| 研究概要 |
本研究では,近年開発されたUV-LEDアレイを用いて回転露光を行うことで,曲面構造を作製する新たな曲面形成法を提案した。この手法により,数百μmスケールの曲面構造の制御と一括大面積露光,製造工程の簡易化・低コスト化を実現できる。この手法と基板透過露光法を組み合わせ,マスクパターンと露光・プリベーク条件を様々に変えながら試作を行うことにより,ネガ型レジストSU-8に対して直径200〜600μm,高さ50〜300μmの高アスペクトなマイクロレンズパターンを作製した。また,同一平面上において高さの大きく異なるレンズパターンや,グレイスケールマスク法を適用したパターン等も作製し,高い自由度で曲面形成が可能であることを示した。さらに,光出力の高い表面実装型のLEDを高い配置密度で配列した光源を用いて試作を行い,通常のUV-LEDに比べ半分以下の露光時間で直径550μm,高さ300μm程度のマイクロレンズパターンを作製することに成功した。作製したSU-8の曲面構造を元にPDMSに転写を行い,これを型として紫外線硬化型の光学樹脂を流し込み,露光して成型することで,シリコンウェハ上へのマイクロレンズの作製,ガラス基板上へのマイクロレンズの作製を行った。マイクロレンズに関しては光線追跡シミュレーションにより集光特性評価を行い,直径240μmのレンズを150μm厚のガラス基板上に形成することで90%以上の光線が1/7以下に集光可能であること,直径440μmのレンズを300μm厚のガラス基板上に形成することで90%以上の光線が1/13以下に集光可能であることを確認し,実用的なデバイスの作製法として応用可能であることを示した。
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