JPH05297225A - 両面レリーフパターン複製方法及び装置 - Google Patents
両面レリーフパターン複製方法及び装置Info
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Abstract
く、簡単かつ大量に両面レリーフパターンを両面同時に
複製する。 【構成】 一方の面に複製する原版Aのレリーフパター
ン面上に未硬化の紫外線硬化樹脂あるいは電子線硬化性
樹脂Cを滴下し(a)、その上に基板Pを載置し、次い
で、基板Pの上面に樹脂Cと同じか別の種類の紫外線硬
化樹脂あるいは電子線硬化性樹脂Dを滴下し(b)、そ
の上に他方の原版Bをそのレリーフパターン面が基板P
に向くように載置し、この状態で、原版A、B間に圧力
を加えて滴下した樹脂C、Dが原版A、Bのレリーフ面
に均一に入り込むようにし(c)、その状態で又はその
後、紫外線又は電子線を樹脂C、Dに照射して硬化させ
(d)、最後に、原版A、Bを剥離して両面レリフパタ
ーン板が完成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の両面に微細なレ
リーフパターンを複製する方法と装置に関し、特に、基
板の両面に貼り合わせて、位置合わせの必要なしに、微
細なレリーフパターンを正確に複製する方法と装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば、図7に断面を示すように、透明
基板Pの両面に位置合わせしてレンズ10、フレネフゾ
ーンプレート等のホログラム光学素子11等を形成する
場合、従来は、例えば、特開昭58−184986号公
報に示されているような方法で別々に複製して作製した
レリーフパターン板を基板1の片面毎に別々に貼り付け
て形成していた。しかし、この方法による場合、位置合
わせ及び貼り合わせ工程が必要であり、この際の位置合
わせはかなり難しい作業であった。
【0003】これに対し、両面のレリーフパターンを一
体に射出成形により作製することが考えられる。この場
合、両面のパターンの位置合わせは不必要となるが、以
下に示すような問題点が発生する。
【0004】(1)1回の成形で、片面毎にそれぞれ機
能の異なる別の樹脂を同時にパターン化することは不可
能である。 (2)加熱した樹脂を型に流し込み、冷却により硬化さ
せるまでの時間がかかる。 (3)1サンプル形成に必要な樹脂量が多量である。 (4)装置が高価となる。 (5)厚さが薄いものの作製は不可能である。 (6)樹脂の流れにより複屈折性が発生してしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板両面
同時に樹脂レリーフパターンを複製するようにすること
により、上記のような従来の両面レリーフパターン形成
方法の問題点を解決して、位置合わせの必要なしに両面
パターンの位置合わせ精度がよく、簡単かつ大量に両面
レリーフパターンを複製することができる方法と装置を
提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の両面レリーフパターン複製方法は、基板両面にレリ
ーフパターンを複製する方法において、両面から基板
に、未硬化紫外線硬化樹脂又は電子線硬化樹脂を間に介
してレリーフパターン原版とする型を同時に押し当て、
ラミネートされた樹脂に紫外線又は電子線を照射して硬
化させ、その後両面の型を剥離して、両面同時にパター
ニングすることを特徴とする方法である。
【0007】この際、少なくとも片面の原版が透明であ
る場合、この透明な原版側から、紫外線又は電子線を照
射して、ラミネートされた樹脂を硬化させるようにして
もよく、また、基板側面から紫外線又は電子線を照射し
て、ラミネートされた樹脂を硬化させるようにしてもよ
く、そのためには、基板側面に光ファイバを用いて紫外
線を導くようにするか、基板側面にシリンドリカルレン
ズを用いて線状に紫外線を照射するようにするのがよ
い。なお、基板側面から紫外線又は電子線を照射する場
合には、両面の原版共光反射性のあるものであることが
望ましい。
【0008】また、この方法は、プレス機を用いて両面
の型を基板に押し付けるようにしてもよく、相互に加圧
された2本のロールを用いて両面の型を基板に押し付け
るようにしてもよい。
【0009】なお、両面に滴下する樹脂は相互に異なる
種類のものであっても同時に複製できる。
【0010】また、本発明の両面レリーフパターン複製
装置の第1のものは、プレス機のラムとベットにレリー
フパターン原版とする型をパタン面を相互に向かい合わ
せて取り付けてなり、両型間に挟持される基板両面に紫
外線又は電子線を照射する手段を備えたことを特徴とす
るものである。
【0011】第2の本発明の両面レリーフパターン複製
装置は、レリーフパターン原版とする両面の型をパター
ン面が外をむくようにして巻き付けた2本のロールを備
え、両ロール間に圧力を加えながら同じ周速で回転させ
る手段と、両ロール間に挟持された基板両面に紫外線又
は電子線を照射する手段を備えたことを特徴とするもの
である。
【0012】この場合、両方のロール共柔らかくクッシ
ョン性があり、少なくとも一方が中心に空洞を有するも
のからなり、紫外線又は電子線を照射する手段がロール
の空洞内に設置された紫外線源又は電子線源からなり、
ロール間ニップの上流の基板表面には紫外線又は電子線
が達しないようにするマスク手段を備えているように構
成するのが望ましい。
【0013】さらに、第3の本発明の両面レリーフパタ
ーン複製装置は、レリーフパターン原版とする両面の型
を、両型のパタン面が相互に向かい合うように、それら
の一辺において開放可能に結合する手段を備え、両型間
に配置された基板に両型を均一に押し付ける手段を有
し、両型間に挟持された基板両面に紫外線又は電子線を
照射する手段を備えたことを特徴とするものである。
【0014】
【作用】本発明の複製方法と装置においては、両面から
基板に、滴下した未硬化紫外線硬化樹脂又は電子線硬化
樹脂を介してレリーフパターン原版とする型を同時に押
し当て、ラミネートされた樹脂に紫外線又は電子線を照
射して硬化させ、その後両面の型を剥離して、両面同時
にパターニングするので、貼り合わせ、位置合わせの必
要がなく、また、1回の成形で、片面毎にそれぞれ機能
の異なる別の樹脂を同時にパターン化することが可能
で、1サンプル形成時間が短く、1サンプル形成樹脂量
が少く、さらに、装置は安価にでき、厚さが厚いもの、
薄いもの何れも全く問題なく作製でき、かつ、できあが
ったものに複屈折性が発生することもない。
【0015】
【実施例】以下、本発明の両面レリーフパターン複製方
法の原理とそのいくつかの実施例について説明する。本
発明の複製方法は、基本的に、基板に両面からレリーフ
パターン原版となる型を押し当てて、基板と原版との間
に滴下した紫外線硬化樹脂あるいは電子線硬化性樹脂
を、同時にパターニングすることである。図1を参照に
して典型的な複製工程を説明すると、同図(a)に示す
ように、一方の面に複製する原版Aのレリーフパターン
面上に未硬化の紫外線硬化樹脂あるいは電子線硬化性樹
脂Cを滴下する。その上に基板Pを載置し、次いで、同
図(b)に示すように、基板Pの上面に樹脂Cと同じか
別の種類の紫外線硬化樹脂あるいは電子線硬化性樹脂D
を滴下し、その上に他方の原版Bをそのレリーフパター
ン面が基板Pに向くように載置する。この状態で、同図
(c)に示すように、原版A、B間に圧力を加えて滴下
した樹脂C、Dが原版A、Bのレリーフ面に均一に入り
込むようにし、その状態で又はその後、同図(d)に示
すように、紫外線又は電子線を樹脂C、Dに照射して硬
化させ、最後に、原版A、Bを剥離して、例えば図7に
示したような両面レリフパターン板が完成する。
【0016】以上のような工程により両面レリフパター
ン板を同時に複製するので、基板Pとの貼り合わせ工程
が必要なく、短時間に簡単に大量の複製が可能である。
また、原版A、B相互を予め位置合わせしておけば、以
後複製時に何ら位置合わせしないで、位置合わせ精度の
よい両面レリフパターン板が作製できる。作製される両
面レリフパターン板の厚さは、基板Pの厚みに依存する
ので、厚いもの、薄いもの何れも問題なく作製できる。
さらに、樹脂CとDを機能の異なる別の種類の樹脂とし
て、同時に一体にパターン化することが可能となる。し
かも、必要なこれら樹脂C、Dの量は僅かでよく、ま
た、硬化後に複屈折性等の異方性が生じない。その上、
このような複製装置は安価に構成できる。
【0017】ところで、特に紫外線の照射に関しては、
少なくとも一方の原版A又はBを透明なものにし、この
透明な原版側から紫外線を当て、その原版を通して樹脂
C、Dを照射し硬化させるようにすればよい。なお、一
方の原版A又はBしか透明でない場合は、基板Pが透明
である必要があるが、何れの原版A、Bも透明な場合
は、基板Pが必ずしも透明でなくとも、図1に示すよう
に、両方の原版側から紫外線を照射して硬化させるよう
にすればよい。
【0018】また、何れの原版A、Bも透明でなく、金
属のように反射性のものである場合は、原版A、樹脂
C、基板P、樹脂D、原版Bを重ね合わせて圧力を加え
たものの側面から、紫外線あるいは電子線を照射し、そ
の間の樹脂C、Dを照射するようにすることもできる。
この場合、小さい面積からの照射でも、原版A、B間で
の多重反射でパターン全体に紫外線あるいは電子線が行
きわたり、樹脂C、Dを硬化させることができる。その
ためには、図2に示すように、光ファイバ束Fを用いて
光源Sからの紫外線を側面に導くこともできるし、図3
に示すように、シリンドリカルレンズLを用いて光源S
からの紫外線を側面に線状に集束することもできる。
【0019】さて、原版間に圧力を加える方式として
は、プレス機を用い、図1のような平板型の原版A、B
をプレス機の上下のラムとベットに位置合わせして取り
付けて行うこともできる。また、原版A、Bをロールで
構成し、2つのロール間に圧力を加えながら基板Pを通
し、その上下のニップに樹脂C、Dを滴下するようにし
てもよい。
【0020】図4、図5は、原版A、Bを薄い可撓性形
状に作製し、これら原版A、Bを柔らかくクッション性
があるロールR1、R2の周辺に巻き付け、両ロール間
に圧力を加えながら基板Pを通過させて両面複製する例
の、斜視図とロール部分拡大断面図であり、上側ロール
R2の中心空洞には、紫外線光源又は電子線源Sが配置
され、基板Pに塗布前の樹脂C、Dに紫外線又は電子線
が当たらないように、紫外線光源又は電子線源Sの周囲
にはマスクMが配置されている。図4の符号1は基板P
を矢印方向に搬送するコンベア、2は硬化した樹脂、3
は有効パターン部分、Eは下側の樹脂Cを保持する保持
金具を示している。
【0021】この装置を用いて複製するに当たっては、
ロールR1、R2間に基板Pを挟み、ロールR1、R2
の周速と基板Pの送り速度を一致させて、ロールR1、
R2間に圧力を加えながら基板Pを送る。この際、ロー
ルR1と基板Pの間のニップ部に樹脂Cを滴下し、保持
金具Eによって落下しないようにしておき、また、ロー
ルR2と基板Pの間のニップ部に樹脂Dを滴下してお
く。こうすると、樹脂CはロールR1の周囲の原版Aに
よって基板Pの下面に広げられながら、光源Sからの紫
外線等が基板Pを透過して当たり、硬化される。また、
樹脂DもロールR2の周囲の原版Bによって基板Pの上
面に広げられながら、光源Sからの紫外線等によって硬
化される。この配置の場合、ロールR1、R2がクッシ
ョン性のため、変形して原版A、Bの基板Pに対する密
着時間が長くなり、樹脂C、Dが硬化して基板Pに接着
してから原版A、Bが剥離するため、確実な複製がで
き、また、広範囲のパターニングが可能となる。さら
に、両面位置ずれなく大量に複製することができる。
【0022】さらに、両原版A、B相互の位置合わせを
必要とせずに、多数の複製を作製するには、図6に示す
ように、両原版A、Bのパターン面を向かい合わせて位
置合わせして、両原版A、Bのエッジ部を開放習性のあ
るバネ金具Gで結合し、この向かい合う原版A、B間に
下の面に樹脂Cを滴下した基板Pを配置し、この状態で
基板Pの上の面に樹脂Dを滴下する。次に、ローラ等の
しごき手段Rによりバネ金具Gの開放習性に抗して上側
の原版Bを下側の原版Aに押し付けながら結合部と反対
のエッジまでしごいて、樹脂C、Dが原版A、Bのレリ
ーフ面に均一に入り込むようにし、ローラRを押し付け
たままその状態で保ち、例えば原版B側から紫外線を照
射して両樹脂C、Dを硬化させ、その後ローラRを離し
てバネ金具Gの開放習性により基板Pから原版A、Bを
剥離させる。
【0023】この場合も、簡単な装置により、両面位置
ずれなく大量に両面レリーフパターン板を複製すること
ができる。
【0024】以下、本発明の具体的ないくつかの実施例
について説明する。 実施例1 2枚の1.35mm厚のガラス板それぞれに、ドライエ
ッチングにより異種のホログラフィック光学素子を形成
し、レリーフホログラム原版とした。このレリーフホロ
グラム原版から、特開昭58−184986号公報に記
載さているように、2回の複製を繰り返すことにより、
1.2mm厚のアクリル基板上に紫外線硬化性樹脂(旭
化成工業(株)製:APR)でパターニングした樹脂版
を得た。この樹脂版を原版A、Bとし、プレス機のラム
とベットに位置合わせして固定した。
【0025】図1(a)に示すように、下段の原版Aの
レリーフ面に、紫外線硬化性樹脂(旭化成工業(株)
製:APR)Cを滴下し、その上に基板Pとなる1.3
5mm厚、5インチ角のガラス板を置き、さらに、同図
(b)に示すように、ガラス板P上に紫外線硬化性樹脂
(旭化成工業(株)製:APR)Dを滴下した。最後
に、上段の原版Bを降ろして行き、同図(c)に示すよ
うに、上下から圧力を加えて、樹脂C、Dをラミネート
した。
【0026】次に、同図(d)に示すように、原版A、
Bを通して上下から紫外線を照射し、樹脂C、Dを硬化
させて、その後、原版A、Bを剥離して、ガラス板Pの
両面同時に、それぞれの面に異種のパターンを位置ずれ
なく形成することできた。
【0027】実施例2 実施例1と同様にして、アクリル基板上に作製した片方
の面の樹脂版のみのレリーフ面にニッケルメッキをし、
このニッケルメッキを剥離し、これを大量複製用原版B
とした。
【0028】このニッケルメッキ版Bを、実施例1と同
様にして、プレス機の上段のラムに固定した。
【0029】実施例1と同様にして、樹脂C、Dをラミ
ネートした後、透明である樹脂原版A側から紫外線をを
照射し、その後原版A、Bを剥離した結果、レリーフパ
ターンを相互に位置ずれなく、両面同時に形成すること
ができた。
【0030】実施例3 実施例1と同様にして形成した樹脂版A、Bを、図4、
5に示したような柔らかいクッション性のある中心が空
洞となっているロールR1、R2に巻き付けて固定し
た。
【0031】基板となる1.35mm厚、5インチ角の
NaガラスPをコンベア1に載せ、ロールR1、R2間
に圧力を加えて基板PとロールR1、R2との密着面積
を大きくした。
【0032】ロールR1、R2の上流側ニップ近傍に、
紫外線硬化性樹脂(旭化成工業(株)製:APR)C、
Dを滴下し、上下両方のロールR1、R2を同じ回転速
度で回転させ、かつ、コンベア1の搬送速度をそれに合
わせて、光源Sから紫外線をニップ間の樹脂C、Dに照
射しながら複製した結果、基板P両面に位置ずれなく同
時にレリーフパターンを形成することができた。
【0033】実施例4 実施例1と同様にして形成した2枚の樹脂原版A、Bの
パターン部分を向かい合わせ、各々の一辺を相互に図6
に示したようなバネ金具Gで固定して結合した。
【0034】この向かい合う樹脂原版A、Bの下段の原
版Aのパターン部分に、紫外線硬化性樹脂(旭化成工業
(株)製:APR)Cを滴下した。
【0035】その上に、基板Pとなる1.35mm厚、
5インチ角のNaガラスを載せ、さらにその上に、紫外
線硬化性樹脂(旭化成工業(株)製:APR)Dを滴下
した。
【0036】その後、原版A、Bの結合部からローラR
を押し付けながら回転させ、基板P両面に樹脂C、Dを
均一にラミネートした。ローラRを押し付けたままその
状態に保ち、原版B側から紫外線を照射して両樹脂C、
Dを硬化させ、その後ローラRを離してバネ金具Gの開
放習性により基板Pから原版A、Bを剥離させることに
より、基板P両面に位置ずれなく同時にレリーフパター
ンを形成することができた。
【0037】実施例5 実施例1と同様にして、アクリル基板上に作製した両方
の樹脂版のレリーフ面にニッケルメッキをし、このニッ
ケルメッキを剥離し、これを大量複製用原版A、Bとし
た。
【0038】このニッケルメッキ版A、Bを、実施例4
と同様にして、図6に示したようなバネ金具Gで固定し
て結合した。
【0039】この向かい合う樹脂原版A、Bの下段の原
版Aのパターン部分に、紫外線硬化性樹脂(旭化成工業
(株)製:APR)Cを滴下した。
【0040】その上に、基板Pとなる1.35mm厚、
5インチ角のNaガラスを載せ、さらにその上に、紫外
線硬化性樹脂(旭化成工業(株)製:APR)Dを滴下
した。
【0041】その後、原版A、Bの接合部からローラR
を押し付けながら回転させ、基板P両面に樹脂C、Dを
均一にラミネートした。ローラRを押し付けたままその
状態に保ち、ガラス基板Pの側面から図2に示したよう
な光ファイバ束Fを使用して紫外線で照射して樹脂C、
Dを硬化させた。この場合も、基板P両面に位置ずれな
く同時にレリーフパターンを形成することができた。
【0042】以上、本発明の両面レリーフパターン複製
方法及び装置のいくつかの実施例について説明してきた
が、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可
能である。また、本発明の複製方法及び装置は、光学素
子の製造に限定されず、コースター、将棋の駒、ホログ
ラム付きブラインド等の両面にレリーフパターンを有す
る種々の物品の製造に適用できる。
【0043】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の両面レリーフパターン複製方法及び装置によると、両
面同時にパターン化可能なため、貼り合わせ、位置合わ
せの必要がない。また、従来の射出成形法と比較して、
以下のような利点を有する。
【0044】(1)1回の成形で、片面毎にそれぞれ機
能の異なる別の樹脂を同時にパターン化することが可能
である。 (2)1サンプル形成時間が短い。 (3)1サンプル形成樹脂量が少ない。 (4)装置が安価にできる。 (5)厚さが厚いもの、薄いもの何れも全く問題なく作
製できる。 (6)樹脂を細いゲートを押し流す工程がなく、複屈折
性が発生しない。
【図1】本発明に基づく典型的な複製工程を説明するた
めの工程図である。
【図2】側面から紫外線を照射する1つの方法を説明す
るための図である。
【図3】側面から紫外線を照射する他の方法を説明する
ための図である。
【図4】ロールを用いる複製装置の実施例の斜視図であ
る。
【図5】図4の実施例のロール部分拡大断面図である。
【図6】他の複製装置の実施例の側面図である。
【図7】両面レリフパターン板の1例の断面図である。
A、B…原版 C、D…紫外線硬化樹脂又は電子線硬化性樹脂 P…基板 F…光ファイバ束 S…紫外線源又は電子線源 L…シリンドリカルレンズ R1、R2…ロール M…マスク E…保持金具 G…バネ金具 R…ローラ 1…コンベア 2…硬化した樹脂 3…有効パターン部分 10…レンズ 11…ホログラム
Claims (13)
- 【請求項1】 基板両面にレリーフパターンを複製する
方法において、両面から基板に、未硬化紫外線硬化樹脂
又は電子線硬化樹脂を間に介してレリーフパターン原版
とする型を同時に押し当て、ラミネートされた樹脂に紫
外線又は電子線を照射して硬化させ、その後両面の型を
剥離して、両面同時にパターニングすることを特徴とす
る両面レリーフパターン複製方法。 - 【請求項2】 少なくとも片面の原版が透明であり、こ
の透明な原版側から、紫外線又は電子線を照射して、ラ
ミネートされた樹脂を硬化させることを特徴とする請求
項1記載の両面レリーフパターン複製方法。 - 【請求項3】 基板側面から紫外線又は電子線を照射し
て、ラミネートされた樹脂を硬化させることを特徴とす
る請求項1記載の両面レリーフパターン複製方法。 - 【請求項4】 基板側面に光ファイバを用いて紫外線を
導くことを特徴とす請求項3記載の両面レリーフパター
ン複製方法。 - 【請求項5】 基板側面にシリンドリカルレンズを用い
て線状に紫外線を照射することを特徴とす請求項3記載
の両面レリーフパターン複製方法。 - 【請求項6】 両面の原版共光反射性のある原版である
ことを特徴とする請求項1、3から5の何れか1項記載
の両面レリーフパターン複製方法。 - 【請求項7】 プレス機を用いて両面の型を基板に押し
付けることを特徴とする請求項1から6の何れか1項記
載の両面レリーフパターン複製方法。 - 【請求項8】 相互に加圧された2本のロールを用いて
両面の型を基板に押し付けることを特徴とする請求項1
から6の何れか1項記載の両面レリーフパターン複製方
法。 - 【請求項9】 両面に滴下する樹脂が相互に異なる種類
のものであることを特徴とする請求項1から8の何れか
1項記載の両面レリーフパターン複製方法。 - 【請求項10】 プレス機のラムとベットにレリーフパ
ターン原版とする型をパタン面を相互に向かい合わせて
取り付けてなり、両型間に挟持される基板両面に紫外線
又は電子線を照射する手段を備えたことを特徴とする両
面レリーフパターン複製装置。 - 【請求項11】 レリーフパターン原版とする両面の型
をパターン面が外をむくようにして巻き付けた2本のロ
ールを備え、両ロール間に圧力を加えながら同じ周速で
回転させる手段と、両ロール間に挟持された基板両面に
紫外線又は電子線を照射する手段を備えたことを特徴と
する両面レリーフパターン複製装置。 - 【請求項12】 両方のロール共柔らかくクッション性
があり、少なくとも一方が中心に空洞を有するものから
なり、紫外線又は電子線を照射する手段がロールの空洞
内に設置された紫外線源又は電子線源からなり、ロール
間ニップの上流の基板表面には紫外線又は電子線が達し
ないようにするマスク手段を備えていることを特徴とす
る請求項11記載の両面レリーフパターン複製装置。 - 【請求項13】 レリーフパターン原版とする両面の型
を、両型のパタン面が相互に向かい合うように、それら
の一辺において開放可能に結合する手段を備え、両型間
に配置された基板に両型を均一に押し付ける手段を有
し、両型間に挟持された基板両面に紫外線又は電子線を
照射する手段を備えたことを特徴とする両面レリーフパ
ターン複製装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10284692A JP3322351B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 両面レリーフパターン複製方法及び装置 |
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JP10284692A JP3322351B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 両面レリーフパターン複製方法及び装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH05297225A true JPH05297225A (ja) | 1993-11-12 |
JP3322351B2 JP3322351B2 (ja) | 2002-09-09 |
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ID=14338320
Family Applications (1)
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JP10284692A Expired - Lifetime JP3322351B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 両面レリーフパターン複製方法及び装置 |
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