JP3239598B2 - 回折光学素子の製造方法 - Google Patents

回折光学素子の製造方法

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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形型によりガラ
ス等の母材の成形に活性エネルギー線硬化樹脂の層を密
着成形した回折光学素子の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、所定の表面形状を有する成形型を
用いて、ガラス等の母材の成形面に活性エネルギー線硬
化樹脂を密着成形する技術が開発され、非球面レンズや
フレネルレンズ、回折格子等の複合型成形品の製造方法
として利用されている。この製造方法については、例え
ば特開平3−79314号公報、特開平3−19710
6号公報、特開平4−144718号公報等に示されて
いる。
【0003】図10(a)〜(d)は従来の回折格子の
製造方法を示す図であり、まず、図10(a)の様に回
折格子の成形型22の表面のほぼ中央部に紫外線硬化樹
脂に代表される活性エネルギー線硬化樹脂23を滴下
し、しかる後に、図10(b)の様にガラス板等よりな
る別の母材21を前記滴下樹脂の液滴上に接触させる。
次に図10(c)の様に樹脂厚みが一定になる様に、図
には示していない何らかの治具等を用いて型締めし、活
性エネルギー線hνを照射して樹脂を硬化し、離型した
後、図10(d)の様な複合型回折格子を得る。
【0004】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の製造工程では、図10(b)の母材21と樹脂
の液滴23とが接触する瞬間に気泡24が発生すること
があった。すなわち、液滴23の頂点と母材21の平面
との接触過程は理論的には点接触であるが、実際は液滴
は滴下直後から時間の経過とともに広がっており、その
頂点は平坦となり、母材21との接触は面対面の接触と
なってしまい気泡の発生する機会が多い。
【0005】また、図10(b)から図10(c)へと
液状樹脂23が広がっていく過程でも、成形型22が回
折格子やフレネルレンズなどの場合には、成形型22の
成形面の凹凸表面を樹脂液が広がるため、気泡24が発
生しやすい。また非球面レンズ等の表面が平坦な場合で
も樹脂液の広がる速度が速い場合には、成形型22の表
面の欠陥、ゴミ等により気泡24が発生することがあっ
た。特に、複合型成形品が光学素子の場合は、気泡は光
の散乱の原因となり機能上大きな問題点となっていた。
【0006】この問題点を解決すため、従来は図11に
示すように、成形品を真空容器25内に入れて、発生し
た気泡を除去する方法が特開平4−46303号公報に
記載されている。しかしながらこの方法では、成形品を
成形毎に真空容器に出し入れしなければならず、手間と
時間がかかり問題であった。また実際に真空引きして見
ると、気泡をふくむとともに樹脂液も型の端部からはみ
だして垂れてしまい、汚れが発生する等の問題点があっ
た。
【0007】本発明は上記のような問題点を解消した、
回折光学素子の製造方法を得ることを目的とする。
【0008】請求項1の発明の回折光学素子の製造方法
は、成形型の表面に回折格子を成形するための格子形状
部を形成し、前記成形型に対向して母材を配置し、前記
成形型と前記母材との間を活性エネルギー線硬化樹脂が
毛細管現象により流入する距離に設置すると共に、前記
母材の外周面を前記活性エネルギー線硬化樹脂が表面張
力作用により前記成形型の格子形状部内に引き込まれる
ように空間の外周部近傍の厚みが徐々に広がる面取り部
を形成し、前記格子形状部内の活性エネルギー線硬化樹
脂に、活性エネルギー線を照射して回折光学素子を製造
することを特徴としている。
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【実施例】以下、本発明の複合型成形品としての回折格
子の製造方法を図1(a)〜(f)について説明する。
【0013】まず、成形樹脂層を担持するためのガラス
板からなる母材1の成形面と、表面に回折格子形状を有
する成形型2の面とを、間隔を隔てて図1(a)の様に
対向させる。
【0014】ここで母材1は目的とする部品形状のもの
で、透過型回折格子の場合には透明材料、反射型回折格
子の場合には透明・不透明どちらかでも良い。材質はガ
ラスに限らず、例えば金属、プラスチック、セラミック
等いかなるものでも良い。また母材1はあらかじめ洗浄
されたものを使用し、樹脂が密着する面には、密着を促
進するためのシランカップリング処理等を施こしておい
ても良い。
【0015】成形型2は、たとえば石英、シリコン、金
属等の材料からなり、フォトリソグラフィー等の加工に
より作成されたものを用いる。図1には単純形状で示し
てあるが、母材1を支えるための母材保持手段4を設け
る。
【0016】次に図1(b)の様に母材1を母材保持手
段4により成形型2に接近させ、成形型2と母材1との
間隔を、目的とする樹脂層の厚みになる様に固定する
(第1工程)。
【0017】次に図1(c)に示す様に、活性エネルギ
ー線硬化樹脂液3(以下、樹脂液3と略称する)をディ
スペンサー5等により、上記の成形型2と母材1とが対
向する間隔空間の周辺部の一部分から徐々に供給する。
ここで用いられる活性エネルギー線硬化樹脂は、紫外線
硬化樹脂、可視光線硬化樹脂、X線硬化樹脂等いかなる
ものでも良いが、なかでも紫外線硬化樹脂は取扱いやす
く、光源の種類も豊富等の理由により使用しやすい。ま
た樹脂としては、アクリル系、エポキシ系、エンチオー
ル系等の樹脂系が用いられるが、なかでもアクリル系の
紫外線硬化樹脂は硬化時間が短く、環境耐久性が良いの
で好ましい。
【0018】ここで用いられるディスペンサー5は、気
体圧力式、機械圧力式、回転ポンプ式、ギアポンプ式等
いかなるものでも良く、単にスポイトや注射器等でもさ
しつかえない。
【0019】ディスペンサー5から供給される樹脂液3
は、母材1と成形型2の対向する間隔空間の周端の一部
に垂れ流されるだけであり、射出成形の様に圧力をかけ
る必要はない。上記空間の端部から入ってきた樹脂液3
は、空間内を毛細管現象により大気圧下で図1(c)か
ら図1(d)へと自然に該空間内を充填する(第2工
程)。
【0020】従って、この時の樹脂層の厚みは上記の毛
細管現象が起こり得る厚みに設定することが必要で、た
とえば粘度50〜10000cpsのアクリル系の紫外
線硬化型樹脂であれば、樹脂厚みは0.3mm以下が好
ましく、できれば0.1mm以下が最適である。すなわ
ち樹脂厚みが0.3mm以上であると、毛細管現象が起
こりにくく樹脂液の空間への充填速度が余りにも遅い
か、速度ゼロとなり充填不可能となることがあるからで
ある。
【0021】またディスペンサー5と上記空間との位置
関係は、たとえば図2に示す様に一辺のほぼ中央部であ
れば、図3に示す矢印の様に、樹脂液3が毛細管現象に
より扇型状に短時間で浸透していくため、効率が良い。
しかしながらディスペンサー5の接する位置は上記に限
らず、コーナーでも良く、またディスペンサー5の数は
1本とは限らず2本以上を使用して2か所以上から効率
よく樹脂液3を供給しても良い。これらは、目的とする
複合型成形品の形状や型、母材の表面張力、使用樹脂の
粘度や表面張力等の組合わせにより適宜決めることが望
ましい。
【0022】また樹脂の充填量は空間体積より多少過剰
気味であることが望ましい。逆に樹脂量が少しでも不足
気味であると、成形品のショート(部分的充填不足)不
良の原因となりやすい。
【0023】以上の様に毛細管現象という、自然現象を
利用して樹脂液3を充填することにより、回折格子の様
に型の表面に凹凸のある場合でも、従来から問題となっ
ていた気泡が発生することなく樹脂液3を簡便に供給す
ることが可能となる。
【0024】次に図1(e)に示す様に、母材1または
成形型2を介して、活性エネルギーhνを照射して充填
した樹脂液3を硬化させ、母材1と樹脂層3aを一体化
させ(第3工程)、この一体化した母材1と樹脂層3a
を成形型2から剥離することにより(第4工程)、図1
(f)のような複合型回折格子を得るものである。
【0025】上記の様に毛細管現象を利用して樹脂液3
を充填する場合、母材1と成形型2とが作る空間周辺部
近傍の厚みが図4に示す様に一定である場合は、樹脂液
3を多少空間体積より過剰気味に供給することにより、
周辺部形状が表面張力により突出した形状になる。従っ
て、成形品としては図1(f)の様になり、使用目的に
よっては成形品の側面が、組立用基準面として利用でき
ない等、側面より突出した樹脂がじゃまになる場合があ
る。かといって樹脂液3を空間体積より多少不足気味に
すると充填むらの原因となる場合がある。
【0026】従って、空間の外周部近傍の厚みを徐々に
広げることが望ましく、図5の様に母材周辺部を全周縁
にわたって、樹脂層3aの厚みよりも大きい寸法の面取
り部6を設けることにより、周辺部の樹脂液3は空間の
厚み変化に対応して表面張力により空間の内側へ図示の
ように引き込まれる様になり、その成形品は図6に示す
様に母材1の端面より樹脂層3aがはみ出すことがな
く、外観の良好な複合型回折格子が得られる。
【0027】また活性エネルギー線硬化樹脂の供給方法
として、上記のディスペンサー5による方法とは別の方
法として、前記空間の外周部に接して活性エネルギー線
硬化樹脂液3の液溜り8を設ける。すなわち図7(a)
および図7(c)の様に成形型2の成形面の少なくとも
一部を母材1よりも広くしておき、その一部に図の様
に、成形樹脂層3aと同じ体積の活性エネルギー線硬化
樹脂液の液溜り8を空間に接する様に設置する。この状
態から、樹脂液3は図7(b)の様に徐々に毛細管現象
により自然に空間内を充填するので、簡便に液供給がな
されて、しかも気泡の混入がないので好ましい。
【0028】また同種の方法として、図8の様に成形型
2と母材1とを対向させて垂直に置き、その対向する成
形型2と母材1との上端部に液滴状の液溜り8を設置
し、上記と同様に毛細管現象で充填しても良い。更に図
9の様に成形型2と母材1を対向させて垂直に置き、容
器9に樹脂液3をため、この容器9内の樹脂液3aを液
溜り8として、空間部の上方から毛細管現象及び重力を
利用して充填し、充填後、成形型2と母材1を容器9か
らはずして、上部の樹脂汚れをふき取る方法を用いても
良い。
【0029】以上は回折格子の製造方法を説明をした
が、本発明の製造方法による復合型成形品はこれに限ら
ず、フレネルレンズや非球面レンズ等の光学素子や、そ
の他の複合型精密成形品の製造にも適用できるものであ
る。
【0030】実施例1.20mm角で、厚みが2mmの
青板ガラスの母材と、外径寸法が20×20×1mmで
中央部の16mm角中に回折格子があり、その回折格子
のピッチ4μm、凸部幅2μm、凹部幅2μm、溝深さ
1μmの結晶シリコン製の回折格子成形型を用意した。
【0031】次に母材の成形面側をシランカップリング
剤(γーアクリロイルプロピルトリメトキシシラン)で
あらかじめ処理しておき、母材側面を治具により保持
し、成形型と外周部が一致する様に対向させ、成形型の
周辺部2か所に幅5mm、厚さ50μmのポリエステル
フィルムを置き、その上に母材をかぶせ、固定してから
ポリエステルフィルムを引き抜き、母材と成形型の対向
する間隔の空間厚みを50μmと設定した。
【0032】次にマイクロシリンジにより、紫外線硬化
樹脂として2官能ウレタンアクリレート(東亜合成、M
−1200)30重量部、シクロヘキシルメタクリレー
ト70重量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン2重量部の混合液30μ1を、上記空間部の端部
に約1分間にわたって徐々に滴下し、更に1分間放置す
ることにより、空間部への樹脂の充填を完了した。
【0033】しかる後、上方より200W水銀キセノン
ランプの紫外線を2分間照射し、樹脂を硬化させた後、
離型を行った。成形品樹脂層の内部には気泡はまったく
観察されず良好な成形品が得られた。
【0034】実施例2.20mm角で、厚みが2mm、
片側平面部の四辺の面取り0.5mmの青板ガラスの母
材と、上記実施例1と同様な成形型を用意した。
【0035】次に実施例1と同様に母材の面取り部があ
る面をあらかじめシランカップリング剤で処理してお
き、更に実施例1と同様な方法で母材と成形型面との空
間の間隔を100μmに設定した。
【0036】次にマイクロシリンジにより、紫外線硬化
樹脂として2官能エポキシアクリレート(共栄社油脂、
3002A)40重量部、イソボロニルメタクリレート
60重量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケ
トン2重量部の混合液50μ1を、実施例1と同様な方
法で上記空間部に充填した。
【0037】しかる後、上方より200W水銀キセノン
ランプの紫外線を2分間照射し、樹脂を硬化させた後、
離型を行った。成形品樹脂層の内部には気泡は全く観察
されず、また成形品の四辺はまったく滑らかで、樹脂の
はみ出しは面取り部内におさえられている良好な成形品
が得られた。
【0038】実施例3.上記実施例1と同様な母材1
と、外形寸法が26×26×1mmでその他は実施例1
とまったく同様の成形型を用意した。
【0039】次に実施例1と同様に母材をあらかじめシ
ランカップリング剤で処理しておき、更に実施例1と同
様な方法で母材と成形型面との空間の間隔を20μm設
定した。
【0040】次にマイクロシリンジにより、実施例1と
同様な紫外線硬化樹脂の15μ1を、図7(c)で示し
たように上記空間の一部に接触して滴下し、約1分間放
置したところ、樹脂は空間全域にわたり充填された、し
かる後、上方より200W水銀キセノンランプの紫外線
を2分間照射し、樹脂を硬化させた後、離型を行った。
成形品樹脂層の内部には気泡はまったく観察されず良好
な成形品が得られた。
【0041】比較例1.実施例1と同様な母材と成形型
を用意した。
【0042】次に実施例1と同様に母材をあらかじめシ
ランカップリング剤で処理しておき、実施例1と同様な
紫外線硬化樹脂の混合液30μ1を上記成形型の中央部
に滴下し、母材の処理面側を徐々に樹脂液に接触させ、
図10(c)に示すように型と母材の外周を合わせつ
つ、樹脂層の厚みが50μmになるように、図には示し
ていない治具等により型締めを行った。
【0043】しかる後、上方より200W水銀キセノン
ランプの紫外線を2分間照射し、樹脂を硬化させた後、
離型を行った。離型性及び面転写性は良好であったが、
成形品樹脂層の内部には5〜20μmの気泡が多数確認
された。
【0044】以上のように、請求項1の発明によれば、
気泡の発生がなく外観体裁のよい回折光学素子を得るこ
とができる。
【0045】
【0046】
【0047】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の回折光学素子の製造方法を示す工程
【図2】 本発明の回折光学素子の製造方法の一工程を
示す斜視図
【図3】 本発明の回折光学素子の製造方法の一工程を
示す平面図
【図4】 本発明の回折光学素子の製造方法の一工程を
示す正面図
【図5】 本発明の他の回折光学素子の製造方法の一工
程を示す正面図
【図6】 図5の製造方法により得た回折光学素子の正
面図
【図7】 本発明の他の回折光学素子の製造方法におけ
る樹脂液の充填の仕方を説明する工程図
【図8】 樹脂液の他の充填の仕方を説明する正面図
【図9】 樹脂液の他の充填の仕方を説明する正面図
【図10】 従来の複合型成形品の製造方法を示す工程
【図11】 他の従来の複合型成形品の製造方法の一工
程を示す正面図
【符号の説明】
1 母材 2 成形型 3 活性エネルギー線硬化樹脂 6 面取り部 7 樹脂層周辺部 8 液溜り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 39/00 - 39/44 B29C 35/00 - 35/18 G02B 5/00 - 5/32

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形型の表面に回折格子を成形するため
    の格子形状部を形成し、前記成形型に対向して母材を配
    置し、前記成形型と前記母材との間を活性エネルギー線
    硬化樹脂が毛細管現象により流入する距離に設置すると
    共に、前記母材の外周面を前記活性エネルギー線硬化樹
    脂が表面張力作用により前記成形型の格子形状部内に引
    き込まれるように空間の外周部近傍の厚みが徐々に広が
    面取り部を形成し、前記格子形状部内の活性エネルギ
    ー線硬化樹脂に、活性エネルギー線を照射して回折光学
    素子を製造することを特徴とした回折光学素子の製造方
    法。
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ATE207798T1 (de) * 1996-03-15 2001-11-15 Harvard College Verfahren zum formen von gegenständen und zum mikrostrukturieren von oberflächen durch giessformen mit kapillarwirkung
US6355198B1 (en) 1996-03-15 2002-03-12 President And Fellows Of Harvard College Method of forming articles including waveguides via capillary micromolding and microtransfer molding
US7198747B2 (en) 2000-09-18 2007-04-03 President And Fellows Of Harvard College Fabrication of ceramic microstructures
JP4590082B2 (ja) * 2000-10-02 2010-12-01 キヤノン株式会社 回折光学素子及びそれを用いた光学系
KR100610230B1 (ko) * 2003-12-31 2006-08-08 주식회사 루밴틱스 Uv 몰딩방법을 이용한 고분자 광도파로의 제조방법
JP2009015032A (ja) * 2007-07-05 2009-01-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光学的ローパスフィルタ及びその製造方法並びに撮像光学系
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