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2019 年度 実績報告書

厚膜レジストパターンの断面形状制御を利用したマイクロレンズアレイ製作技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K05021
研究機関東京電機大学

研究代表者

堀内 敏行  東京電機大学, 工学部, 研究員 (00297582)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードマイクロレンズ / レンズアレイ / レンチキュラーレンズ / 投影露光 / デフォーカス制御 / リソグラフィ / 厚膜レジスト
研究実績の概要

前年度の研究により、ステンレス板にドットレジストパターンを形成し、それをマスキング材としてエッチングすると、凸レンズ状の突起が形成されることが分かった。この突起の大きさや高さは、オキザリスデッペイという植物の撥水枯葉表面に類似していた。そこで、ステンレス板の撥水性向上が図れるのではないかと考え、研究を発展させた。直径20μm、ピッチ35μmのパターンを六方最密配置で形成し、エッチング深さを最適化すると、局部的に100度以上の接触角が得られることが分かった。
一方、前年度までは、レンズ面を作るため、投影露光時のデフォーカス量を変えてレジスト断面側壁の形状を制御していた。これに対し、新たな方法として、液晶ディスプレイをレチクルの代替として露光量に分布を持たせたグレースケール露光を行い、レンズ状の面を作ることを試みた。しかし、ディスプレイ用の液晶は波長420nm以下の短波長がカットされていて紫外線用の化学増幅型レジストが使えないため、1ショットの露光に数10分も要することが分かった。そこで、紫外線用の厚膜化学増幅型レジスト上にg線(波長436nm)薄膜レジストを重ねて塗布し、上層のg線薄膜レジストを液晶ディスプレイにより露光し、形成したg線薄膜レジストパターンをマスキング材として下層厚膜化学増幅型レジストを露光することにより厚膜パターンを形成する2層レジストプロセスを開発した。
3年間の研究で、短ピッチレンチキュラーレンズ、密接プラスチックレンズアレイの新しい製作方法を開発し、レンズ機能を確認した。また、用いた厚膜レジストプロセスは、金属の粗い面上へのパターン形成にも有効であることが分かり、レンズ状撥水面形成の研究で蓄積したステンレス板加工技術は、ステンレス管の複雑加工にも応用できた。マイクロレンズ製作技術の開発に加えて、様々な新しい展開の芽を得ることができた。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Two-layer resist process for printing thick patterns by exploiting a maskless projection exposure system using a liquid-crystal-display panel2020

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Toshiyuki、Okiyama Hayato、Sato Ryuta、Kobayashi Hiroshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 ページ: SIIA01~SIIA01

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab7438

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Fabrication Method of Minute Cylindrical Structures Such as Stents Using Lithography, Etching, and Chemical Polishing2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Horiuch, Kaiki Ito, Jun-ya Iwasaki, and Hiroshi Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th Joint Conference on Biomedical Engineering Systems and Technologies (BIOSTEC 2020)

      巻: 1 ページ: 169~175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of projection lithography using a gradient-index lens array and wet etching to texturing for control of the hydrophobic properties of stainless-steel plates2019

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Toshiyuki、Kazama Yuta、Yoshida Hiroya、Yanagida Akira、Kobayashi Hiroshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SDDA01~SDDA01

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab0543

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Hydrophobic Property of Stainless-Steel Plates by Forming Lens-Like Protrusions Similar to Oxalis Leaf Surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Toshiyuki、Imon Yoshie、Sumimoto Kazuya、Yanagida Akira、Kobayashi Hiroshi
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 813 ページ: 19~24

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.813.19

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performances of Fine-Pitch Lenticular Lens Arrays Fabricated Using Semi-Cylindrical Resist Patterns2019

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Toshiyuki、Kurata Maiko、Miyazawa Satoshi、Yanagida Akira、Kobayashi Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 32 ページ: 67~72

    • DOI

      10.2494/photopolymer.32.67

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of a Stent-Like Complicated Structure Using Synchronized Scan Rotation Lithography and Wet Chemical Etching2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Horiuchi, Kaiki Ito, Yuhta Suzuki, Akira Yanagida and Hiroshi Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of ASPEN2019, 8th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology

      巻: なし ページ: A12-A12

    • 査読あり
  • [学会発表] Novel Fabrication Method of Minute Cylindrical Structures Such as Stents Using Lithography, Etching2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Horiuch, Kaiki Ito, Jun-ya Iwasaki, and Hiroshi Kobayashi
    • 学会等名
      Biodevices 2020, 13th Joint Conference on Biomedical Engineering Systems and Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] 一列アレイを積層した正方形断面光ファイバマトリックスの露光特性2020

    • 著者名/発表者名
      堀内敏行,渡辺 潤, 岩崎順哉, 小林宏史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Improvement of Hydrophobic Property of Stainless Steel Plates by Forming Lens-Like Protrusions similar to Oxalis Leaf Surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Toshiyuki, Imon Yoshie, Sumimoto Kazuya, Yanagida Akira, Kobayashi Hiroshi
    • 学会等名
      33rd Conference on Surface Modification Technologies 26-28 June, 2019 Naples, Italy
    • 国際学会
  • [学会発表] 液晶投影露光により短波長厚膜レジストパターンを形成する二層レジストプロセス2019

    • 著者名/発表者名
      堀内敏行, 沖山隼人, 佐藤龍太, 小林宏史
    • 学会等名
      電気学会 光応用・視覚研究会
  • [学会発表] 屈折率分布型レンズアレイによる大面積均一投影露光2019

    • 著者名/発表者名
      堀内敏行, 風間裕太, 吉田寛弥, 井門芳恵, 住本和弥, 柳田明, 小林宏史
    • 学会等名
      令和元年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • [学会発表] 小径ステンレス管表面への網目パターンの均一形成2019

    • 著者名/発表者名
      堀内敏行, 伊藤海樹, 小林宏史
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • [学会発表] レンズ状突起の形成によるステンレス鋼板の撥水性向上2019

    • 著者名/発表者名
      堀内敏行,井門芳恵, 住本和弥, 柳田明, 小林宏史
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Two-Layer Resist Process to Print Thick Patterns by Exploiting Matrix Projection Exposure Using a Liquid-Crystal Display Panel2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Horiuchi, Hayato Okiyama, Ryuta Sato, and Hiroshi Kobayashi
    • 学会等名
      MNC 2019, 32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of a Stent-Like Complicated Structure Using Synchronized Scan Rotation Lithography and Wet Chemical Etching2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Horiuchi, Kaiki Ito, Yuhta Suzuki, Akira Yanagida and Hiroshi Kobayashi
    • 学会等名
      ASPEN 2019, 8th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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