはこれらの軸線回りに連続している。
【００１１】
上述の方法は、好ましくは、レンチキュラー構造体、特に好ましくは、フレネルレンズを調製する方法であるのが良い。
本発明の方法は、種々の光学セグメントの並置体の形態に配置された光学構造体を直接得ることができるという利点を有し、光学セグメントは、単一のステップで得られる。
この方法により、有利には、従来方法とは対照的に、少なくとも２つ又はそれ以上の形式のセグメントを備えた光学構造体を単一ステップで得ることができ、従来方法では、この種のアーキテクチャを得るためには、一般に、各形式のセグメントの形成に続き、所望の構造体を形成するために「機械的」組立を必要とする。
【００１２】
本発明の方法は、有利には、比較的僅かな処理ステップを有し、実施がより簡単であると言える。
この方法は又、多数の材料を組み合わせることができるという利点及び大きな基材、例えばサイズが１０ｃｍを超える基材を処理することができるという利点を有する。
微小壁により形成される同心ボイドは、例えば、微小壁を支持したフェースに垂直な軸線に沿って基材を観察したときに対称中心に関して円形又は多角形であるのが良い。
【００１３】
材料をステップｂ）において、ボイドの少なくとも２５％、好ましくは５０％、好ましくは７５％、好ましくは実質的に全ての中に被着させるのが良い。
ステップｂ）において被着させた材料の溶解は、特に、ステップｃ）において用いられた液体媒体の性状及び量、平均回転速度及び液体媒体をステップｄ）において付着させる時間で決まる場合がある。
ステップｄ）をステップｃ）の間に又はこれに続いて開始させるのが良い。
本発明は、その観点のうちの別の観点によれば、上述した方法に従って製造されたセグメント化光学構造体に関する。
【００１４】
以下の説明は、本発明の方法の種々のステップを詳細に説明している。
別段の指定がなければ、以下において記載する平均の量は、算術平均である。
【００１５】
ステップａ）
基材
用いられる基材の性状は、製造されるべきセグメント化光学構造体で決まり、この構造体は、伝送又は反射の際に使用されるようになっているのが良い。
セグメント化光学構造体が伝送の際に用いられることが意図されている場合、基材は、例えば、特に、
‐例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、シリコーン又はポリカーボネート（ＰＣ）から選択されたポリマーと、
‐例えばガラス又はサファイアから選択された無機材料と、
‐ハイブリッド材料、例えばハイブリッドゾル‐ゲル材料とから成るのが良い。
セグメント化光学構造体が反射の際に用いられることが意図されている場合、基材は、例えば、例えば鋼、アルミニウム、金、モリブデン、銀又はこれら金属の合金から選択された金属を含むと共に特にかかる金属から成るのが良い。
【００１６】
セグメント化光学構造体が反射の際に用いられることが意図されている場合、基材は、例えば、反射膜で覆われた材料の層を含むと共に特にかかる層から成るのが良い。
基材は、一実施形態によれば、ガラス、特にソーダ石灰又はホウケイ酸ガラスで作られるのが良い。
基材は、任意の形状のものであって良く、特に円形又は多角形であり、例えば、基材は、正方形であるのが良い。
基材のサイズ、特にその直径は、数ｍｍ〜数十ｃｍであるのが良い。
「基材のサイズ」という表現は、基材の最も大きな寸法を意味するものと理解されたい。
基材のサイズは、一般に、本発明のセグメント化光学構造体の意図した用途で決まる。
基材の厚さは、例えば、数十ミクロン〜数十ｍｍであるのが良い。
微小壁を支持した基材のフェースは、平坦であるのが良い。
【００１７】
微小壁
微小壁は、特に、本発明のセグメント化光学構造体の輪郭形状をステップｄ）において加えられた遠心力の影響下で形成することができるという機能を有する。本発明の方法に続き、微小壁は、本発明のセグメント化光学構造体の輪郭形状に不連続部を生じさせる。
基材上に存在する微小壁は、全て、同じ材料で作られるのが良い。
変形例として、微小壁は、互いに異なる材料で作られても良い。
【００１８】
非限定的な例を挙げると、微小壁は、特に、
‐好ましくは液体又はドライフィルムの形態を取るフォトレジストから選択され、特に、数ミクロン〜数千ミクロンの平均高さを有する微小壁を得ることができるようにする有機ポリマー、
‐ハイブリッドゾル‐ゲル材料、特にケーエルオーイー（KLOE）社のORMOCER（登録商標）又はＫ‐ＣＬという商品名で販売されているハイブリッド材料、又は
‐これらの混合物を含むと共に特にこれから成るのが良い。
【００１９】
第１の微小壁は、例えば、窒化物で作られるのが良く、第２の微小壁は、例えば、ガラスで作られるのが良い。
本発明のセグメント化光学構造体の微小壁は、例えば、実質的に同一の高さを有するのが良い。
変形例として、微小壁は、互いに異なる高さを有しても良い。
本発明のセグメント化光学構造体の微小壁は、例えば、実質的に同一の幅を有するのが良い。
変形例として、微小壁は、互いに異なる幅を有しても良い。
【００２０】
本発明の方法に従って得られたセグメント化光学構造体は、以下の特徴のうちの少なくとも１つ、好ましくは全てを備えた微小壁を有するのが良い。
‐微小壁の平均高さは、数十ｎｍ〜数十μｍ、例えば、２００ｎｍ〜５００μｍであり、
‐微小壁の平均幅は、数十ｎｍ〜数十μｍ、例えば２０ｎｍ〜５０μｍであり、
‐２つの連続して位置する微小壁相互間の平均間隔は、数十ミクロン〜数ｍｍであり、
‐微小壁は、数が数個〜数千、例えば数が２０〜５０００である。
微小壁は、本発明の方法をいったん完了すると、定位置に位置したままであるのが良い。
【００２１】
変形例として、微小壁のうちの少なくとも幾つか、例えば実質的に全ては、本発明の方法をいったん完了すると、除去されても良い。微小壁のうちの少なくとも幾つかを除去するために例えば化学エッチングを実施するのが良い。
微小壁を除去するために実施されるエッチング作業は、微小壁の性状で決まり、かかるエッチング作業は、浴内における化学エッチング作業又はプラズマエッチングプロセス（ドライエッチング）であるのが良い。
【００２２】
本発明の方法をいったん完了すると、除去することができる微小壁を作ることができる液体フォトレジストのうちで、例えば、ジェイエスアール・マイクロ（JSR Micro）社により商品名ＴＨＢ１５１Ｎで市販され、又、フューチャーレックス（Futurrex）社により商品名ＮＲ２１又はＮＦＲ１５で市販されている化合物を挙げることができる。
本発明の方法をいったん完了すると、除去することができる微小壁を作ることができる液体フォトレジストのうちで、例えば、マイクロケム（Microchem）社により商品名ＳＵ８  ５０で市販されている化合物を挙げることができる。
本発明の方法をいったん完了すると、除去することができる微小壁を作ることができるドライフィルムフォトレジストのうちで、例えば、デュポン（Dupont）社により販売されているＭＸレンジの一部である化合物に言及することができる。
本発明の方法をいったん完了すると、除去することができる微小壁を作ることができるドライフィルムフォトレジストのうちで、例えば、ティーオーケー（TOK）社のTMMF S2000を挙げることができる。
【００２３】
ドライフィルムフォトレジストの使用により、有利には、実施するのが比較的簡単であり、特に、実施するステップが少ない方法を得ることができる。
一実施形態では、微小壁を形成する材料の原料のままの前駆物質は、ステップｂ）において被着させる材料と同一であるのが良い。しかしながら、この場合、微小壁を形成する材料へのかかる原料の変換により、微小壁は、ステップｃ）において付着させる液体媒体に対して不活性になる。
実質的に同一の高さを有する微小壁を、例えば、マスキングステップを用いたポジ型又はネガ型フォトレジストによるフォトリソグラフィーによって、直接レーザ書き込みリソグラフィー、イオンビームリソグラフィー、電子ビームリソグラフィー、ナノインプリントリソグラフィー、成形又は射出成形によって、或いはマイクロマシニング、特にレーザアブレーションによって作るのが良い。
【００２４】
互いに異なる高さを備えた微小壁を、例えば、グレースケールマスキングステップを用いたポジ型レジストによるフォトリソグラフィーによって、又は直接レーザ書き込みリソグラフィー、イオンビームリソグラフィー、電子ビームリソグラフィーによって、或いは、マイクロマシニング、特にレーザアブレーション若しくはウェーハ全体に被着されたポジ型若しくはネガ型のレジストの化学的機械的研磨（ＣＭＰ）によって作るのが良い。
一例を挙げると、
‐ケーエルオーイー（KLOE）社により商品名Ｋ‐ＣＬで販売されているハイブリッドゾル‐ゲルレジスト、及び
‐問い合わせ番号ＳＵ８及びＮＦＲ１５で販売されている有機レジストは、例えば、リソグラフィープロセスと適合性があるのが良い。
【００２５】
ステップｂ）
ステップｂ）において被着させる材料の性状
ステップｂ）において被着させる材料の選択は、当業者の能力の範囲内にあり、かかる選択は、製造すべき光学構造体の特徴で決まる。
ステップｂ）において被着させる材料は、
‐特に例えば微小壁について上述した有機ポリマーと、
‐特にドープ又はアンドープシリカから選択されていて、ゾル‐ゲルプロセスにより作られる無機材料と、
‐ハイブリッドゾル‐ゲル材料と、
‐これらの混合物とを含むと共に特にこれらから成るのが良い。
ステップｂ）において被着させる材料の選択は又、これが単独でステップｃ）において小出しする液体媒体中に溶解されなければならないということによって制限される。
ステップｂ）において被着させる材料は、特に、ハイブリッドゾル‐ゲル材料であるのが良い。
【００２６】
本発明との関係で用いることができるハイブリッドゾル‐ゲル材料の一例を合成するプロセスが国際公開第２００９／１３６０９３（Ａ１）号パンフレット及び刊行物であるエス・ブリッチ（S. Briche）、ディー・リアセットー（D.Riassetto）、シー・カスタルディン（C. Castaldin）、シー・ラマール（C. Lamarle）、オー・デレア（O. Dellea）、ディー・ジェイモン（D. Jamon）、イー・パーノット（E. Parnot）、エム・ラビュー（M. Labeau）、ジー・ラベル（G. Ravel）及びエム・ラングレット（M. Langlet），「ゾル‐ゲル・プロセッシング・アンド・ユーブイエー・パターンニング・エポキシ‐ベースド・ハイブリッド・オーガニック‐インオーガニック・シン・フィルムス（Sol-gel processing and uva patterning of epoxy-based hybrid organic-inorganic thin films）」，ジャーナル・オブ・マテリアルズ・サイエンス（J. Mater.Sci.），第４３巻，第１７版，２００８年，５８０９頁に記載されている。
【００２７】
ステップｂ）において得られる被着物の高さは、実質的に一定であるのが良い。
変形例として、ステップｂ）において得られる被着物の高さは、変化する。
ステップｂ）において得られる被着物の平均高さは、数ｎｍ〜数百μｍであるのが良い。
ステップｂ）において得られる被着物の平均高さは、微小壁の平均高さの１／１００〜微小壁の平均高さの数倍であっても良い。
被着物の頂面の高さ位置は、オプションとして、微小壁の高さの全て又は一部が被着させた材料で覆われるようなものであるのが良い。かくして、一実施形態では、微小壁は、ステップｂ）において得られる被着物中に完全に埋め込まれるのが良い。
【００２８】
変形例として、微小壁は、各々、ステップｂ）において得られる被着物の高さよりも高くても良い。
ステップｂ）において得られる被着物の平均高さは、ステップｂ）の特徴及び製造されるべき光学構造体の特性で決まるのが良い調節可能なパラメータである。
材料をステップｂ）において、ボイドの少なくとも２５％、好ましくは５０％、好ましくは７５％内に被着させるのが良い。
特に好ましいやり方では、材料は、ステップｂ）において、ボイドの実質的全ての中に被着される。
【００２９】
多材料被着物
一実施形態では、複数の互いに異なる材料をステップｂ）において被着させるのが良い。
かくして、ステップｂ）に続き、少なくとも１つのボイドは、各々が互いに異なる材料から形成された少なくとも２つの層のスタックを含む多層被着物を収容するのが良い。
特に、基材の中心をステップｂ）に続き、互いに異なる材料で作られた多層被着物で覆うのが良い。
有利には、かかる多層構造体を収容したボイドは、例えば、本発明のセグメント化光学構造体に特に光学的性質、特に屈折率勾配を与えることができ又は反射防止又は光電子（センサ）層として役立ちうる。
オプションとして、上述した所与のボイド内への多層被着に関する実施形態と組み合わせて、ステップｂ）に続き、第１のボイドが第１の材料の被着物を収容し、第２のボイドが第１の材料とは異なる第２の材料の被着物を収容することが可能である。
【００３０】
材料は、湿式又は乾式プロセスを用いて被着されるのが良い。
材料を被着させるために用いられる方法は、ステップｂ）に続き、実質的に一定又は可変高さの被着物を得ることが望ましいかどうかで決まる場合がある。
ステップｂ）に続き、実質的に一定高さの被着物を得ることが望ましい場合、材料を例えばスピンコーティング、浸漬被覆、スパッタリング又は化学気相成長、特に常圧化学気相成長（それぞれ、ＣＶＤ、ＡＰＣＶＤ）により被着させるのが良い。
ステップｂ）に続き、高さの変化している被着物を得ることが望ましい場合、材料を例えばインクジェットプリンティング又はマイクロディスペンシングによって被着させるのが良い。
ステップｂ）は、得られた被着物を特にベークによって安定化するステップを更に含むのが良い。
【００３１】
オプションとして、ステップｂ）の特徴を調節して平坦な頂面を備えた被着物を作るのが良い。
ステップｂ）は、得られた被着物の頂部構造体を付形するステップ、特にかかる被着物の曲率を変更することができるステップを更に含むのが良い。
この付形ステップにより、更に、少なくとも１つの微小壁の高さを変更することができる。かくして、微小壁が実質的に同一高さを有する構造体から微小高さが互いに異なる高さを有する構造体に移行させることが可能である。
付形ステップは、例えば、機械的手段によって実施されるのが良く、特に、この付形ステップは、化学的機械的研磨ステップであるのが良い。
【００３２】
ステップｃ）
液体媒体の性状
上述したように、液体媒体は、微小壁に対して不活性であるままの状態でステップｂ）において得られた被着物の何割かを溶解させることができなければならず、微小壁の機能は、ステップｄ）においてかかる液体媒体の流れを止めることにある。
液体媒体は、
‐酸、好ましくは弗化水素酸と、
‐好ましくはイソプロピルアルコール、エタノール又はこれらの混合物から選択されたアルコールと、
‐例えばローム・アンド・ハース（Rohm and Haas）社により販売されているＭＦ３１９、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）又はＲＤ６（フューチャーレックス社により販売されているレジストＮＲ２‐２０００ｐの現像液の商品名）から選択されたフォトレジスト現像液とを含むと共に特にこれらから成るのが良い。
液体媒体は、例えば、上述のリストから選択された１つ又は２つ以上の化合物の溶液から成るのが良く、そしてこの溶液の全体積にたいして１体積％以上の濃度で存在するのが良い。
【００３３】
ローム・アンド・ハース社により販売されているＭＦ３１９は、例えば、微小壁がＮＦＲ１５で作られている場合に用いられるのが良い。
ＴＭＡＨは、例えば、微小壁がジェイエスアール・マイクロ（JSR Micro）社によって販売されているＴＨＢ１５１Ｎで作られている場合に用いられるのが良い。
ＲＤ６は、例えば、微小壁がフューチャーレックス社により販売されているＮＲ２１で作られている場合に用いられるのが良い。
ステップｂ）において被着させる材料がハイブリッドゾル‐ゲル材料である場合、液体媒体は、特に、アルコール、例えばイソプロピルアルコールであるのが良い。
【００３４】
液体媒体のディスペンシング（小出し）
ステップｃ）において小出しする液体媒体の量は、数ｍＬ〜数Ｌ、例えば３ｍＬ〜５Ｌであるのが良い。
ステップｃ）において小出しする液体媒体の平均流量は、数ｍＬ／秒〜数Ｌ／秒であるのが良い。
ステップｃ）において小出しする液体媒体の圧力は、１ｂａｒ未満であるのが良い。
ステップｃ）の全て又は一部において動くことができる液体媒体の小出しシステムによって液体媒体を小出しするのが良い。
【００３５】
変形例として、液体媒体を小出しするシステムは、ステップｃ）の実施中、静止状態のままであって良い。
液体媒体の小出しシステムがステップｃ）の全て又は一部において動く場合、連続又は不連続移動によってこのシステムを駆動するのが良い。
液体媒体の小出しシステムは、ステップｃ）の実施中、静止状態のままであっても良く、基材の運動は、並進成分を含むのが良い。
液体媒体は、ステップｂ）において得られた付着物の頂面の少なくとも一部に不連続的に且つ制御可能に小出しされるのが良い。
液体媒体をステップｂ）において得られた被着物の頂面の少なくとも２５％、好ましくは少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％、好ましくは実質的に全てに付着させるのが良い。
少なくとも１つのボイド中に導入される液体媒体の量は、液体媒体がボイド内に得られた被着物の頂面の全てを覆うよう調節可能である。
液体媒体は、例えば、ノズルを介してインクジェットプリンティング又は吹き付けによって小出しされるのが良い。
【００３６】
ステップｄ）
基材の回転速度は、ステップｂ）において実施される被着の際に液体媒体がどれほど迅速に広がるかを定め、従って、液体媒体と被着物との相互作用時間を定める。
さらに、ステップｄ）の特徴（特に、回転速度及び回転持続時間）を調節すると、液体媒体の気化を促進することができる。
ステップｄ）は、数秒〜数十分持続するのが良く、例えば、５秒〜１００分続くのが良い。
【００３７】
上述の方法は、例えば、
‐ステップｄ）の実施中、遠心力を基材と微小壁と被着材料と液体媒体とから成る組立体に加え、
‐ステップｄ）の実施中、微小壁、材料及び液体媒体を支持したフェースに垂直な軸線回りの基材の平均回転速度が数回転／分〜数千回転／分、特に５回転／分〜５０００回転／分であるようなものであるのが良い。
基材の回転が始まると、加速度は、数回転／分／秒〜数千回転／分／秒であるのが良い。
ステップｄ）において加えられる遠心力は、一実施形態では、液体媒体が完全に蒸発するまで維持されるのが良い。変形例として、遠心力を加えるのを停止した後に液体媒体を蒸発させても良い。
当然のことながら、ステップｄ）の特徴は、ステップｂ）において被着させる材料、用いられる液体媒体の性状及び量、製造されるべきセグメント化光学構造体の性状（サイズ、複雑さ等）で決まる。
【００３８】
動作条件
ステップｃ）及び／又はステップｄ）は、温度が３℃〜５０℃のチャンバ内で実施されるのが良い。
ステップｃ）及び／又はステップｄ）は、例えば、圧力が大気圧〜数十バールであるチャンバ内で実施されるのが良い。
ステップｃ）及び／又はステップｄ）は、相対湿度が１０％〜７０％、好ましくは２０％〜５５％であるチャンバ内で実施されるのが良い。
「相対湿度」という用語は、チャンバ（このチャンバは、所与の圧力及び温度を有する）内に存在する水の部分蒸気圧とこのチャンバ内の温度及び圧力での水の飽和蒸気圧の比を意味するものと理解されたい。
本発明は、本発明の非限定的な実施形態の以下の詳細な説明を読むと共に添付の図面を参照すると良好に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の方法の種々のステップのうちの１つを概略的に示す図である。
【図１Ａ】図１〜図４に示されている微小壁の一形態を概略的に示す図である。
【図２】本発明の方法の種々のステップのうちの１つを概略的に示す図である。
【図２Ａ】図２に示されている被着物の形態を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】図２に示されている被着物の形態を概略的に示す図である。
【図２Ｃ】図２に示されている被着物の形態を概略的に示す図である。
【図２Ｄ】図２に示されている被着物の形態を概略的に示す図である。
【図２Ｅ】図２に示されている被着物の形態を概略的に示す図である。
【図２Ｆ】図２に示されている被着物の形態を概略的に示す図である。
【図３】本発明の方法の種々のステップのうちの１つを概略的に示す図である。
【図４】本発明の方法の種々のステップのうちの１つを概略的に示す図である。
【図５】微小壁を備えた基材の概略斜視図である。
【図６】本発明の方法との関連で用いることができる微小壁を備えた基材の平面図の写真図である。
【図７】本発明の方法により得られたセグメント化光学構造体の写真図である。
【図８】本発明の方法により得られたセグメント化光学構造体の写真図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
説明を簡単にするために、本発明の方法のステップは、基材、微小壁及び被着材料の単一の実施形態との関連で図１〜図４に記載されている。しかしながら、本発明の方法は、以下に指定するように、基材、微小壁及び被着材料の多くの変形例に利用できる。
図１は、フェース３のうちの一方に微小壁２を備えた基材１の断面図である。
基材１は、フェース３に垂直であり且つ基材の中心７を通る軸線Ｘに沿って観察したときに、任意形状のものであって良く、特に対称中心に関して円形又は多角形であり、特に正方形である。
基材１の厚さｅ1は、図１に示されているように実質的に一定であるのが良い。
【００４１】
微小壁２は、基材１の材料とは異なる材料で作られるのが良い。変形例として、微小壁２及び基材１は、同じ材料で作られる。
微小壁２は、複数の同心ボイド又は空所５を境界付ける。
微小壁２は、図示のように、軸線Ｘを含む平面に関して実質的に対称の構図を有する。微小壁２は、特に、この軸線Ｘに関して非対称であっても良い。
１つの微小壁２は、図１に示されているように、基材１の周縁４に隣接して配置されるのが良い。
微小壁２の高さｈは、図１に示されているように、基材の半径Ｒ1全体にわたり基材の中心７からの距離につれて単調に変化するのが良い。この高さｈは、例えば、図示のように、半径Ｒ1全体にわたり基材の中心７からの距離につれて増大しても良い。
【００４２】
変形例（図示せず）として、微小壁の高さは、基材の半径全体にわたり、基材の中心からの距離につれて単調に変化する必要はない。例えば、この高さは、基材の第１のセグメントにわたって基材の中心からの距離につれて増大し、次に、基材の第２のセグメントにわたって減少することが可能である。変形例として、高さは、基材の中心からの距離につれて基材の第１のセグメントにわたって減少し、次に、基材の第２のセグメントにわたって増大しても良い。
【００４３】
微小壁２は、図１に示されているように、実質的に同一の幅ｌを有するのが良い。
２つの連続して位置する微小壁２相互間の間隔ｅは、図１に示されているように、少なくとも３つの連続した微小壁２について実質的に一定であるのが良い。
図２は、ステップｂ）において得られた被着物を示し、材料１０がボイド５の全ての中に被着されている。被着された材料１０は、高さは被着物頂面１１によって定められている。被着物頂面１１は、図２に示されているように、平坦であるのが良い。
一変形例（図示せず）では、材料は、ボイドのうちの幾つかの中にのみ被着される。
ステップｂ）において得られた被着物の高さｈ1は、図２に示されているように、実質的に一定であるのが良い。
【００４４】
図３は、ステップｃ）及びステップｄ）を概略的に示している。
小出しシステム２０が液体媒体３０を被着物の頂面１１に接触させることができる。液体媒体３０を小出しするシステム２０は、特に、噴射ノズルであるのが良い。
液体媒体３０を小出しするシステム２０は、図３に示されているように、ステップｃ）の実施中、動くのが良い。
小出しシステム２０をステップｃ）において、基材の半径Ｒ1に沿って連続的に又は不連続的に移動させることができる。換言すると、小出しシステム２０は、ステップｃ）において、被着物の頂面１１に沿って停止しないで動いても良く、或いは、移動ステップと停止ステップをそれぞれ交互に行っても良い。
【００４５】
小出しシステム２０の移動が連続であるかどうかとは無関係に、液体媒体３０は、ステップｃ）において、連続的に又は不連続的に小出しできる。換言すると、液体媒体３０の流れをステップｃ）において中断させず又は中断させ、次に少なくとも１回それぞれ再開するのが良い。
小出しシステム２０の移動及び液体媒体３０の小出しが連続しているかどうかとは無関係に、小出しシステム２０は、ステップｃ）において被着物の頂面１１に沿って基材の中心７から遠ざかるのが良い。変形例として、小出しシステム２０は、ステップｃ）において被着物の頂面１１に沿って基材の中心７に近づく。
【００４６】
小出しシステム２０は、特に、ステップｃ）において、基材の半径Ｒ1以下、特に実質的にこれに等しい距離移動するのが良い。液体媒体３０は、一実施形態では、ステップｃ）において、被着物の頂面１１の一部にわたってのみ小出しされるのが良い。
当然のことながら、多種多様な液体媒体３０はステップｃ）において小出しされる場合でも本発明の範囲を超えることはない。
変形例（図示せず）として、液体媒体３０を小出しするシステム２０は、ステップｃ）の実施全体にわたって静止状態のままであって良く、例えば、基材の中心７の上方に位置したままであって良い。
【００４７】
図３に示されているように、基材１、微小壁２及び材料１０で形成される組立体は、液体媒体３０を被着物の頂面１１にいったん接触させると、遠心力を液体媒体３０に加えるために回転（Ｒ）するようになっている。
回転Ｒは、ステップｃ）の開始前、ステップｃ）の実施中又はステップｃ）に続けて実施可能である。
【００４８】
図４は、本発明の方法に従って得られたセグメント化光学構造体１００を示している。
この光学構造体１００は、特に好ましい仕方で、フレネルレンズを形成するのが良く、ゾーン３１は、このレンズの種々のフレネルゾーンを形成するのが良く、微小壁２は、得られたレンズの種々のフレネルゾーン３１を境界付けている。
検討対象の実施形態とは別個独立に、微小壁２は、図１Ａに示されているように実質的に同一の高さｈを有するのが良い。
検討対象の実施形態とは別個独立に、２つの連続して位置する微小壁２相互間の間隔ｅは、図１Ａに示されているように変化しているのが良い。
この不規則性の結果として、図１Ａに示されているように、微小壁２の密度が基材の中心７の近くのゾーンの微小壁２の密度と比較して基材の周縁４の近くの方が高い。
【００４９】
図５は、微小壁２がこれを軸線Ｘに沿って観察した場合に円形である基材１の斜視図である。
検討対象の実施形態とは別個独立に、ステップｂ）において得られる被着物は、一定の高さｈ1を有するのが良く、図２Ａ及び図２Ｂにそれぞれ示されているように、微小壁２全体を覆い又は微小壁２の一部だけを覆っている。
検討対象の実施形態とは別個独立に、材料１０は、図２Ｃに示されているように変化している高さのものであるのが良い。
検討対象の実施形態とは別個独立に、図２Ｃに示されているように、ステップｂ）において得られた被着物の高さは、半径Ｒ1全体にわたって基材の中心７からの距離につれて単調に変化していないようになっていることが可能である。
検討対象の実施形態とは別個独立に、基材１は、図２Ｄに示されているように、ステップｂ）に続き、３つの互いに異なる被着材料１０ａ，１０ｂ，１０ｃを有するのが良い。
この場合、図２Ｄに示されているように、基材の中心７は、例えば、多くの材料１０ａ，１０ｂ，１０ｃで作られた多層被着物で覆われるのが良い。
変形例（図示せず）として、第１のボイドは、単一の第１の材料で作られた被着物を収容し、第１のボイドとは異なる第２のボイドは、第１の材料とは異なる単一の第２の材料で作られた被着物を収容する。
【００５０】
図２Ｅ及び図２Ｆに関し、これらの図は、被着させた材料１０の頂面１１を再付形するステップを含むステップｂ）に続いて得られた基材１を示している。
かくして、ステップｂ）に続き、基材１は、図２Ｅ及び図２Ｆにそれぞれ示されているように、外に向かって凸状であり又は外に向かって凹状である被着物頂面１１を有するのが良い。
かかる再付形ステップは、例えば、化学的機械的研磨を含むのが良く、ツールの形状は、得られる被着物の頂面１１の形状を定める。
【００５１】
実施例
ステップ１：基材のフェース上への微小壁の形成
１．１ｍｍ厚さのソーダ石灰ガラスの５×５ｃｍシートの形態をした基材を用意した。
感光性ハイブリッドゾル‐ゲルをジルセット（Gyrset）システムを用いてスピンコーティングによってこの基材上に被着させた。このスピンコーティングステップで用いられるパラメータは、次の通りであった。
‐加速度：２０００回転／分／秒、
‐速度：１４５０回転／分、及び
‐持続時間：３０秒。
スピンコーティングステップをいったん終了すると、ベークを８０℃で３分間かけてホットプレート上で実施した。
【００５２】
次に、レーザ書き込みステップを実施した。このレーザ書き込みステップは、次の特徴を有していた。
‐波長：３７５ｎｍ、
‐解像度：５μｍ、及び
‐集束前の入射電力：１００μＷ。
【００５３】
レーザ書き込みに続き、ベークを９分間かけて８０℃でホットプレート上で実施した。
次に、得られた生成物にイソプロピルアルコール中への浸漬によって現像ステップを施し、イソプロピルアルコールを２０分間撹拌した。
最初のベークを１５分間かけて１２０℃でオーブン内において実施した。
直接レーザ書き込みによってフェースのうちの一方に得られた微小壁を有する基材の写真が図６に示されている。得られた構造体は、円形であった。
【００５４】
ステップ２：微小壁により境界付けられたボイド中への材料の被着
上述したステップ１に続いて得られた微小壁を備えている基材をジルセットシステムを備えたスピンコータ内に配置した。円形微小壁の中心をスピンコーティング機械の回転軸線上に重ね合わせた。
２ｍＬのハイブリッドゾル‐ゲル溶液をマイクロピペットでこれを動かしながら被着させる一方で、この溶液を基材の中心から外部に向かって螺旋の状態に被着させてサンプルの被覆面積を最大にした。
ジルセットシステムが定位置にある状態で以下のパラメータを用いてチャックを回転させた。
‐加速度：１０００回転／分／秒、
‐速度：４００回転／分
‐持続時間：３０秒。
被着後ベークをホットプレート上で３分間かけて８０℃で実施した。
【００５５】
ステップ３：ボイド中に被着された材料の部分溶解
上述したステップ２に従って得られた生成物をスピンコータのサンプルホルダ上に配置した。円形微小壁の中心を回転中心上に重ね合わせた。
次に、ジルセットシステムが定位置にある状態で以下のパラメータを用いて生成物を回転させた。
‐加速度：１０００回転／分／秒、
‐速度：４００回転／分
‐持続時間：３分。
プログラムされた３分間を用いてシートを小出しすると共に乾燥させた。
ボイド内に被着された材料を溶解させることができるイソプロピルアルコールを１分間不連続的に小出しした。イソプロピルアルコールをマイクロピペットの使用によりサンプルの中心に被着させ、被着体積は、約３０ｍＬであった。
残りの２分間の回転中、サンプルを乾燥させた。
【００５６】
ステップ３に従って得られたフレネルレンズの２つの写真が図７及び図８に示されている。
別段の指定がなければ、原文明細書中の“comprising/containing a ”（翻訳文では、「〜を有する／含む」としている場合が多い）という表現は、“comprising/containing at least one”（「〜を少なくとも１つ有する／含む」）を意味するものと理解されなければならない。
別段の指定がなければ、原文明細書中の“between ...and ...”（「〜と〜との間」）という表現は、限界値を含むものと理解されなければならない。
【図１】
2013537856.tif 000003
【図１Ａ】
2013537856.tif 000004
【図２】
2013537856.tif 000005
【図２Ａ】
2013537856.tif 000006
【図２Ｂ】
2013537856.tif 000007
【図２Ｃ】
2013537856.tif 000008
【図２Ｄ】
2013537856.tif 000009
【図２Ｅ】
2013537856.tif 000010
【図２Ｆ】
2013537856.tif 000011
【図３】
2013537856.tif 000012
【図４】
2013537856.tif 000013
【図５】
2013537856.tif 000014
【図６】
2013537856.tif 000015
【図７】
2013537856.tif 000016
【図８】
2013537856.tif 000017
【国際調査報告】
2013537856.tif 000018
2013537856.tif 000019
2013537856.tif 000020
2013537856.tif 000021