JPH05198018A

JPH05198018A - 光硬化基板の製造装置及び製造方法

Info

Publication number: JPH05198018A
Application number: JP15850692A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishizawa; 昭西沢; Tetsuya Kondo; 哲也近藤; Takeo Kojima; 竹夫小島
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】透明性に優れた高品質の光硬化基板を得る。【構成】スタンパ７と紫外線を通す基板５とをスペー
サ６を挾んで重ね、スペーサ６によって厚さが決定され
る空間に、光硬化性樹脂を注入しておき、前記基板５に
光源よりの紫外線を拡散フィルタ３を通して照射するこ
とにより、光硬化性樹脂を硬化させるようにした光硬化
基板の製造装置である。拡散フィルタ３は、所定の幅と
間隔を有する線からなる評価図（Ｍ）を前記拡散フィル
タ３を介して目視した場合、評価図と拡散フィルタとの
距離（ｄ）が一定値以下である時に目視可能なものを使
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンチキュラーレン
ズ、球面・非球面レンズ、光ディスク、光カード等を作
成するに際し使用されて好適な光硬化基板を得るための
光硬化基板の製造装置及び製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光硬化性樹脂を用いた光硬化基板の成形
は、レンチキュラーレンズ、球面・非球面レンズ、光デ
ィスク、光カード等の分野に近年幅広く応用されてい
る。光硬化性樹脂を用いる利点は、加工が困難な複雑な
形状や情報ビットのようなサブミクロンオーダの形状が
容易に転写できること、短時間で硬化できること、材料
のバリエーションが豊富で、諸々の物理特性のものが自
由に選べるという点にある。

【０００３】このような光硬化性樹脂（以下、単に樹脂
と記すこともある）を成形する装置は、樹脂を注入する
金型と、樹脂を硬化させる光源があれば良く、付随する
金型の開閉機構や樹脂の注入機構などを加えても非常に
コンパクトな装置ですみ、省スペース、省エネルギーの
点からも注目されている。一般に光ディスクの成形装置
は、例えば、特開昭５５−１６０３３８号公報や特開昭
５７−１５２３５号公報などに開示されている。

【０００４】従来のこの種の成形装置の特徴は、金型の
少なくとも一面が光透過性の材料（例えばガラス）であ
り、その面に光源からの光が直接入射するようになって
いることである。ここで、樹脂を均一に硬化させるため
に光照度を面内均一にする必要があり、金型と光源の距
離を分布が最も良くなる位置に定めたり、光源であるラ
ンプの形状を金型の形状に合わせたものを使用するなど
して対策していた。さらに、光源と金型との間に遮光部
材を配設して、光源からの直接光が金型に照射されない
ようにして、間接光のみで樹脂を硬化させたものもあ
る。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】上記した従来の成形装置を用
いて種々の光硬化基板を製作してみると、この光硬化基
板の肉厚がおよそ100 μｍ以下の薄い場合には、透明性
の優れた均一硬化した基板が得られるが、肉厚が厚くな
り、およそ1 ｍｍ以上になると基板の表面にスジ状の模
様が発生する。この模様は、光源であるランプの形状を
そのまま反映した形状となっており、棒状のランプを用
いたときには平行なスジ模様がランプの設置方向に対応
した位置に発生している。そして、この模様は肉厚が厚
くなればなる程顕著に表れる傾向にある。その理由は、
光源からの光が均一に拡散されず、すなわち、光の均一
化が図れないため、樹脂の硬化が基板内で均一に行われ
ず、その硬化の不均一さが表れてしまうからである。こ
のような模様は、光硬化基板の外観をそこなうばかりで
なく光学特性も劣化させるので、各種のレンズや光硬化
基板である光ディスクの成形等では大きな問題となって
いた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる点に鑑み
なされたものであり、光硬化性樹脂を注入する金型と、
注入した樹脂を硬化させる光源とからなる光硬化基板の
製造装置であって、前記金型と前記光源との間に、拡散
フィルタを設けたことを特徴とする光硬化基板の製造装
置を提供するものである。

【０００７】

【作用】上記のように構成された光硬化基板の製造装置
では、光源からの光は拡散フィルタを通して照射される
ので、光の方向がランダムとなって散乱拡散し、光が均
一化して、光硬化性樹脂が注入された金型にあたる。

【０００８】

【実施例】本発明になる光硬化基板の製造装置の一実施
例を以下図面と共に詳述する。図１は光硬化基板の製造
装置の概略断面図である。同図において、１は反射鏡で
あり、ミラータイプのものはアルミニウム製の鏡面板を
半円状に加工したもの、またディンプルタイプのものは
ミラータイプのものに５φ程度のディンプルを多数刻印
したものである。２は光源となる紫外線ランプであり、
Ａタイプは棒状紫外線ランプで金型面上の最大照度52ｍ
Ｗ／ｃｍ、照度分布が85％のもの、またＢタイプは球状
紫外線ランプで、金型面上の最大照度24ｍＷ／ｃｍ、照
度分布94％のものである。

【０００９】３は通常市販されている拡散フィルタであ
り、これは例えば厚さ3.6 ｍｍのソーダ石灰ガラス製の
スリガラスを用いたものである。なお、４は筐体であ
る。また、本実施例においては、紫外線ランプ２と拡散
フィルタ３との間の距離を500 ｍｍ、拡散フィルタ３と
筐体４との間の距離を100 ｍｍに設定してある。５は透
明で光学的に均質な材質の基板で、例えばソーダガラ
ス，石英ガラスなどのガラス類が用いられる。６は金属
板からなるスペーサで、本実施例では厚さ1.2 ｍｍの光
硬化基板（以下、単にディスク基板と記すこともある）
を作成する関係上、1.2 ｍｍの厚さのものが用いられ
る。７はその表面に所定の信号が凹凸形状として形成さ
れた、例えばニッケルスタンパである。８はこのニッケ
ルスタンパ７を補強するために、そこに裏打ちされた補
強板である。なお、本発明は、例えば直径120 ｍｍのデ
ィスク基板を作成するためのものであるから、金型を構
成するニッケルスタンパ７，スペーサ６，基板５となる
ソーダ石灰ガラスなどは、当然それに合致した形状・寸
法に形成されているものである。また、９は後述する光
硬化性樹脂が注入される空間部、１０はセンターピンで
ある。

【００１０】次に図１を用いて、ディスク基板を作成す
る方法につき詳細に説明する。まず、ニッケルスタンパ
７と紫外線を通す基板５とをスペーサ６を挾んで重ね、
スペーサ６によって厚さが決定される空間（この空間に
樹脂層が注入され最終的にディスク基板となる）に図示
しない光硬化性樹脂を注入する。その後、センターピン
１０を挿入する。この際、光硬化性樹脂は十分脱泡し、
注入に際して泡が発生しないようにする。次に、基板５
にランプ２よりの紫外線を拡散フィルタ３を通して照射
し、前記した空間９内に注入されている光硬化性樹脂を
硬化させ、ディスク基板を作成する。そして、ニッケル
スタンパ７を樹脂層（ディスク基板）から剥離すること
により、基板５上に、表面に凹凸形状が形成された光硬
化基板となる樹脂層が形成される。なお、光硬化樹脂
は、ＤＰＨＡ（日本化薬株式会社製）に光重合開始剤Ｄ
ａｒｏｃｕｒ1173（メルク・ジャパン株式会社製）を0.
3 重量％添加したものを使用した。

【００１１】上記した装置によれば、光源である紫外線
ランプ２よりの紫外線は、反射鏡１及び拡散フィルタ３
を通して照射されるので、光の方向がランダムとなって
散乱拡散効果が一段と増し、光の均一化が図れる。した
がって、ディスク基板に強度ムラ等が発生するようなこ
とはなく、外観が良く、しかも光学特性の劣化がないデ
ィスク基板が得られる。以下種々の方法でデイスク基板
を作成し、外観を評価した結果を表１に記す。

【００１２】

【表１】

【００１３】表１に示されているように、拡散フィルタ
を用いない場合には、ランプの種類や反射鏡の形状を変
えても外観は殆んど変化しないが拡散フィルタを取付け
ると大幅に改善されることがわかる。

【００１４】また、デイスク基板の照射面側の平滑性を
タリステップ（テーラーアンドボブソン社製）を用いて
測定し、その平均粗さをもって評価した。従来よりも、
表面粗さが1/10に減少する効果が確認できた。なお、本
実施例では、平均粗さが約500 オングストローム以下の
成形品を良好とし、約1000オングストロームを越えたも
のを不良としている。

【００１５】また、拡散フィルタ３は、表面に細かな凹
凸がある透明な基板、または細かな気泡を内部に含有し
た透明な基板、または屈折率が異なる微小な粒子を内部
に含有した透明な基板など、光を散乱拡散させるもので
あれば良い。すなわち、表面又はその内部が微視的にみ
て光学的に不均一であることを利用し、光源からの入射
光を散乱させる効果が生じ、光が十分拡散されるもので
あれば良い。また、透明であれば、拡散により光照度が
多少減少するが、樹脂の硬化に問題が生じることもな
い。

【００１６】具体的な基板としてはガラス，セラミック
ス，プラスチックなどがあるが、現在一般に入手しやす
いガラスで良い。特に、上記実施例で説明した表面に凹
凸のある透明なガラス、いわゆるスリガラス入手しやす
く、効果も大きい。このように、拡散フィルタ３は光を
散乱拡散させるものであれば良いが、使用される金型，
光源，光硬化樹脂により一定の性能が要求される。そこ
で、拡散フィルタ３の性能評価について説明する。

【００１７】図２（Ａ）に示すように、白色板Ｗ上に太
さ１cmの黒い線Ｂを２本，間隔を５cmとって引き、これ
を評価図Ｍとする。この評価図Ｍ上に拡散フィルタ３を
おき、図２（Ｂ）に示すように、評価図から徐々に拡散
フィルタを離していき、２本の黒い線の区別（すなわち
線の間隔）が判らなくなった時の、拡散フィルターと評
価図との距離（間隔）ｄを測定する。黒い線が分からな
くなった時の距離が所定値（実際に、使用される金型，
光源，光硬化樹脂により決定される値）以下である拡散
フィルターを使用すれば、上述した効果が得られる。

【００１８】そして、上述した実施例の装置で、拡散フ
ィルタ３として、例えばソーダ石灰ガラス製スリガラス
を用いるとする。1.2 ｍｍ厚のソーダ石灰ガラス製スリ
ガラスでは、その使用枚数と黒い線が分からなくなった
時の距離との関係、及びその時の成形結果は、表２に示
す通りであった。

【００１９】

【表２】

【００２０】この結果から、実施例の装置の拡散フィル
タ３としては、１枚使用すれば効果が現われ、２枚以上
使用すれば確実な効果が得られるといえる。つまり、黒
い線が分からなくなった時の距離が１０数cm以下である
性能を有する拡散フィルタを使用すると効果が現われ、
１０cm以下にすると良好な結果が得られるといえる。

【００２１】そこで、拡散フィルタとして別の基板を使
用する場合を考える。拡散フィルタ３として、例えば近
紫外線域に吸収のないメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）を用
いる。厚さ２ｍｍのＰＭＭＡ板にナンバー 400のサンド
ペーパを用い表面にスジ状のキズをつけ、フィルタとし
た。その使用枚数と黒い線が分からなくなった時の距離
との関係は表３の左欄に示すようになったので、実施例
の装置の拡散フィルタ３としては、１枚使用すれば効果
が現われ、２枚以上使用すれば十分な効果が得られると
予想される。そして、実際にディスク基板を製作して、
フィルタの枚数と成形品の表面粗さを測定した結果、表
３の右欄のような結果が得られた。

【００２２】

【表３】

【００２３】表３に示す結果から明らかなように、上述
した拡散フィルタの性能評価と成形品の表面粗さとがほ
ぼ対応している。したがって、拡散フィルタを所定の幅
と間隔を有する線からなる評価図を前記拡散フィルタを
介して目視した時、評価図と拡散フィルタとの距離によ
り、拡散フィルタを容易かつ確実に評価できるといえ
る。

【００２４】また、拡散フィルタを１枚のフィルタで構
成しようとすると、表面の加工が複雑となり高価なもの
となりやすい。しかし、本実施例のように、拡散フィル
タを複数枚のフィルタで構成し、所定の性能が得られる
ようにすることで、フィルタの加工が簡単となる。た
だ、フィルタの枚数が増加すると、光透過率が低下して
光量が減少するので、あまり枚数を増加させることは得
策でない。ガラスの光透過率は約９０％なので、ガラス
でフィルタを構成する場合では２，３枚が適切である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、光硬化性樹脂を注入する金型
と、注入した樹脂を硬化させる光源からなる光硬化基板
の製造装置であって、金型と光源との間の空間に拡散フ
ィルタを設けたことにより、ランプからの直接入射光も
反射鏡からの反射光も関係なく散乱させるため、硬化し
た光基板表面の模様を著しく減少させ、透明性に優れた
高品質の光硬化基板を提供することができる。

【００２６】また、本発明によれば、拡散フィルタとし
て、表面に細かな凹凸がある透明な基板、細かな気泡を
内部に含有した透明な基板、屈折率が異なる微小な粒子
を内部に含有した透明な基板を用いることができ、さら
に、拡散フィルタを所定の幅と間隔を有する線からなる
評価図を前記拡散フィルタを介して目視した場合、評価
図と拡散フィルタとの距離が一定値以下である時に目視
可能なものであることにより評価するようにしたので、
効果が得られる拡散フィルタの選択も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる光硬化基板の製造装置の一実施例
の概略断面図である。

【図２】本発明になる光硬化基板の製造装置に使用され
る拡散フィルタの評価方法を説明する図である。

【符号の説明】

２光源３拡散フィルタ５基板６スペーサ７ニッケルスタンパＭ評価図ｄ評価図と拡散フィルタとの距離

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光硬化性樹脂を注入する金型と、注入した
樹脂を硬化させる光源とからなる光硬化基板の製造装置
であって、前記金型と前記光源との間に、拡散フィルタを設けたこ
とを特徴とする光硬化基板の製造装置。
【請求項２】拡散フィルタは、表面に細かな凹凸がある
透明な基板、または細かな気泡を内部に含有した透明な
基板、または屈折率が異なる微小な粒子を内部に含有し
た透明な基板であることを特徴とする請求項１記載の光
硬化基板の製造装置。
【請求項３】拡散フィルタは、所定の幅と間隔を有する
線からなる評価図を前記拡散フィルタを介して目視した
場合、評価図と拡散フィルタとの距離が一定値以下であ
る時に目視可能なものであることを特徴とする請求項１
記載の光硬化基板の製造装置。
【請求項４】光硬化性樹脂を注入する金型と、注入した
樹脂を硬化させる光源とによる光硬化基板の製造方法で
あって、散乱拡散した光を光硬化性樹脂に照射して光硬化性樹脂
を硬化させ、光硬化基板の面粗れを小さくしたことを特
徴とする光硬化基板の製造方法。