JP2014223761A - 光学部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1は、基板上に形成したい凹凸パターンを反転させた反転凹凸パターンを有する金型を、基板の表面に形成されたレジスト膜層に対して型押しすることで、所定の凹凸パターンを転写するものである。
ところで、近年においては、例えば液晶ディスプレイに代表されるように光学部品の大面積化、かつ高性能化が望まれている。液晶ディスプレイで画像を見るための構造としては、その内部に光の屈折率を調整するための導光板や位相差フィルム等を内蔵したものが知られている。そして、これらの導光板や位相差フィルム等には、微細な凹凸パターンがその表面に転写された微細構造の実現が必要である。例えば液晶ディスプレイにおいて、この微細構造を実現しようとすると、一体物で継ぎ目がない大面積の微細構造体が必要となる。
しかしながら、特許文献1や特許文献2の様に一体物で大面積の微細構造体を製造するには、大面積原版を作製する装置コストや製造コストが莫大になるため、例えば、基材の上に複数の個片の基本微細構造体を並べて配置することで、継ぎ目の影響の少ない大面積の微視構造体としている(例えば、特許文献3参照)。
(実施の形態1)
この実施の形態1は、図6に示したように基板4の表面に、複数回の転写プロセスによって反射防止膜が形成された光学部材と、この光学部材の製造方法を、具体的に説明する。
図1は本発明の実施の形態1における製造装置の概略図である。図2(a)と図2(b)はモールドの概略図である。図3はモールドの単独転写プロセス説明図である。図4(a)と図4(b)は単独転写エリア説明図である。
ステージ6の上面には、反射防止膜を形成しようとする基板4がセットされている。ステージ6の上方位置には、ステージ6の上面に対向してヘッド1が設けられている。ガラスや石英など光を高効率で透過する部材によって構成されているヘッド1は、ステージ6の上面に接近離間するように昇降駆動できるように取り付けられている。ヘッド1の上部には、紫外線照射ユニット2が取り付けられている。ヘッド1の下部には、表面に微細構造を有した微細構造金型としてのモールド3が、固定用治具(図示せず)を用いて取り付けられている。モールド3はガラスや石英など光を高効率で透過する部材で出来ており、上部より照射された紫外線をモールド3の下側へ透過することができる。さらに、モールド3の下面には、電子線描画およびドライエッチング法などを用いて図2(a)と図2(b)に示すように、微細構造パターン31が形成されている。モールド3の上面とヘッド1の下面との間には、図2(b)に示すように、L字形の板状の遮光体32が形成されている。遮光体32は、蒸着もしくはスパッタ法などを用いてクロムなどの金属層を形成したり、黒体塗料を印刷したり、もしくは黒体シートを接着シート(図示せず)を介し貼り付けなどして、モールド3の上面を部分的に覆うように配置されており、配置された領域のみ紫外線の通過光量を制限する。
基板4は、ガラスやSUS、PETフィルムなど材料からなる薄型の板状で、この基板4の上面には、反応性硬化樹脂5が塗布または印刷によって配置されている。基板4の表面には、反応性硬化樹脂5との密着性を向上するためのカップリング処理を施している。反応性硬化樹脂5は、硬化前の液状の状態で配置されている。
図5は、図3で説明した反応プロセスを繰り返している複数転写プロセスを示している。簡便のため、モールド3の下側に形成されている微細構造パターンの図示は省略している。
図5のステップS1は第1塗布工程であり、基板4の上に反応性硬化樹脂5を塗布する。
次に、図5のステップS5は第2塗布工程であり、基板4の上に既に転写された硬化樹脂領域51、未硬化樹脂領域52の隣に、液状の反応性硬化樹脂53が塗布により新たに配置される。
この図5のステップS1〜S9を基板4のX軸方向に繰り返し、またY軸方向に繰り返すことによって、図6に示すように基板4の広い範囲に連続して微細構造パターンを転写した光学部材を製造できる。この図6では、X方向に6回、Y方向に6回と、合計36回の複数転写を行っており、図面左下が第1番目の単独転写領域T1であり、図面右上が第36番目の単独転写領域T36である。各単独転写領域T1,T2,・・・,T36においては、硬化樹脂領域51と未硬化樹脂領域52が存在するが、複数転写によって各境界部分の未硬化樹脂領域52は消滅し、全転写領域の右辺の単独転写領域T6,T12,T18,T24,T30,T36、および上辺の単独転写領域T31〜T32にのみ未硬化領域が存在することになる。便宜上、各境界部分を実線で区切って表示しているが、本実線部分に目視上パターン不連続な部分は存在せず、全面にわたってパターン崩れのない面が形成されている。
(比較例)
図7のステップS1〜S3は単独転写における転写の様子を示す。図7のステップS4〜S6は前記プロセスにて転写されたパターンの隣接部において、次ステップの転写を実施した際の転写の様子を示している。
図7のステップS2では、モールド3を下降させて反応性硬化樹脂5を押し広げる。そして、紫外線照射により硬化する。その際、反応性硬化樹脂5は、押し広げられた全域に渡って完全硬化して、全部が硬化樹脂領域51となる。
図7のステップS4では、モールド3を前ステップで転写された硬化樹脂領域51をオーバーラップするように移動させ、既に転写された硬化樹脂領域51の隣接部に新たに液状の反応性硬化樹脂53が塗布により配置される。
乗り上がりを回避するには、図7のステップS4において反応性硬化樹脂53の塗布を、前ステップで硬化した硬化樹脂領域51と十分離れた位置で実施する必要があるが、それでは押し広げられた樹脂が硬化樹脂領域51に到達せず、空隙すなわち転写抜けが生じてしまう。これら樹脂の乗り上がりまたは転写抜けは、目視上は不連続部分として認識され、重大な品質不良となる。
図8は本発明の実施の形態2を示す。
実施の形態1の製造装置では、遮光体32が、ヘッド1とモールド3の間に配置されていたが、実施の形態2では遮光体32の位置が実施の形態1とは異なる。
図8では、ステージ6をガラスや石英など光を高効率に透過させるような部材によって構成し、このステージ6の下部に紫外線照射ユニット2を配置している。ステージ6の下面には、遮光体54が形成されている。遮光体54は、蒸着もしくはスパッタ法などを用いてクロムなどの金属層を形成したり、黒体塗料を印刷したり、もしくは黒体シートを接着シート(図示せず)を介し貼りつけるなどして、ステージ6を部分的に覆うように配置されており、配置された領域のみ紫外線の透過を制限する。
2 紫外線照射ユニット
3 モールド
4 基板
5,53 液状反応性硬化樹脂
21 紫外線
31 微細構造パターン
32,54 遮光体
51 樹脂硬化領域
52 未硬化樹脂領域
E1 第1の領域
E2 第2の領域
E3 第3の領域
E4 第4の領域
DX31 微細構造パターン31のX方向の幅
DY31 微細構造パターン31のY方向の幅
DX32 遮光体32の形成位置の中心線からのX方向の距離
DY32 遮光体32の形成位置の中心線からのY方向の距離
Claims (6)
- 表面に微細構造を有した微細構造金型を、基板上に配置された反応性硬化樹脂に繰り返し転写し、連続した微細構造を持つ光学部材であって、
基板上に反応性硬化樹脂を塗布する第1塗布工程と、
前記基板と微細構造金型とを接近して前記反応性硬化樹脂を前記微細構造金型の表面へ密着させる第1密着工程と、
前記第1密着工程の前記微細構造金型の第1の領域に対応する前記反応性硬化樹脂を硬化し、前記微細構造金型の第2の領域に対応する前記反応性硬化樹脂を未硬化の状態で残す第1硬化工程と、
前記微細構造金型を硬化状態および未硬化状態の樹脂から離型する第1離型工程と、
前記第2の領域に対応した未硬化状態の樹脂と隣接した前記基板上に反応性硬化樹脂を塗布する第2塗布工程と、
前記第1硬化工程の硬化状態の樹脂に前記微細構造金型の一部がオーバーラップするように、転写位置を移動させる転写位置変更工程と、
前記第2塗布工程で塗布した前記反応性硬化樹脂を前記基板と微細構造金型とで挟んで前記反応性硬化樹脂を前記微細構造金型の表面へ密着させるように前記基板と微細構造金型を相対移動させる第2密着工程と、
前記第2密着工程の前記微細構造金型の第3の領域に対応する前記反応性硬化樹脂を硬化し、前記微細構造金型の第4の領域に対応する前記反応性硬化樹脂を未硬化の状態で残す第2硬化工程と、
前記微細構造金型を硬化状態および未硬化状態の樹脂から離型する第2離型工程とを有することを特徴とする、
光学部材の製造方法。 - 前記第2塗布工程と転写位置変更工程と前記第2密着工程と前記第2硬化工程および前記第2離型工程を繰り返すことを特徴とする、請求項1記載の光学部材の製造方法。
- 前記第2硬化工程は、
前記第1硬化工程にて既に転写の完了した前記第1の領域に、これから転写する第3の領域がオーバーラップするように転写することを特徴とする、
請求項2記載の光学部材の製造方法。 - 前記第1硬化工程および第2硬化工程で転写された微細構造転写領域の外周のうち、一部分が前記第2の領域および第4の領域であり、かつ残りの外周とその内部が前記第1の領域および第3の領域であることを特徴とする、
請求項2または3記載の光学部材の製造方法。 - 前記反応性硬化樹脂が、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする、
請求項1から4の何れかに記載の光学部材の製造方法。 - 請求項1から5の何れかの製造方法で製造した光学部材。
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