微镜、微镜阵列及其制造方法技术

一种微镜，包括基材和形成于该基材上的透镜，所述透镜置于所述基材上的开口部；所述开口部通过第１单分子膜覆盖所述基材而形成；所述第１单分子膜，其临界表面能量为２２ｍＮ／ｍ或２２ｍＮ／ｍ以下，与所述开口部内的区域相比针对透镜材料更显示非亲合性，而且，通过共价键被固定在所述基材表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种微镜、微镜阵列及微镜的制造方法。
技术介绍
在基材上形成有透镜的微镜、或在基材上形成有多个透镜的微镜阵列是光学器件，具有各种形状并且由多种材质构成。作为这些微镜或微镜阵列，从制造难易度以及降低成本等观点出发，除了将玻璃等无机材料用于透镜材料的微镜等之外，还提出有由树脂制造的微镜。由于该树脂制微镜的制造方法是将用于形成透镜的树脂溶液搁置在基材上，利用其表面张力以形成半球形透镜的，因此采用着在透镜形成区域之外抑制上述树脂溶液扩散的基材结构。例如，专利文献1中公开有如下方法即，在透明基材面上预先形成由排斥透镜用树脂组成物之光感性树脂的部件构成的图案(pattern)，针对该排斥部所包围的图案内滴落透镜用树脂组成物，从而形成透镜。此外，专利文献2中公开有如下方法即，在基材上形成对透镜用树脂液体具有不湿性、并且由镍制薄板所制的掩蔽材料的图案，针对该图案面上滴落形成透镜用的粘性液体，通过其表面张力使液体形成为球面形，并将其固化形成透镜。与上述不同，专利文献3公开有如下方法即，在基材表面上形成可以改变润湿性(wettability)的湿性可变层，在该湿性可变层上形成多个微镜。在此方法中，首先在基材表面全体上形成光催化剂含有层。然后，向光催化剂层照射能量以使润湿性相异的区域成为图案形状。通过透镜用树脂组成物滴落至其图案上，使树脂溶液不扩散至透镜形成部以外的区域。再者，在专利文献4中公开有在基材上形成用于形成透镜的分割线的方法，该分割线的接触角相对于由酚类树脂等树脂构成的形成透镜用树脂大于等于15度。然而，如上所述，在透镜形成区域外设置树脂制基层的方法中，因树脂与基材仅仅是物理吸附，所以，与基材的粘合性很弱，因此，由其后处理工序很容易产生层间剥离。所以，形成树脂制基体之后，当在基材上搁置用于形成透镜的树脂时，形成高精度微小的透镜图案是很困难的。尤其是，当由抗蚀树脂(resist resin)形成树脂制基体时，从其容易产生剥离的角度限制了用于形成透镜的树脂及将其分散的溶液种类，且还限制了对折射率的选择。另外，在形成上述微镜的情况下，为了使机器小型化，存在着使光路长度减小的要求。从减小光路长度的观点出发，专利文献3所记载的制造方法，因为在基材上设有树脂制湿性可变层，并且在此层上配置有形成透镜用树脂，所以造成该树脂层部分的光路长度的增加。此外，有必要考虑基材、湿性可变层以及形成透镜用树脂的3个折射率相异的构成材料，来进行光学设计。另一方面，在专利文献1、2或4中，只将基材上的给定区域用树脂覆盖，由此在基材上形成开口部，且在该开口部配置用于形成透镜的树脂。但是，如图13所示，在此种基材1上由具有开口部的树脂制基体101来划分2个以上的透镜的情况下，由于使用树脂溶液，树脂基体101的厚度就高达至数10μm～数mm。因此，在形成透镜102时，开口部的深度相当的透镜底部103成为死体积，使透镜变厚，其结果，妨碍了光路长度的减小。上述问题，在将微小的微镜以高精度形成时，则成为妨碍。伴随装置的小型化，要求将透镜自身微小化的同时，还要求透镜厚度更薄，但是，根据上述以往提出的方法，朝向更薄化发展是很困难的。作为解决上述透镜厚度问题的方法，还公开有取代树脂制基体在基材上形成薄膜单分子膜的方法。例如，在专利文献5中，记载着如下的图案形成体，并且记载着该图案形成体适用于微镜。该图案形成体具有基材；形成于基材上的光催化剂含有层；形成于光催化剂含有层上的保护部；以覆盖光催化剂含有层和保护部而形成的，并根据伴随照射能量的光催化剂的作用来变化表面特性的特性变化层；以及特性变化层的特性变化之后的特性变化图案。此外，专利文献6中，记载着使用自组图案化的单分子膜(self-assembledpatterned monolayer)的方法。在此方法中，首先形成具有由有机分子覆盖表面的给定图案的印模。其次，通过将此印模与基材接触，有机分子被转印至基材上，使在基材上形成自组图案化的单分子膜。然后，在此单分子膜的图案之间形成薄膜，从而形成微镜。还有，在专利文献7中，公开有将单分子膜的光致异构层形成于基材全体上，且通过向此光致异构层照射光，使表面张力产生倾斜，并将滴落至光致异构层上的用于形成透镜的滴液移动至所需位置的方法。然而，专利文献5的方法，由于光催化剂含有层形成于基材全体上，进而，保护部及特性变化层形成于光催化剂含有层上。因此，即使当上层的特性变化层为薄膜时，则作为全体的厚度也很大。另外，由于是多层结构，光学设计复杂，同时透镜材料的选择范围窄。此外，根据专利文献6，因为通过印模印刷，有机分子从印模表面转印至基材上，形成单分子膜。所以，需要将大量的有机分子附着于印模上，且很难形成厚度均一的单分子膜。另外，为将有机分子固定于基材上而使用高活性有机分子时，在印模上有机分子之间容易产生反应。因而，在基材上存在大量的失去与基材结合所需活性而处于游离状态的有机分子，从而容易导致厚膜。此外，形成的单分子膜由于有机分子失去活性，使固定不充分而容易剥落，且非亲和性也不充分。尤其，在专利文献6的微镜形成中，由于并不是在防止上述有机分子失去活性的气氛下，进行附着及转印至基材的运作的，所以，很难充分地形成对透镜材料的非亲和性卓越的均一单分子膜。另外，在专利文献7所记载的方法中，在设置液滴后，因需要改变单分子膜表面能量的工序，所以，在制作透镜阵列时，控制使透镜形状均质是极其困难的。并且，无论采用上述任一的单分子膜的方法，伴随透镜的微小化，将透镜材料在基材上的给定位置以给定形状形成都是很困难的。即，若固定于基材上的薄膜单分子膜均质地成膜，便有可能降低透镜厚度，但是，透镜直径越小透镜材料就越容易从设置透镜的给定区域扩散。所以，产生透镜形状歪斜，不能够得到具有给定高度的透镜等的问题便变得显著。再说，多个透镜形成于基材上的透镜阵列，因试图有效地利用光，所以，期待尽量缩小邻接透镜间的间隔，实现高密度。然而，随着透镜间距缩小，在设置透镜材料的时候，若出现上述透镜材料的扩散，便会给邻接透镜带来影响。由于受到此接近的邻接透镜间的影响，想得到均一的透镜阵列是很困难的。专利文献1日本专利技术专利平2-262601号公开公报专利文献2日本专利技术专利平4-190301号公开公报专利文献3日本专利技术专利平2001-141906号公开公报专利文献4国际公开WO95/9372 专利文献5美国专利2005/31973号公开公报专利文献6美国专利2004/163758号公开公报专利文献7美国专利2004/151828号公开公报
技术实现思路
本专利技术鉴于以上问题而作出，其目的在于提供一种耐剥落性优越的同时，可减少光路长度，且，在针对透镜追求微小化和高密度化的场合下，也能够确保充分光学特性的。即，本专利技术提供的微镜，包括基材和形成于该基材上的透镜，所述透镜置于所述基材上的开口部；所述开口部通过第1单分子膜覆盖所述基材而形成；所述第1单分子膜，其临界表面能量为22mN/m以下，与所述开口部内的区域相比针对透镜材料更显示非亲合性，而且，通过共价键被固定在所述基材表面上。此外，本专利技术提供的微镜阵列包括上述微镜。还有，本专利技术提供的微镜的制造方法，该微镜包括基材和形成于该基材上的透镜，该制造方法包括以下步骤使有机分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微镜，其特征在于，包括基材和形成于该基材上的透镜，其中：所述透镜置于所述基材上的开口部；所述开口部通过第１单分子膜覆盖所述基材而形成；所述第１单分子膜，其临界表面能量为２２ｍＮ／ｍ以下，与所述开口部内的区域相比针 对透镜材料更显示非亲合性，而且，通过共价键被固定在所述基材表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：美浓规央，安保武雄，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]