(57)【要約】【課題】成型中の樹脂内部の気泡を外部に逃がすことができるようにする。【解決手段】金型の上面１Ａには、格子の方向と直交する方向の溝である溝１１の延長線上に、左端の上下方向の溝２１より左縁１ｂに突出する形で凹部３１が形成され、上下方向の右端の溝２２より右縁１ｄに突出する形で凹部３２が形成される。凹部３１と３２は、金型を用いて成型を行うときに気泡逃げとして機能する。金型に樹脂が塗布され、ガラス基板が圧着された後、ガラス基板と一体になった金型が真空ボックス内に入れられ、適切な真空度で金型が引かれる。このとき、樹脂内部の気泡が金型の気泡逃げに導かれて、成型物の中には気泡だまりができない。その状態で、UV照射が行われ、樹脂を硬化させる。本発明は、3D画像を表示する表示デバイスの部品の金型に適用することができる。【選択図】図２
2012035571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の方向に並ぶ同じ長さの複数の溝から構成される格子状の溝が上面内側に形成され、
前記格子状の溝を囲む四方の縁のうち、前記格子状の溝の方向にある縁とは異なる縁に、前記格子状の溝と連結して、気泡逃げとなる溝が形成された
金型。
【請求項２】
前記気泡逃げとなる溝が、
前記格子状の溝の一端にそれぞれの溝と連結して形成された、前記格子状の溝の方向と直交する方向の第１の溝の延長線上に形成されるとともに、
前記格子状の溝の他端にそれぞれの溝と連結して形成された、前記格子状の溝の方向と直交する方向の第２の溝の延長線上に形成される
請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記気泡逃げとなる溝が、
前記第１の溝と前記第２の溝の間に形成された、前記格子状の溝の方向と直交する方向の第３の溝の延長線上に形成される
請求項２に記載の金型。
【請求項４】
前記格子状の溝を構成するそれぞれの溝の断面の形状が台形である
請求項１に記載の金型。
【請求項５】
一定の方向に並ぶ同じ長さの複数の溝から構成される格子状の溝が上面内側に形成され、前記格子状の溝を囲む四方の縁のうち、前記格子状の溝の方向にある縁とは異なる縁に、前記格子状の溝と連結して、気泡逃げとなる溝が形成された金型の前記上面に樹脂を供給し、
前記上面に基板を圧着し、
前記樹脂が硬化した後に離型し、前記基板上に立体構造物を成型する
ステップを含む成型方法。
【請求項６】
前記樹脂は紫外線硬化性の樹脂であり、
前記上面に基板を圧着した後、紫外線を照射することによって、前記樹脂を硬化させる
ステップをさらに含む請求項５に記載の成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型、および成型方法に関し、特に、成型中の樹脂内部の気泡を外部に逃がすことができるようにした金型、および成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型に紫外線（UV）硬化樹脂を供給し、ガラス基板などで蓋をした後にUVを照射して樹脂を硬化させて成型品を製造することが行われている。紫外線の光エネルギーによって樹脂が素早く硬化するため、成型後の乾燥が不要となり、製品を効率的に製造することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３１１２４６号公報
【特許文献２】特開平６−２５８５５１号公報
【特許文献３】特開昭６２−１３８８１０号公報
【特許文献４】特開昭６２−９８７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような成型方法においては、ガラス基板などで金型に蓋をしていることから、気泡が樹脂内に混入したり、内部で発生したりすると抜けなくなってしまい、成型品に気泡の跡が残り、不良品になってしまう。
【０００５】
成型品の構造が微細なものであるほど、気泡の跡の影響が大きく、また、成型後の処理で気泡の跡をなくすことが困難である。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、成型中の樹脂内部の気泡を外部に逃がすことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面の金型は、一定の方向に並ぶ同じ長さの複数の溝から構成される格子状の溝が上面内側に形成され、前記格子状の溝を囲む四方の縁のうち、前記格子状の溝の方向にある縁とは異なる縁に、前記格子状の溝と連結して、気泡逃げとなる溝が形成される金型である。
【０００８】
前記気泡逃げとなる溝が、前記格子状の溝の一端にそれぞれの溝と連結して形成された、前記格子状の溝の方向と直交する方向の第１の溝の延長線上に形成されるとともに、前記格子状の溝の他端にそれぞれの溝と連結して形成された、前記格子状の溝の方向と直交する方向の第２の溝の延長線上に形成されるようにすることができる。
【０００９】
前記気泡逃げとなる溝が、前記第１の溝と前記第２の溝の間に形成された、前記格子状の溝の方向と直交する方向の第３の溝の延長線上に形成されるようにすることができる。
【００１０】
前記格子状の溝を構成するそれぞれの溝の断面の形状が台形であるようにすることができる。
【００１１】
本発明の他の側面の成型方法は、一定の方向に並ぶ同じ長さの複数の溝から構成される格子状の溝が上面内側に形成され、前記格子状の溝を囲む四方の縁のうち、前記格子状の溝の方向にある縁とは異なる縁に、前記格子状の溝と連結して、気泡逃げとなる溝が形成された金型の前記上面に樹脂を供給し、前記上面に基板を圧着し、前記樹脂が硬化した後に離型し、前記基板上に立体構造物を成型するステップを含む。
【００１２】
前記樹脂は紫外線硬化性の樹脂であり、前記上面に基板を圧着した後、紫外線を照射することによって、前記樹脂を硬化させるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、成型中の樹脂内部の気泡を外部に逃がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る金型の斜視図である。
【図２】金型の上面図である。
【図３】金型の断面図である。
【図４】金型を用いた成型の流れを示す図である。
【図５】従来の金型の上面図である。
【図６】成型物の大きさの例を示す図である。
【図７】成型物の一部を拡大して示す斜視図である。
【図８】後工程の例を示す図である。
【図９】成型物の一部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［金型の構造について］
図１は、本発明の一実施形態に係る金型（金型治具）１の斜視図である。
【００１６】
金型１は板状の例えば金属よりなり、上面１Ａには、成型品の形状に応じた溝が形成される。図１において色を付している部分は、上面１Ａより凹んでいる部分である。
【００１７】
図２は、金型１の上面図である。
【００１８】
上面１Ａには、図２の向きを基準として、上縁１ａ、左縁１ｂ、下縁１ｃ、右縁１ｄに囲まれるように、格子状の溝が形成される。格子状の溝は、一定の方向に並ぶ同じ長さの複数の溝から構成される。
【００１９】
ほぼ正方形の形状を有する格子状の溝全体は、それぞれの溝の上端と連結するように形成された、格子の方向と直交する方向の溝である溝１１、それぞれの溝の下端と連結するように形成された、格子の方向と直交する方向の溝である溝１２、上下方向の左端の溝である溝２１、および、上下方向の右端の溝である溝２２により囲まれる。溝１１，１２，２１，２２の幅は、格子を形成する上下方向のそれぞれの溝の幅より広いものとされている。
【００２０】
上面１Ａに形成される格子状の溝全体は、溝１１と溝１２の間に形成された、格子の方向と直交する方向の溝である溝１３によって区切られる。すなわち、厳密には、上面１Ａに形成される格子状の溝全体は、溝１１，１３，２１，２２により囲まれる上段の格子状の溝と、溝１２，１３，２１，２２により囲まれる下段の格子状の溝から構成される。
【００２１】
また、図２に示すように、上面１Ａには、溝１１の延長線上に、左端の上下方向の溝２１より左縁１ｂに突出する形で凹部３１が形成され、上下方向の右端の溝２２より右縁１ｄに突出する形で凹部３２が形成される。凹部３１と３２の上下方向の幅は、溝１１の上下方向の幅より若干広い。溝１１の上辺と、凹部３１，３２の上辺はほぼ一直線である。
【００２２】
上面１Ａには、溝１２の延長線上に、上下方向の左端の溝２１より左縁１ｂに突出する形で凹部３３が形成され、上下方向の右端の溝２２より右縁１ｄに突出する形で凹部３４が形成される。凹部３３と３４の上下方向の幅は、溝１２の上下方向の幅より若干広い。溝１２の下辺と、凹部３３，３４の下辺はほぼ一直線である。
【００２３】
上面１Ａには、溝１３の延長線上に、上下方向の左端の溝２１より左縁１ｂに突出する形で凹部３５が形成され、上下方向の右端の溝２２より右縁１ｄに突出する形で凹部３６が形成される。凹部３５と３６の上下方向の幅は、溝１３の上下方向の幅より若干広い。溝１３の中心線と、凹部３５，３６の中心線はほぼ一直線である。
【００２４】
このように、上面１Ａには、格子状の溝を囲む四方の縁のうち、格子の溝の方向にある上縁１ａ、下縁１ｃとは異なる、左縁１ｂ、右縁１ｄの部分に、上方から見たときの形状が長方形の形状を有する凹部３１乃至３６が形成される。後述するように、凹部３１乃至３６は、金型１を用いて成型を行うときに気泡逃げとして機能する。以下、適宜、凹部３１乃至３６を、それぞれ、気泡逃げ３１乃至３６という。
【００２５】
図３は、金型１の断面図である。
【００２６】
図３上段は、図２のＡ−Ａ’線の断面のうちの気泡逃げ３３の近傍を示す。金型１の厚さは厚さｙ１であり、溝２１と、格子を形成する各溝の深さはｙ２である。格子を形成する各溝の断面の形状は台形の形状を有している。後述するように、格子を形成する各溝で成型された立体構造物の断面の形状も台形になる。溝２１の幅はｘ１である。
【００２７】
図３中段は、図２のＢ−Ｂ’線の断面のうちの気泡逃げ３３の近傍を示す。図３中段の例においては、気泡逃げ３３の深さは、格子を形成する各溝の深さと同じｙ２とされている。気泡逃げ３３の深さと、格子を形成する各溝の深さが異なるようにしてもよい。気泡逃げ３３の幅（図２における左右方向の幅）は、溝２１の幅より広いｘ２である。
【００２８】
図３下段は、図２のＣ−Ｃ’線の断面のうちの気泡逃げ３３の近傍を示す。図３下段の例においては、溝１２の深さは、格子を形成する各溝の深さと同じｙ２とされている。
【００２９】
［金型を用いた成型について］
図４は、金型１を用いた成型の流れを示す図である。図４においては、金型１の構造の一部の図示を省略している。
【００３０】
まず、図４Ａに示すように、金型１の上面１Ａに樹脂ｍが塗布される（供給される）。樹脂ｍは、エポキシ樹脂などの紫外線硬化性の樹脂である。
【００３１】
次に、金型１とガラス基板１０１の位置合わせが行われ、樹脂ｍの上に置かれたガラス基板１０１が、図４Ｂの白抜き矢印で示すように、金型１の上面１Ａに圧着される。樹脂ｍは格子状の溝に入り込む。
【００３２】
次に、ガラス基板１０１と一体になった金型１が真空ボックス内に入れられ、適切な真空度で金型１が引かれる。このとき、樹脂ｍ内部の気泡が金型１の気泡逃げ３１乃至３６に導かれて、成型物の中（気泡逃げ３１乃至３６によって成型される部分以外の部分）には気泡だまりができない。その状態で、図４Ｃの白抜き矢印で示すようにUV照射が行われる。これにより、樹脂が硬化する。
【００３３】
UV照射によって樹脂ｍが硬化した後、成型物が金型１から離型される。図４Ｄに示すように、ガラス基板１０１上には、金型１に形成された溝の形状にあわせて、成型物１１１が形成される。成型物１１１全体は、壁のような形状を有する微細な立体構造物から構成される。
【００３４】
以上のように、金型１に気泡逃げを設けることによって、樹脂の内部に残存していた気泡を外側に逃がすことができ、成型物としての微細な立体構造物に気泡の跡ができてしまうことを防ぐことが可能になる。例えば、図５に示すような気泡逃げが設けられていない金型を用いて図４に示すようなプロセスで成型を行った場合、樹脂の内部に残存していた気泡を外側に逃がすことができず、成型物に気泡の跡ができてしまう。
【００３５】
また、金型１に気泡逃げを設けることによって、品質の高い製品を作成することが可能になる。さらに、製品の歩留まり向上にも繋がる。
【００３６】
図６は、ガラス基板１０１上に形成された成型物１１１の大きさの例を示す図である。
【００３７】
例えば、ガラス基板１０１の大きさは40mm×25mmである。複数の微細な立体構造物から構成される成型物１１１の大きさは10mm×10mmである。図６において、成型物１１１内に示すそれぞれの太線が立体構造物を表す。それぞれの立体構造物のピッチは、10mmより狭い所定のピッチであるＡμmとされている。なお、図６においては、気泡逃げ３１乃至３６によって成型される部分は示していない。
【００３８】
ガラス基板１０１と成型物１１１から部品１２１が構成される。部品１２１は、例えば、3D画像（左目用画像と右目用画像）を表示する表示デバイスに用いられる。
【００３９】
図７は、成型物１１１の一部を拡大して示す斜視図である。図７に示すように、成型物１１１を構成する各立体構造物の断面の形状は台形である。
【００４０】
図８は、図４を参照して説明したようにして成型が行われた後の工程の例を示す図である。
【００４１】
図８Ａに示すようにガラス基板１０１上に成型物１１１が成型されることによって部品１２１が得られた後、図８Ｂに示すように、部品１２１にマスク１５１が被され、スパッタ（マスクスパッタ）が行われる。マスク１５１には、立体構造物の側壁となる斜面に膜を生成することができるような位置に孔部が形成される。マスク１５１によって、それぞれの立体構造物の上面はマスクされる。
【００４２】
マスクスパッタが行われることにより、各立体構造物の斜面に例えばAl等の金属膜が生成される。また、ガラス基板１０１上のそれぞれの立体構造物の間にも、立体構造物の斜面に生成された金属膜の厚さより薄いものの、金属膜が生成される。
【００４３】
成膜後、図８Ｃに示すように、例えばRIE法などを用いて、それぞれの立体構造物の間に生成された金属膜の分だけ削るように全体のエッチングが行われる。これにより、立体構造物の斜面にだけ、金属膜が生成される。
【００４４】
金属膜が斜面に生成された各立体構造物の間には、電圧の変化によって偏光特性を変化させることが可能な液体が注入される。立体構造物の斜面に生成された金属膜は電極として機能する。
【００４５】
図９は、図６において破線の円Ｃで囲む成型物１１１の左隅付近を拡大して示す図である。
【００４６】
各立体構造物の方向と直交する方向に形成される構造物１２Ａは、図２の金型１の溝１２により成型されるものであり、構造物１３Ａは、金型１の溝１３により成型されるものである。図９においては、説明の便宜上、構造物１２Ａと構造物１３Ａの間隔を、立体構造物の間隔に対して狭く示している。各立体構造物の方向と同じ方向に形成される構造物２１Ａは、図２の金型２の溝２１により成型されるものである。各構造物によって区切られる部分に、電圧の変化に応じて偏光特性を代える液体が注入される。
【００４７】
それぞれの立体構造物の斜面に生成された金属膜には電圧線が接続される。それぞれの立体構造物の両側の斜面に生成された金属膜のうち、一方の斜面に生成された金属膜は正電極となり、他方の斜面に生成された金属膜は負電極となる。
【００４８】
図９に示すように、各電圧線は、図２の溝１２によって成型された構造物１２Ａを越えるようにして配線され、立体構造物の電極と、部品１２１の外部の回路を接続する。
【００４９】
同様に、図９においては図示していないが、立体構造物の方向と直交する方向に形成される図２の溝１１により成型された構造物を越えるようにして、立体構造物の電極と、部品１２１の外部の回路を接続する電圧線が配線される。
【００５０】
上を越えるようにして配線が行われるから、図２の溝１１によって成型された構造物と溝１２によって成型された構造物１２Ａには、配線が行われない、溝２１によって成型された構造物２１Ａと溝２２によって成型された構造物より、高い精度で設計通り成型されていることが求められる。図２の溝１１によって成型された構造物と溝１２によって成型された構造物１２Ａに気泡の跡などができてしまうと、配線をしたときにショートなどが起きてしまう可能性がある。
【００５１】
すなわち、図２を参照して説明したようにそれぞれの気泡逃げが溝２１より左側にまたは溝２２より右側に突出する形で形成されていて、溝１１より上側にまたは溝１２より下側に突出する形で形成されていないのは、配線に支障がないようにするためである。
【００５２】
溝２１の延長線上に、溝１１より上側に突出するようにして気泡逃げ３１が形成され、溝１２より下側に突出するようにして気泡逃げ３３が形成されるとともに、溝２２の延長線上に、溝１１より上側に突出するようにして気泡逃げ３２が形成され、溝１２より下側に突出するようにして気泡逃げ３４が形成される場合を考える。この場合、一部の電圧線（格子の両端近くの電圧線）を、気泡逃げによって成型される部分をも越えて配線させる必要があり、その部分に気泡の跡がある場合にはショートなどが起きてしまう可能性がある。
【００５３】
以上においては、3D画像の表示デバイスの部品の金型に気泡逃げを設けることについて説明したが、気泡逃げを設けることは、様々なデバイスの部品の金型にも適用可能である。
【００５４】
本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  金型，  ３１乃至３６  気泡逃げ
【図１】
2012035571.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012035571.tif 000007
【図６】
2012035571.tif 000008
【図７】
2012035571.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012035571.tif 000011