[发明专利]微孔阵列结构体和使用该微孔阵列结构体的微型复合元件的制备方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及塑性元件的模塑技术，更具体涉及由多个部分形成的高度微型化的塑性复合材料的高精度模塑技术。本发明的技术适用于生产用于复印机、传真机、固态扫描型打印机等的光学扫描系统，或者具有内置微型透镜阵列的被设计用于光传输的光波导管的微型塑料透镜阵列；生产数码相机的透镜；生产用于投影屏幕、触摸板、用于电子照片处理的感光体、显示设备等的光纤阵列。

背景技术

通常，有一种技术，通过模塑的方式形成由多个微型元件形成的高精度塑料产品。更具体地，有一种技术，形成：(1)微型透镜阵列；和(2)小型光纤阵列。

(1)涉及微型透镜阵列的常规技术

对于涉及微型透镜阵列或微透镜阵列的常规技术，引用日本特开1-107202(专利文献1)、日本特开2004-341474(专利文献2)、日本特开2004-45586(专利文献3)。

更具体地，专利文献1公开了透镜阵列的制造方法，该方法根据如下步骤：在模具中排列GRIN(渐变折射率)的圆柱体透镜，以使其光轴以预设方向排列；以及将熔融树脂注入该模具中以形成模塑品，在该模塑品中透镜阵列和树脂成为整体。

进一步，专利文献2记载了通过挤出成型法生产光学元件的方法。更具体地，专利文件2的技术旨在光学元件的生产方法，其特征在于模具的长寿命、能够形成无变形或光学缺陷的透镜、以及能够很容易地将透镜高精度地整合到主体设备上。

因而，透镜支撑部件以这样的方式被放置在下模具上，即透镜支撑部件被形成为具有很多透镜孔，将透镜放置在透镜支撑部件的各透镜孔中。因此，下模具和上模具分别被形成为下透镜模具表面和上透镜模具表面具有比透镜孔的直径更小的直径，并且通过相互挤压上模具和下模具形成透镜。通过使用不同的材料用于透镜和透镜支撑部件，抑制透镜的光学噪声成为可能。尤其是，通过使用金属用于透镜支撑部件，通过焊接的方式容易将透镜阵列安装到主体设备上成为可能。

进一步，专利文献4提供了制备具有薄的光屏蔽部分的高精度复合模塑品的方法。该文献通过对模制产品实施第二模塑工序消除了模制产品和模塑设备之间的不对准问题，并且能够通过在尺寸和图案转移精度(pattern transferprecision)方面高精度的模塑法制备复合物(composite)。对于该现有技术，参考位置分别定义为通过第一模塑工序所生产的模制产品和用于在第二模塑工序的初始设置时相互校准的第二模塑的模具。进一步地，通过膨胀或收缩第一模制品或模具的方式，或者通过机械尺寸调整的方式，实现尺寸调整。进一步地，通过检测其间的相互位置关系，或者通过基于线性热膨胀系数检测温度来评价相互位置关系，控制在第二模塑设备中支撑第一模制品的起始时间(start timing)。可选择地，基于由温度和尺寸计算的时间，可以控制该起始时间。因此，第二模塑的起始时间被定义为如下时间：第一模塑品的温度达到比玻璃化转变点高3～25℃温度的时间。

日本专利3,521,469(专利文献5)记载了树脂透镜阵列的制备方法，该方法根据如下步骤：通过以均匀的厚度涂覆透明树脂，在平的基底的一个表面上形成树脂层；朝着形成有通孔的光屏蔽材料的光屏蔽板的方向推进该树脂层；通过将部分树脂层挤入到光屏蔽板的通孔中形成透镜；固化树脂层以形成透镜阵列片；和通过树脂层的方式固定基底和光屏蔽板。

进一步地，日本特开2004-45586提供了制备具有光屏蔽层的微透镜阵列片的方法，该方法包括步骤：照射紫外辐射到微透镜阵列片上，所述微透镜阵列片包括以下的连续叠层结构：在一个表面上载有微透镜并且在其另一个表面上载有透明的光敏层或热塑性树脂层的透明支持基底，颜色为黑色的紫外线固化的粘合剂树脂层和保护薄膜层，以使紫外线被施加到形成透镜的表面上；在紫外线被微透镜聚焦的部分使紫外线固化的树脂层固化，以促使相应于被聚焦部分的固化树脂层转变为保护薄膜层；通过从其中剥去保护膜层，从透明的光敏层或热塑性树脂层上剥离被聚焦部分的固化树脂层；以及在对应于未暴露于紫外线的部分形成紫外线固化的树脂层的光屏蔽图案，并且与透明的光敏层保持紧密接触。

(2)涉及光纤阵列的常规技术

有各种涉及制造光纤阵列的常规技术。