JP2003185817A - マイクロコーナーキューブアレイ、その作製方法、および表示装置 - Google Patents
マイクロコーナーキューブアレイ、その作製方法、および表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微小で且つ形状精度の高い単位要素を有する
マイクロコーナーキューブアレイを作製する。 【解決手段】 マイクロコーナーキューブアレイ２０
は、立方晶系の結晶からなる単結晶基板１であって、結
晶の｛１１１｝面と実質的に平行な表面を有する単結晶
基板１を用意する工程と、単結晶基板１の表面に対し
て、基板との反応性を有するエッチングガスを用いて異
方性のドライエッチング処理を行なう工程とによって、
単結晶基板表面に結晶の｛１１１｝面よりもエッチング
速度が遅い結晶面を有する凹凸を形成することで作製さ
れる。
マイクロコーナーキューブアレイを作製する。 【解決手段】 マイクロコーナーキューブアレイ２０
は、立方晶系の結晶からなる単結晶基板１であって、結
晶の｛１１１｝面と実質的に平行な表面を有する単結晶
基板１を用意する工程と、単結晶基板１の表面に対し
て、基板との反応性を有するエッチングガスを用いて異
方性のドライエッチング処理を行なう工程とによって、
単結晶基板表面に結晶の｛１１１｝面よりもエッチング
速度が遅い結晶面を有する凹凸を形成することで作製さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコーナー
キューブアレイの作製方法およびマイクロコーナーキュ
ーブアレイを備える表示装置に関する。
キューブアレイの作製方法およびマイクロコーナーキュ
ーブアレイを備える表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロレンズ、マイクロミラ
ー、マイクロプリズムなどの、非常にサイズが小さい光
学素子（マイクロ光学素子）の開発が進められており、
光通信や表示装置の分野での利用が図られている。この
ようなマイクロ光学素子の実現によって、光学技術及び
ディスプレイ技術の分野が一段と発展・充実することが
期待されている。
ー、マイクロプリズムなどの、非常にサイズが小さい光
学素子（マイクロ光学素子）の開発が進められており、
光通信や表示装置の分野での利用が図られている。この
ようなマイクロ光学素子の実現によって、光学技術及び
ディスプレイ技術の分野が一段と発展・充実することが
期待されている。
【０００３】このような光学素子として、立方体の一隅
に対応する形状を持ち、互いに直交する３面を有するコ
ーナーキューブを規則的に配列することによって形成さ
れた反射板（コーナーキューブリフレクタ）が知られて
いる。コーナーキューブリフレクタは、入射された光を
複数の反射面で反射することによって入射方向にかかわ
らず光を元の方向に反射させる再帰性反射板の１つであ
る。以下、従来のコーナーキューブの作製方法を説明す
る。
に対応する形状を持ち、互いに直交する３面を有するコ
ーナーキューブを規則的に配列することによって形成さ
れた反射板（コーナーキューブリフレクタ）が知られて
いる。コーナーキューブリフレクタは、入射された光を
複数の反射面で反射することによって入射方向にかかわ
らず光を元の方向に反射させる再帰性反射板の１つであ
る。以下、従来のコーナーキューブの作製方法を説明す
る。
【０００４】（プレート法）プレート法では、互いに平
行な二平面を持つ平板を複数枚重ねあわせ、この重ね合
わせた平板の端面において、平面に対して直角な方向に
等しいピッチでＶ溝を切削し、頂角が約９０°の連続す
る屋根型の突起群を形成する。次に、各々の平板上に形
成された屋根型突起群の屋根の頂部が隣接する平板上に
形成されたＶ溝の底部に一致するように各平板を配置さ
せることによってコーナーキューブアレイ用の金型を作
製し、これを用いてコーナーキューブアレイを作製す
る。ただし、この方法では、屋根型の突起が形成された
平板を隣接する平板に対して適切な位置関係を有するよ
うに精度良く並べ換えて固定する必要があるため、サイ
ズの小さい（例えば１００μｍ以下）コーナーキューブ
を作製することは困難である。
行な二平面を持つ平板を複数枚重ねあわせ、この重ね合
わせた平板の端面において、平面に対して直角な方向に
等しいピッチでＶ溝を切削し、頂角が約９０°の連続す
る屋根型の突起群を形成する。次に、各々の平板上に形
成された屋根型突起群の屋根の頂部が隣接する平板上に
形成されたＶ溝の底部に一致するように各平板を配置さ
せることによってコーナーキューブアレイ用の金型を作
製し、これを用いてコーナーキューブアレイを作製す
る。ただし、この方法では、屋根型の突起が形成された
平板を隣接する平板に対して適切な位置関係を有するよ
うに精度良く並べ換えて固定する必要があるため、サイ
ズの小さい（例えば１００μｍ以下）コーナーキューブ
を作製することは困難である。
【０００５】（ピン結束法）ピン結束法では、六角柱形
状を有する金属のピンの先端に、互いに直交する正方形
の３面を有するプリズムを設け、それらを何本も束ねて
プリズム集合体を作製する。近接する３つのピンのそれ
ぞれに設けられたプリズムの各１面ずつを用いてコーナ
ーキューブが形成される。ただしこの方法では、別々の
ピンに形成されたプリズムを集めてコーナーキューブを
形成するため、サイズの小さいコーナーキューブを作製
することは実際には困難である。この方法を用いて作製
できるコーナーキューブの寸法は１ｍｍ程度が限界であ
る。
状を有する金属のピンの先端に、互いに直交する正方形
の３面を有するプリズムを設け、それらを何本も束ねて
プリズム集合体を作製する。近接する３つのピンのそれ
ぞれに設けられたプリズムの各１面ずつを用いてコーナ
ーキューブが形成される。ただしこの方法では、別々の
ピンに形成されたプリズムを集めてコーナーキューブを
形成するため、サイズの小さいコーナーキューブを作製
することは実際には困難である。この方法を用いて作製
できるコーナーキューブの寸法は１ｍｍ程度が限界であ
る。
【０００６】（三角プリズム法）三角プリズム法では、
金属等の平板の表面に三方向からＶ溝を切削することに
よって三角錐状の複数の突起を形成し、これを用いてプ
リズム集合体を形成する。ただし、この方法では、形成
可能なプリズム形状が三角錐状のプリズムに限定され
る。
金属等の平板の表面に三方向からＶ溝を切削することに
よって三角錐状の複数の突起を形成し、これを用いてプ
リズム集合体を形成する。ただし、この方法では、形成
可能なプリズム形状が三角錐状のプリズムに限定され
る。
【０００７】さらに、特開平７−２０５３２２号公報に
は、光化学的な手法を用いてマイクロコーナーキューブ
を作製する方法が記載されている。この方法では、複数
の正三角形の透過領域（または遮光領域）を有するマス
クが用いられる。このマスクの各透過領域（または遮光
領域）の透過率もしくは遮光率は、透過領域（または遮
光領域）の中心部から周辺部に向かって次第に減少して
いる。このマスクを用いて露光および現像を行なうこと
によって、複数の三角錐状のフォトレジストが基板上に
形成される。このようなレジストが形成された基板に対
して、レジストの形状と同様の突起が形成されるよう
に、異方性のエッチング（ドライエッチングなど）を行
なうことによって、互いに直交する二等辺三角形の３面
を有する三角錐状の複数の突起が基板上に形成される。
は、光化学的な手法を用いてマイクロコーナーキューブ
を作製する方法が記載されている。この方法では、複数
の正三角形の透過領域（または遮光領域）を有するマス
クが用いられる。このマスクの各透過領域（または遮光
領域）の透過率もしくは遮光率は、透過領域（または遮
光領域）の中心部から周辺部に向かって次第に減少して
いる。このマスクを用いて露光および現像を行なうこと
によって、複数の三角錐状のフォトレジストが基板上に
形成される。このようなレジストが形成された基板に対
して、レジストの形状と同様の突起が形成されるよう
に、異方性のエッチング（ドライエッチングなど）を行
なうことによって、互いに直交する二等辺三角形の３面
を有する三角錐状の複数の突起が基板上に形成される。
【０００８】また、再帰性反射板としてコーナーキュー
ブリフレクタを利用した液晶表示装置が例えば米国特許
第５，１８２，６６３号において記載されている。以
下、図１１を参照しながら、このようなコーナーキュー
ブリフレクタを備える液晶表示装置の一例を説明する。
ブリフレクタを利用した液晶表示装置が例えば米国特許
第５，１８２，６６３号において記載されている。以
下、図１１を参照しながら、このようなコーナーキュー
ブリフレクタを備える液晶表示装置の一例を説明する。
【０００９】図１１に示す液晶表示装置９００では、一
対の透明基板８０，９０間に散乱型液晶層６０が挟持さ
れている。非観察者側の基板９０の液晶層側表面には、
再帰性反射板として用いられるコーナーキューブリフレ
クタ９５および透明電極６５が形成されており、観察者
側の基板８０の液晶層側表面には、カラーフィルタ層７
０および透明電極６５が形成されている。散乱型液晶層
６０の光透過状態または散乱状態は、散乱型液晶層を挟
持する一対の透明電極６５によって散乱型液晶層６０に
印加される電圧により制御される。白表示時において、
散乱型液晶層６０は散乱状態に制御される。このとき、
装置外部の光源（例えば太陽など）から散乱型液晶層６
０に入射した光は散乱型液晶層６０で散乱される。ま
た、入射光の一部はコーナーキューブリフレクタ９５で
反射された後に液晶層６０で散乱される。このように入
射光を散乱させれば明るい表示状態が得られる。また、
黒表示時において、散乱型液晶層６は光透過状態に制御
される。このとき、散乱型液晶層６０を透過した光は、
コーナーキューブリフレクタ９５によって入射方向と同
じ方向に反射される。このため、観察者の目には、観察
者近傍から発せられた光しか届かない。従って、暗い表
示を実現することができる。また、周囲の光の正反射光
が観察者の目に届くことがないため、周囲の景色の映り
こみが防止される。
対の透明基板８０，９０間に散乱型液晶層６０が挟持さ
れている。非観察者側の基板９０の液晶層側表面には、
再帰性反射板として用いられるコーナーキューブリフレ
クタ９５および透明電極６５が形成されており、観察者
側の基板８０の液晶層側表面には、カラーフィルタ層７
０および透明電極６５が形成されている。散乱型液晶層
６０の光透過状態または散乱状態は、散乱型液晶層を挟
持する一対の透明電極６５によって散乱型液晶層６０に
印加される電圧により制御される。白表示時において、
散乱型液晶層６０は散乱状態に制御される。このとき、
装置外部の光源（例えば太陽など）から散乱型液晶層６
０に入射した光は散乱型液晶層６０で散乱される。ま
た、入射光の一部はコーナーキューブリフレクタ９５で
反射された後に液晶層６０で散乱される。このように入
射光を散乱させれば明るい表示状態が得られる。また、
黒表示時において、散乱型液晶層６は光透過状態に制御
される。このとき、散乱型液晶層６０を透過した光は、
コーナーキューブリフレクタ９５によって入射方向と同
じ方向に反射される。このため、観察者の目には、観察
者近傍から発せられた光しか届かない。従って、暗い表
示を実現することができる。また、周囲の光の正反射光
が観察者の目に届くことがないため、周囲の景色の映り
こみが防止される。
【００１０】この液晶表示装置９００において用いられ
るコーナーキューブリフレクタ９５の単位要素（すなわ
ち、１つのコーナーキューブ）のサイズＬ１は、画素領
域のサイズＬ２以下であることが求められる。単位要素
のサイズＬ１が画素領域のサイズＬ２よりも大きい場
合、所定の画素領域を通過した光が、コーナーキューブ
によって反射された後、他の画素領域を通過して戻るこ
とがあり、適切な表示が行なえなくなるからである。
るコーナーキューブリフレクタ９５の単位要素（すなわ
ち、１つのコーナーキューブ）のサイズＬ１は、画素領
域のサイズＬ２以下であることが求められる。単位要素
のサイズＬ１が画素領域のサイズＬ２よりも大きい場
合、所定の画素領域を通過した光が、コーナーキューブ
によって反射された後、他の画素領域を通過して戻るこ
とがあり、適切な表示が行なえなくなるからである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように液晶表示装
置などにおいて用いられるコーナーキューブのサイズは
画素領域のサイズ以下の非常小さい（例えば１００μｍ
以下）サイズであることが必要とされる。しかしなが
ら、上述のように機械的にコーナーキューブを作製する
方法では、このような微細なコーナーキューブを形成す
ることは製造工程上困難であることが多い。また、上述
のような方法で微細なサイズのコーナーキューブを作製
すると、各反射面の鏡面性が低くなり、反射面の交差部
におけるコーナー曲率（Ｒ）が大きくなるため、再帰反
射させる効率が低くなるという問題も生じる。
置などにおいて用いられるコーナーキューブのサイズは
画素領域のサイズ以下の非常小さい（例えば１００μｍ
以下）サイズであることが必要とされる。しかしなが
ら、上述のように機械的にコーナーキューブを作製する
方法では、このような微細なコーナーキューブを形成す
ることは製造工程上困難であることが多い。また、上述
のような方法で微細なサイズのコーナーキューブを作製
すると、各反射面の鏡面性が低くなり、反射面の交差部
におけるコーナー曲率（Ｒ）が大きくなるため、再帰反
射させる効率が低くなるという問題も生じる。
【００１２】また、上記特開平７−２０５３２２号公報
に記載されているような光化学的な手法を用いて作製さ
れたマイクロコーナーキューブでは、側面（反射面）の
面精度（平面性）を高くすることが困難である。上記手
法では、マイクロコーナーキューブの側面の面精度は、
基板上に形成する三角錐状のフォトレジストの面精度に
依存し、このフォトレジストの面精度を高めるには、マ
スクの透過率または遮光率の変化率を均一にするなどし
て、フォトレジストの露光・現像プロセスを厳密に制御
する必要がある。しかし、このようなことは実際には困
難である。さらに、この方法で作製されるコーナーキュ
ーブの形状は、直角二等辺三角形の３面で構成される形
状に限られる。
に記載されているような光化学的な手法を用いて作製さ
れたマイクロコーナーキューブでは、側面（反射面）の
面精度（平面性）を高くすることが困難である。上記手
法では、マイクロコーナーキューブの側面の面精度は、
基板上に形成する三角錐状のフォトレジストの面精度に
依存し、このフォトレジストの面精度を高めるには、マ
スクの透過率または遮光率の変化率を均一にするなどし
て、フォトレジストの露光・現像プロセスを厳密に制御
する必要がある。しかし、このようなことは実際には困
難である。さらに、この方法で作製されるコーナーキュ
ーブの形状は、直角二等辺三角形の３面で構成される形
状に限られる。
【００１３】本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みて
なされたものであり、微細で且つ形状精度が高いマイク
ロコーナーキューブアレイの作製方法およびこれを用い
た表示装置を提供することをその目的とする。
なされたものであり、微細で且つ形状精度が高いマイク
ロコーナーキューブアレイの作製方法およびこれを用い
た表示装置を提供することをその目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロコーナ
ーキューブアレイの作製方法は、立方晶系の結晶からな
る単結晶基板であって、前記結晶の｛１１１｝面と実質
的に平行な表面を有する単結晶基板を用意する工程と、
前記単結晶基板の前記表面に対して、前記基板との反応
性を有するエッチングガスを用いて異方性のドライエッ
チング処理を行なう工程とを包含し、前記異方性のドラ
イエッチング処理によって、前記結晶の｛１１１｝面よ
りもエッチング速度が遅い結晶面を有する凹凸を形成す
る。
ーキューブアレイの作製方法は、立方晶系の結晶からな
る単結晶基板であって、前記結晶の｛１１１｝面と実質
的に平行な表面を有する単結晶基板を用意する工程と、
前記単結晶基板の前記表面に対して、前記基板との反応
性を有するエッチングガスを用いて異方性のドライエッ
チング処理を行なう工程とを包含し、前記異方性のドラ
イエッチング処理によって、前記結晶の｛１１１｝面よ
りもエッチング速度が遅い結晶面を有する凹凸を形成す
る。
【００１５】ある好ましい実施形態において、前記エッ
チング速度の遅い結晶面は、前記結晶の｛１００｝面で
ある。
チング速度の遅い結晶面は、前記結晶の｛１００｝面で
ある。
【００１６】ある好ましい実施形態において、前記凹凸
は、互いに直交する３つの｛１００｝面を有する。
は、互いに直交する３つの｛１００｝面を有する。
【００１７】ある好ましい実施形態において、前記単結
晶基板は、閃亜鉛構造をとる化合物半導体から形成され
る。
晶基板は、閃亜鉛構造をとる化合物半導体から形成され
る。
【００１８】ある好ましい実施形態において、前記化合
物半導体はガリウム砒素であり、前記結晶の｛１１１｝
面はガリウムが形成する｛１１１｝Ａ面である。
物半導体はガリウム砒素であり、前記結晶の｛１１１｝
面はガリウムが形成する｛１１１｝Ａ面である。
【００１９】ある好ましい実施形態において、前記エッ
チングガスは、ハロゲン化合物ガスを含む。
チングガスは、ハロゲン化合物ガスを含む。
【００２０】ある好ましい実施形態において、前記エッ
チングガスは、砒素と臭素の化合物を含む。
チングガスは、砒素と臭素の化合物を含む。
【００２１】ある好ましい実施形態において、前記エッ
チングガスは、砒素と塩素の化合物を含む。
チングガスは、砒素と塩素の化合物を含む。
【００２２】ある好ましい実施形態において、前記ドラ
イエッチング処理は、反応律速領域となるエッチング条
件下で行なわれる。
イエッチング処理は、反応律速領域となるエッチング条
件下で行なわれる。
【００２３】ある好ましい実施形態において、前記ドラ
イエッチング処理を行なうとき、前記エッチングガスに
加えて砒素ガスを用いてエッチングを行なう。
イエッチング処理を行なうとき、前記エッチングガスに
加えて砒素ガスを用いてエッチングを行なう。
【００２４】ある好ましい実施形態において、前記異方
性エッチング処理を行なう工程の前に、前記単結晶基板
の前記表面を、所定のパターンで配置された、少なくと
も１つのマスク部および少なくとも１つの開口部を有す
るエッチングマスク層で覆う工程をさらに包含する。
性エッチング処理を行なう工程の前に、前記単結晶基板
の前記表面を、所定のパターンで配置された、少なくと
も１つのマスク部および少なくとも１つの開口部を有す
るエッチングマスク層で覆う工程をさらに包含する。
【００２５】ある好ましい実施形態において、前記エッ
チングマスク層の前記パターンに応じて、マイクロコー
ナーキューブアレイの単位要素のサイズが制御される。
チングマスク層の前記パターンに応じて、マイクロコー
ナーキューブアレイの単位要素のサイズが制御される。
【００２６】ある好ましい実施形態において、前記凹凸
は、互いに直交する略正方形の３面を有する。
は、互いに直交する略正方形の３面を有する。
【００２７】ある好ましい実施形態において、前記単結
晶基板上に形成された前記凹凸を樹脂材料に転写する工
程をさらに包含する。
晶基板上に形成された前記凹凸を樹脂材料に転写する工
程をさらに包含する。
【００２８】本発明のマイクロコーナーキューブアレイ
は、上記いずれかの作製方法によって作製されたもので
ある。
は、上記いずれかの作製方法によって作製されたもので
ある。
【００２９】本発明の表示装置は、上記のマイクロコー
ナーキューブアレイと、前記マイクロコーナーキューブ
アレイ上に設けられた光変調層と、前記マイクロコーナ
ーキューブアレイと前記光変調層との間に設けられた画
素電極とを備える。
ナーキューブアレイと、前記マイクロコーナーキューブ
アレイ上に設けられた光変調層と、前記マイクロコーナ
ーキューブアレイと前記光変調層との間に設けられた画
素電極とを備える。
【００３０】ある好ましい実施形態において、前記マイ
クロコーナーキューブアレイは、単位要素としてのコー
ナーキューブを複数有し、前記コーナーキューブのサイ
ズが、前記画素電極によって規定される画素領域のサイ
ズ以下である。
クロコーナーキューブアレイは、単位要素としてのコー
ナーキューブを複数有し、前記コーナーキューブのサイ
ズが、前記画素電極によって規定される画素領域のサイ
ズ以下である。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明によるマイクロコーナーキ
ューブアレイの作製方法では、閃亜鉛構造を有する化合
物半導体やダイヤモンド構造を有する材料から形成した
基板などの、立方晶系の結晶からなる単結晶基板（以
下、「立方晶単結晶基板」と呼ぶ場合もある）を用いて
マイクロコーナーキューブアレイを作製する。具体的に
は、その表面が結晶の｛１１１｝面と実質的に平行に配
置されている立方晶単結晶基板を用意し、この基板表面
に対して、異方性のドライエッチング処理を行なうこと
でマイクロコーナーキューブアレイを作製する。
ューブアレイの作製方法では、閃亜鉛構造を有する化合
物半導体やダイヤモンド構造を有する材料から形成した
基板などの、立方晶系の結晶からなる単結晶基板（以
下、「立方晶単結晶基板」と呼ぶ場合もある）を用いて
マイクロコーナーキューブアレイを作製する。具体的に
は、その表面が結晶の｛１１１｝面と実質的に平行に配
置されている立方晶単結晶基板を用意し、この基板表面
に対して、異方性のドライエッチング処理を行なうこと
でマイクロコーナーキューブアレイを作製する。
【００３２】なお、本明細書において「結晶の｛１１
１｝面と実質的に平行な表面を有する基板」は、結晶の
｛１１１｝面に対して平行な表面を有する基板だけでな
く、０°〜１０°傾いた表面を有する基板を含むものと
する。
１｝面と実質的に平行な表面を有する基板」は、結晶の
｛１１１｝面に対して平行な表面を有する基板だけでな
く、０°〜１０°傾いた表面を有する基板を含むものと
する。
【００３３】本発明では、基板表面を加工する際、結晶
面に応じてエッチング速度が異なる異方性のドライエッ
チング工程を行う点に特徴の１つを有している。例え
ば、ガリウム砒素単結晶基板に対してハロゲン化合物ガ
スなどの反応性のエッチングガスを用いてドライエッチ
ングを行なった場合、結晶の｛１１１｝Ａ面（ガリウム
が形成する｛１１１｝面）におけるエッチング速度は速
く、｛１００｝面（（１００）面、（０１０）面、（０
０１）面などの結晶面）におけるエッチング速度は遅
い。従って、ガリウム砒素基板の｛１１１｝Ａ面を用意
し、この面に対して上述のドライエッチングを行なえ
ば、結晶の｛１００｝面が残るように異方性のエッチン
グが進行し、その結果、結晶の｛１００｝面を有する凹
凸が基板表面上に形成される。これによって、互いに直
交する３面（例えば、（１００）面と（０１０）面と
（００１）面）から構成されるコーナーキューブのアレ
イを作製することができる。
面に応じてエッチング速度が異なる異方性のドライエッ
チング工程を行う点に特徴の１つを有している。例え
ば、ガリウム砒素単結晶基板に対してハロゲン化合物ガ
スなどの反応性のエッチングガスを用いてドライエッチ
ングを行なった場合、結晶の｛１１１｝Ａ面（ガリウム
が形成する｛１１１｝面）におけるエッチング速度は速
く、｛１００｝面（（１００）面、（０１０）面、（０
０１）面などの結晶面）におけるエッチング速度は遅
い。従って、ガリウム砒素基板の｛１１１｝Ａ面を用意
し、この面に対して上述のドライエッチングを行なえ
ば、結晶の｛１００｝面が残るように異方性のエッチン
グが進行し、その結果、結晶の｛１００｝面を有する凹
凸が基板表面上に形成される。これによって、互いに直
交する３面（例えば、（１００）面と（０１０）面と
（００１）面）から構成されるコーナーキューブのアレ
イを作製することができる。
【００３４】上述のような方法によって作製されたコー
ナーキューブの表面は、立方晶系結晶の結晶面に沿って
形成されるため、その形状精度が非常に高い。各コーナ
ーキューブを構成する３面の平面性は良好であり、各面
が交わる部分（角部または稜）の形状はシャープであ
る。さらに、上記のコーナーキューブアレイは、規則的
に配列された複数の頂点部を含む立体形状をとり得る
が、各頂点部の高さレベルが揃っており、これらが略同
一の面内に位置する。このようなコーナーキューブアレ
イは、入射光を再帰反射する再帰性反射板として好適に
用いられ得る。
ナーキューブの表面は、立方晶系結晶の結晶面に沿って
形成されるため、その形状精度が非常に高い。各コーナ
ーキューブを構成する３面の平面性は良好であり、各面
が交わる部分（角部または稜）の形状はシャープであ
る。さらに、上記のコーナーキューブアレイは、規則的
に配列された複数の頂点部を含む立体形状をとり得る
が、各頂点部の高さレベルが揃っており、これらが略同
一の面内に位置する。このようなコーナーキューブアレ
イは、入射光を再帰反射する再帰性反射板として好適に
用いられ得る。
【００３５】また、本発明によって作製されるコーナー
キューブアレイの単位要素（１つのコーナーキューブ）
のサイズは、エッチング工程で用いられるレジスト（ま
たはマスク）のパターンを調節することによって、数十
μｍ以下に設定され得る。従って、液晶表示装置などに
用いられる再帰性反射板として適切に使用される微細な
コーナーキューブアレイを作製することが可能である。
キューブアレイの単位要素（１つのコーナーキューブ）
のサイズは、エッチング工程で用いられるレジスト（ま
たはマスク）のパターンを調節することによって、数十
μｍ以下に設定され得る。従って、液晶表示装置などに
用いられる再帰性反射板として適切に使用される微細な
コーナーキューブアレイを作製することが可能である。
【００３６】なお、本発明で用いられる立方晶単結晶基
板は、非晶質や多結晶の材料からなる支持基板の上に単
結晶層を有する基板を含むものとする。また、平板状の
ものだけでなく、平坦な表面を含む限り種々の立体形状
を有し得る。
板は、非晶質や多結晶の材料からなる支持基板の上に単
結晶層を有する基板を含むものとする。また、平板状の
ものだけでなく、平坦な表面を含む限り種々の立体形状
を有し得る。
【００３７】以下、図面を参照しながら本発明の実施形
態を説明する。
態を説明する。
【００３８】（実施形態１）本実施形態では、立方晶単
結晶基板としてガリウム砒素基板を用い、この基板の表
面にマイクロコーナーキューブアレイを作製する。
結晶基板としてガリウム砒素基板を用い、この基板の表
面にマイクロコーナーキューブアレイを作製する。
【００３９】図１は、本実施形態のマイクロコーナーキ
ューブアレイの作製工程を示す。まず、表面が｛１１
１｝Ａ面のガリウム砒素単結晶基板１を用意し、この表
面を鏡面に仕上げる（図１（ａ））。なお、ガリウムが
形成する｛１１１｝面が｛１１１｝Ａ面であり、砒素が
形成する｛１１１｝面が｛１１１｝Ｂ面である。
ューブアレイの作製工程を示す。まず、表面が｛１１
１｝Ａ面のガリウム砒素単結晶基板１を用意し、この表
面を鏡面に仕上げる（図１（ａ））。なお、ガリウムが
形成する｛１１１｝面が｛１１１｝Ａ面であり、砒素が
形成する｛１１１｝面が｛１１１｝Ｂ面である。
【００４０】次に、基板１上に、ＣＶＤ法によって厚さ
約３０００ÅのＳｉＯ2膜３を形成する（図１
（ｂ））。さらに、このＳｉＯ2膜３を覆うように、ス
ピンコート法によって厚さ約２μｍのレジスト膜５を塗
布する（前記１（ｃ））。レジスト膜５の材料としては
例えばＯＦＰＲ−８００（東京応化社製）を用いること
ができる。
約３０００ÅのＳｉＯ2膜３を形成する（図１
（ｂ））。さらに、このＳｉＯ2膜３を覆うように、ス
ピンコート法によって厚さ約２μｍのレジスト膜５を塗
布する（前記１（ｃ））。レジスト膜５の材料としては
例えばＯＦＰＲ−８００（東京応化社製）を用いること
ができる。
【００４１】次に、レジスト膜５をプリベークした後、
レジスト膜５上にマスクを配置して露光・現像を行うこ
とによって所定のレジストパターン５ａを形成する（図
１（ｄ））。
レジスト膜５上にマスクを配置して露光・現像を行うこ
とによって所定のレジストパターン５ａを形成する（図
１（ｄ））。
【００４２】上述のマスクは、例えば、図２に示すよう
に、正三角形の遮光部９ａと逆正三角形の透光部９ｂと
が三角形の辺方向のそれぞれにおいて交互に並ぶような
パターンを有している。マスクは、好適には、上記正三
角形の遮光部９ａのいずれかの一辺（エッジ）が、ガリ
ウム砒素結晶の（１００）面と平行になるように基板上
に配置される。なお、本実施形態では、正三角形の一辺
の長さが約１０μｍとなるマスクを用いている。
に、正三角形の遮光部９ａと逆正三角形の透光部９ｂと
が三角形の辺方向のそれぞれにおいて交互に並ぶような
パターンを有している。マスクは、好適には、上記正三
角形の遮光部９ａのいずれかの一辺（エッジ）が、ガリ
ウム砒素結晶の（１００）面と平行になるように基板上
に配置される。なお、本実施形態では、正三角形の一辺
の長さが約１０μｍとなるマスクを用いている。
【００４３】次に、レジストパターン５ａが形成された
基板に対してＢｕｆｆｅｒｅｄ ＨＦを用いてエッチン
グを行ない、レジストマスクパターン５ａをＳｉＯ2膜
３に転写することによって、ＳｉＯ2マスクパターン３
ａを形成する（図１（ｅ））。さらに、アセトンなどの
有機溶剤を用いて洗浄することによってレジストマスク
パターン５ａを剥離した後、オーブンで２００℃に加熱
し脱水する（図１（ｆ））。これによって、後述のドラ
イエッチング工程におけるエッチングマスク層（すなわ
ちＳｉＯ2マスクパターン３ａ）が形成される。なお、
このようにして形成されたＳｉＯ2マスクパターン３ａ
のパターン形状は、図２に示したマスクのパターン形状
と同様である。
基板に対してＢｕｆｆｅｒｅｄ ＨＦを用いてエッチン
グを行ない、レジストマスクパターン５ａをＳｉＯ2膜
３に転写することによって、ＳｉＯ2マスクパターン３
ａを形成する（図１（ｅ））。さらに、アセトンなどの
有機溶剤を用いて洗浄することによってレジストマスク
パターン５ａを剥離した後、オーブンで２００℃に加熱
し脱水する（図１（ｆ））。これによって、後述のドラ
イエッチング工程におけるエッチングマスク層（すなわ
ちＳｉＯ2マスクパターン３ａ）が形成される。なお、
このようにして形成されたＳｉＯ2マスクパターン３ａ
のパターン形状は、図２に示したマスクのパターン形状
と同様である。
【００４４】本実施形態では、ＳｉＯ2マスクパターン
３ａのパターン形状に応じて、形成されるコーナーキュ
ーブのサイズが制御される。より具体的には、形成され
るコーナーキューブのサイズは、ＳｉＯ2マスクパター
ン３ａにおけるマスク部の重心位置のピッチ（本実施形
態では約１０μｍ）と同程度のサイズになる。
３ａのパターン形状に応じて、形成されるコーナーキュ
ーブのサイズが制御される。より具体的には、形成され
るコーナーキューブのサイズは、ＳｉＯ2マスクパター
ン３ａにおけるマスク部の重心位置のピッチ（本実施形
態では約１０μｍ）と同程度のサイズになる。
【００４５】次に、図３に示すようなエッチング装置３
０に、ＳｉＯ2マスクパターン３ａが形成されたガリウ
ム砒素基板１を導入し、基板１の表面をドライエッチン
グする。
０に、ＳｉＯ2マスクパターン３ａが形成されたガリウ
ム砒素基板１を導入し、基板１の表面をドライエッチン
グする。
【００４６】より具体的には、まず、エッチング装置３
０の加熱装置６に対して基板１を固定した後、真空排気
装置７を用いて装置内を１×１０-9Ｔｏｒｒまで排気す
る。次に、砒素ガス供給装置９にて砒素ガスを供給しつ
つ、加熱装置６によってガリウム砒素基板１を５９０℃
に加熱し約３０分間保持する。これによって、ガリウム
砒素基板１の表面に形成された自然酸化膜を除去した
後、砒素ガスの供給を停止し、基板温度を３８０℃まで
降温させる。このようにして温度を調節した後、エッチ
ングガス導入装置８を用いてエッチングガスを基板に対
して約１０時間照射することでドライエッチングを行な
う。本実施形態では、エッチングガスとして三臭化砒素
ガスを用いている。ただし、三塩化砒素ガスなどの他の
ガスを用いることもできる。
０の加熱装置６に対して基板１を固定した後、真空排気
装置７を用いて装置内を１×１０-9Ｔｏｒｒまで排気す
る。次に、砒素ガス供給装置９にて砒素ガスを供給しつ
つ、加熱装置６によってガリウム砒素基板１を５９０℃
に加熱し約３０分間保持する。これによって、ガリウム
砒素基板１の表面に形成された自然酸化膜を除去した
後、砒素ガスの供給を停止し、基板温度を３８０℃まで
降温させる。このようにして温度を調節した後、エッチ
ングガス導入装置８を用いてエッチングガスを基板に対
して約１０時間照射することでドライエッチングを行な
う。本実施形態では、エッチングガスとして三臭化砒素
ガスを用いている。ただし、三塩化砒素ガスなどの他の
ガスを用いることもできる。
【００４７】このドライエッチング工程で異方性のエッ
チングを行なうためには、使用するエッチングガスが、
基板との化学的な反応性を有している必要がある。反応
性のエッチングガスを用いた場合、基板表面とエッチン
グガスとが化学的に反応するが、このとき、基板におけ
る結晶面のそれぞれに対するエッチングガスの反応性が
異なることで、エッチング速度も各結晶面でそれぞれ異
なる。これによって、異方性のドライエッチングが行わ
れる。
チングを行なうためには、使用するエッチングガスが、
基板との化学的な反応性を有している必要がある。反応
性のエッチングガスを用いた場合、基板表面とエッチン
グガスとが化学的に反応するが、このとき、基板におけ
る結晶面のそれぞれに対するエッチングガスの反応性が
異なることで、エッチング速度も各結晶面でそれぞれ異
なる。これによって、異方性のドライエッチングが行わ
れる。
【００４８】また、エッチングガスとしては、エッチン
グガスと基板とが反応してできた生成物の蒸気圧が高
く、生成物が気体になるようなガスを用いることが望ま
しい。
グガスと基板とが反応してできた生成物の蒸気圧が高
く、生成物が気体になるようなガスを用いることが望ま
しい。
【００４９】これらの理由から、上述の三臭化砒素ガス
または三塩化砒素ガスのようなハロゲン化合物ガスなど
がエッチングガスとして好適に用いられる。なお、上記
の条件を満たすガスとしては他に水素ガスも挙げられ
る。
または三塩化砒素ガスのようなハロゲン化合物ガスなど
がエッチングガスとして好適に用いられる。なお、上記
の条件を満たすガスとしては他に水素ガスも挙げられ
る。
【００５０】なお、ハロゲン化合物をエッチングガスと
して用いてガリウム砒素基板をエッチングする手法自体
は従来から知られている。例えば、塩化水素を用いた方
法はSurface Science 312,181 (1994)に記載されてお
り、三塩化水素を用いた方法はJournal of Crystal Gro
wth 164,97 (1994)に記載されている。また、三臭化砒
素をエッチングガスとして用いてガリウム砒素基板をエ
ッチングする方法が、特開平８−３２１４８３号公報に
記載されている。これらには、ハロゲン化合物をエッチ
ャントととして用いれば、非常に高い加工性度でエッチ
ングが行なわれることが記載されている。本実施形態で
は、このような精度の高いエッチング方法をマイクロコ
ーナーキューブアレイの作製に利用することで、非常に
再帰率の高い反射板を作製することを可能にしている。
して用いてガリウム砒素基板をエッチングする手法自体
は従来から知られている。例えば、塩化水素を用いた方
法はSurface Science 312,181 (1994)に記載されてお
り、三塩化水素を用いた方法はJournal of Crystal Gro
wth 164,97 (1994)に記載されている。また、三臭化砒
素をエッチングガスとして用いてガリウム砒素基板をエ
ッチングする方法が、特開平８−３２１４８３号公報に
記載されている。これらには、ハロゲン化合物をエッチ
ャントととして用いれば、非常に高い加工性度でエッチ
ングが行なわれることが記載されている。本実施形態で
は、このような精度の高いエッチング方法をマイクロコ
ーナーキューブアレイの作製に利用することで、非常に
再帰率の高い反射板を作製することを可能にしている。
【００５１】本実施形態では、異方性ドライエッチング
工程において、ガリウム砒素単結晶の｛１００｝面
（（１００）面、（０１０）面、および（００１）面）
は｛１１１｝Ａ面に比べてエッチングされにくく、この
｛１００｝面が形成されるように異方性のエッチングが
進行する。ハロゲン化合物を含むエッチングガスによっ
てドライエッチングを行なっているので、形成される
｛１００｝面の平坦度は良好である。
工程において、ガリウム砒素単結晶の｛１００｝面
（（１００）面、（０１０）面、および（００１）面）
は｛１１１｝Ａ面に比べてエッチングされにくく、この
｛１００｝面が形成されるように異方性のエッチングが
進行する。ハロゲン化合物を含むエッチングガスによっ
てドライエッチングを行なっているので、形成される
｛１００｝面の平坦度は良好である。
【００５２】その後、エッチングが進むと、図１（ｇ）
に示すようにガリウム砒素単結晶の｛１００｝面によっ
て構成される凹凸２０が形成される。図４（ａ）および
（ｂ）は、形成された凹凸２０の平面図および斜視図を
示す。図示するように、エッチングマスク層（ＳｉＯ2
マスクパターン３ａ）のマスク部３ｂおよび開口部３ｃ
に対応した形態で、ガリウム砒素単結晶の直交する３つ
の｛１００｝面Ｓに沿った表面を有する凹凸が形成さ
れ、これによりマイクロコーナーキューブアレイが得ら
れる。なお、エッチングが進み、基板１上にマイクロコ
ーナーキューブアレイが形成された段階では、図１
（ｇ）に示すように、ＳｉＯ2マスクパターン３ａと基
板表面の凹凸２０との接触部が点状になるため、ＳｉＯ
2マスクパターン３ａは基板１から自動的に剥離される
（図１（ｈ））。
に示すようにガリウム砒素単結晶の｛１００｝面によっ
て構成される凹凸２０が形成される。図４（ａ）および
（ｂ）は、形成された凹凸２０の平面図および斜視図を
示す。図示するように、エッチングマスク層（ＳｉＯ2
マスクパターン３ａ）のマスク部３ｂおよび開口部３ｃ
に対応した形態で、ガリウム砒素単結晶の直交する３つ
の｛１００｝面Ｓに沿った表面を有する凹凸が形成さ
れ、これによりマイクロコーナーキューブアレイが得ら
れる。なお、エッチングが進み、基板１上にマイクロコ
ーナーキューブアレイが形成された段階では、図１
（ｇ）に示すように、ＳｉＯ2マスクパターン３ａと基
板表面の凹凸２０との接触部が点状になるため、ＳｉＯ
2マスクパターン３ａは基板１から自動的に剥離される
（図１（ｈ））。
【００５３】このようにして作製されたマイクロコーナ
ーキューブアレイは、図４（ａ）および（ｂ）からわか
るように、白丸で示す頂点を中心とする凸部と、黒丸で
示す頂点（底点）を中心とする凹部とが組み合わせられ
た立体形状を有している。また、その単位要素（１つの
コーナーキューブ）は、底点で交差し互いに直交する略
正方形の３面によって構成され、上面から見た場合に略
六角形の形状を示す。このように本実施形態で形成され
るコーナーキューブは比較的複雑な形状を有している
が、そのサイズは十数μｍ程度と非常に小さい。また、
形状精度（略正方形の３面の各々の平面度など）も高
い。
ーキューブアレイは、図４（ａ）および（ｂ）からわか
るように、白丸で示す頂点を中心とする凸部と、黒丸で
示す頂点（底点）を中心とする凹部とが組み合わせられ
た立体形状を有している。また、その単位要素（１つの
コーナーキューブ）は、底点で交差し互いに直交する略
正方形の３面によって構成され、上面から見た場合に略
六角形の形状を示す。このように本実施形態で形成され
るコーナーキューブは比較的複雑な形状を有している
が、そのサイズは十数μｍ程度と非常に小さい。また、
形状精度（略正方形の３面の各々の平面度など）も高
い。
【００５４】なお、本実施形態では、エッチングガスと
して三臭化砒素ガスを用いてコーナーキューブアレイを
作製した例を示したが、三塩化砒素ガスを用いて作製し
た場合にも、同様のコーナーキューブアレイが得ること
ができた。
して三臭化砒素ガスを用いてコーナーキューブアレイを
作製した例を示したが、三塩化砒素ガスを用いて作製し
た場合にも、同様のコーナーキューブアレイが得ること
ができた。
【００５５】次に、マイクロコーナーキューブアレイを
再帰性反射板として用いる場合、上記凹凸が形成された
ガリウム砒素基板の表面上に、例えば蒸着法などによっ
て、凹凸の表面形状に沿うように略一様な厚さ（例えば
２００ｎｍ）でアルミニウムや銀などの反射性材料の薄
膜を形成する。これにより、直交する３つの略正方形の
反射面を備える再帰性反射板を作製することができる。
再帰性反射板として用いる場合、上記凹凸が形成された
ガリウム砒素基板の表面上に、例えば蒸着法などによっ
て、凹凸の表面形状に沿うように略一様な厚さ（例えば
２００ｎｍ）でアルミニウムや銀などの反射性材料の薄
膜を形成する。これにより、直交する３つの略正方形の
反射面を備える再帰性反射板を作製することができる。
【００５６】また、ガリウム砒素基板の表面に形成され
たマイクロコーナーキューブアレイを樹脂材料などに転
写し、樹脂材料からなるマイクロコーナーキューブアレ
イを作製してもよい。より具体的には、まず、上述のよ
うにコーナーキューブアレイが形成されたガリウム砒素
基板から電鋳型を作製する。この電鋳型の作製は公知の
方法によって行なうことができる。次に、この電鋳型を
ロールなどに貼り付け、このロールを用いて型押し樹脂
成形を行なうことによって、樹脂材料にマイクロコーナ
ーキューブアレイを転写することができる。
たマイクロコーナーキューブアレイを樹脂材料などに転
写し、樹脂材料からなるマイクロコーナーキューブアレ
イを作製してもよい。より具体的には、まず、上述のよ
うにコーナーキューブアレイが形成されたガリウム砒素
基板から電鋳型を作製する。この電鋳型の作製は公知の
方法によって行なうことができる。次に、この電鋳型を
ロールなどに貼り付け、このロールを用いて型押し樹脂
成形を行なうことによって、樹脂材料にマイクロコーナ
ーキューブアレイを転写することができる。
【００５７】なお、以上には、コーナーキューブアレイ
が作製される基板としてガリウム砒素単結晶基板を用い
る例を説明したが、適切なエッチングガスを用いれば、
ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＺｎＳ、ＧａＰ、などの他の閃亜鉛
構造をとる化合物から形成される単結晶基板や、Ｇｅな
どのダイヤモンド構造をとる単結晶基板を用いることも
可能である。
が作製される基板としてガリウム砒素単結晶基板を用い
る例を説明したが、適切なエッチングガスを用いれば、
ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＺｎＳ、ＧａＰ、などの他の閃亜鉛
構造をとる化合物から形成される単結晶基板や、Ｇｅな
どのダイヤモンド構造をとる単結晶基板を用いることも
可能である。
【００５８】（実施形態２）以下、実施形態１における
異方性ドライエッチング工程を行なう際の、ガリウム砒
素基板の温度とエッチング速度との関係について説明す
る。
異方性ドライエッチング工程を行なう際の、ガリウム砒
素基板の温度とエッチング速度との関係について説明す
る。
【００５９】図５は、エッチングガスとして三臭化砒素
を用いた場合における、基板温度とエッチング速度との
関係を示すグラフである。図５には、ガリウム砒素単結
晶基板の｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とのそれぞれに
ついての上記の関係が示されている。また、図６は、図
５に示した｛１１１｝Ａ面に対するエッチング速度Ｖ
111Aと｛１００｝面に対するエッチング速度Ｖ100との
比（Ｖ111A／Ｖ100）を基板温度に関して示すグラフで
ある。
を用いた場合における、基板温度とエッチング速度との
関係を示すグラフである。図５には、ガリウム砒素単結
晶基板の｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とのそれぞれに
ついての上記の関係が示されている。また、図６は、図
５に示した｛１１１｝Ａ面に対するエッチング速度Ｖ
111Aと｛１００｝面に対するエッチング速度Ｖ100との
比（Ｖ111A／Ｖ100）を基板温度に関して示すグラフで
ある。
【００６０】図５からわかるように、基板温度が４００
℃以下のとき、温度変化に対するエッチング速度の変化
の割合が比較的大きく、温度が４００℃を超えるとき、
温度変化に対するエッチング速度の変化の割合が非常に
小さい。上述のエッチング速度変化の大きい領域を「反
応律速領域」と呼び、上述のエッチング速度変化の小さ
いまたはほとんどない領域を「供給律速領域」と呼ぶ。
℃以下のとき、温度変化に対するエッチング速度の変化
の割合が比較的大きく、温度が４００℃を超えるとき、
温度変化に対するエッチング速度の変化の割合が非常に
小さい。上述のエッチング速度変化の大きい領域を「反
応律速領域」と呼び、上述のエッチング速度変化の小さ
いまたはほとんどない領域を「供給律速領域」と呼ぶ。
【００６１】なお、「反応律速領域」は、上述の基板温
度やエッチングガス供給圧などの、エッチング条件を規
定する種々のパラメータにおいてそれぞれ規定され得
る。すなわち、上述のようなエッチング速度の変化が大
きくなるような範囲が各パラメータにおいてそれぞれ存
在し得、各パラメータ毎にこの範囲が「反応律速領域」
として規定され得る。なお、本明細書では、「反応律速
領域」は、エッチング速度が最も速い結晶面におけるエ
ッチング速度が、エッチング速度が最も遅い結晶面にお
けるエッチング速度の１．１倍以上となるようなエッチ
ング条件範囲を指す。
度やエッチングガス供給圧などの、エッチング条件を規
定する種々のパラメータにおいてそれぞれ規定され得
る。すなわち、上述のようなエッチング速度の変化が大
きくなるような範囲が各パラメータにおいてそれぞれ存
在し得、各パラメータ毎にこの範囲が「反応律速領域」
として規定され得る。なお、本明細書では、「反応律速
領域」は、エッチング速度が最も速い結晶面におけるエ
ッチング速度が、エッチング速度が最も遅い結晶面にお
けるエッチング速度の１．１倍以上となるようなエッチ
ング条件範囲を指す。
【００６２】また、図５および図６からわかるように、
４００℃以下の反応律速領域においては、｛１１１｝Ａ
面と｛１００｝面とのエッチング速度比（Ｖ111A／Ｖ
100）が大きい。逆に、４００℃を超える供給律速領域
では、｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とのエッチング速
度比（Ｖ111A／Ｖ100）が非常に小さい。従って、｛１
１１｝Ａ面と｛１００｝面とのエッチング速度比を大き
く取ろうとすれば、４００℃以下の反応律速領域でエッ
チングを行なえばよいことがわかる。
４００℃以下の反応律速領域においては、｛１１１｝Ａ
面と｛１００｝面とのエッチング速度比（Ｖ111A／Ｖ
100）が大きい。逆に、４００℃を超える供給律速領域
では、｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とのエッチング速
度比（Ｖ111A／Ｖ100）が非常に小さい。従って、｛１
１１｝Ａ面と｛１００｝面とのエッチング速度比を大き
く取ろうとすれば、４００℃以下の反応律速領域でエッ
チングを行なえばよいことがわかる。
【００６３】図７（ａ）および（ｂ）は、反応律速領域
内の３８０℃でエッチングを行なった場合と供給律速領
域内の６００℃でエッチングを行なった場合とのそれぞ
れにおいて形成されたコーナーキューブの断面を各々示
している。図７（ａ）からわかるように、基板温度が３
８０℃で、｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とのエッチン
グ速度比が大きい場合には、エッチングによって形成さ
れるコーナーキューブは、鋭利な角部（頂点）を有し、
また、コーナーキューブの各面の平面度が良好になるよ
うに形成される。これに対し、図７（ｂ）に示すよう
に、基板温度が６００℃で、｛１１１｝Ａ面と｛１０
０｝面とのエッチング速度比が小さい場合には、エッチ
ングによって形成されるコーナーキューブは、丸みを帯
びた角や面を有するように形成される。このように、
｛１１１｝Ａ面がエッチングされる速度が、｛１００｝
面がエッチングされる速度と比較して十分速いものでは
ない場合、形成されるコーナーキューブの形状精度が低
下する。
内の３８０℃でエッチングを行なった場合と供給律速領
域内の６００℃でエッチングを行なった場合とのそれぞ
れにおいて形成されたコーナーキューブの断面を各々示
している。図７（ａ）からわかるように、基板温度が３
８０℃で、｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とのエッチン
グ速度比が大きい場合には、エッチングによって形成さ
れるコーナーキューブは、鋭利な角部（頂点）を有し、
また、コーナーキューブの各面の平面度が良好になるよ
うに形成される。これに対し、図７（ｂ）に示すよう
に、基板温度が６００℃で、｛１１１｝Ａ面と｛１０
０｝面とのエッチング速度比が小さい場合には、エッチ
ングによって形成されるコーナーキューブは、丸みを帯
びた角や面を有するように形成される。このように、
｛１１１｝Ａ面がエッチングされる速度が、｛１００｝
面がエッチングされる速度と比較して十分速いものでは
ない場合、形成されるコーナーキューブの形状精度が低
下する。
【００６４】コーナーキューブの面や角部が曲率を持つ
と、これを用いて作製される再帰性反射板の再帰反射率
が低下する。従って、｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面と
でのエッチング速度比が或る程度大きくなるエッチング
条件下（基板温度域、エッチングガス供給圧範囲など）
でエッチングを行なうことが望ましい。｛１００｝面に
おけるエッチング速度Ｖ100に対する｛１１１｝Ａ面に
おけるエッチング速度Ｖ111Aの比（Ｖ111A／Ｖ100）
は、１．７以上であることが望ましく、３．４以上であ
ることがさらに望ましい。
と、これを用いて作製される再帰性反射板の再帰反射率
が低下する。従って、｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面と
でのエッチング速度比が或る程度大きくなるエッチング
条件下（基板温度域、エッチングガス供給圧範囲など）
でエッチングを行なうことが望ましい。｛１００｝面に
おけるエッチング速度Ｖ100に対する｛１１１｝Ａ面に
おけるエッチング速度Ｖ111Aの比（Ｖ111A／Ｖ100）
は、１．７以上であることが望ましく、３．４以上であ
ることがさらに望ましい。
【００６５】また、このように十分な大きさのエッチン
グ速度比を得るためには、エッチング時における基板温
度は、３５０℃〜４００℃が好ましく、３５０℃〜３８
５℃であることがさらに好ましい。
グ速度比を得るためには、エッチング時における基板温
度は、３５０℃〜４００℃が好ましく、３５０℃〜３８
５℃であることがさらに好ましい。
【００６６】このように、エッチング速度比（Ｖ111A／
Ｖ100）を大きくすることができれば、形状精度の高い
コーナーキューブアレイを作製することが可能である。
また、エッチング速度の比を高くすることができれば、
｛１００｝面に沿った面が自動的に形成されやすいた
め、エッチングマスク層に要求される形状精度などのエ
ッチングプロセスにおける他の必要条件が緩和され得
る。このため、製造プロセス上の点からも有利である。
Ｖ100）を大きくすることができれば、形状精度の高い
コーナーキューブアレイを作製することが可能である。
また、エッチング速度の比を高くすることができれば、
｛１００｝面に沿った面が自動的に形成されやすいた
め、エッチングマスク層に要求される形状精度などのエ
ッチングプロセスにおける他の必要条件が緩和され得
る。このため、製造プロセス上の点からも有利である。
【００６７】なお、本実施形態のように、ドライエッチ
ングを用いる場合、ウエットエッチングを用いる場合よ
りも、結晶面毎のエッチング速度の違い（エッチング速
度比）を大きくし易いという利点が得られる。例えば、
アンモニア水と過酸化水素水と水の混合溶液を用いてウ
エットエッチングを行なうことによってコーナーキュー
ブを作製する方法が、本出願人による特願２００１−３
０６０５２号に記載されている。ウエットエッチングの
場合、上述のように結晶の｛１１１｝面と｛１００｝面
とでエッチング速度比を３．４以上にすることは比較的
困難であるが、ドライエッチングの場合には容易であ
る。このように大きなエッチング速度比を取れれば、良
好な平坦性を持つ｛１００｝面を形成することがで可能
であるので、再帰反射率をより向上させ得る。また、ウ
エットエッチングに比べ、ドライエッチングでは、エッ
チング工程においてコーナーキューブ形状が完成する前
にマスクが剥離する可能性が小さいため、頂点部が尖っ
た良好な形状のコーナーキューブを大面積で実現するこ
とが可能である。本発明者の実施形態によれば、ウエッ
トエッチングで形成したコーナーキューブの再帰反射率
は７１％であったのに対し、本発明のようにドライエッ
チングで形成したコーナーキューブの再帰反射率は７９
％であった。
ングを用いる場合、ウエットエッチングを用いる場合よ
りも、結晶面毎のエッチング速度の違い（エッチング速
度比）を大きくし易いという利点が得られる。例えば、
アンモニア水と過酸化水素水と水の混合溶液を用いてウ
エットエッチングを行なうことによってコーナーキュー
ブを作製する方法が、本出願人による特願２００１−３
０６０５２号に記載されている。ウエットエッチングの
場合、上述のように結晶の｛１１１｝面と｛１００｝面
とでエッチング速度比を３．４以上にすることは比較的
困難であるが、ドライエッチングの場合には容易であ
る。このように大きなエッチング速度比を取れれば、良
好な平坦性を持つ｛１００｝面を形成することがで可能
であるので、再帰反射率をより向上させ得る。また、ウ
エットエッチングに比べ、ドライエッチングでは、エッ
チング工程においてコーナーキューブ形状が完成する前
にマスクが剥離する可能性が小さいため、頂点部が尖っ
た良好な形状のコーナーキューブを大面積で実現するこ
とが可能である。本発明者の実施形態によれば、ウエッ
トエッチングで形成したコーナーキューブの再帰反射率
は７１％であったのに対し、本発明のようにドライエッ
チングで形成したコーナーキューブの再帰反射率は７９
％であった。
【００６８】（実施形態３）以下、実施形態１で示した
異方性ドライエッチング工程において、エッチングガス
とともに砒素ガスを供給することによってエッチングを
行なう場合について説明する。
異方性ドライエッチング工程において、エッチングガス
とともに砒素ガスを供給することによってエッチングを
行なう場合について説明する。
【００６９】本実施形態でも、実施形態１と同様にして
所定のパターンのエッチングマスク層（ＳｉＯ2マスク
パターン３）を形成したあと、エッチング装置内でドラ
イエッチングを行なう。エッチング時の基板温度は実施
形態１と同様に３８０℃に設定される。ただし、エッチ
ングガスとして三臭化砒素を基板に照射すると同時に、
砒素ガス導入装置９を用いて砒素ガスをも基板に照射さ
せる。なお、砒素ガスは、砒素原料を２０３℃に加熱し
て供給した。
所定のパターンのエッチングマスク層（ＳｉＯ2マスク
パターン３）を形成したあと、エッチング装置内でドラ
イエッチングを行なう。エッチング時の基板温度は実施
形態１と同様に３８０℃に設定される。ただし、エッチ
ングガスとして三臭化砒素を基板に照射すると同時に、
砒素ガス導入装置９を用いて砒素ガスをも基板に照射さ
せる。なお、砒素ガスは、砒素原料を２０３℃に加熱し
て供給した。
【００７０】このようにして砒素ガスを照射すれば、
｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とのエッチング速度の比
（Ｖ111A／Ｖ100）を、砒素ガスを照射しない場合に比
べてより向上させることができることがわかった。以下
の表１にその比較結果を示す。
｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とのエッチング速度の比
（Ｖ111A／Ｖ100）を、砒素ガスを照射しない場合に比
べてより向上させることができることがわかった。以下
の表１にその比較結果を示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】このようにエッチング時に砒素ガスを照射
すれば、エッチング速度の比（Ｖ11 1A／Ｖ100）が向上
するので、より形状精度の高いコーナーキューブを作製
することができる。
すれば、エッチング速度の比（Ｖ11 1A／Ｖ100）が向上
するので、より形状精度の高いコーナーキューブを作製
することができる。
【００７３】また、上記にはエッチングガス（三臭化砒
素や三塩化砒素など）とともに砒素ガスを供給すること
によってエッチングを行なう場合を説明したが、エッチ
ングガスとともにＧａガスを供給することで、エッチン
グを行なっても良い。
素や三塩化砒素など）とともに砒素ガスを供給すること
によってエッチングを行なう場合を説明したが、エッチ
ングガスとともにＧａガスを供給することで、エッチン
グを行なっても良い。
【００７４】このように、エッチング時にＧａガスを同
時供給すれば、基板面上に形成される凹凸の面の平坦性
をさらに向上させることができる。本発明者の実験によ
れば、上記異方性のドライエッチング時に、エッチング
ガスとしての三臭化砒素とＧａ（約８９０℃に加熱され
たＧａ原料）とを同時供給した場合、Ｇａを用いなかっ
た場合に形成される凹凸面の表面粗度が５．４ｎｍであ
ったのに対し、凹凸面の表面粗度を０．２ｎｍにまで改
善することができた。
時供給すれば、基板面上に形成される凹凸の面の平坦性
をさらに向上させることができる。本発明者の実験によ
れば、上記異方性のドライエッチング時に、エッチング
ガスとしての三臭化砒素とＧａ（約８９０℃に加熱され
たＧａ原料）とを同時供給した場合、Ｇａを用いなかっ
た場合に形成される凹凸面の表面粗度が５．４ｎｍであ
ったのに対し、凹凸面の表面粗度を０．２ｎｍにまで改
善することができた。
【００７５】（実施形態４）以下、上記実施形態で説明
した方法によって作製されたマイクロコーナーキューブ
アレイを再帰性反射板として用いる反射型液晶表示装置
を説明する。
した方法によって作製されたマイクロコーナーキューブ
アレイを再帰性反射板として用いる反射型液晶表示装置
を説明する。
【００７６】図８は、本実施形態の反射型液晶表示装置
１００の構成を示す。この液晶表示装置１００は、観察
者側に位置する入射側基板８０と、この基板８０と対向
するように設けられた反射側基板９０と、これら一対の
基板間に挟持された、光変調層としての散乱型液晶層６
０とを備えている。入射側基板８０および反射側基板９
０は、ガラス板や高分子フィルムなどの透明材料から形
成されている。
１００の構成を示す。この液晶表示装置１００は、観察
者側に位置する入射側基板８０と、この基板８０と対向
するように設けられた反射側基板９０と、これら一対の
基板間に挟持された、光変調層としての散乱型液晶層６
０とを備えている。入射側基板８０および反射側基板９
０は、ガラス板や高分子フィルムなどの透明材料から形
成されている。
【００７７】入射側基板８０の液晶層６０側表面には、
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタを含むカラーフィル
タ層７０および透明電極６５が設けられている。一方、
反射側基板９０の液晶層６０側には、マイクロコーナー
キューブアレイ２０が設けられている。このマイクロコ
ーナーキューブアレイ２０上には、銀やアルミニウムな
どの表面反射率の高い材料から形成される反射電極２５
が、マイクロコーナーキューブアレイ２０の表面形状
（凹凸）に沿うように略一様な厚さで設けられている。
反射電極２５は、例えば、厚さ２００ｎｍで銀を蒸着す
ることによって形成され得、入射光を反射させる反射面
を形成するともに、液晶層６０に電圧を印加するための
電極として用いられる。
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタを含むカラーフィル
タ層７０および透明電極６５が設けられている。一方、
反射側基板９０の液晶層６０側には、マイクロコーナー
キューブアレイ２０が設けられている。このマイクロコ
ーナーキューブアレイ２０上には、銀やアルミニウムな
どの表面反射率の高い材料から形成される反射電極２５
が、マイクロコーナーキューブアレイ２０の表面形状
（凹凸）に沿うように略一様な厚さで設けられている。
反射電極２５は、例えば、厚さ２００ｎｍで銀を蒸着す
ることによって形成され得、入射光を反射させる反射面
を形成するともに、液晶層６０に電圧を印加するための
電極として用いられる。
【００７８】このように構成された液晶表示装置１００
において、透明電極６５と反射電極２５とを用いて液晶
層６０に電圧を印加し、画素ごとに液晶層６０の光変調
状態を制御することで画像の表示が行なわれる。なお、
各電極６５および２５の駆動手段としては、例えば、薄
膜トランジスタなどの公知のアクティブ素子を用いるこ
とができるが、他の駆動手段を用いてもよい。
において、透明電極６５と反射電極２５とを用いて液晶
層６０に電圧を印加し、画素ごとに液晶層６０の光変調
状態を制御することで画像の表示が行なわれる。なお、
各電極６５および２５の駆動手段としては、例えば、薄
膜トランジスタなどの公知のアクティブ素子を用いるこ
とができるが、他の駆動手段を用いてもよい。
【００７９】また、上記には反射側基板９０上にマイク
ロコーナーキューブアレイ２０を設ける形態を説明して
いるが、反射側基板９０を設けずマイクロコーナーキュ
ーブアレイ２０自体を反射側基板として利用しても良
い。上記実施形態１で説明したように、マイクロコーナ
ーキューブアレイ２０はガリウム砒素基板から形成され
得る。このようなガリウム砒素基板を用いる場合、上記
アクティブ素子を駆動するための回路などを表示領域の
周辺において基板上に一体的に形成することができる。
このように基板上に駆動回路を形成できれば、表示装置
のサイズを縮小することができる。
ロコーナーキューブアレイ２０を設ける形態を説明して
いるが、反射側基板９０を設けずマイクロコーナーキュ
ーブアレイ２０自体を反射側基板として利用しても良
い。上記実施形態１で説明したように、マイクロコーナ
ーキューブアレイ２０はガリウム砒素基板から形成され
得る。このようなガリウム砒素基板を用いる場合、上記
アクティブ素子を駆動するための回路などを表示領域の
周辺において基板上に一体的に形成することができる。
このように基板上に駆動回路を形成できれば、表示装置
のサイズを縮小することができる。
【００８０】本実施形態では、光散乱型液晶層６０の材
料として、高分子分散型液晶を用いている。ただし、液
晶層６０の材料はこれに限定されず、ネマティック−コ
レステリック相転移型液晶、液晶ゲル等の光散乱型液晶
を用いてもよい。さらに、透過状態と、少なくとも散乱
作用が含まれる状態との間で変調されるモードを有する
限り、液晶層として他にも種々の材料を使用し得る。具
体的には、液晶分子のドメインサイズを制御して拡散性
を付与した透過−反射状態でスイッチングするコレステ
リック液晶、拡散光による露光により拡散性を付与した
透過−反射状態でスイッチングするホログラフィック機
能を有する高分子分散型液晶等を用いることができる。
料として、高分子分散型液晶を用いている。ただし、液
晶層６０の材料はこれに限定されず、ネマティック−コ
レステリック相転移型液晶、液晶ゲル等の光散乱型液晶
を用いてもよい。さらに、透過状態と、少なくとも散乱
作用が含まれる状態との間で変調されるモードを有する
限り、液晶層として他にも種々の材料を使用し得る。具
体的には、液晶分子のドメインサイズを制御して拡散性
を付与した透過−反射状態でスイッチングするコレステ
リック液晶、拡散光による露光により拡散性を付与した
透過−反射状態でスイッチングするホログラフィック機
能を有する高分子分散型液晶等を用いることができる。
【００８１】本実施形態で用いる高分子分散型液晶は、
低分子液晶組成物と未重合プレポリマーの混合物とを相
溶させて基板間に配置し、プレポリマーを重合すること
により得られるものである。プレポリマーを重合するこ
とにより得られるものであれば、その種類は特に限定さ
れない。ここでは、液晶性を示す紫外線硬化性プレポリ
マーと液晶組成物との混合物を紫外線等の活性光線の照
射により光硬化させることにより得られる硬化物（紫外
線硬化液晶）を用いている。高分子分散型液晶として紫
外線硬化液晶を用いることにより、重合性液晶の重合を
行う際に加熱を行う必要がなくなるため、他の部材への
熱による悪影響が防止される。
低分子液晶組成物と未重合プレポリマーの混合物とを相
溶させて基板間に配置し、プレポリマーを重合すること
により得られるものである。プレポリマーを重合するこ
とにより得られるものであれば、その種類は特に限定さ
れない。ここでは、液晶性を示す紫外線硬化性プレポリ
マーと液晶組成物との混合物を紫外線等の活性光線の照
射により光硬化させることにより得られる硬化物（紫外
線硬化液晶）を用いている。高分子分散型液晶として紫
外線硬化液晶を用いることにより、重合性液晶の重合を
行う際に加熱を行う必要がなくなるため、他の部材への
熱による悪影響が防止される。
【００８２】上記のプレポリマー液晶混合物としては、
例えば、紫外線硬化材料と液晶とを２０：８０の重量比
にて混合した混合物に対して少量の重合開始剤（チバ・
ガイギー社製）を添加することによって得られた、常温
でネマティック液晶相を示すプレポリマー液晶混合物を
用いることができる。以上のようにして作製された液晶
層に入射された光は、印加された電圧に応じて変化する
液晶層の散乱・透過状態にしたがって変調される。なお
本実施形態においては、電圧無印加時に液晶層が散乱状
態をとり、電圧印加時に液晶層が透過状態をとるように
設定している。
例えば、紫外線硬化材料と液晶とを２０：８０の重量比
にて混合した混合物に対して少量の重合開始剤（チバ・
ガイギー社製）を添加することによって得られた、常温
でネマティック液晶相を示すプレポリマー液晶混合物を
用いることができる。以上のようにして作製された液晶
層に入射された光は、印加された電圧に応じて変化する
液晶層の散乱・透過状態にしたがって変調される。なお
本実施形態においては、電圧無印加時に液晶層が散乱状
態をとり、電圧印加時に液晶層が透過状態をとるように
設定している。
【００８３】以下、反射型液晶表示装置１００の動作に
ついて説明する。まず、白表示の動作について説明す
る。白表示では、液晶層６０が散乱状態に制御されてお
り、入射側基板８０およびカラーフィルタ７０を透過し
た外部からの光は液晶層６０において散乱される。この
とき、液晶層６０において後方散乱された光が観察者側
に戻る。また、本実施形態の表示装置では、液晶層６０
を透過した直進光および前方散乱された光がマイクロコ
ーナーキューブアレイ２０に設けられた反射電極２５に
よって反射され、再び散乱状態の液晶層６０を通るとき
に散乱され、その一部が観察者側に戻る。このように白
表示では、後方散乱された光のみでなく前方散乱された
光の一部も観察者側に戻るので、明度の高い表示を実現
することができる。
ついて説明する。まず、白表示の動作について説明す
る。白表示では、液晶層６０が散乱状態に制御されてお
り、入射側基板８０およびカラーフィルタ７０を透過し
た外部からの光は液晶層６０において散乱される。この
とき、液晶層６０において後方散乱された光が観察者側
に戻る。また、本実施形態の表示装置では、液晶層６０
を透過した直進光および前方散乱された光がマイクロコ
ーナーキューブアレイ２０に設けられた反射電極２５に
よって反射され、再び散乱状態の液晶層６０を通るとき
に散乱され、その一部が観察者側に戻る。このように白
表示では、後方散乱された光のみでなく前方散乱された
光の一部も観察者側に戻るので、明度の高い表示を実現
することができる。
【００８４】次に、黒表示の動作について説明する。黒
表示では、電圧を印加することによって液晶層６０は透
過状態に制御されており、装置外部から光は、入射側基
板８０、カラーフィルタ７０および液晶層６０を透過す
る。液晶層６０を透過した光は、マイクロコーナーキュ
ーブアレイ２０上の反射電極２５によって再帰反射され
る。表示を観察している観察者の眼に入射してくる光の
もとをたどっていくと、基板８０や液晶層６０などによ
り屈折作用を受け、マイクロコーナーキューブアレイ２
０で再帰され、同様に基板８０や液晶層６０などにより
屈折作用を受け、最終的に観察者の眼の近傍にたどりつ
く。すなわち、観察者の眼の近傍からの入射光のみが観
察者に観察される出射光となる。ここで、前記観察者の
眼の近傍が、光源が存在しない程度十分狭い領域（例え
ば、眼の瞳よりも狭い領域）であれば、良好な黒表示が
実現される。
表示では、電圧を印加することによって液晶層６０は透
過状態に制御されており、装置外部から光は、入射側基
板８０、カラーフィルタ７０および液晶層６０を透過す
る。液晶層６０を透過した光は、マイクロコーナーキュ
ーブアレイ２０上の反射電極２５によって再帰反射され
る。表示を観察している観察者の眼に入射してくる光の
もとをたどっていくと、基板８０や液晶層６０などによ
り屈折作用を受け、マイクロコーナーキューブアレイ２
０で再帰され、同様に基板８０や液晶層６０などにより
屈折作用を受け、最終的に観察者の眼の近傍にたどりつ
く。すなわち、観察者の眼の近傍からの入射光のみが観
察者に観察される出射光となる。ここで、前記観察者の
眼の近傍が、光源が存在しない程度十分狭い領域（例え
ば、眼の瞳よりも狭い領域）であれば、良好な黒表示が
実現される。
【００８５】上述のようにマイクロコーナーキューブア
レイ２０に入射した光は、入射方向とちょうど逆向きの
方向へ向かうように再帰反射される。ただし、反射され
た光線の位置は、入射光の位置に対して、マイクロコー
ナーキューブアレイ２０の単位要素のサイズ（またはピ
ッチ）と同程度、併進移動する。従って、マイクロコー
ナーキューブアレイ２０の単位要素のサイズが画素領域
のサイズよりも大きいときは、入射時に通過するカラー
フィルタの色と出射時に通過するカラーフィルタの色と
が異なり混色を起こしてしまう。
レイ２０に入射した光は、入射方向とちょうど逆向きの
方向へ向かうように再帰反射される。ただし、反射され
た光線の位置は、入射光の位置に対して、マイクロコー
ナーキューブアレイ２０の単位要素のサイズ（またはピ
ッチ）と同程度、併進移動する。従って、マイクロコー
ナーキューブアレイ２０の単位要素のサイズが画素領域
のサイズよりも大きいときは、入射時に通過するカラー
フィルタの色と出射時に通過するカラーフィルタの色と
が異なり混色を起こしてしまう。
【００８６】これに対して、マイクロコーナーキューブ
アレイ２０の単位要素のサイズが画素領域のサイズより
も小さいときは、入射時に通過するカラーフィルタの色
と出射時に通過するカラーフィルタの色とが同じであり
混色を起こさない。従って、良好な表示を行なうために
は、マイクロコーナーキューブアレイ２０の単位要素の
サイズが画素領域のサイズよりも小さい必要がある。本
実施形態で用いられるマイクロコーナーキューブアレイ
２０の単位要素のサイズは、通常の画素領域のサイズ
（例えば数十μｍ）よりも十分に小さく（例えば約１０
μｍ）設定されている。従って、所望の適切な表示を行
なうことができる。
アレイ２０の単位要素のサイズが画素領域のサイズより
も小さいときは、入射時に通過するカラーフィルタの色
と出射時に通過するカラーフィルタの色とが同じであり
混色を起こさない。従って、良好な表示を行なうために
は、マイクロコーナーキューブアレイ２０の単位要素の
サイズが画素領域のサイズよりも小さい必要がある。本
実施形態で用いられるマイクロコーナーキューブアレイ
２０の単位要素のサイズは、通常の画素領域のサイズ
（例えば数十μｍ）よりも十分に小さく（例えば約１０
μｍ）設定されている。従って、所望の適切な表示を行
なうことができる。
【００８７】次に、コーナーキューブアレイの単位要素
（１つのコーナーキューブ）が直角二等辺三角形３面か
らなっている場合と、正方形３面からなっている場合と
で、正面から入射した光の再帰性反射率について比較を
行う。なお、コーナーキューブ（単位要素）が直角二等
辺三角形３面からなっている再帰性反射板を用いる例
は、例えば特開平７−２０５３２２号公報に記載されて
いる。
（１つのコーナーキューブ）が直角二等辺三角形３面か
らなっている場合と、正方形３面からなっている場合と
で、正面から入射した光の再帰性反射率について比較を
行う。なお、コーナーキューブ（単位要素）が直角二等
辺三角形３面からなっている再帰性反射板を用いる例
は、例えば特開平７−２０５３２２号公報に記載されて
いる。
【００８８】図９（ａ）および（ｂ）は、コーナーキュ
ーブが直角二等辺三角形３面からなっている場合の斜視
図および平面図である。コーナーキューブが直角二等辺
三角形３面からなっている場合、図９（ｂ）に示すよう
に、コーナーキューブの平面形状は正三角形となり、こ
の正三角形の頂点に近い部分に入射した光は、コーナー
キューブの中心点に関する対称点が存在しないため、再
帰反射されないことになる。このため、再帰性反射率は
最大で６６％となる。
ーブが直角二等辺三角形３面からなっている場合の斜視
図および平面図である。コーナーキューブが直角二等辺
三角形３面からなっている場合、図９（ｂ）に示すよう
に、コーナーキューブの平面形状は正三角形となり、こ
の正三角形の頂点に近い部分に入射した光は、コーナー
キューブの中心点に関する対称点が存在しないため、再
帰反射されないことになる。このため、再帰性反射率は
最大で６６％となる。
【００８９】図１０（ａ）および（ｂ）、コーナーキュ
ーブアレイの単位要素が正方形３面からなっている場合
の斜視図および平面図である。コーナーキューブが正方
形３面からなっている場合、図１０（ｂ）に示すよう
に、コーナーキューブの平面形状は正六角形となり、コ
ーナーキューブの中心点に関する対称点が存在するた
め、正六角形の任意の箇所に入射した光はすべて再帰反
射され得る。よって、再帰反射率を向上させるために
は、マイクロコーナーキューブアレイの単位要素を構成
する面は正方形であり、単位要素の平面形状が正６角形
である方が好ましいことがわかる。
ーブアレイの単位要素が正方形３面からなっている場合
の斜視図および平面図である。コーナーキューブが正方
形３面からなっている場合、図１０（ｂ）に示すよう
に、コーナーキューブの平面形状は正六角形となり、コ
ーナーキューブの中心点に関する対称点が存在するた
め、正六角形の任意の箇所に入射した光はすべて再帰反
射され得る。よって、再帰反射率を向上させるために
は、マイクロコーナーキューブアレイの単位要素を構成
する面は正方形であり、単位要素の平面形状が正６角形
である方が好ましいことがわかる。
【００９０】本実施形態で用いているマイクロコーナー
キューブアレイの単位要素は、上述のように、立方晶単
結晶の｛１００｝面で構成される略正方形の３面から構
成されている。このため、入射光を確実に再帰反射させ
ることができる。従って、黒表示時において、観察者が
好ましくない光を観察することがなく、暗い表示を実現
することができ、その結果、コントラスト比も向上す
る。
キューブアレイの単位要素は、上述のように、立方晶単
結晶の｛１００｝面で構成される略正方形の３面から構
成されている。このため、入射光を確実に再帰反射させ
ることができる。従って、黒表示時において、観察者が
好ましくない光を観察することがなく、暗い表示を実現
することができ、その結果、コントラスト比も向上す
る。
【００９１】以上には、本発明の実施形態に係るマイク
ロコーナーキューブアレイを液晶表示装置に適用した例
を説明したが、ＥＬ素子などの発光素子の背面におい
て、本発明の実施形態に係るマイクロコーナーキューブ
アレイを用いて作製される再帰性反射板を設けるように
してもよい。
ロコーナーキューブアレイを液晶表示装置に適用した例
を説明したが、ＥＬ素子などの発光素子の背面におい
て、本発明の実施形態に係るマイクロコーナーキューブ
アレイを用いて作製される再帰性反射板を設けるように
してもよい。
【００９２】また、基材の基準面の法線方向から傾いた
光軸を有するマイクロコーナーキューブアレイを作製し
てもよい。具体的には、まず、その表面が結晶の（１１
１）Ａ面から約０°〜１０°傾いているガリウム砒素基
板を用意する。次に、用意したガリウム砒素基板に対
し、実施形態１と同様に、鏡面加工、レジスト形成、お
よびドライエッチングを行なうことによって、結晶の
｛１００｝面で構成される凹凸を基板表面上に形成す
る。このように形成された凹凸は、互いに直交する３つ
の面（例えば、（１００）面、（０１０）面、および
（００１）面）を有し、コーナーキューブアレイを構成
する。ただし、実施形態１と異なり、結晶の｛１１１｝
Ａ面から約０°〜１０°度傾いた表面を有するガリウム
砒素基板を用いているため、基板の基準面（すなわちエ
ッチングを行なう前の基板表面）に対して、コーナーキ
ューブの各面が為す角度が、実施形態１の場合とは異な
っている。
光軸を有するマイクロコーナーキューブアレイを作製し
てもよい。具体的には、まず、その表面が結晶の（１１
１）Ａ面から約０°〜１０°傾いているガリウム砒素基
板を用意する。次に、用意したガリウム砒素基板に対
し、実施形態１と同様に、鏡面加工、レジスト形成、お
よびドライエッチングを行なうことによって、結晶の
｛１００｝面で構成される凹凸を基板表面上に形成す
る。このように形成された凹凸は、互いに直交する３つ
の面（例えば、（１００）面、（０１０）面、および
（００１）面）を有し、コーナーキューブアレイを構成
する。ただし、実施形態１と異なり、結晶の｛１１１｝
Ａ面から約０°〜１０°度傾いた表面を有するガリウム
砒素基板を用いているため、基板の基準面（すなわちエ
ッチングを行なう前の基板表面）に対して、コーナーキ
ューブの各面が為す角度が、実施形態１の場合とは異な
っている。
【００９３】このようにしてガリウム砒素基板上に形成
されたコーナーキューブアレイは、実施形態１で説明し
たように表面に反射膜を形成することで再帰性反射板と
して用いられ得る。このようにして作製された再帰性反
射板は、その光軸が基板法線方向から傾いており、その
傾いた方向からの光に対して最も高い再帰反射性能を示
す。従って、表示装置の使用環境（例えば、光源の位置
が決まっている場合）などによっては、このような再帰
性反射板を用いることで、より高い表示性能を実現し得
る。
されたコーナーキューブアレイは、実施形態１で説明し
たように表面に反射膜を形成することで再帰性反射板と
して用いられ得る。このようにして作製された再帰性反
射板は、その光軸が基板法線方向から傾いており、その
傾いた方向からの光に対して最も高い再帰反射性能を示
す。従って、表示装置の使用環境（例えば、光源の位置
が決まっている場合）などによっては、このような再帰
性反射板を用いることで、より高い表示性能を実現し得
る。
【００９４】
【発明の効果】本発明によれば、立方晶単結晶基板の
｛１１１｝面に対して異方性のドライエッチング処理を
施し、エッチング速度の遅い面（例えば｛１００｝面）
を有する凹凸を形成することによってマイクロコーナー
キューブアレイを作製するので、表示装置の画素領域
（例えば数十μｍ）よりも小さい微小単位要素を持ち、
且つ、形状精度の高いマイクロコーナーキューブアレイ
を比較的容易な工程で作製することができる。
｛１１１｝面に対して異方性のドライエッチング処理を
施し、エッチング速度の遅い面（例えば｛１００｝面）
を有する凹凸を形成することによってマイクロコーナー
キューブアレイを作製するので、表示装置の画素領域
（例えば数十μｍ）よりも小さい微小単位要素を持ち、
且つ、形状精度の高いマイクロコーナーキューブアレイ
を比較的容易な工程で作製することができる。
【００９５】このようなマイクロコーナーキューブアレ
イを用いた表示装置は、明るく、コントラストが高く、
色純度が高く、視認性の良い表示が可能である。
イを用いた表示装置は、明るく、コントラストが高く、
色純度が高く、視認性の良い表示が可能である。
【図１】本発明の実施形態１にかかるマイクロコーナー
キューブアレイの作製プロセスを表わす断面図であり、
（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ別の工程を示す。
キューブアレイの作製プロセスを表わす断面図であり、
（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ別の工程を示す。
【図２】本発明の実施形態１にかかるマイクロコーナー
キューブアレイの作製方法において用いられるマスクを
示す平面図である。
キューブアレイの作製方法において用いられるマスクを
示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態１にかかるマイクロコーナー
キューブアレイの作製方法において用いられるエッチン
グ装置を示す断面図である。
キューブアレイの作製方法において用いられるエッチン
グ装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１にかかるマイクロコーナー
キューブアレイの作製方法によって作製されたマイクロ
コーナーキューブアレイを示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は斜視図である。
キューブアレイの作製方法によって作製されたマイクロ
コーナーキューブアレイを示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は斜視図である。
【図５】本発明の実施形態２において説明されている、
ガリウム砒素｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とについて
の基板温度に対するエッチング速度の変化を表すグラフ
である。
ガリウム砒素｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とについて
の基板温度に対するエッチング速度の変化を表すグラフ
である。
【図６】本発明の実施形態２において説明されている、
ガリウム砒素｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とについて
の基板温度に対するエッチング速度比の変化を表すグラ
フである。
ガリウム砒素｛１１１｝Ａ面と｛１００｝面とについて
の基板温度に対するエッチング速度比の変化を表すグラ
フである。
【図７】本発明の実施形態３において説明されている、
エッチング後の基板断面を示し、（ａ）は基板温度３８
０℃でエッチングした場合、（ｂ）は基板温度６００℃
でエッチングした場合をそれぞれ示す。
エッチング後の基板断面を示し、（ａ）は基板温度３８
０℃でエッチングした場合、（ｂ）は基板温度６００℃
でエッチングした場合をそれぞれ示す。
【図８】本発明の実施形態に係る表示装置を示す断面図
である。
である。
【図９】単位要素が直角二等辺三角形３面からなるコー
ナーキューブアレイを示し、（ａ）はコーナーキューブ
のアレイを示す斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
ナーキューブアレイを示し、（ａ）はコーナーキューブ
のアレイを示す斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１０】単位要素が正方形３面からなるコーナーキュ
ーブアレイを示し、（ａ）はコーナーキューブのアレイ
を示す斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
ーブアレイを示し、（ａ）はコーナーキューブのアレイ
を示す斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１１】従来のマイクロコーナーキューブアレイを用
いた反射型液晶表示装置の構造を示す断面図である。
いた反射型液晶表示装置の構造を示す断面図である。
１ ガリウム砒素基板
３ ＳｉＯ2膜
３ａ ＳｉＯ2マスクパターン
５ レジスト膜
６ 加熱装置
７ 真空排気装置
８ エッチングガス導入装置
９ 砒素ガス供給装置
２０ 基板表面に形成された凹凸（マイクロコーナーキ
ューブアレイ）
ューブアレイ）
フロントページの続き
(72)発明者 澤山 豊
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ
ャープ株式会社内
Ｆターム(参考） 2H042 EA04 EA14 EA15 EA21
2H091 FA16Y FA21Y FB08 FC27
JA02 LA11 LA12
5F004 AA02 BA19 BB16 BB26 BC02
DA00 DA24 DB19 DB20 EA06
EA34 EB08 FA01 FA08
Claims (17)
- 【請求項１】 立方晶系の結晶からなる単結晶基板であ
って、前記結晶の｛１１１｝面と実質的に平行な表面を
有する単結晶基板を用意する工程と、 前記単結晶基板の前記表面に対して、前記基板との反応
性を有するエッチングガスを用いて異方性のドライエッ
チング処理を行なう工程とを包含し、 前記異方性のドライエッチング処理によって、前記結晶
の｛１１１｝面よりもエッチング速度が遅い結晶面を有
する凹凸を形成するマイクロコーナーキューブアレイの
作製方法。 - 【請求項２】 前記エッチング速度の遅い結晶面は、前
記結晶の｛１００｝面である請求項１に記載のマイクロ
コーナーキューブアレイの作製方法。 - 【請求項３】 前記凹凸は、互いに直交する３つの｛１
００｝面を有する請求項２に記載のマイクロコーナーキ
ューブアレイの作製方法。 - 【請求項４】 前記単結晶基板は、閃亜鉛構造をとる化
合物半導体から形成される請求項２または３に記載のマ
イクロコーナーキューブアレイの作製方法。 - 【請求項５】 前記化合物半導体はガリウム砒素であ
り、前記結晶の｛１１１｝面はガリウムが形成する｛１
１１｝Ａ面である請求項４に記載のマイクロコーナーキ
ューブアレイの作製方法。 - 【請求項６】 前記エッチングガスが、ハロゲン化合物
を含む請求項１から５のいずれかに記載のマイクロコー
ナーキューブアレイの作製方法。 - 【請求項７】 前記エッチングガスが、砒素と臭素の化
合物を含む請求項６に記載のマイクロコーナーキューブ
アレイの作製方法。 - 【請求項８】 前記エッチングガスが、砒素と塩素の化
合物を含む請求項６に記載のマイクロコーナーキューブ
アレイの作製方法。 - 【請求項９】 前記ドライエッチング処理は、反応律速
領域となるエッチング条件下で行なわれる請求項１から
８のいずれかに記載のマイクロコーナーキューブアレイ
の作製方法。 - 【請求項１０】 前記ドライエッチング処理を行なうと
き、前記エッチングガスに加えて砒素ガスを用いてエッ
チングする請求項１から９のいずれかに記載のマイクロ
コーナーキューブアレイの作製方法。 - 【請求項１１】 前記異方性エッチング処理を行なう工
程の前に、前記単結晶基板の前記表面を、所定のパター
ンで配置された、少なくとも１つのマスク部および少な
くとも１つの開口部を有するエッチングマスク層で覆う
工程をさらに包含する請求項１から１０のいずれかに記
載のマイクロコーナーキューブアレイの作製方法。 - 【請求項１２】 前記エッチングマスク層の前記パター
ンに応じて、マイクロコーナーキューブアレイの単位要
素のサイズが制御される請求項１１に記載のマイクロコ
ーナーキューブアレイの作製方法。 - 【請求項１３】 前記凹凸は、互いに直交する略正方形
の３面を有する請求項１から１２のいずれかに記載のマ
イクロコーナーキューブアレイの作製方法。 - 【請求項１４】 前記単結晶基板上に形成された前記凹
凸を樹脂材料に転写する工程をさらに包含する請求項１
から１３のいずれかに記載のマイクロコーナーキューブ
アレイの作製方法。 - 【請求項１５】 請求項１から１４のいずれかに記載の
作製方法によって作製されたマイクロコーナーキューブ
アレイ。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載のマイクロコーナー
キューブアレイと、 前記マイクロコーナーキューブアレイ上に設けられた光
変調層とを備える表示装置。 - 【請求項１７】 前記マイクロコーナーキューブアレイ
は、単位要素としてのコーナーキューブを複数有し、前
記コーナーキューブのサイズが画素領域のサイズ以下で
ある請求項１６に記載の表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001380539A JP3818906B2 (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | マイクロコーナーキューブアレイ、その作製方法、および表示装置 |
| US10/315,192 US7098137B2 (en) | 2001-12-13 | 2002-12-10 | Micro corner cube array, method of making the micro corner cube array, and display device |
| KR10-2002-0078970A KR100472883B1 (ko) | 2001-12-13 | 2002-12-12 | 마이크로 코너 큐브 어레이, 이를 제조하는 방법 및디스플레이 장치 |
| CNB021574219A CN1211671C (zh) | 2001-12-13 | 2002-12-13 | 微角隅棱镜阵列、其制造方法和显示装置 |
| US11/489,506 US7360907B2 (en) | 2001-12-13 | 2006-07-20 | Micro corner cube array, method of making the micro corner cube array, and display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001380539A JP3818906B2 (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | マイクロコーナーキューブアレイ、その作製方法、および表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003185817A true JP2003185817A (ja) | 2003-07-03 |
| JP3818906B2 JP3818906B2 (ja) | 2006-09-06 |
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ID=19187193
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001380539A Expired - Fee Related JP3818906B2 (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | マイクロコーナーキューブアレイ、その作製方法、および表示装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3818906B2 (ja) |
| KR (1) | KR100472883B1 (ja) |
| CN (1) | CN1211671C (ja) |
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