JP2005335167A - 微細凹凸面の加工方法および転写用母型の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ランダムな微細凹凸形状を、高効率で歩留まり良く製造することができる微細凹凸面の加工方法を提供する。
【解決手段】 基材４１表面への凹部４２の打刻工程では、加工ヘッド移動手段５７によって圧子４７が原点位置から加工の終端位置（例えば基材４１の左端部）まで移動した後、再び圧子４７は基材４１の初期位置に向けて移動しつつ基材４１表面への凹部４２の打刻を行う。基材４１表面へ凹部４２を繰り返し打刻することより、基材４１表面へ凹部４２を隙間無く形成することができ、反射ムラの原因となる平坦部分をなくすことができる。こうした母型を用いることによって、反射ムラの極めて少ない高反射率の反射体を得ることが可能になる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、樹脂膜等に微細な凹凸形状を転写するための微細凹凸面の製造方法、あるいはその加工方法により微細凹凸面が加工された基材を母型とする転写用母型の製造方法に関するものである。

携帯電話や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器では、そのバッテリ駆動時間が使い勝手に大きく影響するために、消費電力を抑えることができる反射型液晶表示装置を表示部として備えている。反射型液晶表示装置は、その前面から入射する外光を反射するための反射膜を備えており、その形態としては液晶パネルを構成する２枚の基板の間に反射膜を内蔵したものや、透過型の液晶パネルの背面側に前記反射膜を備えた反射体を配設したものが知られている。

例えば、特許文献１に記載の反射型液晶表示装置では、液晶層を透過した光を反射させるための反射帯を、光を散乱させる際の指向性が異なる２種類以上の領域により構成し、かつ前記各領域の最大寸法が５ｍｍ角以下としている。すなわち、拡散指向性の異なる領域を１画素内、又は画素単位で混合し、必要な反射特性を得るようになっている。

このような拡散反射性を持たせる反射帯表面の凹凸構造の形成方法としては、特許文献１、あるいは特許文献２等に記載されているように、サンドブラスト、エッチャントによるエッチング、フォトリソグラフィ等が利用され、フィルム基材に対してはエンボス加工等が用いられている。
特許第３０１９０５８号公報 特開平９−５４３１８号公報

しかしながら、上述の形成方法により形成した微細な凹凸形状を有する反射帯では、その反射特性を所望の状態に制御することが極めて困難であるという問題があった。これは、反射帯の反射、拡散特性に異方性や非対称性を付与するためには、前記凹凸形状を適切に制御する必要があるが、上述の方法では、凹凸部の分布にランダム性を付与するのは容易であるものの、凹凸部が等方的な形状にならざるを得ないためである。

また、反射拡散特性を制御するために前記反射帯の凹凸形状を個別に制御して形成することもできるが、加工リードタイムの延長や、歩留まりの低下等の問題がある。このように、反射面の微細凹凸形状を高精度かつ高効率に製造することができる加工ツールの開発が望まれていた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ランダムな微細凹凸形状を、高効率で歩留まり良く製造することができる微細凹凸面形成用転写母型の製造方法を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明によれば、略円柱状の基材と、該基材を軸周りに回転駆動する基材駆動部と、前記基材に近接配置されて前記基材に圧痕を打刻するための圧子と、該圧子を前記基材の径方向に駆動するための圧子駆動手段と、前記圧子を前記基材の軸方向に移動させるための圧子搬送部とを備えた装置を用いた微細凹凸面の加工方法であって、前記圧子搬送部による前記圧子の基材軸方向への移動を少なくとも１往復以上行い、この基材軸方向への移動の往路および復路、または２行程以上の往路で前記基材の表面に前記圧子で前記圧痕を繰り返し打刻することを特徴とする微細凹凸面の加工方法が提供される。

また、上述した微細凹凸面の加工方法により微細凹凸面が加工された基材を母型とする転写用母型の製造方法が提供される。さらに、上述した微細凹凸面の加工方法により形成した微細凹凸面を有する略円筒状の基材を母型に用いる転写用母型の加工方法が提供される。

本発明の微細凹凸面の加工方法によれば、効率よく微細凹凸面が得られるとともに、微細凹凸面形成用転写母型を容易に作製することができ、また母型表面の凹部の加工も高精度で迅速に行うことが可能である。

特に、基材の表面への凹部の打刻工程で、加工ヘッド移動手段によって圧子が原点位置から加工の終端位置まで打刻を行って移動した後、再び圧子を基材の初期位置に向けて移動させて凹部を打刻したり、一旦、初期位置に戻してから再び終端位置に向けて移動して凹部を打刻するなどして、基材の表面へ凹部を繰り返し打刻することより、基材の表面へ凹部を隙間無く形成することができ、反射ムラの原因となる平坦部分をなくすことができる。こうした母型を用いることによって、反射ムラの極めて少ない高反射率の反射体を得ることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を交えて説明する。まず最初に微細凹凸面形成用転写母型を使用して製造される好適な反射体の例について説明する。図１は、反射体の構成の一例を示す部分斜視図であり、図２Ａは、図１に示す反射体に形成された凹部の平面構成図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すＧ−Ｇ線に沿う断面構成図である。図１に示す反射体１０は、ＡｌやＡｇ等の高反射率の金属反射膜１２と、この金属反射膜１２に所定の表面形状を与えるためのアクリル樹脂材料などからなる有機膜１１とを備えて構成されている。この有機膜１２の表面に、複数の凹部１３が設けられており、この凹部１３上に形成された金属反射膜１２により反射性を得ている。

図２Ａ、図２Ｂに示す凹部１３の内面は、本発明で好適に用いられる凹部の一例であり、各々半径が異なる２つの球面の一部である第１曲面１３ａと、第２曲面１３ｂとを含んでおり、これらの曲面１３ａ，１３ｂの中心Ｏ１，Ｏ２は凹部１３の最深点Ｏの法線上に配置されており、第１曲面１３ａはＯ１を中心とする半径Ｒ１の球面の一部とされ、第２曲面１３ｂはＯ２を中心とする半径Ｒ２の球面の一部とされている。そして、図２Ａに示す平面図において、凹部１３の最深点Ｏを通過し、Ｇ−Ｇ線に直交する直線Ｈの近傍において第１曲面１３ａと第２曲面１３ｂとが概ね区画されている。

図３は、上記構成を備えた反射体１０に、図２における図示右側から入射角３０°で光を照射し、受光角を反射面（反射層２５表面）に対する正反射の方向である３０°を中心として±３０°の範囲（０°〜６０°；０°が液晶パネル２０の法線方向に相当）で振って反射体１０の反射率（％）を測定した結果を示すグラフである。

この図に示すように、上記構成を備えた反射体１０によれば、半径の比較的小さい球面からなる第２曲面１３ｂの傾斜角の分布幅が比較的大きいことから、反射光が広角に散乱されて約１５°〜５０°の広い受光角範囲で高い反射率を得ることができ、また、半径が比較的大きい球面からなる第１曲面１３ａにおける反射により、前記第２曲面１３ｂよりも特定方向の狭い範囲に散乱される反射が生じるため、全体として反射率が正反射方向である３０°よりも小さい角度で最大となり、そのピークの近傍における反射率も高くなる。

その結果、反射体１０に入射し反射された光のピークが正反射方向よりも反射体１０の法線方向に近い側にシフトするので、反射体１０正面方向の反射輝度を高めることができる。従って、例えば本実施形態の反射体１０を液晶表示装置の反射層に適用するならば、液晶表示装置の視角にマッチングさせて反射板の反射特性を制御することができる。例えば液晶表示装置の視角方向を正面方向に設定した場合、これに合わせて正面方向における反射輝度を向上させることができ、もって液晶表示装置の観察者方向への輝度を高め、視認性を改善することができる。

次に、上記構成の反射体を製造する方法について図面を参照して以下に説明する。図４は、本実施形態の製造方法において、反射体の凹凸形状を形成するための微細凹凸面形成用転写母型（以下母型と略記することもある。）の一実施の形態を示す斜視構成図であり、図５は、図４に示す母型を用いてロール版を作製する工程を示す断面構成図、図６は、図５に示す工程により作製されたロール版の断面構造を示す図、図７は、図６に示すロール版を用いて反射体の凹凸形状を形成する工程を示す斜視構成図である。

まず、図４に示す母型１５は、その周面の加工領域１６に微細な凹部が多数形成された領域を有する円柱状の部材であり、鉛や銅、真ちゅう、はんだ、ステンレス鋼などから構成されている。この母型１５の周面に形成される凹部の形状は、図１に示す凹部１３とほぼ同様の形状、又はその凹凸関係が逆転した形状にされている。特に形状を逆転させる場合には、得られた凹凸形状を電鋳工程等により反転を行うことができる。このような反転がなされた場合には、この周面の形状が図１に示す有機膜１１の表面形状を凹凸が逆の関係になった状態に相当する。

次に、図５Ａに示すように、図４に示す母型１５の表面形状を転写樹脂膜１７に転写する。この工程において、母型１５は、ステージ１９と、支持ローラ２０との間に、これらの支持ローラ２０と軸平行に垂直に配置されている。また、母型１５とステージ１９との間に、被加工物である転写樹脂膜１７を表面に塗布された基板１８が通過できるようになっている。

なお、被加工物は、転写樹脂膜１７を表面に塗布された基板１８以外にも、例えば、柔軟なフィルムに樹脂膜を形成したものや、フィルム単体でも良い。また、平板状のステージ１９以外にも、例えば、母型を挟む一対のローラを用いても良い。この場合、ステージ１９、ローラ或いは支持ローラ２０に加熱機構が付加されているのが好ましい。

母型１５と基板１８及び又はステージ１９との間には、母型１５の滑りを防止するために回転／移動を同期するための手段を設けることもできる。また上記基板１８の送り方向上流側に、基板１８上に転写樹脂膜１７を塗布形成する樹脂供給部２２が設けられている。或いは基板１８上に転写樹脂膜１７を、スピンコータ、ロールコータ、スリットコータ等公知の方法により、予め塗布しておいても良い。母型１５よりも下流側の基板１８上方に紫外線照射部２４が配設されている。なお、転写加工時の材料の粘度制御のために、樹脂供給部２２と母型１５との間の基板１８上方に、第２の紫外線照射部もしくは熱源を設けても良い。

前記基板１８は、ガラス基板やプラスチック基板、樹脂フィルム基板などを用いることができる。また、事前に塗布されるか或いは樹脂供給部２２により基板１８上に塗布形成される転写樹脂膜１７は、本実施形態では紫外線硬化樹脂を用いているが、熱硬化樹脂であっても良く、その場合には、紫外線照射部２４に代えてヒートランプ等の熱源を配設すればよい。

上記構成の図５Ａに示す工程では、支持ローラ２０を回転させるか、母型１５を直接回転させた状態で、母型１５とステージ１９との間に基板１８を挿入して基板１８を図示右方向へ移動させながら、基板１８上の転写樹脂膜１７を母型１５の表面に押し付けて母型１５の表面形状を転写樹脂膜１７に転写し、転写樹脂膜１７表面に凹凸面２５を形成する。

転写樹脂膜１７は、基板１８を図示右方向へ移動させながら、樹脂供給部２２により樹脂材料を順次塗布することにより形成し、母型１５による加工後に紫外線照射部２４による硬化を行ってその表面形状を保持するようになっている。なお、基板１８の全面に予め転写樹脂膜１７を塗布しておいても良い。以上の工程により、転写樹脂膜１７表面に母型１５と逆凹凸の凹凸面２５が形成された樹脂版２６を得る。

次に、図５Ｂに示すように、図５Ａに示す工程により得られた樹脂版２６の凹凸面２５上に、金属膜２７を成膜する。次いで、金属膜２７を電極として用いた電解メッキによりＮｉ膜２８を形成する（Ｎｉ電鋳）。上記金属膜２７は、金メッキ膜等とすることが好ましく、このような金属膜を形成することで、金属膜２７とＮｉ膜２８との剥離をＮｉ膜２８に破損を生じることなく容易に行うことができる。上記金属膜２７及びＮｉ膜２８の膜厚は、特に限定されないが、金属膜２７が１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度、Ｎｉ膜２８が１０μｍ〜１ｍｍ程度とすればよい。

次に、図５Ｂに示すように金属膜２７上にＮｉ膜２８を形成したならば、金属膜２７とＮｉ膜２８との界面で両者を剥離し、Ｎｉ膜２８に離型膜２９を形成する。なお、離型膜２９は、金属膜２７を併用しても良い。このようにして一面側に母型１５表面と略同一の凹凸形状が形成されたＮｉ膜２８と、Ｎｉ膜２８の凹凸形状に沿う離型膜２９とからなるＮｉ版３０を得る。

次に、図５Ｃに示すように、上記工程で得たＮｉ版３０の離型膜２９上に、Ｎｉ電鋳によりＮｉ膜３１を形成する。このＮｉ膜３１の形成に際しては、図５Ｂに示すＮｉ膜２８と同様の形成方法を適用することができる。また、Ｎｉ膜３１の膜厚は、特に限定されないが、１０μｍ〜５ｍｍ程度とすればよい。次いで、上記にて形成したＮｉ膜３１を離型膜２９から剥離して、母型１５の表面と逆凹凸の表面形状を有するＮｉ版を得る。

次に、図５Ｄに示すように、上記工程にて得られたＮｉ版（Ｎｉ膜３１）の凹凸面と反対側の面に、ゴムなどの弾性体からなる緩衝材３２を貼着する。そして、図６に示すように、円柱状の基体３４に、緩衝材３２を内側にして巻き付けることで、母型１５と逆凹凸の表面形状を有するロール版３５が得られる。なお、緩衝材３２の接着／接合には、トリアジンチオールを用いた加硫接着法を用いることもできる。あるいは、固定する手段が講じられれば接着接合をせずに挟み込みだけでも良い。

そして、図７に示すように、ガラスやプラスチックなどからなる製品基板３７の被加工領域３８に、紫外線硬化樹脂や、熱硬化樹脂を塗布して有機膜を形成し、その後上述の工程により作製したロール版３５を回転させながら被加工領域３８に押圧することで前記被加工領域３８の有機膜表面にロール版３５のＮｉ膜３１の表面形状を転写する。次いで、加工された有機膜を紫外線照射や加熱により硬化し、有機膜表面にＡｌやＡｇ等の高反射率の金属反射膜を形成することで、図１に示す反射体を得ることができる。

また、反射体の製造方法において、有機膜の加工に用いられるロール版３５と、被加工領域３８とは、ロール版３５の加工面（Ｎｉ膜３１表面の凹凸形状が形成された領域）３５ａの幅Ｗ１が被加工領域３８の幅Ｗ２よりも広く、ロール版３５の円周が被加工領域３８の長さＬよりも長くなるように組み合わされる。

あるいは、ロール版形成前に樹脂版２６の幅寸法Ｗ１が、図８に示す被加工域の幅Ｗ２よりも広ければ、多面付けされたうちの一つの小パターンに相当する版を並べ（接合、貼合等による）た上で、例えばＮｉ電鋳を行い、Ｗ１の幅をもつ大きなロール版３５を作成することもできる。

これは、図６に示すロール版３５の円周上に、図５Ｄに示すＮｉ膜３１を緩衝材３２とともにロール状に巻回した継ぎ目が生じること、及びＮｉ膜３１の幅が有限であることによる。すなわち、図７に示す工程で、上記ロール版３５の継ぎ目が被加工領域３８上を通過しないようにする必要があり、また、加工領域３５ａの幅方向の端部も被加工領域３８に掛からないようにする必要があるからである。

上述した反射体の製造方法において、図７に示す被加工領域３８は、１つの反射体の有機膜で構成されていても良く、複数の反射体の有機膜を含んで構成されていていてもよい。また、図８に示すように、ロール版３５の幅Ｗ１よりも小さい幅Ｗ２を有する複数の被加工領域３８Ａが配列形成された製品基板３７Ａを用い、ロール版３５を用いた加工を各被加工領域３８Ａに対して行うようにすることもできる。つまり、ロール版３５を１周回転させて加工することができる領域の面積と、被加工領域３８，３８Ａの面積とが上述の関係となっていれば、被加工領域３８，３８Ａ内に形成される有機膜の区画や、製品基板３７，３７Ａの寸法等に制限はない。

また、上述の説明では、母型１５と逆凹凸のロール版３５を作製し、製品基板３７の有機膜上に母型１５と略同一形状の凹凸を形成する場合について説明したが、本発明に係る製造方法では、製品基板３７の加工に際して種々の形態を採用することができる。

例えば、母型１５を用いて直接製品基板３７の有機膜の加工を行うこともでき、その場合には、図１及び図２に示す反射体１０とは逆凹凸の表面形状を有する反射体を製造することができる。更には、Ｎｉ膜３１をロール版３５の形態とせずに、板状に保持したまま有機膜に押圧して製品基板３７の加工を行っても良い。また、同様の加工にはＮｉ膜２８も適用することができる。

次に、本発明の母型の製造方法について詳述する。図９は、図４に示す母型１５を作製するための母型製造装置の一実施の形態を示す工程図である。この図に示す母型製造装置４０は、円柱状の母型基材４１と、母型基材４１の上方に配置され、母型基材４１の表面に凹状の圧痕を打刻するための圧子４７とをその要部として備えており、前記母型基材４１は、その一側端面（図示左側側面）に係合部４４を介して接続された基材駆動部４５によりその軸周りに回転自在とされている。

また前記圧子駆動部（圧子駆動手段）４８は、スライダ５６に支持されて前記母型基材４１の長さ方向（図示左右方向）に移動自在とされ、圧子駆動部４８とスライダ５６とにより基材４１を加工するための加工ヘッドを成している。。前記母型基材４１には、鉛や真ちゅう、はんだ、ステンレス鋼、金、ニッケル等の塑性加工が比較的容易な金属材料の基材が用いられる。

係合部４４は基材駆動部４５に接続されるとともに前記母型基材４１の一端側を嵌合固定しており、前記基材駆動部４５により母型基材４１を回転できるようになっている。また、上記基材駆動部４５は０．０数μｍ〜数μｍのピッチで母型基材４１の軸周りの位置を制御できるようになっている。そのため、基材駆動部４５にはサーボモータやステッピングモータ、ダイレクトドライブモータなどの微小回転量を制御できる駆動手段が用いられる。

また、上記母型基材４１は、軸周りの中心位置精度を保持するための手段、例えばローラ等の補助支持手段５０により軸支されている。この補助支持手段５０は、母型基材４１の軸方向に移動可能に構成されていても良い。また、補助支持手段５０は、母型基材４１の垂直方向に高さの微調整を行う機能を兼備していても良い。

なお、補助支持手段５０は、ローラ以外にも、例えば、母型基材４１の端面を押圧しつつ支持するピンであってもよい。この場合、母型基材４１であるピンの先端を母型基材４１の中心軸に正確に合致させれば良い。

圧子４７は、先に記載のように、圧子駆動部４８により母型基材４１の径方向に移動自在とされており、先端部（図示下方側）に向かって先細りに形成されており、先端４７ａは母型基材４１に打刻する圧痕の形状に加工されている。すなわち、図２に示す形状の凹部１３を有する図１の反射体１０を製造するための母型を作製する場合には、図２に示す凹部１３と逆凹凸の形状を圧子４７の先端部４７ａに形成する。

図１０は、図２に示す形状の凹部１３を有する反射体を形成するための母型１５の作製に好適な圧子の先端部４７ａの形状を示す断面構成図である。この図に示す圧子４７は、その先端部４７ａが、各々半径が異なる外側に凸なる球面の一部を成す第１曲面４７Ａと、第２曲面４７Ｂとを含んで構成された例を示している。すなわち、図２に示す凹部１３の第１曲面１３ａの内面と図１０に示す第１曲面４７Ａの外面とがほぼ一致する形状とされ、第２曲面１３ｂ内面と第２曲面４７Ｂ外面とがほぼ一致する形状とされている。

なお、上記先端部の形状は、作製する反射体の凹部（又は凸部）の形状に応じて適宜変更することができる。圧子４７は、例えばステンレス製の本体の先端に所定形状に加工されたダイヤモンドを設けたものを使用することができ、超硬鋼、セラミックス、タングステン等であっても良い。この圧子４７の先端４７ａの材質は母型基材４１の材質に応じて適宜選択することができる。

圧子駆動部４８としては、上記圧子４７を基材の径方向、例えばこの図では上下方向に駆動して母型基材４１の加工を行うことができる駆動手段であれば問題なく用いることができ、例えばソレノイドやピエゾ素子（圧電素子）等を好適な例として挙げることができる。圧子駆動部４８は、上下方向、前後方向および回転方向に移動自在で、回転方向の移動は母型１５の中心軸を中心として回転可能にするのが好ましい。

また、図示してはいないが、圧子の設置位置は基材の上方に限らず、横方向、あるいは斜め方向であっても良く、圧子を備えたヘッド部の構造に合わせて適宜選択されて良い。

図９中、加工ヘッド移動手段５７は、加工ヘッド（圧子駆動部４８及びスライダ５６）を母型基材４１の軸方向に沿って移動可能に支持しており、さらに径方向位置決め制御手段５５と係合されて加工ヘッドの基材４１径方向の位置制御も可能にしている。そして、加工ヘッド移動手段５７により加工ヘッドは０．０数μｍ〜数ｍｍピッチで母型基材４１の軸方向にミリオーダーの移動も可能なようになっている。

以上の構成を備えた母型製造装置４０により母型基材４１の加工を行うには、まず、図９に示すように、円柱状の母型基材４１をローラ等の補助支持手段５０上に載置するとともに係合部４４に固定する。また、スライダ５６に支持された圧子駆動部４８及び圧子４７を、前記母型基材４１の中心軸上方の原点位置である初期位置（例えば母型基材４１の右端部）に移動させる。上記母型基材４１には、図５に示す転写樹脂膜１７の幅（図５では紙面垂直方向の長さ）よりも凹部４２が形成される領域の基材軸方向の長さＷが大きいものを選択する。もしくはＷが転写樹脂膜１７の幅よりも狭くても、段階的に複数回の転写加工を繰り返して１７のほぼ全体に凹凸形状を形成しても良い。

また、母型基材４１の径は、特に限定されないが、基材４１の径が小さすぎると圧子４７により打刻される被加工面の曲率が大きくなり加工精度が低下するおそれがあるため、実用上は少なくとも１０ｍｍφ程度以上とすることが好ましい。

このようにして加工の準備が完了したならば、圧子駆動部４８を作動させて圧子４７を図示下方へ移動させ、圧子の先端４７ａにより母型基材４１表面に凹部４２を形成する。その後圧子４７を上方へ移動させて母型基材４１と離間させ、次いで、基材駆動部４５を動作させて所定ピッチだけ母型基材４１を回転駆動する。

また、加工ヘッド移動手段５７に接続された径方向位置決め制御手段５５とを動作させてスライダ５６（及び圧子４７）を所定ピッチだけ母型基材４１の軸方向に移動させる。このようにして母型基材４１及び圧子４７の移動が完了したならば、上記と同様に圧子駆動部４８を動作させて圧子４７による母型基材４１表面への凹部４２の打刻を行う。

なお、母型基材４１表面への凹部４２の形成は、図９中のｘ方向に圧子駆動部４８を動かし、一旦停止させつつ凹部４２の打刻を行ったり、図９中のθ方向に母型基材４１を回転させ、一旦停止させつつ凹部４２の打刻を行ってもよい。あるいは、ｘ方向に圧子駆動部４８を動かしつつ、θ方向に母型基材４１を回転させ、一旦停止して凹部４２の打刻を行ってもよい。また、これらを一旦停止させずに、圧子駆動部４８や母型基材４１を動かしながら凹部４２の打刻を行ってもよい。

そして、上記工程を順次繰り返し行い、図９に示すように、凹部４２を母型基材４１表面に形成していく。この工程により母型基材４１表面の領域に、所定範囲のピッチと深さを有する多数の凹部４２が形成され、図４に示すような加工領域１６を備えた母型１５が得られる。

こうした母型基材４１表面への凹部４２の打刻工程では、加工ヘッド移動手段５７によって圧子４７が原点位置から加工の終端位置（例えば母型基材４１の左端部）まで移動した後、再び圧子４７は母型基材４１の初期位置に向けて移動しつつ母型基材４１表面への凹部４２の打刻を行う。このように、母型基材４１表面へ凹部４２を繰り返し打刻することより、母型基材４１表面へ凹部４２を隙間無く形成することができ、反射ムラの原因となる平坦部分をなくすことができる。こうした母型１５を用いることによって、反射ムラの極めて少ない高反射率の反射体を得ることが可能になる。

加工ヘッド移動手段５７による圧子４７の移動は、上述したように、圧子４７の原点位置から終端位置までの往路および復路でそれぞれ凹部４２の打刻を行う以外にも、圧子４７が原点位置から終端位置まで凹部４２の打刻をして移動した後、一旦、圧子４７を原点位置まで戻し、再び圧子４７を終端位置に向けて移動しながら凹部４２の打刻を行っても良い。このように圧子の往復移動時に加工を行うと、非加工時間が減少するため、一般的には加工効率が向上する。さらに、こうした圧子４７を３回以上の行程で移動させて凹部４２の打刻を行っても良い。

加工ヘッド移動手段５７による圧子４７の移動、および母型基材４１の移動としては、図１４に示す各種動作例を挙げることができる。図１４に示すように、圧子（加工ヘッド）のＸ方向における一方向および両方向のそれぞれに連続移動や間歇移動を適宜選択し、かつ、母型基材４１のθ方向における一方向および両方向のそれぞれに連続移動や間歇移動を組み合わせることによって、多彩なランダム配列の凹部４２を母型基材４１に形成することが可能である。なお、図１５に示す各種動作例において、移動方向の説明を図１５にまとめて表記しておく。

上記母型製造装置４０により作製される母型１５は、図９に示すように凹部４２が隙間無く形成されているので、母型基材４１の周方向で継ぎ目のない母型であり、この母型１５を用いた形状転写において、母型１５の回転方向であれば、連続的に加工を行うことができるという利点を有している。従って、繰り返し再現性よく微細凹凸形状を形成することができるとともに、１回の工程で処理できる被加工物の面積が大きく、極めて効率良く反射体表面の微細凹凸形状の形成を行うことができる。

また、上記母型製造装置４０を用いた製造方法によれば、圧子４７の先端部４７ａの形状を適宜変更するのみで、任意の形状の凹部４２を母型基材４１周面に形成することができるので、図５〜図７に示す製造工程により作製される反射体の反射面形状の変更に極めて容易に対応することが可能である。従って、反射体の設計変更に伴うリードタイムを大幅に短縮することが可能であり、効率的に最適な表面形状を備えた反射体の製造を行うことができる。

また、図１に示す反射体１０を例えば液晶表示装置の反射層として適用する場合には、反射体１０の反射面の凹部１３の配列パターンと、液晶表示装置のパターン形状（例えば、画素電極やカラーフィルタ、ブラックマスクのパターン）とが干渉してモアレ模様が生じるのを避けるために、上記液晶表示装置のパターン形状に合わせて反射体１０の凹部１３の配列パターンを変更する必要がある。

従来は、このようなモアレ防止の対策のために、液晶表示装置の種類毎に異なる転写型を用意して反射体の有機膜の加工を行っていたが、上記母型製造装置４０により作製される母型１５、及びこれを用いた反射体の製造方法によれば、同一の母型１５又はロール版３５を用いながら、モアレ対策の施された反射体１０を作製することができる。この製造方法について、図１１を参照して以下に説明する。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、本実施形態の製造方法において、有機膜に形成される凹凸形状の配列パターンを変更する場合の製造工程を説明するための説明図であり、母型１５又はロール版３５を用いて製品基板３７に配列形成された有機膜３８ａを加工する工程を示している。尚、図示及び説明は省略するが、図１１に示す以外の工程は、図５及び図６、図９に示す反射体及び母型の製造方法に準ずるものとする。

本実施形態に係る製造方法では、反射体の凹凸の配列パターンが異なる反射体（又は液晶表示装置）を製造するに際して、例えばある１つの製品においては、図１１Ａに示すように、製品基板３７の長辺と平行な向きに、母型１５又はロール版３５を有機膜３８ａに対して押圧しながら回転して加工を行い、他の種類の製品基板３７を加工する場合に、図１１Ｂに示すように、母型１５又はロール版３５の軸を、例えば角度θだけ回転させて製品基板３７の片に対して傾斜する向きに母型１５又はロール版３５を転がして加工を行うことで、極めて容易に、凹凸形状の配列パターンの異なる有機膜３８ａを得ることができる。係る製造方法を採用するならば、製造工程をほとんど変更することなく、複数種の反射体（液晶表示装置）においてモアレ対策を講じることができ、極めて効率よく反射体の製造を行うことができる。

図１２は、本発明に係る反射体の製造方法で製造した反射体を液晶表示装置の反射層に適用した例を示す斜視構成図であり、図１３は、図１２に示す液晶表示装置の部分断面構成図である。本実施形態の液晶表示装置は、図１２及び図１３に示すように、フロントライト（照明装置）１１０と、その背面側（図示下面側）に配置された反射型の液晶パネル１２０とを備えて構成されている。

フロントライト１１０は、図１２に示すように、略平板状の透明の導光板１１２と、その側端面１１２ａに沿って配設された中間導光体１１３と、この中間導光体１１３の片側の端面部に配設された発光素子１１５と、前記中間導光体１１３、発光素子１１５及び導光板１１２の側端部を覆うように中間導光体１１３側から被着された遮光性のケース体１１９とを備えて構成されている。

すなわち、前記発光素子１１５と中間導光体１１３とがフロントライト１１０の光源とされ、導光板の側端面１１２ａが導光板の入光面とされている。また、図１２に示すように、導光板１１２の外面側（図示上面側）に、中間導光体１１３が配設された入光面１１２ａに対して傾斜した向きに延在するように複数のプリズム溝１１４が配列形成されている。

液晶パネル１２０は、対向して配置された上基板１２１と下基板１２２とを備えて構成され、図１２に点線で示す矩形状の領域１２０Ｄが液晶パネル１２０の表示領域とされ、表示領域１２０Ｄ内には実際には液晶パネルの画素がマトリクス状に配列形成されている。

上記構成の液晶表示装置は、液晶パネル１２０の表示領域１２０Ｄ上に導光板１１２が配置され、この導光板１１２を透過して液晶パネル１２０の表示を視認できるようになっている。また、外光が得られない暗所では、発光素子１１５を点灯させ、その光を中間導光体１１３を介して導光板１１２の入光面１１３から導光板内部へ導入し、導光板１１２の図示下面１１２ｂから液晶パネル１２０へ向けて出射させ、液晶パネル１２０を照明するようになっている。

フロントライト１１０の導光板１１２は、液晶パネル１２０の表示領域上に配置されて発光素子１１５から出射された光を液晶パネル１２０に落射する平板状の部材であり、透明なアクリル樹脂などから構成されている。図１３の部分断面図に示すように、導光板１１２の図示上面（液晶パネル１２０と反対側の面）は、断面視くさび状のプリズム溝１１４が互いに平行に平面視ストライプ状に形成された反射面１１２ｃとされており、図示下面（液晶パネル１２０と対向する面）は、液晶パネル１２０を照明するための照明光が出射される出射面１１２ｂとされている。

前記プリズム溝１１４は、反射面１１２ｃの基準面Ｎに対して傾斜して形成された一対の斜面部により構成され、これらの斜面部の一方が緩斜面部１１４ａとされ、他方がこの緩斜面部１１４ａよりも急な傾斜角度に形成された急斜面部１１４ｂとされている。この緩斜面部１１４ａは、導光板１１２の光伝搬方向の長さが短いほど傾斜角度を大きく、また前記長さが長いほど傾斜角度を小さく形成することで、フロントライト１１０の輝度の均一性を高めることができる。

そして、導光板１１２内部を図示右側から左側へ伝搬する光を、反射面面１１２ｃの急斜面部１１４ｂにより出射面１１２ｂ側へ反射して導光板１１２の背面側に配置された液晶パネル１２０に向けて出射させるようになっている。

液晶パネル１２０は、カラー表示が可能な反射型のパッシブマトリクス型液晶ネルを示しているが、本発明は反射型又は半透過反射型のパッシブマトリクスあるいはアクティブマトリクス型パネルにも適用することができる。図１３に示すように、対向して配置された上基板１２１と下基板１２２との間に、液晶層１２３を挟持して構成され、上基板１２１の内面側に、図示左右方向に延在する平面視短冊状の複数の透明電極１２６ａとこの透明電極１２６ａ上に形成された配向膜１２６ｂとを備え、下基板１２２の内面側には、反射層１２５、カラーフィルタ層１２９、複数の平面視短冊状の透明電極１２８ａ、及び配向膜１２８ｂが順次形成されている。

上基板１２１の透明電極１２６ａと、下基板１２２の透明電極１２８ａは、いずれも短冊状の平面形状に形成されており、平面視ストライプ状に配列されている。そして、透明電極１２６ａの延在方向と、透明電極１２８ａの延在方向とは平面視において互いに直交するように配置されている。

従って、一つの透明電極１２６ａと一つの透明電極１２８ａとが交差する位置に液晶パネル１２０の１ドットが形成され、それぞれのドットに対応して後述する３色（赤、緑、青）のカラーフィルタのうち１色のカラーフィルタが配置されるようになっている。そして、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に発色する３ドットが、液晶パネル１２０の１画素を構成している。

カラーフィルタ層１２９は、赤、緑、青のそれぞれのカラーフィルタ１２９Ｒ，１２９Ｇ，１２９Ｂが、周期的に配列された構成とされており、各カラーフィルタは、それぞれ対応する透明電極１２８ａの下側に形成され、各画素１２０ｃ毎にカラーフィルタ１２９Ｒ，１２９Ｇ，１２９Ｂの組が配置されている。そして、それぞれのカラーフィルタ１２９Ｒ，１２９Ｇ，１２９Ｂと対応する電極を駆動制御することで、画素１２０ｃの表示色が制御されるようになっている。

次に、図１３に示す下基板１２２の内面側に形成された反射層１２５は、図１の斜視構成図に示す構成を備えたものであり、図１に示すように、ＡｌやＡｇ等の高反射率の金属反射膜１２と、この金属反射膜１２に所定の表面形状を与えるためのアクリル樹脂材料などからなる有機膜１１とを備えて構成されている。この有機膜１１の表面に、複数の凹部１３が設けられており、この凹部１３上に形成された金属反射膜１２により所定の反射性を得ている。

従って、本実施形態に係る液晶表示装置の反射層１２５の凹部１３は、図２に示す形状を有しており、図３に示す反射特性を有しているので、広い角度範囲で高輝度の反射表示が可能であるとともに、反射輝度のピークが、正反射方向よりもパネル法線方向へシフトしているため、通常液晶表示装置の観察者が配置されるパネル正面方向の輝度を高めることができ、実質的に明るい表示を得ることができる。

液晶パネル１２０に備えられた有機膜１１は、本発明に係る反射体の製造方法により作製されるものであり、先に記載の反射体の製造方法により容易かつ再現性よく製造することができる。また、上記製造方法を適用することで、電極２６ａ、２８ａや、カラーフィルタ層１２９のピッチに変更が生じた場合であっても、極めて容易に反射層１２５の凹凸の配列パターンを変更することができる。

図１は、反射体の構成の一例を示す部分斜視図である。 図２Ａは、図１に示す反射体に形成された凹部の平面構成図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すＧ−Ｇ線に沿う断面構成図である。 図３は、図１に示す反射体１０に、図２における図示右側から入射角３０°で光を照射し、受光角を反射面（反射層２５表面）に対する正反射の方向である３０°を中心として±３０°の範囲（０°〜６０°；０°が液晶パネル２０の法線方向に相当）で振って反射体１０の反射率（％）を測定した結果を示すグラフである。 図４は、本実施形態の製造方法において、反射体の凹凸形状を形成するための母型を示す斜視構成図である。 図５は、図４に示す母型を用いてロール版を作製する工程を示す断面構成図である。 図６は、図５に示す工程により作製されたロール版の断面構造を示す図である。 図７は、図６に示すロール版を用いて反射体の凹凸形状を形成する工程を示す斜視構成図である。 図８は、本実施形態の製造方法による有機膜の加工工程の他の例を示す斜視構成図である。 図９は、図４に示す母型を作製するための母型製造装置の一実施の形態を示す工程図である 図１０は、図９に示す母型製造装置に備えられた圧子の先端形状の一例を示す断面構成図である。 図１１は、図１１Ａ及び図１１Ｂは、本実施形態の製造方法において、有機膜に形成される凹凸形状の配列パターンを変更する場合の製造工程を説明するための説明図である。 図１２は、反射体を液晶表示装置の反射層に適用した例を示す斜視構成図である。 図１３は、図１２に示す液晶表示装置の部分断面構成図である。 図１４は、圧子（加工ヘッド）および母型の移動例を示す説明図である。 図１５は、図１４に示す移動例の移動方向を説明した説明図である。液晶表示装置の部分断面構成図である。

符号の説明

１０ 反射体
１１ 有機膜
１２ 金属反射膜
１３ 凹部
１５ 母型（微細凹凸面形成用転写母型）
１７ 転写樹脂膜
３０ Ｎｉ版
３１ Ｎｉ膜
３５ ロール版
３２ 緩衝材
４１ 母型基材
４７ 圧子

Claims (3)

1. 略円柱状の基材と、該基材を軸周りに回転駆動する基材駆動部と、前記基材に近接配置されて前記基材に圧痕を打刻するための圧子と、該圧子を前記基材の径方向に駆動するための圧子駆動手段と、前記圧子を前記基材の軸方向に移動させるための圧子搬送部とを備えた装置を用いた微細凹凸面の加工方法であって、
   前記圧子搬送部による前記圧子の基材軸方向への移動を少なくとも１往復以上行い、この基材軸方向への移動の往路および復路、または２行程以上の往路で前記基材の表面に前記圧子で前記圧痕を繰り返し打刻することを特徴とする微細凹凸面の加工方法。
2. 請求項１に記載された微細凹凸面の加工方法により微細凹凸面が加工された基材を母型とする転写用母型の製造方法。
3. 請求項１に記載された微細凹凸面の加工方法により形成した微細凹凸面を有する略円筒状の基材を母型に用いる転写用母型の加工方法。

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