JP2006001042A - Manufacturing method of mold for optical part and mold for optical part - Google Patents

Manufacturing method of mold for optical part and mold for optical part Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily form a predetermined mold pattern to the surface of a member for a mold with high precision without requiring much processing time. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the mold 10 for the optical part includes a process for forming a photosensitive material layer 13 on the surface of the member 11 for the mold, a process for exposing the photosensitive material layer 13 to the shape of the predetermined mold pattern 14, a process for developing the exposed photosensitive material layer 13 to form the predetermined mold pattern 14, a process for forming a metal peel layer 15 on the surface of the developed photosensitive material layer 13, a process for forming an external metal layer 16 (external rigid layer) on the surface of the metal peel layer 15, a process for melting the metal peel layer 15 and the photosensitive material layer 13 having the external metal layer 16 formed to the surface thereof, a process for forming a fixing layer 19 in the space formed by melting the photosensitive material layer 13 to fix a member 11A for the mold and a process for peeling the external metal layer 16 from the fixed member 11A for the mold. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えばレンズアレイを有するレンズシートなどの光学部品を成型するために用いられる光学部品用金型に関するものである。   The present invention relates to an optical component mold used for molding an optical component such as a lens sheet having a lens array.

リアプロジェクションテレビの透過型スクリーン、CCD及び液晶ディスプレイパネルなどに用いられる光学部品として、略半球状をなす微細なマイクロレンズが格子状に複数配列されてなるレンズアレイを有するマイクロレンズシートが知られている。このようなマイクロレンズシートにおけるレンズアレイは、そのマイクロレンズ群の外形に対応する成型パターンが金型用部材の表面に形成された光学部品用金型によって成型される。
従来、光学部品用金型の成型パターンは、金型用部材の表面をレーザー光の熱で昇華させて彫刻する方法や、成型パターンの各部に対応する複数の部品を組み合わせる方法などによって形成されていた。
2. Description of the Related Art As an optical component used for a rear projection television transmission screen, a CCD, a liquid crystal display panel, and the like, a microlens sheet having a lens array in which a plurality of microlenses having a substantially hemispherical shape are arranged in a lattice shape is known. Yes. The lens array in such a microlens sheet is molded by an optical component mold in which a molding pattern corresponding to the outer shape of the microlens group is formed on the surface of the mold member.
Conventionally, a molding pattern of a mold for optical parts is formed by a method of engraving the surface of a mold member by sublimating with the heat of laser light or a method of combining a plurality of parts corresponding to each part of the molding pattern. It was.

しかしながら、従来の光学部品用金型の製造方法は、いずれも平面形状の金型を製造するためのものであり、シリンダ形状の金型を製造する場合に、球面形状の加工精度が十分得られないことに起因して加工を容易に行うことができないという問題があり、また、多大な加工時間が必要となって製造コストの増大を招いてしまうという問題があった。
これに対して、特許文献1には、銅メッキ処理が施された金型用部材の表面にレジスト層を形成し、このレジスト層にレーザー光を照射して所定の加工パターンを形成し、この加工パターンをマスクとして露出する銅メッキ層を酸で腐食させることにより、金型用部材の表面に所定の成型パターンを形成する方法が開示されている。
特開2001−30273号公報
However, all of the conventional optical component mold manufacturing methods are for manufacturing a planar mold, and when a cylinder-shaped mold is manufactured, a sufficient processing accuracy of a spherical shape can be obtained. There is a problem that the processing cannot be easily performed due to the absence of the processing, and there is a problem that a great amount of processing time is required, resulting in an increase in manufacturing cost.
On the other hand, in Patent Document 1, a resist layer is formed on the surface of a die member that has been subjected to copper plating, and a predetermined processing pattern is formed by irradiating the resist layer with laser light. A method is disclosed in which a predetermined molding pattern is formed on the surface of a mold member by corroding a copper plating layer exposed using a processing pattern as a mask with an acid.
JP 2001-30273 A

しかしながら、特許文献1に開示された光学部品用金型の製造方法では、レジスト層に高い精度で微細な加工パターン(とくに100μm以下の加工パターン)を形成した後、この加工パターンをマスクとして銅メッキ層を酸で腐食させているため、金型用部材の表面における酸の濃度のバラツキや、温度、銅メッキ層の状態などにより、レンズアレイを成型するための成型パターンが不均一な形状で形成されてしまうという問題がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、多大な加工時間を要することなく、所定の成型パターンを金型用部材の表面に対して高い精度で容易に形成することができる光学部品用金型の製造方法及び光学部品用金型を提供することを目的としている。
However, in the method for manufacturing a mold for optical components disclosed in Patent Document 1, after forming a fine processing pattern (especially a processing pattern of 100 μm or less) with high accuracy on a resist layer, copper plating is performed using this processing pattern as a mask. Since the layer is corroded with acid, the molding pattern for molding the lens array is formed in a non-uniform shape due to variations in acid concentration on the surface of the mold member, temperature, and the state of the copper plating layer. There is a problem of being done.
The present invention has been made in view of the above problems, and can be used to easily form a predetermined molding pattern with high accuracy on the surface of a mold member without requiring a great amount of processing time. It aims at providing the manufacturing method of a metal mold | die, and the metal mold | die for optical components.

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明による光学部品用金型の製造方法は、被転写基材に転写する所定の成型パターンが金型用部材の表面に形成されてなる光学部品用金型の製造方法であって、金型用部材の表面に感光性材料層を形成する工程と、前記感光性材料層を所定の成型パターンの形状に感光させる工程と、感光した前記感光性材料層を現像し、前記所定の成型パターンを形成する工程と、現像された前記感光性材料層の表面に金属剥離層を形成する工程と、前記金属剥離層の表面に外部剛体層を形成する工程と、前記金属剥離層及び前記外部剛体層が表面に形成された前記感光性材料層を溶融させる工程と、前記感光性材料層が溶融して形成された空間内に固定層を形成して金型用部材を固定する工程と、固定された前記金型用部材から前記外部剛体層を剥離する工程と、を備えていることを特徴としている。
また、本発明による光学部品用金型は、本発明の光学部品用金型の製造方法によって製造されていることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the method for manufacturing a mold for optical components according to the present invention is such that a predetermined molding pattern to be transferred to a substrate to be transferred is formed on the surface of the mold member. A method for producing a mold for optical components formed, the step of forming a photosensitive material layer on the surface of a mold member, and the step of exposing the photosensitive material layer to a shape of a predetermined molding pattern. Developing the exposed photosensitive material layer to form the predetermined molding pattern; forming a metal release layer on the surface of the developed photosensitive material layer; and forming a surface on the surface of the metal release layer. A step of forming an external rigid body layer, a step of melting the photosensitive material layer on which the metal peeling layer and the external rigid body layer are formed, and a space formed by melting the photosensitive material layer A process of forming a fixing layer and fixing a mold member It is characterized in that the fixed said mold member and a, and a step of removing the outer rigid layer.
The optical component mold according to the present invention is characterized by being manufactured by the optical component mold manufacturing method of the present invention.

本発明によれば、金型用部材(例えばシリンダ形状あるいは平面形状)の表面に、感光性材料層(例えばレジスト層)によって所定の成型パターンを高精度に形成してから、この成型パターンを上記外部剛体層(例えば金属剥離層を導電層とした電鋳処理あるいはメッキ処理によって形成される外部金属層)などを介して順次転写した後、最終的に外部剛体層を剥離するようにしている。また、外部剛体層の剥離の際には、金属剥離層の存在により、この外部剛体層の剥離を容易かつ確実に行うことができる。したがって、本発明では、多大な加工時間が必要になることなく、球面形状を含む微細な成型パターン(とくに100μm以下の成型パターン)を金型用部材の表面に対して高い精度で容易に形成することができる。
とくに本発明では、シームレスとなるシリンダ形状の金型用部材を用いた場合であっても、所定の成型パターンが金型用部材の表面に対して高精度に形成された光学部品用金型を確実に得ることができる。
According to the present invention, a predetermined molding pattern is formed on the surface of a mold member (for example, a cylinder shape or a planar shape) with a photosensitive material layer (for example, a resist layer) with high accuracy. After sequentially transferring through an external rigid body layer (for example, an external metal layer formed by electroforming or plating using a metal peeling layer as a conductive layer), the external rigid body layer is finally peeled off. Further, when the outer rigid layer is peeled off, the outer rigid layer can be peeled easily and reliably due to the presence of the metal peeling layer. Therefore, in the present invention, a fine molding pattern including a spherical shape (particularly, a molding pattern of 100 μm or less) is easily formed with high accuracy on the surface of the mold member without requiring a great amount of processing time. be able to.
In particular, in the present invention, even when a seamless cylinder-shaped mold member is used, a mold for an optical component in which a predetermined molding pattern is formed with high accuracy on the surface of the mold member is provided. You can definitely get it.

また、本発明においては、前記感光性材料層が溶融して形成された空間内に露出する前記金属剥離層の裏面に内部剛体層(例えば金属剥離層を導電層とした電鋳処理あるいはメッキ処理に形成される内部金属層)を形成する工程を備え、前記金型用部材を固定する工程を、前記内部剛体層と前記金型用部材との間に形成された空間内に固定層を形成して行うようにしてもよい。このとき、前記内部剛体層を形成する工程を、前記感光性材料が溶融して形成された空間を利用して前記金型用部材を引き抜いてから行い、前記金型用部材を固定する工程を、金型用部材を再度挿入してから行うようにしてもよい。
さらに、本発明においては、前記感光性材料層を形成する工程を、前記金型用部材の表面に下地層を形成してから行い、前記感光性材料層を溶融させる工程で、前記下地層も溶融させるようにしてもよい。
加えて、本発明においては、前記外部剛体層が剥離されてなる光学部品用金型に対して表面処理を施す工程を備えているようにしてもよい。
Further, in the present invention, an inner rigid layer (for example, an electroforming process or a plating process using the metal release layer as a conductive layer) on the back surface of the metal release layer exposed in the space formed by melting the photosensitive material layer. Forming a fixing layer in a space formed between the inner rigid body layer and the mold member. You may make it carry out. At this time, the step of forming the inner rigid layer is performed after the mold member is pulled out using the space formed by melting the photosensitive material, and the step of fixing the mold member is performed. Alternatively, it may be performed after the mold member is inserted again.
Further, in the present invention, the step of forming the photosensitive material layer is performed after forming a base layer on the surface of the mold member, and the step of melting the photosensitive material layer includes the step of forming the base layer. It may be melted.
In addition, in this invention, you may make it provide the process of surface-treating with respect to the metal mold | die for optical components in which the said external rigid body layer is peeled.

以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
本実施形態による光学部品用金型10は、図1及び図2に示すように、例えば中空のシリンダ形状をなす金型用部材11(平面形状をなす金型用部材であってもよい)の表面(外周面)に、被転写基材としての光学部品に転写する所定の成型パターン14が形成されてなるものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the optical component mold 10 according to the present embodiment is, for example, a mold member 11 having a hollow cylinder shape (may be a mold member having a planar shape). A predetermined molding pattern 14 to be transferred to an optical component as a substrate to be transferred is formed on the surface (outer peripheral surface).

この光学部品用金型10によって成型される光学部品の一例としては、リアプロジェクションテレビの透過型スクリーン、CCD及び液晶ディスプレイパネルなどに用いられる光学部品として知られている、略半球状をなす微細なマイクロレンズが格子状に複数配列されてなるレンズアレイを有するマイクロレンズシートを挙げることができる。
この場合、成型パターン14は、図1〜図2に示すように、上記レンズアレイのマイクロレンズ群の外形に対応して、略半球状をなす微細な凹部が格子状に複数配列されてなるものとなり、上記レンズアレイを反転させた状態となる。
As an example of the optical component molded by the optical component mold 10, it is known as an optical component used for a rear projection television transmission screen, a CCD, a liquid crystal display panel, and the like. A microlens sheet having a lens array in which a plurality of microlenses are arranged in a lattice shape can be given.
In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the molding pattern 14 is formed by arranging a plurality of fine concave portions having a substantially hemispherical shape corresponding to the outer shape of the microlens group of the lens array. Thus, the lens array is inverted.

なお、光学部品用金型10によって成型される光学部品の一例としては、上記マイクロレンズシートだけではなく、例えば、レンチキュラーレンズシート、クロスレンチレンズシート、フレネルレンズシート、光拡散シート、プリズムシート、偏光板、位相差板、液晶光学フィルムなどを挙げることができる。   In addition, as an example of the optical component molded by the optical component mold 10, not only the micro lens sheet, but also a lenticular lens sheet, a cross wrench lens sheet, a Fresnel lens sheet, a light diffusion sheet, a prism sheet, a polarization, for example A plate, a phase difference plate, a liquid crystal optical film, etc. can be mentioned.

以下、本実施形態による光学部品用金型10の製造方法を説明する
まず、図3(a)に示すように、例えば中空のシリンダ形状をなす金型用部材11、具体的には、長さ2m、直径100mm〜300mm、厚み10mm、表面(外周面)の表面精度が2〜3μm/mの平滑差となるような中空のシリンダ形状をなす金型用部材11(平面形状をなす金型用部材であってもよい)を用意する。
Hereinafter, the manufacturing method of the optical component mold 10 according to the present embodiment will be described. First, as shown in FIG. 3A, for example, a mold member 11 having a hollow cylinder shape, specifically, a length. 2 m, diameter 100 mm to 300 mm, thickness 10 mm, mold member 11 having a hollow cylinder shape with a surface difference of 2 to 3 μm / m on the surface (outer peripheral surface) (for a mold having a planar shape) It may be a member).

次に、図3(b)に示すように、この金型用部材11の表面に、例えばアクリルやポリエステルなどの樹脂材料を塗布することにより、金型用部材11の表面に所定の厚み(例えば0.1mm〜2.0mm)の下地層12を形成する。
そして、図3(c)に示すように、この下地層12の表面(金型用部材11の表面)に、例えば、特定波長の光に感度を有するポジ型レジストなどのポジ型感光性材料をディップコート法で塗布することにより、金型用部材11の表面に所定の厚み(例えば50μm〜80μm)の感光性材料層13を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, by applying a resin material such as acrylic or polyester to the surface of the mold member 11, a predetermined thickness (for example, 0.1 mm to 2.0 mm) of the underlayer 12 is formed.
Then, as shown in FIG. 3C, for example, a positive photosensitive material such as a positive resist having sensitivity to light of a specific wavelength is applied to the surface of the base layer 12 (the surface of the mold member 11). By applying by a dip coating method, a photosensitive material layer 13 having a predetermined thickness (for example, 50 μm to 80 μm) is formed on the surface of the mold member 11.

次に、図3(d)に示すように、金型用部材11の表面に形成された感光性材料層13を、レーザー走査装置Mによって、所定の成型パターン14の形状に感光させた後、図3(e)に示すように、所定の成型パターン14の形状に感光した感光性材料層13を有機溶剤などで現像することにより、化学結合が切断された部分の感光性材料が溶解して、この感光性材料層13に所定の成型パターン14が形成される。   Next, as shown in FIG. 3D, after the photosensitive material layer 13 formed on the surface of the mold member 11 is exposed to the shape of a predetermined molding pattern 14 by the laser scanning device M, As shown in FIG. 3E, the photosensitive material layer 13 exposed to the shape of the predetermined molding pattern 14 is developed with an organic solvent, so that the photosensitive material in the portion where the chemical bond is cut is dissolved. A predetermined molding pattern 14 is formed on the photosensitive material layer 13.

次に、図4(f)に示すように、感光性材料層13が現像されることによって形成された成型パターン14を含む感光性材料層13の表面に、例えばAgからなる金属剥離層15を所定の厚み(例えば0.1μm〜5μm)で形成する。
この金属剥離層15は、スプレー法あるいはスパッタリング法によってAgからなるものとして形成してもよいし、銀鏡反応法によってAgからなるものとして形成してもよいし、あるいは、金属蒸着法、EB(電子ビーム)蒸着法、メッキ法などによって他の金属からなるものとして形成してもよい。また、これらの方法を単独ではなく複合で用いて、金属剥離層15を形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 4F, a metal peeling layer 15 made of, for example, Ag is formed on the surface of the photosensitive material layer 13 including the molding pattern 14 formed by developing the photosensitive material layer 13. It is formed with a predetermined thickness (for example, 0.1 μm to 5 μm).
The metal release layer 15 may be formed of Ag by a spray method or a sputtering method, may be formed of Ag by a silver mirror reaction method, or may be formed by a metal vapor deposition method, EB (Electron It may be formed of another metal by a beam) vapor deposition method or a plating method. Further, the metal peeling layer 15 may be formed by using these methods in combination instead of individually.

次に、図4(g)に示すように、例えば金属剥離層15を導電層として用いた電鋳処理あるいはメッキ処理により、金属剥離層15の表面に例えばCuからなる外部金属層16を外部剛体層として所定の厚み(例えば2mm程度)で形成する。
これにより、感光性材料層13に形成された成型パターン14が外部金属層16に対して転写され、この外部金属層16には、成型パターン14を反転させた状態の成型パターン14Aが形成される。
Next, as shown in FIG. 4G, an external metal layer 16 made of, for example, Cu is formed on the surface of the metal release layer 15 by an electroforming process or a plating process using the metal release layer 15 as a conductive layer, for example. The layer is formed with a predetermined thickness (for example, about 2 mm).
As a result, the molding pattern 14 formed on the photosensitive material layer 13 is transferred to the external metal layer 16, and the molding pattern 14 </ b> A in a state where the molding pattern 14 is inverted is formed on the external metal layer 16. .

次に、図4(h)に示すように、金属剥離層15及び外部金属層16が表面に形成された感光性材料層13と、この感光性材料層13が表面に形成された下地層12とを、金型用部材11に熱を加えながら例えばMBK(メチルブチルケトン)などの有機溶剤で溶融させることにより、金属剥離層15及び外部金属層16と金型用部材11の表面との間に空間17を形成する。   Next, as shown in FIG. 4 (h), a photosensitive material layer 13 having a metal release layer 15 and an external metal layer 16 formed on the surface, and an underlayer 12 having the photosensitive material layer 13 formed on the surface. Are melted with an organic solvent such as MBK (methyl butyl ketone) while applying heat to the mold member 11, so that the metal peeling layer 15 and the outer metal layer 16 are spaced from the surface of the mold member 11. A space 17 is formed.

次に、図4(i)に示すように、これら感光性材料層13及び下地層12が溶融することによって形成される空間17を利用して、金型用部材11を外部金属層16内から引き抜く。
そして、図4(j)に示すように、例えば金属剥離層15を導電層として用いた電鋳処理あるいはメッキ処理により、上記空間17内に露出する金属剥離層15の裏面に例えばCr、Ni、Cuなどからなる内部金属層18を内部剛体層として所定の厚み(例えば2mm程度)で形成する。
Next, as shown in FIG. 4 (i), the mold member 11 is removed from the outer metal layer 16 by utilizing a space 17 formed by melting the photosensitive material layer 13 and the underlayer 12. Pull out.
Then, as shown in FIG. 4 (j), for example, Cr, Ni, etc. on the back surface of the metal release layer 15 exposed in the space 17 by electroforming or plating using the metal release layer 15 as a conductive layer. An internal metal layer 18 made of Cu or the like is formed as an internal rigid body layer with a predetermined thickness (for example, about 2 mm).

これにより、外部金属層16に形成された成型パターン14Aが内部金属層18に対して転写され、この内部金属層18には、成型パターン14Aを反転させた状態の成型パターン14、つまり、感光性材料層13に形成した成型パターン14が形成される。
ここで、内部金属層18は、例えば金属を厚く電鋳した1層からなるものであってもよいし、例えば金属を複数回電鋳した複数層からなるものであってもよい。さらには、必要に応じて、内部金属層18の内周面(上記空間17内に露出する内部金属層18の裏面)を研磨加工するようにしてもよい。
As a result, the molding pattern 14A formed on the outer metal layer 16 is transferred to the inner metal layer 18, and the inner metal layer 18 has the molding pattern 14 in a state where the molding pattern 14A is inverted, that is, photosensitive. A molding pattern 14 formed on the material layer 13 is formed.
Here, the internal metal layer 18 may be composed of, for example, one layer obtained by electroforming a metal thickly, or may be composed of, for example, a plurality of layers obtained by electroforming a metal a plurality of times. Furthermore, you may make it grind | polish the internal peripheral surface (the back surface of the internal metal layer 18 exposed in the said space 17) of the internal metal layer 18 as needed.

次に、図5(k)に示すように、金型用部材11が引き抜かれた後の外部金属層16内に、予め引き抜かれた金型用部材11とは別の金型用部材11A(予め引き抜かれた金型用部材11であってもよい)を再度挿入し、この金型用部材11Aの中心と外部金属層16の中心とを一致させる。
そして、図5(l)に示すように、感光性材料13が溶融することによって形成された空間17内(内部金属層18と金型用部材11Aの表面との間に形成された空間17内)に、例えば耐熱性樹脂あるいは金属などの固定材料を充填するとともに、この固定材料を硬化させて固定層19を形成することにより、金型用部材11Aを外部金属層16内で固定する。
Next, as shown in FIG. 5 (k), in the outer metal layer 16 after the mold member 11 has been pulled out, a mold member 11A ( The mold member 11 that has been pulled out in advance may be inserted again, and the center of the mold member 11A and the center of the outer metal layer 16 are aligned.
Then, as shown in FIG. 5 (l), in the space 17 formed by melting the photosensitive material 13 (in the space 17 formed between the internal metal layer 18 and the surface of the mold member 11A). ) Is filled with a fixing material such as a heat-resistant resin or metal, and the fixing material is cured to form the fixing layer 19, thereby fixing the mold member 11 </ b> A in the external metal layer 16.

次に、図5(m)に示すように、外部金属層16に対して、その外周側から例えば刃物Bを用いて傷を付けることにより、図5(n)に示すように、外部金属層16内で固定された金型用部材11Aから外部金属層16を剥離する、具体的には、金属剥離層15を境として金型用部材11A、固定層19及び所定の成型パターン14を有する内部金属層18から外部金属層16を剥離する。
以上のような工程を経ることにより、図5(o)に示すような本実施形態による光学部品用金型10を製造することができる。なお、必要に応じて、外部金属層16が剥離されてなる光学部品用金型10に対して表面処理を施す、例えば、外部金属層16が剥離されてなる光学部品用金型10の表面に電解メッキ処理を施してCrなどからなる硬質被膜を所定の厚み(例えば0.lμm〜0.5μm)で形成することにより、この光学部品用金型10の表面形状及び表面安定性、つまり、成型パターン14の表面形状及び表面安定性を補強するようにしてもよい。
Next, as shown in FIG. 5 (m), the outer metal layer 16 is scratched from the outer peripheral side using, for example, a blade B, as shown in FIG. 5 (n). The outer metal layer 16 is peeled from the mold member 11A fixed in the inside 16, specifically, the inner part having the mold member 11A, the fixed layer 19 and the predetermined molding pattern 14 with the metal peeling layer 15 as a boundary. The outer metal layer 16 is peeled from the metal layer 18.
By passing through the above processes, the optical component mold 10 according to the present embodiment as shown in FIG. 5 (o) can be manufactured. If necessary, surface treatment is performed on the optical component mold 10 from which the external metal layer 16 has been peeled off, for example, on the surface of the optical component mold 10 from which the external metal layer 16 has been peeled off. By applying an electrolytic plating process to form a hard coating made of Cr or the like with a predetermined thickness (for example, 0.1 μm to 0.5 μm), the surface shape and surface stability of the mold 10 for optical parts, that is, molding The surface shape and surface stability of the pattern 14 may be reinforced.

以上説明した本実施形態では、シリンダ形状の金型用部材11の表面に対して、例えばポジ型レジスト層である感光性材料層13を用いて所定の成型パターン14を高精度に形成してから、この成型パターン14を外部金属層16などを介して順次転写した後に、最終的に外部金属層16を剥離するようになっている。また、外部金属層16を剥離する際には、電鋳処理あるいはメッキ処理時において導電層としても用いられる金属剥離層15の存在により、この外部金属層16の剥離を容易かつ確実に行うことができるようになっている。
そのため、とくにシリンダ形状の金型用部材11Aの表面に対する上記成型パターン14の加工に関して、多大な加工時間が必要にならず、しかも、球面形状を含む微細な成型パターン(とくに100μm以下の成型パターン)を金型用部材11Aの表面に対して高い精度で容易に形成することができる。
なお、上記外部金属層16(外部剛体層)に代えて、例えば、エポキシなどの樹脂からなる外部剛体層を用いることもできる。この場合、樹脂からなる外部剛体層を、熱を加えながら例えばアセトン系の有機溶剤で溶融させることによって、本実施形態による光学部品用金型10を製造することもできる(特許請求の範囲で言う「外部剛体層を剥離する工程」が、樹脂からなる外部剛体層を溶融させる工程のことを含むことになる)。
In the present embodiment described above, a predetermined molding pattern 14 is formed with high accuracy on the surface of the cylinder-shaped mold member 11 using, for example, the photosensitive material layer 13 which is a positive resist layer. After the molding pattern 14 is sequentially transferred through the external metal layer 16 and the like, the external metal layer 16 is finally peeled off. Further, when the outer metal layer 16 is peeled off, the outer metal layer 16 can be easily and reliably peeled off due to the presence of the metal peeling layer 15 that is also used as a conductive layer during electroforming or plating. It can be done.
For this reason, in particular, the processing of the molding pattern 14 on the surface of the cylinder-shaped mold member 11A does not require much processing time, and a fine molding pattern including a spherical shape (particularly a molding pattern of 100 μm or less). Can be easily formed with high accuracy on the surface of the mold member 11A.
Instead of the external metal layer 16 (external rigid body layer), for example, an external rigid body layer made of a resin such as epoxy can be used. In this case, the optical component mold 10 according to the present embodiment can be manufactured by melting the outer rigid layer made of resin with, for example, an acetone-based organic solvent while applying heat (referred to in the claims). “The step of peeling the outer rigid layer” includes the step of melting the outer rigid layer made of resin).

また、本実施形態では、金属剥離層15及び外部金属層16が表面に形成された感光性材料層13を溶融させ、そのときに生じる空間17内に露出する金属剥離層15の裏面に対して内部金属層18を形成することにより、この内部金属層18に所定の成型パターン14を形成している。
したがって、比較的強度の低い感光性材料層13を、十分な強度を有する内部金属層18で置き換えることが可能となり、金型用部材11Aの表面に形成された成型パターン14に対して十分な強度を付与して、その寿命の延長を図ることができる。
なお、上記内部金属層18(内部剛体層)に代えて、例えば、所定の強度を有する熱可塑性樹脂(好ましくは硬化収縮の少ない熱可塑性樹脂)からなる内部剛体層を用いることもできる。
In the present embodiment, the photosensitive material layer 13 having the metal release layer 15 and the outer metal layer 16 formed on the surface is melted, and the back surface of the metal release layer 15 exposed in the space 17 generated at that time is exposed. By forming the inner metal layer 18, a predetermined molding pattern 14 is formed on the inner metal layer 18.
Therefore, it is possible to replace the photosensitive material layer 13 having a relatively low strength with the internal metal layer 18 having a sufficient strength, and a sufficient strength against the molding pattern 14 formed on the surface of the mold member 11A. Can be applied to extend the life.
Instead of the internal metal layer 18 (internal rigid body layer), for example, an internal rigid layer made of a thermoplastic resin having a predetermined strength (preferably a thermoplastic resin with little curing shrinkage) can be used.

ここで、金型用部材11を外部金属層16内から引き抜いた後に、内部金属層18を形成するようにしているため、電鋳処理あるいはメッキ処理による内部金属層18の形成を容易に行うことができる。
しかも、金型用部材11の引き抜きには、感光性材料層13だけではなく下地層12までも溶融させることによって生じた空間17を利用しているため、下地層12が存在していた分だけ上記空間17を大きくすることができ、この金型用部材11の引き抜きを行いやすくすることが可能となる。
Here, since the internal metal layer 18 is formed after the mold member 11 is pulled out from the external metal layer 16, the internal metal layer 18 can be easily formed by electroforming or plating. Can do.
Moreover, since the space 17 generated by melting not only the photosensitive material layer 13 but also the base layer 12 is used for pulling out the mold member 11, only the amount of the base layer 12 exists. The space 17 can be enlarged, and the mold member 11 can be easily pulled out.

なお、本実施形態では、金型用部材11を外部金属層16内から引き抜いた後で、内部金属層18を形成するようにしているが、これに限定されることはなく、金型用部材11の引き抜きを行わなくても構わない。
例えば、図6(a)に示すように、感光性材料層13及び下地層12を溶融させ、図6(b)に示すように、その状態のまま、空間17内に露出する金属剥離層15の裏面に内部金属層18を形成する。その後、図6(c)に示すように、空間17内に固定層19を形成して金型用部材11を固定し、図6(d)に示すように、外部金属層16に対して傷を付けることにより、本実施形態による光学部品用金型10を製造することができる。なお、この場合には、金型用部材11の引き抜きを行わないことから、上記下地層12を形成していなくてもよい。
In this embodiment, the inner metal layer 18 is formed after the mold member 11 is pulled out from the outer metal layer 16, but the present invention is not limited to this, and the mold member is not limited thereto. 11 does not have to be extracted.
For example, as shown in FIG. 6A, the photosensitive material layer 13 and the base layer 12 are melted, and as shown in FIG. 6B, the metal peeling layer 15 exposed in the space 17 is left in that state. An inner metal layer 18 is formed on the back surface of the substrate. Thereafter, as shown in FIG. 6C, a fixing layer 19 is formed in the space 17 to fix the mold member 11, and the outer metal layer 16 is damaged as shown in FIG. , The optical component mold 10 according to the present embodiment can be manufactured. In this case, since the mold member 11 is not pulled out, the base layer 12 may not be formed.

また、本実施形態では、空間17内に露出する金属剥離層15の裏面に内部金属層18を形成するようにしているが、これに限定されることはなく、内部金属層18を形成しなくても構わない。
例えば、図7(a)に示すように、感光性材料層13及び下地層12を溶融させ、図7(b)に示すように、その状態のまま、空間17内(金属剥離層15と金型用部材11の表面との間に形成された空間17内)に固定層19を形成して金型用部材11を固定するとともに、外部金属層16に形成された成型パターン14Aを固定層19に転写して、この固定層19に成型パターン14を形成する。その後、図7(c)に示すように、外部金属層16に対して傷を付けることにより、本実施形態による光学部品用金型10を製造することができる。なお、この場合には、金型用部材11の引き抜きを行わないことから、上記下地層12を形成していなくてもよい。
In the present embodiment, the internal metal layer 18 is formed on the back surface of the metal release layer 15 exposed in the space 17, but the present invention is not limited to this, and the internal metal layer 18 is not formed. It doesn't matter.
For example, as shown in FIG. 7A, the photosensitive material layer 13 and the base layer 12 are melted, and as shown in FIG. 7B, the state is maintained in the space 17 (the metal peeling layer 15 and the gold layer). The fixing layer 19 is formed in the space 17 formed between the surface of the mold member 11 and the mold member 11 is fixed, and the molding pattern 14A formed on the external metal layer 16 is fixed to the fixing layer 19. Then, the molding pattern 14 is formed on the fixed layer 19. Thereafter, as shown in FIG. 7C, by scratching the outer metal layer 16, the optical component mold 10 according to the present embodiment can be manufactured. In this case, since the mold member 11 is not pulled out, the base layer 12 may not be formed.

本発明の実施形態による光学部品用金型を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the metal mold | die for optical components by embodiment of this invention. 図1におけるA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 本発明の実施形態による光学部品用金型の製造方法を工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the metal mold | die for optical components by embodiment of this invention in order of a process. 本発明の実施形態による光学部品用金型の製造方法を工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the metal mold | die for optical components by embodiment of this invention in order of a process. 本発明の実施形態による光学部品用金型の製造方法を工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the metal mold | die for optical components by embodiment of this invention in order of a process. 本発明の他の実施形態による光学部品用金型の製造方法を工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the metal mold | die for optical components by other embodiment of this invention in process order. 本発明のさらに他の実施形態による光学部品用金型の製造方法を工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the metal mold | die for optical components by further another embodiment of this invention in order of a process.

符号の説明Explanation of symbols

10 光学部品用金型
11,11A 金型用部材
12 下地層
13 感光性材料層
14 成型パターン
15 金属剥離層
16 外部金属層(外部剛体層)
17 空間
18 内部金属層(内部剛体層)
19 固定層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mold for optical components 11, 11A Mold member 12 Underlayer 13 Photosensitive material layer 14 Molding pattern 15 Metal peeling layer 16 External metal layer (external rigid body layer)
17 Space 18 Internal metal layer (Internal rigid body layer)
19 Fixed layer

Claims (11)

被転写基材に転写する所定の成型パターンが金型用部材の表面に形成されてなる光学部品用金型の製造方法であって、
金型用部材の表面に感光性材料層を形成する工程と、
前記感光性材料層を所定の成型パターンの形状に感光させる工程と、
感光した前記感光性材料層を現像し、前記所定の成型パターンを形成する工程と、
現像された前記感光性材料層の表面に金属剥離層を形成する工程と、
前記金属剥離層の表面に外部剛体層を形成する工程と、
前記金属剥離層及び前記外部剛体層が表面に形成された前記感光性材料層を溶融させる工程と、
前記感光性材料層が溶融して形成された空間内に固定層を形成して金型用部材を固定する工程と、
固定された前記金型用部材から前記外部剛体層を剥離する工程と、
を備えていることを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
A method for producing a mold for optical components, wherein a predetermined molding pattern to be transferred to a substrate to be transferred is formed on the surface of a mold member,
Forming a photosensitive material layer on the surface of the mold member;
Exposing the photosensitive material layer to the shape of a predetermined molding pattern;
Developing the exposed photosensitive material layer to form the predetermined molding pattern; and
Forming a metal release layer on the surface of the developed photosensitive material layer;
Forming an external rigid body layer on the surface of the metal release layer;
Melting the photosensitive material layer having the metal release layer and the external rigid body layer formed on a surface thereof;
Forming a fixing layer in a space formed by melting the photosensitive material layer and fixing the mold member;
Peeling the outer rigid body layer from the fixed mold member;
The manufacturing method of the metal mold | die for optical components characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の光学部品用金型の製造方法であって、
前記外部剛体層を形成する工程を、前記金属剥離層を導電層とした電鋳処理あるいはメッキ処理によって行うことを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
A method for producing a mold for optical components according to claim 1,
A method of manufacturing a mold for optical components, wherein the step of forming the outer rigid layer is performed by electroforming or plating using the metal release layer as a conductive layer.
請求項1または請求項2に記載の光学部品用金型の製造方法であって、
前記感光性材料層が溶融して形成された空間内に露出する前記金属剥離層の裏面に内部剛体層を形成する工程を備え、
前記金型用部材を固定する工程を、前記内部剛体層と前記金型用部材との間に形成された空間内に固定層を形成して行うことを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
A method for producing a mold for optical components according to claim 1 or 2,
Forming an internal rigid body layer on the back surface of the metal release layer exposed in the space formed by melting the photosensitive material layer,
The step of fixing the mold member is performed by forming a fixed layer in a space formed between the inner rigid body layer and the mold member. Method.
請求項3に記載の光学部品用金型の製造方法であって、
前記内部剛体層を形成する工程を、前記金属剥離層を導電層とした電鋳処理あるいはメッキ処理によって行うことを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
It is a manufacturing method of the metallic mold for optical components according to claim 3,
A method of manufacturing a mold for optical components, wherein the step of forming the internal rigid layer is performed by electroforming or plating using the metal release layer as a conductive layer.
請求項3または請求項4に記載の光学部品用金型の製造方法であって、
前記内部剛体層を形成する工程を、前記感光性材料が溶融して形成された空間を利用して前記金型用部材を引き抜いてから行い、
前記金型用部材を固定する工程を、金型用部材を再度挿入してから行うことを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
A method for producing a mold for optical components according to claim 3 or claim 4,
The step of forming the internal rigid layer is performed after pulling out the mold member using a space formed by melting the photosensitive material,
A method for manufacturing a mold for optical components, wherein the step of fixing the mold member is performed after the mold member is reinserted.
請求項1〜請求項5のいずれかに記載の光学部品用金型の製造方法であって、
前記感光性材料層を形成する工程を、前記金型用部材の表面に下地層を形成してから行い、
前記感光性材料層を溶融させる工程で、前記下地層も溶融させることを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
It is a manufacturing method of the metallic mold for optical components in any one of Claims 1-5,
The step of forming the photosensitive material layer is performed after forming a base layer on the surface of the mold member,
A method for producing a mold for optical components, wherein the underlayer is also melted in the step of melting the photosensitive material layer.
請求項1〜請求項6のいずれかに記載の光学部品用金型の製造方法であって、
前記外部剛体層が剥離されてなる光学部品用金型に対して表面処理を施す工程を備えていることを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
It is a manufacturing method of the metallic mold for optical components in any one of Claims 1-6,
A method for producing a mold for optical components, comprising a step of performing a surface treatment on a mold for optical components formed by peeling off the external rigid body layer.
請求項1〜請求項7のいずれかに記載の光学部品用金型の製造方法であって、
前記感光性材料層がレジスト層であることを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
It is a manufacturing method of the metallic mold for optical components in any one of Claims 1-7,
The method for producing a mold for optical parts, wherein the photosensitive material layer is a resist layer.
請求項1〜請求項8のいずれかに記載の光学部品用金型の製造方法であって、
前記金型用部材がシリンダ形状であることを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
It is a manufacturing method of the metallic mold for optical components in any one of Claims 1-8,
The method for manufacturing a mold for optical components, wherein the mold member is cylindrical.
請求項1〜請求項8のいずれかに記載の光学部品用金型の製造方法であって、
前記金型用部材が平面形状であることを特徴とする光学部品用金型の製造方法。
It is a manufacturing method of the metallic mold for optical components in any one of Claims 1-8,
The method for producing a mold for optical components, wherein the mold member has a planar shape.
請求項1〜請求項10のいずれかに記載の光学部品用金型の製造方法によって製造されていることを特徴とする光学部品用金型。
An optical component mold manufactured by the method for manufacturing an optical component mold according to any one of claims 1 to 10.
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