JP2003121619A - 光学素子及びその製造方法 - Google Patents
光学素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】透過する光の波長にかかわらず、光が透過する
際にその境界面で生じる反射及び散乱を少なくして、光
透過率をより向上させる。 【解決手段】パターニング工程（Ｓ１）で、透光性基材
（２）の表面に塗布形成された感光性レジスト膜（５）
に光の波長レベル又はそれ以下の周期の格子パターンを
露光し、レジスト膜（５）を現像した後、エッチング工
程（Ｓ２）で透光性基材（２）の表面にドライエッチン
グを施して格子パターンに応じた格子溝（９）を形成す
ることにより格子溝（９）間に周期的な突条又は突起
（３）を形成し、コーティング工程（Ｓ３）で突条又は
突起（３）による表面の周期形状に沿って少なくとも屈
折率が基材と等しい材料でオーバーコート層（４）を形
成するようにした。
際にその境界面で生じる反射及び散乱を少なくして、光
透過率をより向上させる。 【解決手段】パターニング工程（Ｓ１）で、透光性基材
（２）の表面に塗布形成された感光性レジスト膜（５）
に光の波長レベル又はそれ以下の周期の格子パターンを
露光し、レジスト膜（５）を現像した後、エッチング工
程（Ｓ２）で透光性基材（２）の表面にドライエッチン
グを施して格子パターンに応じた格子溝（９）を形成す
ることにより格子溝（９）間に周期的な突条又は突起
（３）を形成し、コーティング工程（Ｓ３）で突条又は
突起（３）による表面の周期形状に沿って少なくとも屈
折率が基材と等しい材料でオーバーコート層（４）を形
成するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子、レン
ズ、プリズム、ディスプレイなどの透光性の光学素子及
びその製造方法に関する。
ズ、プリズム、ディスプレイなどの透光性の光学素子及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信の分野においては、より多くの情
報をより高効率で伝送することが望まれており、そのた
めに、通信波長帯の広帯域化と各光学素子の高透過率化
が不可欠である。
報をより高効率で伝送することが望まれており、そのた
めに、通信波長帯の広帯域化と各光学素子の高透過率化
が不可欠である。
【０００３】光学素子の透過率を向上させるために光透
過面を無反射化することが有効であり、その手段とし
て、光透過面に誘電体多層膜を形成することが知られて
いるが、誘電体多層膜は大きな波長依存性があるため、
広帯域ＷＤＭ通信には使用できない。
過面を無反射化することが有効であり、その手段とし
て、光透過面に誘電体多層膜を形成することが知られて
いるが、誘電体多層膜は大きな波長依存性があるため、
広帯域ＷＤＭ通信には使用できない。
【０００４】広い波長範囲で高い透過率を得るために、
「Ｍｏｔｈ Ｅｙｅ」と称する表面構造が知られてい
る。これは、光学素子の表面（光透過面）に光の波長レ
ベル又はそれ以下の周期でピラミッド型の微小突起を縦
横に配列形成したものである。
「Ｍｏｔｈ Ｅｙｅ」と称する表面構造が知られてい
る。これは、光学素子の表面（光透過面）に光の波長レ
ベル又はそれ以下の周期でピラミッド型の微小突起を縦
横に配列形成したものである。
【０００５】これは、石英基板の表面に塗布形成された
感光性レジスト膜に、光の波長レベル又はそれ以下の直
交格子パターンを露光し、レジスト膜を現像した後に、
レジスト膜をマスクとして、そのマスクと石英基板のエ
ッチング速度の差を利用して、石英基板に直交格子パタ
ーンに応じた格子溝を形成することにより、その格子溝
間に周期的な微小突起を形成するようにしている。これ
によれば、光が透過するときにその境界面に微小突起が
形成されていることから、光が反射しにくく、平滑面よ
りも高い透過率が得られる。
感光性レジスト膜に、光の波長レベル又はそれ以下の直
交格子パターンを露光し、レジスト膜を現像した後に、
レジスト膜をマスクとして、そのマスクと石英基板のエ
ッチング速度の差を利用して、石英基板に直交格子パタ
ーンに応じた格子溝を形成することにより、その格子溝
間に周期的な微小突起を形成するようにしている。これ
によれば、光が透過するときにその境界面に微小突起が
形成されていることから、光が反射しにくく、平滑面よ
りも高い透過率が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにドライエッチングにより形成された石英基板の表面
は、電子顕微鏡により拡大して見ると、格子パターンの
周期に応じた滑らかな曲面になっているわけではなく、
荒削りされたような肌荒面になっていることが判明し
た。そして、光学素子の表面がこのような肌荒面に形成
されていると、光が透過する際に反射は生じなくても、
光散乱を生じてしまうため、その分だけ、光透過率がロ
スされることになる。
うにドライエッチングにより形成された石英基板の表面
は、電子顕微鏡により拡大して見ると、格子パターンの
周期に応じた滑らかな曲面になっているわけではなく、
荒削りされたような肌荒面になっていることが判明し
た。そして、光学素子の表面がこのような肌荒面に形成
されていると、光が透過する際に反射は生じなくても、
光散乱を生じてしまうため、その分だけ、光透過率がロ
スされることになる。
【０００７】そこで本発明は、透過する光の波長にかか
わらず、光が透過する際にその境界面で生じる反射はも
ちろんのこと、光散乱をも少なくして、光透過率をより
向上させることを技術的課題としている。
わらず、光が透過する際にその境界面で生じる反射はも
ちろんのこと、光散乱をも少なくして、光透過率をより
向上させることを技術的課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１の発明に係る透光性光学素子は、透光性基
材の表面に、光の波長レベル又はそれ以下の周期で突条
又は突起が配列形成されると共に、前記突条又は突起に
よる表面の周期形状に沿って前記基材と少なくとも屈折
率の等しいオーバーコート層が形成されたことを特徴と
する。
に、請求項１の発明に係る透光性光学素子は、透光性基
材の表面に、光の波長レベル又はそれ以下の周期で突条
又は突起が配列形成されると共に、前記突条又は突起に
よる表面の周期形状に沿って前記基材と少なくとも屈折
率の等しいオーバーコート層が形成されたことを特徴と
する。
【０００９】請求項１の発明によれば、透光性基材の表
面に波長レベル又はそれ以下の周期の微小な突起又は突
状が形成され、その表面の周期形状に沿って基材と屈折
率の等しいオーバーコート層が形成されているので、突
起及び突条の形成時にその表面が肌荒れしても、オーバ
ーコート層により表面が滑らかになり、透過光の散乱に
よる光損失が少なくなる。
面に波長レベル又はそれ以下の周期の微小な突起又は突
状が形成され、その表面の周期形状に沿って基材と屈折
率の等しいオーバーコート層が形成されているので、突
起及び突条の形成時にその表面が肌荒れしても、オーバ
ーコート層により表面が滑らかになり、透過光の散乱に
よる光損失が少なくなる。
【００１０】また、請求項２に係る光学素子の製造方法
は、透光性基材の表面に塗布形成された感光性レジスト
膜に光の波長レベル又はそれ以下の周期の格子パターン
を露光するパターニング工程と、レジスト膜を現像した
後、透光性基材の表面にドライエッチングを施して前記
格子パターンに応じた格子溝を形成することにより格子
溝間に周期的な突条又は突起を形成するエッチング工程
と、前記突条又は突起による表面の周期形状に沿って前
記基材と少なくとも屈折率の等しい材料でオーバーコー
ト層を形成するコーティング工程とからなる。
は、透光性基材の表面に塗布形成された感光性レジスト
膜に光の波長レベル又はそれ以下の周期の格子パターン
を露光するパターニング工程と、レジスト膜を現像した
後、透光性基材の表面にドライエッチングを施して前記
格子パターンに応じた格子溝を形成することにより格子
溝間に周期的な突条又は突起を形成するエッチング工程
と、前記突条又は突起による表面の周期形状に沿って前
記基材と少なくとも屈折率の等しい材料でオーバーコー
ト層を形成するコーティング工程とからなる。
【００１１】請求項２の発明によれば、光の波長レベル
又はそれ以下の周期の格子パターンを露光した後、レジ
スト膜を現像すると、未露光部が覆われたまま、露光部
のレジスト膜が除去されてそこに透光性基材が露出され
ることとなる。
又はそれ以下の周期の格子パターンを露光した後、レジ
スト膜を現像すると、未露光部が覆われたまま、露光部
のレジスト膜が除去されてそこに透光性基材が露出され
ることとなる。
【００１２】次いで、ＥＣＲプラズマエッチングやＩＣ
Ｐプラズマエッチングなどのドライエッチングを行う
と、レジスト膜をマスクとして、そのマスクと基材のエ
ッチング速度の差により、基材表面に前記格子パターン
に応じた格子溝が形成されるので、その格子溝間に周期
的な微小突起が形成される。
Ｐプラズマエッチングなどのドライエッチングを行う
と、レジスト膜をマスクとして、そのマスクと基材のエ
ッチング速度の差により、基材表面に前記格子パターン
に応じた格子溝が形成されるので、その格子溝間に周期
的な微小突起が形成される。
【００１３】この場合に、ドライエッチングにより形成
された基材表面は肌荒れしているので、基材と同一材料
等の屈折率の等しい材料でオーバーコート層を形成する
ことにより肌荒れした表面が覆われて滑らかになり、透
過光の散乱による光損失が少なくなる。
された基材表面は肌荒れしているので、基材と同一材料
等の屈折率の等しい材料でオーバーコート層を形成する
ことにより肌荒れした表面が覆われて滑らかになり、透
過光の散乱による光損失が少なくなる。
【００１４】また、パターニング工程において、請求項
３の発明のように二光束干渉露光法を用いればその干渉
光は平行干渉パターンとなるので、格子パターンが平行
格子である場合には干渉光を露光し、前記格子パターン
が直交格子である場合には干渉光を露光した後、透光性
基材を９０度回転させて再度露光するだけで、それぞれ
の格子パターンを露光することができるので、露光が極
めて簡単で、露光用のマスクパターンを形成する必要も
ない。
３の発明のように二光束干渉露光法を用いればその干渉
光は平行干渉パターンとなるので、格子パターンが平行
格子である場合には干渉光を露光し、前記格子パターン
が直交格子である場合には干渉光を露光した後、透光性
基材を９０度回転させて再度露光するだけで、それぞれ
の格子パターンを露光することができるので、露光が極
めて簡単で、露光用のマスクパターンを形成する必要も
ない。
【００１５】また、突条及び突起の周期及び高さは、請
求項４の発明のように１００〜２０００ｎｍに形成し，
且つ、請求項５の発明のように高さを周期の１〜３倍に
し、また、オーバーコート層の膜厚は、請求項６の発明
のように１００〜１０００ｎｍで、且つ、請求項７の発
明のように微小突起の高さの０.１〜５倍に形成するの
が好ましい。
求項４の発明のように１００〜２０００ｎｍに形成し，
且つ、請求項５の発明のように高さを周期の１〜３倍に
し、また、オーバーコート層の膜厚は、請求項６の発明
のように１００〜１０００ｎｍで、且つ、請求項７の発
明のように微小突起の高さの０.１〜５倍に形成するの
が好ましい。
【００１６】微小突起の高さがこれ以下であるとアスペ
クト比（高さ／周期）が小さくなって良好な低反射効果
が得られず、これより高いと成形が困難になる。また、
膜厚がこれより薄いと表面の肌荒れをなくすことができ
ず、厚過ぎると微小突起の形状がなまりアスペクト比が
小さくなる。
クト比（高さ／周期）が小さくなって良好な低反射効果
が得られず、これより高いと成形が困難になる。また、
膜厚がこれより薄いと表面の肌荒れをなくすことができ
ず、厚過ぎると微小突起の形状がなまりアスペクト比が
小さくなる。
【００１７】請求項８の発明は、透光性基材が光学素子
材料としてよく用いられる石英ガラスなどのガラス材料
からなる場合に、コーティング工程で、透光性基材と少
なくとも屈折率の等しい材料でオーバーコート層を形成
した後に、熱処理工程で、そのガラス転移点温度の２／
３以上、軟化点以下の温度で加熱処理を行うようにして
いる。
材料としてよく用いられる石英ガラスなどのガラス材料
からなる場合に、コーティング工程で、透光性基材と少
なくとも屈折率の等しい材料でオーバーコート層を形成
した後に、熱処理工程で、そのガラス転移点温度の２／
３以上、軟化点以下の温度で加熱処理を行うようにして
いる。
【００１８】これによれば、熱処理をすることにより、
肌荒れされた表面に形成されたオーバーコート層の表面
をさらに滑らかにすることができるだけでなく、透光性
基材とオーバーコート層が確実に融合して一体化するの
で、内部反射や内部散乱による光損失を生じることもな
い。
肌荒れされた表面に形成されたオーバーコート層の表面
をさらに滑らかにすることができるだけでなく、透光性
基材とオーバーコート層が確実に融合して一体化するの
で、内部反射や内部散乱による光損失を生じることもな
い。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る光学
素子を示す説明図、図２は本発明方法を示す説明図、図
３は二光束干渉露光法を示す説明図である。
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る光学
素子を示す説明図、図２は本発明方法を示す説明図、図
３は二光束干渉露光法を示す説明図である。
【００２０】本例の光学素子１は、回折格子として用い
られるもので、石英ガラスからなる透光性基材２の表面
に、光の波長レベル又はそれ以下の周期で微小な突起３
…が縦横に配列形成されると共に、前記突起３…による
表面の周期形状に沿って、前記基材２と少なくとも屈折
率の等しい材料（例えば同一材料）でオーバーコート層
４が形成されて成る。
られるもので、石英ガラスからなる透光性基材２の表面
に、光の波長レベル又はそれ以下の周期で微小な突起３
…が縦横に配列形成されると共に、前記突起３…による
表面の周期形状に沿って、前記基材２と少なくとも屈折
率の等しい材料（例えば同一材料）でオーバーコート層
４が形成されて成る。
【００２１】この光学素子１を製造する場合、まず、パ
ターニング工程Ｓ１で、透光性基材２の表面に塗布形成
された感光性レジスト膜５に、二光束干渉露光法により
直交格子パターンを露光する（図２（ａ）〜（ｃ））。
ターニング工程Ｓ１で、透光性基材２の表面に塗布形成
された感光性レジスト膜５に、二光束干渉露光法により
直交格子パターンを露光する（図２（ａ）〜（ｃ））。
【００２２】図３は二光束干渉露光法を行う光学系を示
すもので、波長λのＨｅ−Ｃｄレーザ６から照射された
レーザ光をハーフミラー７で二つの光路に分け、これを
透光性基材２の表面に立てた垂線を挟んで両側から角度
θで照射すると、透光性基材表面で二つの光束が干渉し
合い、干渉光は周期Λ＝λ／（２sinθ）の平行格子パ
ターンとなる。
すもので、波長λのＨｅ−Ｃｄレーザ６から照射された
レーザ光をハーフミラー７で二つの光路に分け、これを
透光性基材２の表面に立てた垂線を挟んで両側から角度
θで照射すると、透光性基材表面で二つの光束が干渉し
合い、干渉光は周期Λ＝λ／（２sinθ）の平行格子パ
ターンとなる。
【００２３】したがって、透光性基材２をターンテーブ
ル８に固定して干渉光を照射すると、感光性レジスト膜
５に平行格子パターンが露光され、次いで、ターンテー
ブル８を９０°回転させて、再び干渉光を照射すれば、
同じ平行格子パターンが、先に露光された平行格子パタ
ーンに直交して露光されるので、直交格子パターンが感
光性レジスト膜５に焼付けられることになる。
ル８に固定して干渉光を照射すると、感光性レジスト膜
５に平行格子パターンが露光され、次いで、ターンテー
ブル８を９０°回転させて、再び干渉光を照射すれば、
同じ平行格子パターンが、先に露光された平行格子パタ
ーンに直交して露光されるので、直交格子パターンが感
光性レジスト膜５に焼付けられることになる。
【００２４】このレジスト膜５を現像すると、未露光部
が覆われたまま、露光部のレジスト膜が除去されてそこ
に透光性基材が露出されるので、本例の場合、点状のマ
スクが縦横に配列形成されることとなる。
が覆われたまま、露光部のレジスト膜が除去されてそこ
に透光性基材が露出されるので、本例の場合、点状のマ
スクが縦横に配列形成されることとなる。
【００２５】次いで、エッチング工程Ｓ２で、透光性基
材２の表面に、ＥＣＲプラズマエッチングやＩＣＰプラ
ズマエッチングなどのドライエッチングを施せば、残っ
たレジスト膜５がマスクとなって、そのマスクと基材２
のエッチング速度の差により、基材２の表面に前記格子
パターンに応じた格子溝９…が形成され、その結果、夫
々の格子溝９…間には周期的な突起３…が形成される
（図２（ｄ）〜（ｅ））。
材２の表面に、ＥＣＲプラズマエッチングやＩＣＰプラ
ズマエッチングなどのドライエッチングを施せば、残っ
たレジスト膜５がマスクとなって、そのマスクと基材２
のエッチング速度の差により、基材２の表面に前記格子
パターンに応じた格子溝９…が形成され、その結果、夫
々の格子溝９…間には周期的な突起３…が形成される
（図２（ｄ）〜（ｅ））。
【００２６】このとき、突起３…の周期及び高さが１０
０〜２０００ｎｍに形成されると共に、高さ／周期で定
義されるアスペクト比＝１〜３の範囲に選定されてい
る。突起３がこれより低いと、低反射の効果が少なくな
り、これより高いと成形が困難だからである。
０〜２０００ｎｍに形成されると共に、高さ／周期で定
義されるアスペクト比＝１〜３の範囲に選定されてい
る。突起３がこれより低いと、低反射の効果が少なくな
り、これより高いと成形が困難だからである。
【００２７】エッチング工程Ｓ２が終了すると、コーテ
ィング工程Ｓ３でドライエッチングが施された透光性基
材２の表面に対しプラズマＣＶＤやＲＦスパッタ装置を
用いて、突起３…による表面の周期形状に沿って前記基
材２と同一材料でオーバーコート層４を形成し、エッチ
ングにより生じた表面の肌荒れを滑らかにする（図２
（ｆ））。
ィング工程Ｓ３でドライエッチングが施された透光性基
材２の表面に対しプラズマＣＶＤやＲＦスパッタ装置を
用いて、突起３…による表面の周期形状に沿って前記基
材２と同一材料でオーバーコート層４を形成し、エッチ
ングにより生じた表面の肌荒れを滑らかにする（図２
（ｆ））。
【００２８】このオーバーコート層４の膜厚が１００〜
１０００ｎｍに形成されると共に、前記突起３の高さの
０.１〜５倍に選定されている。膜厚がこれより薄い
と、エッチングによる肌荒れをカバーすることができ
ず、これより厚いと突起３の形状がなまって、アスペク
ト比が前述の下限値を下回るおそれがあるからである。
１０００ｎｍに形成されると共に、前記突起３の高さの
０.１〜５倍に選定されている。膜厚がこれより薄い
と、エッチングによる肌荒れをカバーすることができ
ず、これより厚いと突起３の形状がなまって、アスペク
ト比が前述の下限値を下回るおそれがあるからである。
【００２９】このようにして、透光性基材２と同一の材
料でオーバーコート層を形成した後、熱処理工程Ｓ４で
そのガラス転移点温度の２／３以上、軟化点以下の温度
に加熱する熱処理を行う（図２（ｇ））。これにより、
オーバーコート層４の表面をさらに滑らかにすることが
できるだけでなく、透光性基材２とオーバーコート層４
が融合して確実に一体化するので、内部反射や内部散乱
による光損失を生じるおそれもない。
料でオーバーコート層を形成した後、熱処理工程Ｓ４で
そのガラス転移点温度の２／３以上、軟化点以下の温度
に加熱する熱処理を行う（図２（ｇ））。これにより、
オーバーコート層４の表面をさらに滑らかにすることが
できるだけでなく、透光性基材２とオーバーコート層４
が融合して確実に一体化するので、内部反射や内部散乱
による光損失を生じるおそれもない。
【００３０】
【実験例】透光性基材２となる石英ガラス基板に、膜厚
１μｍの感光性レジスト膜５を形成し、波長λ＝３２５
ｎｍのＨｅ−Ｃｄレーザ６を用い、ハーフミラー７で分
けられた光路の片側の出力を８.０ｍＷ／ｃｍ２とし、
入射角θ＝１０°で干渉光を１５秒照射した後、ターン
テーブル８を９０°回転させてさらに１５秒照射した。
１μｍの感光性レジスト膜５を形成し、波長λ＝３２５
ｎｍのＨｅ−Ｃｄレーザ６を用い、ハーフミラー７で分
けられた光路の片側の出力を８.０ｍＷ／ｃｍ２とし、
入射角θ＝１０°で干渉光を１５秒照射した後、ターン
テーブル８を９０°回転させてさらに１５秒照射した。
【００３１】次いで、レジスト膜５を現像した後、ＥＣ
Ｒプラズマエッチング装置により１０分間エッチング
し、周期９３０ｎｍ、高さ１０００ｎｍの微小突起３…
を形成した。その後、透光性基材２に残るレジスト膜を
アセトン洗浄し、さらに酸素プラズマアッシングにより
表面を洗浄した。この時点での、透過率は９５.１％で
あり、未処理の石英基板より１.７％高かった。
Ｒプラズマエッチング装置により１０分間エッチング
し、周期９３０ｎｍ、高さ１０００ｎｍの微小突起３…
を形成した。その後、透光性基材２に残るレジスト膜を
アセトン洗浄し、さらに酸素プラズマアッシングにより
表面を洗浄した。この時点での、透過率は９５.１％で
あり、未処理の石英基板より１.７％高かった。
【００３２】さらに、透光性基材２の表面にＲＦスパッ
タ装置により、石英ガラスからなる２２０〜３５０ｎｍ
の膜厚のオーバーコート層４を形成し、これを管状炉に
入れ、酸素雰囲気中７００℃で１時間熱処理したとこ
ろ、透過率がさらに０.９％上昇して９６.０％に達し
た。
タ装置により、石英ガラスからなる２２０〜３５０ｎｍ
の膜厚のオーバーコート層４を形成し、これを管状炉に
入れ、酸素雰囲気中７００℃で１時間熱処理したとこ
ろ、透過率がさらに０.９％上昇して９６.０％に達し
た。
【００３３】なお、上述の説明では、透光性基材２の表
面の縦横に突起３…を配列形成する場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず、突条を所定の周期で形成
する場合でも良い。この場合、前記パターニング工程Ｓ
１で平行格子パターンを露光し、前記エッチング工程Ｓ
２で平行の格子溝を形成すれば、その格子溝間に突条が
形成されることになる。
面の縦横に突起３…を配列形成する場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず、突条を所定の周期で形成
する場合でも良い。この場合、前記パターニング工程Ｓ
１で平行格子パターンを露光し、前記エッチング工程Ｓ
２で平行の格子溝を形成すれば、その格子溝間に突条が
形成されることになる。
【００３４】また、透光性基材２及びオーバーコート層
４の屈折率がｎ、突条及び突起の周期がΛである場合
に、波長がｎΛ以上の光は低反射で透過し、波長がｎΛ
より短い光は低反射で透過するだけでなく回折現象を生
じ、この回折現象を生じる臨界波長をλｃとすれば、λ
ｃ＝ｎΛとなる。したがって、透光性基材２及びオーバ
ーコート層４として屈折率ｎ＝１.５の石英ガラスを用
い、突条や突起３…を上記実験例のように周期Λ＝９３
０（ｎｍ）で形成した場合、臨界波長λｃ＝１３９５
（ｎｍ）より短い波長の光は回折するので、可視光（波
長領域がおよそ３８０〜８００ｎｍの範囲）を回折する
回折格子として使用できる。また、低反射光学素子とし
て使用する場合、同じ石英ガラスを用いて、突起３…を
周期Λ＝２５０（ｎｍ）で形成すれば、臨界波長λｃ＝
３７５（ｎｍ）となり、可視光以上の全ての波長領域の
光は回折現象を起さずに、低反射で透過される。
４の屈折率がｎ、突条及び突起の周期がΛである場合
に、波長がｎΛ以上の光は低反射で透過し、波長がｎΛ
より短い光は低反射で透過するだけでなく回折現象を生
じ、この回折現象を生じる臨界波長をλｃとすれば、λ
ｃ＝ｎΛとなる。したがって、透光性基材２及びオーバ
ーコート層４として屈折率ｎ＝１.５の石英ガラスを用
い、突条や突起３…を上記実験例のように周期Λ＝９３
０（ｎｍ）で形成した場合、臨界波長λｃ＝１３９５
（ｎｍ）より短い波長の光は回折するので、可視光（波
長領域がおよそ３８０〜８００ｎｍの範囲）を回折する
回折格子として使用できる。また、低反射光学素子とし
て使用する場合、同じ石英ガラスを用いて、突起３…を
周期Λ＝２５０（ｎｍ）で形成すれば、臨界波長λｃ＝
３７５（ｎｍ）となり、可視光以上の全ての波長領域の
光は回折現象を起さずに、低反射で透過される。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、透
光性基材の表面に光の波長レベル又はそれ以下の周期の
微小な突条又は突起を配列形成したので、光が透過する
際にその境界面で反射を起すことがなく、反射による透
過率のロスを減少させることができるだけでなく、その
表面の周期形状に沿って基材と同一材料のオーバーコー
ト層が形成されているので、突状又は突起をドライエッ
チングにより形成した場合も、その表面の肌荒れが無く
なり、透過光の散乱による透過率のロスを減少させて、
透過率を向上させることができるという大変優れた効果
を奏する。
光性基材の表面に光の波長レベル又はそれ以下の周期の
微小な突条又は突起を配列形成したので、光が透過する
際にその境界面で反射を起すことがなく、反射による透
過率のロスを減少させることができるだけでなく、その
表面の周期形状に沿って基材と同一材料のオーバーコー
ト層が形成されているので、突状又は突起をドライエッ
チングにより形成した場合も、その表面の肌荒れが無く
なり、透過光の散乱による透過率のロスを減少させて、
透過率を向上させることができるという大変優れた効果
を奏する。
【図１】本発明に係る光学素子を示す説明図。
【図２】本発明方法を示す説明図。
【図３】二光束干渉露光法を示す説明図。
１………光学素子
２………透光性基材
３………突起
４………オーバーコート層
５………感光性レジスト膜
９………格子溝
Ｓ１……パターニング工程
Ｓ２……エッチング工程
Ｓ３……コーティング工程
Ｓ４……熱処理工程
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｂ 5/18 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｚ
(72)発明者 金 高 健 二
大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 独立行
政法人産業技術総合研究所関西センター内
(72)発明者 川 本 泰
神奈川県横浜市青葉区あざみ野南１−３−
３ 株式会社モリテックス先端技術研究所
内
(72)発明者 堀 尾 浩 司
神奈川県横浜市青葉区あざみ野南１−３−
３ 株式会社モリテックス先端技術研究所
内
Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA12 BA14 BA15 BA16
2H049 AA03 AA13 AA34 AA37 AA45
AA51 AA59 AA60 AA64 AA65
2K009 AA01 BB02 DD12 DD17 FF01
4G059 AA11 AB09 AB11 AC01 AC04
GA01 GA04 GA16
Claims (8)
- 【請求項１】透光性基材（２）の表面に、光の波長レベ
ル又はそれ以下の周期の微小な突条又は突起（３）が配
列形成されると共に、前記突条又は突起（３）による表
面の周期形状に沿って前記基材（２）と少なくとも屈折
率の等しいオーバーコート層（４）が形成されたことを
特徴とする光学素子。 - 【請求項２】透光性基材（２）の表面に塗布形成された
感光性レジスト膜（５）に光の波長レベル又はそれ以下
の周期の格子パターンを露光するパターニング工程（Ｓ
１）と、レジスト膜（５）を現像した後、透光性基材
（２）の表面にドライエッチングを施して前記格子パタ
ーンに応じた格子溝（９）を形成することにより格子溝
（９）間に周期的な突条又は突起（３）を形成するエッ
チング工程（Ｓ２）と、前記突条又は突起（３）による
表面の周期形状に沿って前記基材と少なくとも屈折率が
等しい材料でオーバーコート層（４）を形成するコーテ
ィング工程（Ｓ３）とからなる光学素子の製造方法。 - 【請求項３】前記パターニング工程（Ｓ１）で、前記格
子パターンが平行格子である場合に二光束干渉露光法に
より形成された平行干渉パターンを露光し、前記格子パ
ターンが直交格子である場合に平行干渉パターンを露光
した後、透光性基材（２）を９０度回転させて再度露光
する請求項２記載の光学素子の製造方法。 - 【請求項４】前記エッチング工程（Ｓ２）で形成された
突条及び突起（３）の周期及び高さが１００〜２０００
ｎｍに形成された請求項２又は３記載の光学素子の製造
方法。 - 【請求項５】前記エッチング工程（Ｓ２）で形成された
突条及び突起（３）の高さ／周期で定義されるアスペク
ト比が１〜３である請求項２乃至４記載の光学素子の製
造方法。 - 【請求項６】前記コーティング工程（Ｓ３）で形成され
るオーバーコート層（４）の膜厚が１００〜１０００ｎ
ｍである請求項２乃至５記載の光学素子の製造方法。 - 【請求項７】前記コーティング工程（Ｓ３）で形成され
るオーバーコート層（４）の膜厚が、前記突条及び突起
（３）の高さの０.１〜５倍である請求項２乃至６記載
の光学素子の製造方法。 - 【請求項８】前記透光性基材（２）がガラス材料からな
り、前記コーティング工程（Ｓ３）で、透光性基材
（２）と少なくとも屈折率の等しい材料でオーバーコー
ト層（４）を形成した後に、熱処理工程（Ｓ４）でその
ガラス転移点温度の２／３以上、軟化点以下の温度に加
熱処理する請求項２乃至７記載の光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001321501A JP2003121619A (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 光学素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001321501A JP2003121619A (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 光学素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003121619A true JP2003121619A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19138709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001321501A Pending JP2003121619A (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 光学素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003121619A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004021052A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Kimoto Co., Ltd. | 光制御フィルム |
| JP2012523073A (ja) * | 2009-04-02 | 2012-09-27 | サン−ゴバン グラス フランス | 有機発光ダイオード装置を対象とする、テクスチャ外面を備える構造体を製造する方法、およびテクスチャ外面を備える構造体 |
| JP2013210680A (ja) * | 2007-11-06 | 2013-10-10 | Seiko Epson Corp | 回折光学素子とその製造方法、及びレーザー加工方法 |
-
2001
- 2001-10-19 JP JP2001321501A patent/JP2003121619A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2004021052A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Kimoto Co., Ltd. | 光制御フィルム |
| KR100937093B1 (ko) | 2002-08-30 | 2010-01-21 | 키모토 컴파니 리미티드 | 광제어 필름 |
| US7771091B2 (en) | 2002-08-30 | 2010-08-10 | Kimoto Co., Ltd. | Light control film |
| JP2013210680A (ja) * | 2007-11-06 | 2013-10-10 | Seiko Epson Corp | 回折光学素子とその製造方法、及びレーザー加工方法 |
| JP2012523073A (ja) * | 2009-04-02 | 2012-09-27 | サン−ゴバン グラス フランス | 有機発光ダイオード装置を対象とする、テクスチャ外面を備える構造体を製造する方法、およびテクスチャ外面を備える構造体 |
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