JP3456290B2 - Optical element manufacturing method and optical element manufacturing apparatus - Google Patents

Optical element manufacturing method and optical element manufacturing apparatus

Info

Publication number
JP3456290B2
JP3456290B2 JP3604595A JP3604595A JP3456290B2 JP 3456290 B2 JP3456290 B2 JP 3456290B2 JP 3604595 A JP3604595 A JP 3604595A JP 3604595 A JP3604595 A JP 3604595A JP 3456290 B2 JP3456290 B2 JP 3456290B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stamper
optical element
substrate
manufacturing apparatus
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3604595A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08207159A (en
Inventor
大道 内田
茂 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Priority to JP3604595A priority Critical patent/JP3456290B2/en
Publication of JPH08207159A publication Critical patent/JPH08207159A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3456290B2 publication Critical patent/JP3456290B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • B29C43/222—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length characterised by the shape of the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/44—Compression means for making articles of indefinite length
    • B29C43/46—Rollers
    • B29C2043/461—Rollers the rollers having specific surface features
    • B29C2043/463—Rollers the rollers having specific surface features corrugated, patterned or embossed surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/04—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds
    • B29C43/06—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds continuously movable in one direction, e.g. mounted on chains, belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016—Lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016—Lenses
    • B29L2011/005—Fresnel lenses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学素子の製造方法及び
光学素子製造装置に関する。具体的にいうと、微小なレ
ンズが多数配置されたマイクロレンズアレイなどの光学
素子の製造方法及び当該製造方法を実施するための製造
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element manufacturing method and an optical element manufacturing apparatus. Specifically, the present invention relates to a method for manufacturing an optical element such as a microlens array in which a large number of minute lenses are arranged, and a manufacturing apparatus for carrying out the manufacturing method.

【０００２】[0002]

【背景技術】マイクロレンズアレイはファイン・オプテ
ィクスその他の分野における重要な光学素子として、今
後ますますその重要性が高まることが予想されている。
このマイクロレンズ・アレイの製造方法には種々の方法
があるが、その中でも２Ｐ法（Photo-polymerization M
ethod）は量産性、微細転写性に優れており、非常に有
用な方法である。図１２に示すものはこの２Ｐ法の概略
説明図であるが、まず、図１２（ａ）に示すようにガラ
スなどの基板５１上にレンズ用材料である光硬化性樹脂
５３を塗布し、マイクロレンズアレイ５５の表面形状を
反転させたパターン面を有するスタンパ５２を押圧して
微小なレンズ体が多数形成されたレンズ部５４を成形す
る（図１２（ｂ））。次に、基板５１の裏面側に配置さ
れた光源５６から紫外線を照射して光硬化性樹脂５３を
硬化させた後（図１２（ｃ））、スタンパ５２を真上に
引っ張り上げてスタンパ５２を剥離し、マイクロレンズ
アレイ５５を作製する（図１２（ｄ））。しかしこの方
法では、基板５１としてガラス基板を用いた場合には、
スタンパ５２を剥離する工程において基板５１が割れて
しまったり、マイクロレンズアレイ５５表面のレンズパ
ターンが変形するなどスタンパ５２の離型がうまく行な
えないという問題があった。BACKGROUND ART Microlens arrays are expected to become increasingly important in the future as important optical elements in fine optics and other fields.
There are various methods for manufacturing this microlens array, and among them, the 2P method (Photo-polymerization M
ethod) has excellent mass productivity and fine transferability, and is a very useful method. Although FIG. 12 is a schematic explanatory view of this 2P method, first, as shown in FIG. 12 (a), a photo-curable resin 53 as a lens material is applied onto a substrate 51 such as glass, and a micro resin is applied. The stamper 52 having a pattern surface obtained by reversing the surface shape of the lens array 55 is pressed to mold the lens portion 54 in which a large number of minute lens bodies are formed (FIG. 12B). Next, after irradiating ultraviolet rays from the light source 56 arranged on the back surface side of the substrate 51 to cure the photo-curable resin 53 (FIG. 12C), the stamper 52 is pulled right above to lift the stamper 52. The microlens array 55 is produced by peeling (FIG. 12D). However, in this method, when a glass substrate is used as the substrate 51,
In the process of peeling the stamper 52, the substrate 51 is cracked, the lens pattern on the surface of the microlens array 55 is deformed, and the stamper 52 cannot be released properly.

【０００３】この問題を解決するための方法として、特
開平４−１２３００２号に開示された方法がある。この
方法は、図１３に示すように湾曲形状をしたレンズアレ
イ成形型５７を用いることにより、形成されたレンズ部
５４とレンズアレイ成形型５７が接する部分の面積を小
さくして離型しやすくしている。つまり、レンズアレイ
成形型５７の表面にはマイクロレンズアレイ５５の表面
形状を反転させてあり、基板５１に塗布した光硬化性樹
脂５３にレンズアレイ成形型５７を押圧しつつ移動さ
せ、このとき同時に基板５１裏面側に配置された光源５
６から紫外線を照射してマイクロレンズアレイ５５を作
製する。この方法にあっては基板５１に破損が少なく、
レンズパターンも変形せずにスムーズにレンズアレイ成
形型５７を離型することができる。しかしながら光硬化
性樹脂５３を硬化させるためにはある強さの紫外線を数
秒から数十秒照射する必要があり、マイクロレンズアレ
イ５５を面状に成形できず線状の成形位置を移動させる
ので時間がかかる。特に大きな面積のマイクロレンズア
レイ５５を作製するには長時間を必要とし、生産性が非
常に悪い。また、基板５１や光硬化性樹脂５３、レンズ
アレイ成形型５７の表面で散乱された紫外線により、光
硬化性樹脂５３とレンズアレイ成形型５７との接触部分
以外の未成形領域の光硬化性樹脂５３も成形前から硬化
を開始してしまい、マイクロレンズアレイ５５の厚み制
御も困難であった。As a method for solving this problem, there is a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-123002. This method uses a lens array molding die 57 having a curved shape as shown in FIG. 13, so that the area of the contact portion between the formed lens portion 54 and the lens array molding die 57 is reduced to facilitate mold release. ing. That is, the surface shape of the microlens array 55 is reversed on the surface of the lens array mold 57, and the lens array mold 57 is moved while being pressed against the photocurable resin 53 applied to the substrate 51. At the same time, Light source 5 arranged on the back side of substrate 51
The microlens array 55 is manufactured by irradiating ultraviolet rays from 6. In this method, the substrate 51 is less damaged,
The lens array molding die 57 can be released smoothly without deforming the lens pattern. However, in order to cure the photocurable resin 53, it is necessary to irradiate ultraviolet rays of a certain intensity for a few seconds to a few tens of seconds, and the microlens array 55 cannot be formed into a planar shape, and the linear forming position is moved. Takes. Particularly, it takes a long time to manufacture the microlens array 55 having a large area, and the productivity is very poor. Further, due to the ultraviolet light scattered on the surface of the substrate 51, the photocurable resin 53, and the lens array molding die 57, the photocurable resin in the unmolded area other than the contact portion between the photocurable resin 53 and the lens array molding die 57. 53 also started to cure before molding, and it was difficult to control the thickness of the microlens array 55.

【０００４】さらに別な方法として、図１４（ａ）に示
すように平板状となった薄いスタンパ５２を用い、スタ
ンパ５２により押圧された光硬化性樹脂５３を硬化させ
てマイクロレンズアレイ５５を成形した後、図１４
（ｂ）に示すようにスタンパ５２の両端部を撓ませるよ
うにしてスタンパ５２を上方に一気に引っ張り上げてス
タンパ５２を剥離する方法がある。この方法によれば、
量産性もよくスタンパ５２をうまく剥離することができ
る。しかしながらこの方法では剥離時に、スタンパ５２
の両端部付近（図１４（ｂ）円イ部）に高次の変形によ
って局所的な応力が発生するためスタンパ５２に金属疲
労を促進させ、繰り返し使用によりスタンパ５２に形状
変化を引き起こしていた。図１５には剥離回数とスタン
パ５２の形状変化量（スタンパの外形寸法に対する変化
量の割合で示す。）の関係について示すが、スタンパ５
２の引き上げ力が強い場合など、スタンパ５２が撓んだ
時の両端部付近（円イ部）の曲率半径Ｒが小さいほど、
スタンパ５２の形状変化量は大きくなっていた。このた
め、精度よく多くのマイクロレンズアレイ５５を得るこ
とができなかった。また、この場合にはスタンパ５２を
撓ませるためにスタンパ５２を薄く作製する必要があ
り、このため光照射自体による熱や光硬化性樹脂５３の
硬化熱による影響が大きく、スタンパ５２の熱膨張のた
めに所望する寸法精度のマイクロレンズアレイ５５が得
られないという問題点があった。As another method, a thin stamper 52 having a flat plate shape as shown in FIG. 14A is used, and the photocurable resin 53 pressed by the stamper 52 is cured to form a microlens array 55. After that,
As shown in (b), there is a method in which both ends of the stamper 52 are bent so that the stamper 52 is pulled up at once and the stamper 52 is peeled off. According to this method
The mass productivity is good and the stamper 52 can be peeled off well. However, in this method, the stamper 52
Since local stress is generated in the vicinity of both end portions (circle portion of FIG. 14B) due to high-order deformation, metal fatigue is promoted in the stamper 52, and the stamper 52 is changed in shape by repeated use. FIG. 15 shows the relationship between the number of times of peeling and the amount of change in shape of the stamper 52 (indicated by the ratio of the amount of change to the outer dimension of the stamper).
When the stamper 52 is bent, such as when the pulling force of 2 is strong, the smaller the radius of curvature R near both ends (circle A) is,
The shape change amount of the stamper 52 was large. Therefore, many microlens arrays 55 could not be obtained accurately. In this case, it is necessary to make the stamper 52 thin in order to bend the stamper 52. For this reason, the heat of the light irradiation itself and the heat of curing the photocurable resin 53 have a great influence, and the thermal expansion of the stamper 52 is caused. Therefore, there is a problem that the microlens array 55 having a desired dimensional accuracy cannot be obtained.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、マイクロレンズアレイのような光学素子を精度
よく量産することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the drawbacks of the above conventional examples, and an object of the present invention is to accurately mass-produce optical elements such as microlens arrays. is there.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子の製造
方法は、光学素子の表面形状を反転させた成形面を有す
るスタンパと基板との間に放射線硬化樹脂を挟み込み、
放射線を照射して当該樹脂を硬化させることにより光学
素子を成形し、前記スタンパを、前記スタンパに一定の
曲率よりも大きな屈曲部分が発生しないよう、弧状に湾
曲させながら、成形された光学素子から剥離する光学素
子の製造方法において、湾曲させたスタンパの曲率中心
の方向に向けてスタンパに力を加えることを特徴として
いる。A method of manufacturing an optical element according to the present invention comprises a radiation curable resin sandwiched between a substrate and a stamper having a molding surface whose surface shape is inverted.
Radiation by irradiating a molded optical element by curing the resin, the stamper, so that a large bent portion than a certain curvature to the stamper is not generated, while bending in arc shape, the molded optical element Optical element peeled from
In the manufacturing method of the child, the center of curvature of the curved stamper
It is characterized by applying force to the stamper in the direction of .

【０００７】このとき、スタンパの光学素子から剥離さ
れた部分が概略均一な曲率となるように、スタンパを湾
曲させながら剥離するのが好ましい。 [0007] At this time, as stripped portion from the optical element of the stamper is schematic uniform curvature, we have preferred to peel while bending the stamper.

【０００８】本発明の光学素子製造装置は、光学素子の
表面形状を反転させた成形面を有するスタンパと基板と
の間に放射線硬化樹脂を挟み込み、放射線を照射して当
該樹脂を硬化させることにより光学素子を成形する光学
素子製造装置において、前記スタンパに一定の曲率より
も大きな屈曲部分が発生しないよう、スタンパを弧状に
湾曲させながら成形された光学素子から剥離するスタン
パ剥離手段を備え、前記スタンパ剥離手段が、湾曲させ
たスタンパの曲率中心の方向に向けてスタンパに力を加
えることを特徴としている。According to the optical element manufacturing apparatus of the present invention, a radiation curable resin is sandwiched between a stamper having a molding surface obtained by reversing the surface shape of an optical element and a substrate, and radiation is applied to cure the resin. An optical element manufacturing apparatus for molding an optical element is provided with a stamper peeling means for peeling from the molded optical element while curving the stamper in an arc shape so that a bent portion having a curvature larger than a certain curvature does not occur in the stamper. The peeling means bends
Force is applied to the stamper in the direction of the center of curvature of the stamper.
The feature is to get.

【０００９】前記スタンパ剥離手段は、一端を前記スタ
ンパに連結されたアームと、アームの他端を結合された
カム機構とからなり、カム機構によりアームを所定動作
させることによってスタンパを光学素子から剥離するこ
とにすればよく、また、カム機構によりアームを所定動
作させると共に伸縮自在なアームを伸縮させることによ
ってスタンパを光学素子から剥離することとしてもよ
い。The stamper peeling means comprises an arm having one end connected to the stamper and a cam mechanism having the other end coupled to the arm. The stamper peels the optical element from the optical element by operating the arm in a predetermined manner. Alternatively, the stamper may be separated from the optical element by causing the arm to perform a predetermined operation by the cam mechanism and by extending and contracting the extendable arm.

【００１０】また、前記スタンパ及び／又は基板をほぼ
一定の温度に維持する温度調節手段を備えたり、前記ス
タンパと基板のうち少なくともいずれか一方に接触する
部分に、スタンパ若しくは基板の熱容量よりも大きな熱
容量を有する吸熱部や放熱部などの温度上昇阻止手段を
設けることができる。Further, a temperature adjusting means for maintaining the stamper and / or the substrate at a substantially constant temperature is provided, or a portion of the stamper and / or the substrate in contact with at least one of them has a heat capacity larger than that of the stamper or the substrate. It is possible to provide a temperature rise preventing means such as a heat absorbing portion or a heat radiating portion having a heat capacity.

【００１１】また、間欠的に放射線を照射して放射線硬
化樹脂を硬化させる放射線照射装置を備えたり、放射線
照射や樹脂硬化反応熱などの寸法変化因子を考慮して、
所望寸法の光学素子が成形されるようにスタンパの寸法
を設計してもよい。Further, a radiation irradiation device for intermittently irradiating radiation to cure the radiation curable resin is provided, or in consideration of dimensional change factors such as radiation irradiation and heat of resin curing reaction,
The stamper dimensions may be designed so that the desired dimensions of the optical element are molded.

【００１２】[0012]

【作用】本発明の光学素子の製造方法によれば、スタン
パを、一定の曲率よりも大きな屈曲部分が発生しないよ
う弧状に湾曲させながら剥離するので、局所的に大きな
応力を加えることなくスタンパを成形体からきれいに剥
離して、光学素子を効率よく作製することができる。ま
た、スタンパに局所的に大きな応力が加わることがない
ので、繰り返し使用によってもスタンパの形状変化が少
なく、いつまでも精度よくマイクロレンズアレイなどの
光学素子を作製することができる。According to the method for manufacturing an optical element of the present invention, Stan
The bender does not have a bend larger than a certain curvature.
Since peeling while bending the cormorants arc shape, locally large
The Rukoto without stamper stressed by cleanly peeled from the molded body, it is possible to produce an optical element efficiently. Further, since a large stress is not locally applied to the stamper , the stamper does not change in shape even after repeated use, and an optical element such as a microlens array can be manufactured with high accuracy forever.

【００１３】このとき、スタンパの光学素子から剥離さ
れた部分が概略均一な曲率となるように、スタンパを湾
曲させながら剥離すれば、内部応力がスタンパ全体に均
一に分散され、この結果、スタンパと成形体との剥離部
分において、例えばマイクロレンズアレイのレンズ体に
割れを生じたり、レンズ体とレンズ体との間に変形が生
じたりせず、光学素子を精度よく作製することができ
る。 At this time, if the stamper is peeled while curving so that the portion of the stamper peeled from the optical element has a substantially uniform curvature, the internal stress is uniformly dispersed throughout the stamper. in the peeling portion and the molded body, for example, or cracked lens of the microlens array, deformation does not or Ji raw <br/> between the lens body and the lens body, to produce good optical element accuracy Can
It

【００１４】本発明の光学素子製造装置によれば、スタ
ンパを、一定の曲率よりも大きな曲率部分が発生しない
よう弧状に湾曲させながら、成形された光学素子から剥
離する、スタンパ剥離手段を備えているので、局所的に
大きな応力を加えることなくスタンパを成形体からきれ
いに剥離することができる。また、湾曲させたスタンパ
の曲率中心の方向に向けて力を加える構成としたので、
スタンパに局所的に大きな応力が加わることがなく、繰
り返し使用によってもスタンパに形状変化が少なく、い
つまでも精度よくマイクロレンズなどの光学素子を作製
することができる。 According to the optical element manufacturing apparatus of the present invention, static
The curvature of the bumper does not exceed a certain curvature.
While curving in an arc shape, peel it from the molded optical element.
As it is equipped with a stamper peeling means,
The stamper can be cleanly peeled from the molded body without applying a large stress . Also, a curved stamper
Since it is configured to apply a force toward the center of curvature of,
Repeatedly without applying large stress locally to the stamper.
There is little change in the shape of the stamper even when it is used repeatedly.
Precisely manufacture optical elements such as microlenses
can do.

【００１５】スタンパ剥離手段として、一端を前記スタ
ンパに連結されたアームと、アームの他端を結合された
カム機構を構成し、カム機構によりアームを所定動作さ
せたり、また、所定動作させると共に伸縮自在なアーム
を伸縮させることによって、一定の曲率よりも大きな屈
曲部分が発生しないようスタンパを弧状に湾曲させなが
ら成形体から剥離することができ、また、湾曲させたス
タンパの曲率中心の方向に向けてスタンパに力を加える
ことも容易にできる。As a stamper separating means, an arm having one end connected to the stamper and a cam mechanism having the other end of the arm connected are constructed, and the cam mechanism causes the arm to perform a predetermined operation, or a predetermined operation and expansion / contraction. By freely expanding and contracting the arm, it is possible to separate the stamper from the molded body while curving it in an arc shape so that no bending portion larger than a certain curvature occurs, and to direct it toward the center of curvature of the curved stamper. You can easily apply force to the stamper.

【００１６】また、スタンパ及び／又は基板をほぼ一定
温度に維持する温度調節手段を備えれば、光学素子を複
製する樹脂から発生する硬化反応熱や放射線照射による
照射熱によってスタンパの温度変化を抑えられ、スタン
パの変形による光学素子の精度劣化を少なくできる。Further, if the temperature adjusting means for maintaining the stamper and / or the substrate at a substantially constant temperature is provided, the temperature change of the stamper can be suppressed by the curing reaction heat generated from the resin that duplicates the optical element and the irradiation heat by the radiation irradiation. Therefore, it is possible to reduce the accuracy deterioration of the optical element due to the deformation of the stamper.

【００１７】また、スタンパと基板のうち少なくともい
ずれか一方に接触する部分に、スタンパ若しくは基板の
熱容量よりも大きな熱容量を有する吸熱部や放熱部など
の温度上昇阻止手段を設けても、スタンパや基板の温度
変化を抑えることができる。Further, even if a temperature rise preventing means such as a heat absorbing portion or a heat radiating portion having a heat capacity larger than that of the stamper or the substrate is provided at a portion in contact with at least one of the stamper and the substrate, the stamper or the substrate is provided. The temperature change can be suppressed.

【００１８】あるいは、間欠的に放射線を照射して放射
線硬化樹脂を硬化させる放射線照射装置を備えても、ス
タンパの温度上昇を抑えることができる。Alternatively, even if a radiation irradiation device for intermittently irradiating radiation to cure the radiation curable resin is provided, the temperature rise of the stamper can be suppressed.

【００１９】また、放射線照射や樹脂硬化反応熱などの
寸法変化因子を考慮してスタンパの寸法を設計しておく
と、スタンパの温度上昇などによるスタンパの寸法変化
が相殺され、所望寸法の光学素子を成形することができ
る。If the dimensions of the stamper are designed in consideration of dimensional change factors such as radiation irradiation and heat of resin curing reaction, the dimensional change of the stamper due to the temperature rise of the stamper is offset, and the optical element having the desired dimension is obtained. Can be molded.

【００２０】[0020]

【実施例】図１、図２に示すものは、本発明の一実施例
である光学素子の製造方法の説明図であり、ここでは光
学素子としてマイクロレンズアレイについて示している
が、これに限定されるものではない。本発明の製造方法
は、いわゆる２Ｐ法（Photo-polymerization Method）
において、マイクロレンズアレイなどの光学素子１を成
形したのち光学素子１の表面形状を反転させたパターン
面を有するスタンパ２を、剥離開始から剥離終了まで一
定の曲率よりも大きくならないように弧状に撓ませなが
ら剥離する方法であり、スタンパ２の両端部には常に曲
率の中心方向に引っ張る力が加えられてスタンパ２が持
ち上げられ、スタンパ２を剥離する。このためには、例
えば図１（ａ）に示すような本発明の光学素子製造装置
４１を使用して製造することができる。１２は光学素子
１の基板３を支持する基板支持部、１３はスタンパ２を
その両側から保持するためのアーム、１４はスタンパ２
に圧力を加える加圧部である。アーム１３はその軸方向
に伸縮可能となっており、スタンパ２はアーム１３の先
端にアーム１３の軸と垂直となるように固定して支持さ
れている。アーム１３の基端部１３ａは装置本体１５に
水平方向にして開口された誘導溝１６に移動自在に挿入
されている。また、スタンパ２は予め、光硬化樹脂や電
子線硬化樹脂などの放射性硬化樹脂からなるレンズ用材
料４の硬化熱や紫外線の照射熱による熱膨張を考慮して
所望寸法の光学素子１が得られるように設計されてい
る。なお、スタンパ２はヒンジやピンジョイントなどに
よってアーム１３に枢着ないし蝶着してもよい。以下、
本発明の光学素子１の製造方法について、光学素子製造
装置４１の動作と共に詳細に説明する。1 and 2 are explanatory views of a method for manufacturing an optical element according to an embodiment of the present invention. Here, a microlens array is shown as an optical element, but the present invention is not limited to this. It is not something that will be done. The manufacturing method of the present invention is a so-called 2P method (Photo-polymerization Method).
In step 1, after molding the optical element 1 such as a microlens array, the stamper 2 having a pattern surface in which the surface shape of the optical element 1 is inverted is bent in an arc shape so as not to become larger than a certain curvature from the peeling start to the peeling end. This is a method of peeling without stamping, and a force pulling in the direction of the center of curvature is always applied to both ends of the stamper 2 to lift the stamper 2 and peel the stamper 2. For this purpose, for example, the optical element manufacturing apparatus 41 of the present invention as shown in FIG. 1A can be used for manufacturing. Reference numeral 12 is a substrate supporting portion for supporting the substrate 3 of the optical element 1, 13 is an arm for holding the stamper 2 from both sides thereof, and 14 is a stamper 2
It is a pressurizing unit that applies pressure to The arm 13 is capable of expanding and contracting in the axial direction, and the stamper 2 is fixed to and supported by the tip of the arm 13 so as to be perpendicular to the axis of the arm 13. A base end portion 13a of the arm 13 is movably inserted in a guide groove 16 that is opened in the apparatus main body 15 in the horizontal direction. In addition, the stamper 2 can obtain the optical element 1 having a desired size in advance in consideration of the thermal expansion due to the curing heat of the lens material 4 made of the radiation curable resin such as the photocurable resin or the electron beam curable resin and the irradiation heat of the ultraviolet ray. Is designed to be. The stamper 2 may be pivotally attached or hinged to the arm 13 by a hinge or a pin joint. Less than,
The method for manufacturing the optical element 1 of the present invention will be described in detail together with the operation of the optical element manufacturing apparatus 41.

【００２１】（初期状態）まず、図１（ａ）に示すよう
に、ガラスやシリコン、光学用プラスチック等からなる
透明な基板３を基板支持部１２に支持する。このとき、
２本のアーム１３の基端部１３ａはそれぞれ誘導溝１６
の左右外側に位置しており、アーム１３は垂直の状態に
保たれている。また、２本のアーム１３はともにそれぞ
れ最も縮んだ状態になっている。従って、スタンパ２は
平面状態で、最も引上げられた位置に維持される。 （レンズ用材料延展）次に、図１（ｂ）に示すように、
レンズ部４を形成するレンズ用材料４が基板３上に供給
され、スタンパ２が加圧部１４にとともに徐々に下降す
る。このとき、アーム１３の基端部１３ａの位置は変わ
らず、アーム１３が徐々に伸びてスタンパ２が下降し、
それとともに加圧部１４が下降する。 （加圧、成形、硬化）さらにアーム１３が伸びてスタン
パ２によってレンズ用材料４が押圧され、加圧部１４に
より圧力が加えられて光学素子１のレンズ部５が成形さ
れる（図１（ｃ））。このとき、アーム１３の基端部１
３ａの位置はそれぞれ誘導溝１６の左右外側に位置して
おり、アーム１３は垂直な状態で最も伸びた状態になっ
ている。そして、光源（図示せず）から紫外線を照射し
てレンズ用材料４を硬化する。(Initial State) First, as shown in FIG. 1A, a transparent substrate 3 made of glass, silicon, optical plastic, or the like is supported by the substrate supporting portion 12. At this time,
The base end portions 13a of the two arms 13 are respectively provided with guide grooves 16
, And the arm 13 is kept in a vertical state. Further, both of the two arms 13 are in the most contracted state. Therefore, the stamper 2 is maintained at the most pulled-up position in the flat state. (Extension of Material for Lens) Next, as shown in FIG.
The lens material 4 forming the lens portion 4 is supplied onto the substrate 3, and the stamper 2 gradually descends along with the pressing portion 14. At this time, the position of the base end portion 13a of the arm 13 does not change, the arm 13 gradually extends and the stamper 2 descends,
Along with that, the pressurizing unit 14 descends. (Pressure, Molding, and Curing) Further, the arm 13 extends, the lens material 4 is pressed by the stamper 2, and pressure is applied by the pressurizing portion 14 to mold the lens portion 5 of the optical element 1 (see FIG. c)). At this time, the base end portion 1 of the arm 13
The positions of 3a are located on the left and right outer sides of the guide groove 16, respectively, and the arm 13 is in the most extended state in the vertical state. Then, ultraviolet rays are emitted from a light source (not shown) to cure the lens material 4.

【００２２】（剥離開始）次に成形されたレンズ部５か
らスタンパ２を剥離する。まず図２（ｄ）に示すよう
に、加圧部１４が上昇して加えられていた圧力が除かれ
る。アーム１３は徐々に縮み始め、スタンパ２の両端部
が持上げられてスタンパ２は略円弧状に撓み始める。ま
た、２本のアーム１３の基端部１３ａはそれぞれ誘導溝
１６に沿って左右内側に移動する。このとき、図３に示
すようにスタンパ２の両端部にスタンパ２の剥離部分に
おける曲率中心の方向の力Ｆが加わるよう、アーム１３
が縮む速度とアーム基端部１３ａの移動速度とが調整さ
れている。このためスタンパ２の剥離部分では常にほぼ
一定の曲率を保つことができる。 （剥離完了）さらにアーム１３の基端部１３ａを内側に
移動させながらアーム１３が縮み、スタンパ２の撓みが
一定の曲率以上にならないようにスタンパ２の両端から
撓ませながら徐々にスタンパ２を剥離し、レンズ部５か
らスタンパ２を完全に剥離する（図２（ｅ））。このと
き、アーム１３の基端部１３ａは誘導溝１６の最も内側
に位置する。このようにして基板３を基板支持部１２か
ら取り出し光学素子１を作製する。そして、アーム１３
が最も縮んだ状態でアーム１３の基端部１３ａを外側に
移動して、図１（ａ）に示す初期状態に戻す。(Start of peeling) Next, the stamper 2 is peeled from the molded lens portion 5. First, as shown in FIG. 2D, the pressurizing unit 14 is lifted to remove the applied pressure. The arm 13 gradually begins to contract, both ends of the stamper 2 are lifted, and the stamper 2 begins to bend in a substantially arc shape. Further, the base end portions 13 a of the two arms 13 move inward in the left-right direction along the guide groove 16. At this time, as shown in FIG. 3, the arm 13 is applied so that the force F in the direction of the center of curvature in the peeled portion of the stamper 2 is applied to both ends of the stamper 2.
The contraction speed and the movement speed of the arm base end portion 13a are adjusted. Therefore, the peeled portion of the stamper 2 can always maintain a substantially constant curvature. (Peeling completed) Further, while moving the base end portion 13a of the arm 13 inward, the arm 13 contracts, and the stamper 2 is gradually peeled while being bent from both ends of the stamper 2 so that the bending of the stamper 2 does not exceed a certain curvature. Then, the stamper 2 is completely peeled off from the lens part 5 (FIG. 2E). At this time, the base end portion 13 a of the arm 13 is located on the innermost side of the guide groove 16. In this way, the substrate 3 is taken out from the substrate supporting portion 12 and the optical element 1 is manufactured. And the arm 13
In the most contracted state, the base end portion 13a of the arm 13 is moved to the outside to return to the initial state shown in FIG.

【００２３】本発明の方法によればスタンパ２はほぼ均
一な曲率で湾曲しているので内部応力がスタンパ２の全
体にほぼ均一に分散させられる。従って、局所的な応力
集中がかからず、繰り返し使用によってもスタンパ２に
生じる変形が少なく、精度よく光学素子１を多量に効率
よく作製することができる。このようにして５０ｍｍ
（外形寸法）のレンズ部を有するマイクロレンズアレイ
を４０枚作製したところ、図４に示すように大きさには
ほとんど変化がなく、使用によるスタンパ２の寸法変化
がないことが確認された。According to the method of the present invention, the stamper 2 is curved with a substantially uniform curvature, so that the internal stress is dispersed almost uniformly throughout the stamper 2. Therefore, local stress concentration does not occur, the deformation that occurs in the stamper 2 even after repeated use is small, and a large amount of the optical elements 1 can be manufactured accurately and efficiently. 50mm in this way
When 40 microlens arrays having (outside dimensions) lens portions were produced, it was confirmed that there was almost no change in size as shown in FIG. 4 and that there was no change in the dimensions of the stamper 2 due to use.

【００２４】スタンパ２の材質は特に問われないが、ス
タンパ２を撓ませながら剥離するため、ある程度の剛性
を有しながらも撓ませられるようにスタンパ２を作製す
る必要がある。このためには、例えばＮｉからスタンパ
２を作製する場合には、その厚さを約１５０μｍ以下と
すると剛性が足りず、約３００μｍ以上とすると撓みに
くくなって光学素子１の生産性が低下するので、スタン
パ２の厚さを約１５０μｍ以上約３００μｍ以下とする
のが望ましく、材質に応じて適当な厚さのスタンパ２を
作製すればよい。The material of the stamper 2 is not particularly limited, but since the stamper 2 is peeled off while being bent, it is necessary to manufacture the stamper 2 so that it can be bent while having a certain degree of rigidity. For this purpose, for example, when the stamper 2 is manufactured from Ni, if the thickness is about 150 μm or less, the rigidity is insufficient, and if it is about 300 μm or more, it is difficult to bend and the productivity of the optical element 1 is reduced. It is desirable that the stamper 2 has a thickness of about 150 μm or more and about 300 μm or less, and the stamper 2 having an appropriate thickness may be manufactured according to the material.

【００２５】図５、図６に示すものは本発明の別な実施
例を示す説明図である。この光学素子製造装置４２は、
アーム１３の長さが固定されており、誘導溝１６が弓状
に形成された点を除いては、第１の実施例である光学素
子製造装置４１と同様な構成をしている。この誘導溝１
６は内側上向きに設けられており、スタンパ２の剥離部
分における曲率中心の方向の力がスタンパ２に加わるよ
うに、その方向及び位置が決められている。まず、図５
（ａ）に示すように、基板３を基板支持部１２に支持す
る。このとき、アーム１３の基端部１３ａは誘導溝１６
の最も内側の最上点に位置しており、スタンパ２は撓ん
だ状態で最も引き上げられている。基板３上にレンズ用
材料４が供給されると、アーム１３の基端部１３ａは誘
導溝１６に沿って外側に移動する。アーム１３の基端部
１３ａが外側に移動すると、次第にスタンパ２が平面状
に伸ばされながら下降し、加圧部１４もスタンパ２とと
もに下降する（図５（ｂ））。アーム１３の基端部１３
ａが最も外側に移動すると、アーム１３とスタンパ２は
垂直な状態に保たれ、レンズ用材料４がスタンパ２によ
って押圧される。そして、加圧部１４により圧力が加え
られ、紫外線が照射されてレンズ部５が成形される（図
５（ｃ））。FIGS. 5 and 6 are explanatory views showing another embodiment of the present invention. This optical element manufacturing apparatus 42
The arm 13 has the same configuration as the optical element manufacturing apparatus 41 of the first embodiment except that the length of the arm 13 is fixed and the guide groove 16 is formed in an arc shape. This guide groove 1
Reference numeral 6 is provided inward and upward, and its direction and position are determined so that a force in the direction of the center of curvature at the peeled portion of the stamper 2 is applied to the stamper 2. First, FIG.
As shown in (a), the substrate 3 is supported by the substrate supporting portion 12. At this time, the base end portion 13a of the arm 13 has the guide groove 16
The stamper 2 is located at the innermost uppermost point and is pulled up most in the bent state. When the lens material 4 is supplied onto the substrate 3, the base end portion 13 a of the arm 13 moves outward along the guide groove 16. When the base end portion 13a of the arm 13 moves outward, the stamper 2 gradually descends while being extended in a planar shape, and the pressing portion 14 also descends together with the stamper 2 (FIG. 5B). Base end 13 of arm 13
When a moves to the outermost side, the arm 13 and the stamper 2 are kept in a vertical state, and the lens material 4 is pressed by the stamper 2. Then, pressure is applied by the pressure unit 14 and ultraviolet rays are irradiated to mold the lens unit 5 (FIG. 5C).

【００２６】次に加圧部１４が上昇して圧力が除かれ、
アーム１３の基端部１３ａは再び誘導溝１６に沿って内
側に移動する。アーム１３の基端部１３ａが内側に移動
すると、スタンパ２が撓みながら両端部が持上げられる
（図６（ｄ））。このとき、スタンパ２には剥離部分の
曲率中心の方向を向くように力が加えられる（図３参
照）。このようにスタンパ２の剥離部分では常にほぼ一
定の曲率を保ちながら、アーム１３の基端部１３ａを移
動させスタンパ２の撓みが一定の曲率以上にならないよ
うにスタンパ２の両端から撓ませながら徐々に剥離し、
光学素子１を作製する（図６（ｅ））。そして、アーム
１３の基端部１３ａは最も誘導溝１６の内側に位置し
て、スタンパ２は最も持ち上げられた状態に戻る（図５
（ａ））。Next, the pressurizing portion 14 rises to release the pressure,
The base end portion 13a of the arm 13 moves inward again along the guide groove 16. When the base end portion 13a of the arm 13 moves inward, both ends of the arm 13 are lifted while bending the stamper 2 (FIG. 6 (d)). At this time, a force is applied to the stamper 2 so as to face the direction of the center of curvature of the peeled portion (see FIG. 3). In this way, the base end portion 13a of the arm 13 is moved while the peeling portion of the stamper 2 always maintains a substantially constant curvature, and the stamper 2 is gradually bent while bending from both ends so that the deflection of the stamper 2 does not exceed a certain curvature. Peel off,
The optical element 1 is manufactured (FIG. 6E). Then, the base end portion 13a of the arm 13 is located most inside the guide groove 16, and the stamper 2 returns to the most lifted state (FIG. 5).
(A)).

【００２７】図７（ａ）に示すものは、本発明のさらに
別な実施例である説明図である。この光学素子製造装置
４３にあっては、スタンパ２を両側から保持する２本の
アーム１３はそれぞれ、装置本体１５に左右対称に配置
された２本の誘導用レール１７に支持されており、駆動
装置（図示せず）により誘導用レール１７に沿って上下
に変移可能になっている。誘導用レール１７は弧を描く
ように配設されており、アーム１３が誘導用レール１７
に沿って上方に移動するにしたがって、スタンパ２の両
端部から一定の曲率よりも大きくならないように撓ませ
ることができるように調整されている。また、スタンパ
２は図７（ｂ）の一点鎖線で示すようにアーム１３に垂
直に固定されており、アーム１３がどの位置にあっても
スタンパ２の剥離部分の曲率半径の接線（破線イ）と垂
直な方向に誘導用レール１７が配設されている。したが
って、アーム１３を誘導用レール１７に沿って引き上げ
ることにより、スタンパ２には常に剥離部分の曲率中心
に向うように力が加えられ、常にほぼ一定の曲率でスタ
ンパ２を撓ませることができる。FIG. 7A is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. In this optical element manufacturing apparatus 43, the two arms 13 that hold the stamper 2 from both sides are supported by two guide rails 17 that are symmetrically arranged on the apparatus main body 15 and are driven. A device (not shown) can be vertically displaced along the guide rail 17. The guide rail 17 is arranged so as to draw an arc, and the arm 13 is provided with a guide rail 17.
It is adjusted so that it can be bent from both ends of the stamper 2 so as not to become larger than a certain curvature as it moves upward along the direction. Further, the stamper 2 is vertically fixed to the arm 13 as shown by the one-dot chain line in FIG. 7B, and no matter where the arm 13 is, the tangent line of the radius of curvature of the peeled portion of the stamper 2 (broken line a). A guide rail 17 is arranged in a direction perpendicular to the. Therefore, by pulling up the arm 13 along the guide rail 17, a force is always applied to the stamper 2 so as to be directed toward the center of curvature of the peeled portion, and the stamper 2 can always be bent with a substantially constant curvature.

【００２８】しかして、アーム１３が誘導用レール１７
に沿って下げられると、スタンパ２は平面状に引き伸ば
され、基板３上に供給されたレンズ用材料４はスタンパ
２に押圧されて、光学素子１のレンズ部５が成形され
る。この後、紫外線が照射されてレンズ用材料４が硬化
すると、アーム１３が徐々に引き上げられる。アーム１
３が引き上げられると、スタンパ２は略円弧状に撓むよ
うにしてその両端部から徐々に引き上げられ、スタンパ
２の剥離部分では常にほぼ一定の曲率を保ちながら、ス
タンパ２はレンズ部５から徐々に剥離され、光学素子１
を精度よく作製することができる。Then, the arm 13 is guided by the guide rail 17.
When it is lowered along with the stamper 2, the stamper 2 is stretched in a flat shape, and the lens material 4 supplied onto the substrate 3 is pressed by the stamper 2 to mold the lens portion 5 of the optical element 1. After that, when the lens material 4 is cured by being irradiated with ultraviolet rays, the arm 13 is gradually pulled up. Arm 1
When the stamper 2 is pulled up, the stamper 2 is gradually pulled up from both ends thereof so as to bend in a substantially arc shape, and the stamper 2 is gradually peeled from the lens portion 5 while maintaining a substantially constant curvature at the peeled portion of the stamper 2. , Optical element 1
Can be manufactured with high precision.

【００２９】また、図８に示すものは本発明のさらに別
な実施例を示す説明図であって、光学素子製造装置４４
の光源１８には、光（紫外線）の照射時間を制御する制
御装置１９が設けられている。この光学素子製造装置４
４にあっては、図９（ａ）に示すように光（紫外線）の
照射を間欠的に行なうことにより、スタンパ２の温度を
所望する一定の温度範囲に制御している。光を連続的に
照射した場合では、図９（ｂ）に示すように照射時間ｔ
の経過と共にスタンパ２の温度が直線的に上昇して、繰
り返し使用により熱膨張に伴う形状変化を生じる。そこ
で、制御装置１９によって光（紫外線）の照射のオンオ
フを繰り返し、スタンパ２の温度を一定の温度範囲に制
御している。このように、スタンパ２の温度が一定の温
度範囲に納まるように光照射をオンオフ制御することに
より、スタンパ２の形状変化を抑え、光学素子１を精度
よく作製することができる。FIG. 8 is an explanatory view showing still another embodiment of the present invention, which is an optical element manufacturing apparatus 44.
The light source 18 is provided with a control device 19 for controlling the irradiation time of light (ultraviolet rays). This optical element manufacturing apparatus 4
In Fig. 4, the temperature of the stamper 2 is controlled within a desired constant temperature range by intermittently irradiating light (ultraviolet rays) as shown in Fig. 9A. In the case of continuous irradiation with light, as shown in FIG. 9B, irradiation time t
The temperature of the stamper 2 rises linearly with the passage of, and the shape changes due to thermal expansion due to repeated use. Therefore, the control device 19 repeatedly turns on and off the irradiation of light (ultraviolet rays) to control the temperature of the stamper 2 within a certain temperature range. In this way, by controlling the light irradiation on and off so that the temperature of the stamper 2 falls within a certain temperature range, it is possible to suppress the shape change of the stamper 2 and manufacture the optical element 1 with high accuracy.

【００３０】さらに、図１０（ａ）に示すものは本発明
のさらに別な実施例である光学素子製造装置４５を示す
一部破断した概略構成図である。この光学素子製造装置
４５にあっては、スタンパ２及び基板３を冷却するため
の冷却装置２１が設けられている。２２はスタンパ２を
冷却するスタンパ冷却部、２３は基板３を冷却するため
の基板冷却部であり、スタンパ冷却部２２は、例えば加
圧部１４内に設けることができる。また、基板冷却部２
３は基板支持部１２を兼ね備えている。また、２４はス
タンパ冷却部２２及び基板冷却部２３に冷却水などの冷
媒を供給する冷媒供給部であって、冷媒供給部２４とス
タンパ冷却部２２及び基板冷却部２３との間には冷媒循
環路２５が配設されている。冷媒供給部２４は、図１０
（ｂ）に示すように冷媒を冷媒循環路２５に循環させる
ための循環ポンプ２６、冷媒の熱を奪い取るための熱交
換器２７、熱交換器２７で奪い取った熱を放熱するサー
モモジュール２８及びサーモモジュール２８や循環ポン
プ２６を制御するためのコントローラー２９とから構成
されている。なお、３０はある量の冷媒を溜めておく冷
媒タンクである。コントローラー２９は、スタンパ冷却
部２２及び基板冷却部２３の温度が一定の温度以上に上
昇しないように循環ポンプ２６を駆動して冷媒を循環さ
せ、サーモモジュール２８を駆動して冷媒を一定の温度
に冷却する。しかして、光学素子製造装置４５が駆動さ
れ、光源１８から紫外線が照射されるとレンズ用材料４
の硬化熱や紫外線の照射熱等のために、スタンパ２や基
板３の温度が上昇する。スタンパ冷却部２２及び基板冷
却部２３に設けられた温度センサ３１はスタンパ２や基
板３の温度上昇を検知しており、コントローラー２９は
スタンパ２や基板３の温度が一定温度以上になると、循
環ポンプ２６を駆動して冷却された冷媒をスタンパ冷却
部２２及び基板冷却部２３に供給する。Further, FIG. 10 (a) is a partially broken schematic view showing an optical element manufacturing apparatus 45 which is still another embodiment of the present invention. In this optical element manufacturing apparatus 45, a cooling device 21 for cooling the stamper 2 and the substrate 3 is provided. 22 is a stamper cooling unit for cooling the stamper 2, 23 is a substrate cooling unit for cooling the substrate 3, and the stamper cooling unit 22 can be provided in the pressurizing unit 14, for example. In addition, the substrate cooling unit 2
The reference numeral 3 also serves as the substrate supporting portion 12. Further, reference numeral 24 denotes a coolant supply unit for supplying a coolant such as cooling water to the stamper cooling unit 22 and the substrate cooling unit 23, and the coolant circulation between the coolant supply unit 24 and the stamper cooling unit 22 and the substrate cooling unit 23. A passage 25 is provided. The coolant supply unit 24 is shown in FIG.
As shown in (b), a circulation pump 26 for circulating the refrigerant in the refrigerant circulation path 25, a heat exchanger 27 for removing the heat of the refrigerant, a thermo module 28 for radiating the heat taken by the heat exchanger 27, and a thermostat. It comprises a module 28 and a controller 29 for controlling the circulation pump 26. Reference numeral 30 is a refrigerant tank for storing a certain amount of refrigerant. The controller 29 drives the circulation pump 26 to circulate the refrigerant so that the temperatures of the stamper cooling unit 22 and the substrate cooling unit 23 do not rise above a certain temperature, and drives the thermo module 28 to bring the refrigerant to a certain temperature. Cooling. Then, when the optical element manufacturing apparatus 45 is driven and ultraviolet rays are emitted from the light source 18, the lens material 4
The temperature of the stamper 2 and the substrate 3 rises due to the curing heat of the resin, the irradiation heat of ultraviolet rays, and the like. The temperature sensor 31 provided in the stamper cooling unit 22 and the substrate cooling unit 23 detects the temperature rise of the stamper 2 and the substrate 3, and the controller 29 causes the circulation pump when the temperature of the stamper 2 and the substrate 3 becomes a certain temperature or higher. The coolant cooled by driving 26 is supplied to the stamper cooling unit 22 and the substrate cooling unit 23.

【００３１】このように光学素子製造装置４５にあって
は、スタンパ２や基板３の温度が一定以上に上昇しない
よう冷却装置２１を設けているので、温度変化によるス
タンパ２や基板３の形状変化を少なくすることができ、
精度よく光学素子１を作製することができる。また、基
板支持部１２や加圧部１４をそれぞれ基板材料やスタン
パ材料の熱容量よりも大きな熱容量を有する材質から構
成することによって、基板３やスタンパ２の温度変化を
抑えることができ、光学素子１の寸法変化を少なくする
ことができる。また、基板支持部１２や加圧部１４にそ
れぞれ基板材料やスタンパ材料の比熱伝導率よりも大き
な比熱伝導率を有する材質からなる放熱フィン（図示せ
ず）を設け、紫外線照射による照射熱やレンズ用材料４
の硬化熱を放熱フィンから放熱するようにしてもよい。As described above, in the optical element manufacturing apparatus 45, since the cooling device 21 is provided so that the temperature of the stamper 2 and the substrate 3 does not rise above a certain level, the shape change of the stamper 2 and the substrate 3 due to the temperature change. Can be reduced,
The optical element 1 can be manufactured with high accuracy. Further, the substrate supporting portion 12 and the pressing portion 14 are made of a material having a heat capacity larger than that of the substrate material and the stamper material, respectively, whereby the temperature change of the substrate 3 and the stamper 2 can be suppressed, and the optical element 1 It is possible to reduce the dimensional change of. Further, the substrate supporting portion 12 and the pressurizing portion 14 are provided with radiating fins (not shown) made of a material having a higher specific heat conductivity than that of the substrate material or the stamper material, respectively. Material 4
You may make it radiate the hardening heat of from the radiation fin.

【００３２】また、図１１はレンズ部５の樹脂厚みと光
学素子１の形状変化量との関係を示す図である。図１１
に示すように、レンズ部５の厚みが厚くなるにつれて、
光学素子１の形状変化量は増加する。したがって、レン
ズ部５の厚みを一定の厚さに抑えることによって、光学
素子１の形状変化を少なくし、精度よく光学素子１を作
製することができる。このためには、例えば一定量のレ
ンズ用材料４を精度よく供給するようにすればよい。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the resin thickness of the lens portion 5 and the amount of shape change of the optical element 1. Figure 11
As shown in, as the thickness of the lens unit 5 increases,
The amount of change in shape of the optical element 1 increases. Therefore, by suppressing the thickness of the lens portion 5 to a constant thickness, it is possible to reduce the shape change of the optical element 1 and to manufacture the optical element 1 with high accuracy. For this purpose, for example, a certain amount of the lens material 4 may be accurately supplied.

【００３３】[0033]

【発明の効果】本発明の光学素子の製造方法によれば、
スタンパに局所的に大きな応力を加えることなく、スタ
ンパを出き上がった成形体からきれいに剥離し、効率的
に光学素子を作製することができる。しかも、長期間ス
タンパを使用しても形状変化が少なく光学素子を精度よ
く作製できる。また、湾曲させたスタンパの曲率中心の
方向に向けてスタンパに力を加え、スタンパの光学素子
から剥離された部分が概略均一な曲率となるように、ス
タンパを湾曲させながら剥離すれば、内部応力をスタン
パ全体に均一に分散させることができ、光学素子の微細
な部分でも形状が変化したりせずにスタンパを剥離でき
る。According to the method of manufacturing an optical element of the present invention,
The optical element can be efficiently manufactured by peeling the stamper cleanly from the projecting molding without applying a large local stress to the stamper. Moreover, even if the stamper is used for a long period of time, there is little change in shape, and the optical element can be accurately manufactured. In addition, if a force is applied to the stamper in the direction of the center of curvature of the curved stamper and the stamper is peeled while curving so that the portion separated from the optical element of the stamper has a substantially uniform curvature, internal stress Can be evenly dispersed over the entire stamper, and the stamper can be peeled off without changing the shape of even a fine portion of the optical element.

【００３４】本発明の光学素子製造装置によれば、局所
的に大きな応力を加えることなくスタンパを成形体から
きれいに剥離して、光学素子を効率よく作製できる。According to the optical element manufacturing apparatus The present invention, then cleanly peeled Rukoto without stamper added locally large stress from the molded body, the optical element can be efficiently produced.

【００３５】スタンパ剥離手段として、一端を前記スタ
ンパに連結されたアームと、アームの他端を結合された
カム機構を構成し、カム機構によりアームを所定動作さ
せたり、また、所定動作させると共に伸縮自在なアーム
を伸縮させることによって、一定の曲率よりも大きな屈
曲部分が発生しないようスタンパを弧状に湾曲させなが
ら成形体から剥離することができ、湾曲させたスタンパ
の曲率中心の方向に向けてスタンパに力を加えることも
容易にできる。As a stamper removing means, an arm having one end connected to the stamper and a cam mechanism having the other end of the arm coupled are constituted, and the arm is caused to perform a predetermined operation by the cam mechanism, or is expanded and contracted while performing the predetermined operation. By expanding and contracting the free arm, the stamper can be peeled from the molded body while curving in an arc shape so that no bent portion larger than a certain curvature is generated, and the stamper can be moved toward the center of curvature of the curved stamper. You can easily apply force to.

【００３６】また、スタンパ及び／又は基板をほぼ一定
温度に維持する温度調節手段を備えたり、スタンパと基
板のうち少なくともいずれか一方に接触する部分に、ス
タンパ若しくは基板の熱容量よりも大きな熱容量を有す
る吸熱部や放熱部などの温度上昇阻止手段を設けたり、
あるいは、間欠的に放射線を照射して放射線硬化樹脂を
硬化させる放射線照射装置を設けると、スタンパの温度
変化を抑え、光スタンパの変形による光学素子の精度劣
化を防止できる。Further, a temperature adjusting means for maintaining the stamper and / or the substrate at a substantially constant temperature is provided, or a portion in contact with at least one of the stamper and the substrate has a heat capacity larger than that of the stamper or the substrate. Providing temperature rise prevention means such as heat absorption part and heat dissipation part,
Alternatively, if a radiation irradiation device that intermittently irradiates radiation to cure the radiation curable resin is provided, it is possible to suppress the temperature change of the stamper and prevent the accuracy deterioration of the optical element due to the deformation of the optical stamper.

【００３７】また、放射線照射や樹脂硬化反応熱などの
寸法変化因子を考慮してスタンパの寸法を設計しておく
と、所望寸法の光学素子を成形できる。Further, by designing the dimensions of the stamper in consideration of dimension change factors such as radiation irradiation and heat of resin curing reaction, an optical element having a desired dimension can be molded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の光学素子製造方法
の一実施例を示す説明図である。1 (a) to 1 (c) are explanatory views showing an embodiment of an optical element manufacturing method of the present invention.

【図２】（ｄ）、（ｅ）は同上の続図である。2 (d) and (e) are continuation diagrams of the above.

【図３】スタンパの両端部に加わる力の方向を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing directions of forces applied to both ends of the stamper.

【図４】同上の光学素子製造方法により作製されたマイ
クロレンズアレイの個々の形状変化量を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing individual shape change amounts of a microlens array manufactured by the above-described optical element manufacturing method.

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の光学素子製造方法
の別な実施例を示す説明図である。5A to 5C are explanatory views showing another embodiment of the optical element manufacturing method of the present invention.

【図６】（ｄ）、（ｅ）は同上の続図である。6 (d) and 6 (e) are continuation diagrams of the same as above.

【図７】（ａ）は本発明のさらに別な実施例である光学
素子製造装置を示す一部破断した概略構成図、（ｂ）は
その作用説明図である。FIG. 7 (a) is a partially broken schematic view showing an optical element manufacturing apparatus according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 7 (b) is an explanatory view of its operation.

【図８】本発明のさらに別な実施例である光学素子製造
装置を示す一部破断した概略構成図である。FIG. 8 is a partially broken schematic diagram showing an optical element manufacturing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図９】（ａ）は間欠的に光照射を行なった場合におけ
るスタンパの温度上昇を示す図、（ｂ）は連続的に光照
射を連続的に行なった場合におけるスタンパの温度上昇
を示す図である。FIG. 9A is a diagram showing a temperature rise of a stamper when light irradiation is intermittently performed, and FIG. 9B is a diagram showing a temperature rise of the stamper when light irradiation is continuously performed continuously. Is.

【図１０】（ａ）は本発明のさらに別な実施例である光
学素子製造装置の概略構成図、（ｂ）はその冷媒供給部
の概略構成図である。FIG. 10A is a schematic configuration diagram of an optical element manufacturing apparatus according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a schematic configuration diagram of a refrigerant supply unit thereof.

【図１１】レンズ部の樹脂厚みと光学素子の形状変化量
との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a resin thickness of a lens portion and a shape change amount of an optical element.

【図１２】（ａ）〜（ｄ）は従来例の光学素子製造方法
を示す説明図である。12A to 12D are explanatory views showing a conventional method for manufacturing an optical element.

【図１３】別な従来例である光学素子製造方法を示す説
明図である。FIG. 13 is an explanatory view showing another conventional optical element manufacturing method.

【図１４】（ａ）（ｂ）はさらに別な従来例である光学
素子製造方法を示す説明図である。14A and 14B are explanatory diagrams showing an optical element manufacturing method which is still another conventional example.

【図１５】同上の製造方法において、スタンパの使用回
数とスタンパの形状変化量との関係を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the number of times the stamper is used and the amount of change in shape of the stamper in the above manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ スタンパ ３ 基板 １３ アーム １６ 誘導溝 ４１、４２、…、４５ 光学素子製造装置 2 stampers 3 substrates 13 arms 16 guide groove 41, 42, ..., 45 Optical element manufacturing apparatus

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 43/00 - 43/58 B29D 11/00 G02B 3/00 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B29C 43/00-43/58 B29D 11/00 G02B 3/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 光学素子の表面形状を反転させた成形面
を有するスタンパと基板との間に放射線硬化樹脂を挟み
込み、放射線を照射して当該樹脂を硬化させることによ
り光学素子を成形し、前記スタンパを、前記スタンパに
一定の曲率よりも大きな屈曲部分が発生しないよう、弧
状に湾曲させながら、成形された光学素子から剥離する
光学素子の製造方法において、 湾曲させたスタンパの曲率中心の方向に向けてスタンパ
に力を加える ことを特徴とする光学素子の製造方法。1. A pinching the radiation curable resin between the stamper and the substrate having a molding surface which is obtained by inverting the shape of the surface of the optical element, the radiation is the molding the optical element by curing the resin, the The stamper is peeled from the molded optical element while being curved in an arc shape so that a bent portion having a curvature larger than a certain curvature does not occur in the stamper.
In the method of manufacturing an optical element, the stamper is directed toward the center of curvature of the curved stamper.
A method for manufacturing an optical element, which comprises applying a force to 【請求項２】 前記スタンパの光学素子から剥離された
部分が概略均一な曲率となるように、スタンパを湾曲さ
せながら剥離することを特徴とする請求項１に記載の光
学素子の製造方法。2. The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the stamper is peeled while being curved so that the portion of the stamper peeled from the optical element has a substantially uniform curvature. 【請求項３】 光学素子の表面形状を反転させた成形面
を有するスタンパと基板との間に放射線硬化樹脂を挟み
込み、放射線を照射して当該樹脂を硬化させることによ
り光学素子を成形する光学素子製造装置において、 前記スタンパに一定の曲率よりも大きな屈曲部分が発生
しないよう、スタンパを弧状に湾曲させながら成形され
た光学素子から剥離するスタンパ剥離手段を備え、前記
スタンパ剥離手段が、湾曲させたスタンパの曲率中心の
方向に向けてスタンパに力を加えることを特徴とする光
学素子の製造装置。3. An optical element for molding an optical element by sandwiching a radiation curable resin between a stamper having a molding surface in which the surface shape of the optical element is reversed and a substrate and irradiating the resin to cure the resin. In the manufacturing apparatus, the stamper is provided with a stamper peeling means for peeling from a molded optical element while curving the stamper in an arc shape so that a bent portion larger than a certain curvature is not generated ,
The stamper peeling means is the center of curvature of the curved stamper.
An optical element manufacturing apparatus characterized by applying a force to a stamper in a direction . 【請求項４】 前記スタンパ剥離手段は、一端を前記ス
タンパに連結されたアームと、アームの他端を結合され
たカム機構とからなり、 カム機構によりアームを所定動作させることによってス
タンパを光学素子から剥離することを特徴とする請求項
３に記載の光学素子製造装置。4. The stamper peeling means includes an arm having one end connected to the stamper, and a cam mechanism having the other end of the arm coupled to the stamper. The stamper is actuated by the cam mechanism to perform a predetermined operation of the stamper as an optical element. The peeling from the
3. The optical element manufacturing apparatus according to item 3 . 【請求項５】 前記スタンパ剥離手段は、一端を前記ス
タンパに連結された伸縮自在なアームと、アームの他端
を結合されたカム機構とからなり、 カム機構によりアームを所定動作させると共にアームを
伸縮させることによってスタンパを光学素子から剥離す
ることを特徴とする請求項３に記載の光学素子製造装
置。5. The stamper peeling means comprises an extendable arm whose one end is connected to the stamper and a cam mechanism which is connected to the other end of the arm. The optical element manufacturing apparatus according to claim 3 , wherein the stamper is separated from the optical element by expanding and contracting. 【請求項６】 前記スタンパ及び／又は基板をほぼ一定
の温度に維持する温度調節手段を備えたことを特徴とす
る請求項３、４又は５に記載の光学素子製造装置。6. An optical element manufacturing apparatus according to claim 3, further comprising temperature adjusting means for maintaining the stamper and / or the substrate at a substantially constant temperature. 【請求項７】 前記スタンパと基板のうち少なくともい
ずれか一方に接触する部分に、スタンパ若しくは基板の
熱容量よりも大きな熱容量を有する吸熱部や放熱部など
の温度上昇阻止手段を設けたことを特徴とする請求項
３、４又は５に記載の光学素子製造装置。7. A temperature rise preventing means such as a heat absorbing portion or a heat radiating portion having a heat capacity larger than that of the stamper or the substrate is provided at a portion in contact with at least one of the stamper and the substrate. Claims to
The optical element manufacturing apparatus according to 3, 4, or 5 . 【請求項８】 間欠的に放射線を照射して放射線硬化樹
脂を硬化させる放射線照射装置を備えたことを特徴とす
る請求項３、４又は５に記載の光学素子製造装置。8. The optical element manufacturing apparatus according to claim 3, further comprising a radiation irradiation device that intermittently irradiates radiation to cure the radiation curable resin. 【請求項９】 放射線照射や樹脂硬化反応熱などの寸法
変化因子を考慮して、所望寸法の光学素子が成形される
ようにスタンパの寸法が設計されていることを特徴とす
る請求項３、４又は５に記載の光学素子製造装置。9. The size of the stamper is designed so that an optical element having a desired size is formed in consideration of dimensional change factors such as radiation irradiation and heat of resin curing reaction . 4. The optical element manufacturing apparatus according to 4 or 5 .
JP3604595A 1995-01-31 1995-01-31 Optical element manufacturing method and optical element manufacturing apparatus Expired - Fee Related JP3456290B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3604595A JP3456290B2 (en) 1995-01-31 1995-01-31 Optical element manufacturing method and optical element manufacturing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3604595A JP3456290B2 (en) 1995-01-31 1995-01-31 Optical element manufacturing method and optical element manufacturing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08207159A JPH08207159A (en) 1996-08-13
JP3456290B2 true JP3456290B2 (en) 2003-10-14

Family

ID=12458749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3604595A Expired - Fee Related JP3456290B2 (en) 1995-01-31 1995-01-31 Optical element manufacturing method and optical element manufacturing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3456290B2 (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3464155B2 (en) 1998-09-30 2003-11-05 三菱電機株式会社 Display device and method of manufacturing the same
JP4484356B2 (en) * 2000-12-11 2010-06-16 大日本印刷株式会社 Lamination body peeling method and peeling apparatus
JP4340086B2 (en) 2003-03-20 2009-10-07 株式会社日立製作所 Nanoprinting stamper and fine structure transfer method
JP3857703B2 (en) * 2004-08-19 2006-12-13 株式会社日本製鋼所 Manufacturing method and manufacturing apparatus of molded body
JP4773729B2 (en) 2005-02-28 2011-09-14 キヤノン株式会社 Transfer apparatus and device manufacturing method
JP2007136810A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 Konica Minolta Holdings Inc Imprinting device and imprinting method
JP5233106B2 (en) * 2006-09-28 2013-07-10 凸版印刷株式会社 Lens sheet manufacturing method and manufacturing apparatus
JP4609562B2 (en) * 2008-09-10 2011-01-12 日立電線株式会社 Stamper for fine structure transfer and manufacturing method thereof
GB2468120B (en) 2009-02-20 2013-02-20 Api Group Plc Machine head for production of a surface relief
JP5328495B2 (en) * 2009-06-04 2013-10-30 キヤノン株式会社 Imprint apparatus and article manufacturing method
JPWO2010143303A1 (en) * 2009-06-12 2012-11-22 株式会社ニューフレアテクノロジー Transfer apparatus and transfer method
JP4774125B2 (en) * 2010-10-04 2011-09-14 キヤノン株式会社 Transfer apparatus, mold, and device manufacturing method
JP2012230272A (en) * 2011-04-27 2012-11-22 Taika:Kk Stamper and method for manufacturing optical sheet using the same
JP5759303B2 (en) * 2011-08-11 2015-08-05 キヤノン株式会社 Imprint apparatus and article manufacturing method using the same
CN104511994A (en) * 2013-09-30 2015-04-15 东捷科技股份有限公司 Impression system film thickness uniformity control method
JP7041545B2 (en) * 2018-02-16 2022-03-24 キヤノン株式会社 Imprinting equipment, manufacturing method of goods and mold

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08207159A (en) 1996-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3456290B2 (en) Optical element manufacturing method and optical element manufacturing apparatus
JP4789039B2 (en) Nanoimprint equipment
US8535035B2 (en) Fine-structure transfer apparatus
JP4506987B2 (en) Energy ray curable resin transfer method, transfer apparatus, and disk or semiconductor device
JP2010052288A (en) Fine structure transfer mold and fine structure transfer device
JP4109234B2 (en) Fine transfer method and apparatus
JP2013256015A (en) Surface shape forming method, mold for forming microstructure, and method of manufacturing optical element
JP5885394B2 (en) Method for manufacturing composite diffractive optical element
JP3666905B2 (en) Optical device and manufacturing method thereof
Shu et al. Fabrication of large-scale infrared diffractive lens arrays on chalcogenide glass by means of step-and-repeat hot imprinting and non-isothermal glass molding
JP2003311831A (en) Method for forming rugged pattern
US20110076451A1 (en) Imprinting method and device utilizing ultrasonic vibrations
JPH02113456A (en) Disk substrate manufacturing device
KR101550378B1 (en) Glass surface forming method
JP6671010B2 (en) Imprint method and imprint apparatus
JP5370574B1 (en) Method for molding thermoplastic resin product and molding apparatus therefor
JP5165504B2 (en) Fine pattern transfer mold, method for manufacturing fine pattern transfer mold, and transfer method
CN111971590B (en) Resin laminated optical body and method for producing same
JP3566635B2 (en) Optical article manufacturing method
JP6651716B2 (en) Method for manufacturing molded article and apparatus for producing molded article
JPH0659104A (en) Production of aspherical optical element
JP2005041164A (en) Resin mold for molding, manufacturing method for resin mold for molding and manufacturing method for lens sheet using resin mold for molding
JP2005205860A (en) Method for production of optical element
JP4786085B2 (en) Apparatus for molding minute parts and molding method of minute parts
JP2006168034A (en) Press molding method and thermoplastic resin molded product

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees