JP4522582B2

JP4522582B2 - マスターを保存しながらレプリカを作る方法

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Publication number: JP4522582B2
Application number: JP2000540996A
Authority: JP
Inventors: ガジェンドラディ．サバント; アバスホッセイニ
Original assignee: Physical Optics Corp
Current assignee: Physical Optics Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: WO1999050053A9; JP2002509819A; DE69926059D1; KR100654007B1; KR20010034674A; EP1068067A4; WO1999050053A1; EP1068067A1; EP1068067B1; US6159398A

Description

【０００１】
（発明の背景）
【０００２】
（１．発明の分野）
【０００３】
本発明は、主に積層部品の作製の分野に関する。詳細には、本発明は、マスタおよび複数のサブマスタの使用を通じて積層光学部品を作製する方法に関する。具体的には、本発明の好適な実施形態は、マスタおよび複数のサブマスタを用いて光学ディフューザを作製し、これにより、当該プロセスにおいて上記マスタが保存される方法に関する。
【０００４】
（２．関連技術の検討）
【０００５】
マスタおよび複数のサブマスタを用いて光学部品を製造および複製して、所望の特性を有する最終製品を達成する方法が周知である。このような方法の一例として、観察面およびホモジナイザーを作製する際に用いられる方法がある。この方法では、コヒーレント光を用いて感光性媒体中に表面構造を生成し、上記媒体を処理し、上記表面構造をエポキシ中で複製する。上記所望の光学特性を有する光学製品を製造するためには、処理における異なる段階において上記感光性媒体が収縮（ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）するため、互いに順に作成された複数のサブマスタが必要である。例えば、視野角が例えば垂直方向に３０°、水平方向に９０°の観察面を作成するには、視野角が垂直方向におよそ６０°、水平方向に１３０°のマスタを作成する必要がある。その後、多数のサブマスタを順に互いに作成するが、これらのサブマスタはそれぞれ上記マスタの視野角よりも若干低い視野角を持ち、垂直に３０°、水平に９０°の上記所望の視野角に近い視野角を有するサブマスタが達成されるまで、作成が繰り返される。その後、この最終サブマスタから最終製品が作成される。しかしながら、マスタからの第１世代サブマスタの生成の際、上記マスタは破壊されてしまうため、後続のサブマスタのうちの１つが使用不可能となってしまった場合に、このマスタを後で使用することができない。そのため、上記マスタを保存し、これらの所望の特性を持つ光学製品が必要となった場合にいつでも将来において利用可能なマスタのライブラリ中に上記マスタを保管しておくことができれば、有利であり、またコスト効率も高まる。
【０００６】
さらに、上記したプロセスにおける別の固有の問題として、上記サブマスタそれぞれの表面構造の「アスペクト比」が、生成を経るにつれて（すなわち、サブマスタから後続のサブマスタへとなるにつれて）劣化するという問題がある。例えば、生成回数が増加するにつれ、表面構造の深さが低減し、そのため、当該製品のアスペクト比および光学性能が低下する。
【０００７】
最後に、角スペクトルのより大きい光出力を有する光学製品を、小さなフィーチャサイズで記録しなければならない。記録に用いられるフィーチャサイズが低減するにつれ、マスタおよびサブマスタ中の欠陥がより明らかになる。この問題は、表面積が大きい光学製品ほど、深刻になる。そのため、欠陥数が多い場合、製造プロセス中には、かなりの量の無駄な材料が含まれることになる。
【０００８】
米国特許第５，３６５，３５４号（名称：「ＧｒｉｎＴｙｐｅＤｉｆｆｕｓｅｒＢａｓｅｄｏｎＶｏｌｕｍｅＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＭａｔｅｒｉａｌ」）、米国特許第５，５３４，３８６号（名称：「ＨｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒＦｏｒｍｅｄＵｓｉｎｇＣｏｈｅｒｅｎｔＬｉｇｈｔａｎｄａＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＤｉｆｆｕｓｅｒ」、および米国特許第５，６０９，９３９号（名称：「ＶｉｅｗｉｎｇＳｃｒｅｅｎＦｏｒｍｅｄＵｓｉｎｇＣｏｈｅｒｅｎｔＬｉｇｈｔ」）（これらの特許は全て本譲受人が所有）は、ディフューザなどの光学製品を記録し、これらのディフューザが大量生産できるようにこれらのディフューザを複製する方法に関する。これらの米国特許をそれぞれ、本発明の背景の記載および技術水準の例示などの目的（ただし、これらに限定されない）のため、本明細書中参考のため援用する。関連する米国特許出願を挙げると、シリアル番号第０８／５９５，３０７号（名称：「ＬＣＤＷｉｔｈＬｉｇｈｔＳｏｕｒｃｅＤｅｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇａｎｄＳｈａｐｉｎｇＤｅｖｉｃｅ」、シリアル番号第０８／６０１，１３３号（名称：「ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＣｏｌｌｉｍａｔｅｄＢａｃｋｌｉｇｈｔｉｎｇａｎｄＮｏｎ−ＬａｍｂｅｒｔｉａｎＤｉｆｆｕｓｉｎｇ」、シリアル番号第０８／６１８，５３９号（名称：「ＭｅｔｈｏｄｏｆＭａｋｉｎｇＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙＳｙｓｔｅｍ」、およびシリアル番号第０８／８００，８７２号（名称：「ＭｅｔｈｏｄｏｆＭａｋｉｎｇＲｅｐｌｉｃａｓａｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｆｏｒＵｓｅＴｈｅｒｅｗｉｔｈ」がある。上記出願は全て本譲受人が所有しており、本発明の背景の記載および技術水準の例示などの目的（ただし、これらに限定されない）のため、本明細書中参考のため援用する。
【０００９】
（課題を解決すべき手段）
【００１０】
（発明の要約）
【００１１】
本発明の第１の目的は、光学形状を含むマスタのレプリカを上記マスタを破壊することなく作成する方法を提供することである。本発明の別の目的は、光学形状（ｏｐｔｉｃａｌｆｅａｔｕｒｅ）を含むマスタのレプリカを作成する方法を提供することであって、上記方法は、上記レプリカの硬化において、上記マスタと比較して、上記レプリカの角度出力スペクトルの収縮および歪みまたは変化は、比較的小さい。
【００１２】
本発明によれば、これらの目的は、以下の方法を提供することにより、達成される。この方法は、光学製品のためのサブマスタを生成する方法であって、コヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）光または非コヒーレント（ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ）光を用いて光学形状を感光性材料上に記録する工程と、上記感光性材料を現像（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）してマスタを生成する工程と、ゴムの層（例えば、ＲＴＶシリコーン）を上記マスタ上に注入する工程であって、上記マスタの光学表面フィーチャを上記ゴム中に実現するように注入を行う工程と、上記ゴムを硬化（ｃｕｒｉｎｇ）させる工程と、上記ゴムを上記マスタから分離してゴムサブマスタを得る工程と、を含む。上記ゴムサブマスタを用いて、上記サブマスタをエポキシ層で被覆し、上記エポキシ層をプラスチック基板で被覆し、上記エポキシ層を硬化させ、上記エポキシ層を上記サブマスタから分離することにより、サブマスタおよび／または最終光学製品を逐次的に作成することができる。
【００１３】
本発明のさらに別の局面によれば、これらの目的（上記オリジナルのマスタの保存を除く）は、光学形状を感光性材料中に記録する工程と、上記感光性材料を現像してマスタを生成する工程と、上記感光性材料を銀の層で覆う工程と、上記銀層上にニッケルクロミウムの層を電気めっきする工程と、上記銀層を上記感光性材料から分離して、サブマスタを形成する工程とによって、達成される。その後、上記銀サブマスタを用いて、エンボス加工または射出成形により、最終光学製品を作成する。
【００１４】
本発明の上記および他の局面は、以下の説明および添付図面と共に考察することにより、より深く理解される。しかし、本発明の好適な実施形態を示す以下の説明は、例示目的のために示したものであり、限定目的のために示したものではないことが理解されなければならない。本発明の範囲内においてその意図から逸脱することなく多くの変更および改変が可能であり、本発明は、このような改変全てを含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、以下に説明する標準的方法を実質的に変更することにより、フォトレジスト／ガラスマスタを保存することができる。マスタおよび複数のサブマスタを順に用いてディフューザまたは観察面などの光学製品を製造するための１つの標準的プロセスについて、以下に説明する。例えば３０°ｘ８０°の光学ディフューザを作製するには、第１の工程として、例えばおよそ１２”ｘ１２”のフォトレジスト／ガラスマスタを生成する。上記フォトレジスト／ガラスマスタを記録するための適切なプロセス（上記にて参照した米国特許中に記載のものを含む）を用いることができる。図１を参照すると、フォトレジスト／ガラスマスタ１０がガラス基板１２を含み、ガラス基板１２上にはフォトレジスト層１４がある様子が図示されている。上記フォトレジストは、レーザ１６からの光に露出される。この光は、空間フィルタ１８を通過した後、ディフューザ２０を通過する。ディフューザ２０は、すりガラスディフューザまたは上記にて参照した米国特許の方法に従って記録されたディフューザであり得る。ディフューザ２０は、フォトレジスト１４を上記ガラスプレート１２上に記録するための対象として用いられ、フォトレジスト１４中にスペックルを記録するために必要なフィーチャを提供する。上記使用されるフォトレジストは、Ｓｈｉｐｌｅｙ（２３００ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＳｔ．，Ｎｅｗｔｏｎ，ＭＡ０２１６２）によるＳｈｉｐｌｅｙ２８７であり得る。この特定種類のフォトレジストは、およそ４１３ナノメートルの波長に対して反応するため、４１３ｎｍクリプトンレーザを光源として用いることができる。フォトレジスト１４は、標準的技術（例えば、上記フォトレジストを上記ガラスプレート上に注入し、上記フォトレジストをスピンして、上記ガラスプレートの大部分上に上記フォトレジストを広げる技術など）を用いて、上記ガラスプレート１２に塗布することができる。上記フォトレジストの厚さは異なり得るが、好適には５〜４５μｍであり、より好適には約２５μｍである。
【００１６】
例えば３０°ｘ９０°のディフューザを記録するためには、先ず、およそ６０°ｘ１３０°のスペックルパターンを記録するように、レーザ１６からの光によってマスタ１０を記録する。３０°ｘ９０°の代わりに６０°ｘ１３０°の角度出力を生成するパターンで上記マスタを記録する工程が必要なのは、後続処理およびサブマスタ生成において上記材料の収縮が予測されるからである。上記６０°または１３０°方向のうちの１つを先ずマスタ１０中に記録し、その後マスタ１０を９０°回転させて、他方の方向を記録する。（ディフューザ２０とマスタ１０との間の）距離ｃは、上記にて参照した米国特許のうち１つ以上に記載のように、６０°または１３０°の角スペクトル出力特性を記録するようにそれぞれ調整される。これらの特許中に説明されているように、記録されたフォトレジスト１４の出力の角スペクトルのサイズは、距離ｃと、記録時において対象として用いられる上記ディフューザ中のフィーチャのサイズとに反比例して変化する。上記にて参照した米国特許中に、幅広く変化する角スペクトルを達成するための多様な記録セットアップが記載されている。
【００１７】
上記フォトレジスト／ガラスマスタをレーザ１６からのコヒーレントレーザ光で記録した後、マスタ１０を紫外線に露出させて、上記フォトレジストを硬化させるのに必要なポリマー架橋を確立させる。上記にて参照した米国特許中に記載したものを含む適切なＵＶプロセスが、利用可能である。ＵＶ露出後、マスタ１０を現像液（例えば、ＳｈｉｐｌｅｙＭｉｃｒｏｐｏｓｉｔ３０３Ａ現像液）中でウェット処理して、上記ポリマー架橋および硬化を実質的に停止させる。ウェット処理後、マスタ１０は好適には、蛍光灯に一晩露出させて、反応または硬化を完成させるとよい。蛍光灯への露出後、上記マスタを用いて、以下に説明する第１世代サブマスタを作成する。
【００１８】
図２の工程２ａを参照すると、第１世代サブマスタの作成は好適には、ＮｏｒｌａｎｄＯｐｔｉｃａｌ接着剤＃６３のエポキシのビード（ｂｅａｄ）をフォトレジスト層１４の一端に沿って配置することにより、行われる。ポリカーボネートシート２４または他の任意の適切なシートを、上記エポキシのビード上に配置する。その後、上記プラスチック基板上に（好適には上記ビード上から連続的に外側方向に）圧力を付加して、フォトレジスト層１４とポリカーボネートシート２４との間で上記ビードを均等に広げる。上記エポキシのビードを均等に広げた後、標準的技術に従って、図２ａ中に示すようなガラス１２、フォトレジスト層１４、エポキシ層２２およびポリカーボネートシート２４を含むサンドイッチ構造をＵＶ硬化させる。
【００１９】
図２の工程２ｂを参照すると、ＵＶ硬化後、フォトレジスト層１４とエポキシ層２２との間において、ガラス１２およびフォトレジスト層１４を含むマスタ１０をエポキシ層２２およびポリカーボネートシート２４から分離する。この工程において、フォトレジスト層１４のマスタが破壊される。分離後のエポキシ層２２上に残っているあらゆるフォトレジスト層は、標準的手順に従って、アセトンまたは他の適切な材料で洗浄することができる。この段階において、図２ｂ中に見られるように第１世代サブマスタ２５の生成が完成している。この第１世代サブマスタ２５は、所望の光学特性はまだ持たないものの、恐らくおよそ１２０°ｘ５５°の角度スペクトルを持つ。
【００２０】
図２の工程３ａおよび工程３ｂに示すような次の工程において、第１世代サブマスタの作成と同様の様式で第２世代サブマスタを作成する。ＧＡＦガード２３３またはＵＶ−２５ＭｏｄｅＥｐｉｃ，Ｉｎｃ．のいずれかまたは他の適切な接着剤のビードを、ポリカーボネートシート２４上の硬化したエポキシ層２２の一端に沿って配置し、その上にポリカーボネートシート２８を配置する。前回と同様に、上記エポキシビードを硬化エポキシ層２２とポリカーボネートシート２８との間に均等に絞り出して、エポキシ層２６を作成する。その後、ポリカーボネートシート２４、硬化エポキシ層２２、未硬化エポキシ層２６およびポリカーボネートシート２８のこのサンドイッチ構造をＵＶ光に露出させて、エポキシ層２６を硬化させる。図２の工程３ｂを参照すると、硬化後、上記サンドイッチ構造をエポキシ層２２とエポキシ層２６との間で分割する。この時点において、第２世代サブマスタ３０が生成されている。この第２世代サブマスタ３０は、およそ１１０°ｘ５０°の角度出力を有する。
【００２１】
図２の工程４ａおよび工程４ｂに示すように次の工程において、同じ技術を用いて第３世代サブマスタを作成する。ポリカーボネートシート２８をエポキシ２６と共に用いる。エポキシのビードを、既硬化エポキシ層２６の一端に沿って配置し、ポリカーボネートシート３４をその上に配置する。前回と同様に、ポリカーボネートシート３４と既硬化エポキシ層２６との間にエポキシビードを均等に絞り出す。その後、ポリカーボネートシート２８、硬化エポキシ２６、未硬化エポキシ３２およびポリカーボネートシート３４のこのサンドイッチ構造をＵＶ光に露出させて、エポキシ層３２を硬化させる。工程４ｂを参照すると、硬化後、エポキシ層３２とエポキシ層２６との間で、エポキシ層２６を有するポリカーボネートシート２８をエポキシ層３２を有するポリカーボネートシート３４から分離させる。この時点において、第３世代サブマスタ３６が作成されている。この第３世代サブマスタ３６の角スペクトル出力は例えば１０５°ｘ４０°である。
【００２２】
図２の工程５ａおよび工程５ｂに示すように、次の工程において、その他のサブマスタが作成された様式と同様の様式で、第４世代サブマスタを作成する。エポキシ層３２を有するポリカーボネートシート３４が用いられる。エポキシビードをエポキシ層３２の一端に沿って配置し、その上にポリカーボネートシート４０を配置する。上記エポキシビードを上記と同様の様式で均等に絞り出して、ポリカーボネートシート４０とエポキシ層３２との間にエポキシ層３８を形成する。その後、ポリカーボネートシート３４、硬化エポキシ層３２、未硬化エポキシ層３８およびポリカーボネートシート４０のこのサンドイッチ構造をＵＶ光に露出させて、エポキシ層３８を硬化させる。硬化後、エポキシ層３８とエポキシ層３２との間で、エポキシ層３２を有するポリカーボネートシート３４をエポキシ層３８を有するポリカーボネートシート４０から分離させる。その結果、第４世代サブマスタ４２の作成が完了する。この第４世代サブマスタの角度出力は例えば９０°ｘ３５°である。
【００２３】
図２の工程６ａおよび工程６ｂに示すように、その後、ポリカーボネートシート４０およびエポキシ層３８を含む第４世代サブマスタを用いて、最終世代である第５世代サブマスタを作成する。エポキシビードを硬化エポキシ層３８の一端に沿って配置し、その上にポリカーボネートシート４６を配置する。同様に、ポリカーボネートシート４６と既硬化エポキシ層３８との間にエポキシビードを均等に絞り出す。その後、ポリカーボネートシート４０、エポキシ層３８、４４およびポリカーボネートシート４６のこのサンドイッチ構造をＵＶ光に露出させて、エポキシ層４４を硬化させる。図２の工程６ｂを参照すると、硬化後、エポキシ層４４とエポキシ層３８との間において、エポキシ層３８を有するポリカーボネートシート４０をエポキシ層４４を有するポリカーボネートシート４６から分離させる。その結果、第５世代サブマスタ４８の作成が完了する。この第５世代サブマスタ４８の角度出力スペクトルは例えば８５°ｘ３２°であり、これは、最終製品の所望の角スペクトルに非常に近い値である。
【００２４】
図２の工程７ａおよび工程７ｂに示すように、最終工程において、エンドユーザに販売される実際のディフューザである最終製品を作成する。このプロセスはサブマスタの作成と類似しているが、今回は、一液型（ａｏｎｅｐａｒｔ）エポキシ（好適にはＧＡＦＧＡＲＤ２３３）が用いられる。ここでもやはり、一液型エポキシのビードを硬化エポキシ層４４の一端に沿って配置し、その上にポリカーボネートシート５２を配置する。上記エポキシビードを、ポリカーボネートシート５２と硬化した四液型（ａｆｏｕｒｐａｒｔ）エポキシ層４４との間に均等に絞り出して、一液型エポキシ層５０を作成する。その後、ポリカーボネートシート４６、エポキシ層４４、エポキシ層５０およびポリカーボネートシート５２のサンドイッチ構造をＵＶ光に露出させて、一液型エポキシ層５０を硬化させる。硬化後、一液型エポキシ層５０と四液型エポキシ層４４との間で、エポキシ層４４を有するポリカーボネート層４６を一液型エポキシ層５０を有するポリカーボネートシート５２から分離させる。その結果、一液型エポキシ層５０を有するポリカーボネートシート５２を含む最終製品５４が完成する。この最終製品は、所望の角度出力スペクトルである８０°ｘ３０°を有する。
【００２５】
この新規なプロセスにおいて、以下、フォトレジスト／ガラスマスタ１０について説明する。フォトレジスト／ガラスマスタ１０は、上記にて参照した米国特許に記載のようにあるいは他の適切な方法を用いて記録することができる。上記プロセスにおいて、このフォトレジスト／ガラスマスタ１０は、破壊されることなく複製される。図３ａに見られるように、フォトレジスト／ガラスマスタ１０は、ガラス基板１２上にフォトレジスト層１４を有する。一般的に、複数のゴムマスタがフォトレジストマスタ１０から作成可能であり、少なくとも３つのエポキシマスタが各ゴムマスタから作成可能である。本発明に従って、図３ｂを参照すると、本発明による複製のために、フォトレジスト／ガラスマスタ１０を作成する。フォトレジスト層１４の上面の上方に、ガラスまたは他の適切な材料のフレーム７０を、上記フレームが若干盛り上がるように上記フォトレジスト／ガラスマスタ１０の端部周囲に構築する。上記フレームを所定位置に設けた後、エラストマー材料（好適にはシリコーンゴム（例えば、Ｓｉｌａｓｔｉｃ（登録商標）ＪまたはＭ−２ＲＴＶシリコーンゴム（ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ４８６８６））を準備し、フォトレジスト層１４上の上記フレーム内に注入する。ＲＴＶシリコーンを、指示に従って、１００重量部のＲＴＶシリコーンゴムベースおよび１０重量部の硬化剤をコンテナ内で計量することにより、準備する。上記硬化剤が上記ベース中で完全に分散しかつ色が均等になるまで、上記複合物を混合し続ける。完全に混合することが、完全な硬化を保証するために重要である。完全な混合ができないと、上記ゴム中において当該フィーチャが忠実に再現できない。混合後、内部に閉じ込められている空気を除去する。圧力が約２０ミリトールに低減された真空チャンバ中に上記混合物を配置することで、上記混合物を完全膨張させ、その後崩壊させる。空気除去後、上記複合混合物を上記マスタ上に注入して、空気が内部に閉じ込められるのを回避する。この触媒混合物は典型的には、２４時間で軟質ゴムに硬化し、２４時間後は上記マスタを上記ゴムから剥離することができる。上記好適なゴムとしてＲＴＶシリコーンを用いたが、当業者にとって明らかなような、フォトレジスト層１４中に記録された表面フィーチャを実現することが可能な他の合成エラストマーを用いてもよい。
フレーム７０により、ＲＴＶシリコーンゴムがフォトレジスト／ガラスマスタ１０から流出することを回避することができる。上記ＲＴＶシリコーンゴムの厚さは好適には１〜５ミリメートルであり、５ミリメートルが好適である。厚みのあるゴム層の方が扱いが容易であるため望ましいが、ＲＴＶシリコーンゴムは極めて高価であるため、使用量は最小限にしてもよい。ＲＴＶシリコーンゴム層を必要に応じて（好適には約２４時間）硬化させる。硬化完了後、ＲＴＶゴム層７２を上記フォトレジスト層１４から（例えば一角を手で持つなどして）慎重に剥離することにより、ＲＴＶゴム層７２をフォトレジスト層１４から分離する。図３ｄを参照すると、フォトレジスト層１４と接触していた除去されたＲＴＶゴム層７２の表面７３は、フォトレジスト層１４中に存在する表面構造（すなわち、光学表面フィーチャ）を含む。重要なことに、ＲＴＶシリコーンゴム層７２の除去時において、ガラス基板１２およびフォトレジスト層１４を含むフォトレジスト／ガラスマスタ１０は破壊されない。その結果、将来のサブマスタ生成のために用いられるべきマスタのライブラリ内に、フォトレジスト／ガラスマスタ１０を保管しておくことが可能になる。
【００２６】
上記ＲＴＶサブマスタの作成後、上記ＲＴＶサブマスタを用いて、図２の工程３〜工程７において上述したような方法により、必要となるさらなる世代のエポキシサブマスタを作成することができる。ただし、今回は、図２の工程３〜工程７において上述したような方法と以下の点において異なる。すなわち、Ｎｏｒｌａｎｄ６３の使用の代わりにＧＡＦＧＡＲＤ２３３またはＵＶ−２５を用いることができ、エポキシビードを上記サブマスタの一端に配置し、その上にポリカーボネートシートを配置し、上記ポリカーボネートシートと上記ゴムサブマスタとの間で上記エポキシビードを均等に絞り出し、上記エポキシをＵＶ硬化させ、その後、上記エポキシを上記ゴムから分離する。その後、第３以降のサブマスタを、上記した図２の工程３〜工程７中に示すような第２世代サブマスタから作成することができる。さらに、多数の第２世代サブマスタを単一のゴムサブマスタから作成することができ、これにより、上記ゴムサブマスタを、さらなる第２世代サブマスタを将来生成する際に利用できるよう、ゴムサブマスタライブラリ内に配置することができる。
【００２７】
ＲＴＶシリコーンゴムの利用によって得られる１つの利点として、ＲＴＶシリコーンゴムの硬化時間は従来方法と比較して比較的ゆっくりであるため、収縮が低減する点がある。収縮が低減するため、フォトレジスト／ガラスマスタ１０の角度出力スペクトルを、従来方法を用いていれば必要な数値よりも低くすることができる。上記例において、角スペクトルが９０°ｘ３０°である最終光学製品を生成するために、上記フォトレジスト／ガラスマスタを角度出力が１３０°ｘ６０°となるように記録した。ＲＴＶゴムの使用により、フォトレジスト／ガラスマスタ１０を角スペクトルが例えばおよそ１２０°ｘ５０°で記録することができ、これにより、従来方法と比較して世代数が少なくとも１世代は少ないサブマスタで済ませることができる。その結果、重要な利点が得られる。第１に、サブマスタ世代を１世代削減することにより、時間および材料の節約になる。第２に、マスタの角度出力が高くなくてもよいため、最終製品の品質が向上する。第３に、高角度出力マスタを記録すると、低角度出力マスタの記録時よりも、汚染および振動による影響を受け易い。すなわち、従来の記録プロセスの場合、高角度出力スペクトルマスタの記録に必要な小さなフィーチャサイズが、記録プロセス時に存在するほこりのサイズおよび他のゴミ粒子に近いサイズになるため、汚れによる影響を受け易くなる。さらに、フォトレジスト／ガラスマスタ記録プロセス全体が、極めて振動の影響を受け易くなり、この振動の影響は、高角度出力スペクトルマスタの記録時においてより顕著になる。本発明は、収縮を低減することにより、従来必要であったような高角度の出力マスタからの開始を不要にすることができ、これにより、記録品質および効率を向上させる。
【００２８】
所望の光学特性を有する最終光学製品を作成する別の方法として、先ず金属シムを作成する方法がある。この手順は、利点を持つが、上記従来手順と同様に、フォトレジスト／ガラスマスタを破壊する。図４ａに示すようにこの手順は、フォトレジスト層６２を上面に有するガラスマスタ６０を用いる。上記フォトレジストの厚さはおよそ２０ミクロンでよいが、他の厚さも有利に用いることができる。標準的プロセスを用いて、厚さがおよそ５００〜１０００オングストロームの銀の層６４を、フォトレジスト層６２上に真空コーティングすることができる。図４ｂに示すように、層６０、層６２および層６４のこのサンドイッチ構造を、陽極が銀層６４に接続され陰極がニッケルクロミウムプレートに取り付けられた溶液中に配置して、これにより、図４ｃに示すように、ニッケルクロミウム層６６を銀層６４上に堆積させることができる。図４ｄから分かるように、その後、銀層６４をフォトレジスト層６２から離すことで、ガラス層６０およびフォトレジスト層６２が破壊される。その後、厚さがおよそ６ｍｉｌ〜１ｃｍの残りのニッケルクロミウム層６６と、銀層６４とを標準的エンボス加工または射出成形工程において用いて、最終光学製品を生成することができる。
【００２９】
当業者にとって、本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付図面からより明らかになる。しかし、本発明の好適な実施形態を示すこれらの詳細な説明および具体例は、例示目的のために示したものであり、限定目的のために示したものではないことが理解されるべきである。本発明の範囲内においてその意図から逸脱することなく多くの変更および改変が可能であり、本発明は、このような改変全てを含む。
【００３０】
上述したような本発明には、その意図から逸脱することなく、他の多くの任意の変更が可能である。これらの変更の範囲は、添付の特許請求の範囲から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
本発明の利点および特徴と、本発明と共に提供される典型的メカニズムの構造および作用の明確な理解が、添付図面に記載されかつ本明細書の一部を形成する以下の例示的でありよって非限定的な実施形態を参照することにより、より容易に明らかにされる。
【図１】フォトレジスト／ガラスマスタを記録する方法を示す。
【図２】マスタおよび複数の逐次的なサブマスタを複製する工程を示す。
【図３ａ】フォトレジスト／ガラスマスターの側面図である。
【図３ｂ】フレームによって囲まれたガラスマスターの平面図である。
【図３ｃ】ＲＴＶシリコーンゴム層によって被覆されたフォトレジスト／ガラスマスターの側面図である。
【図３ｄ】ＲＴＶシリコーンゴム層の側面図である。
【図４ａ】金属しむを用いた他の複製技術の説明図である。
【図４ｂ】金属しむを用いた他の複製技術の説明図である。
【図４ｃ】金属しむを用いた他の複製技術の説明図である。
【図４ｄ】金属しむを用いた他の複製技術の説明図である。

Claims

光学製品のためのゴムサブマスタを生成する方法であって、
感光材料層に表面構造を記録する工程と、
前記感光材料層を現像して、前記表面構造を有するマスタ光学製品を作る工程と、
ゴムコンパウンドと硬化剤を混合して前記硬化剤を前記ゴムコンパウンド内に分散せしめる工程と、
前記硬化剤が混合された前記ゴムコンパウンドから内部の空気を除去する工程と、
前記マスタ光学製品の表面構造上に直接ゴムコンパウンドを注入する工程と、
前記ゴムコンパウンドを硬化する工程と、
前記硬化したゴムコンパウンドと前記マスタ光学製品を分離して、前記マスタ光学製品の表面構造を壊すことなく、前記ゴムサブマスタを形成する工程と、
を含むことを特徴とするゴムサブマスタ生成方法。
前記ゴムコンパウンドが合成エラストマであることを特徴とする請求項１記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記ゴムコンパウンドがＲＴＶシリコーンであることを特徴とする請求項１記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記ゴムコンパウンドが約５ミクロンの厚さの層であることを特徴とする請求項１記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記表面構造上に直接ゴムコンパウンドを注入する工程が、前記マスター光学製品を囲むフレーム内にゴムコンパウンドを注入する工程を含むことを特徴とする請求項１記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記感光材料層に表面構造を記録する工程が、コヒーレント光を用いて感光材料層内に表面構造を作る工程を含むことを特徴とする請求項１記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記感光材料層に表面構造を記録する工程が、非コヒーレント光を用いて感光材料層内に表面構造を作る工程を含むことを特徴とする請求項１記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記ゴムサブマスタ生成方法は、前記ゴムサブマスタを用いてさらなる世代のサブマスタを生成する工程をさらに含み、
前記生成工程は、
前記ゴムサブマスタをエポキシ層で被膜する工程と、
前記エポキシ層をプラスチック基材で被膜する工程と、
前記エポキシ層を硬化させる工程と、
前記エポキシ層をサブマスタから分離する工程と、
によって行われることを特徴とする請求項１記載のサブマスタ生成方法。
前記ゴムサブマスタをエポキシ層で被膜する工程が、
エポキシのビードを前記ゴムサブマスタの一端に沿って配置する工程と、
前記エポキシのビードを前記プラスチック基材によって被膜する工程と、
前記プラスチック基板に圧力を付加して、前記サブマスタと前記プラスチック基材との間に前記エポキシのビードを均一に広げる工程と、
を含むことを特徴とする請求項８記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記エポキシ層が４液型エポキシを含むことを特徴とする請求項８記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記エポキシの層が１液型エポキシを含むことを特徴とする請求項８記載のゴムサブマスタ生成方法。
光学製品のためのゴムサブマスタを生成する方法であって、
感光材料層に光学形状を記録する工程と、
前記感光材料層を現像して、前記光学形状を有するマスタ光学製品を作成する工程と、
前記マスタ光学製品の表面構造上に直接ゴムの層を注入する工程と、
前記ゴムコンパウンドを硬化する工程と、
前記硬化したゴムコンパウンドを前記マスタ光学製品から分離して、ゴムサブマスタを形成する工程と、
同一のマスタ光学製品を用いて、前記注入工程、前記硬化工程および前記分離工程を少なくとも１回繰り返す工程と、
を含むことを特徴とするゴムサブマスタ生成方法。
前記ゴムコンパウンドが合成エラストマであることを特徴とする請求項１２記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記ゴムコンパウンドがＲＴＶシリコーンであることを特徴とする請求項１２記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記ゴムコンパウンドが約５ミクロンの厚さの層であることを特徴とする請求項１２記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記感光材料層を記録する工程が、コヒーレント光を用いて感光材料層内に光学形状として表面構造を作る工程を含むことを特徴とする請求項１２記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記感光材料層に表面構造を記録する工程が、非コヒーレント光を用いて感光材料層内に光学形状として表面構造を作る工程を含むことを特徴とする請求項１２記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記ゴムサブマスタを用いてさらなる世代のサブマスタを生成する工程をさらに含み、
前記生成工程は、
前記ゴムサブマスタをエポキシ層で被膜する工程と、
前記エポキシ層をプラスチック基材で被膜する工程と、
前記エポキシ層を硬化させる工程と、
前記エポキシ層を前記ゴムサブマスタから分離する工程と、
によって行われることを特徴とする請求項１２記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記マスター光学製品の表面構造上に直接ゴムコンパウンドの層を注入する工程が、前記マスター光学製品を封入するフレーム内に前記ゴムコンパウンドを注入する工程を含むことを特徴とする請求項１２記載のゴムサブマスタ生成方法。
前記マスター光学製品を再度用いて更にゴムサブマスタを作成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１記載のゴムサブマスタ生成方法。
光学製品のためのゴムサブマスタを生成する方法であって、
感光材料層を記録する工程と、
前記感光材料層を現像して表面構造を有するマスタ光学製品を生成する工程と、
前記マスタ光学製品の表面構造を銀層で被覆して銀層を生成する工程と、
前記銀層上にニッケルクロミウムを電着して銀サブマスタを生成する工程と、
前記マスタ光学製品から前記銀サブマスタ分離する工程と、
を含むことを特徴とするゴムサブマスタ生成方法。