JP2001145959A - Curved surface forming method and optical element - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、曲面形成方法お
よび光学素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a curved surface forming method and an optical element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】樹脂材料に曲面を形成する方法として
は、型成形や型押しによる方法等が良く知られている。
型成形や型押しによる曲面形成方法では「型」が不可欠
であることは当然である。型成形や型押しに用いられる
型は、一般に高価であるが、一度作製すれば長期にわた
って使用可能である。しかし、形成すべき曲面の変更に
は対応できず、形成すべき曲面ごとに新たな型の製造が
必要である。2. Description of the Related Art As a method of forming a curved surface on a resin material, a method of molding or embossing is well known.
It is natural that a “mold” is indispensable in a method of forming a curved surface by molding or embossing. The mold used for molding and embossing is generally expensive, but once manufactured, can be used for a long time. However, it is not possible to cope with a change in the curved surface to be formed, and it is necessary to manufacture a new mold for each curved surface to be formed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、型を用い
ることなく樹脂材料に曲面を形成できる、全く新規な曲
面形成方法および、この方法で光学的曲面を形成された
光学素子の実現を課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a completely novel curved surface forming method capable of forming a curved surface on a resin material without using a mold and an optical element having an optically curved surface formed by the method. And
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この発明の曲面形成方法
は、樹脂層形成工程と露光工程とを有する。「樹脂層形
成工程」は、流動状態の樹脂を基板表面に塗布して基板
表面に樹脂層を形成する工程である。この発明の曲面形
成方法においては、樹脂層を形成すべき樹脂として「硬
化に伴い体積の減少する光硬化性樹脂」を用いる。光硬
化性樹脂は、可視光の照射により硬化するもののみなら
ず、紫外光や赤外光等、広義の光の照射により硬化する
ものを総称する。基板を構成する材料としては、金属・
ガラス・硬化状態の樹脂等、種々の材料が使用可能であ
る。基板表面の形状も平面をはじめ、球面やシリンダ面
等、種々の面形状が許容される。上記光硬化性樹脂の塗
布は、従来から塗布方法として知られたスピンコート法
やロールコート法、ディピング法等を適宜利用できる。
「露光工程」は、基板表面上で流動状態にある樹脂層
を、所定の光強度分布の光で継続して照射する露光であ
る。そして、この発明の曲面形成方法は以下の点を特徴
とする（請求項１）。即ち、露光工程において、所定の
光強度分布の光の継続的照射により、樹脂層を表面側か
ら次第に硬化させ、硬化に伴う光硬化性樹脂の体積減少
と流動とにより樹脂層の表面を変形せしめて曲面を形成
するのである。上記請求項１記載の曲面形成方法におい
て、露光工程を「濃度分布を持ったフィルタを透過させ
ることにより、所定の光強度分布としたレーザ光束」で
行うことができる（請求項２）。あるいはまた、「所定
の光透過率分布を形成されたグラデーションマスクを介
した光照射」で露光工程を行うこともできる（請求項
３）。グラデーションマスクとしては光透過率分布が連
続的に変化するものを用いることもできるが、グラデー
ションマスクとして「微小な光透過部を配列してなり、
個々の光透過部の面積が、形成すべき光学的曲面の形状
に応じた所定の光透過率分布をなすように設定されたも
の」を用い、このグラデーションマスクを樹脂層の表面
から微小間隔離して露光することにより、デフォーカス
効果により、樹脂層に対して所定の光強度分布を実現す
るようにして露光工程を行ってもよい（請求項４）。ま
た、グラデーションマスクとして「透明基板に、膜厚が
連続的もしくは段階的に変化する膜を、金属および／ま
たは金属酸化物で形成してなり、膜の厚さの変化が、所
定の光透過率分布をなすように設定されたもの」を用
い、グラデーションマスクを樹脂層の表面に密接させ、
もしくは微小間隔離して露光することにより、樹脂層に
対して所定の光強度分布を実現するようにして露光工程
を行ってもよい（請求項５）。なお、請求項４記載の発
明で用いられるグラデーションマスクは、例えば特表平
８−５０４５１５号公報に開示されたものを適宜変更し
て利用することができ、請求項５記載の発明で用いられ
るグラデーションマスクは、例えば特開平９−１４６２
５９号公報に開示されたものを適宜変更して利用するこ
とができる。The curved surface forming method of the present invention has a resin layer forming step and an exposing step. The “resin layer forming step” is a step of applying a resin in a flowing state to the substrate surface to form a resin layer on the substrate surface. In the curved surface forming method of the present invention, a “photo-curable resin whose volume decreases with curing” is used as a resin for forming a resin layer. The photocurable resin is not only a resin that is cured by irradiation with visible light but also a resin that is cured by irradiation with light in a broad sense such as ultraviolet light and infrared light. The materials that make up the substrate include metals and
Various materials such as glass and hardened resin can be used. Various surface shapes, such as a flat surface, a spherical surface, a cylinder surface, etc., are acceptable as the surface shape of the substrate. For the application of the photocurable resin, a spin coating method, a roll coating method, a dipping method, or the like conventionally known as an application method can be appropriately used.
The “exposure step” is exposure in which a resin layer in a flowing state on a substrate surface is continuously irradiated with light having a predetermined light intensity distribution. The curved surface forming method according to the present invention is characterized by the following points (claim 1). That is, in the exposure step, the resin layer is gradually cured from the surface side by continuous irradiation of light having a predetermined light intensity distribution, and the surface of the resin layer is deformed by the volume reduction and flow of the photocurable resin accompanying the curing. It forms a curved surface. In the method for forming a curved surface according to the first aspect, the exposure step can be performed by "a laser beam having a predetermined light intensity distribution by transmitting through a filter having a density distribution" (claim 2). Alternatively, the exposure step can be performed by "irradiating light through a gradation mask having a predetermined light transmittance distribution" (claim 3). As the gradation mask, a mask whose light transmittance distribution continuously changes can be used, but as the gradation mask, "a minute light transmitting portion is arranged,
The area of each light transmitting portion is set so as to form a predetermined light transmittance distribution according to the shape of the optical curved surface to be formed '', and this gradation mask is minutely separated from the surface of the resin layer. The exposure step may be performed such that a predetermined light intensity distribution is realized on the resin layer by the defocus effect by performing the exposure. Further, as a gradation mask, "a film whose thickness changes continuously or stepwise is formed of a metal and / or metal oxide on a transparent substrate, and the change in the thickness of the film is a predetermined light transmittance. Using a gradient mask close to the surface of the resin layer,
Alternatively, the exposure step may be performed such that a predetermined light intensity distribution is realized with respect to the resin layer by exposing to light with minute intervals. The gradation mask used in the invention described in claim 4 can be, for example, the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-504515, which can be appropriately modified and used. The gradation mask used in the invention described in claim 5 can be used. The mask is described in, for example, JP-A-9-1462.
The one disclosed in Japanese Patent Publication No. 59 can be appropriately modified and used.
【０００５】上記請求項１〜５の任意の１に記載の曲面
形成方法において、基板表面を平面とする場合、樹脂層
形成工程後、樹脂層における樹脂の流動性を高めて樹脂
層の表面を平滑化する平滑化工程を有することができる
（請求項６）。流動性を高めると、樹脂層の表面に作用
する表面張力が、樹脂層表面を均すように作用するの
で、樹脂層形成工程の際に、塗布形成された樹脂層表面
に存在する可能性のある「うねり(空間周波数がごく低
く、振幅のごく小さい、表面の波打ち状変形)」を有効
に解消することができる。また、上記請求項１〜６の任
意の１に記載の曲面形成方法において、露光工程におい
て、樹脂層における樹脂の流動性を高めることができる
（請求項７）。これら請求項６または７記載の曲面形成
方法において、樹脂の流動性を高める方策として「樹脂
層の昇温により粘度を減少させる」ことが出来る（請求
項８）。請求項１〜８の任意の１に記載の曲面形成方法
において、光硬化性樹脂として「紫外線硬化樹脂」を用
い、露光を紫外光で行うことが出来る（請求項９）。請
求項１〜９記載の曲面形成方法では、曲面は硬化した樹
脂層の表面形状として形成される。「硬化した樹脂層の
表面形状」を、屈折面や反射面形状として、そのまま利
用することもできるが、請求項１〜９の任意の１に記載
の曲面形成方法により形成された樹脂層の表面形状を
「所望の選択比の異方性エッチングにより、基板表面に
転写」することにより、基板の表面形状としての曲面の
形成を行うことができる（請求項１０）。即ち、この場
合、硬化した樹脂層の表面形状は異方性のエッチングに
おける出発形状となる。この場合、異方性のエッチング
の選択比を１とすれば、樹脂層の表面形状をそのまま、
基板表面形状として転写できるし、選択比を適当に取る
ことにより、樹脂層の表面形状の凹凸(高低差)を強調あ
るいは緩和した曲面形状を、基板の表面形状として形成
することができる。請求項１１記載の発明の光学素子
は、上記請求項１〜９の任意の１に記載の曲面形成方法
により「光学的曲面」を形成されたことを特徴とする。
即ち、この場合には、光学素子は、その一部として硬化
した樹脂層を含む。請求項１２記載の発明の光学素子
は、上記請求項１０に記載の曲面形成方法により「光学
的曲面」を形成されたことを特徴とする。この場合に
は、曲面を形成された基板が光学素子の少なくとも一部
を構成する。上記光学的曲面は、例えば反射面形状とす
ることができる。即ち、例えば基板表面の樹脂層（もし
くは基板）の表面形状として反射面形状を形成し、その
上に反射膜を蒸着等の方法で形成して、光学素子として
の反射鏡を得ることができる。上記光学的曲面はまた
「屈折面」として構成することができ、この場合、光学
素子としての「レンズ」を得ることができる（請求項１
３）。このようなレンズは、カメラ用レンズや光走査装
置のレンズ等であることができるが、「マイクロレン
ズ」であってもよい（請求項１４）。In the method for forming a curved surface according to any one of claims 1 to 5, when the surface of the substrate is flat, the flowability of the resin in the resin layer is increased after the step of forming the resin layer so that the surface of the resin layer is formed. A smoothing step for smoothing may be provided (claim 6). When the fluidity is increased, the surface tension acting on the surface of the resin layer acts to even out the surface of the resin layer. It is possible to effectively eliminate a certain “undulation (a very low spatial frequency, a very small amplitude, and a wavy deformation of the surface)”. Further, in the curved surface forming method according to any one of the first to sixth aspects, it is possible to increase the fluidity of the resin in the resin layer in the exposure step (claim 7). In the curved surface forming method according to the sixth or seventh aspect, as a measure for increasing the fluidity of the resin, it is possible to "reduce the viscosity by increasing the temperature of the resin layer" (claim 8). In the method for forming a curved surface according to any one of the first to eighth aspects, an "ultraviolet curable resin" is used as the photocurable resin, and the exposure can be performed using ultraviolet light (claim 9). In the method for forming a curved surface according to the first to ninth aspects, the curved surface is formed as the surface shape of the cured resin layer. The “surface shape of the cured resin layer” can be used as it is as a refraction surface or a reflection surface shape, but the surface of the resin layer formed by the curved surface forming method according to any one of claims 1 to 9. By transferring the shape to the substrate surface by anisotropic etching with a desired selectivity, a curved surface as the surface shape of the substrate can be formed (claim 10). That is, in this case, the surface shape of the cured resin layer becomes a starting shape in anisotropic etching. In this case, assuming that the selectivity of anisotropic etching is 1, the surface shape of the resin layer remains unchanged.
The surface shape of the substrate can be transferred, and by appropriately setting the selectivity, a curved surface shape in which the unevenness (difference in height) of the surface shape of the resin layer is emphasized or reduced can be formed as the surface shape of the substrate. An optical element according to an eleventh aspect of the present invention is characterized in that an “optical curved surface” is formed by the curved surface forming method according to any one of the first to ninth aspects.
That is, in this case, the optical element includes a cured resin layer as a part thereof. An optical element according to a twelfth aspect of the present invention is characterized in that an “optically curved surface” is formed by the curved surface forming method according to the tenth aspect. In this case, the substrate having the curved surface forms at least a part of the optical element. The optical curved surface may be, for example, a reflective surface shape. That is, for example, a reflecting surface shape is formed as a surface shape of a resin layer (or a substrate) on a substrate surface, and a reflecting film is formed thereon by a method such as vapor deposition to obtain a reflecting mirror as an optical element. The optically curved surface can also be configured as a “refractive surface”, in which case a “lens” as an optical element can be obtained.
3). Such a lens may be a lens for a camera, a lens of an optical scanning device, or the like, but may be a “micro lens” (claim 14).
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】図１において、符号１０は樹脂層
を示し、符号１２は基板を示している。樹脂層１０は
「硬化に伴い体積の減少する光硬化性樹脂」、例えば、
紫外線硬化樹脂による層であり、ガラス等の基板１２上
に「樹脂層形成工程」を経て塗布形成されている。光硬
化性樹脂の塗布は、ロールコート法やスピンコート法、
あるいはディピング法により行うことができるが、形成
された樹脂層の表面が「うねり」等のない平面となるよ
うに、樹脂層形成工程後、樹脂層における樹脂の流動性
を高めて樹脂層の表面を平滑化する「平滑化工程」を実
行することが好ましい。符号２０はレーザ光源であり、
樹脂層１０を硬化させるためのレーザ光を放射する。樹
脂層１０を構成する樹脂が紫外線硬化樹脂であれば、レ
ーザ光源２０としては「紫外レーザ光」を放射する紫外
線レーザが用いられる。レーザ光源２０から放射された
レーザ光は、コリメートレンズ２２（簡単化して描いて
ある）により平行光束化され、ミラー２４で光路を鉛直
下方へ曲げられてビームエキスパンダ２６に入射し、光
束径を「所望の大きさ」に拡大されたのち、フィルタ２
８を通過する。フィルタ２８は「透過レーザ光束の光強
度分布を所定の分布にするための透過率分布」を有して
いる。このようにして「所定の光強度分布」を実現され
たレーザ光束が、樹脂層１０に継続的に照射されて露光
工程が実行される。図２は、露光工程における樹脂層１
０の変化を説明するための図であり、実際の変化を、説
明の簡単のために強調して描いている。図２（ａ）にお
いて、符号ＬＢは照射されるレーザ光束を示し、図示の
如き光強度分布を有しているものとする。図２（ｂ）
は、露光工程開始後の比較的早い時期における状態を描
いている。樹脂層１０はレーザ光束ＬＢの照射を受ける
と表面の側から硬化が開始する。図２（ｂ）において、
符号１０ａは「硬化した樹脂部分」を示す。レーザ光束
ＬＢの強度分布において、強度の大きい部分ほど硬化が
進むので、硬化した樹脂部分１０ａの形状は図の如きも
のとなる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a resin layer, and reference numeral 12 indicates a substrate. The resin layer 10 is a “photo-curable resin whose volume decreases with curing”, for example,
This is a layer made of an ultraviolet curable resin, and is applied and formed on a substrate 12 such as glass through a “resin layer forming step”. Photocurable resin is applied by roll coating, spin coating,
Alternatively, it can be performed by a dipping method, but after the resin layer forming step, the fluidity of the resin in the resin layer is increased so that the surface of the formed resin layer is a flat surface without “undulations” or the like. It is preferable to execute a “smoothing step” for smoothing the image. Reference numeral 20 denotes a laser light source,
A laser beam for curing the resin layer 10 is emitted. If the resin constituting the resin layer 10 is an ultraviolet curing resin, an ultraviolet laser that emits “ultraviolet laser light” is used as the laser light source 20. The laser light emitted from the laser light source 20 is converted into a parallel light beam by a collimating lens 22 (illustrated in a simplified manner), the light path is bent vertically downward by a mirror 24, and is incident on a beam expander 26 to reduce the light beam diameter. After being enlarged to “desired size”, filter 2
Go through 8. The filter 28 has “a transmittance distribution for making the light intensity distribution of the transmitted laser beam into a predetermined distribution”. The laser beam that has achieved the “predetermined light intensity distribution” in this manner is continuously irradiated on the resin layer 10 to execute the exposure process. FIG. 2 shows the resin layer 1 in the exposure step.
FIG. 7 is a diagram for explaining a change of 0, in which an actual change is emphasized for simplicity of description. In FIG. 2A, reference numeral LB indicates a laser beam to be irradiated, and has a light intensity distribution as illustrated. FIG. 2 (b)
Shows a state at a relatively early stage after the start of the exposure step. When the resin layer 10 is irradiated with the laser beam LB, curing starts from the surface side. In FIG. 2B,
Reference numeral 10a indicates a “cured resin portion”. In the intensity distribution of the laser beam LB, the higher the intensity, the more the curing proceeds, so that the shape of the cured resin portion 10a is as shown in the figure.
【０００７】樹脂層１０を構成する光硬化性樹脂は硬化
に伴い体積が減少する。即ち、樹脂層を構成する樹脂は
硬化と共に収縮する。図２（ｂ）において、符号１０ｂ
で示す部分（ハッチを施した部分）は、図２（ａ）の状
態から樹脂層表面側の樹脂部分１０ａが硬化したことに
伴い「減少した体積部分」を示す。露光工程が行われる
とき、樹脂層１０を構成する樹脂は「流動状態」にある
ので、上記の如き「収縮による体積減少」が生じると、
未硬化の流動状態にある樹脂部分１０ｃには上記体積減
少を補償するように流動が生じる（図中の矢印は、この
流動の様子を説明図として示している）。さらに時間が
経過すると、樹脂層中の硬化した樹脂部分１０ａは硬化
により成長して、図２（ｃ）に示す如き形状となる。符
号１０ｂは上記と同様「硬化に伴い減少した体積部分」
を示し、矢印は、減少した体積部分１０ｂを補償しよう
とする未硬化の樹脂部分１０ｃの流動状態を示してい
る。照射レーザ光束ＬＢの光強度の強い部分では硬化の
進行が速く、硬化に伴う体積の減少も大きいので、周囲
からの樹脂の流入量も大きい。このため、光強度の大き
いレーザ光で照射された部分では、周囲から樹脂の流入
が常時行われてるのに対し、周囲の「光強度が相対的に
弱いレーザ光で照射された部分」では、樹脂が高光強度
部分へ流出することにより、樹脂層表面は相対的に低下
する。このようにして、露光が継続的に行われ、樹脂層
１０を構成する樹脂が完全に硬化すると、図２（ｄ）に
示すように、硬化した樹脂層１０Ａは、露光工程で用い
られたレーザ光束ＬＢの光強度分布に応じた凸の「曲面
形状」となる。硬化状態で透明な光硬化性樹脂を用いる
なら、このような凸の曲面は、例えば凸レンズ面（凸の
屈折面）として利用できる。露光工程における光強度の
分布が、例えば、図３（ａ−１）の如くきものである
と、この光強度分布に応じて、硬化した樹脂層１０Ｂの
形状を、（ｂ−１）に示す如きものにすることができる
し、光強度の分布が、図３（ａ−２）の如くきものであ
ると、この光強度分布に応じて、硬化した樹脂層１０Ｃ
の形状を、（ｂ−２）に示す如きものにすることができ
る。即ち、硬化した樹脂層の表面形状としては、凸面や
凹面等「種々の形態」が可能である。また３次元的に見
た場合、軸対称の形状や凸や凹の円筒形状や互いに直交
する方向で曲率の異なる面等が形成可能である。The volume of the photo-curable resin constituting the resin layer 10 decreases with curing. That is, the resin constituting the resin layer contracts with curing. In FIG. 2B, reference numeral 10b
The portions (hatched portions) indicated by “” indicate “reduced volume portions” due to the hardening of the resin portion 10 a on the resin layer surface side from the state of FIG. 2A. When the exposure step is performed, the resin constituting the resin layer 10 is in a “flowing state”.
A flow is generated in the uncured resin portion 10c in a flow state so as to compensate for the above-mentioned volume decrease (the arrows in the figure show this flow state as an explanatory diagram). As the time further elapses, the cured resin portion 10a in the resin layer grows by curing, and takes a shape as shown in FIG. Reference numeral 10b is the same as above, "volume portion reduced with curing"
, And the arrow indicates the flow state of the uncured resin portion 10c in which the reduced volume portion 10b is to be compensated. In a portion where the light intensity of the irradiation laser beam LB is high, the curing progresses rapidly, and the volume of the resin decreases due to the curing, so that the inflow of resin from the surroundings is large. For this reason, in the portion irradiated with the laser light having a large light intensity, the resin is constantly flowing from the surroundings, whereas in the surrounding “portion irradiated with the laser light having a relatively low light intensity”, As the resin flows into the high light intensity portion, the surface of the resin layer relatively decreases. In this manner, when the exposure is continuously performed and the resin constituting the resin layer 10 is completely cured, as shown in FIG. 2D, the cured resin layer 10A is exposed to the laser used in the exposure step. A convex “curved surface shape” corresponding to the light intensity distribution of the light beam LB is obtained. If a transparent photocurable resin is used in a cured state, such a convex curved surface can be used, for example, as a convex lens surface (convex refracting surface). If the distribution of the light intensity in the exposure step is, for example, as shown in FIG. 3 (a-1), the shape of the cured resin layer 10B is changed according to this light intensity distribution as shown in FIG. 3 (b-1). When the light intensity distribution is as shown in FIG. 3A-2, the cured resin layer 10C is formed according to the light intensity distribution.
Can be made as shown in (b-2). That is, “various forms” such as a convex surface and a concave surface are possible as the surface shape of the cured resin layer. When viewed three-dimensionally, it is possible to form an axially symmetrical shape, a convex or concave cylindrical shape, surfaces having different curvatures in directions orthogonal to each other, and the like.
【０００８】上には、所定の光強度分布を持ったレーザ
光束により露光工程を実施する場合を説明したが、露光
工程は「所定の光透過率分布を形成されたグラデーショ
ンマスク」を介して行うこともできる。図４は、このよ
うな場合の実施の１形態を示している。図４において、
符号１５はグラデーションマスクを示し、符号ＢＦは
「均一な光強度分布を持つ露光用の光束」を示してい
る。図１におけると同様、符号１２は基板を示し、符号
１０は樹脂層を示す。図５は、グラデーションマスク１
５の１例を説明するための図である。グラデーションマ
スク１５は、平行平板ガラス等の透明基板に遮光膜を金
属蒸着等により形成し、この遮光膜に微小な光透過部を
配列してなり、個々の光透過部の面積が「所定の光透過
率分布をなすように設定された」ものである。図５にお
いて、破線で仕切られた部分は「１辺が４μｍ程度の大
きさの正方形領域」であり、各領域に、例えば矩形形状
の微小な光透過部ＡＰが形成されている。光透過部ＡＰ
を透過する光量は光透過部の面積に比例するので、例え
ば、図の如く、矩形形状の光透過部ＡＰの面積を２次元
的に変化させて配列することにより、透過光量の２次元
的な分布を形成することができる。このようなグラデー
ションマスク１５を、図４に示すように、樹脂層１０に
対して微小間隔を隔して配備し、グラデーションマスク
１５を介して均一な光強度分布を持つ露光用の光束ＢＦ
で露光すると、グラデーションマスク１５を通過した直
後の光強度分布は、微小な光透過部ＡＰの配列に従う変
化をしているが、グラデーションマスク１５と樹脂層１
０との間に微小間隔（例えば５０μｍ程度）を隔してい
るので、この間隙部分での光の拡散作用で光強度分布が
連続的に均され、樹脂層１０の表面では、連続した強度
分布を持った露光強度を実現できる。図６は、グラデー
ションマスクの別の例を説明するための図である。グラ
デーションマスクは、図６（ａ）に示すように、透明基
板としての透明な平行平板１５Ａの片面に、膜厚が段階
的に変化する膜１５Ｂを「金属および／または金属酸化
物」で形成してなり、膜１５Ｂの厚さの変化が、所定の
光透過率分布をなすように設定されたものである。この
ようなグラデーションマスクを樹脂層の表面に密接させ
て平行平板１５Ａの反対側の面（膜１５Ｂの形成されて
いない面）から均一な光で照射すると、樹脂層の表面に
は、膜１５Ｂの段階的な膜厚変化に応じた「段階的な透
過率変化」により、例えば、図６（ｂ）に示すような段
階的な光強度分布を実現でき、グラデーションマスクを
樹脂層に対して微小間隔離して、反対側の面から均一な
光で照射すれば、上記微小間隔における光の拡散によ
り、樹脂層に対して図６（ｃ）に示すような「滑らかに
連続して変化する光強度分布」を実現することができ
る。図７（ａ）は、透明基板１２上に、硬化により表面
を曲面化された光硬化性樹脂の層１０Ｄを形成した状態
を示している。このような表面形状は、そのまま凸レン
ズ面として使用することもできる。図７（ａ）の状態か
ら、硬化した樹脂の層１０Ｄと透明基板１２に対して異
方性エッチングを行い、図７（ｂ）に示すように、樹脂
の層１０Ｄの表面形状を、透明基板１２に転写すること
もできる。エッチングの際、選択比を調整することによ
り、透明基板１２に転写される曲面形状における高低
差：ｈ’を、樹脂の層１０Ｄ表面の曲面形状の高低差：
ｈに対して「拡大することも縮小することも可能」であ
る。The case where the exposure step is performed using a laser beam having a predetermined light intensity distribution has been described above, but the exposure step is performed via a “gradation mask having a predetermined light transmittance distribution”. You can also. FIG. 4 shows one embodiment of such a case. In FIG.
Reference numeral 15 denotes a gradation mask, and reference numeral BF denotes “exposure light flux having a uniform light intensity distribution”. As in FIG. 1, reference numeral 12 indicates a substrate, and reference numeral 10 indicates a resin layer. FIG. 5 shows the gradation mask 1
FIG. 5 is a diagram for explaining one example of No. 5; The gradation mask 15 is formed by forming a light-shielding film on a transparent substrate such as a parallel plate glass by metal vapor deposition or the like, and arranging minute light-transmitting portions on the light-shielding film. It is set so as to form a transmittance distribution. " In FIG. 5, a portion partitioned by a broken line is a “square region having a side of about 4 μm”, and a small light transmitting portion AP having, for example, a rectangular shape is formed in each region. Light transmission part AP
Is proportional to the area of the light transmitting portion. For example, as shown in the figure, the area of the rectangular light transmitting portion AP is two-dimensionally changed and arranged, so that the two-dimensional transmission light amount is obtained. A distribution can be formed. As shown in FIG. 4, such a gradation mask 15 is disposed at a small interval with respect to the resin layer 10, and a light beam BF for exposure having a uniform light intensity distribution is provided through the gradation mask 15.
, The light intensity distribution immediately after passing through the gradation mask 15 changes according to the arrangement of the minute light transmitting portions AP, but the gradation mask 15 and the resin layer 1
0, the light intensity distribution is continuously leveled by the light diffusion action in the gap, and the continuous intensity distribution is formed on the surface of the resin layer 10. Exposure intensity with FIG. 6 is a diagram for explaining another example of the gradation mask. As shown in FIG. 6A, the gradation mask is formed by forming a film 15B whose film thickness changes stepwise from “metal and / or metal oxide” on one surface of a transparent parallel plate 15A as a transparent substrate. The change in the thickness of the film 15B is set so as to form a predetermined light transmittance distribution. When such a gradation mask is brought into close contact with the surface of the resin layer and irradiated with uniform light from the opposite surface (the surface on which the film 15B is not formed) of the parallel plate 15A, the surface of the resin layer becomes By the “gradual change in transmittance” according to the gradual change in film thickness, for example, a gradual light intensity distribution as shown in FIG. By irradiating the resin layer with uniform light from the opposite surface, the light intensity distribution which changes smoothly and continuously as shown in FIG. Can be realized. FIG. 7A shows a state in which a photocurable resin layer 10D whose surface is curved by curing is formed on the transparent substrate 12. Such a surface shape can be used as it is as a convex lens surface. 7A, anisotropic etching is performed on the cured resin layer 10D and the transparent substrate 12 to change the surface shape of the resin layer 10D to the transparent substrate as shown in FIG. 7B. 12 can also be transferred. At the time of etching, by adjusting the selectivity, the height difference h ′ of the curved surface shape transferred to the transparent substrate 12 is changed to the height difference of the curved surface shape of the surface of the resin layer 10D:
For h, "can be enlarged or reduced".
【０００９】上に説明したところをまとめると、図１、
図２、図４に即して説明した実施の形態においては、硬
化に伴い体積の減少する光硬化性樹脂を基板１２の表面
に塗布して樹脂層１０を形成する樹脂層形成工程と、流
動状態にある樹脂層１０を所定の光強度分布の光で継続
して照射する露光工程とを有し、露光工程において、光
強度分布の光の継続的照射により、樹脂層１０を表面側
から次第に硬化させ、硬化に伴う光硬化性樹脂の体積減
少と流動とにより樹脂層の表面を変形せしめて曲面を形
成する曲面形成方法（請求項１）が実施される。また、
図１に示す実施の形態では「濃度分布を持ったフィルタ
２８を透過させることにより、所定の光強度分布とした
レーザ光束」で露光工程が行われ（請求項２）、図４に
示す実施の形態では、所定の光透過率分布を形成された
グラデーションマスク１５を介した光照射で露光工程が
行われる（請求項３）。グラデーションマスクとして
は、図５を参照して説明したような「微小な光透過部Ａ
Ｐを配列してなり、個々の光透過部ＡＰの面積が、所定
の光透過率分布をなすように設定されたもの」を用い、
グラデーションマスクを樹脂層の表面から微小間隔離し
て露光することにより、デフォーカス効果により、樹脂
層に対して所定の光強度分布を実現してもよいし（請求
項４）、図６に即して説明した「透明基板１５Ａに、膜
厚が連続的もしくは段階的に変化する膜１５Ｂを、金属
および／または金属酸化物で形成してなり、膜の厚さの
変化が、所定の光透過率分布をなすように設定されたグ
ラデーションマスク」を用い、このグラデーションマス
クを樹脂層の表面に密接させ、もしくは微小間隔離して
露光することにより、樹脂層に対して所定の光強度分布
を実現することもできる（請求項５）。基板表面を平面
とする場合、樹脂層形成工程後、樹脂層における樹脂の
流動性を高め、樹脂の表面張力により樹脂層の表面を平
滑化する平滑化工程を有することができる（請求項
６）。To summarize the above explanation, FIG.
In the embodiment described with reference to FIGS. 2 and 4, a resin layer forming step of forming a resin layer 10 by applying a photocurable resin whose volume decreases with curing to the surface of the substrate 12, An exposure step of continuously irradiating the resin layer 10 in the state with light having a predetermined light intensity distribution. In the exposure step, the resin layer 10 is gradually irradiated from the surface side by continuous irradiation of light having the light intensity distribution. Curing is performed, and a curved surface forming method (Claim 1) for forming a curved surface by deforming the surface of the resin layer by volume reduction and flow of the photocurable resin accompanying the curing is performed. Also,
In the embodiment shown in FIG. 1, the exposure step is performed with "a laser beam having a predetermined light intensity distribution by transmitting through a filter 28 having a density distribution" (claim 2), and the embodiment shown in FIG. In the embodiment, the exposure step is performed by light irradiation through the gradation mask 15 having a predetermined light transmittance distribution (claim 3). As the gradation mask, as described with reference to FIG.
P is arranged, and the area of each light transmission part AP is set so as to form a predetermined light transmittance distribution. "
By exposing the gradation mask to a minute distance from the surface of the resin layer and exposing it, a predetermined light intensity distribution may be realized with respect to the resin layer by the defocus effect (claim 4), or according to FIG. "A film 15B whose film thickness changes continuously or stepwise is formed of a metal and / or a metal oxide on a transparent substrate 15A, and a change in the film thickness is a predetermined light transmittance. To achieve a predetermined light intensity distribution on the resin layer by using a `` gradation mask set to form a distribution '' and exposing this gradation mask to the surface of the resin layer in close contact with the surface of the resin layer, or by exposing it to small spaces. (Claim 5). In the case where the substrate surface is flat, after the resin layer forming step, there may be provided a smoothing step of increasing the fluidity of the resin in the resin layer and smoothing the surface of the resin layer by the surface tension of the resin. .
【００１０】また、図１、図２に即して説明した実施の
形態では、光硬化性樹脂として紫外線硬化樹脂が用いら
れ、露光が紫外光で行なわれる（請求項９）。図７に即
して説明した実施の形態では、硬化した樹脂層１０Ｄの
表面形状が所望の選択比の異方性エッチングにより基板
表面に転写される（請求項１０）。図２（ｄ）や図３
（ｂ−１）、（ｂ−２）、図７（ａ）に示すような「硬
化した樹脂の表面形状として形成された曲面形状」は、
例えば、レンズ面として利用できるし、あるいは上記曲
面上に反射膜を形成して反射面とすることもできる。し
たがって、上記曲面形状を形成された樹脂層を持つ基板
を光学素子として使用することができる（請求項１
１）。同様に、図７（ｂ）に示す如く、樹脂層表面の曲
面形状を異方性のエッチングにより転写された透明基板
１２も、レンズ等の光学素子として使用できる（請求項
１２）。このような光学素子をレンズとして使用する場
合、上記曲面形状は屈折面として使用されることになる
（請求項１３）。図１に示した実施の形態において、露
光に用いられるレーザ光束は、樹脂層１０の表面上にお
いて、ビーム径を５００μｍ程度あるいはそれ以下に絞
ることができる。また、図５および図６に即して説明し
たグラデーションマスクでも、樹脂層表面の５００μｍ
四方の領域に、所定の光強度分布を実現するものを容易
に作製可能である。したがって、このような方法で露光
を行うことにより、５００μｍ程度の径を持つマイクロ
レンズ（あるいはその配列によるマイクロレンズアレ
イ）を作製することができる（請求項１４）。勿論、微
小な曲面形状に反射面を形成してマイクロミラーやマイ
クロミラーアレイを作製することもできる。In the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, an ultraviolet curable resin is used as the photocurable resin, and the exposure is performed with ultraviolet light. In the embodiment described with reference to FIG. 7, the surface shape of the cured resin layer 10D is transferred to the substrate surface by anisotropic etching with a desired selectivity (claim 10). FIG. 2 (d) and FIG.
(B-1), (b-2), and the “curved surface shape formed as the surface shape of the cured resin” as shown in FIG.
For example, it can be used as a lens surface, or a reflective surface can be formed by forming a reflective film on the curved surface. Therefore, a substrate having the resin layer having the curved surface shape can be used as an optical element.
1). Similarly, as shown in FIG. 7B, a transparent substrate 12 on which the curved surface shape of the resin layer is transferred by anisotropic etching can also be used as an optical element such as a lens. When such an optical element is used as a lens, the curved surface shape is used as a refraction surface. In the embodiment shown in FIG. 1, the beam diameter of the laser beam used for exposure can be reduced to about 500 μm or less on the surface of the resin layer 10. Further, even with the gradation mask described with reference to FIGS.
It is possible to easily fabricate a device that achieves a predetermined light intensity distribution in the four regions. Therefore, by performing exposure by such a method, a microlens having a diameter of about 500 μm (or a microlens array having an array thereof) can be manufactured (claim 14). Of course, a micromirror or a micromirror array can be manufactured by forming a reflection surface in a minute curved shape.
【００１１】ここで再び図２を参照する。図２（ａ）に
おいて、露光を行うレーザ光束ＬＢの２次元の光強度分
布をＦ（Ｘ，Ｙ）とする。Ｘ，Ｙは基板１２の表面に設
定された直交座標である。これに対し、図２（ｄ）にお
いて、硬化した樹脂１０Ａの表面の曲面形状をｆ（Ｘ，
Ｙ）とする。光強度分布：Ｆ（Ｘ，Ｙ）と曲面形状：ｆ
（Ｘ，Ｙ）とは対応関係にあるが、曲面形状：ｆ（Ｘ，
Ｙ）の決定には、光強度分布：Ｆ（Ｘ，Ｙ）のみならず
種々の要因が関与する。例えば、基板上に形成された樹
脂層の厚さ：ｄや、露光工程が行われる際の樹脂層の粘
度:η、樹脂の硬化速度：ｖ等も、光強度分布：Ｆ
（Ｘ，Ｙ）とともに曲面形状：ｆ（Ｘ，Ｙ）の決定に関
与する。樹脂層の厚さ：ｄは２０〜２００μｍ程度が好
適であるが、樹脂層の厚さが薄くなるほど、曲面形状：
ｆ（Ｘ，Ｙ）の高低差：ｈは小さくなる。また、硬化速
度：ｖが同じであれば、樹脂の粘度:ηが小さいほど
（流動性が高いので）曲面形状：ｆ（Ｘ，Ｙ）の高低
差：ｈを大きくできる。硬化速度：ｖが大きいと、樹脂
流動が硬化に十分に追随できず、硬化に伴う変形が生じ
にくくなるので、形成される曲面形状：ｆ（Ｘ，Ｙ）に
おける高低差：ｈは小さくなる。１例として「樹脂の流
動性」を考えてみると、光硬化性樹脂としてアクリル系
径樹脂である市販のＧＲＡＮＤＩＣ ＲＣ−８７２０
（商品名 大日本インキ製）の場合、その粘度:ηは、
温度と共に図８の如くに変化する。横軸は温度（摂氏）
であり、縦軸は粘度（ｃｐｃ：センチポアズ）を対数目
盛りで表している。温度に伴う粘度:ηの変化は、温度
をｔ（度Ｃ）とすると、式： η＝１０-(0.0282t+3.7467) のように表すことができる。これから分かるように、こ
の光硬化性樹脂では、流動状態の樹脂の温度が上がるに
従い、樹脂の粘度は減少し、流動性が高まる。たとえば
摂氏２０度では１．５２２ｃｐｓの粘度を有するが、摂
氏３０度になると粘度は７９５ｃｐｓであって、略１／
２に減少し、流動性が大きくなる。したがって、このよ
うな光硬化性樹脂を用いる場合、平滑化工程や露光工程
において、樹脂層における樹脂の流動性を高める（請求
項６、７）のを、樹脂層の昇温により粘度を減少させる
ことにより行うことができる（請求項８）。Referring again to FIG. In FIG. 2A, a two-dimensional light intensity distribution of a laser beam LB to be exposed is assumed to be F (X, Y). X and Y are orthogonal coordinates set on the surface of the substrate 12. On the other hand, in FIG. 2D, the curved shape of the surface of the cured resin 10A is changed to f (X,
Y). Light intensity distribution: F (X, Y) and curved surface shape: f
(X, Y), but has a curved surface shape: f (X, Y)
The determination of Y) involves not only the light intensity distribution: F (X, Y) but also various factors. For example, the light intensity distribution: F, the thickness of the resin layer formed on the substrate: d, the viscosity of the resin layer during the exposure step: η, the curing speed of the resin: v, etc.
It is involved in determining the curved surface shape: f (X, Y) together with (X, Y). The thickness d of the resin layer is preferably about 20 to 200 μm, but as the thickness of the resin layer decreases, the curved surface shape:
The height difference of f (X, Y): h becomes smaller. If the curing speed: v is the same, the smaller the viscosity: η of the resin (the higher the fluidity), the larger the height difference h of the curved surface shape: f (X, Y). When the curing speed: v is large, the resin flow cannot sufficiently follow the curing, and the deformation due to the curing hardly occurs. Therefore, the height difference: h in the formed curved surface shape: f (X, Y) becomes small. Considering the “flowability of resin” as an example, a commercially available GRANDIC RC-8720 which is an acrylic resin as a photocurable resin.
(Product name made by Dainippon Ink), the viscosity: η is
It changes with temperature as shown in FIG. The horizontal axis is temperature (Celsius)
And the vertical axis represents viscosity (cpc: centipoise) on a logarithmic scale. The change in viscosity: η with temperature can be represented by the following formula: η = 10 − (0.0282t + 3.7467) , where t is the temperature (degree C). As can be seen, in this photocurable resin, as the temperature of the resin in a fluidized state increases, the viscosity of the resin decreases and the fluidity increases. For example, at 20 degrees Celsius, it has a viscosity of 1.522 cps, but at 30 degrees Celsius, the viscosity is 795 cps,
2 and the fluidity increases. Therefore, when such a photocurable resin is used, the fluidity of the resin in the resin layer is increased in the smoothing step and the exposure step (claims 6 and 7), but the viscosity is reduced by increasing the temperature of the resin layer. (Claim 8).
【００１２】上述の２つの関数：Ｆ（Ｘ，Ｙ），ｆ
（Ｘ，Ｙ）は、露光工程により結び付けられている。露
光工程以前の樹脂層の表面（平面）を便宜上：Ｚ（Ｘ，
Ｙ）（＝Ｃ，Ｃ＝定数）とし、露光工程の作用をオペレ
ータ：Ｌで表すと、露光工程を模式的に「ｆ（Ｘ，Ｙ）
＝ＬＺ（Ｘ，Ｙ）」のように表すことができる。オペレ
ータ：Ｌは、光強度分布：Ｆ（Ｘ，Ｙ）、樹脂層の厚
さ：ｄや、粘度:η、樹脂の硬化速度：ｖ等の広義の関
数：Ｌ（Ｆ，ｄ，η，ｖ等）である。このことは、見方
を変えれば、パラメータであるＦ，ｄ，η，ｖ等を種々
に調整することにより、硬化した樹脂層の表面形状：ｆ
（Ｘ，Ｙ）を種々に調整できることを意味している。逆
に、パラメータ：Ｆ，ｄ，η，ｖ等において、Ｆ（Ｘ，
Ｙ）のみを除いて、他のパラメータを共通化すれば、ｆ
（Ｘ，Ｙ）とＦ（Ｘ，Ｙ）との関係は一義的となる。従
って、このような状態で、ｆ（Ｘ，Ｙ）とＦ（Ｘ，Ｙ）
の対応関係を実験的に調べてデータ化しておけば、形成
すべき曲面形状：ｆ（Ｘ，Ｙ）が決まっているとき、こ
のような曲面形状を得るのに必要な光強度分布：Ｆ
（Ｘ，Ｙ）を、上記データに基づき決定することもで
き、このように決定された露光強度分布：Ｆ（Ｘ，Ｙ）
を実現するフィルタやグラデーションマスクを作製する
ことができる。従って、原理的には、このような方法
で、硬化した樹脂層の表面形状として「所望の曲面形
状」を形成することができる。なお、グラデーションマ
スクを可撓性の板を用いて形成すると、基板のシリンダ
面に形成した樹脂層に沿うように、グラデーションマス
クを撓めて用いることにより、(凹もしくは凸)のシリン
ダ面に形成された樹脂層に曲面を形成することができ
る。The above two functions: F (X, Y), f
(X, Y) are linked by an exposure process. For convenience, the surface (plane) of the resin layer before the exposure step is: Z (X,
Y) (= C, C = constant), and when the action of the exposure step is represented by an operator: L, the exposure step is schematically represented by “f (X, Y)
= LZ (X, Y) ". Operator: L is a broad function such as light intensity distribution: F (X, Y), thickness of resin layer: d, viscosity: η, curing speed of resin: v, etc .: L (F, d, η, v) Etc.). In other words, from a different viewpoint, by adjusting various parameters such as F, d, η, and v, the surface shape of the cured resin layer: f
This means that (X, Y) can be variously adjusted. Conversely, for parameters: F, d, η, v, etc., F (X,
Except for only Y), if other parameters are shared, f
The relationship between (X, Y) and F (X, Y) is unique. Therefore, in such a state, f (X, Y) and F (X, Y)
By experimentally examining the correspondence between the data and converting the data into data, when the curved surface shape to be formed: f (X, Y) is determined, the light intensity distribution required to obtain such a curved surface shape: F
(X, Y) can also be determined based on the above data, and the exposure intensity distribution thus determined: F (X, Y)
A filter and a gradation mask that realize the above can be manufactured. Therefore, in principle, a “desired curved shape” can be formed as the surface shape of the cured resin layer by such a method. When the gradation mask is formed using a flexible plate, the gradation mask is bent and used along the resin layer formed on the cylinder surface of the substrate, so that the gradation mask is formed on the (concave or convex) cylinder surface. A curved surface can be formed on the formed resin layer.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、新規な「曲面形成方法」を実現できる。この曲面形
成方法によれば、上に説明したように、型を用いること
なく樹脂材料に曲面を形成できる、このように形成され
た曲面は光学素子の屈折面や反射面形状として利用でき
る。As described above, according to the present invention, a novel "curved surface forming method" can be realized. According to this curved surface forming method, as described above, a curved surface can be formed on a resin material without using a mold. The curved surface formed in this manner can be used as a refraction surface or a reflection surface shape of an optical element.
【図１】この発明の曲面形成方法の実施の１形態を説明
するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a curved surface forming method according to the present invention.
【図２】図１の実施の形態における曲面形成を説明する
ための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining formation of a curved surface in the embodiment of FIG. 1;
【図３】露光工程における照射光の光強度分布と形成さ
れる曲面形状との対応を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a correspondence between a light intensity distribution of irradiation light and a formed curved surface shape in an exposure step.
【図４】この発明の曲面形成方法の実施の別形態を説明
するための図である。FIG. 4 is a view for explaining another embodiment of the curved surface forming method of the present invention.
【図５】図４の実施の形態で用いているグラデーション
マスクを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a gradation mask used in the embodiment of FIG. 4;
【図６】図５のグラデーションマスクとは異なるグラデ
ーションマスクを用いる曲面形成を説明するための図で
ある。FIG. 6 is a view for explaining formation of a curved surface using a gradation mask different from the gradation mask of FIG. 5;
【図７】請求項１０記載の曲面形成方法を説明するため
の図である。FIG. 7 is a view for explaining a curved surface forming method according to claim 10;
【図８】光硬化性樹脂の粘度と温度との関係の１例を説
明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the relationship between the viscosity of a photocurable resin and the temperature.
１０ 樹脂層 １２ 基板 ２０ レーザ光源 ２２ コリメートレンズ ２６ ビームエキスパンダ ２８ フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Resin layer 12 Substrate 20 Laser light source 22 Collimating lens 26 Beam expander 28 Filter
Claims (14)
基板表面に塗布して樹脂層を形成する樹脂層形成工程
と、 流動状態にある上記樹脂層を所定の光強度分布の光で継
続して照射する露光工程とを有し、 上記露光工程において、上記光強度分布の光の継続的照
射により、上記樹脂層を表面側から次第に硬化させ、硬
化に伴う光硬化性樹脂の体積減少と流動とにより上記樹
脂層の表面を変形せしめて、曲面を形成することを特徴
とする曲面形成方法。1. A resin layer forming step of forming a resin layer by applying a photocurable resin whose volume decreases with curing to the surface of a substrate, and applying a light having a predetermined light intensity distribution to the resin layer in a flowing state. Having an exposure step of continuously irradiating, wherein in the exposure step, the resin layer is gradually cured from the surface side by continuous irradiation of the light of the light intensity distribution, and the volume of the photocurable resin decreases with the curing. And forming a curved surface by deforming the surface of the resin layer by the flow and the flow.
定の光強度分布としたレーザ光束で露光工程を行うこと
を特徴とする曲面形成方法。2. The curved surface forming method according to claim 1, wherein an exposure step is performed with a laser beam having a predetermined light intensity distribution by passing through a filter having a density distribution.
を介した光照射で、露光工程を行うことを特徴とする曲
面形成方法。3. The curved surface forming method according to claim 1, wherein the exposing step is performed by light irradiation through a gradation mask having a predetermined light transmittance distribution.
てなり、個々の光透過部の面積が、所定の光透過率分布
をなすように設定されたものを用い、 上記グラデーションマスクを樹脂層の表面から微小間隔
離して露光することにより、デフォーカス効果により、
上記樹脂層に対して所定の光強度分布を実現することを
特徴とする曲面形成方法。4. The curved surface forming method according to claim 3, wherein minute light transmitting portions are arranged as a gradation mask, and the area of each light transmitting portion is set so as to form a predetermined light transmittance distribution. By using the mask, the gradation mask is exposed to be separated from the surface of the resin layer by a very small distance, and by the defocus effect,
A method of forming a curved surface, wherein a predetermined light intensity distribution is realized for the resin layer.
的もしくは段階的に変化する膜を、金属および／または
金属酸化物で形成してなり、膜の厚さの変化が所定の光
透過率分布をなすように設定されたものを用い、 上記グラデーションマスクを樹脂層の表面に密接させ、
もしくは微小間隔離して露光することにより、上記樹脂
層に対して所定の光強度分布を実現することを特徴とす
る曲面形成方法。5. A curved surface forming method according to claim 3, wherein a film whose film thickness changes continuously or stepwise is formed of a metal and / or a metal oxide on a transparent substrate as a gradation mask, Using a film in which the change in the thickness of the film is set to have a predetermined light transmittance distribution, the gradation mask is brought into close contact with the surface of the resin layer,
Alternatively, a method for forming a curved surface, characterized in that a predetermined light intensity distribution is realized on the resin layer by exposing to light with a minute space therebetween.
方法において、 基板表面を平面とし、 樹脂層形成工程後、樹脂層における樹脂の流動性を高め
て樹脂層の表面を平滑化する平滑化工程を有することを
特徴とする曲面形成方法。6. A method for forming a curved surface according to claim 1, wherein the surface of the substrate is flat, and after the step of forming the resin layer, the fluidity of the resin in the resin layer is increased to smooth the surface of the resin layer. A method for forming a curved surface, comprising a smoothing step of forming a curved surface.
方法において、 露光工程において、樹脂層における樹脂の流動性を高め
ることを特徴とする曲面形成方法。7. The method for forming a curved surface according to claim 1, wherein in the exposing step, the fluidity of the resin in the resin layer is increased.
いて、 樹脂の流動性を高めるのに、樹脂層の昇温により粘度を
減少させることを特徴とする曲面形成方法。8. The method for forming a curved surface according to claim 6, wherein the viscosity is reduced by increasing the temperature of the resin layer in order to increase the fluidity of the resin.
方法において、 光硬化性樹脂として紫外線硬化樹脂を用い、露光を紫外
光で行うことを特徴とする曲面形成方法。9. The method for forming a curved surface according to claim 1, wherein an ultraviolet curable resin is used as the photocurable resin, and the exposure is performed with ultraviolet light.
成方法により形成された樹脂層の表面形状を、所望の選
択比の異方性エッチングにより、基板表面に転写するこ
とを特徴とする曲面形成方法。10. The method according to claim 1, wherein the surface shape of the resin layer formed by the curved surface forming method is transferred to the substrate surface by anisotropic etching with a desired selectivity. Curved surface forming method.
成方法により、光学的曲面を形成されたことを特徴とす
る光学素子。11. An optical element, wherein an optical curved surface is formed by the curved surface forming method according to any one of claims 1 to 9.
光学的曲面を形成されたことを特徴とする光学素子。12. A curved surface forming method according to claim 10,
An optical element having an optically curved surface.
おいて、 光学的曲面が屈折面であるレンズとして形成された光学
素子。13. An optical element according to claim 11, wherein the optical curved surface is formed as a lens having a refractive surface.
子。14. The optical element according to claim 13, wherein the lens is a micro lens.
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| JP2020157669A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | Three-dimensional molded product manufacturing apparatus and three-dimensional molded product manufacturing method |
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