JPH06331806A - 拡散板成形用母型の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 干渉縞を生じることなくしかも自然なボケ像
を形成することができる拡散板を製造可能な拡散板成形
用母型の作製方法を提供する。 【構成】 平面基板に形成された感光樹脂層に、マスク
の所定の微細構造形状のパターンを露光により転写し、
現像によって該感光樹脂層を凹凸部とし、その凹凸部を
加熱軟化させてその凹凸形状を滑らかな曲面とした後室
温まで冷却し、その表面の一部分もしくは全面にレーザ
ー光や電子線、イオンビーム等のエネルギービームを照
射して母型を作製するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の光学系の焦点板
等に使用される拡散板を製造する場合に利用される拡散
板成形用母型の作製方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一眼レフカメラ等の焦点板等に使用され
る拡散板を製造する場合、表面に凹凸を形成した拡散板
成形用母型（以下、母型という）を作製し、さらに、母
型の凹凸を転写した成形型を用いて電鋳法により光学材
料を成形することによって、拡散板を製造することが行
われている。

【０００３】ところで、前記母型の作製方法について
は、例えば、特開平１−１７８９４３号公報に開示され
ているように、基板上に形成された感光樹脂層を、マス
クに画成した微細パターンを投影し露光・現像すること
により、凹凸部として形成し、その後、加熱処理をして
その凹凸形状を変曲点のない滑らかなものとする方法が
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開平１−１７８９４３号公報に記載されている方法によ
れば、露光・現像により形成した凹凸を加熱軟化させ、
その凹凸を表面張力で丸くしているので、母型の凹凸の
配列は規則正しくなるとともに、形状が一様で、しか
も、凹凸の表面が滑らかなものとなってしまう。したが
って、この母型を元にして得られる拡散板も、その表面
の凹凸の配列が規則正しくなってしまうことから、著し
い回折現象が生じ、焦点板に干渉縞が現れてしまうとい
う問題があった。また、母型の１つ１つの凹凸が滑らか
な半球面になってしまうことから、ボケ像が輪帯状の不
自然なものになってしまうという問題があった。

【０００５】本発明は、かかる問題点に鑑みなされたも
ので、干渉縞を生じることなくしかも自然なボケ像を形
成することができる拡散板を製造可能な拡散板成形用母
型の作製方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による拡散板成形
用母型の作製方法は、平面基板に形成された感光樹脂層
に、マスクの所定の微細構造形状のパターンを露光によ
り転写し、現像によって該感光樹脂層を凹凸部とし、そ
の凹凸部を加熱軟化させてその凹凸形状を滑らかな曲面
とした後室温まで冷却し、その表面の一部分もしくは全
面にレーザー光や電子線、イオンビーム等のエネルギー
ビームを照射して母型を作製するようにしたものであ
る。

【０００７】

【作用】この母型の作製方法によれば、レーザー光や電
子線、イオンビーム等のエネルギービームの強度や照射
時間の制御によって、感光樹脂の軟化の度合い、ひいて
は感光樹脂の粘度を変えることができ、それによって各
々のマイクロレンズ部（前記の凹凸形状を滑らかな曲面
（半球状）にしたもの）の曲率を場所によって変えるこ
とが可能となるとともに、マイクロレンズ部の一部加熱
によってその表面に微小な凹凸（粗さ成分）を形成する
ことができる。したがって、この母型を元にして得られ
る拡散板は、その表面のマイクロレンズの規則性が減少
し、拡散板には干渉縞が生じなくなる。さらに、拡散板
のマイクロレンズ表面に微小な凹凸（粗さ成分）を形成
するので、その部分で光が散乱されるためボケ像は輪帯
状の不自然なものが減少しより自然なものとなる。

【０００８】

【実施例１】 （構成）図１〜図５は、母型を得るための各作製工程を
概略的に示す説明断面図である。図１において、符号１
は石英よりなる平面状基板（その寸法は３０ｍｍ×４０
ｍｍ、厚さ３ｍｍ）を示し、符号２は平面基板１上にス
ピンナー法により２〜５μｍ程度の膜厚範囲内の所定の
厚さで均一に塗布され１１０℃、９０秒で予備硬化させ
た感光樹脂層（ポジ型フォトレジスト（東京応化工業
（株）製のＴＳＭＲ−８８００）を示す。符号４はガラ
スマスク（平面ガラス基板）を示し、その表面には直径
１８μｍの円形微細パターン３を規則的に焼き付けてあ
る。符号５は、感光に用いられる紫外線を示す。また、
図２において、符号６は露光・現像後に平面基板１上に
残った感光樹脂層２の縁部を示す。図３において、符号
２’は加熱軟化により半球状に変形した感光樹脂層（マ
イクロレンズ部）を示す。図４において、符号７はＹＡ
Ｇレーザー発振部を示し、このＹＡＧレーザー発振部７
はレーザー発振機本体（図示せず）と接続されている。
また、符号８はＹＡＧレーザー発振部から発振されたレ
ーザー光を示す。図５において、符号９はレーザー光照
射によりその曲率が変化した半球状の感光樹脂層（マイ
クロレンズ部）を示し、符号１０はレーザー照射によっ
て半球状の感光樹脂層２’、９の表面に形成した微小な
凹凸部（粗さ成分）を示している。

【０００９】この図１〜図５を用いて実施例の方法を説
明すれば、まず、図１に示すように、平面基板１上に２
〜５μｍの均一な膜厚で塗布された感光樹脂層２上に、
微細パターン３を焼き付けてあるガラスマスク４（図６
参照）を密着させ、紫外線５を０．７秒間照射して感光
樹脂層２を露光する。次に、ガラスマスク４を外した
後、感光樹脂層２の未露光部を現像操作により除去し、
図２に示すような凹凸形状を平面基板１上に形成する。

【００１０】次に、平面基板１をオーブンに入れ１４０
℃の温度で５分間加熱し、平面基板１上に凹凸として残
った感光樹脂層２を加熱軟化し、図３に示すような半球
状の凹凸（マイクロレンズ部）２’を形成し、その後オ
ーブンから取り出して室温まで冷却する。

【００１１】次に、平面基板１表面のマイクロレンズ部
２’面を図４に示すようにＹＡＧレーザー光８により照
射する。レーザー光８のマイクロレンズ部２’面におけ
るスポットサイズを２０μｍから０．１μｍまでランダ
ムに変化させ、さらにマイクロレンズ２’上の同一箇所
への照射時間が０．１秒を越えないようにレーザー光８
をスキャンさせ、マイクロレンズ部２’表面を局所的に
加熱軟化し、マイクロレンズ部２’の曲率を変化させた
り、マイクロレンズ部２’表面に１〜３μｍ程度の微小
な凹凸（粗さ成分）を形成し、図５に示すような形状を
した母型を得る。

【００１２】（作用）このようにして得られた母型によ
って拡散板を製造すれば、拡散板におけるマイクロレン
ズの規則性を従来に比べて著しく減少させられることに
なる。また、拡散板におけるマイクロレンズ表面に微小
な凹凸（粗さ成分）を形成することができる。

【００１３】（効果）拡散板におけるマイクロレンズに
規則性がなくなるため、干渉縞が生じなくなるととも
に、マイクロレンズ表面に微小な凹凸（粗さ成分）を形
成できるため、光がその部分で拡散され、ボケ像は輪帯
状の不自然なものが減少しより自然なものとなる。

【００１４】

【実施例２】 （構成）この実施例が実施例１と異なる点は、使用する
平面基板１が銅合金よりなり、ガラスマスク４に焼き付
けた微細パターン３の形状が一辺２０μｍの正三角形と
なっており、さらに、マイクロレンズ部２’に電子線８
を照射していることである。その他の構成は実施例１と
同様である。

【００１５】この実施例においては、実施例１と同様な
手順で図３に示すようなマイクロレンズ部２’を表面に
形成した平面基板１を、電子線照射装置における真空層
内に挿入し、電子線８を図４に示すようにマイクロレン
ズ部２’面に照射する。この場合、マイクロレンズ部面
における電子線８のスポットサイズを２０μｍから０．
１μｍまでランダムに変化させ、さらにマイクロレンズ
部２’上の同一箇所への照射時間が３０秒を越えないよ
うに電子線８をスキャンさせる。これによって、マイク
ロレンズ部２’表面を局所的に加熱軟化し、マイクロレ
ンズ部２’の曲率を変化させたり、マイクロレンズ部
２’表面に０．１〜３μｍ程度の微小な凹凸（粗さ成
分）１０を形成し、図５に示すような形状とした母型を
得る。

【００１６】（作用）このようにして得られた母型によ
って拡散板を製造すれば、拡散板におけるマイクロレン
ズの規則性を従来に比べて著しく減少させられることに
なる。また、拡散板におけるマイクロレンズ表面に微小
な凹凸（粗さ成分）を形成することができる。

【００１７】（効果）拡散板におけるマイクロレンズに
規則性がなくなるため、干渉縞が生じなくなるととも
に、マイクロレンズ表面に微小な凹凸（粗さ成分）を形
成できるため、光がその部分で拡散され、ボケ像は輪帯
状の不自然なものが減少しより自然なものとなる。

【００１８】

【実施例３】 （構成）この実施例が実施例１と異なる点は、使用する
平面基板１がシリコンウェーハよりなり、その上に形成
する感光樹脂層２の材料として東京応化工業（株）製ネ
ガ型フォトレジストＯＭＲ−８００を用い、図３に示す
ようにガラスマスク４に焼き付けた微細パターン３が、
実施例１のものと逆転しているものを用いる点、さらに
マイクロレンズ部２’に照射するビーム８がアルゴンイ
オンビームであることである。その他の構成は実施例１
と同様である。

【００１９】この実施例においては、実施例１と同様な
手順で図３に示すようなマイクロレンズ部２’を表面に
形成した平面基板１を、アルゴンイオンビーム照射装置
の真空層内に挿入し、図４に示すようにアルゴンイオン
ビーム８をマイクロレンズ部２’面に照射する。この場
合、マイクロレンズ部面におけるアルゴンイオンビーム
８のスポットサイズを２０μｍから０．１μｍまでラン
ダムに変化させ、さらにマイクロレンズ２’上の同一箇
所への照射時間が１０秒を越えないようにアルゴンイオ
ンビーム８をスキャンさせる。これにより、マイクロレ
ンズ部２’表面を局所的に加熱軟化し、マイクロレンズ
２’の曲率を変化させたり、マイクロレンズ２’表面に
０．１〜３μｍ程度の微小な凹凸（粗さ成分）１０を形
成し、図５に示すような形状とした母型を得る。

【００２０】（作用）このようにして得られた母型によ
って拡散板を製造すれば、拡散板におけるマイクロレン
ズの規則性を従来に比べて著しく減少させられることに
なる。また、拡散板におけるマイクロレンズ表面に微小
な凹凸（粗さ成分）を形成することができる。

【００２１】（効果）拡散板におけるマイクロレンズに
規則性がなくなるため、干渉縞が生じなくなるととも
に、マイクロレンズ表面に微小な凹凸（粗さ成分）を形
成できるため、光がその部分で拡散され、ボケ像は輪帯
状の不自然なものが減少しより自然なものとなる。

【００２２】以上実施例の中では、基板材料を石英、銅
合金、シリコンウェーハとしたが、表面を平滑にするこ
とが可能で感光樹脂を加熱する工程で変形を生じない材
料であれば何れの材料でも問題はない。また、感光樹脂
材料として東京応化工業（株）製のポジ型フォトレジス
ト（ＴＳＭＲ−８８００）およびネガ型フォトレジスト
（ＯＭＲ−８００）をあげたが、これに限定されるもの
ではなく加熱により軟化変形するものであれば良い。さ
らに、マスク用微細パターンは１つ１つのパターンの大
きさが２０μｍ程度のものであれば規則性を有しないラ
ンダム形状のものでも良い。そして、マイクロレンズの
曲率を変化させたり、マイクロレンズ表面に０．１〜３
μｍ程度に凹凸（粗さ成分）を形成するために照射する
ビームはそのスポット径が２０μｍ程度から０．１μｍ
程に変化させることが可能で、マイクロレンズ表面を加
熱変形させることが可能なものであれば良く、例えばＣ
Ｏ₂ レーザー光であっても良い。

【００２３】

【発明の効果】本発明により作製した拡散板用母型によ
れば、それによって製造される拡散板におけるマイクロ
レンズの規則性を従来に比べて著しく減少させられるこ
とになる。また、拡散板におけるマイクロレンズ表面に
微小な凹凸（粗さ成分）を形成することができる。した
がって、拡散板におけるマイクロレンズに規則性がなく
なるため、干渉縞が生じなくなるとともに、マイクロレ
ンズ表面に微小な凹凸（粗さ成分）を形成できるため、
光がその部分で拡散され、ボケ像は輪帯状の不自然なも
のが減少しより自然なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マスクの微細構造形状のパターンを露光により
感光樹脂層に転写する状態を示す図である。

【図２】感光樹脂層の露光部または未露光部のうち何れ
か一方を除去した状態を示す図である。

【図３】残った感光樹脂層を加熱により丸みを持った曲
面とした後室温まで冷却した状態を示す図である。

【図４】感光樹脂層の表面の一部もしくは全面にエネル
ギービームを照射する状態を示す図である。

【図５】マイクロレンズ部の表面に凹凸（粗さ成分）を
形成した状態を示す図である。

【図６】所定の微細構造形状のパターンを有するマスク
を示す図である。

【符号の説明】

１ 平面基板 ２ 感光樹脂層 ３ パターン ４ マスク ８ ビーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面基板上に感光樹脂層を形成し、所定
   の微細構造形状のパターンを有するマスクを用いて、該
   感光樹脂層に前記微細構造形状のパターンを露光により
   転写する工程と、 該感光樹脂層の露光部または未露光部のうち何れか一方
   を除去する工程と、 残った感光樹脂層を加熱により丸みを持った曲面とした
   後室温まで冷却する工程と、 該感光樹脂層の表面の一部もしくは全面にレーザー光や
   電子線、イオンビーム等のエネルギービームを照射する
   工程とを有することを特徴とする拡散板成形用母型の作
   製方法。