JP2001105435A - 光学素子の製造方法及びその装置並びにプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の微細な三角形状の断面を有する三角柱を
井桁状に形成した光学素子を高精度に製造すること。 【解決手段】金型３１と基板３２との各対向面に撥水性
の離型膜３３、３４を形成し、ポッティングノズル３５
の先端を、基板３２側から金型３１と基板３２との密着
面よりも金型３１側に挿入して光硬化樹脂３６を注入す
るとともに金型３１と基板３２との間に存在するエアー
を、各エアー抜き孔３８〜４１から抜き、２Ｐ法により
液晶ディスプレイに用いるμカライド素子を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三角形状の断面を
有する複数の三角柱を縦横方向に形成したハニカム形状
の光学素子、例えば液晶ディスプレイに用いられるμ
（マイクロ）カライド素子の製造に適用される光学素子
の製造方法及びその装置、並びにμカライド素子を用い
たプロジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１８はプロジェクタの光学系の模式図
である。このプロジェクタは、光源として白色光を発す
るメタルハライドランプ１００を有しており、このメタ
ルハライドランプ１００から出射される光は、リフレク
タ１０１によって所望の方向へと反射される。このリフ
レクタ１０１により反射された光は、ＵＶ−ＩＲフィル
タ１０２を通過し、この光の中に含まれる赤外、紫外光
成分が除去される。

【０００３】ここで、上記メタルハライドランプ１００
から出射される白色光は、その光束の内部に輝度むらを
有するものとなっている。すなわち、メタルハライドラ
ンプ１００を製造する際、このランプ１００内部に金属
小片を封入したりするが、この金属小片を封入する場合
に、ランプ１００の表面にチップ１０３が残留すること
がある。このチップ１０３が残留すると、ランプ１００
で白色光を発する場合に輝度むらを生じる要因となる。
また上記チップ１０３以外にも、ランプ１００の構成要
素である電極リード等によっても光束に影を生じ、輝度
むらを生じる要因となっている。

【０００４】そのため、上記ＵＶ−ＩＲフィルタ１０２
を通過した白色光は、フライアイレンズ１０４に導入さ
れ、この輝度むらが均一に整形される。このフライアイ
レンズ１０４は、図１９に示すように内部にいくつもの
小レンズ１０５が形成されており、これら小レンズ１０
５によって光が拡散され、光束内の輝度分布の均一化が
図られる。

【０００５】このフライアイレンズ１０４によって輝度
分布が均一化された白色光は、拡散され、次のコリメー
タ１０６により平行光に整形される。

【０００６】コリメータ１０６を通過した平行な光束
は、液晶パネル１０７に入射される。この液晶パネル１
０７には画像情報が入力される。この液晶パネル８は、
画像情報に基づいて制御されて入射した光束の変調加工
を行う。

【０００７】この液晶パネル１０７を出射した光は、投
影系１０８に導入され、拡大されてスクリーン１０９に
照射される。これによって、上記液晶パネル１０９に入
力された画像情報が目視可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなプロジェクション装置では、より鮮明な画像を得
ることが要求されている。

【０００９】そこで本発明は、より鮮明な画像を得るた
めの光学素子の製造方法及びその装置を提供することを
目的とする。

【００１０】又、本発明は、複数の微細な三角形状の断
面を有する三角柱を井桁状に形成した光学素子を高精度
に製造できる光学素子の製造方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】又、本発明は、より鮮明な画像を得ること
ができるプロジェクタを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の溝を縦横方向に交叉させて形成した金型と紫外線
領域の光を透過する基板とを密着させ、これら金型と基
板との間に光硬化樹脂を注入し、この光硬化樹脂にＵＶ
光を照射し硬化させることによって金型形状を転写する
光学素子の製造方法において、金型と基板との各対向面
に撥水性の離型膜を形成する工程と、ノズルの先端を、
基板側から金型と基板との密着面よりも金型側に挿入し
て、ノズルから光硬化樹脂を金型と基板との間に注入す
る工程と、ノズルから光硬化樹脂を金型と基板との間に
注入するとともに金型と基板との間に存在するエアー
を、金型と基板との外周部から抜く工程と、を有する光
学素子の製造方法である。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
学素子の製造方法において、金型と基板との間に存在す
るエアーは、金型と基板との外周部から真空吸引され
る。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載の光
学素子の製造方法において、金型と基板との間に、ＵＶ
光を透過しかつ撥水性を有する弾性体を設けるものであ
る。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１記載の光
学素子の製造方法において、光硬化樹脂を硬化させた後
に、この硬化樹脂に対してＵＶ光の照射することにより
剥離可能な粘着テープを圧着し、この粘着テープと共に
硬化樹脂を金型から離型する工程と、粘着テープに対し
てＵＶ光を照射して粘着テープを硬化樹脂から剥離する
工程と、を有する。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１記載の光
学素子の製造方法において、光硬化樹脂を硬化させた後
に、この硬化樹脂を真空吸引して金型から離型する工程
を有する。

【００１７】請求項６記載の発明は、複数の溝を縦横方
向に交叉させて形成した第１の金型と基板との間に光硬
化樹脂を注入して硬化することにより第１の金型を転写
し、この硬化樹脂を第１の金型から離型した後に補強し
て第２の金型を作成する第１の工程と、第２の金型と基
板との間に水溶性の光硬化樹脂を注入して硬化すること
により第２の金型を転写し、この水溶性硬化樹脂を第２
の金型から離型する第２の工程と、この第２の工程によ
り作成された水溶性硬化樹脂と複数の溝を縦横方向に形
成した第３の金型との間に光硬化樹脂を注入して硬化
し、この後に水溶性硬化樹脂を第３の金型から離型した
後に除去する第３の工程と、を有する光学素子の製造方
法である。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６記載の光
学素子の製造方法において、第１の工程は、硬化樹脂を
第１の金型から離型した硬化樹脂に対してＣｒ膜を付与
して補強する。

【００１９】請求項８記載の発明は、請求項６記載の光
学素子の製造方法において、第３の工程は、水溶性硬化
樹脂を水中に浸して除去する。

【００２０】請求項９記載の発明は、請求項１又は６記
載の光学素子の製造方法において、硬化樹脂の一方の面
にアルミニウム膜を形成する。

【００２１】請求項１０記載の発明は、複数の溝を縦横
方向に交叉させて形成した金型と、紫外線領域の光を透
過する基板と、これら金型と基板とを密着させたときの
金型と基板との各対向面に形成された撥水性の離型膜
と、金型と基板との間に光硬化樹脂を注入するもので、
先端を基板側から金型と基板との密着面よりも金型側に
挿入するノズルと、ノズルから光硬化樹脂を金型と基板
との間に注入したときに金型と基板との間に存在するエ
アーを抜くための金型又は基板の外周部に形成されたエ
アー抜き孔と、を具備した光学素子の製造装置である。

【００２２】請求項１１記載の発明は、三角形状の断面
を有する複数の溝を縦横方向に形成した金型と、紫外線
領域の光を透過する基板と、これら金型と基板とを密着
させたときの金型と基板との各対向面に形成された撥水
性の離型膜と、金型と基板との間に光硬化樹脂を注入す
るもので、先端を基板側から金型と基板との密着面より
も金型側に挿入するノズルと、ノズルから光硬化樹脂を
金型と基板との間に注入したときに金型と基板との間に
存在するエアーを抜くための真空吸引通路と、この真空
吸引通路を通して金型と基板との間に存在するエアーを
真空吸引する真空吸引手段と、金型と基板との間に注入
された光硬化樹脂にＵＶ光を照射して硬化させる光源
と、を具備した光学素子の製造装置である。

【００２３】請求項１２記載の発明は、請求項１０又は
１１記載の光学素子の製造装置において、金型と基板と
の間に設けられ、ＵＶ光を透過しかつ撥水性を有する弾
性体を備えたものである。

【００２４】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の光学素子の製造装置において、弾性体は、撥水性のフ
ッ素テープ又はシリコンゴムからなるものである。

【００２５】請求項１４記載の発明は、請求項１０又は
１１記載の光学素子の製造装置において、光硬化樹脂を
硬化させた後に、この硬化樹脂に対して圧着して硬化樹
脂を金型から離型させ、かつＵＶ光の照射により粘着性
が消失して硬化樹脂から取り外される紫外線テープを備
えたものである。

【００２６】請求項１５記載の発明は、請求項１０又は
１１記載の光学素子の製造装置において、光硬化樹脂を
硬化させた後に、この硬化樹脂を真空吸引して金型から
離型する真空吸引手段を備えたものである。

【００２７】請求項１６記載の発明は、請求項１０又は
１１記載の光学素子の製造装置において、硬化樹脂の一
方の面に形成されたアルミニウム膜を有するものであ
る。

【００２８】請求項１７記載の発明は、各色別の各投影
系と、これら投影系から出射された各像を重ね合わせる
重ね合わせ光学系と、この光学系により重ね合わされた
像をスクリーンに拡大投影する拡大光学系とを備え、各
投影系は、光源と、この光源の前方に配置された複数の
溝を縦横方向に交叉させた光学素子と、この光学素子の
前方に配置された液晶表示器とからなるプロジェクタで
ある。

【００２９】

【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。

【００３０】先ず、本発明の光学素子の製造方法により
製造されるμカライド素子を用いるリアプロジェクタに
ついて説明する。

【００３１】図１はリアプロジェクタの概略構成図であ
る。このリアプロジェクタは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）別の各投影系１〜３を備え、これら投影系１〜３
から出射された各像をダイクロイックミラー４で重ね合
わせ、拡大レンズ系５を通してスクリーン６に拡大投影
するものである。

【００３２】各投影系１〜３は、同一構成であり、Ｒの
投影系１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ７の前面
側にＵＶカット素子８、μカライド素子９を配置し、か
つμカライド素子９の前方にレンズ１０、ＬＣＤ（液晶
表示器）１１を配置したものとなっている。ＬＥＤアレ
イ７の背面側には、ヒートシンク１２が設けられてい
る。

【００３３】これと同様にＧの投影系２は、ＬＥＤアレ
イ１３、ＵＶカット素子１４、μカライド素子１５、レ
ンズ１６、ＬＣＤ１７及びヒートシンク１８から構成さ
れ、Ｂの投影系３は、ＬＥＤアレイ１９、ＵＶカット素
子２０、μカライド素子２１、レンズ２２、ＬＣＤ２３
及びヒートシンク２４から構成されている。なお、スク
リーン６には、レンチキュラ２５が設けられている。

【００３４】このような構成のリアプロジェクタでは、
各投影系１〜３ごとに各μカライド素子９、１５、２１
が設けられている。図２(a)(b)はμカライド素子の構成
図であって、同図(a)は正面図、同図(b)は断面図であ
る。これらμカライド素子９、１５、２１は、複数の微
細な三角形状の断面を有する三角柱を縦横方向（井桁
状）に形成した構成となっている。これらμカライド素
子９、１５、２１に形成されている各孔２６は、各ＬＥ
Ｄアレイ７、１３、１９の各ＬＥＤ素子２７に対応して
いる。従って、各ＬＥＤ素子２７から放射された各光
は、それぞれ各孔２６の狭い径から広い径に向かって進
行し、平行光に整形されて出射される。

【００３５】このようなμカライド素子９、１５、２１
は、金型に樹脂を流し込んで硬化させることにより製造
するが、この金型に形成されている複数の微細な三角形
状の断面を有する三角柱を井桁状に形成した溝に樹脂を
流し込ませるには、樹脂に良好な流動性が求められるも
のとなっている。

【００３６】次に、μカライド素子の製造装置について
説明する。

【００３７】図３はフォトポリマライゼーション（phot
opolimarization：２Ｐ）法を用いたμカライド素子の
製造装置を示す構成図である。金型・基板保持機構３０
には、金型３１及び基板３２とが保持されている。金型
３１は、液晶ディスプレイに用いられるμカライド素子
を転写するための形状、すなわち微細な三角形状の断面
を有する複数の溝を縦横方向（井桁状）に形成したハニ
カム状の型が形成されている。

【００３８】この金型３１の上には、基板３２が一定の
力で押し付けられて密着している。この基板３２は、Ｕ
Ｖ光を透過する性質を有している。

【００３９】これら金型３１と基板３２とを密着させた
ときの各対向面には、図４に示すようにそれぞれ撥水性
の各離型膜３３、３４が形成されている。これら離型膜
３３、３４は、金型３１と基板３２との各面にコーティ
ングにより均一に形成されている。

【００４０】ポッティングノズル３５は、金型３１と基
板３２との各離型膜３３、３４の間に粘性液状の光硬化
樹脂３６を注入するものである。このポッティングノズ
ル３５のノズル先端３５ａは、金型３１に形成されてい
るハニカム状の型の縦横の各溝が交わる部分の溝径より
も小さな径に形成されている。このポッティングノズル
３５は、金型２１の中央部に形成されている三角形状の
溝に設けられるもので、図４に示すように基板３２側か
ら金型３１側へ向けて挿入され、かつノズル先端３５ａ
が金型３１と基板３２との密着面よりも金型３１側に挿
入されている。

【００４１】光硬化樹脂３６は、例えばＵＶ（紫外線）
硬化樹脂である。

【００４２】これら金型３１及び基板３２の上方には、
露光用のＵＶ光源３７が配置されている。このＵＶ光源
３７は、紫外光（以下、ＵＶ光と称する）を金型３１と
基板３２との間に注入された光硬化樹脂３６に照射（以
下、ＵＶ露光と称する）し、光硬化樹脂を硬化させるた
めのものである。

【００４３】上記金型・基板保持機構３０には、図５に
示すようにその四辺形の４隅（４コーナ）にそれぞれエ
アー抜き孔３８〜４１が形成されている。これらエアー
抜き孔３８〜４１は、金型・基板保持機構３０の基板３
２と接触する部分に段差を設けて金型３１の溝と外部と
を連通させ、ポッティングノズル３５から光硬化樹脂３
６を金型３１と基板３２との間に注入したときに、金型
３１と基板３２との間に存在するエアーを抜くためのも
のである。

【００４４】次に上記の如く構成された装置を用いた２
Ｐ法によるμカライド素子の製造方法について説明す
る。

【００４５】先ず、ハニカム状の型が形成された金型３
１と基板３２とが用意され、これら金型３１と基板３２
とを密着させたときの各対向面にそれぞれ撥水性の各離
型膜３３、３４が形成される。

【００４６】次に、ポッティングノズル３５が金型２１
の中央部に形成されている三角形状の溝において、基板
３２側から金型３１側へ向けて挿入され、そのノズル先
端３５ａが金型３１と基板３２との密着面よりも金型３
１側に挿入される。

【００４７】この状態に、ポッティングノズル３５は、
光硬化樹脂３６を金型３１と基板３２との間のハニカム
状の溝内に注入する。このとき金型３１と基板３２との
間のハニカム状の溝内のエアーは、図５に示すように各
エアー抜き孔３８〜４１から矢印方向に抜かれる。この
エアーの抜きにより光硬化樹脂３６は、金型３１と基板
３２との間のハニカム状の溝の全体に一様に注入され
る。

【００４８】次に、金型３１に対して基板３２が一定の
力で押し付けられて密着されるとともに、ＵＶ光源３７
からＵＶ光が方向されて光硬化樹脂３６にＵＶ露光され
る。

【００４９】このＵＶ露光により光硬化樹脂３６は硬化
し、金型３１に形成されたハニカム状の型が硬化樹脂に
転写される。

【００５０】この後、金型３１から硬化樹脂が離型され
ることによって液晶ディスプレイに用いられる図２に示
すようなμカライド素子９、１５、２１が得られる。

【００５１】次に、これらμカライド素子９、１５、２
１の一方の面、すなわち上記図２(b)に示すμカライド
素子の孔２６の径の広い側の面２６ａ上にアルミニウム
膜が形成される。このアルミニウム膜は、例えばスパッ
タ又は蒸着により形成される。

【００５２】このように上記第１の実施の形態において
は、金型３１と基板３２との各対向面に撥水性の離型膜
３３、３４を形成し、ポッティングノズル３５の先端
を、基板３２側から金型３１と基板３２との密着面より
も金型３１側に挿入して光硬化樹脂３６を注入するとと
もに金型３１と基板３２との間に存在するエアーを、各
エアー抜き孔３８〜４１から抜き、２Ｐ法により液晶デ
ィスプレイに用いるμカライド素子を製造するようにし
たので、この液晶ディスプレイに用いるμカライド素子
のような複数の微細な三角形状の断面を有する三角柱を
井桁状に形成した光学素子を高精度かつ低コストで製造
できる。

【００５３】このように製造されたμカライド素子であ
れば、液晶ディスプレイやリアプロジェクタに適用で
き、例えば液晶ディスプレイやリアプロジェクタに設け
られている各ＬＥＤ素子から放射された各光を平行光に
整形して出射できる。

【００５４】又、μカライド素子９、１５、２１の一方
の面上にアルミニウム膜を形成するので、μカライド素
子９、１５、２１の表裏面でそれぞれ色が異なって見
え、μカライド素子９、１５、２１の表裏が容易に分か
る。

【００５５】(2) 次に、本発明の第２の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００５６】図６は２Ｐ法を用いたμカライド素子の製
造装置を示す構成図である。このμカライド素子の製造
装置は、光硬化樹脂３６を注入したときの金型３１と基
板３２との間に存在するエアーの抜き機構を真空吸引す
る構造としたものである。

【００５７】金型・基板保持機構３０は、上部保持機構
３０ａと下部保持機構３０ｂとを接合部５０において溶
接等により接合したものとなっている。上部保持機構３
０ａには、図７に示すようにその四辺形の４隅にそれぞ
れエアーを抜くための各樹脂逃げ部５１〜５４が形成さ
れている。これら樹脂逃げ部５１〜５４は、金型３１の
溝と連通している。これら樹脂逃げ部５１〜５４には、
それぞれ真空吸引通路５５が設けられている。この真空
吸引通路５５は、各樹脂逃げ部５１〜５４から１本に纏
められて下部保持機構３０ｂに設けられた真空吸引装置
５６に接続されている。

【００５８】この真空吸引装置５６は、真空吸引通路５
５を通して金型３１と基板３２との間にの溝に存在する
エアーを真空吸引する作用を持っている。

【００５９】次に上記の如く構成された装置を用いた２
Ｐ法によるμカライド素子の製造方法について説明す
る。

【００６０】先ず、上記第１の実施の形態と同様に、金
型３１上に基板３２が載置される。これら金型３１と基
板３２との各対向面には、それぞれ離型膜３３、３４が
形成されている。

【００６１】次に、ポッティングノズル３５が金型２１
の中央部に形成されている三角形状の溝において、基板
３２側から金型３１側へ向けて挿入され、そのノズル先
端３５ａが金型３１と基板３２との密着面よりも金型３
１側に挿入される。そして、ポッティングノズル３５か
ら光硬化樹脂３６が金型３１と基板３２との間のハニカ
ム状の溝内に注入される。

【００６２】このとき金型３１と基板３２との間のハニ
カム状の溝内のエアーは、真空吸引装置５６の真空吸引
の作用によって、各樹脂逃げ部５１〜５４から真空吸引
通路５５を通して金型・基板保持機構３０の外部に抜か
れる。

【００６３】このエアーの抜きにより光硬化樹脂３６
は、金型３１と基板３２との間のハニカム状の溝の全体
に一様に注入される。

【００６４】次に、金型３１に対して基板３２が一定の
力で押し付けられて密着されるとともに、ＵＶ光源３７
からＵＶ光が方向されて光硬化樹脂３６にＵＶ露光さ
れ、光硬化樹脂３６の硬化により金型３１に形成された
ハニカム状の型が硬化樹脂に転写される。

【００６５】この後、金型３１から硬化樹脂が離型され
ることによって液晶ディスプレイに用いられる図２に示
すようなμカライド素子９、１５、２１が得られる。

【００６６】次に、これらμカライド素子９、１５、２
１の一方の面、すなわち上記図２(b)に示すμカライド
素子の孔２６の径の広い側の面２６ａ上にアルミニウム
膜が形成される。このアルミニウム膜は、例えばスパッ
タ又は蒸着により形成される。

【００６７】このように上記第２の実施の形態において
は、金型３１と基板３２との間のハニカム状の溝内のエ
アーを、真空吸引装置５６の真空吸引の作用によって各
樹脂逃げ部５１〜５４から真空吸引通路５５を通して金
型・基板保持機構３０の外部に抜くようにしたので、上
記第１の実施の形態と同様に液晶ディスプレイに用いる
μカライド素子のような複数の微細な三角形状の断面を
有する三角柱を井桁状に形成した光学素子を高精度かつ
低コストで製造でき、そのうえ注入される光硬化樹脂３
６が真空吸引によって確実にかつ速く金型３１と基板３
２との間のハニカム状の溝の全体に一様に注入できる。

【００６８】又、μカライド素子９、１５、２１の一方
の面上にアルミニウム膜を形成するので、μカライド素
子９、１５、２１の表裏面でそれぞれ色が異なって見
え、μカライド素子９、１５、２１の表裏が容易に分か
る。

【００６９】(3) 次に、本発明の第３の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００７０】図８は２Ｐ法を用いたμカライド素子の製
造装置の一部構成図である。このμカライド素子の製造
装置は、上記第１の実施の形態に適用されるもので、金
型３１と基板３２との間に弾性体６０を設けたものであ
る。この弾性体６０は、ＵＶ光を透過しかつ撥水性を有
するもので、例えばフッ素テープ又はシリコンゴムから
成っている。

【００７１】この弾性体６０は、金型３１に対して基板
３２が一定の力で押し付けられて密着されたとき、その
弾性体面が金型３１のハニカム状の型に倣うので、金型
３１と光硬化樹脂３６の侵入をなくすための基板３２と
の１０^−６ｍオーダの密着精度を不要にできる。

【００７２】次に上記の如く構成された装置を用いた２
Ｐ法によるμカライド素子の製造方法について説明す
る。

【００７３】先ず、上記第１の実施の形態と同様に、ポ
ッティングノズル３５から光硬化樹脂３６が金型３１と
基板３２との間のハニカム状の溝の全体に注入される。

【００７４】次に、金型３１に対して基板３２が一定の
力で押し付けられて密着されるとともに、ＵＶ光源３７
からＵＶ光が方向されて光硬化樹脂３６にＵＶ露光さ
れ、このＵＶ光が基板３２から弾性体６０を透過して光
硬化樹脂３６に照射される。

【００７５】このＵＶ光の照射により光硬化樹脂３６は
硬化し、金型３１に形成されたハニカム状の型が硬化樹
脂に転写される。

【００７６】この後、金型３１から硬化樹脂が離型され
ることによって液晶ディスプレイに用いられる図２に示
すようなμカライド素子９、１５、２１が得られる。

【００７７】次に、テーパして形成されているこれらμ
カライド素子９、１５、２１の一方の面、すなわち上記
図２(b)に示すμカライド素子の孔２６の径の広い側の
面２６ａ上に反射膜を構成するアルミニウム膜が形成さ
れる。このアルミニウム膜は、例えばスパッタ又は蒸着
により形成される。

【００７８】このように上記第３の実施の形態において
は、金型３１と基板３２との間に弾性体６０を設けたの
で、金型３１に対して基板３２が一定の力で押し付けら
れて密着されたとき、弾性体６０の弾性体面は金型３１
のハニカム状の型に倣うものとなり、金型３１と光硬化
樹脂３６の侵入をなくすための基板３２とのサブμオー
ダの密着精度を不要にできる。

【００７９】又、μカライド素子９、１５、２１の一方
の面だけにアルミニウム膜を形成するので、μカライド
素子９、１５、２１の表裏面でそれぞれ色が異なる。従
って、このように表裏で色分けされたカライド素子を用
いることにより、μカライド素子９、１５、２１の表裏
が容易に分かるので、プロジェクタを製造する上で生産
性が向上する。

【００８０】なお、上記第３の実施の形態は、上記第２
の実施の形態に適用できることは言うまでもなく、又は
上記第１及び第２の実施の形態と同様の効果を奏するこ
とができることも言うまでもない。

【００８１】(4) 次に、本発明の第４の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００８２】図９は２Ｐ法を用いたμカライド素子の製
造装置の一部構成図である。このμカライド素子の製造
装置は、金型３１から硬化樹脂を離型するときの具体的
な方法を示す図である。この離型には、ＵＶ光の照射に
より粘着性が低下して剥離が可能となる。

【００８３】μカライド素子の製造方法から簡単に説明
する。先ず、上記第１の実施の形態と同様に、ポッティ
ングノズル３５から光硬化樹脂３６が金型３１と基板３
２との間のハニカム状の溝の全体に注入される。

【００８４】次に、金型３１に対して基板３２が一定の
力で押し付けられて密着されるとともに、ＵＶ光源３７
からＵＶ光が方向されて光硬化樹脂３６にＵＶ露光さ
れ、このＵＶ光が基板３２から弾性体６０を透過して光
硬化樹脂３６に照射される。

【００８５】このＵＶ光の照射により光硬化樹脂３６は
硬化し、金型３１に形成されたハニカム状の型が硬化樹
脂３６ａに転写される。

【００８６】次に、離型が行われる。図９(a)に示すよ
うに金型３１に密着している硬化樹脂３６ａに対してＵ
Ｖテープ６１が圧着される。このＵＶテープ６１は、同
図(a)に示すＵＶテープ引張り方向に引っ張られること
により、硬化樹脂３６ａは金型３１から離型する。

【００８７】次に、硬化樹脂３６ａの圧着しているＵＶ
テープ６１に対して図９(b)に示すようにＵＶ光源６２
からＵＶ光が照射される。このＵＶ光の照射によりＵＶ
テープ６１の粘着性が消失する。

【００８８】これにより、ＵＶテープ６１は、硬化樹脂
３６ａから剥がれ、図９(c)に示すように液晶ディスプ
レイに用いられるμカライド素子３６ａが得られる。

【００８９】次に、このμカライド素子３６ａの一方の
面、すなわち上記図９(c)に示すμカライド素子３６ａ
の孔３６ｓの径の広い側の面３６ｆ上にアルミニウム膜
３７が形成される。このアルミニウム膜３７は、例えば
スパッタ又は蒸着により形成される。

【００９０】このように第４の実施の形態においては、
金型３１から硬化樹脂３６ａを離型するときにＵＶ光の
照射により粘着性が消失するＵＶテープ６１を用いたの
で、金型３１から容易に硬化樹脂３６ａを離型してμカ
ライド素子を得ることができる。

【００９１】又、μカライド素子３６ａの一方の面上に
アルミニウム膜３７を形成するので、μカライド素子３
６ａの表裏面でそれぞれ色が異なって見え、μカライド
素子３６ａの表裏が容易に分かる。

【００９２】なお、上記第４の実施の形態は、上記第２
及び第３の実施の形態に適用できることは言うまでもな
く、又は上記第１乃至第３の実施の形態と同様の効果を
奏することができることも言うまでもない。

【００９３】(5) 次に、本発明の第５の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００９４】図８は２Ｐ法を用いたμカライド素子の製
造装置の一部構成図である。このμカライド素子の製造
装置は、金型３１から硬化樹脂を離型するときの他の具
体的な方法を示す図である。この離型には、真空吸引ホ
ルダ６３が用いられる。

【００９５】この真空吸引ホルダ６３は、真空吸引装置
６４が備えられている。この真空吸引ホルダ６３を金型
３１に装着するときは、金型３１に密着している硬化樹
脂３６ａの面に対して所定の隙間６５を開けるものとな
る。

【００９６】μカライド素子の製造方法から簡単に説明
する。先ず、上記第１の実施の形態と同様に、ポッティ
ングノズル３５から光硬化樹脂３６が金型３１と基板３
２との間のハニカム状の溝の全体に注入される。

【００９７】次に、金型３１に対して基板３２が一定の
力で押し付けられて密着されるとともに、ＵＶ光源３７
からＵＶ光が方向されて光硬化樹脂３６にＵＶ露光さ
れ、このＵＶ光が基板３２から弾性体６０を透過して光
硬化樹脂３６に照射される。

【００９８】このＵＶ光の照射により光硬化樹脂３６は
硬化し、金型３１に形成されたハニカム状の型が硬化樹
脂３６ａに転写される。

【００９９】次に、離型が行われる。図１０に示すよう
に真空吸引ホルダ６３が金型３１に密着している硬化樹
脂３６ａの面に対して所定の隙間６５を開けて金型３１
に装着される。

【０１００】次に、真空吸引装置６４の真空吸引の作用
により図１１に示す硬化樹脂３６ａが金型３１から離型
し、μカライド素子３６ａが得られる。

【０１０１】次に、このμカライド素子３６ａの孔３６
ｓの径の広い側の面３６ｆ上に例えばスパッタ又は蒸着
によりアルミニウム膜３７が形成される。

【０１０２】このように第５の実施の形態によれば、離
型に真空吸引ホルダ６３を用いても上記第４の実施の形
態と同様の効果を奏することは言うまでもない。

【０１０３】(6) 次に、本発明の第６の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【０１０４】図１２乃至図１７は２Ｐ法を用いたμカラ
イド素子の製造工程図である。

【０１０５】先ず、ハニカム状の型が形成された金型
（以下、第１の金型と称する）３１と基板３２’とが用
意され、基板３２’の対向面が活性化処理される。な
お、金型３１には離型膜３３を形成してもよい。

【０１０６】次に、金型３１と基板３２’との間に光硬
化性樹脂３６をポッティングする。ここで、第１の金型
３１と基板３２’は、均一の厚さに樹脂膜が形成される
ように位置決めされている。

【０１０７】次に、第１の金型３１に対して基板３２’
が一定の力で押し付けられ、均一の厚さに樹脂膜を形成
して密着されるとともに、ＵＶ光源３７からＵＶ光が放
射されて光硬化樹脂３６にＵＶ露光される。このＵＶ露
光により光硬化樹脂３６は硬化し、第１の金型３１に形
成されたハニカム状の型が硬化樹脂に転写される。

【０１０８】次に、離型に移り、第１の金型３１から硬
化樹脂３６ａ及び基板３２’が一体的に離型される。こ
の離型は、金型３１若しくは硬化樹脂３６ａと一体化し
た基板３２’を、同金型、基板に対し垂直方向に移動可
能なステージ駆動等による離型法による。

【０１０９】次に、図１３に示すように第１の金型３１
の型が転写された硬化樹脂３６ａの表面に対してＣｒ膜
７０が形成される。このＣｒ膜７０は、例えばスパッタ
リング、蒸着等により形成される。このＣｒ膜７０の形
成により硬化樹脂３６ａは、耐摩耗性が向上して補強さ
れ、以後、第２の金型７１として使用される。

【０１１０】次に、図１４に示すように第２の金型７２
と基板７３とが用意され、基板７３の対向面が活性化処
理される。なお、金型７２には、離型膜３３を形成して
もよい。

【０１１１】次に、第２の金型７２と基板７３との間に
水溶性の水溶性光硬化樹脂７４をポッティングする。こ
こで、第２の金型７２と基板７３は、均一の厚さに樹脂
膜が形成されるように位置決めされる。

【０１１２】次に、第２の金型７２に対して基板７３が
一定の力で押し付けられ均一の厚さに樹脂膜を形成して
密着されるとともに、ＵＶ光源３７からＵＶ光が放射さ
れて水溶性光硬化樹脂７４にＵＶ露光される。このＵＶ
露光により水溶性光硬化樹脂７４は硬化し、第２の金型
７２に形成されたハニカム状の型が水溶性硬化樹脂７４
ａに転写される。

【０１１３】次に、離型に移り、第２の金型７２から水
溶性硬化樹脂７４ａ及び基板７３が一体的に離型され
る。この離型は、上述のステージ駆動等による。この離
型により第２の金型７２の型が転写された水溶性硬化樹
脂部品７４ａが得られる。

【０１１４】次に、第３の金型７５が用意される。この
第３の金型７５は、三角形状の断面を有する複数の溝を
縦横方向に形成したハニカム形状の型が形成されてい
る。なお、この第３の金型７５は、水溶性硬化樹脂部品
７４ａに転写された型と合致するように予め形成されて
いる。

【０１１５】次に、図１５に示すように水溶性硬化樹脂
部品７４ａと第３の金型７５との間に粘性液状の光硬化
樹脂３６がポッティングされる。ここで、第３の金型７
５と水溶性樹脂部品７４ａと一体化された基板７３は、
均一の厚さに樹脂膜が形成されるように位置決めされて
いる。

【０１１６】次に、第３の金型７５に対して基板７３が
一定の力で押し付けられ均一の厚さに樹脂膜を形成して
密着されるとともに、ＵＶ光源３７からＵＶ光が放射さ
れて光硬化樹脂３６にＵＶ露光される。このＵＶ露光に
より光硬化樹脂３６は硬化し、第３の金型７５に形成さ
れたハニカム状の型が硬化樹脂３６ａに転写される。

【０１１７】次に、離型に移り、第３の金型７５から硬
化樹脂３６ｂ、水溶性硬化樹脂７４ａ及び基板７３が一
体的に離型される。この離型は、上述のステージ駆動等
による。

【０１１８】次に、水溶性硬化樹脂部品７４ａの除去が
行われる。図１６に示すように水７６の貯えられた水槽
７７が用意される。この水槽７７の中に一体化された水
溶性硬化樹脂部品７４ａ及び基板７３が浸される。この
うち水溶性硬化樹脂部品７４ａは、水中に浸されること
により溶解して除去される。

【０１１９】この水溶性硬化樹脂部品７４ａの除去によ
り硬化樹脂３６ｂが図１７に示すようにμカライド素子
３６ａとして得られる。

【０１２０】次に、このμカライド素子３６ａの孔３６
ｓの径の広い側の面３６ｆ上に例えばスパッタ又は蒸着
によりアルミニウム膜３７が形成される。

【０１２１】このように上記第６の実施の形態において
は、ハニカム形状の型が形成された第１の金型３１と基
板３２との間に光硬化樹脂３６を注入して硬化すること
により第１の金型３１を転写し、この硬化樹脂３６ａを
第１の金型３１から離型した後にＣｒ膜７０を形成して
補強して第２の金型７２を作成し、次に、第２の金型７
２と基板７３との間に水溶性の水溶性光硬化樹脂７４を
注入して硬化することにより第２の金型７２を転写し、
この水溶性硬化樹脂部品７４ａを第２の金型７２から離
型し、次に、この水溶性硬化樹脂部品７４ａと三角形状
の断面を有する複数の溝を縦横方向に形成した第３の金
型７５との間に光硬化樹脂３６を注入して硬化し、この
後に水溶性硬化樹脂部品７４ａを第３の金型７５から離
型した後に水槽７７の水中に浸して除去するようにした
ので、液晶ディスプレイに用いるμカライド素子３６ａ
のような複数の微細な三角形状の断面を有する三角柱を
井桁状に交叉させて構成した光学素子を高精度かつ低コ
ストで製造できる。

【０１２２】このように製造されたμカライド素子３６
ａであれば、液晶ディスプレイやリアプロジェクタに適
用でき、例えば液晶ディスプレイやリアプロジェクタに
設けられている各ＬＥＤ素子から放射された各光を平行
光に整形して出射できる。

【０１２３】又、μカライド素子３６ａの一方の面上に
アルミニウム膜３７を形成するので、μカライド素子３
６ａの表裏面でそれぞれ色が異なって見え、μカライド
素子３６ａの表裏が容易に分かる。

【０１２４】なお、本発明は、上記第１乃至第６の実施
の形態に限定されるものでなく次の通りに変形してもよ
い。

【０１２５】例えば、上記第１乃至第６の実施の形態で
は、液晶ディスプレイやリアプロジェクタに適用したμ
カライド素子の製造について説明したが、三角形状の断
面を有する複数の三角柱を縦横方向に形成したものの製
造であれば適用できる。

【０１２６】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、よ
り鮮明な画像を得るための光学素子の製造方法及びその
装置を提供できる。

【０１２７】又、本発明によれば、複数の微細な三角形
状の断面を有する三角柱を井桁状に形成した光学素子を
高精度に製造できる光学素子の製造方法及びその装置を
提供できる。

【０１２８】又、本発明によれば、より鮮明な画像を得
ることができるプロジェクタを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるμカライド素子を用いたリアプ
ロジェクタの概略構成図。

【図２】μカライド素子の構成図。

【図３】本発明に係わるμカライド素子の製造装置の第
１の実施の形態を示す構成図。

【図４】本発明に係わるμカライド素子の製造装置の第
１の実施の形態におけるポッティングノズル先端位置を
示す図。

【図５】本発明に係わるμカライド素子の製造装置の第
１の実施の形態におけるエアー抜き孔を示す図。

【図６】本発明に係わるμカライド素子の製造装置の第
２の実施の形態を示す構成図。

【図７】本発明に係わるμカライド素子の製造装置の第
２の実施の形態における樹脂逃げ部及び真空吸引通路を
示す構成図。

【図８】本発明に係わるμカライド素子の製造装置の第
３の実施の形態を示す一部構成図。

【図９】本発明に係わるμカライド素子の製造装置の第
４の実施の形態における金型から硬化樹脂を離型すると
きの具体的な方法を示す図。

【図１０】本発明に係わるμカライド素子の製造装置の
第５の実施の形態における金型から硬化樹脂を離型する
ときに用いる真空吸引ホルダの構成図。

【図１１】本発明に係わるμカライド素子の製造装置の
第５の実施の形態により離型されたμマイクロ素子を示
す図。

【図１２】本発明の第６の実施の形態におけるμカライ
ド素子の製造方法を示す製造工程図。

【図１３】本発明の第６の実施の形態におけるμカライ
ド素子の製造方法での第２の金型を示す図。

【図１４】本発明の第６の実施の形態におけるμカライ
ド素子の製造方法での第２の金型の型の転写を示す図。

【図１５】本発明の第６の実施の形態におけるμカライ
ド素子の製造方法での第３の金型の型の転写を示す図。

【図１６】本発明の第６の実施の形態におけるμカライ
ド素子の製造方法での水溶性硬化樹脂の除去を示す図。

【図１７】本発明の第６の実施の形態におけるμカライ
ド素子の製造方法により製造されたμカライド素子を示
す図。

【図１８】従来のリアプロジェクタの概略構成図。

【図１９】同リアプロジェクタに用いられるフライアイ
レンズの構成図。

【符号の説明】

１〜３：投影系 ４：ダイクロイックミラー ５：拡大レンズ系 ６：スクリーン ７，１３，１９：ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ ８，１４，２０：ＵＶカット素子 ９，１５，２１：μカライド素子 １１，１７，２３：ＬＣＤ（液晶表示器） ２５：レンチキュラ ３０：金型・基板保持機構 ３１：金型 ３２：基板 ３３，３４：離型膜 ３５：ポッティングノズル ３６：光硬化樹脂 ３７：露光光源 ３８〜４１：エアー抜き孔 ３０ａ：上部保持機構 ３０ｂ：下部保持機構 ５１〜５４：樹脂逃げ部 ５５：真空吸引通路 ５６：真空吸引装置 ６０：弾性体 ６１：ＵＶテープ ６２：ＵＶ光源 ６３：真空吸引ホルダ ６４：真空吸引装置 ７０：Ｃｒ膜 ７２：第２の金型 ７３：基板 ７４：水溶性光硬化樹脂 ７４ａ：水溶性硬化樹脂部品 ７５：第３の金型 ７６：水 ７７：水槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ 1/1335 1/1335 1/1343 1/1343 Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０３Ｂ 33/12 // Ｂ２９Ｌ 11:00 Ｂ２９Ｌ 11:00 Ｆターム(参考） 2H090 LA12 LA16 2H091 FA29Z FA31Z FA41Z FA45Z FB04 FC19 FC29 FD06 LA18 MA07 2H092 NA25 PA13 RA05 4F202 AA44 AH73 AJ09 AJ11 CA01 CB01 CK11 CM72 CM82 CP01 CP06 4F204 AA44 AH73 AJ09 AJ11 EA03 EA04 EB01 EK09 EK17 EK18 EK20 EK24 EK25

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の溝を縦横方向に交叉させて形成し
   た金型と紫外線領域の光を透過する基板とを密着させ、
   これら金型と基板との間に光硬化樹脂を注入し、この光
   硬化樹脂にＵＶ光を照射し硬化させることによって前記
   金型形状を転写する光学素子の製造方法において、 前記金型と前記基板との各対向面に撥水性の離型膜を形
   成する工程と、 ノズルの先端を、前記基板側から前記金型と前記基板と
   の密着面よりも前記金型側に挿入して、前記ノズルから
   前記光硬化樹脂を前記金型と前記基板との間に注入する
   工程と、 前記ノズルから前記光硬化樹脂を前記金型と前記基板と
   の間に注入するとともに前記金型と前記基板との間に存
   在するエアーを、前記金型と前記基板との外周部から抜
   く工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記金型と前記基板との間に存在するエ
   アーは、前記金型と前記基板との外周部から真空吸引さ
   れることを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記金型と前記基板との間に、ＵＶ光を
   透過しかつ撥水性を有する弾性体を設けることを特徴と
   する請求項１記載の光学素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記光硬化樹脂を硬化させた後に、この
   硬化樹脂に対してＵＶ光の照射することにより剥離可能
   な粘着テープを圧着し、この粘着テープと共に前記硬化
   樹脂を前記金型から離型する工程と、 前記テープに対してＵＶ光を照射して前記粘着テープを
   前記硬化樹脂から剥離する工程と、を有することを特徴
   とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記光硬化樹脂を硬化させた後に、この
   硬化樹脂を真空吸引して前記金型から離型する工程を有
   することを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方
   法。
6. 【請求項６】 複数の溝を縦横方向に交叉させて形成し
   た第１の金型と基板との間に光硬化樹脂を注入して硬化
   することにより前記第１の金型を転写し、この硬化樹脂
   を前記第１の金型から離型した後に補強して第２の金型
   を作成する第１の工程と、 前記第２の金型と基板との間に水溶性の光硬化樹脂を注
   入して硬化することにより前記第２の金型を転写し、こ
   の水溶性硬化樹脂を前記第２の金型から離型する第２の
   工程と、 この第２の工程により作成された前記水溶性硬化樹脂と
   前記複数の溝を縦横方向に形成した第３の金型との間に
   光硬化樹脂を注入して硬化し、この後に前記水溶性硬化
   樹脂を前記第３の金型から離型した後に除去する第３の
   工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記第１の工程は、硬化樹脂を前記第１
   の金型から離型した前記硬化樹脂に対してＣｒ膜を付与
   して補強することを特徴とする請求項６記載の光学素子
   の製造方法。
8. 【請求項８】 前記第３の工程は、前記水溶性硬化樹脂
   を水中に浸して除去することを特徴とする請求項６記載
   の光学素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記硬化樹脂の一方の面にアルミニウム
   膜を形成することを特徴とする請求項１又は６記載の光
   学素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 複数の溝を縦横方向に交叉させて形成
    した金型と、 紫外線領域の光を透過する基板と、 これら金型と基板とを密着させたときの前記金型と前記
    基板との各対向面に形成された撥水性の離型膜と、 前記金型と前記基板との間に光硬化樹脂を注入するもの
    で、先端を前記基板側から前記金型と前記基板との密着
    面よりも前記金型側に挿入するノズルと、 前記ノズルから前記光硬化樹脂を前記金型と前記基板と
    の間に注入したときに前記金型と前記基板との間に存在
    するエアーを抜くための前記金型又は前記基板の外周部
    に形成されたエアー抜き孔と、を具備したことを特徴と
    する光学素子の製造装置。
11. 【請求項１１】 三角形状の断面を有する複数の溝を縦
    横方向に形成した金型と、 紫外線領域の光を透過する基板と、 これら金型と基板とを密着させたときの前記金型と前記
    基板との各対向面に形成された撥水性の離型膜と、 前記金型と前記基板との間に光硬化樹脂を注入するもの
    で、先端を前記基板側から前記金型と前記基板との密着
    面よりも前記金型側に挿入するノズルと、 前記ノズルから前記光硬化樹脂を前記金型と前記基板と
    の間に注入したときに前記金型と前記基板との間に存在
    するエアーを抜くための真空吸引通路と、 この真空吸引通路を通して前記金型と前記基板との間に
    存在するエアーを真空吸引する真空吸引手段と、 前記金型と前記基板との間に注入された前記光硬化樹脂
    にＵＶ光を照射して硬化させる光源と、を具備したこと
    を特徴とする光学素子の製造装置。
12. 【請求項１２】 前記金型と前記基板との間に設けら
    れ、ＵＶ光を透過しかつ撥水性を有する弾性体を備えた
    ことを特徴とする請求項１０又は１１記載の光学素子の
    製造装置。
13. 【請求項１３】 前記弾性体は、撥水性のフッ素テープ
    又はシリコンゴムからなることを特徴とする請求項１２
    記載の光学素子の製造装置。
14. 【請求項１４】 前記光硬化樹脂を硬化させた後に、こ
    の硬化樹脂に対して圧着して前記硬化樹脂を前記金型か
    ら離型させ、かつＵＶ光の照射により粘着性が消失して
    前記硬化樹脂から取り外される紫外線テープを備えたこ
    とを特徴とする請求項１０又は１１記載の光学素子の製
    造装置。
15. 【請求項１５】 前記光硬化樹脂を硬化させた後に、こ
    の硬化樹脂を真空吸引して前記金型から離型する真空吸
    引手段を備えたことを特徴とする請求項１０又は１１記
    載の光学素子の製造装置。
16. 【請求項１６】 前記硬化樹脂の一方の面に形成された
    アルミニウム膜を有することを特徴とする請求項１０又
    は１１記載の光学素子の製造装置。
17. 【請求項１７】 各色別の各投影系と、 これら投影系から出射された各像を重ね合わせる重ね合
    わせ光学系と、 この光学系により重ね合わされた像をスクリーンに拡大
    投影する拡大光学系とを備え、 前記各投影系は、光源と、この光源の前方に配置された
    複数の溝を縦横方向に交叉させた光学素子と、この光学
    素子の前方に配置された液晶表示器とからなることを特
    徴とするプロジェクタ。