WO2005092588A1

WO2005092588A1 - 微細凹凸構造を有する曲面金型の製造方法及びこの金型を用いた光学素子の製造方法

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Publication number: WO2005092588A1
Application number: PCT/JP2005/005012
Authority: WO
Inventors: Shinji Kobayashi; Atsushi Yamaguchi; Satoshi Sumi; Masahiro Higuchi; Yoshiaki Maeno
Original assignee: Sanyo Electric Co., Ltd.
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2005-10-06
Also published as: US20070144700A1; JP4404898B2; CN1956829A; JPWO2005092588A1

Abstract

　この発明は、非球面レンズなど複雑な表面形状を持つレンズなどに反射防止構造を付加できる金型を容易に製造できる方法を提供することを目的とする。この発明は、所定形状に形成された曲面母材１上に二酸化シリコン膜（ＳｉＯ2）膜２を形成し、この二酸化シリコン膜（ＳｉＯ2）膜２にレジストマスク３を用いて所定形状の反射防止構造のパターンをエッチングを施して形成し、この反射防止膜パターンが形成された二酸化シリコン膜（ＳｉＯ2）膜２１上に金型用金属４を被着させ、金型用金属４に反射防止膜パターンを転写した後、二酸化シリコン膜（ＳｉＯ2）膜を取り除き曲面に反射防止構造を有する金型４ａを形成する。

Description

明細書

微細凹凸構造を有する曲面金型の製造方法及びこの金型を用いた光学素子の製造方法

技術分野

[0001] この発明は、反射防止構造などの微細凹凸構造を有する曲面金型の製造方法に係り、曲面加工が容易な部材を用いて微細凹凸構造を有する曲面金型を製造する方法並びにこの金型を用いて光学素子を製造する方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来より、ガラス、プラスチックなどの透光性材料を用いた光学ピックアップ、非球面レンズ等の光学素子においては、基板の光入射面に反射を防止するための表面処理が施されている。この表面処理としては、薄膜の誘電体膜を重畳させた多層膜を透光性基板表面に真空蒸着等により成膜する方法や、光学素子表面に微細で且つ緻密な凹凸を設ける方法がある。

[0003] 光学素子表面に微細で且つ緻密な凹凸形状力なる反射防止構造は、金型を用いてプラスチック成形で形成することが知られている（例えば、特許文献 1参照)。

[0004] 微細で緻密な凹凸形状からなる反射防止構造を有する光学素子を成形するための金型は、石英やシリコンを基材として用いて、この基材に所定の反射防止構造をェツチングカ卩ェにより形成し、この基材にメツキを施して作成して、る。

[0005] ところで、光学ピックアップのレンズなどのように、レンズとして所定の曲率を有するものに上記した反射防止構造を設けるためには、基材となる石英やシリコンに所定の曲面加工を施す必要がある。

特許文献 1：特開昭 62— 96902号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 非球面レンズなど複雑な表面形状を持つレンズなどの場合、金型の形成のための基材の加工が困難である。すなわち、基材として石英やシリコンなどを用いる場合、これら基材の加工が難しぐ形成の際に割れ、欠けなどが発生することが多ぐ金型を製造するのに、時間と費用が嵩むという問題があった。

[0007] この発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたものにして、非球面レンズなど複雑な表面形状を持つレンズなどに微細で且つ緻密な凹凸形状を付カロできる金型を容易に製造できる方法を提供することを目的とする。

[0008] また、この発明は、微細で且つ緻密な凹凸形状を表面に設けた非球面レンズなど複雑な表面形状を持つレンズなどの光学素子を容易に製造できる方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] この発明の微細凹凸構造を有する金型の製造方法は、所定形状に形成された曲面母材上にシリコン系膜を形成し、このシリコン系膜にマスクを用いて所定形状の微細な凹凸構造のパターンをエッチングを施して形成し、この微細な凹凸構造のバターンが形成されたシリコン系膜上に金型用金属を被着させ、この金型用金属に微細な凹凸構造のパターンを転写した後シリコン系膜を取り除き、曲面に微細凹凸構造を有する金型を形成することを特徴とする。

[0010] 前記微細な凹凸構造のパターンは反射防止パターンであることを特徴とする。

[0011] 前記マスクはフォトレジストからなり、前記曲面母材上とシリコン系膜との間に反射防止膜を形成すればよい。

[0012] 前記曲面母材上とシリコン系膜との間に離型材膜を形成するとよい。

[0013] また、前記シリコン系膜は、スパッタリング法により形成された二酸ィ匕シリコン膜で構成することができる。

[0014] また、この発明の微細凹凸構造を有する金型の製造方法は、所定形状に形成された曲面母材上にシリコン系膜を形成し、このシリコン系膜上に有効領域部分は所定形状の微細な凹凸力もなるパターンを有し、その外側に行くほど凹凸パターンの体積比率が変化したマスクを設け、このマスクを用いて前記シリコン系膜に外周から内周に向力つて、徐々に微細な凹凸の深さが深くなり、有効領域で所定の深さ、形状の凹凸が形成された微細なパターンをエッチングを施して形成し、この凹凸パターンが形成された基板上に金型用金属を被着させ、この金型用金属に凹凸パターンを転写した後、前記基板と金型用金属を分離して金型を形成することを特徴とする。 [0015] また、この発明の光学素子の製造方法は、所定形状に形成された曲面母材上にシリコン系膜を形成し、このシリコン系膜にマスクを用いて所定形状の微細な凹凸構造のパターンをエッチングを施して形成し、この微細な凹凸構造のパターンが形成されたシリコン系膜上に金型用金属を被着させ、この金型用金属に微細な凹凸構造のパターンを転写した後シリコン系膜を取り除き、曲面に微細凹凸構造を有する金型を形成し、この金型を固定金型、可動金型の少なくとも一方に取り付け、前記固定金型と可動金型とを用いた射出成形により、少なくとも一方の面に微細凹凸構造を有する光学素子を製造することを特徴とする。

発明の効果

[0016] 以上説明したように、この発明によれば、球面、軸対象非球面など複雑な形状であつても所定の曲面形状を有する曲面母材を容易に形成でき、そして、この曲面母材の曲面に基づいて、球面、軸対象非球面など複雑な形状であっても所定の曲面を有し、そして、微細で緻密な凹凸形状構造を有する曲面金型を形成することができる。

[0017] また、反射防止膜を設けることで、レジストのパターユングをより緻密に行えるので、より微細で緻密な凹凸形状からなる反射防止構造を有する曲面金型を形成することができる。

[0018] 離型材膜を用いることで、金型側と母材側の分離が容易に行える。

[0019] また、外周から内周に向かって、徐々に反射防止機能の深さが深くなり、有効領域では所定のピッチで円錐状の凹凸が形成された反射防止構造を有する曲面金型を用いることで、榭脂を充填したときに外周側力剥がれやすくなり、金型 (スタンパ)や成型品が破損する虞がなくなる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]この発明の第 1の実施形態に力かる反射防止構造を有する曲面金型の製造を工程別に示す断面図である。

[図 2]この発明の第 2の実施形態に力かる反射防止構造を有する曲面金型の製造を工程別に示す断面図である。

[図 3]この発明の第 3の実施形態に力かる反射防止構造を有する曲面金型の製造を工程別に示す断面図である。 [図 4]この発明の第 4の実施形態に力かる反射防止構造を有する曲面金型の製造を工程別に示す断面図である。

[図 5]光学素子の外周から内周に向力つて、徐々に光学素子の反射防止機能の深さを深くするための露光工程を示す平面図である。

[図 6]この発明により製造される光学素子の各領域の金型と成型品との付着力との関係を示す図である。

[図 7]この発明にかかる光学素子の製造方法に用いられる成形型の形状及び構造を示す側方断面図である。

符号の説明

[0021] 1 曲面部材

2 二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜

2

3 レジスト膜

4 金属層

4a, 4b 金型（スタンパ）

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、この発明の実施の形態につき、図面を参照して説明する。図 1は、この発明の第 1の実施形態に力かる緻密で且つ微細な凹凸からなる反射防止構造を有する曲面金型の製造を工程別に示す断面図である。

[0023] 図 1 (a)に示すように、光学ピックアップ用対物レンズ、コリメータレンズなど球面、軸対象非球面など所定の曲面形状を有する曲面母材 1を用意する。この曲面母材 1は、曲面加工の容易な金属基材、またはその金属金型から成形した榭脂基材、あるいはガラス基材を用いる。この実施形態においては、被切削性の良好なアルミ合金や無炭素銅などに対してダイヤモンド工具を回転させる超精密マイクロ加工機により、球面、軸対象非球面など所定の曲面に鏡面加工されて形成されている。

[0024] 続いて、図 1 (b)に示すように、曲面母材 1の所定の曲面が形成された表面上に、スノッタ法により、シリコン系膜として二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2を 500nmから 1 μ m

2

程度成膜する。この実施形態においては、 SiOターゲットを用いた RFマグネトロンス

2

ノッタにより、膜厚 900nmの二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2を成膜した。この時の成膜条件は、 SiOターゲットを用いて、基板温度が 200°C、アルゴン (Ar)ガス流量が 20s

2

ccm、圧力力 Si. 36Paである。

[0025] そして、図 1 (c)に示すように、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2上にレジストを塗布する

2

。このレジスト塗布は、レジストとして、例えば、東京応化工業株式会社製の商品名「 TDUR— P009」を用いて、回転数 4000rpmでスピンコート塗布し、膜厚 600nmのレジスト膜 3を形成した。

[0026] 続いて、図 1 (d)に示すように、塗布したレジスト膜 3に対して露光、現像を行ヽレジストパターン 30を形成する。この実施形態においては、露光装置として、 2光束干渉露光装置（波長え = 266nm)を用い、露光パワー 750mJで 1回目の露光を行い、基板を 90度回転させて露光パワー 750mJで多重露光した。そして、東京応化工業株式会社製の商品名「NMD - W」で現像し、 250nmピッチで円錐状の突起が多数形成されたレジストパターン 30を形成した。

[0027] 次に、図 1 (e)に示すように、上記レジストパターン 30をマスクとして反応性イオンェツチング (RIE)により、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2をパターユングする。この実施形

2

態では、 RIEエッチング装置として、アルバック (ULVAC)株式会社製の商品名「NL D— 800」を用いた。エッチングガスとしては、 C Fと CH Fの混合ガスを用い、アンテ

4 8 2 2

ナ電源を 1500W、バイアス電源を 400W、二酸化シリコン膜（SiO )のエッチングレ

2

ートを 12nmZsecとして、加ェ深さが 500nmの円錐状の溝 21を形成した。

[0028] その後、図 1 (f)に示すように、酸素プラズマアツシングでレジストパターン 30が形成されたレジスト膜を除去すると、所定の曲面を有して、表面に円錐状の微細且つ緻密な凹凸が設けられた二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )からなる反射防止構造 2aが形成される

2

ことになる。

[0029] そして、図 1 (g)に示すように、金型 (スタンパ）となる金属層 4を二酸ィ匕シリコン膜 (S iO )からなる反射防止構造 2a上に形成する。金属層 4は、まずニッケル (Ni)シード

2

層をスパッタで形成した後、その上に電界メツキでニッケル層を形成し、裏面を研磨して所定の厚さの金型 (スタンパ）となる金属層 4を形成する。

[0030] 最後に、図 1 (h)に示すように、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )と金属層 4との境界から機

2

械的に金型 (スタンパ) 4aを剥離させることにより、この実施形態による 250nmピッチで円錐状の微細且つ緻密な凹凸が形成された反射防止構造を有する曲面金型 4a が得られる。

[0031] 上記の実施形態お!/、ては、球面、軸対象非球面など複雑な形状であっても所定の曲面形状を有する曲面母材 1を超精密マイクロ加工機により容易に形成できる。そして、この曲面母材 1の曲面に基づいて、上記 (b)から (h)の工程を経ることにより、球面、軸対象非球面など複雑な形状であっても所定の曲面を有し、そして、微細で緻密な凹凸形状からなる反射防止構造を有する曲面金型 4aを形成することができる。

[0032] 次に、この発明の第 2実施の形態につき、図 2を参照して説明する。図 2は、この発明の第 2の実施形態に力かる反射防止構造を有する曲面金型の製造を工程別に示す断面図である。尚、第 1の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複を避けるために、その詳細な説明は割愛する。

[0033] 図 2 (a)に示すように、第 1の実施形態と同様に、光学ピックアップ用対物レンズ、コリメータレンズなど球面、軸対象非球面など所定の曲面形状を有する曲面母材 1を用意する。

[0034] 続いて、図 2 (b)に示すように、曲面母材 1の所定の曲面が形成された表面上に、反射防止材料 11を設ける。この第 2の実施形態においては、反射防止材料 11として、スパッタ法により、クロム（Cr)を 100nm、その上に酸化クロム（CrO)を lOOnm成膜する。反射防止材料 11としては、上記以外に、 Al O、 CeO、 LaF、 MgF、 TiO、

2 3 2 3 3 2

TiN、 ZnS、 ZrOなどの材料を用いることができる。

2

[0035] その後、図 2 (c)に示すように、曲面母材 1に形成された反射防止材料 11上に、スノッタ法により、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2を 500nmから 1 μ m程度成膜する。こ

2

の実施形態においては、膜厚 900nmの二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2を成膜した。こ

2

の二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2は、第 1の実施形態と同様の条件で形成した。

2

[0036] そして、図 2 (d)に示すように、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2上に膜厚 600nmのレジ

2

スト膜 3を形成する。このレジスト膜 3も第 1の実施形態と同じものを用いた。

[0037] 続いて、図 2 (e)に示すように、塗布したレジスト膜 3に対して、第 1の実施形態と同様に、露光、現像を行い 250nmピッチで円錐状の突起が多数形成されたレジストパターン 30を形成した。 [0038] 次に、図 2 (f)に示すように、上記レジストパターン 30をマスクとして、第 1の実施形態と同様に、反応性イオンエッチング (RIE)により、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2をパ

2 ターニングする。このパター-ングにより加ェ深さ 500nmの円錐状の溝 21を形成した。このパターユングも第 1の実施形態と同様の条件で行った。

[0039] その後、図 2 (g)に示すように、酸素プラズマアツシングでレジスト 30を除去すると、所定の曲面を有して、表面に円錐状の微細且つ緻密な凹凸が設けられた二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )からなる反射防止構造 2aが形成されることになる。

2

[0040] そして、図 2 (h)に示すように、金型 (スタンパ）となる金属層 4を二酸ィ匕シリコン膜 (S iO )からなる反射防止構造 2a上に形成する。

2

[0041] 最後に、図 2 (i)に示すように、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )と金属層 4との境界から機

2

械的に金型 (スタンパ) 4aを剥離させることにより、この実施形態による 250nmピッチで円錐状の凹凸が形成された反射防止構造を有する曲面金型 4aが得られる。

[0042] 上記の第 2の実施形態おいては、第 1の実施形態の効果に加え、反射防止材料 11 により、レジストのパターユングをより緻密に行えるので、より微細で緻密な凹凸形状からなる反射防止構造を有する曲面金型 4aを形成することができる。

[0043] 次に、この発明の第 3実施の形態につき、図 3を参照して説明する。図 3は、この発明の第 3の実施形態に力かる反射防止構造を有する曲面金型の製造を工程別に示す断面図である。尚、第 1、第 2の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複を避けるために、その詳細な説明は割愛する。

[0044] 図 3 (a)に示すように、第 1の実施形態と同様に、光学ピックアップ用対物レンズ、コリメータレンズなど球面、軸対象非球面など所定の曲面形状を有する曲面母材 1を用意する。

[0045] 続いて、図 3 (b)に示すように、曲面母材 1の所定の曲面が形成された表面上に、反射防止機能を有する離型材料 12を設ける。この第 3の実施形態においては、離型材料 12として、紫外線対応の反射防止機能を有するレジストを塗布し、ハードベータしたものを用いた。この実施形態では、レジストとして、東京応化工業株式会社製の商品名「SWK— 248DTr」を用い、 180°Cでハードベータした。

[0046] その後、図 3 (c)に示すように、曲面母材 1に形成された離型材料 12上に、スパッタ法により、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2を 500nmから: m程度成膜する。この実施

2

形態においては、膜厚 900nmの二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2を成膜した。この二酸

2

化シリコン膜 (SiO )膜 2は、第 1の実施形態と同様の条件で形成した。

2

[0047] そして、図 3 (d)に示すように、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2上に膜厚 600nmのレジ

2

[0048] 続いて、図 3 (e)に示すように、塗布したレジスト膜 3に対して、第 1の実施形態と同様に、露光、現像を行い 250nmピッチで円錐状の突起が多数形成されたレジストパターン 30を形成した。

[0049] 次に、図 3 (f)に示すように、上記レジストパターン 30をマスクとして、第 1の実施形態と同様に、反応性イオンエッチング (RIE)により、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2をパ

[0050] その後、図 3 (g)に示すように、酸素プラズマアツシングでレジスト 30を除去すると、所定の曲面を有して、表面に円錐状の微細且つ緻密な凹凸が設けられた二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )からなる反射防止構造 2aが形成されることになる。

2

[0051] そして、図 3 (h)に示すように、金型 (スタンパ）となる金属層 4を二酸ィ匕シリコン膜 (S iO )からなる反射防止構造 2a上に形成する。

2

[0052] その後、図 3 (i)に示すように、離型材 12と二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )との境界から機

2

械的に二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )と一体に金型 (スタンパ) 4aを剥離させる。

2

[0053] 続いて、図 3 (j)に示すように、酸素プラズマにより、金型 (スタンパ)側に付着した離型材用のレジストを除去し、反応性イオンエッチング (RIE)により、二酸ィ匕シリコン膜（ SiO ) 2aのみ除去する。この時のエッチングガスは、 CHFを用いた。このようにして、

2 3

この実施形態による 250nmピッチで円錐状の凹凸が形成された反射防止構造を有する曲面金型 4aが得られる。

[0054] 上記の第 3の実施形態お、ては、金型 (スタンパ)側と母材 1側の分離が容易に行える。

[0055] ところで、上記した微細な凹凸力なる反射防止機能を形成した金型を用いて榭脂充填により、光学素子を形成するときに、榭脂が高アスペクトの微細パターンに充填されることになる。このため、榭脂と金型を剥離するときの負荷が大きくなる。特に、パターンのな、領域とパターン領域の境界にお！/、て付着力が急激に増すため、スタンパゃ成型品が破損する虞がある。そこで、この第 4の実施形態は、剥離時の負荷を少なくするものである。このため、光学素子の外周から内周に向かって、徐々に光学素子の反射防止機能の凹凸の深さを深くして行き、剥離時の負荷を徐々に増加するようにして、榭脂を充填したときに外周側から剥がれやすくしたものである。以下、この第 4の実施形態を図 4及び図 5に従い説明する。

[0056] 図 4は、この発明の第 4の実施形態に力かる反射防止構造を有する曲面金型の製造を工程別に示す断面図、図 5は、光学素子の外周から内周に向力つて、徐々に光学素子の反射防止機能の凹凸の深さを深くするための露光工程を示す平面図である。尚、第 1、第 2、第 3の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複を避けるために、その詳細な説明は割愛する。

[0057] 図 4 (a)に示すように、光学ピックアップ用対物レンズ、コリメータレンズなど球面、軸対象非球面など所定の曲面形状を有する曲面母材 1を用意する。

[0058] 続いて、図 4 (b)に示すように、曲面母材 1の所定の曲面が形成された表面上に、 R Fマグネトロンスパッタにより膜厚 900nmの二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2を成膜した。

2

この二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2は、第 1の実施形態と同様の条件で形成した。

2

[0059] そして、図 4 (c)に示すように、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2上にレジストを塗布する

2

。このレジスト塗布は、レジストとして、例えば、住友化学工業株式会社製の商品名「 NEB22」の電子線用ネガ型レジストを用いて、回転数 3000rpmでスピンコート塗布し、膜厚 600nmのレジスト膜 3aを形成した。

[0060] 続いて、図 4 (d)、図 5に示すように、塗布したレジスト膜 3aに対して EB描画装置を用いて照射する。照射は外周に行くほど照射エネルギーを高くした。例えば、図 5に示すように、 100 m角で照射して描画する力有効領域 30aは、 10 /z C/cm²のェネルギ一で照射し、その外側にあたる領域 30b 1は、 12 /z CZcm²のエネルギーで照射し、その外側にあたる領域 30b2は、 14 CZcm²のエネルギーで照射し、最外周にあたる領域 30b3は 16 C/cm²のエネルギーで照射した。そして、 EB描画後、 110°Cのホットプレートで 2分露光後ベータ（PEB)した後、シブレイ.ファーイースト株式会社製の現像液型番「MF CD— 26」で 2分間現像した。その結果、有効領域 3 Oa部分は 250nmピッチで円錐状の突起が多数形成され、その外側に行くほど突起が太くなる領域 30bのレジストパターン 31を形成した。このレジストパターン 31は、有効領域力も外側に行くほど凹凸パターンの体積比率が変化したマスクとなる。

[0061] 次に、図 4 (e)に示すように、上記レジストパターン 31をマスクとして反応性イオンェツチング (RIE)により、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜 2をパターユングする。この実施形

2

態では、 RIEエッチング装置として、アルバック (ULVAC)株式会社製の商品名「NL D— 800」を用い、エッチングガスとして、 C Fと CH Fの混合ガスを用い、アンテナ

4 8 2 2

電源を 1500W、バイアス電源を 400W、二酸化シリコン膜（SiO )のエッチングレート

2

を 12nmZsecとして、有効領域に加工深さが 500nmの溝 21が形成されるようにエツチングした。この結果、有効領域 30aの外側に位置する領域は、外周から内周に向かって、徐々に反射防止機能の溝の深さが深くなるパターンが形成された。

[0062] その後、図 4 (f)に示すように、酸素プラズマアツシングでレジスト 30を除去すると、所定の曲面を有して、有効領域 30aの外側に位置する領域は、外周から内周に向かつて、徐々に反射防止機能の深さが深くなり、有効領域 30aは所定の微細で且つ緻密な凹凸形状の二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )からなる反射防止構造 2bが形成されること

2

になる。

[0063] そして、図 4 (g)に示すように、金型 (スタンパ）となる金属層 4を二酸ィ匕シリコン膜 (S iO )からなる反射防止構造 2bに形成する。金属層 4は、まずニッケル (Ni)シード層

2

をスパッタで形成した後、その上に電界メツキでニッケル層を形成し、裏面を研磨して所定の厚さの金型 (スタンパ）となる金属層 4を形成する。

[0064] 最後に、図 4 (f)に示すように、二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )と金属層 4との境界力も機

2

械的に金型 (スタンパ) 4aを剥離させることにより、この実施形態による有効領域 30a の外側に位置する領域は、外周から内周に向かって、徐々に反射防止機能の溝の深さが深くなり、有効領域 30aでは 250nmピッチで円錐状の凹凸が形成された反射防止構造を有する曲面金型 4bが得られる。

[0065] このように、有効領域 30aの外側に位置する領域は、外周から内周に向かって、徐々に反射防止機能の深さが深くなり、有効領域 30aでは所定のピッチで円錐状の凹凸が形成された反射防止構造を有する曲面金型 4b用いることで、榭脂を充填したときに外周側力剥がれやすくなり、スタンパや成型品が破損する虞がなくなる。

[0066] 図 1に示す全て同じ深さの反射防止構造が形成された金型を用いて成型品を作成する。また、図 4に示す金型を用いて成型品を作成する。この図 1の金型を用いた際と図 4の金型を用いた際の付着力を比較する。この結果、図 6に示すように、この発明によれば、外周部分力外周に向力領域 l ibでの付着力が小さくなる。この結果、この発明の第 4の実施例によれば、榭脂を充填したときに外周側力剥がれやすくなり、スタンパや成型品が破損する虞がなくなる。

[0067] この第 4の実施形態の構造は、上記した第 2、第 3の実施形態に適用しても同様の効果が得られる。

[0068] また、上記した実施形態では、シリコン系膜として二酸ィ匕シリコン膜 (SiO )膜を用い

2 ているが、シリコン (Si)膜、シリコン (SiN)窒化膜などを用いることもできる。さらに、有機シラン等を用いてスピンコートにより形成した SOG膜をシリコン系膜として用いることちでさる。

[0069] 次に、上記したこの発明にかかる金型を用いて光学素子を製造する場合につき、図 7を参照して説明する。図 7は、この発明力かる光学素子の製造方法に用いられる成形型の形状及び構造を示す側方断面図である。この成形型は、固定型 60と可動型 70とを備る。固定型 60に対して可動型 70を突き合わせて、両型 60、 70間にキヤビティ 80が形成され、その周囲の一部には、キヤビティ 80に連なるゲート 81が形成される。このキヤビティ 80には、ゲート 81を介して溶融プラスチック榭脂が供給され、内部に樹脂が充填される。

[0070] 固定型 60は、中央部の第 1部材 61と周辺側の第 2部材 62とからなり、両部材 61、 62は、鋼材で形成されており、相互に一体的に固定されている。第 1部材 61には、可動型 70に対向する滑らかな凹面の成型面 61aが形成され、第 2部材 61には、成型面 61 aの周囲に配置される環状溝の成型面 6 lbが形成されている。第 1部材 61の成型面 61aは、成型品であるレンズ（図示せず)の一方のレンズ面に対応し、第 2部材 62の成型面 62aは、レンズの周囲に設けたフランジに対応する。

[0071] 可動型 70は、中央側の型部材である突き出し部 71と、この突き出し部 71を周囲から支持する本体部 72とからなる。突き出し部 71の先端には、上記したこの発明の第 1 乃至 4の実施形態のヽずれかによる方法により製造された金型 (スタンパ) 4aが取り付けられている。金型 4aは、レンズの他方のレンズ面に対応した凹面に形成され、その凹面表面には、微細で且つ緻密な凹凸面力もなる反射防止構造 40aが形成されている。本体部 72によって形成される周囲の成型面 72aは、周囲のフランジに対応する。

[0072] 突き出し部 71は、本体部 72に設けられた孔 72b中に嵌め合わされた状態で軸 (X) 方向に摺動可能に取り付けられている。両型 60、 70を離間させる型開き後において、この突き出し部 71を本体部 72に対して固定型 60側に移動させることにより、可動型 70側に残るレンズを離型させる。

[0073] 次に、図 7に示す成形型を用いたレンズの成形について簡単に説明する。まず、可動型 70を固定型 60に接合することによって型閉じを行う。この際、固定型 60と可動型 70は、図示を省略した嵌合ピン等のァライメント機構を利用して互いに位置合わせされた状態で固定される。このような型閉じによって、固定型 60の成形面 61a、 61 bと可動型 70の成形面 40a、 72aとを閉じ合わせた形状のキヤビティ 80が両型 60、 7 0間に形成される。

[0074] 次に、両型 60、 70間に形成されたキヤビティ 80中に溶融プラスチック榭脂を射出する。溶融プラスチック榭脂は、ゲート 81を介して両型 60、 70間のキヤビティ 80中に導入され、キヤビティ 80が溶融プラスチック榭脂で充填される。

[0075] 続ヽて、キヤビティ 80中に充填された溶融プラスチック榭脂を放熱 ·冷却する。キヤビティ 80中に射出された溶融プラスチック榭脂の温度は、通常 200— 300°Cであり、通常 100一 180^oC【こ保持された両型 60、 70の成形面 40a、 72a, 61a、 61b【こ接すると、溶融プラスチック榭脂が冷却されて硬化する。この際、突き出し部 71の成形面 4 Oaに形成された微細凹凸パターンに溶融プラスチック榭脂がほぼ完全に入り込む。

[0076] 次に、キヤビティ 80中に充填された溶融プラスチック榭脂が完全に硬化するまで待つ。これにより、キヤビティ 80の形状に対応するレンズが得られる。このレンズの一方の面は、成形面 6 laに対応して滑らかな凸面となっており、レンズの他方の面は、成形面 40aに対応して反射防止構造を有する凸面となっている。また、レンズの周囲には、成形面 61b、 72aに対応してフランジが形成されている。

[0077] その後、可動型 70を固定型 60から離間させる型開きを行う。この結果、成形品は、可動型 70側に残り、固定型 60から離型した状態となる。

[0078] そして、図示しない駆動装置を用いて、突き出し部 71を、本体部 72に収納された状態から固定型 60側に駆動する。これにより、レンズを可動型 71から完全に離型すなわち分離させることができる。

[0079] このようにして得たレンズは、光ピックアップ装置になど適用することができる。なお

、上記した実施形態では、可動金型 70に微細凹凸パターンを有する金型を取り付けているが固定金型 60側に取り付けたり、可動金型 70と固定金型 60の双方に取り付けたり、製造する光学素子の設計に応じて適宜この発明による金型を可動金型 70と固定金型 60に用いればょ、。

[0080] なお、上記した実施形態にお!、ては、微細で且つ緻密な凹凸形状の例として、反射防止構造を挙げているが、微細で且つ緻密な凹凸形状であれば他の機能の光学素子パターンの構造を製造する場合にも本発明は適用できる。例えば、位相差板を構成する微細パターンや回折格子を構成する微細パターンなどを製造する場合にも適用できる。

[0081] 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすベての変更が含まれることが意図される。

産業上の利用可能性

[0082] この発明は、光ピックアップ用回折格子、光ピックアップ用位相差板、光ピックアツプ用レンズ、携帯電話用ディスプレイカバーなどを製造する方法に適用でき、これら部材の表面に反射防止構造を設ける場合に利用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 所定形状に形成された曲面母材上にシリコン系膜を形成し、このシリコン系膜にマスクを用いて所定形状の微細な凹凸構造のパターンをエッチングを施して形成し、この微細な凹凸構造のパターンが形成されたシリコン系膜上に金型用金属を被着させ、この金型用金属に微細な凹凸構造のパターンを転写した後シリコン系膜を取り除き、曲面に微細凹凸構造を有する金型を形成することを特徴とする微細凹凸構造を有する曲面金型の製造方法。

[2] 前記微細な凹凸構造のパターンは反射防止パターンであることを特徴とする請求項

1に記載の微細凹凸構造を有する曲面金型の製造方法。

[3] 前記マスクはフォトレジストからなり、前記曲面母材上とシリコン系膜との間に反射防止膜を形成することを特徴とする請求項 1または 2に記載の微細凹凸構造を有する曲面金型の製造方法。

[4] 前記曲面母材上とシリコン系膜との間に離型材膜を形成することを特徴とする請求項 1または 2に記載の微細凹凸構造を有する曲面金型の製造方法。

[5] 前記シリコン系膜は、スパッタリング法により形成された二酸ィ匕シリコン膜であることを特徴とする請求項 1な!ヽし 4のヽずれかに記載の微細凹凸構造を有する曲面金型の製造方法。

[6] 所定形状に形成された曲面母材上にシリコン系膜を形成し、このシリコン系膜上に有効領域部分は所定形状の微細な凹凸からなるパターンを有し、その外側に行くほど凹凸パターンの体積比率が変化したマスクを設け、このマスクを用いて前記シリコン系膜に外周から内周に向力つて、徐々に微細な凹凸の深さが深くなり、有効領域で所定の深さ、形状の凹凸が形成された微細なパターンをエッチングを施して形成し、この凹凸パターンが形成された基板上に金型用金属を被着させ、この金型用金属に凹凸パターンを転写した後、前記基板と金型用金属を分離して金型を形成することを特徴とする微細凹凸構造を有する金型の製造方法。

[7] 所定形状に形成された曲面母材上にシリコン系膜を形成し、このシリコン系膜にマスクを用いて所定形状の微細な凹凸構造のパターンをエッチングを施して形成し、この微細な凹凸構造のパターンが形成されたシリコン系膜上に金型用金属を被着させ、この金型用金属に微細な凹凸構造のパターンを転写した後シリコン系膜を取り除き、曲面に微細凹凸構造を有する金型を形成し、この金型を固定金型、可動金型の少なくとも一方に取り付け、前記固定金型と可動金型とを用いた射出成形により、少なくとも一方の面に微細凹凸構造を有する光学素子を製造することを特徴とする光学素子の製造方法。