JPH04213401A - 平板光学素子の切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平板基板中にレンズア
レイ等の光学素子を一体的に多数形成した母材板を分割
切断する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述した平板光学素子の切断方法として
、従来から種々の方法が試みられている。従来の１つの
方法を図４に断面図で示す。図において１は平板光学素
子の例としての平板マイクロレンズであり、透明な平坦
ガラス基板１Ａ中に、ガラスの屈折率を高めるイオンを
ガラス中のイオンとの交換により拡散させることにより
、屈折率分布をもった微小レンズ１Ｂの多数を平面的に
配列形成したものである。この大寸法の平板光学素子（
母材）１を適当な大きさの素子に分割するに当り、外周
刃のダイヤモンドブレード２を用いることにより、基板
厚み方向に完全切断を行う方法がある。これは、平板光
学素子１を同材質のダミー板３にホットメルトタイプ等
の樹脂接着剤４により接着した後、回転するダイヤモン
ドブレード２で素子１の基板を全厚みにわたり切断分離
するという方法である。他の方法として、例えば特開昭
１−６９５３４号公報に開示されているように、超硬ロ
ールカッタ等の高硬度鋭利工具によって、切断すべき形
状の浅い切込線を素子形成面側に入れたあと、この素子
基板を局部的に圧縮することにより、切込線に沿った縦
断面で切断するという方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の切断方法においては、それぞれ以下のような問
題点があった。まず、ダイヤモンドブレードを用いる完
全切断法では、切断しようとする加工物をダミー板に接
着するという手間のかかる工程を必要とすることや、ダ
イヤモンドブレードにより切断箇所の材料を除去するた
め切断に時間がかかり、切断効率も悪くなるばかりか、
ガラス切り粉が飛散するため加工物に悪影響を与えると
いう問題がある。また、超硬ロールカッタ等の高硬度鋭
利工具によって切込線を入れた後押圧で切断する方法で
は、図５に示す如く基板にイオン拡散で形成されている
レンズ１Ｂが全体に隙間なく稠密に配列されていると、
切込線５を入れる際、レンズ部分をスクライブするため
内部応力により解放されたガラス切り粉が無数に発生し
たり、図６に示すように、レンズ部分を成す拡散層より
も深く切込線５を入れるため、超硬ロールカッタに過大
な荷重をかける必要があり、カッタの寿命低下及びチッ
ピング、欠けなどの悪影響を与えるという問題点があっ
た。なお、上記問題を回避するために、切込線を入れる
際、加工物表面にポリエチレンフィルム等の保護膜を貼
り、ガラス切り粉の発生を防ぐという方法も考えられる
が、逆に切込線が基板ガラスに入りにくく、切断精度、
直角度の悪化や、所期の切断すべき位置で正確に切断で
きないという問題点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記従来の問題点を解決
するために、本発明では、光学素子が形成される基板面
内の切断すべき位置に、光学素子を形成しない領域、つ
まり非拡散領域（スクライブライン）を設け、超硬ロー
ルカッタ等の鋭利形状工具を用いて、切断すべき線に一
致した切込線を入れ、平板光学素子を上記切込線に沿っ
た縦断面で切断する。

【０００５】

【作用】上記方法によれば、光学素子の形成されている
基板面に非拡散領域が形成されているため、超硬ロール
カッタ等の鋭利工具によって切込線を形成する際、拡散
層の内部応力によるガラス切り粉が発生せず、縦割り線
を容易に内部に進行させることが可能となり、切込線に
沿った縦断面で切断を行うことができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を図面に示した実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は、本発明方法で使用する平板
光学素子１０の平面図であり、図２は同断面図である。 以下平板マイクロレンズを例にとり説明する。平板マイ
クロレンズ１０は、透明ガラス基板１１の片面に、イオ
ン拡散で形成した周辺よりも屈折率の大な略半球状のレ
ンズ部分１２が多数配列形成してある。そして、基板１
１のレンズ形成面には、レンズ１２が形成されていない
非拡散領域１３が設けてあり、この非拡散領域１３の幅
方向ほぼ中心に切込線１４が付けられる。

【０００７】次いで、図３に示すように切込線１４を付
した平板マイクロレンズ１０を、定盤１６の上に緩衝板
１５を介してその切込線付与面を下にして載置する。上
記の緩衝板１５としては、切断加工を行う素子１０の基
板材料に比べてヤング率がより小さい合成樹脂等の板を
用いる。そして、平板マイクロレンズ１０の裏面つまり
上側の面の切込線１４直上箇所に、切込線に沿って合成
樹脂から成るリボン状の加圧子１７を当てがい、図外の
荷重装置によって素子基板に押圧力を加える。これによ
り、押圧された基板部分が緩衝板１５の変形で下方にた
わみ、この切込線１４の両側に切込線を拡開させるよう
な曲げモーメントが加わって、切込線の先端から割れが
垂直上方に進行して切断される。

【０００８】一例として、平板マイクロレンズ１０は、
ソーダライムガラスを基板としてイオン拡散防止マスク
膜（例えばチタン膜）が成膜された後のフォトリソグラ
フィの段階において、切断すべき位置に約１ｍｍの幅を
有するフォトマスクを用いてパターニングを行う。この
後、例えば硝酸タリウム（ＴｌＮＯ３　）と硝酸カリウ
ム（ＫＮＯ３　）の比率が４対６の混合塩から成る溶融
塩に、約５００℃で約１００時間のイオン交換処理を行
って、レンズ部分１２及び非拡散領域１３を形成する。 レンズ形成後、イオン透過防止マスクを除去し、スクラ
イバー等の装置を用いて超硬ロールカッタにより切込線
１４を入れる。一例として、刃先角１４０度の超硬ロー
ルカッタを用い、切込量４０μｍ、荷重０．４Ｋｇ／ｃ
ｍ２　の条件で切込線１４が、ガラス切り粉の発生を伴
なうことなく形成される。切込線１４が形成された後、
厚さ５ｍｍのアクリル樹脂板から成る緩衝板１５上に、
切込線１４側を下面として平板マイクロレンズ１０を置
き、直径１０ｍｍのアクリル樹脂丸棒からなる加圧子１
７をブレーカー等の装置によって押圧する。これにより
素子基板１１内には押圧荷重に比例した曲げモーメント
が加圧子１７の接触点を支点として発生し、この曲げモ
ーメントによる引張応力が切込線１４部分で最大となり
、これによって切込線１４に沿って基板１１に破断が起
り、基板１１の切断分離が達成される。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、拡散によって光学素子
が形成される面内の切断すべき位置に非拡散領域を設け
、超硬ロールカッタで切込線を付与する際にガラス切り
粉の発生が無いため、加工物にダメージを与えることな
く、良好な切り口で精度良く分割切断することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する平板光学素子のパターン例を
示す平面図。

【図２】図１の素子の横断面図。

【図３】本発明で、切込線形成後に破断する工程を示す
横断面図。

【図４】従来の切断方法の第１例を示す横断面図。

【図５】従来の切断方法の第２例を示す平面図。

【図６】図５の素子の横断面図。

【符号の説明】

１０　　　　平板マイクロレンズ（平板光学素子）１１
　　　　ガラス基板 １２　　　　レンズ １３　　　　非拡散領域 １４　　　　切込線 １５　　　　緩衝板 １６　　　　定盤 １７　　　　加圧子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板内に、この基板の屈折率を高める
   物質を部分的な領域を通して内部拡散させることにより
   、光学素子を一体的に形成した平板光学素子において、
   前記の光学素子が形成される基板面内の切断すべき位置
   に非拡散領域を設け、この非拡散領域において鋭利な刃
   先形状の工具を圧接することにより切込線を付与し、し
   かる後基板裏面の切込線対応箇所を支点とする相対的な
   曲げモーメントを加えることにより、前記切込線を基板
   厚み方向に進行させて破断することを特徴とする平板光
   学素子の切断方法。