JPH10187014A - Hologram element manufacturing device, and manufacturing method for hologram element - Google Patents
Hologram element manufacturing device, and manufacturing method for hologram elementInfo
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- JPH10187014A JPH10187014A JP34704696A JP34704696A JPH10187014A JP H10187014 A JPH10187014 A JP H10187014A JP 34704696 A JP34704696 A JP 34704696A JP 34704696 A JP34704696 A JP 34704696A JP H10187014 A JPH10187014 A JP H10187014A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はＣＤ，ＣＤ―ＲＯ
Ｍ，ＭＤ，ＬＤ等の光ディスク用ピックアップ部品等に
使用するホログラム素子製造装置及びホログラム素子の
製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a CD, a CD-RO
The present invention relates to a hologram element manufacturing apparatus and a hologram element manufacturing method used for pickup parts for optical disks such as M, MD, and LD.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ディスク用ピックアップ部品として使
用されるホログラム素子は、通常数ｍｍ角の大きさであ
り、大量かつ安価に製造することを目的として、大型の
光透過性基板上に一括して複数個の素子を形成した後、
分断して使用している。ホログラム素子には、きわめて
微細な回折格子が精密に形成されている。2. Description of the Related Art A hologram element used as a pickup component for an optical disk is usually several mm square, and a plurality of hologram elements are collectively mounted on a large light-transmitting substrate for the purpose of mass production at low cost. After forming the elements,
We use by dividing. An extremely fine diffraction grating is precisely formed on the hologram element.
【０００３】この回折格子を形成する方法としては、半
導体装置の製造方法を利用する方法（図５）、及び、一
般にフォトポリマ法（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ：以下
２Ｐ法と称す）と呼ばれる成形方法によって製造する方
法（図６，図７）等、種々の製法が知られている。As a method of forming the diffraction grating, a method utilizing a method of manufacturing a semiconductor device (FIG. 5) and a method of manufacturing by a molding method generally called a photopolymer method (hereinafter referred to as a 2P method). Various manufacturing methods such as (FIGS. 6 and 7) are known.
【０００４】まず、図５を用いて半導体装置の製造方法
を利用するホログラム素子の製造方法について説明す
る。ここでは、図５（１）に示すガラス基板１１を直接
加工することで微細パターンを形成する。まず、図５
（２）に示すように、ガラス基板１１の片面に感光性材
料１２をスピンコート法等によって塗布する。次に、感
光性材料１２に上記微細パターンに対応する所定のパタ
ーンをフォトリソグラフィによって形成する（図５
（３））。その後、上記所定のパターンの感光性材料１
２をマスクとして、ＣＦ4やＣＨＦ3等のガス雰囲気中で
反応性イオンエッチング法を行うことで、ガラス基板１
１に微細パターンを形成する（図５（４））。このと
き、感光性材料１２も同時に加工されるが、ガラス基板
１１の加工レートと感光性材料１２の加工レートとの関
係をあらかじめ把握しておき、ガラス基板１１に所定の
深さのパターンが形成された後も感光性材料１２がガラ
ス基板上に残留するように感光性材料１２の塗布厚さを
決定しておけば、問題はない。次に、ガラス基板上１１
に残留した感光性材料１２を、溶剤で除去するか、酸素
ガス雰囲気中で灰化除去する（図５（５））。以上の方
法により、ガラス基板１１上に形成された微細パターン
は、図５（６）に示すように、最終的に必要とされる形
状を有する複数のホログラム素子に分割される。First, a method of manufacturing a hologram element using a method of manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIG. Here, a fine pattern is formed by directly processing the glass substrate 11 shown in FIG. First, FIG.
As shown in (2), a photosensitive material 12 is applied to one surface of a glass substrate 11 by a spin coating method or the like. Next, a predetermined pattern corresponding to the fine pattern is formed on the photosensitive material 12 by photolithography (FIG. 5).
(3)). Thereafter, the photosensitive material 1 having the predetermined pattern
By performing reactive ion etching in a gas atmosphere such as CF 4 or CHF 3 using mask 2 as a mask, glass substrate 1
1 (FIG. 5D). At this time, the photosensitive material 12 is also processed at the same time, but the relationship between the processing rate of the glass substrate 11 and the processing rate of the photosensitive material 12 is grasped in advance, and a pattern having a predetermined depth is formed on the glass substrate 11. If the application thickness of the photosensitive material 12 is determined so that the photosensitive material 12 remains on the glass substrate even after the application, there is no problem. Next, on the glass substrate 11
The remaining photosensitive material 12 is removed by a solvent or incinerated in an oxygen gas atmosphere (FIG. 5 (5)). By the above method, the fine pattern formed on the glass substrate 11 is divided into a plurality of hologram elements having a finally required shape as shown in FIG.
【０００５】以上示した半導体装置の製造方法を利用す
るホログラム素子の製造方法（図５）では、反応性イオ
ンエッチングの工程に多くの時間を要し、製造効率が上
がらないという問題がある。In the method of manufacturing a hologram element using the method of manufacturing a semiconductor device described above (FIG. 5), there is a problem that the reactive ion etching process requires a lot of time and the manufacturing efficiency is not improved.
【０００６】この問題を解決して、効率良く安価にホロ
グラム素子を製造する方法として、上記の２Ｐ法があ
る。以下に、図６を用いて、２Ｐ法によるホログラム素
子の製造方法を説明する。As a method for solving this problem and efficiently and inexpensively manufacturing a hologram element, there is the above-mentioned 2P method. Hereinafter, a method of manufacturing a hologram element by the 2P method will be described with reference to FIG.
【０００７】ここでは、図６（１）に示すように、あら
かじめ微細パターンが作製された原盤２が用意され、こ
の原盤２上に紫外線硬化型樹脂３が塗布される。続い
て、図６（２）に示すように、紫外線硬化型樹脂３を介
して原盤２上に光透過性基板１を配置する。そして、必
要であれば加圧しながら、紫外線硬化型樹脂３を光透過
性基板１と原盤２で形成される空間に充分圧し広げる。
その後、紫外線を照射することによって紫外線効果型樹
脂３を硬化させ、図６（３）に示すように、光透過性基
板１と原盤２を剥離する。ここで、硬化した樹脂３が光
透過性基板１側に接着されている状態を形成するには
（即ち、光透過性基板１側に回折格子を形成するに
は）、紫外線効果型樹脂３として硬化後において原盤２
より光透過性基板１との接着性に優れるような材料を選
択する、もしくは、前処理によって光透過性基板１との
接着性を向上させておくことが必要である。Here, as shown in FIG. 6A, a master 2 on which a fine pattern has been previously prepared is prepared, and an ultraviolet curable resin 3 is applied on the master 2. Subsequently, as shown in FIG. 6B, the light-transmitting substrate 1 is arranged on the master 2 via the ultraviolet-curable resin 3. Then, the UV-curable resin 3 is sufficiently pressed and spread over the space formed by the light-transmitting substrate 1 and the master 2 while pressing, if necessary.
After that, the ultraviolet-ray-effect resin 3 is cured by irradiating ultraviolet rays, and the light-transmissive substrate 1 and the master 2 are separated as shown in FIG. Here, in order to form a state in which the cured resin 3 is bonded to the light transmitting substrate 1 side (that is, to form a diffraction grating on the light transmitting substrate 1 side), the ultraviolet light effect type resin 3 is used. Master 2 after curing
It is necessary to select a material that is more excellent in adhesion to the light-transmitting substrate 1 or to improve the adhesion to the light-transmitting substrate 1 by pretreatment.
【０００８】なお、ここでは、光透過性基板１の一方側
の表面にのみ回折格子を形成する場合について説明した
が、光透過性基板１の両面に回折格子を形成する場合に
は、図７に示すようにして製造を行う。Here, the case where the diffraction grating is formed only on one surface of the light transmitting substrate 1 has been described. However, when forming the diffraction grating on both surfaces of the light transmitting substrate 1, FIG. The production is performed as shown in FIG.
【０００９】まず、光透過性基板２の両面に形成する回
折格子の形状に応じた微細パターンを有する原盤２，
２’が用意され、図７（１）に示すように原盤２上及び
光透過性基板１の原盤２’に対向する表面に紫外線効果
型樹脂３が塗布される。続いて、図７（２）に示すよう
に、紫外線硬化型樹脂３を介して原盤２上に光透過性基
板１を、光透過性基板１上に原盤２’を配置する。そし
て、必要であれば加圧しながら、紫外線硬化型樹脂３を
光透過性基板１と原盤２，２’で形成される空間に充分
圧し広げる。その後、紫外線を照射することによって紫
外線効果型樹脂３を硬化させ、図７（３）に示すよう
に、光透過性基板１と原盤２，２’を剥離する。これに
より、光透過性基板１の両面に回折格子の形成されたホ
ログラム素子を形成できる。First, a master 2 having a fine pattern corresponding to the shape of a diffraction grating formed on both surfaces of a light-transmitting substrate 2
2 ′ is prepared, and as shown in FIG. 7A, an ultraviolet-effect resin 3 is applied to the master 2 and the surface of the light-transmitting substrate 1 facing the master 2 ′. Subsequently, as shown in FIG. 7B, the light-transmitting substrate 1 is arranged on the master 2 and the master 2 ′ is arranged on the light-transmitting substrate 1 via the ultraviolet-curable resin 3. Then, if necessary, while applying pressure, the ultraviolet curable resin 3 is sufficiently pressed and spread over the space formed by the light transmitting substrate 1 and the masters 2 and 2 ′. After that, the ultraviolet-ray-effect resin 3 is cured by irradiating ultraviolet rays, and as shown in FIG. Thereby, a hologram element having diffraction gratings formed on both surfaces of the light transmitting substrate 1 can be formed.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記した図６並びに図
７に示した２Ｐ法によれば、製造工程を簡単化すること
ができる反面、光透過性基板と紫外線効果型樹脂との間
の接着強度が弱い等の解決すべき多くの課題を有してい
る。According to the 2P method shown in FIGS. 6 and 7, the manufacturing process can be simplified, but the bonding between the light-transmitting substrate and the ultraviolet-effect resin can be simplified. There are many problems to be solved such as low strength.
【００１１】上記課題の解決に関して、例えば、特開平
４―３７２９０１号公報には紫外線硬化型樹脂と光透過
性基板の接着強度向上方法が記載されている。ここで
は、光透過性基板の紫外線効果型樹脂が接着される面を
予めプラズマ処理することや基板材料，紫外線硬化型樹
脂の改良によりそれらの間の密着性を向上させる。In order to solve the above-mentioned problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-372901 discloses a method for improving the adhesive strength between an ultraviolet-curable resin and a light-transmitting substrate. Here, the surface of the light-transmitting substrate to which the ultraviolet-effect resin is adhered is subjected to plasma treatment in advance, and the adhesion between them is improved by improving the substrate material and the ultraviolet-curable resin.
【００１２】しかしながら、密着性の問題は、製造方法
によっても大きく左右し、同―の基板、同―の樹脂材料
を用いて２Ｐ成形を行っても、ある場合には、基板と樹
脂との密着性が悪く剥離テストで容易に剥離してしまう
が、ある場合には全く剥離が生じないという現象が生じ
る。この現象は、特に、基板外周部で顕著であった。ま
た、成形直後は密着性が良好であっても、信頼性試験後
に密着性が悪くなるようなことも発生する。However, the problem of adhesion depends greatly on the manufacturing method. Even if 2P molding is performed using the same substrate and the same resin material, in some cases, the adhesion between the substrate and the resin may be reduced. Although it is poor in property and easily peeled off in a peeling test, in some cases, a phenomenon occurs in which no peeling occurs. This phenomenon was particularly remarkable in the outer peripheral portion of the substrate. Further, even if the adhesion is good immediately after molding, the adhesion may deteriorate after the reliability test.
【００１３】上記密着性を改善するために、光透過性基
板の外周部にセンサを設けておき、このセンサにより光
透過性基板の外周部にまで紫外線硬化型樹脂が到達した
ことを検知してから、紫外線を照射することも考えられ
るが、この方法によってもやはり、場合に応じて剥離が
生じてしまい問題である。In order to improve the adhesion, a sensor is provided on the outer periphery of the light-transmitting substrate, and the sensor detects that the ultraviolet-curable resin has reached the outer periphery of the light-transmitting substrate. Therefore, it is conceivable to irradiate with ultraviolet rays. However, this method also has a problem in that peeling occurs as occasion demands.
【００１４】また、光透過性基板の両面に微細パターン
を形成とする場合に、紫外線効果型樹脂が不均一に広が
りってしまうという問題もある。図７に示したような従
来の形成方法では、液体状の紫外線硬化型樹脂に挟まれ
て光透過性基板が設置された状態になっているので、加
圧力に分布があったり上下の原盤の平行度が少しでも狂
うと、両面に均一に樹脂が広がらなくなってしまう。そ
の結果、一枚の成形品から取れるホログラム素子の個数
が少なくなり、歩留まりが低下する。Further, when a fine pattern is formed on both surfaces of the light-transmitting substrate, there is a problem that the ultraviolet-effect resin spreads unevenly. In the conventional forming method as shown in FIG. 7, since the light-transmitting substrate is placed between the liquid UV-curable resins, the pressing force has a distribution or If the degree of parallelism goes wrong even a little, the resin will not spread uniformly on both sides. As a result, the number of hologram elements that can be obtained from one molded product decreases, and the yield decreases.
【００１５】本発明は、以上の点に鑑み、紫外線硬化型
樹脂と基板との密着性を恒常的に確保し、かつ、１枚の
基板内にできるだけ多くの微細パターンを形成できるホ
ログラム素子の製造装置、並びに、２Ｐ法によって光透
過性基板の両面に精密な微細パターンを形成できるホロ
グラム素子の製造方法を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention provides a method of manufacturing a hologram element capable of constantly ensuring the adhesion between an ultraviolet curable resin and a substrate and forming as many fine patterns as possible on a single substrate. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method of manufacturing a hologram element capable of forming a precise fine pattern on both surfaces of a light transmitting substrate by a 2P method.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明のホログラム素子
製造装置は、光透過性基板と微細パターンの形成された
原盤とを、紫外線効果型樹脂を介して密着させる位置合
わせ手段と、前記密着の行われた状態で紫外線を照射し
て前記紫外線効果型樹脂を硬化することにより、前記光
透過性基板に前記微細パターンの転写された前記紫外線
効果型樹脂を接着する紫外線照射手段と、を有してなる
ホログラム素子製造装置において、前記密着開始から一
定時間経過後に前記紫外線照射手段に紫外線を照射せし
める紫外線制御手段を有しているものである。According to the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a hologram element, comprising: a positioning means for bringing a light-transmitting substrate and a master on which a fine pattern is formed into close contact with each other via an ultraviolet-ray type resin; UV irradiation means for irradiating ultraviolet rays in the performed state to cure the ultraviolet effect type resin, thereby bonding the ultraviolet effect type resin having the fine pattern transferred to the light transmitting substrate. The apparatus for manufacturing a hologram element comprises an ultraviolet control means for irradiating the ultraviolet irradiation means with ultraviolet light after a predetermined time has passed from the start of the close contact.
【００１７】本発明のホログラム素子の製造方法は、光
透過性基板の両面に微細パターンの転写された紫外線効
果型樹脂を接着するホログラム素子の製造方法におい
て、光透過性基板の一方の面を紫外線効果型樹脂を介し
て微細パターンの形成された原盤に密着させ、紫外線を
照射することで、前記一方の面に前記微細パターンの転
写された紫外線効果型樹脂を接着する工程と、該工程の
後、光透過性基板の他方の面を紫外線効果型樹脂を介し
て微細パターンの形成された原盤に密着させ、紫外線を
照射することで、前記他方の面に前記微細パターンの転
写された紫外線効果型樹脂を接着する工程と、を含むも
のである。The method for manufacturing a hologram element according to the present invention is a method for manufacturing a hologram element in which an ultraviolet-effect resin having a fine pattern transferred thereon is adhered to both surfaces of a light-transmitting substrate. A step of adhering the ultraviolet-effect resin to which the fine pattern has been transferred onto the one surface by irradiating ultraviolet rays onto the master on which the fine pattern is formed via the effect-type resin, and after the step; By bringing the other surface of the light-transmitting substrate into close contact with the master on which the fine pattern is formed via the ultraviolet-effect resin, and irradiating with ultraviolet light, the ultraviolet-effect type having the fine pattern transferred to the other surface. Bonding a resin.
【００１８】以下、本発明の作用を説明する。Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
【００１９】本発明のホログラム素子製造装置では、紫
外線硬化型樹脂と光透過性基板とが接触してから十分の
時間が経過してから、紫外線照射を行うため、恒常的に
密着性を上げることができ、信頼性を向上できる。In the hologram element manufacturing apparatus of the present invention, the ultraviolet irradiation is performed after a sufficient time has passed since the ultraviolet-curable resin and the light-transmitting substrate are in contact with each other. And reliability can be improved.
【００２０】また、本発明のホログラム素子の製造方法
では、光透過性基板の片側の面毎に微細パターンを形成
するため、加圧力や平行度のばらつきによらず、均一に
樹脂を広げることが可能となる。In the method of manufacturing a hologram element according to the present invention, since a fine pattern is formed on each surface of one side of the light-transmitting substrate, the resin can be uniformly spread regardless of variations in the pressing force and the parallelism. It becomes possible.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明のホログラム素子製
造装置の一構成例を示す概略ブロック図である。まず、
このホログラム製造装置により光透過性基板の片面のみ
に微細パターンを形成する方法について説明する。図２
はその製造工程を説明する図である。図１，図２に基づ
き、このホログラム素子の製造方法について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing one configuration example of the hologram element manufacturing apparatus of the present invention. First,
A method of forming a fine pattern on only one surface of the light transmitting substrate by using the hologram manufacturing apparatus will be described. FIG.
FIG. 4 is a view for explaining the manufacturing process. A method for manufacturing the hologram element will be described with reference to FIGS.
【００２２】まず、光透過性基板１と微細パターンを有
する原盤２を用意し、ホログラム素子製造装置に設置す
る。次に、樹脂滴下部１００が光透過性基板１上に紫外
線硬化型樹脂３を滴下する。続いて、位置合わせ部１０
１が光透過性基板１の上記紫外線硬化型樹脂３の滴下さ
れた面と上記原盤２の微細パターンの形成面とを対向さ
せて位置合わせする。そして、光透過性基板１と原盤２
とを紫外線硬化型樹脂３を介して密着させる。光透過性
基板１の表面には加圧センサ１０２が設けられており、
上記位置合わせ部１０１の動作により紫外線硬化型樹脂
３が加圧（密着）されたことを検知する。加圧センサ１
０２が加圧開始を検知した時点から、タイマー１０３が
予め定められた一定時間を計測する。その間、位置合わ
せ部１０１は、光透過性基板１と原盤２との間の加圧状
態を維持する。上記一定時間が経過したら、タイマー１
０３は制御部１０５を介して照射部１０４に紫外線照射
の開始を指示する。紫外線は光透過性基板１と原盤２と
の間の紫外線硬化型樹脂３に照射され、紫外線硬化型樹
脂３を硬化する。その後、位置合わせ部１０１が加圧を
ストップして、光透過性基板１と原盤２とを離型する。
以上により光透過性基板１に微細パターンの転写された
紫外線硬化型樹脂３の接着されたホログラム素子が作製
される。First, a light-transmissive substrate 1 and a master 2 having a fine pattern are prepared and set in a hologram element manufacturing apparatus. Next, the resin dripping unit 100 drops the ultraviolet curable resin 3 on the light transmitting substrate 1. Subsequently, the positioning unit 10
1 positions the surface of the light-transmitting substrate 1 on which the ultraviolet curing resin 3 is dropped and the surface of the master 2 on which the fine pattern is formed so as to face each other. Then, the light transmitting substrate 1 and the master 2
Are brought into close contact with each other via the ultraviolet curable resin 3. A pressure sensor 102 is provided on the surface of the light transmissive substrate 1,
The operation of the positioning unit 101 detects that the ultraviolet curable resin 3 has been pressed (closely attached). Pressure sensor 1
The timer 103 measures a predetermined period of time from the time point when 02 detects the start of pressurization. During that time, the positioning unit 101 maintains the pressurized state between the light-transmitting substrate 1 and the master 2. After the fixed time elapses, timer 1
03 instructs the irradiation unit 104 via the control unit 105 to start ultraviolet irradiation. Ultraviolet rays are applied to the ultraviolet-curable resin 3 between the light-transmitting substrate 1 and the master 2 to cure the ultraviolet-curable resin 3. Thereafter, the positioning unit 101 stops applying pressure, and releases the light transmissive substrate 1 and the master 2.
Thus, a hologram element in which the ultraviolet-curable resin 3 having the fine pattern transferred to the light-transmitting substrate 1 is adhered is manufactured.
【００２３】次に、上記ホログラム素子製造装置によ
り、光透過性基板の両面に同時に微細パターンを形成す
る方法について説明する。図３はこの製造方法を説明す
る図である。Next, a method for simultaneously forming a fine pattern on both surfaces of the light-transmitting substrate by the hologram element manufacturing apparatus will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating this manufacturing method.
【００２４】ここでは、まず、光透過性基板１と微細パ
ターンを有する原盤２，２’を用意し、ホログラム素子
製造装置に設置する。次に、樹脂滴下部１００が原盤２
上及び光透過性基板１上に紫外線硬化型樹脂３を滴下す
る。続いて、位置合わせ部１０１が原盤２’，光透過性
基板１，原盤２の間を対向させて位置合わせする。そし
て、光透過性基板１と原盤２及び光透過性基板１と原盤
２’とを紫外線硬化型樹脂３を介して密着させる。光透
過性基板１及び原盤２の表面には加圧センサ１０２が設
けられており、上記位置合わせ部１０１の動作により紫
外線硬化型樹脂３が加圧（密着）されたことを検知す
る。加圧センサ１０２が加圧開始を検知した時点から、
タイマー１０３が予め定められた一定時間を計測する。
その間、位置合わせ部１０１は、光透過性基板１と原盤
２との間及び光透過性基板１と原盤２’との間の加圧状
態を維持する。上記一定時間が経過したら、タイマー１
０３は制御部１０５を介して照射部１０４に紫外線照射
の開始を指示する。紫外線は紫外線硬化型樹脂３に照射
され、紫外線硬化型樹脂３を硬化する。その後、位置合
わせ部１０１が加圧をストップして、光透過性基板１と
原盤２及び原盤２’とを離型する。以上により、微細パ
ターンの転写された紫外線硬化型樹脂３が、光透過性基
板１の両面に接着されたホログラム素子が作製される。Here, first, a light-transmitting substrate 1 and masters 2 and 2 'having a fine pattern are prepared and set in a hologram element manufacturing apparatus. Next, the resin dropping part 100 is
The ultraviolet curable resin 3 is dropped on the upper surface and the light transmitting substrate 1. Subsequently, the positioning unit 101 positions the master 2 ′, the light-transmitting substrate 1, and the master 2 so as to face each other. Then, the light transmitting substrate 1 and the master 2, and the light transmitting substrate 1 and the master 2 ′ are brought into close contact with each other via the ultraviolet curing resin 3. A pressure sensor 102 is provided on the surfaces of the light-transmitting substrate 1 and the master 2, and detects that the ultraviolet curing resin 3 is pressed (closely contacted) by the operation of the positioning unit 101. From the time when the pressure sensor 102 detects the start of pressure,
The timer 103 measures a predetermined period of time.
Meanwhile, the positioning unit 101 maintains the pressurized state between the light-transmitting substrate 1 and the master 2 and between the light-transmitting substrate 1 and the master 2 ′. After the fixed time elapses, timer 1
03 instructs the irradiation unit 104 via the control unit 105 to start ultraviolet irradiation. Ultraviolet rays are applied to the ultraviolet-curable resin 3 to cure the ultraviolet-curable resin 3. Thereafter, the positioning unit 101 stops applying pressure, and releases the light-transmitting substrate 1 from the master 2 and the master 2 ′. As described above, a hologram element in which the ultraviolet-curable resin 3 to which the fine pattern has been transferred is bonded to both surfaces of the light-transmitting substrate 1 is manufactured.
【００２５】次に、図１のホログラム素子製造装置によ
り、光透過性基板１の両面に片側ずつ微細パターンを形
成する方法について説明する。図４はこの製造方法を説
明する図である。Next, a method of forming a fine pattern on each side of the light transmitting substrate 1 by using the hologram element manufacturing apparatus shown in FIG. 1 will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating this manufacturing method.
【００２６】ここでは、まず、光透過性基板１と微細パ
ターンを有する原盤２，２’を用意し、ホログラム素子
製造装置に設置する。次に、樹脂滴下部１００が光透過
性基板１上に紫外線硬化型樹脂３を滴下する（図４
（１））。続いて、位置合わせ部１０１が原盤２’，光
透過性基板１の間を対向させて位置合わせする。そし
て、光透過性基板１と原盤２’とを紫外線硬化型樹脂３
を介して密着させる（図４（２））。光透過性基板１及
び原盤２’の表面には加圧センサ１０２が設けられてお
り、上記位置合わせ部１０１の動作により紫外線硬化型
樹脂３が加圧（密着）されたことを検知する。加圧セン
サ１０２が加圧開始を検知した時点から、タイマー１０
３が予め定められた一定時間を計測する。その間、位置
合わせ部１０１は、光透過性基板１と原盤２’との間の
加圧状態を維持する。上記一定時間が経過したら、タイ
マー１０３は制御部１０５を介して照射部１０４に紫外
線照射の開始を指示する。紫外線は光透過性基板１と原
盤２’との間の紫外線硬化型樹脂３に照射され、紫外線
硬化型樹脂３を硬化する。その後、位置合わせ部１０１
が加圧をストップして、光透過性基板１と原盤２’とを
離型する。次に、今度は光透過性基板１の一方の面に微
細パターンが形成されたものと、原盤２との間に紫外線
硬化型樹脂３を滴下して、上記手法と同様にして光透過
性基板１の他方の面に微細パターンを形成する。以上に
より光透過性基板１の両面に微細パターンの転写された
紫外線硬化型樹脂３が接着されたホログラム素子が作製
される。Here, first, a light-transmitting substrate 1 and masters 2 and 2 'having a fine pattern are prepared and set in a hologram element manufacturing apparatus. Next, the resin dripping unit 100 drops the ultraviolet curable resin 3 on the light transmitting substrate 1 (FIG. 4).
(1)). Subsequently, the positioning unit 101 positions the master 2 ′ and the light-transmitting substrate 1 so as to face each other. Then, the light transmitting substrate 1 and the master 2 ′ are
(FIG. 4B). A pressure sensor 102 is provided on the surfaces of the light-transmitting substrate 1 and the master 2 ′, and detects that the ultraviolet curing resin 3 is pressed (closely contacted) by the operation of the positioning unit 101. When the pressure sensor 102 detects the start of pressurization, the timer 10
3 measures a predetermined period of time. Meanwhile, the positioning unit 101 maintains the pressurized state between the light-transmitting substrate 1 and the master 2 ′. After the elapse of the predetermined time, the timer 103 instructs the irradiation unit 104 via the control unit 105 to start ultraviolet irradiation. Ultraviolet rays are applied to the ultraviolet-curable resin 3 between the light-transmitting substrate 1 and the master 2 ′ to cure the ultraviolet-curable resin 3. After that, the positioning unit 101
Stops the pressurization, and releases the light transmissive substrate 1 and the master 2 ′. Next, a UV-curable resin 3 is dropped between the fine pattern formed on one surface of the light-transmitting substrate 1 and the master 2, and the light-transmitting substrate is formed in the same manner as described above. 1 to form a fine pattern on the other surface. Thus, a hologram element in which the ultraviolet-curable resin 3 having the fine pattern transferred thereon is adhered to both surfaces of the light-transmitting substrate 1 is manufactured.
【００２７】以下、上記したホログラム素子の製造方法
により製造したホログラム素子について具体的に説明す
る。Hereinafter, the hologram element manufactured by the above-described method for manufacturing a hologram element will be specifically described.
【００２８】まず、光透過性基板の片側にのみ微細パタ
ーンを施す図２のホログラム素子の具体例について説明
する。ここでは、光透過性基板１として、１００ｍｍ角
アクリル樹脂基板（住友化学社製、商品名スミベック、
グレード名Ｅ０１１押し出し板材）を、純水、イソプロ
ピルアルコールに各２分超音波をかけて浸潰・揺動しな
がら洗浄し、自然乾燥させ、その後、プライマー処理と
してＮ―ビニルー２―ピロリドン溶剤を基板に滴下、ス
ピンコート法にて、３０００ｒｐｍ、２０〜３０秒で塗
布し、３０分間自然乾燥させたものを用いた。また、紫
外線硬化型樹脂３としては、粘度３３０〜７７０ｃｐｓ
の紫外線硬化型液伏樹脂（三菱レイヨン社製、商品名ダ
イヤームＭ―１０７またはＭ―１２１）を用いた。紫外
線硬化型樹脂３の膜厚は１０〜３０ｕｍとした。原盤２
は石英部材であらかじめ所定の微細パターンが形成され
ている。光透過性基板１と原盤２との間の加圧時の加圧
力は４ｋｇ／ｃｍ2、紫外線照射時間は２０秒程度とし
た。また、加圧開始から紫外線照射開始までの時間（加
圧維持時間）を１８０秒とした（本具体例を実施例１と
記す）。First, a specific example of the hologram element shown in FIG. 2 in which a fine pattern is formed on one side of the light transmitting substrate will be described. Here, a 100 mm square acrylic resin substrate (Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name Sumibec,
Grade name E011 extruded plate material) is washed by immersing and rocking in pure water and isopropyl alcohol for 2 minutes each while immersing and oscillating, air-dried, and then N-vinyl-2-pyrrolidone solvent is applied as a primer treatment on the substrate. Was applied at 3,000 rpm for 20 to 30 seconds by a spin coating method, and naturally dried for 30 minutes. Further, as the UV-curable resin 3, the viscosity is 330 to 770 cps.
UV curable liquid resin (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: Dyram M-107 or M-121). The thickness of the ultraviolet-curable resin 3 was set to 10 to 30 μm. Master 2
Is a quartz member in which a predetermined fine pattern is formed in advance. The pressure applied between the light transmitting substrate 1 and the master 2 at the time of pressurization was 4 kg / cm 2 , and the ultraviolet irradiation time was about 20 seconds. The time from the start of pressurization to the start of UV irradiation (pressurization maintaining time) was set to 180 seconds (this specific example is described as Example 1).
【００２９】製造したホログラム素子に対してテープ剥
離試験を行った所、光透過性基板１全面で紫外線硬化型
樹脂３の剥離は生じなかった。また、下記の表１に示す
信頼性試験を実施したのち、テープ剥離試験を行った
が、光透過性基板１全面で紫外線効果型樹脂３の剥離は
生じなかった。When a tape peeling test was performed on the manufactured hologram element, peeling of the ultraviolet curable resin 3 did not occur on the entire surface of the light transmitting substrate 1. Further, after performing the reliability test shown in Table 1 below, a tape peeling test was performed, but no peeling of the ultraviolet effect type resin 3 occurred on the entire surface of the light transmitting substrate 1.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】次に、光透過性基板１の両側に同時に微細
パターンを形成する図３のホログラム素子の具体例につ
いて説明する。ここでは、光透過性基板１と紫外線硬化
型樹脂３及び原盤２，２’は上記した例と同様のものを
用いた。Next, a specific example of the hologram element shown in FIG. 3 for simultaneously forming a fine pattern on both sides of the light transmitting substrate 1 will be described. Here, the light-transmitting substrate 1, the ultraviolet-curable resin 3, and the masters 2 and 2 'were the same as those in the above-described example.
【００３２】そして、光透過性基板１と原盤２，原盤
２’との間の加圧時の加圧力は４ｋｇ／ｃｍ2、紫外線
照射時間は２０秒程度とした。また、加圧開始から紫外
線照射開始までの時間（加圧維持時間）を１８０秒とし
た（本具体例を実施例２と記す）。The pressing force applied between the light-transmitting substrate 1 and the masters 2 and 2 'was 4 kg / cm 2 , and the ultraviolet irradiation time was about 20 seconds. The time from the start of pressurization to the start of UV irradiation (pressurization maintaining time) was set to 180 seconds (this specific example is described as Example 2).
【００３３】製造したホログラム素子に対してテープ剥
離試験を行った所、光透過性基板１の両面の全面で紫外
線硬化型樹脂３の剥離は生じなかった。また、下記の表
１に示す信頼性試験を実施したのち、テープ剥離試験を
行ったが、光透過性基板１全面で紫外線効果型樹脂３の
剥離は生じなかった。When a tape peeling test was performed on the manufactured hologram element, no peeling of the ultraviolet curable resin 3 occurred on the entire surface of both surfaces of the light transmitting substrate 1. Further, after performing the reliability test shown in Table 1 below, a tape peeling test was performed, but no peeling of the ultraviolet effect type resin 3 occurred on the entire surface of the light transmitting substrate 1.
【００３４】上記した実施例２のホログラム素子と同様
の素子（図３参照）を光透過性基板１と原盤２、２’間
の加圧力、及び、加圧開始から紫外線照射開始までの加
圧保持時間（タイマーの設定時間）を変えて作製した。
具体的には、 加圧力；４ｋｇ／ｃｍ2 加圧保持時間；１２０秒 …実施例３ 加圧力；３ｋｇ／ｃｍ2 加圧保持時間；１８０秒 …実施例４ 加圧力；３ｋｇ／ｃｍ2 加圧保持時間；１２０秒 …実施例５ 加圧力；２ｋｇ／ｃｍ2 加圧保持時間；１８０秒 …実施例６ 加圧力；２ｋｇ／ｃｍ2 加圧保持時間；１２０秒 …実施例７ 加圧力；３ｋｇ／ｃｍ2 加圧保持時間； ６０秒 …比較例１ 加圧力；４ｋｇ／ｃｍ2 加圧保持時間； ６０秒 …比較例２ の条件で作製した。これらの実施例，比較例の評価結果
を表２に示す。なお、本表では後述する実施例８，９の
結果も示している。An element (see FIG. 3) similar to the hologram element of the above-described second embodiment is applied with a pressing force between the light-transmitting substrate 1 and the masters 2 and 2 ', and a pressing from the start of pressing to the start of ultraviolet irradiation. It was manufactured by changing the holding time (set time of the timer).
Specifically, the pressing force: 4 kg / cm 2 pressurizing and holding time; 120 seconds ... Example 3 Pressing force: 3 kg / cm 2 pressurizing and holding time; 180 seconds ... Example 4 Pressing force: 3 kg / cm 2 Holding time: 120 seconds ... Example 5 Pressing force: 2 kg / cm 2 Pressurizing holding time: 180 seconds ... Example 6 Pressing force: 2 kg / cm 2 Pressurizing holding time: 120 seconds ... Example 7 Pressing force: 3 kg / cm 2 dwell time; 60 seconds ... Comparative example 1 pressure; 4 kg / cm 2 pressure retention time; 60 seconds ... prepared under the conditions of Comparative example 2. Table 2 shows the evaluation results of these examples and comparative examples. This table also shows the results of Examples 8 and 9 described later.
【００３５】[0035]
【表２】 [Table 2]
【００３６】表２に示したように、比較例１，２の場合
には、光透過性基板１の外から全面積の１／３程度の紫
外線硬化型樹脂３の剥離が見られた。この表から分かる
ように、剥離状態は加圧力よりもむしろ加圧保持時間に
顕著に反応しており、加圧保持時間が６０秒の場合には
不良が発生している。しかしながら、加圧保持時間が１
２０秒以上の場合にはすべてのケースにおいて良好であ
った。従って、本発明のホログラム素子製造装置のよう
に紫外線を照射するタイミングを時間（加圧してからの
時間）で規定することにより、剥離のない良好なホログ
ラム素子を得ることができる。なお、ここでは、タイマ
ーにより加圧開始からの時間を管理しているが、紫外線
硬化型樹脂を光透過性基板と原盤とで挟んで押圧を開始
してから紫外線を照射するまでの時間を正確に管理でき
るのであればどのように管理しても良く、例えば、紫外
線硬化型樹脂を滴下してからの時間で管理してもよい。As shown in Table 2, in the case of Comparative Examples 1 and 2, peeling of the ultraviolet curable resin 3 from the outside of the light-transmitting substrate 1 to about 1/3 of the entire area was observed. As can be seen from this table, the peeling state is more responsive to the pressure holding time than the pressing force, and a failure occurs when the pressure holding time is 60 seconds. However, the pressure holding time is 1
In the case of 20 seconds or more, it was good in all cases. Therefore, a good hologram element without peeling can be obtained by defining the timing of irradiating ultraviolet rays with time (time after pressurization) as in the hologram element manufacturing apparatus of the present invention. Here, the time from the start of pressurization is controlled by a timer.However, the time from the start of pressing the ultraviolet-curable resin between the light-transmitting substrate and the master to the start of pressing and the irradiation of ultraviolet light are accurately determined. Any method may be used as long as it can be managed, for example, the time may be controlled by the time after the ultraviolet curable resin is dropped.
【００３７】次に、光透過性基板１の両側に片側ずつ微
細パターンを形成する図４のホログラム素子の具体例に
ついて説明する。ここでは、光透過性基板１と紫外線硬
化型樹脂３及び原盤２，２’は上記した例と同様のもの
を用いた。Next, a specific example of the hologram element of FIG. 4 in which a fine pattern is formed on each side of the light-transmitting substrate 1 will be described. Here, the light-transmitting substrate 1, the ultraviolet-curable resin 3, and the masters 2 and 2 'were the same as those in the above-described example.
【００３８】そして、光透過性基板１と原盤２，原盤
２’との間の加圧時の加圧力は４ｋｇ／ｃｍ2、紫外線
照射時間は２０秒程度とした。また、加圧開始から紫外
線照射開始までの時間（加圧維持時間）を１８０秒とし
た（本具体例を実施例８と記す）。The pressing force applied between the light-transmitting substrate 1 and the masters 2 and 2 'was 4 kg / cm 2 , and the ultraviolet irradiation time was about 20 seconds. The time from the start of pressurization to the start of UV irradiation (pressurization maintaining time) was set to 180 seconds (this specific example is described as Example 8).
【００３９】製造したホログラム素子に対してテープ剥
離試験を行った所、光透過性基板１の両面の全面で紫外
線硬化型樹脂３の剥離は生じなかった。また、下記の表
１に示す信頼性試験を実施したのち、テープ剥離試験を
行ったが、光透過性基板１全面で紫外線効果型樹脂３の
剥離は生じなかった。When a tape peeling test was performed on the manufactured hologram element, no peeling of the ultraviolet curable resin 3 occurred on the entire surface of both surfaces of the light transmitting substrate 1. Further, after performing the reliability test shown in Table 1 below, a tape peeling test was performed, but no peeling of the ultraviolet effect type resin 3 occurred on the entire surface of the light transmitting substrate 1.
【００４０】また、実施例８のホログラム素子と同様の
素子を、光透過性基板１と原盤２、２’間の加圧力を３
ｋｇ／ｃｍ2として作製した（本具体例を実施例９と記
す）。その結果、上記実施例８の場合と同様に光透過性
基板１と原盤２，２’との良好な密着性が確認された。Further, an element similar to the hologram element of Example 8 was used to reduce the pressure applied between the light-transmitting substrate 1 and the masters 2 and 2 'to 3
kg / cm 2 (this specific example is referred to as Example 9). As a result, good adhesion between the light-transmitting substrate 1 and the masters 2 and 2 'was confirmed as in the case of Example 8 above.
【００４１】また、上記の実施例８，９のように、光透
過性基板の両面に形成する回折格子を光透過性基板の片
側ずつ形成するようにすれば、光透過性基板と原盤との
間の加圧力に分布が存在したり、上下の原盤の平行度に
若干の不均一が存在したとしても、紫外線硬化型樹脂を
全面に均一に広げて剥離の生じないホログラム素子を形
成できる。Further, if the diffraction gratings formed on both sides of the light-transmitting substrate are formed on each side of the light-transmitting substrate as in the eighth and ninth embodiments, the light-transmitting substrate and the master can be separated. Even if there is a distribution in the applied pressure between them and even if there is a slight non-uniformity in the parallelism between the upper and lower masters, a hologram element free from peeling can be formed by uniformly spreading the ultraviolet curable resin over the entire surface.
【００４２】なお、以上の例では、加圧開始時間を加圧
センサ１０２からの信号により行っているがこれに限る
ものではなく、また、紫外線硬化型樹脂３を滴下する母
体も光透過性基板１と原盤２（２’）のどちらであって
もよいことは言うまでもない。In the above example, the pressurization start time is determined by the signal from the pressurization sensor 102. However, the present invention is not limited to this. Needless to say, either the master 1 or the master 2 (2 ′) may be used.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
のホログラム素子製造装置では、紫外線硬化型樹脂を介
して光透過性基板と所定の微細パターンを有する原盤と
を加圧してから一定時間後に紫外線を照射して、上記紫
外線硬化型樹脂を硬化させるため、光透過性基板と樹脂
との間の密着性が恒常的に確保される。また、紫外線硬
化型樹脂と光透過性基板との密着性を確保し、最外周で
の紫外線硬化型樹脂と光透過性基板との剥離が防止でき
るので、１枚の光透過性基板内にできるだけ多くの素子
を形成することができ、製造効率を向上させることが可
能となる。また、均一な紫外線硬化型樹脂厚みを得るこ
とができるので、光学特性にばらつきの少ないホログラ
ムパターンを得ることができる。As is apparent from the above description, in the hologram element manufacturing apparatus according to the present invention, the light transmitting substrate and the master having a predetermined fine pattern are pressed through the ultraviolet-curable resin for a certain period of time. Since the ultraviolet curing resin is cured by irradiating ultraviolet rays later, the adhesiveness between the light transmitting substrate and the resin is constantly secured. In addition, the adhesiveness between the ultraviolet-curable resin and the light-transmitting substrate is ensured, and the separation between the ultraviolet-curable resin and the light-transmitting substrate at the outermost periphery can be prevented. Many elements can be formed, and manufacturing efficiency can be improved. Further, since a uniform ultraviolet curable resin thickness can be obtained, a hologram pattern with little variation in optical characteristics can be obtained.
【００４４】また、本発明のホログラム素子の製造方法
では、光透過性基板の表裏両面に２Ｐ法によって微細パ
ターンを形成させる場合において、光透過性基板の一方
の表面に微細パターンを有する紫外線硬化型樹脂を固定
した後、もう一方の表面に微細パターンを有する紫外線
硬化型樹脂を固定するため、紫外線硬化型樹脂を両面に
均一に広げることができる。In the method of manufacturing a hologram element according to the present invention, when a fine pattern is formed on both the front and back surfaces of the light transmitting substrate by the 2P method, an ultraviolet curable type having a fine pattern on one surface of the light transmitting substrate is used. After the resin is fixed, the ultraviolet curable resin having a fine pattern is fixed on the other surface, so that the ultraviolet curable resin can be evenly spread on both surfaces.
【図１】本発明のホログラム素子製造方法の一構成例を
示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing one configuration example of a hologram element manufacturing method of the present invention.
【図２】図１のホログラム素子製造装置によりホログラ
ム素子を製造する方法の一例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing a hologram element by the hologram element manufacturing apparatus of FIG.
【図３】図１のホログラム素子製造装置により光透過性
基板の片面に微細パターンを形成する方法を説明する図
である。FIG. 3 is a view for explaining a method of forming a fine pattern on one surface of a light transmitting substrate by the hologram element manufacturing apparatus of FIG. 1;
【図４】図１のホログラム素子製造装置により光透過性
基板の両面に同時に微細パターンを形成する方法を説明
する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a method of forming a fine pattern on both surfaces of a light-transmitting substrate at the same time by the hologram element manufacturing apparatus of FIG. 1;
【図５】従来における半導体装置の製造方法を適用した
ホログラム素子の製造方法を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a method of manufacturing a hologram element to which a conventional method of manufacturing a semiconductor device is applied.
【図６】従来における２Ｐ法によるホログラム素子の製
造方法を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional method of manufacturing a hologram element by the 2P method.
【図７】従来における光透過性基板の両面に微細パター
ンを形成する方法を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a conventional method for forming a fine pattern on both surfaces of a light transmitting substrate.
１００ 樹脂滴下部 １０１ 位置合わせ部 １０２ 加圧センサ １０３ タイマ １０４ 照射部 １０５ 制御部 １ 光透過性基板 ２，２’ 原盤 ３ 紫外線硬化型樹脂 REFERENCE SIGNS LIST 100 resin dropping unit 101 positioning unit 102 pressure sensor 103 timer 104 irradiation unit 105 control unit 1 light-transmitting substrate 2, 2 ′ master 3 ultraviolet curable resin
Claims (2)
た原盤とを、紫外線効果型樹脂を介して密着させる位置
合わせ手段と、前記密着の行われた状態で紫外線を照射
して前記紫外線効果型樹脂を硬化することにより、前記
光透過性基板に前記微細パターンの転写された前記紫外
線効果型樹脂を接着する紫外線照射手段と、を有してな
るホログラム素子製造装置において、 前記密着開始から一定時間経過後に前記紫外線照射手段
に紫外線を照射せしめる紫外線制御手段を有しているこ
とを特徴とするホログラム素子製造装置。1. A positioning means for bringing a light-transmitting substrate and a master on which a fine pattern is formed into close contact with each other via an ultraviolet-effect resin; A hologram element manufacturing apparatus, comprising: an ultraviolet irradiation means for adhering the ultraviolet effect type resin having the fine pattern transferred to the light transmitting substrate by curing a mold resin; An apparatus for manufacturing a hologram element, comprising: an ultraviolet control means for irradiating the ultraviolet irradiation means with ultraviolet light after a lapse of time.
写された紫外線効果型樹脂を接着するホログラム素子の
製造方法において、 光透過性基板の一方の面を紫外線効果型樹脂を介して微
細パターンの形成された原盤に密着させ、紫外線を照射
することで、前記一方の面に前記微細パターンの転写さ
れた紫外線効果型樹脂を接着する工程と、 該工程の後、光透過性基板の他方の面を紫外線効果型樹
脂を介して微細パターンの形成された原盤に密着させ、
紫外線を照射することで、前記他方の面に前記微細パタ
ーンの転写された紫外線効果型樹脂を接着する工程と、
を含むことを特徴とするホログラム素子の製造方法。2. A method of manufacturing a hologram element in which a UV-transfer resin having a fine pattern transferred thereto is bonded to both surfaces of a light-transmissive substrate. A step of adhering the ultraviolet-effect resin to which the fine pattern has been transferred to the one surface by irradiating ultraviolet rays to the master on which is formed, and after the step, the other side of the light-transmitting substrate The surface is brought into close contact with the master on which the fine pattern is formed via the ultraviolet-effect resin,
By irradiating ultraviolet rays, a step of bonding the ultraviolet effect type resin to which the fine pattern has been transferred to the other surface,
A method for manufacturing a hologram element, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34704696A JP3399759B2 (en) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | Hologram element manufacturing apparatus and hologram element manufacturing method |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10187014A true JPH10187014A (en) | 1998-07-14 |
| JP3399759B2 JP3399759B2 (en) | 2003-04-21 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160652B2 (en) | 2002-11-18 | 2007-01-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Hologram element |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34704696A patent/JP3399759B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US7160652B2 (en) | 2002-11-18 | 2007-01-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Hologram element |
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