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。

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。

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。

特開2006−11210号公報

特開2004−361858号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

[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)。

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。

[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。

[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。

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。

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。

[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。

[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。

[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。

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。

[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。

[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。

[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。

[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。

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。

(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。

(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。

<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。

<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。

<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。

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。

<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。

[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)。

[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)。

[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)。

[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。

(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。

[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。

(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。

[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。

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