JP3224244B2 - Hologram duplication method - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は表面レリーフ型のホログ
ラムを複製するホログラム複製方法に係わり、特にマス
タホログラムからホログラムパターンを転写したスタン
パを用いてホログラムを量産するホログラム複製方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram duplication method for duplicating a surface relief type hologram, and more particularly to a hologram duplication method for mass-producing holograms using a stamper on which a hologram pattern is transferred from a master hologram.
【０００２】近年、ホログラムを用いた自然立体像表
示、光学素子、画像記録、光演算・光メモリ等が開発さ
れ、カードや出版物等でのディスプレイ、光学機器、光
情報処理などに広く使用されている。このホログラム
は、二光束干渉露光法で作成されるが、露光中の光学系
の振動、空気のゆらぎ、対象物体の振動などにより干渉
縞にゆらぎが生じると、回折効率の高いホログラムがで
きない。このため、ホログラム作成には厳しい撮影条件
を満足させなければならず、露光を繰り返して高効率の
ホログラムを多数作成するのは非常に困難である。よっ
て、同一ホログラムを大量、安価に作成するにはマスタ
ホログラムを作成し、該マスタホログラムから複製する
ことが必須となっている。In recent years, natural stereoscopic image display using holograms, optical elements, image recording, optical operation / optical memory, and the like have been developed and widely used for displays in cards and publications, optical equipment, optical information processing, and the like. I have. This hologram is created by the two-beam interference exposure method. However, if the interference fringes fluctuate due to the vibration of the optical system during the exposure, the fluctuation of the air, the vibration of the target object, etc., a hologram with high diffraction efficiency cannot be obtained. For this reason, strict photographic conditions must be satisfied for hologram production, and it is very difficult to repeat exposure and produce many holograms with high efficiency. Therefore, in order to produce a large number of identical holograms at low cost, it is essential to create a master hologram and duplicate it from the master hologram.
【０００３】ホログラムには、大別して振幅型と位相型
の２つあるが、一般に、位相型の方が回折効率が良好と
なる。位相型にも内部の屈折率変化で位相分布を実現す
る屈折率変調型と、表面の凹凸により位相分布を実現す
る表面レリーフ型があり、前者には漂白処理した銀塩感
材、重クロム酸ゼラチン等が用いられ、後者にはフォト
レジスト、サーモプラスティック感材等か用いられる。
特に、後者の表面レリーフ型は型取りによる複製が容易
なため量産向きとして研究が盛んに行われており、紫外
線硬化樹脂を用いる２Ｐ法（ホトポリマ法）、熱可塑性
樹脂を用いる圧縮成形法（エンボス法）や射出成形法な
どが実用化されている。[0003] Holograms are roughly classified into two types, an amplitude type and a phase type. Generally, the phase type has higher diffraction efficiency. The phase type is divided into a refractive index modulation type that realizes a phase distribution by changing the internal refractive index, and a surface relief type that realizes a phase distribution by unevenness of the surface. Gelatin or the like is used, and for the latter, a photoresist, a thermosensitive material or the like is used.
In particular, the latter surface relief type is intensively studied for mass production because it can be easily copied by molding. The 2P method using an ultraviolet curable resin (photopolymer method) and the compression molding method using a thermoplastic resin (embossing method). Method) and the injection molding method.
【０００４】[0004]
【従来の技術】従来、一般に行われている表面レリーフ
型ホログラムの２Ｐ法による複製方法を図１１に示す。
まず、基板１１上にフォトレジスト１２を塗布した乾板
１３を用意し、マスク１４を通して二光束干渉露光法で
物体光１５と参照光１６によるホログラフィック露光を
行い、表面レリーフ型のマスタホログラム（レジストホ
ログラム）１７を作成する。マスタホログラム１７の表
面は所望のホログラムパターンが形成された領域（図１
１のＡ参照）とパターンの無い領域（図１１のＢ参照）
に分かれる。次に、マスタホログラム１７の表面に蒸着
等でＮｉ膜１８を形成し、更に、電鋳法によりＮｉメッ
キ層１９を十分厚く形成したのち、マスタホログラム１
７から剥離せしめ、最後に、Ｎｉメッキ層１９の裏側に
Ａｌ基台２０を裏打ちしてスタンパ２１とする。2. Description of the Related Art FIG. 11 shows a conventional method of duplicating a surface relief hologram by the 2P method.
First, a dry plate 13 coated with a photoresist 12 on a substrate 11 is prepared, and holographic exposure is performed by a two-beam interference exposure method through a mask 14 using an object beam 15 and a reference beam 16 to obtain a surface relief type master hologram (resist hologram). ) 17 is created. The surface of the master hologram 17 has an area where a desired hologram pattern is formed (FIG. 1).
1A) and an area without a pattern (see B in FIG. 11)
Divided into Next, a Ni film 18 is formed on the surface of the master hologram 17 by vapor deposition or the like, and a Ni plating layer 19 is formed sufficiently thick by electroforming.
7 and finally, an Al base 20 is lined on the back side of the Ni plating layer 19 to form a stamper 21.
【０００５】そして、スタンパ２１のレリーフ表面に紫
外線硬化樹脂（ホトポリマ）２２を滴下するとともにガ
ラス若しくはプラスチック板等の複製基板２３を重ね、
複製基板２４の外部から紫外線を当ててＵＶ硬化せしめ
たのち、ワーク（紫外線硬化樹脂２２と複製基板２３）
２４をスタンパ２１から剥離し、スタンパ２１のレリー
フを型取った複製ホログラム２５を得る。スタンパ２１
への紫外線硬化樹脂２２の滴下、複製基板２３の重ね合
わせ、ＵＶ硬化、スタンパ２１からのワーク２４の剥離
を繰り返すことで、所望のホログラムパターンを有する
ホログラムが大量、安価に作成可能となる。他の圧縮成
形法や射出成形法による複製ホログラムの作成方法につ
いてはいずれも公知技術であるため説明を省略する。[0005] Then, an ultraviolet curable resin (photopolymer) 22 is dropped on the relief surface of the stamper 21 and a duplicate substrate 23 such as a glass or plastic plate is overlaid.
After UV curing from the outside of the duplicate substrate 24 and UV curing, the work (ultraviolet curing resin 22 and duplicate substrate 23)
24 is peeled from the stamper 21 to obtain a duplicate hologram 25 in which the relief of the stamper 21 is modeled. Stamper 21
By repeating the dropping of the ultraviolet curing resin 22 on the substrate, the superposition of the duplicate substrate 23, the UV curing, and the peeling of the work 24 from the stamper 21, a large number of holograms having a desired hologram pattern can be produced at low cost. The method of creating a duplicate hologram by other compression molding method or injection molding method is a well-known technique, and a description thereof will be omitted.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、表面レリー
フ型のホログラムでは、ホログラムパターンの溝が深い
ほど変調度が大きく効率が高くなり、一方、露光時の光
波長が小さければピッチもそれだけ小さくなる。ピッチ
が一定のとき、図１２に示すように、ホログラムパター
ンの溝が深くなるほどスタンパとＵＶ硬化後のワーク
（紫外線硬化樹脂）との密着力は大きくなり、溝の深さ
が一定のとき、図１３に示すように、ホログラムパター
ンのピッチが細かくなるほどスタンパとＵＶ硬化後のワ
ーク（紫外線硬化樹脂）との密着力は大きくなる。By the way, in the surface relief type hologram, the deeper the groove of the hologram pattern, the greater the modulation degree and the higher the efficiency. On the other hand, if the light wavelength at the time of exposure is small, the pitch becomes smaller. When the pitch is constant, as shown in FIG. 12, the deeper the groove of the hologram pattern, the greater the adhesion between the stamper and the UV-cured work (ultraviolet curable resin), and when the groove depth is constant, as shown in FIG. As shown in FIG. 13, as the pitch of the hologram pattern becomes smaller, the adhesion between the stamper and the UV-cured work (ultraviolet curable resin) increases.
【０００７】このため、ホログラムパターンの溝が深か
ったり、ピッチが細かかったりすると、スタンパ２１と
紫外線硬化樹脂２２の間の密着力が非常に大きくなり、
スタンパ２１からワーク２４を剥離する際に、応力集中
が生じてワーク２４を破損してしまう事態が生じる問題
があった。For this reason, if the hologram pattern has a deep groove or a narrow pitch, the adhesion between the stamper 21 and the ultraviolet curable resin 22 becomes very large,
When the work 24 is peeled off from the stamper 21, there is a problem that stress concentration occurs and the work 24 is damaged.
【０００８】例えば、図１４の上側に示す如く、スタン
パ２１のレリーフ面側に所望のホログラムパターンの形
成された領域Ａとこの周囲のパターン無しの領域Ｂが存
在する場合、ＵＶ硬化後のスタンパ２１とワーク２４間
の密着力は図１４の下側に示すように、領域Ａでかなり
大きくなる一方、領域Ｂではかなり小さくなるため、領
域Ａの境界でかなり大きな段差ができ、剥離時、該境界
上にかなり大きな応力集中が生じて複製基板２３が破壊
してしまう。For example, as shown in the upper part of FIG. 14, when there is an area A on which a desired hologram pattern is formed and an area B without a pattern on the relief surface side of the stamper 21, the stamper 21 after UV curing is used. As shown in the lower part of FIG. 14, the adhesion between the area A and the workpiece 24 is considerably large in the area A and is considerably small in the area B. Therefore, a considerably large step is formed at the boundary of the area A. A considerable stress concentration occurs on the upper portion, and the duplicate substrate 23 is broken.
【０００９】また、図１５の上側に示す如く、スタンパ
２１Ａの表面に所望のホログラムパターンの形成された
領域Ａだけ存在し、周囲のパターン無しの領域に相当す
る部分が加工されて除去されている場合、ＵＶ硬化後の
スタンパ２１Ａとワーク２４Ａ間の密着力は図１５の下
側に示すように、領域Ａでかなり大きくなる一方、周囲
では零となり、領域Ａの境界で非常に大きな段差がで
き、剥離時、該境界上に非常に大きな応力集中が生じて
複製基板２３が破壊してしまう。これらの問題は、圧縮
成形法や射出成形法においても同様に存在する。Further, as shown in the upper part of FIG. 15, only a region A where a desired hologram pattern is formed is present on the surface of the stamper 21A, and a portion corresponding to a surrounding region having no pattern is processed and removed. In this case, the adhesion force between the stamper 21A and the work 24A after the UV curing becomes considerably large in the area A as shown in the lower part of FIG. 15, while it becomes zero in the periphery and a very large step is formed at the boundary of the area A. At the time of peeling, a very large stress concentration occurs on the boundary, and the duplicate substrate 23 is broken. These problems also exist in the compression molding method and the injection molding method.
【００１０】以上から本発明の目的は、所望のホログラ
ムパターンの溝が深かったり、ピッチが細かかったりし
ても、ワークの破損を招くことなく容易にホログラムパ
ターンの複製ができるホログラム複製方法を提供するこ
とである。Accordingly, an object of the present invention is to provide a hologram duplication method capable of easily duplicating a hologram pattern without damaging a work even if a desired hologram pattern has a deep groove or a narrow pitch. It is to be.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】図１は本発明の第１の原
理説明図である。２１は表面に所望ホログラムパターン
の形成された領域Ａと周囲のパターンの無しの領域Ｂを
有するスタンパ、２２はスタンパ２１に滴下された紫外
線硬化樹脂、２３は紫外線硬化樹脂２２に重ね合わされ
た複製基板、２４は紫外線硬化樹脂２２と複製基板２３
から成るワーク、２６は領域Ａ内から該領域Ａの境界に
かけて、連続的に紫外線照射量を減少させるマスクであ
る。FIG. 1 is a diagram illustrating a first principle of the present invention. Reference numeral 21 denotes a stamper having a region A on which a desired hologram pattern is formed and a region B having no surrounding pattern, 22 denotes an ultraviolet curable resin dropped on the stamper 21, and 23 denotes a duplicate substrate superimposed on the ultraviolet curable resin 22. , 24 are an ultraviolet curable resin 22 and a duplicate substrate 23
Consisting workpiece 26 at the boundary of the region A from the region A from
Placing and a mask to continuously reduce the amount of UV irradiation.
【００１２】図２は本発明の第２の原理説明図である。
２１Ｂは表面に所望ホログラムパターンの形成された領
域ａと、これに隣接して該所望ホログラムパターン領域
ａより溝が浅いパターンが形成された緩衝領域ｃを有す
るスタンパ、２２はスタンパ２１Ｂに滴下された紫外線
硬化樹脂、２３は紫外線硬化樹脂２２に重ね合わされた
複製基板、２４Ｂは紫外線硬化樹脂２２と複製基板２３
から成るワークである。FIG. 2 is an explanatory view of the second principle of the present invention.
21B is a stamper having a region a where a desired hologram pattern is formed on the surface and a buffer region c adjacent to the region a where a groove having a shallower groove than the desired hologram pattern region a is formed. 22 is dropped on the stamper 21B. UV-curable resin, 23 is a duplicate substrate superimposed on UV-curable resin 22, 24B is UV-curable resin 22 and duplicate substrate 23
It is a work consisting of
【００１３】[0013]
【作用】図１において、マスク２６の上方からＵＶラン
プを用いてワーク２４側に紫外線を照射すると、紫外線
硬化樹脂２２がＵＶ硬化し、この際、スタンパ２１の表
面レリーフが紫外線硬化樹脂２２に転写される。紫外線
硬化樹脂２２に照射される紫外線の照射量は、所望のホ
ログラムパターンが形成された領域Ａの中央付近で多
く、該領域Ａの境界に近づくにつれて減少する。一定の
溝の深さとピッチを有するホログラムパターンに対し、
紫外線照射量とスタンパ−ワーク間の密着力の関係は、
或る照射量まで紫外線照射量が増加するに従いほぼ比例
して密着力も増加し、それ以上の照射量になると飽和す
る。よって、図１の下側に示す如く、ＵＶ硬化後のスタ
ンパ２１とワーク２４間の密着力は、所望ホログラムパ
ターンの形成された領域Ａの内部から境界に掛けて連続
的に減少し、領域Ａとパターン無しの領域Ｂとの境界に
おける密着力の段差が小さくなる。このようにすれば、
スタンパ２１からワーク２４を剥離する際、所望ホログ
ラムパターンの溝が深かったり、ピッチが細かかったり
しても、所望ホログラムパターンの形成された領域Ａの
境界での応力集中が弱まり、複製基板２３等の破損が生
じず、歩止まりが向上する。In FIG. 1, when the work 24 is irradiated with UV light from above the mask 26 using a UV lamp, the UV-curable resin 22 is UV-cured. At this time, the surface relief of the stamper 21 is transferred to the UV-curable resin 22. Is done. The irradiation amount of the ultraviolet light applied to the ultraviolet curable resin 22 is large near the center of the region A where the desired hologram pattern is formed, and decreases as approaching the boundary of the region A. For a hologram pattern with a certain groove depth and pitch,
The relationship between the amount of UV irradiation and the adhesion between the stamper and the work is
As the irradiation dose of ultraviolet light increases to a certain irradiation dose, the adhesive force increases almost in proportion, and becomes saturated when the irradiation dose exceeds that. Therefore, as shown in the lower part of FIG. 1, the adhesion between the stamper 21 and the work 24 after UV curing continuously decreases from the inside of the area A where the desired hologram pattern is formed to the boundary, and the area A And the step of the adhesion force at the boundary between the pattern and the region B without the pattern are reduced. If you do this,
When the work 24 is separated from the stamper 21, even if the groove of the desired hologram pattern is deep or the pitch is narrow, the stress concentration at the boundary of the region A where the desired hologram pattern is formed is weakened, and the duplicate substrate 23 and the like are removed. No breakage occurs, and the yield is improved.
【００１４】図２において、複製基板２３の上方からＵ
Ｖランプを用いてワーク側に紫外線を照射すると、紫外
線硬化樹脂２２がＵＶ硬化し、この際、スタンパ２１Ｂ
の表面レリーフが紫外線硬化樹脂２２に転写される。ホ
ログラムパターンの溝が浅くなると、同一の照射量であ
っても、スタンパ−ワーク間の密着力が小さくなる。よ
って、図２の下側に示す如く、ＵＶ硬化後のスタンパ２
１Ｂとワーク２４Ｂ間の密着力は、所望ホログラムパタ
ーンの形成された領域ａが一番大きく、領域ａに隣接す
る緩衝領域ｃで一段小さくなり、緩衝領域ｃの周囲に形
成されたパターン無しの領域ｂで更に一段小さくなる。
このようにすれば、スタンパ２１Ｂからワーク２４Ｂを
剥離する際、所望ホログラムパターンの溝が深かった
り、ピッチが細かかったりしても、所望ホログラムパタ
ーンの形成された領域ａの境界やパターン無しの領域ｂ
の境界での応力集中が弱まり、複製基板２３等の破損が
生じない。In FIG. 2, U
When the work side is irradiated with ultraviolet rays using a V lamp, the ultraviolet curing resin 22 is cured by UV, and at this time, the stamper 21B
Is transferred to the ultraviolet curable resin 22. When the groove of the hologram pattern becomes shallower , the adhesion between the stamper and the work becomes smaller even with the same irradiation dose. Therefore, as shown in the lower part of FIG.
The adhesion force between the workpiece 1B and the work 24B is greatest in the area a where the desired hologram pattern is formed, and is reduced by one step in the buffer area c adjacent to the area a, and the area without the pattern formed around the buffer area c b further reduces the size by one step.
In this way, when the workpiece 24B is peeled from the stamper 21B, even if the groove of the desired hologram pattern is deep or the pitch is narrow, the boundary of the area a where the desired hologram pattern is formed or the area without the pattern is formed. b
And the stress concentration at the boundary is weakened and the duplicated substrate 23 and the like are not damaged.
【００１５】[0015]
【実施例】図３は本発明の第１実施例に係わるホログラ
ム複製方法を示す説明図であり、図１１と同一部分には
同一符号を付している。ホログラフィック露光によるマ
スタホログラム１７の作成、マスタホログラム１７から
のスタンパ２１の作成は、図１１に示す従来技術と全く
同様であり、スタンパ２１の表面は所望のホログラムパ
ターンが形成された領域Ａと周囲のパターン無しの領域
Ｂを有している。FIG. 3 is an explanatory view showing a hologram duplicating method according to a first embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals. The production of the master hologram 17 by holographic exposure and the production of the stamper 21 from the master hologram 17 are exactly the same as those in the prior art shown in FIG. 11, and the surface of the stamper 21 is formed around the area A where the desired hologram pattern is formed and the surrounding area. Area B without a pattern.
【００１６】スタンパ２１から２Ｐ法により複製ホログ
ラムを作成する場合、スタンパ２１のレリーフ面側全体
に紫外線硬化樹脂２２を所定の厚さ分だけ滴下し、上か
らガラス板あるいはプラスティック板等による複製基板
２３を重ね合わせる。紫外線硬化樹脂２２と複製基板２
３でワーク２４が構成される。そして、ワーク２４の上
に、スタンパ２１の所望ホログラムパターン領域Ａの内
側から境界にかけて紫外線透過度が連続的に減少し、領
域Ａの中央部分と周囲のパターン無しの領域Ｂに対して
はほぼ１００％の紫外線透過度を持つように構成された
マスク２６を配置し、該マスク２６の上からＵＶランプ
２７によって、ワーク２４側に紫外線を所定の一定時間
照射せしめる。When a duplicate hologram is formed from the stamper 21 by the 2P method, an ultraviolet curable resin 22 is dropped by a predetermined thickness on the entire relief surface side of the stamper 21, and a duplicate substrate 23 made of a glass plate, a plastic plate or the like is applied from above. Overlaid. UV curable resin 22 and duplicate substrate 2
3 constitutes the work 24. Then, on the work 24, the ultraviolet transmittance continuously decreases from the inside of the desired hologram pattern area A of the stamper 21 to the boundary, and almost 100% for the central part of the area A and the surrounding area B without the pattern. %, And a UV lamp 27 irradiates the work 24 with ultraviolet light from above the mask 26 for a predetermined period of time.
【００１７】紫外線の照射で、紫外線硬化樹脂２２はＵ
Ｖ硬化し、スタンパ２１の表面レリーフが型取により転
写される。このあと、ワーク２４をスタンパ２１から剥
離し複製ホログラム２５を得るが、紫外線硬化樹脂２２
に照射される紫外線の照射量は、所望のホログラムパタ
ーンが形成された領域Ａの中央付近で多く、該領域Ａの
境界に近づくにつれて減少する。一定の溝の深さとピッ
チを有するホログラムパターンに対し、紫外線照射量と
スタンパ−ワーク間の密着力の関係は、図４に示す如
く、或る照射量まで紫外線照射量が増加するに従いほぼ
比例して密着力も増加し、それ以上の照射量になると飽
和する。よって、図５の下側に示す如く、ＵＶ硬化後の
スタンパ２１とワーク２４間の密着力は、所望ホログラ
ムパターンの形成された領域Ａの内部から境界に掛けて
連続的に減少し、領域Ａとパターン無しの領域Ｂとの境
界における密着力の段差が小さくなる。When the ultraviolet ray is irradiated, the ultraviolet curable resin 22 becomes U
V-curing is performed, and the surface relief of the stamper 21 is transferred by molding. Thereafter, the work 24 is peeled from the stamper 21 to obtain a duplicate hologram 25.
Is large near the center of the area A where the desired hologram pattern is formed, and decreases as the border of the area A is approached. For a hologram pattern having a constant groove depth and pitch, the relationship between the amount of ultraviolet irradiation and the adhesion between the stamper and the work is almost proportional to the amount of ultraviolet irradiation up to a certain amount of irradiation, as shown in FIG. As a result, the adhesive strength increases, and when the irradiation amount exceeds that, it saturates. Therefore, as shown in the lower part of FIG. 5, the adhesion between the stamper 21 and the work 24 after UV curing continuously decreases from the inside of the area A where the desired hologram pattern is formed to the boundary, and the area A And the step of the adhesion force at the boundary between the pattern and the region B without the pattern are reduced.
【００１８】よって、スタンパ２１からワーク２４を剥
離する際、所望ホログラムパターンの溝が深かったり、
ピッチが小さかったりしても、所望ホログラムパターン
の形成された領域Ａの境界での応力集中が弱まり、複製
基板２３の破壊等、ワーク２４の破損を招くことなく容
易に剥離作業を行うことができる。このように、所望ホ
ログラムパターンが形成された領域Ａの内部から境界に
掛けて、紫外線照射量を減少させることで、領域Ａの境
界におけるスタンパ−ワーク間の密着力の段差を小さく
でき、２Ｐ法によるホログラム複製作業のワーク剥離工
程において、ワークの破損を回避でき、歩止まりの向上
を図ることができる。Therefore, when the work 24 is peeled from the stamper 21, the groove of the desired hologram pattern may be deep,
Even if the pitch is small, the stress concentration at the boundary of the region A where the desired hologram pattern is formed is weakened, and the peeling operation can be easily performed without incurring the damage of the work 24 such as the destruction of the duplicate substrate 23. . As described above, the step of the adhesive force between the stamper and the work at the boundary of the region A can be reduced by reducing the amount of ultraviolet irradiation from the inside of the region A where the desired hologram pattern is formed to the boundary. In the work peeling step of the hologram duplication work, breakage of the work can be avoided, and the yield can be improved.
【００１９】なお、上記した第１実施例では所望のホロ
グラムパターンが形成された領域Ａの内部から境界に掛
けて紫外線照射量を連続的に減少させるようにしたが、
図６に示す如く、段階的に減少させるようにしてもよ
い。また、図７の上側に示す如く、所望のホログラムパ
ターンが形成された領域Ａの周囲のパターン無しの領域
Ｂが加工により除去されたスタンパ２１Ａを用いて２Ｐ
法によりホログラムを複製する場合も、図７の下側に示
す如く、領域Ａの境界におけるスタンパ−ワーク間の密
着力の段差をかなり小さくでき、ワーク剥離時の応力集
中をかなり弱められるので、ワークの破損を回避するこ
とができる。In the above-described first embodiment, the amount of ultraviolet radiation is continuously reduced from the inside of the region A where the desired hologram pattern is formed to the boundary.
As shown in FIG. 6, it may be reduced stepwise. Further, as shown in the upper part of FIG. 7, 2P using a stamper 21A in which a pattern-free region B around a region A where a desired hologram pattern is formed is removed by processing.
When the hologram is duplicated by the method, as shown in the lower part of FIG. 7, the step of the adhesion force between the stamper and the work at the boundary of the area A can be considerably reduced, and the stress concentration at the time of peeling the work can be considerably reduced. Can be avoided.
【００２０】図８は本発明の第２実施例に係わるホログ
ラム作成方法を示す説明図であり、図２と同一部分には
同一符号を付している。まず、基板１１上にフォトレジ
スト１２を塗布した乾板１３を用意し、第１のマスク１
４Ａを通して二光束干渉露光法で物体光１５と参照光１
６による通常の１回目のホログラフィック露光を行う。
次いで、乾板１３の既に露光された部分に隣接する所定
幅の部分はマスキングせず、それ以外の部分をマスキン
グする第２のマスク１４Ｂを通し、１回目よりも物体光
１５に対する角度を小さくし、かつ、光強度を弱くした
参照光１６Ａによる２回目のホログラフィック露光を行
い、表面レリーフ型のマスタホログラム（レジストホロ
グラム）１７Ｂを作成する。２回目の露光では、物体光
１５と参照光１６Ａの両者の光強度を弱くしてもよい。FIG. 8 is an explanatory view showing a hologram forming method according to a second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. First, a dry plate 13 on which a photoresist 12 is applied on a substrate 11 is prepared.
4A, object light 15 and reference light 1
6 performs the first normal holographic exposure.
Next, a portion having a predetermined width adjacent to the already exposed portion of the dry plate 13 is not masked, and the angle with respect to the object light 15 is made smaller than the first time through a second mask 14B that masks other portions, In addition, a second holographic exposure is performed with the reference light 16A whose light intensity has been weakened, thereby creating a master hologram (resist hologram) 17B of a surface relief type. In the second exposure, the light intensity of both the object light 15 and the reference light 16A may be reduced.
【００２１】マスタホログラム１７Ｂの表面は所望のホ
ログラムパターンが形成された領域ａ、領域ａに隣接し
て領域ａのパターンより溝の深さが浅く、ピッチの粗い
所定幅の緩衝領域ｃ、緩衝領域ｃの周囲のパターン無し
の領域ｂに分かれる。次に、マスタホログラム１７Ｂの
表面に蒸着等でＮｉ膜１８を形成し、更に、電鋳法によ
りＮｉメッキ層１９を十分厚く形成したのち、マスタホ
ログラム１７Ｂから剥離せしめ、最後に、Ｎｉメッキ層
１９の裏側にＡｌ基台２０を裏打ちしてスタンパ２１Ｂ
とする。スタンパ２１Ｂのレリーフ面にも、所望のホロ
グラムパターンが形成された領域ａ、領域ａに隣接して
領域ａのパターンより溝の深さが浅く、ピッチの粗い所
定幅の緩衝領域ｃ、緩衝領域ｃの周囲のパターン無しの
領域ｂが形成される。The surface of the master hologram 17B has a region a where a desired hologram pattern is formed, a buffer region c adjacent to the region a, which has a shallower groove depth than the pattern of the region a and has a coarse pitch and a predetermined width. The area around c is divided into an area b without a pattern. Next, a Ni film 18 is formed on the surface of the master hologram 17B by vapor deposition or the like, and further, a Ni plating layer 19 is formed sufficiently thick by electroforming, and then separated from the master hologram 17B. Backing the aluminum base 20 on the back side of the stamper 21B
And Also on the relief surface of the stamper 21B, a region a where a desired hologram pattern is formed, a buffer region c having a predetermined pitch with a coarser pitch, a shallower groove depth than the pattern of the region a, and a buffer region c adjacent to the region a Is formed around the area b without a pattern.
【００２２】このようにして作成されたスタンパ２１Ｂ
のレリーフ面側全体に紫外線硬化樹脂（ホトポリマ）２
２を滴下するとともに所定の複製基板２３を重ね合わせ
る。紫外線硬化樹脂２２と複製基板２３でワーク２４Ｂ
が構成される。そして、ワーク２４Ｂの上からＵＶラン
プによって、ワーク２４Ｂ側に紫外線を所定の一定時間
照射せしめる。The stamper 21B thus created
UV curable resin (photopolymer) 2 on the entire relief side
2 is dropped and a predetermined duplicate substrate 23 is overlaid. Work 24B with ultraviolet curing resin 22 and duplicate substrate 23
Is configured. Then, ultraviolet rays are irradiated from above the work 24B to the work 24B side by a UV lamp for a predetermined fixed time.
【００２３】紫外線の照射で、紫外線硬化樹脂２２はＵ
Ｖ硬化し、スタンパ２１Ｂの表面レリーフが型取により
転写される。このあとスタンパ２１Ｂからワーク２４Ｂ
を剥離し複製ホログラム２５Ｂを得るが、ホログラムパ
ターンの溝が浅かったり、ピッチが粗かったりすると、
図１２、図１３に示す如く、同一の照射量であっても、
スタンパ−ワーク間の密着力が小さくなる。よって、図
６の下側に示す如く、ＵＶ硬化後のスタンパ２１Ｂとワ
ーク２４Ｂ間の密着力は、所望ホログラムパターンの形
成された領域ａが一番大きく、領域ａに隣接する緩衝領
域ｃで一段小さくなり、緩衝領域ｃの周囲に形成された
パターン無しの領域ｂで更に一段小さくなる。When the ultraviolet curable resin 22 is irradiated with ultraviolet rays,
V-curing is performed, and the surface relief of the stamper 21B is transferred by molding. After this, the work 24B from the stamper 21B
Is peeled to obtain a duplicate hologram 25B, but if the hologram pattern has a shallow groove or a coarse pitch,
As shown in FIGS. 12 and 13, even with the same irradiation amount,
The adhesion between the stamper and the work is reduced. Therefore, as shown in the lower part of FIG. 6, the adhesion force between the stamper 21B and the work 24B after the UV curing is largest in the area a where the desired hologram pattern is formed, and is one step lower in the buffer area c adjacent to the area a. The size becomes smaller in the region b without a pattern formed around the buffer region c.
【００２４】この結果、スタンパ２１Ｂからワーク２４
Ｂを剥離する際、所望ホログラムパターンの溝が深かっ
たり、ピッチが細かかったりしても、所望ホログラムパ
ターンの形成された領域ａの境界やパターン無しの領域
ｂの境界のいずれでも応力集中が弱まり、複製基板２３
の破壊等、ワーク２４Ｂの破損を招くことなく容易に剥
離作業を行うことができる。このように、所望ホログラ
ムパターンが形成された領域ａに隣接してパターンの溝
が浅くピッチも粗い緩衝領域を形成することで、領域ａ
の境界と領域ｂの境界におけるスタンパ−ワーク間の密
着力の段差を小さくでき、２Ｐ法によるホログラム複製
作業のワーク剥離工程において、ワークの破損を回避で
き、歩止まりの向上を図ることができる。As a result, the stamper 21B moves the work 24
When peeling B, even if the groove of the desired hologram pattern is deep or the pitch is narrow, the stress concentration is weakened at any of the boundary of the region a where the desired hologram pattern is formed and the boundary of the region b where no pattern is formed. , Duplicate substrate 23
The work can be easily performed without damaging the work 24B such as breakage of the work. By forming a buffer region having a shallow groove and a coarse pitch adjacent to the region a where the desired hologram pattern is formed, the region a
And the step of the adhesive force between the stamper and the work at the boundary of the region (b) and the region (b) can be reduced, and in the work separation step of the hologram duplication work by the 2P method, the work can be prevented from being damaged, and the yield can be improved.
【００２５】なお、上記した第２実施例では、所望のホ
ログラムパターンより溝が浅く、かつ、ピッチの長いパ
ターンを有する緩衝領域を形成するようにしたが、所望
のホログラムパターンとピッチは同程度で溝だけ浅くし
た緩衝領域、或いは、所望のホログラムパターンと溝の
深さは同程度でピッチだけ粗くした緩衝領域に代えても
よい。また、マスタホログラムを作成する際に、緩衝領
域ｃを形成するようにしたが、マスタホログラムは従来
と同様に作成しておき、スタンパを形成する際、所望ホ
ログラムパターンの領域に隣接して、エッチング等の手
法により、溝を浅くしたり、ピッチを粗くした所定パタ
ーンを刻設して緩衝領域を形成するようにしてもよく、
要は、スタンパのレリーフ面側に、所望ホログラムパタ
ーンの領域に隣接して、ワークとの密着力が一段落ちる
緩衝領域が形成されるようにすればよい。In the above-described second embodiment, the buffer region having a pattern that is shallower than the desired hologram pattern and has a longer pitch is formed. However, the pitch is the same as the desired hologram pattern. The buffer region may be replaced by a buffer region in which only the groove is shallow, or a buffer region in which the desired hologram pattern and the groove have the same depth and are coarse by the pitch. Also, when creating the master hologram, the buffer region c is formed. However, the master hologram is created in the same manner as before, and when forming the stamper, etching is performed adjacent to the region of the desired hologram pattern. By such a method, a shallow groove or a buffer may be formed by engraving a predetermined pattern with a coarse pitch,
In short, it is sufficient to form a buffer region on the relief surface side of the stamper adjacent to the region of the desired hologram pattern, in which the adhesive force with the work drops by one step.
【００２６】また、所望ホログラムパターンが形成され
た領域ａとパターン無しの領域ｂの間に緩衝領域ｃを１
段だけ設けるようにしたが、図１０の上側に示す如く、
スタンパ２１Ｃのレリーフ面に形成された第１の緩衝領
域ｃ１に隣接して、溝の深さが更に浅く、ピッチも更に
長くした第２の緩衝領域ｃ２を設け、図１０の下側に示
す如く、領域ａの境界から領域ｂの境界まで、スタンパ
−ワーク間の密着力が多段階に減少するようにしてもよ
い。更に、上記した第２実施例では、２Ｐ法で複製ホロ
グラムを作成する場合を例に挙げたが、圧縮成形法や射
出成形法で複製する場合にも同様に適用することができ
る。また、２Ｐ法で複製する場合、第１実施例と第２実
施例を組み合わせて適用することも可能である。以上、
本発明を実施例により説明したが、本発明は請求範囲の
記載した本発明の主旨に従い上記以外の種々の変形が可
能であり、本発明はこれらを何ら排除するものではな
い。A buffer region c is provided between the region a where the desired hologram pattern is formed and the region b where no pattern is formed.
Although only the steps were provided, as shown in the upper part of FIG.
A second buffer region c2 having a shallower groove and a longer pitch is provided adjacent to the first buffer region c1 formed on the relief surface of the stamper 21C, as shown in the lower part of FIG. From the boundary of the region a to the boundary of the region b, the adhesive force between the stamper and the work may be reduced in multiple stages. Further, in the above-described second embodiment, the case where the duplicate hologram is created by the 2P method has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to the case where the duplicate hologram is duplicated by the compression molding method or the injection molding method. In the case of duplication by the 2P method, the first embodiment and the second embodiment can be applied in combination. that's all,
Although the present invention has been described by way of examples, the present invention can be variously modified in addition to the above in accordance with the gist of the present invention described in the claims, and the present invention does not exclude these.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上、本発明によれば、スタンパに重ね
られた紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し、ＵＶ硬化させ
てスタンパの表面レリーフを紫外線硬化樹脂に型取りす
る際、スタンパ上の所望ホログラムパターン領域内から
該ホログラムパターン領域の境界に掛けて、連続的また
は段階的に紫外線照射量を減少させるように構成したか
ら、ＵＶ硬化後のスタンパとワーク間の密着力は、所望
ホログラムパターンの形成された領域の内部から境界に
掛けて連続的または段階的に減少し、境界における密着
力の段差が小さくなるので、２Ｐ法による複製ホログラ
ム作成時の最後の工程でスタンパからワークを剥離する
際、所望ホログラムパターンの溝が深かったり、ピッチ
が細かかったりしても、所望ホログラムパターンの形成
された領域の境界での応力集中が弱まり、ワークの破損
が生じない。As described above, according to the present invention, a desired hologram on the stamper is used when irradiating the ultraviolet curable resin superimposed on the stamper with ultraviolet rays and curing the surface relief of the stamper into the ultraviolet curable resin. Since the irradiation amount of the ultraviolet light is reduced continuously or stepwise from within the pattern area to the boundary of the hologram pattern area, the adhesion between the stamper and the work after the UV curing is required to form the desired hologram pattern. When the work is peeled off from the stamper in the last step at the time of creating the duplicate hologram by the 2P method, since the step is reduced continuously or stepwise from the inside of the region to the boundary from the inside of the region and the step of the adhesion force at the boundary is reduced. Even if the groove of the desired hologram pattern is deep or the pitch is narrow, the boundary of the area where the desired hologram pattern is formed Weakened stress concentration of, damage to the work does not occur.
【００２８】また、本発明によれば、マスタホログラム
またはスタンパを作成する際、所望ホログラムパターン
領域に隣接して該所望ホログラムパターン領域より溝が
浅い緩衝領域を形成するように構成したから、所望ホロ
グラムパターンの形成された領域の境界におけるスタン
パとワーク間の密着力の段差が小さくなるので、２Ｐ法
等による複製ホログラム作成時の最後の工程でスタンパ
からワークを剥離する際、所望ホログラムパターンの溝
が深かったり、ピッチが細かかったりしても、所望ホロ
グラムパターンの形成された領域の境界での応力集中が
弱まり、ワークの破損が生じない。According to the present invention, when a master hologram or a stamper is formed, a groove is formed adjacent to a desired hologram pattern region from the desired hologram pattern region.
Since the structure is such that a shallow buffer region is formed, the step of the adhesion between the stamper and the work at the boundary of the region where the desired hologram pattern is formed becomes small. When the work is separated from the stamper, even if the groove of the desired hologram pattern is deep or the pitch is narrow, the stress concentration at the boundary of the region where the desired hologram pattern is formed is weakened, and the work is not broken.
【図１】本発明の第１の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a first principle of the present invention.
【図２】本発明の第２の原理説明図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a second principle of the present invention.
【図３】本発明の第１実施例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図４】紫外線照射量と密着力の関係を示す線図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of ultraviolet irradiation and the adhesion.
【図５】スタンパ−ワーク間の密着力の分布を示す説明
図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a distribution of adhesion force between a stamper and a work.
【図６】第１実施例の変形例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a modification of the first embodiment.
【図７】第１実施例の他の変形例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing another modification of the first embodiment.
【図８】本発明の第２実施例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図９】スタンパ−ワーク間の密着力の分布を示す説明
図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a distribution of adhesion force between a stamper and a work.
【図１０】第２実施例の変形例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a modification of the second embodiment.
【図１１】一般的な２Ｐ法によるホログラム複製方法の
説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a hologram duplication method by a general 2P method.
【図１２】ホログラフィックパターンの溝の深さと密着
力の関係を示す線図である。FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a depth of a groove of a holographic pattern and an adhesion force.
【図１３】ホログラフィックパターンのピッチと密着力
の関係を示す線図である。FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a pitch of a holographic pattern and an adhesive force.
【図１４】従来法の欠点を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory view showing a drawback of the conventional method.
【図１５】従来法の欠点を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory view showing a disadvantage of the conventional method.
１７、１７Ｂ マスタホログラム ２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ スタンパ ２２ 紫外線硬化樹脂 ２３ 複製基板 ２６ マスク ２７ ＵＶランプ 17, 17B Master hologram 21, 21A, 21B, 21C Stamper 22 UV curable resin 23 Duplicate substrate 26 Mask 27 UV lamp
Claims (2)
面レリーフ型のマスタホログラムからスタンパを作成
し、 このスタンパに紫外線硬化樹脂を重ね、 しかる後、紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させ
て型取りしたあと、スタンパを紫外線硬化樹脂から剥離
するホログラム複製方法において、 紫外線を照射する際、スタンパ上の所望ホログラムパタ
ーン領域内から該ホログラムパターン領域の境界にかけ
て、連続的または段階的に照射量を減少させること、 を特徴とするホログラム複製方法。1. A stamper is created from a surface relief type master hologram created by holographic interference, an ultraviolet curable resin is superimposed on the stamper, and then irradiated with ultraviolet light to cure and mold the ultraviolet curable resin. Thereafter, the hologram replicating method for peeling the stamper from the ultraviolet curing resin, when irradiated with ultraviolet rays, subjected to the boundary of the hologram pattern area from the desired hologram pattern region on the stamper
Te, hologram replicating wherein the, decreasing continuously or stepwise dose.
面レリーフ型のマスタホログラムからスタンパを作成
し、 このスタンパに所定の樹脂を重ね合わせ型取りしたあ
と、スタンパを所定の樹脂から剥離するホログラム複製
方法において、 マスタホログラムまたはスタンパを作成する際、所望ホ
ログラムパターン領域に隣接して該所望ホログラムパタ
ーン領域より溝が浅い緩衝領域を形成すること、 を特徴とするホログラム複製方法。2. A hologram duplication method, comprising: forming a stamper from a surface relief type master hologram created by holographic interference, superimposing a predetermined resin on the stamper, and removing the stamper from the predetermined resin; Forming a master hologram or a stamper, forming a buffer area adjacent to the desired hologram pattern area and having a shallower groove than the desired hologram pattern area.
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|---|---|---|---|
| JP25623191A JP3224244B2 (en) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | Hologram duplication method |
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|---|---|---|---|
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| JPH0594126A JPH0594126A (en) | 1993-04-16 |
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1991
- 1991-10-03 JP JP25623191A patent/JP3224244B2/en not_active Expired - Fee Related
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