JP4204283B2 - コーナーキューブアレイの製造方法 - Google Patents
コーナーキューブアレイの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4204283B2 JP4204283B2 JP2002264932A JP2002264932A JP4204283B2 JP 4204283 B2 JP4204283 B2 JP 4204283B2 JP 2002264932 A JP2002264932 A JP 2002264932A JP 2002264932 A JP2002264932 A JP 2002264932A JP 4204283 B2 JP4204283 B2 JP 4204283B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- corner cube
- manufacturing
- recesses
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置などにおいて好適に用いられるコーナーキューブアレイの製造方法に関する。
【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利用されている。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で得られるコーナーキューブアレイを用いた反射板（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、コーナーキューブアレイの従来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、平面に対して垂直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、サイズの小さいコーナーキューブ（例えば１００μｍ以下）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。
【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、これを型として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。また、特許文献１には、光化学的な手法を用いてコーナーキューブアレイ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を有するマスクを用いてフォトレジストのパターニングを行なうが、マスクの各透過領域の透過率は、透過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。このフォトレジストが形成された基板に対して所定の方法でエッチングを行なうことによって、基板上にはフォトレジストの形状と同様の突起が形成される。これによりコーナーキューブを作製することが可能である。
【０００７】
さらに、非特許文献１には、互いに直交する正方形の３面からなる立方体型のコーナーキューブを微細なサイズで作製する技術が記載されている。この論文によれば、シリコン基板上に、結晶成長を制御するための酸化膜を局所的に配置し、この基板上で結晶をエピタキシャル成長させることによって、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。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−２０５３２２号公報
【非特許文献１】
Applied Optics Vol.35, No19 pp3466-3470における"Precision crystal corner cube arrays for optical gratings formed by (100) silicon planes with selective epitaxial growth"
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
コーナーキューブリフレクタは、例えば、液晶表示装置などにおいて用いられる。ただし、液晶表示装置に用いる場合、コーナーキューブのサイズは非常小さい（例えば１００μｍ以下）ことが好ましい。
【００１０】
しかしながら、上述のプレート法、ピン結束法などのような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。また、上述のような方法を用いてコーナーキューブリフレクタを作製した場合、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。また、三角プリズム法では、凹部と凸部とを含む立体形状を有する、直交する正方形３面から構成される立方体型のコーナーキューブを作製することができない。
【００１１】
また、上記の特許文献１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は、その側面の面精度（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。
【００１２】
また、シリコンの選択成長を利用した非特許文献１に記載されている手法は、結晶の側方成長を制御することが難しい上に、シリコン酸化膜と成長させる膜との端面での歪みの影響が大きいため、良好な形状を持つマイクロコーナーキューブアレイを作製することは困難である。
【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コーナーキューブアレイの製造方法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】
本発明のコーナーキューブアレイの製造方法は、複数の凹部が形成された基板を用意する工程と、前記複数の凹部のそれぞれにおいて、前記基板の一部を前記基板から除去することによって前記凹部間に複数の凸部を形成する工程とを包含し、前記複数の凸部を形成する工程において、前記凸部の少なくとも一部を含むように構成されたコーナーキューブ単位要素が、前記複数の凹部に対応する位置にそれぞれ形成される。
【００１５】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凸部を形成する工程は、前記基板に対して異方性のエッチングを行なう工程を包含する。
【００１６】
ある好ましい実施形態において、前記異方性のエッチングは、ウエットエッチングである。
【００１７】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凸部を形成する工程は、前記異方性のエッチングを行なう工程の前に、前記基板上に、エッチングマスク層を設ける工程をさらに包含する。
【００１８】
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マスク部分は前記複数の凹部を実質的に覆わないように配置される。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記基板は、立方晶系の結晶からなる単結晶基板である。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記基板の、前記複数の凹部が形成された面は、前記結晶の｛１１１｝面と実質的に平行であり、前記異方性のエッチングによって、互いに直交する略正方形の３つの｛１００｝面から構成された前記コーナーキューブ単位要素が形成される。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凹部のそれぞれは、３つの直角二等辺三角形と正三角形とを含む三角錐形状を有し、前記正三角形の各辺は、前記結晶の｛１００｝面と実質的に平行である。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凹部は、ハニカム格子点上に位置する。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凹部が形成された基板を用意する工程は、放電加工法によって前記複数の凹部を前記基板上に形成する工程を包含する。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凹部が形成された基板を用意する工程は、ドライエッチング法によって前記複数の凹部を前記基板上に形成する工程を包含する。
【００２５】
前記複数の凸部を形成する工程の後に、前記基板の表面形状を転写材料に転写する工程を行なっても良い。
【００２６】
このような方法によれば、凸部と凹部とを有するコーナーキューブアレイを比較的微細なサイズ（例えばコーナーキューブ単位要素のサイズが１００μｍ以下）で良好に作製することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２８】
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態として、立方晶単結晶基板としてガリウム砒素基板を用いて、この基板上に放電加工によって複数の凹部を設けるとともにウエットエッチングを行なうことで直交する正方形の３面から構成されるコーナーキューブのアレイを作成する方法を説明する。
【００２９】
まず、図１（ａ）に示すように、閃亜鉛構造を有するガリウム砒素単結晶の（１１１）Ｂ面にその表面が実質的に平行なガリウム砒素単結晶基板１を用意する。なお、本明細書において単結晶基板という場合、基板全体が単結晶からなる基板だけでなく、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、この基板は、平坦な表面を含む限り平板状に限らず種々の形状であり得る。
【００３０】
この基板１に対して、放電加工装置において、三角錐状の凸部２ａを有する加工側電極２を用いて放電加工を行なう。これにより、電極２の形状に従って、図１（ｂ１）および図１（ｂ２）に示すような、複数の三角錐状の凹部１ａがアレイ状に形成された基板１を得ることができる。ガリウム砒素単結晶基板１は、半導体であるため、不純物をドープすることにより、放電加工を実施することができる。ただし、不純物をドープしない場合でも、電界加工によってガリウム砒素単結晶基板１の表面を上記形状に加工することが可能である。例えば、ガリウム砒素単結晶基板１をＮａＯＨ液中にいれ、５０Ｖ程度の電圧を印加したＮｉ製工具をガリウム砒素単結晶基板１の表面に当てることにより、約１０秒で深さ１００μｍ程度の三角錐状凹部１ａを形成することが可能である。
【００３１】
また、放電加工と電界加工とを組み合わせることにより、ガリウム砒素単結晶基板１の表面で熱間塑性変形を行い、上記凹部１ａを形成することも可能である。
【００３２】
加工側電極２の凸部２ａは、好ましくは、立方体の一隅に対応する三角錐形状を有している。このような加工側電極２を用いれば、基板上に形成される凹部１ａもまた、立方体の一隅に対応する三角錐形状に近い形状を有するものとなる。このようにして形成された凹部１ａは、好適には、３つの直交する直角二等辺三角形と正三角形とで規定される三角錐形状となる。このような形状を有する凹部１ａは、三角錐の底面の一辺が、例えば、１〜１００μｍとなるような寸法で設けられる。
【００３３】
また、基板１における三角錐状凹部１ａを規定する面が、ガリウム砒素基板１の｛１００｝面に近い面として形成されるように、基板１と加工側電極２の向きが設定される。すなわち、電極２の三角錐状凸部２ａの底面を規定する正三角形の一辺が、ガリウム砒素基板の｛１００｝面（すなわち（１００）面、（０１０）面または（００１）面）と略平行になるように、あるいは、＜０１−１＞方向と略平行になるように、電極２と基板１との配置が決定される。
【００３４】
さらに、基板１上において、三角錐状の凹部１ａのアレイは、それぞれの凹部１ａの重心（ここでは凹部１ａの頂点）がハニカム格子点上に位置するように形成されている。ここで、ハニカム格子点とは、合同な正六角形を隙間なく敷き詰めた場合における、各正六角形の頂点と各正六角形の重心点とに対応する点を指す。あるいは、第１の方向に延びる等間隔（所定間隔）の複数の平行線と、上記第１の方向とは６０°異なる第２の方向に延びる、等間隔かつ上記所定間隔と同一の間隔の複数の平行線との交点に対応する点を指す。
【００３５】
以下、図２を参照しながら、上述のような凹部１ａを形成するために用いられる加工側電極２の作製方法を説明する。
【００３６】
まず、図２（a）に示すように平坦面を有する金属平板４を用意する。金属平板４は、例えばＮｉやステンレスなどの金属材料から形成される。この金属平板３に対して、立方体の一隅の形状をした三角錐状のピン先３ａを有する高硬度のピン３を、例えば、約１０μｍピッチ、深さ約５μｍで順次型押ししていく。これによって、金属平板４には複数の三角錐状の凹部４ａが形成される。なお、ピン３は、例えば超硬材料から形成された丸棒を四角錐形状に研磨することによって作製され得る。
【００３７】
このとき、金属平板４の板面内における互いに６０°異なる３方向において凹部４ａが列を為すように複数の凹部４ａを設ける。これによって、図２（ｂ１）および図２（ｂ２）に示すように、それぞれがハニカム格子点上に位置する凹部４ａのアレイを作製することができる。
【００３８】
その後、図２（ｃ）に示すように、この平板４を母型として電鋳法により転写型をとることによって、加工側電極２を作製することができる。この加工電極２の凸部２ａは、金属平板４に形成された凹部４ａの配列と同様に、その頂点がハニカム格子点上に存在するように配置される。また、各凸部２ａは、立方体の一隅に対応した三角錐形状、すなわち、３つの直角二等辺三角形と正三角形とで規定される三角錐形状を有する。
【００３９】
以下、再び図１を参照しながら、上述のようにして得られた、複数の凹部１ａが形成されたガリウム砒素単結晶基板１において、コーナーキューブアレイを作製する工程を説明する。
【００４０】
図１（ｃ）に示すように、まず、凹部１ａが形成された基板１上にスピンコート法によってポジ型フォトレジスト層５を最も薄い所で厚みが１μｍとなるように塗布する。次に、図３に示すように、凹部１ａのパターンに対応するパターンを有する、正三角形の遮光領域６と透過領域７とを含むフォトマスク８を配置してフォトレジスト層５の露光および現像を行なう。なお、フォトレジスト層５としては、例えば、ＯＦＰＲ−８００（東京応化社製）を用いることができ、フォトレジスト層５を現像する現像液としては、例えば、ＮＭＤ−３２．３８％（東京応化社製）を用いることができる。
【００４１】
このようにして、図１（ｄ）に示すようなレジストマスクパターン（エッチングマスク層）２０が基板１上に形成される。このエッチングマスク層２０は、残存するレジストからなるマスク部分２０ａと、レジストが除去された部分である開口部分２０ｂとを有する。より具体的には、エッチングマスク層２０は、その開口部分２０ｂが、基板１に形成された三角錐状凹部１ａおよびその近傍に位置し、そのマスク部分２０ａが、凹部１ａを実質的に覆わないように形成される。
【００４２】
次に、図１（ｆ）に示すように、エッチングマスク層２０が設けられたガリウム砒素基板に対して異方性のウエットエッチング工程を行う。エッチング液９としては、例えば、硫酸：過酸化水素水：水＝５：４：１の混合液９を使用することができる。例えば、エッチング温度は２０度に設定され、エッチング時間は６０秒に設定される。このようにしてウエットエッチング工程を行った場合、ガリウム砒素単結晶の｛１００｝面は他の結晶面（例えば、｛１１１｝Ｂ面（砒素が形成する（１１１）面））よりもエッチングされにくいため、｛１００｝面に沿って基板１のエッチングが進行する。
【００４３】
なお、この工程において、｛１００｝面でのエッチング速度が｛１１１｝Ｂ面に比べて遅いほど、エッチング後に平坦な｛１００｝面が形成されやすい。このため、エッチング液としては、｛１００｝面に対するエッチング速度が、｛１１１｝Ｂ面に対するエッチング速度よりもある程度大きいものを用いることが好ましく、より具体的には、エッチング速度比が約１．７３以上であることが望ましい。
【００４４】
本実施形態では、基板１に予め形成された三角錐状の凹部１ａにおいて、この凹部１ａから異方性のウエットエッチングが行なわれ、基板１の一部が基板１から除去される。これによって、基板１に予め形成された凹部１ａの位置に凹部１０ａが形成されるとともに、凹部１ａ間に対応する位置に複数の凸部１０ｂが形成される。このように予め凹部が形成された基板に対して異方性のエッチングを行なえば、凹部を形成せずにエッチングを行なう場合に比べてより所望の形状に近い状態からエッチングが開始されるので、エッチング後に得られる基板表面の形状を所望の形状としやすい。また、エッチングの諸条件についてのマージンが広がるという利点もある。
【００４５】
この結果、図１（ｇ）および図４（ａ）および（ｂ）に示すようなコーナーキューブアレイ１０が基板１上に形成される。各コーナーキューブ（単位要素）１０Ｕは、互いに直交する略正方形の３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で構成される立方体型コーナーキューブ形状を有する。この３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、好適には、ガリウム砒素単結晶の｛１００｝面（（１００）面、（０１０）面、（００１）面）である。
【００４６】
また、コーナーキューブアレイ１０は、凸点（白丸で示す最も高い所）を含む複数の凸部１０ａと、凹点（黒丸で示す最も低い所）を含む複数の凹部１０ｂとによって構成される。コーナーキューブ１０Ｕのそれぞれは、凸部１０ａの一部と凹部１０ｂとを含み、基板１に予め設けた凹部１ａのそれぞれに対応した位置に形成される。また、コーナーキューブ１０Ｕのサイズ（または配列ピッチ）は、基板１に設けた凹部１ａの配列ピッチ（本実施形態では約１０μｍ）と同等のものとなる。本実施形態の方法によれば、凹部１ａの配列ピッチを適切に選択することによって、１〜１００μｍのサイズを有するコーナーキューブ１０Ｕを良好に作製することが可能である。
【００４７】
以上に説明した本実施形態の方法によれば、形状精度の高い微細なコーナーキューブアレイ１０を作製することが可能である。作製されたコーナーキューブアレイ１０において、コーナーキューブ１０Ｕを構成する３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３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、コーナーキューブアレイ１０は、規則的に配列された複数の凹凸１０ａ、１０ｂを含む立体形状を有するが、各凹凸の頂点の高さレベルが揃っている。このようにして、凸部と凹部とを併せ持つマイクロコーナーキューブアレイの作製において、凹部を作製する工程と凸部を作製する工程とを別個に行なうことにより、良好な形状を持つマイクロコーナーキューブアレイを作製することができる。特に、立方晶単結晶基板を用い、先に凹部を基板に形成しておき、後に凸部を異方性エッチングのように自発的に目的の斜面が形成されるような手法で作製することにより、良好な形状を持つマイクロコーナーキューブアレイを作製することができる。
【００４８】
なお、このようにしてコーナーキューブアレイ１０が形成された基板１から、電鋳法などによってコーナーキューブアレイの金型を作製することができる。このようにして形成された金型を用いて、ローラなどを用いて樹脂材料（転写材料）に基板の表面形状を転写するようにすれば、コーナーキューブアレイを量産することが可能である。
【００４９】
また、以上のようにして作製されたコーナーキューブアレイの表面に、アルミニウムや銀などの薄膜を蒸着法などによって形成し、反射領域を形成することによって、再帰性反射板として機能するコーナーキューブリフレクタを作製することができる。作製されたコーナーキューブリフレクタは、例えば、反射型液晶表示装置（例えば、高分子分散型液晶表示装置（米国特許第５，１８２．６６３号に記載）や、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどにおいて好適に用いられ得る。
【００５０】
なお、以上に説明した実施形態では、単結晶基板としてガリウム砒素基板を用いる例を説明したが、基板はこれに限られず他の材料から形成されていてもよい。例えば、シリコン単結晶基板を用いて、異法性のエッチングにより凸部を形成することもできる。
【００５１】
（実施形態２）
本発明の第２の実施形態として、立方晶単結晶基板としてガリウム砒素基板を用い、この基板上にドライエッチングによって複数の凹部を設けるとともにウエットエッチングを行なうことによって直交する正方形の３面から構成されるコーナーキューブのアレイを作成する方法を説明する。
【００５２】
まず、図５（a）に示すように、表面が実質的に（１１１）Ｂ面に実質的に平行なガリウム砒素単結晶基板１を用意し、この基板１上に樹脂膜１１をスピンコート法にて５μｍの厚みで塗布する。樹脂層１１の材料としては、アクリル系樹脂材料を用いることができる。
【００５３】
次に、図５（ｂ）に示すように、８０度程度の熱を付与しながら、複数の三角錐状凸部１２ａを有する樹脂型１２をローラー１３を用いて樹脂層１１に押し付けた後、樹脂型１２を離型することにより、三角錐状凹部１１ａがアレイ状に並んだ樹脂層１１を得ることができる。なお、樹脂型１２は、例えば、実施形態１で説明した加工電極２を作製する工程において用いられる三角錘状凹部４ａが形成された金属平板４（図２参照）を型として用いて樹脂材料を成形することによって作製することができる。
【００５４】
樹脂型１２の三角錐状凸部１２ａは、好ましくは、立方体の一隅に対応する三角錐形状を有している。このような樹脂型１２を用いれば、樹脂層１１に形成される凹部１１ａもまた立方体の一隅に対応する三角錐形状に近い形状を有するものとなる。このようにして形成された凹部１１ａは、好適には、３つの直交する直角二等辺三角形と正三角形とで規定される三角錐形状となる。
【００５５】
次に、図５（ｃ）に示すように、アルゴンガスによるドライエッチングを施すことにより、図５（ｄ）に示すように、複数の三角錘状凹部１ａがガリウム砒素基板１上に形成される。ドライエッチングは、例えばアルゴン流量を２０ｓｃｃｍに設定し、室温で４０分間行えばよい。なお、この凹部１ａは、好適には、実施形態１と同様の形状およびパターンで形成される。このような凹部１ａの形成は、上記の工程においいて、適切な樹脂型１２を用いて、適切な形状やパターンで樹脂層１１に凹部１１ａを形成することによって容易に実現できる。
【００５６】
このようにして複数の凹部１ａが形成されたガリウム砒素単結晶基板１に対して、実施形態１と同様のウエットエッチング工程を行なうことによってコーナーキューブを作製することができる。以下、実施形態１と同様であるため、各工程を簡単に説明する。
【００５７】
まず、図５（ｅ）に示すように、基板１上にスピンコート法にてポジ型フォトレジストを塗布する。次に、図５（ｆ）および図５（ｇ）に示すように、露光・現像工程において、遮光領域６および透過領域７を有するフォトマスク８（図３参照）を配置し、レジストマスクパターン（エッチングマスク層）２０を形成する。エッチングマスク層２０は、マスク部分２０ａと開口部分２０ｂとを有するが、三角錐上凹部１ａおよびその近傍には開口部２０ｂが位置する。
【００５８】
次に、図５（ｈ）に示すように、ウエットエッチング工程を行う。エッチング液９として硫酸：過酸化水素水：水＝５：４：１の混合液を使用し、エッチング温度は２０度とし、エッチング時間は６０秒とする。
【００５９】
このようにして、本実施形態においても、予め形成された三角錐状の凹部１ａにおいて、この凹部１ａから異方性のウエットエッチングが行なわれ、基板１の一部が基板１から除去される。これによって、基板１に予め形成された凹部１ａの位置に凹部１０ａが形成されるとともに、凹部１ａ間に対応する位置に複数の凸部１０ｂが形成される。
【００６０】
これにより、実施形態１と同様に、図５（ｉ）および図４（ａ）および（ｂ）に示すようなコーナーキューブアレイ１０が得られる。各コーナーキューブ（単位要素）１０Ｕは、互いに直交する略正方形の３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で構成される立方体型コーナーキューブ形状を有する。この３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、好適には、ガリウム砒素単結晶の｛１００｝面（（１００）面、（０１０）面、（００１）面）である。
【００６１】
なお、このようにしてコーナーキューブアレイ１０が形成された基板１から、電鋳法などによってコーナーキューブアレイの金型を作製することができる。このようにして形成された金型を用いて、ローラなどを用いて樹脂材料（転写材料）に基板の表面形状を転写するようにすれば、コーナーキューブアレイを量産することが可能である。
【００６２】
また、以上のようにして作製されたコーナーキューブアレイの表面に、アルミニウムや銀などの薄膜を蒸着法などによって形成し、反射領域を形成することによって、再帰性反射板として機能するコーナーキューブリフレクタを作製することができる。作製されたコーナーキューブリフレクタは、例えば、反射型液晶表示装置（例えば、高分子分散型液晶表示装置（米国特許第５，１８２．６６３号に記載）や、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどにおいて好適に用いられ得る。
【００６３】
なお、以上に説明した実施形態では、単結晶基板としてガリウム砒素基板を用いる例を説明したが、基板はこれに限られず他の材料から形成されていてもよい。例えば、ゲルマニウム単結晶基板を用いることもできる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の凹部が形成された基板において、各凹部から基板の一部を除去することで複数の凸部を形成することによってコーナーキューブアレイが形成される。このようにすることで、凹部と凸部とを有するコーナーキューブアレイを微細にかつ所望の形状で作製することが可能である。
【００６５】
特に、適切に凹部が形成された立方晶単結晶基板を用いて、異方性エッチングのように自発的に目的の斜面が形成されるような手法で凸部を作製するようにすれば、良好な形状を持つコーナーキューブアレイを作製することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のコーナーキューブアレイ作製工程を示す図であり、（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ別の工程を示す。
【図２】本発明の実施形態１で用いられる加工側電極の作製工程を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ別の工程を示す。
【図３】本発明の実施形態１および２で用いられるフォトマスクを示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態１および２によって作製されたコーナーキューブアレイの一部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図５】本発明の実施形態２のコーナーキューブアレイ作製工程を示す図であり、（ａ）〜（ｉ）はそれぞれ別の工程を示す。
【符号の説明】
１ ガリウム砒素単結晶基板
２ 加工側電極
３ ピン
４ 金属平板
５ フォトレジスト
６ フォトマスク遮光領域
７ フォトマスク透過領域
８ フォトマスク
９ エッチング液
１０ コーナーキューブアレイ
１１ 樹脂層
１２ 樹脂型
１３ ローラー
２０ エッチングマスク層
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置などにおいて好適に用いられるコーナーキューブアレイの製造方法に関する。
【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利用されている。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で得られるコーナーキューブアレイを用いた反射板（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、コーナーキューブアレイの従来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、平面に対して垂直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、サイズの小さいコーナーキューブ（例えば１００μｍ以下）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。
【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、これを型として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。また、特許文献１には、光化学的な手法を用いてコーナーキューブアレイ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を有するマスクを用いてフォトレジストのパターニングを行なうが、マスクの各透過領域の透過率は、透過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。このフォトレジストが形成された基板に対して所定の方法でエッチングを行なうことによって、基板上にはフォトレジストの形状と同様の突起が形成される。これによりコーナーキューブを作製することが可能である。
【０００７】
さらに、非特許文献１には、互いに直交する正方形の３面からなる立方体型のコーナーキューブを微細なサイズで作製する技術が記載されている。この論文によれば、シリコン基板上に、結晶成長を制御するための酸化膜を局所的に配置し、この基板上で結晶をエピタキシャル成長させることによって、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。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−２０５３２２号公報
【非特許文献１】
Applied Optics Vol.35, No19 pp3466-3470における"Precision crystal corner cube arrays for optical gratings formed by (100) silicon planes with selective epitaxial growth"
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
コーナーキューブリフレクタは、例えば、液晶表示装置などにおいて用いられる。ただし、液晶表示装置に用いる場合、コーナーキューブのサイズは非常小さい（例えば１００μｍ以下）ことが好ましい。
【００１０】
しかしながら、上述のプレート法、ピン結束法などのような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。また、上述のような方法を用いてコーナーキューブリフレクタを作製した場合、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。また、三角プリズム法では、凹部と凸部とを含む立体形状を有する、直交する正方形３面から構成される立方体型のコーナーキューブを作製することができない。
【００１１】
また、上記の特許文献１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は、その側面の面精度（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。
【００１２】
また、シリコンの選択成長を利用した非特許文献１に記載されている手法は、結晶の側方成長を制御することが難しい上に、シリコン酸化膜と成長させる膜との端面での歪みの影響が大きいため、良好な形状を持つマイクロコーナーキューブアレイを作製することは困難である。
【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コーナーキューブアレイの製造方法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】
本発明のコーナーキューブアレイの製造方法は、複数の凹部が形成された基板を用意する工程と、前記複数の凹部のそれぞれにおいて、前記基板の一部を前記基板から除去することによって前記凹部間に複数の凸部を形成する工程とを包含し、前記複数の凸部を形成する工程において、前記凸部の少なくとも一部を含むように構成されたコーナーキューブ単位要素が、前記複数の凹部に対応する位置にそれぞれ形成される。
【００１５】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凸部を形成する工程は、前記基板に対して異方性のエッチングを行なう工程を包含する。
【００１６】
ある好ましい実施形態において、前記異方性のエッチングは、ウエットエッチングである。
【００１７】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凸部を形成する工程は、前記異方性のエッチングを行なう工程の前に、前記基板上に、エッチングマスク層を設ける工程をさらに包含する。
【００１８】
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マスク部分は前記複数の凹部を実質的に覆わないように配置される。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記基板は、立方晶系の結晶からなる単結晶基板である。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記基板の、前記複数の凹部が形成された面は、前記結晶の｛１１１｝面と実質的に平行であり、前記異方性のエッチングによって、互いに直交する略正方形の３つの｛１００｝面から構成された前記コーナーキューブ単位要素が形成される。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凹部のそれぞれは、３つの直角二等辺三角形と正三角形とを含む三角錐形状を有し、前記正三角形の各辺は、前記結晶の｛１００｝面と実質的に平行である。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凹部は、ハニカム格子点上に位置する。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凹部が形成された基板を用意する工程は、放電加工法によって前記複数の凹部を前記基板上に形成する工程を包含する。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凹部が形成された基板を用意する工程は、ドライエッチング法によって前記複数の凹部を前記基板上に形成する工程を包含する。
【００２５】
前記複数の凸部を形成する工程の後に、前記基板の表面形状を転写材料に転写する工程を行なっても良い。
【００２６】
このような方法によれば、凸部と凹部とを有するコーナーキューブアレイを比較的微細なサイズ（例えばコーナーキューブ単位要素のサイズが１００μｍ以下）で良好に作製することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２８】
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態として、立方晶単結晶基板としてガリウム砒素基板を用いて、この基板上に放電加工によって複数の凹部を設けるとともにウエットエッチングを行なうことで直交する正方形の３面から構成されるコーナーキューブのアレイを作成する方法を説明する。
【００２９】
まず、図１（ａ）に示すように、閃亜鉛構造を有するガリウム砒素単結晶の（１１１）Ｂ面にその表面が実質的に平行なガリウム砒素単結晶基板１を用意する。なお、本明細書において単結晶基板という場合、基板全体が単結晶からなる基板だけでなく、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、この基板は、平坦な表面を含む限り平板状に限らず種々の形状であり得る。
【００３０】
この基板１に対して、放電加工装置において、三角錐状の凸部２ａを有する加工側電極２を用いて放電加工を行なう。これにより、電極２の形状に従って、図１（ｂ１）および図１（ｂ２）に示すような、複数の三角錐状の凹部１ａがアレイ状に形成された基板１を得ることができる。ガリウム砒素単結晶基板１は、半導体であるため、不純物をドープすることにより、放電加工を実施することができる。ただし、不純物をドープしない場合でも、電界加工によってガリウム砒素単結晶基板１の表面を上記形状に加工することが可能である。例えば、ガリウム砒素単結晶基板１をＮａＯＨ液中にいれ、５０Ｖ程度の電圧を印加したＮｉ製工具をガリウム砒素単結晶基板１の表面に当てることにより、約１０秒で深さ１００μｍ程度の三角錐状凹部１ａを形成することが可能である。
【００３１】
また、放電加工と電界加工とを組み合わせることにより、ガリウム砒素単結晶基板１の表面で熱間塑性変形を行い、上記凹部１ａを形成することも可能である。
【００３２】
加工側電極２の凸部２ａは、好ましくは、立方体の一隅に対応する三角錐形状を有している。このような加工側電極２を用いれば、基板上に形成される凹部１ａもまた、立方体の一隅に対応する三角錐形状に近い形状を有するものとなる。このようにして形成された凹部１ａは、好適には、３つの直交する直角二等辺三角形と正三角形とで規定される三角錐形状となる。このような形状を有する凹部１ａは、三角錐の底面の一辺が、例えば、１〜１００μｍとなるような寸法で設けられる。
【００３３】
また、基板１における三角錐状凹部１ａを規定する面が、ガリウム砒素基板１の｛１００｝面に近い面として形成されるように、基板１と加工側電極２の向きが設定される。すなわち、電極２の三角錐状凸部２ａの底面を規定する正三角形の一辺が、ガリウム砒素基板の｛１００｝面（すなわち（１００）面、（０１０）面または（００１）面）と略平行になるように、あるいは、＜０１−１＞方向と略平行になるように、電極２と基板１との配置が決定される。
【００３４】
さらに、基板１上において、三角錐状の凹部１ａのアレイは、それぞれの凹部１ａの重心（ここでは凹部１ａの頂点）がハニカム格子点上に位置するように形成されている。ここで、ハニカム格子点とは、合同な正六角形を隙間なく敷き詰めた場合における、各正六角形の頂点と各正六角形の重心点とに対応する点を指す。あるいは、第１の方向に延びる等間隔（所定間隔）の複数の平行線と、上記第１の方向とは６０°異なる第２の方向に延びる、等間隔かつ上記所定間隔と同一の間隔の複数の平行線との交点に対応する点を指す。
【００３５】
以下、図２を参照しながら、上述のような凹部１ａを形成するために用いられる加工側電極２の作製方法を説明する。
【００３６】
まず、図２（a）に示すように平坦面を有する金属平板４を用意する。金属平板４は、例えばＮｉやステンレスなどの金属材料から形成される。この金属平板３に対して、立方体の一隅の形状をした三角錐状のピン先３ａを有する高硬度のピン３を、例えば、約１０μｍピッチ、深さ約５μｍで順次型押ししていく。これによって、金属平板４には複数の三角錐状の凹部４ａが形成される。なお、ピン３は、例えば超硬材料から形成された丸棒を四角錐形状に研磨することによって作製され得る。
【００３７】
このとき、金属平板４の板面内における互いに６０°異なる３方向において凹部４ａが列を為すように複数の凹部４ａを設ける。これによって、図２（ｂ１）および図２（ｂ２）に示すように、それぞれがハニカム格子点上に位置する凹部４ａのアレイを作製することができる。
【００３８】
その後、図２（ｃ）に示すように、この平板４を母型として電鋳法により転写型をとることによって、加工側電極２を作製することができる。この加工電極２の凸部２ａは、金属平板４に形成された凹部４ａの配列と同様に、その頂点がハニカム格子点上に存在するように配置される。また、各凸部２ａは、立方体の一隅に対応した三角錐形状、すなわち、３つの直角二等辺三角形と正三角形とで規定される三角錐形状を有する。
【００３９】
以下、再び図１を参照しながら、上述のようにして得られた、複数の凹部１ａが形成されたガリウム砒素単結晶基板１において、コーナーキューブアレイを作製する工程を説明する。
【００４０】
図１（ｃ）に示すように、まず、凹部１ａが形成された基板１上にスピンコート法によってポジ型フォトレジスト層５を最も薄い所で厚みが１μｍとなるように塗布する。次に、図３に示すように、凹部１ａのパターンに対応するパターンを有する、正三角形の遮光領域６と透過領域７とを含むフォトマスク８を配置してフォトレジスト層５の露光および現像を行なう。なお、フォトレジスト層５としては、例えば、ＯＦＰＲ−８００（東京応化社製）を用いることができ、フォトレジスト層５を現像する現像液としては、例えば、ＮＭＤ−３２．３８％（東京応化社製）を用いることができる。
【００４１】
このようにして、図１（ｄ）に示すようなレジストマスクパターン（エッチングマスク層）２０が基板１上に形成される。このエッチングマスク層２０は、残存するレジストからなるマスク部分２０ａと、レジストが除去された部分である開口部分２０ｂとを有する。より具体的には、エッチングマスク層２０は、その開口部分２０ｂが、基板１に形成された三角錐状凹部１ａおよびその近傍に位置し、そのマスク部分２０ａが、凹部１ａを実質的に覆わないように形成される。
【００４２】
次に、図１（ｆ）に示すように、エッチングマスク層２０が設けられたガリウム砒素基板に対して異方性のウエットエッチング工程を行う。エッチング液９としては、例えば、硫酸：過酸化水素水：水＝５：４：１の混合液９を使用することができる。例えば、エッチング温度は２０度に設定され、エッチング時間は６０秒に設定される。このようにしてウエットエッチング工程を行った場合、ガリウム砒素単結晶の｛１００｝面は他の結晶面（例えば、｛１１１｝Ｂ面（砒素が形成する（１１１）面））よりもエッチングされにくいため、｛１００｝面に沿って基板１のエッチングが進行する。
【００４３】
なお、この工程において、｛１００｝面でのエッチング速度が｛１１１｝Ｂ面に比べて遅いほど、エッチング後に平坦な｛１００｝面が形成されやすい。このため、エッチング液としては、｛１００｝面に対するエッチング速度が、｛１１１｝Ｂ面に対するエッチング速度よりもある程度大きいものを用いることが好ましく、より具体的には、エッチング速度比が約１．７３以上であることが望ましい。
【００４４】
本実施形態では、基板１に予め形成された三角錐状の凹部１ａにおいて、この凹部１ａから異方性のウエットエッチングが行なわれ、基板１の一部が基板１から除去される。これによって、基板１に予め形成された凹部１ａの位置に凹部１０ａが形成されるとともに、凹部１ａ間に対応する位置に複数の凸部１０ｂが形成される。このように予め凹部が形成された基板に対して異方性のエッチングを行なえば、凹部を形成せずにエッチングを行なう場合に比べてより所望の形状に近い状態からエッチングが開始されるので、エッチング後に得られる基板表面の形状を所望の形状としやすい。また、エッチングの諸条件についてのマージンが広がるという利点もある。
【００４５】
この結果、図１（ｇ）および図４（ａ）および（ｂ）に示すようなコーナーキューブアレイ１０が基板１上に形成される。各コーナーキューブ（単位要素）１０Ｕは、互いに直交する略正方形の３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で構成される立方体型コーナーキューブ形状を有する。この３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、好適には、ガリウム砒素単結晶の｛１００｝面（（１００）面、（０１０）面、（００１）面）である。
【００４６】
また、コーナーキューブアレイ１０は、凸点（白丸で示す最も高い所）を含む複数の凸部１０ａと、凹点（黒丸で示す最も低い所）を含む複数の凹部１０ｂとによって構成される。コーナーキューブ１０Ｕのそれぞれは、凸部１０ａの一部と凹部１０ｂとを含み、基板１に予め設けた凹部１ａのそれぞれに対応した位置に形成される。また、コーナーキューブ１０Ｕのサイズ（または配列ピッチ）は、基板１に設けた凹部１ａの配列ピッチ（本実施形態では約１０μｍ）と同等のものとなる。本実施形態の方法によれば、凹部１ａの配列ピッチを適切に選択することによって、１〜１００μｍのサイズを有するコーナーキューブ１０Ｕを良好に作製することが可能である。
【００４７】
以上に説明した本実施形態の方法によれば、形状精度の高い微細なコーナーキューブアレイ１０を作製することが可能である。作製されたコーナーキューブアレイ１０において、コーナーキューブ１０Ｕを構成する３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３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、コーナーキューブアレイ１０は、規則的に配列された複数の凹凸１０ａ、１０ｂを含む立体形状を有するが、各凹凸の頂点の高さレベルが揃っている。このようにして、凸部と凹部とを併せ持つマイクロコーナーキューブアレイの作製において、凹部を作製する工程と凸部を作製する工程とを別個に行なうことにより、良好な形状を持つマイクロコーナーキューブアレイを作製することができる。特に、立方晶単結晶基板を用い、先に凹部を基板に形成しておき、後に凸部を異方性エッチングのように自発的に目的の斜面が形成されるような手法で作製することにより、良好な形状を持つマイクロコーナーキューブアレイを作製することができる。
【００４８】
なお、このようにしてコーナーキューブアレイ１０が形成された基板１から、電鋳法などによってコーナーキューブアレイの金型を作製することができる。このようにして形成された金型を用いて、ローラなどを用いて樹脂材料（転写材料）に基板の表面形状を転写するようにすれば、コーナーキューブアレイを量産することが可能である。
【００４９】
また、以上のようにして作製されたコーナーキューブアレイの表面に、アルミニウムや銀などの薄膜を蒸着法などによって形成し、反射領域を形成することによって、再帰性反射板として機能するコーナーキューブリフレクタを作製することができる。作製されたコーナーキューブリフレクタは、例えば、反射型液晶表示装置（例えば、高分子分散型液晶表示装置（米国特許第５，１８２．６６３号に記載）や、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどにおいて好適に用いられ得る。
【００５０】
なお、以上に説明した実施形態では、単結晶基板としてガリウム砒素基板を用いる例を説明したが、基板はこれに限られず他の材料から形成されていてもよい。例えば、シリコン単結晶基板を用いて、異法性のエッチングにより凸部を形成することもできる。
【００５１】
（実施形態２）
本発明の第２の実施形態として、立方晶単結晶基板としてガリウム砒素基板を用い、この基板上にドライエッチングによって複数の凹部を設けるとともにウエットエッチングを行なうことによって直交する正方形の３面から構成されるコーナーキューブのアレイを作成する方法を説明する。
【００５２】
まず、図５（a）に示すように、表面が実質的に（１１１）Ｂ面に実質的に平行なガリウム砒素単結晶基板１を用意し、この基板１上に樹脂膜１１をスピンコート法にて５μｍの厚みで塗布する。樹脂層１１の材料としては、アクリル系樹脂材料を用いることができる。
【００５３】
次に、図５（ｂ）に示すように、８０度程度の熱を付与しながら、複数の三角錐状凸部１２ａを有する樹脂型１２をローラー１３を用いて樹脂層１１に押し付けた後、樹脂型１２を離型することにより、三角錐状凹部１１ａがアレイ状に並んだ樹脂層１１を得ることができる。なお、樹脂型１２は、例えば、実施形態１で説明した加工電極２を作製する工程において用いられる三角錘状凹部４ａが形成された金属平板４（図２参照）を型として用いて樹脂材料を成形することによって作製することができる。
【００５４】
樹脂型１２の三角錐状凸部１２ａは、好ましくは、立方体の一隅に対応する三角錐形状を有している。このような樹脂型１２を用いれば、樹脂層１１に形成される凹部１１ａもまた立方体の一隅に対応する三角錐形状に近い形状を有するものとなる。このようにして形成された凹部１１ａは、好適には、３つの直交する直角二等辺三角形と正三角形とで規定される三角錐形状となる。
【００５５】
次に、図５（ｃ）に示すように、アルゴンガスによるドライエッチングを施すことにより、図５（ｄ）に示すように、複数の三角錘状凹部１ａがガリウム砒素基板１上に形成される。ドライエッチングは、例えばアルゴン流量を２０ｓｃｃｍに設定し、室温で４０分間行えばよい。なお、この凹部１ａは、好適には、実施形態１と同様の形状およびパターンで形成される。このような凹部１ａの形成は、上記の工程においいて、適切な樹脂型１２を用いて、適切な形状やパターンで樹脂層１１に凹部１１ａを形成することによって容易に実現できる。
【００５６】
このようにして複数の凹部１ａが形成されたガリウム砒素単結晶基板１に対して、実施形態１と同様のウエットエッチング工程を行なうことによってコーナーキューブを作製することができる。以下、実施形態１と同様であるため、各工程を簡単に説明する。
【００５７】
まず、図５（ｅ）に示すように、基板１上にスピンコート法にてポジ型フォトレジストを塗布する。次に、図５（ｆ）および図５（ｇ）に示すように、露光・現像工程において、遮光領域６および透過領域７を有するフォトマスク８（図３参照）を配置し、レジストマスクパターン（エッチングマスク層）２０を形成する。エッチングマスク層２０は、マスク部分２０ａと開口部分２０ｂとを有するが、三角錐上凹部１ａおよびその近傍には開口部２０ｂが位置する。
【００５８】
次に、図５（ｈ）に示すように、ウエットエッチング工程を行う。エッチング液９として硫酸：過酸化水素水：水＝５：４：１の混合液を使用し、エッチング温度は２０度とし、エッチング時間は６０秒とする。
【００５９】
このようにして、本実施形態においても、予め形成された三角錐状の凹部１ａにおいて、この凹部１ａから異方性のウエットエッチングが行なわれ、基板１の一部が基板１から除去される。これによって、基板１に予め形成された凹部１ａの位置に凹部１０ａが形成されるとともに、凹部１ａ間に対応する位置に複数の凸部１０ｂが形成される。
【００６０】
これにより、実施形態１と同様に、図５（ｉ）および図４（ａ）および（ｂ）に示すようなコーナーキューブアレイ１０が得られる。各コーナーキューブ（単位要素）１０Ｕは、互いに直交する略正方形の３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で構成される立方体型コーナーキューブ形状を有する。この３面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、好適には、ガリウム砒素単結晶の｛１００｝面（（１００）面、（０１０）面、（００１）面）である。
【００６１】
なお、このようにしてコーナーキューブアレイ１０が形成された基板１から、電鋳法などによってコーナーキューブアレイの金型を作製することができる。このようにして形成された金型を用いて、ローラなどを用いて樹脂材料（転写材料）に基板の表面形状を転写するようにすれば、コーナーキューブアレイを量産することが可能である。
【００６２】
また、以上のようにして作製されたコーナーキューブアレイの表面に、アルミニウムや銀などの薄膜を蒸着法などによって形成し、反射領域を形成することによって、再帰性反射板として機能するコーナーキューブリフレクタを作製することができる。作製されたコーナーキューブリフレクタは、例えば、反射型液晶表示装置（例えば、高分子分散型液晶表示装置（米国特許第５，１８２．６６３号に記載）や、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどにおいて好適に用いられ得る。
【００６３】
なお、以上に説明した実施形態では、単結晶基板としてガリウム砒素基板を用いる例を説明したが、基板はこれに限られず他の材料から形成されていてもよい。例えば、ゲルマニウム単結晶基板を用いることもできる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の凹部が形成された基板において、各凹部から基板の一部を除去することで複数の凸部を形成することによってコーナーキューブアレイが形成される。このようにすることで、凹部と凸部とを有するコーナーキューブアレイを微細にかつ所望の形状で作製することが可能である。
【００６５】
特に、適切に凹部が形成された立方晶単結晶基板を用いて、異方性エッチングのように自発的に目的の斜面が形成されるような手法で凸部を作製するようにすれば、良好な形状を持つコーナーキューブアレイを作製することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のコーナーキューブアレイ作製工程を示す図であり、（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ別の工程を示す。
【図２】本発明の実施形態１で用いられる加工側電極の作製工程を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ別の工程を示す。
【図３】本発明の実施形態１および２で用いられるフォトマスクを示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態１および２によって作製されたコーナーキューブアレイの一部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図５】本発明の実施形態２のコーナーキューブアレイ作製工程を示す図であり、（ａ）〜（ｉ）はそれぞれ別の工程を示す。
【符号の説明】
１ ガリウム砒素単結晶基板
２ 加工側電極
３ ピン
４ 金属平板
５ フォトレジスト
６ フォトマスク遮光領域
７ フォトマスク透過領域
８ フォトマスク
９ エッチング液
１０ コーナーキューブアレイ
１１ 樹脂層
１２ 樹脂型
１３ ローラー
２０ エッチングマスク層
Claims (16)
- 複数の凸部の設けられた表面を有する電極を用いて前記基板を加工することにより、前記基板に、前記電極の前記表面における前記複数の凸部に対応する複数の凹部を形成する工程と、
前記基板の前記複数の凹部のそれぞれにおいて、前記基板の一部を前記基板から除去することによって前記凹部間に複数の凸部を形成する工程と
を包含し、
前記基板に前記複数の凸部を形成する工程において、前記凸部の少なくとも一部を含むように構成されたコーナーキューブ単位要素が、前記複数の凹部に対応する位置にそれぞれ形成されるコーナーキューブアレイの製造方法。 - 前記基板に前記複数の凹部を形成する工程は、放電加工法および電界加工法の少なくとも一方を行う工程を包含する請求項１に記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 複数の凸部の設けられた表面を有する樹脂型を用いて、前記基板に、前記複数の凸部に対応する複数の凹部を形成する工程と、
前記基板の前記複数の凹部のそれぞれにおいて、前記基板の一部を前記基板から除去することによって前記凹部間に複数の凸部を形成する工程と
を包含し、
前記基板に前記複数の凸部を形成する工程において、前記凸部の少なくとも一部を含むように構成されたコーナーキューブ単位要素が、前記複数の凹部に対応する位置にそれぞれ形成されるコーナーキューブアレイの製造方法。 - 前記基板に前記複数の凹部を形成する工程は、前記樹脂型を前記基板上に設けられた樹脂層に押し当てることにより、前記樹脂層に、前記樹脂型の前記表面における前記複数の凸部に対応した複数の凹部を形成した後、エッチングにより、前記樹脂層および前記基板の一部を除去する工程を包含する、請求項３に記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記基板に前記複数の凹部を形成する工程は、ドライエッチング法を行う工程を包含する請求項３または４に記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記複数の凹部を形成する工程において前記表面の前記複数の凸部のそれぞれは三角錐形状である、請求項１から５のいずれかに記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記基板に前記複数の凹部を形成する工程において、前記基板の表面に、前記複数の凹部および平坦面が設けられている、請求項１から６のいずれかに記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記基板に前記複数の凸部を形成する工程は、前記基板に対して異方性のエッチングを行なう工程を包含する請求項１から７のいずれかに記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記異方性のエッチングは、ウエットエッチングである請求項８に記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記基板に前記複数の凸部を形成する工程は、前記異方性のエッチングを行なう工程の前に、前記基板上に、エッチングマスク層を設ける工程をさらに包含する請求項８に記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記エッチングマスク層のマスク部分は前記複数の凹部を実質的に覆わないように配置される請求項１０に記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記基板は、立方晶系の結晶からなる単結晶基板である請求項１から１１のいずれかに記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記基板の、前記複数の凹部が形成された面は、前記結晶の｛１１１｝面と実質的に平行であり、前記異方性のエッチングによって、互いに直交する略正方形の３つの｛１００｝面から構成された前記コーナーキューブ単位要素が形成される請求項１２に記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記複数の凹部のそれぞれは、３つの直角二等辺三角形と正三角形とを含む三角錐形状を有し、前記正三角形の各辺は、前記結晶の｛１００｝面と実質的に平行である請求項１３に記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記複数の凹部は、ハニカム格子点上に位置する請求項１から１４のいずれかに記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
- 前記基板に前記複数の凸部を形成する工程の後に、前記基板の表面形状を転写材料に転写する工程をさらに包含する請求項１から１５のいずれかに記載のコーナーキューブアレイの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002264932A JP4204283B2 (ja) | 2002-09-11 | 2002-09-11 | コーナーキューブアレイの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002264932A JP4204283B2 (ja) | 2002-09-11 | 2002-09-11 | コーナーキューブアレイの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004101977A JP2004101977A (ja) | 2004-04-02 |
| JP4204283B2 true JP4204283B2 (ja) | 2009-01-07 |
Family
ID=32264212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002264932A Expired - Fee Related JP4204283B2 (ja) | 2002-09-11 | 2002-09-11 | コーナーキューブアレイの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4204283B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4152861B2 (ja) * | 2003-10-27 | 2008-09-17 | シャープ株式会社 | コーナーキューブリフレクタ、その製造方法及びそれを用いた反射型表示装置 |
| JP5709243B2 (ja) * | 2010-07-23 | 2015-04-30 | 大成建設株式会社 | 反射材 |
-
2002
- 2002-09-11 JP JP2002264932A patent/JP4204283B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004101977A (ja) | 2004-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7293884B2 (en) | Corner cube reflector, method of making the reflector and reflective display device including the reflector | |
| US7045278B2 (en) | Corner cube array and method of making the corner cube array | |
| JP3818906B2 (ja) | 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 | |
| JP5010445B2 (ja) | マイクロレンズアレイ用金型の製造方法 | |
| US20070195413A1 (en) | Birefringence optical element and manufacturing method thereof | |
| WO1994015389A1 (en) | Periodic dielectric structure for production of photonic band gap and devices incorporating the same | |
| US8909009B2 (en) | Light guides having enhanced light extraction | |
| EP2754168B1 (en) | Methods for manufacturing integrated circuit devices having features with reduced edge curvature | |
| WO2020006308A1 (en) | Fabrication of diffraction gratings | |
| US10483415B2 (en) | Methods to introduce sub-micrometer, symmetry-breaking surface corrugation to silicon substrates to increase light trapping | |
| JP2005128422A (ja) | 反射型表示装置 | |
| JP4204283B2 (ja) | コーナーキューブアレイの製造方法 | |
| JPWO2006129514A1 (ja) | 微細格子およびその金型 | |
| CN112400132B (zh) | 形成光栅构件的方法 | |
| US5807622A (en) | Curved surfaces formed by etching and thermal processing | |
| JP3818886B2 (ja) | マイクロコーナーキューブアレイ、その作製方法、およびそれを用いた表示装置 | |
| JP2002022911A (ja) | マイクロプリズムアレイの製造方法および型材 | |
| JP3869036B2 (ja) | 微細な表面形状を持つ構造物およびその製造方法 | |
| JPH07248403A (ja) | 光学デバイス・光学デバイス製造方法 | |
| JP2006178495A (ja) | マイクロコーナーキューブアレイ、その作製方法、およびそれを用いた表示装置 | |
| KR20060095227A (ko) | 그래이팅 패턴 및 그 제조 방법 | |
| JPH0829601A (ja) | マイクロ凹面配列をもつ光学デバイスおよびその製造方法 | |
| JP2006138997A (ja) | マイクロレンズ付基板の製造方法、及び液晶表示パネル用対向基板の製造方法 | |
| JPS5876804A (ja) | シリコン回折格子の作製法 | |
| JP2004136402A (ja) | 凹部形成方法およびその方法により製造されたレンズアレイ用成形型並びにレンズアレイ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050817 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080428 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080513 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080617 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081014 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081014 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111024 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121024 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121024 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131024 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |