CN1374550A - 设置了具有微凹凸图案的树脂薄膜的光学元件、反射板的制造方法及装置 - Google Patents
设置了具有微凹凸图案的树脂薄膜的光学元件、反射板的制造方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种取向膜即使用聚酰亚铵,在取向膜形成工序中微凹凸图案也不会软化、变形的具有微凹凸图案的光学元件的制造方法,将具有超过200℃的玻璃化转变温度的树脂薄膜4涂覆到基板5上,控制树脂薄膜4的温度使其超过玻璃化转变温度而且不到热分解开始温度,同时,由模构件(3A、33)在树脂薄膜4表面推压形成微凹凸图案40,之后,将树脂薄膜4的温度冷却到低于玻璃化转变温度的温度,接着将模构件(3A、33)分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种设置了具有微凹凸图案的树脂薄膜的光学元件、反射板的制造方法及装置。
背景技术
在本说明书中,微凹凸图案为深度方向0.1μm-数100μm的1维或2维任意宽度、长度、形状的凹凸形状的总称。另外,反射型液晶显示装置为在具有透明电极的透明的相对基板与具有在表面设置了微凹凸图案的反射面的活动矩阵基板之间封入液晶材料的装置的总称。
近年来,液晶显示装置在个人计算机(PC)、电视、文字处理机、录像机等的应用不断得到发展。另一方面,为了使这样的电子设备进一步高功能化并且小型化、节电化、低成本化等,开发了不使用背面光而是通过反射从外部入射的光显示液晶图像的反射型液晶显示装置。
在这样的反射型液晶显示装置中,如图19所示那样,用于反射型液晶显示装置的反射板1配置在由与液晶层27相向的透明电极、在该透明电极上的彩色滤光部、及其上面的表面玻璃基板等构成的相对基板28的下方,扩散反射从相对基板28入射的光,用于扩大该液晶显示装置的图像显示的可视角度。
用于该液晶显示装置的反射板如图20所示那样,相对由玻璃或树脂等形成的基板5的表面或在该表面形成TFT晶体管或液晶驱动元件等后的表面,由旋转涂覆等涂覆聚合反应大体结束的树脂,形成树脂薄膜4,加热该树脂薄膜4使其熔化,由微凹凸图案的模版(压花部)33推压涂覆于基板5上的树脂薄膜4,形成微凹凸图案。
然而,在工序内即使将聚合反应大体结束而高分子化的树脂熔化,也没有流动性,即使由压花部33推压,也在薄膜4中产生应力分布,随着热硬化而累积内部应力。另外,如图19所示那样,反射板1需要在反射膜26的上面侧形成取向膜36,此时,需要200℃左右的烧成。
该取向膜36用于将液晶分子控制为适合于液晶动作模式的排列和倾斜度,并且为涂覆了金属的反射膜26与液晶层27的绝缘所必需。另外,该取向膜36要求可均匀地涂覆,要求具有可承受研磨工序的膜强度、与ITO膜、TFT元件、配线等的密接性、相对清洗工序中所用的药品或热处理的稳定性等。
作为可满足这些特性的材料,过去使用了聚酰亚胺。该聚酰亚胺具有300℃左右的高耐热性,透明而且具有高的玻璃化转变温度,不与液晶反应,与液晶具有亲和性,液晶的取向容易,与ITO膜、TFT元件、配线等的密接性良好。
因此,如使用玻璃化转变温度低而且耐热性也低的聚合反应未结束的树脂形成微凹凸图案,涂覆反射膜26并进行烧结,当将聚酰亚胺用于取向膜36时,则在由耐热性和玻璃化转变温度高的聚酰亚胺形成的取向膜36的烧结工序中存在微凹凸图案被损坏的问题。
发明内容
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供一种具有微凹凸图案的具有树脂薄膜的光学元件的制造方法及装置,其中,即使取向膜使用聚酰亚胺也可使得在取向膜形成工序中不出现微凹凸图案因树脂薄膜软化而损坏的情况。
另外,本发明的另一个目的在于提供一种进一步简化了工序的、具有微凹凸图案的具有树脂薄膜的光学元件、反射板的制造方法及装置。
本发明提供一种光学元件的制造方法,该光学元件的制造方法由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面形成微凹凸图案;其特征在于:在上述基板上被覆具有超过200℃的玻璃化转变温度的上述树脂薄膜;控制上述树脂薄膜的温度使其超过上述树脂薄膜的玻璃化转变温度并且低于上述树脂薄膜的热分解开始温度的温度;在将上述树脂薄膜的温度控制为超过上述玻璃化转变温度并且低于上述热分解开始温度的状态下由上述模构件推压上述树脂薄膜;将上述树脂薄膜的温度冷却到低于上述玻璃化转变温度的温度后,使上述模构件分离;从而由这些步骤在上述树膜薄膜表面形成微凹凸图案。
在这里,模构件为具有至少在树脂薄膜表面形成微凹凸图案部的反型的模构件,可为冲压阳模,也可为转动方式的辊模。
另外,光学元件指在表面至少设置了具有微凹凸图案的树脂薄膜的光通过体。
按照该发明,将模构件的微凹凸图案面推压到上述树脂薄膜表面上,在上述树脂薄膜表面上推压形成微凹凸图案,所以,可自由地将残留于树脂薄膜侧的微凹凸图案形成为3维形状,自由度高,另外,可获得再现性高的微凹凸图案。
由于控制涂覆到上述基板上的树膜薄膜的温度使其超过玻璃化转变温度并低于热分解开始温度,所以,不会出现弹性率极端地下降、内部应力产生的应变显著变大的情况。即,当成为比玻璃化转变温度高的温度时,材料的弹性率下降到比玻璃化转变温度低的温度的弹性率的1/1000-1/10000,但由于用玻璃化转变温度超过200℃的树膜薄膜形成微凹凸图案,所以,即使在随后的取向膜形成工序进行200℃的烧结,也不会出现微凹凸图案的损坏。
另外,本发明提供另一光学元件的制造方法,该光学元件的制造方法由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面上形成微凹凸图案;其特征在于:在上述基板上被覆实质上没有产生聚合反应的上述树脂薄膜;控制上述树脂薄膜的温度使其低于上述树脂薄膜的聚合反应开始温度;在控制上述树脂薄膜的温度使其低于上述聚合反应开始温度的状态下由上述模构件推压上述树脂薄膜,然后使上述模构件从上述树脂薄膜分离;加热上述树脂薄膜使其温度超过上述聚合反应开始温度并且低于上述树脂薄膜的玻璃化转变温度;从而由这些步骤在上述树膜薄膜表面形成微凹凸图案。
按照本发明,由于用模构件推压形成实质上未进行聚合反应的上述树膜薄膜形成微凹凸图案,所以,即使由模构件推压也不会在膜中产生应力分布而随着硬化使内部应力累积,获得流动性良好、再现性高的微凹凸图案。
用于第1项发明或第2项发明的上述树膜薄膜也可含有聚酰亚胺(PI)类、聚酰胺(PA)类或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)类。聚酰亚胺类最好为聚酰亚胺(PI)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚醚-酰亚胺(PEI)等全芳香族聚酰亚胺。
在是PI类或PA类的场合,玻璃化转变温度(流动性变高、显著软化、低粘度化的温度)一般在200℃以上并且不到450℃,热分解开始温度(组成分解等树脂特性明显劣化的温度)通常在300℃以上。另外,聚合反应开始温度(热硬化开始温度)在100℃以上。
另外,PI系的推压形成温度可设定为超过玻璃化转变温度并且低于热分解开始温度的温度,但由于温度变高时冷却需要时间,所以,最好设定在玻璃化转变温度+10℃以下。
另外,通过在上述树脂薄膜上反复进行多次上述模构件的推压动作,可任意地配置微凹凸图案形状的布局。
另外,使上述基板相对上述模构件移动,使设于上述基板侧的基板侧校准标记与上述模构件侧的基准位置一致地进行调整,也是本发明的有效手段。按照该技术手段,使上述基板相对上述模构件移动,从而可使设于上述基板侧的基板侧校准标记与上述模构件侧的基准位置一致地进行调整,减小上述基板相对上述模构件的安装误差,可获得加工精度高的微凹凸图案。
另外,在惰性气体氛围下将微凹凸图案形成于上述树脂薄膜表面,另外,在不到大气压的减压气氛下将微凹凸图案形成于上述树脂薄膜表面,也是本发明的有效手段。按照该技术手段,由于预先将配置有用于制造光学元件的制造装置的腔室内的空气排出,所以,可排出包含于腔室内的空气中的氧和杂质,在清洁的惰性气体的氛围内形成微凹凸图案,所以,可防止树脂薄膜的氧化和变质,另外,可防止在微凹凸图案形成过程中其杂质附着于树脂薄膜而固定于微凹凸图案上,可提高光学元件的制造合格率。
另外,特别是在使腔室内减压的场合,不会在模构件与树脂薄膜之间封入空气,可形成没有气泡的微凹凸图案。另外,由于在加压时气泡作为缓冲器作用,所以,需要增大加压力。通过消除气泡,可减小加压力,所以,可降低微凹凸图案的残留应力。即,可提高光学元件制造的合格率。
本发明提供一种光学元件的制造装置,该光学元件的制造装置由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面上形成微凹凸图案;其特征在于:具有复制台、复制台复制方向移动机构、及加压机构,该复制台配置于上述模构件下方用于对上述基板进行保持并具有对上述基板表面的树脂薄膜进行加热的加热装置,该复制台复制方向移动机构使该复制台在初始位置与从该初始位置移动而结束移动的移动结束位置之间往复移动,该加压机构在规定位置将上述模构件推压上述树脂薄膜;由上述加压机构将上述模构件推压到上述树脂薄膜上,在上述树脂薄膜表面推压形成微凹凸图案。
在这里,对上述基板表面的树脂薄膜进行加热的加热装置可配置于复制台内,另外,也可从基板上方、基板侧面侧由隔离式放热装置加热。
另外,复制台复制方向移动机构在保持上述基板的复制台的初始位置例如处于左侧的场合,随着其从该初始位置移动到右侧的移动结束位置,可在此过程中将微凹凸图案形成于树脂薄膜,从移动结束位置进行相反移动,可返回到初始位置。如上述那样,模构件可为冲压阳模,也可为转动方式的辊模。
按照该发明,复制台上的基板从初始位置移动到移动结束位置,在此期间由模构件推压基板上的树脂薄膜,形成微凹凸图案。因此,可提供具有加工精度良好的微凹凸图案部的光学元件。
本发明提供一种光学元件的制造装置,该光学元件的制造装置由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面形成微凹凸图案;其特征在于:具有复制台、加压机构、及加压机构复制方向移动机构,该复制台配置于上述模构件下方用于对上述基板进行保持并具有对上述基板表面的树脂薄膜进行加热的加热装置,该加压机构在规定位置将上述模构件推压上述树脂薄膜;该加压机构复制方向移动机构使该加压机构在初始位置与从该初始位置移动而结束移动的移动结束位置之间往复移动;由上述加压机构将上述模构件推压到上述树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面推压形成微凹凸图案。
在这里,加压机构复制方向移动机构是在上述加压机构的初始位置例如处于基板的树脂薄膜上的左侧的场合,随着其从该初始位置移动到右侧的移动结束位置,可在此过程中将微凹凸图案形成于树脂薄膜,从移动结束位置进行回归移动,可返回到初始位置。如上述那样,模构件可为冲压阳模,也可为转动方式的辊模。另外,对上述基板表面的树脂膜进行加热的加热装置可配置于复制台内,另外,也可从基板上方、基板侧面侧由隔离式放热装置加热。
按照该发明,加压机构从初始位置移动到移动结束位置,在此期间由模构件推压基板上的树脂薄膜,形成微凹凸图案。因此,可提供具有加工精度良好的微凹凸图案部的光学元件。
另外,上述模构件最好内装加热装置地构成。按照该技术装置,当将加热装置配置于模构件内时,通过与树脂薄膜温度大体相等地加热该模构件,加热的树脂薄膜不会由模构件冷却,制造工序的节拍时间一定,可提供加工精度良好的微凹凸图案部。
另外,最好上述基板可在上述模构件下方沿X轴和Y轴方向移动,而且可绕朝着上述模构件的Z轴中心回转地配置,可相对上述模构件调整上述基板位置地构成。按照该技术,可相对上述模构件沿X轴和Y轴方向移动上述基板,另外,可绕朝着上述模构件的Z轴中心回转,所以,可相对上述模构件调整上述基板位置,从而可提供加工精度良好的光学元件。
另外,将上述模构件形成为在外周具有微凹凸图案的反转图案的圆筒状,使上述模构件在上述树脂薄膜表面转动,将微凹凸图案推压形成于上述树脂薄膜表面,也是本发明的有效手段。
按照该技术装置,由于用在外周具有微凹凸图案的形成为圆筒状的模构件在形成于基板表面的树脂薄膜推压形成微凹凸图案,所以,即使在树脂薄膜内存在气泡,也可由上述模构件的凹凸图案的凹部,在树脂薄膜移动的场合朝与其移动方向相反的方向推着气泡移动,在上述模构件移动着场合朝其移动方向推着上述气泡移动,减少了上述模构件的凹凸图案的凸部使树脂部分损坏而导致气泡漏出到外面、因残留于树脂薄膜内的气泡使凹凸图案变形地形成的情形,提高了合格率。
另外,设置朝与复制上述微凹凸图案的复制方向交叉的交叉方向使上述复制台移动的复制台交叉方向移动机构,可相对上述模构件使上述树脂薄膜朝上述复制方向和上述交叉方向移动地构成,也是本发明的有效手段。
在这里,采用复制台交叉方向移动机构的原因在于,虽然由上述模构件将微凹凸图案复制到树脂薄膜,但当安装于复制台的基板的位置从模构件的基准位置偏移时,不在规定位置形成微凹凸图案,所以,需要朝与模构件的移动方向交叉的方向移动。作为出于这样目的的机构,最好与复制上述微凹凸图案的复制方向垂直,但由于制造误差的原因,完全垂直需要较高的技术,所以未必一定要完全垂直。
按照该技术手段,使用该复制台交叉方向移动机构、使上述复制台在初始位置与从该初始位置移动而结束移动的移动结束位置间往复移动的复制台复制方向移动机构、或使上述加压机构在初始位置与从该初始位置移动而结束移动的移动结束位置间往复移动的加压机构复制方向移动机构,使复制台相对上述模构件朝上述复制方向和上述交叉方向移动,可调整保持于复制台的上述基板的初始位置。另外,一旦由模构件推压形成微凹凸图案后,可由复制台交叉方向移动机构移动复制台,在其旁边推压形成新的微凹凸图案。
另外,上述模构件由用于在上述树脂薄膜表面推压形成微凹凸图案的压花部和保持该压花部的基部构成,在上述压花部与上述基部之间设置有弹性构件,这也是本发明的有效手段。按照该技术手段,可由弹性构件吸收上述压花部和上述基部的表面起伏等制造误差,提高微凹凸图案的加工精度。
另外,上述模构件由用于在上述树脂薄膜推压形成微凹凸图案的压花部和可回转地保持该压花部的辊部构成,在上述压花部与上述辊部之间设置有弹性构件,这也是本发明的有效手段。
按照该技术手段,可由弹性构件吸收上述压花部和上述辊部的表面起伏等制造误差,提高微凹凸图案的加工精度。
另外,在上述加压机构设置至少1个校准标记观察用光学装置,可观察确认配置于上述基板的至少1个校准标记地构成,也是本发明的有效手段;
另外,在上述基板下方设置至少1个校准标记观察用光学装置,可观察确认至少1组的配置于上述基板的第1校准标记和配置于上述模构件上的第2校准标记地构成,也是本发明的有效手段。而且,如上述校准标记观察用光学装置位于上述基板下方,则也可跨在复制台内、或上述回转移动机构内或上述复制台和回转移动机构内地配置。
按照该技术装置,可形成位置精度良好的凹凸图案。
本发明提供另一光学元件的制造装置,该光学元件的制造装置是由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面上形成微凹凸图案的装置;其特征在于:在具有排气装置的气密室内至少配置有复制台、加压机构、移动机构、及加热装置,该复制台用于对上述基板进行保持,该加压机构在规定位置将上述模构件推压上述树脂薄膜,该移动机构将上述模构件推压到上述树脂薄膜上的同时使上述复制台或上述模构件移动,该加热装置对上述基板进行加热;在上述模构件对上述树脂薄膜表面进行微凹凸图案推压形成动作之前,由上述排气装置将上述气密室内的气体排出。
按照该发明,由于在上述模构件对上述树脂薄膜表面进行微凹凸图案的推压形成动作之前由上述排气装置将上述气密室内的气体排出,所以,可将包含于上述气密室内的空气中的氧和杂质排出,由于在清洁的惰性气体的氛围内形成凹凸图案,所以,可防止上述薄膜的氧化和变质,并在凹凸图案形成过程中防止该杂质附着于树脂薄膜而固定到凹凸图案上,所以,可提高光学元件的制造合格率。
另外,本发明提供一种反射板的制造方法,该反射板设置了具有微凹凸图案和取向膜(alignment film)并配置于基板上的树脂薄膜;其特征在于:在上述基板上形成薄膜液晶驱动元件或配线连接部;在上述基板上被覆具有超过200℃的玻璃化转变温度的上述树脂薄膜;控制上述树脂薄膜的温度使其超过上述树脂薄膜的玻璃化转变温度并且低于上述树脂薄膜的热分解开始温度;在控制上述树脂薄膜的温度使其超过上述玻璃化转变温度并且低于上述热分解开始温度的状态下由上述具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压形成上述树脂薄膜;将上述树脂薄膜的温度冷却到低于上述玻璃化转变温度的温度后,使上述模构件分离;将上述树脂薄膜的温度加热到上述树脂薄膜的聚合反应开始温度以上;从而由这些步骤在上述树膜薄膜表面形成微凹凸图案,接着,在上述微凹凸图案上形成反射膜和上述取向膜。
按照本发明,由于控制涂覆到上述基板上的上述树膜薄膜的温度使其超过200℃并且低于玻璃化转变温度,所以,不会出现弹性率极端地下降、内部应力产生的应变显著变大的情况。
另外,由于在冷却上述树脂薄膜使其温度低于玻璃化转变温度后将上述模构件分离,在聚合反应开始温度(例如230℃)以上的温度烧成上述树脂薄膜,之后,在上述微凹凸图案上形成反射膜和上述取向膜,所以,即使在取向膜形成工序进行200℃的烧结,微凹凸图案也不损坏。
另外,本发明提供另一反射板的制造方法,该反射板设置了具有微凹凸图案和取向膜并配置于基板上的树脂薄膜;其特征在于:在上述基板上形成薄膜液晶驱动元件或配线连接部;在上述基板上涂覆实质上没有产生聚合反应的上述树脂薄膜;控制上述树脂薄膜的温度使其低于上述树脂薄膜的聚合反应开始温度;在控制上述树脂薄膜的温度使其低于上述聚合反应开始温度的状态下由上述具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压上述树脂薄膜;使上述模构件从上述树脂薄膜分离;加热上述树脂薄膜使其温度超过上述聚合反应开始温度并且低于上述树脂薄膜的玻璃化转变温度;从而由这些步骤在上述树膜薄膜表面形成微凹凸图案,接着,在上述微凹凸图案上形成反射膜和上述取向膜。
按照本发明,由于将涂覆于上述基板上的上述树脂薄膜的温度控制到低于聚合反应开始温度的温度进行推压形成,所以,在该过程中不发生聚合反应,另外,即使推压形成后使压花部离开,弹性率也不会低到使压花形状变形的程度,流动性不高。不需要冷却工序。
另外,由于在超过树脂的聚合反应开始温度而且低于玻璃化转变温度的温度下烧成上述树脂薄膜,所以,在该阶段不发生聚合反应。因此,即使在后面的取向膜形成工序进行200℃的烧结,微凹凸图案也不会损坏。
附图说明
图1为本发明的实施形式的在树脂薄膜形成微凹凸图案的凹凸图案形成方法的说明图。
图2为第1实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图3为第2实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图4为第3实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图5为第4实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图6为第5实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图7为第6实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图8为第7实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图9为第8实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图10为第9实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图11为在反射板上方具有校准标记观察用装置的第9实施例的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图12为在反射板上方具有校准标记观察用装置的另一实施例的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图13为在反射板下方侧具有校准标记观察用装置的另一实施例的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图14为用于说明校准标记观察用装置的观察方法的说明图。
图15为惰性气体氛围中的在树脂薄膜形成微凹凸图案的另一实施例的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图16为减压气体氛围中的在树脂薄膜形成微凹凸图案的另一实施例的微凹凸图案形成装置的要部说明图。
图17为设置了具有微凹凸图案的树脂薄膜的基板的说明图。
图18为在微凹凸图案面涂覆反射膜的反射板的说明图。
图19为液晶显示装置的说明图。
图20为说明形成现有的凹凸图案的方法的说明图。
具体实施方式
下面参照附图例示地详细说明本发明的优选实施形式。记载于该实施形式的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要未进行特定的记载,则其不对本发明的范围进行限定,只不过是说明例而已。
图1A-1G为本发明的实施形式的在树脂薄膜形成微凹凸图案的凹凸图案形成方法的说明图。首先,根据图1A-1G说明第1方法。
如该图1A所示,在玻璃基板5形成着液晶驱动元件TFT或配线连接部31。由阴极溅镀法或CVD法等在基板5形成金属、绝缘物或半导体的薄膜,在其上由旋转涂覆法涂覆抗蚀剂,在高温下烘烤,使抗蚀剂硬化,由紫外线通过适当的掩模进行曝光,由显影液将曝光后的抗蚀剂除去,由剥离液将残留的抗蚀剂除去,再度高温烘烤后,由腐蚀将未由抗蚀剂覆盖的部分的膜除去,反复进行这样的工序,形成该连接部31。
如图1A所示那样,在将聚酰亚胺(PI)等热塑性树脂制成的树脂薄膜4旋转涂覆到基板5上的状态下,未发生聚合反应。
如图1B所示那样,在超过聚合反应开始温度和玻璃化转变温度并且不到热分解开始温度(最好为玻璃化转变温度+10℃以下)的温度加热(例如360℃),使树脂薄膜4聚合和软化。
如图1C所示,在该状态下从柔软的树脂薄膜4上由压花部33推压或使压花辊3A转动,推压树脂薄膜4后,将树脂薄膜4冷却到低于玻璃化转变温度的温度(例如不到350℃),
如图1D所示那样将压花部33剥离时,在树脂薄膜4的表面复制作为压花部33的反转图案的微凹凸图案40。
该树脂4可使用例如“日立化成杜邦(デユポン)(株)”公司制的聚酰亚胺PIX-1400(产品编号)。该树脂为热塑性树脂,其玻璃化转变温度为350℃,热分解开始温度为450℃,聚合反应开始温度比玻璃化转变温度低。
之后,如图1F所示那样,在树脂4的图案40上由阴极溅镀堆积Ag、Al等金属薄膜,形成反射膜26,如图1G所示那样在该反射膜26上涂覆聚酰亚胺绝缘膜36,在200℃下烧成,使绝缘膜36稳定化,由此完成反射板1。
该第1方法中的树脂薄膜4使用玻璃化转变温度比200℃高的聚酰亚胺,为了在反射膜26上形成绝缘膜36而在200℃下烧成,所以,在该烧成工序中,可防止由压花工序的残留应力使微凹凸图案40损坏。
下面,根据图1说明在树脂薄膜形成微凹凸图案的第2微凹凸形成方法。与第1方法的不同点在于,第1方法在超过聚合反应开始温度和玻璃化转变温度并且不到热分解开始温度(最好为玻璃化转变温度+10℃以下)的温度加热,使树脂薄膜4聚合和软化,由压花部33或压花辊3A推压形成微凹凸图案40,而第2方法在不到聚合反应开始温度的温度下由压花部33或压花辊3A推压形成后,使其在超过聚合反应开始温度并且不到玻璃化转变温度的温度下聚合。第1方法在由压花部33或压花辊3A对树脂薄膜4推压的压花工序之后需要冷却工序,而第2方法省略了该冷却工序。
第1方法使用了热塑性树脂,而第2方法不限于热塑性树脂,也可使用“株式会社奇索(チツソ)“公司制的热硬化性聚酰胺PIS5001(产品编号)那样的热硬化性树脂。该树脂的聚合反应开始温度为120℃,另外,热分解开始温度为450℃,玻璃化转变温度比热分解开始温度高。
图1A与第1方法相同。在将聚酰胺(PA)等热硬化性树脂制的树脂薄膜4旋转涂覆到基板5上的状态下,未发生聚合反应,或聚合反应发生的比例较低,基本上仅由构成树脂的分子组成,固相也有流动性,弹性率较低。
如图1B所示那样,在不到热硬化开始温度(聚合反应开始温度)的温度(例如110℃)对树脂薄膜4进行3-10分钟的预烘烤,使溶剂挥发。
从图1C所示那样的柔软的树脂薄膜4上由压花部33推压,或使压花辊3A转动,推压树脂薄膜4,这一点与第1方法相同。
该树脂薄膜4具有可保持复制形状那样程度的高弹性率,处于流动性低的状态。
如图1D所示那样,当在低于聚合反应开始温度(不到120℃)的温度下剥离压花部时,在树脂薄膜4的表面复制作为压花部的反转图案的微凹凸图案40。之后,如图1E所示那样,在超过聚合反应开始温度(120℃)、超过图1G的取向膜(alignment film)36(绝缘膜)形成温度(200℃)、并且低于玻璃化转变温度的210℃下烧成,使膜质稳定化。反射膜形成工序(如图1F所示)和取向膜(绝缘膜)形成工序(如图1G所示)的工序与第1方法相同。
该第2方法在低于聚合反应开始温度的温度下加热,进行预烘烤,并进行压花加工,所以,在该状态下弹性率高、流动性低,所以,即使在压花加工固定后不冷却的状态下拆下压花部,也可保持微凹凸图案40的复制形状,压花加工后,通过在比树脂的聚合反应开始温度高并且不到玻璃化转变温度的温度下烧结,发生聚合反应,转变成弹性率高、流动性低的膜质,所以,即使在形成绝缘膜36时在200℃下加热,微凹凸图案40的形状也不会损坏。
图2为第1实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置1A的要部说明图。
在该图中,由陶瓷、玻璃、塑料、铝钼合金、硅等形成的不透明或透明的基板5研磨两面,具有规定的表面起伏、翘曲、平坦度。翘曲允许在1mm以内的翘曲量。另外,表面起伏设定为在1mm的范围内的凹凸为数10μm以内的曲率,平滑度设定为在10μm的范围内为数10nm以内的的凹凸。基板5也可使用将液晶驱动元件等电子器件形成为阵列状的基板。
在基板5上以大体0.1μm-大体100μm左右的厚度旋转涂覆聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚醚-亚酰胺(PEI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)系等的树脂薄膜4。配置于树脂薄膜4上方的压花部33由Ni、AL、SUS、Cu等金属材料、陶瓷、玻璃、硅、树脂等材料形成。该压花部33也可由直接雕刻、腐蚀、印刷等在板材的表面形成凹凸图案。用于树脂薄膜4的树脂不限于上述树脂。例如也可使用热塑性酚醛树脂或酚醛类树脂等。
该压花部33固定于基部38。推压成形树脂薄膜4的压花部33保持于加压机构2,同时,由加压机构2施加数MPa-数千MPa左右的压力。加压机构2使用液压机构加压,但除此之外也可使用空压机构、高弹性弹簧的反弹力、形状记忆合金的恢复力等。
基板5真空吸附于复制台7上,但也可由其它保持装置固定。
由于本第1实施形式这样构成,所以,通过将基板5固定保持于复制台7,由加压机构2将压花部33的凹凸图案推压到树脂薄膜4,可在树脂薄膜4上面形成微凹凸图案。
图3为第2实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置1B的要部说明图。与图2的形式的不同点在于,在基部38与压花部33之间设置合成橡胶或波浪形的金属薄板或由其组合构成的弹性体10,即使在基部38、压花部33等存在表面起伏等制作误差,也可将其吸收,从而可制造尺寸精度良好的光学元件。
图4为第3实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置1C的要部说明图。与图2的形式的不同点在于,使用了形成为圆筒状的压花辊3A。
其中,将推压成形树脂薄膜4的压花辊3A可自由回转地保持于加压机构2,同时,由加压机构2施加数MPa~数千MPa左右的压力。加压机构2使用液压机构加压,但除此之外也可使用空压机构、高弹性弹簧的反弹力、形状记忆合金的恢复力等。
复制台7可由配置于移动机构8内的线性执行机构使其在移动机构8A上左右移动地配置。作为线性执行机构的替代,也可使用液压、空压缸、马达与链(或皮带)的组合等。
由于本第3实施形式这样构成,所以,当将基板5固定保持于复制台7并从图上右方朝左方移动时,由加压机构2使压花辊3A的凹凸图案推压树脂薄膜4,同时,使压花辊3A朝顺时针方向回转,在树脂薄膜4上面形成微凹凸图案40。本第3实施形式当然也可不是使树脂薄膜4而是使压花辊3A从一方侧移动到另一方侧。
该第3实施形式由于使压花辊3A推压树脂薄膜4的表面,所以,由压花辊3A的凹部3a推压树脂薄膜4的表面,即使在树脂薄膜4内存在气泡,也可由压花辊3A的凹部3a推压该气泡使其朝与树脂薄膜4的移动方向相反的方向移动,减少树脂部分由压花辊凸部3b破坏使气泡漏出到外面、由气泡使微凹凸图案40变形地形成的情形。
图5为第4实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置1D的要部说明图。与图4的第3实施形式的不同点在于压花辊部的构成。即,设置与加压机构2连接的辊本体32,在该辊本体32与压花辊部13之间夹设有由金属或树脂制成的薄板11构成的弹性构件。另外,作为薄板11的替代,也可将树脂或合成橡胶配置于辊本体32与压花辊部13之间,另外,也可使用封入液体、凝胶等的缓冲构造。
按照该实施形式,由于可在辊本体32与压花辊部13之间夹设弹性构件,所以,即使在压花辊部13、辊本体32等产生表面起伏等制作误差,也可将其吸收,制造尺寸精度良好的光学元件。
图6为第5实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置1E的要部说明图。与图2的第1实施形式的不同点在于,加热部6B内装于基部38内,另外,加热部6A内装于复制台7内,可控制树脂薄膜4的温度。
压花部33固定于基部38,在该基部38内可沿压花部33的形成着微凹凸图案的大体整个区域进行加热地内装加热部6B。
另外,在复制台7内配置可沿大体整个区域对基板5进行加热的加热部6A。在基板5的周围配置温度传感器15A。该温度传感器15A可在基板5的周围配置多个,利用该部位的温度的平均值进行控制。
该加热部6A和上述加热部6B可根据配置于基板5周围的温度传感器15A的温度信息由温度控制部20控制为规定温度地构成。
由于本第5实施形式这样构成,所以,将基板5固定保持于复制台7,由加压机构2将压花部33的凹凸图案推压到树脂薄膜4,从而在树脂薄膜4上面形成微凹凸图案。
由于本第5实施形式根据配置于基板5周围的温度传感器的温度信息控制树脂薄膜4的温度,所以,可制造微凹凸图案的加工精度良好的光学元件。
图7为第6实施形式的在树脂薄膜形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置1F的要部说明图。与图4的第3实施形式的不同点在于,在形成为圆筒状的压花辊部13内配置加热部16C,在复制台7内内藏加热部6A,可由温度控制部20进行温度控制该加热部16C、6A,在由压花辊部13推压树脂薄膜4的过程中对树脂薄膜4进行加热。
该第6实施形式在压花辊部13内部可从内周侧加热该压花辊部13地配置加热部16C,另外,加热部6A配置在复制台7内。这些加热部由温度控制部20根据温度传感器15B的检测温度进行控制。这些加热部的加热器可使用电热丝、大功率灯、陶瓷加热器等。由这些加热器使树脂薄膜4的热分布变得均匀地进行控制。
另外,虽然未在图中示出,但实际上除此之外,还在复制台7、压花辊部及加压机构2、移动机构8中使用与加热部16C、6A绝热的绝热性材料,另外,设置有水冷、空冷等冷却机构。
该第6实施形式由于用压花辊部13推压树脂薄膜4的表面,所以,由压花辊部13的凹部3a推压树脂薄膜4的表面,即使在树脂薄膜4内存在气泡,也可由压花辊部13的凹部3a朝与树脂薄膜4的移动方向相反的方向推着该气泡移动,减少树脂部分由压花辊凸部3b压破使气泡漏出到外面、由气泡使微凹凸图案40变形地形成的情形。
图8为第7实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置1G的要部说明图。与图7的第6实施形式的不同点在于,保持压花辊3A的加压机构2A在推压树脂薄膜4的过程中可上下移动,同时,将移动机构8A载置于压花辊回转轴方向移动机构8B上,可朝压花辊回转轴方向移动。另外,为了方便说明省略了加热器6A、16C。
该第7实施形式由于这样构成,所以,通过在复制台7移动过程中使加压机构2A上下移动而以适当间隔按适当的量如40a、40b、40c、40d那样形成微凹凸图案。因此,可规则地或任意地配置微凹凸图案。
图9为第8实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置1H的要部说明图。
与图8的第7实施形式的不同点在于,推压成形树脂薄膜4的压花部3B保持于加压机构2上,同时,由加压机构2施加数MPa~数千MPa左右的压力。可上下移动地构成加压机构2。为了方便说明,省略了加热器6A、16C。
本第8实施形式由于这样构成,所以,通过将基板5固定保持于复制台7,由加压机构2使压花部3B的凹凸图案推压树脂薄膜4,从而在树脂薄膜4上面上形成微凹凸图案40(a~d)。
另外,该第8实施形式在加压机构2上升着的状态下可通过使复制台7移动而以适当间隔按适当的量如40a、40b、40c、40d那样形成微凹凸图案。因此,可规则地或任意地形成微凹凸图案。
图10为第9实施形式的在树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置1I的要部说明图,示出图8的改良例。与图8的第7实施形式的不同点在于,在复制台7A与基板5之间设置基板回转方向调整机构16A,同时,配置了具有可读取基板5上或树脂薄膜4上的校准标记的校准标记观察用光学装置21(a~d)的加压机构2B。
因此,在基板回转方向调整机构16A上真空吸附着基板5,但也可由静电吸引等其它保持手段固定。
基板回转方向调整机构16A可回转地保持于复制台7A上,并在图中未示出的位置配置操作杆,通过操作该操作杆,可进行固定于复制台7A的固定操作和解除在复制台7A上的固定容许回转的解除操作。
另外,在图中未示出的位置配置微调盘,通过操作该微调盘,可使基板回转方向调整机构16A回转,使用设于基板回转方向调整机构16A的标识16a和设于复制台7A上的移动量标记7a形成为基板5的回转量调整的大致目标。
在本实施形式中,将基板回转方向调整机构16A设置于复制台7A与基板5间,但介入设置基板回转方向调整机构16A的位置不限于此。例如,也可设置在压花辊回转轴方向移动机构8B的下部。
另外,在基板回转方向调整机构16内的与校准标记观察用光学装置21(a~d)对应的位置配置照明光源。另一方面,在加压机构2B的上面上设置由校准标记观察用光学装置21(a~d)读取设于树脂薄膜4下方的基板5表面上的校准标记的观察孔2B(a~d)。
下面,根据图11说明校准标记。在以彩色液晶显示装置为例时,示于图11A、11B的校准标记5a、5b、22、22用于使图中未示出的彩色滤光层与形成于基板5的液晶驱动元件31的位置一致而设置。
图11A示出的情况是,在基板5设置校准标记用的凹部5a、5b,在该基板5的表面以阴极溅镀法形成金属膜,在其上以旋转涂覆法涂覆抗蚀剂,在高温下烘烤,使抗蚀剂硬化,用紫外线对适当的掩模曝光,由显影液将曝光后的抗蚀剂除去,再度在高温下烘烤后,由腐蚀除去未覆盖的部分的膜,由剥离液将残留的抗蚀剂除去,反复进行这样的工序,形成TFT等液晶驱动元件31,之后,在基板5的表面旋转涂覆树脂薄膜4A,树脂薄膜4A侵入到凹部5a、5b。
另外,在图11B所示的场合,在基板5的表面由上述方法形成TFT等液晶驱动元件31和校准标记22、22,之后,在基板5的表面旋转涂覆树脂薄膜4B。
图11D为从图10的右方观看到的基板回转方向调整机构16A与加压机构2B之间的示意构成图。
下面根据图10说明这样构成的第9实施形式的微凹凸图案形成装置1I的动作。
由观察孔2B(a~d)观察来自校准标记观察用光学装置21(a~d)的校准标记的投影像,当设于基板5的上述校准标记的位置从校准标记观察用光学装置21(a-d)的基准位置错开时,移动调整压花辊回转轴方向移动机构8B和/或基板回转方向调整机构16A,使从上述基准位置的错位在规定的基准值内。
另外,使复制台7A朝右方的初始位置移动,在该初始位置使加压机构2B下降倒规定位置,同时,由规定压力推压树脂薄膜4,同时使复制台7A朝左移动,形成微凹凸图案40a、40b、40c。
在进行第1次的复制台7A的左行后,加压机构2B上升,恢复到初始位置,由压花辊回转轴方向移动机构15使移动机构8A朝图上的靠跟前侧移动规定量,同时,使复制台7回归到右侧的初始位置。然后,再次使加压机构2B下降到规定位置,同时,一边由规定压力推压树脂薄膜4一边使复制台7朝左移动,形成微凹凸图案40d。
在本实施形式中,使用4个校准标记观察用光学装置21(a-d),但也可使用1个或2个校准标记观察用光学装置21,驱动压花辊回转轴方向移动机构8B或移动机构8A,求出校准标记的位置,移动调整基板回转方向调整机构16,使从上述基准位置的偏移在规定基准值内。
另外,在本实施形式中,向观察孔2Ba~2Bd投影校准标记,但也可利用CCD摄像机等进行监视器画面的观察。
另外,对于校准标记,虽可由湿法腐蚀、干法腐蚀、喷砂加工、压花加工等直接对基板5本身进行加工,但也可在基板5表面由阴极溅镀、旋转涂覆、蒸镀、CVD等形成金属、绝缘体、树脂等的薄膜,由湿法腐蚀、干法腐蚀、喷砂加工、压花加工等对其面进行加工。
另外,在本实施形式中,将校准标记形成于基板5的表面,但也可在压花辊3A的校准标记部以外的部位与凹凸图案部一起设置校准标记,在基板5的表面上形成与校准标记5a、5b或22对应的别的校准标记部,利用校准标记观察用光学装置21观察该校准标记部。
在图12中,作为压花辊3A的替代,使用了在图9中使用的压花部3B,其它构成与图10相同。因此,通过从观察孔2B(a~d)观察来自校准标记观察用光学装置21(a~d)的校准标记的投影像,当设于基板5的上述校准标记2B(a~d)相对校准标记观察用光学装置21(a-d)的基准位置偏移时,则可移动调整压花辊回转轴方向移动机构15和/或基板回转方向调整机构16A,使从上述基准位置的偏移处于规定基准值内。
然后,将复制台7A移动到右方的初始位置,在该初始位置使加压机构2下降到规定位置,由规定压力推压树脂薄膜4后,使复制台7A朝左移动,形成微凹凸图案40a、40b、40c。
在进行第1次的复制台7A的朝左移动后,加压机构2上升,回归到初始位置,由压花辊回转轴方向移动机构8B使移动机构8A朝图上的靠前侧移动规定量,同时,使复制台7A回归到右侧的初始位置。然后,再次使加压机构2下降到规定位置,同时,以规定压力推压树脂薄膜4,使复制台7朝左移动,形成凹凸图案40d。以后同样地形成微凹凸图案。
下面,根据图13说明在反射板下方侧具有校准标记观察用装置的另一实施例的凹凸图案形成装置。与图10的不同点在于,在图10中加压机构2B使用基板回转方向调整机构16A、复制台7A,而在图13中,使用加压机构2C、基板回转方向调整机构16B、复制台7B。由加压机构2C可回转地配置的压花辊3A在形成微凹凸图案的外面上设置校准标记3c、3d。基板5保持于基板回转方向调整机构16B,在该基板回转方向调整机构16B上削设通孔16Ba、16Ba,在该通孔16Ba、16Ba配置保持校准标记观察用光学装置29Aa、29Ab。在该校准标记观察用光学装置29Aa、29Ab上配置光检测装置,该光检测装置通过图中未示出的计算机连接到监视器。
该校准标记观察用光学装置29Aa、29Ab在具有超过调整量的视野的场合,也可保持于复制台7B侧。另外,校准标记观察用光学装置也可如图14A所示那样,在可观察确认配置于压花辊3A外周面的校准标记3c的位置配置校准标记观察用光学装置29B,通过基板5侧的校准标记22检测入射的光。另外,也可如图13所示那样,在基板的下方配置校准标记观察用光学装置5,如图14B所示那样从树脂薄膜4的外侧通过校标记3c检测入射的光,另外,也可如图14C那样通过正上方的校准标记22使来自校准标记观察用光学装置29B的光在校准标记3c反射,检测该反射光。
下面,说明这样构成的图13的微凹凸图案形成装置的动作。
通过上述监视器观察来自校准标记观察用光学装置29Aa、29Ab的校准标记的投影像,当设于基板5的上述校准标记22与校准标记观察用光学装置29Aa、29Ab的基准位置错开时,移动调整压花辊回转轴方向移动机构8B和/或基板回转方向调整机构16B,使相对上述基准位置的偏移在规定基准值内。
接着,将复制台7B移动到初始位置,在该初始位置使加压机构2C下降到规定位置,同时,一边以规定压力推压树脂薄膜4,一边使复制台7B移动,通过使压花辊3A转动来形成凹凸图案。
在本实施形式中,使用了2个校准标记观察用光学装置29Aa、29Ab,但也可使用1个或4个校准标记观察用光学装置,驱动压花辊回转轴方向移动机构8B或移动机构8A,求出校准标记的位置偏移,对基板回转方向调整机构16B进行移动调整,使从上述基准位置的偏移处于规定基准值内。
图15为在惰性气体氛围中的树脂薄膜上形成微凹凸图案的另一实施例的微凹凸图案形成装置的要部说明图。如该图所示,在气密地构成的腔室23内配置复制台7,在该复制台7可拆下地保持涂覆了树脂薄膜4的基板5。在树脂薄膜4的上方可上下移动和左右移动地配置加压机构2,在该加压机构2上于图15A中安装压花部3B,于图15B中可回转地安装压花辊3A。
在腔室23可排出该腔室23内的气体地配置排气部24。在该排气部24配置换气扇、回转泵等,可某种程度地排出腔室23内的气体。另外,在腔室23可将规定的气体送入到腔室23内地配置清洗部25。在该清洗部25作为将N2、Ar等惰性气体送入到腔室23内的机构配置质量流量控制器、APC阀等的控制气体流量的装置。该清洗部25连接到作为图中未示出的惰性气体的供给源的储气瓶或气体精制装置。
这样构成的本实施形式将旋转涂覆了树脂薄膜4的基板5固定于复制台7上。接着,使排气部24动作,将腔室23内的空气排出。在停止排气部24的动作后,使清洗部25动作,将惰性气体导入到腔室23内。之后,在图15B的情况下,通过使加压机构2从腔室23内的左侧的初始位置一边以规定压力推压树脂薄膜一边使其移动到右侧,从而在树脂薄膜4形成凹凸图案。
按照本实施形式,预先由排气部24排出腔室23内的空气,所以,将包含于腔室23内的空气中的氧和杂质排出,在清洁的惰性气体的氛围中形成微凹凸图案,所以,可防止树脂薄膜4的氧化和变质,另外,可防止在形成微凹凸图案的过程中该杂质附着于树脂薄膜4上而固定在微凹凸上,可提高光学元件的制造合格率。
本实施形式可左右移动地构成加压机构2,但当然也可利用移动机构8使复制台7移动,另外,也可利用基板回转方向调整机构16A或16B。
图16为在惰性气体氛围中的树脂薄膜上形成微凹凸图案的微凹凸图案形成装置的要部说明图。与图15的不同点在于,作为惰性气体氛围的替代,以低于大气压的减压气氛在腔室23内制造光学元件。
在连接于腔室23的排气部24中配置回转泵、涡轮泵、扩散泵等,可使腔室23内的压力为10-3~10-7Torr地进行排气。另外,在腔室23可由清洗部25将N2、Ar等惰性气体送入到腔室23内,但也可在不导入惰性气体的状态下制造光学元件。
按照本实施形式,由于预先由排气部24排出腔室23内的空气,所以,可将包含于腔室内的空气中的氧和杂质排出,在清洁的惰性气体的气氛内形成微凹凸图案。
另外,特别是在将腔室内减压的场合,由于水分也容易气化而排出,所以,不会在模构件与树脂薄膜4之间封入空气,可防止在微凹凸图案形成过程中浮游的杂质、水蒸汽等附着于树脂薄膜4而固定于微凹凸图案。
另外,可防止树脂薄膜4的氧化和变质,可形成没有气泡的微凹凸图案。由于气泡在加压时作为缓冲器作用,所以,需要增大加压力。通过消除气泡,可减小加压力,所以,可降低微凹凸图案的残留应力。即,可提高光学元件制造的合格率。
按照上述实施形式,可在图17所示那样的基板5上的树脂薄膜4上形成微凹凸图案。设置了具有这样获得的微凹凸图案的树脂薄膜4的光学元件通过适当选定微凹凸图案形状、树脂薄膜4的材质、基板5的材质等,例如可用作透明衍射光栅基板、全息照像、光盘等光存储媒体、菲涅耳透镜、微透镜阵列、光波导管等。
另外,在这样的基板的微凹凸图案面由阴极溅镀、蒸镀等将Al、Ag、Al合金、Ag合金等高反射率材料堆积2000A左右形成反射膜26,则可制造图18所示那样的反射板。
此时,在上述反射膜26与树脂薄膜4之间形成Tr、Cr、Si等间接膜的叠层,即预先将上述间接膜涂覆到微凹凸面上,然后形成上述反射膜26,可提高树脂薄膜和反射膜的密接性。
该反射板可用作全息照像、菲涅耳反射镜、微反射镜阵列等光学元件。另外,由金属薄膜形成上述反射膜26,由绝缘膜例如透明的聚酰亚胺和丙烯酸系树脂等制成的树脂薄膜以旋转涂覆的方式使其表面平坦化并封住,从而用作STN等的液晶显示装置的电极基板。
图19为用于说明液晶显示装置的一实施形式的图。基板5由无碱玻璃或高耐热性树脂等成型,在表面形成例如TFT等的液晶驱动元件31。
图18的反射板不限于反射型液晶显示装置,也可用于其它的反射型显示装置。另外,图中虽未示出,但实际上也可用于减少背面光源的能量、从液晶板以外的地方取入入射光的所谓的半透过型液晶显示装置。
另外,在这里说明了将凹凸图案形成于反射板的表面、在各凹凸的表面对入射光进行反射的表面反射型的反射板,但也可为由玻璃和透明树脂等形成基板、由形成于基板背面的微凹凸图案对入射光进行反射的背面反射型的反射板。
具有这样构成的反射板1的反射型液晶显示装置可用于移动电话和弱电力型无线设备等电子设备的显示。
本实施形式不仅可应用于上述电子设备,而且当然也可应用于电子记事本、笔记本电脑、携带式电视等携带信息终端。
如以上说明的那样,按照本发明,由于将涂覆到上述基板上的树脂薄膜的温度控制到超过玻璃化转变温度并且不到热分解开始温度的温度,形成微凹凸图案,所以,即使在以后的取向膜形成工序进行200℃的烧结,微凹凸图案也不会损坏。
Claims (31)
1.一种光学元件的制造方法,由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面上形成微凹凸图案;其特征在于:包括在上述基板上被覆具有超过200℃的玻璃化转变温度的上述树脂薄膜的步骤;控制上述树脂薄膜的温度使其超过上述树脂薄膜的玻璃化转变温度并且低于上述树脂薄膜的热分解开始温度的步骤;在上述树脂薄膜的温度被控制为超过上述玻璃化转变温度并且低于上述热分解开始温度的状态下由上述模构件推压上述树脂薄膜的步骤;将上述树脂薄膜的温度冷却到低于上述玻璃化转变温度的温度后,使上述模构件分离的步骤;
由上述步骤在上述树膜薄膜表面形成微凹凸图案。
2.一种光学元件的制造方法,由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面形成微凹凸图案;其特征在于:包括:在上述基板上被覆实质上没有产生聚合反应的上述树脂薄膜的步骤;控制上述树脂薄膜的温度使其低于上述树脂薄膜的聚合反应开始温度的步骤;在上述树脂薄膜的温度被控制为低于上述聚合反应开始温度的状态下由上述模构件推压上述树脂薄膜,然后使上述模构件从上述树脂薄膜分离的步骤;加热上述树脂薄膜使其温度超过上述聚合反应开始温度并且低于上述树脂薄膜的玻璃化转变温度的步骤;
由上述这些步骤在上述树膜薄膜表面形成微凹凸图案。
3.根据权利要求1所述的光学元件的制造方法,其特征在于:在上述树脂薄膜上反复进行多次上述模构件的推压动作。
4.根据权利要求2所述的光学元件的制造方法,其特征在于:在上述树脂薄膜上反复进行多次上述模构件的推压动作。
5.根据权利要求1所述的光学元件的制造方法,其特征在于:使上述基板相对上述模构件移动,使设于上述基板侧的基板侧校准标记与上述模构件侧的基准位置调整为一致。
6.根据权利要求2所述的光学元件的制造方法,其特征在于:使上述基板相对上述模构件移动,使设于上述基板侧的基板侧校准标记与上述模构件侧的基准位置调整为一致。
7.根据权利要求1所述的光学元件的制造方法,其特征在于:在惰性气体氛围下将微凹凸图案形成于上述树脂薄膜表面。
8.根据权利要求2所述的光学元件的制造方法,其特征在于:在惰性气体氛围下将微凹凸图案形成于上述树脂薄膜表面。
9.根据权利要求1所述的光学元件的制造方法,其特征在于:在低于大气压的减压气氛下将微凹凸图案形成于上述树脂薄膜表面。
10.根据权利要求2所述的光学元件的制造方法,其特征在于:在低于大气压的减压气氛下将微凹凸图案形成于上述树脂薄膜表面。
11.一种光学元件的制造装置,由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面形成微凹凸图案;其特征在于:具有复制台、复制台复制方向移动机构、及加压机构,该复制台配置于上述模构件下方用于对上述基板进行保持并具有对上述基板表面的树脂薄膜进行加热的加热装置,该复制台复制方向移动机构使该复制台在初始位置与从该初始位置移动而结束移动的移动结束位置之间往复移动,该加压机构在规定位置将上述模构件推压上述树脂薄膜;由上述加压机构将上述模构件推压到上述树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面推压形成微凹凸图案。
12.一种光学元件的制造装置,由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面形成微凹凸图案;其特征在于:具有复制台、加压机构、及加压机构复制方向移动机构,该复制台配置于上述模构件下方用于对上述基板进行保持并具有对上述基板表面的树脂薄膜进行加热的加热装置,该加压机构在规定位置将上述模构件推压上述树脂薄膜;该加压机构复制方向移动机构使该加压机构在初始位置与从该初始位置移动而结束移动的移动结束位置之间往复移动;由上述加压机构将上述模构件推压到上述树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面推压形成微凹凸图案。
13.根据权利要求11所述的光学元件的制造装置,其特征在于:上述模构件内设置有加热装置。
14.根据权利要求12所述的光学元件的制造装置,其特征在于:上述模构件内设置有加热装置。
15.根据权利要求11所述的光学元件的制造装置,其特征在于:上述基板可在上述模构件下方沿X轴和Y轴方向移动,而且可绕Z轴中心回转地配置,可调整上述基板相对上述模构件的位置地构成。
16.根据权利要求12所述的光学元件的制造装置,其特征在于:上述基板可在上述模构件下方沿X轴和Y轴方向移动,而且可绕Z轴中心回转地配置,可调整上述基板相对上述模构件的位置地构成。
17.根据权利要求11所述的光学元件的制造装置,其特征在于:将上述模构件形成为在外周具有微凹凸图案的反转图案的圆筒状,上述模构件在上述树脂薄膜表面转动,将微凹凸图案推压形成于上述树脂薄膜表面。
18.根据权利要求12所述的光学元件的制造装置,其特征在于:将上述模构件形成为在外周具有微凹凸图案的反转图案的圆筒状,上述模构件在上述树脂薄膜表面转动,将微凹凸图案推压形成于上述树脂薄膜表面。
19.根据权利要求11所述的光学元件的制造装置,其特征在于:设置用于朝与复制上述微凹凸图案的复制方向交叉的交叉方向使上述复制台移动的复制台交叉方向移动机构,可相对上述模构件使上述树脂薄膜朝上述复制方向和上述交叉方向移动地构成。
20.根据权利要求12所述的光学元件的制造装置,其特征在于:设置用于朝与复制上述微凹凸图案的复制方向交叉的交叉方向使上述复制台移动的复制台交叉方向移动机构,可相对上述模构件使上述树脂薄膜朝上述复制方向和上述交叉方向移动地构成。
21.根据权利要求11所述的光学元件的制造装置,其特征在于:上述模构件由用于在上述树脂薄膜表面推压形成微凹凸图案的压花部和保持该压花部的基部构成,在上述压花部与上述基部之间设置有弹性构件。
22.根据权利要求12所述的光学元件的制造装置,其特征在于:上述模构件由用于在上述树脂薄膜表面推压形成微凹凸图案的压花部和保持该压花部的基部构成,在上述压花部与上述基部之间设置有弹性构件。
23.根据权利要求11所述的光学元件的制造装置,其特征在于:上述模构件由用于在上述树脂薄膜推压形成微凹凸图案的压花部和可回转地保持该压花部的辊部构成,在上述压花部与上述辊部之间设置有弹性构件。
24.根据权利要求12所述的光学元件的制造装置,其特征在于:上述模构件由用于在上述树脂薄膜推压形成微凹凸图案的压花部和可回转地保持该压花部的辊部构成,在上述压花部与上述辊部之间设置有弹性构件。
25.根据权利要求11所述的光学元件的制造装置,其特征在于:在上述加压机构设置至少1个校准标记观察用光学装置,构成为可观察确认配置于上述基板的至少1个校准标记。
26.根据权利要求12所述的光学元件的制造装置,其特征在于:在上述加压机构设置至少1个校准标记观察用光学装置,构成为可观察确认配置于上述基板的至少1个校准标记。
27.根据权利要求11所述的光学元件的制造装置,其特征在于:在上述基板下方设置至少1个校准标记观察用光学装置,构成为可观察确认至少1组的配置于上述基板上的第1校准标记和配置于上述模构件上的第2校准标记。
28.根据权利要求12所述的光学元件的制造装置,其特征在于:在上述基板下方设置至少1个校准标记观察用光学装置,构成为可观察确认至少1组的配置于上述基板上的第1校准标记和配置于上述模构件上的第2校准标记。
29.一种光学元件的制造装置,是由具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压基板表面的树脂薄膜,在上述树脂薄膜表面形成微凹凸图案的装置;其特征在于:在具有排气装置的气密室内至少配置有复制台、模构件、加压机构、移动机构、及加热装置,该复制台用于对上述基板进行保持,该加压机构在规定位置将上述模构件推压上述树脂薄膜,该移动机构在上述模构件推压上述树脂薄膜的同时使上述复制台或上述模构件移动,该加热装置对上述基板进行加热;在上述模构件对上述树脂薄膜表面进行微凹凸图案推压形成动作之前,由上述排气装置将上述气密室内的气体排出。
30.一种反射板的制造方法,该反射板设置了具有微凹凸图案和取向膜并配置于基板上的树脂薄膜;其特征在于:包括:在上述基板上形成薄膜液晶驱动元件或配线连接部的步骤;在上述基板上被覆具有超过200℃的玻璃化转变温度的上述树脂薄膜的步骤;控制上述树脂薄膜的温度使其超过上述树脂薄膜的玻璃化转变温度并且低于上述树脂薄膜的热分解开始温度的步骤;在控制上述树脂薄膜的温度使其超过上述玻璃化转变温度并且低于上述热分解开始温度的状态下由上述具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压上述树脂薄膜的步骤;将上述树脂薄膜的温度冷却到低于上述玻璃化转变温度的温度后,使上述模构件分离的步骤;将上述树脂薄膜的温度加热到上述树脂薄膜的聚合反应开始温度以上的步骤;
由上述这些步骤在上述树膜薄膜表面形成微凹凸图案,接着,在上述微凹凸图案上形成反射膜和上述取向膜。
31.一种反射板的制造方法,该反射板设置了具有微凹凸图案和取向膜并配置于基板上的树脂薄膜;其特征在于:包括:在上述基板上形成薄膜液晶驱动元件或配线连接部的步骤;在上述基板上被覆实质上没有产生聚合反应的上述树脂薄膜的步骤;控制上述树脂薄膜的温度使其低于上述树脂薄膜的聚合反应开始温度的步骤;在将上述树脂薄膜的温度控制为低于上述聚合反应开始温度的状态下由上述具有微凹凸图案的反转图案的模构件推压上述树脂薄膜的步骤;使上述模构件从上述树脂薄膜分离的步骤;将上述树脂薄膜的温度加热到超过上述聚合反应开始温度并且低于上述树脂薄膜的玻璃化转变温度的温度的步骤;
由上述这些步骤在上述树膜薄膜表面形成微凹凸图案,接着,在上述微凹凸图案上形成反射膜和上述取向膜。
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