JP6664345B2

JP6664345B2 - Method of manufacturing flat mold master, manufacturing method of molding die, and manufacturing method of roll mold

Info

Publication number: JP6664345B2
Application number: JP2017063782A
Authority: JP
Inventors: 朋一梅澤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: JP2018165811A

Description

本発明は、平板形金型原盤製造方法及び成形用金型製造方法並びにロール金型製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a flat mold master, a method of manufacturing a molding die, and a method of manufacturing a roll die.

複数の凸レンズが配されたレンズ成形体、例えばマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイが知られている。マイクロレンズアレイの製造には、マイクロレンズアレイの材料である硬化性樹脂に、目的とするマイクロレンズの曲率をもつ三次元パターンを複数形成する成形用金型を用いることがある。 A lens molded body on which a plurality of convex lenses are arranged, for example, a microlens array in which microlenses are arranged is known. In the manufacture of a microlens array, a molding die for forming a plurality of three-dimensional patterns having a curvature of a target microlens on a curable resin as a material of the microlens array may be used.

成形用金型の製造方法としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この方法では、マイクロレンズの反転形状である三次元パターンが表面に複数形成された金型原盤を用いて、電鋳法を行うことにより金型原盤を複製した成形用金型を製造している。 As a method for manufacturing a molding die, for example, a method described in Patent Document 1 is known. According to this method, a molding die is manufactured by duplicating the mold master by performing an electroforming method using a mold master having a plurality of three-dimensional patterns that are inverted shapes of the microlenses formed on the surface. .

特許文献１では、金型原盤を製造するにあたり、ガラス基板などの平板状の基板に形成したレジスト膜に断面形状が三角形の凹みを形成し、等方性のドライエッチングによりレジスト膜と基板とを徐々にエッチングしている。これにより、基板には、レジスト膜の凹みに対応する部位にマイクロレンズの反転形状である三次元パターンが形成される。この基板が金型原盤として用いられる。このように、特許文献１によると平板形の金型原盤が得られる。 According to Patent Document 1, when manufacturing a mold master, a recess having a triangular cross section is formed in a resist film formed on a flat substrate such as a glass substrate, and the resist film and the substrate are separated by isotropic dry etching. It is gradually etched. As a result, a three-dimensional pattern having an inverted shape of the microlens is formed on the substrate at a portion corresponding to the depression of the resist film. This substrate is used as a mold master. Thus, according to Patent Literature 1, a plate-shaped mold master is obtained.

また、金型原盤製造方法として、露光と現像とを行うことによりレジスト膜に複数の三次元パターンを形成する方法もある。例えば、特許文献２では、感光性樹脂からなるレジスト膜を露光光としてのレーザー光で露光し、その後に現像している。レジスト膜は、感光性樹脂を円筒ロールの周面に塗布することにより形成される。レーザー光を発するレーザー装置は、レーザー光の積算パワーを制御しながらレーザー光の焦点位置及び滞在時間を設定する走査装置を併せ持つことも記載されている。 Further, as a method of manufacturing a mold master, there is a method of forming a plurality of three-dimensional patterns on a resist film by performing exposure and development. For example, in Patent Document 2, a resist film made of a photosensitive resin is exposed to a laser beam as exposure light, and then developed. The resist film is formed by applying a photosensitive resin to the peripheral surface of the cylindrical roll. It is also described that a laser device that emits a laser beam has a scanning device that sets the focal position and stay time of the laser beam while controlling the integrated power of the laser beam.

特開２００９−１３２０１０号公報JP 2009-132010 A 特開２００７−２２９９９６号公報JP 2007-229996 A

特許文献１に記載される平板形金型原盤の製造方法では、基板の全面がエッチングされるため、目的とする三次元パターンを精度よく形成することが難しい。特許文献２の金型原盤製造方法は、三次元パターン同士の境界で多重露光が生じるから、レジスト膜の現像液に対する溶解速度の制御が難しい。また、特許文献２は、露光の対象であるレジスト膜が円筒ロールの周面に設けられているから、上記溶解速度の制御が一層難しいものとなっている。このため、三次元パターンが並んだ金型原盤を精度よく製造することができない。 In the method of manufacturing a flat mold master described in Patent Document 1, it is difficult to accurately form a target three-dimensional pattern because the entire surface of the substrate is etched. In the method for manufacturing a mold master of Patent Document 2, since multiple exposure occurs at the boundary between three-dimensional patterns, it is difficult to control the dissolution rate of the resist film in the developing solution. In Patent Document 2, since the resist film to be exposed is provided on the peripheral surface of the cylindrical roll, it is more difficult to control the dissolution rate. For this reason, a mold master in which three-dimensional patterns are arranged cannot be manufactured with high accuracy.

そこで、本発明は、複数の三次元パターンを精度よく形成することができる平板形金型原盤製造方法及び成形用金型製造方法並びにロール金型製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a flat mold master, a method of manufacturing a molding die, and a method of manufacturing a roll die, which can form a plurality of three-dimensional patterns with high accuracy.

本発明の平板形金型原盤製造方法は、複数の凸レンズが配されたレンズ成形体の製造に用いられ、レジスト膜を露光した後に現像することにより凸レンズの曲率をもつ三次元パターンを複数形成する平板形金型原盤製造方法において、露光工程と、現像工程と、を有する。露光工程は、凸レンズの反転形状である三次元パターンのプロファイルに基づき、露光光の光強度がレジスト膜の膜面の面方向において異なる露光を行う。現像工程は、露光工程を経たレジスト膜を現像することにより三次元パターンを形成する。 The method for manufacturing a plate-shaped mold master according to the present invention is used for manufacturing a lens molded body on which a plurality of convex lenses are arranged, and forms a plurality of three-dimensional patterns having the curvature of the convex lens by developing after exposing a resist film. The method for manufacturing a flat mold master includes an exposure step and a development step. In the exposure step, exposure is performed in which the light intensity of the exposure light varies in the direction of the film surface of the resist film based on the profile of the three-dimensional pattern that is the inverted shape of the convex lens. In the developing step, a three-dimensional pattern is formed by developing the resist film after the exposure step.

露光工程は、レジスト膜を区画した露光対象領域毎に露光を行うことが好ましい。 In the exposure step, it is preferable to perform exposure for each exposure target region that divides the resist film.

レンズ成形体は、凸レンズとしてのマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイであることが好ましい。 The lens molded body is preferably a microlens array in which microlenses as convex lenses are arranged.

本発明の金型製造方法は、平板形金型原盤製造工程と、金型形成工程と、を有する。平板形金型原盤製造工程は、上記の平板形金型原盤製造方法により平板形金型原盤を製造する。金型形成工程は、平板形金型原盤から電鋳法によりレンズ成形体の成形用金型を形成する。 The mold manufacturing method of the present invention includes a flat mold master disc manufacturing step and a mold forming step. In the flat die master manufacturing process, a flat die master is manufactured by the above flat die master manufacturing method. In the mold forming step, a mold for forming a lens molded body is formed from a flat mold master by electroforming.

金型形成工程は、電鋳法を偶数回行うことにより、平板形金型原盤の三次元パターンを複製した複製金型を、成形用金型として形成することが好ましい。 In the mold forming step, it is preferable to form, as a molding mold, a duplicate mold that duplicates the three-dimensional pattern of the flat mold master by performing an electroforming process even number of times.

本発明のロール金型製造方法は、金型製造工程と、ロール金型形成工程と、を有する。金型製造工程は、上記の金型製造方法により成形用金型を製造する。ロール金型形成工程は、成形用金型をロール材に巻き付けることによりロール金型を形成する。 The roll mold manufacturing method of the present invention includes a mold manufacturing step and a roll mold forming step. In the mold manufacturing process, a molding die is manufactured by the above-described mold manufacturing method. In the roll die forming step, a roll die is formed by winding a forming die around a roll material.

本発明によれば、複数の三次元パターンが精度よく形成された平板形金型原盤及び成形用金型並びにロール金型が製造される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the flat-plate-type metal mold | die master, the shaping | molding die, and the roll die in which several 3D patterns were formed with high precision are manufactured.

本発明の実施により作られたマイクロレンズアレイの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a microlens array made according to an embodiment of the present invention. フィルム製造装置の要部概略図である。It is a principal part schematic diagram of a film manufacturing apparatus. 平板形金型原盤製造方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the flat mold die master manufacturing method. 露光を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating exposure. 露光光の光強度を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating light intensity of exposure light. 金型製造方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a metal mold manufacturing method. 金型製造方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a metal mold manufacturing method. ロール金型製造方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a roll die manufacturing method.

図１に示すマイクロレンズアレイ１０は、複数の凸レンズが配されたレンズ成形体の一例である。マイクロレンズアレイ１０は、本発明の実施により製造される平板形金型原盤５０（図３参照）を用いて作られる。平板形金型原盤５０については別の図面を用いて後述する。 The micro lens array 10 shown in FIG. 1 is an example of a lens molded body on which a plurality of convex lenses are arranged. The microlens array 10 is manufactured using a flat mold master 50 (see FIG. 3) manufactured according to the present invention. The flat mold master 50 will be described later with reference to another drawing.

マイクロレンズアレイ１０は、シート部１１とレンズ部１２とを備える。シート部１１とレンズ部１２とは透明である。シート部１１とレンズ部１２との境界は、本実施形態のようにシート部１１とレンズ部１２とがともに透明である場合には視認されないが、図１では説明の便宜上、破線で図示してある。 The micro lens array 10 includes a sheet unit 11 and a lens unit 12. The sheet part 11 and the lens part 12 are transparent. The boundary between the sheet portion 11 and the lens portion 12 is not visually recognized when both the sheet portion 11 and the lens portion 12 are transparent as in the present embodiment, but is illustrated by a broken line in FIG. is there.

シート部１１の厚みＴ１は、５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であり、本実施形態では１３５μｍとしている。 The thickness T1 of the sheet portion 11 is in the range of 50 μm or more and 300 μm or less, and is 135 μm in the present embodiment.

レンズ部１２は、シート部１１の一方のシート面１１ａに設けられている。レンズ部１２は、凸レンズとしてのマイクロレンズ１３を備えている。すなわち、マイクロレンズアレイ１０は、凸レンズとしてのマイクロレンズ１３が配列されたレンズ成形体である。マイクロレンズ１３は、図１においてＸＹ平面上に配列されている。マイクロレンズ１３の配列は、この例では千鳥（ジグザグ）配列としているが、これに限られず、正方配列などでもよい。 The lens unit 12 is provided on one seat surface 11 a of the seat unit 11. The lens unit 12 includes a micro lens 13 as a convex lens. That is, the micro lens array 10 is a lens molded body on which the micro lenses 13 as convex lenses are arranged. The micro lenses 13 are arranged on the XY plane in FIG. Although the arrangement of the microlenses 13 is a zigzag arrangement in this example, the arrangement is not limited to this, and a square arrangement may be used.

マイクロレンズ１３は、本実施形態ではレンズ面１３ａの断面形状が半円状、すなわち半球状の凸レンズである。なお、マイクロレンズ１３は、半球状の凸レンズに限定されず、レンズ面１３ａの断面形状が、円弧と放物線と楕円弧などの曲線である凸レンズであってもよい。 In the present embodiment, the microlens 13 is a convex lens having a semicircular, that is, hemispherical sectional shape of the lens surface 13a. The microlens 13 is not limited to a hemispherical convex lens, but may be a convex lens having a lens surface 13a whose cross-sectional shape is a curve such as an arc, a parabola, and an elliptic arc.

図２に示すように、マイクロレンズアレイ１０は、フィルム製造装置１５により製造される長尺の光学フィルム１６をシート状に切り出したものである。なお、図２は、フィルム製造装置１５の要部を示す概略図である。フィルム製造装置１５は、送出機１７と塗布機１８と形状付与装置１９などを備えている。 As shown in FIG. 2, the microlens array 10 is obtained by cutting a long optical film 16 manufactured by a film manufacturing apparatus 15 into a sheet shape. FIG. 2 is a schematic diagram showing a main part of the film manufacturing apparatus 15. The film manufacturing device 15 includes a sending device 17, a coating device 18, a shape providing device 19, and the like.

送出機１７は、マイクロレンズアレイ１０のシート部１１となる長尺の透明なフィルムベース２０を形状付与装置１９へ供給するためのものである。この例ではフィルムベース２０はロール状に巻かれており、送出機１７は、フィルムベース２０がロール状に巻かれたフィルムロールがセットされ、このフィルムロールからフィルムベース２０を送り出す。このフィルムベース２０は、塗布機１８により形成される塗膜２２の支持体として機能する。なお、送出機１７と塗布機１８との間には、周方向に回転する駆動ローラ２１が配されている。フィルムベース２０は、この駆動ローラ２１に巻き掛けられており、駆動ローラ２１の回転により形状付与装置１９に向かって搬送される。フィルムベース２０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカボネート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）などから形成されている。 The feeder 17 supplies a long transparent film base 20 to be the sheet portion 11 of the microlens array 10 to the shape applying device 19. In this example, the film base 20 is wound in a roll shape, and the feeder 17 is set with a film roll in which the film base 20 is wound in a roll shape, and sends out the film base 20 from this film roll. This film base 20 functions as a support for the coating film 22 formed by the coating machine 18. Note that a driving roller 21 that rotates in the circumferential direction is disposed between the sending device 17 and the coating device 18. The film base 20 is wound around the drive roller 21, and is conveyed toward the shape applying device 19 by the rotation of the drive roller 21. The film base 20 is formed of PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), TAC (triacetyl cellulose), or the like.

塗布機１８は、フィルムベース２０に塗膜２２を形成するためのものである。この塗膜２２は形状付与装置１９によりマイクロレンズ１３にされる。塗布機１８は、供給される塗布液２６を連続的に流出する。長手方向に走行するフィルムベース２０に向けて塗布液２６が流出することにより、フィルムベース２０の一方のフィルム面に塗膜２２が形成される。塗膜２２が形成されたフィルムベース２０は、形状付与装置１９へ案内される。塗布液２６は、本実施形態では透明な光硬化性のポリマーを含む。光硬化性のポリマーとしては、例えばＤＩＣ（株）製ユニディック（登録商標）とアイカ工業（株）製アイカアイトロンなどが用いられる。 The coating machine 18 is for forming the coating film 22 on the film base 20. The coating film 22 is formed into the microlenses 13 by the shape applying device 19. The coating machine 18 continuously flows out the supplied coating liquid 26. When the coating liquid 26 flows out toward the film base 20 running in the longitudinal direction, the coating film 22 is formed on one film surface of the film base 20. The film base 20 on which the coating film 22 is formed is guided to the shape applying device 19. The coating liquid 26 includes a transparent photocurable polymer in the present embodiment. As the photocurable polymer, for example, Unidick (registered trademark) manufactured by DIC Corporation and Aika Itron manufactured by Aika Industry Co., Ltd. are used.

形状付与装置１９は、支持ローラ３１と、ロール金型３２と、光源３３とを備える。 The shape imparting device 19 includes a support roller 31, a roll mold 32, and a light source 33.

支持ローラ３１は、フィルムベース２０の搬送路において塗膜２２とは反対側に配されており、周面でフィルムベース２０を支持する。支持ローラ３１は、回転軸を駆動ローラ２１の回転軸と平行に配してある。支持ローラ３１は、モータ３５により、フィルムベース２０の搬送に同期して回転する。支持ローラ３１の回転方向は、フィルムベース２０を搬送する方向（図中時計周りの方向）である。なお、支持ローラ３１は、フィルムベース２０の搬送にともなって従動回転するようにしてもよい。 The support roller 31 is disposed on the side opposite to the coating film 22 in the transport path of the film base 20, and supports the film base 20 on the peripheral surface. The support roller 31 has a rotation axis parallel to the rotation axis of the drive roller 21. The support roller 31 is rotated by the motor 35 in synchronization with the transport of the film base 20. The rotation direction of the support roller 31 is the direction in which the film base 20 is transported (clockwise in the drawing). Note that the support roller 31 may be driven to rotate with the conveyance of the film base 20.

ロール金型３２は、フィルムベース２０の搬送路において塗膜２２側に設けてあり、支持ローラ３１と協働して、塗膜２２にマイクロレンズ１３を形成する。 The roll mold 32 is provided on the side of the coating film 22 in the transport path of the film base 20, and forms the microlenses 13 on the coating film 22 in cooperation with the support roller 31.

ロール金型３２は、ロール材３７と成形用金型３８とを備える。ロール材３７は、回転軸を駆動ローラ２１の回転軸と平行に配してある。ロール材３７は、モータ４０により、フィルムベース２０の搬送に同期して回転する。ロール材３７の回転方向は、フィルムベース２０を搬送する方向（図中反時計周りの方向）である。 The roll mold 32 includes a roll material 37 and a forming mold 38. The roll member 37 has a rotation axis arranged in parallel with the rotation axis of the drive roller 21. The roll material 37 is rotated by the motor 40 in synchronization with the transport of the film base 20. The rotation direction of the roll material 37 is a direction in which the film base 20 is transported (a counterclockwise direction in the drawing).

成形用金型３８は、塗膜２２にマイクロレンズ１３を形成するためのものである。成形用金型３８の表面には、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰが複数形成されている。マイクロレンズ１３の反転形状は凹形状である。成形用金型３８は、ロール材３７の周面に、三次元パターンＰが形成されている表面を外側にして巻き付けられている。成形用金型３８は、後述する平板形金型原盤５０を用いて製造される。成形用金型３８の製造方法については別の図面を用いて後述する。 The molding die 38 is for forming the microlenses 13 on the coating film 22. A plurality of three-dimensional patterns P, which are inverted shapes of the microlenses 13, are formed on the surface of the molding die. The inverted shape of the micro lens 13 is a concave shape. The molding die 38 is wound around the peripheral surface of the roll material 37 with the surface on which the three-dimensional pattern P is formed facing outward. The molding die 38 is manufactured using a flat die master 50 described later. A method for manufacturing the molding die 38 will be described later with reference to another drawing.

以上の構成を有するロール金型３２は、支持ローラ３１との間にフィルムベース２０と塗膜２２とを挟持した状態で、モータ４０により回転する。ロール金型３２は、支持ローラ３１上で塗膜２２を押圧し、塗膜２２に三次元パターンＰを転写することにより、複数のマイクロレンズ１３を連続的に形成する。 The roll mold 32 having the above configuration is rotated by the motor 40 in a state where the film base 20 and the coating film 22 are sandwiched between the roll mold 32 and the support roller 31. The roll mold 32 presses the coating film 22 on the support roller 31 and transfers the three-dimensional pattern P to the coating film 22 to continuously form the plurality of microlenses 13.

また、ロール金型３２には、圧力調整機３９が設けられている。圧力調整機３９は、成形用金型３８の三次元パターンＰを塗膜２２に転写する際の押圧力を調整する。この押圧力の調整により、塗膜２２に対してより確実にマイクロレンズ１３が形成される。 The roll mold 32 is provided with a pressure regulator 39. The pressure adjuster 39 adjusts the pressing force when transferring the three-dimensional pattern P of the molding die 38 to the coating film 22. By adjusting the pressing force, the microlenses 13 are more reliably formed on the coating film 22.

光源３３は、ロール金型３２よりもフィルム製造装置１５の下流に設けられている。光源３３は、本実施形態ではロール金型３２側に配されている。光源３３は、紫外線を射出することにより塗膜２２を硬化し、フィルムベース２０と塗膜２２とを光学フィルム１６にする。光源３３は、コントローラ３３ａと接続しており、このコントローラ３３ａにより光を射出する出力が制御される。なお、光源３３が射出する光の種類と、光を射出する出力とは、光硬化性のポリマーの種類による。 The light source 33 is provided downstream of the roll mold 32 in the film manufacturing apparatus 15. The light source 33 is arranged on the roll mold 32 side in the present embodiment. The light source 33 cures the coating film 22 by emitting ultraviolet light, and turns the film base 20 and the coating film 22 into the optical film 16. The light source 33 is connected to a controller 33a, and the output of emitting light is controlled by the controller 33a. Note that the type of light emitted by the light source 33 and the output of emitting light depend on the type of photocurable polymer.

なお、光源３３、及び／または、他の光源（図示無し）を設けてもよい。他の光源を光源３３に加えて用いる場合には、他の光源は、ロール金型３２の上流において支持ローラ３１と対向する位置と、ロール金型３２と対向した塗膜２２側の位置と、ロール金型３２の下流において支持ローラ３１と対向する位置などに設けることができる。他の光源をロール金型３２の上流に設ける場合は、塗膜２２を流動性が失われたゲル状態となるように硬化させる。これにより、塗膜２２に対してより確実にマイクロレンズ１３が形成される。 Note that a light source 33 and / or another light source (not shown) may be provided. When another light source is used in addition to the light source 33, the other light source is located at a position facing the support roller 31 upstream of the roll mold 32, at a position on the coating film 22 side facing the roll mold 32, It can be provided at a position facing the support roller 31 downstream of the roll mold 32. When another light source is provided upstream of the roll mold 32, the coating film 22 is cured so as to have a gel state in which fluidity is lost. Thereby, the microlenses 13 are more reliably formed on the coating film 22.

平板形金型原盤５０の製造方法について図３を参照しながら説明する。平板形金型原盤５０は、基板４２上に形成されたレジスト膜４３を露光した後に現像することにより製造される。すなわち、平板形金型原盤５０は、露光工程と現像工程とにより製造される。露光は、後述する露光装置４５により行われる。 A method of manufacturing the flat mold master 50 will be described with reference to FIG. The flat mold master 50 is manufactured by exposing the resist film 43 formed on the substrate 42 and then developing it. That is, the flat mold master 50 is manufactured by the exposure step and the development step. The exposure is performed by an exposure device 45 described later.

基板４２は、平板形である。基板４２は、本実施形態ではガラス基板であるが、これに限られず、シリコン基板などでもよい。レジスト膜４３は、平板形の基板４２の一方の表面に、感光性樹脂をスピンコート法などで塗布することにより平らに形成される。感光性樹脂としては、本実施形態ではポジ型レジストを用いている。 The substrate 42 is a flat plate. The substrate 42 is a glass substrate in the present embodiment, but is not limited thereto, and may be a silicon substrate or the like. The resist film 43 is formed flat by applying a photosensitive resin to one surface of the flat substrate 42 by spin coating or the like. In this embodiment, a positive resist is used as the photosensitive resin.

図３（ａ）に示すように、露光工程では、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰのプロファイルＲ（図５（ｂ）参照）に基づき、露光光４７の光強度Ｉがレジスト膜４３の膜面の面方向において異なる露光を行う。この例では、露光光４７の光強度Ｉを増減させながら走査露光を行うことにより、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度を走査方向において変化させる。図３（ａ）では、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度を点線で表してあり、レジスト膜４３の膜面からの距離が大きいほど溶解速度が速いことを示している。 As shown in FIG. 3A, in the exposure step, the light intensity I of the exposure light 47 is changed based on the profile R of the three-dimensional pattern P having the inverted shape of the microlens 13 (see FIG. 5B). A different exposure is performed in the surface direction of the film surface 43. In this example, by performing scanning exposure while increasing or decreasing the light intensity I of the exposure light 47, the dissolution rate of the resist film 43 in the developing solution is changed in the scanning direction. In FIG. 3A, the dissolution rate of the resist film 43 in the developing solution is represented by a dotted line, and the dissolution rate increases as the distance of the resist film 43 from the film surface increases.

図３（ａ）では、走査方向はレジスト膜４３の膜面に沿った紙面右方向であるＸ方向とされており、露光光４７を示す矢印の大きさにより光強度Ｉの大きさを表してある。露光光４７を示す矢印が大きいほど光強度Ｉが大きいことを示している。また、露光光４７を示す矢印のうち、実線で示されているものは照射中であることを示し、二点鎖線で示されているものは照射済みであることを示している。 In FIG. 3A, the scanning direction is the X direction which is the right direction on the paper along the film surface of the resist film 43, and the magnitude of the light intensity I is indicated by the size of the arrow indicating the exposure light 47. is there. The larger the arrow indicating the exposure light 47 is, the higher the light intensity I is. Further, among the arrows indicating the exposure light 47, those indicated by solid lines indicate that irradiation is being performed, and those indicated by two-dot chain lines indicate that irradiation has been completed.

なお、本実施形態では、走査露光を行うことにより、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度を走査方向において変化させるが、これに限られず、レジスト膜４３の露光深さを走査方向において変化させてもよい。露光深さは、レジスト膜４３の基板４２とは反対側の膜面から、レジスト膜４３の厚み方向に露光光４７が到達する距離である。露光深さの制御方法としては、露光光４７の光強度Ｉを増減させる方法と、光強度を一定とし、レジスト膜４３の基板４２とは反対側の膜面から光源部４５ａの先端までの高さを制御する方法等がある。 In the present embodiment, the dissolution rate of the resist film 43 in the developing solution is changed in the scanning direction by performing the scanning exposure. However, the present invention is not limited to this. By changing the exposure depth of the resist film 43 in the scanning direction. Is also good. The exposure depth is the distance that the exposure light 47 reaches in the thickness direction of the resist film 43 from the surface of the resist film 43 opposite to the substrate 42. As a method of controlling the exposure depth, a method of increasing or decreasing the light intensity I of the exposure light 47, a method of keeping the light intensity constant, and a method of controlling the height from the film surface of the resist film 43 opposite to the substrate 42 to the tip of the light source 45a. Control method.

図３（ｂ）に示すように、現像工程では、上記露光工程を経たレジスト膜４３を現像することにより三次元パターンＰを形成する。露光光４７の光強度Ｉにより、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度が異なり、露光光４７の光強度Ｉが大きい程、同じ現像時間でのレジスト膜４３の除去量が多くなる。現像後のレジスト膜４３には、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰが形成される。この現像後のレジスト膜４３と基板４２とにより平板形金型原盤５０が構成される。 As shown in FIG. 3B, in the developing step, the three-dimensional pattern P is formed by developing the resist film 43 that has undergone the above-described exposure step. The dissolution rate of the resist film 43 in the developing solution varies depending on the light intensity I of the exposure light 47. As the light intensity I of the exposure light 47 increases, the removal amount of the resist film 43 in the same development time increases. On the resist film 43 after the development, a three-dimensional pattern P having an inverted shape of the microlens 13 is formed. A flat mold master 50 is constituted by the resist film 43 and the substrate 42 after the development.

露光装置４５は、光源部４５ａを有し、光源部４５ａから露光光４７を射出する。露光光４７は、例えばレーザー光である。また、露光装置４５は、移動機構４６と接続しており、この移動機構４６により図３（ａ）中ＸＹＺ方向（Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向は互いに直交）のそれぞれに移動可能とされている。本実施形態では、移動機構４６は、露光装置４５をＺ方向には移動させず、ＸＹ平面上を移動させる。 The exposure device 45 has a light source unit 45a, and emits exposure light 47 from the light source unit 45a. The exposure light 47 is, for example, a laser beam. The exposing device 45 is connected to a moving mechanism 46, and can be moved in each of the XYZ directions (the X, Y, and Z directions are orthogonal to each other) in FIG. I have. In the present embodiment, the moving mechanism 46 moves the exposure device 45 on the XY plane without moving the exposure device 45 in the Z direction.

露光工程について図４を参照しながらより具体的に説明する。露光工程では、レジスト膜４３を区画した露光対象領域毎に露光を行う。各露光対象領域は境界線で区画される。境界線は、三次元パターンＰ同士の境界部分を通るように設定される。このように、境界線は、概念上の線である。図４においては図面簡略化のために第１露光対象領域Ｒ１と第２露光対象領域Ｒ２とのみ図示している。以降は第１露光対象領域Ｒ１と第２露光対象領域Ｒ２とについて説明する。なお、実際の露光工程では３以上の露光対象領域が形成される場合がある。第１露光対象領域Ｒ１は、境界線Ｌ１と境界線Ｌ２との間の領域である。第２露光対象領域Ｒ２は、境界線Ｌ２と境界線Ｌ３との間の領域である。第１露光対象領域Ｒ１と第２露光対象領域Ｒ２とのそれぞれについて走査露光が行われる。すなわち、露光工程は、レジスト膜４３の第１露光対象領域Ｒ１を走査露光する第１走査露光工程と、第１露光対象領域Ｒ１と接する第２露光対象領域Ｒ２を走査露光する第２走査露光工程とを有する。 The exposure step will be described more specifically with reference to FIG. In the exposure step, exposure is performed for each exposure target region that divides the resist film 43. Each exposure target area is defined by a boundary line. The boundary is set so as to pass through the boundary between the three-dimensional patterns P. Thus, the boundary is a conceptual line. FIG. 4 shows only the first exposure target region R1 and the second exposure target region R2 for simplification of the drawing. Hereinafter, the first exposure target region R1 and the second exposure target region R2 will be described. In the actual exposure step, three or more exposure target areas may be formed. The first exposure target region R1 is a region between the boundary line L1 and the boundary line L2. The second exposure target region R2 is a region between the boundary line L2 and the boundary line L3. Scanning exposure is performed on each of the first exposure target region R1 and the second exposure target region R2. That is, the exposure process includes a first scanning exposure process of scanning and exposing the first exposure target region R1 of the resist film 43, and a second scanning exposure process of scanning and exposing the second exposure target region R2 in contact with the first exposure target region R1. And

図４において、矢線は、露光工程における光源部４５ａの中心部の軌跡を示す。第１露光対象領域Ｒ１では、例えば、光源部４５ａを、境界線Ｌ１上の点ＡからＸ方向へ移動させ、境界線Ｌ２上の点Ｂに到達した後に、光源部４５ａをＹ方向とは反対の成分をもつ方向に移動させる。この例では、光源部４５ａを境界線Ｌ２に沿って点Ｂから点Ｃに移動させる。そして、光源部４５ａを点ＣからＸ方向とは反対方向に移動させ、境界線Ｌ１上の点Ｄに到達した後に、光源部４５ａをＹ方向とは反対の成分をもつ方向に移動させる。この例では、光源部４５ａを境界線Ｌ１に沿って点Ｄから点Ｅに移動させる。このように境界線Ｌ１と境界線Ｌ２との間で走査露光を繰り返し行うことにより、第１露光対象領域Ｒ１の全域を露光する。その後、第２露光対象領域Ｒ２の露光が行われる。第２露光対象領域Ｒ２についても、第１露光対象領域Ｒ１と同様に、境界線Ｌ２と境界線Ｌ３との間で走査露光を繰り返し行うことにより、第２露光対象領域Ｒ２の全域を露光する。なお、本実施形態では境界線Ｌ１と境界線Ｌ２との間を折り返しながら露光しているが、これに限られず、光源部４５ａを一方の方向へ移動させる場合に露光し、他方の方向へ移動させる場合には露光しないようにしてもよい。 In FIG. 4, the arrow indicates the locus of the center of the light source unit 45a in the exposure step. In the first exposure target region R1, for example, the light source unit 45a is moved in the X direction from the point A on the boundary line L1, and after reaching the point B on the boundary line L2, the light source unit 45a is moved in the opposite direction to the Y direction. Is moved in the direction having the component of. In this example, the light source unit 45a is moved from point B to point C along the boundary line L2. Then, the light source unit 45a is moved from the point C in a direction opposite to the X direction, and after reaching the point D on the boundary line L1, the light source unit 45a is moved in a direction having a component opposite to the Y direction. In this example, the light source unit 45a is moved from the point D to the point E along the boundary line L1. By repeatedly performing the scanning exposure between the boundary line L1 and the boundary line L2 in this manner, the entire first exposure target region R1 is exposed. After that, the second exposure target region R2 is exposed. As for the second exposure target region R2, similarly to the first exposure target region R1, the entire region of the second exposure target region R2 is exposed by repeatedly performing the scanning exposure between the boundary line L2 and the boundary line L3. In the present embodiment, the exposure is performed while folding back between the boundary line L1 and the boundary line L2. However, the present invention is not limited to this. In this case, the exposure may not be performed.

露光光４７の光強度Ｉは、目的とするレンズ面１３ａの曲率の設計値に基づき設定される。光強度Ｉについて図５を参照しながら説明する。図５（ａ）において、符合Ｑは、マイクロレンズ１３の複製形状である三次元パターンＰのプロファイルであり、目的とするレンズ面１３ａの曲率の設計値に対応する。図５（ｂ）において、符合Ｒは、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰのプロファイルである。プロファイルＲは、プロファイルＱから求められる。図５（ｃ）において、符合Ｓは、プロファイルＲから求められる光強度Ｉのプロファイルである。このプロファイルＳに基づき露光光４７の光強度Ｉが設定される。なお、プロファイルＳをプロファイルＱから求めてもよい。 The light intensity I of the exposure light 47 is set based on the designed value of the curvature of the target lens surface 13a. The light intensity I will be described with reference to FIG. In FIG. 5A, a symbol Q is a profile of a three-dimensional pattern P that is a duplicated shape of the microlens 13 and corresponds to a target design value of the curvature of the lens surface 13a. In FIG. 5B, a symbol R is a profile of a three-dimensional pattern P that is an inverted shape of the microlens 13. The profile R is obtained from the profile Q. In FIG. 5C, a symbol S is a profile of the light intensity I obtained from the profile R. The light intensity I of the exposure light 47 is set based on the profile S. Note that the profile S may be obtained from the profile Q.

露光光４７の光強度Ｉは、露光量と線形の関係にある。また、露光量が大きいほど、レジスト膜４３の除去量の制御性に優れる。このため、露光光４７の光強度Ｉが大きいほど、三次元パターンＰの制御性に優れる。本実施形態では、図５（ｃ）に示すＸＹ平面上において、目的とするレンズ面１３ａの頂点に対応する位置で露光光４７の光強度Ｉが最大とされるため、レンズ面１３ａの頂点付近におけるレンズ形状の制御性に優れる。 The light intensity I of the exposure light 47 has a linear relationship with the exposure amount. Also, the larger the exposure amount, the better the controllability of the removal amount of the resist film 43. Therefore, the greater the light intensity I of the exposure light 47, the better the controllability of the three-dimensional pattern P. In the present embodiment, the light intensity I of the exposure light 47 is maximized at a position corresponding to the target vertex of the lens surface 13a on the XY plane shown in FIG. The controllability of the lens shape is excellent.

以上の平板形金型原盤製造方法は、露光工程において、三次元パターンＰ同士の境界での露光光４７の光強度Ｉが小さくされることにより、この境界で二重露光といった多重露光の影響が抑制される。特に、露光対象領域毎に走査露光を行う場合において、露光対象領域同士の境界は二重露光の影響が顕著に出やすい部位であるが、この影響はより確実に抑制される。この結果、複数の三次元パターンＰが精度よく形成された平板形金型原盤５０が製造される。 In the above flat plate mold master manufacturing method, in the exposure step, the light intensity I of the exposure light 47 at the boundary between the three-dimensional patterns P is reduced, so that the influence of multiple exposure such as double exposure at this boundary. Is suppressed. In particular, when scanning exposure is performed for each exposure target region, the boundary between the exposure target regions is a portion where the influence of double exposure is likely to be remarkable, but this effect is more reliably suppressed. As a result, the flat mold master 50 on which the plurality of three-dimensional patterns P are formed with high precision is manufactured.

また、平板形金型原盤５０を用いて作られるマイクロレンズアレイ１０は、マイクロレンズ１３同士の境界に対応するシート部１１の部位の厚みＴ１のばらつきが抑制されている。このため、マイクロレンズアレイ１０は、シート部１１の厚みＴ１が５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であっても、曲げなどの変形に対する強度に優れる。 Further, in the microlens array 10 made using the flat mold master 50, the variation in the thickness T1 of the portion of the sheet portion 11 corresponding to the boundary between the microlenses 13 is suppressed. Therefore, the microlens array 10 is excellent in strength against deformation such as bending even when the thickness T1 of the sheet portion 11 is in the range of 50 μm or more and 300 μm or less.

成形用金型３８の製造方法について説明する。成形用金型３８は、平板形金型原盤製造工程と金型形成工程とにより製造される。平板形金型原盤製造工程は、上記平板形金型原盤製造方法により平板形金型原盤５０を製造する工程である。金型形成工程は、平板形金型原盤５０から電鋳法により成形用金型３８を形成する工程である。この金型製造方法により製造された成形用金型３８は、複数の三次元パターンＰが精度よく形成されている。平板形金型原盤製造工程については説明を省略し、金型形成工程のみ説明をする。 A method for manufacturing the molding die 38 will be described. The molding die 38 is manufactured by a flat die master manufacturing process and a die forming process. The flat mold master manufacturing process is a process of manufacturing the flat mold master 50 by the above-described flat mold master manufacturing method. The mold forming step is a step of forming the forming mold 38 from the flat mold master 50 by electroforming. A plurality of three-dimensional patterns P are accurately formed on the molding die 38 manufactured by this die manufacturing method. The description of the process of manufacturing the flat mold master is omitted, and only the process of forming the mold will be described.

金型形成工程は、電鋳法を偶数回行うことにより、平板形金型原盤５０の三次元パターンＰを複製した複製金型を、成形用金型３８として形成する工程である。本実施形態では、電鋳法を２回行っている。 The mold forming step is a step of forming, as the molding mold 38, a duplicate mold that duplicates the three-dimensional pattern P of the flat mold master 50 by performing the electroforming method an even number of times. In the present embodiment, the electroforming method is performed twice.

以下、金型形成工程について、図６及び図７を参照しながら説明する。金型形成工程は、第１導電層形成工程と、第１電鋳工程と、金型中間体形成工程と、離型処理工程と、第２導電層形成工程と、第２電鋳工程と、剥離工程とを有する。 Hereinafter, the mold forming process will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The mold forming step includes a first conductive layer forming step, a first electroforming step, a mold intermediate forming step, a release processing step, a second conductive layer forming step, a second electroforming step, Peeling step.

図６（ａ）に示すように、第１導電層形成工程は、平板形金型原盤５０の三次元パターンＰが形成された表面に第１導電層５２を形成する工程である。第１導電層５２の材料としては特に限定されるものではないが、第１電鋳工程で行われる電鋳法に適した材料であることが好ましい。第１導電層５２を形成する方法としては、スパッタリング法と金属蒸着法とＥＢ蒸着法と銀鏡反応法または無電解めっき法などがある。本実施形態では、第１導電層５２の材料をニッケルとし、スパッタリング法により第１導電層５２を形成している。 As shown in FIG. 6A, the first conductive layer forming step is a step of forming the first conductive layer 52 on the surface of the flat die master 50 on which the three-dimensional pattern P is formed. The material of the first conductive layer 52 is not particularly limited, but is preferably a material suitable for the electroforming method performed in the first electroforming step. Examples of a method for forming the first conductive layer 52 include a sputtering method, a metal evaporation method, an EB evaporation method, a silver mirror reaction method, and an electroless plating method. In this embodiment, the material of the first conductive layer 52 is nickel, and the first conductive layer 52 is formed by a sputtering method.

図６（ｂ）に示すように、第１電鋳工程は、第１導電層５２の表面に、電鋳法により第１金属膜５３を形成する工程である。第１金属膜５３の材料としては、ニッケルと、その合金または化合物とのうちいずれかが好ましく、本実施形態ではニッケルとしている。この他、第１金属膜５３の材料としては、銅と銀と金とクロムとチタンと鉄と亜鉛とのうちいずれか一種からなる金属と、これら二種以上からなる合金と、これらのうち少なくとも一種を含む化合物などが挙げられる。なお、本実施形態のように第１導電層５２と第１金属膜５３とが同じ材料で作られている場合は、第１導電層５２と第１金属膜５３との境界は視認されない場合があるが、以降の図面では説明の便宜上、破線で図示してある。 As shown in FIG. 6B, the first electroforming step is a step of forming a first metal film 53 on the surface of the first conductive layer 52 by an electroforming method. As a material of the first metal film 53, one of nickel and an alloy or a compound thereof is preferable. In the present embodiment, nickel is used. In addition, as the material of the first metal film 53, a metal made of any one of copper, silver, gold, chromium, titanium, iron, and zinc, an alloy made of two or more of these, and at least Compounds containing one kind are exemplified. When the first conductive layer 52 and the first metal film 53 are made of the same material as in the present embodiment, the boundary between the first conductive layer 52 and the first metal film 53 may not be visually recognized. However, in the following drawings, it is shown by a broken line for convenience of explanation.

図６（ｃ）に示すように、金型中間体形成工程は、第１導電層５２及び第１金属膜５３から平板形金型原盤５０を剥離することにより金型中間体５４を形成する工程である。金型中間体５４は、第１導電層５２側の表面に、マイクロレンズ１３の複製形状である三次元パターンＰが形成されている。ここで剥離は、楔（くさび）を平板形金型原盤５０と第１導電層５２との間に入れて、機械的に剥がす方法を用いた。楔はステンレス鋼（ＳＵＳ，Special Use Stainless）と鉄などの金属が好ましい。 As shown in FIG. 6C, the mold intermediate forming step is a step of forming the mold intermediate 54 by peeling the flat mold master 50 from the first conductive layer 52 and the first metal film 53. It is. The three-dimensional pattern P, which is a duplicate of the microlens 13, is formed on the surface of the mold intermediate 54 on the first conductive layer 52 side. Here, the peeling was performed by inserting a wedge between the plate-shaped mold master 50 and the first conductive layer 52 and mechanically peeling the wedge. The wedge is preferably made of a metal such as stainless steel (SUS, Special Use Stainless) and iron.

図７（ａ）に示すように、離型処理工程は、金型中間体５４の第１導電層５２に離型処理を行うことにより、第１導電層５２上に離型層５５を形成する工程である。離型層５５は、第１導電層５２と後述の第２導電層５６とを剥離し易くするためのものである。離型層５５の材料としては、フッ素系離型剤とＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などがある。離型層５５を形成する方法としては、スピンコート法やディップ法などがある。本実施形態では、離型層５５の材料をダイキン工業（株）製オプツールＨＤとし、ディップ法により離型層５５を形成している。 As shown in FIG. 7A, in the release processing step, a release processing is performed on the first conductive layer 52 of the mold intermediate body 54 to form a release layer 55 on the first conductive layer 52. It is a process. The release layer 55 is for facilitating separation of the first conductive layer 52 and a second conductive layer 56 described later. Examples of the material of the release layer 55 include a fluorine-based release agent and PDMS (polydimethylsiloxane). Examples of a method for forming the release layer 55 include a spin coating method and a dipping method. In the present embodiment, the material of the release layer 55 is Optool HD manufactured by Daikin Industries, Ltd., and the release layer 55 is formed by a dipping method.

図７（ｂ）に示すように、第２導電層形成工程は、離型層５５の表面に第２導電層５６を形成する工程である。第２導電層５６の材料としては特に限定されるものではないが、第２電鋳工程で行われる電鋳法に適した材料であることが好ましい。第２導電層５６を形成する方法としては、スパッタリング法と金属蒸着法とＥＢ蒸着法と銀鏡反応法または無電解めっき法などがある。本実施形態では、第２導電層５６の材料をニッケルとし、スパッタリング法により第２導電層５６を形成している。 As shown in FIG. 7B, the second conductive layer forming step is a step of forming the second conductive layer 56 on the surface of the release layer 55. The material of the second conductive layer 56 is not particularly limited, but is preferably a material suitable for the electroforming method performed in the second electroforming step. Examples of a method for forming the second conductive layer 56 include a sputtering method, a metal evaporation method, an EB evaporation method, a silver mirror reaction method, and an electroless plating method. In the present embodiment, the material of the second conductive layer 56 is nickel, and the second conductive layer 56 is formed by a sputtering method.

図７（ｃ）に示すように、第２電鋳工程は、第２導電層５６の表面に、電鋳法により第２金属膜５７を形成する工程である。第２金属膜５７の材料としては、ニッケルと、その合金または化合物とのうちいずれかが好ましく、本実施形態ではニッケルとしている。この他、第２金属膜５７の材料としては、銅と銀と金とクロムとチタンと鉄と亜鉛とのうちいずれか一種からなる金属と、これら二種以上からなる合金と、これらのうち少なくとも一種を含む化合物などが挙げられる。なお、本実施形態のように第２導電層５６と第２金属膜５７とが同じ材料で作られている場合は、第２導電層５６と第２金属膜５７との境界は視認されない場合があるが、以降の図面では説明の便宜上、破線で図示してある。 As shown in FIG. 7C, the second electroforming step is a step of forming a second metal film 57 on the surface of the second conductive layer 56 by an electroforming method. As a material of the second metal film 57, one of nickel and an alloy or a compound thereof is preferable. In the present embodiment, nickel is used. In addition, as a material of the second metal film 57, a metal made of any one of copper, silver, gold, chromium, titanium, iron, and zinc, an alloy made of two or more of these, and at least Compounds containing one kind are exemplified. When the second conductive layer 56 and the second metal film 57 are made of the same material as in the present embodiment, the boundary between the second conductive layer 56 and the second metal film 57 may not be visually recognized. However, in the following drawings, it is shown by a broken line for convenience of explanation.

図７（ｄ）に示すように、剥離工程は、第２導電層５６から第１導電層５２を剥離する工程である。ここで剥離は、楔を第１導電層５２と第２導電層５６との間、すなわち離型層５５に入れて、機械的に剥がす方法を用いた。クサビはステンレス鋼と鉄などの金属が好ましい。剥離後の第２導電層５６の表面には平板形金型原盤５０の三次元パターン、すなわち、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰが複製されている。このため、第２導電層５６と第２金属膜５７とは、平板形金型原盤５０の複製金型とされ、成形用金型３８として用いられる。 As shown in FIG. 7D, the peeling step is a step of peeling the first conductive layer 52 from the second conductive layer 56. Here, the peeling was performed by a method in which a wedge was placed between the first conductive layer 52 and the second conductive layer 56, that is, in the release layer 55, and mechanically peeled off. The wedge is preferably a metal such as stainless steel and iron. On the surface of the second conductive layer 56 after peeling, the three-dimensional pattern of the flat mold master 50, that is, the three-dimensional pattern P that is the inverted shape of the microlens 13 is duplicated. For this reason, the second conductive layer 56 and the second metal film 57 are used as a duplicate mold of the plate-shaped mold master 50 and used as the molding mold 38.

成形用金型３８の最も薄い部分の厚みＴ２は、２０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。厚みＴ２が２０μｍ以上であることにより２０μｍ未満である場合に比べて、成形用金型３８の曲げなどの変形に対する強度が高く、厚みＴ２が５００μｍ以下であることにより５００μｍよりも大きい場合に比べて、成形用金型３８の曲げなどの変形が容易とされる。このため、成形用金型３８は、ロール材３７への巻き付け時に割れなどにより破損することなく、かつ、ロール材３７に容易に巻き付けられる。厚みＴ２は、１００μｍ以上４００μｍ以下の範囲内であることがより好ましく、１５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることがさらに好ましい。本実施形態では、厚みＴ２を２００μｍとしている。 The thickness T2 of the thinnest part of the molding die 38 is preferably in the range of 20 μm or more and 500 μm or less. When the thickness T2 is 20 μm or more, the strength against deformation such as bending of the molding die 38 is higher than when the thickness T2 is less than 20 μm, and compared to the case where the thickness T2 is 500 μm or less, which is larger than 500 μm. Thus, deformation such as bending of the molding die 38 is facilitated. For this reason, the molding die 38 is easily wound around the roll material 37 without being damaged by cracking or the like when wound around the roll material 37. The thickness T2 is more preferably in the range from 100 μm to 400 μm, and even more preferably in the range from 150 μm to 300 μm. In the present embodiment, the thickness T2 is set to 200 μm.

なお、金型中間体形成工程で作られる金型中間体５４を成形用金型としてもよい。成形用金型としての金型中間体５４には、複数の三次元パターンＰが精度よく形成されている。金型中間体５４を成形用金型として使用した場合は、複数の凹レンズが配されたレンズ成形体が製造される。 The mold intermediate 54 produced in the mold intermediate forming step may be used as a molding mold. A plurality of three-dimensional patterns P are formed with high accuracy on a mold intermediate 54 as a molding mold. When the mold intermediate 54 is used as a molding mold, a lens molded body having a plurality of concave lenses is manufactured.

また、上記金型製造方法では、金型形成工程において、電鋳法を偶数回行っているが、この電鋳法を奇数回行ってもよい。この場合は、平板形金型原盤５０の反転金型が製造される。平板形金型原盤５０の反転金型には、複数の三次元パターンＰが精度よく形成されている。この反転金型の三次元パターンＰは、凸レンズとしてのマイクロレンズ１３の複製形状である。このため、上記反転金型を成形用金型として使用した場合は、複数の凹レンズが配されたレンズ成形体が製造される。 Further, in the mold manufacturing method, the electroforming method is performed an even number of times in the mold forming step, but the electroforming method may be performed an odd number of times. In this case, an inverted mold of the flat mold master 50 is manufactured. A plurality of three-dimensional patterns P are accurately formed on the reversing mold of the flat mold master 50. The three-dimensional pattern P of the inverted mold has a duplicated shape of the micro lens 13 as a convex lens. For this reason, when the reversing mold is used as a molding mold, a lens molded body having a plurality of concave lenses is manufactured.

ロール金型３２の製造方法について説明する。ロール金型３２は、金型製造工程とロール金型形成工程とにより製造される。金型製造工程は、上記金型製造方法により成形用金型３８を製造する工程である。この金型製造工程については説明を省略する。 A method for manufacturing the roll mold 32 will be described. The roll die 32 is manufactured by a die manufacturing process and a roll die forming process. The die manufacturing process is a process of manufacturing the molding die 38 by the above-described die manufacturing method. The description of the mold manufacturing process is omitted.

ロール金型形成工程は、成形用金型３８をロール材３７に巻き付けることによりロール金型３２を形成する工程である。ロール金型形成工程は、接着層形成工程と巻き付け工程とを有する。 The roll mold forming step is a step of forming the roll mold 32 by winding the forming mold 38 around the roll material 37. The roll mold forming step includes an adhesive layer forming step and a winding step.

図８（ａ）に示すように、接着層形成工程は、成形用金型３８の三次元パターンＰが形成されている表面とは反対側の表面に接着層６０を形成する工程である。接着層６０の材料としては、例えばアクリル系粘着剤などが用いられる。本実施形態では、接着層６０の材料を日東電工株式会社製の両面接着テープＬＡ−５０（厚さ：５０μｍ）とした。 As shown in FIG. 8A, the adhesive layer forming step is a step of forming the adhesive layer 60 on the surface of the molding die 38 opposite to the surface on which the three-dimensional pattern P is formed. As a material of the adhesive layer 60, for example, an acrylic adhesive or the like is used. In the present embodiment, the material of the adhesive layer 60 is a double-sided adhesive tape LA-50 (thickness: 50 μm) manufactured by Nitto Denko Corporation.

図８（ｂ）に示すように、巻き付け工程は、成形用金型３８をロール材３７の周面に巻き付ける工程である。成形用金型３８は、三次元パターンＰが形成されている表面を外側にした状態でロール材３７に巻き付けられる。これによりロール金型３２が得られる。この例では、接着層６０によりロール材３７と成形用金型３８とを貼り合わせている。このロール金型製造方法により製造されたロール金型３２は、複数の三次元パターンＰが精度よく形成されている。また、成形用金型３８を、三次元パターンＰが形成されている表面が外側になるように円筒状にした状態で端部同士を溶接で固定することにより、予め円筒状の成形用金型３８を作っておき、この円筒状の成形用金型３８をロール材３７にはめ込んでも良い。 As shown in FIG. 8B, the winding step is a step of winding the molding die 38 around the peripheral surface of the roll material 37. The molding die 38 is wound around the roll material 37 with the surface on which the three-dimensional pattern P is formed facing outward. Thereby, the roll mold 32 is obtained. In this example, the roll material 37 and the molding die 38 are bonded by the adhesive layer 60. A plurality of three-dimensional patterns P are accurately formed on the roll mold 32 manufactured by the roll mold manufacturing method. In addition, by fixing the ends of the molding die 38 by welding in a state where the molding die 38 is formed in a cylindrical shape so that the surface on which the three-dimensional pattern P is formed is outside, a cylindrical molding die is previously formed. Alternatively, the cylindrical molding die 38 may be fitted into the roll material 37.

なお、巻き付け工程後に、ロール金型３２の周面に離型処理を行うことにより離型層を形成する離型処理工程を行ってもよい。ロール金型３２に離型処理を行うことより、塗膜２２に複数のマイクロレンズ１３を形成する精度がより向上する。 After the winding step, a release processing step of forming a release layer by performing a release processing on the peripheral surface of the roll mold 32 may be performed. By performing the release process on the roll mold 32, the accuracy of forming the plurality of microlenses 13 on the coating film 22 is further improved.

なお、塗布液２６に用いるポリマーとしては、上記実施形態のように透明な光硬化性のポリマーに限られず、透明な熱硬化性のポリマーでもよい。塗布液２６に用いるポリマーを熱硬化性のポリマーとする場合には、光源３３の代わりに、ヒータなどの熱源が設けられる。 The polymer used for the coating liquid 26 is not limited to a transparent photocurable polymer as in the above embodiment, but may be a transparent thermosetting polymer. When the polymer used for the coating liquid 26 is a thermosetting polymer, a heat source such as a heater is provided instead of the light source 33.

レジスト膜４３の形成に用いる感光性樹脂は、本実施形態ではポジ型レジストとしているが、ネガ型レジストとしてもよい。ネガ型レジストは、現像工程において現像液を吸収して膨張する場合がある。このため、三次元パターンＰの形成精度の観点では、レジスト膜４３の形成に用いる感光性樹脂は、ポジ型レジストであることが好ましい。 The photosensitive resin used for forming the resist film 43 is a positive resist in the present embodiment, but may be a negative resist. A negative resist may expand by absorbing a developing solution in a developing step. Therefore, from the viewpoint of the formation accuracy of the three-dimensional pattern P, the photosensitive resin used for forming the resist film 43 is preferably a positive resist.

なお、上記実施形態では、露光工程において、光源部４５ａから射出する露光光４７の光強度Ｉを増減させながら走査露光を行っているが、光源部４５ａから射出する露光光４７の光強度Ｉを一定とし、グレースケールマスクを用いて露光対象領域毎に移動させながら露光を行っても良い。グレースケールマスクの光透過率の分布は、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰのプロファイルＲに基づき設計される。これにより、露光工程では、グレースケールマスクの光透過率の分布に応じて、露光光４７の光強度Ｉがレジスト膜４３の膜面の面方向において異なる露光が行われ、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度を面方向において変化させる。 In the above embodiment, in the exposure step, the scanning exposure is performed while increasing or decreasing the light intensity I of the exposure light 47 emitted from the light source unit 45a, but the light intensity I of the exposure light 47 emitted from the light source unit 45a is reduced. Exposure may be performed while keeping the distance constant for each exposure target area using a grayscale mask. The light transmittance distribution of the gray scale mask is designed based on the profile R of the three-dimensional pattern P that is the inverted shape of the microlens 13. Accordingly, in the exposure step, exposure is performed in which the light intensity I of the exposure light 47 differs in the surface direction of the resist film 43 in accordance with the light transmittance distribution of the gray scale mask. Is changed in the plane direction.

１０マイクロレンズアレイ
１１シート部
１１ａシート面
１２レンズ部
１３マイクロレンズ
１３ａレンズ面
１５フィルム製造装置
１６光学フィルム
１７送出機
１８塗布機
１９形状付与装置
２０フィルムベース
２１駆動ローラ
２２塗膜
２６塗布液
３１支持ローラ
３２ロール金型
３３光源
３３ａコントローラ
３５モータ
３７ロール材
３８成形用金型
３９圧力調整機
４０モータ
４２基板
４３レジスト膜
４５露光装置
４５ａ光源部
４６移動機構
４７露光光
５０平板形金型原盤
５２第１導電層
５３第１金属膜
５４金型中間体
５５離型層
５６第２導電層
５７第２金属膜
６０接着層
Ｉ光強度
Ｌ１境界線
Ｌ２境界線
Ｌ３境界線
Ｐ三次元パターン
Ｑマイクロレンズの複製形状である三次元パターンのプロファイル
Ｒマイクロレンズの反転形状である三次元パターンのプロファイル
Ｓ光強度のプロファイル
Ｒ１第１露光対象領域
Ｒ２第２露光対象領域
Ｔ１シート部の厚み
Ｔ２成形用金型の最も薄い部分の厚み DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Micro lens array 11 Sheet part 11a Sheet surface 12 Lens part 13 Micro lens 13a Lens surface 15 Film manufacturing device 16 Optical film 17 Sending machine 18 Coating machine 19 Shape giving device 20 Film base 21 Drive roller 22 Coating film 26 Coating liquid 31 Support Roller 32 Roll mold 33 Light source 33a Controller 35 Motor 37 Roll material 38 Molding mold 39 Pressure regulator 40 Motor 42 Substrate 43 Resist film 45 Exposure device 45a Light source unit 46 Moving mechanism 47 Exposure light 50 Flat mold master 52 1 conductive layer 53 first metal film 54 mold intermediate 55 release layer 56 second conductive layer 57 second metal film 60 adhesive layer I light intensity L1 boundary line L2 boundary line L3 boundary line P three-dimensional pattern Q micro lens Of a three-dimensional pattern Thinnest portion thickness of profile R microlens reverse shape in which three-dimensional pattern thickness T2 mold of the profile S light intensity profile R1 of the first exposure area R2 second exposure area T1 seat

Claims

複数の凸レンズが配されたレンズ成形体の製造に用いられ、レジスト膜を露光した後に現像することにより前記凸レンズの曲率をもつ三次元パターンを複数形成する平板形金型原盤製造方法において、
前記凸レンズの反転形状である前記三次元パターンのプロファイルに基づき、露光光の光強度が前記レジスト膜の膜面の面方向において異なる前記露光を行う露光工程と、
前記露光工程を経たレジスト膜を現像することにより前記三次元パターンを形成する現像工程と、
を有し、
前記三次元パターンは、前記凸レンズに対応する凹部であり、
前記凹部の中心部分は、前記露光光の光強度を大きくすることにより、前記レジストの除去量である露光深さが深く形成され、
前記凹部の周縁部は、前記露光光の光強度を小さくすることにより、前記露光深さが浅く形成され、
前記露光工程は、区画された露光対象領域毎に、前記露光を行い、
前記露光対象領域は、前記露光光の光強度が小さく前記露光深さの浅い前記凹部同士の境界部分で区画されることによって形成される平板形金型原盤製造方法。 A plurality of convex lenses are used in the manufacture of a lens molded body provided, a flat mold die manufacturing method for forming a plurality of three-dimensional patterns having the curvature of the convex lens by developing after exposing a resist film,
Based on the profile of the three-dimensional pattern is an inverted shape of the convex lens, the light exposure of the light intensity of the exposure light performing the different exposure in the surface direction of the film surface of the resist film, the exposure step,
A developing step of forming the three-dimensional pattern by developing the resist film after the exposure step;
Has ,
The three-dimensional pattern is a concave portion corresponding to the convex lens,
The central portion of the concave portion is formed by increasing the light intensity of the exposure light, so that the exposure depth that is the removal amount of the resist is deep,
The periphery of the concave portion is formed such that the exposure depth is shallow by reducing the light intensity of the exposure light,
In the exposing step, the exposing is performed for each of the divided exposure target areas,
The method of manufacturing a flat plate mold master , wherein the exposure target region is formed by being partitioned at a boundary between the concave portions having a small light intensity of the exposure light and a shallow exposure depth .

前記レンズ成形体は、前記凸レンズとしてのマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイである請求項１に記載の平板形金型原盤製造方法。 The method of claim 1 , wherein the lens molded body is a microlens array in which microlenses serving as the convex lenses are arranged.

請求項１または２に記載の平板形金型原盤製造方法により平板形金型原盤を製造する平板形金型原盤製造工程と、
前記平板形金型原盤から電鋳法により前記レンズ成形体の成形用金型を形成する金型形成工程と、
を有する金型製造方法。 A flat mold master manufacturing process for manufacturing a flat mold master by the flat mold master manufacturing method according to claim 1 or 2 ,
A mold forming step of forming a mold for molding the lens molded body by electroforming from the flat mold master,
A mold manufacturing method having the following.

前記金型形成工程は、前記電鋳法を偶数回行うことにより、前記平板形金型原盤の前記三次元パターンを複製した複製金型を、前記成形用金型として形成する請求項３に記載の金型製造方法。 It said mold forming step, by performing an even number of times the electroforming, wherein the duplicate mold duplicating the three-dimensional pattern of the flat plate shaped mold master, to claim 3, formed as the mold Mold manufacturing method.

請求項３または４に記載の金型製造方法により成形用金型を製造する金型製造工程と、
前記成形用金型をロール材に巻き付けることによりロール金型を形成するロール金型形成工程と、
を有するロール金型製造方法。 A mold manufacturing process for manufacturing a molding die by the mold manufacturing method according to claim 3 or 4 ,
A roll mold forming step of forming a roll mold by winding the forming mold around a roll material,
Roll mold manufacturing method having