JP2018165811A - 平板形金型原盤製造方法及び成形用金型製造方法並びにロール金型製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の三次元パターンを精度よく形成することができる平板形金型原盤製造方法及び成形用金型製造方法並びにロール金型製造方法を提供する。【解決手段】平板形金型原盤製造方法は、複数の凸レンズが配されたレンズ成形体としてのマイクロレンズアレイ１０の製造に用いられ、レジスト膜４３を露光した後に現像することにより凸レンズとしてのマイクロレンズ１３の曲率をもつ三次元パターンＰを複数形成する平板形金型原盤製造方法において、露光工程と現像工程とを有する。露光工程は、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰのプロファイルＲに基づき、露光光４７の光強度Ｉがレジスト膜の膜面の面方向において異なる露光を行う。現像工程は、露光工程を経たレジスト膜４３を現像することにより三次元パターンＰを形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、平板形金型原盤製造方法及び成形用金型製造方法並びにロール金型製造方法に関する。

複数の凸レンズが配されたレンズ成形体、例えばマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイが知られている。マイクロレンズアレイの製造には、マイクロレンズアレイの材料である硬化性樹脂に、目的とするマイクロレンズの曲率をもつ三次元パターンを複数形成する成形用金型を用いることがある。

成形用金型の製造方法としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この方法では、マイクロレンズの反転形状である三次元パターンが表面に複数形成された金型原盤を用いて、電鋳法を行うことにより金型原盤を複製した成形用金型を製造している。

特許文献１では、金型原盤を製造するにあたり、ガラス基板などの平板状の基板に形成したレジスト膜に断面形状が三角形の凹みを形成し、等方性のドライエッチングによりレジスト膜と基板とを徐々にエッチングしている。これにより、基板には、レジスト膜の凹みに対応する部位にマイクロレンズの反転形状である三次元パターンが形成される。この基板が金型原盤として用いられる。このように、特許文献１によると平板形の金型原盤が得られる。

また、金型原盤製造方法として、露光と現像とを行うことによりレジスト膜に複数の三次元パターンを形成する方法もある。例えば、特許文献２では、感光性樹脂からなるレジスト膜を露光光としてのレーザー光で露光し、その後に現像している。レジスト膜は、感光性樹脂を円筒ロールの周面に塗布することにより形成される。レーザー光を発するレーザー装置は、レーザー光の積算パワーを制御しながらレーザー光の焦点位置及び滞在時間を設定する走査装置を併せ持つことも記載されている。

特開２００９−１３２０１０号公報 特開２００７−２２９９９６号公報

特許文献１に記載される平板形金型原盤の製造方法では、基板の全面がエッチングされるため、目的とする三次元パターンを精度よく形成することが難しい。特許文献２の金型原盤製造方法は、三次元パターン同士の境界で多重露光が生じるから、レジスト膜の現像液に対する溶解速度の制御が難しい。また、特許文献２は、露光の対象であるレジスト膜が円筒ロールの周面に設けられているから、上記溶解速度の制御が一層難しいものとなっている。このため、三次元パターンが並んだ金型原盤を精度よく製造することができない。

そこで、本発明は、複数の三次元パターンを精度よく形成することができる平板形金型原盤製造方法及び成形用金型製造方法並びにロール金型製造方法を提供することを目的とする。

本発明の平板形金型原盤製造方法は、複数の凸レンズが配されたレンズ成形体の製造に用いられ、レジスト膜を露光した後に現像することにより凸レンズの曲率をもつ三次元パターンを複数形成する平板形金型原盤製造方法において、露光工程と、現像工程と、を有する。露光工程は、凸レンズの反転形状である三次元パターンのプロファイルに基づき、露光光の光強度がレジスト膜の膜面の面方向において異なる露光を行う。現像工程は、露光工程を経たレジスト膜を現像することにより三次元パターンを形成する。

露光工程は、レジスト膜を区画した露光対象領域毎に露光を行うことが好ましい。

レンズ成形体は、凸レンズとしてのマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイであることが好ましい。

本発明の金型製造方法は、平板形金型原盤製造工程と、金型形成工程と、を有する。平板形金型原盤製造工程は、上記の平板形金型原盤製造方法により平板形金型原盤を製造する。金型形成工程は、平板形金型原盤から電鋳法によりレンズ成形体の成形用金型を形成する。

金型形成工程は、電鋳法を偶数回行うことにより、平板形金型原盤の三次元パターンを複製した複製金型を、成形用金型として形成することが好ましい。

本発明のロール金型製造方法は、金型製造工程と、ロール金型形成工程と、を有する。金型製造工程は、上記の金型製造方法により成形用金型を製造する。ロール金型形成工程は、成形用金型をロール材に巻き付けることによりロール金型を形成する。

本発明によれば、複数の三次元パターンが精度よく形成された平板形金型原盤及び成形用金型並びにロール金型が製造される。

本発明の実施により作られたマイクロレンズアレイの概略図である。 フィルム製造装置の要部概略図である。 平板形金型原盤製造方法を説明する説明図である。 露光を説明する説明図である。 露光光の光強度を説明する説明図である。 金型製造方法を説明する説明図である。 金型製造方法を説明する説明図である。 ロール金型製造方法を説明する説明図である。

図１に示すマイクロレンズアレイ１０は、複数の凸レンズが配されたレンズ成形体の一例である。マイクロレンズアレイ１０は、本発明の実施により製造される平板形金型原盤５０（図３参照）を用いて作られる。平板形金型原盤５０については別の図面を用いて後述する。

マイクロレンズアレイ１０は、シート部１１とレンズ部１２とを備える。シート部１１とレンズ部１２とは透明である。シート部１１とレンズ部１２との境界は、本実施形態のようにシート部１１とレンズ部１２とがともに透明である場合には視認されないが、図１では説明の便宜上、破線で図示してある。

シート部１１の厚みＴ１は、５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であり、本実施形態では１３５μｍとしている。

レンズ部１２は、シート部１１の一方のシート面１１ａに設けられている。レンズ部１２は、凸レンズとしてのマイクロレンズ１３を備えている。すなわち、マイクロレンズアレイ１０は、凸レンズとしてのマイクロレンズ１３が配列されたレンズ成形体である。マイクロレンズ１３は、図１においてＸＹ平面上に配列されている。マイクロレンズ１３の配列は、この例では千鳥（ジグザグ）配列としているが、これに限られず、正方配列などでもよい。

マイクロレンズ１３は、本実施形態ではレンズ面１３ａの断面形状が半円状、すなわち半球状の凸レンズである。なお、マイクロレンズ１３は、半球状の凸レンズに限定されず、レンズ面１３ａの断面形状が、円弧と放物線と楕円弧などの曲線である凸レンズであってもよい。

図２に示すように、マイクロレンズアレイ１０は、フィルム製造装置１５により製造される長尺の光学フィルム１６をシート状に切り出したものである。なお、図２は、フィルム製造装置１５の要部を示す概略図である。フィルム製造装置１５は、送出機１７と塗布機１８と形状付与装置１９などを備えている。

送出機１７は、マイクロレンズアレイ１０のシート部１１となる長尺の透明なフィルムベース２０を形状付与装置１９へ供給するためのものである。この例ではフィルムベース２０はロール状に巻かれており、送出機１７は、フィルムベース２０がロール状に巻かれたフィルムロールがセットされ、このフィルムロールからフィルムベース２０を送り出す。このフィルムベース２０は、塗布機１８により形成される塗膜２２の支持体として機能する。なお、送出機１７と塗布機１８との間には、周方向に回転する駆動ローラ２１が配されている。フィルムベース２０は、この駆動ローラ２１に巻き掛けられており、駆動ローラ２１の回転により形状付与装置１９に向かって搬送される。フィルムベース２０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカボネート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）などから形成されている。

塗布機１８は、フィルムベース２０に塗膜２２を形成するためのものである。この塗膜２２は形状付与装置１９によりマイクロレンズ１３にされる。塗布機１８は、供給される塗布液２６を連続的に流出する。長手方向に走行するフィルムベース２０に向けて塗布液２６が流出することにより、フィルムベース２０の一方のフィルム面に塗膜２２が形成される。塗膜２２が形成されたフィルムベース２０は、形状付与装置１９へ案内される。塗布液２６は、本実施形態では透明な光硬化性のポリマーを含む。光硬化性のポリマーとしては、例えばＤＩＣ（株）製ユニディック（登録商標）とアイカ工業（株）製アイカアイトロンなどが用いられる。

形状付与装置１９は、支持ローラ３１と、ロール金型３２と、光源３３とを備える。

支持ローラ３１は、フィルムベース２０の搬送路において塗膜２２とは反対側に配されており、周面でフィルムベース２０を支持する。支持ローラ３１は、回転軸を駆動ローラ２１の回転軸と平行に配してある。支持ローラ３１は、モータ３５により、フィルムベース２０の搬送に同期して回転する。支持ローラ３１の回転方向は、フィルムベース２０を搬送する方向（図中時計周りの方向）である。なお、支持ローラ３１は、フィルムベース２０の搬送にともなって従動回転するようにしてもよい。

ロール金型３２は、フィルムベース２０の搬送路において塗膜２２側に設けてあり、支持ローラ３１と協働して、塗膜２２にマイクロレンズ１３を形成する。

ロール金型３２は、ロール材３７と成形用金型３８とを備える。ロール材３７は、回転軸を駆動ローラ２１の回転軸と平行に配してある。ロール材３７は、モータ４０により、フィルムベース２０の搬送に同期して回転する。ロール材３７の回転方向は、フィルムベース２０を搬送する方向（図中反時計周りの方向）である。

成形用金型３８は、塗膜２２にマイクロレンズ１３を形成するためのものである。成形用金型３８の表面には、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰが複数形成されている。マイクロレンズ１３の反転形状は凹形状である。成形用金型３８は、ロール材３７の周面に、三次元パターンＰが形成されている表面を外側にして巻き付けられている。成形用金型３８は、後述する平板形金型原盤５０を用いて製造される。成形用金型３８の製造方法については別の図面を用いて後述する。

以上の構成を有するロール金型３２は、支持ローラ３１との間にフィルムベース２０と塗膜２２とを挟持した状態で、モータ４０により回転する。ロール金型３２は、支持ローラ３１上で塗膜２２を押圧し、塗膜２２に三次元パターンＰを転写することにより、複数のマイクロレンズ１３を連続的に形成する。

また、ロール金型３２には、圧力調整機３９が設けられている。圧力調整機３９は、成形用金型３８の三次元パターンＰを塗膜２２に転写する際の押圧力を調整する。この押圧力の調整により、塗膜２２に対してより確実にマイクロレンズ１３が形成される。

光源３３は、ロール金型３２よりもフィルム製造装置１５の下流に設けられている。光源３３は、本実施形態ではロール金型３２側に配されている。光源３３は、紫外線を射出することにより塗膜２２を硬化し、フィルムベース２０と塗膜２２とを光学フィルム１６にする。光源３３は、コントローラ３３ａと接続しており、このコントローラ３３ａにより光を射出する出力が制御される。なお、光源３３が射出する光の種類と、光を射出する出力とは、光硬化性のポリマーの種類による。

なお、光源３３、及び／または、他の光源（図示無し）を設けてもよい。他の光源を光源３３に加えて用いる場合には、他の光源は、ロール金型３２の上流において支持ローラ３１と対向する位置と、ロール金型３２と対向した塗膜２２側の位置と、ロール金型３２の下流において支持ローラ３１と対向する位置などに設けることができる。他の光源をロール金型３２の上流に設ける場合は、塗膜２２を流動性が失われたゲル状態となるように硬化させる。これにより、塗膜２２に対してより確実にマイクロレンズ１３が形成される。

平板形金型原盤５０の製造方法について図３を参照しながら説明する。平板形金型原盤５０は、基板４２上に形成されたレジスト膜４３を露光した後に現像することにより製造される。すなわち、平板形金型原盤５０は、露光工程と現像工程とにより製造される。露光は、後述する露光装置４５により行われる。

基板４２は、平板形である。基板４２は、本実施形態ではガラス基板であるが、これに限られず、シリコン基板などでもよい。レジスト膜４３は、平板形の基板４２の一方の表面に、感光性樹脂をスピンコート法などで塗布することにより平らに形成される。感光性樹脂としては、本実施形態ではポジ型レジストを用いている。

図３（ａ）に示すように、露光工程では、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰのプロファイルＲ（図５（ｂ）参照）に基づき、露光光４７の光強度Ｉがレジスト膜４３の膜面の面方向において異なる露光を行う。この例では、露光光４７の光強度Ｉを増減させながら走査露光を行うことにより、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度を走査方向において変化させる。図３（ａ）では、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度を点線で表してあり、レジスト膜４３の膜面からの距離が大きいほど溶解速度が速いことを示している。

図３（ａ）では、走査方向はレジスト膜４３の膜面に沿った紙面右方向であるＸ方向とされており、露光光４７を示す矢印の大きさにより光強度Ｉの大きさを表してある。露光光４７を示す矢印が大きいほど光強度Ｉが大きいことを示している。また、露光光４７を示す矢印のうち、実線で示されているものは照射中であることを示し、二点鎖線で示されているものは照射済みであることを示している。

なお、本実施形態では、走査露光を行うことにより、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度を走査方向において変化させるが、これに限られず、レジスト膜４３の露光深さを走査方向において変化させてもよい。露光深さは、レジスト膜４３の基板４２とは反対側の膜面から、レジスト膜４３の厚み方向に露光光４７が到達する距離である。露光深さの制御方法としては、露光光４７の光強度Ｉを増減させる方法と、光強度を一定とし、レジスト膜４３の基板４２とは反対側の膜面から光源部４５ａの先端までの高さを制御する方法等がある。

図３（ｂ）に示すように、現像工程では、上記露光工程を経たレジスト膜４３を現像することにより三次元パターンＰを形成する。露光光４７の光強度Ｉにより、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度が異なり、露光光４７の光強度Ｉが大きい程、同じ現像時間でのレジスト膜４３の除去量が多くなる。現像後のレジスト膜４３には、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰが形成される。この現像後のレジスト膜４３と基板４２とにより平板形金型原盤５０が構成される。

露光装置４５は、光源部４５ａを有し、光源部４５ａから露光光４７を射出する。露光光４７は、例えばレーザー光である。また、露光装置４５は、移動機構４６と接続しており、この移動機構４６により図３（ａ）中ＸＹＺ方向（Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向は互いに直交）のそれぞれに移動可能とされている。本実施形態では、移動機構４６は、露光装置４５をＺ方向には移動させず、ＸＹ平面上を移動させる。

露光工程について図４を参照しながらより具体的に説明する。露光工程では、レジスト膜４３を区画した露光対象領域毎に露光を行う。各露光対象領域は境界線で区画される。境界線は、三次元パターンＰ同士の境界部分を通るように設定される。このように、境界線は、概念上の線である。図４においては図面簡略化のために第１露光対象領域Ｒ１と第２露光対象領域Ｒ２とのみ図示している。以降は第１露光対象領域Ｒ１と第２露光対象領域Ｒ２とについて説明する。なお、実際の露光工程では３以上の露光対象領域が形成される場合がある。第１露光対象領域Ｒ１は、境界線Ｌ１と境界線Ｌ２との間の領域である。第２露光対象領域Ｒ２は、境界線Ｌ２と境界線Ｌ３との間の領域である。第１露光対象領域Ｒ１と第２露光対象領域Ｒ２とのそれぞれについて走査露光が行われる。すなわち、露光工程は、レジスト膜４３の第１露光対象領域Ｒ１を走査露光する第１走査露光工程と、第１露光対象領域Ｒ１と接する第２露光対象領域Ｒ２を走査露光する第２走査露光工程とを有する。

図４において、矢線は、露光工程における光源部４５ａの中心部の軌跡を示す。第１露光対象領域Ｒ１では、例えば、光源部４５ａを、境界線Ｌ１上の点ＡからＸ方向へ移動させ、境界線Ｌ２上の点Ｂに到達した後に、光源部４５ａをＹ方向とは反対の成分をもつ方向に移動させる。この例では、光源部４５ａを境界線Ｌ２に沿って点Ｂから点Ｃに移動させる。そして、光源部４５ａを点ＣからＸ方向とは反対方向に移動させ、境界線Ｌ１上の点Ｄに到達した後に、光源部４５ａをＹ方向とは反対の成分をもつ方向に移動させる。この例では、光源部４５ａを境界線Ｌ１に沿って点Ｄから点Ｅに移動させる。このように境界線Ｌ１と境界線Ｌ２との間で走査露光を繰り返し行うことにより、第１露光対象領域Ｒ１の全域を露光する。その後、第２露光対象領域Ｒ２の露光が行われる。第２露光対象領域Ｒ２についても、第１露光対象領域Ｒ１と同様に、境界線Ｌ２と境界線Ｌ３との間で走査露光を繰り返し行うことにより、第２露光対象領域Ｒ２の全域を露光する。なお、本実施形態では境界線Ｌ１と境界線Ｌ２との間を折り返しながら露光しているが、これに限られず、光源部４５ａを一方の方向へ移動させる場合に露光し、他方の方向へ移動させる場合には露光しないようにしてもよい。

露光光４７の光強度Ｉは、目的とするレンズ面１３ａの曲率の設計値に基づき設定される。光強度Ｉについて図５を参照しながら説明する。図５（ａ）において、符合Ｑは、マイクロレンズ１３の複製形状である三次元パターンＰのプロファイルであり、目的とするレンズ面１３ａの曲率の設計値に対応する。図５（ｂ）において、符合Ｒは、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰのプロファイルである。プロファイルＲは、プロファイルＱから求められる。図５（ｃ）において、符合Ｓは、プロファイルＲから求められる光強度Ｉのプロファイルである。このプロファイルＳに基づき露光光４７の光強度Ｉが設定される。なお、プロファイルＳをプロファイルＱから求めてもよい。

露光光４７の光強度Ｉは、露光量と線形の関係にある。また、露光量が大きいほど、レジスト膜４３の除去量の制御性に優れる。このため、露光光４７の光強度Ｉが大きいほど、三次元パターンＰの制御性に優れる。本実施形態では、図５（ｃ）に示すＸＹ平面上において、目的とするレンズ面１３ａの頂点に対応する位置で露光光４７の光強度Ｉが最大とされるため、レンズ面１３ａの頂点付近におけるレンズ形状の制御性に優れる。

以上の平板形金型原盤製造方法は、露光工程において、三次元パターンＰ同士の境界での露光光４７の光強度Ｉが小さくされることにより、この境界で二重露光といった多重露光の影響が抑制される。特に、露光対象領域毎に走査露光を行う場合において、露光対象領域同士の境界は二重露光の影響が顕著に出やすい部位であるが、この影響はより確実に抑制される。この結果、複数の三次元パターンＰが精度よく形成された平板形金型原盤５０が製造される。

また、平板形金型原盤５０を用いて作られるマイクロレンズアレイ１０は、マイクロレンズ１３同士の境界に対応するシート部１１の部位の厚みＴ１のばらつきが抑制されている。このため、マイクロレンズアレイ１０は、シート部１１の厚みＴ１が５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であっても、曲げなどの変形に対する強度に優れる。

成形用金型３８の製造方法について説明する。成形用金型３８は、平板形金型原盤製造工程と金型形成工程とにより製造される。平板形金型原盤製造工程は、上記平板形金型原盤製造方法により平板形金型原盤５０を製造する工程である。金型形成工程は、平板形金型原盤５０から電鋳法により成形用金型３８を形成する工程である。この金型製造方法により製造された成形用金型３８は、複数の三次元パターンＰが精度よく形成されている。平板形金型原盤製造工程については説明を省略し、金型形成工程のみ説明をする。

金型形成工程は、電鋳法を偶数回行うことにより、平板形金型原盤５０の三次元パターンＰを複製した複製金型を、成形用金型３８として形成する工程である。本実施形態では、電鋳法を２回行っている。

以下、金型形成工程について、図６及び図７を参照しながら説明する。金型形成工程は、第１導電層形成工程と、第１電鋳工程と、金型中間体形成工程と、離型処理工程と、第２導電層形成工程と、第２電鋳工程と、剥離工程とを有する。

図６（ａ）に示すように、第１導電層形成工程は、平板形金型原盤５０の三次元パターンＰが形成された表面に第１導電層５２を形成する工程である。第１導電層５２の材料としては特に限定されるものではないが、第１電鋳工程で行われる電鋳法に適した材料であることが好ましい。第１導電層５２を形成する方法としては、スパッタリング法と金属蒸着法とＥＢ蒸着法と銀鏡反応法または無電解めっき法などがある。本実施形態では、第１導電層５２の材料をニッケルとし、スパッタリング法により第１導電層５２を形成している。

図６（ｂ）に示すように、第１電鋳工程は、第１導電層５２の表面に、電鋳法により第１金属膜５３を形成する工程である。第１金属膜５３の材料としては、ニッケルと、その合金または化合物とのうちいずれかが好ましく、本実施形態ではニッケルとしている。この他、第１金属膜５３の材料としては、銅と銀と金とクロムとチタンと鉄と亜鉛とのうちいずれか一種からなる金属と、これら二種以上からなる合金と、これらのうち少なくとも一種を含む化合物などが挙げられる。なお、本実施形態のように第１導電層５２と第１金属膜５３とが同じ材料で作られている場合は、第１導電層５２と第１金属膜５３との境界は視認されない場合があるが、以降の図面では説明の便宜上、破線で図示してある。

図６（ｃ）に示すように、金型中間体形成工程は、第１導電層５２及び第１金属膜５３から平板形金型原盤５０を剥離することにより金型中間体５４を形成する工程である。金型中間体５４は、第１導電層５２側の表面に、マイクロレンズ１３の複製形状である三次元パターンＰが形成されている。ここで剥離は、楔（くさび）を平板形金型原盤５０と第１導電層５２との間に入れて、機械的に剥がす方法を用いた。楔はステンレス鋼（ＳＵＳ，Special Use Stainless）と鉄などの金属が好ましい。

図７（ａ）に示すように、離型処理工程は、金型中間体５４の第１導電層５２に離型処理を行うことにより、第１導電層５２上に離型層５５を形成する工程である。離型層５５は、第１導電層５２と後述の第２導電層５６とを剥離し易くするためのものである。離型層５５の材料としては、フッ素系離型剤とＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などがある。離型層５５を形成する方法としては、スピンコート法やディップ法などがある。本実施形態では、離型層５５の材料をダイキン工業（株）製オプツールＨＤとし、ディップ法により離型層５５を形成している。

図７（ｂ）に示すように、第２導電層形成工程は、離型層５５の表面に第２導電層５６を形成する工程である。第２導電層５６の材料としては特に限定されるものではないが、第２電鋳工程で行われる電鋳法に適した材料であることが好ましい。第２導電層５６を形成する方法としては、スパッタリング法と金属蒸着法とＥＢ蒸着法と銀鏡反応法または無電解めっき法などがある。本実施形態では、第２導電層５６の材料をニッケルとし、スパッタリング法により第２導電層５６を形成している。

図７（ｃ）に示すように、第２電鋳工程は、第２導電層５６の表面に、電鋳法により第２金属膜５７を形成する工程である。第２金属膜５７の材料としては、ニッケルと、その合金または化合物とのうちいずれかが好ましく、本実施形態ではニッケルとしている。この他、第２金属膜５７の材料としては、銅と銀と金とクロムとチタンと鉄と亜鉛とのうちいずれか一種からなる金属と、これら二種以上からなる合金と、これらのうち少なくとも一種を含む化合物などが挙げられる。なお、本実施形態のように第２導電層５６と第２金属膜５７とが同じ材料で作られている場合は、第２導電層５６と第２金属膜５７との境界は視認されない場合があるが、以降の図面では説明の便宜上、破線で図示してある。

図７（ｄ）に示すように、剥離工程は、第２導電層５６から第１導電層５２を剥離する工程である。ここで剥離は、楔を第１導電層５２と第２導電層５６との間、すなわち離型層５５に入れて、機械的に剥がす方法を用いた。クサビはステンレス鋼と鉄などの金属が好ましい。剥離後の第２導電層５６の表面には平板形金型原盤５０の三次元パターン、すなわち、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰが複製されている。このため、第２導電層５６と第２金属膜５７とは、平板形金型原盤５０の複製金型とされ、成形用金型３８として用いられる。

成形用金型３８の最も薄い部分の厚みＴ２は、２０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。厚みＴ２が２０μｍ以上であることにより２０μｍ未満である場合に比べて、成形用金型３８の曲げなどの変形に対する強度が高く、厚みＴ２が５００μｍ以下であることにより５００μｍよりも大きい場合に比べて、成形用金型３８の曲げなどの変形が容易とされる。このため、成形用金型３８は、ロール材３７への巻き付け時に割れなどにより破損することなく、かつ、ロール材３７に容易に巻き付けられる。厚みＴ２は、１００μｍ以上４００μｍ以下の範囲内であることがより好ましく、１５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることがさらに好ましい。本実施形態では、厚みＴ２を２００μｍとしている。

なお、金型中間体形成工程で作られる金型中間体５４を成形用金型としてもよい。成形用金型としての金型中間体５４には、複数の三次元パターンＰが精度よく形成されている。金型中間体５４を成形用金型として使用した場合は、複数の凹レンズが配されたレンズ成形体が製造される。

また、上記金型製造方法では、金型形成工程において、電鋳法を偶数回行っているが、この電鋳法を奇数回行ってもよい。この場合は、平板形金型原盤５０の反転金型が製造される。平板形金型原盤５０の反転金型には、複数の三次元パターンＰが精度よく形成されている。この反転金型の三次元パターンＰは、凸レンズとしてのマイクロレンズ１３の複製形状である。このため、上記反転金型を成形用金型として使用した場合は、複数の凹レンズが配されたレンズ成形体が製造される。

ロール金型３２の製造方法について説明する。ロール金型３２は、金型製造工程とロール金型形成工程とにより製造される。金型製造工程は、上記金型製造方法により成形用金型３８を製造する工程である。この金型製造工程については説明を省略する。

ロール金型形成工程は、成形用金型３８をロール材３７に巻き付けることによりロール金型３２を形成する工程である。ロール金型形成工程は、接着層形成工程と巻き付け工程とを有する。

図８（ａ）に示すように、接着層形成工程は、成形用金型３８の三次元パターンＰが形成されている表面とは反対側の表面に接着層６０を形成する工程である。接着層６０の材料としては、例えばアクリル系粘着剤などが用いられる。本実施形態では、接着層６０の材料を日東電工株式会社製の両面接着テープＬＡ−５０（厚さ：５０μｍ）とした。

図８（ｂ）に示すように、巻き付け工程は、成形用金型３８をロール材３７の周面に巻き付ける工程である。成形用金型３８は、三次元パターンＰが形成されている表面を外側にした状態でロール材３７に巻き付けられる。これによりロール金型３２が得られる。この例では、接着層６０によりロール材３７と成形用金型３８とを貼り合わせている。このロール金型製造方法により製造されたロール金型３２は、複数の三次元パターンＰが精度よく形成されている。また、成形用金型３８を、三次元パターンＰが形成されている表面が外側になるように円筒状にした状態で端部同士を溶接で固定することにより、予め円筒状の成形用金型３８を作っておき、この円筒状の成形用金型３８をロール材３７にはめ込んでも良い。

なお、巻き付け工程後に、ロール金型３２の周面に離型処理を行うことにより離型層を形成する離型処理工程を行ってもよい。ロール金型３２に離型処理を行うことより、塗膜２２に複数のマイクロレンズ１３を形成する精度がより向上する。

なお、塗布液２６に用いるポリマーとしては、上記実施形態のように透明な光硬化性のポリマーに限られず、透明な熱硬化性のポリマーでもよい。塗布液２６に用いるポリマーを熱硬化性のポリマーとする場合には、光源３３の代わりに、ヒータなどの熱源が設けられる。

レジスト膜４３の形成に用いる感光性樹脂は、本実施形態ではポジ型レジストとしているが、ネガ型レジストとしてもよい。ネガ型レジストは、現像工程において現像液を吸収して膨張する場合がある。このため、三次元パターンＰの形成精度の観点では、レジスト膜４３の形成に用いる感光性樹脂は、ポジ型レジストであることが好ましい。

なお、上記実施形態では、露光工程において、光源部４５ａから射出する露光光４７の光強度Ｉを増減させながら走査露光を行っているが、光源部４５ａから射出する露光光４７の光強度Ｉを一定とし、グレースケールマスクを用いて露光対象領域毎に移動させながら露光を行っても良い。グレースケールマスクの光透過率の分布は、マイクロレンズ１３の反転形状である三次元パターンＰのプロファイルＲに基づき設計される。これにより、露光工程では、グレースケールマスクの光透過率の分布に応じて、露光光４７の光強度Ｉがレジスト膜４３の膜面の面方向において異なる露光が行われ、レジスト膜４３の現像液に対する溶解速度を面方向において変化させる。

１０ マイクロレンズアレイ
１１ シート部
１１ａ シート面
１２ レンズ部
１３ マイクロレンズ
１３ａ レンズ面
１５ フィルム製造装置
１６ 光学フィルム
１７ 送出機
１８ 塗布機
１９ 形状付与装置
２０ フィルムベース
２１ 駆動ローラ
２２ 塗膜
２６ 塗布液
３１ 支持ローラ
３２ ロール金型
３３ 光源
３３ａ コントローラ
３５ モータ
３７ ロール材
３８ 成形用金型
３９ 圧力調整機
４０ モータ
４２ 基板
４３ レジスト膜
４５ 露光装置
４５ａ 光源部
４６ 移動機構
４７ 露光光
５０ 平板形金型原盤
５２ 第１導電層
５３ 第１金属膜
５４ 金型中間体
５５ 離型層
５６ 第２導電層
５７ 第２金属膜
６０ 接着層
Ｉ 光強度
Ｌ１ 境界線
Ｌ２ 境界線
Ｌ３ 境界線
Ｐ 三次元パターン
Ｑ マイクロレンズの複製形状である三次元パターンのプロファイル
Ｒ マイクロレンズの反転形状である三次元パターンのプロファイル
Ｓ 光強度のプロファイル
Ｒ１ 第１露光対象領域
Ｒ２ 第２露光対象領域
Ｔ１ シート部の厚み
Ｔ２ 成形用金型の最も薄い部分の厚み

Claims (6)

1. 複数の凸レンズが配されたレンズ成形体の製造に用いられ、レジスト膜を露光した後に現像することにより前記凸レンズの曲率をもつ三次元パターンを複数形成する平板形金型原盤製造方法において、
   前記凸レンズの反転形状である前記三次元パターンのプロファイルに基づき、露光光の光強度が前記レジスト膜の膜面の面方向において異なる前記露光を行う露光工程と、
   前記露光工程を経たレジスト膜を現像することにより前記三次元パターンを形成する現像工程と、
   を有する平板形金型原盤製造方法。
2. 前記露光工程は、前記レジスト膜を区画した露光対象領域毎に前記露光を行う請求項１に記載の平板形金型原盤製造方法。
3. 前記レンズ成形体は、前記凸レンズとしてのマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイである請求項１または２に記載の平板形金型原盤製造方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の平板形金型原盤製造方法により平板形金型原盤を製造する平板形金型原盤製造工程と、
   前記平板形金型原盤から電鋳法により前記レンズ成形体の成形用金型を形成する金型形成工程と、
   を有する金型製造方法。
5. 前記金型形成工程は、前記電鋳法を偶数回行うことにより、前記平板形金型原盤の前記三次元パターンを複製した複製金型を、前記成形用金型として形成する請求項４に記載の金型製造方法。
6. 請求項４または５に記載の金型製造方法により成形用金型を製造する金型製造工程と、
   前記成形用金型をロール材に巻き付けることによりロール金型を形成するロール金型形成工程と、
   を有するロール金型製造方法。

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