JP2004106399A - 光学素子の成形方法及び製造装置及び光学スクリーン - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂中への気泡の混入を防止し、且つ金型の外周に流出する余剰樹脂液を最小限にとどめることができるようにする。
【解決手段】金型１の光学面上にエネルギー硬化型樹脂２を供給する供給工程と、光学素子基材３を金型の光学面に対して傾斜させた状態でエネルギー硬化型樹脂に接触させ、光学素子基材の傾斜角を次第に小さくすることにより、光学素子基材の表面と金型の間にエネルギー硬化型樹脂を延伸させる着液工程と、光学素子基材を加圧する加圧工程と、エネルギー硬化型樹脂にエネルギーを付与して硬化させるエネルギー付与工程と、金型から光学素子基材を離型する剥離工程とを具備し、供給工程では、エネルギー硬化型樹脂が金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、金型の中心から金型の各頂部に向かって、対角状（２ａ−１〜２ａ−４）である。
【選択図】 図１
【解決手段】金型１の光学面上にエネルギー硬化型樹脂２を供給する供給工程と、光学素子基材３を金型の光学面に対して傾斜させた状態でエネルギー硬化型樹脂に接触させ、光学素子基材の傾斜角を次第に小さくすることにより、光学素子基材の表面と金型の間にエネルギー硬化型樹脂を延伸させる着液工程と、光学素子基材を加圧する加圧工程と、エネルギー硬化型樹脂にエネルギーを付与して硬化させるエネルギー付与工程と、金型から光学素子基材を離型する剥離工程とを具備し、供給工程では、エネルギー硬化型樹脂が金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、金型の中心から金型の各頂部に向かって、対角状（２ａ−１〜２ａ−４）である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状基板の表面に樹脂層を形成して光学素子を製造する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置の製造方法において、例えば特開平３−１５６４１９号公報によれば、「液晶基板上に紫外線硬化型樹脂を塗布後、研磨ガラスからなる押圧基板を配置し、その上部からローラープレス法を用いて気泡を押し出しながら押圧基板を密着させる。これによって、平滑化された液晶基板が得られる。」と提案されている。
【０００３】
或るいは、特開平５−４５６５３号公報によれば、「エネルギー硬化型樹脂上にしなやかな転写型を載置し、転写型上にローラーを通して絞り、余剰な樹脂と共に気泡を抜く。これによって、ＴＦＴ上の樹脂が平坦化され、高分子液晶配光膜に精度良く転写される」と提案されている。
【０００４】
一方、ガラス基板、樹脂基板などのシート状基板を用いたレプリカレンズの製造方法では、最初に金型の中心と金型形状の中央に沿って、或いは、補足的に図２０に示すような形状にエネルギー硬化型樹脂液を連続的に滴下する。これは、後術するエネルギー硬化型樹脂液に基板を着液する過程において、気泡の混入を防止し、樹脂液の界面進行を効率的に行ない、金型外周への液の流出を抑制するためのものである。
【０００５】
更に、気泡の混入を防止するため基板を金型面に対して傾斜させて着液させ、界面進行させる。この課程では図２に示すように基板の一方の縁をネジによって支持し、このネジのリードを人手によって制御し、人の視覚に頼って、気泡混入防止のための着液の進行、即ち、作業者が気泡の発生を察知した直後にネジを回転して基板の傾斜角を大きくし、脱泡して再びネジを回転して基板の傾斜角を小さくする作業を行なう。
【０００６】
また、特開平４−７８５０５号公報の複合型光学素子の製造プロセスにおいては、「光学素子基材へのエネルギー硬化型樹脂の供給を基材の成形面の中心の一点に対して連続的に行なう。」とされている。或いは、同公報の製造装置においては「基板上の樹脂に真直上からシリンダに連結された金型を押圧し、樹脂の押し拡げが緩速度となるようにシリンダの下降をパルスモータの駆動回転数の制御によって行なう。これによって、気泡混入のない樹脂の押し拡げが可能になる。」とされている。
【０００７】
更に、特開平１１−１０５１４５号公報においては、「光学素子基材が、略視長方形であった場合でも、基材上に樹脂を非回転対象形状となるように供給し、樹脂の基材からのはみ出しを抑制する。」、或いは、「基材表面上の２点以上に樹脂を同時に供給する。」とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶表示装置の製造方法において、特開平３−１５６４１９号公報、特開平５−４５６５３号公報では、上述したようにローラープレス法を用いて余剰な樹脂と共に気泡を抜き出すことが前提となっている。これはよく知られたプロセスであるが、例えばこのような手法を大型のレプリカ成形に用いると、樹脂液が充填された後も、大量の余剰樹脂が発生し、樹脂処分を行なう大掛かりな工程を設けなければならない。
【０００９】
また、上術のような従来のシート状基板を用いたレプリカレンズの製造方法においては、金型形状が大版化する程、以下のような課題が顕在化していた。
（１）樹脂液の界面進行が最も速く金型の外周に到達した個所からの余剰樹脂液の流出を削減すること。
（２）加圧、充填時の金型４角部への樹脂液の界面進行する経過時間を短縮化すること。
（３）前述したような基板の一方の縁をネジによって支持し、このネジのリードを人手によって制御し、人の視覚に頼って、気泡混入防止のための着液の進行作業を行なうと、作業者の体調によって着液に時間を要したり、２０インチを超えるような大版レンチにあっては、左右に着液進行部分が分散した位置では、人の視覚が行き届かなくなり、気泡の巻き込みを見逃すおそれがあること。
【００１０】
また、従来、提案されている複合型光学素子の製造プロセス、製造装置が特開平４−７８５０５号公報、特開平１１−１０５１４５号公報に各々示されているが、これらは何れも光学素子基材上に樹脂を供給し、その後、真直上から金型を押圧して樹脂の押し拡げを行なうことが前提となっている。このような製造プロセスを可能としているのは、根本的に素子基材が小さく基材上の樹脂に金型を押圧する際に発生する気泡をサーチする必要がないためである。従って、同提案に示されている製造装置には、気泡のサーチ機構は設けられていない。
【００１１】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂中への気泡の混入を防止し、且つ金型の外周に流出する余剰樹脂液を最小限にとどめることができるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる光学素子の成形方法は、光学素子の母体となる光学素子基材を所望の光学面を有する金型上に保持し、前記光学素子基材の表面と前記金型の間にエネルギー硬化型樹脂を介在させて硬化させることにより、前記金型の光学面の形状が転写された樹脂層を有する光学素子を成形するための光学素子の成形方法であって、前記金型の光学面上にエネルギー硬化型樹脂を供給する供給工程と、前記光学素子基材を前記金型の光学面に対して傾斜させた状態で前記エネルギー硬化型樹脂に接触させ、前記光学素子基材の傾斜角を次第に小さくすることにより、前記光学素子基材の表面と前記金型の間に前記エネルギー硬化型樹脂を延伸させる着液工程と、前記エネルギー硬化型樹脂を前記金型の光学面と前記光学素子基材の間に延伸させるために、前記光学素子基材を加圧する加圧工程と、前記エネルギー硬化型樹脂にエネルギーを付与して硬化させるエネルギー付与工程と、前記金型から前記エネルギー硬化型樹脂が一体化された前記光学素子基材を離型する剥離工程とを具備し、前記供給工程では、前記エネルギー硬化型樹脂が前記金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、前記金型の中心から金型の各頂部に向かって、対角状であることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明に係わる光学素子の成形方法において、前記供給工程において、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状の対角状終端部と、前記金型の頂部までの前記エネルギー効果型樹脂の未供給部の長さが、前記金型の光学面の対角長さの１／８を超えないことを特徴としている。
【００１４】
また、この発明に係わる光学素子の成形方法において、前記供給工程では、前記エネルギー硬化型樹脂が前記金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、前記金型の中心または、中心近傍を通って、前記金型の隣接する頂部に向かって円弧状であって、２つの円弧形状が金型の中心近傍で接していることを特徴としている。
【００１５】
また、この発明に係わる光学素子の成形方法において、前記供給工程では、前記エネルギー硬化型樹脂が前記金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、前記金型の中心または、中心近傍を通って、金型の長辺と平行して延伸され、該延伸された途中から前記金型の各頂部に向かって分岐した形状であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明に係わる光学素子の製造装置は、上記の光学素子の成形方法に用いられる光学素子の製造装置であって、前記光学素子基材を前記金型の光学面に対して傾斜させた状態で前記エネルギー硬化型樹脂に接触させ、前記光学素子基材の傾斜角を次第に小さくすることにより、前記光学素子基材の表面と前記金型の間に前記エネルギー硬化型樹脂を延伸させる手段は、前記光学素子基材を支持して、該光学素子基材の傾斜角を変更させる駆動部と、該駆動部を制御するエンコーダと、前記エネルギー硬化型樹脂での気泡の発生を検知する撮像監視部と、前記光学素子基材への前記エネルギー硬化型樹脂の着液を感知する画像処理手段と、該画像処理手段の画像処理結果に基づいて前記着液の延伸を自動制御するサーボ機構とを備えることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明に係わる光学スクリーンは、上記の成形方法により成形されたことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１９】
まず、本実施形態の概要について説明する。
【００２０】
本実施形態は、光学面を持つ大版の金型上に、その後の基板と金型間の樹脂液の充填が最も効率良く完了する樹脂液の滴下形状と、それを実現する方法を提案するとともに、滴下した樹脂液に気泡を巻き込むことなくシート状基板を着液進行させる自動化装置を提案するものである。
【００２１】
金型は微細形状の光学面を持つ平面を例として挙げるが、緩やかな球面や、非球面であっても良く、また、金型の外形はスクリーン型の４辺形であっても樽形状であっても良く、１５インチ、２５インチ以上と、大型化する程、本実施形態の有用性が高くなる。
【００２２】
シート状基板は、ガラス基板や樹脂基板であっても良いが、樹脂フィルムのように大きく湾曲することがなく、剛体に近いものであることが好ましい。
【００２３】
エネルギー硬化型樹脂は紫外線硬化型樹脂を用いるが、熱硬化を付与するものであっても良く、嫌気性は問わない。また、化学基はアクリレート系であってもメタクリレート系であっても良いが、液粘度は密着性及び、基板着液時の気泡混入防止の観点から２５００±１０００ｍＰａ・ｓ程度が好ましい。
【００２４】
樹脂液の吐出にはエア圧と時間設定によって流量を微調整可能なディスペンサを用い、非嫌気性の樹脂を用いる場合は、同時に窒素を充填する。
【００２５】
樹脂液の滴下は図１に示すように金型の角から中心を通って対向する他方の角へ、第１の樹脂吐出口が一定速度で移動し、一定流量の樹脂液を吐出する。次に金型の他の角から中心を通って、対向する他方の角へ、第２の樹脂吐出口が一定速度で移動し、一定流量の樹脂液を吐出する。
【００２６】
滴下樹脂液への基板の着液は図１、図２に示すように基板の４角を機械的に支持する。また、基板支持は基板の傾斜が緩やかに可変出来ればどのような構成でも良く、基板支持部材を駆動する駆動系にステップモータ、パルスモータなどを用いる。最初に同一辺の２点の支持を緩やかに降下させ、基台５上に基板３の一辺を載置する。次に基板の対向する他方の２点の支持を緩やかに降下させ、基台５上に基板３の他方の辺を載置する。
【００２７】
即ち、樹脂液、金型に対して基板は徐々に傾斜して移動し、着液後は基板の未着方向へ樹脂液が界面進行する。着液と同時に気泡の巻き込みが発生しないよう、基板支持部による基板の傾斜制御を行なうことが重要である。特に、左右の樹脂液の界面進行が合流する中心付近、基板の傾斜角が小さくなる最終位置では、樹脂液表層の高さムラによって気泡の巻き込みを起こしやすい。そこで、この位置では、撮像装置（例えばＣＣＤカメラ）による気泡の発生を抑制するための監視を行なう。
【００２８】
図８に示すように撮像された像を区域分割して、画像処理結果に基づくコントラストの専有比率が指定比率に達した時、基板支持部材を駆動する駆動系の速度が緩やかになり、次のステップでこの駆動系を逆転し、次のステップで再び駆動系を正転して、更に次のステップで駆動系の速度が緩やかになり、次のステップでようやく左右の界面進行を合流させる。
【００２９】
即ち、樹脂粘度と、金型微細形状による樹脂液界面進行のムラを補正することで気泡の巻き込みを防止できる。このようにＣＣＤカメラの画像をパソコンインターフェイスに取り込み、画像処理結果と、予め設定したシステムプログラムによって、基板支持部材を駆動する駆動系をサーボ制御して、基板の樹脂液への着液進行を行なう。
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、具体的に説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。図２は、第１の実施形態の金型上に樹脂液を滴下し、基板支持部材に基板を載置した状態を示す側面図である。
【００３２】
図３は、第１の実施形態の光学スクリーンの製作工程フロー図である。
【００３３】
図４は、ニードル弁から金型上に樹脂を滴下する様子を表す図である。
【００３４】
図５は、第１の実施形態の樹脂滴下形状での基板と樹脂液の着液の進行の様子を表す図である。
【００３５】
図６は、第１の実施形態の樹脂滴下形状での加圧、充填後、の金型の周囲の様子を表す図である。
【００３６】
なお、本実施形態で成形される光学素子は、液晶表示装置などに用いられる光学スクリーンである。
【００３７】
図３の製作工程フロー図に沿って、本実施形態に関する、特に樹脂滴下から加圧／充填、離型までの工程を詳細に説明し、その他の工程については、その概略を説明する。
【００３８】
図１、図２及び図４に示す金型１は周辺縁に面取り部１ｂが設けられており、１ａ面に横方向のレンズレット形状の溝を有し、１ピッチあたり、０．２９８２ｍｍ±１μｍのピッチ精度でフライス加工された炭素鋼鋼材の表面に０．２ｍｍ厚のＫＮ（化学ニッケル）メッキ層が施されたものである。
【００３９】
この金型１は、図１、図２及び図４に示す強固な剛体材料からなる基台５の上に固定される。
【００４０】
更に、基台５上の金型１の周辺には基板３を載置するため、その表面精度及び平面度が高精度な規定台４が固定されている。この規定台４は、基板を載置する規定部４ａと、基板３の外形を規制する規制部４ｃと、余分なエネルギー硬化型樹脂を排出する溝４ｂとを一体的に備えた部材であり、金型１の１長辺縁の９ヶ所、１短辺縁の６ヶ所にほぼ等間隔に配置されている。ここで規定部４ａは、その各位置と金型との高低差が同一であつて、金型１のレンズレットの先端から＋０．０６ｍｍの高さに規定部４ａが位置するよう調整スペーサの厚みが調整され、規定台４が固定される。このように規定台４は、金型と基板の高低差が均一になるよう位置を確定する働きがある。従って、金型が大型化する程、それに応じた数の規定台と、その規定台の高さ調整が必要になる。
【００４１】
また、エネルギー硬化型樹脂を排出する不図示の貫通穴が、各溝４ｂから基台５にかけて設けられており、基台５の底面には、樹脂液を受ける不図示のトレーが取り付けられている。
【００４２】
図１、図２に示すように基台５の４角には金型１の各角に近接して基板高さ調整ネジ６と基板支持連動ギア７が設けられている。基板高さ調整ネジ６は中央のローレット部と、一端のリードネジが施されたネジ部と、他端の基板３を支持する頂部とを一体的に備えて構成され、ネジ部は基台５に螺合する。一方、基板支持連動ギア７は、中央のギア部７ａ−１と、一端のリードネジが施されたネジ部７ａ−２と、他端の基板３を支持する頂部７ａ−３とを備えて構成され、基板高さ調整ネジ６と同様にネジ部７ａ−２が基台５に螺合する。なお、基板高さ調整ネジ６は、ギア部７ａ−１がローレットに変更されているだけで、基本的に基板支持連動ギア７と同様の構成であり、ギア部７ａ−１に対応するローレット部６ａ−１と、ネジ部７ａ−２に対応するネジ部６ａ−２と、頂部７ａ−３に対応する頂部６ａ−３とを備える。
【００４３】
基板高さ調整ネジ６と、基板支持連動ギア７は、共に基板３の角を支持して基板３の高低を微調整し、基板と樹脂液の着液を促進するための機構部であるが、基板高さ調整ネジ６は、ローレット部６ａ−１を指圧で回転させる手動式に対し、基板支持連動ギア７は、詳しくは後術するモーターからの駆動力を駆動伝達ギアを介してギア部７ａ−１を回転させるよう自動化がなされている。
【００４４】
図２にその側面を示す基板３は厚さ１．６ｍｍの透明なガラス板であり、平面度を高精度化するため、両面研磨加工が施されている（図３のＳ１）。基板３はこれに限らず、ＰＭＭＡなどの透明樹脂板であっても良い。
【００４５】
基板３は純水によって全面を洗浄した（図３のＳ２）後、オーブンで加熱乾燥する。
【００４６】
この基板２の両面に金属蒸着膜を真空蒸着によって積層する（図３のＳ３）。ここで金属蒸着膜は誘電体膜であれば良く、例えば他に、カバーガラスフィルムを接着によって形成しても良い。また、ガラスの組成が環境の変化の影響を受けにくい構成、例えば、白板ガラス、ＢＫ７などの高価なガラスを用いれば、金属蒸着膜などの誘電体膜を積層する工程は省略できる。
【００４７】
次に基板３の片面３ｂに不図示の散布装置を用いてシランカップリング剤を散布し（図３Ｓ４）、オーブンで加熱乾燥する。
【００４８】
図１、図２に示す樹脂液２は、嫌気性のアクリレート系紫外線硬化型樹脂を用いる。液粘度は２５００ｍＰａ・ｓ前後、硬化後物性として１５００ｍＰａ・ｓ前後のものを選択した。
【００４９】
この樹脂液２を図４のディスペンサーのニードル弁７０に封入し、弁内に窒素Ｎ２を供給する。
【００５０】
次に、本実施形態の金型への樹脂液の滴下方法について図１、図４を参照して説明する。
【００５１】
まず、ディスペンサーのニードル弁７０の吐出口（φ２ｍｍ）を図１に示す金型上の２ａ−１で示す位置上に配置する。そして、ディスペンサーのエア圧（ｋｇ／ｍｍ２）、エア加圧時間を設定して、エア圧を開始し、吐出口から樹脂液が供給されると同時にニードル弁７０が、図１に示す金型上の２ａ−４で示す位置上に一定速度で移動する。ニードル弁が２ａ−１から２ａ−４に移動する間に吐出口から３．１３ｍｃｃ／ｍｍの一定流量の樹脂液が供給される。次に、ニードル弁７０が再び、金型上の２ａ−１で示す位置上に一定速度で移動し、この移動の間に吐出口からは同様に３．１３ｍｃｃ／ｍｍの一定流量の樹脂液が供給される。このニードル弁の２ａ−１→２ａ−４→２ａ−１を移動する動きを１往復とすると、ニードル弁は１１往復し、供給される樹脂液の量は３３ｃｃに及ぶ。
【００５２】
次に、ニードル弁７０が金型上の２ａ−２で示す位置上に配置され、前述したようにエア圧が開始され、吐出口から樹脂液が供給されると同時にニードル弁７０が、図１に示す金型上の２ａ−３で示す位置上に一定速度で移動する。ニードル弁が２ａ−２から２ａ−３に移動する間に吐出口からは前述と同様に３．１３ｍｃｃ／ｍｍの一定流量の樹脂液が供給され、ニードル弁が再び、金型上の２ａ−２で示す位置上に一定速度で移動する時も、吐出口からは同様に樹脂液が供給される。以下、前述と同様に、２ａ−２→２ａ−３→２ａ−２を移動する１往復をニードル弁は１１往復し、３３ｃｃの樹脂液が金型上に供給される。
【００５３】
ここで金型１の各頂部１ａと滴下された樹脂液２の各先端部２ａの距離は金型対角長さの１／８程度が好ましい。
【００５４】
こうして得られる樹脂液の滴下形状は、基板と金型の間に樹脂液が充填完了した直後において、図６に示すように、比較例の図２３に比べ、金型の外周に溢れる液量が極めて抑制され、量産化の過程で金型の外周に堆積していくことがないので、金型の外周に付着した硬化樹脂の除去作業を無くし、生産効率を向上出来る。また、除去作業のために装置の稼動を停止させる必要も無く、装置の稼動率の低下や、それに伴う製造コストの増大も回避出来る。
【００５５】
次に、本実施形態の基板の着液装置の構成について図７を参照して説明する。図７は、本実施形態の基板による樹脂液への着液進行を半自動化した装置の概略構成図である。尚、ここでは、図１を用いて説明した部分については省略し、その他の構造、構成に関して説明する。
【００５６】
基板支持連動ギア７ａのギア部に基台５上に嵌合軸を持つ２段目減速ギア８ａのギア部が係合し、減速ギア８ａのギア部に、同じく基台５上に嵌合軸を持つ３段目減速ギア９ａのギア部が係合する。減速ギア９ａのギア部には、駆動モータ１１ａのピニオンギア１０ａのギア部が係合する。駆動モータ１１ａはモータアングル１２ａに固定され、モータアングル１２ａは、基台５に固定される。
【００５７】
ここで、駆動モータ１１ａは、ステップモータを採用するが、パルスモータであっても良い。パルスモータの場合は、回転を検知するフォトインタラプタと検知回路が必要になる。
【００５８】
同様にして減速ギア８ｂ、減速ギア９ｂ、ピニオンギア１０ｂ、駆動モータ１１ｂ、モータアングル１２ｂが基台の他方側に構成される。
駆動モータ１１ａ、１１ｂの端子は、駆動モータの回転方向と速度を制御するサーボ制御回路１３に接続され、サーボ制御回路１３はパソコン１５のインターフェイス基板１４ａに接続される。
【００５９】
金型１上には、退避可能なように、滴下した樹脂液の中心２ｂにおいて、基板３に樹脂液２が着液する様子をモニタする撮像素子（以下、ＣＣＤと呼ぶ）ＣＣＤ１（１６）、滴下した樹脂液の終端の手前２ｃ−１において、同じく着液の様子をモニタするＣＣＤ２（１７）、滴下した樹脂液の終端の手前２ｃ−２において、同じく着液の様子をモニタするＣＣＤ３（１８）の各々を不図示の固定台を用いて配置する。各ＣＣＤはパソコン１５のインターフェイス基板１４ｂに接続される。
【００６０】
次に、図７、図８を参照して基板の着液方法を説明する。図８は、本実施形態の基板の樹脂液への着液進行を決定するプログラムフローチャート図である。
【００６１】
着液作業を進める環境は、室温２０±２℃、湿度５５±３％に制御された清浄度１０００クラスのクリーン室で行う。また、樹脂液の滴下完了から着液開始までの経過時間は樹脂液滴下形状が拡大して変化するため、微小気泡の自然脱泡も含めて１５分を超えないようにする。
【００６２】
前述したように、シランカップリング剤を散布したガラス基板３の面３ｂを下面として、規定台４の規定部４ａより高い位置に調整された基板高さ調整ネジ６ａ、６ｂと、基板支持連動ギア７ａ、７ｂの各々の頂部６ａ−３、６ｂ−３、７ａ−３、７ｂ−３で支持する。続いて基板高さ調整ネジ６のローレット部６ａ−１、６ｂ−１を手動で回し、頂部６ａ−３、６ｂ−３を規定部４ａより低く調整し、ガラス基板３の一方の長辺縁を規定部４ａに接触させる。
【００６３】
この後、パソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂを同方向に右回転駆動（以降、ＣＷ回転と呼ぶ）し、減速ギア８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂを介して基板支持連動ギア７ａ、７ｂを回転させ、頂部７ａ−３、７ｂ−３を同じ高さで下降（図２の矢印Ｙ１方向）させ、ガラス基板３の他方の長辺縁を金型と水平に保ちつつ、徐々に図２の矢印Ｙ２方向に下降させる。次第にガラス基板３の下面３ｂは樹脂液２の表面張力によって、接触直前の影がガラス基板３に現れる。この影の出現と同時に駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転を止める。
【００６４】
これより、パソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転速度を極低速モードになるように設定して、同ＣＷ回転駆動を開始する。やがて、樹脂液２の２ａ−１、２ａ−２が最初にガラス基板３の下面３ｂに接触し、図５（ａ）に示すような着液形状が現れる。ここで、着液個所は金型のＫＮ層が映え、濃灰色となる。これを着液ヶ所のコントラスト暗＝１と定義し、これ以外の未着液部の薄透明色であるガラス表層の色を未着液のコントラスト明＝０と定義して、予め、インターフェイス１４の画像処理演算部に組込んでおく（ＲＯＭ化）。
【００６５】
更に、図５（ｂ）に示すような着液形状が現れたらパソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転速度が中立モードなるよう設定して同ＣＷ回転駆動を継続する。
【００６６】
着液形状が図５（ｃ）まで達したら、駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転を止める。これより、パソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂの制御をＣＣＤ１（１６）による制御モードに設定して同ＣＷ回転駆動を開始する。
【００６７】
図８（ａ）のＣＣＤ１による着液進行を決定するプログラムフローチャートに示すように、駆動モータ１１ａがＣＷ回転駆動中、ＣＣＤ１（１６）によって撮像された像内を区域分割したＡの領域のコントラストが３０％を超えて着液済のコントラスト暗＝１で占有されていると、画像処理結果に基づいて判定された場合、ただちに、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードになるように自動設定する。次に区域分割したＣの領域にわずかでも着液済みのコントラスト暗＝１が有ると、画像処理結果に基づいて判定されると、駆動モータ１１ａを左回転駆動（以降ＣＣＷ回転駆動と呼ぶ）し、ガラス基板３を樹脂液２から離間する方向に上昇させ、続いてＣの領域が着液無しのコントラスト明＝０で満たされていると、画像処理結果に基づいて判定されると、再び、駆動モータ１１ａをＣＷ回転させて、ガラス基板３を着液方向（図２の矢印Ｙ２方向）に下降させる。このＣの領域にわずかでも着液済みのコントラスト暗＝１が現れたと判定されると、駆動モータ１１ａをＣＣＷ回転する▲１▼→▲２▼→▲３▼のプログラムサブルーチンは、Ｃの領域の上部に本来起こり得ない第３の着液が誤って発生した場合、その着液進行を食い止めるためのものである。
【００６８】
一方、Ｃの領域に着液済みのコントラスト暗＝１が無いと、画像処理結果に基づいて判定されると、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードになるように自動設定する。次に区域分割されたＡの領域のコントラストが８０％を超えて着液済みのコントラスト暗＝１で占有されていると画像処理結果に基づいて判定された場合、インターフェイス１４を介してトリガー信号を１カウントする。
【００６９】
続いて、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードのままＣＣＷ回転とし、ガラス基板３を樹脂液２から離間する方向に上昇させて、更に、Ａの領域のコントラストが７０％を下回って着液済みのコントラスト暗＝１で占有されていると画像処理結果に基づいて判定された場合、再び、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードのままＣＷ回転してガラス基板３を着液方向（図２の矢印Ｙ２方向）に下降させる。
【００７０】
また、駆動モータ１１ｂについても同じプログラムフローチャートに従い、区域分割したＢの領域のコントラスト判定に基づいて、速度制御、回転制御がなされる。▲４▼→▲５▼→▲６▼→▲７▼のプログラムサブルーチンが２回繰り返され、▲５▼でトリガー信号が３カウントする間にＡの領域とＢの領域の着液の進行が是正され、やがてトリガー信号を３カウントすると、駆動モータ１１ａ、１１ｂは、回転速度を極低速モードのままＣＷ回転してガラス基板３を着液方向に下降させ、気泡を巻き込むこと無く、左右の着液が中央で合流、一体化する。
【００７１】
左右の着液が中央で合流、一体化したことを確認後、パソコン１５のキーボードを操作して駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転速度を中立モードに設定し、同ＣＷ回転を継続する。
【００７２】
図５（ｄ）に示す着液状態まで進行したら駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転を止める。これより、パソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂの制御を各々、ＣＣＤ２（１７）、ＣＣＤ３（１８）による制御モードに設定して同ＣＷ回転を継続する。
【００７３】
図８（ｂ）のＣＣＤ２による着液進行を決定するプログラムフローチャートに示すように、駆動モータ１１ａがＣＷ回転駆動中、ＣＣＤ２（１７）によって撮像された像内を区域分割したＢの領域のコントラストが３０％を超えて着液済のコントラスト暗＝１で占有されていると、画像処理結果に基づいて判定された場合、ただちに、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードになるように自動設定する。次に区域分割したＣの領域にわずかでも着液済みのコントラスト暗＝１が有ると、画像処理結果に基づいて判定されると、駆動モータ１１ａをＣＣＷ回転し、ガラス基板３を樹脂液２から離間する方向に上昇させ、続いてＣの領域が着液無しのコントラスト明＝０で満たされていると、画像処理結果に基づいて判定されると、再び、駆動モータ１１ａをＣＷ回転して、ガラス基板３を着液方向（図２の矢印Ｙ２方向）に下降させる。
【００７４】
このＣの領域にわずかでも着液済みのコントラスト暗＝１が現れたと判定されると、駆動モータ１１ａをＣＣＷ回転する▲１▼→▲２▼→▲３▼のプログラムサブルーチンは、Ｃの領域の上部に本来起こり得ない第２の着液が誤って発生した場合、その着液進行を食い止めるためのものである。これによって、樹脂液を供給する吐出口折り返し点であって、樹脂層の高さに液ムラを生じ易く、且つ、基板傾斜角θが小さいことによる着液ムラが発生し易い位置図５（ｄ）２ｃ−１での気泡の巻き込みが急激に発生することを防止できる。
【００７５】
一方、Ｃの領域に着液済みのコントラスト暗＝１が無いと、画像処理結果に基づいて判定されると、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードになるように自動設定する。次に区域分割されたＡ、Ｄ各々の領域のコントラストが３０％を超えて着液済みのコントラスト暗＝１で占有されていると画像処理結果に基づいて判定された場合、駆動モータ１１ａの回転速度を中立モードに自動設定し、同ＣＷ回転してガラス基板３を着液方向に下降させ、図５（ｄ）２ｃ−１部の着液が気泡を巻き込むことなく進行する。
【００７６】
また、図８（ｂ）のＣＣＤ２による着液進行を決定するプログラムと同時に、図８（ｃ）のＣＣＤ３による着液進行を決定するプログラムが実行されるが、ここでは、ＣＣＤ２による着液進行を決定するプログラムとの違いについて述べる。ＣＣＤ２→ＣＣＤ３と対応づけると、区域Ｂ→区域Ａ、区域Ｃ→区域Ｄ、区域Ａ，Ｄ→区域Ｃ，Ｂ、駆動モータ１１ａ（ＭＬ）→駆動モータ１１ｂ（ＭＲ）が異なっており、その他のプログラムの流れ、プログラム実行途中の各区域ごとの着液進行を判定するコントラスト占有率、駆動モータの回転速度設定は同様である。ＣＣＤ３による着液進行を決定するプログラムが実行されると、駆動モータ１１ｂをＣＷ回転してガラス基板３を着液方向に下降させ、図５（ｄ）２ｃ−１部の着液が気泡を巻き込むことなく進行する。
【００７７】
着液が、図５（ｅ）の２ａ−３、２ａ−４部に達し、ガラス基板３の長辺縁３ｄ側の下面３ｂを規定部４ａに載置後、パソコン１５のキーボードを操作して駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転を止める。
【００７８】
次に、樹脂液２をさらに押し拡げる加圧／充填工程（図３のＳ７）について図９、図１０、図１１を参照して説明する。図９は、基台に加圧治具を取付けた平面図であり、図１０はその縦断面図、図１１は横断面図である。
【００７９】
図１１において、２３は、ガラス基板３の撓みを矯正して樹脂液の進行を補助するガラス台であって一定の剛性が必要である。ガラス台２３は、樹脂液の進行形状を確認するため透明なことが好ましい。尚、本実施形態は、省スペース化を前提としているため、手動式専用加圧治具を用いるが、加圧方法がよく知られた垂直プレス法であることから、エアシリンダなどを用いて加圧調整、加圧時間の管理を行った方が効率的である。
【００８０】
図９、図１０において、１９はガラス台２３の２３ａ面の中央に圧力を加える加圧治具であって、ブリッヂ部１９ｃ、ネジ穴１９ｄ、固定部１９ｂ、ローレット部１９ａ、樹脂部１９ｅ、リードネジ部１９ｆを備え、リードネジ部１９ｆ−１は、ネジ穴１９ｄ−１に螺合し、リードネジ部１９ｆ−１の一端（固定部１９ｂ−１側）には樹脂部１９ｅ−１が固着され、リードネジ部１９ｆ−１の他端にはローレット部１９ａ−１が固着される。ブリッヂ部１９ｃにネジ穴１９ｄが一定間隔で３ヶ所設けられ、ネジ穴１９ｄ−２、１９ｄ−３においても、前述と同様にリードネジ部１９ｆ、樹脂部１９ｅ、ローレット部１９ａが取付けられる。更に、ブリッヂ部１９ｃと平行してこの両側には前述と同様に加圧治具２０及び２１が構成される。
【００８１】
図９、図１１において、２２はガラス台２３の２３ａ面の一部周辺に圧力を加える加圧治具であって、リードネジ支持部２２ｃ、ネジ穴２２ｄ、固定部２２ｂ、ローレット部２２ａ、樹脂部２２ｅ、リードネジ部２２ｆを備えており、リードネジ部２２ｆ−１はネジ穴２２ｄ−１に螺合し、リードネジ部２２ｆ−１の一端（固定部２２ｂ−１側）には樹脂部２２ｅ−１が固着され、リードネジ部２２ｆ−１の他端にはローレット部２２ａ−１が固着される。
【００８２】
こうして構成される加圧治具１９、２０、２１、２２は、リードネジ１９ｆ、２０ｆ、２１ｆ、２２ｆを可動してブリッヂ部１９ｃ、２０ｃ、２１ｃ及びリードネジ支持部２２ｃに樹脂部１９ｅ、２０ｅ、２１ｅ、２２ｅを各々近付けた状態にセットされ、加圧治具１９の固定部１９ｂ−１、１９ｂ−２が基台５のネジ穴に固定ビスで締結され、加圧治具２２の固定部２２ｂ−１、２２ｂ−２が基台５のネジ穴に各々固定ビスで締結される。
【００８３】
加圧順序としては、最初に金型１の中央にあたるローレット部１９ａ２が回され、樹脂部１９ｅ−２がガラス台２３の２３ａ面中央を加圧する。続いてローレット部２０ａ−２、２１ａ−２を回してガラス台２３の２３ａ面を加圧し、２２ａ−１、２２ａ−２を回してガラス台２３の２３ａ面短辺縁中央を加圧する。次にローレット部１９ａ−１、１９ａ−３、２０ａ−１、２０ａ−３、２１ａ−１、２１ａ−３を回してガラス台２３の２３ａ面長辺縁を加圧する。
【００８４】
こうして樹脂液の進行が加速し始めると、図１２（ａ）に示すような樹脂液の形状となり、更に樹脂液が進行すると、図１２（ｂ）の樹脂液が界面進行した状態となるが、この間にガラス台２３はガラス基板３に倣って、わずかに沈む方向に変位するので前記樹脂部１９ｅ、２０ｅ、２１ｅ、２２ｅのガラス台２３の２３ａ面に対する圧力が弱まる。そこで時折、ローレット部１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａは加圧方向に回すと共に、図１２（ｂ）において、未進行面積３ｄが他より広い個所は、その位置の上面に近いローレット部１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａを強く回し、樹脂液の界面進行を促進する。図１２（ｃ）の状態で金型１の面取り部１ｂにまで樹脂液２が充填完了したことを確認する。
【００８５】
この後、加圧治具１９、２０、２１を基台５から取り外す。ガラス台２３の２３ｂ面とガラス基板３の３ａ面は強く密着しているが、樹脂液２とガラス基板３の３ｂ面との界面密着より弱く加圧治具２２の樹脂部２２ｅ−１または２２ｅ−２をガラス台２３のキャリア部に係合するようにローレット部２２ａ−１または、２２ａ−２を減圧方向に回すと共にガラス台２３を引き上げて、ガラス台２３及び、加圧治具２２を取り外す。
【００８６】
次に金型１の１ａ面から基台５に流出した樹脂液をクリーンワイパーなどで払拭するが、この際にガラス基板３、規定台４の規定部４ａに樹脂液が付着しないよう十分注意する。また、規定台４の溝部４ｂに樹脂液が堆積して金型１の樹脂液と規定部４ａに付着した樹脂液がつながっている場合は、規定部４ａに付着した樹脂液をアセトンなどの有機溶剤で溶解するなどして処置をとる。
【００８７】
次に金型１とガラス基板３の間に充填した樹脂液を光硬化して成形する工程（図３のＳ８）ではガラス基板３の３ａ上から紫外線を照射するが、樹脂部のヒケを防止するため、１ｍＷ／ｃｍ２前後の低照度で照射可能な装置を用い、２０００ｍＪの光エネルギーを与える。
【００８８】
続いて樹脂成形基板３３を金型１から離型する工程（図３のＳ９）について図１３、図１４、図１５、図１６、図１７を参照して説明する。
【００８９】
図１３は基板高さ調整ネジ及び基板支持連動ギアを可動し、金型の角部から樹脂成形基板を離型した様子を表す平面図、図１４、図１６は基台に剥離治具を取付けた平面図、図１５はその一部断面図であって、剥離の様子を表わす図、図１７は金型と樹脂成形基板との未離型面積及び離型面積の剥離経過を表わす図である。
【００９０】
図１３において、第一段階の剥離では、基板高さ調整ネジ６のローレット部６ａ−１、６ａ−２を回転して頂部６ａ−３、６ｂ−３を上方に移動させると、ガラス基板３の３ｂ面の角部が持ち上がり、金型１の角部と樹脂成形部が離型され、また、減速ギア９ａ、９ｂを基台５から取り外し、減速ギア８ａ、８ｂを手動で右回転して、基板支持連動ギア７ａ−１を回転させ、頂部７ａ−３、７ｂ−３を上方に移動させると、前述と同様にして、金型１の角部と樹脂成形部が離型され、離型面積３３ｅ−１、３３ｅ−２、３３ｅ−３、３３ｅ−４が現れる。
【００９１】
続いて第２段階の剥離には、図１４、図１５、図１６に示す剥離治具２４を用いる。
【００９２】
剥離治具２４は、ブリッヂ部２４ｃ、支持部２４ｂ、ネジ穴２４ｄ、ローレット部２４ａ、吸着盤２４ｅ、リードネジ部２４ｆを備えており、リードネジ部２４ｆ−１はネジ穴２４ｄ−１に螺合し、リードネジ部２４ｆ−１の一端には、塩化ビニル製の吸着盤２４ｅ−１が取付けられ、リードネジ部２４ｆ−１の他端にはローレット部２４ａ−１が固着される。ブリッヂ部２４ｃにはネジ穴２４ｄが一定間隔で６ヶ所設けられ、前述と同様にして他のネジ穴２４ｄに他のリードネジ部２４ｆ、吸着盤２４ｅ、ローレット部２４ａが取付けられる。こうして構成された剥離治具２４の支持部２４ｂは基台５の上面５ａであって、図１４に示す金型１の一方の短辺縁に近い位置に配置される。続いてローレット部２４ａを回してリードネジ部２４ｆを可動し、程良い高さで吸着盤２４ｅを樹脂成形基板３３のガラス面３３ａに吸着させる。同様にして他の吸着盤もガラス面３３ａに吸着させる。
【００９３】
剥離順序としては、吸着盤２４ｅが持ち上がる方向にローレット部２４ａ−１、２４ａ−２、２４ａ−５、２４ａ−６を各々同時、または交互に回し、図１５に示すように樹脂成形基板３３を撓ませて離型を進行させる。離型が進行すると、未離型面積は図１７（ｂ）に示す３３ｓ―２に変化する。ここでローレット部２４ａ−３、２４ａ−４を回して吸着盤２４ｅを持ち上げ、金型１の中央に向けて離型を進行させるが、ガラス基板３の破損を防止する為、ローレット部２４ａは柔軟に正回転、逆回転させ、吸着盤２４ｅを上げ、下げすることによって、剥離の応力によるガラス基板３への負担を小さくする。
【００９４】
更に離型が進行すると、未離型面積は、図１７（ｃ）に示す３３ｓ−３に変化する。ここでは図１６に示すように剥離治具２４を金型１の中央上面に位置するよう支持部２４ｂを基台５の上面に配置する。以下、図１４、図１５と同様の手順で剥離を行なうと、未離型面積は図１７（ｄ）の３３ｓ―４のように縮小し、やがて剥離の負荷が小さくなり、スムーズに離型が完了する。
【００９５】
こうして金型１から離型した樹脂成形基板３３の樹脂表面３３ｂを不図示の静電気除去装置で除電する（図３のＳ１０）。
【００９６】
更に、樹脂部を完全硬化させるため、低照度で長時間照射する（図３のＳ１１）。
【００９７】
最終工程として、不図示のスクライブ装置にて、樹脂成形基板３３の外周を取り除く加工を行なう（図３のＳ１２）。
【００９８】
次に、本実施形態における特徴的な効果を説明する。
【００９９】
前述したように金型上のニードル弁の吐出口から一定流量の樹脂液を一定速度で金型の角から中心を通って他の角へ往復して供給することで、安定した樹脂表面層と、滴下形状を形成することが可能になった。これにより、ガラス基板着液時の着液ムラや気泡の巻き込み発生要因を小さく出来る。
【０１００】
また、第１の樹脂吐出口が一定速度で移動し、金型の角から中心を通って、対向する他方の角へ一定流量の樹脂液を供給し、第２の樹脂吐出口によって、金型の他の角から中心を通って、対向する他方の角へ一定流量の樹脂液を供給する。即ち、樹脂液が略対角上に滴下されるので樹脂液が滴下、充填完了した直後において、金型の外周に溢れる液量が抑制され、余剰樹脂液の拭き取り作業が手早く済む。量産化の過程で金型の外周に堆積していくことがないので、金型の外周に付着した硬化樹脂の除去作業を無くし、生産効率を向上出来る。或いは、除去作業のために装置の稼動を停止させる必要も無く、装置の稼動率の低下や、それに伴う製造コストの増大も回避出来る。更に、余剰樹脂液が削減されるので高価な樹脂液の使用総量を最小限に出来る。
【０１０１】
また、金型の頂部から滴下された樹脂液の先端までの距離、即ち、未滴下の金型の角部の幅が金型の対角長さの１／８を超えないようにすることで、加圧による金型角部への樹脂液の充填経過時間を短縮できる。
【０１０２】
また、略対角状に滴下された樹脂液は、表層面積が小さいので万が一、塵が紛れ込んだ場合、樹脂液に付着する確立が小さく、金型上であれば外側に向けてエア掛けを行なうことにより容易に取り除くことが出来る。
【０１０３】
また、前述したように金型上に滴下した樹脂液にガラス基板を傾斜して着液し、着液進行させる工程は、ガラス基板を支持する基板支持連動ギアと、これに連結される減速ギアと、駆動モータ、これに接続されるサーボ制御回路とインターフェイス基板、パソコン及び、金型上に設けられたＣＣＤと、これに接続されるインターフェイス基板、パソコンによって構成された装置を用い、その主要部のシステムは、樹脂液の着液進行によるコントラスト差を捕えたＣＣＤの画像をパソコン、インターフェイスに取り込み、画像処理結果と、予め設定したシステムプログラムによって、駆動モータをサーボ制御し、基板の樹脂液への着液進行を行なう構成としたので、人の感応だけに頼らない安定した着液のプロセスが実現出来る。これによって、気泡の巻き込みを一掃することが出来る。
【０１０４】
（第２の実施形態）
図１８は、第２の実施形態の金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。第１の実施形態の変形例であるため、共通点については、その説明を省略する。
【０１０５】
図１８に示す金型４１は短辺縁の輪郭が内側に湾曲状である。４１ａ面に縦方向のレンズレットの溝が形成されており、１ピッチあたり、０．１２７ｍｍ±１μｍのピッチ精度でフライス加工されている。
【０１０６】
不図示の基板は、その短辺縁の輪郭が金型４１より大きく、金型４１に沿うように内側湾曲状である。
【０１０７】
本実施形態の金型への樹脂液の滴下方法について図１８を参照して説明する。
【０１０８】
ディスペンサーのニードル弁の吐出口を図１８に示す金型上の４２ａ−１上に配置する。吐出口から樹脂液が供給されると同時にニードル弁が、図１８に示す金型上の４２ａ−１上に配置する。吐出口から樹脂液が供給されると同時に、ニードル弁が図１８に示す金型４１上の中心、または、中心近傍を通って円弧状に４２ａ−２上に向かって一定速度で移動する。ニードル弁が４２ａ−１上から４２ａ−２上に移動する間に吐出口から一定流量の樹脂液が供給される。次に、ニードル弁が再び、同じ経路上を逆方向に通って金型上の４２ａ−１上に一定速度で移動し、一定流量の樹脂液が供給される。こうしてニードル弁が４２ａ−１上→４２ａ−２上→４２ａ−１上のように往復を繰り返すことによって、樹脂液を供給する。
【０１０９】
次に、ニードル弁が金型上の４２ａ−３上に配置され、吐出口から樹脂液が供給されると同時に、前述と同様にニードル弁が図１８に示す金型４１上の中心、または、中心近傍を通って円弧状に４２ａ−４に向かって一定速度で移動する。ニードル弁が４２ａ−３上から４２ａ−４上に移動する間に吐出口から一定流量の樹脂が供給され、ニードル弁が再び金型上の４２ａ−３上に一定速度で移動した時も、吐出口からは同様に樹脂液が供給される。以下前述と同様に４２ａ−３上→４２ａ−４上→４２ａ−３上のようにニードル弁が往復を繰り返すことによって樹脂液を供給する。
【０１１０】
（第３の実施形態）
図１９は、第３の実施形態の金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形例であるため、共通点については、その説明を省略する。
【０１１１】
図１９に示す金型５１は、長辺方向に極めて長く、ワイド型のスクリーンの成形に対応している。５１ａ面に縦方向のレンズレットの溝を形成し、１ピッチあたり、０．１２７ｍｍ±１μｍのピッチ精度でフライス加工されている。
【０１１２】
不図示の基板は、金型５１と同様に長辺方向に極めて長く、外形は金型５１よりも大きい。基板の板厚は２ｍｍである。
【０１１３】
本実施形態の金型への樹脂液の滴下方法について図１９を参照して説明する。
【０１１４】
ディスペンサーのニードル弁の吐出口を図１９に示す金型上の５２ａ−１上に配置する。吐出口から樹脂液が供給されると同時にニードル弁が、図１９に示す金型５１上の短辺方向の中心５２ｃ−１に向かって斜めに移動し、その後、金型５１の中心５２ｂ上に向かって金型５１の長辺と平行に移動し、５２ｂを通過後は、５２ｃ−２上から金型５１の角部５２ａ−４上に向かって一定速度で移動する。ニードル弁が５２ａ−１上から５２ａ−４上に移動する間に吐出口から一定流量の樹脂液が供給される。次に、ニードル弁が再び、同じ経路上を逆方向に通って金型上の４２ａ−１上に一定速度で移動し、一定流量の樹脂液が供給される。こうしてニードル弁が５２ａ−１上→５２ｃ−１上→５２ｂ上→５２ｃ−２上→５２ａ−４上→５２ｃ−２上→５２ｂ上→５２ｃ−１上→５２ａ−１上のように往復を繰り返すことによって、樹脂液を供給する。
【０１１５】
次に、ニードル弁が金型上の５２ａ−２上に配置され、吐出口から樹脂液が供給されると同時に、前述と同様にニードル弁が図２０に示す金型５１上の短辺方向の中心５２ｃ−２に向かって斜めに移動し、その後、金型５１の中心５２ｂ上に向かって、金型５１の長辺と平行に移動し、５２ｂを通過後は、５２ｃ−１上から金型５１の角部５２ａ−３に向かって一定速度で移動する。ニードル弁が５２ａ−２上から５２ａ−３上に移動する間に吐出口から一定流量の樹脂が供給され、ニードル弁が再び金型上の５２ａ−２上に一定速度で移動した時も、吐出口からは同様に樹脂液が供給される。以下前述と同様に５２ａ−２上→５２ｃ−２上→５２ｂ上→５２ｃ−１上→５２ａ−３上→５２ｃ−１上→５２ｂ上→５２ｃ−２上→５２ａ−２上のようにニードル弁が往復を繰り返すことによって樹脂液を供給する。
【０１１６】
こうして得られる樹脂液の滴下形状は、基板と金型の間に樹脂液が充填完了した直後において、金型の外周に溢れる液量が極めて抑制され、量産化の過程で金型の外周に堆積していくことがないので、金型の外周に付着した硬化樹脂の除去作業を無くし、生産効率を向上出来る。また、除去作業のために装置の稼動を停止させる必要も無く、装置の稼動率の低下や、それに伴う製造コストの増大も回避出来る。
【０１１７】
次に本実施形態の装置及び、装置を用いたプロセスが、第１及び第２の実施形態と異なる点について図１９を参照して説明する。
【０１１８】
５７ａ、５７ｂが基板支持連動ギアであり、５６ａ、５６ｂが基板高さ調整ネジであって、この５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂの支持部上にガラス基板を載置し、不図示の基板の着液は、基板高さ調整ネジ５６ａ、５６ｂのローレット部を手動で回し、金型５１の短辺縁に配置された不図示の規定部に接触させる。この後、パソコンのキーボードを操作して不図示の駆動モータを回転駆動し、基板支持連動ギア５７ａ、５７ｂの頂部を下降させる。次第にガラス基板は、５２ａ−２、５２ａ−４に近接し、第１の実施形態と同様にして駆動モータを極低速モードになるように設定し、着液を進行させる。即ち、本実施形態では、基板の着液は、金型５１の長辺方向に傾斜させて行なう。
【０１１９】
また、着液による樹脂液の進行を監視するＣＣＤ１は、樹脂液５２ｃ−２上に、ＣＣＤ２は、樹脂液５２ｄ−１上に、ＣＣＤ３は、樹脂液５２ｄ−２上に各々配置される。各々のＣＣＤにより撮像された像は画像処理結果に基づき、第１の実施形態と同様のシステムプログラムによって判定され、駆動モータを可動して、気泡を巻き込むことなく着液が進行する。
【０１２０】
（ 比較例 ）
図２０に示すように第１の実施形態の減速ギア列、駆動モータを付設しない基台に取り付けた金型上に略菱形状となるよう第１の実施形態と同特性の樹脂液６２を７０ｃｃ滴下する。
【０１２１】
樹脂液滴下後、第１の実施形態と同様に基板高さ調整ネジの頂部４ヶ所を金型面より高くしておき、この頂部にガラス基板のカップリング剤塗布面を下面として載置する。ガラス基板の手前の長辺縁を規定台４の規定部４ｃに接触させるため、基板高さ調整ネジ６ａ、６ｂを回転させる。この金型面１ａに対してガラス基板が傾斜した状態からは、第１の実施形態と異なり、基板高さ調整ネジ６ｃ、６ｄを手動で回転し、ガラス基板を樹脂液６２に着液させる。図２１の（ｃ）に示すように着液の進行途中で着液部６２ｃ−２、６２ｃ−３の形状が左右に分散した基板の傾斜状態では、作業者の視覚が行き届かなくなり、僅かな気泡の巻き込みを見逃すことがあった。
【０１２２】
ガラス基板の全縁が規定台４の規定部４ｃ上に載置されると、図２２（ａ）に示す着液形状が現れる。ここから第１の実施形態と同様にガラス台及び、加圧治具を用いて、金型とガラス基板の間の樹脂液を界面進行させるが、この加圧、充填工程において、加圧開始（ａ）から金型４角部への樹脂液が充填完了する（ｃ）までの経過時間に最低４０分を必要とした。
【０１２３】
図３に示す１サイクルの工程において、図２３に示すように、規定台４の溝４ｂから基台５にかけて設けられた貫通穴で吸収する余剰樹脂も含め、金型の外周の基台５上に１０ｃｃ強の余剰樹脂が流出した。
【０１２４】
以上の比較例に基づく特性と、第１の実施形態に基づく特性を図２４に記載した。
【０１２５】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、基板に着液後の加圧による金型角部への樹脂液の充填経過時間を半分に短縮出来る。
【０１２６】
また、樹脂液が滴下、充填完了した直後において、金型の外周に溢れる液量が抑制され、余剰樹脂液の拭き取り作業が手早く済む。量産化の過程で金型の外周に堆積していくことがないので、金型の外周に付着した硬化樹脂の除去作業を無くし、生産効率を向上出来る。或いは、除去作業のために装置の稼動を停止させる必要も無く、装置の稼動率の低下や、それに伴う製造コストの増大も回避出来る。更に、余剰樹脂液が削減されるので高価な樹脂液の使用総量を最小限に出来る。
【０１２７】
また、人の感応だけに頼らない安定した着液のプロセスが実現出来る。これによって、気泡の巻き込みを一掃することが出来る。
【０１２８】
また、生産効率を向上し、気泡の巻き込みによる不良率を解消した光学スクリーンを提供することが出来る。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂中への気泡の混入を防止し、且つ金型の外周に流出する余剰樹脂液を最小限にとどめることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図及び側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る金型上に樹脂液を滴下し、基板支持部材に基板を載置した状態を表す側面図である。
【図３】第１の実施形態に係る光学素子の製作工程フロー図である。
【図４】第１の実施形態に係るニードル弁から金型上に樹脂を滴下する様子を表す図である。
【図５】第１の実施形態に係る着液開始から着液完了までの樹脂液の着液進行の経過を表す図である。
【図６】第１の実施形態に係る樹脂液の充填完了後の金型の外周の様子を表す図である。
【図７】第１の実施形態に係る基板による樹脂液への着液進行を半自動化した装置の概略構成図である。
【図８】第１の実施形態に係る基板による樹脂液への着液進行を決定するプログラムフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係る基台に加圧治具を取り付けた平面図である。
【図１０】第１の実施形態に係る基台に加圧治具を取り付けた縦断面図である。
【図１１】第１の実施形態に係る基台に加圧治具を取り付けた横断面図である。
【図１２】第１の実施形態に係る着液完了から樹脂液の充填完了までの樹脂液の界面進行の経過を表す図である。
【図１３】第１の実施形態に係る樹脂成形基板の剥離開始の様子を表す平面図である。
【図１４】第１の実施形態に係る金型の基台に剥離治具を取り付けた平面図である。
【図１５】第１の実施形態に係る樹脂成形基板の剥離途中の様子を表す一部断面図である。
【図１６】第１の実施形態に係る金型の基台に剥離治具を取り付けた平面図である。
【図１７】第１の実施形態に係る樹脂成形基板の剥離経過の様子を表す図である。
【図１８】第２の実施形態に係る金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。
【図１９】第３の実施形態に係る金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。
【図２０】比較例を表す金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。
【図２１】比較例を表す着液開始から着液完了までの樹脂液の着液進行の経過を表す図である。
【図２２】比較例を表す着液完了から樹脂液の充填完了までの樹脂液の界面進行の経過を表す図である。
【図２３】比較例を表す樹脂液の充填、完了後の金型の外周の様子を表す図である。
【図２４】第１の実施形態と比較例の結果の対比を表す図である。
【符号の説明】
１、４１、５１ 金型
２、４２、５２ 樹脂液
３ 基板
４ 規定台
５ 基台
６、４６、５６ 基板高さ調整ネジ
７、４７、５７ 基板支持連動ギア
８、９ 減速ギア
１０ ピニオンギア
１１ 駆動モータ
１２ モータアングル
１３ サーボ制御回路
１４ インターフェイス基板
１５ パソコン
１６、１７、１８ ＣＣＤ
１９、２０、２１、２２ 加圧治具
２３ ガラス台
２４、２７ 剥離治具
３３ 樹脂成形基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状基板の表面に樹脂層を形成して光学素子を製造する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置の製造方法において、例えば特開平３−１５６４１９号公報によれば、「液晶基板上に紫外線硬化型樹脂を塗布後、研磨ガラスからなる押圧基板を配置し、その上部からローラープレス法を用いて気泡を押し出しながら押圧基板を密着させる。これによって、平滑化された液晶基板が得られる。」と提案されている。
【０００３】
或るいは、特開平５−４５６５３号公報によれば、「エネルギー硬化型樹脂上にしなやかな転写型を載置し、転写型上にローラーを通して絞り、余剰な樹脂と共に気泡を抜く。これによって、ＴＦＴ上の樹脂が平坦化され、高分子液晶配光膜に精度良く転写される」と提案されている。
【０００４】
一方、ガラス基板、樹脂基板などのシート状基板を用いたレプリカレンズの製造方法では、最初に金型の中心と金型形状の中央に沿って、或いは、補足的に図２０に示すような形状にエネルギー硬化型樹脂液を連続的に滴下する。これは、後術するエネルギー硬化型樹脂液に基板を着液する過程において、気泡の混入を防止し、樹脂液の界面進行を効率的に行ない、金型外周への液の流出を抑制するためのものである。
【０００５】
更に、気泡の混入を防止するため基板を金型面に対して傾斜させて着液させ、界面進行させる。この課程では図２に示すように基板の一方の縁をネジによって支持し、このネジのリードを人手によって制御し、人の視覚に頼って、気泡混入防止のための着液の進行、即ち、作業者が気泡の発生を察知した直後にネジを回転して基板の傾斜角を大きくし、脱泡して再びネジを回転して基板の傾斜角を小さくする作業を行なう。
【０００６】
また、特開平４−７８５０５号公報の複合型光学素子の製造プロセスにおいては、「光学素子基材へのエネルギー硬化型樹脂の供給を基材の成形面の中心の一点に対して連続的に行なう。」とされている。或いは、同公報の製造装置においては「基板上の樹脂に真直上からシリンダに連結された金型を押圧し、樹脂の押し拡げが緩速度となるようにシリンダの下降をパルスモータの駆動回転数の制御によって行なう。これによって、気泡混入のない樹脂の押し拡げが可能になる。」とされている。
【０００７】
更に、特開平１１−１０５１４５号公報においては、「光学素子基材が、略視長方形であった場合でも、基材上に樹脂を非回転対象形状となるように供給し、樹脂の基材からのはみ出しを抑制する。」、或いは、「基材表面上の２点以上に樹脂を同時に供給する。」とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶表示装置の製造方法において、特開平３−１５６４１９号公報、特開平５−４５６５３号公報では、上述したようにローラープレス法を用いて余剰な樹脂と共に気泡を抜き出すことが前提となっている。これはよく知られたプロセスであるが、例えばこのような手法を大型のレプリカ成形に用いると、樹脂液が充填された後も、大量の余剰樹脂が発生し、樹脂処分を行なう大掛かりな工程を設けなければならない。
【０００９】
また、上術のような従来のシート状基板を用いたレプリカレンズの製造方法においては、金型形状が大版化する程、以下のような課題が顕在化していた。
（１）樹脂液の界面進行が最も速く金型の外周に到達した個所からの余剰樹脂液の流出を削減すること。
（２）加圧、充填時の金型４角部への樹脂液の界面進行する経過時間を短縮化すること。
（３）前述したような基板の一方の縁をネジによって支持し、このネジのリードを人手によって制御し、人の視覚に頼って、気泡混入防止のための着液の進行作業を行なうと、作業者の体調によって着液に時間を要したり、２０インチを超えるような大版レンチにあっては、左右に着液進行部分が分散した位置では、人の視覚が行き届かなくなり、気泡の巻き込みを見逃すおそれがあること。
【００１０】
また、従来、提案されている複合型光学素子の製造プロセス、製造装置が特開平４−７８５０５号公報、特開平１１−１０５１４５号公報に各々示されているが、これらは何れも光学素子基材上に樹脂を供給し、その後、真直上から金型を押圧して樹脂の押し拡げを行なうことが前提となっている。このような製造プロセスを可能としているのは、根本的に素子基材が小さく基材上の樹脂に金型を押圧する際に発生する気泡をサーチする必要がないためである。従って、同提案に示されている製造装置には、気泡のサーチ機構は設けられていない。
【００１１】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂中への気泡の混入を防止し、且つ金型の外周に流出する余剰樹脂液を最小限にとどめることができるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる光学素子の成形方法は、光学素子の母体となる光学素子基材を所望の光学面を有する金型上に保持し、前記光学素子基材の表面と前記金型の間にエネルギー硬化型樹脂を介在させて硬化させることにより、前記金型の光学面の形状が転写された樹脂層を有する光学素子を成形するための光学素子の成形方法であって、前記金型の光学面上にエネルギー硬化型樹脂を供給する供給工程と、前記光学素子基材を前記金型の光学面に対して傾斜させた状態で前記エネルギー硬化型樹脂に接触させ、前記光学素子基材の傾斜角を次第に小さくすることにより、前記光学素子基材の表面と前記金型の間に前記エネルギー硬化型樹脂を延伸させる着液工程と、前記エネルギー硬化型樹脂を前記金型の光学面と前記光学素子基材の間に延伸させるために、前記光学素子基材を加圧する加圧工程と、前記エネルギー硬化型樹脂にエネルギーを付与して硬化させるエネルギー付与工程と、前記金型から前記エネルギー硬化型樹脂が一体化された前記光学素子基材を離型する剥離工程とを具備し、前記供給工程では、前記エネルギー硬化型樹脂が前記金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、前記金型の中心から金型の各頂部に向かって、対角状であることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明に係わる光学素子の成形方法において、前記供給工程において、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状の対角状終端部と、前記金型の頂部までの前記エネルギー効果型樹脂の未供給部の長さが、前記金型の光学面の対角長さの１／８を超えないことを特徴としている。
【００１４】
また、この発明に係わる光学素子の成形方法において、前記供給工程では、前記エネルギー硬化型樹脂が前記金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、前記金型の中心または、中心近傍を通って、前記金型の隣接する頂部に向かって円弧状であって、２つの円弧形状が金型の中心近傍で接していることを特徴としている。
【００１５】
また、この発明に係わる光学素子の成形方法において、前記供給工程では、前記エネルギー硬化型樹脂が前記金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、前記金型の中心または、中心近傍を通って、金型の長辺と平行して延伸され、該延伸された途中から前記金型の各頂部に向かって分岐した形状であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明に係わる光学素子の製造装置は、上記の光学素子の成形方法に用いられる光学素子の製造装置であって、前記光学素子基材を前記金型の光学面に対して傾斜させた状態で前記エネルギー硬化型樹脂に接触させ、前記光学素子基材の傾斜角を次第に小さくすることにより、前記光学素子基材の表面と前記金型の間に前記エネルギー硬化型樹脂を延伸させる手段は、前記光学素子基材を支持して、該光学素子基材の傾斜角を変更させる駆動部と、該駆動部を制御するエンコーダと、前記エネルギー硬化型樹脂での気泡の発生を検知する撮像監視部と、前記光学素子基材への前記エネルギー硬化型樹脂の着液を感知する画像処理手段と、該画像処理手段の画像処理結果に基づいて前記着液の延伸を自動制御するサーボ機構とを備えることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明に係わる光学スクリーンは、上記の成形方法により成形されたことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１９】
まず、本実施形態の概要について説明する。
【００２０】
本実施形態は、光学面を持つ大版の金型上に、その後の基板と金型間の樹脂液の充填が最も効率良く完了する樹脂液の滴下形状と、それを実現する方法を提案するとともに、滴下した樹脂液に気泡を巻き込むことなくシート状基板を着液進行させる自動化装置を提案するものである。
【００２１】
金型は微細形状の光学面を持つ平面を例として挙げるが、緩やかな球面や、非球面であっても良く、また、金型の外形はスクリーン型の４辺形であっても樽形状であっても良く、１５インチ、２５インチ以上と、大型化する程、本実施形態の有用性が高くなる。
【００２２】
シート状基板は、ガラス基板や樹脂基板であっても良いが、樹脂フィルムのように大きく湾曲することがなく、剛体に近いものであることが好ましい。
【００２３】
エネルギー硬化型樹脂は紫外線硬化型樹脂を用いるが、熱硬化を付与するものであっても良く、嫌気性は問わない。また、化学基はアクリレート系であってもメタクリレート系であっても良いが、液粘度は密着性及び、基板着液時の気泡混入防止の観点から２５００±１０００ｍＰａ・ｓ程度が好ましい。
【００２４】
樹脂液の吐出にはエア圧と時間設定によって流量を微調整可能なディスペンサを用い、非嫌気性の樹脂を用いる場合は、同時に窒素を充填する。
【００２５】
樹脂液の滴下は図１に示すように金型の角から中心を通って対向する他方の角へ、第１の樹脂吐出口が一定速度で移動し、一定流量の樹脂液を吐出する。次に金型の他の角から中心を通って、対向する他方の角へ、第２の樹脂吐出口が一定速度で移動し、一定流量の樹脂液を吐出する。
【００２６】
滴下樹脂液への基板の着液は図１、図２に示すように基板の４角を機械的に支持する。また、基板支持は基板の傾斜が緩やかに可変出来ればどのような構成でも良く、基板支持部材を駆動する駆動系にステップモータ、パルスモータなどを用いる。最初に同一辺の２点の支持を緩やかに降下させ、基台５上に基板３の一辺を載置する。次に基板の対向する他方の２点の支持を緩やかに降下させ、基台５上に基板３の他方の辺を載置する。
【００２７】
即ち、樹脂液、金型に対して基板は徐々に傾斜して移動し、着液後は基板の未着方向へ樹脂液が界面進行する。着液と同時に気泡の巻き込みが発生しないよう、基板支持部による基板の傾斜制御を行なうことが重要である。特に、左右の樹脂液の界面進行が合流する中心付近、基板の傾斜角が小さくなる最終位置では、樹脂液表層の高さムラによって気泡の巻き込みを起こしやすい。そこで、この位置では、撮像装置（例えばＣＣＤカメラ）による気泡の発生を抑制するための監視を行なう。
【００２８】
図８に示すように撮像された像を区域分割して、画像処理結果に基づくコントラストの専有比率が指定比率に達した時、基板支持部材を駆動する駆動系の速度が緩やかになり、次のステップでこの駆動系を逆転し、次のステップで再び駆動系を正転して、更に次のステップで駆動系の速度が緩やかになり、次のステップでようやく左右の界面進行を合流させる。
【００２９】
即ち、樹脂粘度と、金型微細形状による樹脂液界面進行のムラを補正することで気泡の巻き込みを防止できる。このようにＣＣＤカメラの画像をパソコンインターフェイスに取り込み、画像処理結果と、予め設定したシステムプログラムによって、基板支持部材を駆動する駆動系をサーボ制御して、基板の樹脂液への着液進行を行なう。
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、具体的に説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。図２は、第１の実施形態の金型上に樹脂液を滴下し、基板支持部材に基板を載置した状態を示す側面図である。
【００３２】
図３は、第１の実施形態の光学スクリーンの製作工程フロー図である。
【００３３】
図４は、ニードル弁から金型上に樹脂を滴下する様子を表す図である。
【００３４】
図５は、第１の実施形態の樹脂滴下形状での基板と樹脂液の着液の進行の様子を表す図である。
【００３５】
図６は、第１の実施形態の樹脂滴下形状での加圧、充填後、の金型の周囲の様子を表す図である。
【００３６】
なお、本実施形態で成形される光学素子は、液晶表示装置などに用いられる光学スクリーンである。
【００３７】
図３の製作工程フロー図に沿って、本実施形態に関する、特に樹脂滴下から加圧／充填、離型までの工程を詳細に説明し、その他の工程については、その概略を説明する。
【００３８】
図１、図２及び図４に示す金型１は周辺縁に面取り部１ｂが設けられており、１ａ面に横方向のレンズレット形状の溝を有し、１ピッチあたり、０．２９８２ｍｍ±１μｍのピッチ精度でフライス加工された炭素鋼鋼材の表面に０．２ｍｍ厚のＫＮ（化学ニッケル）メッキ層が施されたものである。
【００３９】
この金型１は、図１、図２及び図４に示す強固な剛体材料からなる基台５の上に固定される。
【００４０】
更に、基台５上の金型１の周辺には基板３を載置するため、その表面精度及び平面度が高精度な規定台４が固定されている。この規定台４は、基板を載置する規定部４ａと、基板３の外形を規制する規制部４ｃと、余分なエネルギー硬化型樹脂を排出する溝４ｂとを一体的に備えた部材であり、金型１の１長辺縁の９ヶ所、１短辺縁の６ヶ所にほぼ等間隔に配置されている。ここで規定部４ａは、その各位置と金型との高低差が同一であつて、金型１のレンズレットの先端から＋０．０６ｍｍの高さに規定部４ａが位置するよう調整スペーサの厚みが調整され、規定台４が固定される。このように規定台４は、金型と基板の高低差が均一になるよう位置を確定する働きがある。従って、金型が大型化する程、それに応じた数の規定台と、その規定台の高さ調整が必要になる。
【００４１】
また、エネルギー硬化型樹脂を排出する不図示の貫通穴が、各溝４ｂから基台５にかけて設けられており、基台５の底面には、樹脂液を受ける不図示のトレーが取り付けられている。
【００４２】
図１、図２に示すように基台５の４角には金型１の各角に近接して基板高さ調整ネジ６と基板支持連動ギア７が設けられている。基板高さ調整ネジ６は中央のローレット部と、一端のリードネジが施されたネジ部と、他端の基板３を支持する頂部とを一体的に備えて構成され、ネジ部は基台５に螺合する。一方、基板支持連動ギア７は、中央のギア部７ａ−１と、一端のリードネジが施されたネジ部７ａ−２と、他端の基板３を支持する頂部７ａ−３とを備えて構成され、基板高さ調整ネジ６と同様にネジ部７ａ−２が基台５に螺合する。なお、基板高さ調整ネジ６は、ギア部７ａ−１がローレットに変更されているだけで、基本的に基板支持連動ギア７と同様の構成であり、ギア部７ａ−１に対応するローレット部６ａ−１と、ネジ部７ａ−２に対応するネジ部６ａ−２と、頂部７ａ−３に対応する頂部６ａ−３とを備える。
【００４３】
基板高さ調整ネジ６と、基板支持連動ギア７は、共に基板３の角を支持して基板３の高低を微調整し、基板と樹脂液の着液を促進するための機構部であるが、基板高さ調整ネジ６は、ローレット部６ａ−１を指圧で回転させる手動式に対し、基板支持連動ギア７は、詳しくは後術するモーターからの駆動力を駆動伝達ギアを介してギア部７ａ−１を回転させるよう自動化がなされている。
【００４４】
図２にその側面を示す基板３は厚さ１．６ｍｍの透明なガラス板であり、平面度を高精度化するため、両面研磨加工が施されている（図３のＳ１）。基板３はこれに限らず、ＰＭＭＡなどの透明樹脂板であっても良い。
【００４５】
基板３は純水によって全面を洗浄した（図３のＳ２）後、オーブンで加熱乾燥する。
【００４６】
この基板２の両面に金属蒸着膜を真空蒸着によって積層する（図３のＳ３）。ここで金属蒸着膜は誘電体膜であれば良く、例えば他に、カバーガラスフィルムを接着によって形成しても良い。また、ガラスの組成が環境の変化の影響を受けにくい構成、例えば、白板ガラス、ＢＫ７などの高価なガラスを用いれば、金属蒸着膜などの誘電体膜を積層する工程は省略できる。
【００４７】
次に基板３の片面３ｂに不図示の散布装置を用いてシランカップリング剤を散布し（図３Ｓ４）、オーブンで加熱乾燥する。
【００４８】
図１、図２に示す樹脂液２は、嫌気性のアクリレート系紫外線硬化型樹脂を用いる。液粘度は２５００ｍＰａ・ｓ前後、硬化後物性として１５００ｍＰａ・ｓ前後のものを選択した。
【００４９】
この樹脂液２を図４のディスペンサーのニードル弁７０に封入し、弁内に窒素Ｎ２を供給する。
【００５０】
次に、本実施形態の金型への樹脂液の滴下方法について図１、図４を参照して説明する。
【００５１】
まず、ディスペンサーのニードル弁７０の吐出口（φ２ｍｍ）を図１に示す金型上の２ａ−１で示す位置上に配置する。そして、ディスペンサーのエア圧（ｋｇ／ｍｍ２）、エア加圧時間を設定して、エア圧を開始し、吐出口から樹脂液が供給されると同時にニードル弁７０が、図１に示す金型上の２ａ−４で示す位置上に一定速度で移動する。ニードル弁が２ａ−１から２ａ−４に移動する間に吐出口から３．１３ｍｃｃ／ｍｍの一定流量の樹脂液が供給される。次に、ニードル弁７０が再び、金型上の２ａ−１で示す位置上に一定速度で移動し、この移動の間に吐出口からは同様に３．１３ｍｃｃ／ｍｍの一定流量の樹脂液が供給される。このニードル弁の２ａ−１→２ａ−４→２ａ−１を移動する動きを１往復とすると、ニードル弁は１１往復し、供給される樹脂液の量は３３ｃｃに及ぶ。
【００５２】
次に、ニードル弁７０が金型上の２ａ−２で示す位置上に配置され、前述したようにエア圧が開始され、吐出口から樹脂液が供給されると同時にニードル弁７０が、図１に示す金型上の２ａ−３で示す位置上に一定速度で移動する。ニードル弁が２ａ−２から２ａ−３に移動する間に吐出口からは前述と同様に３．１３ｍｃｃ／ｍｍの一定流量の樹脂液が供給され、ニードル弁が再び、金型上の２ａ−２で示す位置上に一定速度で移動する時も、吐出口からは同様に樹脂液が供給される。以下、前述と同様に、２ａ−２→２ａ−３→２ａ−２を移動する１往復をニードル弁は１１往復し、３３ｃｃの樹脂液が金型上に供給される。
【００５３】
ここで金型１の各頂部１ａと滴下された樹脂液２の各先端部２ａの距離は金型対角長さの１／８程度が好ましい。
【００５４】
こうして得られる樹脂液の滴下形状は、基板と金型の間に樹脂液が充填完了した直後において、図６に示すように、比較例の図２３に比べ、金型の外周に溢れる液量が極めて抑制され、量産化の過程で金型の外周に堆積していくことがないので、金型の外周に付着した硬化樹脂の除去作業を無くし、生産効率を向上出来る。また、除去作業のために装置の稼動を停止させる必要も無く、装置の稼動率の低下や、それに伴う製造コストの増大も回避出来る。
【００５５】
次に、本実施形態の基板の着液装置の構成について図７を参照して説明する。図７は、本実施形態の基板による樹脂液への着液進行を半自動化した装置の概略構成図である。尚、ここでは、図１を用いて説明した部分については省略し、その他の構造、構成に関して説明する。
【００５６】
基板支持連動ギア７ａのギア部に基台５上に嵌合軸を持つ２段目減速ギア８ａのギア部が係合し、減速ギア８ａのギア部に、同じく基台５上に嵌合軸を持つ３段目減速ギア９ａのギア部が係合する。減速ギア９ａのギア部には、駆動モータ１１ａのピニオンギア１０ａのギア部が係合する。駆動モータ１１ａはモータアングル１２ａに固定され、モータアングル１２ａは、基台５に固定される。
【００５７】
ここで、駆動モータ１１ａは、ステップモータを採用するが、パルスモータであっても良い。パルスモータの場合は、回転を検知するフォトインタラプタと検知回路が必要になる。
【００５８】
同様にして減速ギア８ｂ、減速ギア９ｂ、ピニオンギア１０ｂ、駆動モータ１１ｂ、モータアングル１２ｂが基台の他方側に構成される。
駆動モータ１１ａ、１１ｂの端子は、駆動モータの回転方向と速度を制御するサーボ制御回路１３に接続され、サーボ制御回路１３はパソコン１５のインターフェイス基板１４ａに接続される。
【００５９】
金型１上には、退避可能なように、滴下した樹脂液の中心２ｂにおいて、基板３に樹脂液２が着液する様子をモニタする撮像素子（以下、ＣＣＤと呼ぶ）ＣＣＤ１（１６）、滴下した樹脂液の終端の手前２ｃ−１において、同じく着液の様子をモニタするＣＣＤ２（１７）、滴下した樹脂液の終端の手前２ｃ−２において、同じく着液の様子をモニタするＣＣＤ３（１８）の各々を不図示の固定台を用いて配置する。各ＣＣＤはパソコン１５のインターフェイス基板１４ｂに接続される。
【００６０】
次に、図７、図８を参照して基板の着液方法を説明する。図８は、本実施形態の基板の樹脂液への着液進行を決定するプログラムフローチャート図である。
【００６１】
着液作業を進める環境は、室温２０±２℃、湿度５５±３％に制御された清浄度１０００クラスのクリーン室で行う。また、樹脂液の滴下完了から着液開始までの経過時間は樹脂液滴下形状が拡大して変化するため、微小気泡の自然脱泡も含めて１５分を超えないようにする。
【００６２】
前述したように、シランカップリング剤を散布したガラス基板３の面３ｂを下面として、規定台４の規定部４ａより高い位置に調整された基板高さ調整ネジ６ａ、６ｂと、基板支持連動ギア７ａ、７ｂの各々の頂部６ａ−３、６ｂ−３、７ａ−３、７ｂ−３で支持する。続いて基板高さ調整ネジ６のローレット部６ａ−１、６ｂ−１を手動で回し、頂部６ａ−３、６ｂ−３を規定部４ａより低く調整し、ガラス基板３の一方の長辺縁を規定部４ａに接触させる。
【００６３】
この後、パソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂを同方向に右回転駆動（以降、ＣＷ回転と呼ぶ）し、減速ギア８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂを介して基板支持連動ギア７ａ、７ｂを回転させ、頂部７ａ−３、７ｂ−３を同じ高さで下降（図２の矢印Ｙ１方向）させ、ガラス基板３の他方の長辺縁を金型と水平に保ちつつ、徐々に図２の矢印Ｙ２方向に下降させる。次第にガラス基板３の下面３ｂは樹脂液２の表面張力によって、接触直前の影がガラス基板３に現れる。この影の出現と同時に駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転を止める。
【００６４】
これより、パソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転速度を極低速モードになるように設定して、同ＣＷ回転駆動を開始する。やがて、樹脂液２の２ａ−１、２ａ−２が最初にガラス基板３の下面３ｂに接触し、図５（ａ）に示すような着液形状が現れる。ここで、着液個所は金型のＫＮ層が映え、濃灰色となる。これを着液ヶ所のコントラスト暗＝１と定義し、これ以外の未着液部の薄透明色であるガラス表層の色を未着液のコントラスト明＝０と定義して、予め、インターフェイス１４の画像処理演算部に組込んでおく（ＲＯＭ化）。
【００６５】
更に、図５（ｂ）に示すような着液形状が現れたらパソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転速度が中立モードなるよう設定して同ＣＷ回転駆動を継続する。
【００６６】
着液形状が図５（ｃ）まで達したら、駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転を止める。これより、パソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂの制御をＣＣＤ１（１６）による制御モードに設定して同ＣＷ回転駆動を開始する。
【００６７】
図８（ａ）のＣＣＤ１による着液進行を決定するプログラムフローチャートに示すように、駆動モータ１１ａがＣＷ回転駆動中、ＣＣＤ１（１６）によって撮像された像内を区域分割したＡの領域のコントラストが３０％を超えて着液済のコントラスト暗＝１で占有されていると、画像処理結果に基づいて判定された場合、ただちに、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードになるように自動設定する。次に区域分割したＣの領域にわずかでも着液済みのコントラスト暗＝１が有ると、画像処理結果に基づいて判定されると、駆動モータ１１ａを左回転駆動（以降ＣＣＷ回転駆動と呼ぶ）し、ガラス基板３を樹脂液２から離間する方向に上昇させ、続いてＣの領域が着液無しのコントラスト明＝０で満たされていると、画像処理結果に基づいて判定されると、再び、駆動モータ１１ａをＣＷ回転させて、ガラス基板３を着液方向（図２の矢印Ｙ２方向）に下降させる。このＣの領域にわずかでも着液済みのコントラスト暗＝１が現れたと判定されると、駆動モータ１１ａをＣＣＷ回転する▲１▼→▲２▼→▲３▼のプログラムサブルーチンは、Ｃの領域の上部に本来起こり得ない第３の着液が誤って発生した場合、その着液進行を食い止めるためのものである。
【００６８】
一方、Ｃの領域に着液済みのコントラスト暗＝１が無いと、画像処理結果に基づいて判定されると、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードになるように自動設定する。次に区域分割されたＡの領域のコントラストが８０％を超えて着液済みのコントラスト暗＝１で占有されていると画像処理結果に基づいて判定された場合、インターフェイス１４を介してトリガー信号を１カウントする。
【００６９】
続いて、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードのままＣＣＷ回転とし、ガラス基板３を樹脂液２から離間する方向に上昇させて、更に、Ａの領域のコントラストが７０％を下回って着液済みのコントラスト暗＝１で占有されていると画像処理結果に基づいて判定された場合、再び、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードのままＣＷ回転してガラス基板３を着液方向（図２の矢印Ｙ２方向）に下降させる。
【００７０】
また、駆動モータ１１ｂについても同じプログラムフローチャートに従い、区域分割したＢの領域のコントラスト判定に基づいて、速度制御、回転制御がなされる。▲４▼→▲５▼→▲６▼→▲７▼のプログラムサブルーチンが２回繰り返され、▲５▼でトリガー信号が３カウントする間にＡの領域とＢの領域の着液の進行が是正され、やがてトリガー信号を３カウントすると、駆動モータ１１ａ、１１ｂは、回転速度を極低速モードのままＣＷ回転してガラス基板３を着液方向に下降させ、気泡を巻き込むこと無く、左右の着液が中央で合流、一体化する。
【００７１】
左右の着液が中央で合流、一体化したことを確認後、パソコン１５のキーボードを操作して駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転速度を中立モードに設定し、同ＣＷ回転を継続する。
【００７２】
図５（ｄ）に示す着液状態まで進行したら駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転を止める。これより、パソコン１５のキーボードを操作して、駆動モータ１１ａ、１１ｂの制御を各々、ＣＣＤ２（１７）、ＣＣＤ３（１８）による制御モードに設定して同ＣＷ回転を継続する。
【００７３】
図８（ｂ）のＣＣＤ２による着液進行を決定するプログラムフローチャートに示すように、駆動モータ１１ａがＣＷ回転駆動中、ＣＣＤ２（１７）によって撮像された像内を区域分割したＢの領域のコントラストが３０％を超えて着液済のコントラスト暗＝１で占有されていると、画像処理結果に基づいて判定された場合、ただちに、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードになるように自動設定する。次に区域分割したＣの領域にわずかでも着液済みのコントラスト暗＝１が有ると、画像処理結果に基づいて判定されると、駆動モータ１１ａをＣＣＷ回転し、ガラス基板３を樹脂液２から離間する方向に上昇させ、続いてＣの領域が着液無しのコントラスト明＝０で満たされていると、画像処理結果に基づいて判定されると、再び、駆動モータ１１ａをＣＷ回転して、ガラス基板３を着液方向（図２の矢印Ｙ２方向）に下降させる。
【００７４】
このＣの領域にわずかでも着液済みのコントラスト暗＝１が現れたと判定されると、駆動モータ１１ａをＣＣＷ回転する▲１▼→▲２▼→▲３▼のプログラムサブルーチンは、Ｃの領域の上部に本来起こり得ない第２の着液が誤って発生した場合、その着液進行を食い止めるためのものである。これによって、樹脂液を供給する吐出口折り返し点であって、樹脂層の高さに液ムラを生じ易く、且つ、基板傾斜角θが小さいことによる着液ムラが発生し易い位置図５（ｄ）２ｃ−１での気泡の巻き込みが急激に発生することを防止できる。
【００７５】
一方、Ｃの領域に着液済みのコントラスト暗＝１が無いと、画像処理結果に基づいて判定されると、駆動モータ１１ａの回転速度を極低速モードになるように自動設定する。次に区域分割されたＡ、Ｄ各々の領域のコントラストが３０％を超えて着液済みのコントラスト暗＝１で占有されていると画像処理結果に基づいて判定された場合、駆動モータ１１ａの回転速度を中立モードに自動設定し、同ＣＷ回転してガラス基板３を着液方向に下降させ、図５（ｄ）２ｃ−１部の着液が気泡を巻き込むことなく進行する。
【００７６】
また、図８（ｂ）のＣＣＤ２による着液進行を決定するプログラムと同時に、図８（ｃ）のＣＣＤ３による着液進行を決定するプログラムが実行されるが、ここでは、ＣＣＤ２による着液進行を決定するプログラムとの違いについて述べる。ＣＣＤ２→ＣＣＤ３と対応づけると、区域Ｂ→区域Ａ、区域Ｃ→区域Ｄ、区域Ａ，Ｄ→区域Ｃ，Ｂ、駆動モータ１１ａ（ＭＬ）→駆動モータ１１ｂ（ＭＲ）が異なっており、その他のプログラムの流れ、プログラム実行途中の各区域ごとの着液進行を判定するコントラスト占有率、駆動モータの回転速度設定は同様である。ＣＣＤ３による着液進行を決定するプログラムが実行されると、駆動モータ１１ｂをＣＷ回転してガラス基板３を着液方向に下降させ、図５（ｄ）２ｃ−１部の着液が気泡を巻き込むことなく進行する。
【００７７】
着液が、図５（ｅ）の２ａ−３、２ａ−４部に達し、ガラス基板３の長辺縁３ｄ側の下面３ｂを規定部４ａに載置後、パソコン１５のキーボードを操作して駆動モータ１１ａ、１１ｂの回転を止める。
【００７８】
次に、樹脂液２をさらに押し拡げる加圧／充填工程（図３のＳ７）について図９、図１０、図１１を参照して説明する。図９は、基台に加圧治具を取付けた平面図であり、図１０はその縦断面図、図１１は横断面図である。
【００７９】
図１１において、２３は、ガラス基板３の撓みを矯正して樹脂液の進行を補助するガラス台であって一定の剛性が必要である。ガラス台２３は、樹脂液の進行形状を確認するため透明なことが好ましい。尚、本実施形態は、省スペース化を前提としているため、手動式専用加圧治具を用いるが、加圧方法がよく知られた垂直プレス法であることから、エアシリンダなどを用いて加圧調整、加圧時間の管理を行った方が効率的である。
【００８０】
図９、図１０において、１９はガラス台２３の２３ａ面の中央に圧力を加える加圧治具であって、ブリッヂ部１９ｃ、ネジ穴１９ｄ、固定部１９ｂ、ローレット部１９ａ、樹脂部１９ｅ、リードネジ部１９ｆを備え、リードネジ部１９ｆ−１は、ネジ穴１９ｄ−１に螺合し、リードネジ部１９ｆ−１の一端（固定部１９ｂ−１側）には樹脂部１９ｅ−１が固着され、リードネジ部１９ｆ−１の他端にはローレット部１９ａ−１が固着される。ブリッヂ部１９ｃにネジ穴１９ｄが一定間隔で３ヶ所設けられ、ネジ穴１９ｄ−２、１９ｄ−３においても、前述と同様にリードネジ部１９ｆ、樹脂部１９ｅ、ローレット部１９ａが取付けられる。更に、ブリッヂ部１９ｃと平行してこの両側には前述と同様に加圧治具２０及び２１が構成される。
【００８１】
図９、図１１において、２２はガラス台２３の２３ａ面の一部周辺に圧力を加える加圧治具であって、リードネジ支持部２２ｃ、ネジ穴２２ｄ、固定部２２ｂ、ローレット部２２ａ、樹脂部２２ｅ、リードネジ部２２ｆを備えており、リードネジ部２２ｆ−１はネジ穴２２ｄ−１に螺合し、リードネジ部２２ｆ−１の一端（固定部２２ｂ−１側）には樹脂部２２ｅ−１が固着され、リードネジ部２２ｆ−１の他端にはローレット部２２ａ−１が固着される。
【００８２】
こうして構成される加圧治具１９、２０、２１、２２は、リードネジ１９ｆ、２０ｆ、２１ｆ、２２ｆを可動してブリッヂ部１９ｃ、２０ｃ、２１ｃ及びリードネジ支持部２２ｃに樹脂部１９ｅ、２０ｅ、２１ｅ、２２ｅを各々近付けた状態にセットされ、加圧治具１９の固定部１９ｂ−１、１９ｂ−２が基台５のネジ穴に固定ビスで締結され、加圧治具２２の固定部２２ｂ−１、２２ｂ−２が基台５のネジ穴に各々固定ビスで締結される。
【００８３】
加圧順序としては、最初に金型１の中央にあたるローレット部１９ａ２が回され、樹脂部１９ｅ−２がガラス台２３の２３ａ面中央を加圧する。続いてローレット部２０ａ−２、２１ａ−２を回してガラス台２３の２３ａ面を加圧し、２２ａ−１、２２ａ−２を回してガラス台２３の２３ａ面短辺縁中央を加圧する。次にローレット部１９ａ−１、１９ａ−３、２０ａ−１、２０ａ−３、２１ａ−１、２１ａ−３を回してガラス台２３の２３ａ面長辺縁を加圧する。
【００８４】
こうして樹脂液の進行が加速し始めると、図１２（ａ）に示すような樹脂液の形状となり、更に樹脂液が進行すると、図１２（ｂ）の樹脂液が界面進行した状態となるが、この間にガラス台２３はガラス基板３に倣って、わずかに沈む方向に変位するので前記樹脂部１９ｅ、２０ｅ、２１ｅ、２２ｅのガラス台２３の２３ａ面に対する圧力が弱まる。そこで時折、ローレット部１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａは加圧方向に回すと共に、図１２（ｂ）において、未進行面積３ｄが他より広い個所は、その位置の上面に近いローレット部１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａを強く回し、樹脂液の界面進行を促進する。図１２（ｃ）の状態で金型１の面取り部１ｂにまで樹脂液２が充填完了したことを確認する。
【００８５】
この後、加圧治具１９、２０、２１を基台５から取り外す。ガラス台２３の２３ｂ面とガラス基板３の３ａ面は強く密着しているが、樹脂液２とガラス基板３の３ｂ面との界面密着より弱く加圧治具２２の樹脂部２２ｅ−１または２２ｅ−２をガラス台２３のキャリア部に係合するようにローレット部２２ａ−１または、２２ａ−２を減圧方向に回すと共にガラス台２３を引き上げて、ガラス台２３及び、加圧治具２２を取り外す。
【００８６】
次に金型１の１ａ面から基台５に流出した樹脂液をクリーンワイパーなどで払拭するが、この際にガラス基板３、規定台４の規定部４ａに樹脂液が付着しないよう十分注意する。また、規定台４の溝部４ｂに樹脂液が堆積して金型１の樹脂液と規定部４ａに付着した樹脂液がつながっている場合は、規定部４ａに付着した樹脂液をアセトンなどの有機溶剤で溶解するなどして処置をとる。
【００８７】
次に金型１とガラス基板３の間に充填した樹脂液を光硬化して成形する工程（図３のＳ８）ではガラス基板３の３ａ上から紫外線を照射するが、樹脂部のヒケを防止するため、１ｍＷ／ｃｍ２前後の低照度で照射可能な装置を用い、２０００ｍＪの光エネルギーを与える。
【００８８】
続いて樹脂成形基板３３を金型１から離型する工程（図３のＳ９）について図１３、図１４、図１５、図１６、図１７を参照して説明する。
【００８９】
図１３は基板高さ調整ネジ及び基板支持連動ギアを可動し、金型の角部から樹脂成形基板を離型した様子を表す平面図、図１４、図１６は基台に剥離治具を取付けた平面図、図１５はその一部断面図であって、剥離の様子を表わす図、図１７は金型と樹脂成形基板との未離型面積及び離型面積の剥離経過を表わす図である。
【００９０】
図１３において、第一段階の剥離では、基板高さ調整ネジ６のローレット部６ａ−１、６ａ−２を回転して頂部６ａ−３、６ｂ−３を上方に移動させると、ガラス基板３の３ｂ面の角部が持ち上がり、金型１の角部と樹脂成形部が離型され、また、減速ギア９ａ、９ｂを基台５から取り外し、減速ギア８ａ、８ｂを手動で右回転して、基板支持連動ギア７ａ−１を回転させ、頂部７ａ−３、７ｂ−３を上方に移動させると、前述と同様にして、金型１の角部と樹脂成形部が離型され、離型面積３３ｅ−１、３３ｅ−２、３３ｅ−３、３３ｅ−４が現れる。
【００９１】
続いて第２段階の剥離には、図１４、図１５、図１６に示す剥離治具２４を用いる。
【００９２】
剥離治具２４は、ブリッヂ部２４ｃ、支持部２４ｂ、ネジ穴２４ｄ、ローレット部２４ａ、吸着盤２４ｅ、リードネジ部２４ｆを備えており、リードネジ部２４ｆ−１はネジ穴２４ｄ−１に螺合し、リードネジ部２４ｆ−１の一端には、塩化ビニル製の吸着盤２４ｅ−１が取付けられ、リードネジ部２４ｆ−１の他端にはローレット部２４ａ−１が固着される。ブリッヂ部２４ｃにはネジ穴２４ｄが一定間隔で６ヶ所設けられ、前述と同様にして他のネジ穴２４ｄに他のリードネジ部２４ｆ、吸着盤２４ｅ、ローレット部２４ａが取付けられる。こうして構成された剥離治具２４の支持部２４ｂは基台５の上面５ａであって、図１４に示す金型１の一方の短辺縁に近い位置に配置される。続いてローレット部２４ａを回してリードネジ部２４ｆを可動し、程良い高さで吸着盤２４ｅを樹脂成形基板３３のガラス面３３ａに吸着させる。同様にして他の吸着盤もガラス面３３ａに吸着させる。
【００９３】
剥離順序としては、吸着盤２４ｅが持ち上がる方向にローレット部２４ａ−１、２４ａ−２、２４ａ−５、２４ａ−６を各々同時、または交互に回し、図１５に示すように樹脂成形基板３３を撓ませて離型を進行させる。離型が進行すると、未離型面積は図１７（ｂ）に示す３３ｓ―２に変化する。ここでローレット部２４ａ−３、２４ａ−４を回して吸着盤２４ｅを持ち上げ、金型１の中央に向けて離型を進行させるが、ガラス基板３の破損を防止する為、ローレット部２４ａは柔軟に正回転、逆回転させ、吸着盤２４ｅを上げ、下げすることによって、剥離の応力によるガラス基板３への負担を小さくする。
【００９４】
更に離型が進行すると、未離型面積は、図１７（ｃ）に示す３３ｓ−３に変化する。ここでは図１６に示すように剥離治具２４を金型１の中央上面に位置するよう支持部２４ｂを基台５の上面に配置する。以下、図１４、図１５と同様の手順で剥離を行なうと、未離型面積は図１７（ｄ）の３３ｓ―４のように縮小し、やがて剥離の負荷が小さくなり、スムーズに離型が完了する。
【００９５】
こうして金型１から離型した樹脂成形基板３３の樹脂表面３３ｂを不図示の静電気除去装置で除電する（図３のＳ１０）。
【００９６】
更に、樹脂部を完全硬化させるため、低照度で長時間照射する（図３のＳ１１）。
【００９７】
最終工程として、不図示のスクライブ装置にて、樹脂成形基板３３の外周を取り除く加工を行なう（図３のＳ１２）。
【００９８】
次に、本実施形態における特徴的な効果を説明する。
【００９９】
前述したように金型上のニードル弁の吐出口から一定流量の樹脂液を一定速度で金型の角から中心を通って他の角へ往復して供給することで、安定した樹脂表面層と、滴下形状を形成することが可能になった。これにより、ガラス基板着液時の着液ムラや気泡の巻き込み発生要因を小さく出来る。
【０１００】
また、第１の樹脂吐出口が一定速度で移動し、金型の角から中心を通って、対向する他方の角へ一定流量の樹脂液を供給し、第２の樹脂吐出口によって、金型の他の角から中心を通って、対向する他方の角へ一定流量の樹脂液を供給する。即ち、樹脂液が略対角上に滴下されるので樹脂液が滴下、充填完了した直後において、金型の外周に溢れる液量が抑制され、余剰樹脂液の拭き取り作業が手早く済む。量産化の過程で金型の外周に堆積していくことがないので、金型の外周に付着した硬化樹脂の除去作業を無くし、生産効率を向上出来る。或いは、除去作業のために装置の稼動を停止させる必要も無く、装置の稼動率の低下や、それに伴う製造コストの増大も回避出来る。更に、余剰樹脂液が削減されるので高価な樹脂液の使用総量を最小限に出来る。
【０１０１】
また、金型の頂部から滴下された樹脂液の先端までの距離、即ち、未滴下の金型の角部の幅が金型の対角長さの１／８を超えないようにすることで、加圧による金型角部への樹脂液の充填経過時間を短縮できる。
【０１０２】
また、略対角状に滴下された樹脂液は、表層面積が小さいので万が一、塵が紛れ込んだ場合、樹脂液に付着する確立が小さく、金型上であれば外側に向けてエア掛けを行なうことにより容易に取り除くことが出来る。
【０１０３】
また、前述したように金型上に滴下した樹脂液にガラス基板を傾斜して着液し、着液進行させる工程は、ガラス基板を支持する基板支持連動ギアと、これに連結される減速ギアと、駆動モータ、これに接続されるサーボ制御回路とインターフェイス基板、パソコン及び、金型上に設けられたＣＣＤと、これに接続されるインターフェイス基板、パソコンによって構成された装置を用い、その主要部のシステムは、樹脂液の着液進行によるコントラスト差を捕えたＣＣＤの画像をパソコン、インターフェイスに取り込み、画像処理結果と、予め設定したシステムプログラムによって、駆動モータをサーボ制御し、基板の樹脂液への着液進行を行なう構成としたので、人の感応だけに頼らない安定した着液のプロセスが実現出来る。これによって、気泡の巻き込みを一掃することが出来る。
【０１０４】
（第２の実施形態）
図１８は、第２の実施形態の金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。第１の実施形態の変形例であるため、共通点については、その説明を省略する。
【０１０５】
図１８に示す金型４１は短辺縁の輪郭が内側に湾曲状である。４１ａ面に縦方向のレンズレットの溝が形成されており、１ピッチあたり、０．１２７ｍｍ±１μｍのピッチ精度でフライス加工されている。
【０１０６】
不図示の基板は、その短辺縁の輪郭が金型４１より大きく、金型４１に沿うように内側湾曲状である。
【０１０７】
本実施形態の金型への樹脂液の滴下方法について図１８を参照して説明する。
【０１０８】
ディスペンサーのニードル弁の吐出口を図１８に示す金型上の４２ａ−１上に配置する。吐出口から樹脂液が供給されると同時にニードル弁が、図１８に示す金型上の４２ａ−１上に配置する。吐出口から樹脂液が供給されると同時に、ニードル弁が図１８に示す金型４１上の中心、または、中心近傍を通って円弧状に４２ａ−２上に向かって一定速度で移動する。ニードル弁が４２ａ−１上から４２ａ−２上に移動する間に吐出口から一定流量の樹脂液が供給される。次に、ニードル弁が再び、同じ経路上を逆方向に通って金型上の４２ａ−１上に一定速度で移動し、一定流量の樹脂液が供給される。こうしてニードル弁が４２ａ−１上→４２ａ−２上→４２ａ−１上のように往復を繰り返すことによって、樹脂液を供給する。
【０１０９】
次に、ニードル弁が金型上の４２ａ−３上に配置され、吐出口から樹脂液が供給されると同時に、前述と同様にニードル弁が図１８に示す金型４１上の中心、または、中心近傍を通って円弧状に４２ａ−４に向かって一定速度で移動する。ニードル弁が４２ａ−３上から４２ａ−４上に移動する間に吐出口から一定流量の樹脂が供給され、ニードル弁が再び金型上の４２ａ−３上に一定速度で移動した時も、吐出口からは同様に樹脂液が供給される。以下前述と同様に４２ａ−３上→４２ａ−４上→４２ａ−３上のようにニードル弁が往復を繰り返すことによって樹脂液を供給する。
【０１１０】
（第３の実施形態）
図１９は、第３の実施形態の金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形例であるため、共通点については、その説明を省略する。
【０１１１】
図１９に示す金型５１は、長辺方向に極めて長く、ワイド型のスクリーンの成形に対応している。５１ａ面に縦方向のレンズレットの溝を形成し、１ピッチあたり、０．１２７ｍｍ±１μｍのピッチ精度でフライス加工されている。
【０１１２】
不図示の基板は、金型５１と同様に長辺方向に極めて長く、外形は金型５１よりも大きい。基板の板厚は２ｍｍである。
【０１１３】
本実施形態の金型への樹脂液の滴下方法について図１９を参照して説明する。
【０１１４】
ディスペンサーのニードル弁の吐出口を図１９に示す金型上の５２ａ−１上に配置する。吐出口から樹脂液が供給されると同時にニードル弁が、図１９に示す金型５１上の短辺方向の中心５２ｃ−１に向かって斜めに移動し、その後、金型５１の中心５２ｂ上に向かって金型５１の長辺と平行に移動し、５２ｂを通過後は、５２ｃ−２上から金型５１の角部５２ａ−４上に向かって一定速度で移動する。ニードル弁が５２ａ−１上から５２ａ−４上に移動する間に吐出口から一定流量の樹脂液が供給される。次に、ニードル弁が再び、同じ経路上を逆方向に通って金型上の４２ａ−１上に一定速度で移動し、一定流量の樹脂液が供給される。こうしてニードル弁が５２ａ−１上→５２ｃ−１上→５２ｂ上→５２ｃ−２上→５２ａ−４上→５２ｃ−２上→５２ｂ上→５２ｃ−１上→５２ａ−１上のように往復を繰り返すことによって、樹脂液を供給する。
【０１１５】
次に、ニードル弁が金型上の５２ａ−２上に配置され、吐出口から樹脂液が供給されると同時に、前述と同様にニードル弁が図２０に示す金型５１上の短辺方向の中心５２ｃ−２に向かって斜めに移動し、その後、金型５１の中心５２ｂ上に向かって、金型５１の長辺と平行に移動し、５２ｂを通過後は、５２ｃ−１上から金型５１の角部５２ａ−３に向かって一定速度で移動する。ニードル弁が５２ａ−２上から５２ａ−３上に移動する間に吐出口から一定流量の樹脂が供給され、ニードル弁が再び金型上の５２ａ−２上に一定速度で移動した時も、吐出口からは同様に樹脂液が供給される。以下前述と同様に５２ａ−２上→５２ｃ−２上→５２ｂ上→５２ｃ−１上→５２ａ−３上→５２ｃ−１上→５２ｂ上→５２ｃ−２上→５２ａ−２上のようにニードル弁が往復を繰り返すことによって樹脂液を供給する。
【０１１６】
こうして得られる樹脂液の滴下形状は、基板と金型の間に樹脂液が充填完了した直後において、金型の外周に溢れる液量が極めて抑制され、量産化の過程で金型の外周に堆積していくことがないので、金型の外周に付着した硬化樹脂の除去作業を無くし、生産効率を向上出来る。また、除去作業のために装置の稼動を停止させる必要も無く、装置の稼動率の低下や、それに伴う製造コストの増大も回避出来る。
【０１１７】
次に本実施形態の装置及び、装置を用いたプロセスが、第１及び第２の実施形態と異なる点について図１９を参照して説明する。
【０１１８】
５７ａ、５７ｂが基板支持連動ギアであり、５６ａ、５６ｂが基板高さ調整ネジであって、この５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂの支持部上にガラス基板を載置し、不図示の基板の着液は、基板高さ調整ネジ５６ａ、５６ｂのローレット部を手動で回し、金型５１の短辺縁に配置された不図示の規定部に接触させる。この後、パソコンのキーボードを操作して不図示の駆動モータを回転駆動し、基板支持連動ギア５７ａ、５７ｂの頂部を下降させる。次第にガラス基板は、５２ａ−２、５２ａ−４に近接し、第１の実施形態と同様にして駆動モータを極低速モードになるように設定し、着液を進行させる。即ち、本実施形態では、基板の着液は、金型５１の長辺方向に傾斜させて行なう。
【０１１９】
また、着液による樹脂液の進行を監視するＣＣＤ１は、樹脂液５２ｃ−２上に、ＣＣＤ２は、樹脂液５２ｄ−１上に、ＣＣＤ３は、樹脂液５２ｄ−２上に各々配置される。各々のＣＣＤにより撮像された像は画像処理結果に基づき、第１の実施形態と同様のシステムプログラムによって判定され、駆動モータを可動して、気泡を巻き込むことなく着液が進行する。
【０１２０】
（ 比較例 ）
図２０に示すように第１の実施形態の減速ギア列、駆動モータを付設しない基台に取り付けた金型上に略菱形状となるよう第１の実施形態と同特性の樹脂液６２を７０ｃｃ滴下する。
【０１２１】
樹脂液滴下後、第１の実施形態と同様に基板高さ調整ネジの頂部４ヶ所を金型面より高くしておき、この頂部にガラス基板のカップリング剤塗布面を下面として載置する。ガラス基板の手前の長辺縁を規定台４の規定部４ｃに接触させるため、基板高さ調整ネジ６ａ、６ｂを回転させる。この金型面１ａに対してガラス基板が傾斜した状態からは、第１の実施形態と異なり、基板高さ調整ネジ６ｃ、６ｄを手動で回転し、ガラス基板を樹脂液６２に着液させる。図２１の（ｃ）に示すように着液の進行途中で着液部６２ｃ−２、６２ｃ−３の形状が左右に分散した基板の傾斜状態では、作業者の視覚が行き届かなくなり、僅かな気泡の巻き込みを見逃すことがあった。
【０１２２】
ガラス基板の全縁が規定台４の規定部４ｃ上に載置されると、図２２（ａ）に示す着液形状が現れる。ここから第１の実施形態と同様にガラス台及び、加圧治具を用いて、金型とガラス基板の間の樹脂液を界面進行させるが、この加圧、充填工程において、加圧開始（ａ）から金型４角部への樹脂液が充填完了する（ｃ）までの経過時間に最低４０分を必要とした。
【０１２３】
図３に示す１サイクルの工程において、図２３に示すように、規定台４の溝４ｂから基台５にかけて設けられた貫通穴で吸収する余剰樹脂も含め、金型の外周の基台５上に１０ｃｃ強の余剰樹脂が流出した。
【０１２４】
以上の比較例に基づく特性と、第１の実施形態に基づく特性を図２４に記載した。
【０１２５】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、基板に着液後の加圧による金型角部への樹脂液の充填経過時間を半分に短縮出来る。
【０１２６】
また、樹脂液が滴下、充填完了した直後において、金型の外周に溢れる液量が抑制され、余剰樹脂液の拭き取り作業が手早く済む。量産化の過程で金型の外周に堆積していくことがないので、金型の外周に付着した硬化樹脂の除去作業を無くし、生産効率を向上出来る。或いは、除去作業のために装置の稼動を停止させる必要も無く、装置の稼動率の低下や、それに伴う製造コストの増大も回避出来る。更に、余剰樹脂液が削減されるので高価な樹脂液の使用総量を最小限に出来る。
【０１２７】
また、人の感応だけに頼らない安定した着液のプロセスが実現出来る。これによって、気泡の巻き込みを一掃することが出来る。
【０１２８】
また、生産効率を向上し、気泡の巻き込みによる不良率を解消した光学スクリーンを提供することが出来る。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂中への気泡の混入を防止し、且つ金型の外周に流出する余剰樹脂液を最小限にとどめることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図及び側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る金型上に樹脂液を滴下し、基板支持部材に基板を載置した状態を表す側面図である。
【図３】第１の実施形態に係る光学素子の製作工程フロー図である。
【図４】第１の実施形態に係るニードル弁から金型上に樹脂を滴下する様子を表す図である。
【図５】第１の実施形態に係る着液開始から着液完了までの樹脂液の着液進行の経過を表す図である。
【図６】第１の実施形態に係る樹脂液の充填完了後の金型の外周の様子を表す図である。
【図７】第１の実施形態に係る基板による樹脂液への着液進行を半自動化した装置の概略構成図である。
【図８】第１の実施形態に係る基板による樹脂液への着液進行を決定するプログラムフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係る基台に加圧治具を取り付けた平面図である。
【図１０】第１の実施形態に係る基台に加圧治具を取り付けた縦断面図である。
【図１１】第１の実施形態に係る基台に加圧治具を取り付けた横断面図である。
【図１２】第１の実施形態に係る着液完了から樹脂液の充填完了までの樹脂液の界面進行の経過を表す図である。
【図１３】第１の実施形態に係る樹脂成形基板の剥離開始の様子を表す平面図である。
【図１４】第１の実施形態に係る金型の基台に剥離治具を取り付けた平面図である。
【図１５】第１の実施形態に係る樹脂成形基板の剥離途中の様子を表す一部断面図である。
【図１６】第１の実施形態に係る金型の基台に剥離治具を取り付けた平面図である。
【図１７】第１の実施形態に係る樹脂成形基板の剥離経過の様子を表す図である。
【図１８】第２の実施形態に係る金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。
【図１９】第３の実施形態に係る金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。
【図２０】比較例を表す金型上に樹脂液を滴下した状態を表す平面図である。
【図２１】比較例を表す着液開始から着液完了までの樹脂液の着液進行の経過を表す図である。
【図２２】比較例を表す着液完了から樹脂液の充填完了までの樹脂液の界面進行の経過を表す図である。
【図２３】比較例を表す樹脂液の充填、完了後の金型の外周の様子を表す図である。
【図２４】第１の実施形態と比較例の結果の対比を表す図である。
【符号の説明】
１、４１、５１ 金型
２、４２、５２ 樹脂液
３ 基板
４ 規定台
５ 基台
６、４６、５６ 基板高さ調整ネジ
７、４７、５７ 基板支持連動ギア
８、９ 減速ギア
１０ ピニオンギア
１１ 駆動モータ
１２ モータアングル
１３ サーボ制御回路
１４ インターフェイス基板
１５ パソコン
１６、１７、１８ ＣＣＤ
１９、２０、２１、２２ 加圧治具
２３ ガラス台
２４、２７ 剥離治具
３３ 樹脂成形基板
Claims (6)
- 光学素子の母体となる光学素子基材を所望の光学面を有する金型上に保持し、前記光学素子基材の表面と前記金型の間にエネルギー硬化型樹脂を介在させて硬化させることにより、前記金型の光学面の形状が転写された樹脂層を有する光学素子を成形するための光学素子の成形方法であって、
前記金型の光学面上にエネルギー硬化型樹脂を供給する供給工程と、
前記光学素子基材を前記金型の光学面に対して傾斜させた状態で前記エネルギー硬化型樹脂に接触させ、前記光学素子基材の傾斜角を次第に小さくすることにより、前記光学素子基材の表面と前記金型の間に前記エネルギー硬化型樹脂を延伸させる着液工程と、
前記エネルギー硬化型樹脂を前記金型の光学面と前記光学素子基材の間に延伸させるために、前記光学素子基材を加圧する加圧工程と、
前記エネルギー硬化型樹脂にエネルギーを付与して硬化させるエネルギー付与工程と、
前記金型から前記エネルギー硬化型樹脂が一体化された前記光学素子基材を離型する剥離工程とを具備し、
前記供給工程では、前記エネルギー硬化型樹脂が前記金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、前記金型の中心から金型の各頂部に向かって、対角状であることを特徴とする光学素子の成形方法。 - 前記供給工程において、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状の対角状終端部と、前記金型の頂部までの前記エネルギー効果型樹脂の未供給部の長さが、前記金型の光学面の対角長さの１／８を超えないことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。
- 前記供給工程では、前記エネルギー硬化型樹脂が前記金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、前記金型の中心または、中心近傍を通って、前記金型の隣接する頂部に向かって円弧状であって、２つの円弧形状が金型の中心近傍で接していることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。
- 前記供給工程では、前記エネルギー硬化型樹脂が前記金型の面積に応じた量だけ供給されると共に、前記エネルギー硬化型樹脂の供給形状が、前記金型の中心または、中心近傍を通って、金型の長辺と平行して延伸され、該延伸された途中から前記金型の各頂部に向かって分岐した形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。
- 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学素子の成形方法に用いられる光学素子の製造装置であって、
前記光学素子基材を前記金型の光学面に対して傾斜させた状態で前記エネルギー硬化型樹脂に接触させ、前記光学素子基材の傾斜角を次第に小さくすることにより、前記光学素子基材の表面と前記金型の間に前記エネルギー硬化型樹脂を延伸させる手段は、前記光学素子基材を支持して、該光学素子基材の傾斜角を変更させる駆動部と、該駆動部を制御するエンコーダと、前記エネルギー硬化型樹脂での気泡の発生を検知する撮像監視部と、前記光学素子基材への前記エネルギー硬化型樹脂の着液を感知する画像処理手段と、該画像処理手段の画像処理結果に基づいて前記着液の延伸を自動制御するサーボ機構とを備えることを特徴とする光学素子の製造装置。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成形方法により成形されたことを特徴とする光学スクリーン。
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|---|---|---|---|
| JP2002273582A JP2004106399A (ja) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | 光学素子の成形方法及び製造装置及び光学スクリーン |
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| JP2004106399A true JP2004106399A (ja) | 2004-04-08 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2002
- 2002-09-19 JP JP2002273582A patent/JP2004106399A/ja not_active Withdrawn
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