JP2003311831A - 凹凸パターンの形成方法 - Google Patents
凹凸パターンの形成方法Info
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】量産化が可能で簡素な装置で行える凹凸パター
ンの形成方法を提供する。 【解決手段】回析格子やマイクロレンズのように、樹脂
フィルムに凹凸パターンを形成する場合は、一般に、表
面に凹凸パターンが形成された金型を使用して光硬化性
樹脂を使用している。本発明は、集光レンズ4を内装し
たレーザ加工ヘッド3の下方に制御装置9の指令によっ
てXY方向に移動する平面テーブル9を設け、平面テー
ブル9上に金型5を固定する。そして、金型5上に熱可
塑性の透明な樹脂フィルムWを載せて上方から透明部材
6で加圧し、半導体レーザ光を順次金型5の凹凸パター
ンにスポット照射して加熱する。これにより、樹脂フィ
ルムWを軟化させ凹凸パターンに順応させて転写させ
る。
ンの形成方法を提供する。 【解決手段】回析格子やマイクロレンズのように、樹脂
フィルムに凹凸パターンを形成する場合は、一般に、表
面に凹凸パターンが形成された金型を使用して光硬化性
樹脂を使用している。本発明は、集光レンズ4を内装し
たレーザ加工ヘッド3の下方に制御装置9の指令によっ
てXY方向に移動する平面テーブル9を設け、平面テー
ブル9上に金型5を固定する。そして、金型5上に熱可
塑性の透明な樹脂フィルムWを載せて上方から透明部材
6で加圧し、半導体レーザ光を順次金型5の凹凸パター
ンにスポット照射して加熱する。これにより、樹脂フィ
ルムWを軟化させ凹凸パターンに順応させて転写させ
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂フィルムに微
細な凹凸パターンを形成する方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】回析格子やマイクロレンズアレイなどで
は樹脂フィルムの表面に微細な凹凸パターンを形成して
いる。従来、樹脂フィルムに凹凸パターンを形成させる
代表的な方法としては、熱可塑性樹脂を加熱した凹凸パ
ターンを有する金型で押圧して転写するものと、光硬化
性樹脂を凹凸パターンを有する金型で押圧し露光して転
写するものが知られている。 【0003】前者の方法は、凹凸パターンを有する金型
を熱可塑性樹脂に押圧した状態で、金型を加熱し樹脂フ
ィルムを軟化させて凹凸パターンに順応させ、次いで、
金型を冷却して硬化させている。また、後者の方法は、
光硬化性樹脂塗料をポリエステルフィルムなどの基材上
に塗装して、凹凸パターンが形成された金型で加圧した
状態で露光するか、金型と基材の間に光硬化性組成物を
注入し加圧した状態で露光し(例えば、特開2002−
59436号)硬化している。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱可塑
性樹脂を加熱した凹凸パターンを有する金型で押圧して
転写する方法は、金型を冷却する工程が必要とされるた
め、製造に時間がかかり、量産化が難しい。 【0005】一方、光硬化性樹脂を使用するものは、材
料が限定され、また、基材への付着工程が必要で、装置
が複雑で大掛かりなものとなるという欠点がある。そこ
で、本発明は量産化が可能で装置が簡素な凹凸パターン
の形成方法を提供するものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では次の手段を採った。即ち、表面に凹凸パ
ターンが形成された金型を使用して樹脂フィルムに凹凸
パターンを形成する方法において、集光レンズを内装し
たレーザ加工ヘッドの下方に制御装置の指令によってX
Y方向に移動する平面テーブルを設け、該平面テーブル
上に該金型を固定し、該金型上に熱可塑性の透明な樹脂
フィルムを載せて上方から透明部材で加圧し、半導体レ
ーザ光を該金型の凹凸パターンに順次スポット照射して
加熱することにより樹脂フィルムへ凹凸パターンを転写
することを特徴としている。 【0007】本発明は、金型上に樹脂フィルムを載せ、
金型の凹凸パターンに集光した半導体レーザ光をスポッ
ト照射して、これを瞬間的に加熱することによって凹凸
パターンを樹脂フィルムに転写するようにしたものであ
る。樹脂フィルムは、熱可塑性の透明なものであればよ
く、アクリル系、エチレン系、セルロース系、ポリエチ
レン系、ビニール系、ナイロン系など種々のものが使用
できる。 【0008】レーザ光は樹脂フィルムの材質および板
厚、凹凸パターンによって、予めレーザ出力、エネルギ
密度、照射時間などを設定したものをスポット照射す
る。スポット照射は平面テーブルを一定速度で移動させ
ながら行い、スポット照射が直前のスポットに重なるよ
うにするのが望ましい。なお、スポット径の調整は、レ
ーザ加工ヘッドの上下移動によって行う。 【0009】半導体レーザ発振器によるレーザ光は透明
なものを透過し、エネルギ密度が低く一定に分布すると
いう性質を有しているので、加圧している透明部材およ
び樹脂フィルムを透過し、金型の凹凸パターンへスポッ
ト照射される。なお、透明部材はレーザ光に対して透明
であるものを意味しており、ガラス板や耐熱性の樹脂板
などで透明なものを使用すればよい。 【0010】これにより、照射された局所的部分は瞬間
的に加熱され、その箇所に密接している樹脂フィルム
は、軟化して凹凸パターンに順応し、その部分が転写さ
れる。スポット照射が行われた局所的な部分の入熱量は
金型全体からみると小さな熱量であるので、強制冷却し
なくても自然に冷却し、樹脂フィルムは速やかに硬化し
て凹凸パターンが固定される。 【0011】通常、金型の凹凸パターンの全範囲を転写
するが、樹脂フィルムの一部について行うことも勿論可
能である。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明の凹凸パターンの形
成方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。この装
置の概要は、図1に示すように、上下方向に移動可能な
レーザ加工ヘッド3を備えたレーザ本体1の下方にX方
向とY方向に移動可能な平面テーブル9が配置され、半
導体レーザ光の照射、加工ヘッド3の移動および平面テ
ーブル9の移動を制御する制御装置10が設けられてい
る。そして、上面に所望の凹凸パターンが形成された金
型5が平面テーブル9に固定されている。 【0013】レーザ本体1は半導体レーザ発振器と反射
ミラー2を備え、レーザ加工ヘッド3には集光レンズ4
が設けられている。そして、レーザ光はレーザ発振器か
ら反射ミラー2を介して集光レンズ4で集光され、金型
5の凹凸パターンにスポット照射される。なお、図にお
いて11はX駆動装置、12はY駆動装置で制御装置1
0からの指令で作動する。 【0014】次に、上記の装置で樹脂フィルムに凹凸パ
ターンを形成する方法を説明する。まず、凹凸パターン
の状態や樹脂フィルムWの種類および厚さなどによって
レーザ光を照射するビームスポットの設定を行い、レー
ザ出力、ビームパワー密度を適宜なものに調整する。ま
た、平面テーブル9の移動経路および速度を設定する。 【0015】次に、所望の凹凸パターンが形成された金
型5を平面テーブル9の上面の中央に固定する。そし
て、図2に示すように、金型5の上面に透明な熱可塑性
の樹脂フィルムWを載せ、その上から透明部材6を載せ
て加圧手段7で加圧する。なお、透明部材6はここでは
透明なガラス板を使用している。 【0016】加圧手段7は、金型5に樹脂フィルムWが
圧接されるように、金型5に係止した締付金具(図示し
てない)を透明部材6に係合させてネジで締め込むよう
にしたものを使用している。なお、透明部材6の表面は
加工ヘッド3と直角に位置するように水平に保持されて
いる。 【0017】樹脂フィルムWのセットが完了したら、制
御装置10をONにして、X駆動装置11およびY駆動
装置12を作動させて平面テーブル9を移動させ、凹凸
パターンを転写する所定の部所に、レーザ光をスポット
照射する。このスポット照射は例えば、図3に示すよう
に左上のP1の位置から右へ向かい、右端で一段下げて
左へ向かうように、左右の端部で折り返して行う。この
場合、平面テーブル9は一定の速度で連続して移動さ
せ、スポット照射は図3に示すP1,P2,P3,P
4,P5のようにそれぞれ前の照射に対して重なるよう
にする。 【0018】レーザ光は透明部材6および樹脂フィルム
Wを透過し金型5の凹凸パターンに照射され、照射部分
を瞬間的に加熱する。そして、凹凸パターンが加熱する
ことにより、これに密接している樹脂フィルムWが軟化
し凹凸パターンに順応し凹凸パターンが転写される。な
お、レーザ光は瞬間的なスポット照射であるので、金型
5全体に対する入熱量は小さく金型全体の温度が上昇す
ることはない。 【0019】したがって、スポット照射され加熱した部
分が冷却するのも速く、樹脂フィルムの軟化した部分が
速やかに硬化し、凹凸パターンが固定される。 【0020】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の樹脂フィ
ルムに凹凸パターンを形成する方法は、集光レンズを内
装したレーザ加工ヘッドの下方に制御装置の指令によっ
てXY方向に移動する平面テーブルを設け、該平面テー
ブル上に該金型を固定し、該金型上に熱可塑性の透明な
樹脂フィルムを載せて上方から透明部材で加圧し、半導
体レーザ光を該金型の凹凸パターンに順次スポット照射
して加熱することにより樹脂フィルムへ凹凸パターンを
転写するので、広範な樹脂フィルムを使用でき、しか
も、光硬化性樹脂物質など特殊な物質を必要とせず、簡
素な装置で樹脂フィルムに凹凸パターンを形成すること
ができる。また、従来の熱可塑性樹脂を加熱した金型で
押圧して転写する方法のような、冷却などの後処理を必
要としないので、極めて簡単な製造工程で短時間に生産
でき、量産化に適している。
細な凹凸パターンを形成する方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】回析格子やマイクロレンズアレイなどで
は樹脂フィルムの表面に微細な凹凸パターンを形成して
いる。従来、樹脂フィルムに凹凸パターンを形成させる
代表的な方法としては、熱可塑性樹脂を加熱した凹凸パ
ターンを有する金型で押圧して転写するものと、光硬化
性樹脂を凹凸パターンを有する金型で押圧し露光して転
写するものが知られている。 【0003】前者の方法は、凹凸パターンを有する金型
を熱可塑性樹脂に押圧した状態で、金型を加熱し樹脂フ
ィルムを軟化させて凹凸パターンに順応させ、次いで、
金型を冷却して硬化させている。また、後者の方法は、
光硬化性樹脂塗料をポリエステルフィルムなどの基材上
に塗装して、凹凸パターンが形成された金型で加圧した
状態で露光するか、金型と基材の間に光硬化性組成物を
注入し加圧した状態で露光し(例えば、特開2002−
59436号)硬化している。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱可塑
性樹脂を加熱した凹凸パターンを有する金型で押圧して
転写する方法は、金型を冷却する工程が必要とされるた
め、製造に時間がかかり、量産化が難しい。 【0005】一方、光硬化性樹脂を使用するものは、材
料が限定され、また、基材への付着工程が必要で、装置
が複雑で大掛かりなものとなるという欠点がある。そこ
で、本発明は量産化が可能で装置が簡素な凹凸パターン
の形成方法を提供するものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では次の手段を採った。即ち、表面に凹凸パ
ターンが形成された金型を使用して樹脂フィルムに凹凸
パターンを形成する方法において、集光レンズを内装し
たレーザ加工ヘッドの下方に制御装置の指令によってX
Y方向に移動する平面テーブルを設け、該平面テーブル
上に該金型を固定し、該金型上に熱可塑性の透明な樹脂
フィルムを載せて上方から透明部材で加圧し、半導体レ
ーザ光を該金型の凹凸パターンに順次スポット照射して
加熱することにより樹脂フィルムへ凹凸パターンを転写
することを特徴としている。 【0007】本発明は、金型上に樹脂フィルムを載せ、
金型の凹凸パターンに集光した半導体レーザ光をスポッ
ト照射して、これを瞬間的に加熱することによって凹凸
パターンを樹脂フィルムに転写するようにしたものであ
る。樹脂フィルムは、熱可塑性の透明なものであればよ
く、アクリル系、エチレン系、セルロース系、ポリエチ
レン系、ビニール系、ナイロン系など種々のものが使用
できる。 【0008】レーザ光は樹脂フィルムの材質および板
厚、凹凸パターンによって、予めレーザ出力、エネルギ
密度、照射時間などを設定したものをスポット照射す
る。スポット照射は平面テーブルを一定速度で移動させ
ながら行い、スポット照射が直前のスポットに重なるよ
うにするのが望ましい。なお、スポット径の調整は、レ
ーザ加工ヘッドの上下移動によって行う。 【0009】半導体レーザ発振器によるレーザ光は透明
なものを透過し、エネルギ密度が低く一定に分布すると
いう性質を有しているので、加圧している透明部材およ
び樹脂フィルムを透過し、金型の凹凸パターンへスポッ
ト照射される。なお、透明部材はレーザ光に対して透明
であるものを意味しており、ガラス板や耐熱性の樹脂板
などで透明なものを使用すればよい。 【0010】これにより、照射された局所的部分は瞬間
的に加熱され、その箇所に密接している樹脂フィルム
は、軟化して凹凸パターンに順応し、その部分が転写さ
れる。スポット照射が行われた局所的な部分の入熱量は
金型全体からみると小さな熱量であるので、強制冷却し
なくても自然に冷却し、樹脂フィルムは速やかに硬化し
て凹凸パターンが固定される。 【0011】通常、金型の凹凸パターンの全範囲を転写
するが、樹脂フィルムの一部について行うことも勿論可
能である。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明の凹凸パターンの形
成方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。この装
置の概要は、図1に示すように、上下方向に移動可能な
レーザ加工ヘッド3を備えたレーザ本体1の下方にX方
向とY方向に移動可能な平面テーブル9が配置され、半
導体レーザ光の照射、加工ヘッド3の移動および平面テ
ーブル9の移動を制御する制御装置10が設けられてい
る。そして、上面に所望の凹凸パターンが形成された金
型5が平面テーブル9に固定されている。 【0013】レーザ本体1は半導体レーザ発振器と反射
ミラー2を備え、レーザ加工ヘッド3には集光レンズ4
が設けられている。そして、レーザ光はレーザ発振器か
ら反射ミラー2を介して集光レンズ4で集光され、金型
5の凹凸パターンにスポット照射される。なお、図にお
いて11はX駆動装置、12はY駆動装置で制御装置1
0からの指令で作動する。 【0014】次に、上記の装置で樹脂フィルムに凹凸パ
ターンを形成する方法を説明する。まず、凹凸パターン
の状態や樹脂フィルムWの種類および厚さなどによって
レーザ光を照射するビームスポットの設定を行い、レー
ザ出力、ビームパワー密度を適宜なものに調整する。ま
た、平面テーブル9の移動経路および速度を設定する。 【0015】次に、所望の凹凸パターンが形成された金
型5を平面テーブル9の上面の中央に固定する。そし
て、図2に示すように、金型5の上面に透明な熱可塑性
の樹脂フィルムWを載せ、その上から透明部材6を載せ
て加圧手段7で加圧する。なお、透明部材6はここでは
透明なガラス板を使用している。 【0016】加圧手段7は、金型5に樹脂フィルムWが
圧接されるように、金型5に係止した締付金具(図示し
てない)を透明部材6に係合させてネジで締め込むよう
にしたものを使用している。なお、透明部材6の表面は
加工ヘッド3と直角に位置するように水平に保持されて
いる。 【0017】樹脂フィルムWのセットが完了したら、制
御装置10をONにして、X駆動装置11およびY駆動
装置12を作動させて平面テーブル9を移動させ、凹凸
パターンを転写する所定の部所に、レーザ光をスポット
照射する。このスポット照射は例えば、図3に示すよう
に左上のP1の位置から右へ向かい、右端で一段下げて
左へ向かうように、左右の端部で折り返して行う。この
場合、平面テーブル9は一定の速度で連続して移動さ
せ、スポット照射は図3に示すP1,P2,P3,P
4,P5のようにそれぞれ前の照射に対して重なるよう
にする。 【0018】レーザ光は透明部材6および樹脂フィルム
Wを透過し金型5の凹凸パターンに照射され、照射部分
を瞬間的に加熱する。そして、凹凸パターンが加熱する
ことにより、これに密接している樹脂フィルムWが軟化
し凹凸パターンに順応し凹凸パターンが転写される。な
お、レーザ光は瞬間的なスポット照射であるので、金型
5全体に対する入熱量は小さく金型全体の温度が上昇す
ることはない。 【0019】したがって、スポット照射され加熱した部
分が冷却するのも速く、樹脂フィルムの軟化した部分が
速やかに硬化し、凹凸パターンが固定される。 【0020】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の樹脂フィ
ルムに凹凸パターンを形成する方法は、集光レンズを内
装したレーザ加工ヘッドの下方に制御装置の指令によっ
てXY方向に移動する平面テーブルを設け、該平面テー
ブル上に該金型を固定し、該金型上に熱可塑性の透明な
樹脂フィルムを載せて上方から透明部材で加圧し、半導
体レーザ光を該金型の凹凸パターンに順次スポット照射
して加熱することにより樹脂フィルムへ凹凸パターンを
転写するので、広範な樹脂フィルムを使用でき、しか
も、光硬化性樹脂物質など特殊な物質を必要とせず、簡
素な装置で樹脂フィルムに凹凸パターンを形成すること
ができる。また、従来の熱可塑性樹脂を加熱した金型で
押圧して転写する方法のような、冷却などの後処理を必
要としないので、極めて簡単な製造工程で短時間に生産
でき、量産化に適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の凹凸パターンの形成方法を行うための
装置の概略図である。 【図2】同 樹脂フィルムの設置の状態を示す側面図で
ある。 【図3】同 レーザ光のスポット照射を説明するための
平面図である。 【符号の説明】 1…レーザ発振器 2…反射ミラー 3…レーザ加工ヘッド 4…集光レンズ 5…金型 6…透明部材 7…加圧手段 9…平面テーブル 10…制御装置 11…X駆動装置 12…Y駆動装置 W…樹脂フィルム
装置の概略図である。 【図2】同 樹脂フィルムの設置の状態を示す側面図で
ある。 【図3】同 レーザ光のスポット照射を説明するための
平面図である。 【符号の説明】 1…レーザ発振器 2…反射ミラー 3…レーザ加工ヘッド 4…集光レンズ 5…金型 6…透明部材 7…加圧手段 9…平面テーブル 10…制御装置 11…X駆動装置 12…Y駆動装置 W…樹脂フィルム
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フロントページの続き
(72)発明者 坪井 昭彦
愛知県名古屋市南区元塩町1ー36 株式会
社ファインプロセス内
Fターム(参考) 2H049 AA02 AA06 AA39
4F209 AC03 AG01 AG05 AH73 AH75
PA02 PA15 PB01 PC01 PC05
PJ01 PN03 PN06 PQ11
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】表面に凹凸パターンが形成された金型を使
用して樹脂フィルムに凹凸パターンを形成する方法にお
いて、集光レンズを内装したレーザ加工ヘッドの下方に
制御装置の指令によってXY方向に移動する平面テーブ
ルを設け、該平面テーブル上に該金型を固定し、該金型
上に熱可塑性の透明な樹脂フィルムを載せて上方から透
明部材で加圧し、半導体レーザ光を該金型の凹凸パター
ンに順次スポット照射して加熱することにより樹脂フィ
ルムへ凹凸パターンを転写することを特徴とする凹凸パ
ターンの形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002126475A JP2003311831A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 凹凸パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002126475A JP2003311831A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 凹凸パターンの形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003311831A true JP2003311831A (ja) | 2003-11-06 |
Family
ID=29540880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002126475A Pending JP2003311831A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 凹凸パターンの形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003311831A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005275383A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-10-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 光回折構造の複製方法及びその複製方法によって複製された光回折構造を含む光回折構造体。 |
JP2005352334A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Dainippon Printing Co Ltd | 光回折構造転写シート及びその製造方法 |
JP2006001050A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Sony Corp | フィルム構造体の形成方法及びフィルム構造体 |
JP2008183810A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Toshiba Mach Co Ltd | 転写方法及び装置 |
CN100455423C (zh) * | 2006-04-26 | 2009-01-28 | 立兆股份有限公司 | 硬物表面成型微小浮凸图案的方法 |
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