JP2014091251A - 素子の製造方法及び素子の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輪帯状の回折パターンを転写する場合であっても、気泡を逃がすことが容易で気泡欠陥が発生しにくい素子の製造方法及び素子の製造装置を提供すること。
【解決手段】転写部１０ｔに形成された複数の輪帯状の溝１８ｇのうち少なくとも外側の一部（具体的には複数の溝１８ｇｂ）がロール状モールド１００の回転軸ＡＸに対して略平行に延びる転写部１０ｔの辺部１８ｆにおいて離間しているので、溝１８ｇの多い回折形状を転写する場合であっても、気泡を輪帯状の溝１８ｇから周囲に逃しやすく、回折形状に欠損が発生しにくい。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光学素子等のパターンを転写するための微細な凹凸形状を有するロール状モールドを用いる素子の製造方法及び当該素子の製造に用いる素子の製造装置に関する。

光学フィルム等の製造方法として、円筒状の成形型の母線に沿って成形面上に樹脂組成物を直接塗布し、成形型の成形面に接するようにシート状の支持体を供給することで樹脂組成物を成型面上で広げつつ光照射による硬化を行って、微細構造化表面を支持体に転写して製品を得るものが存在する（特許文献１参照）。この方法では、ストライプ状に樹脂組成物を塗布することで、例えば網目状のような成形面上の各種溝パターンを支持体上に転写することを可能にしている。

凹凸パターンを備えたフィルムの製造方法として、基材フィルム上に紫外線硬化樹脂層を厚く塗布し、紫外線硬化樹脂層を挟むように型ロールの周囲に押圧しつつ基材フィルムを供給し、型ロールの周囲に巻き付いた基材フィルムの裏面側から紫外線を照射することで、基材フィルム上に硬化した形状転写層を形成するものが存在する（特許文献２参照）。この方法では、型ロールと押しロールとの会合部に樹脂を滞留させ中心から周辺に広がるように充填させることで、脱気を確実なものとしている。

ところで、円や楕円といった輪帯状の回折パターンを転写する場合、気泡が溝等の特定箇所に止まりやすく、気泡欠陥が発生しやすくなり、転写ロールの回転速度を上げることが容易でなくなる。

特表２００４−５２９７９１号公報 特開２００６−２１５３８号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、輪帯状の回折パターンを転写する場合であっても、気泡を逃がすことが容易で気泡欠陥が発生しにくい素子の製造方法及び素子の製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る素子の製造方法は、回折形状を有する素子の製造方法であって、回折形状を転写するための複数の輪帯状の溝を形成した転写部を有するロール状モールドを回転させるとともに、当該ロール状モールド上に樹脂を供給し、樹脂基材を樹脂を介して転写部に対して押し付ける塗布押圧工程と、樹脂基材と転写部とに挟まれた樹脂に対して硬化光を照射することにより、樹脂を固化させ、素子を成形する硬化工程と、ロール状モールドから素子を離型する離型工程とを備え、転写部に形成された複数の輪帯状の溝のうち少なくとも外側の一部は、ロール状モールドの回転軸に対して略平行に延びる転写部の辺部において離間している。

上記製造方法では、転写部に形成された複数の輪帯状の溝のうち少なくとも外側の一部が転写部の辺部において離間しているので、溝の多い回折形状を転写する場合であっても、気泡を輪帯状の溝から周囲に逃しやすく、回折形状に欠損が発生しにくい。

本発明の具体的な側面では、上記製造方法において、複数の輪帯状の溝のうち少なくとも一部は、ロール状モールドの回転軸に対して略平行に延びる転写部の辺部において離間している。この場合、樹脂の流れの方向の終端側で溝が離間するので、気泡の除去が確実になる。

本発明の別の側面では、複数の輪帯状の溝は、複数の円形状溝、複数の楕円形状溝、及び複数の四角形状溝のいずれかで構成される。これらの円形状溝、楕円形状溝、及び四角形状溝は、輪帯状であるため転写に際して本来気泡がたまりやすいが、少なくとも外側の溝を離間させることで、このような問題を回避できる。

本発明のさらに別の側面では、ロール状モールドは、複数の転写部を有し、隣接する転写部間に凹形状及び凸形状の少なくともいずれか一方である境界部を設け、塗布押圧工程及び硬化工程において、素子集合体を成形し、素子集合体から個々の素子を切り出す切断工程をさらに備える。この場合、複数の転写部で並列的に成形又は転写を行うことができるが、転写部の境界に設けた凹形状や凸形状には、気泡をトラップする効果があり、転写部に気泡が残ることを抑制できる。

本発明のさらに別の側面では、ロール状モールドの境界部は、隣接する転写部間に断面三角形状及び断面台形状の少なくともいずれか一方の畝形状を有する。この場合、転写部を凹所に形成でき、転写パターンが保護される。

本発明のさらに別の側面では、ロール状モールドの境界部は、隣接する転写部間に断面Ｖ字形状及び断面台形状の少なくともいずれか一方の溝形状を有する。この場合、転写後のパターンを凹所に形成でき、転写後のパターンが保護される。

本発明のさらに別の側面では、素子の外形よりも大きい凹部を有する押圧ニップロールで離型した素子を外部に搬送する。この場合、ロール状モールドに対して樹脂基材を適度に押圧することができ、気泡の追い出しが容易になるとともに、樹脂基材の搬出が迅速になる。この際、押圧ニップロールに設けた凹部が素子よりも大きな外形を有するので、押圧ニップロールによって素子が変形する等の影響を低減することができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る素子の製造装置は、回折形状を有する素子を製造する素子の製造装置であって、回折形状を転写するための複数の輪帯状の溝を形成した転写部を有するロール状モールドを備え、転写部に形成された複数の輪帯状の溝のうち少なくとも外側の一部は、ロール状モールドの回転軸に対して略平行に延びる転写部の辺部において離間している。

上記製造装置では、転写部に形成された複数の輪帯状の溝のうち少なくとも外側の一部がロール状モールドの回転軸に対して略平行に延びる転写部の辺部において離間しているので、回折形状を転写する場合であっても、気泡を輪帯状の溝から周囲に逃しやすく、回折形状に欠損が発生しにくい。

本発明の具体的な側面では、上記製造装置において、複数の輪帯状の溝は、複数の円形状溝、複数の楕円形状溝、及び複数の四角形状溝のいずれかで構成される。

本発明の別の側面では、素子を外部に搬送する押圧ニップロールを備え、押圧ニップロールは、素子の外形よりも大きい凹部を有する。

本発明のさらに別の側面では、ロール状モールドは、複数の転写部を有し、隣接する転写部間に凹形状及び凸形状の少なくともいずれか一方が設けられる。

本発明の第１実施形態で用いられるロール状モールドの外観を説明する斜視図である。 図１のロール状モールドを組み込んだ製造装置を説明する概念図である。 ロール状モールドに形成された転写パターンを説明する展開図である。 ロール状モールドに形成された１つの単位転写領域を説明する図であり、ロール状モールドによって得られる光学素子に対応する。 （Ａ）は、ロール状モールドの表面側の断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の部分拡大断面図である。 （Ａ）は、一対のパターン部間に設けられる境界部を説明する断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の境界部の変形例を説明する断面図である。 （Ａ）〜（Ｇ）は、図１のロール状モールドの製造手順を説明する図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は、ロール状モールドを用いた素子の製造手順を説明する図である。 第２実施形態に係るロール状モールドに形成された転写パターンを説明する展開図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第３実施形態に係るロール状モールドに形成された転写パターンを説明する図である。 （Ａ）は、第４実施形態に係るロール状モールドにおける転写部及び境界部の形状を説明する図であり、（Ｂ）は、変形例のロール状モールドにおける転写部及び境界部の形状を説明する図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第５実施形態に係るロール状モールドの製造装置の搬送系に設けたニップロールのロール面を説明する図である。 搬送系に設けたニップロールのロール面の変形例を説明する図である。 搬送系に設けたニップロールのロール面の別の変形例を説明する図である。

以下、本発明に係る素子の製造方法及び装置の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態においては、支持部材としての円筒状ロールに適用したロール状モールド等について説明する。

〔第１実施形態〕
図１に示すように、ロール状モールド１００は、フィルム状モールド１０と、円筒状ロール２０とを備える。ロール状モールド１００は、後述する駆動装置によって回転軸ＡＸを中心として回転させることで、対象に対して回折素子である光学素子２００（図３参照）のパターンを転写することができる。本実施形態では、１枚のフィルム状モールド１０を円筒状ロール２０の表面２０ａに貼りつけている。フィルム状モールド１０の表面１０ａには、２次元的に配列された多数の単位転写領域１８すなわち多数の転写部１０ｔが形成されており、多数の光学素子２００を一括して形成できるようになっている。

図２に示す素子の製造装置３０は、多数の光学素子２００を一括して成形するための装置であり、ロール状モールド１００と、供給系３１と、排出系３２と、駆動制御装置３３と、樹脂供給装置３４と、ＵＶ照射装置３５と、減圧装置３６とを備える。

供給系３１は、複数のタッチロール３１ａ，３１ｂと、ニップロール３１ｄとを有し、シート状の樹脂基材２をロール状モールド１００に供給することを可能にする。ニップロール３１ｄは、樹脂基材２をロール状モールド１００上に固定されたフィルム状モールド１０に押し付ける際の押圧力を調整することができ、このフィルム状モールド１０の表面１０ａを被覆する樹脂の厚みを調整することを可能にする。排出系３２は、タッチロール３２ａと、駆動ロール３２ｃと、ニップロール３２ｅとを有し、形状転写後の樹脂基材２をロール状モールド１００から所望のテンションで引き出すことを可能にする。駆動ロール３２ｃとニップロール３２ｅとは、協働してロール状モールド１００に巻き付いた樹脂基材２を引き出す役割を有する。駆動制御装置３３は、駆動装置３８ａを動作させることによってロール状モールド１００を所望の速度で回転させることができ、駆動装置３８ａを動作させることによって排出系３２の駆動ロール３２ｃを回転させ、樹脂基材２上に形状転写層２１（図８（Ｃ）参照）を設けたシート状の素子集合体８０を所望の張力で引っ張り出すことを可能にする。樹脂供給装置３４は、これに付随してノズル３４ａを有しており、ロール状モールド１００上のフィルム状モールド１０の表面１０ａにロール状モールド１００の母線に沿って紫外線硬化性樹脂を線状に供給する。ＵＶ照射装置３５は、光透過性の樹脂基材２越しに硬化光である紫外線ＵＶを照射することで、フィルム状モールド１０と樹脂基材２との間に挟まれた紫外線硬化性樹脂を硬化させる。減圧装置３６は、円筒状ロール２０の表面２０ａから空気を吸引することで、円筒状ロール２０の表面２０ａにフィルム状モールド１０を離脱可能に密着・固定させる。なお、フィルム状モールド１０は、円筒状ロール２０に巻きつけていない状態で矩形の薄い可撓性を有する板となっている。

図３は、図１のフィルム状モールド１０の表面１０ａに形成された転写パターンを説明する展開図である。フィルム状モールド１０の表面１０ａは、回転軸ＡＸに平行な軸方向ＡＢとこれに垂直な周方向ＣＤとに連続的に繰り返される多数の矩形の単位転写領域１８に区画されている。各単位転写領域１８内には、立体的な形状の転写を可能にする転写部１０ｔが設けられており、矩形の輪郭を有する単位転写パターン１９が形成されている。つまり、フィルム状モールド１０上に形成された転写パターン１０ｃは、格子状の配列のパターンであり、多数の単位転写パターン１９を軸方向ＡＢと周方向ＣＤとに連続的に繰り返したものとなっている。隣接する一対の単位転写領域１８の間には、帯状の境界部１２が設けられている。境界部１２には、特にパターンが設けられておらず、本実施例の場合、突起状の部分となっている。

図４は、図３のフィルム状モールド１０の表面１０ａに形成された１つの単位転写領域１８を説明する図であり、単位転写領域１８の形状は、最終製品である光学素子２００の形状に対応するものとなっている。つまり、単位転写領域１８に形成された単位転写パターン１９を反転した形状が光学素子２００の表面に形成される。

図示のように、各単位転写領域１８は、転写部１０ｔとして輪帯状の溝構造を有する。つまり、各単位転写領域１８は、回折形状に対応する多数の同芯の溝１８ｇを含む単位転写パターン１９を有する。単位転写パターン１９を構成する各溝１８ｇは、回転軸ＡＸを中心とする楕円の経路に沿って延びている楕円形状溝である。ただし、各単位転写領域１８は、中央部１８ａにおいて、閉じた複数の溝１８ｇａを有するが、４辺に対応する周辺部１８ｂにおいて、開いた複数の溝１８ｇｂを有する。つまり、周辺部１８ｂには、矩形の外縁１８ｄで切り取ったため溝１８ｇｂが離間した複数の溝部分１８ｓが存在する。離間した一組の溝部分１８ｓすなわち溝１８ｇｂは、これを延長した場合、閉じた楕円となる。つまり、各溝１８ｇは、中央部１８ａでも周辺部１８ｂでも、中心軸ＯＡを中心として軸方向ＡＢと周方向ＣＤとに関して対称な形状を有している。

図５（Ａ）に示すように、フィルム状モールド１０の表面１０ａには、その周面１０ｂに沿って凹凸パターンである複数の単位転写領域１８が繰り返し形成されている。図５（Ｂ）に示すように、１つの単位転写領域１８に設けた転写部１０ｔは、全体して窪みとなっており、転写部１０ｔ内には、回折形状に対応する多数の断面Ｖ字状の溝１８ｇが形成されている。隣接する一対の転写部１０ｔ間に設けられた境界部１２は、上部が平坦な突起となっている。単位転写領域１８の窪みの深さはｄ１であり、単位転写領域１８内のパターンの厚みはｄ２である。ここで、ｄ１＞ｄ２となっており、単位転写領域１８内のパターンは、境界部１２よりも低く、周面１０ｂ上にはみ出さないものとなっている。なお、ｄ１は、ｄ２の５倍以下とする。また、ｄ１は、成形後のパターンの劣化が少ない条件下では、ｄ２よりも小さくすることができ、例えばｄ２の０．５倍以上とする。

なお、図５（Ｂ）中に部分的に拡大して示すように、フィルム状モールド１０は、パターン部１１とガラス基材部１５とを有する。パターン部１１の表面上には、保護膜１３と離型膜１４とが形成されている。保護膜１３は、パターン部１１と離型膜１４との間に介在しており、離型膜１４は、フィルム状モールド１０の最表面を形成している。離型膜１４を設けることにより、後述する光学素子２００の製造時にロール状モールド１００からシート状の素子集合体８０を容易に離型させることができるようになる。保護膜１３を設けることにより、離型膜１４の密着性を良くし、パターン部１１から離型膜１４が剥離することを防ぐことができる。パターン部１１は、紫外線硬化性樹脂で形成される。紫外線硬化性樹脂として、例えばアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂等が用いられる。なお、耐熱性があるエポキシ系樹脂を用いることが好ましい。離型膜１４は、例えばフッ素系化合物、炭化水素化合物等で形成される。保護膜１３は、ガラス基材部１５との相性が良い無機系化合物で形成される。無機系化合物として、例えばＳｉＯ_２等が用いられる。保護膜１３の厚みは、耐久性が維持される最適な厚みとし、例えば５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。

図６（Ａ）に示すように、一対の単位転写領域１８又は転写部１０ｔの間には、断面台形状の境界部１２が設けられている。境界部１２の上端は平坦面１２ａとなっており、両側に段差状の窪み１２ｂが形成されている。つまり、境界部１２は畝状の突起となっている。

図４に戻って、単位転写領域１８の下流側の１つの辺部１８ｆは、転写又は成形の際に、つまり単位転写領域１８の表面に紫外線硬化性樹脂を塗布し樹脂基材２との間に挟む際に、単位転写パターン１９に沿って流れる紫外線硬化性樹脂の樹脂流Ｇが集まる部分となっている。ここで、辺部１８ｆには、図６（Ａ）に示す畝状の突起である境界部１２が存在しており、周辺部１８ｂの開いた複数の溝１８ｇｂに沿って流れた樹脂流Ｇが気泡を含む場合、この樹脂流Ｇをトラップする効果がある。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す境界部１２の変形例である。この場合、境界部１２は、三角形の断面を有する畝状の突起となっている。境界部１２の上端はエッジ１２ｃとなっており、両側に段差状の窪み１２ｂが形成されている。窪み１２ｂは、気泡をトラップする効果を高めることができる。エッジ１２ｃを挟む両斜面の傾斜角度は、例えば２０°〜６０°程度とする。この場合も、転写又は成形の際に、境界部１２が、紫外線硬化性樹脂に巻き込まれた気泡をトラップする。

以下、図７（Ａ）〜７（Ｇ）を参照しつつ、ロール状モールド１００の製造方法について説明する。
まず、図７（Ａ）に示すように、平板状のガラス基材部１５の一方の面側に紫外線硬化性樹脂ＪＳ１を塗布する（塗布工程）。塗布方法として、ディスペンサー、スピンコート、ダイコート等が用いられる。なお、この工程及び以後の工程を含む処理に際して、ガラス基材部１５は、平坦な支持台上に吸着等によって支持される。

次に、図７（Ｂ）に示すように、インプリント成形により、紫外線硬化性樹脂ＪＳ１にマスターモールド５０の形状を付与する（パターン部形成工程）。具体的には、ガラス基材部１５上の紫外線硬化性樹脂ＪＳ１にマスターモールド５０の型面を押圧し、紫外線ＵＶを照射して紫外線硬化性樹脂ＪＳ１を硬化させる。硬化後にマスターモールド５０からガラス基材部１５とともに紫外線硬化性樹脂ＪＳ１を離型する。これにより、図７（Ｃ）に示すように、ガラス基材部１５上にパターン部１１が形成される。その後、ポストキュアを行い、紫外線硬化性樹脂ＪＳ１を完全に硬化させる。以上により、製品形状を反転したフィルム状モールド１０を得る。なお、図面では簡略化しているが、マスターモールド５０には、製品形状である光学素子２００に対応するパターン形状が複数配置されている。マスターモールド５０として、例えば金属（電鋳）型、ガラス型、Ｓｉ型等が用いられる。

次に、図７（Ｄ）に示すように、パターン部１１の表面上に保護膜１３となる無機系化合物を形成する（保護膜形成工程）。この際、基材がガラス製であるため、比較的撓みにくくかつ高温にも耐えられるため、高温下での処理が可能である。保護膜１３の形成には、例えばＣＶＤ法が用いられる。フィルム状モールド１０をＣＶＤ装置のチャンバー６０内に固定し、成膜する。

次に、図７（Ｅ）に示すように、保護膜１３の表面上に離型膜１４となる例えばフッ素系化合物を形成・成膜する（離型膜形成工程）。これにより、図７（Ｆ）に示す離型処理されたフィルム状モールド１０を得る。図示を省略しているが、フィルム状モールド１０の表面１０ａには、多数の単位転写領域１８が形成され、それぞれに単位転写パターン１９が形成されている（図５（Ｂ）参照）。離型膜１４の形成には、例えばディッピング法が用いられる。具体的には、容器７０に入れたフッ素系化合物中に保護膜１３を成膜したフィルム状モールド１０を浸漬する。なお、離型膜１４の形成法として、スピンコート法、スプレー法、蒸着法等を用いてもよい。通常、フッ素系化合物を塗布した後に自然乾燥で溶媒を蒸発させて乾燥塗膜とする。

最後に、図７（Ｇ）に示すように、フィルム状モールド１０のパターン部１１が形成されていない他方の面（裏面）側を円筒状ロール２０に貼りつけ、固定する（固定工程）。真空チャックによって貼りつける場合、図２の減圧装置３６を動作させ吸引によって貼りつける。

以下、図８（Ａ）〜８（Ｆ）を参照しつつ、光学素子２００の製造方法について説明する。
まず、図８（Ａ）に示すように、紫外線硬化性樹脂ＪＳ２の供給を受けて回転するロール状モールド１００に対して樹脂基材２を巻きつけるように供給することで、樹脂基材２とフィルム状モールド１０との間に挟むようにして樹脂基材２上に紫外線硬化性樹脂ＪＳ２を塗布する（塗布工程）。この結果、紫外線硬化性樹脂ＪＳ２にロール状モールド１００の形状が転写される。つまり、樹脂基材２上の紫外線硬化性樹脂ＪＳ２に上述したロール状モールド１００を押し付けることで、紫外線硬化性樹脂ＪＳ２にフィルム状モールド１０の転写パターン１０ｃを反転したパターンが形成される（押圧工程）。

以上において、フィルム状モールド１０の表面１０ａに形成された転写パターン１０ｃは、図４に示すように各単位転写領域１８において多数の同芯の溝１８ｇを含む単位転写パターン１９を有し、単位転写パターン１９の周辺で溝１８ｇが離間して開いた状態となっているので、紫外線硬化性樹脂ＪＳ２の塗布に際して単位転写パターン１９の溝１８ｇに気泡が残りにくくなっている。さらに、単位転写領域１８よりも周辺の境界部１２の方が高くなっているので、境界部１２やその周囲に気泡をトラップすることができ、単位転写パターン１９の部分に気泡が残ることを抑制できる。

その後、図８（Ｂ）に示すように、樹脂基材２に紫外線（硬化光）を局所的に照射して紫外線硬化性樹脂ＪＳ２を硬化させることで、樹脂基材２上に形状転写層２１を形成する（硬化工程）。なお、硬化工程は、ロール状モールド１００が回転して、樹脂基材２上でパターンが転写された紫外線硬化性樹脂ＪＳ２又は形状転写層２１が図２のＵＶ照射装置３５の位置に移動した段階で行なわれる。

その後、図８（Ｃ）に示すように、ロール状モールド１００から樹脂基材２とともに形状転写層２１を離型することで、樹脂基材２上に形状転写層２１をラミネートしたシート状の素子集合体８０を得る（離型工程）。なお、離型工程は、ロール状モールド１００が回転して、樹脂基材２上で硬化した紫外線硬化性樹脂ＪＳ２からなる形状転写層２１が図２のタッチロール３２ａの位置に移動した段階で行なわれる。

このように、回転するロール状モールド１００に巻きつけるように樹脂基材２を供給することで、紫外線硬化性樹脂ＪＳ２の塗布、押圧によるパターンの転写、パターンの硬化、離型を連続して行なうことができる。

製造された素子構造体は、ロール状モールド１００の周囲から外部に搬送される。以上により、ロール状モールド１００のパターン部１１が樹脂基材２上の紫外線硬化性樹脂ＪＳ２に転写され、図８（Ｄ）に示すように、所定の大きさの樹脂基材２上に複数の光学素子２００のパターン２１９がブロック状に形成されマトリックス状に配列された素子集合体８０を得る。素子集合体８０を構成する各光学素子２００に形成されたパターン２１９は、回折パターン２１９ａとなっている（図８（Ｅ）参照）。

最後に、図８（Ｆ）に示すように、素子集合体８０を破線に沿って切断し個片化する。これにより、同一のパターン２１９を有する多数の光学素子２００を一括して製造することができる。切断の方法として、打ち抜き刃による切断、ＣＯ_２レーザーによる切断、ダイシングカット等が用いられる。なお、製品によって、個片化せずに顧客へ納品する場合もあり、この場合、素子集合体８０を切断しない。

以上の説明から明らかなように、本実施形態による素子の製造方法では、転写部１０ｔに形成された複数の輪帯状の溝１８ｇのうち少なくとも外側の一部（具体的には複数の溝１８ｇｂ）がロール状モールド１００の回転軸ＡＸに対して略平行に延びる転写部１０ｔの辺部１８ｆにおいて離間しているので、回折形状を転写する場合であっても、気泡を輪帯状の溝１８ｇから周囲に逃しやすく、回折形状に欠損が発生しにくい。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るロール状モールド等について説明する。なお、第２実施形態に係るロール状モールド等は、第１実施形態のロール状モールド等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。

図９に示すように、本実施形態のロール状モールドに固定されるフィルム状モールド１０の表面１０ａには、多数の単位転写領域１８が千鳥配置で形成されている。このように、単位転写領域１８の配置パターンは、格子状に限らず様々なものとできる。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るロール状モールド等について説明する。なお、第３実施形態に係るロール状モールド等は、第１実施形態のロール状モールド等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。

図１０（Ａ）に示すように、本実施形態のロール状モールドに固定されるフィルム状モールド１０の表面１０ａには、円形に延びる多重の溝１８ｇからなる単位転写領域１８が形成されている。つまり、単位転写領域１８は、多数の円形状溝からなる。この場合も、溝１８ｇは、周辺部において開いたものとなっており、溝１８ｇに気泡が残りにくくなっている。

図１０（Ｂ）に示すように、本実施形態の変形例のロール状モールドに固定されるフィルム状モールド１０の表面１０ａには、菱形に延びる多重の溝１８ｇからなる単位転写領域１８が形成されている。つまり、単位転写領域１８は、多数の四角形状溝からなる。この場合も、溝１８ｇは、周辺部において開いたものとなっており、溝１８ｇに気泡が残りにくくなっている。なお、単位転写領域に形成するパターンとしては、四角形状溝に限らず、六角形等の多角形の溝パターンも可能である。さらに、楕円や多角形を組み合わせた複合溝パターンも可能である。これらのパターンは、同心に配置できるが、非同心に配置することもできる。

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係るロール状モールド等について説明する。なお、第４実施形態に係るロール状モールド等は、第１実施形態のロール状モールド等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。

図１１（Ｂ）に示すように、一対の単位転写領域１８又は転写部１０ｔの間には、断面Ｖ字状の溝である境界部１２が設けられている。境界部１２に底面はなく、その側面は斜面１２ｋとなっている。両斜面１２ｋの傾き角は、例えば２０°〜６０°程度の範囲とする。

〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係るロール状モールド等について説明する。なお、第５実施形態に係るロール状モールド等は、第１実施形態のロール状モールド等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。

図６（Ａ）等に示すように、境界部１２を凸部とした場合、得られる素子集合体８０において、光学素子２００のパターン２１９の周囲が溝で囲まれる。この場合、図２示す素子の製造装置３０において、形状転写の各種条件にもよるが、排出系３２に設けたニップロール３２ｅの表面３２ｅａと素子集合体８０のパターン２１９とが接触して、パターン２１９が変形するといった素子の劣化が生じる可能性がある。

図１２（Ａ）及び１２（Ｂ）は、このような事情を考慮して、ニップロール３２ｅの表面３２ｅａに凹凸パターンを形成したものを示している。図１２（Ａ）の展開図及び図１２（Ｂ）の断面図に示すように、ニップロール３２ｅの表面３２ｅａには、周期的なストライプ状に配置された多数の凹部３２ｓが形成されている。これらの凹部３２ｓは、送り方向に垂直な軸方向ＡＢに延び、周方向ＣＤに沿って一定間隔で配列されている。凹部３２ｓの軸方向ＡＢの長さは、素子集合体８０のシートの送り方向に垂直な幅以上確保され、凹部３２ｓの周方向ＣＤの幅は、パターン２１９又は単位転写領域１８の転写部１０ｔの送り方向の幅に相当するものとなっており、凹部３２ｓの周方向ＣＤの配列周期（距離）は、パターン２１９又は単位転写領域１８の配列周期に相当するものとなっている。凹部３２ｓの深さは、パターン２１９又は転写部１０ｔの突起量が１００μｍであるとき、マージンをとって例えば１２０〜２００μｍとする。このようなニップロール３２ｅと素子集合体８０とが位置決めされて素子集合体８０の送り動作が行われている場合、素子集合体８０のパターン２１９の外周９と凹部３２ｓの周囲に設けた凸枠部３２ｔの頂面３２ｓａとが当接して素子集合体８０を支持し、凹部３２ｓとパターン２１９（転写部１０ｔに相当）との離間状態が保たれ、素子集合体８０のパターン２１９とニップロール３２ｅの表面３２ｅａとの接触又はこれに伴う変形が回避される。

図１３は、図１２（Ａ）に示すニップロール３２ｅの表面形状の変形例を示す。図１３に示すニップロール３２ｅの場合、ニップロール３２ｅの表面３２ｅａに形成された凹部３２ｓは、送り方向に平行な周方向ＣＤに沿って延び、軸方向ＡＢに一定間隔で配列されている。凹部３２ｓの軸方向ＡＢの幅は、パターン２１９又は単位転写領域１８の転写部１０ｔの送り方向に垂直な方向の幅に相当するものとなっており、凹部３２ｓの軸方向ＡＢの配列周期（距離）は、パターン２１９又は転写部１０ｔの配列周期に相当するものとなっている。この場合も、凹部３２ｓによって、素子集合体８０のパターン２１９とニップロール３２ｅの表面３２ｅａとの接触又はこれに伴う変形が回避される。

図１４は、図１２（Ａ）に示すニップロール３２ｅの表面形状の変形例を示す。図１４に示すニップロール３２ｅの場合、ニップロール３２ｅの表面３２ｅａに形成された凹部３２ｕは、矩形となっている。凹部３２ｕの軸方向ＡＢの幅は、パターン２１９又は単位転写領域１８の転写部１０ｔの送り方向に垂直な方向の幅の２倍に相当するものとなっており、凹部３２ｕの周方向ＣＤの幅は、パターン２１９又は転写部１０ｔの送り方向の幅の２倍に相当するものとなっている。この場合、凹部３２ｕと４つのパターン２１９との対向状態が保たれ、素子集合体８０のパターン２１９とニップロール３２ｅの表面３２ｅａとの接触又はこれに伴う変形が回避される。なお、凹部３２ｕの形状は、対向させるパターン２１９の個数や配列に応じて変更することができ、例えば凹部３２ｕの形状を１つのパターン２１９に対応するものとできる。

以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、製品形状を反転したフィルム状モールド１０を作製したが、製品形状を反転したマスター型を準備し、製品形状を有したサブマスター型を複製し、さらにもう一度転写させ製品形状を反転したサブサブマスター型を作成してもよい。

また、単位転写領域１８又は転写部１０ｔの配列方向は、周方向ＣＤや軸方向ＡＢに限らず、これらに対して傾けた方向とすることができる。この際、単位転写領域１８が矩形であれば、単位転写領域１８は周方向ＣＤ又は樹脂の流れの方向にして傾いたものとなる。

９…外周、 １０…フィルム状モールド、 １０ａ…表面、 １０ｃ…転写パターン、 １０ｔ…転写部、 １１…パターン部、 １２…境界部、 １５…ガラス基材部、 １８…単位転写領域、 １８ａ…中央部、 １８ｂ…周辺部、 １８ｄ…外縁、 １８ｆ…辺部、 １８ｇ…溝、 １８ｓ…溝部分、 １９…単位転写パターン、 ２０…円筒状ロール、 ２１…形状転写層、 ３０…製造装置、 ３１…供給系、 ３１ｄ…ニップロール、 ３２…排出系、 ３２ｃ…駆動ロール、 ３２ｅ…ニップロール、 ３２ｓ，３２ｕ…凹部、 ３２ｔ…凸枠部、 ３３…駆動制御装置、 ３４…樹脂供給装置、 ３５…ＵＶ照射装置、 ８０…素子集合体、 １００…ロール状モールド、 ２００…光学素子、 ２１９…パターン、 ＡＢ…軸方向、 ＡＸ…回転軸、 ＡＸ…軸、 ＣＤ…周方向、 Ｇ…樹脂流、 ＪＳ１，ＪＳ２…紫外線硬化性樹脂

Claims (11)

1. 回折形状を有する素子の製造方法であって、
   前記回折形状を転写するための複数の輪帯状の溝を形成した転写部を有するロール状モールドを回転させるとともに、当該ロール状モールド上に樹脂を供給し、樹脂基材を前記樹脂を介して前記転写部に対して押し付ける塗布押圧工程と、
   前記樹脂基材と前記転写部とに挟まれた前記樹脂に対して硬化光を照射することにより、前記樹脂を固化させ、素子を成形する硬化工程と、
   前記ロール状モールドから前記素子を離型する離型工程とを備え、
   前記転写部に形成された前記複数の輪帯状の溝のうち少なくとも外側の一部は、前記転写部の辺部において離間していることを特徴とする素子の製造方法。
2. 前記複数の輪帯状の溝のうち少なくとも一部は、前記ロール状モールドの回転軸に対して略平行に延びる前記転写部の辺部において離間していることを特徴とする請求項１に記載の素子の製造方法。
3. 前記複数の輪帯状の溝は、複数の円形状溝、複数の楕円形状溝、及び複数の四角形状溝のいずれかで構成されることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の素子の製造方法。
4. 前記ロール状モールドは、複数の前記転写部を有し、
   隣接する前記転写部間に凹形状及び凸形状の少なくともいずれか一方である境界部を設け、
   前記塗布押圧工程及び硬化工程において、前記素子集合体を成形し、
   前記素子集合体から個々の前記素子を切り出す切断工程をさらに備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の素子の製造方法。
5. 前記ロール状モールドの境界部は、隣接する前記転写部間に断面三角形状及び断面台形状の少なくともいずれか一方の畝形状を有することを特徴とする請求項４に記載の素子の製造方法。
6. 前記ロール状モールドの境界部は、隣接する前記転写部間に断面Ｖ字形状及び断面台形状の少なくともいずれか一方の溝形状を有することを特徴とする請求項４に記載の素子の製造方法。
7. 前記素子の外形よりも大きい凹部を有する押圧ニップロールで離型した前記素子を外部に搬送することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の素子の製造方法。
8. 回折形状を有する素子を製造する素子の製造装置であって、
   前記回折形状を転写するための複数の輪帯状の溝を形成した転写部を有するロール状モールドを備え、
   前記転写部に形成された前記複数の輪帯状の溝のうち少なくとも外側の一部は、前記ロール状モールドの回転軸に対して略平行に延びる前記転写部の辺部において離間していることを特徴とする素子の製造装置。
9. 前記複数の輪帯状の溝は、複数の円形状溝、複数の楕円形状溝、及び複数の四角形状溝のいずれかで構成されることを特徴とする請求項８に記載の素子の製造装置。
10. 前記素子を外部に搬送する押圧ニップロールを備え、
    前記押圧ニップロールは、前記素子の外形よりも大きい凹部を有することを特徴とする請求項８及び９のいずれか一項に記載の素子の製造装置。
11. 前記ロール状モールドは、複数の前記転写部を有し、隣接する前記転写部間に凹形状及び凸形状の少なくともいずれか一方が設けられることを特徴とする請求項８から１０までのいずれか一項に記載の素子の製造装置。

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