JP5105424B2 - 複合基板を用いた光学部品とその製造方法 - Google Patents

複合基板を用いた光学部品とその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5105424B2
JP5105424B2 JP2008018777A JP2008018777A JP5105424B2 JP 5105424 B2 JP5105424 B2 JP 5105424B2 JP 2008018777 A JP2008018777 A JP 2008018777A JP 2008018777 A JP2008018777 A JP 2008018777A JP 5105424 B2 JP5105424 B2 JP 5105424B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
optical
composite substrate
resin composition
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008018777A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009180871A (ja
Inventor
太郎 板谷
裕之 石井
英利 藤野
洋 廣島
優一 倉島
岩男 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2008018777A priority Critical patent/JP5105424B2/ja
Priority to US12/865,582 priority patent/US20110039112A1/en
Priority to PCT/JP2009/051921 priority patent/WO2009096599A1/ja
Priority to KR1020107017197A priority patent/KR20100120134A/ko
Publication of JP2009180871A publication Critical patent/JP2009180871A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5105424B2 publication Critical patent/JP5105424B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/26Reflecting filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08Oxides
    • C23C14/083Oxides of refractory metals or yttrium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/10Glass or silica
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/085Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal
    • G02B5/0858Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal the reflecting layers comprising a single metallic layer with one or more dielectric layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B32B2037/1253Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives curable adhesive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/24Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
    • B32B2037/243Coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B2038/0052Other operations not otherwise provided for
    • B32B2038/0076Curing, vulcanising, cross-linking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/204Di-electric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2310/00Treatment by energy or chemical effects
    • B32B2310/08Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation
    • B32B2310/0806Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2551/00Optical elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678Of metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Description

この発明は、高度には研磨されていない光学基板を用いても、良好な特性を有する光学部品を得ることができる光学部品の製造方法と、その製造方法による光学部品に関している。
現在、光学薄膜を製造するにあたり、その原料である光学薄膜用基板は、通常、様々な組成のガラスが用いられており、その表面は高度に研磨されている。その基板研磨には何度も行う研磨処理に基づく時間、高価な装置とその管理、さらに膨大な研磨技術を必要とする。
この基板研磨に基づく基板表面は、その上に積層した機能性無機光学薄膜を作製した際に、基板表面を反映した形状となり、その凹凸度合い(表面粗さ)、基板内のうねり分布等によって光学薄膜及びそれを用いた光学部品の精度、位置依存性に対して大きく影響することが知られている。そのため、この基板研磨には表面粗さ、うねり分布等を小さくすることが強く求められている。
現在までに、高精度な研磨技術による極めて平坦な基板も得られているが、その表面には研磨の際に研磨粒により、研磨痕である凹みが局所的に生じ、その凹みの部分は荒さを増大させる。この局所的な位置においては、その表面状態の悪さから光学薄膜及びそれを用いた光学部品の性能を低下させる。
光学薄膜においては、その目的とする用途により金属薄膜もしくは誘電体膜が、単独層もしくは複合層、多層など用途に応じた膜設計に基づいて層構造が用いられる。これらの積層においては、数多くの製造方法、装置が知られている。
近年の光学部品には非常に高品質、高精度な特性が求められている。それに伴って基板は、より平坦性を向上が求められ、光学薄膜は、より損失が小さいものが求められている。例えば高反射ミラーでは、その反射率は限りなく100%に近くするために、光学機能性金属薄膜から誘電体多層光学薄膜に変わり、その積層装置も多数の工夫がなされている。
他方、微細形状を作製する方法の1つとして、微細形状を施した金型(モールド)を基板上に塗布した樹脂に印圧した後、硬化もしくは熱可塑変形を行い離型させ、基板上に樹脂の微細形状を形成するナノインプリント法が知られている。
特許文献1(特開平11−016491号公報)では、プラズマディスプレイパネルの製造において、障壁層、電極、誘電体層の欠陥を少なく、かつ平坦に形成できる厚膜パターン形成方法が開示されている。基板上に、少なくともガラスフリットを有する無機成分とバインダー樹脂を含有する厚膜パターン形成材料を、全面もしくはパターン状に、塗布もしくは印刷した後、平坦化処理を施すもので、平坦化処理はプレスロールまたは定盤を使用して剥離性フィルムを介してまたは介さずに障壁層、電極、誘電体層をプレスするものである。
また、特許文献2(特開平10−335837号公報)では、内層の導体回路に表面凹凸が存在していても、層間樹脂絶縁層の表面を平坦化することのできる多層プリント配線板の製造方法が開示されている。これは、多層プリント配線板を製造するに当たり、基板の導体回路上に、未硬化の層間樹脂絶縁剤を塗布して層間樹脂絶縁層を形成する工程、この層間樹脂絶縁層を加熱プレスして、その表面を平坦化する工程、平坦化した層間樹脂絶縁層上に導体回路を形成する工程、を経ることを特徴とするものである。
また、特許文献3(特開平10−319365号公報)では、表示欠陥の無い液晶素子を歩留り良く製造する方法が開示されている。ガラス基板の表面に透明電極を形成し、この透明電極を覆うようにパッシベーション膜を形成する。その後、このパッシベーション膜の表面を、表面粗さ100Å以下のプレス部材を40kg/cm2の押圧力にて押圧し、平坦化を行うものである。
また、特許文献4(特開平8−152509号公報)では、印刷法でカラーフィルタを形成するに際し、着色インキ層を形成した基板表面の平滑化処理を簡単な方法で行える製造方法が開示されている。これは、印刷法によって基板上に形成したパターン状の着色インキ層に対し、この着色インキ層が乾燥する前に、ゴムロール4に離型フィルム5を巻き付けた被覆ロール3により圧力を加えることにより、着色インキ層の表面をプレスして平坦化処理を行うものである。
しかしながら、これらの特許文献1〜4と本発明とは、まず、本発明が平坦面を有する複合基板を用いた光学部品の製造方法である点において異なっている。また、本発明が、上記複合基板上に薄膜を積層して光学部品を成形する点においても、これらの特許文献1〜4と本発明とは異なるものであることは明らかである。
特開平11−016491号公報 特開平10−335837号公報 特開平10−319365号公報 特開平8−152509号公報
本案ではこれらのことを鑑み、基板表面の高度な研磨の有無に関わらず、基板上に樹脂組成物の平坦面を作製し、その平坦面上に光学薄膜を積層することにより得られる複合基板を用いた光学部品を提供することを目的としている。
薄膜を積層した光学部品を製造するためには、従来は、光学基板の研磨に多くの工程を費やす必要があった。従来は、光学基板を何度も研磨処理する必要があり、コスト的負担や、膨大な研磨技術の維持が必要であった。しかし、本発明によって、光学基板の研磨工程を簡略化できようになる。さらに、高精度を維持したまま、光学基板製造から光学部品製造まで比較的短時間で済ませることができる。
また、一般に、光学基板の大きさが大きくなるに従いその研磨は非常に難しくなることが知られている。従来は光学基板ごとに研磨が必要であるが、本発明の場合は、平坦プレス板を必要な基板の大きさに対して1つ作製すればよく、必要な研磨数を削減できる。
まず、本発明の複合基板を用いた光学部品の製造方法は、表面粗さが二乗平均粗さで0.3nm以下である平坦面を有する複合基板を用いた光学部品の製造方法であって、光学基板上に樹脂組成物を載せるステップと、上記樹脂組成物つき光学基板の樹脂組成物側を、上記光学基板よりも平坦な平面を有する平坦プレス板にて印圧するステップと、上記樹脂組成物を硬化させて複合基板を形成するステップと、上記複合基板上に薄膜を積層して光学部品を成形するステップと、を含み、上記平坦プレス板は、全面に渡って平坦であることを特徴とする
特に、上記樹脂組成物として光硬化性樹脂組成物を用いる場合は、次のようにする。光学基板上に光硬化性樹脂組成物を載せ、上記光硬化性樹脂組成物つき光学基板の樹脂組成物側を、上記光学基板よりも極めて平坦な平面を有する平坦プレス板にて印圧し、上記光硬化性樹脂組成物に光を照射して硬化させて複合基板を形成し、上記複合基板上に薄膜を積層して光学部品を成形する。
また、上記樹脂組成物として熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂組成物を用いる場合は、次のようにする。光学基板上に熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂組成物を載せ、上記熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂組成物つき光学基板の樹脂組成物側を、上記平坦プレス板にて印圧し、上記熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂組成物を温度変化によって硬化させて複合基板を形成し、上記複合基板上に薄膜を積層して光学部品を成形する。
例えば、上記平坦プレス板は、表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下の平坦形状な平面を有する半導体基板材料である場合、形成される複合基板の樹脂表面の表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下であるようにすることができる。
同様に、上記平坦プレス板は、表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下の平坦形状な平面を有するシリコン基板材料である場合、形成される複合基板の樹脂表面の表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下であるようにすることができる。
同様に、上記平坦プレス板は、表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下の平坦形状な平面を有する高精度ガラス基板材料である場合、形成される複合基板の樹脂表面の表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下であるようにすることができる。
同様に、上記平坦プレス板は、表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下の平坦形状な平面を有する高精度低熱膨張ガラス基板材料である場合、形成される複合基板の樹脂表面の表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下であるようにすることができる。
上記薄膜が機能性無機光学薄膜である場合、該機能性無機光学薄膜を積層して反射ミラーを形成することができる。
同様に、上記薄膜が機能性無機光学薄膜である場合、該機能性無機光学薄膜を積層してビームスプリッタを形成することができる。
同様に、上記薄膜が機能性無機光学薄膜である場合、該機能性無機光学薄膜を積層してバンドパスフィルタを形成することができる。
同様に、上記薄膜が機能性無機光学薄膜である場合、該機能性無機光学薄膜を積層してバンドストップフィルタを形成することができる。
同様に、上記薄膜が機能性無機光学薄膜である場合、該機能性無機光学薄膜を積層してエッジフィルタを形成することができる。
また、上記薄膜を機能性無機光学薄膜とする場合、上記薄膜の積層は、低温スパッタ法で行なうことができる。
同様に、上記薄膜に機能性無機光学薄膜を用いる場合、上記薄膜の積層は、イオンビームスパッタ法で行なうことができる。
上記薄膜を誘電体多層光学薄膜を用いて構成することができる。
同様に、上記薄膜を光学機能性金属薄膜を用いて構成することができる。
また、上記薄膜を誘電体多層光学薄膜あるいは光学機能性金属薄膜を用いて構成することができる。つまり、上記薄膜の積層膜は、該誘電体多層光学薄膜と該光学機能性金属薄膜との複合膜とする。
上記の製造方法によって、積層膜を用いた光学部品を製造することができる。
以下に実施例をあげて本案を詳しく説明する。試料の種類、大きさ、樹脂及び加工装置、積層設計は多種多様なため、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
図1に示すように、硼珪酸ガラスの光学基板1(商品名:BK7、表面粗さRMS=1.22nm)上にアクリル系液状光硬化性樹脂組成物2(東洋合成製、PAK−01)を滴量載せ、シリコン(表面粗さRMS=0.12nm)から成る極平坦プレス板3にて印圧した。その後光学基板1側から365nmの光を照射し硬化反応を行い、極平坦プレス板3を離型し樹脂組成物2の樹脂平坦面を形成した。このときの上記樹脂平坦面上の表面粗さはRMS=0.21nmであり、極平坦性複合基板が得られた。
実施例1で得られた極平坦性複合基板を用い、イオンビームスパッタ装置(Veeco社製)にて、酸化シリコンと酸化タンタルを各1/4波長厚さで交互に積層して41層の誘電体多層光学薄膜4を積層し633nm用高反射ミラーの作製を行った。その結果、表面粗さはRMS=0.16nmであり、図2の反射スペクトル特性の結果から波長633nmでの反射率は100%に極めて近いレベルである事が判った。このときの透過率は0.001%レベルと、低透過率であることが確認された。
[比較例1]
高度に研磨した硼珪酸ガラス基板(商品名:BK7、表面粗さRMS=0.1nm)を用いて実施例2と同様に誘電体多層光学薄膜を積層し波長633nm用高反射ミラーを作製した。その結果、表面粗さはRMS=0.13nmであり、反射スペクトル特性の結果から波長633nmでの反射率は100%に極めて近いレベル、透過率は0.001%レベルである事が判った。
これらの比較から、実施例1で得られた極平坦性複合基板の場合は、上記の高度に研磨したガラス基板の場合と、同程度の性能の反射ミラーを得られることが分かる。
実施例1で得られた複合基板を用い、実施例2と同様な方法にてビームスプリッタを作製した。その結果、図3に示すように波長787nmにおいて透過率57%、反射率43%であり、損失の少ないビームスプリッタ特性であることを確認した。
[比較例2]
高度に研磨した硼珪酸ガラス基板(商品名:BK7、表面粗さRMS=0.1nm)を用いて実施例3と同様の方法にてビームスプリッタを作製した。その結果、波長787nmにおいて透過率58%、反射率43%であり、損失の少ないビームスプリッタ特性であることを確認した。(比較例2終わり)
上記では、反射ミラーとビームスプリッタの例を示したが、バンドパスフィルタ、バンドストップフィルタ、あるいはエッジフィルタ等は、形成する多層膜のそれぞれの膜厚が異なるだけであるので、上記の例と同様な方法で製造することができることは明らかである。
本発明の複合基板で用いる光学基板材料には、求める光学特性に合わせて通常光学部品で使用されている光学基板材料を使用することが出来る。例えば、市販の硼珪酸ガラス、合成石英、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、シリコン、ジンクセレン、サファイア、ゲルマニウム等を使用できる。
複合基板で用いる樹脂組成物には、光硬化性、熱硬化性、熱可塑性の何れか1つ以上の物性を有する樹脂組成物を用いることが出来る。その樹脂組成物は印圧時の成形性から低粘度性であることが望ましい。このような理由から、樹脂組成物は粘度を低下させるために希釈溶剤を用いることが出来る。しかし、溶剤を揮発させることが必要となり、環境にも影響があるため、その使用量は極力抑えた方が望ましい。最も好ましくは無溶剤で低粘度性の樹脂組成物である。求める光学部品の特性に応じて樹脂の透過率等の光学特性を適当に選択して使用できる。
光硬化性樹脂組成物には、アクリル基、メタクリル基等のビニル系2重結合を有する低分子化合部及びそのオリゴマーと重合開始剤等からなる樹脂組成物、エポキシ基を有する低分子化合部及びそのオリゴマーと重合開始剤等からなる樹脂組成物など、市販の光硬化性樹脂組成物を使用することが出来る。また、物性向上のために熱可塑性樹脂等の添加剤、粘度低下のために溶剤、反応性希釈剤を混合することも出来る。
熱硬化性樹脂組成物には、フェノール樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、尿素樹脂、メラミン樹脂、ビニル系2重結合を有する樹脂組成物、ウレタン樹脂組成物、ビスマレイミド樹脂組成物、ビスマレイミドトリアジン樹脂組成物、シリコン樹脂組成物、スピンオングラス(SOG)等の無機樹脂組成物など、市販の熱硬化性樹脂組成物を使用することが出来る。また、物性向上のために熱可塑性樹脂等の添加剤、粘度低下のために溶剤、反応性希釈剤を混合することも出来る。
熱可塑性樹脂組成物には、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリイミド、シリコン樹脂、液晶ポリマー等など、市販の樹脂組成物及び、フィルム等の固形品を使用できる。
各樹脂組成物を基板に載せる場合、溶液の場合においては、そのまま適量を載せても良いが、塗布装置を用いて基板に塗布しても良い。スピンコート、ディップコート等適当な塗布方法を取ることが出来る。また、熱硬化性樹脂組成物においては、未反応状態もしくは一部が反応した状態(Bステージ)のフィルム等を基板上に載せ、熱圧着、硬化反応と平坦成形を行うことも出来る。熱可塑性樹脂組成物も同様に行うことも出来る。しかしその場合は、基板の形状よりはみ出した部分が不必要となりロスが発生するため、最低必要量に抑えることが出来る液状の方が望ましい。
樹脂上に平坦面を作製するための極平坦プレス板は、極平坦な面を有するものであれば何れも使用することが出来る。先に挙げた光学部品で使用される基板材料の他に、セラミック、金属等も用いる事が出来る。特に半導体基板として使用されている半導体シリコン基板が平坦性、価格及び、現状で12インチの大きさまで汎用性があり基板大きさへの対応性の点から好ましい。ただし、樹脂との離型性を確保するために、極平坦プレス板の表面もしくは樹脂表面には離型処理を印圧前に施す方が望ましい。
平坦面成形後の硬化反応は、光硬化性の場合は光照射を行うことによって硬化させれば良い。光源はその光硬化性が感度を持つ波長で行えば良い。その際、基板が透明の場合は基板側から、基板が不透明で極平坦プレス板が透明な場合は極平坦プレス板側から、それぞれ光照射を行うことが出来る。両方とも不透明の場合は光硬化性樹脂を用いることが出来ない。熱硬化性の場合は硬化反応に必要な温度、熱可塑性の場合は塑性変形に必要な温度を樹脂に加えれば良い。そのため基板及び極平坦プレス板の透明性は問わない。
光学部品を製造するための機能性無機光学薄膜を積層する方法としては、これまでに数多くの蒸着方法が知られている。例えば、真空蒸着法、プラズマイオンアシスト法、イオンビームアシスト法、イオンビームスパッタ法など多数の方法が知られている。この中でも好ましくはイオンビームスパッタ法であり、他の光学薄膜の形成方法に対して、緻密さと平坦性が最も優れ、より低温で積層できる手法であり、樹脂への熱的影響が少なく光学薄膜を成形することが出来る。
高度な基板研磨の有無に関わらず、基板上に極めて平坦な樹脂平坦面を形成し、その複合基板上に機能性無機光学薄膜を積層する事により、光学部品を作製することを可能にした。これは、従来の基板研磨を作製する上で必要な、何度も行う研磨処理に基づく時間、高価な装置とその管理、膨大な研磨技術の必要性を低減することができ、基板製造から光学部品製造まで短時間で且つ高精度に作製することが出来ることに繋がる。
本発明は、ストレージデバイスであるハードディスクドライブ装置のプラッタに用いられるアルミ板や石英ガラス板の表面を平坦化する場合にも適用することができる。
本発明の複合基板と高反射ミラーの工程毎の断面図である。 実施例1で作製した高反射ミラーの反射・透過スペクトルを示す図である。 実施例3で作製したビームスプリッタの反射・透過スペクトルを示す図である。
符号の説明
1 光学基板
2 樹脂組成物
3 極平坦プレス板
4 誘電体多層光学薄膜

Claims (18)

  1. 表面粗さが二乗平均粗さで0.3nm以下である平坦面を有する複合基板を用いた光学部品の製造方法であって、
    光学基板上に樹脂組成物を載せるステップと、
    上記樹脂組成物つき光学基板の樹脂組成物側を、上記光学基板よりも平坦な平面を有する平坦プレス板にて印圧するステップと、
    上記樹脂組成物を硬化させて複合基板を形成するステップと、
    上記複合基板上に薄膜を積層して光学部品を成形するステップと、
    を含み、
    上記平坦プレス板は、全面に渡って平坦であることを特徴とする複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  2. 上記樹脂組成物は光硬化性樹脂組成物であって、
    光学基板上に光硬化性樹脂組成物を載せるステップと、
    上記光硬化性樹脂組成物つき光学基板の樹脂組成物側を、上記光学基板よりも平坦な平面を有する平坦プレス板にて印圧するステップと、
    上記光硬化性樹脂組成物に光を照射して硬化させて複合基板を形成するステップと、
    上記複合基板上に薄膜を積層して光学部品を成形するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  3. 上記樹脂組成物は熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂組成物であって、
    光学基板上に熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂組成物を載せるステップと、
    上記熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂組成物つき光学基板の樹脂組成物側を、上記光学基板よりも平坦な平面を有する平坦プレス板にて印圧するステップと、
    上記熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂組成物を温度変化によって硬化させて複合基板を形成するステップと、
    上記複合基板上に薄膜を積層して光学部品を成形するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  4. 上記の平坦プレス板は、表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下の平坦形状な平面を有する半導体基板材料であり、
    形成される複合基板の樹脂表面の表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  5. 上記の平坦プレス板は、表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下の平坦形状な平面を有するシリコン基板材料であり、
    形成される複合基板の樹脂表面の表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  6. 上記の平坦プレス板は、表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下の平坦形状な平面を有する高精度ガラス基板材料であり、
    形成される複合基板の樹脂表面の表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  7. 上記の平坦プレス板は、表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下の平坦形状な平面を有する高精度低熱膨張ガラス基板材料であり、
    形成される複合基板の樹脂表面の表面粗さが二乗平均粗さ(RMS)で0.3nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  8. 上記薄膜は、機能性無機光学薄膜であり、
    該機能性無機光学薄膜を積層して反射ミラーを形成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  9. 上記薄膜は、機能性無機光学薄膜であり、
    該機能性無機光学薄膜を積層してビームスプリッタを形成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  10. 上記薄膜は、機能性無機光学薄膜であり、
    該機能性無機光学薄膜を積層してバンドパスフィルタを形成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  11. 上記薄膜は、機能性無機光学薄膜であり、
    該機能性無機光学薄膜を積層してバンドストップフィルタを形成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  12. 上記薄膜は、機能性無機光学薄膜であり、
    該機能性無機光学薄膜を積層してエッジフィルタを形成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  13. 上記薄膜は、機能性無機光学薄膜であり、
    上記薄膜の積層は、低温スパッタ法で行なうことを特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  14. 上記薄膜は、機能性無機光学薄膜であり、
    上記薄膜の積層は、イオンビームスパッタ法で行なうことを特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  15. 上記薄膜は、誘電体多層光学薄膜であることを特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  16. 上記薄膜は、光学機能性金属薄膜であることを特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  17. 上記薄膜は、誘電体多層光学薄膜あるいは光学機能性金属薄膜であって、
    上記薄膜の積層は、該誘電体多層光学薄膜と該光学機能性金属薄膜との複合膜であることを特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1つに記載の複合基板を用いた光学部品の製造方法。
  18. 請求項1から請求項17のいずれか1つに記載の製造方法で製造したことを特徴とする複合基板を用いた光学部品。
JP2008018777A 2008-01-30 2008-01-30 複合基板を用いた光学部品とその製造方法 Expired - Fee Related JP5105424B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008018777A JP5105424B2 (ja) 2008-01-30 2008-01-30 複合基板を用いた光学部品とその製造方法
US12/865,582 US20110039112A1 (en) 2008-01-30 2009-01-29 Optical component using composite substrate and process for producing same
PCT/JP2009/051921 WO2009096599A1 (ja) 2008-01-30 2009-01-29 複合基板を用いた光学部品とその製造方法
KR1020107017197A KR20100120134A (ko) 2008-01-30 2009-01-29 복합기판을 사용한 광학부품과 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008018777A JP5105424B2 (ja) 2008-01-30 2008-01-30 複合基板を用いた光学部品とその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009180871A JP2009180871A (ja) 2009-08-13
JP5105424B2 true JP5105424B2 (ja) 2012-12-26

Family

ID=40912937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008018777A Expired - Fee Related JP5105424B2 (ja) 2008-01-30 2008-01-30 複合基板を用いた光学部品とその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110039112A1 (ja)
JP (1) JP5105424B2 (ja)
KR (1) KR20100120134A (ja)
WO (1) WO2009096599A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9952096B2 (en) * 2012-06-05 2018-04-24 President And Fellows Of Harvard College Ultra-thin optical coatings and devices and methods of using ultra-thin optical coatings
JP6032667B2 (ja) * 2012-08-31 2016-11-30 国立研究開発法人産業技術総合研究所 接合方法
WO2017165369A1 (en) * 2016-03-21 2017-09-28 Corning Incorporated Transparent substrates comprising three-dimensional porous conductive graphene films and methods for making the same
JP6686636B2 (ja) * 2016-03-31 2020-04-22 Jsr株式会社 光学フィルターおよび光学フィルターを用いた装置
EP3572863B1 (en) * 2017-01-20 2024-10-09 Sony Group Corporation Optical device and display device
TWI754919B (zh) * 2020-04-20 2022-02-11 占暉光學股份有限公司 多功能防霧光學透鏡裝置
US20220163810A1 (en) * 2020-11-24 2022-05-26 Applied Materials, Inc. Planarized crystalline films for diffractive optics

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06230220A (ja) * 1993-02-03 1994-08-19 Fuji Elelctrochem Co Ltd 誘電体多層膜光学部品
US5527562A (en) * 1994-10-21 1996-06-18 Aluminum Company Of America Siloxane coatings for aluminum reflectors
JP2001124927A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Canon Inc ビームスプリッタ及びそれを応用した光学装置
AU2001227959A1 (en) * 2000-01-19 2001-07-31 Omlidon Technologies Llc Polarizing device
US6716767B2 (en) * 2001-10-31 2004-04-06 Brewer Science, Inc. Contact planarization materials that generate no volatile byproducts or residue during curing
JP4942131B2 (ja) * 2004-03-26 2012-05-30 並木精密宝石株式会社 スタンパ及びそれを用いたナノ構造の転写方法
JP2006259657A (ja) * 2004-06-11 2006-09-28 Seiko Epson Corp 電気光学装置、及びその製造方法、並びに電気光学装置を用いた電子機器
JP2008006716A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Fujifilm Corp 凹凸状シートの製造方法及び装置
JP2008015234A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Tamron Co Ltd 光学多層膜、光学素子、バンドパスフィルタ、光学多層膜製造方法および光学素子製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100120134A (ko) 2010-11-12
US20110039112A1 (en) 2011-02-17
JP2009180871A (ja) 2009-08-13
WO2009096599A1 (ja) 2009-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5105424B2 (ja) 複合基板を用いた光学部品とその製造方法
CN107111002B (zh) 光学体、光学膜粘合体及光学体的制造方法
CN104650635B (zh) 硬质涂膜、透明导电性膜以及电容触控面板
KR102138960B1 (ko) 필름 마스크, 이의 제조방법, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 이를 이용하여 형성된 패턴
KR20090030932A (ko) 미세 패턴 데코레이션 시트 구조
JP2001209775A (ja) 保護層を有するicチップの製造方法
WO2017104831A1 (ja) 反射防止光学体の形成方法、ディスプレイパネルおよび光学フィルム
KR101866784B1 (ko) 3d 포밍 고경도 다층필름, 이의 제조방법 및 이의 용도
CN111114033A (zh) 显示面板
CN107240441B (zh) 层叠体及保护膜
US20240210999A1 (en) Encapsulation cover plate and preparation method thereof, and display device
KR100601474B1 (ko) 임프린트법을 이용한 고분해능 인쇄회로기판의 제조방법
JP7435557B2 (ja) はく離フィルム、セラミック部品シート、及び積層セラミックコンデンサの製造方法
KR20140028677A (ko) 나노-마이크로 복합 패턴 형성을 위한 몰드의 제조 방법
CN109031742A (zh) 显示基板的制造方法、显示基板及显示装置
JP4407265B2 (ja) 表示パネル用プラスチックシートの製造方法
JP6603595B2 (ja) 透明導電性フィルム及びタッチパネル、並びに、透明導電性フィルムの製造方法
JP5760818B2 (ja) 積層体の製造方法
CN116348538A (zh) 嵌件成形用硬涂膜和嵌件成形品的制造方法
KR102518432B1 (ko) 헤이즈패턴필름을 이용한 ag필름 제조장치
KR101924102B1 (ko) 다층 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 투명 전극 필름
KR20090016925A (ko) 스핀 윈도우 제작 구조
JP4098056B2 (ja) 透明シート
US11926113B2 (en) Optical element and method for manufacturing optical element
US11249245B2 (en) Patterned light guide structure and method to form the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20101217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120612

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120813

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20120813

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20120813

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20120813

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120918

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5105424

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees