JP2003340843A - 複合型素子の製造方法 - Google Patents
複合型素子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】樹脂層側面部に未硬化部分が発生しないように
しながら、樹脂層内部に蓄積される応力を低減させる。 【解決手段】基材２０４の表面に、型２０１の成形面の
形状が転写された樹脂層２０２を形成することにより、
基材と樹脂層が一体化された複合型素子を製造するため
の複合型素子の製造方法であって、樹脂層を構成する樹
脂の粘度Ｌｏｇηが１０〜１５[ｄＰａ・ｓ]である硬化
状態において、樹脂層を型から離型する。
しながら、樹脂層内部に蓄積される応力を低減させる。 【解決手段】基材２０４の表面に、型２０１の成形面の
形状が転写された樹脂層２０２を形成することにより、
基材と樹脂層が一体化された複合型素子を製造するため
の複合型素子の製造方法であって、樹脂層を構成する樹
脂の粘度Ｌｏｇηが１０〜１５[ｄＰａ・ｓ]である硬化
状態において、樹脂層を型から離型する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基材上に樹脂層を
形成することにより、例えば光学素子等（回折光学素子
等）の複合型素子を製造する技術に関するものである。
形成することにより、例えば光学素子等（回折光学素子
等）の複合型素子を製造する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板上に樹脂層を積層して複合型
素子を製造する技術としては、例えば特開平４−３４４
０１号公報に開示されているような製造方法が知られて
いる。この公報記載の技術では、光エネルギーを照射す
る工程において、光エネルギー照射と同時に樹脂層の外
周面近傍を非酸化性ガス雰囲気に置換することにより、
樹脂層の外周面の未硬化部分の発生を防止している。
素子を製造する技術としては、例えば特開平４−３４４
０１号公報に開示されているような製造方法が知られて
いる。この公報記載の技術では、光エネルギーを照射す
る工程において、光エネルギー照射と同時に樹脂層の外
周面近傍を非酸化性ガス雰囲気に置換することにより、
樹脂層の外周面の未硬化部分の発生を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
製造方法では、以下のような問題点がある。
製造方法では、以下のような問題点がある。
【０００４】一般に、光エネルギーを照射して樹脂層を
硬化する場合には樹脂層に硬化収縮が発生する。特に硬
化開始直後は樹脂の収縮量が多いので、樹脂がある程度
自由に流動可能で樹脂層内部に応力が蓄積されにくい状
態の方が望ましい。しかし、上記公報記載の技術では、
光エネルギー照射と同時に樹脂層の外周面と接触してい
る空気を非酸化性ガス雰囲気に置換して硬化を促進して
いるので、樹脂が収縮するにつれて樹脂層内部に応力が
蓄積されてしまう。ここで蓄積された応力は離型時に微
細形状の回折格子部分を変形もしくは破壊させる原因と
なる。
硬化する場合には樹脂層に硬化収縮が発生する。特に硬
化開始直後は樹脂の収縮量が多いので、樹脂がある程度
自由に流動可能で樹脂層内部に応力が蓄積されにくい状
態の方が望ましい。しかし、上記公報記載の技術では、
光エネルギー照射と同時に樹脂層の外周面と接触してい
る空気を非酸化性ガス雰囲気に置換して硬化を促進して
いるので、樹脂が収縮するにつれて樹脂層内部に応力が
蓄積されてしまう。ここで蓄積された応力は離型時に微
細形状の回折格子部分を変形もしくは破壊させる原因と
なる。
【０００５】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、樹脂層側面部に未硬化
部分が発生しないようにしながら、樹脂層内部に蓄積さ
れる応力を低減させることである。
されたものであり、その目的は、樹脂層側面部に未硬化
部分が発生しないようにしながら、樹脂層内部に蓄積さ
れる応力を低減させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる複合型素子の製
造方法は、基材の表面に、型の成形面の形状が転写され
た樹脂層を形成することにより、前記基材と前記樹脂層
が一体化された複合型素子を製造するための複合型素子
の製造方法であって、前記樹脂層を構成する樹脂の粘度
Ｌｏｇηが１０〜１５[ｄＰａ・ｓ]である硬化状態にお
いて、前記樹脂層を前記型から離型することを特徴とし
ている。
目的を達成するために、本発明に係わる複合型素子の製
造方法は、基材の表面に、型の成形面の形状が転写され
た樹脂層を形成することにより、前記基材と前記樹脂層
が一体化された複合型素子を製造するための複合型素子
の製造方法であって、前記樹脂層を構成する樹脂の粘度
Ｌｏｇηが１０〜１５[ｄＰａ・ｓ]である硬化状態にお
いて、前記樹脂層を前記型から離型することを特徴とし
ている。
【０００７】また、この発明に係わる複合型素子の製造
方法において、前記型から離型した後、前記樹脂層を更
に硬化させることを特徴としている。
方法において、前記型から離型した後、前記樹脂層を更
に硬化させることを特徴としている。
【０００８】また、この発明に係わる複合型素子の製造
方法において、前記樹脂は光エネルギー硬化型の樹脂で
あることを特徴としている。
方法において、前記樹脂は光エネルギー硬化型の樹脂で
あることを特徴としている。
【０００９】また、この発明に係わる複合型素子の製造
方法において、前記型から離型した後、非酸化性雰囲気
下で光エネルギー照射により前記樹脂層を更に硬化させ
ることを特徴としている。
方法において、前記型から離型した後、非酸化性雰囲気
下で光エネルギー照射により前記樹脂層を更に硬化させ
ることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１１】まず、一実施形態の概要について説明す
る。
る。
【００１２】本発明の実施形態の複合型素子の製造方法
は、（１）型上に光エネルギー硬化型樹脂を滴下する工
程、（２）透明基板をゆっくり前記樹脂に接液させ所望
の樹脂厚に制御する工程、（３）前記透明基板背面より
光エネルギーを照射し前記樹脂を硬化する工程、（４）
その後光エネルギー硬化型樹脂を樹脂の粘度Ｌｏｇηが
１０〜１５[ｄＰａ・ｓ]に相当する硬化状態において離
型する工程、（５）非酸化性雰囲気下で光エネルギー照
射により更に硬化させる工程を有するものである。
は、（１）型上に光エネルギー硬化型樹脂を滴下する工
程、（２）透明基板をゆっくり前記樹脂に接液させ所望
の樹脂厚に制御する工程、（３）前記透明基板背面より
光エネルギーを照射し前記樹脂を硬化する工程、（４）
その後光エネルギー硬化型樹脂を樹脂の粘度Ｌｏｇηが
１０〜１５[ｄＰａ・ｓ]に相当する硬化状態において離
型する工程、（５）非酸化性雰囲気下で光エネルギー照
射により更に硬化させる工程を有するものである。
【００１３】エネルギー照射時間と樹脂の粘度Ｌｏｇη
との間には図１に示すような関係がある。粘性係数η
は、市販されている粘性測定装置に光照射用の窓を取り
付けて、光照射時間ごとに光硬化樹脂の粘度を測定でき
るよう改造したものを用いて計測した。
との間には図１に示すような関係がある。粘性係数η
は、市販されている粘性測定装置に光照射用の窓を取り
付けて、光照射時間ごとに光硬化樹脂の粘度を測定でき
るよう改造したものを用いて計測した。
【００１４】樹脂の粘性は光エネルギーの照射開始直後
から指数関数的に増加するが、粘度Ｌｏｇηが１０から
は応力がかなり緩和された離型可能な粘度となり、１５
を超えると粘度が高くなり、断面が鋸歯状の回折光学素
子を離型する場合に、その微細形状や格子形状の変形・
破損・破壊が発生した。
から指数関数的に増加するが、粘度Ｌｏｇηが１０から
は応力がかなり緩和された離型可能な粘度となり、１５
を超えると粘度が高くなり、断面が鋸歯状の回折光学素
子を離型する場合に、その微細形状や格子形状の変形・
破損・破壊が発生した。
【００１５】以下本発明の一実施形態について具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるも
のではない。
説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるも
のではない。
【００１６】本実施形態は、本発明を薄型撮像モジュー
ル用回折光学素子の製造に適用した実施形態である。
ル用回折光学素子の製造に適用した実施形態である。
【００１７】図２は、本実施形態の回折光学素子の製造
工程を示す図である。
工程を示す図である。
【００１８】まず、図２(ａ)に示すように、表面を高精
度に切削加工した後Ｎｉメッキを施した金型２０１に、
ディスペンサー２０３を用いて、光硬化樹脂２０２（本
実施形態では紫外線硬化樹脂）を、最大膜厚が１００μ
ｍとなる量だけ塗布した。ここで、最大膜厚とは、図２
（ｃ）において、最大の格子先端からガラス基板２０４
の表面まで垂直に計測したときの長さで、言い換える
と、ガラス基板２０４の表面から最大の格子先端までの
高さを意味する。光硬化樹脂２０２は大日本インキ化学
工業株式会社製GRANDIC RC C001を用いた。
度に切削加工した後Ｎｉメッキを施した金型２０１に、
ディスペンサー２０３を用いて、光硬化樹脂２０２（本
実施形態では紫外線硬化樹脂）を、最大膜厚が１００μ
ｍとなる量だけ塗布した。ここで、最大膜厚とは、図２
（ｃ）において、最大の格子先端からガラス基板２０４
の表面まで垂直に計測したときの長さで、言い換える
と、ガラス基板２０４の表面から最大の格子先端までの
高さを意味する。光硬化樹脂２０２は大日本インキ化学
工業株式会社製GRANDIC RC C001を用いた。
【００１９】次に、図２（ｂ）に示すように、光硬化樹
脂２０２との密着性を強化するためにシランカップリン
グ処理を施してあるガラス基板２０４を、離型ピン２０
５を制御して片側からゆっくり接液させる。ここで、片
側から接液させるとは、図２（ｂ）に左右対称に描かれ
ている離型ピン２０５のどちらか一方側からガラス基板
２０４を光硬化性樹脂２０２に接液させることを意味す
る。また、ゆっくり接液させるとは、ガラス基板２０４
と光硬化性樹脂２０２の接触面積を片側から少しずつ増
やして、気泡を巻き込まないようにガラス基板２０４を
光硬化性樹脂に完全密着させることを意味し、具体的に
は、離型ピン２０５を降下させる速度を２０μm／ｓｅ
ｃ程度に設定するのが適当である。ロードセル（不図
示）を用いて、ガラス基板２０４全体に均一に荷重をか
け、光硬化樹脂の最大膜厚が１００μｍになるよう位置
制御を行う。ガラス基板２０４に背面からＵＶ照射装置
により照度１０ｍＷ／ｃｍの紫外線を２００秒照射し、
光硬化樹脂２０２の粘度Ｌｏｇηが１４[ｄＰａ・ｓ]相
当になるまで、光硬化樹脂２０２を硬化させた。
脂２０２との密着性を強化するためにシランカップリン
グ処理を施してあるガラス基板２０４を、離型ピン２０
５を制御して片側からゆっくり接液させる。ここで、片
側から接液させるとは、図２（ｂ）に左右対称に描かれ
ている離型ピン２０５のどちらか一方側からガラス基板
２０４を光硬化性樹脂２０２に接液させることを意味す
る。また、ゆっくり接液させるとは、ガラス基板２０４
と光硬化性樹脂２０２の接触面積を片側から少しずつ増
やして、気泡を巻き込まないようにガラス基板２０４を
光硬化性樹脂に完全密着させることを意味し、具体的に
は、離型ピン２０５を降下させる速度を２０μm／ｓｅ
ｃ程度に設定するのが適当である。ロードセル（不図
示）を用いて、ガラス基板２０４全体に均一に荷重をか
け、光硬化樹脂の最大膜厚が１００μｍになるよう位置
制御を行う。ガラス基板２０４に背面からＵＶ照射装置
により照度１０ｍＷ／ｃｍの紫外線を２００秒照射し、
光硬化樹脂２０２の粘度Ｌｏｇηが１４[ｄＰａ・ｓ]相
当になるまで、光硬化樹脂２０２を硬化させた。
【００２０】更に、図２（ｃ）に示すように、光硬化樹
脂２０２が半硬化状態（粘度Ｌｏｇηが１４[ｄＰａ・
ｓ]相当の状態）で、離型ピン２０５を制御して片側か
らゆっくり持ち上げていき離型を行った。そして、格子
の先端に変形・破損がないことを確認した。
脂２０２が半硬化状態（粘度Ｌｏｇηが１４[ｄＰａ・
ｓ]相当の状態）で、離型ピン２０５を制御して片側か
らゆっくり持ち上げていき離型を行った。そして、格子
の先端に変形・破損がないことを確認した。
【００２１】次に図２（ｄ）に示すように、硬化装置２
１２において、光硬化樹脂２０２を成形した半硬化状態
の成形品２０９を支持台２１０の所定の位置に設置し、
排気口２１１から真空ポンプ（不図示）で１.３Ｐａま
で排気した。なお、図２（ｄ）に２０９で示した成形品
は、図２（ｃ）に示した半硬化状態の成形品を上下反転
させたものであり、実際には微細な回折格子形状をして
いるが、図２（ｄ）では簡略化して円弧形状で表してい
る。また、図２（ｄ）で示す工程では、何個かの半硬化
状態の成形品をまとめて処理できるが、図２（ｄ）で
は、２個の例を示している。ガラス窓２０６を介してＵ
Ｖ照射装置により照度１０ｍＷ／ｃｍの紫外線を１００
０秒照射し、成形品２０９を完全硬化させた。バルブ２
０７を開いて空気を気体導入口２０８より取り入れて、
硬化装置２１２内を徐々にリークさせた。そして、大気
圧まで到達したら成形品２０９を取り出し、回折光学素
子を完成させた。
１２において、光硬化樹脂２０２を成形した半硬化状態
の成形品２０９を支持台２１０の所定の位置に設置し、
排気口２１１から真空ポンプ（不図示）で１.３Ｐａま
で排気した。なお、図２（ｄ）に２０９で示した成形品
は、図２（ｃ）に示した半硬化状態の成形品を上下反転
させたものであり、実際には微細な回折格子形状をして
いるが、図２（ｄ）では簡略化して円弧形状で表してい
る。また、図２（ｄ）で示す工程では、何個かの半硬化
状態の成形品をまとめて処理できるが、図２（ｄ）で
は、２個の例を示している。ガラス窓２０６を介してＵ
Ｖ照射装置により照度１０ｍＷ／ｃｍの紫外線を１００
０秒照射し、成形品２０９を完全硬化させた。バルブ２
０７を開いて空気を気体導入口２０８より取り入れて、
硬化装置２１２内を徐々にリークさせた。そして、大気
圧まで到達したら成形品２０９を取り出し、回折光学素
子を完成させた。
【００２２】真空による非酸化性雰囲気下で完全硬化さ
せることで樹脂層側面部の未硬化部分は残留していなか
った。また、硬化装置２１２において真空環境を作り出
す代わりに、一旦空気を排気した後、気体導入口２０８
より窒素ガスを導入し、窒素雰囲気による非酸化性環境
で同様に完全硬化を行った場合でも樹脂層側面部の未硬
化部分は残っていなかった。
せることで樹脂層側面部の未硬化部分は残留していなか
った。また、硬化装置２１２において真空環境を作り出
す代わりに、一旦空気を排気した後、気体導入口２０８
より窒素ガスを導入し、窒素雰囲気による非酸化性環境
で同様に完全硬化を行った場合でも樹脂層側面部の未硬
化部分は残っていなかった。
【００２３】このように光硬化型樹脂の粘度を硬化条件
で調整し、半硬化の状態（樹脂の粘度Ｌｏｇηが１０〜
１５[ｄＰａ・ｓ]である硬化状態）で離型して、樹脂内
部の応力を少なくすることで微細形状や格子形状の変形
・破壊を防止することができた。また非酸化性雰囲気下
で完全硬化を行うことで樹脂層側面部に未硬化部を残す
ことなく複合型素子を製造することができた。
で調整し、半硬化の状態（樹脂の粘度Ｌｏｇηが１０〜
１５[ｄＰａ・ｓ]である硬化状態）で離型して、樹脂内
部の応力を少なくすることで微細形状や格子形状の変形
・破壊を防止することができた。また非酸化性雰囲気下
で完全硬化を行うことで樹脂層側面部に未硬化部を残す
ことなく複合型素子を製造することができた。
【００２４】以上説明したように、上記の実施形態によ
れば、樹脂層内部に蓄積される応力を少なくして微細形
状や格子形状の変形・破損・破壊を防止することがで
き、且つ樹脂層側面部の未硬化成分が発生しないように
することができる。
れば、樹脂層内部に蓄積される応力を少なくして微細形
状や格子形状の変形・破損・破壊を防止することがで
き、且つ樹脂層側面部の未硬化成分が発生しないように
することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
樹脂層側面部に未硬化部分が発生しないようにしなが
ら、樹脂層内部に蓄積される応力を低減させることが可
能となる。
樹脂層側面部に未硬化部分が発生しないようにしなが
ら、樹脂層内部に蓄積される応力を低減させることが可
能となる。
【図１】本発明の一実施形態の複合型素子の製造方法の
原理を説明するための図である。
原理を説明するための図である。
【図２】一実施形態の複合型素子の製造工程を示す断面
図である。
図である。
２０１ 金型
２０２ 樹脂
２０３ ディスペンサー
２０４ ガラス基板
２０５ 離型ピン
２０６ ガラス窓
２０７ バルブ
２０８ 気体導入口
２０９ 成形品
２１０ 支持台
２１１ 排気口
２１２ 硬化装置
Claims (4)
- 【請求項１】 基材の表面に、型の成形面の形状が転写
された樹脂層を形成することにより、前記基材と前記樹
脂層が一体化された複合型素子を製造するための複合型
素子の製造方法であって、 前記樹脂層を構成する樹脂の粘度Ｌｏｇηが１０〜１５
[ｄＰａ・ｓ]である硬化状態において、前記樹脂層を前
記型から離型することを特徴とする複合型素子の製造方
法。 - 【請求項２】 前記型から離型した後、前記樹脂層を更
に硬化させることを特徴とする請求項１に記載の複合型
素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記樹脂は光エネルギー硬化型の樹脂で
あることを特徴とする請求項１に記載の複合型素子の製
造方法。 - 【請求項４】 前記型から離型した後、非酸化性雰囲気
下で光エネルギー照射により前記樹脂層を更に硬化させ
ることを特徴とする請求項３に記載の複合型素子の製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003055595A JP2003340843A (ja) | 2002-03-18 | 2003-03-03 | 複合型素子の製造方法 |
| US10/387,428 US6984346B2 (en) | 2002-03-18 | 2003-03-14 | Composite element manufacturing method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002-74521 | 2002-03-18 | ||
| JP2002074521 | 2002-03-18 | ||
| JP2003055595A JP2003340843A (ja) | 2002-03-18 | 2003-03-03 | 複合型素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003340843A true JP2003340843A (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=28043755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003055595A Withdrawn JP2003340843A (ja) | 2002-03-18 | 2003-03-03 | 複合型素子の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6984346B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003340843A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010087083A1 (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | コニカミノルタオプト株式会社 | ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7510946B2 (en) * | 2003-03-17 | 2009-03-31 | Princeton University | Method for filling of nanoscale holes and trenches and for planarizing of a wafer surface |
| DE112007000148T5 (de) | 2006-01-12 | 2008-11-20 | 3M Innovative Properties Co., St. Paul | Licht kollimierender Film |
| JP6414745B2 (ja) * | 2012-07-09 | 2018-10-31 | 株式会社クラレ | 光学素子及び集光型太陽光発電装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4273809A (en) * | 1979-10-25 | 1981-06-16 | American Optical Corporation | Method of preparing cast resin lenses |
| JPH0434401A (ja) | 1990-05-30 | 1992-02-05 | Olympus Optical Co Ltd | 複合光学素子の製造方法および装置 |
-
2003
- 2003-03-03 JP JP2003055595A patent/JP2003340843A/ja not_active Withdrawn
- 2003-03-14 US US10/387,428 patent/US6984346B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010087083A1 (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | コニカミノルタオプト株式会社 | ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030175415A1 (en) | 2003-09-18 |
| US6984346B2 (en) | 2006-01-10 |
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