紫外線発光ダイオード露光源と回転機構による微小3次元曲面形成法

利用紫外发光二极管曝光源及旋转机构的微三维曲面形成方法

• 批准号: 19651064
• 负责人: 松本 佳宣
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19651064/
• 关键词: UV-LED; リソグラフィ; 曲面形成; 光学素子; マイクロレンズ; 露光; レジスト; プロセスシミュレーション

本研究では,UV-LEDアレイからの紫外線を用いてガラス基板を透過させてかつ回転動作を伴う露光を行うことで,曲面構造を作製する新たな曲面形成法を提案した。表面実装型LEDを高密度に配列したUV-LEDアレイを用いて従来に比べ露光時間を従来の14分から7分に短縮して直径220μm～550μm,高さ100μm～280μmのレジスト曲面形状を作製した。得られた構造体の形状をシリコン樹脂の一種であるPDMSを用いて転写を行った。このPDMS型をレンズ鋳型としてインプリント用光学材料を塗布したガラス基板に押し付け,この状態のままPDMSを透過させて紫外線を照射して成型することで,各種基板上ヘマイクロレンズを試作した。この手法により,光学特性の優れたマイクロレンズが製作可能であることを実証した。昨年度,マスク設計時に開口間隔を小さくして条件を適切に設定することで,レンズ間隔の無いマイクロレンズアレイを製作する事ができる事を確認しているが,本年度はこの大面積化を目指して,マスク上に直接SU8レジストを塗布してこの上にマイクロレンズが製作できる事を確認した。さらに,曲面形状を製作できるメカニズムに関して,理論面から検証を行った。回折による露光分布と露光とレジストの溶解速度,UV-LEDのコリメーション角を考慮したリソグラフィシミュレータで計算すると実験の形状がほぼ予測できる事を明らかにした。これらのマイクロレンズに関して光線追跡シミュレーションと実測により集光効果の確認を行い本手法がマイクロレンズデバイスの作製法として利用可能であることを示した。

In this study, a new curved surface forming method was proposed for the control of UV-LED radiation. Surface mounted LEDs are arranged in high density, UV-LED is used in high density, the exposure time is reduced from 14 minutes to 7 minutes, the diameter is 220μm~550μm, the height is 100μm~280μm, and the curved surface shape is controlled. The structure of PDMS is composed of two parts. The PDMS type is coated with an optical material, and the PDMS in this state is irradiated with ultraviolet rays and molded. This method is used to optimize the optical properties. Last year, the opening spacing was kept small and the conditions were set appropriately when designing the Mask, and it was confirmed that the Mask spacing will be produced without the Mask. This year, in anticipation of this large-scale development, it is confirmed that the Mask will be directly coated with SU8 Masks and the Mask will be produced without the Mask. The shape of the curved surface is produced in the following way: The light distribution and dissolution rate of the UV LED are considered in the calculation of the shape of the UV LED. The method of making light trace and measuring the light collecting effect can be used.

项目成果

UV-LEDリソグラフィによるマイクロレンズアレイの製作

使用 UV-LED 光刻技术制造微透镜阵列

• 发表时间: 2009
• 期刊: 電気学会論文誌E 129巻10号
• 作者: 井口雄介;松本佳宣
• 通讯作者: 松本佳宣

Lithography with UV-LED array for curved surface structure

• DOI: 10.1007/s00542-007-0544-5
• 发表时间: 2008-08
• 期刊: Microsystem Technologies
• 作者: S. Suzuki;Y. Matsumoto

曲面形成リソグラフィによるマイクロレンズの作製

通过曲面形成光刻制造微透镜

• 发表时间: 2008
• 作者: 井口 雄介;松本 佳宣
• 通讯作者: 松本 佳宣

プロキシミティ裏面露光によるテーパ形状の製作と応用

使用邻近背曝光技术制造和应用锥形形状

• 发表时间: 2009
• 期刊: 電気学会論文誌E 129巻12号
• 作者: 松本佳宣;真壁啓司
• 通讯作者: 真壁啓司

UV-LEDアレイによる曲面形成リソグラフィ

使用 UV-LED 阵列的曲面形成光刻

• 发表时间: 2007
• 作者: 鈴木 慎也;松本 佳宣
• 通讯作者: 松本 佳宣