JP2023090718A - 原盤、転写物及び原盤の製造方法 - Google Patents
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- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
Description
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る原盤の外観について説明する。図1は、本実施形態に係る原盤の外観を模式的に示す斜視図である。
次に、図2A及び図2Bを参照して、本実施形態に係る原盤1の外周面に形成された凹凸構造20のより具体的な構造について説明する。図2Aは、原盤1の外周面に形成された凹凸構造20の一例を示す断面図であり、図2Bは、原盤1の外周面に形成された凹凸構造20の一例を示す平面図である。図2Aは、原盤1の外周面に垂直な方向で切断した断面図を示し、図2Bは、原盤1の外周面に垂直な方向から平面視した平面図を示す。
次に、図4~図8を参照して、本実施形態に係る原盤1の外周面に形成される凹凸構造20の具体例について説明する。図4~図8は、原盤1に設けられた凹凸構造20を転写した転写物の一例を模式的に示す断面図及び平面図である。そのため、図4~図8で示す凹凸構造20は、原盤1に形成された凹凸構造20とは、凹凸形状が反転している。なお、図4~図8の平面図では、ドットハッチングが濃い円ほど、より高さが高い凸部に対応することを表す。
図4に示すように、凹凸構造21は、凸部201(すなわち、原盤1上では凹部)を四方格子状に配列した凸部集合体211(すなわち、原盤1上では凹部集合体)が所定の間隔を置いて設けられた構造であってもよい。凹凸構造21では、凸部集合体211内の凸部201の高さが第1の方向に段階的に増加又は減少するように設けられ、第1の方向と直交する第2の方向では、凸部201の高さが略同一の高さとなるように設けられる。したがって、図4に示す凹凸構造21では、凸部集合体211は、第1の方向において全体として三角波様(のこぎり歯様)の形状を示す構造として形成され得る。凹凸構造21を備える転写物は、例えば、モスアイ構造による反射防止能を備えた回折素子として用いることが可能である。
図5に示すように、凹凸構造22は、凸部202(すなわち、原盤1上では凹部)を四方格子状に配列した凸部集合体212(すなわち、原盤1上では凹部集合体)が所定の間隔を置いて設けられた構造であってもよい。凹凸構造22では、凸部集合体212内の凸部202の高さが凸部集合体212の中央に向かうほど段階的に増加するように設けられる。したがって、図5に示す凹凸構造22では、凸部集合体212は、全体として凸レンズ様の形状を示す構造として形成され得る。凹凸構造22を備える転写物は、例えば、モスアイ構造による反射防止能を備えたマイクロレンズアレイとして用いることが可能である。
図6に示すように、凹凸構造23は、凸部203(すなわち、原盤1上では凹部)を四方格子状に配列した凸部集合体213(すなわち、原盤1上では凹部集合体)が所定の間隔を置いて設けられた構造であってもよい。凹凸構造23では、凸部集合体213内の凸部203の高さが凸部集合体213の中央に向かうほど段階的に増加するように設けられ、かつ凸部203の高さが所定の範囲に収まるように同心円状に高さが減少する形状にて設けられる。したがって、図6に示す凹凸構造23では、凸部集合体213は、全体としてフレネルレンズ様の形状を示す構造として形成され得る。凹凸構造23を備える転写物は、例えば、モスアイ構造による反射防止能を備えたフレネルレンズアレイとして用いることが可能である。
図7に示すように、凹凸構造24は、凸部204(すなわち、原盤1上では凹部)を四方格子状に配列した凸部集合体214(すなわち、原盤1上では凹部集合体)が所定の間隔を置いて設けられた構造であってもよい。凹凸構造24では、凸部集合体214内の凸部204の高さが不規則に(ランダムに)なるように設けられる。ただし、凸部204の高さは、中心値が異なる複数のグループのいずれかに属するように設けられるため、厳密には、異なる高さを有する凸部204の配置が凸部集合体214内で不規則に(ランダムに)なるように設けられる。したがって、図7に示す凹凸構造24では、凸部集合体214は、全体として凸部204の高さが不規則なモスアイ構造として形成され得る。凹凸構造24を備える転写物は、例えば、干渉光及び回折光が少ない反射防止フィルム又は光拡散板として用いることが可能である。
図8に示すように、凹凸構造25は、凸部205(すなわち、原盤1上では凹部)を不規則的な(ランダムな)配置にて配列した凸部集合体215(すなわち、原盤1上では凹部集合体)が所定の間隔を置いて設けられた構造であってもよい。凹凸構造25では、図8に示した凹凸構造24と同様に、異なる高さを有する凸部205の配置が凸部集合体215内で不規則に(ランダムに)なるように設けられる。したがって、図8に示す凹凸構造25では、凸部集合体215は、全体として凸部205の高さ及び配置が不規則なモスアイ構造として形成され得る。凹凸構造25を備える転写物は、例えば、干渉光及び回折光がより少ない反射防止フィルム又は光拡散板として用いることが可能である。なお、図8に示す凹凸構造25は、図7に示す凹凸構造24よりも規則性が低いため、意図しない回折光又は干渉光の発生をより抑制することができる。
続いて、図9を参照して、本実施形態に係る原盤1の使用例を説明する。本実施形態に係る原盤1を用いることによって、原盤1の凹凸構造20を転写した転写物を製造することができる。図9は、本実施形態に係る原盤1を用いて転写物を製造する転写装置5の構成を示す模式図である。
(製造方法の全体工程)
続いて、本実施形態に係る原盤1の製造方法について説明する。
次に、図10を参照して、上述した露光工程において、円筒形状又は円柱形状の基材10にレーザ光を照射する露光装置3の具体的な構成について説明する。図10は、露光装置3の具体的な構成を説明するブロック図である。
以下の工程により、実施例1に係る原盤を作製した。まず、円筒形状の石英ガラスにて構成された基材(軸方向長さ100mm、外周面の肉厚4.5mm)の外周面に、スパッタ法でタングステン酸化物を55nmにて成膜し、レジスト層を形成した。次に、図10に示す露光装置を用いて、波長405nmの半導体レーザ光源からのレーザ光によって熱リソグラフィを行い、レジスト層に潜像を形成した。なお、基材の回転数は、900rpmとした。
レーザ光の出力を制御する制御信号として図11Bに示す制御信号を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、実施例2に係る原盤を製造した。具体的には、図11Bに示すように、周期が一定であり、振幅の大きさが不規則に(ランダムに)変化するような制御信号を用いてレーザ光の出力を制御した。なお、図11Bで示す制御信号は、実施例2に係る原盤の凹凸構造を形成するための制御信号を示している。さらに、製造した原盤を用いて、実施例1と同様の方法にて、転写物を製造した。
実施例1及び実施例2に係る原盤を用いて製造した転写物を走査型電子顕微鏡(Scanning Electoron Microscope:SEM)にて観察した画像を図12A~図13Bに示す。図12Aは、実施例1に係る原盤の転写物を拡大倍率30,000倍にて撮像したSEM画像であり、図12Bは、実施例2に係る原盤の転写物を拡大倍率30,000倍にて撮像したSEM画像である。図13Aは、実施例1に係る原盤の転写物を傾き30°及び拡大倍率10,000倍にて撮像したSEM画像であり、図13Bは、実施例2に係る原盤の転写物を傾き30°及び拡大倍率10,000倍にて撮像したSEM画像である。なお、図12A~図13Bでは、X方向が基材の周方向に相当し、Y方向が基材の軸方向に相当する。
3 露光装置
5 転写装置
10 基材
20、21、22、23、24、25 凹凸構造
200 凹部
201、202、203、204、205 凸部
210 凹部集合体
211、212、213、214、215 凸部集合体
222 第1の凹部
224 第2の凹部
226 第3の凹部
Claims (11)
- 複数の凹部又は凸部にて構成される凹凸集合体が基材上に互いに離隔されて複数設けられ、
前記凹部又は凸部の前記基材表面に占める領域の平均幅は、可視光帯域に属する波長以下であり、
前記凹凸集合体内の前記凹部又は凸部の各々の前記基材表面からの形成長さは、中心値が異なる少なくとも3以上のグループのいずれかに属し、
前記凹部又は凸部の各々の前記基材表面からの形成長さは、前記凹凸集合体が実現する機能に基づいて、前記凹凸集合体内で所定の方向に沿って段階的に変化し、
前記基材表面は平坦面であり、
前記基材表面の変化に依らずに、前記凹凸集合体内の前記凹部又は凸部の各々の前記基材表面からの形成長さの変化と、当該凹部又は凸部の配置とに依って、前記機能が実現される、転写物。 - 前記凹凸集合体内の前記凹部又は凸部の各々の前記基材表面に占める領域の平均幅は、中心値が異なる少なくとも2以上のグループのいずれかに属する、請求項1に記載の転写物。
- 前記凹部又は凸部の前記基材表面に占める領域の平均幅は、前記凹部又は凸部の前記基材表面からの形成長さが長くなるほど大きくなる、請求項2に記載の転写物。
- 前記凹部又は凸部の各々の前記基材表面に占める領域の平面形状は、円形状である、請求項1~3のいずれか一項に記載の転写物。
- 前記凹凸集合体の各々が設けられた間隔は、可視光帯域に属する波長よりも大きい、請求項1~4のいずれか一項に記載の転写物。
- 前記凹凸集合体内の前記凹部又は凸部の各々は、最密充填配置にて設けられる、請求項1~5のいずれか一項に記載の転写物。
- 前記凹部又は凸部の各々の前記基材表面からの形成長さは、前記凹凸集合体が実現する回折素子の機能に基づいて、前記凹凸集合体内で第1の方向に段階的に増加又は減少するように設けられ、前記第1の方向と直交する第2の方向では、同一の高さとなるように設けられる、請求項1~6のいずれか一項に記載の転写物。
- 前記凹部又は凸部の各々の前記基材表面からの形成長さは、前記凹凸集合体が実現するマイクロレンズの機能に基づいて、前記凹凸集合体内で前記凹凸集合体の中央に向かうほど段階的に増加するように設けられる、請求項1~6のいずれか一項に記載の転写物。
- 前記凹部又は凸部の各々の前記基材表面からの形成長さは、前記凹凸集合体が実現するフレネルレンズの機能に基づいて、前記凹凸集合体内のうち中心領域で前記凹凸集合体の中央に向かうほど段階的に増加し、かつ、前記中心領域の周辺領域で所定の範囲に収まるように同心円状に減少するように設けられる、請求項1~6のいずれか一項に記載の転写物。
- 前記凹凸集合体の各々は、規則的に配列される、請求項1~9のいずれか一項に記載の転写物。
- 前記凹凸集合体の各々は、不規則的に配列される、請求項1~9のいずれか一項に記載の転写物。
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