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【発明の名称】 光学素子製造方法及び導光板
【発明者】 【氏名】倉田 俊彦

【要約】 【課題】ヒケを抑制することができる光学素子製造方法及び導光板を提供する。

【構成】対向する金型30と基板10との間にUV硬化型樹脂20Aを充填する。その後、導光路となるUV硬化型樹脂20Aの凸部20Bに対向する部分に光ファイバ50を用いてUV光70を照射する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向する型と基板との間に光硬化型樹脂を充填する第1工程と、
前記光硬化型樹脂の所定の部分に光ファイバを用いて光を照射する第2工程と
を含むことを特徴とする光学素子製造方法。
【請求項2】
前記第2工程の後、少なくとも前記光硬化型樹脂の所定の部分以外の部分に光を照射する第3工程を含むことを特徴とする請求項1記載の光学素子製造方法。
【請求項3】
前記第1工程で、前記光硬化型樹脂は、前記型の押圧面に形成された所定形状の溝に対応する凸部と、この凸部に連なる平らなベース部とが形成され、
前記光硬化型樹脂の所定の部分は前記凸部であり、
前記光硬化型樹脂の所定の部分以外の部分は前記ベース部である
ことを特徴とする請求項1又は2記載の光学素子製造方法。
【請求項4】
前記光ファイバは前記光硬化型樹脂の所定の部分に対する光の照射を制御するためのシャッタを有することを特徴とする請求項1又は2記載の光学素子製造方法。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1項記載の光学素子製造方法によって製造された導光板。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は光学素子製造方法及び導光板に関する。
【背景技術】
【0002】
基板と凹部を有する金型との間にUV硬化型樹脂を充填し、充填されたUV硬化型樹脂を硬化させる工程で、UV硬化型樹脂がその表面から硬化することに起因してヒケ(成形品の表面にできるへこみ)が発生することがある。特に、離型性向上のために金型とUV硬化型樹脂との密着性を低くするとともに、光学特性向上のために凹部を除く金型と基板との隙間を小さくした場合、金型と基板との間に充填されたUV硬化型樹脂が金型の凹部へ流入し難くなるので、ヒケが発生しやすい。ヒケが発生すると、成形品、例えば導光板では所定の導光路の断面形状が得られないため、導光路の途中で光の伝搬効率が悪くなる。
【特許文献1】特開平6−75106号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、例えば導光板を製造する際、ヒケが発生し難くするために、金型と基板との隙間を大きくすると、導光板のベース部(凸状の導光路以外の樹脂薄膜部分)から光が外部へ漏れ、光量損失が発生するという問題がある。
【0004】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題はヒケを抑制することができる光学素子製造方法及び導光板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため請求項1記載の発明は、対向する型と基板との間に光硬化型樹脂を充填する第1工程と、前記光硬化型樹脂の所定の部分に光ファイバを用いて光を照射する第2工程とを含むことを特徴とする。
【0006】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の光学素子製造方法において、前記第2工程の後、少なくとも前記光硬化型樹脂の所定の部分以外の部分に光を照射する第3工程を含むことを特徴とする。
【0007】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2記載の光学素子製造方法において、前記第1工程で、前記光硬化型樹脂は、前記型の押圧面に形成された所定形状の溝に対応する凸部と、この凸部に連なる平らなベース部とが形成され、前記光硬化型樹脂の所定の部分は前記凸部であり、前記光硬化型樹脂の所定の部分以外の部分は前記ベース部であることを特徴とする。
【0008】
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2記載の光学素子製造方法において、前記光ファイバは前記光硬化型樹脂の所定の部分に対する光の照射を制御するためのシャッタを有することを特徴とする。
【0009】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項記載の光学素子製造方法によって製造された導光板である。
【発明の効果】
【0010】
この発明によれば、ヒケを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
図1(a)はこの発明の一実施形態に係る光学素子製造方法によって製造された導光板の平面図、図1(b)は図1(a)のA矢視図、図1(c)はB矢視図である。
【0013】
導光板(光学素子)1は基板10とUV硬化型樹脂層20とからなる。
【0014】
基板10は四角形の板である。
【0015】
UV硬化型樹脂層20は円盤状の樹脂層(ベース部)21と樹脂層21の直径方向へ延びる凸状の導光路22とを有する。導光路22の長さ、高さ及び幅は、20mm、0.05mm及び0.05mmである。樹脂層21は基板10より薄い。樹脂層21の膜厚は数μm程度である。
【0016】
基板10の裏面から入射した光(矢印aで示す)は基板10、樹脂層21を透過し、導光路22の一方の傾斜面22aで反射されて矢印bで示すように導光路22内を進む。光は導光路22の他方の傾斜面22bで反射され、樹脂層21、基板10を透過して矢印cで示すように基板10の裏面から出射される(図1(b)参照)。
【0017】
次に、導光板1の製造方法を説明する。
【0018】
図2(a)は金型と基板との間に未硬化のUV硬化型樹脂を充填した状態を示す平面図、図2(b)は図2(a)のc−c´線に沿う断面を示す概念図である。
【0019】
図2はUV光を照射する前の状態であり、金型(型)30、基板10及びUV硬化型樹脂層20の材料としてそれぞれ以下のものが用いられている。
【0020】
金型30の材料としては例えば金属や樹脂が用いられる。金型30の押圧面には導光路22となる凸部(所定の部分)に対応する形状の溝31が形成されている。
【0021】
UV硬化型樹脂層20として未硬化のUV硬化型樹脂(光硬化型樹脂)20A(nd=1.574)を用いるのであれば、基板10としてはnd≦1.461の材料を用いる必要がある。そこで、nd=1.457である石英を基板10の材料として用いた。ndはd線を用いて計測した屈折率である。
【0022】
UV硬化型樹脂20Aはウレタンアクリレートとアクリル酸エステルとの変成樹脂である。
【0023】
まず、基板10の表面に必要とされる膜厚に相当する重量のUV硬化型樹脂20Aを塗布する(第1工程)。
【0024】
次に、金型30をUV硬化型樹脂20Aが塗布された基板10に押し付ける。この結果、UV硬化型樹脂20Aは金型30の溝31に対応する凸部20Bとこの凸部20Bに連なる樹脂層21となるベース部(所定の部分以外の部分)20Cとを形成する。このとき、基板10の表面と金型30の押圧面との間に位置するベース部20Cの厚さは光の漏れを防止するためできるだけ薄くなるようにするのが好ましい。溝31の長さ、深さ及び幅は、ほぼ20mm、0.05mm及び0.05mmである。
【0025】
次に、UV硬化型樹脂20Aの凸部20Bに図3に示すように光ファイバ50を用いて光を照射する。
【0026】
図3(a)は光ファイバを用いた光の照射方法を説明する図、図3(b)は光ファイバの出射面を示す図である。
【0027】
なお、図3(a)には、光ファイバ50のUV光入射端部、シャッタ60の周辺部及び光ファイバ50のUV光出射端部だけが描かれている。
【0028】
複数の光ファイバ50は基板10の裏面側に配置されている。各光ファイバ50の中間部にはシャッタ60が設けられている。光ファイバ50の直径は溝31の幅又は導光路22の幅より小さい。なお、図3には、光ファイバ50の一部(UV光入射端部、シャッタ60が設けられている中間部及びUV光出射端部)だけが記載されている。
【0029】
シャッタ60としては羽根61を有するメカニカルシャッタが用いられる。羽根61は枠部材62に取り付けられ、外部からの信号によって羽根61が開閉動作される。
【0030】
なお、メカニカルシャッタを用いる代わりに、MEMSミラーや液晶シャッタを用いた光スイッチ等を用いることもできる。
【0031】
図3において、灰色の部分は光が遮断されていることを示している。
【0032】
ベース部20Cに対向する部分のシャッタ60だけを閉じ、基板10の裏面側から光ファイバ50を用いて10000mJ/cm2のUV光70をUV硬化型樹脂20Aの凸部20Bに照射する(第2工程)。溝31に対向する部分のシャッタ60は開いているので、凸部20BのUV硬化型樹脂20Aだけが硬化する。その際、ベース部20CのUV硬化型樹脂20Aの一部が溝31へ流入し、凸部20Bのヒケの発生が防止される。
【0033】
その後、総てのシャッタ60を開き、基板10の裏面側から光ファイバ50を用いて10000mJ/cm2のUV光70をUV硬化型樹脂20Aの全体に照射し、ベース部20Cを硬化させる(第3工程)。
【0034】
なお、第3工程を行う代わりに、硬化していないUV硬化型樹脂20Aを拭き取るようにしてもよい。このときは凸部20B(導光路22)だけが形成されることになる。
【0035】
次に、金型30を基板10から引き離す。金型30にあらかじめ離型性を良くする表面処理をしておくことによって金型30を引き離し易くなる。
【0036】
以上のようにして、基板10の表面に均一な厚さ(数μm)の樹脂層21と導光路22とからなるUV硬化型樹脂層20が形成され、導光板1が完成する(図1参照)。樹脂層21はベース部20Cに、導光路22は凸部20Bにそれぞれ対応する。
【0037】
この実施形態によれば、UV硬化型樹脂20Aの硬化の際、未硬化のUV硬化型樹脂20Aがベース部20Cから溝31へ流入するので、凸部20Bのヒケを防ぐことができ、製造された導光板1の光量損失を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】図1(a)はこの発明の一実施形態に係る光学素子製造方法によって製造された導光板の平面図、図1(b)は図1(a)のA矢視図、図1(c)はB矢視図である。
【図2】図2(a)は金型と基板との間に光硬化型樹脂を充填した状態を示す平面図、図2(b)は図2(a)のc−c´線に沿う断面を示す概念図である。
【図3】図3(a)は光ファイバを用いた光の照射方法を説明する図、図3(b)は光ファイバの出射面を示す図である。
【符号の説明】
【0039】
1:導光板、10:基板、20A:未硬化のUV硬化型樹脂(光硬化型樹脂)、20B:凸部、20C:ベース部、30:金型(型)、31:溝、50:光ファイバ、60:シャッタ、70:UV光。
【出願人】 【識別番号】000004112
【氏名又は名称】株式会社ニコン
【出願日】 平成18年8月1日(2006.8.1)
【代理人】 【識別番号】100091557
【弁理士】
【氏名又は名称】木内 修


【公開番号】 特開2008−30423(P2008−30423A)
【公開日】 平成20年2月14日(2008.2.14)
【出願番号】 特願2006−209408(P2006−209408)