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JP2008129041A - Method for producing hologram element, hologram element production device, and die - Google Patents

Method for producing hologram element, hologram element production device, and die Download PDF

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JP2008129041A
JP2008129041A JP2006310048A JP2006310048A JP2008129041A JP 2008129041 A JP2008129041 A JP 2008129041A JP 2006310048 A JP2006310048 A JP 2006310048A JP 2006310048 A JP2006310048 A JP 2006310048A JP 2008129041 A JP2008129041 A JP 2008129041A
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JP
Japan
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mold
hologram
element material
manufacturing
hologram element
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006310048A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kentaro Ishibashi
健太郎 石橋
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method, a device and a die for producing hologram elements more swiftly and in large quantities. <P>SOLUTION: The method comprises: a preparation process where a die in which a working pattern for holograms is formed, an element material for hologram elements, a transfer apparatus including a die mounting means, an element material installing means, a moving stage means for movement, a heating means and a pressing means are prepared, and the preparation of working is performed; a die mounting process where the die is mounted on the die mounting means in the transfer apparatus; an element material setting process where the element material is set in a prescribed set position of the transfer apparatus; a positioning process where the element material set in the set position in the element material setting process or the die mounted in the die mounting process is positioned to a transferrable position by a moving stage means; an overheating process where heating is performed to a prescribed temperature; and a press-transfer process where the die positioned in the positioning process is press-transferred to the element material by the pressing means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、ホログラム素子の製造方法、ホログラム素子製造装置、および金型に関する。   The present invention relates to a hologram element manufacturing method, a hologram element manufacturing apparatus, and a mold.

ホログラム素子は、製造が微細な加工を伴い精密な製品であることから、容易に製造されないこともあり、ある製品の真贋識別をはじめとして種々の目的で使用されている。しかし精密な加工を伴うため、製造が困難であり、より簡単に製造する方法が求められていた。   A hologram element is a precise product with fine processing, and thus may not be easily manufactured, and is used for various purposes including authenticity identification of a certain product. However, since precise processing is involved, manufacturing is difficult, and a simpler manufacturing method has been demanded.

このようなホログラムの製造方法としては、レーザー光を使用する方法、あるいは電子ビームを使用する方法および印刷技術を用いる方法が知られている。例えば、レーザー光を使用するホログラムの製造方法の一例として特開平6−07107号公報がある。   As a method for producing such a hologram, a method using a laser beam, a method using an electron beam, and a method using a printing technique are known. For example, there is JP-A-6-07107 as an example of a method for producing a hologram using laser light.

特開平6−07107号公報JP-A-6-07107

しかしながら上述の特許文献の方法であるレーザー光を使用する方法では光学系を必要とするため、多量のホログラム素子を製造するには困難であって、よりいっそう早く、多量にホログラム素子を製造するための方法が求められており、そのことが課題となっていた。   However, since the method using laser light, which is the method of the above-mentioned patent document, requires an optical system, it is difficult to manufacture a large amount of hologram elements, and it is even faster to manufacture a large number of hologram elements. This method has been demanded, which has been a problem.

この発明は、従来の方法よりもより簡単に、よりいっそう早く、多量にホログラム素子を製造する方法、ホログラム素子製造装置、およびホログラム素子製造用の金型を提供することを目的としている。   It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a large number of hologram elements, a hologram element manufacturing apparatus, and a mold for manufacturing hologram elements in a simpler and faster manner than conventional methods.

上記目的を達成するため、この発明のフォログラム素子の製造方法は、ホログラム用の加工パターンの形成された金型、ホログラム素子用の素子材料、前記金型を搭載する金型搭載手段と前記素子材料を設置する素子材料設置手段と前記金型手段もしくは前記素子材料と移動させる移動ステージ手段と前記金型および素子材料を過熱する加熱手段および押圧手段とを有する転写装置、を用意し加工の準備を行なう準備工程と、前記金型を前記転写装置の金型搭載手段に搭載する金型搭載工程と、前記素子材料を前記転写装置の所定の設定位置に設定する素子材料設定工程と、前記素子材料設定工程で設定位置に設定された前記素子材料または前記金型搭載工程で搭載された金型を、転写装置の移動ステージ手段によってホログラム加工パターンの転写可能な位置へ位置決めする位置決め工程と、前記金型と前記素子材料とを前記加熱手段により所定の温度に加熱する過熱工程と、前記位置決工程で位置決めされた前記金型を、ホログラム素子用の前記素子材料へ前記押圧手段により押圧転写する押圧転写工程と、を備えて構成し、前記金型に形成されたホログラム用のパターンをホログラム素子用の前記素子材料へ押圧転写すること、を特徴として構成した。   In order to achieve the above object, a method for manufacturing a follower element according to the present invention includes a mold having a hologram processing pattern, an element material for the hologram element, a mold mounting means for mounting the mold, and the element material. A preparation device is prepared by preparing a transfer device having an element material installation means, a moving stage means for moving the mold means or the element material, a heating means and a pressing means for heating the mold and the element material. A preparation step to be performed; a mold mounting step of mounting the mold on a mold mounting means of the transfer device; an element material setting step of setting the element material at a predetermined setting position of the transfer device; and the element material The element material set in the setting position in the setting process or the mold mounted in the mold mounting process is transferred to the hologram processing pattern by the moving stage means of the transfer device. A positioning step for positioning the mold and the element material to a predetermined temperature, an overheating step for heating the mold and the element material to a predetermined temperature by the heating means, and the mold positioned in the positioning step for the hologram element A pressing transfer step of pressing and transferring to the element material by the pressing means, and pressing and transferring the hologram pattern formed on the mold to the element material for the hologram element, Configured as a feature.

なお、上記目的を達成するため、この発明による前記金型には、集束イオンビーム(FIB)装置を使用し、ホログラム用の前記加工パターンを加工することが好ましい。   In order to achieve the above object, it is preferable to use a focused ion beam (FIB) apparatus for the mold according to the present invention to process the processing pattern for hologram.

また、上記目的を達成するため、この発明のホログラム素子製造装置は、ホログラム用の加工パターンの形成された金型と、前記金型を搭載する金型搭載手段と、前記素子材料を設置する素子材料設置手段と、前記金型搭載手段もしくは前記素子材料設置手段を移動させる移動ステージ手段と、前記金型および素子材料を過熱する加熱手段と、前記金型と前記素子材料とを押し当てて前記金型のホログラムパターンを転写する押圧手段と、を備えて構成した。   In order to achieve the above object, the hologram element manufacturing apparatus of the present invention includes a mold on which a hologram processing pattern is formed, a mold mounting means for mounting the mold, and an element on which the element material is installed. A material placing means, a moving stage means for moving the mold mounting means or the element material placing means, a heating means for overheating the mold and the element material, and pressing the mold and the element material to And a pressing means for transferring the hologram pattern of the mold.

さらに、上記目的を達成するため、この発明による金型は、ホログラム素子用の素子材料を用いてホログラム素子を転写製造するホログラム素子製造において使用される金型であって、前記金型は、ホログラム素子を製造するためのホログラムパターンを有することを特徴とする金型とした。   Furthermore, in order to achieve the above object, a mold according to the present invention is a mold used in manufacturing a hologram element in which a hologram element is transferred and manufactured using an element material for the hologram element, and the mold is a hologram A mold having a hologram pattern for manufacturing the element was obtained.

この発明においては、ホログラム用のパターンの形成された金型(なお、本願発明では、金属製の金型に限らず、成形および転写用の型を意味することとする。)を使用して転写装置によりホログラム素子を製造したので、従来より早く、多量にホログラム素子が製造できる。   In the present invention, transfer is performed using a mold having a hologram pattern (in the present invention, not only a metal mold but also a mold for molding and transfer). Since the hologram element is manufactured by the apparatus, a large amount of hologram elements can be manufactured faster than before.

なおホログラム素子用の材料をFIB装置を使用して加工することにより、ホログラムを転写するために用いられるホログラムパターンを有する金型も容易に製造でき、大量生産の道も拓くことができる。   By processing the material for the hologram element using the FIB apparatus, a mold having a hologram pattern used for transferring the hologram can be easily manufactured, and the path for mass production can be opened.

以下図1ないし図4によりこの発明の一実施形態例について説明する。図1は、この実施形態例において使用されるホログラム素子を製造する製造装置としての転写装置に関する概念的な装置構成を示す図である。また、図2は、この実施形態例のホログラム素子の製造方法における特徴的な工程を図示したものである。図1において、転写装置10は、金型11、この金型を搭載する金型搭載プレート13、金型をホログラム素子用の材料素子12に押圧する押圧部17、素子材料を
移動させる移動ステージ15、および加熱部16等により構成される。また、図2に示すように、この発明の実施形態例のホログラム素子の製造工程は、準備工程ST1、金型搭載工程ST2、素子材料設置工程ST3、位置決め工程ST4、加熱工程ST5、および押圧転写工程ST6の各製造工程を有している。以下これらの装置、並びに工程を図1、図2を使用して説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a conceptual apparatus configuration relating to a transfer apparatus as a manufacturing apparatus for manufacturing a hologram element used in this embodiment. FIG. 2 shows characteristic steps in the hologram element manufacturing method of this embodiment. In FIG. 1, a transfer apparatus 10 includes a mold 11, a mold mounting plate 13 on which the mold is mounted, a pressing portion 17 that presses the mold against the material element 12 for the hologram element, and a moving stage 15 that moves the element material. And the heating unit 16 and the like. As shown in FIG. 2, the hologram element manufacturing process according to the embodiment of the present invention includes a preparation process ST1, a mold mounting process ST2, an element material installation process ST3, a positioning process ST4, a heating process ST5, and a pressure transfer process. It has each manufacturing process of process ST6. Hereinafter, these apparatuses and processes will be described with reference to FIGS.

(準備工程ST1)
図2における準備工程ST1では、ホログラム加工パターンが加工された金型11と、ホログラム用の素子材料である樹脂プレート(例えばアクリル製のプレート)12がまず用意される。また、また転写装置10が用意される。図1に示すように、この転写装置10は、金型11を搭載する金型搭載用の金型搭載部13と、樹脂プレート12が設置されるパレット14と、素子材料を移動する移動ステージ15、および金型および樹脂プレートを加熱する過熱ヒータ16と、金型11を樹脂プレートへ押圧するモータ駆動の押圧部17を備えており、稼動のため必要な運転の準備がなされる。
(Preparation process ST1)
In a preparation step ST1 in FIG. 2, a mold 11 on which a hologram processing pattern is processed and a resin plate (for example, an acrylic plate) 12 that is an element material for hologram are first prepared. Moreover, the transfer device 10 is also prepared. As shown in FIG. 1, the transfer apparatus 10 includes a mold mounting part 13 for mounting a mold 11, a pallet 14 on which a resin plate 12 is installed, and a moving stage 15 that moves an element material. And a superheater 16 that heats the mold and the resin plate, and a motor-driven pressing portion 17 that presses the mold 11 against the resin plate, and preparation for operation necessary for operation is made.

(金型搭載工程ST2)
さらに、金型搭載工程ST2においては、ホログラム加工パターンが加工された金型が前述の転写装置10の金型搭載部13へ搭載される。
(Mold mounting process ST2)
Further, in the mold mounting step ST2, the mold on which the hologram processing pattern is processed is mounted on the mold mounting portion 13 of the transfer device 10 described above.

(素子材料設置工程ST3)
また、素子材料設置工程ST3では、樹脂プレート12が転写装置10のパレット14へ設置される。このパレット14は、図1に示すようにX軸およびY軸に構成された移動ステージ装置16の上に載っている。この移動ステージ16は、X−Y直交座標系の駆動手段を用いてX−Y平面上を移動でき位置決めするための構成を有している。。
(Element material installation step ST3)
In the element material installation step ST3, the resin plate 12 is installed on the pallet 14 of the transfer device 10. As shown in FIG. 1, the pallet 14 is placed on a moving stage device 16 configured with X and Y axes. The moving stage 16 has a configuration for positioning on the XY plane using driving means of an XY orthogonal coordinate system. .

(位置決め工程ST4)
位置決め工程ST4では、樹脂プレート12の設置されたパレット14を移動ステージ16により、移動することにより金型に対応した転写可能な位置に移動する。
(Positioning step ST4)
In the positioning step ST4, the pallet 14 on which the resin plate 12 is installed is moved by the moving stage 16 to a transferable position corresponding to the mold.

(押圧転写工程ST6)
押圧転写工程ST6では、転写装置10に用意された電気モータおよび稼動機構により駆動される所定の押圧可能な押圧部17を用いて、金型11がホログラム素子用の樹脂材料12へ押し付けられ、金型に加工されたホログラム加工パターンは、樹脂材料12へ転写され、ホログラム素子が製造される。
(Press transfer process ST6)
In the press transfer process ST6, the mold 11 is pressed against the resin material 12 for the hologram element using a predetermined pressable pressing portion 17 driven by an electric motor and an operating mechanism prepared in the transfer device 10, and the metal mold 11 is pressed. The hologram processing pattern processed into the mold is transferred to the resin material 12 to manufacture a hologram element.

次に図3により、ホログラム用の加工パターンを有するこの実施形態例において使用される金型16の製作について述べる。 図2は、金型16が製作に必要な概念的な装置構成を示したものであって、ホログラムに使用される原画51がまず決定されて用意され、パーソナルコンピュータ(PC)装置20に入力される。   Next, the production of the mold 16 used in this embodiment having the processing pattern for hologram will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a conceptual apparatus configuration necessary for manufacturing the mold 16, and an original image 51 used for a hologram is first determined and prepared and input to a personal computer (PC) apparatus 20. The

このPC装置20には、スキャナー21の他、キーボード22、モニタ表示23、通信装置24などの入出力のための装置、オペレーティングシステム(OS)用のプログラム41、入出力のための装置を制御する入出力用ソフトウエア42、およびデータ変換を制御するソフトウエアである変換ソフトウェア43、その他の種々のソフトウェアや各種データを記憶するメモリ26、さらに、これらを制御するCPU27、などを有している。 The PC device 20 controls a scanner 21, a keyboard 22, a monitor display 23, a communication device 24, and other input / output devices, an operating system (OS) program 41, and an input / output device. It includes input / output software 42, conversion software 43 which is software for controlling data conversion, memory 26 for storing other various software and various data, and CPU 27 for controlling these.

この原画51は、PC装置20に用意されたスキャナ21を使用してスキャンされ、PC装置20へホログラム用の画像データ46として取り入れられる。さらにこのPC装置にセットされたホログラム加工用データへの変換ソフトウエア43により、加工用データフォーマット(例えば、ビットマップパターンデータ:BPD )へ変換され、加工用データ47が作成される。この加工用データ47は、ON/OFFのバイナリーデータであって、加工される金型のフォログラム用の加工形状に対応している。このデータのON部分は、イオンビームを照射され、OFF部分は、イオンビームの照射がブランキングされて、全体として凹凸の溝が刻まれた形状に加工される。(なお、このようなホログラムパターンのON/OFFデータは、凹凸が逆転されてもホログラムとして同様な機能を発揮できるため、データは、ON/OFFが反転されても同様な機能を発揮できる。) The original image 51 is scanned using the scanner 21 prepared in the PC device 20 and is taken into the PC device 20 as hologram image data 46. Further, by the conversion software 43 to hologram processing data set in the PC device, the data is converted into a processing data format (for example, bitmap pattern data: BPD), and processing data 47 is created. The processing data 47 is ON / OFF binary data, and corresponds to the processing shape for the hologram of the die to be processed. The ON portion of this data is irradiated with an ion beam, and the OFF portion is blanked with the ion beam, and processed into a shape with concave and convex grooves as a whole. (Note that such hologram pattern ON / OFF data can exhibit the same function as a hologram even if the unevenness is reversed, so that the data can exhibit the same function even if ON / OFF is inverted.)

変換された加工用データ47は、PC装置20の通信装置24を経由して、FIB装置30の通信部34に接続されてFIB装置30で受信される。つまり、PC装置20の通信部24とFIB装置の通信部34との間で、加工に必要な加工情報について、送受信することになる。 The converted processing data 47 is connected to the communication unit 34 of the FIB device 30 via the communication device 24 of the PC device 20 and received by the FIB device 30. That is, processing information necessary for processing is transmitted and received between the communication unit 24 of the PC device 20 and the communication unit 34 of the FIB device.

FIB装置30は、内蔵の制御装置37の制御する通信部38から受信した必要な加工用データを用いて、イオン源31からイオンビーム32を発生して金型18へ照射して、加工する。この加工は、いわるスパッタ加工の一種であって、加工のためのイオンビームの照射については、加速電圧20−40KVの値での照射が好都合である。さらに、イオンビームは、加工され、除去られる素子材料の量の関係で、数度の繰り返し照射がなされる。ここで加速電圧20KVの低電圧のときは、ビーム形状が比較的大きなビーム径(例えば1マイクロメートル程度)形状になり、比較的にビーム照射による汚染が少なくなる。また、より高電圧である加速電圧40KVのときは、ビーム形状が比較的にシャープ(例えば500ナノメートル程度)になるが、一方ではビームによる汚染が激しくなっていく。従って種々の加工には、繰り返し照射する加工効率等も考えて、20−40KVの範囲の加速電圧範囲が好ましく、このような値の電圧が使用される加速電圧の範囲となる。   The FIB apparatus 30 uses the necessary processing data received from the communication unit 38 controlled by the built-in control apparatus 37 to generate an ion beam 32 from the ion source 31 and irradiate the mold 18 for processing. This processing is a kind of so-called sputter processing, and for irradiation of an ion beam for processing, irradiation at an acceleration voltage of 20-40 KV is convenient. Further, the ion beam is repeatedly irradiated several times depending on the amount of the element material to be processed and removed. Here, when the acceleration voltage is a low voltage of 20 KV, the beam shape has a relatively large beam diameter (for example, about 1 micrometer), and contamination by the beam irradiation is relatively reduced. When the acceleration voltage is 40 KV, which is a higher voltage, the beam shape becomes relatively sharp (for example, about 500 nanometers), but on the other hand, contamination by the beam becomes severe. Therefore, for various processes, an acceleration voltage range in the range of 20-40 KV is preferable in consideration of processing efficiency for repeated irradiation, etc., and a voltage of such a value is a range of acceleration voltages to be used.

またイオンビームの走査は、PC装置20からの加工データ、加速電圧の指定データ、その他の必要なデータを使用して、FIB装置30の内蔵のイオンビーム制御装置37を用い、プランキング電極(BLK)33および走査電極(SCAN)34を制御して行なうことになる。   The ion beam scan is performed by using the processing data from the PC device 20, the acceleration voltage designation data, and other necessary data, using the built-in ion beam control device 37 of the FIB device 30, and the blanking electrode (BLK). ) 33 and scan electrode (SCAN) 34 are controlled.

上述したように、ホログラム用の加工データがPC装置20からFIB装置30へ送られ、FIB装置30は、受け取った加工の条件を内部に設定し、ビーム照射条件が決定され、金型18を加工して金型を材料に応じて数度の繰り返し照射がなされ、ホログラム加工パターンを有する金型11が得られる。この金型11(繰り返すが、本願では、金属製の金型に限らず、成形・転写用の型を意味する)に、同一の画像を複数加工し、転写装置30によりホログラム素子用の素子材料に多数転写することにより、早く、かつ多量に、ホログラム素子が得られる。また、素子材料をパレットに多数設定し、移動ステージ装置らよりつぎづぎ移動して、それぞれの転写するようにしても、同様に、早く多量のホログラム素子が得られる。   As described above, the hologram processing data is sent from the PC device 20 to the FIB device 30, and the FIB device 30 sets the received processing conditions inside, determines the beam irradiation conditions, and processes the mold 18. Then, the mold is repeatedly irradiated several times depending on the material, and the mold 11 having the hologram processing pattern is obtained. A plurality of the same images are processed on the mold 11 (repeatedly, in this application, it means not only a metal mold but also a mold for molding / transfer), and the transfer device 30 is used as an element material for a hologram element. By transferring a large number of images, a hologram element can be obtained quickly and in large quantities. Further, even if a large number of element materials are set on the pallet, moved successively from the moving stage device, and transferred on each of them, a large number of hologram elements can be obtained in the same manner.

次に本発明の実施例を図4を使用して説明する。図4の実施例では、原画像として、文字の「東」という漢字を含む画像を使用した。また、金型の材料として、ガラス状カーボンを使用した。また素子材料としては、COP(シクロオレフィンポリマー)を使用した。またFIB装置は、日立製作所製のFB−2100型FIB装置を、また転写装置として東芝機械製のST−50型転写装置を使用した。また、FIB装置には、加速電圧 40KV、装置の押圧はおよそ2KNであった。
図3(a)は、転写装置で金型から転写され、製造された500マイクロメートル四方のホログラム素子の一部をさらに拡大したSIM画像である。この画像では、転写された凹凸の溝の幅が略500ナノメートルであることが観測される。図3(b)は、製造されたホログラム素子を使用し、波長650ナノメータのレーザー光を照射したホログラム再生画像を示したものであり、原画像と同じ漢字「東」を含む再生画像が黒色の板の上に薄く浮き上がって表示されていることを示している。左の白色の部分は直進したレーザー光の
光によるものである。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 4, an image including the kanji character “East” is used as the original image. Further, glassy carbon was used as a material for the mold. In addition, COP (cycloolefin polymer) was used as an element material. As the FIB apparatus, an FB-2100 type FIB apparatus manufactured by Hitachi, Ltd. was used, and an ST-50 type transfer apparatus manufactured by Toshiba Machine was used as the transfer apparatus. The FIB apparatus had an acceleration voltage of 40 KV and a pressing force of about 2 KN.
FIG. 3A is a SIM image obtained by further enlarging a part of a 500-micrometer square hologram element manufactured by being transferred from a mold by a transfer device. In this image, it is observed that the width of the transferred concave and convex grooves is approximately 500 nanometers. FIG. 3 (b) shows a hologram reproduction image using the manufactured hologram element and irradiating a laser beam having a wavelength of 650 nanometers. The reproduction image including the same Chinese character “East” as the original image is black. It shows that it is displayed as a thin floating on the plate. The white part on the left is due to the straight laser beam.

この発明は上述の実施形態例に限定されるものではなく、種々の形態を用いることができる。例えば前述した実施形態例では、素子材料が移動ステージにより移動した方法を示したが、金型が移動するよう構成した装置を用いても良い。また、ホログラム素子用の素子材料は、光の透過を生ずる樹脂のものならば良く、またアクリルのほか、COP(シクロオレフィンポリマー)でも良く、COPの場合は、光の透過性が比較的良い。またホログラム素子の製造装置としての転写装置における加熱部には、ヒータを使用した方法を示したが、他の加熱方法例えば、ハロゲンランプなどの光による熱源、電磁波などを使用しても良い。加圧部には、電気モータによる加圧方法を示したが、液圧を使用した方法でも良い。また移動ステージ手段についも、回転式電気モータに限らずリニアモータタイプ、電磁歪素子タイプ、液圧の移動ステージの移動タイプを使用しても良い。また、金型は、ホログラムパターンをイオンビームのほか、電子ビームなどの荷電粒子またはナノメートル単位で精密に位置決め可能な超精密工作機械などを用いて切削加工しても良い。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various forms can be used. For example, in the embodiment described above, the method in which the element material is moved by the moving stage is shown, but an apparatus configured to move the mold may be used. The element material for the hologram element may be made of a resin that transmits light, and may be COP (cycloolefin polymer) in addition to acrylic. In the case of COP, light transmittance is relatively good. In addition, although a method using a heater is shown for the heating unit in the transfer device as the hologram element manufacturing apparatus, other heating methods such as a heat source using light such as a halogen lamp, electromagnetic waves, or the like may be used. Although the pressurizing method using an electric motor is shown for the pressurizing unit, a method using hydraulic pressure may be used. Further, the moving stage means is not limited to the rotary electric motor but may be a linear motor type, an electromagnetic strain element type, or a moving type of a hydraulic moving stage. Further, the mold may be cut using a hologram pattern, such as an ion beam, a charged particle such as an electron beam, or an ultra-precise machine tool capable of precisely positioning in nanometer units.

この発明は、以上の実施形態例に詳細に述べた方法、装置および金型を使用して、従来の方法より比較的早く、多量にホログラム素子を製造することを希望する産業に適用できる。   The present invention can be applied to an industry that desires to manufacture a large amount of hologram elements relatively faster than the conventional method using the method, apparatus, and mold described in detail in the above embodiments.

この発明の方法に使用されるホログラム素子製造装置としての転写装置の概念的構成図Conceptual configuration diagram of a transfer apparatus as a hologram element manufacturing apparatus used in the method of the present invention この発明の方法の工程を説明する図。The figure explaining the process of the method of this invention. この発明に使用される金型を製作する工程を説明する図。The figure explaining the process of manufacturing the metal mold | die used for this invention. この発明の実施例で製造された金型のSIM画像、製造されたホログラム素子のSIM画像、同素子を使用して再現した再現画像を示す図。The figure which shows the SIM image of the metal mold | die manufactured in the Example of this invention, the SIM image of the manufactured hologram element, and the reproduction image reproduced using the same element.

符号の説明Explanation of symbols

10 転写装置
11 金型
12 素子材料(アクリルプレート)
13 金型搭載プレート
14 素子材料設置用のパレット
15 移動ステージ
16 加熱ヒータ
20 パーソナルコンピュータ
21 スキャナ
22 キーボード
23 表示用モニタ
24 通信部
26 メモリ
30 FIB装置
32 ブランキング電極
33 走査電極
34 通信部
34 制御装置
41 OS
42 入出力制御プログラム
43 変換プログラム
46 原画像データ
47 加工データ
10 Transfer Device 11 Mold 12 Element Material (Acrylic Plate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Mold mounting plate 14 Pallet for element material installation 15 Moving stage 16 Heating heater 20 Personal computer 21 Scanner 22 Keyboard 23 Display monitor 24 Communication part 26 Memory 30 FIB apparatus 32 Blanking electrode
33 Scanning Electrode 34 Communication Unit 34 Control Device 41 OS
42 I / O control program 43 Conversion program 46 Original image data
47 Machining data

Claims (9)

ホログラム素子の製造方法であって、その方法は、
ホログラム用の加工パターンの形成された金型、ホログラム素子用の素子材料、前記金型を搭載する金型搭載手段と前記素子材料を設置する素子材料設置手段と前記金型手段もしくは前記素子材料を移動させる移動ステージ手段と前記金型および素子材料を過熱する加熱手段と押圧手段とを有する転写装置、を用意して加工の準備を行なう準備工程と、
前記金型を前記転写装置の前記金型搭載手段に搭載する金型搭載工程と、
前記素子材料を前記転写装置の所定の設定位置に設定する素子材料設定工程と
前記素子材料設定工程で設定位置に設定された前記素子材料または前記金型搭載工程で搭載された金型を、前記転写装置の前記移動ステージ手段によってホログラム加工パターンの転写可能な位置へ位置決めする位置決め工程と、
前記金型と前記素子材料とを前記加熱手段により所定の温度に加熱する過熱工程と、
前記位置決工程で位置決めされた前記金型を、ホログラム素子用の前記素子材料へ前記押圧手段により押圧転写する押圧転写工程と、
を備えて構成し、前記金型に形成されたホログラム用のパターンをホログラム素子用の前記素子材料へ押圧転写すること、を特徴とするホログラム素子の製造方法。
A method for manufacturing a hologram element, the method comprising:
A mold on which a processing pattern for hologram is formed, an element material for hologram element, a mold mounting means for mounting the mold, an element material setting means for installing the element material, and the mold means or the element material A preparation step of preparing a processing by preparing a transfer stage device having a moving stage means for moving, a heating means for heating the mold and element material, and a pressing means;
A mold mounting step of mounting the mold on the mold mounting means of the transfer device;
An element material setting step for setting the element material at a predetermined setting position of the transfer device;
Positioning for positioning the element material set at the set position in the element material setting step or the mold mounted in the mold mounting step to a position where the hologram processing pattern can be transferred by the moving stage means of the transfer device Process,
An overheating step of heating the mold and the element material to a predetermined temperature by the heating means;
A pressure transfer step of pressing and transferring the mold positioned in the positioning step to the element material for a hologram element by the pressing means;
A method for manufacturing a hologram element, comprising: pressing and transferring a hologram pattern formed on the mold to the element material for a hologram element.
特許請求項1項記載のホログラム素子の製造方法において、
前記金型には、集束イオンビーム(FIB)装置を使用し、ホログラム用の前記加工パターンを加工すること、を特徴とするホログラム素子の製造方法。
In the method for manufacturing a hologram element according to claim 1,
A method of manufacturing a hologram element, wherein the mold uses a focused ion beam (FIB) device to process the processing pattern for hologram.
特許請求項2項記載のホログラム素子の製造方法において、前記FIB装置により前記金型に加工されるホログラム用の前記加工パターンは、スキャナーを有するコンピュータ装置により、ホログラム用の原画像をスキャンし、所定のデータ変換ソフトウエアを使用し加工用データへ変換すること、を特徴とするホログラム素子の製造方法。   3. The method for manufacturing a hologram element according to claim 2, wherein the processing pattern for hologram processed into the mold by the FIB apparatus scans an original image for hologram by a computer device having a scanner, and performs predetermined processing. A method for manufacturing a hologram element, wherein the data is converted into processing data using the data conversion software. 特許請求項2項ないし請求項3項記載のホログラム素子の製造方法において、前記金型は、ガラス状カーボンであること、を特徴とする請求項2に記載のフォログラム素子の製造方法。   4. The method for manufacturing a hologram element according to claim 2, wherein the mold is made of glassy carbon. 特許請求項1項ないし請求項4項記載のフォログラム素子の製造方法において、ホログラム素子用の前記素子材料は、熱可塑性樹脂としたこと、を特徴とするホログラム素子の製造方法。   5. The method of manufacturing a hologram element according to claim 1, wherein the element material for the hologram element is a thermoplastic resin. 特許請求項2項ないし請求項5項記載のホログラム素子の製造方法において、前記FIB装置のイオ名ビームの加速電圧を、20−40KVとし、繰り返し照射することを特徴とするホログラム素子の製造方法。   6. The method for manufacturing a hologram element according to claim 2, wherein an acceleration voltage of the ion beam of the FIB apparatus is set to 20 to 40 KV and irradiation is repeated. ホログラム素子用の素子材料を用いてホログラム素子を製造するホログラム素子製造装置において、前記ホログラム素子製造装置は、
ホログラム用の加工パターンの形成された金型と、
前記金型を搭載する金型搭載手段と、
前記素子材料を設置する素子材料設置手段と、
前記金型搭載手段もしくは前記素子材料設置手段を移動させる移動ステージ手段と、
前記金型および素子材料を過熱する加熱手段と、
前記金型と前記素子材料とを押し当てて前記金型のホログラムパターンを転写する押圧手段と、
を備えて構成したことを特徴とするホログラム素子製造装置
In a hologram element manufacturing apparatus that manufactures a hologram element using an element material for a hologram element, the hologram element manufacturing apparatus includes:
A mold with a processing pattern for hologram;
Mold mounting means for mounting the mold;
An element material installation means for installing the element material;
Moving stage means for moving the mold mounting means or the element material setting means;
Heating means for heating the mold and the element material;
A pressing means for transferring the hologram pattern of the mold by pressing the mold and the element material;
Hologram element manufacturing apparatus characterized by comprising
ホログラム素子用の素子材料を用いてホログラム素子を転写製造するホログラム素子製造において使用される金型であって、前記金型は、ホログラム素子を製造するためのホログラムパターンを有することを特徴とする金型。     A mold used in hologram element manufacturing for transferring and manufacturing a hologram element using an element material for the hologram element, wherein the mold has a hologram pattern for manufacturing the hologram element. Type. 請求項8の前期金型に加工された前記ホログラムパターンは、荷電粒子ビームまたは、工作機械によって加工されたことを特徴とする金型。     9. The mold according to claim 8, wherein the hologram pattern processed into the former mold is processed by a charged particle beam or a machine tool.
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