(57)【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【解決手段】対向する金型３０と基板１０との間にＵＶ硬化型樹脂２０Ａを充填し、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。その後、基板１０の裏面側からＵＶ光７０をＵＶ硬化型樹脂２０Ａの凸部２０Ｂの一端部に対応する金型３０の溝に形成された反射面３０Ｂ−１に予め決められた時間だけ照射する。【選択図】図２
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【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し、その光硬化型樹脂に、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を形成する成形工程と、
前記成形工程の後、前記凸部の一端部に対応する金型の溝に形成された反射面に光を照射して、その反射面で反射される光を前記凸部の他端部に至らしめる第１硬化工程と
を含むことを特徴とする光学素子製造方法。
【請求項２】
前記成形工程で、前記光硬化型樹脂に前記凸部に連なる平らなベース部を形成し、前記第１硬化工程の後、前記凸部及び前記ベース部に光を照射する第２硬化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、第２硬化工程で、シャッタを有する複数の光ファイバを介して光が照射され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】
請求項１〜３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光硬化型樹脂を充填し、充填された光硬化型樹脂を硬化させる工程で、光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光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光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播効率が悪くなる。
【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、ヒケを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し、その光硬化型樹脂に、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を形成する成形工程と、前記成形工程の後、前記凸部の一端部に対応する金型の溝に形成された反射面に光を照射して、その反射面で反射される光を前記凸部の他端部に至らしめる第１硬化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、前記成形工程で、前記光硬化型樹脂に前記凸部に連なる平らなベース部を形成し、前記第１硬化工程の後、前記凸部及び前記ベース部に光を照射する第２硬化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、第２硬化工程で、シャッタを有する複数の光ファイバを介して光が照射されることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３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】
【０００９】
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】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
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）は図１（ａ）のＢ矢視図である。
【００１２】
導光板（光学素子）１は基板１０とＵＶ硬化型樹脂（光硬化型樹脂）層２０とからなる。
【００１３】
基板１０は四角形の透明板である。
【００１４】
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。
【００１５】
図１（ｂ）の矢印ａに示すように、基板１０の裏面から入射した光は基板１０を透過し、導光路２２の一方の傾斜面２２ａで反射されて図１（ｂ）の矢印ｂで示すように導光路２２内を進み、導光路２２の他方の傾斜面２２ｂで反射され、基板１０を透過して図１（ｂ）の矢印ｃで示すように基板１０の裏面から出射される。
【００１６】
次に、導光板１の製造方法を説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
金型３０の材料としては例えばガラスが用いられる。ガラスの型面となる押圧面の表面にはアルミニウム等を成膜した反射膜が形成されている。なお、金型３０の材料としてはプラスチック、金属（例えば鉄）等を用いることもできる。金型３０の押圧面には樹脂層２１の導光路２２に対応する形状の溝３１が形成されている。
【００１９】
ＵＶ硬化型樹脂層２０の材料は例えばアクリル系の樹脂（ｎｄ＝１．５０）である。ｎｄは屈折率である。
【００２０】
基板１０の材料は石英（ｎｄ＝１.４５７）である。
【００２１】
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未硬化のＵＶ硬化型樹脂２０Ａを塗布する。
【００２２】
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に連なるベース部２０Ｃ（樹脂層２１に対応する）とを形成する（成形工程）。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い方が好ましい。溝３１の長さ、深さ及び幅は、ほぼ２０ｍｍ、０．０５ｍｍ及び０．０５ｍｍである。
【００２３】
その後、図２に示すように、基板１０の裏面側から積算量で１００００ｍＪ／ｃｍ2 のＵＶ光７０をＵＶ硬化型樹脂２０Ａの凸部２０Ｂの一端部に対応する金型３０の溝に形成された反射面３０Ｂ−１に予め決められた時間だけ照射する（第１硬化工程）。
【００２４】
図２（ａ）は第１硬化工程における光の照射方法を説明する金型の断面を示す概念図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢印Ｃ方向から見た断面を示す概念図、図３（ａ）は第２硬化工程（後述）における光の照射方法を説明する金型の断面を示す概念図、図３（ｂ）は図３（ａ）の矢印Ｄ方向から見た断面を示す概念図である。
【００２５】
図２（ａ）、（ｂ）の矢印ａ１で示したＵＶ光７０は基板１０を透過し、金型３０の溝３１の一端部に位置する反射面３０Ｂ−１で反射されて図２（ａ）の矢印ｂ１で示すように凸部２０Ｂ内を進む。ＵＶ光７０は凸部２０Ｂの他端部に位置する反射面３０Ｂ−２で反射され、基板１０を透過して図２（ａ）の矢印ｃ１で示すように基板１０の裏面から出射される。
【００２６】
その結果、ＵＶ光７０が通って照射されたＵＶ硬化型樹脂２０Ａの凸部２０Ｂだけが硬化する。その際、ＵＶ光７０が照射されなかったベース部２０Ｃにある未硬化の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。
【００２７】
その後、基板１０の裏面側から１００００ｍＪ／ｃｍ2 のＵＶ光７０をＵＶ硬化型樹脂２０Ａ全体に照射し、ベース部２０Ｃも硬化させる（第２工程）。
【００２８】
なお、第２工程を行う代わりに、硬化していないベース部２０Ｃを拭き取るようにしてもよい。この場合、凸部２０Ｂ（導光路２２）だけが形成されることになる。
【００２９】
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。
【００３０】
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）。
【００３１】
次に、光ファイバ５０を用いて凸部２０Ｂの一端部に位置する反射面にＵＶ光７０を照射する方法を説明する。
【００３２】
図４（ａ）は光ファイバを用いた光の照射方法を説明する図、図４（ｂ）は光ファイバの出射面を示す図である。
【００３３】
なお、図４（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。
【００３４】
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。
【００３５】
シャッタ６０には羽根６１を有するメカニカルシャッタ（図４（ａ）参照）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。
【００３６】
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。
【００３７】
図４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。
【００３８】
ベース部２０Ｃに対向するシャッタ６０を閉じるとともに、凸部２０Ｂに対向するシャッタ６０のうち金型３０の反射面３０Ｂ−１と対向するシャッタ６０以外のシャッタ６０を閉じ、基板１０の裏面側から光ファイバ５０を用いて積算量で１００００ｍＪ／ｃｍ2のＵＶ光７０を金型３０の反射面３０Ｂ−１に対向するＵＶ硬化型樹脂２０Ａに所定時間だけ照射する（第１硬化工程）。ＵＶ光７０は基板１０を透過し、金型３０のの反射面３０Ｂ−１で反射されて凸部２０Ｂ内を進む。ＵＶ光７０は凸部２０Ｂの他端部に位置する金型３０の反射面３０Ｂ−２で反射され、基板１０を透過して基板１０の裏面から出射される（図２（ａ）参照）。なお、ＵＶ光７０の照射時間に対する硬化の度合いを予め測定しておくことによって、ＵＶ光７０の照射時間は決められる。
【００３９】
その結果、ＵＶ光７０が通って照射された凸部２０Ｂだけが硬化する。その際、ベース部２０Ｃにある未硬化の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。
【００４０】
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２硬化工程）。
【００４１】
次に、金型３０を基板１０から引き離す。
【００４２】
なお、ＵＶ光７０の出射側に図示しない反射ミラーを配置し、この反射ミラーによってＵＶ光７０を反射面３０Ｂ−２に戻すようにしてもよい。
【００４３】
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の一部ががベース部２０Ｃから溝３１へ流入するので、凸部２０Ｂのヒケを抑制することができ、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】
【００４４】
【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）は図１（ａ）のＢ矢視図である。
【図２】図２（ａ）は第１硬化工程における光の照射方法を説明する金型の断面を示す概念図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢印Ｃ方向から見た断面を示す概念図である。
【図３】図３（ａ）は第２硬化工程における光の照射方法を説明する金型の断面を示す概念図、図３（ｂ）は図３（ａ）の矢印Ｄ方向から見た断面を示す概念図である。
【図４】図４（ａ）は光ファイバを用いた光の照射方法を説明する図、図４（ｂ）は光ファイバの出射面を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：導光板、１０：基板、２０Ａ：ＵＶ硬化型樹脂（光硬化型樹脂）、２０Ｂ：凸部、２０Ｃ：ベース部、２１：樹脂層（ベース部）、３０：金型（型）、３０Ｂ−１，３０Ｂ−２：反射面、３１：溝、５０：光ファイバ、６０：シャッタ、７０：ＵＶ光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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