JP3076646B2

JP3076646B2 - フォーカシングスクリーン及びその母型の作製方法

Info

Publication number: JP3076646B2
Application number: JP32496391A
Authority: JP
Inventors: 敏晴高橋
Original assignee: 旭光学工業株式会社
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 2000-08-14
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JPH05100291A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【利用分野】本発明は、一眼レフカメラ等の焦点合わせ
用ピント板に備えるフォーカシングスクリーン及びその
製造に用いるフォーカシングスクリーン母型の作製方法
に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】従来、フォーカシングスク
リーンとしては、アクリル板などの光学材料の表面に断
面形状が不規則な鋭い凹凸をなす拡散レリーフを形成し
たものが広く用いられている。このフォーカシングスク
リーンを製造する方法としては、金属板の表面を砂摺り
したものを型として板状の光学材料に転写する方法が用
いられた。

【０００３】しかし、砂摺りによって得られた型の凹凸
部は、その大部分が尖頭形状を持って形成される。この
ため、この凹凸部を転写して製造されるフォーカシング
スクリーンは、入射光が急角度で曲げられ、ファインダ
ーを介して得られる像の明度が低く、かつ粒状性が目立
つという欠点があった。

【０００４】この欠点を解消するため、レーザースペッ
クルパターンを感光材料に記録する方法やマスクを用い
て規則的微細パターンを投影露光により感光材料に記録
し、現像する方法によりフォーカシングスクリーン用母
型を作製し、さらに電鋳法により母型の微細パターンを
転写した成形型を作製し、この成形型を用いてアクリル
樹脂を始めとする各種プラスチック光学材料を成形する
方法が提案された。

【０００５】しかしながら、この方法では光の拡散面が
規則正しい微細構造配列であるため回折現象を生じ、干
渉色が現れる。また、拡散光が規則的なスペクトルを示
すためボケ像が不自然となり、砂摺りマットのフォーカ
シングスクリーンのような自然なボケが出せないという
欠点があった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、前記従来技術の欠点を解消
し、ファインダー像を形成したとき適切な明度を有し、
良好なボケを実現することのできるフォーカシングスク
リーン及びその母型の作製方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【発明の構成】本発明は、基板上に異なる２種のレリー
フパターンを重ねて形成することによって微細構造配列
に不規則性を加え、上記目的を達成したものである。す
なわち、本発明によるフォーカシングスクリーン用母型
の作製方法は、基板上に感光層を形成し、マスクに形成
した規則的な微細パターンを露光した後、現像処理を行
って凹凸部を形成するフォーカシングスクリーン用母型
の作製方法において、基板と前記感光層との間に加熱に
より現像される潜在的な凹凸レリーフを有する下層を設
けておき、前記感光層に前記の潜在的凹凸レリーフとは
異なる凹凸レリーフを形成した後、加熱現像により下層
に潜在した凹凸レリーフを発現させ、基板上に二重のレ
リーフパターンを形成することを特徴とする。

【０００８】本発明において、基板と前記感光層との間
に加熱により現像される潜在的な凹凸レリーフを有する
下層を設ける方法としては、特に限定するものではない
が、例えば、ガラスや金属等から成る基板上にまず、反
応性基を有する重合体及び光の照射により該反応性基と
反応して固定化されるドーパント成分を含有する層を形
成し、これを微細パターンを有するマスクを介して露光
する方法がある。このとき、透過した光の強度分布によ
り固定化されるドーパント成分の量が変動し、層内部に
潜在する凹凸レリーフが形成される。

【０００９】上記の反応性基を有する重合体としては、
エポキシ基、非共役二重結合含有基、例えば、２−プロ
ペニル基、２−ブテニル基などのうちの少なくとも１種
を有するアクリレート系又はメタクリレート系重合体な
どが挙げられ、さらに具体的には、例えば、メタクリル
酸グリシジル、２−プロペニルメタクリレート又は２−
ブテニルメタクリレートのホモ重合体あるいはメタクリ
ル酸アルキルエステル及び／又はアクリル酸アルキルエ
ステルとメタクリル酸グリシジル、２−プロペニルメタ
クリレート又は２−ブテニルメタクリレートとの共重合
体などが挙げられる。

【００１０】また、ドーパント成分としては、光の照射
により反応性基を有する重合体と反応し、未反応の状態
では加熱により気化するものであれば、特に制限はな
く、例えば、桂皮酸、芳香族ケトン、例えば、ベンゾフ
ェノン、３−ベンゾイルベンゾフェノンなどが挙げられ
る。ドーパント成分は、重合体が有する反応性基との反
応性を考慮して選択され、例えば、重合体がメタクリル
酸アルキルエステルとメタクリル酸グリシジルエステル
との共重合体（反応性基としてエポキシ基を有する樹
脂）である場合、ドーパントとして桂皮酸を用いるのが
好ましい。

【００１１】本発明の方法において、ドーパント成分
は、重合体が有する反応性基に対して０．５〜１．５当
量の割合で含有させる。ドーパント成分の量があまり少
ないと、加熱現像により得られる凹凸レリーフの凹凸の
深さが低く、この成分の添加効果が不充分となる。ま
た、ドーパント成分の量があまり多いと、加熱現像に長
時間を要したり、加熱現像が充分に進行しないといった
不都合が生じる。

【００１２】また、基板上に設けられる下層には、反応
性基を有する重合体及びドーパント成分と共に必要に応
じて光増感剤などを添加することもできる。光増感剤と
しては、２−イソプロピルチオキサンソンなどを用いる
ことができる。

【００１３】上記の下層は、上記の各種成分を必要に応
じて溶媒を用いて流動化した後、スピンコート法、スプ
レーコート法、ロールコート法等の任意の方法で基板上
に塗布・乾燥することによって形成される。層厚は、塗
布液の成分比や濃度及び塗布条件などにより調節するこ
とができ、最終的なフォーカシングスクリーンとしての
性質などにより適宜選択することができるが、通常、乾
燥厚で０．５〜６μｍ、好ましくは２〜４μｍとする。
この層厚が０．５μｍ未満であると、二重レリーフの効
果が不充分となり、６μｍを超えると、光によるドーパ
ント成分の固定化が下層部まで達成されず、加熱現像に
よる形状が不安定になる。

【００１４】上記のように下層を設けた後、微細パター
ンを有するフォトマスクを介して露光する。その際、層
とマスクとの距離Δｔ_１を所定の値に変化させて露光す
ることにより、形成する潜在的凹凸レリーフの形状を変
化させることができる。層とマスクとを密着させ、距離
Δｔ_１を実質的に０として露光すると、微細パターンの
形状を正確に転写した潜在的凹凸レリーフが形成され
る。しかし、本発明においては、潜在的凹凸レリーフが
連続した緩やかな曲線となるように距離Δｔ_１を適切に
選定するのが好ましい。好ましい距離Δｔ_１は、通常、
１０〜５０μｍである。

【００１５】本発明の方法においては、基板上に潜在的
凹凸レリーフを有する下層を上記のようにして設けた
後、その上に各種の感光材料、例えば、フォトレジスト
などから成る感光層を形成する。この感光層は、感光性
材料を公知方法、例えば、スピンコート法、スプレーコ
ート法、ロールコート法等の任意の方法で塗布し、乾燥
することによって形成することができる。感光層の厚さ
は、乾燥厚で１〜６μｍ、好ましくは３〜４μｍとす
る。１μｍ未満では、形成される凹凸レリーフの光散乱
効果が不充分であると共に、この層を通過した光が下層
の形状に影響を及ぼす。また、６μｍを超えると、下層
に含まれるドーパント成分の昇華が不充分となり、潜在
的凹凸レリーフの発現が充分に達成されない。

【００１６】次いで、感光層を微細パターンを有するフ
ォトマスクを介して常法で露光し、現像する。このとき
用い条フォトマスクは、前記の潜在的凹凸レリーフの形
成に用いたものとは異なるパターンを有するものを用い
るのが好ましい。すなわち、ドット状微細パターンの場
合には、ピッチ及び直径の異なる微細パターンを用い
る。どのようなピッチ及び直径の微細パターンフォトマ
スクを用いるかは、最終的なフォーカシングスクリーン
の性質により任意に選択することができるが、潜在的凹
凸レリーフの形成時に用いるものと組み合わせを考慮し
て選択するのが好ましい。さらに具体的には、潜在的凹
凸レリーフの形成に用いたものよりピッチ及び直径が小
さい微細パターンを有するフォトマスクを用いるのが好
ましい。

【００１７】また、露光にあたり感光層とマスクとの距
離Δｔ_２を適切に選定し、現像により形成される凹凸レ
リーフが緩やかな連続曲線を描くようにすることが自然
なボケ像を得るために必要である。好ましい距離Δｔ_２
は、通常、１０〜３０μｍ程度である。

【００１８】さらに、露光は、光が上層の感光層だけに
透過し、下層には透過しない程度の露光量で行うのが好
ましい。現像は、公知方法で行うことができる。

【００１９】上記のように現像により表面層に凹凸レリ
ーフを形成した後、本発明においては加熱して未反応の
ドーパント成分を層外へ気化させて除去し、下層の潜在
的凹凸レリーフを顕在化させる。加熱温度は、使用した
ドーパント成分の気化温度によって適宜決定することが
できるが、ドーパント成分の層外への除去を促進するた
め真空条件下で加熱を行うのが好ましい。これにより基
板上に２種類の凹凸レリーフパターンが重なって形成さ
れたフォーカシングスクリーン用母型が得られる。

【００２０】こうして作製したフォーカシングスクリー
ン用母型を電鋳法により転写して成形型を作製し、これ
を用いて母型の凹凸部を正確に反映したフォーカシング
スクリーンを作製することができる。

【００２１】

【実施例】次に、図面を参照して、本発明のフォーカシ
ングスクリーン用母型の作製方法の実施例に基づいて本
発明を具体的に説明するが、本発明はこれら図示例のみ
に限定されるものではない。

【００２２】図１は、本発明のフォーカシングスクリー
ン用母型を作製する工程を概略的に示す説明図であり、
図２はその際用いる微細パターンを有するフォトマスク
の要部の平面図である。なお、図１の（Ａ）〜（Ｆ）で
は、各構成要素を模式的断面図で示す。

【００２３】まず、図２を参照して、この実施例で用い
たフォトマスクについて簡単に説明する。この実施例で
用いたフォトマスク６は、ガラス板上にクロムから成る
ドット状微細パターン１を有するものであり、ピッチＰ
及び直径の異なる２種類のものとした。その一つは、５
０〜１００μｍ程度のピッチＰ及び２５〜５０μｍ程度
の直径を有するもの（下層の露光用）、他の一つは１５
〜２０μｍ程度のピッチＰ及び１０〜１６μｍ程度の直
径を有するもの（フォトレジスト露光用）であった。

【００２４】図１（Ａ）は、基板２上に潜在的凹凸レリ
ーフを形成するための下層３を形成する工程を示す。こ
の下層３は、メタクリル酸メチルとメタクリル酸グリシ
ジルとの１：１共重合体（重量平均分子量８００，００
０）２．５ｇ及び桂皮酸１．５ｇを１，４−ジオキサン
（溶媒）１００ｍｌに溶解した液を塗布し、乾燥して形
成したもので、約３μｍの厚さとした。

【００２５】次に、図１（Ｂ）に示したように下層３の
上方に距離Δｔ_１でフォトマスク６を配置し、紫外線４
を照射することにより下層３内部に紫外線強度分布に応
じた潜在的凹凸レリーフを形成させた。つまり、紫外線
が照射された部分は、下層３中に存在する桂皮酸が上記
共重合体のグリシジル基と反応し、化学結合することに
より固定化される。照射される紫外線は、フォトマスク
を通過することにより強度分布を生じているため、その
強度分布に対応した量の桂皮酸が固定化され、フォトマ
スクのパターンに対応した桂皮酸固定量の分布が層内部
に形成される。

【００２６】また、フォトマスク６と下層３との間の距
離Δｔ_１は、紫外線強度分布に影響し、Δｔ_１が大きい
程、フォトマスクの像の輪郭が回折光によってボケる。
本実施例においてはΔｔ_１を約３０μｍとし、図１
（Ｂ）に破線で示したような滑らかに変化する曲線を描
く強度分布とした。

【００２７】次に、図１（Ｃ）に示したように、一般的
にフォトリソグラフィー等で用いられるポジ型フォトレ
ジストをスピンコート法で塗布し、厚さ約３μｍの感光
層５を形成した。

【００２８】図１（Ｄ）は、感光層５上にフォトマスク
６を配置し、パターン露光する工程を示す。ここにおい
ても、フォトマスク６と感光層５との間の距離Δｔ
_２は、形成されるレリーフ形状に影響を及ぼす。本実施
例においては距離Δｔ_２を約２０μｍとして露光を行っ
た。

【００２９】その後、常法で現像処理を行い、図１
（Ｅ）に示すような凹凸部を形成する。この時得られる
凹凸部は、単純な凹凸レリーフ面となっているが、その
後、真空中（１ｔｏｒｒ）で１００℃で２時間加熱する
と、未反応で固定化されていない桂皮酸が気化して層外
へ除去された。その結果、桂皮酸の気化した量に応じて
物質が減少するため、下層３に潜在していた凹凸レリー
フが発現し、図１（Ｆ）に示したような２重のレリーフ
パターンが形成された。

【００３０】この方法で得た母型を用いて成形型を得た
後、従来と同様な光学材料の成形を行ったところ、拡散
性に優れ、粒状性の無い、明るいフォーカシングスクリ
ーンを製造することができた。

【００３１】上記の実施例では、下層の重合体としてメ
タクリル酸メチルとメタクリル酸グリシジルとの共重合
体、ドーパント成分として桂皮酸を用い、感光材料とし
てポジ型レジスト材料を用いた場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、他のホモ
重合体又は共重合体や他のドーパント成分を用いても、
あるいはネガ型レジスト材料を用いても上記実施例と同
様に良好な結果が得られる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、光学的方法によ
り２重の凹凸レリーフパターンを有するフォーカシング
スクリーン用母型を容易に作製することができる。この
母型は連続した緩やかな曲線を描く凹凸レリーフパター
ンを有し、２種類のパターンが重なって形成されている
ため、不規則性が加味されている。したがって、本発明
の方法によって得られるフォーカシングスクリーン用母
型を用いれば、明度を損なうことなく、かつ粒状性を解
消し、良好なボケ味を持って光を効率よく拡散すること
のできる優れたフォーカシングスクリーンを簡単かつ容
易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフォーカシングスクリーン用母型の作
製方法の各工程を示す説明図である。

【図２】本発明の方法に用いるフォトマスクの要部の平
面図である。

【符号の説明】

１ドット状微細パターン２基板３下層４紫外線５感光層６フォトマスク

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に感光層を形成し、マスクに形成
した規則的な微細パターンを露光した後、現像処理を行
って凹凸部を形成するフォーカシングスクリーン用母型
の作製方法において、基板と前記感光層との間に加熱に
より現像される潜在的な凹凸レリーフを有する下層を設
けておき、前記感光層に前記の潜在的凹凸レリーフとは
異なる凹凸レリーフを形成した後、加熱現像により下層
に潜在した凹凸レリーフを発現させ、基板上に二重のレ
リーフパターンを形成することを特徴とするフォーカシ
ングスクリーン用母型の作製方法。
【請求項２】下層が、反応性基を有する重合体及び光
の照射により該反応性基と反応して固定化されるドーパ
ント成分を含有する感光層をマスクを介して露光したも
のである請求項１記載のフォーカシングスクリーン用母
型の作製方法。
【請求項３】反応性基を有する重合体が、エポキシ基
及び非共役二重結合含有基のうちの少なくとも１種を有
するアクリレート系又はメタクリレート系重合体である
請求項２記載のフォーカシングスクリーン用母型の作製
方法。
【請求項４】反応性基を有する重合体が、メタクリル
酸グリシジル、２−プロペニルメタクリレート又は２−
ブテニルメタクリレートのホモ重合体あるいはメタクリ
ル酸アルキルエステル及び／又はアクリル酸アルキルエ
ステルとメタクリル酸グリシジル、２−プロペニルメタ
クリレート又は２−ブテニルメタクリレートとの共重合
体である請求項３記載のフォーカシングスクリーン用母
型の作製方法。
【請求項５】ドーパント成分が光の照射により重合体
の反応性基と反応し、光が当たらなかった部分では未反
応であって加熱により気化するものである請求項２記載
のフォーカシングスクリーン用母型の作製方法。
【請求項６】ドーパント成分が桂皮酸又は芳香族ケト
ンである請求項５記載のフォーカシングスクリーン用母
型の作製方法。
【請求項７】ピッチ及び直径の異なるドット状微細パ
ターンを有する２種のマスクを用いることにより二重の
レリーフパターンを形成する請求項１記載のフォーカシ
ングスクリーン用母型の作製方法。
【請求項８】請求項１記載の方法によって作製した母
型の凹凸形状を電鋳法により転写した成形型を作製し、
この成形型を用いて光学材料を成形することを特徴とす
るフォーカシングスクリーンの作製方法。