TW200540209A - An optical part and method for making thereof - Google Patents

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200540209 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 =係有關於一種光學元件及其製造方法。更詳而 有關於一種可抑制反射率、延遲等之光學特性隨 牯間抓逝而劣化的光學元件及其製造方法。 【先前技術】 光學元件，已知有··於基材表面且 ，、有週期性的微細結 構、並利用因該微細結構而產 技.u ? 7尤之繞射現象之光學元 件。在上述光學元件中，當微細 σ稱的週期比起所使用的 光之波長而言若短夠時，繞射光會成 .Β . 取馑為〇次，而可視 為跟在均句的介質中傳播的情況相等。此時於介質中傳播 的先所感應之折射率’就成為跟物質固有的折射率不同之 =折射率。藉由賦予上述微細結構異向性、或形成片狀 、、、口構，即可作出雙折射結構或不反 —, 町’、ό構，此為既知的事 貫（例如，請參照非專利文獻1 )。 .在半導體領域中所發展出的超微細加工技術之應用， 近年來’已有利用微細結構所產生的光之繞射現象的抗反 射板、相位差板（波長板）、繞射格等之光學元件被提出， 又’關於上述等元件之評價報告可找到者為數甚多⑼如， 請參照專利讀1、專敎獻2、專利讀3、㈣文獻4、 非專利文獻2及非專利文獻3 )。 【專利文獻1】特開平5 —丨07412號公報 【專利文獻2】特開平9一 1 67758號公報 2225-6899-PF;Ahddub 6 200540209 【專利文獻3】特開2〇〇3-2〇7636號公報 【專利文獻4】特開2〇〇3-2481 1 8號公報 【非專利文獻 1】B〇rn and E· Wolf: Principles 〇f Optics, S.J. Wilson and M.C. Hutley: Octa, Acta, 29(1982)993 【非專利文獻 2】JPn，J. Appl· Phys· Vol. 39 (2000) P· 735-737 戶專利文獻 3】JPn，J· Appl· Phys· Vol. 40 (200 0) P·747-749 為了得到利用了如上述般繞射現象之光學元件，故必 須^確地施行超微細加工。然而，超微細加工因製造成本 /门故對於將利用了繞射現象的光學元件展開應用於各 種用途上造成了妨礙…經過超微細加工的表面結構於 搬送及組裝步驟中，易因塵埃等被污染，而產生微細結構 缺fe 而無法發揮出如當初設計般的性能。 【發明内容】 【發明所欲解決的課題】 本發明之目的，伤裎扯 ’、 /、一種可克服上述般之習知問 通，而迴避掉於製造、搬送及 Μ ^ ^ ^ 、、且裝步驟中之塵埃等的污染， Μ田、、、口構缺陷之影響， 性隨W卩制反料、延遲等之光學特 ^ ^間&逝而劣化的光學元件。 口此’依據本發明，即可 插上姐 的繞射規旁#田 供一種先學元件，利用光 的、免射現象作用，其基材 層°卩上，係於表面具有微細 2225-6899-pF；Ahddub 7 200540209 結構，且鄰接的微細社 原不人士旦 、口構之間隔為50〜l〇〇〇nm，並呈現氟 ，、各有夏比該基材的内層部更多之相。 冰更佳者，上述微細結構係為蛾眼（moth eye)結構。此 外’上述基材之折射率為 二· . 9，上述微細結構係呈朝 上述基材表面之法綠古a μ让 ▲ 、、、 σ L伸之微細突起，且該突起係愈 罪近其如端愈細。

、土更進—步，依據本發明，即可提供一種光學元件之製 方法"亥光于兀件係利用光的繞射現象作用，包括下列 步驟：將表面具有微細結構、且鄰接的微細結構之間隔為 的基材表面，曝露於含有氟氣之氛圍中。

更佳者’上述製造方法，係在施行將該基材表面曝露 於含有氟氣之氛圍中的步驟之前，先施行將該基材置於情 性氣體氛圍中或減Μ下的空氣中之步驟，並於施行完將該 基材表面曝露於含有氟氣之氛圍中的步驟之後，再施行將 該基材再次置於惰性氣體氛圍中或㈣下的空氣中之步 驟。再更佳者，上述微細結構係為蛾眼（m〇th ey〇結構。 此外，上述基材之折射率為！.[工.g，上述微細結構係呈 朝上述基材表面之法線方向延伸之微細突起，且該突起係 愈靠近其前端愈細。 含有氟氣之氛圍，係以：含有惰性氣體，氟氣之濃度 為0.1〜50重量％較佳。在曝露於含有氟氣之氛圍中之前， 該基材中的氧及水分量總共佔丨重量％以下。在含有氟氣之 氣圍中的氧及水分濃度總共為1 〇 〇重量以下。奮基材 表面曝露於含有氟氣之氛圍中時，基材表面溫度為-50〜150 2225-6899-PF;Ahddub 8 200540209 在施行將該基材表面曝露於含有氟氣之氛圍中的步驟 之前，以及施行完該步驟之後1基材置於惰性氣體氛圍 中之際U加熱至6G〜18Gt較佳。t置於減遂下的空氣 中之際，係以壓力為1〜500mmHg，並且，溫度維持於l5〜i〇〇 °c者較佳。 【發明效果】 本每明之光學元件，具有可迴僻趟 ― 月^乂避掉先學兀件於製造、 搬送及組裝步驟中之塵埃等的污染所造成的不良影塑，而 可減少反射率、延遲等之光學特性隨時間流逝而劣化的情 況0 L貫施方式】 明之光學元件，係制光的繞射現象作用，其基 的表層部上，係於表面具有周期性的微細結構，且鄰接 :::結構之間…一並呈現氣原子含有量: 该基材的内層部更多之相。 在此處，所謂的「徼細έ士娃 η ^ ' 」，係指在表面所形成之 ::部或凸部，微細結構並以由高度的凸 或深度5nm〜1GG/^凹部所構成者較佳。 更具體而言，本發明風-# »先予兀件係具有特殊的微細結 ,, 射於表面之光的波長以下之極微 細的尺寸間隔，重複構成。 2225-6899-pp/Aiiddub 9 200540209 說明 首先，-面示意由微細結構弓丨起的光繞射現象 本發明之光學元件的微細結構。 一面 Πα及折射率ηβ區域 會成為跟物質固有

ΠΑ部的寬度 以下式（3) 在以微細的尺寸間隔重複之折射率 中，傳播於上述等區域之光的折射率， 的折射率不同之有效折射率。 在針對本發明之光學元 . 明之刖，先針對前述 =折射率的原理，基於…圖所示之以兩種等向性介 電體之平板Α及平板Β平行地#合之結構體來進行說明。 =射率……及折射率ηβ之平板β其週 — ’ θ產生偏光方向跟平板Α及平板 B平行的光之折射率 、、古 丁手nTEUE波）和垂直的折射率加（丁M波） 之異向性。TE波、TM波係以式⑴及⑺來表示。 nTE=，（fn，+(l-fW)式⑴ —=/(“/( wK1_fW)式(2) 在式（1)及式（2)中，f為微細週期結構之 H及&部的寬度t2之佔空比（duty rati0) 表示之。 ί=ΐι/^·^2) 式⑶ 因此，即使是使用等向性的介質，亦可藉由作成微細 ^異向性形狀，而賦予其宛如使用異向性介質那樣般的性 質°更正確而言’憑著結構的週期及光的波長，有效折射 率nef就可藉由使用Effective Medium、町（則理論 或數值計算，而算出更正確的有效折.射率。 猎由上述般的結構所產生的雙折射(以下亦稱為「結構 2225-6899-pp；Ahddub 10 200540209 性雙折射」），係跟物質固有 當欲得到大的結構性雙折射時、/差有很強的相闕性， 愈大愈佳。通常邱伤ώ、 ηβ之折射率差則係以 的芙材上二“部係由以坡壤或透明樹脂等之材料形成 的基材上之突起所形成，…部係由位 :：成 所形成。 大7^之周圍的空氣 當情況為如第】圖所示之 合之一攻分ή * 十板Α及平板β平行地貼 之功結構時，雖然必定 為如第2 FI辦_ 屋生異向性，但當情況 = 之在基材上依等間隔配置折射率…方 Γ,:!元格子結構(正方柱之周圍為―空氣)時，則 疋表不出寻向性。以 +，雖^風 上^兄的有效折㈣之估算方法而 5雖t數學性的保證，然仍存在有簡便的估算方法。 欲求出如第 9 率時，首先# 元格子結構之有效折射 •m述式⑴取代如第2圖㈦所示般的-面：乂 ’利用上述式⑺求出折射率㈣。另-方 使Γ上述式⑺取代如第2圖（C)所示般的一次元結 構’接著利用上述式（J) )求出折射率nTE。最後，再以ητ«及 ΠΤΕ的平均作為有效折射率nef。 田It況為如第3圖所示般在基材上依等間隔配置折射 广之圓錐D的二次元格子結構時，可考慮應用上述正方 =:欠兀格子結構之情形。首先，想像對基材面之法線方 盯層分割。因為各層之截面會跟圓柱二次元格子結構 ^似’故可估算各層（相對應於圓柱之粗細）之有效折射 / ®錐—次70格子結構，其於各層截面之圓柱的大小， 係呈往前端方向愈來愈細之結構。因此’圓錐二次元格子 2225 -6899-PF；Ahddub 11 200540209 結構之有效折射率，就可利用由圓柱二次元格子結構所估 异出的各層之有效折射率，朝圓錐前端方向連續性地變化 而得。 、 在具有如上述般斜度的折射率之微細結構之表面上， 光的反射就會4失。上述般微細結構的代表例為蛾眼(㈣让 ，)結構。其他本發明之光學元件所形成的微細結構，則 為如上述專利文獻丨、專利文獻2、專利文獻3、專利文獻 4、非㈣文獻丨、非專利文獻2及非專利文獻3等所揭示 ❿者。 在本發明之光學元件中，以用來作為基材的材料而 言，除了須為透明材料外並未特別限制，具體而言，可舉 例如光學玻璃或透明塑勝等。就上述光學玻璃來說，可舉 例如·石英玻璃、硼矽酸鹽系之無鉛玻璃（cr〇wn glass)、 含有鉛之封德（Pfund)系玻璃、含有鋇之鋇系玻璃、含有鑭 等之稀土族元素的鑭系玻璃、及硫屬（cha][c〇gen)玻璃等。 Φ上述等物質之中，係以使用石英玻璃較佳。 以上述透明玻璃而言，可舉例如：聚甲基丙烯酸酯等 之丙烯系共聚合物；聚苯乙烯等之苯乙烯系聚合物；聚丙 烯聚—4一曱基戊烯一 1等之鏈狀烯烴系聚合物；具有脂環 私結構之聚合物（亦被稱為含有脂環族結構聚合物）；聚乙 烯對苯二甲酸酯、聚乙烯萘酯等之聚酯類；聚碳酸酯聚合 物，聚_楓，以及聚醢胺等等。上述等物質之中，係以使 用具有脂環族結構之聚合物較佳。 位於基材表面之微細結構，乃基材之折射率nA為 2225〜6899-PF;Ahddub 12 200540209 1· 4〜1· 9、並呈朝基材表面 上…， 衣曲之法線方向延伸之微細突起、且 该大起係愈靠近其前端愈細者 候、、、田結構係以具有凹凸形 狀者、特別是具有蛾眼（ffl〇th } yΜ、、、σ構者較佳。所謂的『蛾 射⑽指藉由在表面形成突起狀微細結構，而使折 !:㈣變化，以達到能抑制光之反射的結構。另外， έ士播ρ以 ibUUnm的切所測出之值。微細 ^構可糟由其上述朝基材表 心次綠方向延伸之微細突 起、且该突起係愈靠近其前端愈 ^ ^ ^ 1L , 心符徵’而大幅地降低 位於基材與空間部（一般 - Θ二乱）之間界面的反射率。 另外’上述折射率m的〗· 4〜i 折射率而言。 ·，、扣未氟化部份之 在本發明所使用的基材中， rn , nnn ~接之4細結構的間卩高為

•並以為5G〜6GGnm較佳。_由^門W 構的間隔落於上述範圍 3 ?祕之微細結 .,. 降低斜向入射光之反射率。 在此處，所謂的『鄰接之微細結構 鄰接之各微細結構的中心到中心之門的曰"』系指從 結構非為對稱結構時，則是 田镟細 項點之門# ϊρ μ 凸°卩的頂點到鄰接凸部的 U之間的距離、從凹部的最深 間的距離，或者熹沪ρ^ 镬凹邛的最沭部之 次者疋扣仗凸部的頂點 間的距離。上述等之距離，若在久嘴鄰接凹^的最深部之 情況下，則取其平均值。 Ί間皆不相同的 在本發明所使用的基材中 日日rr- y t 子目4接表面之微知4士 4致丄人 為週期結構較佳，然而當將本發明之光 成以降低反射率為目的之=先予讀作 4 4 1材之微細結構 2225-6899-PP；Ahddub 200540209 必二r週期結構。此情況下，微細結構的高度就 /卜 用的光之波長）/(微細結構折射率之最大值） 構二並::在2一上較佳、，㈣上更佳。微細結 冓的间度右小於上述範圍，微細結構 無法成為無反射結構。 不-辨識先而 /將本發明之光學元件作成雙折射元件時，除了表面 之微細結構的間隔彡胃& ” 、 頁在上述耗圍内以外’可為週期性結 對於井° 性結構。微細結構的間隔若為周期性的， 蔣土之》長的折射率差之變化就會變得敏感。因此，舍 明之光學元件作為能對應於廣帶域相位差板等之； =而可讓延遲變化之相位差板使用時，微細結構的間 你装々 ^此呀，链細結構的高度就可視相 位差之目的而適當決定。 #。f材之光線穿透率，係以為_以上較佳、86%以上更 土務狀私度（haze)係以2%以下較佳、1%以下更佳。 材料材表面形成微細結構之方法而言，會視基材之 用塑膠之情況來進：明別就使用光學玻璃之情況及使 述二=!破璃作為構成基材之材料時，係如以下所 义叙於表面形成微細紝 藉由塗佈微影步驟所：用二於光學玻璃之表面上， 以光阻劑之塗佈方法而 Γ光阻劑來形成光阻膜。 滾筒塗佈法、旋轉塗佈： 限制，可使用例如： 其次，再使用電子昭射等之 “、、射4之曝光裝置於上述光阻膜表面上 2225-6899~PF/Ahdd\ib 14 200540209 微影出既定圖案，而形成光阻圖案膜。 其後’在上述光阻膜表面之已 影邻八卜—^ 70成倣衫部分或未被微 :=， 金屬作為被覆遮罩，之後，藉由利 ^解上以阻社㈣施行處理，心解去除未 ^ 皮覆之光阻膜部分而使光學玻璃表面露出。其次由 玻璃之蝕刻乳體例如耵、口8,2、〇2等 接觸光學玻璃而進行蝕刻步驟， w卹π & 以在其表面上形成微細的 凹β。琅後，藉著去除被金屬被 璃表面形成微細的凹凸形狀。的先阻膜，而於光學玻 若要將表面具有上述微細的凹凸形狀之 反射元件的話，則以預弁蔣& Α ± 疋…、 ^ 預先將在基材表面所形成的凸部分形 成為具錐度（taper)較佳。t 1'成雜疮 —仏上这錐度，可於蝕刻時再藉由施 订貝|邊钱刻而形成。另外’形成雙折射元件時，則不一定 要於其基材表面所形成的凸部設置錐度。 又，以光學玻璃板進行蝕刻時之腐蝕遮罩而古，在不 怕钱刻氣體的前提下，亦可直接使用綠㈣層本身。 、當對於光阻膜之圖案形成之際’使了使用上述曝光裝 置以外’亦可使用EB微影法、及雷射微影法等。在雷射微 影法中，可利用被使用於全息照相（halogram)、繞射格子 等之製作上的雷射干涉法。在繞射格子的情況下，可為一 次元性配置’若變化角度作多重曝光的話，亦可為二次元 配置。 在田射干#法中，所得到之微細的凹四形狀通常是呈 規則性配置，鈥而方PR彡私_a/、4»丄 ty …、在EB斂衫法中，係預先將既定之微影圖 2225-6899-PF；Ahddub 15 200540209 案貝:數位化而§己憶於記憶裝置中，再依據上述微影圖案 貝 制掃描式電子線之開⑽、關（㈣或調變其強 弱。因此’除了規則性配置以外，亦可成為不規則性配置。 ::::於在㈣影法及雷射微影法中各有其優缺點，故 可考里设计諸元素、目的及生產性 法及條件。 料選料合的手 當=塑膠作為構成上述基材之材料時，係預先利用 虽使用光學玻璃作為構成上述基材之材料時所使用的形成 成的形狀作為模型’而利用電鑄法等製作出形成 有I田的週期結構之模具。使用上述模具而利用射出成形 法或屋紋法(emboss)，就可在塑膠成形體(例如片材)上形 成微細的週期結構4此情況下，即具有所謂的可量產、 低成本之優點。 本發明之光學元件’係於其基材表層部上呈現氣原子 含有量比該基材内層部更多之相。所謂的『基材之表層 部』，係指由基材最表面到lnm〜1Mm、較佳為工. 洙度之部分而言。在此處’所謂的『氟原子含有量更多之 相』’係指上述基材表層部之至少_部分已被氟化而言。 内層部及表層部可同時為由擇自玻璃或塑勝等的同種 材料所構成’而無層積界面’表層部則是氣原子含有量比 ㈣部更多。氣原子含有量，可利用χ光電子分光法（麗） 等之分析裝置來予以確認。氟原子含有量，亦可令其以由 表層部往内層部漸漸地減少之方式來分佈，或是H表層 部往内層部階段性地減少之方式來分佈。 2225-6899-pp；Ahddub 16 200540209 ”本&明之光學元件，係利用包括有以下步驟之方法所 公、σ 將上述具有微細結構之基材曝露於含有氟氣之氛 圍中。 圖一面具體地進 本發明之製造方法，將一面參照第 行說明。 第4圖係表示本發明之製造方法所使用的反應裝置的 例此反應裝置係具有：搶室丄、用以控制搶室之溫度 的加熱裝置5，而用以導入氟氣之氣氣供給線2及用以導 •人惰性氣體之惰性氣體供給線3乃連接於艙室。同時，用 以排出廢棄氣體之排氣線4則是連接於餘室的其他位置。 艙室1為可放置上述基材6之空間’在該處可放置各種形 狀之基材6。從排氣、線4所排出的氣體，可直接排出或進 行分離精製而再導回各氣體供給線，以供循環再利用。 一在本發明之製造方法中，一旦將基材曝露於含有氟氣 之氛圍中，則敗原子就會被導入於基枯中，而使得基材的 #大小可很容易地改變，故基材就可以依據光學元件所期望 得到的大小或形狀而予以成形，因此較佳。 本發明之光學元件之製造方法的較佳實施例係為：在 施行將基材表面曝露於含有氟氣之氛圍中的步驟之前，先 施行將該基材置於惰性氣體氛圍中或減壓下的空氣中之+ 驟，以及，於施行完將基材表面曝露於含有氣氣之氛圍; 的步驟之後’再施行將該基材再次置於惰性氣體氛圍中或 減屢下的空氣中之步驟。亦即，包括以下3步驟,、:（2 )置於 惰性氣體氛圍中或減壓下的空氣中之步驟；（2)將基材表面 2225-6899-PF;Ahddub 17 200540209 曹 曝露於含有氟氣之氛圍中的步驟；以及（3 ) 、^再次置於惰性氣 體氛圍中或減壓下的空氣中之步驟。以Τ λ Λ卜’針對各步驟進 行說明。 (1)將具有微細結構之基材置於惰性氣體券 、 中或減壓下 的空氣中之步驟 本步驟（1)雖然非為必要步驟，然而由於#丄 J田於精由本步驟可 使得於基材表層部中，氟原子含有量更 炅夕之相能以非平面 内分布之方式存在，故仍以施行步驟較佳。

在步驟（1 )中，首先係將基材6置於舲A ^至1中，接著關 閉知至1，再打開情性氣體供給線3之闕門而使惰性氣體 流入艙室1。以惰性氣體而言，可舉例 &尸 - — U ·虱氣、氮氣、 氦氣、氖氣、氪氣、山气氣等。在本發明中係以使用氮氣較 仏所使用的艙室1，係以為不鏽鋼製或鋁製者較佳。 先令驗室1成為惰性氣體氛圍，再藉由加熱/置5加 熱艙室1内之基材6,如此較佳。藉由上述加熱步驟，可 有效率地去除基材6中所含有的水分、氧氣及揮發成分。 加熱溫度通常係以令基材表面溫度為6〇~i8(rc、並以 8H3(TC較佳。加熱時間則為卜4〇。分、並以卜_分較 佳。 除了將基材放置於惰性氣體氛圍中以外，亦可置 壓下之空軋中。當置於減壓 矾中日守，壓力通常係為 5〇〇-Hg以下、並以在1〇〇_g以下較佳。壓力之下限為 】_Hg。若㈣過度，則會有油或水岭之污胁 統㈣散之虞。當置入於減壓下之空氣中時，亦以施行加 18 2225-6899 ~PF;Ahddub 200540209 …車又仏力口熱溫度通常為15〜1〇〇。〇。又 注入惰性氣體，就可有效率地去…/跟減昼同時間 減壓時間為卜·分、卜 之量，故較佳。 並以1〜3 0 0分較佳。 若基材中存在有多量的氧 (2)中基材的表面衮县@ b 於在以下之步驟 及水分之量較佳。較 中減少氧 為1重量%以下，並以二: 量，通常係總共 卿以下更佳:以在_重量卿以下較佳、重量 ⑺將基材曝露於含有氣氣之氛圍中的步驟 完成步驟⑴之後’關閉惰性氣體供給線3之閥門，必 %可對應冷卻艙室1，接著，打開氟氣供給線2之閃門 和用來調整蠢名从、曲ώ 之闊Η 虱軋的浪度之惰性氣體供給線 氟氣及惰性氣俨名徂丄 炙閩門，以令 再使線中混合，而得到已稀釋的ι氣， …至1中，並令搶室1内成為含有I氣之氛圍。 …乳之氛園，可為僅由氟氣構成之氛 其反應較為緩慢’故係以利用如上所述般以體由2 稀釋的氣氣較佳。在含有敦氣之氛圍巾，質： ，者較佳。具體而言，氧及水的量係以總共在二 里ppm以下較佳、1 〇重量 特佳。 1重里ppm以下 〃糟由使氟氣接觸於基材表面，而使氣氣由基材之表面 在表層部、甚至是内層部慢慢地引起分子内之氟原子導 入，而使得構成基材之材料中的氣原子含言量增加。由芙 材表面算起之氟原子的渗透深度、氟原子的含有量，會2 2225-6899-PF/Ahddub 19 200540209 據鼠氣之濃度、溫度、時間而變化。 以惰性氣體稀釋成的氟氣之^ %，並以0.1〜30重量％較佳、〇 ，通常為0·卜50重量 觸時之基板表面溫度，並未特別卩2〇重量％更佳。使氟氣接 並以-20〜80t：較佳，〇〜5〇。〇特枰限制，通常為—5〇〜150°C， 分，並以。·5秒〜3〇〇分較：。，接觸時間通常為(Μ秒 氣濃度高時、溫度高時、或者是炉心200刀更佳。當氟 深度就會變更深，I原子含有長時，氣原子的渗透 3 ,里也會變多。 伴隨著氟原子含有量之增加， 要是表層部）其折射率會降低，故原子的部分（主 間，就可控制得到期望的折射率。：適备選擇溫度及時 層部（基材最表面；氟原子含有，、、、了降低光反射率’表 内層# + a 大的部分）之折射率跟 广原子5有！為零的部分)之折射率的差係… ::上較佳、〇.01以上更佳。當氣氣濃度過高時:、 :，疋於過南溫度及過長時間下’因構成基材之材料會發 另化’故係以在如上所述的範圍内跟氟氣接觸較佳。 ⑺曝露於含有氣氣之㈣中之後’將已施行完氟氣曝露處 理之基材再次置於錢氣體㈣中或減I下的空氣甲 驟 曝露於含有就氣之氛圍中，經過既定時間之後，打開 惰性氣體供給線3,關閉氟氣供給線2之閥門，把艙室i 鉍成惰性氣體氛圍。惰性氣體可舉例同前述步驟（丨）中所說 明者。同時，係以利用加熱裝置5來'.加熱基材6較佳。藉 由上述加熱，可將未導入基材6中之氟氣去除。加熱溫度 20 2225-6899-PF/Ahddub 200540209 :常二：基材表面溫度為6(m，c、…Η 么。加熱時間則為卜4〇0分、並以卜3。〇分較佳。 除了將已施行完I氣曝露處理之基材放置於惰 風圍中以外，亦可置於減壓 ’、 ^ Τ 田置於減壓下之 二 r壓力通常係為__Hg以下、並以在 以下較佳。壓力之下限A ] 〇_Hg 下限為1 mmHg。若降壓過度， 或水分等之污毕物你姑名么μ , 、曰 ’ 木物伙排H统逆擴散之虞。當置 下之空氣中時，係以八、、田痄仅杜士 於減堡 係以7 度保持在15〜10(TC較佳。又，# 跟減遷同時間注入惰性氣體 右 鲈社士 就了有效率地去除氟氣，故 二：垄广間為卜4〇°分、並以卜300分較佳。本步驟 ()雖然非為必要步驟，然而 .表層部中，氟原子含有量更可使得於基材 更夕之材料的相能以非平面内分 布之方式存在，故仍以施行步驟（3)較佳。 步驟（3 )終了後，蔣φ “ 後冑先學兀件由艙室1中取出，即可對 應各種用途而使用之。 τ 如上所述，由於在基材表 率^ w μ 導鼠原子可控制折射 羊指性，故起因於製造、搬送及組裝之㈣等的 π木而造成基材表面之微細結構其對於抗光反射、雙折射 率等所產生的影響，可予以降低， 降低此外，亦可抑制反射率、 延遲等之光學特性隨㈣流逝而劣化的情況。 本發明之光學元件，亦可用來作為相位差板。其適合 的用途可舉例如··將由本發 』— 月之先予凡件所構成的相位差 板猎由透明接著劑層積成二R上的層積相位差极。 上述相位差板，係為在其板面内具有折射率異向性之 2225-6899-PF/Ahddub 21 200540209 板材，用以使因雙折射而分離的光波產生相位差。 由本發明之光學元件所構成的相位差板，可作為1/2 波長板、1/4波長板等來使用。1/2波長板係用於變換直線 偏光的方向或圓偏光的旋轉。又，1/4波長板係用於變換 來自直線偏光之圓偏光、來自圓偏光之直線偏光。又，上 述相位差，係為例％可在廣帶域中使產± 1/4波長的相 位差之相位差板，亦即可用來作為用以製作廣帶域1/4波 長板之元件同日守’利用該廣帶域j /4波長板，即可製作 出液晶顯示器、液晶投影機等所使用的光學元件。 【實施例】 以下，列舉貫施例就本發明進行更具體地說明，然該 等實施例並非用以限定本發明。 (比較例） 在4吋晶圓上塗佈300nm膜厚的電子線光阻 (ZEP7000 ·日本 zecm 八 q 舍”、 . 乙e0n么司製）。使用電子線微影裝置

ELS-5700(E1ionix 公司制）^ οπ >1 1 ) ’於30nmx 30nm的區域，以 3 0 0 n in卽距而微影、顯景；中古存 貝心出同度250nm、底面直徑200nm之 圓錐形狀的正方格子。於外&本 於试細結構已圖案化完成的面上施 行錄電輪加工’而製作屮、;ψ厭士 w出/f &模（stamper)。將該沖壓模安 裝於加壓機之鏡板上。腺 將lm®厚度的環狀烯烴樹脂 (ZNR1060R·日本 Z e ο η 八 制、 如公司製）之片材放置在安裝有上述沖 堡权的加壓機中，於？ ^ η。广丁 、^： 0 0 C下施行熱壓加工，以轉印上述 圓錐正方格子結構，而溫$ίΓ执φ 而传到於表面印有圓錐正方格子結構 之環狀烯烴樹脂片材。 2225-6899~PF;Ahddub 22 200540209 秦 將片材面以掃描式電子顯微鏡（3_3〇〇_ ••日立製作所 公司製）觀察之，求出維持圓錐形狀之比例。 光束開口尺寸：使用分光光度計（V-570 :日本分光公 司裝）於7mm細、波長550nm的條件下測定光反射率。上述 等結果如表1所示。 (實施例1) 在4吋晶圓上塗佈3〇〇nm膜厚的電子線光阻 (ZEP7000 :日本Zeon公司製）。使用電子線微影裝置 § ELS-5700 (Eli〇nix 公司製），於 3〇nmx 3〇nm 的區域，以 300nm節距（pitch)而微影、顯影出高度25〇nm、底面直徑 20Onm之圓錐形狀的正方格子。於微細結構已圖案化完成 的面上施行鎳電鑄加工，而製作出沖壓模（stamper)。將該 沖壓模安裝於加壓機之鏡板上。將丨mm厚度的環狀烯烴樹 脂（ZNR1 0 6 OR:日本Zeon公司製）之片材放置在安裝有上述 沖壓模的加壓機中，於20(rc下施行熱壓加工，以轉印上 0 述圓錐正方格子結構。 將已於表面印有圓錐正方格子結構之環狀烯烴樹脂之 片材放入SUS316L製艙室，並在氧及水分含有量為j重量 ppb以下之咼純度氬氣氣流下，於120°C下加熱3小時而去 除乳及水。氧及水的量不滿10重量ppm。接著，冷卻至室 溫，並一面注意勿使來自外部氣體之氧及水分混入、一面 切換閥門，而於30°C下導入已用氬氣稀釋完成的1%氟氣 (氧及水的含有量不滿1重量ppm)。經"過15分鐘後，再切 換閥門而導入乳及水分含有量為1重量ppb以下之高純度 2225-6899-PF;Ahddub 23 200540209 复氣，並於9(rc下加熱1小時而去除剩 以ESCA進行測定，確認在丰s μ η ^ 丁 j ι在表層部的確存在有較多 原子。甚i ’將該片材浸泡於超純水中2“、時之後，齓 ESCA測定時，結果亦跟浸泡前相同，於表層部存在有= 的說原子。又’當以FTIR-ATR法來測定膜表面時，亦=、 自於C-F伸縮振動之1，400〜1，〇〇(^-1間觀測到寬廣的尖: 訊號（peak)。上述片材之圓錐形狀的維持比例及光反=率 之測定結果如表1所示。 Μ (實施例2) 在4吋晶圓上塗佈3〇〇nm膜厚的電子線光阻 (ZEP7000 :日本Zeon公司製）。使用電子線微影裝置 ELS-5700 (Elionix 公司製），於 3〇nmx 3〇nm 的區域，以 30 0nm節距（pitch)而微影、顯影出高度25〇nm、底面直徑 2 0 0nro之圓錐开》狀的正方格子。於微細結構已圖案化完成 的面上施行鎳電鑄加工，而製作出沖壓模（stamper)。將該 φ沖壓模安裝於加壓機之鏡板上。將1mm厚度的環狀烯烴樹 脂（ZNR1 06 OR:日本Zeon公司製）之片材放置在安裝有上述 沖壓模的加壓機中，於20(TC下施行熱壓加工，以轉印上 述圓錐正方格子結構。 將已於表面印有圓錐正方格子結構之環狀烯烴樹脂之 片材放入SUS316L製艙室，並在氧及水分含有量為1重量 ppb以下之高純度氬氣氣流下，於120°C下加熱3小時而去 除氧及水。氧及水的量不滿10'重量ppm。接著，冷卻至室 溫，並一面注意勿使來自外部氣體之氧及水分混入、一面 2225-6899-PF/Ahddub 24 200540209 切換閥門，而於30t下導入已用氬氣稀釋完成的ι%氟氣 (氧及水的含有量不滿1重量ppm)。經過6 〇分鐘後，再切 換閥門而導入氧及水分含有量為i重量ppb以下之高純度 氬氣’並於9 0 °C下加熱1小時而去除剩餘的貌氣。 以ESCA進行測定，確認在表層部的確存在有較多的氟 原子。甚至，將該片材浸泡於超純水中24小時之後，再以 ESCA測定時，結果亦跟浸泡前相同，於表層部存在有較多 的氟原子。又，當以FTIR-ATR法來測定膜表面時，亦在源 自於C-F伸縮振動之丨，40(M，間觀測到寬廣的尖峰 訊號（peak)。上述片材之圓錐形狀的維持比例及光反射率 之測定結果如表1所示D 【表1】 1»印形狀._ 實施例1 圓錐維持居 約2成的圓錐倒塌或缺損

若圓錐可以蘭轉印、完全沒有倒塌的圓錐的話，則 理論上反射率應該變成。%。然而，由於是⑽尺寸之微細 結構轉印’故不可能完全正確地轉印。又，微細圓錐很容 易因為搬送時之摩擦或衝擊而倒塌、受損。因此，如表！ 所不般，於比較例中之反射率乃變得比理論值更大。 另-方面’在實施例i及2中，雖然圓錐維持比例跟 比較例相同，然而藉由施以氣氣處理,就可降低光反射率。 2225-6899-pF/Ahddub 200540209 觀察實施例 圍中的時間 及2可知’藉由改變曝露於含有氟原子之氛 就可調整光反射率。 L產系上可利性】 本發明之夯學i μ ^ 中之塵埃等的、-I 因於製造、搬送及組裝步驟 抗光反射可藉由基材表面之微細結構而使得對於 几 又折射率等之影響顯著降低，此外，亦可減少 反射率、延遲等之朵與胜从陡士 成夕 子特性奴k間流逝而劣化的情況。 本發明之光學元件，若以可活用上述等之特性而言， 係非=用於液晶顯示裝置、crt顯示裝置、電漿顯示裝 置、投影機等之顯示裝置， 光學構件。 X及透鏡（1咖）、導光板等之 更進步，本發明之光學元件，亦可作為相位差板使 用。亦即，可適用於例如：冑由本發明之光學元件所構成 的相位差板以透明接著劑層積兩片以上而構成層積相位差 板0 【圖式簡單說明】 第1圖係表示以兩種等向性介電體之平板平行地貼合 之結構體。 第圖（a)至第2圖（c)係表示在基材上依等間隔配置 折射率ne之正方柱c的二次元袼子結構。 第3圖係表示在基材上依等間隔配置的❿之圓錐的二 次元袼子結構。 26 2225-6899-PF；Ahddub 200540209

圖係表示本發明之製造方法 所使用的反應裝置的

主要元件符號說明】 A〜折射率για的平板； C〜折射率nc的正方柱； 1〜艙室； 3〜惰性氣體供給線； 5〜加熱裝置； B折射率ηβ的平板； D〜折射率nD的圓錐； 2〜氟氣供給線； 4〜排氣線； 6〜具有微細結構之基材

2225-6899-PF;Ahddub 27

Claims (1)

1. 200540209 十、申請專利範圍： 、予元件利用光的繞射現象作用，其基材的 表層部上，倍你 、、表面具有微細結構，且鄰接的微細結構之 間隔為50〜i〇〇〇nm， 、呈見亂原子含有量比該基材的内層 邵更多之相。 2’ 士申5月專利範圍第1項所述之光學元件，1中上述 微細結構為蛾眼(motheye)結構。 。中上达 其/Γ請專利範㈣1項所述之光學元件，其中上述 土之斤射率為U〜U，上述微細結構係呈朝上述基材 表面之法線方向延 I伸之被細大起，且該突起係愈靠近其 端愈細。 、 •一種光學元件之製造方法，該光學元件係利用光 繞射現象作用，包括下列步驟 將表面具有微細結構、且鄰接的微細結構之 5(M_nm的基材表面，曝露於含有敗氣之氛圍中。曰’、、、

   5·如申請專利範圍第4項所述之光學元件之製造 法，其中上述微細結構為蛾眼（m〇th eye)結構。 方 項所述之光學元件之製史方 1 _ 4〜1 · 9，上述微細結構係 延伸之微細突起，且該突起 6 ·如申請專利範圍第4 法’其中上述基材之折射率為 呈朝上述基材表面之法線方向 係愈靠近其前端愈細。 7·如申請專利範圍第4項所述之光學元件之製造 法，其中該含有氟氣之氛圍係為：含有惰性氣體，氟氣 激度為0.1〜50重量％。 2225-6899-PF;Ahddub 28 200540209 w 8 ·如申晴專利範圍第4項所述之光學元件之製造方 法，其中在曝露於含有氟氣之氛圍中之前，該基材中的氧 及水分量總共佔1重量％以下。 9.如申請專利範圍第4項所述之光學元件之製造方 法，其中在含有氟氣之氛圍中的氧及水分濃度總共為1 0 0 重量ppm以下。 1 0.如申請專利範圍第4項所述之光學元件之製造方 法’其中係令該基材表面於基材表面溫度-50〜150°C下，曝 露於含有氟氣之氛圍中。 11·如申請專利範圍第4項所述之光學元件之製造方 法’其中在施行將該基材表面曝露於含有氟氣之氛圍中的 步驟之前’先施行將該基材置於惰性氣體氛圍中或減壓下 的空氣中之步驟，並於施行完將該基材表面曝露於含有氟 氣之氛圍中的步驟之後，再施行將該基材再次置於惰性氣 體氛圍中或減壓下的空氣中之步驟。 ( 12·如申請專利範圍第4項所述之光學元件之製造方 法’其中在施行將該基材表面曝露於含有氟氣之氛圍中的 步驟之前’先施行將該基材置於惰性氣體氛圍中且維持於 60〜180 °C的範圍之步驟，並於施行完將該基材表面曝露於 含有氟氣之氛圍中的步驟之後，再施行將該基材再次置於 惰性氣體氛圍中且維持於60〜180°C的範圍之步驟。 1 3 ·如申請專利範圍第4項所述之光學元件之製造方 法，其中在施行將該基材表面曝露於含有氟氣之氛圍中的 步驟之前，先施行將該基材置於減壓下的空氣中且維持於 2225-6899-PF/Ahddub 29 200540209 】5~100°C的範圍$ + K u 人 ^騍，並於麵行完將該基材表面曝露於 3 β %圍_的步驟之後，再施行將該基材再次置於 減麼下的空氣中且維持於15〜⑽。C的範圍之步驟。、 法，：中V二專利範圍第4項所述之光學元件之製造方 :驟將該基材表面曝露於含有氟氣之氛圍中的 步驟之則，先施行將兮I ^ 土村維持於1〜500mmHg範圍壓力的 空氣中之乂驟，並於施行$ ^ ^ p, , . ^ A將該基材表面曝露於含有氟氣 之吼圍中的步驟之後， 冉施仃將該基材再次維持於 卜500mmHg範圍壓力的空 2225-6899-PF;Ahddub 30