JP2000033619A - Mold for molding, its manufacture and method for forming microlens - Google Patents
Mold for molding, its manufacture and method for forming microlensInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、1眼レフカメラ、
ムービカメラの焦点板、液晶ディスプレイ、プラズマデ
ィスプレイなどの表示素子に使用されるマイクロレンズ
アレイの成型用金型に関する。The present invention relates to a single-lens reflex camera,
The present invention relates to a mold for molding a microlens array used for a display element such as a focusing plate of a movie camera, a liquid crystal display, and a plasma display.
【0002】[0002]
【従来の技術】一眼レフカメラにおける焦点板や、実像
式ファインダーを有するコンパクトカメラでは、カメラ
ファインダーを覗いたときに、明るく鮮明な画像が見え
る必要がある。この様な焦点板に適用されるマイクロレ
ンズでは、光の波長による拡散の違いが少なく、焦点板
全体に明るさのムラが生じないことが要求されている。2. Description of the Related Art In a compact camera having a reticle and a real image type finder in a single-lens reflex camera, it is necessary to see a bright and clear image when looking through the camera finder. In a microlens applied to such a focusing screen, it is required that the difference in diffusion due to the wavelength of light is small, and that the brightness of the entire focusing screen does not become uneven.
【0003】例えば、光の波長による拡散に違いがある
と、焦点板に入射した光が白色光であっても、ある方向
から見ると色づいて見えてしまう。なお、明るさにムラ
が生じると非常に見苦しい。また、明るさは、拡散角が
大きくなるにしたがって、自然に明るさが弱くなるもの
が望ましい。この様な要求を満たすために、焦点板に形
成されるマイクロレンズアレイの形状を非球面形状にす
ることが既に知られている。For example, if there is a difference in the diffusion depending on the wavelength of light, even if the light incident on the reticle is white light, it will appear colored when viewed from a certain direction. In addition, it is very unsightly if unevenness occurs in brightness. Further, it is desirable that the brightness naturally decreases as the diffusion angle increases. In order to satisfy such demands, it is already known to make the shape of the microlens array formed on the focusing screen into an aspherical shape.
【0004】また、この焦点板などにマイクロレンズを
形成する方法としては、金型にレンズと同じ若しくは反
転形状を有した圧痕を形成し、圧痕が形成された金型を
用いて射出成形や圧縮成形、注型成形などによりマイク
ロレンズが形成された焦点板を形成する。なお、マイク
ロレンズが非球面形状であるときには、圧痕を形成する
圧子自体を非球面形状に加工して、圧痕形成を行う。As a method of forming a microlens on a reticle or the like, an indentation having the same or inverted shape as the lens is formed in a mold, and injection molding or compression is performed using the mold in which the indentation is formed. A reticle having microlenses formed by molding, casting, or the like is formed. When the microlens has an aspherical shape, the indenter forming the indentation is processed into an aspherical shape to form the indentation.
【0005】なお、使用される圧子の材質は、超硬材料
やダイヤモンドなどで形成されているので圧子の加工が
難しく、非球面形状の加工となると非常に長い時間かけ
て、圧子の加工を行わなくてはならない。また、圧子は
打痕を繰り返すうちに摩耗してゆくので、所定回数打痕
したら、圧子を取り換えることが必要となる。Since the material of the indenter used is formed of a cemented carbide material or diamond, it is difficult to process the indenter. In the case of forming an aspherical surface, it takes a very long time to process the indenter. Must-have. Further, since the indenter wears as the indentation is repeated, it is necessary to replace the indenter after a predetermined number of indentations.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、従来、非球面形状の圧痕を形成する場合、圧子の先
端を非球面形状に形成しなければならない。しかし、圧
子に用いる材料は非常に硬い材料を用いるため非常に加
工が難しく、特に、非球面形状にした場合、非球面形状
に圧子を加工する技術が完成されていないため、再現性
良く同一非球面形状を得ることは極めて難しい。As described above, conventionally, when an aspherical indentation is formed, the tip of the indenter must be formed in an aspherical shape. However, the material used for the indenter is extremely difficult to process because it uses a very hard material. In particular, in the case of an aspherical shape, the technology for processing the indenter into an aspherical shape has not been completed. Obtaining a spherical shape is extremely difficult.
【0007】したがって、圧子を交換する必要が出てく
ると、交換前と交換後に形成された圧痕の形状が変わっ
てしまう。そこで、本発明の目的は、圧子に非球面形状
の加工を施さなくとも、金型の表面に再現性良く同じ形
状の非球面形状の圧痕を形成することのできる金型を得
ること、及び圧子に非球面形状の加工を施さなくとも非
球面形状のマイクロレンズを製造可能な製造方法を提供
することを目的とする。Therefore, if it becomes necessary to replace the indenter, the shape of the impression formed before and after the replacement will change. Therefore, an object of the present invention is to provide a mold capable of forming an aspherical indentation of the same shape with good reproducibility on the surface of the mold without performing aspherical processing on the indenter, and an indenter. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of manufacturing an aspherical microlens without subjecting an aspherical surface to machining.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために、本発明の第1の態様では圧子を押圧するこ
とで得られる圧痕の形状が金型の転写面に形成された成
形用金型において、金型は圧子で与えられるひずみに対
し塑性変形量がそれぞれ異なる複数種の材料からなり、
複数種の材料のうち少なくとも一種類の材料は転写面に
層状に設けられていることとした。Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, in a first aspect of the present invention, the shape of an indentation obtained by pressing an indenter is formed on a transfer surface of a mold. In the mold, the mold is made of a plurality of types of materials each having a different amount of plastic deformation with respect to the strain given by the indenter,
At least one of the plurality of materials is provided in a layer on the transfer surface.
【0009】この様に与えられるひずみに対し、それぞ
れ塑性変形量の異なる材料を複数種類用いて金型を構成
し、用いられた材料のうち一種類を金型の表面に層状に
形成した金型を用いた。この金型に、例えば球面形状の
圧子でもって塑性変形が起こる程度押圧して圧痕を形成
すれば、表面に層状に形成された材料に生ずる形状と、
その層状に形成された材料と隣り合う材料に生ずる形状
とに差が生じ、圧子の形状とは異なる非球面形状の圧痕
が形成される。A mold is constructed by using a plurality of types of materials having different plastic deformation amounts with respect to the strain given as described above, and one of the used materials is formed in a layer on the surface of the mold. Was used. If the mold is pressed to the extent that plastic deformation occurs with a spherical indenter to form an indentation, for example, a shape generated in a material formed in a layer on the surface,
A difference occurs between the material formed in the layer shape and the shape generated in the adjacent material, and an aspherical indentation different from the shape of the indenter is formed.
【0010】また、本発明の第2の態様では、金型の転
写面に圧子を押圧することで非球面形状の圧痕が形成さ
れた金型を製造する成形用金型の製造方法において、圧
子で与えれるひずみに対し金型の基材に生ずる塑性変形
量とは異なる塑性変形量を有する材料を金型の基材の転
写面に層状に備え、そして、転写面に球状の圧子でもっ
て圧痕を形成することで非球面形状を有する圧痕を形成
することとした。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a molding die in which an indenter having an aspherical shape is formed by pressing the indenter onto a transfer surface of the die. A material having an amount of plastic deformation different from the amount of plastic deformation generated in the mold substrate with respect to the strain given by the mold is provided in a layer on the transfer surface of the mold substrate, and an indentation is formed on the transfer surface with a spherical indenter. Is formed to form an indentation having an aspherical shape.
【0011】また、本発明の第3の態様として、金型の
転写面に圧子を押圧することで非球面形状の圧痕が形成
された金型を製造する成形用金型の製造方法において、
金型の基材とは異なる材料を金型の基材の転写面に層状
に備えて第1層を形成し、更に転写面に、圧子で与えれ
るひずみに対し第1層に生ずる塑性変形量とは異なる塑
性変形量を有する材料をその第1層の表面に層状に備え
て、第2層を形成する。その後に、第1層と第2層が形
成された転写面に、球状の圧子でもって圧痕を形成す
る。この様にして、非球面形状の圧痕を形成することと
した。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a molding die for manufacturing a die having an aspherical indentation by pressing an indenter against a transfer surface of the die.
A material different from the mold base material is provided on the transfer surface of the mold base material in the form of a layer to form the first layer, and the amount of plastic deformation generated in the first layer with respect to the strain given by the indenter on the transfer surface. The second layer is formed by providing a material having a different plastic deformation amount from the first layer on the surface of the first layer. After that, indentations are formed with a spherical indenter on the transfer surface on which the first layer and the second layer are formed. In this way, an aspherical indentation is formed.
【0012】この様に金型母材と最表面に形成されてい
る第2層との間に、それぞれの物質とは異なる物質から
なる第1層を形成することで、金型材料や最表面に形成
されている第1層の材料を最適な物質に選択することを
可能とする。例えば、金型基材を形成する材料としてあ
る程度の機械的強度が求められるが、そのために金型基
材を形成する材料は限定されてしまう。圧痕の形状は、
主に最表層を形成する材料とその下にある材料の塑性変
形量の違いで、大方決定される。したがって、金型基材
の材料として選択された材料に対して、最表層を形成す
る材料として最適な材料を選択しなくてはならず、選択
の幅を小さくしてしまう。そこで、本発明は、最表層に
形成された第2層と、金型母材との間に第1層を設ける
ことで、金型母材を形成する材料や最表層を形成する材
料の選択幅を広げることができる。By forming the first layer made of a substance different from each substance between the mold base material and the second layer formed on the outermost surface, the mold material and the outermost surface are formed. It is possible to select the material of the first layer formed on the substrate as an optimum substance. For example, although a certain degree of mechanical strength is required as a material for forming a mold base material, the material for forming the mold base material is limited. The shape of the indentation is
It is largely determined mainly by the difference in the amount of plastic deformation between the material forming the outermost layer and the underlying material. Therefore, it is necessary to select an optimum material as a material for forming the outermost layer with respect to a material selected as a material of the mold base, and the range of selection is reduced. Therefore, the present invention provides a first layer between the second layer formed on the outermost layer and the mold base material, thereby selecting a material for forming the mold base material and a material for forming the outermost layer. The width can be expanded.
【0013】また、本発明の第4の形態では、非球面形
状を有したマイクロレンズの形成方法において、光学素
子を形成する材料に非球面のレンズ形状を転写する転写
面を有した金型の基材に、与えられる同一のひずみに対
し金型の基材に生ずる塑性変形量とは異なる塑性変形を
生ずる材料を、金型の母材の転写面に層状に設け、次
に、転写面に球状の圧子でもって圧痕を形成し、光学素
子を形成する材料に圧痕からなる形状を転写すること
で、光学素子を形成する材料に非球面形状のマイクロレ
ンズを形成することとした。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a microlens having an aspherical shape, wherein a mold having a transfer surface for transferring the aspherical lens shape to a material for forming an optical element is provided. A material that causes plastic deformation different from the amount of plastic deformation generated in the mold base for the same strain applied to the base material is provided in a layer on the transfer surface of the base material of the mold, and then the transfer surface The indentation is formed with a spherical indenter, and the shape of the indentation is transferred to the material forming the optical element, thereby forming an aspherical microlens on the material forming the optical element.
【0014】また、本発明の第5の形態では、非球面形
状を有したマイクロレンズの形成方法において、光学素
子を形成する材料に非球面のレンズ形状を転写する転写
面を有した金型基材に、金型材料とは異なる材料でもっ
て、転写面に層状に設けて第1層を形成し、次に、第1
層の表面に、更に与えられる同一のひずみに対し、金型
基材に生ずる塑性変形量とは異なる塑性変形を生ずる材
料を前記金型の母材の転写面に層状に設けて第2層を形
成する。そして、第1層と第2層とが転写面に、球面形
状を有する圧子でもって圧痕を形成し、光学素子を形成
する材料に圧痕からなる形状を転写することで、光学素
子を形成する材料に非球面形状のマイクロレンズを形成
することとした。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for forming a microlens having an aspherical shape, wherein the mold base having a transfer surface for transferring the aspherical lens shape to a material for forming an optical element. A first layer is formed on the transfer surface using a material different from the mold material to form a first layer.
On the surface of the layer, for the same applied strain, a material that causes a plastic deformation different from the amount of plastic deformation generated in the mold base material is provided in a layer on the transfer surface of the base material of the mold, and the second layer is formed. Form. Then, the first layer and the second layer form indentations on the transfer surface with an indenter having a spherical shape, and transfer the shape composed of the indentations to the material forming the optical element, thereby forming a material for forming the optical element. A micro lens having an aspherical shape is formed on the substrate.
【0015】次に、実施の形態を例示して、本発明を更
に詳しく説明することとする。なお、本発明は以下に説
明する形態のみ限られるものではない。Next, the present invention will be described in more detail by way of examples. The present invention is not limited only to the embodiments described below.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】まず、最初に本発明の実施の形態
である金型について、図1を用いて説明することとす
る。なお、図1(a)(b)は、本発明の実施の形態で
ある金型母材の断面構造を示す図であり、(a)、
(b)のそれぞれに図示された金型は、金型母材の転写
面に金型の基材1とは異なる材質からなる層2が形成さ
れ、金型母材の転写面に非球面形状の圧痕が形成されて
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a mold according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a cross-sectional structure of a mold base material according to an embodiment of the present invention.
In each of the molds shown in (b), a layer 2 made of a material different from that of the mold base material 1 is formed on the transfer surface of the mold base material, and an aspherical surface is formed on the transfer surface of the mold base material. Are formed.
【0017】ところで、本発明の実施の形態では、金型
の基材1を形成する材質と金型母材の転写面に形成され
た層2を形成する材質とは、所定のひずみが与えられた
ときに、形成される塑性変形が各々異なる材質を選択し
ている。この様に、ひずみに対する塑性変形量が異なる
材質を用いていることによって、球形状の圧子でもって
圧痕を形成しても、金型の基材1での変形量と層2で形
成される変形量とに違いが生じるので、得られる圧痕は
非球面形状を形成することができる。In the embodiment of the present invention, the material forming the base material 1 of the mold and the material forming the layer 2 formed on the transfer surface of the mold base material are given a predetermined strain. In this case, different plastic deformation materials are selected. As described above, the use of materials having different plastic deformation amounts with respect to strain allows the use of a spherical indenter.
Even if indentations are formed , a difference occurs between the amount of deformation in the base material 1 of the mold and the amount of deformation formed in the layer 2, so that the obtained indentations can form an aspherical shape.
【0018】なお、図1には(a)と(b)とに、それ
ぞれ圧痕が形成された金型母材の断面構造を示している
が、(a)に図示された金型母材は、金型の基材1に用
いられた材料sでの変形量が、層2で形成される材料b
の変形量より大きいものを用いている。また、(b)に
図示された金型母材は、材料sを金型の基材1に用い、
かつ材料bを層2に形成している。また、この図1の
(a)と(b)とを比較すればわかるように、形成され
た圧痕の曲率が中央部と周縁部とで異なる。例えば、図
1(a)の場合は、縁の曲率と中央部の曲率とを比較す
ると中央部の曲率が縁の曲率よりも大きく、図2(b)
の場合は、その反対の関係を有する。この様に金型の基
材1と層2との塑性変形量の大小関係によって、形成さ
れる圧痕の形状が異なる。FIG. 1A and FIG. 1B show the cross-sectional structure of the mold base material on which indentations are formed, respectively. The amount of deformation of the material s used for the base material 1 of the mold is equal to the material b formed of the layer 2.
Is used. Also, the mold base material illustrated in (b) uses the material s for the mold base material 1,
Further, the material b is formed in the layer 2. Further, as can be seen by comparing FIGS. 1A and 1B, the curvature of the formed indentation is different between the central portion and the peripheral portion. For example, in the case of FIG. 1A, when the curvature of the edge is compared with the curvature of the center, the curvature of the center is larger than the curvature of the edge, and FIG.
Has the opposite relationship. Thus, the shape of the indentation formed differs depending on the magnitude relationship of the amount of plastic deformation between the base material 1 and the layer 2 of the mold.
【0019】次に、変形量の違いで非球面形状が形成さ
れることについて、詳しく説明する。なお、ここでは図
1(a)に示された構造によるものを説明する。図2に
は、本発明の実施の形態で用いられたそれぞれの材料の
応力σ−ひずみε線図を示す。なお、曲線sは、材料s
の応力σ−ひずみε線図であり、曲線bは、材料bの応
力σ−ひずみε線図である。そして、材料bの降伏点を
σeb、材料sの降伏点をσesである。そして、材料b
は、材料sより大きいひずみを与えられなければ降伏点
に達しないものを選択している。Next, the formation of the aspherical surface by the difference in the deformation amount will be described in detail. Please note that here
1 (a) will be described. FIG. 2 shows a stress σ-strain ε diagram of each material used in the embodiment of the present invention. The curve s is the material s
And the curve b is a stress σ-strain ε diagram of the material b. Further, the yield point of the material b is σeb, and the yield point of the material s is es. And material b
Selects a material that does not reach the yield point unless a strain greater than the material s is given.
【0020】本発明の実施の形態では、図1(a)に示
した構造を有する金型母材の転写面に、先端が球面形状
である圧子を用いて、それぞれの材料における降伏点に
おけるひずみより大きいひずみが与えられるように金型
母材を押圧する。そして、金型の基材1及び層2にそれ
ぞれひずみQが生じる。なお、金型の基材1及び層2に
生じるひずみは、同一の圧子でもって形成されるので、
同じになる。In the embodiment of the present invention, an indenter having a spherical tip is used for a transfer surface of a mold base material having the structure shown in FIG. The mold blank is pressed to give greater strain. Then, a strain Q occurs in each of the base material 1 and the layer 2 of the mold. In addition, since the strain generated in the base material 1 and the layer 2 of the mold is formed by the same indenter,
Will be the same.
【0021】そして、圧子による押圧を止め圧子を取り
除くと、金型の基材1と層2とのそれぞれに生じる塑性
変形量は、図2に示したds、dbとなる。この様に、
与えられたひずみに対し、各々の層2と基材1で降伏点
におけるひずみが異なるので、層2と基材1とで形成さ
れる塑性変形量が異なる。したがって、圧痕の中央部と
周辺部ではそれぞれ異なるの球面形状を有する。When the pressing by the indenter is stopped and the indenter is removed, the amount of plastic deformation occurring in each of the base material 1 and the layer 2 of the mold becomes ds and db shown in FIG. Like this
Since the strain at the yield point is different between each layer 2 and the substrate 1 with respect to the applied strain, the amount of plastic deformation formed between the layer 2 and the substrate 1 is different. Therefore, the central portion and the peripheral portion of the indentation have different spherical shapes.
【0022】なお、本発明の実施の形態に示す金型につ
いて、その金型母材に用いられている金型の基材1は、
例えば、工具鋼やステンレス鋼などの鉄鋼材、あるいは
どう、銅合金やアルミ、アルミ合金などの非鉄金属材料
などの金型として十分な強度を持つ材料を用いている。
また層2は、この金型の基材1の上にメッキやコーティ
ングによって形成する。In the mold shown in the embodiment of the present invention, the mold substrate 1 used for the mold base material is:
For example, a material having sufficient strength as a mold, such as a steel material such as tool steel or stainless steel, or a non-ferrous metal material such as copper alloy, aluminum, or aluminum alloy is used.
The layer 2 is formed on the substrate 1 of the mold by plating or coating.
【0023】なお、メッキの方法は化学メッキでも電気
メッキでも良く、メッキ厚として1マイクロメートルか
ら50マイクロメートルの範囲で選択して施す。なお、
メッキの種類としては、ニッケル、ニッケル・リン合
金、銅、クロム、金、銀などがある。例えば、金型母材
に焼入れ鋼を用いる場合、その転写面の表面に銅メッキ
を施せば、銅メッキは焼入れ鋼より小さいひずみで降伏
点に到達するので、図1(a)に示すような圧痕を金型
母材の転写面に形成することができる。The plating method may be chemical plating or electroplating, and the plating thickness is selected from a range of 1 to 50 micrometers. In addition,
Types of plating include nickel, nickel-phosphorus alloy, copper, chromium, gold, silver, and the like. For example, when quenched steel is used as a mold base material, if copper plating is applied to the surface of the transfer surface, the copper plating reaches the yield point with a strain smaller than that of the quenched steel. Indentations can be formed on the transfer surface of the mold base material.
【0024】また、コーティングによって、金型母材の
表面に異なる物質の層を形成する場合は、電子ビーム蒸
着法、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法、イオ
ンプレーティング蒸着法等の真空蒸着法を利用すればよ
い。以上の様に、本発明の実施の形態では、球面形状の
圧子でもって、非球面形状の圧痕を得ることができる。When a layer of a different substance is formed on the surface of the mold base material by coating, a vacuum evaporation method such as an electron beam evaporation method, an ion assist evaporation method, a sputtering method, or an ion plating evaporation method is used. do it. As described above, in the embodiment of the present invention, an aspherical indentation can be obtained with a spherical indenter.
【0025】圧子の材質としては、通常、超硬材料やダ
イヤモンドを用いている。この様な材料で非球面形状を
形成することは、非常に難しく、形状の再現性は悪い。
しかしながら、本発明の実施の形態で説明した金型を用
いれば、球面形状の圧子が使用できるので、製造の難し
い非球面形状の圧子を使わなくとも、非球面形状の圧痕
を形成することができる。As the material of the indenter, a super hard material or diamond is usually used. It is very difficult to form an aspherical shape with such a material, and the reproducibility of the shape is poor.
However, if the mold described in the embodiment of the present invention is used, since a spherical indenter can be used, an aspherical indentation can be formed without using an aspherical indenter which is difficult to manufacture. .
【0026】ところで、本発明の実施の形態では、同一
のひずみを与えたときに発生する塑性変形量の大きい材
料を最表層にするか、最表層と隣り合う層に適用するに
よって、圧痕の形状を変えられることができる。なお、
図1(a)、(b)に示された金型は、金型の基材1と
層2とに用いられる材料の生じる塑性変形量の大小関係
を変えた場合、圧痕の形状が違うことを示している。な
お、最表層に同じひずみを与えたときに塑性変形量の大
きい材料を選択した場合、圧痕の形状は図1(a)に示
した形状になり、また、その反対の関係になるものは図
1(b)に示した形状になる。In the embodiment of the present invention, a material having a large plastic deformation generated when the same strain is applied is used as the outermost layer or is applied to a layer adjacent to the outermost layer, so that the shape of the indentation is reduced. Can be changed. In addition,
In the mold shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), when the magnitude relationship of the amount of plastic deformation generated by the material used for the base material 1 and the layer 2 of the mold is changed, the shape of the indentation is different. Is shown. When a material having a large amount of plastic deformation is selected when the same strain is applied to the outermost layer, the shape of the indentation becomes the shape shown in FIG. 1A, and the opposite relationship is shown in FIG. The shape shown in FIG.
【0027】ところで、目的の形状を得るための組み合
わせにおいて、柔らかくて成形面に適さない材料を層2
に形成した場合は、ニッケル電鋳や無電解めっき法など
を適用して、得られた形状を写し取り、さらに反転する
ことで成形面に適した金型を得ることが出来る。なお、
上述のように層2と金型の基材1とにそれぞれ異なる2
種類の材質で形成された金型母材について説明してきた
が本発明はこれだけに限らない。他には、金型の基材1
又は層2に用いた材料のどちらとも異なる材質を金型の
基材1と層2との間に設けた金型母材でも構わない。特
に、金型としては、金型の基材1は強度が優れたものを
選択し、層2は離型性が優れたものが好ましい。この様
にしてそれぞれ材質を選択すると、金型の基材1と層2
とに用いた物質の降伏点におけるひずみの大きさの差
が、とても小さい値を取る場合がある。その様な場合
は、層2に適用した材質の有する降伏点のひずみに対し
て、降伏点におけるひずみが大きく異なる材質を選択
し、その選択された材質を金型の基材1と最表層に形成
される層2との間に層状に形成すれば良い。この様にす
ることで、金型の基材1や最表層に形成される層2に適
用する材料の選択範囲が広がり、容易に本発明を実施し
やすくなる。また、金型母材に形成される層の数や層の
厚さは、非球面形状を考慮して決めればよい。By the way, in a combination for obtaining a desired shape, a material which is soft and unsuitable for the molding surface is made of the layer 2.
In this case, the resulting shape is copied by applying nickel electroforming, electroless plating, or the like, and then inverted to obtain a mold suitable for the molding surface. In addition,
As described above, the layer 2 and the mold substrate 1 have different 2
Although the description has been given of the mold base material formed of various kinds of materials, the present invention is not limited to this. In addition, mold substrate 1
Alternatively, a mold base material in which a material different from either of the materials used for the layer 2 is provided between the mold base material 1 and the layer 2 may be used. In particular, as the mold, a mold having excellent strength is selected as the base material 1 of the mold, and a mold having excellent mold releasability as the layer 2 is preferable. When the materials are selected in this way, the mold base material 1 and the layer 2
In some cases, the difference in the magnitude of the strain at the yield point of the substance used may take a very small value. In such a case, a material whose strain at the yield point is significantly different from the strain at the yield point of the material applied to the layer 2 is selected, and the selected material is applied to the base material 1 and the outermost layer of the mold. What is necessary is just to form in layer form between the layer 2 formed. By doing so, the selection range of the material applied to the base material 1 of the mold and the layer 2 formed on the outermost layer is expanded, and the present invention can be easily implemented. Further, the number of layers and the thickness of the layers formed on the mold base material may be determined in consideration of the aspherical shape.
【0028】ところで、以上のようにして得られた金型
母材を用いて、マイクロレンズアレイを製造する場合
は、インジェクション成形を用いることができる。この
成型方法では、まず、圧痕が形成された金型母材の面を
キャビティ面にして、マイクロレンズアレイ用の材料で
ある溶融樹脂を流入させる空間を形成し、その空間に溶
融樹脂を流し込み溶融樹脂が固まるまで放置する。この
様にして、金型母材の転写面に形成された非球面形状を
マイクロレンズアレイ用の材料に転写させることができ
る。When a microlens array is manufactured using the mold base material obtained as described above, injection molding can be used. In this molding method, first, the surface of the mold base material on which the indentations are formed is used as a cavity surface to form a space through which the molten resin that is a material for the microlens array flows, and the molten resin is poured into the space and melted. Leave until the resin hardens. In this way, the aspherical shape formed on the transfer surface of the mold base material can be transferred to the material for the microlens array.
【0029】なお、これ以外の方法でもコンプレッショ
ン成形を適用して製造することも可能である。この場
合、まず最初に、固まっているマイクロレンズアレイの
材料に加熱する。そして、加熱された材料に非球面形状
が形成された金型母材を、押し付けて、非球面形状を転
写する。この様にして非球面形状を有したマイクロレン
ズアレイを製造しても良い。Incidentally, it is also possible to manufacture by applying compression molding by other methods. In this case, first, the material of the hardened microlens array is heated. Then, the mold base material having the aspherical shape formed on the heated material is pressed to transfer the aspherical shape. In this way, a microlens array having an aspherical shape may be manufactured.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上の様に、本発明の金型を用いれば、
圧子先端の形状が球面形状であっても、容易に非球面形
状を有した圧痕が形成できる。この様に球面形状の圧子
でもって非球面形状の圧痕を形成することができるの
で、圧子にかけるコストを低減することができる。ま
た、球面形状の圧子であれば、再現性良く圧子を形成で
きるので、圧痕形成の途中で圧子が使用不能になって、
圧子を交換したとしても再現性良く非球面形状の圧痕を
形成することができる。As described above, if the mold of the present invention is used,
Even if the tip of the indenter has a spherical shape, an indentation having an aspherical shape can be easily formed. Since the aspherical indentation can be formed with the spherical indenter in this manner, the cost of the indenter can be reduced. In addition, if the indenter has a spherical shape, the indenter can be formed with good reproducibility.
Even if the indenter is replaced, an aspherical indentation can be formed with good reproducibility.
【図1】:本発明の実施の形態における金型の構成と、
形成される圧痕の形状を示した図である。(a)は、層
2に塑性変形量の大きい材料sを用い、金型の基材1に
塑性変形量の小さい材料bを用いた場合であり、(b)
は、層2に塑性変形量の小さい材料bを用い、金型の基
材1に塑性変形量の大きい材料sを用いた場合である。FIG. 1 shows a configuration of a mold according to an embodiment of the present invention;
It is a figure showing the shape of the impression formed. (A) is a case where a material s having a large plastic deformation is used for the layer 2 and a material b having a small plastic deformation is used for the substrate 1 of the mold.
Is a case where a material b having a small plastic deformation is used for the layer 2 and a material s having a large plastic deformation is used for the substrate 1 of the mold.
【図2】:本発明の実施の形態における材料sの応力σ
−ひずみε線図と、材料bに用いられた材質の応力σ−
ひずみε線図との相関関係を示す。FIG. 2: Stress σ of material s according to an embodiment of the present invention.
−Strain ε diagram and stress σ of material used for material b−
The correlation with the strain ε diagram is shown.
1 金型母材 2 層 σ 応力 σe 弾性限度 ε ひずみ Q 圧子によって与えられるひずみ 1 mold base material 2 layers σ stress σe elastic limit ε strain Q strain given by indenter
Claims (5)
形状が、金型の転写面に形成された成形用金型におい
て、 前記金型は、前記圧子で与えられるひずみに対し、塑性
変形量がそれぞれ異なる複数種の材料からなり、前記複
数種の材料のうち少なくとも一種類の材料は、前記転写
面に層状に設けられていることを特徴とする成形用金
型。In a molding die formed on a transfer surface of a die, the shape of an indent obtained by pressing the indenter is such that the die has a plastic deformation amount with respect to a strain given by the indenter. Are formed of a plurality of different materials, and at least one of the plurality of materials is provided in a layer on the transfer surface.
球面形状の圧痕が形成された金型を製造する成形用金型
の製造方法において、 前記圧子で与えれるひずみに対し前記金型の基材に生ず
る塑性変形量とは異なる塑性変形量を有する材料を、前
記金型の基材の転写面に層状に備え、 前記転写面に球状の圧子でもって圧痕を形成すること
で、非球面形状を有する圧痕を形成する成形用金型の製
造方法。2. A method for manufacturing a molding die, wherein a die having an aspherical indentation formed thereon by pressing an indenter onto a transfer surface of the die, wherein the die is subjected to a strain given by the indenter. A material having an amount of plastic deformation different from the amount of plastic deformation generated in the base material of the mold is provided in a layer on the transfer surface of the base material of the mold, by forming an indentation with a spherical indenter on the transfer surface, A method for manufacturing a molding die for forming an indentation having an aspherical shape.
球面形状の圧痕が形成された金型を製造する成形用金型
の製造方法において、 前記金型の基材とは異なる材料を、前記金型の基材の転
写面に層状に備えて第1層を形成し、 更に、前記圧子で与えれるひずみに対し前記第1層に生
ずる塑性変形量とは異なる塑性変形量を有する材料を、
前記第1層の表面に層状に備えて第2層を形成し、 前記第1層と前記第2層が形成された転写面に、球状の
圧子でもって圧痕を形成することで、非球面形状を有す
る圧痕を形成する成形用金型の製造方法。3. A method of manufacturing a molding die for producing a die in which an aspherical indentation is formed by pressing an indenter onto a transfer surface of the die, wherein a material different from the base material of the die is provided. Is formed in a layer on the transfer surface of the substrate of the mold to form a first layer, and further has a plastic deformation amount different from the plastic deformation amount generated in the first layer with respect to the strain given by the indenter. Materials,
Forming a second layer on the surface of the first layer in a layered manner, and forming an indentation with a spherical indenter on the transfer surface on which the first layer and the second layer are formed, thereby forming an aspherical surface. A method for producing a molding die for forming an indentation having:
成方法において、 光学素子を形成する材料に非球面のレンズ形状を転写す
る転写面を有した金型基材に、与えられるひずみに対し
前記金型基材に生ずる塑性変形量とは異なる塑性変形を
生ずる材料を、前記金型の基材の転写面に層状に設け、 前記転写面に球状の圧子でもって圧痕を形成し、 前記光学素子を形成する材料に前記圧痕からなる形状を
転写することで、前記光学素子を形成する材料に非球面
形状のマイクロレンズを形成することを特徴とするマイ
クロレンズの形成方法。4. A method for forming a microlens having an aspherical shape, the method comprising the steps of: providing a mold base having a transfer surface for transferring an aspherical lens shape to a material forming an optical element; A material which causes a plastic deformation different from the amount of plastic deformation generated in the mold base material is provided in a layer shape on a transfer surface of the mold base material, and an indent is formed on the transfer surface with a spherical indenter; A method of forming a microlens having an aspherical shape on a material for forming the optical element by transferring a shape including the indentation to a material for forming the microlens.
成方法において、 光学素子を形成する材料に非球面のレンズ形状を転写す
る転写面を有した金型母材に、前記金型材料とは異なる
材料でもって、前記転写面に層状に設けて第1層を形成
し、 前記第1層の表面に、更に与えられる同一のひずみに対
し、前記第1層に生ずる塑性変形量とは異なる塑性変形
を生ずる材料を、前記金型の母材の転写面に層状に設け
て第2層を形成し、 前記第1層と前記第2層とが転写面に、球面形状を有す
る圧子でもって圧痕を形成し、 前記光学素子を形成する材料に前記圧痕からなる形状を
転写することで、前記光学素子を形成する材料に非球面
形状のマイクロレンズを形成することを特徴とするマイ
クロレンズの形成方法。5. A method for forming a microlens having an aspherical shape, wherein a mold base material having a transfer surface for transferring an aspherical lens shape to a material for forming an optical element includes: A first layer is formed on the transfer surface by using a different material to form a first layer. For the same strain further applied to the surface of the first layer, a plastic deformation amount different from the amount of plastic deformation generated in the first layer is formed. A material causing deformation is provided in layers on the transfer surface of the base material of the mold to form a second layer, and the first layer and the second layer are formed on the transfer surface by an indenter having a spherical shape. Forming an aspherical microlens on the material forming the optical element by transferring the shape of the indentation to the material forming the optical element. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10203334A JP2000033619A (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Mold for molding, its manufacture and method for forming microlens |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10203334A JP2000033619A (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Mold for molding, its manufacture and method for forming microlens |
Publications (1)
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ID=16472303
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10203334A Pending JP2000033619A (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Mold for molding, its manufacture and method for forming microlens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000033619A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008168503A (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Nikon Corp | Method for manufacturing mold for manufacturing optical element, and method for manufacturing optical element |
-
1998
- 1998-07-17 JP JP10203334A patent/JP2000033619A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008168503A (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Nikon Corp | Method for manufacturing mold for manufacturing optical element, and method for manufacturing optical element |
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