(57)【要約】 課題：任意の基板上に所望のレンズ形状を形成できるレンズ部材の製造方法と、それによって得られるレンズ部材及び曲面形状パターンを提供する。更にはレンズが形成可能な曲面形状パターン形成用樹脂フィルムを提供する。解決手段：基板と、基板の上に配置された曲面形状形成用樹脂層と、基板及び曲面形状形成用樹脂層の間に配置された柱状部材形成用樹脂層とを含む積層体を形成する工程Ａ、前記柱状部材形成用樹脂層と、前記曲面形状形成用樹脂層をエッチングして、前記柱状部材と、前記曲面形状形成用部材とを含む柱状積層部を基板上に形成する工程Ｂ、及び前記曲面形状形成用部材を加熱し、熱だれさせてレンズを形成する工程Ｃを有するレンズの製造方法。
2015020064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の上に配置された曲面形状形成用樹脂層と、該基板及び該曲面形状形成用樹脂層の間に配置された柱状部材形成用樹脂層とを含む積層体を形成する工程Ａ、
前記柱状部材形成用樹脂層と前記曲面形状形成用樹脂層とをエッチングして、柱状部材と曲面形状形成用部材とを含む柱状積層部を前記基板上に形成する工程Ｂ、及び
前記曲面形状形成用部材を加熱し、熱だれさせてレンズを形成する工程Ｃを有するレンズ部材の製造方法。
【請求項２】
前記曲面形状形成用樹脂層が感光性の樹脂層である請求項１に記載のレンズ部材の製造方法。
【請求項３】
前記柱状部材形成用樹脂層が感光性の樹脂層である請求項１又は２に記載のレンズ部材の製造方法。
【請求項４】
前記工程Ｂにおいて前記曲面形状形成用樹脂層を露光によって光硬化した後、前記柱状部材形成用樹脂層と、前記曲面形状形成用樹脂層とをエッチングする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法。
【請求項５】
前記工程Ｂにおいて前記曲面形状形成用樹脂層の露光と同時に前記柱状部材形成用樹脂層を露光して前記柱状部材形成用樹脂層を光硬化する請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法。
【請求項６】
前記曲面形状形成用樹脂層又は／及び前記柱状部材形成用樹脂層がドライフィルムより形成された樹脂層である請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法。
【請求項７】
前記基板が、透明基板である請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法によって得られたレンズ部材。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法における前記工程Ａ及び前記工程Ｂを有し、前記工程Ｂにより形成された前記曲面形状形成用部材を熱だれさせて前記曲面形状形成用部材に曲面を形成する曲面形状パターンの製造方法。
【請求項１０】
曲面形状形成用樹脂層及び柱状部材形成用樹脂層を含む積層体を含む曲面形状パターン形成用樹脂フィルム。
【請求項１１】
前記曲面形状形成用樹脂層側に積層された支持フィルム、及び／又は、前記柱状部材形成用樹脂層側に積層された保護フィルムを有する請求項１０に記載の曲面形状パターン形成用樹脂フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ部材の製造方法、それによって得られるレンズ部材、曲面形状パターンの製造方法、レンズ等が形成可能な曲面形状パターン形成用樹脂フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ技術やＬＳＩ技術において、動作速度や集積度の向上のために、電気配線基板における電気配線の一部を光ファイバや光導波路等の光配線に置き換え、電気信号の代わりに光信号を利用することが行われている。
例えば、特許文献１には、表面に光学素子を備えたＩＣチップの上方に光導波路フィルムを設置し、これらＩＣチップと光導波路フィルムとの間で光通信を行うことが開示されている。ところが、特許文献１のように光学素子のような光通信手段を備えた基板と光導波路のような光通信手段との間で光通信を行う場合、これら光通信手段同士を高精度に位置決めして実装しないと光通信することができないという問題や、集光しないと光損失（信号強度）が減少してしまう問題がある。【０００３】
この問題を解決するために、基板の表面にマイクロレンズを設けることが行われている。
例えば、特許文献２には、透明基板の表面にマイクロレンズが設置されたレンズ付き基板が開示されている。このレンズ付き基板を製造するには、透明基板の表面に感光性樹脂レジストを形成すると共に基板の裏面に開口部を有する遮光膜を形成する。次いで、遮光膜側から光を照射して、感光性樹脂レジストのうち遮光膜の開口部との対向位置に存在する部分を露光した後、現像して円柱状のレジスト構造物を形成する。その後、このレジスト構造物を加熱し、レジスト構造物の表面を熱だれさせることにより、マイクロレンズが製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２１０号公報
【特許文献２】特開２００４−３６１８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２のように基板の表面にレンズを形成する場合、基板表面の微細な凹凸や、基板表面とレンズ部材形成材料との表面張力の違いによって、レンズ部材の形状が異なったり、狭ピッチにレンズ部材が形成できない問題があった。この問題は、熱だれを用いたレンズだけでなく、液滴樹脂を基板上に滴下してレンズ部材を形成する場合や、レンズ形状のレジストを作製した後に異方性エッチングによって基板そのものにレンズ部材を形成する場合でも同様に問題である。また、別のレンズ部材としては、射出成型によって台座から凸レンズが突出したマイクロレンズもあるが、この場合では、台座の厚み分だけレンズ部材が厚くなり、基板とレンズ部材とを複合すると厚みが厚くなってしまう問題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、任意の基板上に所望のレンズ形状を形成できるレンズ部材の製造方法、それによって得られるレンズ部材、曲面形状パターンの製造方法、レンズが形成可能な曲面形状パターン形成用樹脂フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、基板と、該基板の上に配置された曲面形状形成用樹脂層と、該基板及び該曲面形状形成用樹脂層の間に配置された柱状部材形成用樹脂層とを含む積層体を形成する工程Ａ、前記柱状部材形成用樹脂層と、前記曲面形状形成用樹脂層とをエッチングして、柱状部材と曲面形状形成用部材とを含む柱状積層部を前記基板上に形成する工程Ｂ、及び前記曲面形状形成用部材を加熱し、熱だれさせてレンズを形成する工程Ｃを有するレンズ部材の製造方法により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。【０００７】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［１１］を提供するものである。［１］基板と、該基板の上に配置された曲面形状形成用樹脂層と、該基板及び該曲面形状形成用樹脂層の間に配置された柱状部材形成用樹脂層とを含む積層体を形成する工程Ａ、
前記柱状部材形成用樹脂層と、前記曲面形状形成用樹脂層とをエッチングして、柱状部材と曲面形状形成用部材とを含む柱状積層部を前記基板上に形成する工程Ｂ、及び
前記曲面形状形成用部材を加熱し、熱だれさせてレンズを形成する工程Ｃを有するレンズ部材の製造方法。
［２］前記曲面形状形成用樹脂層が感光性の樹脂層である［１］に記載のレンズ部材の製造方法。
［３］前記柱状部材形成用樹脂層が感光性の樹脂層である［１］又は［２］に記載のレンズ部材の製造方法。
［４］前記工程Ｂにおいて前記曲面形状形成用樹脂層を露光によって光硬化した後、前記柱状部材形成用樹脂層と、前記曲面形状形成用樹脂層とをエッチングする［１］〜［３］のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法。
［５］前記工程Ｂにおいて前記曲面形状形成用樹脂層の露光と同時に前記柱状部材形成用樹脂層を露光して前記柱状部材形成用樹脂層を光硬化する［１］〜［４］のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法。
［６］前記曲面形状形成用樹脂層及び／又は前記柱状部材形成用樹脂層がドライフィルムより形成された樹脂層である［１］〜［５］のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法。
［７］前記基板が、透明基板である［１］〜［６］のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法。
［８］前記［１］〜［７］のいずれか１項に記載の製造方法によって得られたレンズ部材。
［９］前記［１］〜［７］のいずれか１項に記載のレンズ部材の製造方法における前記工程Ａ及び前記工程Ｂを有し、前記工程Ｂにより形成された前記曲面形状形成用部材を熱だれさせて前記曲面形状形成用部材に曲面形状を形成する曲面形状パターンの製造方法。
［１０］曲面形状形成用樹脂層及び柱状部材形成用樹脂層を含む積層体を含む曲面形状パターン形成用樹脂フィルム。
［１１］前記曲面形状形成用樹脂層側に支持フィルム、及び／又は、前記柱状部材形成用樹脂層側に保護フィルムを有する［１０］に記載の曲面形状パターン形成用樹脂フィルム。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレンズ部材の製造方法によると、任意の基板上に所望のレンズ形状を形成できる。また、それによって得られるレンズ部材及び曲面形状パターンの曲面形状は、所望の良好な形状である。更に本発明によれば、所望の形状のレンズが形成可能な曲面形状パターン形成用樹脂フィルムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のレンズ部材の製造方法の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明のレンズ部材の製造方法の一実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［レンズ部材］
本発明の一実施形態におけるレンズ部材は、基板１上に基板１表面から突出した柱状部材３を有し、該柱状部材３上に湾曲した凸面を有するレンズ６ａを備えたものである。
本発明の一実施形態におけるレンズ部材の製造方法によると、基板１とレンズ６ａの間に柱状部材３が設けられており、レンズ６ａは基板１の上に直接設けられていない。これにより、基板１表面の微細な凹凸等の表面状態や、基板１表面とレンズ形成材料との表面張力の違いがあっても、これらの影響はレンズ６ａの形成に及ぼさない。このため、一定形状、一定厚みのレンズを形成できる。また、柱状部材３上にレンズ６ａが形成されるためレンズ中心位置がずれることを抑制することもできる。更に、柱状部材３の高さを適宜調節することにより、レンズ形状を維持しつつ、基板１表面からのレンズ高さを任意に調節できる（図１、図２の実施の形態）。
【００１１】
このように構成されたレンズ部材は、例えば、レンズ６ａと対向する位置と、基板１と対向する位置に、発光素子、受光素子、光導波路等の光学部材をそれぞれ配置して、光通信に供される。
例えば、この基板１と対向する位置に存在する発光素子から放出された光信号は、柱状部材３及びレンズ６ａを通った後、凸レンズ面によって集光されて、レンズ６ａと対向する位置に存在する受光素子に照射される。これにより、少ない光損失にて光通信を行うことができる。
【００１２】
［曲面形状パターン］
本発明の一実施形態における曲面形状パターン７とは、基板１上に形成された曲面を有するパターンを指し、柱状部材３と柱状部材３上に形成された曲面形状を有する部材（レンズ６ａに相当）とを含む。本発明の一実施形態におけるレンズ部材のレンズ及び柱状部材も曲面形状パターンの一種（一部）である。
本発明の一実施形態における曲面形状パターンの、レンズ及び柱状部材とは別の例として、光導波路がある。屈折率の低いクラッド層（柱状部材３に相当）及び、屈折率の高いコア層（レンズ６ａに相当）からなる光導波路を、直線状に形成すると、光導波路の光軸断面形状が円に近い形状となる。これにより、例えば断面が円状の光ファイバや、受発光部が円状のフォトダイオードやレーザーダイオードとの結合損失が低い光導波路が得られる。別の光導波路の例としては、クラッド層上にクラッド層よりも屈折率の高いクラッド層（柱状部材３に相当）及びコア層（レンズ６ａに相当）有する光導波路がある。これも同様の効果が得られる。
また、別の曲面形状パターン７の例として、めっきレジストがある。電気配線は、例えば、基板１上に導電層を形成し、曲面形状パターン７をめっきレジストとして形成し、電気めっきを行って、電気配線を形成した後に、基板及び導電層を除去し、更にめっきレジストを除去することにより作製される。この場合、曲面形状パターン７をめっきレジストとして使用することにより、断面が矩形のめっきレジストに比べてめっきレジストが除去しやすいという利点がある。
【００１３】
［曲面形状パターン形成用樹脂フィルム］
本発明の一実施形態における、曲面形状形成用樹脂層４及び柱状部材形成用樹脂層２を含む積層体を含む曲面形状パターン形成用樹脂フィルムを用いることにより、本発明の一実施形態におけるレンズ部材及び本発明の一実施形態における曲面形状パターンを容易に形成できる。本発明の一実施形態における曲面形状パターン形成用樹脂フィルムは、熱によって熱だれする曲面形状形成用樹脂層４と、熱によって熱だれしない柱状部材形成用樹脂層２とを含めばよい。熱だれする曲面形状形成用樹脂層４の一方の面を熱だれしないように光や熱等によって変質させて、柱状部材形成用樹脂層２を形成して作製した積層体であってもよい。好ましくは、一方の樹脂層の樹脂を他方の樹脂層の上に塗布することによって、または一方の樹脂層を他方の樹脂層に貼り合わせることによって曲面形状パターン形成用樹脂フィルムは製造される。これにより、曲面形状パターン形成用樹脂フィルムの厚みの制御が容易になる。
【００１４】
上記の積層体の曲面形状形成用樹脂層４側に支持フィルム５を積層して備えることが好ましい。これにより、積層体のハンドリングが容易であるとともに、支持フィルム５越しに、フォトマスクを密着させて露光してもフォトマスクを汚染せずに露光できる。上記の観点から支持フィルム５は露光によるパターン化に支障がない程度に露光対して透明性を有していることが好ましい。また、上記積層体の柱状部材形成用樹脂層２側に保護フィルムを積層して備えることが好ましい。これにより、樹脂表面の汚染を抑制することができる。また、支持フィルム５と保護フィルムとには、相互に厚みや材質の異なるフィルムを用いることが好ましい。これにより、曲面形状パターン形成用樹脂フィルムにおける曲面形状形成用樹脂層４側と柱状部材形成用樹脂層２側との向きが容易に判別できる。また、保護フィルムを柱状部材形成用樹脂層２から剥がすときの剥離力より、支持フィルム５を曲面形状形成用樹脂層４から剥がすときの剥離力の方が強いことが好ましい。これにより、保護フィルムが容易に剥離できるため、貼り合わせする側の柱状部材形成用樹脂層２を容易にあらわにでき、貼り合わせ方向を間違える機会が減少する。剥離力の強弱は、支持フィルム５と保護フィルムとを同時に引っ張り、積層体がどちらのフィルムに残存するかで判断でき、支持フィルム５側に残ることが好ましい。
なお、本発明の一実施形態において、曲面形状形成用部材は、エッチングした後、かつ、熱だれさせる前の曲面形状形成用樹脂層を指し、レンズは、光の角度を変化させて光の広がりを抑制したり、コリメート又は集光したりする機能を有する部位を指す。レンズ部材は、レンズの機能を有する部材全体（基板１付きレンズ）を指す。
【００１５】
次に、レンズ部材及び曲面形状パターンの製造方法について説明する。
【００１６】
［工程Ａ］
本発明の一実施異形態のレンズ部材の製造方法における工程Ａでは、基板１と、基板１の上に配置された曲面形状形成用樹脂層４と、基板１及び曲面形状形成用樹脂層４の間に配置された柱状部材形成用樹脂層２とを含む積層体を形成する。積層体の形成方法は、特に限定はなく、積層体の形成方法には、基板１上にワニス状の柱状部材形成用樹脂層２とワニス状の曲面形状形成用樹脂層４とを、コンマコータ、ダイコータ、スピンコータ等を用いて順次塗布する方法や、フィルム状の柱状部材形成用樹脂層２（ドライフィルム）とフィルム状の曲面形状形成用樹脂層４（ドライフィルム）とを、ロールラミネータ、真空ロールラミネータ、真空ラミネータ、常圧プレス、真空プレス等を用いて基板１上に順次積層する方法や、基板１上にフィルム状の柱状部材形成用樹脂層２（ドライフィルム）を積層した後、ワニス状曲面形状形成用樹脂層４をフィルム状の柱状部材形成用樹脂層２（ドライフィルム）の上に塗布する方法や、基板１上にワニス状の柱状部材形成用樹脂層２を塗布して柱状部材形成用樹脂層２を形成した後、柱状部材形成用樹脂層２の上にフィルム状の曲面形状形成用樹脂層４（ドライフィルム）を積層する方法や、あらかじめ柱状部材形成用樹脂層２と曲面形状形成用樹脂層４との積層体を形成した後に、積層体の柱状部材形成用樹脂層２側が基板１と接着するように上記の方法で積層する方法等が挙げられる。
上述する方法の中では、フィルム状の柱状部材形成用樹脂層２及びフィルム状の曲面形状形成用樹脂層４を積層する方法が好ましい。なぜならば、ワニスを塗布した後の乾燥工程が不要であるからである。より好ましい方法は、あらかじめ柱状部材形成用樹脂層２と曲面形状形成用樹脂層４の積層体を形成した後に、積層体の柱状部材形成用樹脂層２側が基板１と接着するように積層する方法であり、この方法によって、基板１への積層回数が少なくできる。
【００１７】
［工程Ｂ］
本発明の一実施異形態のレンズ部材の製造方法における工程Ｂでは、柱状部材形成用樹脂層２と、曲面形状形成用樹脂層４とを、好ましくは同時に、エッチングして、柱状部材３と、曲面形状形成用部材６ｂとを含む積層体（柱状積層部）を基板１上に形成する。
エッチングの方法としては、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）等のドライエッチングや、溶剤やアルカリ溶液を用いて樹脂を溶解や膨潤除去するウェットエッチングなどが挙げられる。たとえば、ドライエッチング又はウェットエッチングする前に、柱状部材形成用樹脂層２及び曲面形状形成用樹脂層４上にエッチングされない又はされにくいエッチングレジストパターンを形成する。そして、エッチングレジストパターンがない部分の柱状部材形成用樹脂層２や曲面形状形成用樹脂層４を除去し、その後にエッチングレジストパターンを除去する。ウェットエッチングする場合は、柱状部材形成用樹脂層２及び曲面形状形成用樹脂層４に、溶液やアルカリ溶液によってエッチング可能な樹脂を用いるとよい。
別のウェットエッチングの方法として、柱状部材形成用樹脂層２及び曲面形状形成用樹脂層４の柱状積層部になる部位を活性光線で光硬化し、ウェットエッチングする方法がある。この場合、少なくとも曲面形状形成用樹脂層４は感光性の樹脂層であると、曲面形状形成用部材６ｂがエッチングレジスト代わりになり、柱状部材３と曲面形状形成用部材６ｂとの柱状積層部を形成できる。この方法を用いると、曲面形状形成用樹脂層４上にエッチングレジストパターンを形成する工程、エッチングレジストパターンを除去する工程が不要であるため好ましい。より好ましくは、柱状部材形成用樹脂層２も感光性の樹脂層であるとよい。これにより、柱状部材形成用樹脂層におけるエッチングによって除去する未硬化部と柱状部材３とする光硬化部とのコントラストが明瞭となり、柱状部材３の側面が削り取られることを抑制でき、同一形状の柱状部材３と曲面形状形成用部材６ｂとの柱状積層部を得られやすい。この場合、柱状部材形成用樹脂層２と曲面形状形成用樹脂層４とを同時に露光することが更に好ましい。これにより、露光の工程の簡略化ができ、柱状部材３と曲面形状形成用部材６ｂとの位置ずれなく柱状積層部を形成できる。
【００１８】
［工程Ｃ］
本発明の一実施形態のレンズ部材の製造方法における工程Ｃでは、曲面形状形成用部材６ｂを加熱し、熱だれさせてレンズ６ａ又は曲面形状パターン７（レンズ６ａと柱状部材３との積層パターン）を形成する。曲面形状形成用部材６ｂは、柱状部材３上に形成されているため、熱だれして粘度が低下しても表面張力によって柱状部材３上に留まる。これにより、基板１の種類や表面粗さに依存せず良好にレンズ６ａ又は曲面形状パターン７を得ることができる。熱だれさせる温度は、曲面形状形成用部材６ｂの粘度が低下し、曲面を形成する温度であれば特に限定はなく、好ましくは４０℃〜２７０℃、より好ましくは８０℃〜２３０℃である。レンズ６ａや柱状部材３の透明性の維持の観点から８０℃〜１８０℃であることが更に好ましい。熱だれした後にレンズ６ａ及び柱状部材３を硬化するための熱を加えてもよく、上記と同じ温度でもそれ以上の温度でもよいが、レンズ６ａや柱状部材３の透明性の維持の観点から８０℃〜１８０℃であることが好ましい。
【００１９】
次に、レンズ及び曲面形状パターンの各部材について説明する。
【００２０】
［基板］
基板の材料としては、特に制限はないが、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、樹脂フィルム、電気配線板等が挙げられる。樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが好適である。
基板の厚みには特に制限はないが、強度の確保及び光路の短縮による光ロスの低減の観点から、基板の厚みは５μｍ〜１ｍｍであることが好ましく、１０μｍ〜１００μｍであることがより好ましい。
基板１を光信号が透過する場合には、使用する光信号を透過し得る基板１を用いれば良く、例えば使用する光信号が赤外光である場合には、赤外光を透過する樹脂基板、シリコン基板等を用いると良い。
【００２１】
［レンズ］
レンズ６ａの材料としては、光信号に対して透明であれば特に制限はないが、上述した製造方法の観点から、感光性樹脂組成物の硬化物又は／及び熱硬化性樹脂組成物であることが好ましい。
この感光性樹脂組成物としては、（ａ）バインダーポリマーと、（ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物と、（ｃ）光重合開始剤と、を含有するものが好ましい。
レンズ６ａは、液化したのちに硬化することによってレンズ形状になる樹脂組成物又は、液状の樹脂組成物を用いることによって柱状部材３上にレンズ中心位置が偏芯することなく形成可能であるためより好ましい。液状の状態の粘度が低い場合、柱状部材３上で自動的にレンズ中心が柱状部材３中心と位置合わせされる。以上の観点から、球面、非球面等の凸レンズ形状であることが好ましい。
フォトリソグラフィー加工によってレンズ６ａを形成する場合には、曲面形状形成用部材６ｂの厚み（柱状部材３上の曲面形状形成用部材６ｂの厚み）は熱だれした後のレンズ形状によって適宜選択すればよい。
曲面形状パターンの場合も上記と同様の樹脂組成物を用いることができるが、光を伝搬させない曲面形状パターンの場合には、樹脂の透明性は不要である。
【００２２】
［柱状部材］
柱状部材３としては、基板１上に形成でき、曲面形状形成用部材６ｂを熱だれさせる温度に対して熱だれしない材料であれば良い。柱状部材３中を光信号が透過する場合には、柱状部材３が光信号波長に対して透明な柱状部材３とすれば良い。柱状部材３の材料としては、特に限定はないが上述した製造方法の観点から、感光性樹脂組成物及びその硬化物であることが好ましく、ネガ型の感光性樹脂組成物及びその硬化物であることがより好ましい。
柱状部材３の基板１表面からの高さを任意に選択することによってレンズ６ａの高さや、曲面形状パターン７の形状を選択できる。基板１表面からの高さは柱状部材３上に形成したい曲面形状形成用部材６ｂの厚み（レンズ６ａの厚みでもよい）によって適宜選択されるが、５μｍ以上であるとレンズ６ａと、基板１表面との距離を確保できるため好ましく、１００μｍ以下であると厚み制御が容易となるため好ましい。使用する曲面形状形成用樹脂層の厚み制御の観点から５０μｍ以下であるとより好ましい。
【００２３】
［レンズの適用例］
本発明の一実施形態におけるレンズ部材のレンズは、複数のレンズを同一基板上に配置させたマイクロレンズアレイとして用いることができる。また、別の適用例としては、下部クラッド層、コアパターン、上部クラッド層からなる光導波路と、光導波路のコアパターン光軸上に光路変換ミラーが備えられた光導波路の光路変換ミラーが設けられた光路変換ミラー付きの光導波路であって、本発明の一実施形態におけるレンズ部材のレンズと光路変換ミラーとを光信号の送受可能な位置に合わせられたレンズ、ミラー付き光導波路として用いることができる。レンズを有することによって光ファイバやレーザーダイオードなどの発光素子からの光信号を集光やコリメートして光導波路へ伝搬できるため結合損失を良好にすることができる。又は光導波路からの光信号をレンズによって広がりを抑えることができるため、光ファイバやフォトダイオード等の受光素子との結合損失を良好にすることができる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。【００２５】
（実施例１）
次の手順により、図１、２に示すレンズ部材を作製し、評価した。
［柱状部材形成用樹脂層の作製］＜（Ａ）ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）の作製＞
攪拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら攪拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２´−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間攪拌し、更に９５℃で１時間攪拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。【００２６】
（重量平均分子量の測定）
（Ａ−１）の重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ装置（東ソー株式会社製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、及び「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０4であった。なお、カラムは日立化成株式会社製「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」（「Ｇｅｌｐａｃｋ」は登録商標）を使用した。（酸価の測定）
Ａ−１の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価はＡ−１溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。【００２７】
＜柱状部材形成用樹脂ワニスの調合＞
（Ａ）ベースポリマーとして、前記Ａ−１溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業株式会社製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業株式会社製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン株式会社製「スミジュールＢＬ３１７５」（「スミジュール」は登録商標））２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（ＢＡＳＦ社製「イルガキュア２９５９」（「イルガキュア」は登録商標））１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ社製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋株式会社製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、柱状部材形成用樹脂ワニスを得た。【００２８】
＜柱状部材形成用樹脂層（ドライフィルム）の作製＞
上記で得られた柱状部材形成用樹脂ワニスを、支持フィルム（後述する曲面形状形成用樹脂層と積層した後は保護フィルムとして使用する）であるＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製「コスモシャインＡ４１００」（「コスモシャイン」は登録商標）、厚み５０μｍ）の非処理面上に、塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、株式会社ヒラノテクシード製）を用いて塗布し、１００℃で２０分間乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスＡ３１」（「ピューレックス」は登録商標）、厚み２５μｍ）を貼付け、柱状部材形成用樹脂フィルムを得た。
柱状部材形成用樹脂層２（フィルム）の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、実施例中に記載する。実施例中に記載する柱状部材形成用樹脂層２の膜厚は塗工乾燥後の膜厚とする。【００２９】
＜曲面形状形成用樹脂層（ドライフィルム）の作製＞
攪拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１９０質量部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃に昇温し、反応温度を８０℃に保ちながら、メタクリル酸１０質量部、メタクリル酸ｎ−ブチル１質量部、メタクリル酸ベンジル７４質量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル１５質量部、及び２，２´−アゾビス（イソブチロニトリル）２．５質量部を４時間かけて均一に滴下した。滴下終了後、８０℃で６時間攪拌を続け、重量平均分子量が約３０，０００のバインダポリマー（ａ）の溶液（固形分３５質量％）を得た。
次に、バインダポリマー（ａ）の溶液（固形分３５質量％）２００質量部（固形分：７０質量部）に、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパン８質量部、β−ヒドロキシエチル−β´−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート２２質量部、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体２．１質量部、Ｎ，Ｎ´−テトラエチル−４，４´−ジアミノベンゾフェノン０．３３質量部、メルカプトベンゾイミダゾール０．２５質量部、（３−メタクリロイルプロピル）トリメトキシシラン８質量部、メチルエチルケトン３０質量部を加えて攪拌機を用いて１５分間混合し、曲面形状形成用樹脂組成物溶液を作製した。【００３０】
支持フィルム５として厚さ１６μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、上記で得られたレンズ部材形成用樹脂組成物溶液を支持フィルム上にコンマコータを用いて均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で３分間乾燥して溶剤を除去し、曲面形状形成用樹脂層４を形成した。本実施例では使用した曲面形状形成用樹脂層４（フィルム）の厚みについては、実施例中に記載する。実施例中に記載する曲面形状形成用樹脂層４の膜厚は塗工乾燥後の膜厚とする。
次いで、得られた曲面形状形成用樹脂層４の上に、更に、２５μｍの厚さのポリエチレンテレフタレートフィルムを、保護フィルムとして貼り合わせて、曲面形状形成用樹脂層４を作製した。【００３１】
＜曲面形状形成用樹脂層、柱状部材形成用樹脂層の積層体の作製＞
上記で得られた３０μｍ厚みの曲面形状形成用樹脂層４と２５μｍ厚みの柱状部材形成用樹脂層２のそれぞれの保護フィルムを剥離し、樹脂面同士をロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度４０℃、ラミネート速度０．２ｍ／分の条件でラミネートし曲面形状形成用樹脂層、柱状部材形成用樹脂層の積層体とした。それぞれの支持フィルムを引き剥がしたところ積層体は、曲面形状形成用樹脂層４側の支持フィルム５に残っていた。このとき柱状部材形成用樹脂層２側の支持フィルムを曲面形状形成用樹脂層４、柱状部材形成用樹脂層２の積層体の保護フィルムとした。【００３２】
［工程Ａ］
上記で得られた曲面形状形成用樹脂層４、柱状部材形成用樹脂層２の積層体の保護フィルムを剥離して、１５０ｍｍ×１５０ｍｍのポリイミドフィルム（ポリイミド；ユーピレックスＲＮ（宇部日東化成株式会社製（「ユーピレックス」は登録商標））、厚み；２５μｍ）上に配置した。その後、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００（「ＭＶＬＰ」は登録商標））を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、加圧時間３０秒間の条件にて加熱圧着して、ラミネートした（図１（ｂ）、図２（ｂ）参照）。【００３３】
［工程Ｂ］
続いて直径２１０μｍの円形の開口部を有するネガ型フォトマスクを介し、支持フィルム５側から紫外線露光機（機種名：ＥＸＭ−１１７２、株式会社オーク製作所製）により、紫外線を（波長３６５ｎｍ）を０．３Ｊ／ｃｍ2照射した。その後、支持フィルム５を剥離し、現像液１．０質量％の炭酸カリウム水溶液を用いてエッチングして、１７０℃にて１時間乾燥させ、柱状部材３と曲面形状形成用部材６ｂの積層体を形成した（図１（ｃ）、図２（ｃ）参照）。【００３４】
［工程Ｃ］
その後、１８０℃にて１時間加熱し、曲面形状形成用部材６ｂを熱だれさせて柱状部材３上のレンズ６ａを形成した（図１（ｄ）、図２（ｄ）参照）。【００３５】
［評価］
レンズ６ａを観察した結果、直径２１０μｍであり、断面形状は３０μｍの高さで、曲率半径は、２００μｍであった。柱状部材３側の断面形状は基板平面からの高さが２５μｍの高さで、平坦であった。柱状部材３側から入射部用としてＧＩ５０のマルチモード用光ファイバを用いて８５０ｎｍの光信号を入射し、レンズ６ａ側に受光部用として設置したＧＩ６２．５のマルチモード光ファイバを光ファイバ先端間距離１００μｍにしたところ光伝搬損失は０．４５ｄＢであった。光ファイバ先端間距離を２００μｍにしたところ０．５３ｄＢで、良好に光信号伝送が可能であった。【００３６】
（実施例２）
１５０ｍｍ×１５０ｍｍのポリイミドフィルム（ポリイミド；ユーピレックスＲＮ（宇部日東化成株式会社製）、厚み；２５μｍ）上に、上記で得られた２５μｍ厚みの柱状部材形成用樹脂層２の保護フィルムを剥離し、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、加圧時間３０秒間の条件にて加熱圧着した。次いで３０μｍ厚みの曲面形状形成用樹脂層４の保護フィルムを剥離し、支持フィルムを剥離した柱状部材形成用樹脂層２上に、上記真空ラミネータを用いて、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、加圧時間３０秒間の条件にて加熱圧着した。
露光の工程以降は実施例１と同様にして柱状部材３上のレンズ６ａを形成した。【００３７】
［評価］
レンズ６ａを観察した結果、直径２１０μｍであり、断面形状は３０μｍの高さで、曲率半径は、２００μｍであった。柱状部材３側の断面形状は基板平面からの高さが２５μｍの高さで、平坦であった。柱状部材３側から入射部用としてＧＩ５０のマルチモード用光ファイバを用いて８５０ｎｍの光信号を入射し、レンズ６ａ側に受光部用として設置したＧＩ６２．５のマルチモード光ファイバを光ファイバ先端間距離１００μｍにしたところ光伝搬損失は０．４６ｄＢであった。光ファイバ先端間距離を２００μｍにしたところ０．５１ｄＢで、良好に光信号伝送が可能であった。【００３８】
（比較例１）
実施例３において、柱状部材３を形成せず、曲面形状形成用樹脂層４の厚みを２５μｍにした以外は同様の方法でレンズ付き基板を作製した。【００３９】
［評価］
レンズ６ａを観察した結果、直径２５０μｍであり、断面形状は２０μｍの高さで、曲率半径にばらつきがあった。
【符号の説明】
【００４０】
１．基板２．柱状部材形成用樹脂層３．柱状部材４．曲面形状形成用樹脂層５．支持フィルム６ａ．レンズ６ｂ．曲面形状形成用部材７．曲面形状パターン
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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