KR101139071B1

KR101139071B1 - 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법

Info

Publication number: KR101139071B1
Application number: KR1020050025444A
Authority: KR
Inventors: 세이지 유아사; 시게루 호소에
Original assignee: 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2012-04-30
Also published as: CN1676477B; US20050242454A1; EP1604757A3; JPWO2005097450A1; CN1676477A; TW200602274A; DE602005011892D1; EP1604757B1; KR20060044839A; WO2005097450A1; TWI346092B; US7366395B2; JP4525677B2; EP1604757A2

Abstract

본 발명은 제조가 용이하면서, 광학 소자의 치수 정밀도를 높일 수 있는 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법은, 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면을 성형하기 위한 마스터형의 마스터 전사면에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 제1 막층을 형성하는 공정과, 상기 제1 막층의 표면과 광학 소자 성형용 금형의 기재의 피전이면을 대향하여 압박하면서, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 유리 전이점 이상으로, 상기 제1 막층을 가열하는 공정과, 상기 제1 막층을 상기 마스터형으로부터 박리하여, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

광학 소자, 성형 전사면, 마스터형, 마스터 전사면, 과냉각 액체 영역, 비정질 합금

Description

광학 소자 성형용 금형의 제조 방법 {MANUFACTURING METHOD OF DIE FOR OPTICAL ELEMENT MOLDING}

도1의 (a) 내지 도1의 (g)는 광학 소자 성형용 금형을 제작하기 위한 마스터형의 제작 공정을 도시하는 도면.

도2는 광학 소자 성형용 금형의 제작 공정을 도시하는 도면.

도3의 (a) 내지 도3의 (d)는 광학 소자 성형용 금형의 제작 공정을 도시하는 도면.

도4는 광학 소자인 렌즈를 형성하기 위한 광학 소자 성형용 금형을 포함하는 다이세트의 단면도.

도5의 (a) 내지 도5의 (d)는 광학 소자 성형용 금형에 의해 형성되는 렌즈의 광학면을 확대하여 도시하는 사시도.

도6의 (a) 내지 도6의 (b)는 마스터형(M1)과 광학 소자 성형용 금형(M2)의 접합시, 이형시의 상태를 개략적으로 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 마스터형재

1a : 마스터 전사면

1a′ : 광학 전사면

1b : 모기하 치수 기준면

2 : 실린더

2a : 홈

3 : 볼트

4 : 마스터형

5 : 지주

6 : 플런저

7 : 용기

10 : 기재

10a : 오목부

10b : 주위면

FM : 기능막

H : 히터

IS : 이온 샤워

LB : 전자빔

MG : 비정질 합금

R : 레지스트

T : 타겟

[문헌 1]

일본 특개2003-160343호 공보

[문헌 2]

일본 특개2001-195769호 공보

본 발명은 마스터형을 이용하여 광학 소자 성형용 금형을 제조하는 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터 일반적으로 행해져 온 플라스틱 광학 소자의 성형용 금형의 제작 수법에 따르면, 예를 들면 강철재나 스테인레스 철강 등으로 블랭크(일차 가공품)를 만들어 두고, 그 위에 무전해 니켈 도금이라고 불리는 화학 도금에 의해, 비정질 형상의 니켈과 인의 합금을 100㎛ 정도의 두께로 도막(鍍膜)하고, 이 도금층을 초정밀 가공기에 의해 다이아몬드 공구로 절삭 가공하여, 광학 소자의 광학면을 성형하기 위한 고정밀도의 광학면 전사면을 얻고 있었다.

이와 같은 종래 기술의 수법에 따르면, 기본적으로 기계 가공에 의해 부품 형상을 창성(創成)하기 위해, 가공기의 운동 정밀도 가까이까지 용이하게 부품 정밀도를 높일 수 있는 반면, 제작 공정에 기계 가공과 화학 도금 처리가 혼재하여 번잡하고 납기가 걸리는 것, 도금층의 두께를 고려하여 블랭크(일차 가공품)를 제작할 필요가 있는 것, 반드시 도금 처리가 안정되어 있는 것이 아니라, 블랭크의 조성의 편향이나 오염 상태에 따라 도금층의 부착 강도가 불규칙하거나, 피트라 불 리는 핀홀 형상의 결함이 생기거나 하는 것, 도금층의 두께내에서 광학면 전사면을 창성해야만 하기 때문에, 광학면 전사면을 재가공할 때 등은 도금 두께에 여유가 없어 가공 불가능이 되는 경우가 있는 것, 등의 장애가 발생하고 있었다.

또한, 종래 기술에 따르면, 다량으로 광학면 전사면을 다이아몬드 절삭 가공할 필요가 있지만, 이와 같은 경우, 공구의 칼날의 상태나 가공 조건, 가공 환경 온도의 변화 등의 영향을 받아, 절삭 가공하여 완성한 광학면 전사면의 형상이 미묘하게 불규칙하게 된다는 문제도 있었다. 이 광학면 전사면의 가공 불균일은 소재의 피삭성이 나쁜 것에 기인하는 것으로서, 일반적으로는 100nm 정도의 광학면 형상 오차가 발생하여, 매우 신중하게 가공한 경우에서도 50nm 정도의 형상 오차가 남지만, 이것이 다량으로 동일 형상의 광학면 전사면을 창성할 때의 가공 정밀도 한계로 되어 있다.

또한, 최근, 광학면에 윤대(輪帶) 형상의 회절홈(회절 윤대)을 형성하여 색수차를 효율적으로 보정하는 광학 소자가 광정보 기록 분야 등에서 실용화되어, 대량으로 생산되고 있다. 그 광학 재료로서는 플라스틱이나 유리가 사용되고 있지만, 적외 광학계 등에서는 ZnSe 등의 결정 재료도 이용되고 있다. 이와 같은 광학 소자는, 성형에 의해 대량으로, 또한 효율적으로 생산할 수 있지만, 그 성형시에, 광학 소자 성형용 금형에서 광학 소자의 광학면에서의 미세한 회절홈을 얼마나 고정밀도로 효율적으로 제작할 것인지가, 극히 중요한 과제로 된다.

예를 들면, 다이아몬드 절삭에 의해, 광학 소자 성형용 금형의 광학면 전사면상에 회절홈 등의 광학 기능을 갖는 미세한 패턴을 창성하는 경우는, 날끝의 날 카로움이 회절홈 형상의 정확성을 좌우하여, 광학 소자의 광학면으로서 전사되었을 때에 회절 효율에 큰 영향을 준다.

따라서, 회절 윤대의 회절 효율을 저하시키지 않기 위해서는, 날끝의 크기를 충분히 작게 해야만 하고, 그렇게 하면, 작은 날끝 부분에 절삭 저항이 집중하여 가해지므로 절삭 깊이를 작게 해야만 하여, 광학면 전체를 균일하게 절삭 제거하기까지 가공 회수가 많아진다. 또한, 날끝의 작은 커터 마크에 의한 광학면의 표면 조도의 열화를 막기 위해서도 공구 전송 속도를 늦게 해야만 하여, 1회의 광학면 전사면 가공 시간도 길어진다. 그 결과, 회절홈을 갖는 광학 소자의 성형용 금형의 절삭 가공에 있어서는, 절삭 길이가 증대하므로 공구 날끝의 손모가 커져, 공구 교환이 빈번해 진다. 즉, 종래의 다이아몬드 절삭에 의해 미세한 형상을 갖는 광학면 전사면을 가공하는 경우에는, 공구의 수명이 극단적으로 짧아지며, 게다가 하나의 광학면 전사면을 가공하는 시간도 증대하므로, 빈번하게 공구를 교환해야만 하기 때문에 가공 효율이 매우 저하하여, 광학 소자 성형용 금형의 생산성이 저하해 코스트의 급격한 증대를 초래하고 있었다. 그 때문에, 특히 다이아몬드 절삭에 의해 미세한 형상을 표면에 갖는 광학면 전사면을 마무리하는 경우에는, 무전해 니켈 도금 공정을 포함하지 않는 간소하고 납기가 짧은 금형 제작 수법이 바람직하다.

또한, 최근, 사용하는 광원 파장의 수 배 내지 그것보다 작은 미세 구조를 광학면에 형성하여, 새로운 광학적 기능을 광학 소자에 부가하는 것이 시도되고 있다. 예를 들면, 성형 렌즈의 굴절에 의한 통상의 집광 기능과 그 때에 부작용으로 서 발생하는 정의 분산을, 그 비구면 광학면의 표면에 회절홈을 형성함으로써 얻어지는 회절에 의한 큰 부의 분산을 이용하여 없애, 본래, 굴절만으로는 불가능한 색지움 기능을 단옥 광학 소자에 부가하는 것이, DVD/CD 호환의 광디스크용 픽업 장치용 대물 렌즈에서 실용화되고 있다. 이는, 광학 소자를 투과하는 빛의 파장의 수십배 크기의 회절홈에 의한 회절 작용을 이용한 것으로, 이와 같이 파장보다 충분히 큰 구조에 의한 회절 작용을 취급하는 영역은, 스칼라 영역이라 불리고 있다.

한편, 광학 소자를 투과하는 빛의 파장의 수분의 일이라고 하는 미세한 간격으로, 원추 형상의 돌기를 광학면의 표면에 밀집시켜 형성시킴으로써, 빛의 반사 억제 기능을 발휘할 수 있는 것이 알려져 있다. 즉, 광파가 광학 소자에 입사할 때의 공기와의 경계면에서의 굴절률 변화를, 종래의 광학 소자와 같이 1부터 매체 굴절률까지 순간적으로 변화시키는 것이 아니라, 미세한 간격으로 늘어선 돌기의 원추 형상에 의해 완만하게 변화시켜, 그에 따라 빛의 반사를 억제할 수 있는 것이다. 이와 같은 돌기를 형성한 광학면은, 이른바 나방의 눈(moth eye)이라 불리는 미세 구조로, 빛의 파장보다 미세한 구조체가 파장보다 짧은 주기로 늘어섬으로써, 더이상 개개의 구조가 회절하지 않고 광파에 대해 평균적인 굴절률로서 작용하는 것이다. 이러한 영역을 등가 굴절률 영역이라 일반적으로 부르고 있다. 이러한 등가 굴절률 영역에 관해서는, 예를 들면 전자 정보 통신 학회 논문지(C Vol. J83-C No. 3pp. 173-181 2000년 3월)에 기술되어 있다.

등가 굴절률 영역의 미세 구조에 의하면, 종래의 반사 방지 코트에 비해 반사 방지 효과의 각도 의존성이나 파장 의존성을 줄이면서 큰 반사 방지 효과를 얻 을 수 있지만, 플라스틱 성형 등에 의하면, 광학면과 미세 구조를 동시에 창성할 수 있기 때문에, 렌즈 기능과 반사 방지 기능을 동시에 얻을 수 있어, 종래와 같이 성형후에 반사 방지 코트 처리를 하는 등의 후가공이 불필요해지는 등의 생산상의 메리트도 크다고 생각되어 주목받고 있다. 또한, 이와 같은 등가 굴절률 영역의 미세 구조를 광학면에 대해 방향성을 갖도록 배치하면, 강한 광학 이방성을 광학면에 갖게 할 수도 있어 종래, 수정 등의 결정을 깎아 제작하였던 복굴절 광학 소자를 성형에 의해 얻을 수 있고, 또한, 굴절이나 반사 광학 소자와 조합하여 새로운 광학적 기능을 부가할 수 있다. 이 경우의 광학 이방성은 구조 복굴절이라 불리고 있다.

전술한 스칼라 영역과 등가 굴절률 영역의 사이에는, 회절 효율이 입사 조건의 작은 차이에 의해 급격하게 변화하는 공명 영역이 있다. 예를 들면, 회절 윤대의 홈폭을 좁게 해 가면, 파장의 수배정도로 급격하게 회절 효율이 감소하고, 또한 증가하는 현상(anomaly)이 발생한다. 이 영역의 성질을 이용하여, 특정의 파장만을 반사하는 도파 모드 공명 격자 필터를 미세 구조로 실현하여, 통상의 간섭 필터와 동등의 효과를 보다 각도 의존성을 줄여 실현할 수 있다.

그런데, 스칼라 영역이나, 등가 굴절률 영역이나, 공명 영역을 이용하여 광학 소자를 형성하고자 하는 경우, 그 광학면에 미세한 돌기(또는 공동)를 형성할 필요가 있다. 이와 같은 미세한 돌기(또는 공동)를 구비한 광학 소자를 대량 생산하기 위해서는, 일반적으로는 플라스틱을 소재로 하여 성형을 행하는 것이 적합하다고 할 수 있지만, 이와 같은 경우, 미세한 돌기(또는 공동)에 대응한 공동(또는 돌기)을 구비한 광학면 전사면을, 광학 소자의 성형용 금형에 형성할 필요가 있다.

그런데, 상술한 바와 같은 등가 굴절 영역이나 공명 영역의 돌기(또는 공동)에 관해서는, 수십 내지 수백 나노미터의 간격으로 돌기(또는 공동)를 형성해야만 하여, 절삭 가공을 포함하는 기계적 가공에서는 극히 곤란하다. 이에 비해, 일본 특개2003-160343호 공보(특허 문헌 1)에는, 기체에 과냉각 액체역을 갖는 비정질 합금을 부착시키고, 상기 비정질 합금에 광학 소자의 광학면을 성형하기 위한 광학면 전사면을 형성한 광학 소자 성형용 금형이 개시되고 있다. 이와 같은 광학 소자 성형용 금형에 의해 성형되는 광학 소자의 광학면에 복수의 돌기 또는 공동이 전사 형성되도록, 상기 광학면 전사면에는 대응하고자 하는 공동 또는 돌기가 형성되어 있는 것이다.

그런데, 특허 문헌 1에 기재된 금형을 제작할 때에 생길 수 있는 문제점으로는, 금속 유리의 마스터형으로의 부착이나, 그에 따라 발생하는 금속 유리막층의 파괴 및 박리 등, 또는 치우침 등이 생겼을 경우나, 프레스 압력이 너무 강했을 경우 등에 의한, 마스터형 형상의 변형이 예상된다. 특히, 회절홈 등이나 단차 형상 등의 미세한 구조를 마스터형의 마스터 전사면에 갖고 있는 경우, 그 미세 구조의 파괴가 생겨 버릴 우려도 있다.

또한, 미세 구조가 블레이즈 형상이나 빗살 형상 등의 경우, 홈의 바닥까지 금속 유리를 밀어 넣는 것이 어려워, 결과적으로 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에 전사되는 블레이즈 형상이나 빗살 형상에 대응한 미세 구조는, 선단이 둥글게 된 형상이 되어 버릴 우려도 있다. 이와 같은 광학 소자 성형용 금형에서, 광 학 소자의 성형을 행한 경우, 그 성형 전사면 형상이 그대로 광학 소자의 광학면에 전사되기 때문에, 블레이즈 형상이나 빗살 형상의 근본 부분의 형상이 부정확한 광학 소자의 광학면이 형성되어 버려, 광학 소자의 특성을 저하시켜 버리게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 제조가 용이하면서, 광학 소자의 치수 정밀도를 높일 수 있는 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 태양의 하나로는, 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법으로서,

광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면을 성형하기 위한 마스터형의 마스터 전사면에, 소정의 조성으로 이루어지는 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 제1 막층을 형성하는 공정과,

상기 제1 막층의 표면과 광학 소자 성형용 금형의 기재의 피전이면을 대향하여 압박하면서, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 유리 전이점 이상으로 상기 제1 막층을 가열하는 공정(가열 프레스 공정이라고도 한다) 및,

상기 제1 막층을 상기 마스터형으로부터 박리하여 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 마스터형의 마스터 전사면에 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 형성하고, 이를 상기 광학 소자 성형용 금형에 전이함으로써 성형 전사면을 얻는 것으로서, 상기 마스터형의 마스터 전사면의 형상을 금형의 피전사간에 전사할 때에 가열 프레스에 의한 역학적인 전사를 이용하지 않기 때 문에, 상기 마스터 전사면에 미세 구조가 형성되어 있는 경우라도, 그것을 파손할 우려가 극히 낮다.

마스터형의 전사면에 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 형성할 때, 예를 들면 스퍼터 등에 의해 형성하면, 미세 구조의 바닥까지 정밀하게 전사할 수 있고, 그것을 상기 광학 소자 성형용 금형에 전이하므로, 극히 정밀도가 좋은 성형 전사면(예를 들면 마스터형과의 형상 정밀도 50nm 이하)을 얻을 수 있다. 따라서, 정밀도가 좋은 마스터 전사면을 갖는 마스터형을 하나 창성하면, 마스터 전사면의 수정을 행하는 일 없이, 몇개라도 동일한 성형 전사면 형상을 갖는 광학 소자 성형용 금형을 얻을 수 있다.

또, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이 형성된 마스터형의 마스터 전사면과, 광학 소자 성형용 금형의 기재를 대향시켜 프레스 성형을 행할 때, 마스터형을 상기 비정질 합금의 유리 전이점 이상으로 가열함으로써, 마스터형과 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층과의 밀착력을 약하게 하여, 박리하기 쉽도록 하는 효과도 얻을 수 있다.

과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 벌크재에 관한 특허 문헌이 매우 많이 알려져 있다. 그런데, 벌크재의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금 금속의 문제점의 하나로는, 그 큰 특징인 결정 구조의 아몰퍼스(비정질) 상태를 안정되게 제작하는 것이 어렵다고 하는 것이다. 비정질 상태를 만들어 내기 위해서는, 우선, 원하는 조성대로 합금(모합금이라고 한다)을 아크로 등에서 제조하여, 그 모합 금을 고온으로 가열하여 액화시키고, 그 후 10⁴℃/sec의 냉각 속도로 급냉한다. 금속 유리는 비정질인 결정 상태인데 비해, 모합금은 로에서 동일한 조성비의 금속을 혼합시킨 것 뿐으로, 결정 상태는 다결정체이다. 따라서, 벌크재의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금을 얻기 위해서는, 이 냉각 공정이 필요 불가결하기 때문에, 공정수가 증가할 뿐만 아니라, 가열한 합금을 균일하게 급냉하기 위해 제법이 한정되는 데다가, 냉각 기술에 숙련을 필요로 한다.

이에 비해, 예를 들면 스퍼터와 같이 원하는 조성의 입자를 비산시켜 성막을 행하면, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금을 막 위에 퇴적시킬 수 있고, 예를 들면 타겟으로 모합금만 준비할 수 있다면, 비교적 용이하게 박막 형상의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금을 얻을 수 있기 때문에, 벌크재를 이용하는 경우와 비교하여, 제조 시간이 현격히 단축되게 된다. 또한, 필요 최저한의 막두께만 성막을 행할 수 있기 때문에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 절약을 도모할 수 있어 제조 코스트를 억제할 수 있다.

또한, 타겟의 모합금으로서는, 반드시 비정질 상태일 필요는 없고, 원하는 조성비를 만족하고 있으면, 비산하여 퇴적함으로써 자연스럽게 비정질 상태로 된다고 하는 메리트도 있다. 즉, 원하는 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금과 동일한 조성비의 모합금 타겟만 준비해 버리면, 벌크재 등으로는 안정되게 만드는 것이 어려운 재료?조성비의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금, 또한 벌크재로는 비정질화하지 않는 재료?조성비에 대해서도, 용이하게 비정질화하여 성막할 수 있는 것이다.

여기에서, 과냉각 액체역을 갖는 비정질 형상 합금(비정질 합금), 이른바 금속 유리에 대해 설명한다. 이것은 가열하면 과냉각 액체로 되는 비정질 형상의 합금 재료로 구성되는 것으로서, 통상의 금속이 다결정 조직인데 비해, 조직이 비정질 형상이기 때문에 조성이 미크로적으로도 균일하여 기계 강도나 상온 화학 내성이 뛰어나고 유리 전이점을 가져, 과냉각 액체역인 유리 전이점으로부터 결정화 온도까지의 범위(통상, 유리 전이점 +10 내지 +100℃이다)로 가열하면 유리 형상으로 연화하기(점성 유동체로 되기) 때문에 프레스 성형 가공을 할 수 있다고 하는, 통상의 금속에는 없는 특징을 갖는다. 또한, 절삭 가공에 있어서도, 특히 다이아몬드 공구에 의한 초정밀 절삭 가공을 행하면, 고정밀도인 경면을 용이하게 얻을 수 있는 것이 발견되어 있다. 그 이유는, 이 재료가 비정질 형상이며 결정입계를 갖지 않기 때문에 장소에 관계없이 피삭성이 균일한 것, 또한, 비정질 형상을 유지하기 위해 결정화 에너지를 크게 하여 조성적으로 다정체로 하고 있기 때문에, 절삭 가공중의 다이아몬드의 확산 마모가 적어 공구의 날끝 수명을 길게 유지할 수 있는 것 등에 의한다고 생각된다. 초정밀 절삭 가공에 의해 실용적으로 광학면 전사면의 창성이 가능한 벌크재로서는, 종래부터 알려져 있는 것은 연질 금속 뿐으로서, 매우 미세한 절삭 깊이(100nm 전후)에 의한 연성 모드 절삭에 의해서만, 실리콘이나 유리 등의 경도가 높은 재료를 절삭 가공 가능하였지만, 그것은 극히 저효율이었다. 따라서, 비정질 합금을 금형 재료로서 이용하는 것은, 마스터형을 중심으로 한 광학면 창성 가공에 극히 큰 응용 전개를 시사하는 발견이었다고 할 수 있다. 마찬가지의 가공 특성은, 다이아몬드 숫돌 등을 이용한 연삭 가공에 대해서도 연삭비를 크게 취할 수 있는 등의 형태로 나타난다.

마스터형(또는 금형)으로 이용할 수 있는 비정질 합금의 종류는 상관없다. Pd계, Mg계, Ti계, Fe계, Zr계 등의 공지의 금속 유리를 사용할 수 있지만, 과냉각 액체역을 갖는 비정질 형상인 합금 재료인 것이, 본 발명에 필요한 요건이며, 이들의 조성이나 종류는 상관없다. 단, 플라스틱 광학 소자 성형용의 금형 재료로는, 수지 온도가 300℃ 근처이므로, Pd계, Ti계, Fe계 등이 유리 전이점이 높기 때문에 유리하지만, 보다 바람직하게는 Pd계가 공기중에서 거의 산화하지 않아, 가열 프레스가 가능하다고 하는 점에서도 유리하다. 이 경우, Pd(팔라듐)는 귀금속으로 고가이지만, 본 발명의 제조 방법으로 제조되는 광학 소자 성형용 금형은, 필요에 따라, 부착한 상기 비정질 합금을 가열함으로써 상이한 패턴을 재형성할 수도 있다.

상기 본 발명의 태양에 있어서, 마스터형으로 형성하는 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막두께로는 O.01㎛ 내지 500㎛가 바람직하다. 이 범위의 막두께이면, 피트의 발생을 억제할 뿐만 아니라, 마스터형으로부터 비정질 합금을 금형의 피전사면으로 전이시킬 때에 균일하게 가열할 수 있어, 일부가 과도하게 가열됨으로써 비정질 합금이 결정화해 버릴 우려가 낮다. 마찬가지의 관점에서 10 내지 200㎛가 바람직하고, 10 내지 100㎛인 것이 더욱 바람직하다.

상기 본 발명의 태양에 있어서는, 상기 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법이 적어도 상기 제1 막층을 상기 마스터형으로부터 박리하여, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정의 전에, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재의 피전이면에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 제2 막층을 형성하는 공정을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 막층을 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정에 있어서, 상기 제1 막층과 상기 제2 막층을 대향하여 압박하면서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금 및 상기 제2 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 적어도 한쪽의 유리 전이점 이상으로, 상기 제1 막층 및 상기 제2 막층의 적어도 한쪽을 가열하는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 형태에 있어서, 상기 마스터형의 마스터 전사면에 형성되는 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성과, 상기 광학 소자 성형용 금형의 피전사면에 형성되는 상기 제2 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 동일한 것이 더욱 바람직한 형태의 하나이다.

본 발명에 의하면, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에도, 상기 마스터형에 형성된 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층과 동일 조성의 막층을 형성하고 있기 때문에, 상기 마스터형에 성막된 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층과, 상기 기재에 성막된 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 접촉면을 유리 전이점 이상으로 가열시키고 밀착시켰을 때에, 동일 조성을 갖기 때문에 막층끼리의 밀착성이 높아진다. 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 단순히 상기 마스터형으로부터 상기 금형 기재로 전이시켰을 경우와 비교하여, 상기 기재와 비정질 합금막층과의 밀착력을 보다 높일 수 있다. 그에 따라, 상기 광학 소자 성형용 금형의 내구성(수명)의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법이, 적어도 상기 제1 막층을 상기 마스터형으로부터 박리하여, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정의 전에, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재의 피전이면에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 제2 막층을 형성하는 공정을 갖는 경우, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성과 상기 제2 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 서로 상이한 것도 바람직한 형태의 하나이다.

본 발명에 의하면, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 형성되는 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층은, 상기 마스터형에 형성된 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층과 상이한 조성으로 구성되어 있기 때문에, 그 유리 전이점을 서로 상이하게 할 수 있다. 상기 마스터형에 성막된 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층과, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 성막된 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 접촉면을 가열 밀착할 때에, 상기 기재의 막층의 유리 전이점 이상으로 가열시키고 밀착시키는 경우와, 상기 마스터형의 막층의 유리 전이점 이상으로 가열시키고 밀착시키는 경우로 나눔으로써, 상기 마스터형으로부터 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 박리할 때의, 온도 영역을 각각 바꿀 수 있다. 그에 따라, 상기 마스터형의 파손이나 막층의 박리라고 하는 리스크를 최소한으로 할 수 있다.

또한, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재의 피전사면에 형성되는 제2 막층의 막두께에 대해서도, 전술한 마스터형의 마스터 전사면에 형성되는 제1 막층과 마찬가지로 O.01㎛ 내지 500㎛가 바람직하다. 동일한 이유에서, 동일한 관점에서 10 내지 200㎛가 바람직하고, 10 내지 100㎛인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명을 도면을 참조하여 설명한다. 도6의 (a)에 있어서, 마스터형(M1)에 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금(MG1)의 막층이 형성되고, 광학 소자 성형용 금형(M2)에 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금(MG2)의 막층이 형성되어 있는 것으로 한다. 여기에서, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금(MG1)은, 예를 들면 Pd₄₀Cu₃₀Ni₁₀P₂₀을 그 조성으로 하고, 그 유리 전이점 온도 Tg1=300℃로 한다. 한편, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금(MG2)은, 예를 들면 Pd₇₆Cu₁₈Si₆을 그 조성으로 하고, 그 유리 전이점 온도 Tg2=350℃로 한다.

마스터형(M1)과 광학 소자 성형용 금형(M2)을, 형성된 막층의 비정질 합금의 유리 전이점 이상의 온도 T1(350℃＜T1: 단 T1은 유리 결정화 온도 미만)까지 가열하고, 도6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 서로 비정질 합금의 막층을 접촉시키도록 대향시켜 압박한다. 그 후, 일단 냉각하여 형태 온도를 온도 T1로부터 저하시킨다. 또한, 마스터형(M1)측만, 형온도를 T2(300℃＜T2＜350℃: 단 T2는 유리 결정화 온도 미만)로 가열하고, 광학 소자 성형용 금형(M2)측은 형태 온도를 T1′(＜300℃)로 유지하도록 하면, 광학 소자 성형용 금형(M2)과 비정질 합금(MG2)의 상호의 결합력, 및 비정질 합금(MG2, MG1)의 상호의 결합력보다, 비정질 합금(MG1)과 마스터형(M1)의 상호의 결합력이 약해지게 된다. 이와 같은 상태로부터, 도6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 마스터형(M1)을 광학 소자 성형용 금형(M2)으로부터 떼면, 마스터형(M1)으로부터 그 형상을 전사한 채로 비정질 합금(MG1)이 박리하여, 상온까지 더욱 냉각함으로써, 그것이 비정질 합금(MG2)과 함께 광학 소자 성형용 금형(M2)의 일부를 형성하게 된다. 즉, 비정질 합금(MG1, MG2)의 유리 전이점 온도를 조정함으로써 이형성을 높일 수 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서는, 마스터형의 마스터 전사면에 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 형성하는 공정의 전에, 상기 마스터 전사면에 기능막(제1 기능막)을 형성하는 공정을 갖는 것이 바람직하다.

상기 제1 기능막은 Pt, Ir, Pd, Au, Ru, Rh, Ag의 귀금속 원소, Fe, Co, Ni, Cr, W, Ti, Mo, Zr의 천이 금속 원소, 및, 알루미나, 산화크롬, WC, 질화규소, 질화탄소, TiN, TiAlN, 지르코니아, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본, 카본으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 제1 기능막이 Pt, Ir, Pd, Au, Ru, Rh, Ag의 귀금속 원소 및 Fe, Co, Ni, Cr, W, Ti, Mo, Zr의 천이 금속 원소로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 것이 특히 바람직한 형태의 하나이다.

이들에 예로 든 기능막은, 예를 들면 유리 몰드 성형시에는 보호막으로서의 기능을 가질 뿐만 아니라, 성형시의 유리와 금형의 이형성능을 향상시키기 때문에 금형 성형 전사면에 형성되는 것이 바람직하다. 이들 기능막을 형성함으로써, 상기 마스터형으로부터 과냉각 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 박리할 때의 이형성능을 향상시킬 수 있어, 박리할 때의 막층의 파손을 막을 수 있다. 또한, 이형막으로서 이용하는 것 외에, 상기 막층과 일체로 박리하여 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막막과 상기 기능 막의 2층 구조로서, 상기 성형 전사면이 구성되었을 경우, 이 기능막층은 금형의 보호막으로서 기능할 수 있어, 광학 소자의 성형 전사시에서의 열이나 압력으로부터의 파손?열화?융착 등의 영향으로부터, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이나 상기 소재를 보호하는 효과가 있다.

또한, 상기 제1 기능막이 알루미나, 산화크롬, WC, 질화규소, 질화탄소, TiN, TiAlN, 지르코니아, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본, 카본으로부터 선택되는 적어도 1종의 소재를 함유하는 것도 바람직한 형태의 하나이다.

이들에 예로 든 기능막은, 예를 들면 유리 몰드 성형시에는 보호막으로서의 기능을 가질 뿐만 아니라, 성형시의 유리와 금형의 이형성능을 향상시키기 때문에 금형 성형 전사면에 형성되는 것이 바람직하다. 이들 기능막을 형성함으로써, 상기 마스터형으로부터 과냉각 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 박리할 때의 이형성능을 향상시킬 수 있어, 박리할 때의 막층의 파손을 막을 수 있다. 또한, 이형막으로서 이용하는 것 외에, 상기 막층과 일체로 박리하여 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막막과 상기 기능막의 2층 구조로서, 상기 성형 전사면이 구성되었을 경우, 이 기능막층은 금형의 보호막으로서 기능할 수 있어, 광학 소자의 성형 전사시에서의 열이나 압력으로부터의 파손?열화?융착 등의 영향으로부터, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이나 상기 소재를 보호하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 제1 기능막의 막두께는 O.01 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 이와 같은 범위로 함으로써, 상술한 이형성(離型性)이나 보호막으로서의 기능을 얻 을 수 있다. 또한, 금형 형상으로의 영향을 생각하면, 0.01 내지 0.5㎛인 것이 바람직하고, 0.01 내지 O.1㎛가 특히 바람직하다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서는, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 형성하는 공정의 전에, 상기 제1 기능막의 막 위에 제2 기능막을 형성하는 공정을 더 갖는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 제2 기능막도 Pt, Ir, Pd, Au, Ru, Rh, Ag의 귀금속 원소, Fe, Co, Ni, Cr, W, Ti, Mo, Zr의 천이 금속 원소, 및, 알루미나, 산화크롬, WC, 질화규소, 질화탄소, TiN, TiAlN, 지르코니아, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본, 카본으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 상기 제2 기능막이 Pt, Ir, Pd, Au, Ru, Rh, Ag의 귀금속 원소 및 Fe, Co, Ni, Cr, W, Ti, Mo, Zr의 천이 금속 원소로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 것이 특히 바람직한 형태의 하나이다.

또한, 상기 제2 기능막이 알루미나, 산화크롬, WC, 질화규소, 질화탄소, TiN, TiAlN, 지르코니아, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본, 카본으로부터 선택되는 적어도 1종의 소재를 함유하는 것도 특히 바람직한 형태의 하나이다.

이들 기능막은 2층 구조이므로(과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 더하면 3층 구조), 예를 들면 상기 마스터형의 마스터 전사면으로부터 가장 가까운 제1 기능막에 성형 전사시의 마스터형으로부터의 이형 효과를 부여하고, 제2 기능막에 형태 보호막으로서의 효과를 부여할 수 있다. 이에 따라 형 수명을 늘릴 뿐만 아니라, 적어도 제2 기능막과 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층은 동일 공정으로 행할 수 있기 때문에, 보호막층을 성막하는 공정을 생략할 수 있다. 보다 구체적으로는, 제1 기능막을 카본 등으로 형성하고, 제2 기능막을 Pt막 등으로 형성할 수 있다.

상기 기능막은 증착법으로 형성하는 것이 막두께를 용이하게 조정할 수 있는 점에서 바람직하다.

또한, 균일하게 기능막을 형성하는 관점에서, 상기 기능막을 PVD(Physical Vapor Deposition) 처리에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

특히 PVD 처리로서는, 스퍼터 처리, 이온 플레이팅 처리, 및 진공 증착법이 바람직하게 이용된다.

또한, 상기 기능막의 형성에 있어서는, CVD(Chemical Vapor Deposition) 처리도 바람직하게 이용할 수 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 마스터형의 마스터 전사면의 광학 형상은, 상기 마스터형에 의해 제작되는 광학 소자 성형용 금형을 이용하여 성형되는 광학 소자의 광학면 형상에 대해, 상기 마스터형의 전사면에 형성되는 기능막의 두께 및 상기 광학 소자 재료의 열수축의 적어도 한쪽에 부합하여 변화시키고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 최종적으로 정밀도가 좋은 광학면 형상을 갖는 광학 소자를 얻을 수 있어, 후속 공정에서 광학 소자의 성능에 맞춘 수정 등의 수고를 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 마스터 전사면에 형성된 과냉각 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을, 마스터 전사면으로부 터 박리하여, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정의 뒤에, 상기 기능막이 상기 마스터 전사면에 남는 것이 바람직한 형태의 하나이다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 마스터 전사면의 보호를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 마스터 전사면에 형성된 과냉각 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을, 마스터 전사면으로부터 박리하여, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정의 뒤에, 상기 기능막이 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에 전이하는 것도 바람직한 형태의 하나이다. 이와 같은 구성에 의해 상기 성형 전사면의 보호를 도모할 수 있다.

또한, 상기 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법이 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에 전이한 상기 기능막을 제거하는 공정을 더 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 성형 전사면에 부착한 이형막 등이 광학 소자의 광학면에 부착하는 것 등을 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 마스터형에 의해 제작되는 광학 소자 성형용 금형을 이용하여 성형되는 광학 소자의 광학면에, 광축을 중심으로 한 윤대 구조가 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 제조 방법에 의해 제조된 광학 소자 성형용 금형에 의해 성형된 광학 소자의 기능을 보다 높일 수 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 윤대 구조는 광로차 부여 구조인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 제조 방법에 의해 제조된 광학 소자 성형용 금형에 의해 성형된 광학 소자의 기능을 보다 높일 수 있다. 광로차 부여 구조로는, 이른바 NPS(Non-Periodic Surface) 구조 등이 알려져 있다.

본 발명에 기재의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 윤대 구조는 광축 방향 단면이 톱니 형상의 블레이즈형 회절 구조인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 제조 방법에 의해 제조된 광학 소자 성형용 금형에 의해 성형된 광학 소자의 기능을 보다 높일 수 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 윤대 구조는 광축 방향 단면이 계단 형상의 회절 구조인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 제조 방법에 의해 제조된 광학 소자 성형용 금형에 의해 성형된 광학 소자의 기능을 보다 높일 수 있다. 계단 형상의 회절 구조로서 파장 선택 회절 구조 등이 알려져 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 윤대 구조는 상기 광학 소자에 대해 광을 조사하는 광원의 파장 변화에 의한 상기 광학 소자의 수차 변화를 보정하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 예를 들면 광디스크에 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광픽업 장치에 매우 적합한 광학 소자를 제공할 수 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 윤대 구조는 상기 광학 소자의 온도 변화에 의한 수차 변화를 보정하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 예를 들면 광디스크에 정보의 기록 및/또는 재생 을 행하는 광픽업 장치에 매우 적합한 광학 소자를 제공할 수 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에 의해 형성되는 광학 소자의 광학면에, 복수의 돌기 또는 공동이 형성되도록, 상기 마스터형의 마스터 전사면에는 대응한 돌기 또는 공동이 형성되며, 또한 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에는 대응하고자 하는 공동 또는 돌기가 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 제조 방법에 의해 제조된 광학 소자 성형용 금형에 의해 성형된 광학 소자의 기능을 보다 높일 수 있다. 또한, 만일 돌기 또는 공동이 수십 내지 수백 나노미터의 간격으로 배치되어야만 하는 것이라도, 기계 가공을 필요로 하는 일 없이, 전사 성형에 의해 용이하게 형성할 수 있다. 또, 공동 또는 돌기라는 것은, 공동과 돌기의 쌍방이 혼재하는 것도 포함한다.

또한, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동은, 등가 굴절률 영역의 미세 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 또, 상기 돌기 또는 공동의 간격은 상기 광학 소자의 광학면을 투과하는 빛의 파장 이하이면 바람직하다.

또한, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동은, 반사 방지 효과를 발생하는 미세 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 또, 상기 돌기 또는 공동의 간격은 상기 광학 소자의 광학면을 투과하는 빛의 파장 이하이면 바람직하다.

다른 예로서는, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동은, 구조 복굴절을 발생하는 미세 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 또, 상기 돌기 또는 공동의 간격은 상기 광학 소자의 광학면을 투과하는 빛의 파장 이하이면 바람직하다.

또 다른 예로서는, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동은, 공명 영역의 미세 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 또, 상기 돌기 또는 공동의 간격은 상기 광학 소자의 광학면을 투과하는 빛의 파장 이하이면 바람직하다.

상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동은, 그 광학면의 일부에 존재하고 있으며, 그 광학면을 전사 형성되도록, 상기 성형 전사면의 일부에는, 대응한 공동 또는 돌기가 존재하고 있는 것도 바람직한 형태의 하나이다.

상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동이, 그 광학면의 일부에 형성되도록, 상기 마스터형의 마스터 전사면에는 대응한 돌기 또는 공동이 형성되며, 또한 상기 광학 소자 성형용 금형의 상기 성형 전사면에 대응한 공동 또는 돌기가 형성되는 것도 바람직한 형태의 하나이다. 상기 광학 소자의 광학면에, 미세 구조의 돌기 또는 공동을 복수의 형상이나 배치 패턴을 갖도록 형성하고, 그것들을 그 광학면상에 부분적으로 배치함으로써, 이와 같은 광학면이 국부적으로 그들 미세 구조의 광학 기능을 발휘할 수 있다. 이에 따라, 광학면을 지나는 광속에, 미세 구조의 돌기나 공동의 각 형상이나 배치 패턴에 의해 생기는 광학 기능을 부분적 혹은 선택적으로 형성하여, 복수의 광학 기능을 하나의 광속에 포함시킬 수 있다. 이 경우, 광학 소자의 광학면상에는 미세 구조의 돌기나 공동이 반드시 광학면의 전면에 존재하고 있을 필요는 없다. 즉, 종래에서는, 소정의 광학 기능을 발휘하기 위해 복수의 광학 소자를 조합할 필요가 있었던 것을, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 광학 소자 성형용 금형에 의해 성형한 광학 소자를 이용하면, 단독으로 소정의 광학 기능을 발휘할 수 있어, 광학계를 보다 간소화할 수 있어 대폭적인 코스트 다운을 실현할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 광학 소자 성형용 금형에 의하면, 이와 같은 광학 소자를 용이하게 대량 생산할 수 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면은, 비구면 형상만으로 이루어지는 것도 바람직한 형태의 하나이다. 즉, 미세 구조를 갖지 않는 광학면을 성형할 수도 있다.

본 발명의 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 있어서, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막의 막층은 증착법으로 형성하는 것이, 막압을 용이하게 조정할 수 있는 점에서 바람직하다.

또한, PVD(Physical Vapor Deposition) 처리에 의해 형성하는 것이, 강고한 부착을 실현할 수 있는 점에서 바람직하다.

또한, 상기 막층의 형성에 있어서는, CVD(Chemical Vapor Deposition) 처리도 바람직하게 이용할 수 있다.

이하에, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 바람직한 조성을 열기하지만, 본 발명에서 이용되는 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금은 이것에 한정되지 않는다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이, Pd를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 것이 바람직한 조성의 하나이다. 이와 같은 조성 에 의해 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 산화를 억제할 수 있어, 대기 분위기중에서도 가열 프레스를 행할 수 있다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성이 Cu, Ni, Al, Si, P, B 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이, Zr를 20mol% 이상 9Omol% 이하의 비율로 함유하는 것도 바람직한 조성의 하나이다. 귀금속류 원소를 이용하지 않고, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막층을 형성할 수 있기 때문에, 코스트면에서의 부담이 경감된다. 또한, 유리 전이 온도(Tg)와 결정화 개시 온도(Tx)의 차가 Tg-Tx=약 50 내지 10O℃로 폭넓기 때문에, 온도 제어의 허용 범위를 넓게 확보할 수 있다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층에, Fe, Co, Hf, Ti, Cu, Ni, Al, Sn, Si, P, B 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이 Ti를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 것도 바람직한 조성의 하나이다. 귀금속류 원소를 이용하지 않고, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막층을 형성할 수 있기 때문에, 코스트면에서의 부담이 경감된다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성에, Hf, Zr, Cu, Ni, Co, Fe, Sn, Al, Si, P, B 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이 Mg를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 것도 바람직한 조성의 하나이다. 귀금속류 원소를 이용하지 않고, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막층을 형성할 수 있기 때문에, 코스트면에서의 부담이 경감된다. 또한, 유리 전이점(Tg)이 150℃ 부근으로 되기 때문에, 온도 제어가 비교적 용이하게 된다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성에, Y, Hf, Zr, Cu, Fe, Co, Ni, Al, Si, P, B 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이 La를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 것도 바람직한 조성의 하나이다. 귀금속류 원소를 이용하지 않고, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막층을 형성할 수 있기 때문에, 코스트면에서의 부담이 경감된다. 또한, 유리 전이점(Tg)이 180 내지 200℃ 부근으로 되기 때문에, 온도 제어가 비교적 용이하게 된다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성에, Cu, Ni, Co, Al, Si, P, B, Hf, Zr 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이 Fe를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 것도 바람직한 조성의 하나이다. 귀금속류 원소를 이용하지 않고, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막층을 형성할 수 있기 때문 에, 코스트면에서의 부담이 경감된다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성에, Co, Ni, Hf, Zr, Ti, Cu, Ni, Al, Sn, Si, P, B 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이 Co를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 것도 바람직한 조성의 하나이다. 귀금속류 원소를 이용하지 않고, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막층을 형성할 수 있기 때문에, 코스트면에서의 부담이 경감된다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성에, Ni, Hf, Fe, Zr, Ti, Cu, Ni, Al, Sn, Si, P, B 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이 Ni를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 것도 바람직한 조성의 하나이다. 귀금속류 원소를 이용하지 않고, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막층을 형성할 수 있기 때문에, 코스트면에서의 부담이 경감된다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성에, Co, Hf, Fe, Zr, Ti, Cu, Ni, Al, Sn, Si, P, B 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이, Mo를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 것도 바람직한 조성의 하나이다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성에, Fe, Co, Ni, Cu, Hf, Zr, Ti, W, Sn, Al, Si, P, B, Pd 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층이, Pt를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 것도 바람직한 조성의 하나이다.

또한, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성에, Mo, Fe, Co, Ni, Cu, Hf, Zr, Ti, W, Sn, Al, Si, P, B, Pd 중의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층의 조성에, 0s, Pt, Ir, Au, Ag, Rh, Pd, Ru 중의 귀금속 원소의 어느 하나 이상을, 적어도 1mol% 이상의 비율로 함유하는 것도 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 의해 광학 소자 성형용 금형을 제조함으로써, 고정밀도의 광학 소자 성형용 금형을 얻을 수 있다.

또한, 전술한 광학 소자 성형용 금형을 이용하여 광학 소자를 성형함으로써, 저코스트이면서 고정밀도의 광학 소자를 얻을 수 있다.

상기 광학 소자는 플라스틱 재료를 소재로 하는 것이, 염가로 용이하게 제조할 수 있는 관점에서 바람직하다.

상기 광학 소자는 유리 재료를 소재로 했을 경우, 수차 특성 등이 뛰어난 것으로 되며, 또한, 플라스틱 재료와 비교하면 고온 고습 등의 환경에 대해 제품의 성능이 안정되고 내구력이 뛰어나다는 관점에서 바람직하다.

상기 광학 소자는 렌즈인 것이 바람직하고, 예를 들면 광픽업 장치 등에 사용됨으로써, 그 광학 특성을 발휘할 수 있다.

본 명세서중에서 이용하는 회절 구조(회절 윤대)란, 광학 소자(예를 들면 렌즈)의 광학면 표면에 광축을 중심으로 하는 거의 동심 형상의 윤대로서 형성된 릴리프를 형성하여, 회절에 의해 광속을 집광 혹은 발산시키는 작용을 부여한 회절면을 말한다. 예를 들면, 광축을 포함하는 평면에서 그 단면을 보면 각 윤대는 톱니와 같은 형상이 알려져 있지만, 그와 같은 형상을 포함하는 것이다. 회절 윤대를 회절홈이라고도 한다.

본 발명이 적용되는데 있어서, 윤대 구조나 돌기(또는 공동)의 열 등, 개개의 미세 구조의 형상이나 배열 주기 등은 관계없다. 어떠한 미세한 구조라도, 광학 소자에 새로운 기능을 부가하는 목적으로 만들어진 것이라면, 그 광학 소자 성형용 금형 또는 그에 따라 성형된 광학 소자는, 본 발명의 범주에 포함된다. 또한, 새롭게 부가하는 기능으로서는, 수차를 저감하는 것에 한정되지 않는다. 광학계의 특성에 부합하여 수차를 고의로 증가시키는 경우도, 최종적으로 이상으로 하는 수차에 접근하는 목적으로 행하는 한, 본 발명의 범주에 포함된다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명한다. 도1의 (a) 내지 도1의 (g)는 광학 소자 성형용 금형을 제작하기 위한 마스터형의 제작 공정의 예를 도시하는 도면이다. 또, 마스터 전사면의 형상의 창성은, 이하의 방법에 한정되지 않고, 예를 들면 후술하는 실시예에서 나타내는 바와 같이, 절삭 가공 에 의해 형성하여도 된다. 우선, 도1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 마스터형재(1)에 마스터 전사면(1a)을 형성한다. 이와 같은 마스터 전사면(1a)은, 광학 소자 성형용 금형에 의해 형성하고자 하는 렌즈(광학 소자의 일례)의 설계 광학면 형상에 대해, 후술하는 기능막의 두께나 광학 소자의 소재의 열수축을 고려하여, 형상이 정해져 있으면 바람직하다. 마스터 전사면(1a)의 주위는, 틸트 기준 평면에 대응하는 모기하 치수 기준면(1b)으로 되어 있다.

계속해서, 도1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 미도시의 구동체에 의해 마스터형재(1)를 광축 둘레로 회전시키면서, 마스터 전사면(1a) 및 모기하(母幾何) 치수 기준면(1b)에 레지스트(R)를 도포한다(스핀 코트). 레지스트(R)는 마스터 전사면(1a) 및 모기하 치수 기준면(1b)을 포함하는 마스터형재(1)의 표면에, 동일한 막두께로 코팅된다.

또한, 레지스트(R)가 코팅된 마스터 전사면(1a)에 대해, 미도시의 노광기에 의해 전자빔(LB)을 조사하여, 미세 패턴을 노광 형성한다. 계속해서, 도1의 (c)에 도시하는 바와 같이, 마스터형재(1)를 용액내에 담그어, 마스터 전사면(1a)상에 있어서, 노광 형성된 미세 패턴에 따라 레지스트(R)를 제거한다. 여기에서, 전자빔(LB)의 빔경은 극히 작기 때문에, 수십 내지 수백 나노미터의 간격으로 노광을 행할 수 있으므로, 그에 따라 레지스트(R)를 제거할 수 있다.

또한, 도1의 (d)에 도시하는 바와 같이, 부분적으로 레지스트(R)가 제거된 마스터형재(1)의 상면을 이온 샤워(IS)(가속된 아르곤 이온 등)의 분위기중에 노출하여(건식 에칭), 레지스트(R)의 패턴에 따라 마스터형재(1)의 표면을 제거한다. 이 때, 레지스트(R)가 남아 있는 부분은 표면이 제거되지 않거나 혹은 제거되기 어려워지기 때문에, 노광시에 두껍게 원형의 레지스트(R)를 남김으로써, 그에 대응하여 마스터형재(1)의 광학 전사면(1a′)의 표면에 동심원 형상의 윤대가 다수 형성되게 된다.

그 후, 마스터 전사면(1a)에 대향하여 타겟(T)(귀금속막, 천이 금속막, 세라믹, 혹은 산화물?질화물?다이아몬드 등)을 배치하고, 여기에서부터 입자를 비산시켜, 마스터 전사면(1a)에 O.01㎛ 내지 20㎛의 기능막(FM)(도1의 (g))을 형성한다(기능막을 형성하는 공정). 또, 마스터 전사면(1a)을 고정밀도로 전사하기 위해, 기능막(FM)은 가능한 얇은 편이 바람직하다.

또한, 타겟(T)을 소정 조성의 것으로 변경하고, 도1의 (e)에 도시하는 바와 같이, 여기에서부터 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금 입자를 비산시켜, 마스터 전사면(1a)에 O.1㎛ 내지 500㎛의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층(MG)을 형성한다(과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 형성하는 공정). 이와 같은 공정후에서의 마스터 전사면(1a)의 확대도를 도1의 (g)에 도시한다.

이와 같이 하여 형성된 마스터형재(1)는, 원관 형상의 실린더(2)의 일단을 폐지하도록 하는 형태로 볼트(3)로 고정되어, 마스터형(4)이 형성되게 된다(도1의 (f)). 실린더(2)와 마스터형재(1)의 사이에 에어벤트가 형성되도록, 실린더(2)의 단면에는 홈(2a)이 형성되어 있다. 또, 마스터형재(1)의 가공은 대규모 설비가 필요하여, 그 제작비도 높지만, 하나가 있으면, 후술하는 바와 같이 하여 광학 소자 성형용 금형을 대량으로 제작할 수 있으므로, 특별히 문제는 없다.

도2는 광학 소자 성형용 금형의 단면도이다. 우선, 스테인레스 강재 등으로 기재(10)를 형성한다. 기재(10)의 재료는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 강철이나 스테인레스 강철 등의 일반적으로 이용되는 금형 재료인 것이 바람직하며, 그 경우에는 공급도 안정되어 있고 가격도 싸다고 하는 이점이 있다. 블랭크로서의 기재(10)는 일단(도면에서 상단)에, 광학 소자의 광학면(예를 들면 비구면)에 대응하고 있지만, 곡율이 그것보다 크거나 동등한 오목부(피전이면)(10a)와, 그 주위의 주위면(10b)을 형성함으로써, 금형의 근사 형상을 갖도록 되어 있다. 오목부(10a)와 주위면(10b)의 형상 정밀도는, 표면에 형성하는 과냉각 액체역을 갖는 비정질 합금(이하, 단지 비정질 합금이라고도 한다)(MG)의 막두께에 의하지만, 100㎛ 정도의 비정질 합금(MG)을 성막하는 경우라면, 10 내지 20㎛ 정도의 정밀도이면 충분하기 때문에, 블랭크 가공 그 자체는 NC 선반 등을 사용하여 수십분에 할 수 있는 정도의 것이다. 이 오목부(10a)와 주위면(10b)에, 과냉각 액체역을 갖는 비정질 합금(MG)을, 이하와 같이 하여 부착시킨다.

비정질 합금(MG)을 오목부(10a)와 주위면(10b)의 표면에 대해, 상세는 실시예에서 후술하도록 하고, 스퍼터나 증착 등의 PVD 처리나 CVD 처리에 의해 성막한다(피전이면에 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층을 형성하는 공정). 또, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 막층은, 필요에 따라 마스터형재(1)에 형성한 막층의 것과 조성을 동일하게 하거나, 상이하게 하거나 할 수 있다. 본 실시의 형태에서는 오목부(10a) 이외에, 주위면(10b)에도 비정질 합금(MG)을 성막시키고 있지만, 성막은 오목부(10a)만이라도 무방하다.

이상의 비정질 합금(MG)의 성막은, CVD 처리에서는 마스터형재(1)나 기재(10)가 고온으로 되어 과냉각 액체 상태로 하는 비정질 합금의 성질상 불리하지만, 본 발명은 성막을 CVD 처리나 PVD 처리의 어느 하나로 한정한 것은 아니다. 비정질 합금(MG)을 비교적 용이하게 성막하기 쉬운 PVD 처리에서는, 스퍼터나 이온 플레이팅, 증착 등의 처리가 있지만, 여기에서는 어떤 것을 이용하여도 무방하다. 덧붙여서, 스퍼터법에서는 타겟 재료는 반드시 비정질 상태가 아니라도 되며, 마스터형재(1)나 기재(10)에 원하는 조성비로 구성 원자를 부착시키면, 스퍼터의 원리상, 부착시에 급냉을 수반하기 때문에, 비정질 상태로 용이하게 성막할 수 있다. 성막 속도는 O.2 내지 수 ㎛／h 정도로, 스퍼터 장치의 출력을 높이면 용이하게 단축할 수 있지만, 마스터형재(1)나 기재(10)의 온도가 상승하여 비정질 형상으로 되지 않게 되기 때문에, 수냉 등에 의한 마스터형재(1)나 기재(10)의 냉각이 필요하다. 너무 막두께가 두꺼워도, 이 후의 다이아몬드 절삭 가공이나 가열 프레스 성형 등에서 가공 여유가 많이 남아 효율이 나쁘기 때문에, 통상은 100㎛ 정도가 보다 바람직하다. 그러나, 복잡한 형상에서는 수mm의 막두께가 필요한 경우도 있어, 대략 10nm에서 1mm 정도의 범위가 실용적인 막두께 범위이다.

특히 막두께가 두꺼운 경우는, 불필요한 부분에 불거져 나온 비정질 합금에 의해, 광학 소자 성형용 금형의 설계 형상이 손상되는 일이 있다. 그 때문에, 성막 부분 이외를 마스킹하거나, 성막후에 다이아몬드 절삭이나 연삭 가공에 의해 불거져 나온 부분을 제거하는 것도 필요한 경우가 있다. 그러나, 비정질 합금(MG)은 피삭성이 좋고 게다가 제거량이 적기 때문에, 가공 공수나 코스트의 부담으로는 거 의 되지 않는다.

본 실시의 형태와 같이, 비정질 합금(MG)을, 이와 같이 마스터형이나 광학 소자 성형용 금형의 극히 한정된 부위에만 소량 이용함으로써, 종래, 뛰어난 물성적인 특징을 가지면서 벌크 형상의 제작이 어려웠던 종류의 비정질 합금에 대해서도, 광학 소자 성형용 금형에 적용하는 것이 가능해졌다. 예를 들면, 니켈계나 동계 등의 고경도의 비정질 합금은, 금형 재료로서 고내구성을 기대할 수 있지만, 벌크 형상으로 하기 어렵기 때문에, 앞의 출원의 수법에서는 광학 소자 성형용 금형으로의 적용이 어려웠지만, 본 실시의 형태와 같이 성막화함으로써, 그 적용이 가능해졌다. 또한, 벌크 재료에서는 야금시에 수소 등의 가스가 지금내에 존재하므로, 미소공이 존재하여 다이아몬드 절삭하거나 가열 프레스 성형하거나 하였을 때에, 가공 창성한 광학면에 나타나 표면 불량을 일으키게 하는 일이 있었지만, 본 실시의 형태와 같은 CVD 처리나 PVD 처리에 의해 기상으로부터 성막하는 경우에서는, 이 미소공이 발생하는 일은 거의 없기 때문에, 광학 소자 성형용 금형의 제작 수율을 높게 유지할 수 있어, 예를 들면 불량 대응의 스페어를 제작할 필요가 없어지므로, 큰폭으로 저코스트로 된다.

도3의 (a) 내지 도3의 (d)는, 가열 프레스에 의한 광학면 소자 성형용 금형의 광학면 전사면 및 기하적 치수 기준면 전사면의 형성 공정을 도시하는 도면이다. 우선, 도1의 (a) 내지 도1의 (g)에 도시하는 공정에서 제작한 마스터형(4)에, 도3의 (a)에 도시하는 바와 같이 지주(5)를 부착한다. 계속해서, 도3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 마스터형재(1)의 주위에 배치된 히터(H)에 의해, 마스터 전사면 (1a)과 모기하 치수 기준면(1b)의 주변을 예비 가열하여 두고, 도2에 도시하는 공정에서 제작한 기재(10)를 실린더(2)내에 삽입하여, 플런저(6)로 가압한다(가열 프레스 공정). 이 때, 실린더(2)내의 공기는 에어벤트(홈(2a))를 통해 외부로 유출한다. 여기에서 유리 전이점(Tg) 이상으로 가열된 마스터형(4)의 비정질 합금(MG)과 기재(10)의 비정질 합금(MG)은 서로 융합하여 일체로 된다.

또한, 도3의 (c)에 도시하는 바와 같이, 마스터형(4)과 플런저(6)를 일체로, 냉각수가 채워진 용기(7)내에 침하시킴으로써, 비정질 합금(MG)을 급냉시킨다. 또, 이와 같은 냉각은 자연 방냉이라도 무방하다. 그 후, 용기(7)로부터 추출한 마스터형(4)과 플런저(6)를 분리시키면, 마스터형(4)의 마스터 전사면에 성막한 기능막(FM) 때문에, 그곳에서 이형하기 쉬워져 있는 비정질 합금(MG)은 벗겨져, 기재(10)로 전이한다(막층을 기재로 전이하는 공정). 이와 같이 하여, 마스터 전사면(1a)을 전사한 광학 소자 성형용 금형(10′)(도4)을 추출할 수 있다. 깊은 광학면 형상이나 복잡한 광학면 형상이나 산화하기 쉬운 비정질 합금을 가열 프레스 성형하는 경우는, 가열, 성형, 냉각의 공정을 진공중에서 행하는 것이 바람직하다.

또, 기능막(FM)이 마스터 전사면(1a)측에 남으면, 마스터형재(1)의 보호막으로서 기능하고, 비정질 합금(MG)과 함께 기재(10)측으로 전이하면 금형의 보호막으로서 기능한다. 단, 성형중에 광학 소자에 부착할 우려가 있는 경우, 기능막(FM)의 소재로서, 예를 들면 열에 의해 소산하는 것을 이용하면, 기능막(FM)을 대기에 개방한 후 가열하여 제거하는 공정을 거침으로써, 정밀도가 좋은 광학 소자를 얻을 수 있다.

도4는, 광학 소자의 일례인 렌즈를 형성하기 위한 광학 소자 성형용 금형을 포함하는 다이세트의 단면도이다. 상술한 바와 같이 하여 비정질 합금(MG)을 성막한 광학 소자 성형용 금형(10′)과, 마찬가지로 하여 비정질 합금(MG′)을 성막한 광학 소자 성형용 금형(11′)을, 광학면 전사면(MGa, MGa′)끼리 및 기하 치수 기준면 전사면(MGb, MGb′)끼리를 대향시키도록 하여, 다이세트 금형(13, 14)에 삽입하고, 용해한 플라스틱 재료(PL)를 미도시의 게이트로부터 통상의 사출 성형과 마찬가지로 광학 소자 성형용 금형(10′, 11′)간에 사출하여, 더욱 냉각함으로써, 원하는 형상의 렌즈를 얻을 수 있다. 또, 다이세트 설치용의 나사공(10d′, 11d)을 가공하는 경우도, 비정질 합금(MG)과 상이하게 인성이 뛰어난 기재(10, 11)에 대해 천공하여 탭 형성을 행하면 되기 때문에, 가공시의 파손을 억제할 수 있고, 또한 성형시의 외력에 대해서도 기재(10, 11)가 휘어 응력 집중을 완화시키는 기능을 갖기 때문에 파손이 억제된다.

이와 같이 본 실시의 형태에서는, 가열 프레스 성형에 의해 광학면 전사면(MGa)이나 기하 치수 기준면 전사면(MGb)을 창성하는 경우, 비정질 합금(MG)이 성막된 부분을 중점적으로 가열하여 연화시켜, 가열한 마스터형(1)에 압박하면 충분하다. 중요한 것은, 본 실시의 형태에서는, 비정질 합금(MG)은 광학 소자 성형용 금형(10′) 전체에 이용하지 않고, 광학면 전사면(MGa)이나 기하 치수 기준면 전사면(MGb)을 형성하는 층 및 그 주변에만 한정되어 있어, 기재(10) 전체를 균일하게 가열할 필요가 없는 것이다. 따라서, 벌크 재료의 비정질 합금 전체를 가열 프레스 성형하는 경우에 비해, 열용량이 작고 가열이 용이하기 때문에 온도 제어도 정 밀도 좋게 할 수 있고, 프레스 변형량도 적기 때문에 프레스 시간을 큰폭으로 짧게 할 수 있다. 이들 특징은, 단지 성형 프로세스가 제어하기 쉽다는 것 뿐만 아니라, 가열중의 비정질 합금의 결정화를 피하는데는 매우 좋은 조건으로서, 그 결과, 결정화를 신경쓰는 일 없이 가열 프레스 성형을 몇번이라도 다시 할 수 있어, 그에 따라 주궤(鑄潰; 금속 기물을 녹여 지금(地金)을 만듦)하지 않더라도 광학면 전사면(MGa) 등의 형상 수정이나 리사이클이 가능해지고, 또한, 뛰어난 물성적 특징을 가지면서 결정화하기 쉽기 때문에 가열 프레스 성형을 할 수 없었던 것 같은, 어떤 종류의 비정질 합금에 대해서도, 광학 소자 성형용 금형으로의 적용이 가능해진다.

가열 프레스 성형의 분위기는, 통상은 비정질 합금의 산화나 거기에 기초하는 결정화를 막기 위해 진공중에서 행하는 것이 바람직하고, 팔라듐계의 비정질 합금은 대기중에서 가열하여도 거의 산화하지 않기 때문에, 대기중에서 가열 프레스 성형할 수 있다. 이 경우, 가열 프레스 성형 장치는, 진공 분위기를 유지할 필요도 없어지므로 더욱 간소한 것으로 할 수 있어, 대기중에서 직접 목시 관찰하면서 가열 프레스 성형을 할 수 있다고 하는 이점이 있다. 팔라듐계의 비정질 합금으로는, Pd₄₀Cu₃₀Ni₁₀P₂₀이나 Pd₇₆Cu₆Si₁₈, Pd₆₁Pt₁₅Cu₆Si₁₈ 등이 있지만, 팔라듐의 함유량이 적어도 20mol% 이상 함유하지 않으면 다른 구성 원자가 산화하거나 결정화하기 쉬워져, 대기중에서의 가열 프레스 성형은 어려워진다. 한편, 팔라듐의 함유량이 80mol% 이상에서는, 일반적으로는, 유리 전이점이 존재하지 않게 되어 비정질 합금으로 되지 않는다. 그 때문에, 대기중에서 가열 프레스 성형을 안정되게 행하는 비정질 합금의 재료로서는, 팔라듐 함유량이 20mol% 이상이면서 또한 80mol% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 최다 함유 원자인 팔라듐 이외의 구성 원자로부터 보면, 동, 니켈, 알루미늄, 실리콘, 인, 붕소 중의 어느 하나 이상을, 적어도 3mol% 이상 함유하고 있는 것이, 비정질 형상의 비정질 합금으로 하기 위해 필요하다. 이는 팔라듐계의 비정질 합금에 한정하지 않고, 예를 들면, Zr₅₅Al₁₀Cu₃₀Ni₅, Zr₅₇Ti₃Al₁₀Ni₁₀Cu₂₀, La₆₅Al₁₅Ni₂₀, La₅₅Al₁₅Ni₁₀Cu₂₀, Co₅₁Fe₂₁Zr₈B₂₀, Fe₅₆Cu₇Ni₇Zr₁₀B₂₀, Mg₇₅Cu₁₅Y₁₀, Mg₇₀Ni₂₀La₁₀ 등 대부분의 계의 비정질 합금에 대해 말할 수 있다. 또한, 대기 분위기중에서의 가열 프레스 성형에서는, 마스터형과 비정질 합금의 성형면에 닫힌 공간이 생기면, 공기 트랩으로 되어 가열 프레스 성형의 전사성을 열화시키는 경우가 있다. 이 경우는 팔라듐계의 비정질 합금이라도 진공중에서 가열 프레스 성형을 행하면 좋다. 회절 윤대 등의 미세 구조를 광학면에 갖는 광학 소자의 성형용 금형에서는, 특히 미세 구조부에서 미소 공기 트랩이 생기기 쉽고, 그 전사성을 크게 해치므로, 진공중에서 가열 프레스 성형하는 편이 좋다.

팔라듐계 등의 귀금속의 비정질 합금을 광학 소자 성형용 금형에 이용하는 경우는, 벌크 재료에서는 금형 하나로 고가의 지금(地金) 가치가 있기 때문에, 광학 소자의 성형 생산 공정에서 이와 같이 고가이며 작은 부품을 다량으로 취급하는데는, 보관 관리를 엄중하게 하는 등의 시큐리티상의 문제를 피할 수 없었다. 그러나, 본 실시의 형태와 같은 광학 소자 성형용 금형에서는, 비정질 합금의 막두께를 100㎛ 정도로 할 수 있기 때문에, 지금 가치는 겨우 영점 몇 퍼센트에 지나지 않고, 그 보관 관리는 종래와 마찬가지로 좋다고 하는, 앞의 출원의 기술에 비해서 매우 중요한 실용상의 특징이 있다.

본 실시의 형태의 제조 방법에 의해 형성된 광학 소자 성형용 금형은, 종래의 금형과 같은 화학 도금 처리가 완전히 불필요하고, 고정밀도이면서 또한 고효율로 광학면 전사면의 창성이 가능하여, 따라서 고정밀의 광학 소자의 광학면을 전사 성형할 수 있음에도 불구하고, 저코스트이고 단납기이면서 또한 종래와 마찬가지의 생산 형태로 취급할 수 있다고 하는 뛰어난 특징이 있다. 또한, 미세 구조를 갖는 광학 소자의 성형용 금형도 용이하게 창성 가능하다.

도5의 (a) 내지 도5의 (d)는, 이와 같은 광학 소자 성형용 금형에 의해 형성되는 렌즈의 광학면의 예를 확대하여 도시하는 사시도이다. 도5의 (a)에 있어서는, 렌즈의 광학면에 복수의 돌기의 예로서 미세한 원통(C)을 매트릭스 형상으로 다수 형성한 구성(등가 굴절률 영역의 미세 구조의 예)으로 되어 있다. 예를 들면 이와 같은 대물 렌즈를 DVD 기록/재생용 광픽업 장치의 대물 렌즈로서 이용했을 경우, 렌즈를 투과하는 빛은 650nm 근방이다. 따라서, 미세한 원통(C)의 간격(Δ)을 160nm로 하면, 이와 같은 대물 렌즈에 입사하는 빛은 거의 반사하지 않아, 극히 광투과율이 높은 대물 렌즈를 제공할 수 있다.

도5의 (b)에 있어서는, 렌즈의 광학면에 복수의 돌기의 예로서 간격 Δ로 이격한 다수의 미세한 삼각추(T)를 형성하고 있고, 도5의 (a)와 마찬가지의 현저한 효과를 갖는다. 이 간격(Δ)으로는, O.1 내지 0.2㎛ 이하이면 산란을 저하시키므로 바람직하다. 도5의 (c)에 있어서는, 렌즈의 광학면에 복수의 돌기의 예로서 간 격 Δ로 이격한 다수의 핀(fin)(F)(구조 복굴절의 미세 구조의 예)을 형성하고 있다. 핀(F)의 길이는, 투과하는 빛의 파장보다 길게(전술한 예에서는 650nm 이상) 되어 있다. 이와 같은 구성을 구비한 렌즈는, 핀(F)을 따른 방향으로 진동면을 갖는 빛을 투과시키지만, 핀(F)에 교차하는 방향의 빛은 투과시키지 않는다고 하는, 이른바 편광 효과를 갖는다. 도5의 (d)에 있어서는, 렌즈의 광학면에 광축을 중심으로 한 윤대 구조의 예로서 광축 방향 단면이 톱니 형상의 블레이즈형 회절 윤대(D)를 형성하고 있다. 회절 윤대(D)에 관해서는, 예를 들면 일본 특개2001-195769호 공보에, 그 형상에 따른 효과인 색수차 보정 및 온도 보정에 대해 상세하게 기술되어 있으므로 이하의 설명을 생략한다. 이밖의 윤대 구조로서 NPS, DOE 등도 형성할 수 있다. 또한, 도5의 (a) 내지 도5의 (c)에 있어서는, 간단히 설명하기 위해 평면상에, 그들 돌기를 형성한 예를 나타내었지만, 그 바닥면을 구면이나 비구면 등의 적당한 곡율을 갖는 곡면으로 하고, 그 곡면상에 형성하도록 하여도 된다.

(비교예)

이하, 본 발명자들이 행한 비교예에 대해 설명한다. 우선, 직경 약 3 내지 5mm의 광학 소자용 성형형의 기재로서, 철을 주성분으로 포함하는, 용이하게 절삭할 수 있는 재료를 준비했다. 광학 소자 성형용 금형을 제작하는데 있어서, 우선 블랭크 금형(금형의 기재라고도 한다)을 절삭?연삭 가공에 의해 5개 제작하였다. 블랭크 금형의 형기재면을 100㎛ 이하의 형상 정밀도로 (연삭?절삭)가공을 행하여, 광학 소자의 비구면에 대응한 오목면을 형성하였다. 이 기재면에, 스퍼터 성 막 장치에 의해, 과냉각 액체 영역을 295 내지 395℃의 사이에서 갖는 비정질 합금의 막층을 막두께 O.02, 10, 50, 100, 500㎛로 각각 형성하였다.

한편, 마스터형에 대해서는, 우선, 직경 약 3 내지 5mm의 광학 소자용 성형형의 마스터형재에, 철을 주성분으로 포함하는, 용이하게 절삭할 수 있는 재료를 준비했다. 마스터형재를 절삭?연삭 가공으로 제작하였다. 마스터형재의 마스터 전사면을 100㎛ 이하의 형상 정밀도로 (연삭?절삭)가공을 행하였다. 이 후, 무전해 니켈 도금을 두께 100㎛ 정도 성막하였다. 이 도금된 마스터 금형 성형 전사면을 다이아몬드 공구로, 절삭을 행하여 마스터 금형을 완성시켰다.

또한, 과냉각 액체 영역을 295℃ 내지 395℃의 사이에서 갖는 비정질 합금막층을 형성한 금형의 소재에, 비정질 합금막층을 형성하지 않는 마스터형을 대향하여 설치하고, 유리 전이점 이상의 310℃로 가열하여 300N의 힘을 가하여 1시간, 프레스 성형함으로써, 마스터형의 마스터 전사면의 형상 및 구조를, 금형의 소재의 비정질 합금막층에 전사시켰다. 이 비교예에서도, 가열하여 프레스한다고 하는 간소한 공정만으로 고정밀의 금형을 대량으로 얻을 수 있다. 그러나, 가열 프레스시의 온도 제어 및 압력 제어가 어렵고, 부적당한 조건에서 가열 프레스 성형을 행했을 경우, 금형 기재상에 형성한 비정질 합금막층의 두께에 관계없이, 성형 전사 부족으로부터 시작하여, 마스터형의 파손이나 비정질 합금막층의 박리 등이 발생하는 것을 알았다. 특히, 마스터형의 마스터 전사면에 미세한 구조(예를 들면, 블레이즈 형상 등)를 형성하였을 경우, 가열 프레스 압력이 너무 높거나(500N 이상, 특히 위치이탈하여 기울어져 형에 접촉하고 있는 경우 등), 마스터 전사면에 접하고 있 는 비정질 합금막층의 일부분이 유리 전이 온도에 이르지 않은 경우, 미세 구조나 마스터형 형상을 파괴해 버릴 우려가 있는 것을 알았다. 또한, 미세 구조로서 예를 들면 5㎛ 피치, 높이 1㎛의 블레이즈 형상을 전사하는 경우, 블레이즈의 바닥까지 과냉각 액체 영역에서 점성 유체로 된 비정질 합금을 고루 미치게 하는 것은 어렵고, 5nm 정도의 성형 전사 부족이 생겨 버리는 것도 알았다.

(실시예)

이에 비해, 본 발명자들이 행한 실시예에 대해 설명한다. 우선, 마스터형, 금형의 기재 5개를 비교예와 마찬가지로 제작하였다. 그 후, 마스터형의 마스터 전사면과 동시에 금형의 기재에도, 과냉각 액체 영역(Tg-Tx)을 295 내지 395℃의 사이에 갖는 비정질 합금을, 스퍼터 성막 장치에 의해 두께 O.02, 10, 50, 100, 500㎛로 각각 성막하였다. 그 후, 비정질 합금막층을 형성한 마스터형의 마스터 전사면과, 금형의 기재(혹은, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막층이 형성된 금형의 기재)를 대향하여 설치하고, He 가스로 치환한 분위기중(약 100Pa)에서, 유리 전이점 이상의 310℃로 가열하여 200N으로 1시간 프레스 성형함으로써, 마스터형의 마스터 전사면에 형성된 비정질 합금막층을, 마스터형으로부터 박리시켜 금형의 기재로(혹은, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금막층이 형성된 금형의 기재로) 전이시켰다(마스터형상의 비정질 합금의 막두께는, 상술한 5종류에 대해 마찬가지의 방법으로 행하였다). 마스터형의 온도를 330℃, 금형의 기재의 온도를 30O℃로, Tg 이상이지만, 열구배를 주는 편이, 마스터형으로부터의 이형 및 형기재로의 밀착력 향상이라고 하는 점에서 양호한 조건으로 된다. 금형으로의 가열 방법 은, 양 형내에 카트리지 히터, 혹은 시스 히터를 넣고, 또한, 주변으로부터 램프 가열 등으로 보조 가열을 행하면, 열제어가 잘 될 뿐만 아니라 히터 출력을 큰폭으로 올릴 수 있었다.

실시예에 의한 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법에 의하면, 비교예에 비해, 역학적인 성형 방법에 의한 형상 전사가 아니라, 스퍼터 등의 성막 방법에 의한 반전 형상에 의한 전사이기 때문에, 마스터형의 어떤 미세한 형상도 모사할 수 있을 뿐만 아니라, 형태의 파손이 없는 것을 알았다. 마스터형상에 형성한 비정질 합금의 막두께를 상술한 바와 같이 할당하였지만, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다.

본 발명에 따르면, 제조가 용이하면서, 광학 소자의 치수 정밀도를 높일 수 있는 광학 소자 성형용 금형의 제작 방법을 제공할 수 있다.

Claims

광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면을 성형하기 위한 마스터형의 마스터 전사면에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 제1 막층을 형성하는 공정,

상기 제1 막층의 표면과 광학 소자 성형용 금형의 기재의 피전이면을 대향하여 압박하면서, 상기 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 유리 전이점 이상으로, 상기 제1 막층을 가열하는 공정, 및

상기 제1 막층을 냉각 후에 상기 마스터형으로부터 박리하여, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정을 갖는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 마스터형의 마스터 전사면에 상기 제1 막층을 형성하는 공정에서 상기 제1 막층의 막두께가 0.01 내지 500㎛인 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법이, 적어도 상기 제1 막층을 상기 마스터형으로부터 박리하여, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정의 전에, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재의 피전이면에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 제2 막층을 형성하는 공정을 갖고,

상기 제1 막층을 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정에서, 상기 제1 막층과 상기 제2 막층을 대향하여 압박하면서, 상기 제1 막층의 과냉 각 액체 영역을 갖는 비정질 합금 및 상기 제2 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 적어도 한쪽의 유리 전이점 이상으로, 상기 제1 막층 및 상기 제2 막층의 적어도 한쪽을 가열하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성과 상기 제2 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 동일한 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성과 상기 제2 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 서로 상이한 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 제2 막층의 막두께가 0.01 내지 500㎛인 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법이, 마스터형의 마스터 전사면에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 제1 막층을 형성하는 공정의 전에, 상기 마스터 전사면에 제1 기능막을 형성하는 공정을 갖는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 기능막의 막두께가 0.01 내지 20㎛인 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 기능막이 Pt, Ir, Pd, Au, Ru, Rh, Ag의 귀금속 원소, Fe, Co, Ni, Cr, W, Ti, Mo, Zr의 천이 금속 원소, 및 알루미나, 산화크롬, WC, 질화규소, 질화탄소, TiN, TiAlN, 지르코니아, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본, 카본으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 제1 기능막이 Pt, Ir, Pd, Au, Ru, Rh, Ag의 귀금속 원소 및 Fe, Co, Ni, Cr, W, Ti, Mo, Zr의 천이 금속 원소로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 제1 기능막이 알루미나, 산화크롬, WC, 질화규소, 질화탄소, TiN, TiAlN, 지르코니아, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본, 카본으로부터 선택되는 적어도 1종의 소재를 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법이, 상기 마스터형의 마스터 전사면에, 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 제1 막층을 형성하는 공정의 전에, 상기 제1 기능막의 막 위에 제2 기능막을 형성하는 공정을 갖는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 제2 기능막의 막두께가 0.01 내지 20㎛인 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 제2 기능막이 Pt, Ir, Pd, Au, Ru, Rh, Ag의 귀금속 원소, Fe, Co, Ni, Cr, W, Ti, Mo, Zr의 천이 금속 원소, 및 알루미나, 산화크롬, WC, 질화규소, 질화탄소, TiN, TiAlN, 지르코니아, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본, 카본으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 기능막이 Pt, Ir, Pd, Au, Ru, Rh, Ag의 귀금속 원소 및 Fe, Co, Ni, Cr, W, Ti, Mo, Zr의 천이 금속 원소로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 제2 기능막이 알루미나, 산화크롬, WC, 질화규소, 질화탄소, TiN, TiAlN, 지르코니아, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본, 카본으로부터 선택되는 적어도 1종의 소재를 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 기능막이 증착법에 의해 형성되는 광학 소자 성형 용 금형의 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 제1 기능막이 CVD 처리에 의해 형성되는, 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 제1 기능막이 PVD 처리에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제19항에 있어서, 상기 제1 기능막이 스퍼터 처리에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제19항에 있어서, 상기 제1 기능막이 이온 플레이팅 처리에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제19항에 있어서, 상기 제1 기능막이 진공 증착법에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 마스터형의 마스터 전사면의 광학 형상은, 상기 마스터 전사면에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면을 이용하여 성형되는 광학 소자의 광학면 형상에 대해, 상기 마스터 전사면에 형성되는 제1 기능막 의 두께 및 상기 광학 소자 재료의 열수축의 적어도 한쪽에 부합하여 상이하게 하고 있는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 기능막은, 상기 제1 막층을, 상기 마스터 전사면으로부터 박리하여, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정의 뒤에, 상기 마스터 전사면에 남는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 기능막은, 상기 제1 막층을, 상기 마스터 전사면으로부터 박리하여, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재에 전이시키는 공정의 뒤에, 상기 광학 소자 성형용 금형의 기재의 성형 전사면에 전이하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제25항에 있어서, 상기 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법이, 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에 전이한 상기 제1 기능막을 제거하는 공정을 더 갖는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에 의해 형성되는 상기 광학 소자의 광학면에, 광축을 중심으로 한 윤대 구조가 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제27항에 있어서, 상기 윤대 구조가 광로차 부여 구조인 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제27항에 있어서, 상기 윤대 구조가, 광축 방향의 단면 형상이 톱니 형상의 블레이즈형 회절 구조인 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제27항에 있어서, 상기 윤대 구조가, 광축 방향의 단면 형상이 계단 형상의 회절 구조인 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제27항에 있어서, 상기 윤대 구조가, 상기 광학 소자에 대해서 광을 조사하는 광원의 파장 변화에 따른 상기 광학 소자의 수차 변화를 보정하는 기능을 갖는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제27항에 있어서, 상기 윤대 구조가, 상기 광학 소자의 온도 변화에 따른 수차 변화를 보정하는 기능을 갖는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에 의해 형성되는 광학 소자의 광학면에, 복수의 돌기 또는 공동이 형성되도록, 상기 마스터형의 마스터 전사면에는 대응한 돌기 또는 공동이 형성되며, 또한 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면에는 대응하고자 하는 공동 또는 돌기가 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제33항에 있어서, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동은 등가 굴절률 영역의 미세 구조를 형성하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제33항에 있어서, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동은 반사 방지 효과를 발생하는 미세 구조를 형성하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제33항에 있어서, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동은 구조 복굴절을 발생하는 미세 구조를 형성하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제33항에 있어서, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동은 공명 영역의 미세 구조를 형성하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제33항에 있어서, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동이, 상기 광학면의 일부에 형성되도록, 상기 마스터형의 마스터 전사면에는 대응한 돌기 또는 공동이 형성되며, 또한 상기 광학 소자 성형용 금형의 상기 성형 전사면에는 대응하고자 하는 공동 또는 돌기가 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제33항에 있어서, 상기 광학 소자의 광학면의 돌기 또는 공동이, 적어도 복 수의 형상 또는 배치 패턴을 가질 뿐만 아니라, 상기 광학 소자의 광학면의 일부에 형성되도록, 상기 마스터형의 마스터 전사면에는, 대응한 돌기 또는 공동이 형성되며, 또한 상기 광학 소자 성형용 금형의 상기 성형 전사면에 대응하고자 하는 공동 또는 돌기가 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자 성형용 금형의 성형 전사면은 비구면 형상만으로 이루어지는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층이 증착법에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제41항에 있어서, 상기 제1 막층이 CVD 처리에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제41항에 있어서, 상기 제1 막층이 PVD 처리에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제43항에 있어서, 상기 제1 막층이 스퍼터 처리에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제43항에 있어서, 상기 제1 막층이 이온 플레이팅 처리에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제43항에 있어서, 상기 제1 막층이 진공 증착법에 의해 형성되는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Pd를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는, 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제47항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Cu, Ni, Al, Si, P, B로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를, 1mol% 이상의 비율로 함유하는, 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Zr를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제49항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Fe, Co, Hf, Ti, Cu, Ni, Al, Sn, Si, P, B로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를, 1mol% 이상의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Ti를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제51항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Hf, Zr, Cu, Ni, Co, Fe, Sn, Al, Si, P, B로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를, 1mol% 이상의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Mg를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제53항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Y, Hf, Zr, Cu, Fe, Co, Ni, Al, Si, P, B로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 1mol% 이상의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 La를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제55항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Cu, Ni, Co, Al, Si, P, B, Hf, Zr로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를, 1mol% 이상의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Fe를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제57항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Co, Ni, Hf, Zr, Ti, Cu, Ni, Al, Sn, Si, P, B로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 1mol% 이상의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Co를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제59항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Ni, Hf, Fe, Zr, Ti, Cu, Ni, Al, Sn, Si, P, B로부터 선택되는 적어도 1종 의 원소를 1mol% 이상의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Ni를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제61항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Co, Hf, Fe, Zr, Ti, Cu, Ni, Al, Sn, Si, P, B로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 1mol% 이상의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Mo를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제63항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Fe, Co, Ni, Cu, Hf, Zr, Ti, W, Sn, Al, Si, P, B, Pd로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를, 1mol% 이상의 비율로 함유하는, 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Pt를 20mol% 이상 90mol% 이하의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제65항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 Mo, Fe, Co, Ni, Cu, Hf, Zr, Ti, W, Sn, Al, Si, P, B, Pd로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 1mol% 이상의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 막층의 과냉각 액체 영역을 갖는 비정질 합금의 조성이 0s, Pt, Ir, Au, Ag, Rh, Pd, Ru로부터 선택되는 적어도 1종의 귀금속 원소를 1mol% 이상의 비율로 함유하는 광학 소자 성형용 금형의 제조 방법.