JP2005037419A

JP2005037419A - Manufacturing method of optical element

Info

Publication number: JP2005037419A
Application number: JP2003194975A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Hodozawa; 善仁保土沢
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-02-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture an optical element, in which unstable processes such as a developing process and an etching process or the like are eliminated, and hereby a fine pattern is formed employing only photoirradiation to ensure high stable reflection preventive function with high reproducibility. <P>SOLUTION: A high polymer layer having an azobenzene skeleton is formed on the surface of a substrate W, laser light beams LR and LT are irradiated to a prescribed location on the high polymer layer from equal to or more than two directions, the laser light beams LR and LT are interfered with each other at the high polymer layer, exposure is conducted while the substrate W is rotated and a plurality of fine pyramid bodies are formed on the surface of the high polymer layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学素子の製造方法に係り、特に、反射防止フイルム等の用途に好適に使用される光学素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光学素子、光学機能性薄膜、及び各種の微細パターンの形成に関し、各種の製法が採用されていた。このうち、たとえば、表面に微細な円錐状パターンが配列された反射防止フイルムの製法は、光照射、現像、エッチング等の一連の処理を経るのが一般的であった（特許文献１〜４参照。）。
【０００３】
この製法の例を挙げると、Ｓｉ等の基板上に感光性フォトレジストを塗布し、レーザー干渉露光を繰り返して感光パターンを形成し、その後現像液を使用して現像することにより反射防止機能を有する微細な円錐状パターンが配列された基板とする例、基板上にＥＢ（電子線）感光レジストを塗布し、ＥＢを照射することにより反射防止機能を有する微細な円錐状パターンが配列された基板とする例、基板上に感光性フォトレジストを塗布し、レーザー光を照射することにより直接描画して反射防止機能を有する微細な円錐状パターンが配列された基板とする例、基板上にＸ線感光レジストを塗布し、Ｘ線マスクを介してＸ線を照射することにより反射防止機能を有する微細な円錐状パターンが配列された基板とする例等である。
【０００４】
また、リアクティブイオンエッチング等のドライエッチングや化学エッチングを用いて反射防止機能を有する微細な円錐状パターンが配列された基板とする例も見られる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２５８６０７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特表２００１−５１７３１９号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００２−３３３５０８号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開２００２−２８７３７０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光学素子の製造方法では、各工程における条件管理が厳しい現像工程、エッチング工程を有することより、微細パターン形成の再現性が低いという問題があった。特に、アルカリ溶液を使用した現像工程やエッチング工程は工程が不安定となりやすく、生産性、歩留り等の点で改善が求められていた。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、基板上に複数の微細な錐体が形成されている光学素子の製造において、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的に反射防止機能を有する光学素子を製造できる光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、基板の表面にアゾベンゼン骨格を有する高分子層を形成し、該高分子層の所定箇所に２以上の方向よりレーザ光を照射し、前記高分子層においてレーザ光を干渉させるとともに、前記基板を回転させる露光を行い、前記高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成することを特徴とする光学素子の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明によれば、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の所定箇所に２以上の方向よりレーザ光を照射し、レーザ光を干渉させるとともに、基板を回転させる露光を行い複数の微細な錐体を形成する。したがって、本発明の上記方法により、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的に反射防止機能を有する光学素子を製造できるという利点が得られる。
【００１３】
ここで、「錐体」とは、平面状の閉じた曲線（又は折線）の周上を一周する点と、この平面外の一定点とを結ぶ直線によってつくられる曲面（又は幾つかの平面の一部）で囲まれた空間の一部分であり、円錐、角錐の類を指す。
【００１４】
また、本発明は、基板の表面にアゾベンゼン骨格を有する高分子層を形成し、該高分子層の所定箇所にフォトマスクを介して光を照射する露光を行い、前記高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成することを特徴とする光学素子の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明によれば、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の所定箇所にフォトマスクを介して光を照射する露光を行い高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成する。本発明の上記方法によっても、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的に反射防止機能を有する光学素子を製造できるという利点が得られる。
【００１６】
また、本発明は、基板の表面にアゾベンゼン骨格を有する高分子層を形成し、該高分子層の所定箇所に所定径以下に集束させたレーザ光を照射する露光を行い、前記高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成することを特徴とする光学素子の製造方法を提供する。
【００１７】
本発明によれば、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の所定箇所に所定径以下に集束させたレーザ光を照射する露光を行い高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成する。本発明の上記方法によっても、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的に反射防止機能を有する光学素子を製造できるという利点が得られる。
【００１８】
なお、本発明において、「基板を回転させる」とあるが、必ずしも基板の物理的な回転を必要とするのみならず、照射側の装置等を回転させるのであってもよく、照射光と基板との相対的な回転が得られればよい。
【００１９】
本発明において、前記錐体の高さを０．１〜２．０μｍとすることが好ましい。錐体の高さをこのような範囲とすれば、反射防止機能を良好なものとでき、また、製造上からも便宜だからである。
【００２０】
また、本発明において、前記基板が円柱状体又は円筒状体であることが好ましい。基板が円柱状体又は円筒状体であれば、後述するような、光学素子を使用して更に該光学素子を複製する際に、ロール加工が導入でき、生産性が大幅に向上し、コストダウン等の点でも多くの利点が得られるからである。
【００２１】
また、本発明は、上記の光学素子を使用して更に該光学素子を複製する光学素子の製造方法であって、前記光学素子の表面に形成された複数の微細な錐体を使用して、該複数の微細な錐体を転写するためのスタンパを作製し、該スタンパを用いた成形加工により、樹脂材料の表面に前記複数の微細な錐体と略同一形状の複数の微細な錐体を形成することにより前記光学素子を複製することを特徴とする光学素子の製造方法を提供する。
【００２２】
本発明によれば、すでに製造した光学素子を使用して更に該光学素子を複製する。すなわち、スタンパを作製し、このスタンパを用いた成形加工により、樹脂材料の表面に複数の微細な錐体と略同一形状の複数の微細な錐体を形成する。これにより、生産性が大幅に向上し、コストダウン等の点でも多くの利点が得られる。
【００２３】
なお、スタンパとは、一般的には基型（マザー）の表面形状を転写した平板状体を意味するが、ここでは、円柱状体又は円筒状体等のように、曲面を有するものをも含む広い意味で使用するものとする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る光学素子の製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。図１に、本発明に係る光学素子の製造方法に使用される露光装置（第１の実施形態）の概要を示す。これは、請求項１に対応する。
【００２５】
図１の露光装置１０において、レーザ光源１２から出射されたレーザビームＬは、第１のミラー１４及び第２のミラー１６により反射され、第１のレンズ１８で光束が広げられた後、第２のレンズ２０で所定幅の平行光にコリメートされて、ハーフミラー２２に所定角度をもって入射する。
【００２６】
ハーフミラー２２に入射したレーザビームは、反射光ＬＲと透過光ＬＴに分岐され、反射光ＬＲは第３のミラー２４で反射され、透過光ＬＴは第４のミラー２６で反射され、いずれも試料Ｗの同一箇所に照射される。これにより、反射光ＬＲと透過光ＬＴとで光の干渉を生じ、規則的な光の照度分布を生じることとなる。
【００２７】
試料Ｗは、図示しない試料台に固定されており、この試料台はＸ方向（上下方向）、Ｙ方向（紙面に垂直方向）、及び、θ方向（Ｚ方向の軸３０を中心とした回転方向）とに移動（又は回転）可能となっている。
【００２８】
基板である試料Ｗの表面には、アゾベンゼン骨格を有する高分子層が形成されている。このアゾベンゼン骨格を有する高分子には、以下の化学式で示されるものが使用できる。
【００２９】
【化１】

このようなアゾベンゼン骨格を有する高分子は、照射された光の強度分布に応じて表面が凹凸状に形成される特性を有している。したがって、本発明における必須の材料である。このようなアゾベンゼン骨格を有する高分子は、従来のフォトレジストで代表される感光性樹脂と異なり、現像処理等を必要としない。
【００３０】
試料Ｗの表面にアゾベンゼン骨格を有する高分子層を形成する方法としては、公知の各種方法、たとえば、ダイコート、ロールコート、ディップコート、スクリーン印刷等の各種塗布方法等が採用できる。
【００３１】
次に、図１の露光装置１０を使用した露光による微細な錐体の形成について説明する。図２は、図１の要部拡大断面図であり、試料Ｗの照射箇所近傍を示している。
【００３２】
図２（ａ）に示されるように、試料Ｗの照射箇所の表面において、反射光ＬＲと透過光ＬＴとで光の干渉を生じ、規則的な光の照度分布を生じることとなる。その結果、このままの状態で露光を続ければ、アゾベンゼン骨格を有する高分子層は図２（ｂ）に示されるように、断面がのこぎり状に形成される。すなわち、試料Ｗはレンチキュラーレンズのような断面形状となる。
【００３３】
ところが、本発明においては、レーザ光（ＬＲとＬＴ）を干渉させるとともに、基板Ｗを回転させる露光を行う。その結果、試料Ｗの高分子層の表面に複数の微細な錐体が形成される。すなわち、レーザ光を干渉させる露光を行った後、基板Ｗを回転させ、再度露光を行う。これにより、基板Ｗ上に多数の微細な錐体を形成できる。この製法において、製品の要求仕様等により、基板Ｗの回転態様を選択することが可能であり、光学素子の製造方法としての自由度が大きい。
【００３４】
また、図１に示されるようなレーザ光（ＬＲ、ＬＴ）の入射角αを選択することにより、複数の微細な錐体の配列ピッチを可変とできる。すなわち、レーザ光（ＬＲとＬＴ）を干渉させることで形成される干渉縞の間隔ｄは、ｄ＝λ／（２ｓｉｎα）となる。ここで、λはレーザ光の波長である。
【００３５】
更に、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の膜厚をコントロールすることにより、錐体の高さを可変とできる。以上の各点においても、基板Ｗの用途、製品の要求仕様等により、製造条件を選択することが可能であり、光学素子の製造方法としての自由度が大きい。
【００３６】
なお、レーザ光は、アゾベンゼン骨格を有する高分子の吸収波長に近い波長のものであることが求められる。
【００３７】
以上説明した、本発明に係る光学素子の製造方法の第１の実施形態によれば、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的かつ安価に反射防止機能を有する光学素子等の各種光学素子を製造できるという効果が得られる。また、既述のように、光学素子等の製造方法としての自由度が大きいという効果も得られる。
【００３８】
このようにして製造された光学素子は、表面に錐体のパターンが規則的に配列されており、入射光に対する屈折率変化が空間的に連続的に変化することより、反射防止機能を有することとなる。
【００３９】
次に、本発明に係る光学素子の製造方法の好ましい他の実施形態（第２の実施形態）について詳説する。これは、請求項２に対応する。本実施形態においては、フォトマスクを介して光を照射する露光を行い、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成する方法を採用する。
【００４０】
ここで使用されるフォトマスクとしては、規則的な配列のホールアレイマスクが好ましい。特に、パターンの際の濃度（遮光の程度）が徐々に変化していく（いわゆるフェードアウトしていく）構成のマスクを使用することが、錐体を形成するのに好ましい。
【００４１】
また、規則的な配列のホールアレイマスクを使用せず、規則的な配列のストライプパターンのマスクを使用して露光を行う方法も採用できる。
【００４２】
アゾベンゼン骨格を有する高分子としては、第１の実施形態と同一のものが使用できる。また、試料Ｗの表面にアゾベンゼン骨格を有する高分子層を形成する方法についても第１の実施形態と同様である。
【００４３】
露光用の光源としては、レーザ光又は白色光が使用できる。但し、アゾベンゼン骨格を有する高分子の吸収波長に近い波長のものであることが求められる。
【００４４】
以上の条件下で露光を行うことにより、フォトマスクのパターンに対応した微細な錐体が試料Ｗの表面に形成される。
【００４５】
以上説明した、本発明に係る光学素子の製造方法の第２の実施形態によれば、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的かつ安価に反射防止機能を有する光学素子等の各種光学素子を製造できるという効果が得られる。また、既述のように、高分子層の膜厚をコントロールすることにより、錐体の高さを可変とできるような、光学素子等の製造方法としての自由度が大きいという効果も得られる。
【００４６】
次に、本発明に係る光学素子の製造方法の好ましい他の実施形態（第３の実施形態）について詳説する。これは、請求項３に対応する。本実施形態においては、所定径以下に集束させたレーザ光を照射する露光を行い、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成する方法を採用する。すなわち、フォトマスクを使用しない直接描画方法を採用する。
【００４７】
このような直接描画方法は、フォトマスクを使用する露光方式と比べてスループットが劣るものの、描画パターンの自由度が高い、描画精度が良好であるという特徴が生かせる。
【００４８】
アゾベンゼン骨格を有する高分子としては、第１の実施形態と同一のものが使用できる。また、試料Ｗの表面にアゾベンゼン骨格を有する高分子層を形成する方法についても第１の実施形態と同様である。
【００４９】
露光用の光源としては、レーザ光が好ましく使用できる。但し、アゾベンゼン骨格を有する高分子の吸収波長に近い波長のものであることが求められる。また、レーザ光を集束させる所定径としては、形成する錐体のサイズにより異なるが、たとえば、１００μｍ以下の径に集束させることが好ましく採用できる。
【００５０】
また、アゾベンゼン骨格を有する高分子の光感度、露光の際のビーム強度、ビーム径等を調整することによって、形成する錐体のサイズが調整可能である。
【００５１】
以上の条件下で直接描画方法による露光を行うことにより、微細な錐体が試料Ｗの表面に形成される。
【００５２】
以上説明した、本発明に係る光学素子の製造方法の第３の実施形態によれば、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的かつ安価に反射防止機能を有する光学素子等の各種光学素子を製造できるという効果が得られる。また、既述のように、光学素子等の製造方法としての自由度が大きいという効果も得られる。
【００５３】
次に、本発明に係る光学素子の製造方法の好ましい他の実施形態（第４の実施形態）について詳説する。これは、請求項６に対応する。本実施形態は、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の表面に複数の微細な錐体が形成された後に、この複数の微細な錐体パターンを使用して更に同様の光学素子を複製する光学素子の製造方法である。
【００５４】
すなわち、完成した光学素子（マザー）の表面に形成された複数の微細な錐体を使用して、この複数の微細な錐体を転写するためのスタンパを作製し、作製したスタンパを用いた成形加工により、樹脂材料の表面に複数の微細な錐体と略同一形状の複数の微細な錐体を形成することにより光学素子を複製する光学素子の製造方法である。
【００５５】
図３は、スタンパ４６の作製工程を説明する概念図である。同図（ａ）において、完成した光学素子である試料Ｗの断面形状が示される。先ず、同図（ｂ）に示されるように、この試料Ｗの表面の全面に導電層４０を形成する。この導電層４０は、次工程において無電解メッキを行う際にコンタクト層となる。したがって、所定の抵抗値が得られる範囲において、膜厚は最小限度とするのが形状転写精度の点より好ましい。導電層４０の材質としては、銅、銀等が採用でき、導電層４０の膜厚としては、たとえば０．１μｍが採用でき、導電層４０の形成方法としては、真空蒸着、スパッタリング、無電解メッキ等が採用できる。
【００５６】
次いで、図３（ｃ）に示されるように、この試料Ｗ表面の導電層４０上に無電解メッキによりニッケル層４２を形成する電鋳を行う。ニッケル層４２の厚さは、ハンドリングや次工程であるＮｉマザー４４の転写の際に変形しない程度であればよい。なお、ここで無電解メッキにより形成されたニッケル層４２は、完成した光学素子である試料Ｗの反転形状であり、反転マザーとなる。この反転マザー４２は、試料Ｗより剥離される。
【００５７】
次いで、図３（ｄ）に示されるように、この反転マザー４２上に無電解メッキによりニッケル層４４を形成する電鋳を行う。ニッケル層４４の厚さは、ハンドリングや次工程であるスタンパー４６の転写の際に変形しない程度であればよい。なお、ここで無電解メッキにより形成されたニッケル層４４は、完成した光学素子である試料Ｗと同一形状であり、Ｎｉマザーとなる。電鋳の終了後に、反転マザー４２とＮｉマザー４４とは剥離される。
【００５８】
次いで、図３（ｅ）に示されるように、このＮｉマザー４４上に無電解メッキによりニッケル層４６を形成する電鋳を行う。ニッケル層４６はスタンパーとして使用される。ニッケル層４６の厚さは、スタンパーとしての使用条件に耐え得る程度とすることが求められる。なお、ここで無電解メッキにより形成されたニッケル層４６は、完成した光学素子である試料Ｗの反転形状である。
【００５９】
図３（ｅ）に示されるように、本工程においては、１のＮｉマザー４４より複数のスタンパー４６を複製することができる。したがって、たとえば多段熱プレス加工により同時に多数枚の光学素子を製造する場合には便宜である。電鋳の終了後に、Ｎｉマザー４４とニッケル層（スタンパー）４６とは剥離される。
【００６０】
スタンパー４６を用いた成形加工により、樹脂材料の表面に完成した光学素子（マザー）の錐体と略同一形状の複数の微細な錐体を形成することにより光学素子を複製する製造方法としては、公知の各種成型法が採用できる。たとえば、射出成型、熱プレス成型、ＵＶ硬化樹脂に転写成型、ＥＢ硬化樹脂に転写成型、溶液流延乾燥硬化成型等が採用できる。この各種成型方法において、平板状のスタンパーのみならず、ロール状のスタンパーを使用したロール成形（たとえば、溶液流延乾燥硬化成型）をも適用できる。
【００６１】
以上、本発明に係る光学素子の製造方法の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００６２】
たとえば、図３に示されるように、完成した光学素子である試料Ｗの反転形状のものがスタンパー４６として採用されているが、完成した光学素子である試料Ｗと同一形状であるＮｉマザー４４をスタンパーとして使用することもできる。
この場合、成形加工により形成された樹脂材料の表面は試料Ｗの反転形状となる。このような樹脂材料であっても光学素子として有効に機能する場合もあるからである。
【００６３】
また、上記実施形態の例では、スタンパーを板状部材として説明したが、これをロール状部材とすることもできる。その際、ロール状スタンパーの製造方法としては、シート状のＮｉマザー４４を円柱状体に巻き付けて、これより反転型を電鋳により形成する構成、シート状のＮｉマザー４４を、微細な錐体の面を内周側に位置するようにして円筒状に変形させ、これより反転型を電鋳により形成する構成も採用できる。
【００６４】
また、たとえば、請求項５に記載のように、基板Ｗを円柱状体又は円筒状体として、この円柱状体の表面又は円筒状体の内周面に複数の微細な錐体を形成し、これをマザーとして電鋳によりロール状スタンパーを形成する構成も採用できる。
【００６５】
更に、基板Ｗを円柱状体又は円筒状体として、この円柱状体の表面又は円筒状体の内周面に複数の微細な錐体を形成し、この微細な錐体の表面に所定厚さの電鋳を施して所定硬度の表面とし、これをそのままロール状スタンパーとして使用する構成も採用できる。
【００６６】
【実施例】
図１に示される露光装置１０を使用して基板Ｗの露光を行い、基板Ｗの表面に複数の微細な錐体を形成した。基板Ｗとして、ソーダライムガラス（フロートガラス）で板厚５ｍｍのものを使用した。基板Ｗを洗浄、乾燥させた後、既述のアゾベンゼン骨格を有する高分子を、スピンコートにより基板Ｗの表面に１μｍの膜厚に塗布形成した。
【００６７】
レーザ光源１２として、波長が４８８ｎｍのアルゴンイオンレーザ装置を使用した。試料Ｗの照射箇所の表面において、反射光ＬＲと透過光ＬＴとで光の干渉を生じさせる露光を行った後、基板Ｗを９０度回転させ、同様の露光を行った。そして、これにより、照射箇所において、基板Ｗの表面に複数の微細な円錐が規則的な配列で形成された。
【００６８】
以上の露光を、照射箇所を逐次移動させながら、基板Ｗの略全表面に対して行い、基板Ｗの表面に複数の微細な円錐を規則的な配列で形成した。
【００６９】
これにより、底辺の一辺が０．４μｍで高さが０．４μｍの多数の円錐が基板Ｗの表面の略全面に規則的な配列で形成できた。
【００７０】
上記の基板Ｗを使用して、図３に示される工程によりシート状のスタンパー４６を作製した。このシート状のスタンパー４６を、微細な円錐が形成された面を外周面とする円筒状に曲げ、両端辺を溶接して円筒体とした。この円筒体を、この円筒体の内径より若干大きい外径のロールに焼き嵌めしてエンボスロールを作製した。
【００７１】
そして、このエンボスロールを使用して、連続して走行するシート状体の表面に微細な円錐形状を転写して光学素子を製造した。図４は、このエンボスロールによる光学素子製造装置５０の概念図である。同図において、レール状に巻回されたシート状体Ｓは、巻戻しロール５２より繰り出され、ロールコータ５４、エンボスロール５６、バックアップロール５８及びＵＶ照射装置６０で構成される成型部、等を経て巻取りロール６２により巻取られる。
【００７２】
シート状体Ｓとしては、ＰＥＴフイルムが使用された。ロールコータ５４は、シート状体ＳにＵＶ樹脂を塗布するために設けられている。成型部においては、エンボスロール５６が中央に、バックアップロール５８が両側に相対して配され、シート状体Ｓを所定の圧力によりサンドイッチしながら、微細な円錐形状を転写して送り出す。ＵＶ照射装置６０にはＵＶ光源が設けられており、転写直後の微細な円錐形状のＵＶ樹脂を硬化させる。
【００７３】
なお、エンボスロールによる光学素子製造装置５０の適宜の箇所には、シート状体Ｓの走行を助ける補助ローラ６４、６４が設けられている。また、図示は省略したが、必要に応じて走行中のシート状体Ｓに張力を与えるテンション調整ローラ等を設けることもできる。
【００７４】
また、図５に概念図で示されるような、エンボスロールによる光学素子製造装置５０の構成も採用できる。
【００７５】
このエンボスロールによる光学素子製造装置５０で製造された光学素子の表面形状を触針式の表面形状測定装置で測定した結果、底辺の一辺が０．４μｍで高さが０．４μｍの多数の円錐の形状が略転写できていることを確認した。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の所定箇所に２以上の方向よりレーザ光を照射し、レーザ光を干渉させるとともに、基板を回転させる露光を行い複数の微細な錐体を形成する。したがって、本発明の上記方法により、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的に反射防止機能を有する光学素子を製造できるという利点が得られる。
【００７７】
また、本発明によれば、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の所定箇所にフォトマスクを介して光を照射する露光を行い高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成する。本発明の上記方法によっても、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的に反射防止機能を有する光学素子を製造できるという利点が得られる。
【００７８】
また、本発明によれば、アゾベンゼン骨格を有する高分子層の所定箇所に所定径以下に集束させたレーザ光を照射する露光を行い高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成する。本発明の上記方法によっても、現像工程やエッチング工程等の不安定な工程を排除して、光照射のみで微細なパターンを形成し、再現性よく安定的に反射防止機能を有する光学素子を製造できるという利点が得られる。
【００７９】
また、本発明によれば、すでに製造した光学素子を使用して更に該光学素子を複製する。すなわち、スタンパを作製し、このスタンパを用いた成形加工により、樹脂材料の表面に複数の微細な錐体と略同一形状の複数の微細な錐体を形成する。これにより、生産性が大幅に向上し、コストダウン等の点でも多くの利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学素子の製造方法に使用される露光装置の概念図
【図２】図１の要部拡大断面図
【図３】スタンパの作製工程を説明する概念図
【図４】エンボスロールによる光学素子製造装置の概念図
【図５】エンボスロールによる光学素子製造装置の他の例の概念図
【符号の説明】
１０…露光装置、１２…レーザ光源、１４…第１のミラー、１６…第２のミラー、１８…第１のレンズ、２０…第２のレンズ、２２…ハーフミラー、２４…第３のミラー、２６…第４のミラー、４０…導電層、４２…ニッケル層（反転マザー）、４４…ニッケル層（Ｎｉマザー）、４６…ニッケル層（スタンパー）、ＬＲ…反射光、ＬＴ…透過光、Ｗ…試料（基板）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical element, and more particularly, to a method for manufacturing an optical element that is suitably used for applications such as an antireflection film.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various manufacturing methods have been employed for forming optical elements, optical functional thin films, and various fine patterns. Among these, for example, a method for producing an antireflection film in which fine conical patterns are arranged on the surface generally undergoes a series of processes such as light irradiation, development, and etching (see Patent Documents 1 to 4). .)
[0003]
As an example of this production method, a photosensitive photoresist is applied on a substrate such as Si, a laser interference exposure is repeated to form a photosensitive pattern, and then development using a developer has an antireflection function. An example of a substrate in which a fine conical pattern is arranged, a substrate on which a fine conical pattern having an antireflection function is applied by applying an EB (electron beam) photosensitive resist on the substrate and irradiating the EB An example in which a photosensitive photoresist is coated on a substrate, and a laser is irradiated to directly draw and a substrate in which fine conical patterns having an antireflection function are arranged, X-ray exposure on the substrate An example is a substrate in which a fine conical pattern having an antireflection function is arranged by applying a resist and irradiating X-rays through an X-ray mask.
[0004]
In addition, an example of a substrate in which fine conical patterns having an antireflection function are arranged by using dry etching such as reactive ion etching or chemical etching is also seen.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-258607 A
[0006]
[Patent Document 2]
JP-T-2001-517319
[0007]
[Patent Document 3]
JP 2002-333508 A
[0008]
[Patent Document 4]
JP 2002-287370 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method for manufacturing an optical element has a problem that the reproducibility of forming a fine pattern is low because the development process and the etching process are strictly controlled in each process. In particular, the development process and the etching process using an alkaline solution tend to be unstable, and improvements have been demanded in terms of productivity and yield.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and eliminates unstable processes such as a developing process and an etching process in the manufacture of an optical element in which a plurality of fine cones are formed on a substrate. An object of the present invention is to provide an optical element manufacturing method that can form a fine pattern only by light irradiation and that can stably manufacture an optical element having an antireflection function with high reproducibility.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention forms a polymer layer having an azobenzene skeleton on the surface of a substrate, and irradiates a predetermined portion of the polymer layer with laser light from two or more directions. The method for producing an optical element is characterized in that a laser beam is interfered and exposure is performed to rotate the substrate to form a plurality of fine cones on the surface of the polymer layer.
[0012]
According to the present invention, a predetermined portion of a polymer layer having an azobenzene skeleton is irradiated with laser light from two or more directions to interfere with the laser light and perform exposure to rotate the substrate to form a plurality of fine cones. To do. Therefore, the above-described method of the present invention eliminates unstable processes such as a developing process and an etching process, forms a fine pattern only by light irradiation, and provides an optical element having an antireflection function stably with high reproducibility. The advantage is that it can be manufactured.
[0013]
Here, a “cone” is a curved surface (or several planes) formed by a straight line connecting a point that goes around the circumference of a planar closed curve (or a broken line) and a fixed point outside this plane. It is a part of the space surrounded by (part) and refers to the kind of cone and pyramid.
[0014]
In the present invention, a polymer layer having an azobenzene skeleton is formed on the surface of the substrate, and exposure is performed by irradiating light on a predetermined portion of the polymer layer through a photomask. A method of manufacturing an optical element, characterized in that a fine cone is formed.
[0015]
According to the present invention, a predetermined portion of a polymer layer having an azobenzene skeleton is exposed to light through a photomask to form a plurality of fine cones on the surface of the polymer layer. Also by the above method of the present invention, an unstable process such as a development process or an etching process is eliminated, a fine pattern is formed only by light irradiation, and an optical element having an antireflection function stably with high reproducibility is manufactured. The advantage that it can be obtained.
[0016]
In the present invention, a polymer layer having an azobenzene skeleton is formed on the surface of the substrate, and exposure is performed by irradiating a laser beam focused to a predetermined diameter or less on a predetermined portion of the polymer layer. Provided is a method of manufacturing an optical element, wherein a plurality of fine cones are formed on a surface.
[0017]
According to the present invention, exposure is performed by irradiating a predetermined portion of a polymer layer having an azobenzene skeleton with laser light focused to a predetermined diameter or less to form a plurality of fine cones on the surface of the polymer layer. Also by the above method of the present invention, an unstable process such as a development process or an etching process is eliminated, a fine pattern is formed only by light irradiation, and an optical element having an antireflection function stably with high reproducibility is manufactured. The advantage that it can be obtained.
[0018]
In the present invention, “rotate the substrate” does not necessarily require physical rotation of the substrate, but may also rotate the irradiation side device, etc. It is only necessary to obtain a relative rotation.
[0019]
In the present invention, it is preferable that the height of the cone is 0.1 to 2.0 μm. This is because if the height of the cone is in such a range, the antireflection function can be improved, and it is also convenient for manufacturing.
[0020]
In the present invention, the substrate is preferably a columnar body or a cylindrical body. If the substrate is a cylindrical body or a cylindrical body, roll processing can be introduced when further replicating the optical element using an optical element, as will be described later, which greatly improves productivity and reduces costs. This is because many advantages can be obtained.
[0021]
Further, the present invention is a method of manufacturing an optical element that further duplicates the optical element using the optical element described above, using a plurality of fine cones formed on the surface of the optical element, A stamper for transferring the plurality of fine cones is manufactured, and a plurality of fine cones having substantially the same shape as the plurality of fine cones are formed on the surface of the resin material by molding using the stamper. An optical element manufacturing method is provided, wherein the optical element is duplicated by forming.
[0022]
According to the invention, an optical element already produced is used to further replicate the optical element. That is, a stamper is manufactured, and a plurality of fine cones having substantially the same shape as the plurality of fine cones are formed on the surface of the resin material by molding using the stamper. As a result, productivity is greatly improved, and many advantages are obtained in terms of cost reduction and the like.
[0023]
Note that the stamper generally means a plate-like body to which the surface shape of the base (mother) is transferred, but here, a stamper having a curved surface such as a columnar body or a cylindrical body may also be used. It shall be used in a broad sense including.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a method for producing an optical element according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an outline of an exposure apparatus (first embodiment) used in the method for manufacturing an optical element according to the present invention. This corresponds to claim 1.
[0025]
In the exposure apparatus 10 of FIG. 1, the laser beam L emitted from the laser light source 12 is reflected by the first mirror 14 and the second mirror 16, and after the light beam is expanded by the first lens 18, The lens 20 is collimated into parallel light having a predetermined width and enters the half mirror 22 at a predetermined angle.
[0026]
The laser beam incident on the half mirror 22 is branched into reflected light LR and transmitted light LT, the reflected light LR is reflected by the third mirror 24, and the transmitted light LT is reflected by the fourth mirror 26, both of which are samples. Irradiates the same part of W. Thereby, interference of light occurs between the reflected light LR and the transmitted light LT, and a regular illuminance distribution of light is generated.
[0027]
The sample W is fixed to a sample table (not shown), and this sample table is in the X direction (up and down direction), Y direction (perpendicular to the paper surface), and θ direction (rotation direction about the axis 30 in the Z direction). ) And can be moved (or rotated).
[0028]
A polymer layer having an azobenzene skeleton is formed on the surface of the sample W as a substrate. As the polymer having this azobenzene skeleton, one represented by the following chemical formula can be used.
[0029]
[Chemical 1]

Such a polymer having an azobenzene skeleton has a characteristic that the surface is formed in an uneven shape according to the intensity distribution of the irradiated light. Therefore, it is an essential material in the present invention. Such a polymer having an azobenzene skeleton does not require development processing or the like unlike a photosensitive resin represented by a conventional photoresist.
[0030]
As a method for forming a polymer layer having an azobenzene skeleton on the surface of the sample W, various known methods such as various coating methods such as die coating, roll coating, dip coating, and screen printing can be employed.
[0031]
Next, the formation of fine cones by exposure using the exposure apparatus 10 of FIG. 1 will be described. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.
[0032]
As shown in FIG. 2A, light interference occurs between the reflected light LR and the transmitted light LT on the surface of the irradiated portion of the sample W, and a regular light illuminance distribution is generated. As a result, if the exposure is continued in this state, the polymer layer having an azobenzene skeleton is formed in a sawtooth shape as shown in FIG. That is, the sample W has a cross-sectional shape like a lenticular lens.
[0033]
However, in the present invention, exposure is performed in which the laser light (LR and LT) interferes and the substrate W is rotated. As a result, a plurality of fine cones are formed on the surface of the polymer layer of the sample W. That is, after performing exposure that causes laser light to interfere, the substrate W is rotated and exposure is performed again. Thereby, many fine cones can be formed on the substrate W. In this manufacturing method, it is possible to select the rotation mode of the substrate W according to the required specifications of the product, and the degree of freedom as a manufacturing method of the optical element is great.
[0034]
Further, by selecting the incident angle α of the laser light (LR, LT) as shown in FIG. 1, the arrangement pitch of a plurality of fine cones can be made variable. That is, the interval d between the interference fringes formed by causing the laser beams (LR and LT) to interfere is d = λ / (2 sin α). Here, λ is the wavelength of the laser beam.
[0035]
Furthermore, the height of the cone can be made variable by controlling the film thickness of the polymer layer having an azobenzene skeleton. Also in each of the above points, the manufacturing conditions can be selected depending on the use of the substrate W, the required specification of the product, etc., and the degree of freedom as a manufacturing method of the optical element is great.
[0036]
The laser light is required to have a wavelength close to the absorption wavelength of the polymer having an azobenzene skeleton.
[0037]
According to the first embodiment of the method for manufacturing an optical element according to the present invention described above, an unstable process such as a development process or an etching process is eliminated, and a fine pattern is formed only by light irradiation. There is an effect that various optical elements such as an optical element having an antireflection function can be manufactured stably and inexpensively with high reproducibility. In addition, as described above, there is an effect that the degree of freedom as a manufacturing method of the optical element or the like is large.
[0038]
The optical element manufactured in this manner has a regular anti-reflection function because the conical pattern is regularly arranged on the surface, and the refractive index change with respect to the incident light continuously changes spatially. It becomes.
[0039]
Next, another preferred embodiment (second embodiment) of the method for producing an optical element according to the present invention will be described in detail. This corresponds to claim 2. In the present embodiment, a method of performing exposure by irradiating light through a photomask and forming a plurality of fine cones on the surface of the polymer layer having an azobenzene skeleton is adopted.
[0040]
The photomask used here is preferably a regularly arranged hole array mask. In particular, it is preferable to use a mask having a configuration in which the density (the degree of light shielding) at the time of pattern changes gradually (so-called fading out).
[0041]
Further, it is also possible to employ a method of performing exposure using a regular array of stripe pattern masks without using a regular array of hole array masks.
[0042]
As the polymer having an azobenzene skeleton, the same polymer as in the first embodiment can be used. The method for forming a polymer layer having an azobenzene skeleton on the surface of the sample W is the same as in the first embodiment.
[0043]
Laser light or white light can be used as a light source for exposure. However, it is required to have a wavelength close to the absorption wavelength of the polymer having an azobenzene skeleton.
[0044]
By performing exposure under the above conditions, fine cones corresponding to the pattern of the photomask are formed on the surface of the sample W.
[0045]
According to the second embodiment of the method for manufacturing an optical element according to the present invention described above, an unstable process such as a development process or an etching process is eliminated, and a fine pattern is formed only by light irradiation. There is an effect that various optical elements such as an optical element having an antireflection function can be manufactured stably and inexpensively with high reproducibility. Further, as described above, by controlling the film thickness of the polymer layer, it is possible to obtain an effect that the degree of freedom as a manufacturing method of an optical element or the like that can change the height of the cone is variable.
[0046]
Next, another preferred embodiment (third embodiment) of the method for producing an optical element according to the present invention will be described in detail. This corresponds to claim 3. In the present embodiment, a method is employed in which exposure is performed by irradiating a laser beam focused to a predetermined diameter or less to form a plurality of fine cones on the surface of the polymer layer having an azobenzene skeleton. That is, a direct drawing method that does not use a photomask is adopted.
[0047]
Although such a direct drawing method is inferior in throughput as compared with an exposure method using a photomask, it can take advantage of features such as a high degree of freedom in drawing patterns and good drawing accuracy.
[0048]
As the polymer having an azobenzene skeleton, the same polymer as in the first embodiment can be used. The method for forming a polymer layer having an azobenzene skeleton on the surface of the sample W is the same as in the first embodiment.
[0049]
As the light source for exposure, laser light can be preferably used. However, it is required to have a wavelength close to the absorption wavelength of the polymer having an azobenzene skeleton. Further, the predetermined diameter for converging the laser light varies depending on the size of the cone to be formed, but for example, it is preferable to focus the laser light on a diameter of 100 μm or less.
[0050]
The size of the cone to be formed can be adjusted by adjusting the photosensitivity of the polymer having an azobenzene skeleton, the beam intensity at the time of exposure, the beam diameter, and the like.
[0051]
Fine cones are formed on the surface of the sample W by performing exposure by the direct drawing method under the above conditions.
[0052]
According to the third embodiment of the method for manufacturing an optical element according to the present invention described above, an unstable process such as a development process or an etching process is eliminated, and a fine pattern is formed only by light irradiation. There is an effect that various optical elements such as an optical element having an antireflection function can be manufactured stably and inexpensively with high reproducibility. In addition, as described above, there is an effect that the degree of freedom as a manufacturing method of the optical element or the like is large.
[0053]
Next, another preferred embodiment (fourth embodiment) of the method for producing an optical element according to the present invention will be described in detail. This corresponds to claim 6. In this embodiment, after a plurality of fine cones are formed on the surface of the polymer layer having an azobenzene skeleton, the same optical element is further duplicated by using the plurality of fine cone patterns. It is a manufacturing method.
[0054]
That is, using a plurality of fine cones formed on the surface of the completed optical element (mother), a stamper for transferring the plurality of fine cones is produced, and molding using the produced stamper is performed. An optical element manufacturing method for replicating an optical element by forming a plurality of fine cones having substantially the same shape as a plurality of fine cones on the surface of a resin material by processing.
[0055]
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a manufacturing process of the stamper 46. FIG. 2A shows a cross-sectional shape of a sample W that is a completed optical element. First, as shown in FIG. 2B, a conductive layer 40 is formed on the entire surface of the sample W. The conductive layer 40 becomes a contact layer when electroless plating is performed in the next step. Therefore, it is preferable from the viewpoint of shape transfer accuracy that the film thickness is kept to the minimum within a range where a predetermined resistance value can be obtained. As the material of the conductive layer 40, copper, silver or the like can be adopted. As the film thickness of the conductive layer 40, for example, 0.1 μm can be adopted. As the method of forming the conductive layer 40, vacuum deposition, sputtering, electroless plating can be used. Etc. can be adopted.
[0056]
Next, as shown in FIG. 3C, electroforming is performed in which a nickel layer 42 is formed on the conductive layer 40 on the surface of the sample W by electroless plating. The thickness of the nickel layer 42 is not limited as long as it does not deform during handling or transfer of the Ni mother 44 which is the next process. Here, the nickel layer 42 formed by electroless plating is a reversal shape of the sample W, which is a completed optical element, and becomes a reversal mother. The inverted mother 42 is peeled off from the sample W.
[0057]
Next, as shown in FIG. 3D, electroforming for forming a nickel layer 44 on the inverted mother 42 by electroless plating is performed. The thickness of the nickel layer 44 is not limited as long as the nickel layer 44 is not deformed during handling or transfer of the stamper 46 as the next process. Here, the nickel layer 44 formed by electroless plating has the same shape as the sample W, which is a completed optical element, and becomes a Ni mother. After the completion of electroforming, the reversing mother 42 and the Ni mother 44 are peeled off.
[0058]
Next, as shown in FIG. 3 (e), electroforming is performed in which a nickel layer 46 is formed on the Ni mother 44 by electroless plating. The nickel layer 46 is used as a stamper. The nickel layer 46 is required to have a thickness that can withstand the use conditions as a stamper. Here, the nickel layer 46 formed by electroless plating is an inverted shape of the sample W which is a completed optical element.
[0059]
As shown in FIG. 3E, in this step, a plurality of stampers 46 can be duplicated from one Ni mother 44. Therefore, this is convenient when a large number of optical elements are manufactured simultaneously by, for example, multistage hot pressing. After the completion of electroforming, the Ni mother 44 and the nickel layer (stamper) 46 are peeled off.
[0060]
As a manufacturing method for replicating an optical element by forming a plurality of fine cones having substantially the same shape as the cone of the completed optical element (mother) on the surface of the resin material by molding using the stamper 46, Various known molding methods can be employed. For example, injection molding, heat press molding, transfer molding to UV curable resin, transfer molding to EB curable resin, solution casting dry curing molding, and the like can be employed. In these various molding methods, not only a flat stamper but also roll molding using a roll stamper (for example, solution casting dry curing molding) can be applied.
[0061]
As mentioned above, although the example of embodiment of the manufacturing method of the optical element which concerns on this invention was demonstrated, this invention is not limited to the example of the said embodiment, Various aspects can be taken.
[0062]
For example, as shown in FIG. 3, an inverted shape of the sample W, which is a completed optical element, is used as the stamper 46, but a Ni mother 44 having the same shape as the sample W, which is a completed optical element, is used. It can also be used as a stamper.
In this case, the surface of the resin material formed by the molding process has an inverted shape of the sample W. This is because even such a resin material may function effectively as an optical element.
[0063]
In the example of the above embodiment, the stamper has been described as a plate-like member, but this can also be a roll-like member. At that time, as a manufacturing method of the roll-shaped stamper, a sheet-shaped Ni mother 44 is wound around a columnar body, and a reversal type is formed by electroforming, and the sheet-shaped Ni mother 44 is formed into a fine cone. It is also possible to adopt a configuration in which the surface is deformed into a cylindrical shape so as to be located on the inner peripheral side, and an inverted mold is formed by electroforming.
[0064]
Further, for example, as described in claim 5, the substrate W is a columnar body or a cylindrical body, and a plurality of fine cones are formed on the surface of the columnar body or the inner peripheral surface of the cylindrical body, A structure in which a roll-shaped stamper is formed by electroforming using this as a mother can also be employed.
[0065]
Further, the substrate W is formed into a columnar body or a cylindrical body, a plurality of fine cones are formed on the surface of the columnar body or the inner peripheral surface of the cylindrical body, and a predetermined thickness is formed on the surface of the fine cones. It is also possible to adopt a configuration in which a surface having a predetermined hardness is applied to the surface and used as a roll stamper.
[0066]
【Example】
The substrate W was exposed using the exposure apparatus 10 shown in FIG. 1, and a plurality of fine cones were formed on the surface of the substrate W. As the substrate W, soda lime glass (float glass) having a thickness of 5 mm was used. After the substrate W was washed and dried, the above-described polymer having an azobenzene skeleton was applied and formed on the surface of the substrate W to a thickness of 1 μm by spin coating.
[0067]
As the laser light source 12, an argon ion laser apparatus having a wavelength of 488 nm was used. On the surface of the irradiated portion of the sample W, after performing exposure that causes interference of light between the reflected light LR and the transmitted light LT, the substrate W was rotated 90 degrees and the same exposure was performed. As a result, a plurality of fine cones were formed in a regular arrangement on the surface of the substrate W at the irradiated location.
[0068]
The above exposure was performed on substantially the entire surface of the substrate W while sequentially moving the irradiation locations, and a plurality of fine cones were formed in a regular array on the surface of the substrate W.
[0069]
As a result, a large number of cones each having a bottom side of 0.4 μm and a height of 0.4 μm were formed in a regular arrangement on the substantially entire surface of the substrate W.
[0070]
Using the substrate W, a sheet-like stamper 46 was produced by the process shown in FIG. The sheet-like stamper 46 was bent into a cylindrical shape having a surface on which a fine cone was formed as an outer peripheral surface, and both ends were welded to form a cylindrical body. This cylindrical body was shrink-fitted into a roll having an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the cylindrical body to produce an emboss roll.
[0071]
And using this embossing roll, the fine cone shape was transcribe | transferred on the surface of the sheet-like body which drive | works continuously, and the optical element was manufactured. FIG. 4 is a conceptual diagram of an optical element manufacturing apparatus 50 using this embossing roll. In the figure, a sheet-like body S wound in a rail shape is fed from a rewinding roll 52 and includes a molding unit composed of a roll coater 54, an embossing roll 56, a backup roll 58, and a UV irradiation device 60, and the like. Then, it is wound up by the winding roll 62.
[0072]
As the sheet S, a PET film was used. The roll coater 54 is provided for applying the UV resin to the sheet-like body S. In the molding part, an embossing roll 56 is arranged at the center and a backup roll 58 is arranged opposite to both sides, and a fine conical shape is transferred and sent out while sandwiching the sheet S with a predetermined pressure. The UV irradiation device 60 is provided with a UV light source, and cures the fine cone-shaped UV resin immediately after transfer.
[0073]
In addition,

auxiliary rollers

64 and 64 that assist the traveling of the sheet-like body S are provided at appropriate portions of the optical element manufacturing apparatus 50 using the embossing roll. Although not shown, a tension adjusting roller or the like that applies tension to the traveling sheet S can be provided as necessary.
[0074]
Moreover, the structure of the optical element manufacturing apparatus 50 by an embossing roll as shown with a conceptual diagram in FIG. 5 is also employable.
[0075]
As a result of measuring the surface shape of the optical element manufactured by the optical element manufacturing apparatus 50 using this embossing roll with a stylus type surface shape measuring apparatus, a large number of cones whose one side is 0.4 μm and whose height is 0.4 μm. It was confirmed that the shape of was substantially transferred.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a laser beam is irradiated from two or more directions onto a predetermined portion of a polymer layer having an azobenzene skeleton to interfere with the laser beam and perform exposure by rotating the substrate. Forms a fine cone. Therefore, the above-described method of the present invention eliminates unstable processes such as a developing process and an etching process, forms a fine pattern only by light irradiation, and provides an optical element having an antireflection function stably with high reproducibility. The advantage is that it can be manufactured.
[0077]
Further, according to the present invention, a predetermined portion of the polymer layer having an azobenzene skeleton is exposed to light through a photomask to form a plurality of fine cones on the surface of the polymer layer. Also by the above method of the present invention, an unstable process such as a development process or an etching process is eliminated, a fine pattern is formed only by light irradiation, and an optical element having an antireflection function stably with high reproducibility is manufactured. The advantage that it can be obtained.
[0078]
Further, according to the present invention, exposure is performed by irradiating a predetermined portion of the polymer layer having an azobenzene skeleton with laser light focused to a predetermined diameter or less to form a plurality of fine cones on the surface of the polymer layer. Also by the above method of the present invention, an unstable process such as a development process or an etching process is eliminated, a fine pattern is formed only by light irradiation, and an optical element having an antireflection function stably with high reproducibility is manufactured. The advantage that it can be obtained.
[0079]
Further, according to the present invention, the optical element that has already been manufactured is further duplicated. That is, a stamper is manufactured, and a plurality of fine cones having substantially the same shape as the plurality of fine cones are formed on the surface of the resin material by molding using the stamper. As a result, productivity is greatly improved, and many advantages are obtained in terms of cost reduction and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an exposure apparatus used in an optical element manufacturing method according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a stamper manufacturing process.
FIG. 4 is a conceptual diagram of an optical element manufacturing apparatus using an embossing roll.
FIG. 5 is a conceptual diagram of another example of an optical element manufacturing apparatus using an embossing roll.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exposure apparatus, 12 ... Laser light source, 14 ... 1st mirror, 16 ... 2nd mirror, 18 ... 1st lens, 20 ... 2nd lens, 22 ... Half mirror, 24 ... 3rd mirror, 26 ... 4th mirror, 40 ... Conductive layer, 42 ... Nickel layer (reversal mother), 44 ... Nickel layer (Ni mother), 46 ... Nickel layer (stamper), LR ... Reflected light, LT ... Transmitted light, W ... Sample (substrate)

Claims

基板の表面にアゾベンゼン骨格を有する高分子層を形成し、
該高分子層の所定箇所に２以上の方向よりレーザ光を照射し、前記高分子層においてレーザ光を干渉させるとともに、前記基板を回転させる露光を行い、
前記高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成することを特徴とする光学素子の製造方法。A polymer layer having an azobenzene skeleton is formed on the surface of the substrate,
Irradiating a predetermined portion of the polymer layer with laser light from two or more directions, causing the laser light to interfere with the polymer layer, and performing exposure to rotate the substrate;
A method of manufacturing an optical element, wherein a plurality of fine cones are formed on the surface of the polymer layer.

基板の表面にアゾベンゼン骨格を有する高分子層を形成し、
該高分子層の所定箇所にフォトマスクを介して光を照射する露光を行い、
前記高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成することを特徴とする光学素子の製造方法。A polymer layer having an azobenzene skeleton is formed on the surface of the substrate,
Performing exposure by irradiating light through a photomask to a predetermined portion of the polymer layer;
A method of manufacturing an optical element, wherein a plurality of fine cones are formed on the surface of the polymer layer.

基板の表面にアゾベンゼン骨格を有する高分子層を形成し、
該高分子層の所定箇所に所定径以下に集束させたレーザ光を照射する露光を行い、
前記高分子層の表面に複数の微細な錐体を形成することを特徴とする光学素子の製造方法。A polymer layer having an azobenzene skeleton is formed on the surface of the substrate,
Performing exposure by irradiating a predetermined portion of the polymer layer with laser light focused to a predetermined diameter or less,
A method of manufacturing an optical element, wherein a plurality of fine cones are formed on the surface of the polymer layer.

前記錐体の高さを０．１〜２．０μｍとする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。The manufacturing method of the optical element of any one of Claims 1-3 which sets the height of the said cone to 0.1-2.0 micrometers.

前記基板が円柱状体又は円筒状体である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the substrate is a columnar body or a cylindrical body.

請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学素子を使用して更に該光学素子を複製する光学素子の製造方法であって、
前記光学素子の表面に形成された複数の微細な錐体を使用して、該複数の微細な錐体を転写するためのスタンパを作製し、該スタンパを用いた成形加工により、樹脂材料の表面に前記複数の微細な錐体と略同一形状の複数の微細な錐体を形成することにより前記光学素子を複製することを特徴とする光学素子の製造方法。A method of manufacturing an optical element that further replicates the optical element using the optical element according to claim 1,
Using a plurality of fine cones formed on the surface of the optical element, a stamper for transferring the plurality of fine cones is produced, and a surface of the resin material is formed by molding using the stamper A method of manufacturing an optical element, comprising: duplicating the optical element by forming a plurality of fine cones having substantially the same shape as the plurality of fine cones.