JP2006205332A - Microstructure, its manufacturing method, master pattern used for its manufacture and light emitting mechanism - Google Patents

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JP2006205332A JP2005022956A JP2005022956A JP2006205332A JP 2006205332 A JP2006205332 A JP 2006205332A JP 2005022956 A JP2005022956 A JP 2005022956A JP 2005022956 A JP2005022956 A JP 2005022956A JP 2006205332 A JP2006205332 A JP 2006205332A
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Daisuke Azuma
大助 東
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Towa Corp
Towa株式会社
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microstructure having a wall part having the high aspect ratio, by finely forming a large number of recessed parts and wall parts having a desired dimension.
SOLUTION: This master pattern having a dimensional shape of reversing the microstructure 11, is manufactured by forming a large number of groove parts having a desired dimension and the high aspect ratio, by using elliptically vibrating cutting work. A primary duplicate pattern having the same dimensional shape as the microstructure 11 is respectively formed by using the master pattern by Ni plating, and a secondary duplicate pattern 8 having a dimensional shape of reversing the microstructure 11 is formed by using the primary duplicate pattern. The microstructure 11 provided with a plurality of recessed parts 12 composed of a predetermined dimensional shape and the wall parts 13 having a desired dimension and the high aspect ratio between the recessed parts 12, is manufactured by applying Ta plating to this secondary duplicate pattern 8.
COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、1又は複数の一定の波長の光を選択的に発する特性を有する微細構造体と、その製造方法と、その製造に使用されるマスター型と、微細構造体を利用した発光機構とに関するものである。 The present invention includes a fine structure having a characteristic of emitting selectively the light of one or more predetermined wavelengths, and a manufacturing method thereof, and a master mold used for its production, and a light-emitting mechanism utilizing a fine structure it relates.

一定の波長の光を選択的に発する特性を有する微細構造体について、図7を参照して説明する。 The fine structure having a characteristic of emitting selectively the light of a certain wavelength will be described with reference to FIG. なお、以下の説明において使用するいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。 In the following for any of the figures used in the description also, for the sake of clarity, it is depicted appropriately omitted or exaggerated schematically. 図7(1)は本発明に係る微細構造体を示す斜視図、図7(2)はその微細構造体を示す平面図、図7(3)は図7(2)の微細構造体をA−A線に沿って示す断面図である。 7 (1) is a perspective view showing a fine structure according to the present invention, FIG. 7 (2) is a plan view showing the microstructure, Fig. 7 (3) of the microstructure of FIG. 7 (2) A it is a sectional view taken along the -A line. 図7の微細構造体51には、一定の寸法を有する凹部52が規則的に形成されている。 The microstructure 51 of Figure 7, the recess 52 having a certain size are formed regularly. この凹部52は、各部分の寸法が、例えば、正方形である開口部53の一辺の寸法LAが0.35μm、深さ寸法Dが7μm、凹部52の間における壁部54の厚さ寸法Tが0.15μmになるようにして、形成されている。 The recess 52, the dimensions of each part, for example, the size LA of one side of the opening 53 is a square 0.35 .mu.m, depth D is 7 [mu] m, the thickness T of the wall 54 between the recesses 52 Ensure a 0.15 [mu] m, is formed. そして、このような微細構造体51をタングステンによって形成し、その微細構造体51をフィラメントとして使用して白熱電球を構成することが提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。 Then, such a fine structure 51 formed by tungsten, it has been proposed to make up the incandescent lamp by using the microstructure 51 as filaments (e.g., see Patent Document 1, Non-Patent Document 1) . この構成によれば、凹部52における赤外線の輻射が選択的に抑制されるので、フィラメント全体として可視光線が選択的に輻射される白熱電球が実現される。 According to this configuration, since the infrared radiation in the recesses 52 is selectively inhibited, incandescent lamp visible light is selectively radiated is realized as a whole filament. また、この構成において寸法LA,D,Tを適当に定めることによって、フィラメントからの赤外線の輻射が選択的に抑制される白熱電球、又は、フィラメントから可視光線が選択的に輻射される白熱電球が実現される。 The dimensional LA in this configuration, D, by appropriately defining the T, incandescent radiation infrared radiation from the filament is selectively inhibited, or incandescent lamp for visible light from the filament are selectively radiated It is realized.

上述の微細構造体を製造する従来の方法のうち、第1の方法として、リソグラフィー技術とめっき技術とを基本とするとともに、シンクロトロン装置から放射されるX線を使用したLIGAプロセスが使用されている(例えば、非特許文献2参照)。 Among conventional methods for producing fine structures described above, as the first method, as well as the basic and lithography technology and plating technology, and LIGA process using X-rays emitted are used from the synchrotron device are (e.g., see non-Patent Document 2). この方法を、図8を参照して説明する。 This method will be described with reference to FIG. 図8(1)−(6)は、リソグラフィー技術を使用して微細構造体製造用のマスター型を製造する従来の技術における、レジスト塗布、露光、現像、めっき、及びレジスト除去の各工程と完成したマスター型とをそれぞれ示す断面図である。 8 (1) - (6) is completed in the prior art for manufacturing a master mold for microstructures produced using a lithography technique, resist application, exposure, development, plating, and the steps of removing the resist the master die and the cross-sectional views showing, respectively.

この第1の方法によれば、前工程として、リソグラフィー技術とめっき技術とを使用して、微細構造体の製造に使用されるマスター型を製造する。 According to the first method, as a pre-process, using the lithography technology and plating technology, to produce a master mold for use in the manufacture of the microstructure. まず、図8(1)に示すように、シリコンからなる基板55の上に、感光性を有するレジスト(以下「レジスト」という。)56を数μmの厚さに塗布する(塗布工程)。 First, as shown in FIG. 8 (1), on a substrate 55 made of silicon, a resist having photosensitivity (hereinafter referred to as "resist".) 56 is applied to a thickness of several [mu] m (coating step). 次に、図8(2)に示すように、所望のパターン57が描画されたマスク(フォトマスク)58をレジスト56の上方に配置して、そのマスク58を介してレジスト56に、シンクロトロン装置から放射されるX線XRを照射する(露光工程)。 Next, as shown in FIG. 8 (2), arranged above the desired mask pattern 57 is drawn (photomask) 58 resist 56, the resist 56 through the mask 58, the synchrotron device irradiating X-rays XR emitted from (exposure step). 次に、図8(3)に示すように、基板55におけるレジスト56が塗布された面を現像液に浸漬する(現像工程)。 Next, as shown in FIG. 8 (3), immersing the surface on which the resist 56 in the substrate 55 is applied to the developer (development process). これによって、レジスト56のうち未露光部分59が現像液に溶解するので、基板55の上には未露光部分59に対応する凹部60を有するレジストパターン61が形成される。 Thus, the unexposed portions 59 of the resist 56 is so dissolved in the developer, on top of the substrate 55 resist pattern 61 having a recess 60 corresponding to the unexposed portion 59 is formed. 次に、図8(4)に示すように、レジストパターン61が形成された基板55にめっき(電鋳)を施す(めっき工程)。 Next, as shown in FIG. 8 (4), the resist pattern 61 plated (electroforming) on ​​the substrate 55 is formed (plating step). これにより、金属(例えば、Ni)が凹部60に充填されるとともにレジストパターン61の上部に堆積して、その金属からなるマスター型62が形成される。 Thus, the metal (e.g., Ni) is deposited on top of the resist pattern 61 together is filled in the recess 60, the master mold 62 made of the metal is formed. このマスター型62は、製造しようとする微細構造体が反転された寸法形状を有する。 The master mold 62 has a fine structure to be produced is inverted geometry. 次に、図8(5)に示すように、レジストパターン61を除去する(レジスト除去工程)。 Next, as shown in FIG. 8 (5), removing the resist pattern 61 (resist removing step). 次に、基板55からマスター型62を剥離することにより、図8(6)に示されたマスター型62を完成させる。 Then, by separating the master mold 62 from the substrate 55 to complete the master mold 62 shown in FIG. 8 (6).

次に、第1の方法における後工程として、以下のようにして微細構造体を形成する。 Next, as a post-step in the first method, as follows to form the microstructures. まず、めっき用の型として、微細構造体が反転された寸法形状を有するマスター型62を使用して、微細構造体と同一の寸法形状を有する1次複製型を形成する。 First, as a mold for plating, using a master mold 62 having a fine structure is inverted geometry, to form a primary replicative form having the same size and shape and microstructure. ここで、本出願書類では、「同一の寸法形状」とは「ほぼ同一の寸法形状」を意味する。 Here, in this application, the term "same size and shape" means "substantially the same size and shape." 次に、めっき用の型として1次複製型を使用して、微細構造体が反転された寸法形状を有する2次複製型を形成する。 Then, by using the primary replicative form as a mold for plating, to form a secondary replica mold having a fine structure is inverted geometry. 次に、その2次複製型を使用して、めっきにより微細構造体を形成した後に、2次複製型から微細構造体を剥離する。 Then use the second-order-replicating, after forming a fine structure by plating, peeling the microstructure from the secondary replication type. これによって、マスター型62が反転された寸法形状を有する微細構造体(図7参照)が完成する。 Thus, the fine structure having a size and shape that the master mold 62 is inverted (see FIG. 7) is completed. この方法によれば、X線光源としてシンクロトロン装置という限られた装置が必要になるので、マスター型を製造する際の製造コストが大きくなるという問題がある。 According to this method, since it is necessary to device a limited as synchrotron apparatus as X-ray light source, there is a problem that the manufacturing cost for manufacturing the master mold is increased.

また、微細構造体を製造する第2の方法として、製造コストを低減する目的で、上述のX線に代えて紫外線を使用したUV−LIGAプロセスが提案されている。 Further, a second method of manufacturing a microstructure, in order to reduce manufacturing costs, UV-LIGA process using a UV instead of X-rays described above has been proposed. この方法によれば、最小寸法がサブミクロンであって高いアスペクト比(この場合には微細構造体51の壁部54の高さ(=D)と厚さTとの比)を有する微細構造体を形成することが困難であるという問題がある。 According to this method, the fine structure having a high aspect ratio smallest dimension is a sub-micron (height (= D) and the ratio of the thickness T of the wall portion 54 of the case microstructure 51) there is a problem that it is difficult to form. その理由は、高アスペクト比を有する微細構造体を形成する目的でレジストを厚く塗布し、そのレジストに紫外線を照射し、照射されたレジストを現像した場合に、薄くて高いレジストパターン(図8(3)のレジストパターン61参照)が安定して残存しにくいからである。 The reason is that by applying thick resist in order to form a fine structure with a high aspect ratio, ultraviolet rays are irradiated to the resist, when developed irradiated resist, thin high resist pattern (FIG. 8 ( 3 Referring resist pattern 61)) is less likely to remain stable. したがって、フィラメントから赤外線の輻射が選択的に抑制され、又は、可視光線が選択的に輻射される白熱電球を実現することが困難である。 Therefore, infrared radiation is selectively inhibited from the filament, or, it is difficult to realize the incandescent lamp visible light is selectively radiated. 加えて、第1の方法と第2の方法とによれば、所望のパターン57が描画されたマスク58を使用してマスター型62を製造する。 In addition, according to the first and second methods, producing a master mold 62 by using a mask 58 the desired pattern 57 is drawn. これにより、微細構造体51の寸法形状を変更する場合には、パターン57を変更して新たなマスク58を製作しなければならない。 Thus, when changing the dimensions of the microstructure 51 has to fabricate a new mask 58 by changing the pattern 57. したがって、寸法形状を変更した微細構造体51を製造する際に、時間と製造コストとが必要になる。 Therefore, when manufacturing the microstructure 51 that have changed the size and shape, it is required and time and manufacturing cost.

また、微細構造体を製造する第3の方法として、自己組織化と呼ばれる方法が提案されている。 Further, a third method of manufacturing a microstructure, a method referred to as self-organization is proposed. この方法は、まず、微細穴を形成する対象となる金属体の表面に、レジストとして機能する、例えばアルミニウムからなる金属層を形成する。 This method, first, the surface of the metal body to be subjected to form a fine hole, functioning as a resist, for example, a metal layer made of aluminum. 次に、このレジスト用金属層の表面を陽極酸化処理して、多数の微細穴を有する陽極酸化皮膜を形成する。 Next, the surface of the resist metal layer by anodic oxidation to form an anodic oxide film having a large number of fine holes. 次に、この陽極酸化皮膜をレジストとして、そのレジストが形成された金属体に対してエッチング処理を行う。 Next, the anodized film as a resist, the etching process is performed with respect to the metal body to which the resist is formed. このことにより、金属体に微細穴を形成する(例えば、特許文献2参照)。 This allows forming fine holes in a metal body (for example, see Patent Document 2). この方法によれば、レジスト用金属層の表面を陽極酸化処理して多数の微細穴を有する陽極酸化皮膜を形成する際に、微細穴のサイズや深さを均一化することが困難であるという問題がある(例えば、特許文献2の図3,図4参照)。 According to this method, the surface of the resist metal layer in forming an anodic oxide film having a large number of fine holes by anodizing, that it is difficult to uniform the size and depth of the fine holes there is a problem (e.g., FIG. 3 of Patent Document 2, see FIG. 4). その理由は、微細穴のサイズや深さは、陽極酸化処理を行う際の印加電圧、電解液の種類・濃度・温度、陽極酸化時間等に依存するので、これら複数のパラメーターを最適に制御することは困難だからである。 The reason is that the size and depth of the fine holes, applied voltage at the time of performing the anodic oxidation treatment, electrolytic solution type, concentration, temperature, because it depends on the anodic oxidation time and the like, to optimally control the plurality of parameters This is because it is difficult. したがって、フィラメントから赤外線の輻射が選択的に抑制され、又は、可視光線が選択的に輻射される白熱電球を実現することが困難である。 Therefore, infrared radiation is selectively inhibited from the filament, or, it is difficult to realize the incandescent lamp visible light is selectively radiated.
特開平3−102701号公報(第5−7頁、第4A−4B図) JP-3-102701 discloses (No. 5-7 pp, a 4A-4B view) 特開平6−002167号公報(第3−4頁、図1−図4) JP-6-002167 discloses (3-4 pages, Figs. 1-4)

本発明が解決しようとする課題は、微細かつ所望の寸法を有する多数の凹部と壁部とが形成され壁部が高アスペクト比を有する微細構造体と、その製造方法と、その製造に使用されるマスター型と、その微細構造体を利用した発光機構とを提供することである。 An object of the present invention is to provide a microstructure large number of concave portions and the wall portion and is formed to a wall portion having a fine and desired dimensions with high aspect ratio, and a manufacturing method thereof, is used for its preparation a master mold that is to provide a light emitting mechanism utilizing the microstructure.

上述の課題を解決するために、本発明に係る微細構造体(11)は、少なくとも1つの面において所定の寸法形状からなる複数の凹部(12)と該凹部(12)の間における壁部(13)とが設けられ、凹部(12)の寸法形状に基づいて面から1又は複数の一定の波長を有する光を選択的に発する特性を有する微細構造体(11)であって、機械的加工によって形成されたマスター型(1)に基づいて形成されており微細構造体(11)が反転された寸法形状を有する成形型(8)に対して成膜された金属製部材からなることを特徴とする。 To solve the problems described above, the fine structure of the present invention (11) has a plurality of recesses (12) and the recess having a predetermined size and shape in at least one plane wall between the (12) ( 13) are provided, a recess (microstructure having characteristics to emit selectively light having one or more predetermined wavelengths from the surface based on the geometry of the 12) (11), mechanical processing characterized in that it consists of a metallic member which microstructure is formed on the basis of the master mold is formed (1) (11) is deposited against the mold (8) having an inverted geometry by to.

また、本発明に係る微細構造体(11)は、上述の微細構造体(11)において、マスター型(1)は微細構造体(11)が反転された寸法形状を有しており、成形型(8)は、マスター型(1)を使用して微細構造体(11)と同一の寸法形状を有する1次複製型(5)を形成した後に該1次複製型(5)を使用して形成されており微細構造体(11)が反転された寸法形状を有する2次複製型(8)からなるとともに、機械的加工は楕円振動切削加工であることを特徴とする。 Further, the fine structure of the present invention (11), in the microstructure of the above (11), the master mold (1) has a size and shape that the fine structure (11) is reversed, the mold (8) uses the primary replicative form (5) after forming the fine structure using a master mold (1) (11) 1 has the same size and shape as the primary replicative form (5) with which microstructure is formed (11) is made from the secondary replicative form (8) having an inverted geometry, mechanical processing is characterized by an elliptical vibration cutting.

また、本発明に係る微細構造体(11)の製造方法は、少なくとも1つの面において所定の寸法形状からなる複数の凹部(12)と該凹部(12)の間における壁部(13)とが設けられ、凹部(12)の寸法形状に基づいて面から1又は複数の一定の波長を有する光を選択的に発する特性を有する微細構造体(11)の製造方法であって、微細構造体(11)が反転された寸法形状を有するマスター型(1)を準備する工程と、マスター型(1)を使用して微細構造体(11)と同一の寸法形状を有する1次複製型(5)を形成する工程と、1次複製型(5)を使用して微細構造体(11)が反転された寸法形状を有する2次複製型(8)からなる成形型(8)を形成する工程と、成形型(8)に対して成膜することによって金属製部材を The method for manufacturing a microstructure according to the present invention (11) includes a recess plurality of recesses having a predetermined size and shape in at least one plane (12) wall between the (12) and (13), but provided a method of manufacturing a recess structures having a characteristic of emitting selectively light having one or more predetermined wavelengths from the surface based on the geometry of the (12) (11), the microstructure ( 11) a master mold having an inverted geometry (1) preparing a primary replicative form having the same dimensions and microstructure using a master mold (1) (11) (5) forming and forming a primary replicative form (5) by using the fine structure (11) mold comprising two primary replicative form (8) with the inverted geometry (8) , a metal member by forming a film against the mold (8) 成する工程と、成形型(8)から金属製部材を剥離することによって該金属製部材からなる微細構造体(11)を形成する工程とを備えるとともに、マスター型(1)は機械的加工によって製造されたことを特徴とする。 Together comprising the steps of forming, and forming a fine structure consisting of the metal member (11) by peeling the metal member from the mold (8), the master mold (1) by mechanical processing characterized in that it is manufactured.

また、本発明に係る微細構造体(11)の製造方法は、上述の微細構造体(11)の製造方法において、機械的加工は楕円振動切削加工であることを特徴とする。 Further, the production method of the present invention to such a fine structure (11) is the manufacturing method of the microstructure of the above (11), mechanical processing is characterized by an elliptical vibration cutting.

また、本発明に係るマスター型(1)は、少なくとも1つの面において所定の寸法形状からなる複数の凹部(12)と該凹部(12)の間における壁部(13)とが設けられ、凹部(12)の寸法形状に基づいて面から1又は複数の一定の波長を有する光を選択的に発する特性を有する微細構造体(11)を製造する際に使用されるマスター型(1)であって、微細構造体(11)が反転された寸法形状を有し、機械的加工によって反転された寸法形状が形成されているとともに、微細構造体(11)は、微細構造体(11)が反転された寸法形状を有する成形型(8)に対して成膜されることによって形成され、成形型(8)は、マスター型(1)を使用して微細構造体(11)と同一の寸法形状を有する1次複製型(5)を形成した後に The master mold according to the present invention (1) has a recess plurality of recesses having a predetermined size and shape in at least one plane (12) wall between the (12) and (13) are provided, the recess master mold used in making the fine structure (11) having a characteristic of emitting selectively light having one or more predetermined wavelengths from the surface based on the geometry of the (12) (1) met Te has a fine structure (11) is inverted geometry, with geometry that has been inverted by mechanical machining are formed, the fine structure (11), the microstructure (11) is inverted is formed by being deposited against the mold (8) having dimensions shape mold (8) are the same size and shape as the fine structure (11) using the master mold (1) after the formation of the primary replicative form (5) with 1次複製型(5)を使用して形成されており微細構造体(11)が反転された寸法形状を有する2次複製型(8)からなることを特徴とする。 Primary replicative form (5) and microstructures are formed by using (11), characterized in that consists of secondary replicative form (8) having an inverted geometry.

また、本発明に係るマスター型(1)は、上述のマスター型(1)において、機械的加工は楕円振動切削加工であることを特徴とする。 The master mold according to the present invention (1) is, in the above master mold (1), mechanical processing is characterized by an elliptical vibration cutting.

また、本発明に係る発光機構(20,25,29,31,34,36)は、少なくとも1つの面において所定の寸法形状からなる複数の凹部(12,23,27)と該凹部(12,23,27)の間における壁部(13,24,28)とが設けられ、凹部(12,23,27)の寸法形状に基づいて面から1又は複数の一定の波長を有する光を選択的に発する特性を有する微細構造体(11)を使用した発光機構であって、微細構造体(11)は、機械的加工によって形成されたマスター型(1)に基づいて形成され微細構造体(11)が反転された寸法形状を有する成形型(8)に対して成膜されることによって形成された金属製部材からなり、微細構造体(11)が加熱されることによって面から光が選択的に輻射又は反射されることを The light emitting mechanism of the present invention (20,25,29,31,34,36) has a plurality of recesses (12,23,27) and recess (12 of a predetermined size and shape in at least one plane, walls between 23 and 27) (13,24,28) are provided, selectively light having a certain wavelength from the surface based on the dimensions of one or more recesses (12,23,27) a light-emitting mechanism using the fine structure (11) having a characteristic of emitting a fine structure (11) is formed on the basis of the master mold formed by mechanical processing (1) microstructure (11 ) is a metal member formed by being deposited against the mold (8) having an inverted geometry, light selectively from the surface by the fine structure (11) is heated radiation or be reflected in 徴とする。 And butterflies.

また、本発明に係る発光機構(20,25,29,31,34,36)は、上述の発光機構(20,25,29,31,34,36)において、マスター型(1)は微細構造体(11)が反転された寸法形状を有しており、成形型(8)は、マスター型(1)を使用して微細構造体(11)と同一の寸法形状を有する1次複製型(5)を形成した後に該1次複製型(5)を使用して形成されており微細構造体(11)が反転された寸法形状を有する2次複製型(8)からなるとともに、機械的加工は楕円振動切削加工であることを特徴とする。 The light emitting mechanism of the present invention (20,25,29,31,34,36), in the above-described light emission mechanism (20,25,29,31,34,36), the master mold (1) microstructure body (11) has an inverted geometry, the mold (8) is a primary replicative form having the same dimensions and microstructure using a master mold (1) (11) ( with a five) said primary replicative form after the formation of the (5) microstructure is formed by using (11) secondary replicative form with the inverted geometry (8), mechanical processing characterized in that is elliptical vibration cutting.

本発明によれば、所定の寸法形状からなる複数の凹部(12)とそれらの凹部(12)の間における壁部(13)とが形成された微細構造体(11)が、次のようにして得られる。 According to the present invention, the predetermined wall section (13) and is formed in the microstructure between a plurality of recesses comprising a size and shape (12) with their recesses (12) (11), as follows obtained Te. まず、機械的加工によって微細構造体(11)が反転された寸法形状を有するマスター型(1)を製造し、そのマスター型(1)に基づいて微細構造体(11)が反転された寸法形状を有する成形型(8)を形成し、その成形型(8)にめっきを施すことによって微細構造体(11)が形成される。 First, to produce a master mold (1) having a size and shape which is inverted microstructure (11) by mechanical machining, dimensions that are inverted microstructure (11) is based on the master mold (1) forming a mold (8) having its microstructure by plating the mold (8) (11) is formed. これにより、微細構造体(11)に形成された壁部(13)が、機械的加工によって形成されたマスター型(1)の溝部(4)に対応する。 Thus, the wall portion formed in a fine structure (11) (13), corresponding to the groove (4) of mechanical processing the master mold formed by (1). したがって、機械的加工によってマスター型(1)の溝部(4)のアスペクト比を高くすることができるので、所望の寸法と高いアスペクト比とを有する壁部(13)が形成された微細構造体(11)が得られる。 Therefore, the master mold by mechanical working (1) it is possible to increase the aspect ratio of the groove (4) of the desired dimensions and high wall portion having a aspect ratio (13) is formed fine structure ( 11) can be obtained. また、機械的加工によってマスター型(1)の寸法形状を決定するので、微細構造体(11)における複数の凹部(12)とそれらの凹部(12)の間における壁部(13)との寸法形状が容易に変更される。 Further, the dimensions of the so determining the geometry of the master mold (1) by mechanical machining, the wall between the plurality of recesses (12) and their recesses in microstructure (11) (12) (13) shape is easily changed. 更に、楕円振動切削加工を使用してマスター型(1)を製造することによって、高精度で所望の寸法と高いアスペクト比とを有する壁部(13)が形成された微細構造体(11)が得られる。 Furthermore, by fabricating a master mold (1) by using the elliptical vibration cutting, desired dimensions and high wall portion having a aspect ratio (13) is formed fine structures with high accuracy (11) can get. 加えて、そのような微細構造体(11)を製造する製造方法を提供することができる。 In addition, it is possible to provide a method of manufacturing such a fine structure (11).

また、本発明によれば、機械的加工によってマスター型(1)の寸法形状を決定するので、高いアスペクト比を有する壁部(13)が形成された微細構造体(11)の製造に適した、所望の寸法と高いアスペクト比とを有する多数の溝部(4)を有するマスター型(1)が得られる。 Further, according to the present invention, because it determines the geometry of the master mold (1) by mechanical machining, suitable for the manufacture of the wall portion (13) microstructure which is formed (11) having a high aspect ratio , the master mold (1) is obtained with a plurality of grooves having a desired size and a high aspect ratio (4). また、楕円振動切削加工を使用してマスター型(1)が製造されるので、高精度で所望の寸法と高いアスペクト比とを有する溝部(4)が形成されたマスター型(1)が得られる。 Moreover, since the master mold using the elliptical vibration cutting (1) is produced, the desired dimensions and high groove portion having a aspect ratio (4) Master type are formed with high accuracy (1) is obtained . 更に、マスター型(1)を製造する際の製造コストが低減される。 Furthermore, the manufacturing cost in manufacturing the master mold (1) is reduced.

また、本発明によれば、発光機構(20,25,29,31,34,36)が、上述した微細構造体(11)を含んでいる。 Further, according to the present invention, the light emitting mechanism (20,25,29,31,34,36) includes the microstructures described above (11). これにより、所望の波長に応じた最適な寸法形状を有する発光機構(20,25,29,31,34,36)が、短い時間かつ低い製造コストで製造される。 Thus, the light emitting mechanism having an optimum size and shape corresponding to the desired wavelength (20,25,29,31,34,36) is produced in a short time and low manufacturing cost. したがって、所望の波長を有する光を発する発光機構(20,25,29,31,34,36)が得られる。 Accordingly, the light emitting mechanism (20,25,29,31,34,36) is obtained that emits light having a desired wavelength. また、リソグラフィー技術によって製造されたマスター型(1)を使用して発光機構を製造する場合に比べて、発光機構(20,25,29,31,34,36)が発する光の波長が容易に設定される。 Further, as compared with the case of manufacturing a light emitting mechanism using the master mold produced by lithographic techniques (1), readily wavelength of the light-emitting mechanism (20,25,29,31,34,36) is emitted It is set.

楕円振動切削加工を使用して、所望の寸法と高いアスペクト比とを有する多数の溝部(4)が形成され、微細構造体(11)が反転された寸法形状を有するマスター型(1)が製造される。 Using an elliptical vibration cutting, a desired number of grooves having a size and a high aspect ratio (4) is formed, the master mold (1) is manufactured with an inverted geometry fine structure (11) It is. このマスター型(1)を使用して微細構造体(11)と同一の寸法形状を有する1次複製型(5)を形成し、1次複製型(5)を使用して微細構造体(11)が反転された寸法形状を有する成形型(8)を形成する。 The master mold (1) by using the fine structure (11) 1 has the same size and shape as the primary replicative form (5) is formed, a fine structure with a primary replicative form (5) (11 ) forms a mold (8) having an inverted geometry. そして、この成形型(8)にめっきを施して、所定の寸法形状からなる複数の凹部(12)と該凹部(12)の間における壁部(13)とが設けられた微細構造体(11)を製造する。 Then, plated on the mold (8), a plurality of recesses having a predetermined size and shape (12) and the recess wall (13) and is provided with microstructure between (12) (11 ) to produce. また、こうして製造された微細構造体(11)を使用して、凹部(12,23,27)と壁部(13,24,28)とが設けられた面から1又は複数の一定の波長を有する光を選択的に発する特性を有する発光機構(20,25,29,31,34,36)が得られる。 Moreover, in this way using the produced microstructure (11), the recess (12,23,27) and the wall (13,24,28) and a constant from the surface of one or more of which it is provided a wavelength emitting mechanism having a characteristic of emitting selectively light having (20,25,29,31,34,36) is obtained.

実施例1として、本発明に係る微細構造体、その製造方法、及びその製造に使用されるマスター型について、図1,図2を参照して説明する。 As Example 1, the fine structure of the present invention, a method of manufacturing the same, and the master mold used for its manufacture will be described with reference to FIGS. 本発明に係る微細構造体は、機械的加工により形成されたマスター型に基づいて形成された成形型であってその微細構造体が反転された寸法形状を有する成形型を使用して、その成形型にめっきが施されることによって形成された金属製部材からなることを特徴とする。 Microstructure according to the present invention, by using the mold having the fine structure is inverted geometry a mold which is formed on the basis of the master mold formed by mechanical processing, the molding characterized by comprising a metal member formed by the mold are plated. 図1(1)は本実施例に係るマスター型を示す斜視図、図1(2)はマスター型から1次複製型を形成する工程を示す断面図、図1(3)は1次複製型から2次複製型を形成する工程を示す断面図である。 Figure 1 (1) is a perspective view showing a master mold according to this embodiment, FIG. 1 (2) is a sectional view of a process of forming a primary replicative from a master mold, FIG. 1 (3) primary replicative from a cross-sectional view showing a step of forming a second duplication mold. 図2(1)は2次複製型にめっきを施して金属製部材を形成する工程を、図2(2)は2次複製型から金属製部材を剥離する工程を、図2(3)は完成した微細構造体をそれぞれ示す断面図である。 Figure 2 (1) the step of forming the metallic member by plating the secondary replicative, 2 (2) is a step of peeling the metal member from the secondary replicative, 2 (3) is completed the microstructure is a sectional view showing, respectively. なお、本実施例では、微細構造体は、図7(3)に示された微細構造体51と同一の寸法形状を有するものとする。 In this embodiment, the microstructure is assumed to have the same size and shape and the microstructure 51 shown in FIG. 7 (3).

図1(1)に示されているように、本発明に係るマスター型1は、厚板状のベース部2と、平面視した場合に格子状に配列され互いに同一の寸法形状を有する直方体状の突起部3と、それらの突起部3の間に設けられ互いに同一の寸法形状を有する溝部4とを有している。 Figure 1 As shown in (1), the master mold 1 according to the present invention, a rectangular parallelepiped shape having a thick plate-like base portion 2, the same size and shape to each other are arranged in a lattice shape when viewed from above and the projections 3, is provided between these protruding portions 3 and a groove portion 4 having the same size and shape to each other. このマスター型1は、溝部4が微細かつ均一な寸法と高いアスペクト比(この場合には溝部4の深さ(=H)と幅Wとの比)とを有するようにして、Ni−Pめっき材料やアクリル系樹脂材料等に直接機械的加工を施すことによって形成される(後述)。 The master mold 1, the groove 4 so as to have a fine and uniform size and a high aspect ratio (ratio of the depth of this in the case groove 4 and (= H) and width W), Ni-P plating It is formed by applying a direct mechanical working the material or an acrylic resin material or the like (described later). また、マスター型1は、製造しようとする微細構造体が反転された寸法形状を有するようにして形成されている。 The master mold 1, the microstructure to be produced is formed so as to have an inverted geometry. そして、突起部3と溝部4とは、各部分の寸法が、例えば、突起部3の平面形状である正方形の一辺の寸法LMが0.35μm、高さ寸法Hが7μm、溝部4の幅寸法Wが0.15μmになるようにして、形成されている。 Then, the projections 3 and the grooves 4, the dimensions of each part, for example, the dimensions LM is 0.35μm of one side of the square is a planar shape of the protrusion 3, the height H is 7 [mu] m, the groove 4 of the width W is set to be a 0.15 [mu] m, it is formed.

マスター型1を使用して本発明に係る微細構造体を製造する製造方法について、図1と図2とを参照して説明する。 Method for manufacturing the microstructure according to the present invention by using the master mold 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. まず、図1(2)に示すように、めっき用の型としてマスター型1を使用して、Niめっきによりマスター型1に対してNiを成膜して、微細構造体と同一の寸法形状を有する1次複製型5を形成(成膜)する。 First, as shown in FIG. 1 (2), using a master mold 1 as a mold for plating, a film of Ni to the master mold 1 by Ni plating, the same size and shape and microstructure a primary replicative form 5 having formed to (deposition). この1次複製型5は、マスター型1が反転された寸法形状を有するとともに、マスター型1の突起部3と溝部4とにそれぞれ対応して形成された溝部6と突起部7とを有する。 The primary replicative 5, which has a size and shape that master mold 1 is inverted, it has a projection in the master mold 1 3 and the groove 4 and the the groove 6 formed in correspondence with the protruding portion 7. その後に、マスター型1から1次複製型5を剥離する。 Thereafter, peeling the primary replicative 5 from the master mold 1. ここで、Niめっきによって形成された1次複製型5がマスター型1の表面から剥離しやすいように、マスター型1の表面に予め適当な表面処理(例えば、Auめっき等)を施しておくことが好ましい。 Here, as a primary replicative 5 formed by Ni plating is easily peeled off from the surface of the master mold 1, being preliminarily subjected to a suitable surface treatment to the surface of the master mold 1 (e.g., Au plating or the like) It is preferred. この点については、めっき用の型としてこの後に使用する型、例えば、1次複製型5等の表面においても同様である。 In this regard, the type used after this as a mold for plating, for example, is the same in the surface such as primary replicative 5. この工程によれば、マスター型1における溝部4のアスペクト比(溝部4の深さ(=H)と幅Wとの比)を高くしておくことによって、1次複製型5における突起部7のアスペクト比(突起部7の高さと厚さとの比)を高くすることができる。 According to this process, by keeping high the aspect ratio of the groove 4 in the master mold 1 (the ratio of the groove 4 in the depth and (= H) and width W), the protrusion 7 in the primary replicative 5 it is possible to increase the aspect ratio (the ratio between the height and thickness of the projections 7).

次に、図1(3)に示すように、めっき用の型としてマスター型1が反転された寸法形状を有する1次複製型5を使用して、Niめっきにより1次複製型5に対してNiを成膜して、マスター型1と同一の寸法形状(すなわち、微細構造体が反転された寸法形状)を有する2次複製型8を形成(成膜)する。 Next, as shown in FIG. 1 (3), using a primary replicative form 5 having a size and shape that master mold 1 is inverted as a mold for plating, to the primary replicative 5 by Ni plating a film of Ni, master die 1 identical to the size and shape (i.e., dimensions of the fine structures are inverted) to form a secondary replica type 8 having a (film formation). その後に、1次複製型5から2次複製型8を剥離する。 Thereafter, the peeled from the primary replicative 5 secondary replicative 8. この2次複製型8は、マスター型1と同一の寸法形状を有するとともに、マスター型1の突起部3と溝部4とにそれぞれ対応して形成された突起部9と溝部10とを有する。 The secondary replicative 8, which has a master mold 1 and the same size and shape, and a protruding portion 9 and the groove 10 formed to correspond to the projections 3 and the grooves 4 of the master mold 1. そして、2次複製型8は、微細構造体(後述)を成形するための成形型として機能する。 The secondary replicative 8 functions as a mold for molding the microstructure (described later). この工程によれば、1次複製型5における突起部7のアスペクト比を高くしておくことによって、2次複製型8における溝部10のアスペクト比を高くすることができる。 According to this process, by keeping high the aspect ratio of the protrusions 7 in the primary replicative 5, it is possible to increase the groove 10 aspect ratio in the secondary replicative 8.

次に、図2(1)に示すように、めっき用の型としてマスター型1と同一の寸法形状を有する2次複製型8を使用して、めっきにより2次複製型8に対して金属を成膜して、マスター型1が反転された寸法形状を有する微細構造体11を形成(成膜)する。 Next, as shown in FIG. 2 (1), using a second-order replication type 8 having a master mold 1 and the same size and shape as a mold for plating, the metal to the secondary replicative 8 by plating It was deposited to form a fine structure 11 having a size and shape that master mold 1 is inverted (film formation). したがって、この微細構造体11は、マスター型1が反転された寸法形状を有するとともに、マスター型1の突起部3と溝部4とにそれぞれ対応して形成された凹部12と壁部13とを有する。 Therefore, the fine structure 11, and has a size and shape that master mold 1 is inverted, and a recess 12 and a wall portion 13 formed to correspond to the projections 3 and the grooves 4 of the master die 1 . この工程によれば、2次複製型8における溝部10のアスペクト比を高くしておくことにより、微細構造体11における壁部13のアスペクト比を高くすることができる。 According to this process, by previously increasing the groove 10 aspect ratio in the secondary replicative 8, it is possible to increase the aspect ratio of the wall portion 13 of the microstructure 11. したがって、機械的加工を使用してマスター型1における溝部4のアスペクト比を高くしておくことによって、微細構造体11において高いアスペクト比を有する壁部13が形成される。 Therefore, by keeping high the aspect ratio of the groove 4 in the master mold 1 using mechanical processing, the wall 13 having a high aspect ratio in the microstructures 11 are formed. なお、この工程において使用するめっき材料としては、高融点材料であるTa,Nb,W,Ti,Mo等が考えられる。 As the plating material used in this step, Ta which is a refractory material, Nb, W, Ti, Mo or the like. めっきのしやすさを考えると、これらの材料のうちTaを使用することが好ましい。 Given the ease of plating, it is preferable to use Ta of these materials.

次に、図2(2)に示すように、2次複製型8から微細構造体11を剥離する。 Next, as shown in FIG. 2 (2), peeling the microstructure 11 from the secondary replica type 8. これにより、図2(3)に示されているように、マスター型1が反転された寸法形状を有する、本発明に係る微細構造体11が完成する。 Thus, as shown in FIG. 2 (3), having a size and shape that master mold 1 is inverted, the microstructure 11 is completed in accordance with the present invention. したがって、微細構造体11における凹部12の一辺の寸法LAと、壁部13の厚さ寸法Tと、凹部12の深さ寸法Dとは、マスター型1における各部分の寸法に対して次のような関係になる。 Thus, the dimensions LA of one side of the recess 12 in the microstructure 11, and the thickness T of the wall portion 13, the depth D of the recess 12, as follows with respect to the dimensions of each portion in the master die 1 It does not become relationship. まず、凹部12の一辺の寸法LAは、LA=マスター型1の突起部3の一辺の寸法LM=0.35μmである。 First, the dimension LA of one side of the recess 12 is sized LM = 0.35 .mu.m of one side of the protrusion 3 of LA = master mold 1. また、厚さ寸法Tは、T=マスター型1の溝部4の幅寸法W=0.15μmである。 The thickness dimension T is the width dimension W = 0.15 [mu] m for T = master die 1 of the groove 4. また、深さ寸法Dは、D=マスター型1の突起部3の高さ寸法H=7μmである。 Further, the depth dimension D is the height H = 7 [mu] m of the projections 3 of the D = master mold 1. ここで、微細構造体11におけるこれらの寸法LA,T,Dについては、機械的加工によってマスター型1を製造する際に、マスター型1における各部分の寸法LM,W,Hを適当な値に設定することにより、容易に変更することができる。 Here, these dimensions LA in microstructure 11, T, for D is, when manufacturing the master mold 1 by mechanical processing, the dimensions of each portion in the master die 1 LM, W, and H to an appropriate value by setting, it can be easily changed. そして、寸法LM,W,Hの設定については、加工する際の加工軸の位置を変更することにより、nmオーダーで行うことができる。 The dimensions LM, W, for the setting of H, by changing the position of the processing axis at the time of processing can be performed in the order of nm.

ここで、機械的加工によりマスター型を製造する製造方法について、図3,図4を参照して説明する。 Here, a manufacturing method for manufacturing the master mold by mechanical processing, FIG. 3 will be described with reference to FIG. 図3(1)は図1(1)のマスター型を製造する際に使用される工具の先端部を、図3(2)はその工具の動作を、それぞれ示す斜視図である。 The tip of the tool to be used in FIG. 3 (1) is to produce a master mold of FIG. 1 (1), 3 (2) of the operation of the tool is a perspective view showing, respectively. 図4(1)と図4(2)とは、マスター型を製造する際に工具が材料に押し付けられる場合と引き離される場合との作用をそれぞれ示す部分断面図である。 4 The (1) and 4 (2) is a partial cross-sectional view respectively showing actions of a case where the tool is pulled away and when it is pressed against the material when producing the master mold. 図3(1)に示されているように、マスター型の製造に使用される工具14は、ほぼ直方体状の先端部15を有するダイヤモンド工具であって、その先端部15には適当な逃げ角aが設けられている。 As shown in FIG. 3 (1), the tool 14 used in the manufacture of the master mold is a diamond tool having a substantially rectangular parallelepiped shape of the distal end portion 15, suitable clearance angle at its distal end 15 a is provided. この工具14は、切削加工を行う適当な工作機械に取り付けられている。 The tool 14 is attached to a suitable machine tool for performing cutting. 工作機械としては、例えば、特開2000−52101号公報に示されているような、いわゆる楕円振動切削加工を行う工作機械を使用することができる。 The machine tool, for example, can be used a machine tool for performing such as shown in JP-2000-52101, a so-called elliptical vibration cutting. この工作機械は、工具14が取り付けられた柱状部材からなる振動子(図示なし)に対して、振動子の軸方向にそれぞれ直交する2方向であって互いに直交する2方向に、2個の圧電素子(図示なし)を使用してそれぞれたわみ振動を与えて、これにより工具を楕円振動させる。 The machine tool, relative to the transducer (not shown) made of a columnar member which tool 14 is attached, a 2 direction perpendicular respectively to the axial direction of the vibrator in the two directions perpendicular to each other, two piezoelectric giving each bending vibration using the device (not shown), thereby causing elliptical vibrations of the tool. また、精密な加工を実現するためには、楕円振動の周波数を、超音波領域の周波数(例えば17kHz以上)に設定して切削することが好ましい。 Further, in order to achieve precise machining, the frequency of the elliptical vibration, it is preferable to cut and set to a frequency (e.g., 17kHz or more) in the ultrasonic range.

工具14の動作を、図3を参照して説明する。 The operation of the tool 14 will be described with reference to FIG. 図3(2)に示すように、まず、移動機構(図示なし)によって所定の切削速度で切削方向Adに被削材16を移動させながら、被削材16と工具14の先端部15とを接触させる。 As shown in FIG. 3 (2), first, while moving the workpiece 16 in the cutting direction Ad at a predetermined cutting speed by a moving mechanism (not shown), a distal end 15 of the workpiece 16 and the tool 14 It is brought into contact. ここで、工具14は、振動子によって生成される周期的な軌跡17を描いて楕円振動している。 Here, the tool 14 is in elliptical vibration drawn periodic trajectory 17 generated by the vibrator. そして、被削材16の移動方向(切削方向Ad)は、一方の圧電素子が生成するねじり振動の方向であるY方向と同一である。 Then, the moving direction of the workpiece 16 (the cutting direction Ad) is the same as the Y-direction is the direction of the torsional vibration one piezoelectric element is formed. また、被削材16の切削される面は、他方の圧電素子が生成するねじり振動の方向であるX方向に垂直である。 The surface to be cut of the workpiece 16 is perpendicular to the X direction is the direction of the torsional vibration other piezoelectric element is produced.

次に、工具14が、リボン状の切りくず18Aを生成しながら被削材16を切削する。 Next, the tool 14 is cutting a work material 16 while generating ribbon-like chip 18A. ここで、工具14の先端部15は軌跡17を描いて楕円振動しているので、その先端部15の運動は、被削材16の切削される面に垂直な背分力方向Bdと、切削方向Adと同方向の主分力方向Cdとに分解される。 Here, since the distal end portion 15 of the tool 14 are elliptical vibration locus 17, the movement of the tip portion 15, perpendicular to the back component force direction Bd to the surface to be cut of the workpiece 16, the cutting It is decomposed into a main component force direction Cd direction Ad in the same direction. 先端部15における楕円振動のこれら2方向の成分により、工具14が切取り厚さ19だけ被削材16を切削することになる。 These two directions component of the elliptical vibration in the distal end portion 15, only the tool 14 is cut thickness 19 will cut the work material 16.

工具14が被削材16を切削する際の作用について、図4を参照して、被削材16に対して工具14が押しつけられる場合と引き離される場合とに分けて説明する。 The operation when the tool 14 cutting a workpiece 16, with reference to FIG. 4, will be described separately and when pulled away and if the tool 14 is pressed against the workpiece 16. まず、図4(1)に示すように、軌跡17に従って、工具14を、背分力方向Bd(図の右方向)と主分力方向Cd(図の上方向)とが合成された方向に移動させる。 First, as shown in FIG. 4 (1), according to the trajectory 17, the tool 14, in the direction of the back component force direction Bd (upward direction in the figure) and a main component force direction Cd (right direction in the figure) was synthesized so moved. これにより、工具14を被削材16に押し当てて、被削材16を主分力方向Cdに向かって切削する。 Thus, by pressing a tool 14 to the workpiece 16 is cut toward the workpiece 16 in the main component of force direction Cd.

次に、図示は省略するが、図4(1)の状態から引き続いて、軌跡17に従って、工具14を図の上方向と左方向とが合成された方向に移動させる。 Next, although not shown, following the state of FIG. 4 (1), according to the trajectory 17, to move the tool 14 in the direction direction and the left direction is synthesized on the FIG. これにより、工具14を被削材16に押し当てて被削材16を切削しながら、被削材16から工具14を図の左方向に引き離す。 Thus, while cutting a workpiece 16 is pressed against the tool 14 to the workpiece 16, away from the workpiece 16 to the tool 14 to the left in FIG. したがって、工具14により被削材16を切削し、その切削によって発生したリボン状の切りくず18Aを引き出して流出方向Ddに流出させることになる。 Thus, cutting the workpiece 16 by the tool 14, it will be flowing out in the outflow direction Dd pull out the ribbon-like chip 18A generated by the cutting.

次に、図4(2)に示すように、軌跡17に従って、工具14を背分力方向Bd(図の左方向)と主分力方向Cd(図の下方向)とが合成された方向に移動させる。 Next, as shown in FIG. 4 (2), according to the trajectory 17, in a direction and is synthesized (the lower direction in the drawing) the main component force direction Cd tool 14 back component force direction Bd (left direction in the drawing) so moved. これによって、被削材16から工具14を引き離す。 Thus, pulling the tool 14 from the workpiece 16. したがって、図4(1)と図4(2)との間の状態、言い換えれば工具14が被削材16に接触している間は、リボン状の切りくず18Aが引き出される。 Therefore, during the state between FIG. 4 (1) and 4 (2), the tool 14 in other words is in contact with the workpiece 16, ribbon-like chip 18A is pulled out. また、工具14が被削材16から離れた後には被削材16と工具14との間に間隙が生じるので、切削により発生した粒子状の切りくず18Bが、工具14の近傍に供給された切削油(図示なし)によって排出される。 Also, since after the tool 14 is separated from the workpiece 16 gap between the workpiece 16 and the tool 14 occurs, particulate chips 18B generated by cutting were supplied to the vicinity of the tool 14 It is discharged by the cutting oil (not shown). また、切削する際に発生した摩擦熱が切削油によって奪われるので、工具14が効果的に冷却される。 Further, since the frictional heat generated during the cutting is taken by the cutting oil, the tool 14 can be effectively cooled.

次に、図示は省略するが、図4(2)の状態から引き続いて、軌跡17に従って、工具14を図の下方向と右方向とが合成された方向に移動させる。 Next, although not shown, following the state of FIG. 4 (2), according to the trajectory 17, to move the tool 14 in a direction in which the down and to the right are combined in FIG. これにより、被削材16に向かって工具14を接近させ、再び接触させる。 Thus, to approximate the tool 14 towards the workpiece 16, it is contacted again. 以下、図4(1)の状態に戻り、切削を再開する。 Hereinafter, returning to the state of FIG. 4 (1), resume cutting. 上述の工程を繰り返すことによって、工具14が楕円振動しながら、被削材16に切削加工を施すことになる。 By repeating the above steps, the tool 14 with elliptical vibration, thereby performing cutting the workpiece 16. ここで、所定の電気信号に基づいて、移動機構(図示なし)により被削材16の送り方向を制御すれば、図1の溝部4について曲線を含む任意のパターンを、被削材16に形成することができる。 Here, on the basis of a predetermined electrical signal, by controlling the feeding direction of the workpiece 16 by a moving mechanism (not shown), an arbitrary pattern including curves for groove 4 in FIG. 1, formed in the workpiece 16 can do.

本発明に係る微細構造体、及びその製造方法によれば、それぞれNiめっきによって、マスター型1を使用して1次複製型5を形成し、1次複製型5を使用して2次複製型8を形成する。 Microstructure according to the present invention, and according to the manufacturing method, the Ni plating respectively, using a master mold 1 to form a primary replicative 5, secondary replicative using primary replicative 5 8 to the formation. そして、Taめっきにより、2次複製型8を使用して微細構造体11を形成する。 By Ta plating, using a second-order replicative 8 to form a fine structure 11. また、マスター型1は、機械的加工である楕円振動切削加工によって、微細かつ均一な寸法を有する多数の突起部3と溝部4とが形成されるようにして、かつ、それらの溝部4が高いアスペクト比(溝部4の深さ(=H)と幅Wとの比)を有するようにして、製造される。 The master mold 1, by elliptical vibration cutting is a mechanical process, as a number of projections 3 and the grooves 4 with a fine and uniform dimensions are formed, and their high groove 4 so as to have an aspect ratio (the groove 4 in the depth (= H) and the ratio of the width W) to be produced. これらにより、次のような効果が得られる。 These, the following effects can be obtained. 第1に、微細構造体11を製造する際に使用されるマスター型1が、シンクロトロン装置から放射されるX線を使用することなく製造されるので、マスター型1を製造する際の製造コストが低減される。 First, the master mold 1 used when producing the microstructure 11, because they are produced without the use of X-rays emitted from the synchrotron apparatus, the manufacturing cost in manufacturing the master mold 1 There is reduced. 第2に、微細かつ均一な寸法と高いアスペクト比とを有する多数の溝部4が形成されたマスター型1が機械的加工によって製造され、そのマスター型1に基づいてNiめっきを使用して1次複製型5と2次複製型8とを順次形成し、その2次複製型8に基づいてTaめっきを使用して微細構造体11を形成する。 Second, the master mold 1 a number of grooves 4 are formed to have a fine and uniform size and a high aspect ratio is manufactured by mechanical machining, the primary use of the Ni plating on the basis of the master mold 1 sequentially forming a replicative 5 and the secondary replicative 8, using Ta plating to form a fine structure 11 based on the secondary replicative 8. したがって、微細かつ均一な寸法を有する多数の凹部12と壁部13とが一括して形成されるとともに、壁部13が高いアスペクト比(壁部13の高さ(=D)と厚さTとの比)を有する微細構造体11が製造される。 Therefore, along with a number of recesses 12 and the wall portion 13 with a fine and uniform dimensions are formed collectively, the wall portion 13 is higher aspect ratio (the height of the wall portion 13 (= D) and the thickness T microstructure 11 having a ratio) is produced. 第3に、マスター型1の溝部4と突起部3とに関する寸法、すなわち図1の寸法LM,W,Hを、材料に直接機械的加工を施すことによって容易に変更することができる。 Third, dimensions for the groove 4 of the master die 1 projections 3 which, i.e. the dimension of FIG. 1 LM, W, and H, can be easily changed by applying a direct mechanical working the material. したがって、微細構造体11において、凹部12と壁部13とに関する寸法、すなわち図2の寸法LA,T,Dを容易に変更することができるとともに、その際の時間と製造コストとを抑制することができる。 Accordingly, the microstructure 11, dimensions for the recess 12 and the wall portion 13., i.e. the dimension LA of FIG. 2, T, it is possible to easily change the D, suppressing and time and manufacturing cost of the can.

また、本実施例に係るマスター型1を製造する際には、楕円振動する工具14が被削材16に断続的に接触することにより、被削材16が切削加工されて溝部4が形成される。 Further, when manufacturing the master mold 1 according to this embodiment, by the tool 14 to be elliptical vibration is intermittently brought into contact with the workpiece 16, the groove 4 workpiece 16 is machined is formed that. したがって、工具14と被削材16との接触時間が短くなり、かつ、接触していない状態が生じる。 Therefore, the contact time between the workpiece 16 and the tool 14 is reduced, and a state not in contact occurs. また、楕円振動する工具14がリボン状の切りくず18Aを引き出すので、被削材16と工具14との間の摩擦抵抗が減少する。 Furthermore, the tool 14 of elliptical vibration because elicit ribbon chips 18A, the frictional resistance decreases between the workpiece 16 and the tool 14. また、工具14が被削材16に接触していない状態において、粒子状の切りくず18Bが排出されやすくなる。 Further, in a state in which the tool 14 is not in contact with the workpiece 16, it is particulate chip 18B easily discharged. これらにより、次の効果が得られる。 These, following effects can be obtained. 第1に、工具14が被削材16に切削加工を施す際の加工抵抗が減少する。 First, processing resistance when the tool 14 is subjected to cutting in a workpiece 16 is reduced. これによって、溝部4の間の残り部分(図1の突起部3)においてばりや崩れ等の発生が抑制されるとともに、微細かつ均一な寸法と高いアスペクト比とを有する多数の溝部4が得られる。 Thereby, the generation of such burrs or collapse is suppressed in the remaining portion between the groove 4 (projections 3 of Fig. 1), a number of grooves 4 having a fine and uniform size and a high aspect ratio is obtained . したがって、工具14の破損を防止しながら、これらの多数の溝部4を有するマスター型1が製造される。 Accordingly, while preventing damage to the tool 14, the master mold 1 is manufactured with a plurality of grooves 4 thereof. また、第2に、工具14と被削材16との接触時間が短くなるとともに接触していない状態が生じるので、工具14が効果的に冷却される。 Further, the second, and the state in which the contact time between the workpiece 16 and the tool 14 is not in contact with shorter occurs, the tool 14 can be effectively cooled. したがって、工具14の長寿命化を図りながらマスター型1が製造される。 Therefore, the master mold 1 is manufactured while seeking a longer operating life of the tool 14. 第3に、マスター型1において、溝部4と突起部3とに関する寸法、すなわち図1の寸法LM,W,Hを容易に変更することができるとともに、その際の時間と製造コストとを抑制することができる。 Third, inhibits the master die 1, dimensions for groove 4 and the projection 3 which, i.e. the dimension of FIG. 1 LM, W, it is possible to easily change the H, and the time and manufacturing cost of the be able to.

なお、ここまでの説明における楕円振動の振幅は、切削加工するパターン(図1の溝部4)の寸法精度、工具14の材質、被削材16の被削性等に基づいて、適当に定めればよい。 The amplitude of the elliptical vibration in the previous sections, the dimensional accuracy, the material of the tool 14 of the pattern to be machined (the groove 4 in FIG. 1), based on the machinability, etc. of the workpiece 16, is appropriately determined Bayoi. その際に、例えば、楕円振動の振幅を、切込み深さ(切込み量)に比較して、同等〜1/3程度の値をとることができる。 At that time, for example, the amplitude of the elliptical vibration, as compared with the depth of cut (depth of cut) can take a value of about equal to 1/3. また、回転振動の軌跡17を楕円とした。 In addition, the rotational vibration locus 17 and ellipse. これに限らず、工具14を、楕円の特殊な場合である真円を描いて回転振動させてもよい。 Is not limited to this, the tool 14 may be rotated vibrate draw a perfect circle is the case elliptical special.

また、楕円振動する工具14に対して被削材16を移動させることにより、被削材16を切削加工した。 Moreover, by moving the workpiece 16 relative to the tool 14 to be elliptical vibration it was cutting the workpiece 16. これに限らず、固定された被削材16に対して楕円振動する工具14を移動させてもよく、工具14と被削材16との双方を移動させてもよい。 Not limited thereto, may move the tool 14 to be elliptical vibration with respect to a fixed workpiece 16 has, may be moved both the workpiece 16 and the tool 14. また、工具14を回転振動させたが、これに限らず、被削材16が固定されたステージ(図示なし)を回転振動させることもできる。 Although rotated vibrating the tool 14 is not limited to this and can also be rotated vibrate stage workpiece 16 is fixed (not shown).

また、振動子に対して、その軸方向にそれぞれ直交する2方向であって互いに直交する2方向に、2個の圧電素子を使用してそれぞれたわみ振動を与えて、これにより工具を楕円振動させた。 Further, with respect to the vibrator, the a in the axial direction in two directions perpendicular to each other in two directions perpendicular to each other, giving each bending vibration using the two piezoelectric elements, which tool is elliptical vibration by It was. 楕円振動切削加工を行う工作機械としては、たわみ振動以外の2方向の振動を振動子に与えることによって工具を楕円振動させる工作機械を使用してもよい。 The machine tool performing elliptical vibration cutting, may be used a machine tool for elliptical vibration of the tool by providing two directions of vibration other than the flexural vibration in the vibrator.

また、楕円振動切削加工によって、マスター型1に直方体状の突起部3を格子状に形成した。 Moreover, the elliptical vibration cutting, a rectangular parallelepiped projecting portion 3 is formed in a lattice pattern on the master mold 1. 突起部3の形状は、円柱状や角柱状(例えば、6角柱状)であってもよい。 The shape of the protrusion portion 3 is a cylindrical or prismatic (e.g., a hexagonal prism shape) may be. また、突起部3の配置については、格子状以外の配置、例えば、市松模様状の配置であってもよい。 Further, the arrangement of the projections 3, the arrangement of the non-grid pattern may be, for example, a checkered pattern arrangement.

また、Niめっきによって1次複製型5と2次複製型8とを、Taめっきによって微細構造体11を、それぞれ形成(成膜)した。 Further, the by Ni plating primary replicative 5 and the secondary replicative 8, the microstructure 11 of Ta plating were formed (film formation). めっき材料については、他の金属材料を使用しもよい。 The plating material may be used other metal materials. また、上述しためっきに代えて、めっき以外の適当な成膜方法、例えば、CVDを使用して成膜することもできる。 Further, instead of the plating described above, a suitable film formation method other than the plating, for example, may be deposited using CVD.

実施例2として、本発明に係る発光機構について、図5,図6を参照して説明する。 As Example 2, a light-emitting mechanism of the present invention, FIG. 5 will be described with reference to FIG. 図5(1)−(4)と図6(1)−(2)とは、本実施例に係る発光機構の具体例をそれぞれ示す断面図である。 Figure 5 (1) - (4) and 6 (1) - and (2) is a sectional view showing a specific example of a light-emitting mechanism of this embodiment, respectively. 本実施例に係る発光機構は、実施例1に係る微細構造体から構成され、微細かつ均一な所定の寸法を有する多数の凹部と壁部とを有することを特徴とする。 Emitting mechanism according to the present embodiment is composed of a fine structure according to Example 1, and having a plurality of depressions and a wall portion having a fine and uniform predetermined size. そして、この所定の寸法は、発光機構が選択的に発する光の波長に応じて、最適な値に定められている。 Then, the predetermined size, depending on the wavelength of the light emitted in the light emitting mechanism is selectively are determined to an optimal value. なお、ここでいう発光機構が発する「光」には、電磁波としての可視光線だけでなく赤外線、紫外線も含まれ、更に、X線も含まれ得る。 Herein, the term light-emitting mechanism in the "light" emitted by the infrared as well as visible light as the electromagnetic, ultraviolet rays include, further, may include X-rays. また、「光を発する」とは、「光を輻射する」及び「光を反射する」のいずれをも意味するものとする。 In addition, "emitting light" shall mean any "radiates light" and "reflect light".

図5(1)に示された発光機構20は、実施例1に係る微細構造体(図2の微細構造体11参照)が一定の幅を有し細長い板状又はひも状に加工されたフィラメント21と、そのフィラメント21の両端がそれぞれ接続されている導入線22(図では導入線の端部を示す)とを有する。 Figure 5 (1) at the indicated light emitting mechanism 20, filament microstructure according to the first embodiment (see microstructure 11 in FIG. 2) is processed in an elongated plate shape or string-like having a constant width with a 21, and both ends feedthrough are connected 22 of the filament 21 (indicating the end of the introduction line in the figure). そして、通常の白熱電球と同様に、フィラメント21は支持具(図示なし)によって支持され、フィラメント21と導入線22とはガラス容器の中に配置されているとともに、ガラス容器には希ガス又はハロゲン元素からなるガスが封入されている(その内部が真空状態になっていてもよい)。 Then, as with normal incandescent bulbs, filament 21 is supported by support (not shown), along with the filaments 21 and the feedthrough 22 are arranged in a glass container, a rare gas or a halogen in the glass container gas consisting of elements is enclosed (the inside thereof may be made in a vacuum state). また、微細構造体からなるフィラメント21においては、所定の波長を有する可視光線L(この場合には単色光)を選択的に輻射するように、凹部23と壁部24とに関する寸法が設定されている。 Further, in the filament 21 made of a fine structure (if this monochromatic light) visible light L having a predetermined wavelength to selectively radiate, dimensions for the recess 23 and the wall portion 24. is set there. この構成によれば、導入線22を介してフィラメント21に電流を供給してフィラメント21を発熱させる(加熱する)ことにより、フィラメント21から図の上方に向かって、可視光線Lが輻射されるとともに赤外線の輻射が抑制される。 According to this configuration, by heating the filament 21 (heating) by supplying current to the filament 21 through the introduction line 22, toward the filament 21 upward in the figure, together with the visible light L is radiated infrared radiation is suppressed. したがって、可視光線Lについて優れた発光効率を有する発光機構20が得られる。 Accordingly, the light emitting mechanism 20 can be obtained having excellent luminous efficiency for visible light L. なお、フィラメント21については、凹部23と壁部24とが外側になるようにして、コイル状に形成してもよい。 As for the filament 21, as the recess 23 and the wall portion 24 is outwardly, it may be formed in a coil shape.

図5(2)に示された発光機構25は、図5(1)と同様のフィラメント21及び導入線22と、フィラメント21における可視光線Lを輻射しない側(図では下側)の所定の位置に配置され微細構造体からなる反射部材26とを有する。 Emission mechanism shown in FIG. 5 (2) 25, FIG. 5 the same filament 21 and lead wire 22 (1), a predetermined position of the side which does not radiate visible light L (lower in the figure) in the filament 21 It disposed which has a reflecting member 26 made of a fine structure. 反射部材26においては、所定の波長を有する赤外線IRを選択的に輻射するように、凹部27と壁部28とに関する寸法が設定されている。 In the reflection member 26 so as to selectively radiate infrared IR having a predetermined wavelength, dimensions for the recess 27 and the wall portion 28. is set. また、この反射部材26は、図示されたように、全体の断面形状がほぼ放物線を描くように湾曲した微細構造体からなり、その放物線の焦点にフィラメント21がほぼ位置するようにして配置され、フィラメント21から受け取った赤外線IRを反射する反射鏡として機能する。 Further, the reflecting member 26, as shown, consists microstructure entire cross section is curved to draw a substantially parabolic, the filament 21 is disposed so as to be substantially located at the focal point of the parabola, functions as a reflecting mirror for reflecting the infrared radiation IR received from the filament 21. この構成によれば、導入線22を介してフィラメント21に電流を供給してフィラメント21を発熱させる(加熱する)ことにより、フィラメント21からは図の上方に可視光線Lが輻射されるとともに、図の下方に可視光線(単色光ではない)と赤外線IRとが輻射される。 According to this configuration, by heating the filament 21 (heating) by supplying current to the filament 21 through the introduction line 22, together with visible light L is radiated upward in the drawing from the filament 21, FIG. a visible light (not monochromatic light) and infrared IR is radiation downward. そして、赤外線IRによって加熱された反射部材26が赤外線IRを選択的に輻射し(言い換えれば反射部材26によって赤外線IRが反射され)、この赤外線IRがフィラメント21を更に加熱する。 The reflective member 26, which is heated by the infrared IR is (are reflected infrared IR by other words reflecting member 26) selectively radiated to the infrared IR, the infrared IR further heats the filament 21. したがって、フィラメント21からいったん輻射された赤外線IRが再びフィラメント21を加熱することによって、低い消費エネルギーで同等の発光効率を有する省エネルギー化された発光機構25が得られる。 Therefore, by once radiation is infrared IR from the filament 21 heats the filament 21 again, the light emitting mechanism 25 is obtained which is energy saving have comparable luminous efficiency with low energy consumption. なお、図5(2)では、フィラメント21と反射部材26とが左右方向に延びるようにして描かれている。 In FIG. 5 (2), the filament 21 and the reflecting member 26 is depicted as extending horizontally. これに限らず、フィラメント21と反射部材26とを手前−奥方向に延びるようにして構成し、フィラメント21の手前側と奥側との両端に導入線22を接続してもよい。 Not limited thereto, the filament 21 and the reflector member 26 before - configured so as to extend in the depth direction, may be connected to lead wires 22 at both ends of the front and rear of the filament 21.

図5(3)に示された発光機構29は、図5(2)と同様のフィラメント21及び導入線22と、フィラメント21の真下にほぼ一定の小さな間隔を置いて配置された反射部材30とを有する。 Emission mechanism shown in FIG. 5 (3) 29 5 similar filament 21 and lead wire 22 and (2), a reflection member 30 disposed substantially at regular small intervals beneath the filament 21 having. 反射部材30においても、反射部材26と同様に、所定の波長を有する赤外線IRを選択的に輻射するように、凹部27と壁部28とに関する寸法が設定されている。 Also in the reflective member 30, as with the reflecting member 26, so as to selectively radiate infrared IR having a predetermined wavelength, dimensions for the recess 27 and the wall portion 28. is set. この構成によっても、赤外線IRによって加熱された反射部材30が赤外線IRを輻射し(言い換えれば反射部材30によって赤外線IRが反射され)、この赤外線IRがフィラメント21を更に加熱する。 With this configuration, the reflecting member 30, which is heated by the infrared IR is (infrared IR is reflected by the reflecting member 30 in other words) radiates infrared IR, the infrared IR further heats the filament 21. したがって、フィラメント21からいったん輻射された赤外線IRが再びフィラメント21を加熱することによって、低い消費エネルギーで同等の発光効率を有する省エネルギー化された発光機構29が得られる。 Therefore, by once radiation is infrared IR from the filament 21 heats the filament 21 again, the light emitting mechanism 29 which is energy saving have comparable luminous efficiency with low energy consumption is obtained.

図5(4)に示された発光機構31は、タングステン線等からなるヒータ32と、ヒータ32を取り囲むように設けられた円筒状の輻射部材33とを有する。 5 (4) at the indicated light emitting mechanism 31 includes a heater 32 made of tungsten wire or the like, and a cylindrical radiating member 33 provided so as to surround the heater 32. ヒータ32は、図の手前側と奥側との両端においてそれぞれ導入線(図示なし)に接続されている。 The heater 32 is connected to respective feedthrough (not shown) at both ends of the front and rear side of FIG. 輻射部材33においては、図5(1)のフィラメント21と同様に、所定の波長を有する可視光線Lを選択的に輻射するように、凹部23と壁部24とに関する寸法が設定されている。 In radiation member 33, similarly to the filament 21 of FIG. 5 (1), to selectively radiate visible light L having a predetermined wavelength, dimensions for the recess 23 and the wall portion 24. is set. この構成によれば、導入線を介してヒータ32に電流を供給してこれを発熱させる(加熱する)ことにより、ヒータ32の周方向に向かって可視光線(単色光ではない)と赤外線IRとが輻射される。 According to this configuration, by supplying a current to the heater 32 through the lead-in wire to generate heat it (heating), (not a monochromatic light) visible light toward the circumferential direction of the heater 32 and the infrared IR There is radiation. そして、円筒状の輻射部材33は、赤外線IRによって内側から加熱されることにより、外側に向かって可視光線Lを選択的に輻射する。 Then, the cylindrical radiation member 33, by being heated from inside by an infrared IR, selectively radiates visible light L towards the outside. したがって、低い消費エネルギーで同等の発光効率を有する省エネルギー化された発光機構が得られる。 Therefore, energy saving luminescence mechanism with equivalent luminous efficiency with low energy consumption is obtained. なお、ヒータ32を、輻射部材33と同様に円筒状の構成にして、所定の波長を有する赤外線IRを選択的に輻射するように形成された凹部と壁部とを有するようにしてもよい。 Incidentally, the heater 32, in a manner similar cylindrical configuration and the radiation member 33, may have a recess formed and the wall portion to selectively radiate infrared IR having a predetermined wavelength. この場合には、ヒータ32から赤外線IRが選択的に輻射されるとともに、可視光線の輻射が選択的に抑制される。 In this case, along with the infrared IR is selectively radiated from the heater 32, radiation of visible light is selectively inhibited. したがって、赤外線IRによって輻射部材33が内側から効率的に加熱されるので、いっそう低い消費エネルギーで同等の発光効率を有する発光機構31が得られる。 Thus, since the radiating member 33 by the infrared IR is heated from the inside efficiently, the light emitting mechanism 31 can be obtained with equivalent luminous efficiency even lower energy consumption.

図6(1)に示された発光機構34は、図5(1)の発光機構と同様に、一定の幅を有し細長い板状又はひも状に加工されたフィラメント35を有する。 Emission mechanism shown in FIG. 6 (1) 34, similarly to the light emitting mechanism of FIG. 5 (1), having a filament 35 which is processed in an elongated plate shape or string-like having a constant width. しかし、図5(1)の発光機構とは異なり、微細構造体からなるフィラメント35においては、所定の波長を有する赤外線IRを選択的に輻射するように、凹部27と壁部28とに関する寸法が設定されている。 However, unlike the light emitting mechanism of FIG. 5 (1), in the filament 35 made of a fine structure so as to selectively radiate infrared IR having a predetermined wavelength, the dimensions for the recess 27 and the wall portion 28. It has been set. この構成によれば、導入線22を介してフィラメント35に電流を供給してフィラメント35を発熱させる(加熱する)ことにより、図の上方に向かって、フィラメント35からは赤外線IRが輻射されるとともに、可視光線の輻射が抑制される。 According to this configuration, by heating the filament 35 (heating) by supplying current to the filament 35 through the introduction line 22, upward in the figure, together with the infrared IR are radiated from the filament 35 , radiation of visible light can be suppressed. したがって、赤外線IRについて優れた発光効率を有する発光機構34、言い換えれば優れた発熱効率を有する発熱機構が得られる。 Accordingly, the light emitting mechanism 34 having excellent luminous efficiency for infrared IR, heat generation mechanism having a superior heating efficiency in other words is obtained.

図6(2)に示された発光機構36は、円筒状の輻射部材37を有する。 Emitting mechanism 36 shown in FIG. 6 (2) has a cylindrical radiating member 37. この輻射部材37は、貼り合わされた外側部材38と内側部材39とから構成されている。 The radiation member 37 is composed of the bonded an outer member 38 and inner member 39.. そして、外側部材38及び内側部材39の各貼り合わせ面の反対面においては、所定の波長を有する赤外線IRを選択的に輻射するようにして、凹部27と壁部28とに関する寸法が設定されている。 Then, in the opposite surface of the bonding surface of the outer member 38 and inner member 39, so as to selectively radiate infrared IR having a predetermined wavelength, dimensions for the recess 27 and the wall portion 28. is set there. すなわち、外側部材37と内側部材38とは、赤外線IRを選択的に輻射する機能を有する。 That is, the outer member 37 and inner member 38 has a function of selectively radiates infrared IR. この構成によれば、輻射部材37に電流を供給することにより輻射部材37を発熱させて(加熱して)、その外側と内側とに向かってそれぞれ赤外線IRが輻射される。 According to this configuration, by heating the radiation member 37 by supplying a current to the radiating member 37 (heated), respectively infrared IR towards its outside and inside is radiated. これにより、内側に向かって輻射される赤外線IRによって輻射部材37が内側から更に加熱され、加熱された輻射部材37が外側に向かって赤外線IRを選択的に輻射する。 Accordingly, the radiation member 37 by the infrared IR radiated toward the inside is further heated from the inside, the heated radiating member 37 is selectively radiates infrared IR outward. したがって、赤外線IRについて優れた発光効率を有する発光機構36、言い換えれば優れた発熱効率を有する発熱機構が得られる。 Accordingly, the light emitting mechanism 36 having excellent luminous efficiency for infrared IR, heat generation mechanism having a superior heating efficiency in other words is obtained. なお、輻射部材37を、外側部材38と内側部材39とが貼り合わされた平板状の構成にしてもよい。 Incidentally, the radiation member 37, may be the outer member 38 and inner member 39 are bonded together tabular configuration. この構成によれば、内外両面(上下両面)に向かってそれぞれ赤外線IRを輻射する輻射部材が得られる。 According to this arrangement, the radiation member for radiating the respective infrared IR toward the inner and outer surfaces (upper and lower surfaces) is obtained.

本発明に係る各発光機構20,25,29,31,34,36は、図1に示されたマスター型1の溝部4と突起部3とが機械的加工によって製造され、そのマスター型1に基づいてめっきにより形成された微細構造体から構成される。 Each light-emitting mechanisms 20,25,29,31,34,36 according to the present invention, a groove 4 and the projection 3 of the master mold 1 shown in FIG. 1 is manufactured by mechanical machining, in the master mold 1 composed of the fine structure formed by plating on the basis. そして、その微細構造体は、マスター型1の溝部4と突起部3とにそれぞれ対応する壁部24,28と凹部23,27とを有する。 Then, the microstructure includes a wall portion 24, 28 and recesses 23 and 27 corresponding respectively to the grooves 4 and the projection 3 of the master mold 1. これにより、第1に、波長に応じた最適な寸法形状を有する発光機構が、短い時間かつ低い製造コストで製造される。 Thus, the first, light-emitting mechanism having an optimum size and shape corresponding to wavelengths, are manufactured in a short time and low manufacturing cost. 第2に、機械的加工によってマスター型1の寸法(図1の寸法LM,W,H参照)を容易に設定することができる。 Second, it is possible to set the dimensions of the master die 1 (dimensions in figure 1 LM, W, H see) easily by mechanical working. したがって、リソグラフィー技術を使用して製造されたマスター型を使用する場合に比べて、発光機構が発する光の波長が容易に設定される。 Therefore, as compared with the case of using a master mold made using lithographic techniques, the wavelength of the light-emitting mechanism emits is easily set. 第3に、マスター型1の溝部4と突起部3とが機械的加工によって製造されることにより、微細かつ均一な寸法と高いアスペクト比とを有する溝部4と、微細かつ均一な寸法を有する突起部3とが得られる。 Third, by a groove 4 and the projection 3 of the master mold 1 is manufactured by mechanical machining, the groove portion 4 having a fine and uniform size and a high aspect ratio, projections with a fine and uniform size part 3 and can be obtained. このことによって、各発光機構20,25,29,31,34,36において、微細かつ均一な寸法と高いアスペクト比とを有する壁部24,28と、微細かつ均一な寸法を有する凹部23,27とが得られる。 Thereby, in each light-emitting mechanisms 20,25,29,31,34,36, a wall portion 24, 28 having a fine and uniform size and a high aspect ratio, recesses 23, 27 with a fine and uniform size door is obtained. したがって、所望の波長を有する光を発する発光機構が得られる。 Accordingly, the light emitting mechanism is obtained that emits light having a desired wavelength. 具体的には、発熱量が少なく所望の波長を有する可視光線Lを発する発光機構、又は、発する可視光線Lの光量が少なく所望の波長を有する赤外線IRを発する発熱機構が得られる。 Specifically, the light emitting mechanism emits visible light L having a desired wavelength less heating value, or heating mechanism that emits infrared IR having a desired wavelength light quantity is small in the visible light L emanating obtained.

なお、本実施例で説明したように、可視光線Lとして特定の波長を有する単色光を輻射したい場合には、凹部23と壁部24とに関する寸法を、その波長に応じた特定の値に設定してマスター型(図1のマスター型1参照)を製造すればよい。 As described in this example set, when it is desired to radiate monochromatic light having a specific wavelength as a visible light L is the dimension relates recess 23 and the wall portion 24., to a specific value corresponding to the wavelength it may be produced a master mold (see master mold 1 of FIG. 1). 加えて、可視光線Lとして様々な波長を有する白色光を輻射したい場合には、凹部23と壁部24とに関する寸法を、それらの波長に応じた複数の値に設定してマスター型を製造すればよい。 In addition, when it is desired to radiate white light with different wavelengths as the visible light L is the dimension relates recess 23 and the wall portion 24., be set to a plurality of values ​​according to their wavelengths producing a master-type Bayoi. このように、発する光の波長を任意に設定できる理由は、次の通りである。 The reason why can be arbitrarily set the wavelength of light emitted is as follows. すなわち、マスター型1の溝部4と突起部3とが機械的加工を使用して製造されることによって、壁部24,28と凹部23,27とに関する寸法を均一にすることのみならず、それらの寸法を所望の値にして適度にかつ場所を指定してばらつかせることが可能になるからである。 That is, by the groove portion 4 and the projection 3 of the master mold 1 is manufactured using the mechanical processing, not only a uniform dimensions for wall 24 and 28 and the recesses 23 and 27 Prefecture, they the dimensions because it is possible to fluctuated by specifying the moderately and place in the desired value. したがって、所望の色分布や階調等を有する光を発する発光機構を製造することもできる。 Therefore, it is also possible to produce a light-emitting mechanism which emits light having a desired color distribution or gradations or the like. また、様々な波長を有する赤外線IRを輻射又は反射させたい場合において、凹部27と壁部28とに関する寸法の設定に関しても同様である。 Further, when it is desired to radiation or reflects infrared radiation IR with different wavelengths, the same applies with respect to setting of dimensions for the recess 27 and the wall 28..

また、発光機構20,25,29,34については、各構成要素、すなわち、フィラメント21,反射部材26,反射部材30,フィラメント35を、面状に構成することもできる。 Also, the light emitting mechanism 20,25,29,34, each component, i.e., the filament 21, the reflecting member 26, reflecting members 30, the filament 35 may also be configured in planar. この場合には、機械的加工を使用して微細構造体製造用のマスター型を製造する際に、そのマスター型が所望の面積・形状を有するように加工すればよい。 In this case, when manufacturing the master mold for microstructures produced using mechanical processing, the master mold may be processed to have a desired area and shape. このことによって、優れた発光効率と均一な又は所望の発光特性とを有する面光源としての発光機構、及び、優れた発熱効率と均一な又は所望の発熱特性とを有する面熱源としての発熱機構が得られる。 Thereby, excellent luminous efficiency and a uniform or desired emission mechanism as a surface light source having a light emitting property, and, fever mechanism as a surface heat source having excellent heating efficiency and uniform or desired heating characteristics can get.

また、本発明は、上述の各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。 Further, the present invention is not intended to be limited to the embodiments described above, without departing from the scope and spirit of the present invention, if necessary, combined arbitrarily and appropriately changed or selected and employed it is those that can be.

図1(1)は実施例1に係るマスター型を示す斜視図、図1(2)はマスター型から1次複製型を形成する工程を示す断面図、図1(3)は1次複製型から2次複製型を形成する工程を示す断面図である。 Figure 1 (1) is a perspective view showing a master mold according to Example 1, FIG. 1 (2) is a sectional view of a process of forming a primary replicative from a master mold, FIG. 1 (3) primary replicative from a cross-sectional view showing a step of forming a second duplication mold. 図2(1)は2次複製型にめっきを施して金属製部材を形成する工程を、図2(2)は2次複製型から金属製部材を剥離する工程を、図2(3)は完成した微細構造体をそれぞれ示す断面図である。 Figure 2 (1) the step of forming the metallic member by plating the secondary replicative, 2 (2) is a step of peeling the metal member from the secondary replicative, 2 (3) is completed the microstructure is a sectional view showing, respectively. 図3(1)は図1(1)のマスター型を製造する際に使用される工具の先端部を、図3(2)はその工具の動作を、それぞれ示す斜視図である。 The tip of the tool to be used in FIG. 3 (1) is to produce a master mold of FIG. 1 (1), 3 (2) of the operation of the tool is a perspective view showing, respectively. 図4(1)と図4(2)とは、マスター型を製造する際に工具が材料に押し付けられる場合と引き離される場合との作用をそれぞれ示す部分断面図である。 4 The (1) and 4 (2) is a partial cross-sectional view respectively showing actions of a case where the tool is pulled away and when it is pressed against the material when producing the master mold. 図5(1)−(4)は、実施例2に係る発光機構の具体例をそれぞれ示す断面図である。 Figure 5 (1) - (4) is a sectional view showing a specific example of a light-emitting mechanism according to the second embodiment, respectively. 図6(1)−(2)は、実施例2に係る発光機構の具体例をそれぞれ示す断面図である。 6 (1) - (2) is a sectional view showing a specific example of a light-emitting mechanism according to the second embodiment, respectively. 図7(1)は本発明に係る微細構造体を示す斜視図、図7(2)はその微細構造体を示す平面図、図7(3)は図7(2)の微細構造体をA−A線に沿って示す断面図である。 7 (1) is a perspective view showing a fine structure according to the present invention, FIG. 7 (2) is a plan view showing the microstructure, Fig. 7 (3) of the microstructure of FIG. 7 (2) A it is a sectional view taken along the -A line. 図8(1)−(6)は、リソグラフィー技術を使用して微細構造体製造用のマスター型を製造する従来の技術における、レジスト塗布、露光、現像、めっき、及びレジスト除去の各工程と、完成したマスター型とをそれぞれ示す断面図である。 8 (1) - (6), in the prior art for manufacturing a master mold for microstructures fabricated using lithography, a resist coating, exposure, development, plating, and the step of removing the resist, the completed master mold and the cross-sectional views showing, respectively.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 マスター型 2 ベース部 3,7,9 突起部 4,6,10 溝部 5 1次複製型 8 2次複製型(成形型) 1 master mold 2 base unit 3, 7, 9 projections 4, 6, 10 groove 5 primary replicative 8 secondary replicative (mold)
11 微細構造体 12,23,27 凹部 13,24,28 壁部 14 工具 15 先端部 16 被削材 17 軌跡 18A リボン状の切りくず 18B 粒子状の切りくず 19 切取り厚さ 20,25,29,31,34,36 発光機構 21 フィラメント 22 導入線 26,30 反射部材 32 ヒータ 33,37 輻射部材 35 フィラメント 38 外側部材 39 内側部材 L 可視光線 IR 赤外線 11 microstructure 12,23,27 recesses 13,24,28 wall 14 the tool 15 tip 16 Workpiece 17 locus 18A ribbon chip 18B particulate chip 19 chip thickness 20,25,29, 31,34,36 emitting mechanism 21 filament 22 feedthrough 26, 30, the reflecting member 32 heaters 33 and 37 radiating member 35 filament 38 outer member 39 the inner member L visible IR infrared

Claims (8)

  1. 少なくとも1つの面において所定の寸法形状からなる複数の凹部と該凹部の間における壁部とが設けられ、前記凹部の寸法形状に基づいて前記面から1又は複数の一定の波長を有する光を選択的に発する特性を有する微細構造体であって、 Selecting light having at least at one surface and the wall between the plurality of concave portions and concave portions having a predetermined size and shape is provided, one or a plurality of predetermined wavelengths from said surface based on dimensions of the recess a microstructure having a characteristic of emitting manner in,
    機械的加工によって形成されたマスター型に基づいて形成されており前記微細構造体が反転された寸法形状を有する成形型に対して成膜された金属製部材からなることを特徴とする微細構造体。 Microstructure characterized by comprising a metal member which is formed against a mold having the fine structure is inverted geometry is formed on the basis of the master mold formed by mechanical processing .
  2. 請求項1記載の微細構造体において、 In the fine structure of claim 1,
    前記マスター型は前記微細構造体が反転された寸法形状を有しており、 The master mold has a size and shape that the fine structure is inverted,
    前記成形型は、前記マスター型を使用して前記微細構造体と同一の寸法形状を有する1次複製型を形成した後に該1次複製型を使用して形成されており前記微細構造体が反転された寸法形状を有する2次複製型からなるとともに、 The mold, the master mold was the microstructure the same said is formed by using the primary replicative form after formation of the primary replicative form having dimensions microstructure body is inverted using together consist of secondary replicative form having dimensions shape,
    前記機械的加工は楕円振動切削加工であることを特徴とする微細構造体。 Microstructure, wherein the mechanical processing is elliptical vibration cutting.
  3. 少なくとも1つの面において所定の寸法形状からなる複数の凹部と該凹部の間における壁部とが設けられ、前記凹部の寸法形状に基づいて前記面から1又は複数の一定の波長を有する光を選択的に発する特性を有する微細構造体の製造方法であって、 Selecting light having at least at one surface and the wall between the plurality of concave portions and concave portions having a predetermined size and shape is provided, one or a plurality of predetermined wavelengths from said surface based on dimensions of the recess a method of manufacturing a microstructure having a characteristic of emitting manner in,
    前記微細構造体が反転された寸法形状を有するマスター型を準備する工程と、 A step of preparing a master mold having a size and shape that the fine structure is inverted,
    前記マスター型を使用して前記微細構造体と同一の寸法形状を有する1次複製型を形成する工程と、 Forming a primary replicative form having a fine structure and the same size and shape by using the master mold,
    前記1次複製型を使用して前記微細構造体が反転された寸法形状を有する2次複製型からなる成形型を形成する工程と、 Forming a mold in which the fine structure using said primary replicative consists secondary replica mold having an inverted geometry,
    前記成形型に対して成膜することによって金属製部材を形成する工程と、 Forming a metallic member by forming a film to the mold,
    前記成形型から前記金属製部材を剥離することによって該金属製部材からなる前記微細構造体を形成する工程とを備えるとともに、 Together and forming the microstructure made of the metal member by peeling the metal member from the mold,
    前記マスター型は機械的加工によって製造されたことを特徴とする微細構造体の製造方法。 The master mold manufacturing method of the fine structure, characterized in that it is manufactured by mechanical machining.
  4. 請求項3記載の微細構造体の製造方法において、 In the method for manufacturing a microstructure according to claim 3,
    前記機械的加工は楕円振動切削加工であることを特徴とする微細構造体の製造方法。 Method for manufacturing a microstructure, wherein the mechanical processing is elliptical vibration cutting.
  5. 少なくとも1つの面において所定の寸法形状からなる複数の凹部と該凹部の間における壁部とが設けられ、前記凹部の寸法形状に基づいて前記面から1又は複数の一定の波長を有する光を選択的に発する特性を有する微細構造体を製造する際に使用されるマスター型であって、 Selecting light having at least at one surface and the wall between the plurality of concave portions and concave portions having a predetermined size and shape is provided, one or a plurality of predetermined wavelengths from said surface based on dimensions of the recess a master mold for use in producing a fine structure having a characteristic of emitting manner in,
    前記微細構造体が反転された寸法形状を有し、 Has a size and shape that the fine structure is inverted,
    機械的加工によって前記反転された寸法形状が形成されているとともに、 Wherein with inverted geometry is formed by mechanical processing,
    前記微細構造体は、前記微細構造体が反転された寸法形状を有する成形型に対して成膜されることによって形成され、 The microstructure is formed by the fine structure is formed against a mold having an inverted geometry,
    前記成形型は、前記マスター型を使用して前記微細構造体と同一の寸法形状を有する1次複製型を形成した後に該1次複製型を使用して形成されており前記微細構造体が反転された寸法形状を有する2次複製型からなることを特徴とするマスター型。 The mold, the master mold was the microstructure the same said is formed by using the primary replicative form after formation of the primary replicative form having dimensions microstructure body is inverted using master mold, characterized in that it consists of secondary replicative form having dimensions shape.
  6. 請求項6に記載のマスター型において、 In master mold according to claim 6,
    前記機械的加工は楕円振動切削加工であることを特徴とするマスター型。 Master mold, wherein the mechanical processing is elliptical vibration cutting.
  7. 少なくとも1つの面において所定の寸法形状からなる複数の凹部と該凹部の間における壁部とが設けられ、前記凹部の寸法形状に基づいて前記面から1又は複数の一定の波長を有する光を選択的に発する特性を有する微細構造体を使用した発光機構であって、 Selecting light having at least at one surface and the wall between the plurality of concave portions and concave portions having a predetermined size and shape is provided, one or a plurality of predetermined wavelengths from said surface based on dimensions of the recess a light-emitting mechanism using a fine structure having a characteristic of emitting manner in,
    前記微細構造体は、機械的加工によって形成されたマスター型に基づいて形成され前記微細構造体が反転された寸法形状を有する成形型に対して成膜されることによって形成された金属製部材からなり、 The fine structure is a metallic member formed by formed on the basis of the master mold formed by mechanical processing the fine structure is formed against a mold having an inverted geometry now,
    前記微細構造体が加熱されることによって前記面から前記光が選択的に輻射又は反射されることを特徴とする発光機構。 Emission mechanism, characterized in that the light from the surface is selectively radiated or reflected by the fine structure is heated.
  8. 請求項7に記載の発光機構において、 In the light emitting mechanism of claim 7,
    前記マスター型は前記微細構造体が反転された寸法形状を有しており、 The master mold has a size and shape that the fine structure is inverted,
    前記成形型は、前記マスター型を使用して前記微細構造体と同一の寸法形状を有する1次複製型を形成した後に該1次複製型を使用して形成されており前記微細構造体が反転された寸法形状を有する2次複製型からなるとともに、 The mold, the master mold was the microstructure the same said is formed by using the primary replicative form after formation of the primary replicative form having dimensions microstructure body is inverted using together consist of secondary replicative form having dimensions shape,
    前記機械的加工は楕円振動切削加工であることを特徴とする発光機構。 Emitting mechanism, wherein the mechanical processing is elliptical vibration cutting.
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