JP2016114651A - Method of manufacturing optical element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an optical element, which allows insides of a plurality of grooves provided on a resin substrate to be easily subjected to surface planarization using a treatment liquid.SOLUTION: A method of manufacturing an optical element comprises a step of grooving a front surface 31A of a resin substrate with the front surface and a rear surface 31B to form, on the resin substrate, a plurality of grooves 34 which are arranged in parallel to extend from the front surface 31A toward the rear surface 31B and reach one end surface to the other end surface of the resin substrate, a step of covering the side of the front surface 31A of the resin substrate to open only one end surfaces 31C and the other end surfaces of the plurality of grooves 34, and a step of subjecting surfaces in the grooves 34 to surface planarization by pouring a treatment liquid W1 into the plurality of grooves 34 from openings to dissolve the surfaces in the grooves 34 with the treatment liquid W1.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、空中映像デバイスに用いられる、複数本の溝が形成された樹脂基板を備える光学素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an optical element including a resin substrate on which a plurality of grooves are formed, which is used for an aerial video device.

下記の特許文献1〜2に開示されているように、空中映像デバイスに用いられるマイクロミラーアレイなどの光学素子は、多数の直線状の溝が樹脂基板上にダイシング加工により形成されている。   As disclosed in Patent Documents 1 and 2 below, in an optical element such as a micromirror array used in an aerial image device, a large number of linear grooves are formed on a resin substrate by dicing.

下記の特許文献3〜6には、樹脂基板に設けられた溝の内部を、処理液(溶剤)の塗布、処理液(溶剤)の蒸気等を用いて表面処理する方法が開示されている。   The following Patent Documents 3 to 6 disclose a method in which the inside of a groove provided in a resin substrate is surface-treated using a treatment liquid (solvent) coating, a treatment liquid (solvent) vapor, or the like.

下記の特許文献7には、石英ガラス基板に設けられた溝の内部を、ブラシを用いて研磨する方法が開示されている。   Patent Document 7 below discloses a method of polishing the inside of a groove provided in a quartz glass substrate using a brush.

特開2014−032394号公報JP 2014-032394 A 特開2013−254145号公報JP 2013-254145 A 特開2001−329084号公報JP 2001-329084 A 特開平06−128398号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-128398 特開平10−239538号公報JP-A-10-239538 特許第4822357号公報Japanese Patent No. 4822357 特開2000−127021号公報JP 2000-127021 A

空中映像デバイスにおいては、マイクロミラーアレイなどの光学素子を用いて鮮明な画像を作り出す必要がある。その場合、光学素子に形成される溝の内部の表面(反射面)には、所定の面粗さ(表面平坦化処理)が求められる。特許文献1〜2に開示されるダイシング加工(切削加工)では、溝の内部の表面に所定の面粗さ(例えば鏡面)が得られない。   In an aerial image device, it is necessary to create a clear image using an optical element such as a micromirror array. In that case, a predetermined surface roughness (surface flattening treatment) is required for the inner surface (reflection surface) of the groove formed in the optical element. In the dicing process (cutting process) disclosed in Patent Documents 1 and 2, a predetermined surface roughness (for example, a mirror surface) cannot be obtained on the surface inside the groove.

特許文献3〜6に開示される樹脂基板の溝内部を、処理液(溶剤)の塗布、処理液(溶剤)の蒸気等を用いて処理する方法においては、溝の側面への処理液(溶剤)の塗布が他の領域に比べて不均一になり易く、溝内の表面全体を均一に処理することができない課題が考えられる。   In the method of processing the inside of the groove of the resin substrate disclosed in Patent Documents 3 to 6 using a treatment liquid (solvent), vapor of the treatment liquid (solvent), etc. ) Tends to be non-uniform compared to other regions, and the entire surface in the groove cannot be treated uniformly.

特許文献7に開示される、ガラス基板に適用される溝の内部をブラシを用いて研磨する方法を樹脂基板に適用した場合には、樹脂基板は、ガラスに比べて柔らかいため、溝のエッジが研磨されてしまう課題が考えられる。   In the case where the method for polishing the inside of the groove applied to the glass substrate using a brush disclosed in Patent Document 7 is applied to the resin substrate, the edge of the groove is not soft because the resin substrate is softer than glass. The problem which will be grind | polished is considered.

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、樹脂基板に設けられた複数の溝内部に対して、処理液(溶剤)を用いて容易に表面平坦化処理を施すことが可能な光学素子の製造方法を提供することにある。   The object of the present invention has been made in view of the above problems, and the surface flattening treatment can be easily performed on the inside of the plurality of grooves provided in the resin substrate using a treatment liquid (solvent). Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical element.

この光学素子の製造方法においては、表面および裏面を有する樹脂基板の上記表面に溝加工を施すことにより、上記表面から上記裏面に向かって延びるとともに、上記樹脂基板の一方端面から他方端面に到達する複数本の平行に配置された溝を上記樹脂基板に形成する工程と、上記樹脂基板の上記表面側を覆うことにより、複数の上記溝の上記一方端面および上記他方端面のみを開口させる工程と、上記開口から複数の上記溝内に処理液を流し込み、上記処理液により上記溝内の表面を溶解することにより、上記溝内の上記表面に対して表面平坦化処理を施す工程と、を備える。   In this method of manufacturing an optical element, a groove is formed on the surface of a resin substrate having a front surface and a back surface, thereby extending from the front surface toward the back surface and reaching the other end surface from one end surface of the resin substrate. Forming a plurality of parallel grooves on the resin substrate, covering the surface side of the resin substrate, and opening only the one end surface and the other end surface of the plurality of grooves; And a step of performing a surface flattening process on the surface in the groove by pouring a treatment liquid into the plurality of grooves from the opening and dissolving the surface in the groove with the treatment liquid.

他の形態においては、上記樹脂基板に形成される複数の上記溝は、互いに直交する2方向に形成された溝を含む。   In another embodiment, the plurality of grooves formed in the resin substrate include grooves formed in two directions orthogonal to each other.

他の形態においては、上記樹脂基板の上記表面側を平面部材により覆うことにより、複数の上記溝の上記一方端面および上記他方端面のみを開口させる。   In another embodiment, the surface side of the resin substrate is covered with a planar member, so that only the one end surface and the other end surface of the plurality of grooves are opened.

他の形態においては、同一の複数の上記溝が形成された上記樹脂基板を2枚準備し、一方の上記樹脂基板の上記溝と、他方の上記樹脂基板の上記溝とが一致するように2枚の上記樹脂基板の上記表面同士を密着させることにより、複数の上記溝の上記一方端面および上記他方端面のみを開口させる。   In another embodiment, two sheets of the resin substrate having the same plurality of grooves are prepared, and the groove of one of the resin substrates is aligned with the groove of the other resin substrate. By bringing the surfaces of the resin substrates into close contact with each other, only the one end surface and the other end surface of the plurality of grooves are opened.

他の形態においては、上記表面平坦化処理を施す工程は、上記処理液を加圧して上記溝内に導入する工程、および/または、上記処理液の導入側と反対側から上記処理液を吸引する工程を含む。   In another embodiment, the step of performing the surface flattening process includes a step of pressurizing the treatment liquid and introducing it into the groove, and / or aspiration of the treatment liquid from the side opposite to the introduction side of the treatment liquid. The process of carrying out.

他の形態においては、上記表面平坦化処理を施す工程は、上記開口から複数の上記溝内に上記処理液を流し込んだ後に、上記溶剤を洗い流す液体を上記溝内に流し込む工程と、上記液体を流し込んだ後に、上記溝内を乾燥させる工程とを含む。   In another aspect, the step of performing the surface flattening treatment includes the step of pouring the treatment liquid into the plurality of grooves from the openings and then pouring the liquid for washing away the solvent into the grooves; and And a step of drying the inside of the groove after pouring.

他の形態においては、上記樹脂基板は、透過率80%以上の透明性を有し、当該光学素子は、空中映像光学デバイスに用いられるマイクロミラーアレイである。   In another embodiment, the resin substrate has transparency with a transmittance of 80% or more, and the optical element is a micromirror array used in an aerial image optical device.

この光学素子の製造方法によれば、樹脂基板に設けられた複数の溝内部に対して、処理液(溶剤)を用いて容易に表面平坦化処理を施すことが可能な光学素子の製造方法を提供することができる。   According to this method of manufacturing an optical element, there is provided a method of manufacturing an optical element capable of easily performing a surface flattening process on the inside of a plurality of grooves provided on a resin substrate using a processing liquid (solvent). Can be provided.

実施の形態1における光学素子を備えたマイクロミラーアレイを示す斜視図である。1 is a perspective view showing a micromirror array provided with an optical element according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における光学素子を備えたマイクロミラーアレイの分解した状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a disassembled state of the micro mirror array provided with the optical element in the first embodiment. 図2中のIII−III線に沿った矢視断面図である。It is arrow sectional drawing along the III-III line in FIG. 実施の形態1における、表面平坦化処理を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing a surface flattening process in the first embodiment. 実施の形態1における、溝が形成された樹脂基板の表面に平面部材を配置した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which has arrange | positioned the planar member in the surface of the resin substrate in which the groove | channel was formed in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における、樹脂基板に形成された溝の内部表面を処理液により表面平坦化処理を施している状態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a state where the inner surface of the groove formed in the resin substrate is subjected to a surface flattening process using a processing liquid in the first embodiment. 実施の形態1における、表面平坦化処理を示すフローの模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a flow showing a surface flattening process in the first embodiment. 実施の形態1における、他の形態の保護プレートを用いた場合の、樹脂基板に形成された溝の内部表面を処理液により表面平坦化処理を施している状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which has performed the surface planarization process with the process liquid in the internal surface of the groove | channel formed in the resin substrate at the time of using the protection plate of the other form in Embodiment 1. FIG. 実施の形態2における表面平坦化処理方法に用いられる樹脂基板の重ね合わせ方法を示す第1模式図である。FIG. 10 is a first schematic diagram illustrating a resin substrate superposition method used in the surface planarization method according to the second embodiment. 実施の形態2における表面平坦化処理方法に用いられる樹脂基板の重ね合わせ方法を示す第2模式図である。FIG. 10 is a second schematic diagram showing a method for overlaying resin substrates used in the surface planarization method according to Embodiment 2. 実施の形態2における表面平坦化処理方法に用いられる吸引装置の構成を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing a configuration of a suction device used in a surface flattening method according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における表面平坦化処理方法に用いられる吸引装置に保持された樹脂基板の状態を示す拡大斜視図である。6 is an enlarged perspective view showing a state of a resin substrate held by a suction device used in the surface flattening method according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態3における樹脂基板の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a resin substrate in a third embodiment. 実施の形態3における吸引装置に保持された樹脂基板の状態を示す拡大斜視図である。10 is an enlarged perspective view showing a state of a resin substrate held by a suction device in Embodiment 3. FIG. 実施例1における評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result in Example 1. FIG.

各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。以下の各実施の形態は、光学素子を備えたマイクロミラーアレイに基づいてその説明が為されるが、以下に開示される光学素子としての技術思想は、マイクロミラーアレイ以外にも適用され得るものである。説明の便宜上、樹脂基板の大きさおよび厚さに対して、溝の深さ、幅、本数は、原寸の寸法比どおりではなく、溝を大きさを実際の寸法の比よりも大きくなるように図示している。各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。   Each embodiment will be described below with reference to the drawings. The same parts and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may not be repeated. Each of the following embodiments will be described based on a micromirror array provided with an optical element, but the technical idea as an optical element disclosed below can be applied to other than the micromirror array. It is. For convenience of explanation, the depth, width, and number of grooves are not the same as the original size ratio with respect to the size and thickness of the resin substrate, and the size of the groove is made larger than the ratio of the actual dimensions. It is shown. It is planned from the beginning to use a combination of the configurations in each embodiment as appropriate.

[実施の形態1]
(光学素子)
図1〜図3を参照して、実施の形態1における光学素子10,20について説明する。図1は、光学素子10,20を備えたマイクロミラーアレイ100を示す斜視図であり、図2は、マイクロミラーアレイ100の分解した状態を示す斜視図である。図3は、図2中のIII−III線に沿った矢視断面図である。
[Embodiment 1]
(Optical element)
With reference to FIGS. 1-3, the optical elements 10 and 20 in Embodiment 1 are demonstrated. FIG. 1 is a perspective view showing a micromirror array 100 including optical elements 10 and 20, and FIG. 2 is a perspective view showing an exploded state of the micromirror array 100. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.

図1に示すように、マイクロミラーアレイ100は、マイクロミラーアレイ100の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、マイクロミラーアレイ100に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させることができる。すなわちマイクロミラーアレイ100は、空中映像光学デバイスに用いられ、3次元または2次元の物体および画像などを空間に結像するための結像光学素子として機能する。   As shown in FIG. 1, the micromirror array 100 includes a mirror image of a projection object arranged on one surface side of the micromirror array 100 on the other surface side that is plane-symmetric with respect to the micromirror array 100. An image can be formed at a spatial position. That is, the micromirror array 100 is used in an aerial image optical device and functions as an imaging optical element for imaging a three-dimensional or two-dimensional object and an image in a space.

図1および図2に示すように、本実施の形態のマイクロミラーアレイ100を構成する光学素子10,20は、互いに略同一の構成を有する。光学素子10,20は、樹脂基板31を備える。樹脂基板31は、高い透明性(たとえば透過率80%以上)を有する部材から形成されていることが好ましい。   As shown in FIGS. 1 and 2, the optical elements 10 and 20 constituting the micromirror array 100 of the present embodiment have substantially the same configuration. The optical elements 10 and 20 include a resin substrate 31. The resin substrate 31 is preferably formed of a member having high transparency (for example, a transmittance of 80% or more).

樹脂基板31は、表面31Aおよび裏面31Bを有する。樹脂基板31は、平板状の形状を有し、その材質はたとえばアクリルやポリカーボネートである。樹脂基板31の表面31Aには、表面31Aから裏面31Bに向かって延びる複数本の溝34が、ダイサー(図示省略)を用いた溝加工(ダイシング加工)により所定の間隔で形成されている。本実施の形態では、複数本の溝34は、樹脂基板31の一方端面31Cから他方端面31Dに到達する長さで、互いに平行に延在している。溝34の幅寸法は、約0.05mm〜約2mm程である。   The resin substrate 31 has a front surface 31A and a back surface 31B. The resin substrate 31 has a flat shape, and the material thereof is, for example, acrylic or polycarbonate. On the front surface 31A of the resin substrate 31, a plurality of grooves 34 extending from the front surface 31A toward the back surface 31B are formed at predetermined intervals by groove processing (dicing processing) using a dicer (not shown). In the present embodiment, the plurality of grooves 34 have a length that reaches the other end surface 31 </ b> D from one end surface 31 </ b> C of the resin substrate 31, and extend in parallel to each other. The width dimension of the groove 34 is about 0.05 mm to about 2 mm.

2枚の光学素子10,20は、各々の樹脂基板31上に設けられた複数本の溝34の延びる方向が平面視で互いに直交するように配置される。本実施の形態では、溝34が形成された光学素子10の表面31Aと、溝34が形成された光学素子20の表面31Aとが互いに当接するようにして、マイクロミラーアレイ100が構成されている。光学素子10,20は、たとえば光硬化性を有する樹脂によって互いに接合される。   The two optical elements 10 and 20 are arranged such that the extending directions of the plurality of grooves 34 provided on each resin substrate 31 are orthogonal to each other in plan view. In the present embodiment, the micromirror array 100 is configured such that the surface 31A of the optical element 10 in which the groove 34 is formed and the surface 31A of the optical element 20 in which the groove 34 is formed contact each other. . The optical elements 10 and 20 are bonded to each other by, for example, a photocurable resin.

(光学素子の製造方法)
図4〜図7を参照して、光学素子10,20の製造方法について説明する。光学素子20は、光学素子10と同一の製造方法を使用して作成可能であるため、ここでは光学素子10に着目してその製造方法について説明する。図4は、表面平坦化処理を示すフロー図、図5は、溝34が形成された樹脂基板31の表面に平面部材を配置した状態を示す斜視図、図6は、樹脂基板31に形成された溝34の内部表面を処理液(溶剤)により表面平坦化処理を施している状態を示す模式図、図7は、表面平坦化処理を示すフローの模式図である。なお、図5および図6において、フィルムF1は、内部の状態をわかり易く示すために、樹脂基板31が透視された状態を図示している。
(Optical element manufacturing method)
With reference to FIGS. 4-7, the manufacturing method of the optical elements 10 and 20 is demonstrated. Since the optical element 20 can be formed using the same manufacturing method as the optical element 10, the manufacturing method will be described here with a focus on the optical element 10. 4 is a flowchart showing the surface flattening process, FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a planar member is arranged on the surface of the resin substrate 31 in which the grooves 34 are formed, and FIG. 6 is formed on the resin substrate 31. FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the inner surface of the groove 34 is subjected to a surface flattening process using a processing liquid (solvent), and FIG. 7 is a schematic flow diagram showing the surface flattening process. 5 and 6, the film F1 shows a state in which the resin substrate 31 is seen through in order to easily show the internal state.

図5を参照して、まず、樹脂基板31(素板)を準備する。樹脂基板31の材質はたとえばアクリルやポリカである。樹脂基板31の表面には、表面31Aから裏面31Bに向かって延びる複数本の溝34が形成されている。   With reference to FIG. 5, first, a resin substrate 31 (base plate) is prepared. The material of the resin substrate 31 is acrylic or polycarbonate, for example. On the surface of the resin substrate 31, a plurality of grooves 34 extending from the front surface 31A toward the back surface 31B are formed.

次に、樹脂基板31の表面31A側を平面部材としてのフィルムF1で覆う。フィルムF1は、樹脂基板31の表面31Aに両面テープ等を用いて貼着される。これにより、複数の溝34の一方端面および他方端面のみが開口する。   Next, the surface 31A side of the resin substrate 31 is covered with a film F1 as a planar member. The film F1 is attached to the surface 31A of the resin substrate 31 using a double-sided tape or the like. Thereby, only one end surface and the other end surface of the plurality of grooves 34 are opened.

次に、図6に示すように、溝34の一方端面側の開口を塞がないようにして、端面に保護プレート50を載置する。保護プレート50は、処理液に耐性を有する材料であればどのような材料であってもよい。   Next, as shown in FIG. 6, the protective plate 50 is placed on the end face so as not to block the opening on the one end face side of the groove 34. The protective plate 50 may be any material as long as it is resistant to the processing liquid.

溝34の内部に、溝34内部を鏡面状態に仕上げるための処理液としてアセトン、二塩化エチレン、メチルアルコール、テトラヒドロフラン等の溶剤W1を導入する。これにより、溶剤W1は、自重により溝34内部を落下しながら、溝内部を溶解することにより、溝34内の表面に対して表面平坦化処理が施される。   A solvent W1 such as acetone, ethylene dichloride, methyl alcohol, tetrahydrofuran or the like is introduced into the groove 34 as a treatment liquid for finishing the inside of the groove 34 in a mirror state. Thus, the surface of the inside of the groove 34 is subjected to a surface flattening process by dissolving the inside of the groove while the solvent W1 falls inside the groove 34 by its own weight.

次に、図7に示すように、溶剤を用いた溝34の内部の表面平坦化処理の後、溶剤W1を洗い流す液体として純水を溝34内に流し込む(S20)。さらに、溝34の内部に純水を流し込んだ後に、溝内34内部を、エアーブローを用いて乾燥させる(S30)。   Next, as shown in FIG. 7, after the surface flattening process inside the groove 34 using a solvent, pure water is poured into the groove 34 as a liquid for washing away the solvent W1 (S20). Furthermore, after pouring pure water into the inside of the groove 34, the inside of the groove 34 is dried using air blow (S30).

以上の工程を経ることにより、樹脂基板31に対して処理したくない表面の保護、エッジの保護を行ないながら、溝34の全長にわたり内部のみの表面処理が可能となる。また、幅の狭い溝(例えば0.05mm〜2mm程度で研磨等の物理的な処理がしにくい溝幅)や、多数の溝を一括で処理することが可能となり、工数の削減を図ることができる。   By passing through the above steps, it is possible to perform the surface treatment only on the inside over the entire length of the groove 34 while protecting the resin substrate 31 that is not desired to be treated and protecting the edge. In addition, a narrow groove (for example, a groove width that is difficult to perform physical processing such as polishing at about 0.05 mm to 2 mm) and a large number of grooves can be processed at once, thereby reducing the number of steps. it can.

その結果、機械加工だけでは得られない溝34の側面の平滑性を簡便な手法で得られ、デバイスの表示性能の向上を期待することができる。また、溝内部において閉空間を作らない場合には、処理液が効率よく溝内部に入らない場合、表面側へ処理液が溢れ出し、処理したくない部分に処理液が付着することが考えられるが、本実施の形態では、そのような不具合が生じることもない。   As a result, the smoothness of the side surface of the groove 34, which cannot be obtained only by machining, can be obtained by a simple method, and improvement in the display performance of the device can be expected. In addition, if the closed space is not formed inside the groove, the processing liquid may overflow to the surface side if the processing liquid does not efficiently enter the groove, and the processing liquid may adhere to a portion that is not desired to be processed. However, in this embodiment, such a problem does not occur.

なお、処理液による樹脂基板31の端面をさらに保護するために、図8に示すような保護プレート50Aを用いてもよい。保護プレート50Aは、溝34が形成されていない領域にまで延在する延在部50A1が設けられている。この保護プレート50Aを用いることで、樹脂基板31の端面は、保護プレート50Aによって、処理液から保護することが可能となる。   A protective plate 50A as shown in FIG. 8 may be used to further protect the end face of the resin substrate 31 with the treatment liquid. The protective plate 50A is provided with an extending portion 50A1 that extends to a region where the groove 34 is not formed. By using this protective plate 50A, the end surface of the resin substrate 31 can be protected from the processing liquid by the protective plate 50A.

[実施の形態2]
次に、図9から図12を参照して、実施の形態2において表面平坦化処理方法について説明する。図9および図10は、実施の形態2における表面平坦化処理方法に用いられる樹脂基板の重ね合わせ方法を示す第1および第2模式図、図11は、吸引装置の構成を示す模式図、図12は、吸引装置に保持された樹脂基板の状態を示す拡大斜視図である。
[Embodiment 2]
Next, with reference to FIGS. 9 to 12, a surface flattening processing method in the second embodiment will be described. FIGS. 9 and 10 are first and second schematic views showing a method for overlaying resin substrates used in the surface flattening method according to the second embodiment, and FIG. 11 is a schematic view showing the configuration of the suction device. 12 is an enlarged perspective view showing a state of the resin substrate held by the suction device.

図9を参照して、本実施の形態では、同一の複数の溝34が形成された樹脂基板31を2枚準備し、一方の樹脂基板31の溝34と、他方の樹脂基板31の溝34とが一致するように2枚の樹脂基板31の表面31A同士を密着させることにより、複数の溝34の一方端面および他方端面のみを開口させている。   Referring to FIG. 9, in the present embodiment, two resin substrates 31 each having the same plurality of grooves 34 are prepared, and groove 34 of one resin substrate 31 and groove 34 of the other resin substrate 31 are prepared. Are brought into close contact with each other so that only one end face and the other end face of the plurality of grooves 34 are opened.

図10を参照して、2枚の樹脂基板31の密着には、2枚の樹脂基板31の間に表面31A全面を覆う大きさの弱粘着性フィルム(図示省略)を挟むとともにクランプ41を用いている。これにより、2枚の樹脂基板31の溝34が向き合い、溝34の一方端面および他方端面のみが開口する状態となる。   Referring to FIG. 10, for adhesion between two resin substrates 31, a weak adhesive film (not shown) having a size covering the entire surface 31 </ b> A is sandwiched between two resin substrates 31 and a clamp 41 is used. ing. As a result, the grooves 34 of the two resin substrates 31 face each other, and only one end face and the other end face of the groove 34 are opened.

次に、図11を参照して、上記クランプ41により固定された2枚の樹脂基板31を、吸引装置1000に保持する。吸引装置1000は、2枚の樹脂基板31を保持する吸引口付載置台121、開閉バルブ125を備える一次吸引管路120、この一次吸引管路120が連結される負圧室130、負圧室130に連結され、開閉バルブ135および溶剤トラップ140を有する二次吸引管路150、この二次吸引管路150に連結されるオイルレス真空ポンプ160とを有している。   Next, referring to FIG. 11, the two resin substrates 31 fixed by the clamp 41 are held in the suction device 1000. The suction device 1000 includes a mounting table with a suction port 121 that holds two resin substrates 31, a primary suction pipe 120 having an opening / closing valve 125, a negative pressure chamber 130 to which the primary suction pipe 120 is connected, a negative pressure chamber 130, a secondary suction line 150 having an open / close valve 135 and a solvent trap 140, and an oilless vacuum pump 160 connected to the secondary suction line 150.

図11および図12を参照して、2枚の樹脂基板31を吸引口付載置台121に載置し、2枚の樹脂基板31の一方端面から処理液を導入するとともに、他方端面から処理液を吸引装置1000を用いて吸引する。その後、2枚の樹脂基板31の一方端面から純水を導入することで、溝内部の洗浄を行なうことも可能である。   Referring to FIGS. 11 and 12, two resin substrates 31 are placed on mounting table 121 with a suction port, and processing liquid is introduced from one end face of two resin substrates 31, and processing liquid is introduced from the other end face. Is sucked using a suction device 1000. Thereafter, by introducing pure water from one end face of the two resin substrates 31, the inside of the groove can be cleaned.

これにより、溝34内部を均一に処理液が通過することができる。また、吸引装置1000を用いて処理液が吸引されていることから、処理を短時間に終了させたい場合や、溝の長さが長い場合には好適である。   Thereby, the processing liquid can pass through the groove 34 uniformly. Further, since the processing liquid is sucked using the suction device 1000, it is preferable when the processing is to be completed in a short time or when the length of the groove is long.

なお、上記実施の形態では、処理液の導入側と反対側から処理液を吸引する場合について説明したが、処理液を加圧して溝34内に導入する処理工程を採用してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the processing liquid is sucked from the side opposite to the processing liquid introduction side has been described. However, a processing step in which the processing liquid is pressurized and introduced into the groove 34 may be employed.

[実施の形態3]
次に、図13および図14を参照して、他の形態を有する樹脂基板31Xの溝34内の表面平坦化処理について説明する。図13は、本実施の形態における樹脂基板31の斜視図であり、図14は、吸引装置に保持された樹脂基板31Xの状態を示す拡大斜視図である。
[Embodiment 3]
Next, with reference to FIG. 13 and FIG. 14, the surface flattening process in the groove | channel 34 of the resin substrate 31X which has another form is demonstrated. FIG. 13 is a perspective view of the resin substrate 31 in the present embodiment, and FIG. 14 is an enlarged perspective view showing a state of the resin substrate 31X held by the suction device.

上述の各実施の形態において用いられた樹脂基板31は、複数本の溝34は、互いに平行な関係を有するように直線状に延びているが、本実施の形態の樹脂基板31Xの複数本の溝34は、互いに直交するように格子状に設けられている。   In the resin substrate 31 used in each of the above-described embodiments, the plurality of grooves 34 extend linearly so as to have a parallel relationship with each other. However, the plurality of resin substrates 31X of the present embodiment have a plurality of grooves. The grooves 34 are provided in a lattice shape so as to be orthogonal to each other.

図14を参照して、このような形状を有する溝34に対して表面平坦化処理を施す場合には、上述した吸引装置1000において、樹脂基板31の2側面から処理液を吸引可能な構成を有する吸引口付載置台121Aおよび一次吸引管路120Dを用いることで、容易に溝34に対して表面平坦化処理を施すことができる。   Referring to FIG. 14, in the case where the surface flattening process is performed on the groove 34 having such a shape, the above-described suction device 1000 has a configuration capable of sucking the processing liquid from the two side surfaces of the resin substrate 31. By using the mounting table with suction port 121 </ b> A and the primary suction pipe 120 </ b> D, the surface 34 can be easily subjected to surface flattening.

なお、樹脂基板31Xに対して、図6から図8を用いて説明した平面部材としてのフィルムF1で溝を覆う処理方法を採用してもよい。   In addition, you may employ | adopt the processing method which covers a groove | channel with the film F1 as a planar member demonstrated using FIGS. 6-8 with respect to the resin substrate 31X.

(実施例1)
次に、実施の形態1における表面平坦化処理を採用した光学素子の製造方法について説明する。樹脂基板31として、板厚さ3mmのアクリル板にダイシングマシン(DAD522 株式会社ディスコ製)を用いて溝34の加工を施した。溝34は、本数100本、溝幅0.3mm、加工深さ0.9mm、溝ピッチ1.0mmとした。ダイシングマシンの条件として、下記の条件1、条件2、条件3を実施した。
Example 1
Next, a method for manufacturing an optical element employing the surface flattening process in the first embodiment will be described. As the resin substrate 31, a groove 34 was processed on an acrylic plate having a thickness of 3 mm using a dicing machine (DAD522 manufactured by DISCO Corporation). The number of grooves 34 was 100, the groove width was 0.3 mm, the processing depth was 0.9 mm, and the groove pitch was 1.0 mm. As conditions for the dicing machine, the following conditions 1, 2 and 3 were implemented.

(条件1) ダイヤモンドブレード♯5000、φ52×厚み0.3mm、ブレード回転数30000rpm、送り速度0.5mm/s。   (Condition 1) Diamond blade # 5000, φ52 × thickness 0.3 mm, blade rotation speed 30000 rpm, feed rate 0.5 mm / s.

(条件2) ダイヤモンドブレード♯2000、φ52×厚み0.3mm、ブレード回転数30000rpm、送り速度0.5mm/s。   (Condition 2) Diamond blade # 2000, φ52 × thickness 0.3 mm, blade rotation speed 30000 rpm, feed rate 0.5 mm / s.

(条件3) ダイヤモンドブレード♯2000、φ52×厚み0.3mm、ブレード回転数30000rpm、送り速度1.0mm/s。   (Condition 3) Diamond blade # 2000, φ52 × thickness 0.3 mm, blade rotation speed 30000 rpm, feed rate 1.0 mm / s.

溝34の加工を行なった表面にダイシングテープ(日東電工製 リバアルファ)を貼り付けて表面を保護しつつ溝34に閉空間を形成した。   A dicing tape (River Alpha manufactured by Nitto Denko) was attached to the surface where the groove 34 was processed to form a closed space in the groove 34 while protecting the surface.

樹脂基板31の複数の溝34の一方端面に、溝を隠さない範囲で金属製の保護プレート50を両面テープで貼り付け処理液を溜める部分を設けた(図6参照)。   On one end surface of the plurality of grooves 34 of the resin substrate 31, a metal protective plate 50 was pasted with a double-sided tape within a range not to hide the grooves (see FIG. 6).

保護プレート50が上方となるように樹脂基板31起立させ保持し、上側となる溝34の一方端面溝から処理液W1としてのアセトンを滴下し溝34に注入した。   The resin substrate 31 was erected and held so that the protective plate 50 was on the upper side, and acetone as the treatment liquid W1 was dropped from one end face groove of the upper groove 34 and injected into the groove 34.

20s〜40s後、純水を同様に注入して、溝34の内部の洗浄を行なった後、エアブローで、溝34の内部の乾燥を行なった。以上により、複数の溝を有する樹脂基板31の製造が完了した。   After 20 s to 40 s, pure water was injected in the same manner to clean the inside of the groove 34, and then the inside of the groove 34 was dried by air blow. Thus, the manufacture of the resin substrate 31 having a plurality of grooves was completed.

(評価)
樹脂基板31の裏側から溝34の中心位置に切り込みを入れて2分割し、非接触光学測定(wyko NT9100)にて溝側面の面粗さ(Ra)を測定した。結果を図15に示す。
(Evaluation)
A cut was made at the center of the groove 34 from the back side of the resin substrate 31 and divided into two, and the surface roughness (Ra) of the groove side surface was measured by non-contact optical measurement (wyko NT9100). The results are shown in FIG.

条件1においては、表面平坦化処理前の面粗さ(Ra)は、95.2nmであったが、処理後は47.8nmに改善され、溝34の側面において良好な鏡面として用いることが確認できた。また、溝34の一方端面および他方端面のエッジの変形や白濁もなく、樹脂基板31を空中映像光学デバイスに用いられるマイクロミラーアレイとして用いることができることが確認できた。   In condition 1, the surface roughness (Ra) before the surface flattening treatment was 95.2 nm, but after the treatment, it was improved to 47.8 nm, and it was confirmed that it was used as a good mirror surface on the side surface of the groove 34. did it. Further, it was confirmed that the resin substrate 31 can be used as a micromirror array used in an aerial image optical device without deformation or white turbidity of the edges of the one end surface and the other end surface of the groove 34.

条件2においては、表面平坦化処理前の面粗さ(Ra)は、253.1nmであったが、処理後は108.3nmに改善され、溝34の側面において鏡面として用いることが確認できた。また、溝34の一方端面および他方端面のエッジの変形や白濁もなく、樹脂基板31を空中映像光学デバイスに用いられるマイクロミラーアレイとして用いることができることが確認できた。   In condition 2, the surface roughness (Ra) before the surface flattening treatment was 253.1 nm, but after the treatment, it was improved to 108.3 nm, and it was confirmed that it was used as a mirror surface on the side surface of the groove 34. . Further, it was confirmed that the resin substrate 31 can be used as a micromirror array used in an aerial image optical device without deformation or white turbidity of the edges of the one end surface and the other end surface of the groove 34.

条件3においては、表面平坦化処理前の面粗さ(Ra)は、349.4nmであったが、処理後は151.6nmに改善され、溝34の側面において鏡面として用いることが確認できた。また、溝34の一方端面および他方端面のエッジの変形や白濁もなく、樹脂基板31を空中映像光学デバイスに用いられるマイクロミラーアレイとして用いることができることが確認できた。   In condition 3, the surface roughness (Ra) before the surface flattening treatment was 349.4 nm, but after the treatment, it was improved to 151.6 nm, and it was confirmed that it was used as a mirror surface on the side surface of the groove 34. . Further, it was confirmed that the resin substrate 31 can be used as a micromirror array used in an aerial image optical device without deformation or white turbidity of the edges of the one end surface and the other end surface of the groove 34.

(実施例2)
次に、実施の形態2における表面平坦化処理を採用した光学素子の製造方法について説明する。2枚の樹脂基板31として、板厚さ3mmのアクリル板にダイシングマシン(DAD522 株式会社ディスコ製)を用いて溝34の加工を施した。溝34は、本数100本、溝幅0.3mm、加工深さ0.9mm、溝ピッチ1.0mmとした。ダイシングマシンの条件として、ダイヤモンドブレード♯5000、φ52×厚み0.3mm、ブレード回転数30000rpm、送り速度1.0mm/sとした。
(Example 2)
Next, a method for manufacturing an optical element employing the surface flattening process in the second embodiment will be described. As the two resin substrates 31, the grooves 34 were processed using a dicing machine (DAD522 manufactured by DISCO Corporation) on an acrylic plate having a thickness of 3 mm. The number of grooves 34 was 100, the groove width was 0.3 mm, the processing depth was 0.9 mm, and the groove pitch was 1.0 mm. The conditions of the dicing machine were diamond blade # 5000, φ52 × thickness 0.3 mm, blade rotation speed 30000 rpm, and feed rate 1.0 mm / s.

図10に示すように、2枚の樹脂基板31の各溝34の位置が一致し平行になるように、溝加工側の表面同士を密着させた状態で両裏面側から表面31A全面を覆う大きさの弱粘着性フィルム等を挟んでクランプ41で固定した。   As shown in FIG. 10, the entire surface 31A is covered from both back sides with the surfaces on the groove processing side in close contact so that the positions of the grooves 34 of the two resin substrates 31 coincide and become parallel. It fixed with the clamp 41 on both sides of the weak adhesive film.

図11および図12に示したように、吸引口付載置台121により溝34の一方端部を密着させ、オイルレス真空ポンプ160で吸引しながら−0.02〜−0.04MPaに調整した負圧室130に接続し、反対側の溝端部に溜め受け部を設け、処理水としてのアセトン、純水の順に溝34内部に注入する。吸引を続けることで溝34内部の乾燥も兼ねる。   As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the negative end adjusted to −0.02 to −0.04 MPa while the one end of the groove 34 is brought into close contact with the mounting table with suction port 121 and suctioned with the oilless vacuum pump 160. Connected to the pressure chamber 130, a reservoir receiving portion is provided at the groove end on the opposite side, and injected into the groove 34 in the order of acetone and pure water as treated water. By continuing the suction, the inside of the groove 34 is also dried.

(評価)
表面平坦化処理前の面粗さ(Ra)は、118.7nmであったが、処理後は70.7nmに改善され、溝34の側面において良好な鏡面として用いることが確認できた。また、溝34の一方端面および他方端面のエッジの変形や白濁もなく、樹脂基板31を空中映像光学デバイスに用いられるマイクロミラーアレイとして用いることができることが確認できた。
(Evaluation)
Although the surface roughness (Ra) before the surface flattening treatment was 118.7 nm, it was improved to 70.7 nm after the treatment, and it was confirmed that it was used as a good mirror surface on the side surface of the groove 34. Further, it was confirmed that the resin substrate 31 can be used as a micromirror array used in an aerial image optical device without deformation or white turbidity of the edges of the one end surface and the other end surface of the groove 34.

以上、実施の形態および実施例について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiments and examples have been described above, the above disclosure is illustrative in all respects and not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10,20 光学素子、31,31X 樹脂基板、31A 表面、31B 裏面、31C 一方端面、31D 他方端面、34 溝、41 クランプ、50,50A 保護プレート、50A1 延在部、100 マイクロミラーアレイ、120,120D 一次吸引管路、121 吸引口付載置台、121A 吸引口付載置台、125,135 開閉バルブ、130 負圧室、140 溶剤トラップ、150 二次吸引管路、160 オイルレス真空ポンプ、1000 吸引装置、F1 フィルム、W1 溶剤(処理液)。   10, 20 Optical element 31, 31X Resin substrate, 31A Front surface, 31B Back surface, 31C One end surface, 31D Other end surface, 34 Groove, 41 Clamp, 50, 50A Protection plate, 50A1 Extension, 100 Micromirror array, 120, 120D Primary suction line, 121 Mounting table with suction port, 121A Mounting table with suction port, 125, 135 Open / close valve, 130 Negative pressure chamber, 140 Solvent trap, 150 Secondary suction line, 160 Oilless vacuum pump, 1000 suction Equipment, F1 film, W1 solvent (treatment liquid).

Claims (7)

表面および裏面を有する樹脂基板の前記表面に溝加工を施すことにより、前記表面から前記裏面に向かって延びるとともに、前記樹脂基板の一方端面から他方端面に到達する複数本の平行に配置された溝を前記樹脂基板に形成する工程と、
前記樹脂基板の前記表面側を覆うことにより、複数の前記溝の前記一方端面および前記他方端面のみを開口させる工程と、
前記開口から複数の前記溝内に処理液を流し込み、前記処理液により前記溝内の表面を溶解することにより、前記溝内の前記表面に対して表面平坦化処理を施す工程と、
を備える、光学素子の製造方法。
A plurality of parallel grooves extending from the front surface to the back surface and reaching the other end surface of the resin substrate by performing groove processing on the front surface of the resin substrate having a front surface and a back surface Forming the resin substrate on the resin substrate;
Opening only the one end face and the other end face of the plurality of grooves by covering the surface side of the resin substrate; and
Pouring a treatment liquid into the plurality of grooves from the opening, and performing a surface flattening process on the surface in the groove by dissolving the surface in the groove with the treatment liquid;
A method for manufacturing an optical element.
前記樹脂基板に形成される複数の前記溝は、互いに直交する2方向に形成された溝を含む、請求項1に記載の光学素子の製造方法。   The optical element manufacturing method according to claim 1, wherein the plurality of grooves formed in the resin substrate include grooves formed in two directions orthogonal to each other. 前記樹脂基板の前記表面側を平面部材により覆うことにより、複数の前記溝の前記一方端面および前記他方端面のみを開口させる、請求項1または2に記載の光学素子の製造方法。   The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein only the one end surface and the other end surface of the plurality of grooves are opened by covering the surface side of the resin substrate with a planar member. 同一の複数の前記溝が形成された前記樹脂基板を2枚準備し、一方の前記樹脂基板の前記溝と、他方の前記樹脂基板の前記溝とが一致するように2枚の前記樹脂基板の前記表面同士を密着させることにより、複数の前記溝の前記一方端面および前記他方端面のみを開口させる、請求項1または2に記載の光学素子の製造方法。   Two resin substrates on which the same plurality of grooves are formed are prepared, and the grooves of one of the resin substrates are aligned with the grooves of the other resin substrate. The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein only the one end face and the other end face of the plurality of grooves are opened by bringing the surfaces into close contact with each other. 前記表面平坦化処理を施す工程は、
前記処理液を加圧して前記溝内に導入する工程、および/または、前記処理液の導入側と反対側から前記処理液を吸引する工程、を含む請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学素子の製造方法。
The step of performing the surface flattening treatment includes
5. The method according to claim 1, further comprising a step of pressurizing and introducing the treatment liquid into the groove and / or a step of sucking the treatment liquid from a side opposite to the introduction side of the treatment liquid. The manufacturing method of the optical element of description.
前記表面平坦化処理を施す工程は、
前記開口から複数の前記溝内に前記処理液を流し込んだ後に、前記溶剤を洗い流す液体を前記溝内に流し込む工程と、
前記液体を流し込んだ後に、前記溝内を乾燥させる工程と、
を含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光学素子の製造方法。
The step of performing the surface flattening treatment includes
After pouring the treatment liquid into the plurality of grooves from the opening, and then pouring the liquid to wash away the solvent into the grooves;
Drying the inside of the groove after pouring the liquid;
The manufacturing method of the optical element of any one of Claims 1-5 containing these.
前記樹脂基板は、透過率80%以上の透明性を有し、
当該光学素子は、空中映像光学デバイスに用いられるマイクロミラーアレイである、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光学素子の製造方法。
The resin substrate has a transparency of 80% or more,
The said optical element is a manufacturing method of the optical element of any one of Claims 1-6 which is a micromirror array used for an aerial image optical device.
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