(57)【要約】    【課題】光学素子等を成型する際に用いる素子成型用金型に関し、セラミックスを用いることで熱伝導が抑制されて早期の固化層形成が抑えられ、またフォトリソグラフィー処方による微細なパターン加工を可能とした素子成型用金型を提供する。    【解決手段】無機粉末および感光性有機成分を必須成分とする感光性組成物を焼成することにより得られることを特徴とする素子成型用金型。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粉末および感光性有機成分を必須成分とする感光性組成物を焼成することにより得られることを特徴とする素子成型用金型。
【請求項２】
前記金型の少なくとも片方の表面にパターンが形成されていることを特徴とする請求項１記載の素子成型用金型。
【請求項３】
（１）無機粉末および感光性有機成分を必須成分とする感光性組成物を支持体上に成形し、成形物を得る工程、（２）成形物に活性光線を照射し、次いで現像することによりパターンを形成する工程、（３）パターン加工された成形物を焼成する工程、を含むことを特徴とする素子成型用金型の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法で得られた素子成型用金型を用いて素子材料を成型する工程を含むことを特徴とする素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子等を成型する際に用いる素子成型用金型、素子成型用金型の製造方法およびこれを用いた素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、樹脂材料及び射出成形技術の発展により、小型軽量のレンズ、プリズムプレート（モバイル機器などに用いられるＬＥＤ照明板）、導光板などが種々開発されており、光ピックアップ装置や携帯電話などの光学素子としての需要が高まっている。この種の光学素子にあっては、回折のための微細形状、プリズム面やブレーズ面などの微細形状、あるいは、平滑面を高精度に転写することのできる金型及び製造方法が要求されている。
【０００３】
従来、高精度での転写性を達成するため、金型母材と表面加工層との間にセラミック製の断熱層を設けた成型用金型が提案されている。しかし、この金型では、ブレーズ面を転写するための一方の金型母材と表面加工層との間にのみ断熱層を設けているだけであり、熱伝導が不均一のため固化速度に不均一が生じ、成型品に反りや気泡が発生するおそれを有している（特許文献１）。
【０００４】
そのため、金型にセラミックスを用いることも提案されているが、セラミックスは硬く、微細な加工が困難である（特許文献２）。
【０００５】
一方、樹脂成形では成形サイクルの短縮化（ハイサイクル化）が求められており、この種の要請に応えることも重要である。
【特許文献１】特開２００２−９６３３５号公報
【特許文献２】特開平０６−１６４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、光学素子等を成型する際に用いる素子成型用金型に関し、熱伝導が抑制されて早期の固化層形成が抑えられ、またフォトリソグラフィー処方による微細なパターン加工を可能とした素子成型用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、無機粉末および感光性有機成分を必須成分とする感光性組成物を焼成することにより得られることを特徴とする素子成型用金型である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、微細なパターンを形成したセラミックスの金型が得られ、熱伝導が抑制されて、欠陥の少ない素子を成型できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の素子成型用金型は無機粉末、感光性有機成分を必須成分とする感光性組成物を焼成することにより得られる。このようにして得られた金型は、セラミックス製の金型であるため、金属製の金型に比べ熱伝導率が低い。そのため、素子成型時に溶融した素子成型材料の溶融性を損なうことがなく、気泡の発生を抑えた欠陥の少ない素子を成型できる。また、本発明の素子成型用金型の製造に用いられる組成物は感光性を有するため、焼成前にパターン加工が可能である。したがって、少なくとも片方の表面にパターンが形成された金型を成形することができる。表面にパターンを有する金型を用いて素子を成形すると、該パターンを素子に転写することができる。
【００１０】
本発明の素子成型用金型の製造方法は、（１）無機粉末および感光性有機成分を必須成分とする感光性組成物を支持体上に成形し、成形物を得る工程、（２）成形物に活性光線を照射し、次いで現像することによりパターンを形成する工程、（３）パターン加工された成形物を焼成する工程を有する。
【００１１】
まず、（１）無機粉末および感光性有機成分を必須成分とする感光性組成物を支持体上に成形し、成形物を得る工程について説明する。
【００１２】
本発明で用いる無機粉末、感光性有機成分を必須成分とする感光性組成物とは、有機成分として感光性有機成分とガラス粉末やセラミック粉末などの無機粉末を含む組成物である。また、本発明において、感光性有機成分とは無機粉末を有する感光性組成物を形成する組成物中の有機成分の総体を指す。なお、本発明において感光性組成物は、ペースト体として、塗布、積層に際して、好適に溶媒が用いられるものではあるが、感光性有機成分の組成に関するパラメータ（各成分の含有割合など）についての以下の説明においては、原則として溶媒成分を除外して算出されたものである。
【００１３】
本発明における感光性有機成分は酸性基を有する重合体、エチレン性不飽和基含有化合物、重合開始剤等を含有することが好ましい。
【００１４】
酸性基を有する重合体は、酸性基を有していればどのようなものでも構わないが、好ましくはカルボキシル基を有する重合体であり、より好ましくは側鎖にエチレン性不飽和基とカルボキシル基を有する重合体である。側鎖にエチレン性不飽和基を有することでパターン形成性が向上し、また側鎖にカルボキシル基を含有することにより、アルカリ水溶液での現像を可能にする。このような重合体は例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、酢酸ビニルまたはこれらの酸無水物などのカルボキシル基含有モノマーおよびメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、２−ヒドロキシエチルアクリレートなどのモノマーを選択し、ラジカル重合開始剤を用いて重合または共重合させて重合体を得たのち、ポリマー中の活性水素含有基であるメルカプト基、アミノ基、水酸基やカルボキシル基に対して、グリシジル基やイソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドまたはアリルクロライドを付加反応させることにより得られるが、これらに限定されるものではない。グリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、クロトン酸グリシジル、イソクロトン酸グリシジルなどがある。イソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物としては、アクリロイルイソシアネート、メタアクリロイルイソシアネート、アクリロイルエチルイソシアネート、メタアクリロイルエチルイソシアネートなどがある。また、グリシジル基やイソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドまたはアリルクロライドは、ポリマー中の活性水素含有基に対して０．０５〜０．９５モル当量付加させることが好ましい。活性水素含有基がメルカプト基、アミノ基、水酸基の場合にはその全量を側鎖基の導入に利用することもできるが、カルボキシル基の場合には、ポリマーの酸価が好ましい範囲になるよう付加量を調整することが好ましい。
【００１５】
酸性基を有する重合体の酸価は５０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。酸価を５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上とすることで、可溶部分の現像液に対する溶解性が低下することがなく、２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることで、現像許容幅を広くすることができる。なお、酸価の測定は、バインダーポリマー１ｇをエタノール１００ｍｌに溶解した後、０．１Ｎ水酸化カリウム水溶液を用いた滴定を行い、求める。
【００１６】
酸性基を有する重合体は、焼成時の熱分解温度が低いことから、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、アクリル酸、メタアクリル酸を共重合成分とする共重合体が好ましく用いられる。酸性基を有する重合体の重量平均分子量は、好ましくは５０００〜１０００００、より好ましくは１５０００〜７５０００、さらに好ましくは２００００〜５００００である。前記範囲内であれば、柔軟性が良好で、かつ現像時の溶解性も良好である。バインダーポリマーの重量平均分子量はテトラヒドロフランを移動相としたサイズ排除クロマトグラフィーにより測定した。カラムはＳｈｏｄｅｘ  ＫＦ−８０３を用い、重量平均分子量はポリスチレン換算により計算した。
【００１７】
酸性基を有する重合体のＴｇ（ガラス転移温度）は、−６０〜１００℃が好ましく、より好ましくは−６０〜３０℃である。Ｔｇを−６０℃以上とすることで無機粉末を有する感光性組成物の粘着性を低減することができ、Ｔｇを１００℃以下とすることで無機粉末を有する感光性組成物の柔軟性を保持することができる。Ｔｇを３０℃以下とすることで無機粉末を有する感光性組成物の密着性を保持することができる。無機粉末を有する感光性組成物の粘着性を低減しつつ、柔軟性も保持するためのＴｇは、より好ましくは−４０〜６０℃で、さらに好ましくは−２０〜３０℃である。重合体のＴｇの測定法は、島津製作所（株）製ＤＳＣ−５０型測定装置を用い、サンプル重量１０ｍｇ、窒素気流下で昇温速度２０℃／分で昇温し、ベースラインの偏起が開始する温度をＴｇとした。
【００１８】
酸性基を有する重合体の添加量は、感光性有機成分中の１０〜８０重量％であることが好ましい。添加量が、感光性有機成分中の１０重量％を下回ると無機粉末を有する感光性組成物が形成できず、一方、８０重量％を上回ると無機粉末を有する感光性組成物上にパターンが形成できなくなる。
【００１９】
エチレン性不飽和基含有化合物は、光によるパターン形成をより効果的に行うために用いられる。エチレン性不飽和基含有化合物の分子構造形態について、直鎖状、分枝状、環状、あるいはそれらの組み合わせなど、なんら限定されるものではないが、相溶性の点から直鎖状が好ましい。エチレン性不飽和基含有化合物の重量平均分子量は好ましくは１００〜１０００００、より好ましくは１００〜５００００、更に好ましくは３００〜４５０００である。前記範囲内であれば、柔軟性が良好で、かつ現像時の溶解性も良好である。エチレン性不飽和基含有化合物の重量平均分子量はテトラヒドロフランを移動相としたサイズ排除クロマトグラフィーにより測定した。カラムはＳｈｏｄｅｘ  ＫＦ−８０３を用い、重量平均分子量はポリスチレン換算により計算した。
【００２０】
本発明におけるエチレン性不飽和基含有化合物に含まれるエチレン性不飽和基は、架橋反応性を考慮すれば一般的に立体障害が小さく分子運動の自由度が大きい方が好ましい。従って、一置換ついで二置換が好ましい。具体的には、例えば、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。特に、アクリロイル基やメタクリロイル基を有することが好ましい。
【００２１】
エチレン性不飽和基含有化合物は、エチレン性不飽和基以外に有機基（結合）を有してもよい。そのような有機基（結合）の例としては、アルキレンオキサイド基、アルキル基、アリール基、アリーレン基、アラルキル基、ヒドロキシアルキル基、ウレタン結合などが例示できる。これらの中でも、相溶性の点からアルキレンオキサイド、特にエチレンオキサイドなどの極性基が好ましい。エチレン性不飽和基含有化合物中のエチレンオキサイド含有量としては、エチレン性不飽和基含有化合物に対して８〜７０重量％が好ましい。このような化合物の中でも、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを含む化合物は、熱分解性が良いため特に好ましい。
【００２２】
エチレン性不飽和基含有化合物の添加量は、感光性有機成分中の１０〜８０重量％であることが好ましい。添加量が、感光性有機成分中の１０重量％を下回ると無機粉末を有する感光性組成物が形成できず、一方、８０重量％を上回ると無機粉末を有する感光性組成物上にパターンが形成できなくなる。
【００２３】
感光性有機成分に含有される酸性基を有する重合体及びエチレン性不飽和基含有化合物には、一般的に活性光線のエネルギーを吸収する能力は低いので、光反応を開始するためには、光重合開始剤を加えることが好ましい。また光重合開始剤の効果を補助するために増感剤を用いてもよい。このような光重合開始剤には１分子系直接開裂型、イオン対間電子移動型、水素引き抜き型、２分子複合系など機構的に異なる種類があり、それらから選択して用いる。本発明に用いられる光重合開始剤としては、活性ラジカル種を発生するものが好ましい。
【００２４】
本発明において、光重合開始剤や増感剤は１種または２種以上使用することができる。光重合開始剤の添加量は、感光性有機成分に対し０．０５〜１０重量％が好ましい。光重合開始剤の添加量をこの範囲内とすることにより、良好な光感度を得ることができる。増感剤を添加する場合、その添加量は感光性有機成分に対して０．０５〜３０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜２０重量％である。増感剤の量が少なすぎれば光感度を向上させる効果が発揮されず、増感剤の量が多すぎれば露光部の残存率が小さくなりすぎるおそれがある。
【００２５】
また、感光性組成物での散乱光の吸収剤として有機系染料を添加するのが好ましい。有機系染料の中でも３５０〜４５０ｎｍの波長範囲で高ＵＶ吸収係数を有する有機系染料が好ましく用いられる。具体的には、アゾ系染料、アミノケトン系染料、キサンテン系染料、キノリン系染料、クマリン系染料、アミノケトン系染料、アントラキノン系、ベンゾフェノン系、ジフェニルシアノアクリレート系、トリアジン系、ｐ−アミノ安息香酸系染料などが使用できる。有機系染料は紫外線吸収剤として添加した場合にも、焼成後の基板中に残存しないで紫外線吸収剤による絶縁膜特性の低下を少なくできるので好ましい。これらの中でもアゾ系、クマリン系およびベンゾフェノン系染料が好ましい。ペースト中の有機系染料の添加量は０．０１〜５重量％が好ましい。より好ましくは０．０２〜１重量％である。０．０１重量％未満では紫外線吸収剤の添加効果が減少し、５重量％を越えると焼成後の絶縁膜特性が低下するので好ましくない。
【００２６】
さらに、重合禁止剤を添加することが好ましい。重合禁止剤の具体的な例としては、ヒドロキノン、ヒドロキノンのモノエステル化物、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、フェノチアジン、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、Ｎ−フェニルナフチルアミン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−メチルフェノール、クロラニール、ピロガロールなどが挙げられる。重合禁止剤を添加する場合、その添加量は、感光性組成物に対し、０．００１〜１重量％が好ましい。
【００２７】
また、可塑剤、酸化防止剤を添加してもよい。可塑剤の具体的な例としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ポリエチレングリコール、グリセリンなどがあげられる。酸化防止剤の具体的な例として２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔ−４−エチルフェノール、２，２−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２−メチレン−ビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４−ビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、ビス［３，３−ビス（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェニル）ブチリックアシッド］グリコールエステル、ジラウリルチオジプロピオナート、トリフェニルホスファイトなどが挙げられる。酸化防止剤を添加する場合、その添加量はペースト組成物に対し０．００１〜１重量％が好ましい。
【００２８】
感光性組成物中の感光性有機成分の配合量は１０〜４０重量％、さらには１５〜３５重量％であることが好ましい。１０〜４０重量％の配合量であれば、感光性組成物の可撓性と通気性の両方の特性を満足させることができる。
【００２９】
本発明において用いられる感光性組成物は、上記感光性有機成分の他に無機粉末を必須成分とする。この無機粉末は焼成工程において焼結するものであり、本発明の目的とする焼結体形成では、１０００℃以下、特に４５０〜９００℃の温度での焼成が好ましいので、いわゆる低温焼成無機粉末が好ましい。もちろん、これらの無機粉末が焼結体の電気的特性、強度、熱膨張係数などの基本物性を決めるものであるため、目的とする特性に応じて選択されるものである。無機粉末の感光性組成物中における含有量としては、６０〜９０重量％が好ましく、６５〜８５重量％がより好ましい。６０重量％以上とすることで、焼成時のパターン形状を好ましくすることができ、一方、９０重量％以下とすることで良好な感光特性が得られる。
【００３０】
本発明で用いられる無機粉末は６つの態様が挙げられる。
【００３１】
前記の第１の態様は、一般式ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系材料(ｘ＝１のとき、Ｒはアルカリ土類金属から選ばれ、ｘ＝２のときＲはアルカリ金属から選ばれる)で表されるアルミノケイ酸塩系化合物である。特に限定されるものではないが、アノーサイト(ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−２ＳｉＯ２)、セルジアン(ＢａＯ−Ａｌ２Ｏ３−２ＳｉＯ２)などであり、低温焼結セラミックス材料として用いられる無機粉末である。
【００３２】
第２の態様の無機粉末としては、ホウ珪酸ガラス粉末５０〜９０重量％と、石英粉末および／またはアモルファスシリカ粉末１０〜５０重量％の割合からなるものである。この時高純度シリカ(石英)は、ホウ珪酸ガラスと溶融しないことが好ましい。また、球状シリカである方が、スラリーの充填性が上がり好ましい。
【００３３】
第３の態様は、ホウ珪酸ガラス粉末３０〜６０重量％、石英粉末および／またはアモルファスシリカ粉末２０〜５０重量％およびコーディエライト、スピネル、フォルステライト、アノーサイトおよびセルジアンの群から選ばれた少なくとも１種類のセラミックス粉末２０〜５０重量％との混合物である。
【００３４】
第４の態様では、ガラス粉末は酸化物換算表記でＳｉＯ２：３０〜７０重量％、Ａｌ２Ｏ３：５〜４０重量％、ＣａＯ：３〜２５重量％、Ｂ２Ｏ３：３〜５０重量％の組成範囲で、無機粉末としては前記の組成で示された態様を有するガラス粉末が３０〜７０重量％と、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ベリリア、ムライト、コーディエライト、スピネル、フォルステライト、アノーサイト、セルジアン、シリカおよび窒化アルミの群から選ばれた少なくとも１種類のセラミックス粉末３０〜７０重量％との混合物である。
【００３５】
第５の態様は、酸化物換算表記でＳｉＯ２：８０〜９０重量％、Ｂ２Ｏ３：１０〜１５重量％、Ａｌ２Ｏ３：０〜５重量％、Ｋ２Ｏ：０〜５重量％の割合で含まれる無機粉末である。
【００３６】
第６の態様では、ガラス粉末は酸化物表記で、ＳｉＯ２：４５〜６０重量％、Ａｌ２Ｏ３：０．１〜１０重量％、Ｂ２Ｏ３：９〜２４重量％、ＣａＯ：２〜１５重量％、ＭｇＯ：０．１〜１２重量％、Ｎａ２Ｏ：０．１〜１．５重量％、ＺｒＯ２：０．１〜５重量％、Ｋ２Ｏ：０．１〜１重量％、ＴｉＯ２：０．１〜５重量％の組成範囲で、無機粉末としては前記の組成で示された態様を有するガラス粉末が３０〜７０重量％と、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ベリリア、ムライト、スピネル、フォルステライト、アノーサイト、セルジアン、コーディエライト、および窒化アルミから選ばれる少なくとも１種類のセラミックス粉末３０から７０重量％との混合物である。
【００３７】
第４の態様および第６の態様におけるフィラー成分としてのセラミックス粉末は、基板の機械的強度の向上や熱膨張係数を制御するのに有効である。特に、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コーディエライト、アノーサイトはその効果が優れている。これらのセラミックス粉末の混合により、焼成温度を８００〜９００℃とし、強度、誘電率、熱膨張係数、焼結密度、体積固有抵抗、収縮率を所望の特性とすることができる。
【００３８】
また上記の態様の無機粉末に含まれるガラス成分の平均粒子径は、０．１μｍ以上〜１０μｍであることが好ましく、さらには０．１〜３μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜２μｍである。平均粒子径０．１μｍ以上のガラス粉末を使用することにより分散安定性の良好な感光性組成物が得られ、微細なフォトリソグラフィーによる加工が可能となる。また、結晶化ガラスである場合は結晶化温度が６００℃以下であるガラスを利用することが望ましい。低温焼成によるコスト削減と生産性の向上はもちろんのこと、安価なガラス基板を利用できるメリットが生じる。ガラスの熱軟化点温度は３５０℃から７００℃であることが好ましい。金型を樹脂材料の成形に用いる場合は、ガラスの熱軟化点温度は３５０℃から６００℃であることが好ましい。一般に非晶質ガラスは、結晶化温度まで加熱されると結晶化する性質を有している。結晶化したガラス中にはガラスの結晶が数１０から９０体積％前後まで形成されるので、強度や熱膨張率を改善できる。これを利用して、焼成時における収縮を抑制することが可能である。また、すでに結晶化されたガラスを使用することも可能である。この場合、結晶化ピーク温度に近づくに従って結晶化するために逆にガラスが固まる性質を持っている。非晶質ガラスおよび結晶化ガラス共に利用可能である。
【００３９】
上記の態様の無機粉末に含まれるセラミックス粉末の平均粒子径は０．０１μｍ以上０．５μｍ未満、さらには０．３μｍ以下がより好ましく、０．１５μｍ以下がさらに好ましい。パターン加工に有効な活性光線の波長（５００ｎｍ〜３５０ｎｍ）と同等、または活性光線波長より小さいサイズの無機粉末を複合することにより、活性光線照射時の光散乱が少なくなり、感光性を有する場合、シート下部まで露光される。その結果、高精細で高アスペクト比のパターン加工が可能となる。平均粒子径が５００ｎｍを超えると、光散乱の割合が高くなり活性光線が深部まで届かない。またはパターン周辺が散乱光により露光されるため、得られるパターンが高精細で高アスペクト比にならない場合がある。平均粒子径５００ｎｍ未満の無機粉末の含有量は、用途に応じて異なるが、無機粉末全体に対して５〜９０重量％が好ましく、２０〜８０重量％がより好ましい。５重量％以上とすることで焼成後の誘電率特性が保たれる。一方、９０重量％以下とすることで感光性組成物の光透過率を保持することができる。無機粉末は、６００〜９００℃での焼成が可能であり、素子材料よりも小さい熱膨張係数を有し、熱伝導率が小さな材料を選ぶことが好ましい。
【００４０】
なお、用いる無機粉末によっては、その屈折率が大きく、感光性有機成分との屈折率差から光が散乱し、フォトリソグラフィーによるパターン加工が困難となる場合がある。このような場合には紫外線吸収染料に加え、紫外線を吸収し、その光を光重合開始剤が吸収可能な別の光に変換するような化合物（波長変換物質）を含有することが好ましい。具体的には、クマリン系蛍光増白剤、オキサゾール系蛍光増白剤、スチルベン系蛍光増白剤、イミダゾール系蛍光増白剤、トリアゾール系蛍光増白剤などの蛍光増白剤、イミダゾロン系、オキサシアニン系、メチン系、ピリジン系、アントラピリダジン系、カルボスチリル系の蛍光増白剤が用いられる。またこれらは単独でも組み合わせて使用してもよい。
【００４１】
波長変換物質の含有量は、感光性有機成分に対して、０．１〜３０重量％が好ましく、０．５〜２０重量％が好ましく、１〜１５重量％がさらに好ましい。
【００４２】
本発明で用いる無機粉末、感光性有機成分を必須成分とする感光性組成物は、ペースト体（感光性ペースト体という）もしくはシート状（感光性シートという）として供される。感光性ペースト体は基材に部分的あるいは全体に塗布することや型に流し込むなどの手段により、所望の形状や厚みの成形物を得ることができ、感光性シートは支持体上にシート状に成形され、成型物として得られる。
【００４３】
感光性ペースト体は感光性有機成分と無機粉末を有する感光性組成物を含み、次のようにして調製できる。まず感光性有機成分に、必要に応じて各種添加剤を混合した後、濾過し、有機ビヒクルを調製する。これに、必要に応じて前処理された無機粉末を添加し、ボールミルなどの混練機で均質に混合、分散してペースト状の感光性組成物すなわち感光性ペースト体が得られる。
【００４４】
感光性ペースト体の粘度は無機成分、増粘剤、有機溶媒、可塑剤および沈殿防止剤などの添加割合によって適宜調整されるが、その範囲は２〜２００Ｐａ・ｓ（パスカル・秒）である。例えばガラス基板への塗布をスピンコート法で行う場合は、２〜５Ｐａ・ｓが好ましい。スクリーン印刷法で１回塗布して膜厚１０〜２０μｍを得るには、５０〜２００Ｐａ・ｓが好ましい。ブレードコーター法やダイコーター法などを用いる場合は、２〜２０Ｐａ・ｓが好ましい。
【００４５】
溶液の粘度を調整するために用いられる有機溶媒としては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルエチルケトン、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、γ−ブチロラクトン、ブロモベンゼン、クロロベンゼン、ジブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモ安息香酸、クロロ安息香酸などやこれらのうちの１種以上を含有する有機溶媒混合物が用いられる。溶媒は単種でも複数種用いてもよい。なお、有機溶媒がペーストに含まれる量は目的用途に応じて様々であり、前記粘度範囲であれば、なんら制限されるものではないが、例えば、塗布時には、ペースト（無機粉末を除く）中に１０〜３０重量％含まれていることが好ましい。
【００４６】
感光性シートはドクターブレード法、押し出し成形法、スリットダイ、スクリーン印刷法などの一般的な方法で、必要に応じて各種コーテイング処理などの施されたポリエステルやポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルム、ガラス、ガラスセラミックス、アルミ、スチールなどの支持体上に成形し、溶媒を乾燥除去することにより形成される。感光性ペースト体を用いる場合は、スクリーン印刷、バーコーター、ロールコーター、スリットダイコーター等の一般的な方法を用いて基板に塗布されたり、型に流し込む場合はディスペンサー等を用いて注入される。基板として、ガラス基板、セラミック基板、金属基板や半導体基板（ＡｌＮ、ＣｕＷ、ＣｕＭｏ、ＳｉＣ基板など）、ガラス基板を用いることが好ましい。ガラス基板としては、ソーダライムガラスや耐熱ガラス（旭硝子（株）製ＰＤ２００、日本電気硝子（株）製ＰＰ８、サンゴバン（株）製ＣＳ２５、セントラル硝子（株）製ＣＰ６００Ｖなど）などが挙げられる。
【００４７】
次に、（２）成形物に活性光線を照射し、次いで現像することによりパターンを形成する工程について説明する。
【００４８】
成型物に対して活性光線をパターン状に照射する方法として、ビアホールやキャビティ、ラインなどのパターンを有するフォトマスクを通して活性光線を照射する方法や、レーザー光を用いてパターンを直描する方法が挙げられる。ここで照射する活性光線の種類としては、赤外線、近赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線などが挙げられるが、これらの中でも、紫外線が好ましく用いられる。紫外線に用いる光源は、超高圧水銀灯が特に好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。露光量は感光性シートの厚みや材料の感度によって異なるが、０．５〜１００ｍＷ／ｃｍ２の出力の超高圧水銀灯であれば１秒〜３０分間露光を行うことが好ましい。なお、ビアホールやキャビティ、ライン形成と同じ手法でパターン加工済みの感光性シート積層時のアライメント用ガイド孔を形成しておくことができる。
【００４９】
次に活性光線を照射した感光性シートや感光性ペースト体を現像液で処理することで、現像液に可溶な部分（ネガ型では活性光線が照射されない部分、ポジ型では活性光線照射部）を溶解・除去し、感光性シートや感光性ペースト体内にパターンを形成する。感光性シートや感光性ペースト体の現像方法としては浸漬法、スプレー法、超音波法またはこれらを組み合わせて行うことができる。感光性シートや感光性ペースト体に対してダメージが少なく、かつ均一なパターンを形成するための現像方法としては、好ましくは超音波法、さらに好ましくは周波数変調型超音波法である。
【００５０】
超音波を用いた現像方法は現像液の他に超音波を照射することにより、可溶部分の溶解、除去を促進し、感光性シートや感光性ペースト体上に精細なパターンを得る方法である。さらに超音波の基本周波数を所定の幅で連続変調させて照射することで、超音波応力の分布を無くして、感光性シートや感光性ペースト体のダメージを軽減し、かつ均一なパターンが形成された感光性シートや感光性ペースト体を得る。本発明においては、超音波の周波数変調範囲は２０〜５０ＫＨｚが好ましい。周波数が２０ＫＨｚを下回ると必要以上に超音波応力が強くなり、感光性シートや感光性ペースト体のダメージが大きくなる。一方、５０ＫＨｚを上回ると超音波応力が弱くなり、可溶部分の現像液の浸食が弱まるために好ましくない。
【００５１】
超音波の基板面積当たりの仕事密度は好ましくは４０〜１００Ｗ／ｃｍ２である。仕事密度が４０Ｗ／ｃｍ２を下回ると可溶部分が除去しきれないことがあり、一方、１００Ｗ／ｃｍ２を上回るとパターンの残存部分（ネガ型の場合は活性光線照射部、ポジ型の場合は活性光線が照射されない部分（以下硬化部分という）の現像液による浸食や感光性シートや感光性ペースト体のダメージが大きくなる。また、超音波現像時間は５〜１２０秒が好ましい。現像時間が５秒を下回ると可溶部分が除去しきれないため好ましくなく、一方、１２０秒を上回ると硬化部分の侵食や感光性シートや感光性ペースト体のダメージが大きくなるため好ましくない。可溶部分の除去が十分に行われつつ、硬化部分の侵食と感光性シートや感光性ペースト体のダメージを抑えるための超音波現像時間は、より好ましくは５〜６０秒、さらに好ましくは１０〜３０秒である。
【００５２】
本発明において感光性シートや感光性ペースト体に対する超音波の照射位置は特に限定はされないが、超音波方向に対して感光性シートや感光性ペースト体が垂直に位置し、表面側から照射するように配置するのが好ましい。また、現像液中で基板を振動、回転、往復運動させるなどのように動かしてもよい。あるいは現像液を循環、振動させるなどしてもよい。
本発明で用いる現像方法は浸積法、スプレー法などの現像方法と組み合わせて用いられることが好ましい。ここでいう浸積法とは、例えば露光後の感光性シートや感光性ペースト体を現像液に浸すことで、現像液に対し可溶部分の溶解・除去を進める方法である。またスプレー法とは、同様に活性光線照射後の感光性シートや感光性ペースト体の可溶部分をスプレーの物理的な力も利用しながら溶解・除去を進める現像方法である。このスプレー法は、常に現像液の流出による入れ替わりがあり、現像液の溶解力低下が少なく、結果として現像時間が短くなる利点があり、特に好ましい。また、現像基板面積当たりのスプレー圧力は０．５〜２０ｋｇ／ｃｍ２が好ましい。スプレー圧力が０．５ｋｇ／ｃｍ２を下回ると物理的な力が不十分であり、現像時間が長くなる。一方、２０ｋｇ／ｃｍ２を上回ると硬化部分への現像液の浸食により、感光性シートや感光性ペースト体へのダメージが大きくなる。物理的な力を保持しつつ、硬化部分の侵食や感光性シートや感光性ペースト体のダメージを抑えるためのスプレー圧力は、より好ましくは１〜１０ｋｇ／ｃｍ２、更に好ましくは１〜５ｋｇ／ｃｍ２である。なお、スプレー散布器と感光性シートや感光性ペースト体を相対的に移動させることにより、少ない散布器で面積の大きい支持体付きシートに現像液をスプレー散布することができ、感光性シートの特定位置に現像液の散布が集中することが抑制されて好ましい。これら浸積法、スプレー法等と周波数変調型超音波照射を組み合わせることで現像時間の短縮につながるため、感光性シートや感光性ペースト体のダメージ軽減につながる。
【００５３】
感光性シートや感光性ペースト体の現像液としては、感光性組成物の活性光線照射部と非照射部に対して、異なった溶解性、膨潤性、親和性を有するものであれば、いずれも使用可能であるが、本発明においては、アルカリ水溶液が好ましい。アルカリ水溶液としては、ナトリウムやカリウムなどの金属アルカリ水溶液、有機アルカリ水溶液が使用できる。金属アルカリ水溶液としては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオンなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属イオンを含んでいる化合物を用いることができる。具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸リチウムなどが挙げられる。有機アルカリ水溶液としては、一般的なアミン化合物を用いることができる。具体的にはメチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ｔ−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ＴＭＡＨ（テトラメチルハイドロオキサイド）などが挙げられる。また、アルカリ水溶液の濃度は０．０１〜１０重量％が好ましい。アルカリ水溶液の濃度が０．０１重量％を下回ると可溶部分が完全に除去されない場合がある。一方、１０重量％を上回ると硬化部分の侵食やパターンの剥離が起こることがある。可溶部分の除去が十分に行われつつ、硬化部分の侵食やパターンの剥離を抑えるためのアルカリ濃度は、好ましくは０．１〜５重量％、より好ましくは０．５〜１．５重量％である。また現像液の温度は、工程管理上２０〜５０℃が好ましい。
【００５４】
次に（３）パターン加工された成形物を焼成する工程について説明する。
【００５５】
必要な枚数のパターンが形成された感光性シートや感光性ペースト体をガイド孔を用いて積み重ね、８０〜１５０℃の温度で５〜２５ＭＰａの圧力で接着し、積層体を作成する。この積層体の両面に、この積層体の焼結温度では実質的に焼結収縮を示さない無機組成物(例：アルミナやジルコニア)を主成分とする拘束シートを積層配置し、作成した積層体を焼成処理し、その後、この拘束シートを取り除く無収縮焼成を行って目的とする金型を作製することができる。焼成は焼成炉において行う。焼成雰囲気や温度は感光性組成物中の無機粉末や有機成分の種類によって異なるが、空気中、窒素雰囲気中、または水素還元雰囲気中で焼成する。本発明の感光性組成物の焼成は６００〜９５０℃の温度で行う。このようにして得られた焼結体は素子成型用金型として用いられる。
【００５６】
無機粉末を有する感光性組成物は一般的なセラミックグリーンシートよりも有機成分の濃度が多く、焼結までの収縮が大きい。そのため収縮を抑制するために拘束シートと呼ばれる被拘束物の焼結温度では焼結しない無機粒子と有機成分を有したシートを被拘束物の焼結時に用いると、被拘束物を構成する成分や配合組成、焼結時の諸条件により存在する不可避の収縮を、厚み方向にのみ収縮させ、Ｘ−Ｙ平面はほぼ無収縮にすることが可能である。ここでいう無収縮とは、被拘束物焼結時のＸ−Ｙ平面方向の収縮率を１％以下に抑制することで、好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．１％以下である。
【００５７】
拘束シートを用いる場合の無機粒子としては、被拘束物の焼結温度よりも十分高い融点を持つ無機粒子であれば特に制限されない。好ましくはアルミナ、ジルコニア、シリカ、マグネシア、チタニア、ヘマタイト、フェライト、チタン酸バリウム、窒化硼素、窒化アルミニウム、炭化珪素、高融点ガラスなどが挙げられる。本発明の拘束シートには、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウムなどの酸化物やセラミックグリーンシートとの密着性改良剤となる酸化物粉末が１〜５重量％添加されることが好ましい。
【００５８】
拘束シートに用いられる無機粒子は、平均粒子径１０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の無機粒子を無機粒子全体の１〜３０重量％有する。平均粒子径５００ｎｍ未満の無機粒子を添加することで被拘束物との密着性が向上し、さらに平均粒子径を１０ｎｍ以上とすることで焼結後の焼結体（被拘束物を焼結した後のもの）からの容易な剥離性が得られる。無機粒子全体の７０重量％を超えて９９重量％未満分に該当する無機粒子は特に制限されないが、好ましくは平均粒子径０．５μｍ以上１０μｍ以下の無機粒子が良い。無機粒子の平均粒子径は、レーザー回折散乱法（マイクロトラック法）にて測定したＤ５０を意味する。ただし、粒子径が１μｍ以下になるとレーザー回折散乱法にて正確に測定することは困難となるので、ＢＥＴ法換算値を用いるのが好ましい。ＢＥＴ法換算値とは、ＢＥＴ法にて比表面積を測定した後に、粒子を球と仮定して平均粒子径に換算した値である。
【００５９】
拘束シートに用いることが可能なバインダーポリマーとしては、従来の被拘束物に用いられているものが使用でき、焼成工程での熱分解を考えると被拘束物に用いているものと同じバインダーポリマーを使用するのが好ましい。拘束シートおよび被拘束物に用いられるバインダーポリマーの具体例としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、セルロース誘導体、ポリビニルアルコールなどの各種ポリマーを用いることができるが、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、（メタ）アクリル酸エステル共重合体などが好ましい。さらに、被拘束物が感光性有機成分を含む場合、拘束シートおよび被拘束物に用いられるバインダーポリマーはカルボキシル基や水酸基、エチレン性不飽和二重結合などの反応性官能基を有していることが好ましい。
拘束シートには可塑剤を添加することが好ましい。可塑剤はバインダーポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）を下げる働きをし、被拘束物と拘束シートの密着性を向上させる働きがある。可塑剤としては、例えばジブチルフタレートやジオクチルフタレートなどのフタル酸エステル、ポリアルキレングリコール、グリセリンなどが挙げられる。拘束シートに含まれる可塑剤の濃度は、バインダーポリマーの種類によっても異なるが、バインダーポリマーの１〜３０重量％含まれるのが好ましい。
【００６０】
拘束シートの作製方法は、まず無機粒子とバインダーポリマー、可塑剤、溶剤などを混ぜた後、三本ロールやボールミルなどで混練してペーストを作製する。さらに作製した前記ペーストをドクターブレード法、押し出し成形法、スリットダイ、スクリーン印刷法などの一般的な方法で、必要に応じて各種コーテイング処理などの施されたポリエステルやポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルム、ガラス、ガラスセラミックス、アルミ、スチールなどの支持体上に成形し、溶剤を乾燥除去することにより、支持体付き拘束シートを作製する。拘束シートは支持体から剥離した状態で使用するため、支持体は取り扱いの容易なプラスチックフィルムが好ましい。拘束シート全体の厚みは、拘束する被拘束物の種類や膜厚によって異なるが、工程管理上１０〜５００μｍであることが好ましい。拘束シート全体の厚みが１０μｍ未満であると、拘束シートの拘束力が低下するおそれがあるため好ましくなく、５００μｍより大きいと有機成分の揮散性および焼結体からの拘束シートの剥離性が低下するおそれがあるため好ましくない。被拘束物と拘束シートの積層方法は、必要な枚数の被拘束物および拘束シートをガイド孔などを用いて積み重ね、５０〜１５０℃の温度で５〜３０ＭＰａの圧力で接着する。必要に応じて被拘束物上に直接拘束シートを形成する組成物を塗布、乾燥してもよい。被拘束物と拘束シートの積層形態は、拘束シートが被拘束物の少なくとも片面に積層される。  次に被拘束物と拘束シートの積層体から有機成分を除去した後、被拘束物の焼結温度で焼結を行う。有機成分の除去温度は有機バインダーの種類によって異なるが、通常２００〜６００℃の温度で行うのが好ましい。さらに被拘束物の焼結温度は、被拘束物が含む無機物の組成によって異なるが、通常３５０〜９５０℃で焼結するのが好ましい。焼結雰囲気は被拘束物中の導体の種類、無機粉末や有機成分の種類によって異なるが、空気中、酸素雰囲気中、窒素雰囲気中、水素還元雰囲気中などで焼結することができる。
【００６１】
このようにして被拘束物を焼結して得られた焼結体には、拘束シートに含まれていた未焼結の無機粒子が残るため、これら拘束シートを除去する必要がある。拘束シートの除去方法は特に制限されるものではないが、例えば超音波照射、研磨、サンドブラスト、ウェットブラスト等が挙げられる。一方、被拘束物内部に拘束シートが積層されたものにおいて、焼結後に拘束シートがそのままセラミック基板内部に取り込まれてもよい。このような拘束シートは、焼結後に焼結体内部に絶縁層として残るため、焼結後の焼結体から拘束シートを除去する必要は無い。
【００６２】
感光性組成物を成形して得られた被拘束物には必要に応じてキャビティやビアホール、ラインなどのパターン加工が施される。また、拘束される被拘束物は単層であってもよいし、複数枚積層したものであってもよい。
【００６３】
次に上記の方法で得られた素子成型用金型を用いて素子を製造する方法について説明する。本発明の素子の製造方法は、上記の方法で得られた素子成型用金型に素子材料を成型する工程を有する。素子材料の成型方法としては、得られた金型に素子材料を充填する方法や、あるいは素子材料に金型を押しつける方法が挙げられる。これらは従来の公知の方法を用いることができ、例えば、注型成形（流し込み成形・キャスティング）、中空成形（ブロー成形）、射出成型、押出成型、プレス成形などが挙げられる。
【００６４】
素子材料は用途・目的に応じて選択されるが、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂材料、ガラス、セラミックスなどの無機材料が好適に用いられる。樹脂材料としては特に、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂などが工業的に容易に入手できるため安価な材料として好ましい。
【００６５】
また、素子材料に応じて金型に表面研磨や離型剤処理を施すことが好ましい。
【００６６】
素子の用途としては、マイクロレンズ、プリズム、導光板、拡散板などの光学素子、ガスセンサ、サーミスタ、圧電素子などのセンサ素子などが挙げられる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、濃度（％）は特に断らない限り重量％である。実施例に用いた無機粒子および有機成分は次の通りである。
Ａ．有機成分
バインダーポリマーＩ：４０重量部の２−エチルヘキシルアクリレート、４０重量部のブチルメタクリレート、２０重量部のアクリル酸からなる共重合体にグリシジルメタクリレートを付加反応させたもので、得られたバインダーポリマーＩの重量平均分子量３６０００、酸価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇは１５℃である。なお、バインダーポリマーの重量平均分子量はテトラヒドロフランを移動相としたサイズ排除クロマトグラフィーにより測定した。カラムはＳｈｏｄｅｘ  ＫＦ−８０３を用い、ポリスチレン換算により計算した。Ｔｇの測定法は、島津製作所（株）製ＤＳＣ−５０型測定装置を用い、サンプル重量１０ｍｇ、窒素気流下で昇温速度２０℃／分で昇温し、ベースラインの偏起が開始する温度をＴｇとした。また、酸価の測定は、バインダーポリマー１ｇをエタノール１００ｍｌに溶解した後、０．１Ｎ水酸化カリウム水溶液を用いた滴定を行い、求めた。
【００６８】
エチレン性不飽和基含有化合物Ｉ：ポリエチレングリコールジアクリレート“Ｍ−２４５”（東亞合成（株）製）
エチレン性不飽和基含有化合物II：ウレタンアクリレート（“ＵＶ６１００Ｂ”日本合成化学工業（株）製）
光重合開始剤Ｉ：“イルガキュア８１９”（チバ・スペシャリティケミカルズ社製）
紫外線吸収剤Ｉ：“スダンIV”（東京化成工業（株）製）
分散剤：“ノプコスパース”（サンノプコ（株）製）
重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノール（和光純薬工業（株）製）
可塑剤Ｉ：ポリグリセリン“ＰＧＬ−０６”（ダイセル化学工業（株）製）
溶剤：“ソルフィット”（（株）クラレ製）
Ｂ．無機粒子
アルミナ粉末I：平均粒子径３７ｎｍ
アルミナ粉末II：平均粒子径２μｍ
ガラス粉末Ｉ：酸化物換算でＳｉＯ２（６０％）、ＰｂＯ（１７．５％）、ＣａＯ（７．５％）、ＭｇＯ（３％）、Ｎａ２Ｏ（３．２％）、Ｋ２Ｏ（２％）、Ｂ２Ｏ３（５．８％）の組成のものを用いた。このガラス粉末のガラス転移点は５６５℃、ガラス軟化点は６８６℃、平均粒子径は２μｍ、屈折率（ｎｇ）は１．５７であった。
【００６９】
ガラス粉末II：酸化物換算でＬｉＯ（７％）、ＳｉＯ２（２１％）、Ｂ２Ｏ３（３１％）、ＢａＯ（４％）、Ａｌ２Ｏ３（２３％）、ＺｎＯ（２％）、ＭｇＯ（６％）、Ｎａ２Ｏ（２％）、ＣａＯ（４％）の組成のガラス粉末を用いた。このガラス粉末のガラス転移点は４９０℃、軟化点は５３０℃、平均粒子径０．５μｍ、屈折率（ｎｇ）は１．５８であった。
【００７０】
なお、アルミナ粉末Ｉの平均粒子径は日機装（株）製比表面積測定装置にて測定を実施し、Ｎ２ガス吸着量から比表面積を求め、平均粒子径に換算した値である。ガラス粉末Ｉ〜IIの平均粒子径は日機装（株）製マイクロトラック粒度分布測定装置“ＨＲＡ”にて測定したＤ５０である。ガラスの軟化点はガラス粉末を白金セルに入れ、示差熱分析装置（ＴＧ８１２０、理学電機（株）製）を用いて、常温から７００℃まで２０℃／分の昇温速度で示差熱分析を行い、最初に現れる吸熱部の極小点を経て吸熱が終了する温度を軟化点（Ｔｓ）とした。平均粒子径はアルミナ粉末と同様の方法で測定した。屈折率は、石英ガラス上にガラス膜を作製した後、エリプソメーターを用いたエリプソメトリー法によって、２５℃における４３６ｎｍの波長の光に関して測定を行った。
Ｃ．素子材料
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用いた。
Ｄ．拘束シートの作製
表１に示した組成に溶剤を添加して混合し、これを３本ロールで５回通した後、４００メッシュのフィルターを用いて濾過してペーストを作製した。これを支持体ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上にドクターブレード法を用いて塗布し、１００℃で２時間乾燥を行った。２００μｍの拘束シートを得た。
Ｅ．パターンを有した感光性シートの作製
表１に示した組成に溶剤を添加して混合し、これを３本ロールで５回通した後、４００メッシュのフィルターを用いて濾過してペーストを作製した。前記作製したペーストを支持体ＰＥＴフィルム上にドクターブレード法を用いて塗布し、８５℃で３０分間乾燥を行った。得られたシートの膜厚は１００μｍであった。その後、０．５ｋｗ出力の超高圧水銀灯で紫外線露光、アルカリ現像液による現像処理を経て、ライン／スペース＝１００μｍ／３００μｍのラインパターンを有する感光性シートを作製し、パターン加工後のライン幅を測長した。
Ｆ．拘束シートと被拘束物の積層
積層体Ｉ：パターンを有した感光性シートを１枚とパターン加工を行っていない感光性シート５枚を積層して、その両面に拘束シートを１枚ずつ積層したものを２５ＭＰａ、９０℃の条件で１０分間熱圧着した。
Ｇ．被拘束物を焼結して金型を得る工程
パターンを有した感光性シートと拘束シートを積層したものは４００〜４５０℃で有機成分を除去した後、ガラス粉末の軟化点付近まで昇温し、２０分保持して焼結を行った。焼結後の焼結体より超音波を用いて拘束シートの除去を行った。超音波照射は、水の入った出力７０Ｗの超音波浴槽にて周波数４２ＫＨｚで１０分間照射した。こうして素子成型用の金型が得られた。
Ｈ．素子の成型
（プレス成形装置）
（Ａ）下部に窒素ガス導入口を設けたホッパーと加熱シリンダー、および加熱シリンダーの内部にスクリューを備えた、樹脂 溶融部と、（Ｂ）樹脂 溶融装置から吐出される溶融樹脂 を受け、重量センサーを備えた容器と、容器を動かすアームとを備えた溶融樹脂 供給部と、（Ｃ）プレス用金型 をセットして、これを嵌合、加圧可能なプレス部とを有するプレス成形 装置に、前記金型を設置した。
（導光板の成型）
ＰＭＭＡのペレットを、８０℃、４時間で加熱予備乾燥を行った後、前記プレス成形装置の樹脂溶融部のホッパーに供給した。ホッパーには前記窒素ガス導入口より窒素ガスを流通させ、窒素ガスはホッパー中の樹脂ペレットの隙間を抜けてホッパー上方に向けて流通させ、さらに、加熱シリンダー内部にも導入されるようにした。金型は、予め１６０℃に昇温した。加熱シリンダー内部に供給された樹脂 を１８０℃で溶融させ、吐出口より溶融樹脂として溶融樹脂 供給部の容器上に吐出した。溶融樹脂は直ちに開かれた上下金型の間に移動させ、アームの反転によって容器上から下金型内に供給した。下金型主面上に形成された溶融樹脂塊の接触面積が下金型主面の面積の３０％になった時点で、直ちに上下金型 を嵌合させ、プレスを行った。プレス圧力が２５ＭＰａであるように加圧しながら、金型 を閉じ、その状態を１０秒間保持した。次いで金型 を６０℃まで降温させた時点で上下金型 を開き、成形された導光板を取り出した。得られた拡散板は、長さ２５０ｍｍ、幅１９０ｍｍ、厚さ２ｍｍであった。
Ｉ．素子の評価
成形品（２５０ｍｍ×１８０ｍｍ×２ｍｍ厚）をマイクロスコープ（キーエンス製）で拡大観察し、気泡の有無を目視判定した。
【００７１】
実施例１
無機粉末としてガラス粉末Ｉ（４０％）、アルミナ粉末Ｉ（４０％）を、感光性有機成分としてバインダポリマー I（１２％）、エチレン性不飽和基含有化合物Ｉ（４％）、エチレン性不飽和基含有化合物II（２％）および光重合開始剤（１．８％）紫外線吸光剤（０．０２％）、重合禁止剤（０．１８％）を用い、厚み１００μｍの支持体付感光性セラミックスシートを得た。ライン／スペース＝１００μｍ／３００μｍのラインパターンを持つネガ型クロムマスクを用いて、上面から０．５ｋｗ出力の超高圧水銀灯で紫外線露光した。露光量は１００ｍＪ／ｃｍ２であった。次に２５℃に保持したＴＭＡＨ（テトラメチルハイドロオキサイド）０．５重量％の水溶液に１２０秒間浸漬し、その後周波数が３８ＫＨｚ、出力６０Ｗ／ｃｍ２の超音波を２０秒照射して、光硬化していない部分を除去して１００μｍのライン／３００μｍスペースのパターンを持つ感光性セラミックスシートを作製した。パターン加工後のライン幅は１００μｍであった。さらに、パターン加工していない感光性シートを５枚積層して、その両面に前記作製した２００μｍの拘束シートを１枚ずつ積層したものを、２５ＭＰａ、９０℃の条件で１０分間熱圧着した。これを６００℃で有機成分を除去した後、９００℃で焼結を行った。得られた焼結体は超音波を用いて拘束シートの除去を行い、金型を得た。得られた金型で前記導光板の成型を行った。得られた導光板を観察したところ、気泡がなく良好であった。
【００７２】
実施例２
無機粉末としてガラス粉末Ｉの代わりにガラス粉末IIを、アルミナ粉末Iの代わりにアルミナ粉末IIを用い、焼成を６００℃で行う以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン加工後のライン幅は１２０μｍであった。導光板には気泡がなく良好であった。
【００７３】
比較例１
ＷＣを主成分とする超硬合金をワイヤー放電法にて実施例１と同様のパターンを有する金型を作製し、導光板の成型を行った。得られた導光板を観察したところ、気泡が生じていた。
【００７４】
比較例２
アルミナを主成分とするセラミックスを切削加工にて実施例１と同様のパターンを有する金型を作製しようとしたが、割れが生じ作製できなかった。
【００７５】
【表１】
2009078492.tif 000002