JP2008162191A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面にマイクロレンズが再現性よく形成され、かつ耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる成形体を有する光学素子を生産性よく製造できる方法を提供する。
【解決手段】（ａ−１）表面にマイクロレンズ１４に対応する反転構造が形成され、かつその表面が含フッ素重合体を含むモールドの表面に、硬化性物質を含む溶液または前記硬化性物質からなる液体を供給して、モールドの表面に前記溶液または液体の層を形成する工程と、（ｂ−１）含フッ素重合体の軟化温度未満で前記層が溶媒を含む場合は溶媒を除去し、硬化性物質が硬化前駆体となるまで硬化反応を進める工程と、（ｄ−１）硬化前駆体の層を有するモールドから硬化前駆体の層を分離して硬化前駆体の成形体を得る工程と、（ｅ−１）硬化前駆体を硬化させて表面にマイクロレンズ１４が形成された透明硬化物質１６からなる成形体を得る工程とを有する光学素子１０の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロレンズを有する光学素子の製造方法に関する。

マイクロレンズを有し、かつ耐熱性物質からなる光学素子の製造方法としては、下記方法が提案されている。
（１）熱フローによる樹脂の熱流動性を用いてレンズを丸く、半球状に加工する方法（特許文献１）。
（２）ドライエッチング技術によりマイクロレンズを形成する方法（特許文献２）。
（３）熱インプリントでマイクロレンズを形成する方法（特許文献３）。

しかし、（１）の方法では、マイクロレンズの形状が限定される問題がある。また、複数のマイクロレンズが密集したマイクロレンズアレイ、または複眼のようにマイクロレンズが重なり合ったマイクロレンズアレイでは、熱フローによりマイクロレンズ同士が融着する問題がある。

（２）の方法は、（１）の方法の問題を解決する方法である。しかし、（２）の方法は、工程数が多い。また、マイクロレンズの形状によっては、再現性よくマイクロレンズを形成できない問題がある。

（３）の方法は、高温および高圧の条件が必要であり、成形に長時間を要するため、光学素子の生産性が低い。また、加熱された耐熱性物質の粘度が高いため、マイクロレンズを再現性よく形成できず、数百μｍ以下のマイクロレンズの形成は困難である。
特開昭６０−５３０７３号公報 特開２００６−４１４６７号公報 特開２００６−４５０２９号公報

本発明の目的は、表面にマイクロレンズが再現性よく形成された成形体であって、かつ耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる成形体、を有する光学素子を生産性よく製造できる製造方法を提供することにある。

本発明の光学素子の製造方法は、表面にマイクロレンズが形成された成形体であって、かつ硬化性物質を硬化させて得られる耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる成形体、を有する光学素子の製造方法であって、（ａ−１）表面に前記マイクロレンズに対応する反転構造が形成され、かつその表面が含フッ素重合体を含む、モールドの該表面に、前記硬化性物質を含む溶液または前記硬化性物質からなる液体を供給して、前記モールドの表面に前記溶液または液体の層を形成する工程と、（ｂ−１）前記含フッ素重合体の軟化温度未満で、前記層が溶媒を含む場合は溶媒を除去し、前記硬化性物質が硬化前駆体となるまで硬化反応を進める工程と、（ｄ−１）前記硬化前駆体の層を有するモールドから該硬化前駆体の層を分離して該硬化前駆体の成形体を得る工程と、（ｅ−１）前記硬化前駆体を硬化させて透明硬化物質からなる成形体を得る工程とを有することを特徴とする。
前記（ｅ−１）工程における硬化前駆体の硬化を、前記（ｂ−１）工程で使用した温度よりも高い温度で行うことが好ましい。
本発明の光学素子の製造方法は、前記（ｂ−１）工程と前記（ｄ−１）工程との間に、（ｃ−１）モールド上の前記硬化前駆体の層の表面に基材を貼り合わせる工程を有していてもよい。

本発明の光学素子の製造方法は、表面にマイクロレンズが形成された成形体であって、かつ硬化性物質を硬化させて得られる耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる成形体、を有する光学素子の製造方法であって、（ａ−２）表面に前記マイクロレンズに対応する反転構造が形成され、かつその表面が含フッ素重合体を含む、モールドの該表面に、前記硬化性物質を含む溶液または前記硬化性物質からなる液体を供給して、前記モールドの表面に前記溶液または液体の層を形成する工程と、（ｂ−２）前記含フッ素重合体の軟化温度未満で、前記層が溶媒を含む場合は溶媒を除去し、前記硬化性物質を透明硬化物とする工程と、（ｄ−２）前記透明硬化物質の層を有するモールドから該透明硬化物質の層を分離して該透明硬化物質からなる成形体を得る工程とを有することを特徴とする。
本発明の光学素子の製造方法は、前記（ｂ−２）工程と前記（ｄ−２）工程との間に、（ｃ−２）モールド上の前記透明硬化物質の層の表面に基材を貼り合わせる工程を有していてもよい。

透明硬化物質は、炭素−ケイ素結合によりケイ素原子に結合した有機基を有する酸化ケイ素系ポリマー、または、含フッ素芳香族系ポリマーであることが好ましい。
透明硬化物質は、シリコーンレジンの硬化物、ヒドロシリレーション反応硬化型オルガノシリコーンの硬化物、含フッ素ポリアリーレンエーテル、または、含フッ素ポリイミドであることが好ましい。
前記含フッ素重合体は、フッ素原子の量が含フッ素重合体（１００質量％）中３５質量％以上であり、かつ含フッ素重合体からなる膜の水に対する接触角が８０度以上であることが好ましい。
前記マイクロレンズの直径は、３００μｍ以下であることが好ましい。

本発明の光学素子の製造方法によれば、表面にマイクロレンズが再現性よく形成された成形体であって、かつ耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる成形体、を有する光学素子を生産性よく製造できる。

本明細書においては、式（１）で表される化合物を化合物（１）と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。

＜光学素子＞
本発明における光学素子は、表面にマイクロレンズが形成された成形体であって、かつ硬化性物質を硬化させて得られる耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる成形体を有するものである。図１は、本発明における光学素子の一例を示す断面図である。光学素子１０は、基材１２と、基材１２に貼り合わされた、表面にマイクロレンズ１４が形成された透明硬化物質１６からなる成形体とを有する。

（基材）
基材は、必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。
基材としては、石英、ガラス、セラミックス、プラスチック、ゴム、金属、後述の有機無機ハイブリッド材料等が挙げられ、特に光学用途に用いる場合には３８０ｎｍから２０００ｎｍの光を７０％以上透過する材料が望ましい点から、石英、ガラス、セラミックス、プラスチックが好ましい。
基材の屈折率とマイクロレンズの屈折率との差は、本発明の光学素子を用いる光の波長範囲において、０〜０．１５の範囲であることが好ましい。屈折率差が０〜０．１５の範囲であれば、基材とマイクロレンズとの界面における屈折や散乱が抑制され、光学素子として良好な特性が得られる。屈折率差は、０〜０．１０の範囲がより好ましく、０〜０．０５の範囲がさらに好ましい。

プラスチックとしては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、脂肪族ポリエステル、セルロース、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸等が挙げられる。
ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
セラミックスとしては、サファイア等が挙げられる。

（成形体）
成形体は、表面にマイクロレンズが形成され、かつ硬化性物質を硬化させて得られる耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる。
耐熱温度が２００℃以上であるとは、熱質量分析（ＴＧＡ曲線）において、少なくとも２００℃まで質量減少が認められないことを意味する。
透明硬化物質は、厚さ１ｍｍの石英基板上に約１μｍの透明硬化物質の層を作製したとき、波長３８０〜２０００ｎｍにおける光線透過率が７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましい。
硬化性物質を硬化させて得られる透明硬化物質は、有機基を含む物質であることが好ましい。有機基を含むことにより、成形体の厚さを１００ｎｍ以上にできる。
透明硬化物質としては、炭素−ケイ素結合によりケイ素原子に結合した有機基を有する酸化ケイ素系ポリマー、または、含フッ素芳香族系ポリマーが挙げられる。炭素−ケイ素結合によりケイ素原子に結合した有機基を有する酸化ケイ素系ポリマーとしては、シリコーンレジンの硬化物、ヒドロシリレーション反応硬化型オルガノシリコーンの硬化物が好ましい。含フッ素芳香族系ポリマーとしては、含フッ素ポリアリーレンエーテル、または、含フッ素ポリイミドが好ましい。

マイクロレンズの形状としては、球面凸レンズ、球面凹レンズ、非球面凸レンズ、非球面凹レンズ、フレネルレンズ、リング状プリズム、複眼構造等が挙げられる。
マイクロレンズの数は、１つであってもよく、複数であってもよい。

マイクロレンズの間隔は、最も狭いところで０ｎｍ〜５００μｍが好ましく、０ｎｍ〜１００μｍがより好ましい。
マイクロレンズの直径は、１００ｎｍ〜５００μｍが好ましく、３００ｎｍ〜３００μｍがより好ましい。
マイクロレンズの高さ（または深さ）は、１００ｎｍ〜３００μｍが好ましく、３００ｎｍ〜１００μｍがより好ましい。

（光学素子）
光学素子の厚さは、０．０１〜１０ｍｍが好ましい。光学素子の厚さが０．０１ｍｍ以上であれば、機械的強度が充分となり、変形しにくく、取り扱いやすい。光学素子の厚さが１０ｍｍ以下であれば、光学的特性が損なわれることがない。
光学素子としては、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ、シリンドリカルレンズアレイ、フレネルレンズ等が挙げられる。

＜光学素子の製造方法＞
本発明の光学素子の製造方法としては、硬化性物質の種類、硬化性物質の加熱温度等に応じて、下記２通りの製造方法が挙げられる。
（Ｉ）硬化性物質の硬化反応を進めて硬化前駆体とした後、該硬化前駆体を硬化させ、透明硬化物質とする方法。
（II）硬化性物質を一度の加熱で硬化させ透明硬化物質とする方法。

（Ｉ）の方法：
（Ｉ）の方法は、下記工程を有する。
（ａ−１）表面に前記マイクロレンズに対応する反転構造が形成され、かつその表面が含フッ素重合体を含む、モールドの該表面に、前記硬化性物質を含む溶液または前記硬化性物質からなる液体を供給して、前記モールドの表面に前記溶液または液体の層を形成する工程。
（ｂ−１）前記含フッ素重合体の軟化温度未満で、前記層が溶媒を含む場合は溶媒を除去し、前記硬化性物質が硬化前駆体となるまで硬化反応を進める工程。
（ｃ−１）必要に応じて、モールド上の前記硬化前駆体の層の表面に基材を貼り合わせる工程。
（ｄ−１）前記硬化前駆体の層を有するモールドから該硬化前駆体の層を分離して該硬化前駆体の成形体を得る工程。
（ｅ−１）前記硬化前駆体を硬化させて透明硬化物質からなる成形体を得る工程。

（ａ−１）工程：
図２（ａ−１）に示すように、表面にマイクロレンズ１４に対応する反転構造２２が形成され、その表面が含フッ素重合体を含む、モールド２０の表面に、硬化性物質を含む溶液または硬化性物質からなる液体（以下、「溶液または液体」ともいう。）を供給して、前記モールド２０の表面に前記溶液または液体の層３０を形成する。

モールド２０への溶液または液体の供給方法としては、スピンコート、ディップコート、キャスト、スリットコート、スプレーコート等が挙げられる。硬化性物質によっては、溶液または液体の供給時に温度制御（加熱、冷却等。）、湿度制御、雰囲気の選択（大気、窒素雰囲気等。）が必要な場合がある。溶液または液体の供給後に、溶液または液体の層３０中の気泡を取り除くために、５００ｍｍＨｇ以下に減圧処理することが好ましい。

（モールド）
モールド２０はその表面が含フッ素重合体を含む。モールド２０に供給する溶液または液体には中性の成分だけでなく、弱酸性、弱塩基性、または強塩基性の成分が含まれている場合がある。また、溶液には有機溶剤が含まれる場合もある。モールド２０には、そのような溶液または液体に対して膨潤・溶解しないという耐薬品性が要求される。ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなるモールドと異なり、その表面が含フッ素重合体を含むモールド２０は耐薬品性に優れる。
モールド２０は、含フッ素重合体を含むモールド本体の裏面に基板を設けたものであってもよく、該モールド本体と基板との間に１層以上の中間層を設けたものであってもよい。モールド２０としては、コストおよび層間の密着性の点から、モールド本体と基板との間に１〜４層の中間層を設けたものが好ましい。中間層としては、反応性基を有する含フッ素重合体からなる層が挙げられる。反応性基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、エステル結合を有する基、水酸基、アミノ基、シアノ基、イソシアネート基等が挙げられ、カルボキシ基が好ましい。

基板としては、石英、ガラス；シリコーン樹脂、前記含フッ素重合体のガラス転移温度よりも２０℃以上高いガラス転移温度を有するフッ素樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、脂肪族ポリエステル樹脂、セルロース、ポリカーボネート、ポリイミド；サファイヤ、ニッケル、鉄、ステンレス、銅等が挙げられる。

含フッ素重合体としては、熱可塑性の含フッ素重合体が好ましい。
含フッ素重合体としては、離型性の点から、フッ素原子の量が含フッ素重合体（１００質量％）中３５質量％以上であり、かつ含フッ素重合体からなる膜の水に対する接触角が８０度以上である含フッ素重合体が好ましい。水に対する接触角は、接触角計を用いて測定する。
含フッ素重合体としては、含フッ素鎖状重合体または含フッ素環状重合体が好ましい。

含フッ素鎖状重合体としては、下記共重合体が挙げられる。
テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）系共重合体、
テトラフルオロエチレン／エチレン系共重合体（以下、ＥＴＦＥと記す。）、
テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体、
フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体。

含フッ素鎖状重合体としては、離型性および加工温度が低く成形しやすい点から、ＥＴＦＥが好ましい。
ＥＴＦＥとしては、テトラフルオロエチレン（以下、ＴＦＥと記す。）に基づく繰り返し単位とエチレン（以下、Ｅと記す。）に基づく繰り返し単位との比（ＴＦＥ／Ｅ）が、７０／３０〜３０／７０（モル比）のものが好ましく、６５／３５〜４０／６０（モル比）のものがより好ましい。

ＥＴＦＥは、他のコモノマーに基づく繰り返し単位を含んでいてもよい。他のコモノマーとしては、下記化合物が挙げられる。
フルオロエチレン類（ただし、ＴＦＥを除く。）：ＣＦ_２＝ＣＦＣｌ等、
フルオロプロピレン類：ＣＦ_２＝ＣＦＣＦ_３、ＣＦ_２＝ＣＨＣＦ_３等、
炭素数が２〜１２のパーフルオロアルキル基を有するフルオロエチレン類：ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ＝ＣＨ_２、ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ＝ＣＨ_２等、
パーフルオロビニルエーテル類：Ｒ^ｆ（ＯＣＦＸＣＦ_２）_ｋＯＣＦ＝ＣＦ_２（ただし、Ｒ^ｆは炭素数１〜６のパーフルオロアルキル基であり、Ｘはフッ素原子またはトリフルオロメチル基であり、ｋは０〜５の整数である。）等、
オレフィン類（ただし、Ｅを除く。）：Ｃ３オレフィン（プロピレン等。）、Ｃ４オレフィン（ブチレン、イソブチレン等。）等。

他のコモノマーとしては、ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ＝ＣＨ_２が特に好ましい。
他のコモノマーに基づく繰り返し単位の割合は、ＥＴＦＥを構成する全繰り返し単位（１００モル％）のうち、３０モル％以下が好ましく、０．１〜１５モル％がより好ましく、０．２〜１０モル％が特に好ましい。

含フッ素環状重合体とは、主鎖に含フッ素脂肪族環を有する含フッ素重合体であり、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子の１個以上が該含フッ素重合体の主鎖を構成する炭素原子であるものをいう。主鎖の炭素原子は、該含フッ素重合体を構成する単量体の重合性二重結合の２個の炭素原子に由来するか、または、２個の重合性二重結合を有する単量体を環化重合させて得た含フッ素重合体の場合は２個の重合性二重結合の４個の炭素原子に由来する。含フッ素脂肪族環を構成する原子としては、炭素原子以外に酸素原子、窒素原子等を含んでもよい。含フッ素脂肪族環としては、１〜２個の酸素原子を有する含フッ素脂肪族環が好ましい。含フッ素脂肪族環を構成する原子の数は４〜７個が好ましい。重合性二重結合としては、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基が好ましい。

含フッ素環状重合体としては、環状単量体の単独重合体または共重合体、ジエン系単量体を環化重合させた単独重合体または共重合体等が挙げられる。
環状単量体とは、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子間に重合性二重結合を有する単量体、または、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子と含フッ素脂肪族環外の炭素原子との間に重合性二重結合を有する単量体である。
ジエン系単量体とは、２個の重合性二重結合を有する単量体である。

環状単量体およびジエン系単量体は、フッ素原子を有する単量体であり、炭素原子に結合した水素原子と炭素原子に結合したフッ素原子の合計数に対する炭素原子に結合したフッ素原子の数の割合が８０％以上の単量体が好ましく、パーフルオロ単量体（該割合が１００％の単量体。）がより好ましい。
環状単量体およびジエン系単量体は、パーフルオロ単量体のフッ素原子の１〜４個が塩素に置換されたパーハロポリフルオロ単量体であってもよい。
環状単量体およびジエン系単量体と共重合させる単量体も、パーフルオロ単量体またはパーハロポリフルオロ単量体が好ましい。

環状単量体としては、化合物（１）または化合物（２）が好ましい。

ただし、Ｘ^１１、Ｘ^１２、Ｒ^１１およびＲ^１２は、それぞれフッ素原子、炭素数が１〜４のパーフルオロアルキル基または炭素数１〜４のパーフルオロアルコキシ基である。Ｘ^１１としては、フッ素原子が好ましい。Ｘ^１２としては、フッ素原子、トリフルオロメチル基、または炭素数１〜４のパーフルオロアルコキシ基が好ましい。
Ｘ^２１およびＸ^２２は、それぞれフッ素原子または炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基である。Ｘ^２１およびＸ^２２としては、フッ素原子またはトリフルオロメチル基が好ましい。

化合物（１）の具体例としては、化合物（１−１）〜（１−３）が挙げられる。

化合物（２）の具体例としては、化合物（２−１）〜（２−２）が挙げられる。

環状単量体と共重合させる単量体としては、下記化合物が挙げられる。
ＣＦ_２＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＣｌ、
ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_３等。

ジエン系単量体としては、化合物（３）が好ましい。
ＣＦ_２＝ＣＦ−Ｑ−ＣＦ＝ＣＦ_２ ・・・（３）。
ただし、Ｑは、エーテル性酸素原子を有していてもよい炭素数１〜３のパーフルオロアルキレン基である。エーテル性酸素原子を有するパーフルオロアルキレン基である場合、該パーフルオロアルキレン基におけるエーテル性酸素原子は、該基の一方の末端に存在していてもよく、該基の両末端に存在していてもよく、該基の炭素原子間に存在していてもよい。環化重合性の点から、該基の一方の末端に存在していることが好ましい。

化合物（３）の環化重合により、下式（３−１）〜（３−４）の繰り返し単位を有する重合体が得られる。

ジエン系単量体の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_２ＣＦ＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_２ＯＣＦ＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＯＣ（ＣＦ_３）_２ＯＣＦ＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＣＦ_２ＣＦ＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ＝ＣＦ_２等。

ジエン系単量体と共重合させる単量体としては、前記化合物（１）、前記化合物（２）、および下記化合物が挙げられる。
ＣＦ_２＝ＣＦ_２、
ＣＦ_２＝ＣＦＣｌ、
ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_３等。

含フッ素環状重合体は、全繰り返し単位（１００モル％）のうち、含フッ素脂肪族環を有する繰り返し単位を２０モル％以上含むことが好ましく、４０モル％以上含むことがより好ましく、含フッ素脂肪族環を有する繰り返し単位のみからなることが特に好ましい。含フッ素脂肪族環を有する繰り返し単位は、環状単量体の重合により形成された繰り返し単位およびジエン系単量体の環化重合により形成された繰り返し単位である。

含フッ素重合体としては、硬化前駆体との離型性に優れる点から、無定形または非結晶性のパーフルオロ重合体が好ましく、該パーフルオロ重合体をフッ素ガスで処理したパーフルオロ重合体がより好ましい。

（モールドの製造方法）
モールド２０の製造方法としては、モールド２０の反転構造２２に対応する微細構造（すなわち、マイクロレンズと同じ形状の凸部または凹部。）が表面に形成されたマスターモールドを用いたナノインプリント法、キャスト法等が挙げられる。

ナノインプリント法としては、下記工程を有する方法が挙げられる。
（ｘ−１）マスターモールドの表面と、熱可塑性の含フッ素重合体を含む膜とを熱圧着させ、該膜に反転構造２２を形成する工程。
（ｘ−２）マスターモールドと熱可塑性の含フッ素重合体を含む膜とを分離する工程。

キャスト法としては、下記工程を有する方法が挙げられる。
（ｙ−１）マスターモールドの表面に、含フッ素重合体の溶液を塗布する工程。
（ｙ−２）含フッ素重合体の溶液を乾燥させて、含フッ素重合体からなる層を形成する工程。
（ｙ−３）マスターモールドと含フッ素重合体からなる層とを分離する工程。

マスターモールドの材料としては、シリコン、ニッケル、銅、チタン、ステンレス、石英、ガラス、ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。

（硬化性物質）
硬化性物質とは、熱または光により硬化して透明硬化物質を形成しうる物質である。
硬化性物質としては、炭素−ケイ素結合によりケイ素原子に結合した有機基を有する酸化ケイ素系ポリマー（以下、単に、酸化ケイ素系ポリマーともいう。）を形成しうる硬化性物質、または、含フッ素芳香族系ポリマーを形成しうる硬化性物質が挙げられる。

（酸化ケイ素系ポリマー）
酸化ケイ素系ポリマーを形成しうる硬化性物質としては、有機変性アルコキシシラン、有機変性クロロシラン、および有機変性含ケイ素ポリマーからなる群から選ばれる１種以上、または有機変性アルコキシシラン、有機変性クロロシランおよび有機変性含ケイ素ポリマーからなる群から選ばれる１種以上の反応物が挙げられる。該反応物は、有機変性アルコキシシラン、有機変性クロロシラン、および有機変性含ケイ素ポリマーからなる群から選ばれる１種以上に、水、有機溶剤、ｐＨ調整剤、加水分解触媒または重合反応安定化剤を添加して、反応させたものである。該反応は、必要に応じて、冷却、加熱、加圧、減圧、大気中、窒素雰囲気等の条件下で行う。

有機変性アルコキシシランとしては、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、これらの化合物のエトキシ基を他のアルコキシ基（メトキシ基等）としたもの等が挙げられる。

有機変性クロロシランとしては、有機変性アルコキシシランのアルコキシ基を塩素原子としたものが挙げられる。

有機変性含ケイ素ポリマーとは、ポリシロキサン類、ポリシラン類、ポリシラザン類、ポリカルボシラン類、ポリアルミノシロキサン類、ポリチタノシロキサン類、ポリボロシロキサン類、ポリアルミノシラザン類、ポリチタノシラザン類、ポリボロシラザン類、これらの含ケイ素ポリマーの共重合物である。
有機変性含ケイ素ポリマーとしては、反応性官能基を有するポリシロキサン類が好ましい。反応性官能基としては、ヒドロシリル基、ビニル基、シラノール基、アルコキシシリル基、メタクリル基、エポキシ基等が挙げられる。

酸化ケイ素系ポリマーを形成しうる硬化性物質は、無機微粒子を含んでいてもよい。無機微粒子を含むことにより、透明硬化物質の屈折率を制御したり、透明硬化物質の強度を向上させたりすることができる。
無機微粒子としては、酸化物微粒子（シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、酸化スズ、酸化亜鉛等。）等が挙げられる。

電子顕微鏡観察による無機微粒子の一次粒子径は、１００ｎｍ以下が好ましい。無機微粒子の一次粒子径が１００ｎｍ以下であれば、光の散乱によるマイクロレンズの透過率の低下が抑えられる。
酸化ケイ素系ポリマーを形成しうる硬化性物質は、金属アルコキシド、金属キレート化合物、金属アシレート化合物、無機金属塩、無機金属錯体等を含んでいてもよい。

酸化ケイ素系ポリマーを形成しうる硬化性物質には、必要に応じて、水、有機溶剤、硬化促進剤、重合反応安定化剤、添加剤等を添加してもよい。
有機溶剤は、酸化ケイ素系ポリマーを形成しうる硬化性物質の原料の反応性、溶解性、安定性、硬化性物質を含む溶液の塗布性を考慮して選択する。

有機溶剤としては、下記有機溶剤が挙げられる。
アルコール類：メタノール、エタノール等、
ケトン類：アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等、
エステル類：酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等、
グリコールエーテル類：エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等、
グリコールエーテルエステル類：ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等、
含窒素極性溶剤類：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等、
芳香族炭化水素類：トルエン、キシレン等。

硬化促進剤を添加すると、低温で硬化させても酸化ケイ素系ポリマーの強度を向上できる。
添加剤としては、レベリング剤、消泡剤、分散剤、粘度調整剤等が挙げられる。

酸化ケイ素系ポリマーを形成しうる硬化性物質が液体である場合はそのままモールド２０の表面に供給してもよく、該硬化性物質を含む溶液として供給してもよい。
酸化ケイ素系ポリマーを形成しうる硬化性物質を含む溶液の固形分濃度は、酸化ケイ素系ポリマー換算で２質量％以上が好ましい。溶液の固形分濃度が２質量％以上であれば、塗布効率がよい。固形分濃度の上限は、溶液を良好に塗布できる範囲であれば、１００質量％であってもよい。

酸化ケイ素系ポリマーを形成しうる硬化性物質を含む溶液または該硬化性物質からなる液体の表面張力は、１０〜３０ｍＮ／ｍが好ましく、１２〜２７ｍＮ／ｍがより好ましく、１４〜２４ｍＮ／ｍが特に好ましい。該溶液または液体の表面張力が１０ｍＮ／ｍ以上であれば、該溶液または液体の層３０が容易に得られる。該溶液または液体の表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下であれば、モールド２０が該溶液または液体をはじくことなく、均一に塗布できる。該溶液または液体の表面張力を低下させるために、フッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤を添加してもよい。表面張力は、輪環法によって求める。

（含フッ素ポリアリーレンエーテル）
含フッ素ポリアリーレンエーテルを形成しうる硬化性物質としては、下記化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）および化合物（Ｃ）を脱ＨＦ剤の存在下に縮合反応させて得られるプレポリマーが挙げられる。

化合物（Ａ）は、架橋性官能基およびフェノール性水酸基を有する化合物（Ａ−１）および／または架橋性官能基およびフッ素原子置換芳香環を有する化合物（Ａ−２）である。

架橋性官能基としては、ビニル基、アリル基、メタクリロイル（オキシ）基、アクリロイル（オキシ）基、エチニル基、ビニルオキシ基、トリフルオロビニル基、トリフルオロビニルオキシ基、シアノ基、アルコキシシリル基、ジアリールヒドロキシメチル基、ヒドロキシフルオレニル基等が挙げられ、反応性が高く、高い架橋密度が得られる点から、エチニル基、ビニル基、メタクリロイル（オキシ）基、アクリロイル（オキシ）基、トリフルオロビニルオキシ基が好ましい。

化合物（Ａ−１）としては、フェノール性水酸基を１個有する化合物、フェノール性水酸基を２個有する化合物等が挙げられる。
フェノール性水酸基を１個有する化合物としては、下記化合物が挙げられる。
重合性二重結合を有するフェノール類：４−ヒドロキシスチレン等、
エチニルフェノール類：３−エチニルフェノール、４−フェニルエチニルフェノール、４−（４−フルオロフェニル）エチニルフェノール等。

フェノール性水酸基を２個有する化合物としては、下記化合物が挙げられる。
ビス（フェニルエチニル）ジヒドロキシビフェニル類：２，２’−ビス（フェニルエチニル）−５，５’−ジヒドロキシビフェニル、２，２’−ビス（フェニルエチニル）−４，４’−ジヒドロキシビフェニル等、
ジヒドロキシジフェニルアセチレン類：４，４’−ジヒドロキシトラン、３，３’−ジヒドロキシトラン等。

化合物（Ａ−２）としては、パーフルオロフェニル、パーフルオロビフェニル等のパーフルオロ芳香環を有する化合物等が挙げられる。
パーフルオロ芳香環を有する化合物としては、下記化合物が挙げられる。
重合性二重結合を有する含フッ素アリール類：ペンタフルオロスチレン、ペンタフルオロベンジルアクリレート、ペンタフルオロベンジルメタクリレート、ペンタフルオロフェニルアクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレート、パーフルオロスチレン、ペンタフルオロフェニルトリフルオロビニルエーテル、３−（ペンタフルオロフェニル）ペンタフルオロプロペン−１等、
シアノ基を有する含フッ素アリール類：ペンタフルオロベンゾニトリル等、
含フッ素アリールアセチレン類：ペンタフルオロフェニルアセチレン、ノナフルオロビフェニルアセチレン等、
含フッ素ジアリールアセチレン類：フェニルエチニルペンタフルオロベンゼン、フェニルエチニルノナフルオロビフェニル、デカフルオロトラン等。

化合物（Ｂ）は、含フッ素芳香族化合物である。化合物（Ｂ）としては、化合物（４）が挙げられる。

ただし、ｉは、０〜２の整数であり、ｊは、０〜３の整数であり、ｋは、０〜３の整数であり、Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２は、それぞれ炭素数１〜８の含フッ素アルキル基である。

化合物（Ｃ）は、フェノール性水酸基を３個以上有する多官能フェノール類である。
フェノール性水酸基を３個以上有する多官能フェノール類としては、トリヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシビフェニル、トリヒドロキシナフタレン、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、トリス（４−ヒドロキシフェニル）ベンゼン、テトラヒドロキシベンゼン、テトラヒドロキシビフェニル、テトラヒドロキシビナフチル、テトラヒドロキシスピロインダン類が挙げられる。

含フッ素ポリアリーレンエーテルを形成しうる硬化性物質を含む溶液は、前記プレポリマーを有機溶剤に溶解したものである。
有機溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、トルエン、キシレン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム、乳酸エチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル等が挙げられる。

（含フッ素ポリイミド類）
含フッ素ポリイミド類を形成しうる硬化性物質としては、含フッ素ポリアミド酸が挙げられる。含フッ素ポリアミド酸は、硬化の過程でイミドを生じて含フッ素ポリイミドとなる。

含フッ素ポリアミド酸を含む溶液は、酸モノマー（テトラカルボン酸、その酸無水物、酸塩化物、エステル化物。）と、ジアミンモノマーとを有機溶剤中で混合して反応させることにより調製される。ただし、酸無水物モノマーおよびジアミンモノマーの少なくとも一方が、含フッ素化合物である。

含フッ素酸モノマーとしては、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１−フルオロピロメリット酸、１，４−ジフルオロピロメリット酸、１−トリフルオロメチルピロメリット酸、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（３、４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラフルオロベンゼン、２，２’−ジフルオロ−３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、これらの酸無水物、酸塩化物、エステル化物等が挙げられる。

含フッ素ジアミンモノマーとしては、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル、３−フルオロ−１、２−フェニレンジアミン、４−フルオロ−１，２−フェニレンジアミン、３，４−ジフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、３−フルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４−フルオロ−１，３−フェニレンジアミン、３，４−ジフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、３−フルオロ−１，４−フェニレンジアミン、４−フルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３，４−ジフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３−トリフルオロメチル−１，２−フェニレンジアミン、４−トリフルオロメチル−１，２−フェニレンジアミン、３−トリフルオロメチル−１，３−フェニレンジアミン、４−トリフルオロメチル−１，３−フェニレンジアミン、３−トリフルオロメチル−１，４−フェニレンジアミン、４−トリフルオロメチル−１，４−フェニレンジアミン、２，２’−（ビストリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジフルオロ−４，４’−ジアミノビフェニル等が挙げられる。

酸無水物モノマーおよびジアミンモノマーとしては、フッ素を含まないモノマーを用いてもよい。
酸無水物モノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
ジアミンモノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
酸無水物モノマーのモル数（２種以上の場合は、合計のモル数）と、ジアミンモノマーのモル数（２種以上の場合は、合計のモル数）とは、ほぼ等しいことが好ましい。

含フッ素ポリアミド酸溶液の有機溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の極性有機溶剤が挙げられる。
含フッ素ポリアミド酸溶液の固形分濃度は、５〜４０質量％が好ましく、１０〜２５質量％がより好ましい。

（ｂ−１）工程：
図２（ｂ−１）に示すように、含フッ素重合体の軟化温度未満で、前記溶液または液体の層３０が溶媒を含む場合は溶媒を除去し、前記硬化性物質が硬化前駆体３２となるまで硬化反応を進める（プリベーク）。
プリベークの温度は、モールド２０に含まれる含フッ素重合体の軟化温度よりも１０℃以上低い温度が好ましい。軟化温度とは、含フッ素重合体が非結晶性である場合はガラス転移温度を意味し、含フッ素重合体が結晶性である場合は融解温度を意味する。

硬化前駆体３２は、硬化性物質を含む溶液に含まれる有機溶剤の一部もしくは全部が揮発した状態；硬化性物質が半硬化した状態；または、硬化性物質を含む溶液に含まれる有機溶剤の一部もしくは全部が揮発し、かつ硬化性物質が半硬化した状態である。該半硬化した状態とは、塗料のＪＩＳ規格における指触乾燥（塗った面の中央に触れてみて、塗料で指先が汚れない状態）であることが好ましい。

プリベーク時に、紫外線照射、マイクロ波照射、オゾン処理、プラズマ処理等を行い、耐熱性物質原料の硬化を促進してもよい。
耐熱性物質原料によっては、プリベーク時に湿度制御、雰囲気の選択（大気、窒素雰囲気等。）が必要な場合がある。

工程（ａ−１）と工程（ｂ−１）を２回以上繰り返し、硬化前駆体３２の層を２層以上形成してもよい。２層以上の硬化前駆体３２の層は、すべて同じ成分の層であってもよく、それぞれ異なる成分の層であってもよい。硬化前駆体３２の層は多孔質層であってもよい。また、該多孔質層に硬化性物質を含む溶液または硬化性物質からなる液体を含浸させてもよい。

工程（ｃ−１）：
図２（ｃ−１）に示すように、モールド２０上の硬化前駆体３２の層の表面に基材１２を貼り合わせる。
工程（ｃ−１）は省略してもよい。たとえば、硬化前駆体３２の厚さが１００μｍ以上であれば、基材１２は不要である。

貼り合わせ方法としては、硬化前駆体３２と基材１２と加熱圧着する方法；前記硬化性物質を基材１２および／または硬化前駆体３２の表面に塗布し、加熱または室温で圧着する方法；接着剤を用いる方法等が挙げられる。
貼り合わせ時の温度は、モールド２０に含まれる含フッ素重合体の軟化温度よりも１０℃以上低い温度が好ましい。
貼り合わせ時の圧力は、１０ＭＰａ以下が好ましい。

工程（ｄ−１）：
図２（ｄ−１）に示すように、硬化前駆体３２の層を有するモールド２０から該硬化前駆体３２の層を分離して該硬化前駆体３２の成形体を得る。

工程（ｅ−１）：
図２（ｅ−１）に示すように、硬化前駆体３２を完全に硬化させて、表面にマイクロレンズ１４が形成された透明硬化物質１６からなる成形体を得る（焼成）。
（ｅ−１）工程における硬化前駆体３２の硬化は、前記（ｂ−１）工程で使用した温度よりも高い温度で行うことが好ましい。
焼成温度は、５０〜５００℃が好ましく、生産性、硬化性の点から、１００〜４００℃が特に好ましい。

焼成時に、紫外線照射、マイクロ波照射、オゾン処理、プラズマ処理等を行い、硬化前駆体３２の硬化を促進してもよい。
焼成時に、雰囲気を大気または窒素雰囲気から別の雰囲気に変更してもよい。別の雰囲気としては、酸素、水素、アンモニア、水蒸気等の雰囲気が挙げられる。

（II）の方法：
（II）の方法は、下記工程を有する。
（ａ−２）表面に前記マイクロレンズに対応する反転構造が形成され、かつその表面が含フッ素重合体を含む、モールドの該表面に、前記硬化性物質を含む溶液または前記硬化性物質からなる液体を供給して、前記モールドの表面に前記溶液または液体の層を形成する工程。
（ｂ−２）前記含フッ素重合体の軟化温度未満で、前記層が溶媒を含む場合は溶媒を除去し、前記硬化性物質を透明硬化物とする工程。
（ｃ−２）必要に応じて、モールド上の前記透明硬化物質の層の表面に基材を貼り合わせる工程。
（ｄ−２）前記透明硬化物質の層を有するモールドから該透明硬化物質の層を分離して該透明硬化物質の成形体を得る工程。

（ａ−２）工程：
図３（ａ−２）に示すように、表面にマイクロレンズ１４に対応する反転構造２２が形成され、その表面が含フッ素重合体を含む、モールド２０の表面に、硬化性物質を含む溶液または硬化性物質からなる液体を供給して、前記モールド２０の表面に前記溶液または液体の層３０を形成する。
（ａ−２）工程は、前記（ａ−１）工程と同様に行う。

モールド２０としては、（ａ−１）工程におけるモールドと同じものを用いればよい。
硬化性物質を含む溶液または硬化性物質からなる液体としては、前記含フッ素重合体の軟化温度未満で完全に硬化できる硬化性物質を含むものを用いる。該硬化性物質としては、上記酸化ケイ素系ポリマーを形成しうる硬化性物質のうち、有機成分の硬化性物質含有量が多い場合が挙げられる。好ましくは、透明硬化物質を構成する全元素に対して炭素原子の割合が２０質量％以上である透明硬化物質を形成しうる硬化性物質が挙げられる。
硬化性物質を含む溶液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤としては、沸点が前記含フッ素重合体の軟化温度未満のものを用いることが好ましい。

（ｂ−２）工程：
図３（ｂ−２）に示すように、含フッ素重合体の軟化温度未満で、前記溶液または液体の層３０が溶媒を含む場合は溶媒を除去し、硬化性物質を透明硬化物とし、表面にマイクロレンズ１４が形成された透明硬化物質１６からなる成形体を得る（焼成）。
焼成温度は、モールド２０に含まれる含フッ素重合体の軟化温度よりも１０℃以上低い温度が好ましい。

焼成時に、紫外線照射、マイクロ波照射、オゾン処理、プラズマ処理等を行い、耐熱性物質原料の硬化を促進してもよい。
耐熱性物質原料によっては、焼成時に湿度制御、雰囲気の選択（大気、窒素雰囲気等。）が必要な場合がある。

工程（ａ−２）と工程（ｂ−２）を２回以上繰り返し、透明硬化物質１６の層を２層以上形成してもよい。２層以上の透明硬化物質１６の層は、すべて同じ成分の層であってもよく、それぞれ異なる成分の層であってもよい。透明硬化物質１６の層は多孔質層であってもよい。

工程（ｃ−２）：
図３（ｃ−２）に示すように、モールド２０上の透明硬化物質１６の層の表面に基材１２を貼り合わせる。

工程（ｃ−２）は省略してもよい。たとえば、透明硬化物質１６の厚さが１００μｍ以上であれば、基材１２は不要である。
貼り合わせ方法としては、接着剤を用いる方法等が挙げられる。

工程（ｄ−２）：
図３（ｄ−２）に示すように、透明硬化物質１６の層を有するモールド２０から該透明硬化物質１６の層を分離して該透明硬化物質１６からなる成形体を得る。

以上説明した本発明の光学素子の製造方法にあっては、耐久性、寸法精度、耐薬品性および離型性に優れる含フッ素重合体を表面に含むモールドを用いているため、表面にマイクロレンズが再現性よく形成された、耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる成形体を有する光学素子を生産性よく製造できる。

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
例１〜５、９は製造例であり、例６〜８、１１、１２は実施例であり、例１０は比較例である。

（固有粘度）
重合体について、粘度計（東機産業社製、ＴＶ−２０型）を用いて、パーフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）中、３０℃における固有粘度を測定した。

（ガラス転移温度）
重合体について、熱重量測定装置（マックサイエンス社製、ＴＧ−ＤＴＡ２０００）を用いて、示差走査熱分析（ＤＳＣ）により４０℃から４００℃まで窒素雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件でスキャンを行い、ガラス転移温度を測定した。

（光線透過率）
重合体を膜厚１００μｍのフィルムに加工し、紫外〜近赤外分光光度計（島津製作所社製、ＵＶ−３１００）を用いて、波長３６０〜５００ｎｍにおける光線透過率を測定した。

（接触角）
水に対する接触角は、接触角計（協和界面科学社製、ＣＡ−Ｘ１５０型）を用いて、測定対象物の表面に約２０μＬの水滴を着滴させて測定した。

（反転構造およびマイクロレンズの寸法）
モールドの反転構造（凹部）および光学素子のマイクロレンズ（凸部）の寸法（高さ（深さ）、幅、間隔）については、レーザー顕微鏡（キーエンス社製、ＶＫ−９５００）を用い、反転構造またはマイクロレンズの寸法を測定した。

（耐薬品性）
２つのモールドを用意し、一方のモールドを希塩酸（ｐＨ１）に１時間浸漬し、他方のモールドを５％水酸化ナトリウム水溶液（ｐＨ１４）に１時間浸漬した。それぞれのモールドについて、下記基準にて評価した。
○：腐食または溶解が見られない。
×：腐食または溶解が見られる。

（離型性）
光学素子を製造する際のモールドの離型性について、下記基準にて評価した。
○：離型性が良好であり、マイクロレンズが形成されていることが確認できる。
×：離型できずに接着してしまう。

（耐熱温度）
光学素子について、熱重量測定装置（マックサイエンス社製、ＴＧ−ＤＴＡ２０００）を用いて、熱質量分析により４０℃から４００℃まで酸素と窒素の混合ガス（酸素２１質量％）雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件でスキャンを行った。得られたＴＧＡ曲線において少なくとも２００℃まで質量減少が認められない場合、透明硬化物質の成形体の耐熱温度を２００℃とし、該ＴＧＡ曲線において少なくとも３００℃まで質量減少が認められない場合、透明硬化物質の成形体の耐熱温度を３００℃とした。
（透明性）
石英基板（２０ｍｍ角、厚さ１ｍｍ）上に透明硬化物質の層（厚さ約１μｍ）を作製し、紫外〜近赤外分光光度計（島津製作所社製、ＵＶ−３１００）を用いて、波長３８０〜２０００ｎｍにおける光線透過率を測定した。

〔例１〕
重合体（Ｐ）の製造：
オートクレーブ（耐圧ガラス製）に、ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ＝ＣＦ_２の１００ｇ、メタノールの０．５ｇ、および［（ＣＨ_３）_２ＣＨＯＣＯＯ］_２の０．７ｇを入れ、懸濁重合法によって重合体（Ｐ）を得た。
重合体（Ｐ）は下式（ｐ）で表される繰り返し単位からなる重合体である。重合体（Ｐ）の固有粘度は、０．３４ｄｌ／ｇであり、ガラス転移温度は、１０８℃であった。

〔例２〕
重合体（Ｐ１）の製造：
重合体（Ｐ）を、オートクレーブ（ニッケル製、内容積１Ｌ）に入れ、オートクレーブ内を窒素ガスで３回置換してから４．０ｋＰａ（絶対圧）まで減圧した。オートクレーブ内に、窒素ガスで１４体積％に希釈したフッ素ガスを１０１．３ｋＰａまで導入してから、オートクレーブの内温を６時間、２３０℃に保持した。オートクレーブの内容物を回収して、主鎖に含フッ素脂肪族環を有し、かつ反応性基を有さない重合体（Ｐ１）を得た。
重合体（Ｐ１）の赤外吸収スペクトルを測定した結果、カルボキシ基に起因するピークは確認されなかった。重合体（Ｐ１）の光線透過率は、９５％以上であり、フッ素原子の量は、重合体（Ｐ１）（１００質量％）中６８質量％であり、重合体（Ｐ１）からなる膜の水に対する接触角は、１１５度であった。

組成物（Ｃ１）の調製：
９質量％の重合体（Ｐ１）を含むパーフルオロトリブチルアミン溶液を調製し、該溶液をメンブレンフィルター（ポリテトラフルオロエチレン製、孔径０．２μｍ）で濾過して組成物（Ｃ１）を得た。

〔例３〕
重合体（Ｐ２）の製造：
重合体（Ｐ）を、大気圧雰囲気下の熱風循環式オーブン中で３００℃にて１時間熱処理した。ついで、超純水中で１１０℃にて１週間浸漬した。真空乾燥機中で１００℃にて２４時間乾燥して、主鎖に含フッ素脂肪族環を有し、かつ反応性基（カルボキシ基）を有する重合体（Ｐ２）を得た。

重合体（Ｐ２）の赤外吸収スペクトルを測定した結果、カルボキシ基に起因するピークが確認された。重合体（Ｐ２）の光線透過率は、９３％以上であり、フッ素原子の量は、重合体（Ｐ２）（１００質量％）中６８質量％であり、重合体（Ｐ２）からなる膜の水に対する接触角は、１１５度であった。

組成物（Ｃ２）の調製：
１質量％の重合体（Ｐ２）を含むパーフルオロトリブチルアミン溶液を調製し、該溶液をメンブレンフィルター（ポリテトラフルオロエチレン製、孔径０．２μｍ）で濾過して組成物（Ｃ２）を得た。

〔例４〕
モールド１の製造：
図４に示すニッケル製のマスターモールド（縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）を用意した。該マスターモールドは、マイクロレンズ（球面凸レンズ）と同じ形状の凸部（直径２２０μｍ、高さ３０μｍ、間隔４０μｍ）を５つ有する。また、該マスターモールドにおける凸部が形成された領域は、縦０．７２ｍｍ、横０．７２ｍｍである。

マスターモールドの表面に、組成物（Ｃ１）を塗布し、１３ｋＰａまで減圧した状態で５分間保持した。その後、１８０℃にて１時間、加熱乾燥して、組成物（Ｃ１）中のパーフルオロトリブチルアミンを揮発させて、重合体（Ｐ１）からなる層（厚さ約１μｍ）をマスターモールドの表面に形成させた。

ついで、重合体（Ｐ１）からなる層の表面に、組成物（Ｃ２）をスピンコーターにて塗布し、１８０℃にて１時間、加熱乾燥して、組成物（Ｃ２）中のパーフルオロトリブチルアミンを揮発させて、重合体（Ｐ２）からなる層（厚さ約０．０５μｍ）を重合体（Ｐ１）からなる層の表面に形成させた。

ついで、０．５質量％のアミノ基を有するシランカップリング剤（信越化学工業社製、ＫＢＥ−９０３）および５質量％の水を含むエタノール溶液を、スピンコーターにて重合体（Ｐ２）からなる層の表面に塗布し、水洗してから、７０℃にて１時間加熱、乾燥して表面処理を行った。

シランカップリング剤にて表面処理した面に、接着剤（東亞合成社製、アロンアルファ（登録商標））の０．５ｇをすばやく塗布した後、ガラス板（縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ１．３ｍｍ）を重ね、ガラス板と重合体（Ｐ２）からなる層とを接着した。

ガラス板とマスターモールドとを分離し、ガラス板上の含フッ素重合体からなるモールド本体表面に、マイクロレンズ（凸部）に対応する反転構造（凹部）が形成されたモールド１を得た。
モールド１の反転構造の寸法を測定し、耐薬品性を評価した。結果を表１に示す。

〔例５〕
モールド２の製造：
例４と同じマスターモールドの周縁部に、作業用フリーシール（アズワン社製）を用いて土手を設けた。土手の内部に組成物（Ｃ１）を供給し、１３ｋＰａまで減圧した状態で５分間保持した。その後、１８０℃にて４時間、加熱乾燥して、組成物（Ｃ１）中のパーフルオロトリブチルアミンを揮発させて、重合体（Ｐ１）からなる層（厚さ約２５０μｍ）をマスターモールドの表面に形成させた。

重合体（Ｐ１）からなる層とマスターモールドとを分離し、含フッ素重合体からなるモールド表面に、マイクロレンズ（凸部）に対応する反転構造（凹部）が形成されたモールド２を得た。
モールド２の反転構造の寸法を測定し、耐薬品性を評価した。結果を表１に示す。

〔例６〕
光学素子１の製造：
モールド１の表面に、液状ガラス（アポロリンク社製、ＴＧＡ−ＣＰ２１０、有機変性含ケイ素ポリマー、テトラエトキシシラン、ジブチル錫ジアセテート、イソプロピルアルコール、メタノールを含む組成物）の２．０ｇを塗布した。１３ｋＰａまで減圧した状態で、モールド１を４０℃にて１時間保持し、液状ガラスの硬化反応を進めて、硬化前駆体とした。

ついで、減圧を解除し、硬化前駆体の表面に接着剤（東都化学工業社製、ベストン）を塗布し、その上にガラス板（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ１．３ｍｍ）を接着し、９時間室温で放置した。
ついで、硬化前駆体とモールド１とを分離し、硬化質前駆体を１４０℃にて３０分間加熱し、完全に硬化させて、透明硬化物質からなる成形体の表面にマイクロレンズ（凸部）が形成された光学素子１を得た。該成形体の耐熱温度は２００℃であった。
光学素子１の離型性を評価し、マイクロレンズの寸法を測定した。結果を表２に示す。
光学素子１を形成する透明硬化物質について、透明性を測定したところ、８５％以上であった。

〔例７〕
光学素子２の製造：
モールド２の表面に、液状ガラス（アポロリンク社製：ＴＧＡ−ＣＰ２１０）の２．０ｇ）を塗布した。１３ｋＰａまで減圧した状態で、モールド２を４０℃にて１時間保持し、液状ガラスの硬化反応を進めて、硬化前駆体とした。

ついで、減圧を解除し、硬化前駆体の表面に接着剤（東都化学工業社製、ベストン）を塗布し、その上にガラス板（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ１．３ｍｍ）を接着し、９時間室温で放置した。
ついで、硬化前駆体とモールド２とを分離し、硬化前駆体を１４０℃にて３０分間加熱して、完全に硬化させて、透明硬化物質からなる成形体の表面にマイクロレンズ（凸部）が形成された光学素子２を得た。該成形体の耐熱温度は２００℃であった。
光学素子２の離型性を評価し、マイクロレンズの寸法を測定した。結果を表２に示す。
光学素子２を形成する透明硬化物質について、透明性を測定したところ、８５％以上であった。

〔例８〕
光学素子３の製造：
ジムロートコンデンサーおよびスターラーチップを備えた５０ｍＬ二つ口フラスコに、ペンタフルオロフェニルアセチレンの１．１５ｇ（０．００６モル）、１，３，５−トリヒドロキシベンゼンの０．６５ｇ（０．００５モル）、パーフルオロビフェニルの２．００ｇ（０．００６モル）、溶剤としてＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドの３４．２２ｇを入れた。
フラスコ内を攪拌しながら、オイルバス上で６０℃に加温し、脱ＨＦ剤として炭酸ナトリウムの３．２３ｇ（０．０３モル）をフラスコ内に素早く入れ、フラスコ内を攪拌しながら６０℃で２２時間加熱した。

反応液を室温に冷却し、該反応液を、激しく攪拌した０．５Ｎ塩酸水の１５０ｍＬに徐々に投入すると微褐色粉状物が沈殿した。該微褐色粉状物を濾過によって回収し、純水で２回洗浄した後に、８０℃で１２時間真空乾燥して、２．５８ｇのプレポリマー（白灰色粉末）を得た。
プレポリマーをシクロヘキサノンに溶解させて、２０質量％のプレポリマー溶液を得た。該溶液をフィルター（ポリテトラフルオロエチレン製、孔径０．５μｍ）で濾過し、液状物１を得た。

モールド２の表面に、液状物１を塗布した。１３ｋＰａまで減圧した状態で、モールド２を４０℃にて１時間保持し、液状ガラスの硬化反応を進めて、硬化前駆体とした。
ついで、減圧を解除し、４５℃のホットプレートにモールド２を３０秒間置いて乾燥させた。硬化前駆体の表面にガラス板（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ１．３ｍｍ）を接着し、室温にて５００Ｎの圧力でプレスした。

ついで、硬化前駆体とモールド２とを分離し、硬化前駆体を３５０℃にて２時間、窒素雰囲気下で加熱し、完全に硬化させて、透明硬化物質（含フッ素ポリアリレンエーテル）からなる成形体の表面にマイクロレンズ（凸部）が形成された光学素子３を得た。該成形体の耐熱温度は３００℃であった。
光学素子３の離型性を評価し、マイクロレンズの寸法を測定した。結果を表２に示す。
光学素子３を形成する透明硬化物質について、透明性を測定したところ、７５％以上であった。

〔例９〕
モールド３の製造：
例４と同じマスターモールドの周縁部に、作業用フリーシール（アズワン社製）を用いて土手を設けた。土手の内部にポリジメチルシロキサン（ダウコーニング社製、ＳＹＬＧＡＲＤ１８４）を供給し、１３ｋＰａまで減圧した状態で５分間保持した。その後、室温にて一晩放置して、ポリジメチルシロキサンからなる層（厚さ約３ｍｍ）をマスターモールドの表面に形成させた。

ポリジメチルシロキサンからなる層とマスターモールドとを分離し、ポリジメチルシロキサンからなるモールド表面に、マイクロレンズ（凸部）に対応する反転構造（凹部）が形成されたモールド３を得た。
モールド３の反転構造の寸法を測定し、耐薬品性を評価した。結果を表１に示す。

〔例１０〕
光学素子４の製造：
モールド３の表面に、液状ガラス（アポロリンク社製、ＴＧＡ−ＣＰ２１０）の２．０ｇを塗布した。１３ｋＰａまで減圧した状態で、モールド３を４０℃にて１時間保持し、液状ガラスの硬化反応を進めて、硬化前駆体とした。

ついで、減圧を解除し、硬化前駆体の表面に接着剤（東都化学工業社製、ベストン）を塗布し、その上にガラス板（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ１．３ｍｍ）を接着し、９時間室温で放置した。
ついで、硬化前駆体とモールド３とを分離し、硬化前駆体を１４０℃にて３０分間加熱し、完全に硬化させて、透明硬化物質からなる成形体の表面にマイクロレンズ（凸部）が形成された光学素子４を得た。
光学素子４の離型性を評価し、マイクロレンズの寸法を測定した。結果を表２に示す。なお、モールド３のゴム弾性により、マイクロレンズの形状が均一ではなく、歪んでいたため、寸法は平均値とした。
光学素子４を形成する透明硬化物質について、透明性を測定したところ、８５％以上であった。

〔例１１〕
光学素子５の製造：
モールド１の表面に、封止材用熱硬化型透明シリコーン樹脂（信越シリコーン社製ＫＪＲ−６３２と信越シリコーン社製Ｃ−６３２との混合物、ビニル基とヒドロシリル基を有するポリシロキサンの組成物）の０．５ｇを塗布した。大気中で０．５時間保持して塗布した混合物中の泡がなくなるのを確認し、その上にガラス板（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍ）を接着した。８０℃にて４０時間保持しシリコーン樹脂を硬化させて硬化前駆体とした。
ついで、硬化前駆体とモールド１とを分離し、硬化前駆体を１５０℃にて１時間加熱し、完全に硬化させて、透明硬化物質からなる成形体の表面にマイクロレンズ（凸部）が形成された光学素子５を得た。該成形体の耐熱温度は３００℃であった。
光学素子５の離型性を評価し、マイクロレンズの寸法を測定した。結果を表２に示す。
光学素子５を形成する透明硬化物質について、透明性を測定したところ、９０％以上であった。

〔例１２〕
光学素子６の製造：
モールド１の表面に、封止材用熱硬化型透明シリコーン樹脂（信越シリコーン社製ＫＪＲ−６３２と信越シリコーン社製Ｃ−６３２との混合物、ビニル基とヒドロシリル基を有するポリシロキサンの組成物）の０．５ｇを塗布する。大気中で０．５時間保持して塗布した混合物中の泡がなくなるのを確認し、８０℃にて４０時間保持しシリコーン樹脂を硬化させて硬化前駆体とする。
ついで、硬化前駆体とモールド１とを分離し、硬化前駆体を１５０℃にて１時間加熱し、完全に硬化させる。マイクロレンズ（凸部）が形成されていない面に接着剤（ＧＥ東芝シリコーンズ社製、ＴＳＥ３２１２）を塗布し、その上にガラス板（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ１．３ｍｍ）を接着し１５０℃にて１時間保持して、透明硬化物質からなる成形体の表面にマイクロレンズ（凸部）が形成された光学素子６を得る。該成形体の耐熱温度は３００℃である。
光学素子６の離型性を評価し、マイクロレンズの寸法を測定する。結果を表２に示す。
光学素子６を形成する透明硬化物質について、透明性を測定したところ、９０％以上であった。

本発明の製造方法で得られる光学素子は、微小なサイズのマイクロレンズ、マイクロレンズアレイ、シリンドリカルレンズアレイ、フレネルレンズ等として有用である。

本発明の製造方法で得られる光学素子の一例を示す断面図である。 本発明の製造方法における工程（ａ−１）〜（ｅ−１）の一例を示す断面図である。 本発明の製造方法における工程（ａ−２）〜（ｄ−２）の一例を示す断面図である。 実施例で用いるマスターモールドを示す正面図である。

符号の説明

１０ 光学素子
１２ 基材
１４ マイクロレンズ
１６ 透明硬化物質
２０ モールド
２２ 反転構造
３０ 硬化性物質を含む溶液または硬化性物質からなる液体の層
３２ 硬化前駆体

Claims (9)

1. 表面にマイクロレンズが形成された成形体であって、かつ硬化性物質を硬化させて得られる耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる成形体、を有する光学素子の製造方法であって、
   （ａ−１）表面に前記マイクロレンズに対応する反転構造が形成され、かつその表面が含フッ素重合体を含む、モールドの該表面に、前記硬化性物質を含む溶液または前記硬化性物質からなる液体を供給して、前記モールドの表面に前記溶液または液体の層を形成する工程と、
   （ｂ−１）前記含フッ素重合体の軟化温度未満で、前記層が溶媒を含む場合は溶媒を除去し、前記硬化性物質が硬化前駆体となるまで硬化反応を進める工程と、
   （ｄ−１）前記硬化前駆体の層を有するモールドから該硬化前駆体の層を分離して該硬化前駆体の成形体を得る工程と、
   （ｅ−１）前記硬化前駆体を硬化させて透明硬化物質からなる成形体を得る工程と
   を有する、光学素子の製造方法。
2. 前記（ｅ−１）工程における硬化前駆体の硬化を、前記（ｂ−１）工程で使用した温度よりも高い温度で行う、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
3. 前記（ｂ−１）工程と前記（ｄ−１）工程との間に、（ｃ−１）モールド上の前記硬化前駆体の層の表面に基材を貼り合わせる工程を有する、請求項１または２に記載の光学素子の製造方法。
4. 表面にマイクロレンズが形成された成形体であって、かつ硬化性物質を硬化させて得られる耐熱温度が２００℃以上の透明硬化物質からなる成形体、を有する光学素子の製造方法であって、
   （ａ−２）表面に前記マイクロレンズに対応する反転構造が形成され、かつその表面が含フッ素重合体を含む、モールドの該表面に、前記硬化性物質を含む溶液または前記硬化性物質からなる液体を供給して、前記モールドの表面に前記溶液または液体の層を形成する工程と、
   （ｂ−２）前記含フッ素重合体の軟化温度未満で、前記層が溶媒を含む場合は溶媒を除去し、前記硬化性物質を透明硬化物とする工程と、
   （ｄ−２）前記透明硬化物質の層を有するモールドから該透明硬化物質の層を分離して該透明硬化物質からなる成形体を得る工程と
   を有する、光学素子の製造方法。
5. 前記（ｂ−２）工程と前記（ｄ−２）工程との間に、（ｃ−２）モールド上の前記透明硬化物質の層の表面に基材を貼り合わせる工程を有する、請求項４に記載の光学素子の製造方法。
6. 透明硬化物質が、炭素−ケイ素結合によりケイ素原子に結合した有機基を有する酸化ケイ素系ポリマー、または、含フッ素芳香族系ポリマーである、請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
7. 透明硬化物質が、シリコーンレジンの硬化物、ヒドロシリレーション反応硬化型オルガノシリコーンの硬化物、含フッ素ポリアリーレンエーテル、または、含フッ素ポリイミドである、請求項１〜６のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
8. 前記含フッ素重合体が、フッ素原子の量が含フッ素重合体（１００質量％）中３５質量％以上であり、かつ含フッ素重合体からなる膜の水に対する接触角が８０度以上である、請求項１〜７のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
9. 前記マイクロレンズの直径が、３００μｍ以下である、請求項１〜８のいずれかに記載の光学素子の製造方法。

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