JP2000003030A - 微細形状部品及びその製造方法 - Google Patents

微細形状部品及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度で非常に微細な傾斜形状を有する微細
形状部品と生産性が良好なその製造方法を提供する。 【解決手段】 パターン化された不透明膜が形成された
透明基板上に感光性材料を塗被し、前記感光性材料を透
明基板側から斜めに露光を行い、その後現像を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は小型機器、精密機器
などに用いられる微細形状を有した部品の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年の小型機器や精密機器を構成する部
品には、多様な種類の微細形状部品が使われている。そ
れらの多くの微細形状部品の中で、斜めに傾斜した壁を
有する微細形状部品が必要とされる場合も多々ある。近
年、プレーナー技術(フォトリソグラフィー、成膜、エ
ッチングなどを用いて形状化する技術)と呼ばれる平面
的に形状を形成していく加工法が多くの部品製造に用い
られているが、この手法は微細な平面形状を形成するに
は有効であるが、上記のような、ある傾斜角をもった形
状を形成する場合には利用できないという欠点があっ
た。
【0003】そのため、従来このような傾斜角を有する
微細形状部品の製造は、切削加工によって行われてい
た。図5は従来の切削加工による傾斜壁を有する微細形
状部品の製造方法を示した図である。従来は図5(a)
に示すように部材3000の加工面に対して切削工具2
000を所定の角度だけ傾けて切削加工を行い、最終的
に図5(b)に示すような微細形状部品1000を製造
していた。この製造方法の場合、高い加工精度を得るに
は長い加工時間が必要とされた。またこの製造場合、加
工可能な微細寸法は切削工具2000の大きさで決ま
り、そのため微細で精密な形状を形成するには、微細で
寸法精度の高い切削工具2000が必要とされた。この
微細で寸法精度の高い切削工具2000をつくるのにも
多大な労力と時間が費やされていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の通り、従来、傾
斜角を有する微細形状部品の製造には切削加工法が用い
られていたが、加工時間が非常にかかり、生産性が非常
に悪かった。また、加工可能な寸法は切削工具の大きさ
で決定され、50μm以下の加工はできず、微細形状の
加工には不適であった。
【0005】本発明は、高精度で微細な傾斜壁を有する
微細形状部品を提供し、且つ加工時間が短く生産性の高
い微細形状部品の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の微細形状部品の製造方法では、透明基板上に
不透明膜を所望の形状でパターン化し、透明基板の不透
明膜の形成された一方の面上に感光性材料を塗被する工
程と、透明基板の不透明膜の形成されていない他方の面
側から、透明基板の平面に対して所定の傾斜角度で感光
性材料を露光する工程と、露光された感光性材料を現像
しパターン化する工程とを有することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は本発
明の傾斜壁を有する微細形状部品の製造方法を示した図
である。図1(a)では紫外光を透過する透明基板10
上に紫外光を遮光する不透明膜20が所望の形状でパタ
ーン化して形成されている。そのパターン化されている
不透明膜20上には感光性材料であるレジスト30aが
透明基板10、不透明膜20を覆うようにして所定の厚
みで塗被されている。
【0008】本実施の形態では、透明基板10として
0.4mm厚のガラス基板を使用し、不透明膜20には
0.1μm厚のクロム(Cr)膜を使用した。Cr膜は
スパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフ
ィー法とウェットエッチング法によりパターン化した。
また、レジスト30aには感光不溶性材料であるJSR
社製厚膜ネガ型レジスト(商品名:THB−130N)
を用い、スピンコート法で1000rpmの回転数で1
0秒間コーティングする工程を2回行い、最終的に10
0μmの厚みで透明基板10上に塗布した。
【0009】次に図1(b)に示すようにレジスト30
aを透明基板10側から紫外光により露光する。この
時、不透明膜20は露光マスクの役目をし、レジスト3
0aには露光部と未露光部が生じることになる。このよ
うな露光方法を一般にバック露光法と呼んでいる。本発
明で特徴とするところは、透明基板10の平面に垂直な
面(図1(b)中では一点破線で描かれている。)対し
て所定の傾斜角θだけ傾けた方向から紫外光を照射する
ところにある。以降この傾斜角θを露光角度と呼ぶこと
にする。本実施の形態では露光角度θを30度に設定
し、600mJ/cm2の露光量で露光を行った。
【0010】最後に現像を行い、レジスト30bをパタ
ーン化して形成する(図1(c))。本実施の形態で
は、THB−130N専用現像液を使用して、40℃の
温度で5分間現像を行った。このようにして形成された
レジスト30bは透明基板10の平面に対して斜めに傾
斜した壁としてパターン化される事となる。本実施の形
態では傾斜した壁と壁の間の間隔を40μmにすること
ができた。これは従来の切削加工法による加工限界を超
えた微細な寸法である。このようにして本実施の形態で
は、ガラス基板上に基板垂直方向に対して約30度の角
度の傾斜壁を有する微細形状部品を形成することができ
た。
【0011】本発明において、露光角度θは、5度〜4
5度の間、及び−5度〜−45度の間で選ばれるのが好
ましい。なぜなら、45度から90度或いは、−45度
から−90度の角度では、透明基板10上で全反射が生
じてしまう可能性があり、一方、−5度以上で5度下の
範囲では、レジスト30aの感度限界の理由から本発明
の傾斜効果がそれほど得られないからである。ただし、
以上に示した範囲は透明基板10及びレジスト30aと
して選ばれる材質によって多少変わると考えられる。
【0012】またこの製造方法によれば、透明基板10
上に一括して傾斜壁形状のレジスト30bを形成するこ
とができ、一度に大量の微細形状部品を形成することが
できる。この点が従来の研削加工と大きく異なる特徴で
ある。
【0013】(第2の実施の形態)第2の実施の形態で
はインクジェットヘッド部品に本発明の製造方法を用い
た場合を例に挙げる。図3は本発明によって製造された
インクジェットヘッド部品を用いたインクジェットヘッ
ドの構成図である。基台100が本発明によって製造さ
れた部品であり、基台100には、傾斜壁形状のレジス
ト30bと発熱素子110が配設されている。液室部品
300にはインクを溜めておくマニホールド320(図
中では破線で表されている。)とインクの加圧を行う液
室310とが構成されており、基台100と位置合わせ
がなされて接合される。この接合の結果、液室310内
には発熱素子110が、マニホールド320内には傾斜
壁形状のレジスト30bが配置されることになる。ま
た、液室310の端部を覆うようにしてインク吐出口4
10が穴あけされたノズル板400は接合される。
【0014】以上の構成のインクジェットヘッドでは、
マニホールド320からインクを液室310に供給し、
液室310内部で発熱素子110によりインクを加圧す
ることによって、インクをインク吐出口410から吐出
させる。このようなインクの吐出動作において、液室内
で加圧されたインクがマニホールド320内に逆流して
しまうと吐出力が著しく低下し、インク吐出口410か
らインクを勢い良く吐出させることができない。一方、
インクが吐出した後には無くなった分のインク量を素早
くマニホールド320から液室310に供給する必要が
ある。
【0015】これらの理由から、インクがマニホールド
320から液室310にスムーズに流れ、液室310か
らマニホールド320には流れ難くするような構造が必
要となる。図3のインクジェットヘッドでは傾斜壁形状
をしたレジスト30bがその役目をしている。レジスト
30bは液室310側に傾斜して倒れており、液室31
0からのインクの逆流防止をしている。
【0016】本実施の形態で基台100は第1の実施の
形態で説明した製造方法および材質を用いて製造されて
いる。ただし、本実施の形態では透明基板上にパターン
化された不透明膜上に発熱素子110を予め形成した後
に、レジストのコーティングを行っている。この点が唯
一第1の実施の形態と異なる点である。
【0017】(第3の実施の形態)図4は本発明によっ
て製造された一方向のみ透光性を示す微細形状部品とそ
れを用いた液晶表示機構を示した図である。図4では液
晶表示板500の表示面側に本発明で製造された一方向
透光性部品200が配置されている。一方向透光性部品
200には透明基板10と遮光部40が構成されてい
る。本実施の形態では、遮光部40は透明基板10の垂
直方向に対して約40度の角度で傾いた壁形状をしてお
り、その幅40μmで形成された多数の遮光部40は透
明基板10上に100μmの間隔で整然と形成されてい
る。
【0018】図4のような液晶表示板500と一方向透
光性部品200の配置において、矢視A方向からは液晶
表示板500の表示を見ることができるが、矢視Bおよ
び矢視C方向からは遮光部40で遮られ液晶表示板50
0の表示を見ることはできない。
【0019】この構造は、例えば時計の表示板に利用で
き、遮光部40に装飾性をもたせることで、時計として
の時間表示の機能と装飾品としての装飾機能とを両立す
ることができる。
【0020】次に、一方向透光性部品200の製造方法
を説明する。まず第1の実施の形態と同様に、図1に示
される方法によって透明基板10上にレジスト30bを
形成した。本実施形態では、不透明膜20をニッケル
(Ni)で形成した。また、図1(b)において露光角
度θを40度に設定した。各々のレジスト30bの間の
幅は第1の実施の形態と同様に40μmに設定した。ま
たそれ以外の材質及び製造条件に関しても第1の実施の
形態と同じである。
【0021】図2は本実施の形態の図1(c)の後の製
造方法を示した図である。図1(c)の状態の後、本実
施の形態では図2(a)に示すように不透明膜20上に
電解Niメッキを施し、Niからなる遮光部40を形成
した。上述の設定により遮光部40の幅は40μmに形
成された。本実施の形態で使用したNiメッキ浴は以下
に示す組成からなり、1A/dcm2の電流密度で10
時間メッキすることによって100μmの厚みで形成す
ることができた。 純水 5L スルファミン酸ニッケル 1650g 塩化ニッケル 150g 硼酸 225g ラウリル硫酸ナトリウム 5g
【0022】最後に、レジスト30bを専用の剥離液を
用いて溶解し、図2(b)に示すような透明基板10上
にNiからなる遮光部40が形成されている一方向透光
性部品200が形成される。
【0023】このようにして製造された一方向透光性部
品200は図4において、矢視B、矢視C方向から見る
と、Niからなる遮光部40により、白銀色に輝き、装
飾性としての機能を十分に果たす。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によると、従
来よりも微細で高精度の傾斜壁を有する微細形状部品を
製造することができる。また、その工程も容易で、且つ
一度に多くの部品を製造できるため、従来に比べて生産
性が著しく向上した。
【0025】また、本発明によれば、インクジェットヘ
ッド用部品や時計用部品など、小型機器、精密機器に用
いられる微細形状部品を製造可能であり、広い分野で適
用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における微細形状部
品の製造方法を示した図である。
【図2】本発明の第3の実施の形態における微細形状部
品の製造方法の一部を示した図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態における微細形状部
品を用いたインクジェットヘッドの構成図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態における微細形状部
品を用いた液晶表示機構の構成図である。
【図5】従来の傾斜形状を有する微細形状部品の製造方
法を示した図である。
【符号の説明】
10 透明基板 20 不透明膜 30a、30b レジスト 40 遮光部 100 基台 110 発熱素子 200 一方向透光性部品 300 液室部品 310 液室 320 マニホールド 400 ノズル板 410 インク吐出口 500 液晶表示板 1000 微細形状部品 2000 切削工具 3000 部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に所定の角度で傾斜した微細な壁
    が形成された微細形状部品であって、 透明基板上に不透明膜を所望の形状でパターン化し、前
    記透明基板の前記不透明膜の形成された一方の面上に感
    光性材料を塗被する工程と、 前記透明基板の前記不透明膜の形成されていない他方の
    面側から、且つ前記透明基板の平面に垂直な面に対して
    所定の傾斜角度で光を照射し前記感光性材料を露光する
    工程と、 露光された前記感光性材料を現像しパターン化する工程
    とを有する製造方法によって形成され、且つ前記透明基
    板の平面に垂直な面に対して所定の角度で傾斜した壁を
    有することを特徴とする微細形状部品。
  2. 【請求項2】 基台上に所定の角度で傾斜した微細な壁
    が形成された微細形状部品の製造方法であって、 透明基板上に不透明膜を所望の形状でパターン化し、前
    記透明基板の前記不透明膜の形成された一方の面上に感
    光性材料を塗被する工程と、 前記透明基板の前記不透明膜の形成されていない他方の
    面側から、且つ前記透明基板の平面に垂直な面に対して
    所定の傾斜角度で光を照射し前記感光性材料を露光する
    工程と、 露光された前記感光性材料を現像しパターン化する工程
    とを有することを特徴とする微細形状部品の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20130008869A1 (en) * 2004-10-27 2013-01-10 Palo Alto Research Center Incorporated Oblique Parts or Surfaces
WO2015176436A1 (zh) * 2014-05-23 2015-11-26 京东方科技集团股份有限公司 下基板及其制造方法和液晶透镜

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US8839512B2 (en) * 2004-10-27 2014-09-23 Palo Alto Research Center Incorporated Oblique parts or surfaces
WO2015176436A1 (zh) * 2014-05-23 2015-11-26 京东方科技集团股份有限公司 下基板及其制造方法和液晶透镜

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