JP6776071B2 - Manufacturing method of optical retardation member - Google Patents
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Description
本発明は、光学位相差部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical retardation member.
光学位相差板は、非常に多くの用途を有しており、プロジェクタ（投影型表示装置）、反射型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、光ディスク用ピックアップ、ＰＳ変換素子など、種々の用途に使用されている。 Optical retardation plates have numerous uses, such as projectors (projection-type display devices), reflective liquid crystal display devices, semi-transmissive liquid crystal display devices, optical disk pickups, and PS conversion elements. Is used for.
光学位相差板には、方解石、雲母、水晶のような自然界に存在する複屈折結晶により形成されたものや、複屈折ポリマーにより形成されたもの、人工的に使用波長より短い周期構造を設けることにより形成されたものなどがある。 The optical retardation plate should be formed of naturally occurring birefringent crystals such as calcite, mica, and quartz, formed of birefringent polymer, or artificially provided with a periodic structure shorter than the wavelength used. Some are formed by.
人工的に周期構造を設けて形成された光学位相差板としては、透明基板上に凹凸構造が設けられたものがある。光学位相差板に用いられる凹凸構造は使用波長より短い周期を有し、例えば図７に示すようなストライプ状のパターンを有する。このような凹凸構造は屈折率異方性を有し、図７の光学位相差板４００の基板４２０に対して垂直に光Ｌが入射すると、凹凸構造内において、凹凸構造の周期方向に平行な偏光成分と、凹凸構造の周期方向に垂直な偏光成分が異なる速度で伝播するので、両偏光成分間で位相差が生じる。この位相差は凹凸構造の高さ（深さ）、凸部を構成する材料と凸部の間の材料（空気）の屈折率差等を調整することによって制御することができる。上記のプロジェクタ等のデバイスに用いる光学位相差板は、使用波長λに対してλ／４又はλ／２の位相差を生じさせる必要があるが、そのような十分な位相差を生じさせることができる光学位相差板を形成するためには、凸部を構成する材料の屈折率と凸部間の材料（空気）の屈折率の差や凹凸構造の高さ（深さ）を十分に大きくする必要がある。このような光学位相差板として、特許文献１では、凹凸構造の表面を高屈折率材料で被覆したものが提案されている。
As an optical retardation plate formed by artificially providing a periodic structure, there is a transparent substrate provided with an uneven structure. The uneven structure used for the optical retardation plate has a period shorter than the wavelength used, and has, for example, a striped pattern as shown in FIG. Such a concavo-convex structure has refractive index anisotropy, and when light L is incident perpendicular to the
特許文献１に開示される位相差板により生じる位相差は、凹凸構造の形状に大きく依存する。所望の位相差を生じさせる光学位相差板を歩留り良く製造するためには、凹凸構造の形状のばらつきを抑制することが望まれる。 The phase difference caused by the retardation plate disclosed in Patent Document 1 largely depends on the shape of the uneven structure. In order to manufacture an optical retardation plate that produces a desired retardation with good yield, it is desired to suppress variations in the shape of the concave-convex structure.
そこで、本発明の目的は、所望の位相差を生じることができる光学位相差部材を歩留り良く製造することができる新規な製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a novel manufacturing method capable of manufacturing an optical retardation member capable of producing a desired phase difference with a high yield.
本発明の第１の態様に従えば、第１凹凸パターンを有する母型を用意することと、
前記母型を用いて、前記第１凹凸パターンに対応する第２凹凸パターンを有するモールドを作製することと、
前記モールドの前記第２凹凸パターン上にマークを形成することと、
前記モールドを用いて、複数の凸部から構成される第３凹凸パターンを有する透明基体を形成することとを含み、
前記マークが切断用位置決めマークを含む光学位相差部材の製造方法が提供される。
According to the first aspect of the present invention, preparing a master mold having the first uneven pattern and
Using the master mold, a mold having a second uneven pattern corresponding to the first uneven pattern can be produced.
Forming a mark on the second uneven pattern of the mold and
The mold is used to form a transparent substrate having a third uneven pattern composed of a plurality of convex portions.
Provided is a method of manufacturing an optical retardation member in which the mark includes a positioning mark for cutting.
前記光学位相差部材の製造方法は、前記透明基体を分割してチップ化することを含んでよい。 The method for manufacturing the optical retardation member may include dividing the transparent substrate into chips.
前記光学位相差部材の製造方法において、前記マークが、前記光学位相差部材の不良位置を示す不良位置表示マークを含んでよい。 In the method for manufacturing the optical retardation member, the mark may include a defect position display mark indicating a defect position of the optical retardation member.
前記光学位相差部材の製造方法において、前記マークが、前記光学位相差部材の軸方位及び表裏を示す軸方位表裏表示マークを含んでよい。 In the method for manufacturing the optical retardation member, the mark may include an axial orientation front / back display mark indicating the axial orientation and the front / back of the optical retardation member.
前記光学位相差部材の製造方法において、前記マークが、前記光学位相差部材が前記モールド上の位置を示す番地表示マークを含んでよい。 In the method for manufacturing the optical retardation member, the mark may include an address display mark indicating the position of the optical retardation member on the mold.
前記光学位相差部材の製造方法において、前記透明基体の前記第３凹凸パターンを構成する複数の凸部が一方向に延在するとともに、前記複数の凸部の延在方向に垂直な面における断面が略台形状であってよい。 In the method for manufacturing the optical retardation member, a plurality of convex portions constituting the third concave-convex pattern of the transparent substrate extend in one direction, and a cross section of the plurality of convex portions on a plane perpendicular to the extending direction. May be substantially trapezoidal.
前記光学位相差部材の製造方法は、前記透明基体の前記凸部の上面及び側面に、前記凸部よりも高い屈折率を有する高屈折率層を形成することを含んでよい。 The method for manufacturing the optical retardation member may include forming a high refractive index layer having a higher refractive index than the convex portion on the upper surface and the side surface of the convex portion of the transparent substrate.
前記光学位相差部材の製造方法は、前記凸部の上面の前記高屈折率層上に２ｎ＋１個（ｎは正の整数）の層から構成される積層体を形成することを含んでよい。 The method for manufacturing the optical retardation member may include forming a laminate composed of 2n + 1 (n is a positive integer) layer on the high refractive index layer on the upper surface of the convex portion.
前記光学位相差部材の製造方法において、前記凸部を構成する材料がゾルゲル材料であってよい。 In the method for manufacturing the optical retardation member, the material constituting the convex portion may be a sol-gel material.
本発明の光学位相差部材の製造方法では、母型ではなく、母型を用いて形成したモールドに切断用の位置決め等に用いるマークを形成するため、母型の凹凸パターンの面内均一性が高く、その結果製造される光学位相差部材の位相差特性のばらつきも小さい。それゆえ、本発明の製造方法は、所望の位相差を生じることができる光学位相差部材を歩留り良く製造することができる。 In the method for manufacturing an optical retardation member of the present invention, a mark used for positioning for cutting or the like is formed on a mold formed by using a master mold instead of a master mold, so that the in-plane uniformity of the uneven pattern of the master mold is maintained. It is high, and the variation in the phase difference characteristics of the resulting optical phase difference member is small. Therefore, the manufacturing method of the present invention can manufacture an optical retardation member capable of producing a desired phase difference with a high yield.
以下、光学位相差部材及びその製造方法、並びにそれを用いたプロジェクタについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an optical retardation member, a method for manufacturing the same, and a projector using the same will be described with reference to the drawings.
［光学位相差部材］
まず、光学位相差部材の製造方法により製造される光学位相差部材について説明する。図１（ａ）に示す光学位相差部材１００は、断面が略台形状である凸部６０から構成された凹凸パターン８０を有する透明基体４０と、凸部６０の上面６０ｔ及び側面６０ｓに形成された高屈折率層３０と、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成された積層体２０とを備える。隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の間には、空気層９０が存在する。
[Optical retardation member]
First, an optical retardation member manufactured by a method for manufacturing an optical retardation member will be described. The
＜透明基体＞
図１（ａ）に示した光学位相差部材１００において、透明基体４０は、平板状の基材４２と、凹凸構造層５０から構成されている。
<Transparent substrate>
In the
基材４２としては特に制限されず、可視光を透過する公知の基材を適宜利用することができる。例えば、ガラス等の透明無機材料からなる基材；ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート等）、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、スチレン系樹脂（ＡＢＳ樹脂等）、セルロース系樹脂（トリアセチルセルロース等）、ポリイミド系樹脂（ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂等）、シクロオレフィンポリマー等の樹脂からなる基材などを利用することができる。光学位相差部材１００をプロジェクタにおいて用いる場合、光学位相差部材１００は高耐光性及び高耐熱性を有することが求められるため、基材４２は耐光性及び耐熱性の高い基材であることが望ましい。この点で、無機材料からなる基材が好ましい。基材４２上には密着性を向上させるために、表面処理や易接着層を設けるなどをしてもよい。また、基材４２の表面の突起を埋めるために、平滑化層を設けるなどをしてもよい。基材４２の厚みは、１μｍ〜２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。基材４２の凹凸構造層５０が形成された面の反対側の面に透過率を改善するために単層ないしは複数層からなる反射防止層が設けられていてもよい。また、反射防止のためのサブ波長微細構造が設けられていてもよい。また、別の光学部材を基材４０の凹凸構造層５０が形成された面の反対側の面に接合（貼合）する場合、別の光学部材と基材４０の界面での反射が小さくなるように、適当な屈折率を持つ接着剤、粘着剤、屈折液等で基材４０と別の光学部材を接合してもよい。
The
凹凸構造層５０は複数の凸部６０及び凹部７０を有し、それにより凹凸構造層５０の表面が凹凸パターン８０を画成する。凹凸構造層５０は、波長５５０ｎｍにおける屈折率（以下、適宜「屈折率」という）が１．２〜１．８の範囲内である材料から構成されることが好ましい。凹凸構造層５０を構成する材料としては、例えば、シリカ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等のＳｉ系の材料、ＴｉＯ２等のＴｉ系の材料、ＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）系の材料、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、Ｃｕ２Ｏ、ＭｇＳ、ＡｇＢｒ、ＣｕＢｒ、ＢａＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｒＴｉＯ２等の無機材料を用いることができる。これらの無機材料は、ゾルゲル法等によって形成した材料（ゾルゲル材料）であってよい。上記無機材料のほか、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ガラス強化ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリアレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂；フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹脂；紫外線硬化型（メタ）アクリレート系樹脂、紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂等の紫外線硬化型樹脂；これらを２種以上ブレンドした材料等の樹脂材料も用いることができる。さらに、上記樹脂材料に上記無機材料をコンポジット化した材料を用いてもよい。また、上記無機材料、上記樹脂材料ともに、ハードコート性等を得るために、公知の微粒子やフィラーを含んでいてもよい。さらに、上記の材料に紫外線吸収材料を含有させたものが用いられていてもよい。紫外線吸収材料は、紫外線を吸収し光エネルギーを熱のような無害な形に変換することにより、凹凸構造層５０の劣化を抑制する作用がある。紫外線吸収剤としては、従来から公知のものが使用でき、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等を使用できる。光学位相差部材１００をプロジェクタにおいて用いる場合、凹凸構造層５０は高い耐光性及び耐熱性を有することが望ましい。この点で、凹凸構造層５０は無機材料から構成されることが好ましい。
The concavo-convex structure layer 50 has a plurality of
凹凸構造層５０の各凸部６０は、図１（ａ）のＹ方向（奥行き方向）に延在しており、複数の凸部６０は、設計波長（光学位相差部材１００により位相差を生じさせる光の波長）より短い周期で配列されている。各凸部６０の延在方向と直交するＺＸ平面における断面は略台形状である。本願において「略台形状」とは、基材４２の表面に略平行な一組の対辺を有し、該対辺のうち基材４２の表面に近い辺（下底）が他方の辺（上底）よりも長く、下底と２つの斜辺のなす角がいずれも鋭角である略四角形を意味する。略四角形の各辺は湾曲していてよい。すなわち、各凸部６０は、基材４２の表面から上方（基材４２の表面から離れる方向）に向かって幅（凸部６０の延在方向に垂直な方向の長さ、すなわち図１（ａ）のｘ方向の長さ）が小さくなっていればよい。また、各頂点が丸みを帯びていてもよい。また、上底の長さが０であってもよい。つまり本願において「略台形状」は「略三角形状」も含む概念である。なお、上底の長さは０より大きいことが好ましい。上底が０より大きい略台形状の断面を有する凸部は、略三角形状の断面を有する凸部と比べて次のような利点がある。すなわち、凸部をインプリント法により形成するために用いるモールドの形成が容易であること、及び凸部の面押耐性などの機械強度が高いことである。
Each
凸部６０の高さ（凹凸高さ）は１００〜２０００ｎｍの範囲内であることが望ましい。凸部６０の高さが１００ｎｍ未満であると、光学位相差部材１００に可視光が入射した場合に所望の位相差を生じることが困難となる。凸部６０の高さが２０００ｎｍを超える場合、凸部６０のアスペクト比（凸部幅に対する凸部高さの比）が大きいため、凹凸パターンの形成が困難となる。凸部６０の上面６０ｔの幅（凸部６０の延在方向と直交する面における略台形状の断面の上底の長さ）は５０ｎｍ以下であることが好ましい。凸部６０の上面６０ｔの幅が５０ｎｍ以下であることにより、光学位相差部材１００の透過率をより高くすることが容易になる。また、凹凸パターン８０の凹凸ピッチは、５０〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。ピッチが５０ｎｍ未満である凹凸パターンは、ナノインプリント法による形成が困難である。ピッチが１０００ｎｍを超える場合、光学位相差部材として十分な無色透明性の確保が難しくなる。
The height of the convex portion 60 (unevenness height) is preferably in the range of 100 to 2000 nm. If the height of the
なお、図１（ａ）に示す光学位相差部材１００においては、隣り合う凸部６０が凸部６０の底面（又は凸部６０の裾）において互いに接しているが、図１（ｂ）に示す光学位相差部材１００ａのように、隣り合う凸部６０ａの底面（又は隣り合う凸部６０ａの裾）同士が所定の距離を隔てていてもよい。この場合、凹部７０ａとその上に形成された後述する高屈折率層３０ａの界面において光学位相差部材１００ａを通過する光の一部が反射されるため、図１（ｂ）に示すような光学位相差部材１００ａは、図１（ａ）のような光学位相差部材１００と比べて透過率が低くなる傾向がある。ゆえに、光学位相差部材１００ａを高透過率にするという観点から、隣り合う凸部６０ａの底面同士の間隔、すなわち、凹凸構造層５０ａの表面において隣り合う凸部６０ａに挟まれた領域（凹部）７０ａの幅がより小さいことが好ましく、特に凹凸パターンのピッチの０〜０．２倍の範囲内であることが好ましい。言い換えると、凸部６０ａの底面の幅は、凹凸パターンのピッチの０．８〜１倍の範囲内であることが好ましい。凹凸パターンのピッチに対する凹部７０ａの幅の比が０．２以下、すなわち、凹凸パターンのピッチに対する凸部６０ａの底面の幅の比が０．８以上であることにより、光学位相差部材１００の透過率をより高くすることが容易になる。
In the
＜高屈折率層＞
高屈折率層３０は、透明基体４０の凹凸構造層５０よりも高い屈折率を有する層である。高屈折率層３０は、屈折率が２．３以上である材料から構成されることが好ましい。高屈折率層３０を構成する材料としては、例えば、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｎ等の金属、それら金属の酸化物、窒化物、硫化物、酸窒化物、ハロゲン化物等の無機材料を用いることができる。
<High refractive index layer>
The high
高屈折率層３０は、凸部６０を被覆している。すなわち、高屈折率層３０は凸部６０の上面６０ｔ及び側面６０ｓを被覆している。凸部６０が高屈折率層３０で被覆されることにより、凸部６０と後述する空気層９０の周期配列により生じる位相差が大きくなる。そのため、凸部６０の高さを小さく、すなわち、凸部６０のアスペクト比を小さくすることができるため、凹凸パターン８０の形成が容易になる。凸部６０の上面６０ｔ上に形成された高屈折率層３０の厚みＴｈｔは５０〜２５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
The high
また、凸部６０の側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の厚みＴｈｓは、光学位相差部材１００を特定の波長λの光に位相差を与える目的で用いる場合、０．０３λ〜０．１１λであることが好ましい。たとえば、波長４７０ｎｍの光に位相差を与える目的で光学位相差部材１００を用いる場合、凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０の厚みＴｈｓは１５〜５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。高屈折率層３０の厚みＴｈｓが上記範囲内であることにより、高い透過率を有しつつ、λ／４位相差板として必要な位相差を確保することが出来る。なお、本願において「凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０の厚みＴｈｓ」とは、凸部６０の底面から後述する積層体２０の最上部までの高さをＨとすると、凸部６０の底面からＨ／２の高さの位置における高屈折率層３０の厚みを意味する。
The thickness T hs of the high
＜積層体＞
積層体２０は、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成されている。積層体２０は、２ｎ＋１個（ｎは正の整数）の層、すなわち、３以上の奇数個の層から構成されてよい。図１（ａ）に示す光学位相差部材１００においては、積層体２０は第１層２２、第２層２４及び第３層２６の３個の層から構成される。第１層２２は高屈折率層３０の上に直接形成され、第２層２４は第１層上に直接形成され、第３層２６は第２層２４上に直接形成される。
<Laminated body>
The
第１層２２の屈折率は高屈折率層３０よりも低く、第３層２６の屈折率は第２層２４の屈折率よりも低い。それにより、光学位相差部材１００は広い波長範囲において高い透過率を有することができる。
The refractive index of the
第２層２４の屈折率は第１層２２の屈折率よりも高くてよく、あるいは、第２層２４の屈折率が第１層２２の屈折率よりも低くてもよい。
The refractive index of the
第２層２４の屈折率が第１層２２の屈折率よりも高い場合、積層体２０は相対的に高い屈折率を有する層と相対的に低い屈折率を有する層とが交互に積層された構造を有する。この場合、第１層２２及び第３層２６の屈折率は１．３〜１．５５の範囲内であってよい。第１層２２又は第３層２６の屈折率が１．５５を超える場合、後述の実施例で示すように、光学位相差部材１００の平均透過率（波長４３０ｎｍ〜６８０ｎｍにおける光の透過率の平均）が低い傾向がある。屈折率が１．３未満の材料は、安定性が低い傾向がある。また、第２層２４の屈折率は２．１以上であってよく、好ましくは２．１〜２．６の範囲内であってよい。第２層２４の屈折率が２．１未満の場合、後述の実施例で示すように、光学位相差部材１００の平均透過率が低い傾向がある。屈折率が２．６を超える材料は、その材料自体の可視光領域における透明性が低い傾向がある。また、第１層２２及び第３層２６は同じ材料から形成されていてよく、第２層２４は高屈折率層３０と同じ材料から形成されていてよい。それにより、光学位相差部材１００を少ない種類の材料で製造できるため、製造コストを低減できる。
When the refractive index of the
第２層２４の屈折率が第１層２２の屈折率よりも低い場合、積層体２０において、高屈折率層３０から遠い層ほど低い屈折率を有する。この場合、積層体２０の最表層（最上層）である第３層２６の屈折率は１．３〜１．４の範囲内であってよい。
When the refractive index of the
第１層２２及び第３層２６を構成する材料としては、例えばＳｉＯ２、ＭｇＦ２のようなＳｉ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋの酸化物、フッ化物が挙げられる。第２層２４を構成する材料としては、例えばＴｉ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｎ等の金属、それら金属の酸化物、窒化物、硫化物、酸窒化物、ハロゲン化物等の無機材料が挙げられる。
Examples of the material constituting the
凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成されている第１層２２の厚みＴｓｔ１は２０〜４０ｎｍの範囲内であってよく、その上の第２層２４の厚みＴｓｔ２は３５〜５５ｎｍの範囲内であってよく、さらにその上の第３層２６の厚みＴｓｔ３は１００〜１４０ｎｍの範囲内であってよく、第１層２２、第２層２４、第３層２６の厚みの合計である積層体２０の厚みＴｓｔは１５５〜２１０ｎｍの範囲内であってよい。この場合、光学位相差部材１００の平均透過率が高い傾向がある。また、第１層２２の厚みＴｓｔ１が２５〜３５ｎｍの範囲内であってよく、第２層２４の厚みＴｓｔ２が３５〜４５ｎｍの範囲内であってよく、第３層２６の厚みＴｓｔ３が１１５〜１２５ｎｍの範囲内であってよく、積層体２０の厚みＴｓｔが１８５〜１９５ｎｍの範囲内であってよい。この場合、光学位相差部材１００の平均透過率がより高い傾向がある。
The thickness T st1 of the
なお、図１（ｃ）に示す光学位相差部材１００ｂのように、積層体２０ｂが凸部６０ｂの側面６０ｂｓ上の高屈折率層３０ｂ上にも形成されていてもよい。凸部６０ｂの側面６０ｂｓ上の高屈折率層３０ｂ上に形成された積層体２０ｂの厚み（凸部６０ｂの側面６０ｂｓにおける積層体２０ｂの厚み）Ｔｓｓは、小さいほうが好ましく、５〜４０ｎｍの範囲内であることが好ましい。積層体２０ｂの厚みＴｓｓが上記範囲内であることにより、積層体２０ｂが側面６０ｂｓに成膜されることによる位相差の低減を押さえながら光学位相差部材１００ｂの透過率を高めることが出来る。また、第２層２４ｂの屈折率を大きくすると側面に形成される第２層２４ｂによっても構造複屈折による位相差が発生するため、積層体２０ｂが側面に形成されることによる位相差の低下を抑えることが出来る。なお、本願において「凸部６０ｂの側面６０ｂｓにおける積層体２０ｂの厚みＴｓｓ」とは、凸部６０ｂの底面から積層体２０ｂの最上部までの高さをＨｂとすると、凸部６０の底面からＨｂ／２の高さの位置における積層体２０ｂの厚みを意味する。
The
積層体が５以上の奇数個の層からなる場合、すなわち、積層体の層数が、２ｎ＋１（ｎは２以上の整数）である場合、積層体は、高屈折率層の上に直接形成された第１層と、第２ｋ−１層（ｋは１〜ｎの整数）上に直接形成された第２ｋ層と、第２ｋ層上に直接形成された第２ｋ＋１層を備え、積層体の最表層は第２ｎ＋１層となる。第１層の屈折率は高屈折率層よりも低く、第２ｋ＋１層の屈折率は第２ｋ層の屈折率よりも低い。それにより、光学位相差部材は広い波長範囲において高い透過率を有することができる。第２ｋ層の屈折率は第２ｋ−１層の屈折率よりも高くてよく、あるいは、第２ｋ層の屈折率が第２ｋ−１層の屈折率よりも低くてもよい。第２ｋ層の屈折率が第２ｋ−１層の屈折率よりも高い場合、積層体は、その層が接する層に対して相対的に高い屈折率を有する層と相対的に低い屈折率を有する層とが交互に積層された構造を有する。この場合において、第２ｋ−１層及び第２ｋ＋１層は同じ材料から形成されていてよく、第２ｋ層は高屈折率層と同じ材料から形成されていてよい。それにより、光学位相差部材を少ない種類の材料で製造できるため、製造コストを低減できる。 When the laminate consists of an odd number of layers of 5 or more, that is, when the number of layers of the laminate is 2n + 1 (n is an integer of 2 or more), the laminate is formed directly on the high refractive index layer. It is provided with a first layer, a second k layer directly formed on the second k-1 layer (k is an integer of 1 to n), and a second k + 1 layer directly formed on the second k layer, and is the most of the laminated body. The surface layer is the second n + 1 layer. The refractive index of the first layer is lower than that of the high refractive index layer, and the refractive index of the second k + 1 layer is lower than that of the second k layer. Thereby, the optical retardation member can have high transmittance in a wide wavelength range. The refractive index of the second k-1 layer may be higher than the refractive index of the second k-1 layer, or the refractive index of the second k layer may be lower than the refractive index of the second k-1 layer. When the refractive index of the second k layer is higher than the refractive index of the second k-1 layer, the laminate has a relatively low refractive index with a layer having a relatively high refractive index with respect to the layer in contact with the layer. It has a structure in which layers are alternately laminated. In this case, the second k-1 layer and the second k + 1 layer may be formed of the same material, and the second k layer may be formed of the same material as the high refractive index layer. As a result, the optical retardation member can be manufactured with a small number of materials, so that the manufacturing cost can be reduced.
＜空気層＞
隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の間の空間（隙間）に空気層９０が存在する。光学位相差部材１００において、空気層９０と凸部６０を被覆する高屈折率層３０が周期的に配列されていることにより、光学位相差部材１００を透過した光に位相差を生じさせることができる。空気層９０の幅Ｗは、３５〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。空気層９０の幅Ｗが上記範囲内であることにより、低い凹凸高さでも大きな位相差を確保することが出来る。このような光学位相差部材１００は、１／４波長板として好適に用いることができる。なお、本願において「空気層９０の幅Ｗ」とは、凸部６０の底面から積層体２０の最上部までの高さをＨとすると、凸部６０の底面からＨ／２の高さの位置における空気層９０の厚み（隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の表面の間の距離）を意味する。
<Air layer>
The
なお、図１（ａ）に示される光学位相差部材１００は基材４２上に凹凸構造層５０が形成された透明基体４０を備えているが、それに代えて、図１（ｄ）に示す光学位相差部材１００ｃのように基材４２ｃ上に凸部６０ｃをなす構造体が複数形成された透明基体４０ｃを備えていてもよい。図１（ｄ）に示すように隣り合う凸部６０ｃの底面（又は凸部６０ｃの裾）同士が接していてもよいし、あるいは、隣り合う凸部６０ｃの底面同士が所定の距離を隔てて設けられ、基材４２ｃの表面が露出していてもよい。基材４２ｃとしては、図１（ａ）に示した光学位相差部材１００の基材４２と同様の基材を用いることができる。凸部６０ｃは、図１（ａ）に示した光学位相差部材１００の凹凸構造層５０を構成する材料と同様の材料で構成されてよい。
The
また、図１（ｅ）に示す光学位相差部材１００ｄのように、基材の表面自体が凸部６０ｄからなる凹凸パターン８０ｄを構成するように形状化された基材によって透明基体４０ｄが構成されていてもよい。この場合、透明基体４０ｄは、図１（ｅ）のような凹凸パターン８０ｄを有するように基材を成形することにより製造され得る。
Further, as in the
［光学位相差部材の製造方法］
光学位相差部材の製造方法は、図２（ａ）に示すように、主に、第１凹凸パターンを有する母型を用意する工程Ｓ１００と、母型を用いて、第１凹凸パターンに対応する第２凹凸パターンを有するモールドを作製する工程Ｓ２００と、モールドの第２凹凸パターン上にマークを形成する工程Ｓ３００と、モールドを用いて、第２凹凸パターンに対応する第３凹凸パターンを有する透明基体を形成する工程Ｓ４００と、高屈折率層を形成する工程Ｓ５００と、積層体を形成する工程Ｓ６００と、透明基体を分割してチップ化する工程Ｓ７００を有する。Ｓ５００〜Ｓ７００は任意の工程である。透明基体を形成する工程Ｓ４００は、図２（ｂ）に示すように、無機材料の前駆体溶液を調製する溶液調製工程Ｓ４１０、調製された前駆体溶液を基材に塗布して塗膜を形成する塗布工程Ｓ４２０、塗膜を乾燥する乾燥工程Ｓ４３０、モールドを塗膜に押し付ける押圧工程Ｓ４４１、モールドが押し付けられた塗膜を仮焼成する仮焼成工程Ｓ４４２、モールドを塗膜から剥離する剥離工程Ｓ４４３、及び塗膜を硬化させる硬化工程Ｓ４５０を有する。なお、押圧工程Ｓ４４１、仮焼成工程Ｓ４４２及び剥離工程Ｓ４４３を合わせて転写工程Ｓ４４０ともいう。本願において、「第１（又は第２）凹凸パターンに対応する」とは、第１（又は第２）凹凸パターンと同じ凹凸パターンであること又は第１（又は第２）凹凸パターンの凹凸を反転した凹凸パターンであることを意味する。以下、各工程について順に説明する。
[Manufacturing method of optical retardation member]
As shown in FIG. 2A, the method for manufacturing the optical retardation member mainly corresponds to the first unevenness pattern by using the step S100 for preparing the master mold having the first unevenness pattern and the master mold. A step S200 for producing a mold having a second uneven pattern, a step S300 for forming a mark on the second uneven pattern of the mold, and a transparent substrate having a third uneven pattern corresponding to the second uneven pattern using the mold. A step S400 for forming a transparent substrate, a step S500 for forming a high refractive index layer, a step S600 for forming a laminate, and a step S700 for dividing a transparent substrate into chips. S500 to S700 are arbitrary steps. As shown in FIG. 2B, the step S400 for forming the transparent substrate is the solution preparation step S410 for preparing the precursor solution of the inorganic material, and the prepared precursor solution is applied to the substrate to form a coating film. Coating step S420, drying step S430 to dry the coating film, pressing step S441 to press the mold against the coating film, temporary firing step S442 to temporarily fire the coating film to which the mold is pressed, and peeling step S443 to peel the mold from the coating film. , And a curing step S450 for curing the coating film. The pressing step S441, the temporary firing step S442, and the peeling step S443 are collectively referred to as a transfer step S440. In the present application, "corresponding to the first (or second) unevenness pattern" means that the unevenness pattern is the same as the first (or second) unevenness pattern, or the unevenness of the first (or second) unevenness pattern is reversed. It means that it is an uneven pattern. Hereinafter, each step will be described in order.
＜母型を用意する工程＞
図３（ａ）に示すように、均一な方向に直線的に延在する凸部及び凹部からなる凹凸パターン（第１凹凸パターン）８４を有する母型２４０を用意する。以下に母型の製造方法の例を説明する。
<Process of preparing the mother mold>
As shown in FIG. 3A, a
最初に、シリコン、金属、石英、樹脂等の基板上にレジストを塗布する。フォトリソグラフィ法、電子線リソグラフィ法等によってレジストパターンを形成する。レジストパターンをマスクとしてドライエッチング法により基板をエッチングし、基板の表面に第１凹凸パターンを形成する。その後残存するレジストパターンを除去する。それにより、凹凸パターンを有する母型が得られる。 First, a resist is applied onto a substrate such as silicon, metal, quartz, or resin. A resist pattern is formed by a photolithography method, an electron beam lithography method, or the like. The substrate is etched by a dry etching method using the resist pattern as a mask to form a first uneven pattern on the surface of the substrate. After that, the remaining resist pattern is removed. As a result, a master mold having an uneven pattern can be obtained.
上記方法に代えて、以下の方法によっても凹凸パターンを有する母型を製造することができる。最初に、熱酸化膜付きシリコン基板上にレジストを塗布する。リソグラフィ法によりレジストパターンを形成する。レジストパターンをマスクとしてドライエッチングまたはウェットエッチングにより熱酸化膜をエッチングし、熱酸化膜パターンを形成する。その後残存するレジストパターンを除去する。次いで、熱酸化膜パターンをマスクとしてドライエッチング法によりシリコン基板をエッチングする。それにより、凹凸パターンを有する母型が得られる。 Instead of the above method, a master mold having an uneven pattern can also be manufactured by the following method. First, a resist is applied on a silicon substrate with a thermal oxide film. A resist pattern is formed by a lithography method. The thermal oxide film is etched by dry etching or wet etching using the resist pattern as a mask to form a thermal oxide film pattern. After that, the remaining resist pattern is removed. Next, the silicon substrate is etched by a dry etching method using the thermal oxide film pattern as a mask. As a result, a master mold having an uneven pattern can be obtained.
なお、母型において、凹凸パターンは基板の表面全体に形成されてよい。凹凸パターンが形成されていない領域を有する母型を形成する場合、パターン密度の違いにより、当該領域の近傍におけるドライエッチングのレートがその他の領域と異なり、その結果、母型の凹凸パターンの凹凸深さや凸部の側面の傾き等が不均一になることがあるためである。 In the master mold, the uneven pattern may be formed on the entire surface of the substrate. When forming a master mold having a region where an uneven pattern is not formed, the dry etching rate in the vicinity of the region differs from that of other regions due to the difference in pattern density, and as a result, the uneven depth of the concave-convex pattern of the master mold is formed. This is because the inclination of the side surface of the pod convex portion may be non-uniform.
＜モールド作製工程＞
母型２４０を形成した後、例えば以下のようにして図３（ｂ）に示すような第２凹凸パターン８２を有するモールド１４０を形成することができる。
<Mold manufacturing process>
After forming the mother die 240, for example, the
（１）第１モールドの作製
母型の第１凹凸パターンを樹脂材料に転写することで樹脂モールド（第１モールド）を作製することができる。例えば、硬化性樹脂を支持基板に塗布した後、母型の凹凸パターンを樹脂層に押し付けつつ樹脂層を硬化させる。支持基板として、例えば、ガラス、石英、シリコン等の無機材料からなる基材；シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアリレート等の有機材料からなる基材、ニッケル、銅、アルミ等の金属材料が挙げられる。また、支持基板の厚みは、１〜５００μｍの範囲にし得る。
(1) Preparation of First Mold A resin mold (first mold) can be produced by transferring the first uneven pattern of the master mold to a resin material. For example, after applying the curable resin to the support substrate, the resin layer is cured while pressing the uneven pattern of the master mold against the resin layer. As the support substrate, for example, a base material made of an inorganic material such as glass, quartz, silicon; silicone resin, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), cycloolefin polymer (COP), polymethyl Examples thereof include a base material made of an organic material such as methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), polyimide (PI), and polyarylate, and a metal material such as nickel, copper, and aluminum. Further, the thickness of the support substrate can be in the range of 1 to 500 μm.
硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、メタクリル系、ビニルエーテル系、オキセタン系、ウレタン系、メラミン系、ウレア系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、フェノール系、架橋型液晶系、フッ素系、シリコーン系、ポリアミド系等のモノマー、オリゴマー、ポリマー等の各種樹脂が挙げられる。硬化性樹脂の厚みは０．５〜５００μｍの範囲内であることが好ましい。厚みが前記下限未満では、硬化樹脂層の表面に形成される凹凸の高さが不十分となり易く、前記上限を超えると、硬化時に生じる樹脂の体積変化の影響が大きくなり凹凸形状が良好に形成できなくなる可能性がある。 Examples of the curable resin include epoxy-based, acrylic-based, methacrylic-based, vinyl ether-based, oxetane-based, urethane-based, melamine-based, urea-based, polyester-based, polyolefin-based, phenol-based, crosslinked liquid crystal-based, fluorine-based, and silicone. Examples thereof include various resins such as monomers such as systems and polyamides, oligomers and polymers. The thickness of the curable resin is preferably in the range of 0.5 to 500 μm. If the thickness is less than the lower limit, the height of the unevenness formed on the surface of the cured resin layer tends to be insufficient, and if it exceeds the upper limit, the influence of the volume change of the resin that occurs during curing becomes large and the uneven shape is formed well. It may not be possible.
硬化性樹脂を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、インクジェット法、スパッタ法等の各種コート方法を採用することができる。さらに、硬化性樹脂を硬化させる条件としては、使用する樹脂の種類により異なるが、例えば、硬化温度が室温〜２５０℃の範囲内であり、硬化時間が０．５分〜２４時間の範囲内であることが好ましい。また、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射することで硬化させる方法でもよく、その場合には、照射量は２０ｍＪ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。 Examples of the method for applying the curable resin include spin coating method, spray coating method, dip coating method, dropping method, gravure printing method, screen printing method, letterpress printing method, die coating method, curtain coating method, inkjet method, and spatter. Various coating methods such as law can be adopted. Further, the conditions for curing the curable resin vary depending on the type of resin used, but for example, the curing temperature is in the range of room temperature to 250 ° C., and the curing time is in the range of 0.5 minutes to 24 hours. It is preferable to have. Further, a method of curing by irradiating with energy rays such as ultraviolet rays and electron beams may be used, and in that case, the irradiation amount is preferably in the range of 20 mJ / cm 2 to 10 J / cm 2 .
次いで、硬化後の硬化樹脂層から母型を取り外す。母型を取り外す方法としては、機械的な剥離法に限定されず、公知の方法を採用することができる。 Next, the master mold is removed from the cured resin layer after curing. The method of removing the master mold is not limited to the mechanical peeling method, and a known method can be adopted.
（２）第２モールドの作製
電鋳処理のための導電層となるシード層を、無電解めっき、スパッタまたは蒸着等により第１モールド上に形成することができる。シード層は、後続の電鋳工程における電流密度を均一にして後続の電鋳工程により堆積される金属層の厚みを一定にするために１０ｎｍ以上が好ましい。シード層の材料として、例えば、ニッケル、銅、金、銀、白金、チタン、コバルト、錫、亜鉛、クロム、金・コバルト合金、金・ニッケル合金、ホウ素・ニッケル合金、はんだ、銅・ニッケル・クロム合金、錫ニッケル合金、ニッケル・パラジウム合金、ニッケル・コバルト・リン合金、またはそれらの合金などを用いることができる。次に、シード層上に電鋳（電界めっき）により金属層を堆積させる。金属層の厚みは、例えば、シード層の厚みを含めて全体で１０〜３００００μｍの厚みにすることができる。電鋳により堆積させる金属層の材料として、シード層として用いることができる上記金属種のいずれかを用いることができる。形成した金属層は、後述する第３モールドの形成のための樹脂層の押し付け、剥離及び洗浄などの処理の容易性からすれば、適度な硬度及び厚みを有することが望ましい。
(2) Preparation of Second Mold A seed layer to be a conductive layer for electroplating can be formed on the first mold by electroless plating, sputtering, vapor deposition, or the like. The seed layer is preferably 10 nm or more in order to make the current density in the subsequent electroforming step uniform and to make the thickness of the metal layer deposited in the subsequent electroforming step constant. As the seed layer material, for example, nickel, copper, gold, silver, platinum, titanium, cobalt, tin, zinc, chromium, gold / cobalt alloy, gold / nickel alloy, boron / nickel alloy, solder, copper / nickel / chromium. Alloys, tin-nickel alloys, nickel-palladium alloys, nickel-cobalt-phosphorus alloys, or alloys thereof can be used. Next, a metal layer is deposited on the seed layer by electroforming (electric field plating). The thickness of the metal layer can be, for example, a total thickness of 10 to 30,000 μm including the thickness of the seed layer. As the material of the metal layer to be deposited by electroforming, any of the above metal species that can be used as a seed layer can be used. It is desirable that the formed metal layer has an appropriate hardness and thickness from the viewpoint of ease of processing such as pressing, peeling, and cleaning of the resin layer for forming the third mold, which will be described later.
上記のようにして得られたシード層を含む金属層を、凹凸パターンを有する第１モールドから剥離して金属モールド（第２モールド）を得る。剥離方法としては、物理的に剥がしても構わないし、第１モールドの凹凸パターンを形成する材料を、それらを溶解する有機溶媒や酸、アルカリ等用いて溶解して除去することによって剥離してもよい。金属モールドを第１モールドから剥離するときに、残留している材料成分を洗浄にて除去することができる。洗浄方法としては、界面活性剤などを用いた湿式洗浄や紫外線やプラズマを使用した乾式洗浄を用いることができる。また、例えば、粘着剤や接着剤を用いて残留している材料成分を付着除去するなどしてもよい。 The metal layer including the seed layer obtained as described above is peeled from the first mold having an uneven pattern to obtain a metal mold (second mold). As a peeling method, it may be physically peeled off, or it may be peeled off by dissolving and removing the material forming the uneven pattern of the first mold with an organic solvent, an acid, an alkali or the like that dissolves them. Good. When the metal mold is peeled from the first mold, the remaining material components can be removed by cleaning. As a cleaning method, wet cleaning using a surfactant or the like or dry cleaning using ultraviolet rays or plasma can be used. Further, for example, a pressure-sensitive adhesive or an adhesive may be used to adhere and remove the remaining material components.
（３）第３モールドの作製
さらに、第２モールドの凹凸パターンを樹脂材料に転写することで樹脂モールド（第３モールド）を作製することができる。例えば、硬化性樹脂を支持基板に塗布した後、第２モールドの凹凸パターンを樹脂層に押し付けつつ樹脂層を硬化させる。支持基板の材料及び厚み、硬化性樹脂及びその厚み、硬化性樹脂の塗布方法、硬化性樹脂の硬化条件は、第１モールドと同様にし得る。
(3) Production of Third Mold Further, a resin mold (third mold) can be produced by transferring the uneven pattern of the second mold to the resin material. For example, after applying the curable resin to the support substrate, the resin layer is cured while pressing the uneven pattern of the second mold against the resin layer. The material and thickness of the support substrate, the curable resin and its thickness, the coating method of the curable resin, and the curing conditions of the curable resin can be the same as those of the first mold.
次いで、硬化後の樹脂層から第２モールドを取り外す。第２モールドを取り外す方法としては、機械的な剥離法に限定されず、公知の方法を採用することができる。 Next, the second mold is removed from the cured resin layer. The method of removing the second mold is not limited to the mechanical peeling method, and a known method can be adopted.
また、上述の金属モールド（第２モールド）の凹凸パターン上にゴム系の樹脂材料を塗布し、塗布した樹脂材料を硬化させ、第２モールドから剥離することにより、第２モールドの凹凸パターンが転写されたゴムモールドを作製し、これを第３モールドとしてもよい。ゴム系の樹脂材料として、天然ゴム及び合成ゴムを用いることができ、特に、シリコーンゴム、またはシリコーンゴムと他の材料との混合物もしくは共重合体が好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、ポリオルガノシロキサン、架橋型ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサン／ポリカーボネート共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリフェニレン共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリスチレン共重合体、ポリトリメチルシリルプロピン、ポリ４メチルペンテンなどが用いられる。シリコーンゴムは、他の樹脂材料と比べて安価で、耐熱性に優れ、熱伝導性が高く、弾性があり、高温条件下でも変形しにくいことから、凹凸パターン転写プロセスを高温条件下で行う場合には好適である。さらに、シリコーンゴム系の材料は、ガスや水蒸気透過性が高いため、被転写材の溶媒や水蒸気を容易に透過することができる。そのため、後述するような樹脂材料または無機材料の前駆体溶液の膜に凹凸パターンを転写する目的でゴムモールドを用いる場合には、シリコーンゴム系の材料が好適である。また、ゴム系材料の表面自由エネルギーは２５ｍＮ／ｍ以下が好ましい。これによりゴムモールドの凹凸パターンを基材上の塗膜に転写するときの離形性が良好となり、転写不良を防ぐことができる。ゴムモールドは、例えば、長さ５０〜１０００ｍｍ、幅５０〜３０００ｍｍ、厚み１〜５０ｍｍにし得る。また、必要に応じて、ゴムモールドの凹凸パターン面上に離型処理を施してもよい。 Further, the uneven pattern of the second mold is transferred by applying a rubber-based resin material on the uneven pattern of the above-mentioned metal mold (second mold), curing the applied resin material, and peeling from the second mold. A rubber mold may be produced and used as a third mold. Natural rubber and synthetic rubber can be used as the rubber-based resin material, and silicone rubber, or a mixture or copolymer of silicone rubber and other materials is particularly preferable. Examples of the silicone rubber include polyorganosiloxane, crosslinked polyorganosiloxane, polyorganosiloxane / polycarbonate copolymer, polyorganosiloxane / polyphenylene copolymer, polyorganosiloxane / polystyrene copolymer, polytrimethylsilylpropine, and poly. 4 Methylpentene or the like is used. Silicone rubber is cheaper than other resin materials, has excellent heat resistance, has high thermal conductivity, is elastic, and is not easily deformed even under high temperature conditions. Therefore, when the uneven pattern transfer process is performed under high temperature conditions. Is suitable for. Further, since the silicone rubber-based material has high gas and water vapor permeability, the solvent and water vapor of the material to be transferred can be easily permeated. Therefore, when a rubber mold is used for the purpose of transferring the uneven pattern to the film of the precursor solution of the resin material or the inorganic material as described later, a silicone rubber-based material is suitable. The surface free energy of the rubber-based material is preferably 25 mN / m or less. As a result, the releasability when the uneven pattern of the rubber mold is transferred to the coating film on the base material is improved, and transfer failure can be prevented. The rubber mold can be, for example, 50 to 1000 mm in length, 50 to 3000 mm in width, and 1 to 50 mm in thickness. Further, if necessary, a mold release treatment may be performed on the uneven pattern surface of the rubber mold.
上記第１モールド、第２モールド及び第３モールドはいずれも、本実施形態の第２凹凸パターン８２を有するモールド１４０として用いられ得る。また、第１モールド、第２モールド又は第３モールドの凹凸パターンをさらに１回以上転写して作製したモールドも、本実施形態の第２凹凸パターン８２を有するモールド１４０として用いることができる。
The first mold, the second mold, and the third mold can all be used as the
＜マーク形成工程＞
第２凹凸パターン８２を有するモールド１４０の第２凹凸パターン８２上にマークを形成する。すなわち、第１モールド、第２モールド及び第３モールドのいずれかの凹凸パターン上にマークを形成する。
<Mark formation process>
A mark is formed on the second
モールドに形成するマークは、図３（ｂ）に示すようにモールド１４０の第２凹凸パターン８２における所定の基準位置に設けられた切断用位置決めマーク１１ａを含む。切断用位置決めマーク１１ａは、後述する第３凹凸パターン８０を有する透明基体４０（図３（ｃ）参照）に転写され、後述するチップ化工程において透明基体４０を切断する方向及び位置を決めるための基準として用いられる。チップ化工程において正確な方向及び位置で透明基体４０を切断するために、モールド１４０に切断用位置決めマーク１１ａを２以上形成してよい。また、切断用位置決めマーク１１ａは十字形状、円形状など任意の形状であってよい。
The mark formed on the mold includes a cutting
モールド１４０に形成するマークは、図３（ｂ）に示すように不良位置表示マーク１３ａを含んでよい。例えば、モールド１４０作製後に第２凹凸パターン８２を検査してパターン欠陥等の不良が発見された場合、その不良位置に不良位置表示マーク１３ａを形成してよい。それにより、後述するチップ化工程後において不良チップ１００ｘに不良位置表示マーク１３ｂが形成されているため（図３（ｅ）参照）、不良チップ１００ｘを容易に除去でき、不良チップ１００ｘの市場への流出を防止することができる。また、後述するチップ化工程前に透明基体４０の第３凹凸パターン８０を検査し、透明基体４０の凹凸パターン異常位置に対応するモールド１４０の位置に不良位置表示マーク１３ａを形成してもよい。このモールド１４０を繰り返し用いて光学位相差部材を製造した場合、後述するチップ化工程後において不良チップ１００ｘに不良位置表示マーク１３ｂが形成されているため（図３（ｅ）参照）、不良チップ１００ｘを容易に除去することができ、不良チップ１００ｘの市場への流出を防止することができる。なお、透明基体４０の第３凹凸パターン８０の検査は、透明基体４０を直交させた偏光板の間に配置し、バックライトを照射して透過光を観察することにより行うことができる。モールド１４０に形成する不良位置表示マーク１３ａは、十字形状、円形状など任意の形状であってよい。
The mark formed on the
モールド１４０に形成するマークは、チップ（光学位相差部材）の遅相軸及び進相軸の方位（角度）並びにチップの表裏を識別するための、方位表裏表示マークを含んでよい。それにより、後述するチップ化工程後において各チップの軸方位及びは表裏を目視で識別することが可能となる。方位表裏表示マークは、任意の形状であってよいが、当該マークの転写性の観点から、転写工程における転写方向に平行な直線状としてよい。
The mark formed on the
また、モールド１４０に形成するマークは、チップの番地表示マークを含んでよい。番地表示マークは、各チップがチップ化前の透明基体４０ひいてはモールド１４０上の位置（透明基体４０及びモールド１４０のどの位置に対応するか）を表示するマークである。
Further, the mark formed on the
モールドにおいて方位表裏表示マーク及び／又は番地表示マークを形成する位置は、各チップの非有効領域（位相差特性に影響を与えない領域）に方位表裏表示マーク及び／又は番地表示マークが少なくとも一つずつ形成されるように、チップ化工程における切断位置、チップサイズ等に応じて定めてよい。例えば、図３（ｂ）に示すようにＡ１〜３、Ｂ１〜３、Ｃ１〜３の番地表示マーク１５ａをモールド１４０の所定の位置に形成することにより、図３（ｅ）に示すように各チップ（光学位相差部材）１００に少なくとも一つの番地表示マーク１５ｂが形成される。それにより各チップとモールドの位置の対応関係を把握でき、チップに不良が生じた場合の不良解析が容易になる。なお、番地表示マーク１５ｂは、方位表裏表示マークとして用いることもできる。
At least one directional front / back display mark and / or address display mark is formed in the non-effective region (area that does not affect the phase difference characteristics) of each chip at the position where the directional front / back display mark and / or the address display mark is formed in the mold. It may be determined according to the cutting position, chip size, etc. in the chipping process so that they are formed one by one. For example, by forming the
マークの形成は、ファイバーレーザー等の任意の装置を用いて行ってよい。手作業でモールドを罫書いてマークを形成してもよい。 The mark may be formed by using an arbitrary device such as a fiber laser. Marks may be formed by manually marking the mold.
本製造方法では、母型を用いてモールドを形成した後に当該モールドにマークを形成するため、母型にマークを形成する必要がない。そのため、以下のような利点を有する。 In this manufacturing method, since the mark is formed on the mold after the mold is formed using the master mold, it is not necessary to form the mark on the master mold. Therefore, it has the following advantages.
第１に、歩留りの低下を防止し、生産効率を向上させることができる。母型の凹凸パターン形成時に行うドライエッチングでは、パターンの粗密に応じてエッチングレートが変わることがある。そのため、母型の作製時に凹凸パターンとマークを同時に形成すると、母型の凹凸パターンの面内均一性が損なわれる。具体的には、マーク周辺の領域の凹凸パターンの凹凸深さや凸部の側面の傾き等が、当該マーク周辺の領域以外の領域と異なることがある。このように凹凸パターンの凹凸形状にばらつきが生じると、当該母型を用いて形成される透明基体の凹凸パターンの凹凸形状にもばらつきが生じる。それにより透明基体上に形成する高屈折率層及びその上に形成する積層体の厚さも面内で不均一となる。そして、最終的に得られる光学位相差部材の位相差特性にもばらつきが生じることとなり、その結果歩留りが低下する。本製造方法では、母型にマークを形成せずにモールドにマークを形成するため、このような歩留りの低下を避けることができる。 First, it is possible to prevent a decrease in yield and improve production efficiency. In the dry etching performed when forming the uneven pattern of the master mold, the etching rate may change depending on the density of the pattern. Therefore, if the uneven pattern and the mark are formed at the same time when the mother die is manufactured, the in-plane uniformity of the uneven pattern of the mother die is impaired. Specifically, the unevenness depth of the unevenness pattern in the area around the mark, the inclination of the side surface of the convex portion, and the like may be different from the areas other than the area around the mark. When the uneven shape of the uneven pattern is varied in this way, the uneven shape of the uneven pattern of the transparent substrate formed by using the master mold is also varied. As a result, the thickness of the high refractive index layer formed on the transparent substrate and the laminate formed on the high refractive index layer also becomes non-uniform in the plane. Then, the phase difference characteristics of the finally obtained optical phase difference member also vary, and as a result, the yield decreases. In this manufacturing method, since the mark is formed on the mold without forming the mark on the master mold, such a decrease in yield can be avoided.
第２に、一つの母型から種々のサイズの光学位相差部材を製造することができ、母型作製コストを抑制することができる。方位表裏表示マーク及び番地表示マークは光学位相差部材の各チップに形成する必要があるため、製造しようとするチップのサイズに応じて、モールドの方位表裏表示マーク及び番地表示マークの位置を定める必要がある。母型に直接方位表裏表示マーク及び／又は番地表示マークマークを形成した場合、その母型からは単一のサイズのチップしか製造できない。しかし、本製造方法では、一つの母型から複数のモールドを作製し、モールド毎に方位表裏表示マーク及び／又は番地表示マークマークを異なる配置で形成することで、種々のサイズの光学位相差部材を製造できる。母型の作製は高コストであるため、一つの母型から種々のサイズの光学位相差部材を製造できることは非常に有益である。 Secondly, optical retardation members of various sizes can be manufactured from one master mold, and the cost of manufacturing the master mold can be suppressed. Since the orientation front / back display mark and the address display mark need to be formed on each chip of the optical retardation member, it is necessary to determine the positions of the orientation front / back display mark and the address display mark of the mold according to the size of the chip to be manufactured. There is. When the direction front / back display mark and / or the address display mark mark is formed directly on the master mold, only a single size chip can be manufactured from the master mold. However, in this manufacturing method, a plurality of molds are manufactured from one master mold, and the orientation front and back display marks and / or the address display mark marks are formed in different arrangements for each mold, so that optical retardation members of various sizes are formed. Can be manufactured. Since the production of the master mold is expensive, it is very beneficial to be able to manufacture optical retardation members of various sizes from one master mold.
なお、第１モールドにマークを形成した場合、その第１モールドを用いて第２モールド及び第３モールドを形成して、第１モールドに形成したマークを第２、第３モールドに転写してよい。同様に第２モールドにマークを形成した場合、その第２モールドを用いて第３モールドを形成して、第２モールドに形成したマークを第３モールドに転写してよい。第３モールドにマークを形成してもよい。凹凸パターン上にマークが形成された第１モールド、第２モールドまたは第３モールドを円柱状の基体ロールの外周面に巻き付けて固定することで、ロール状のモールドを形成してもよい。 When a mark is formed on the first mold, the second mold and the third mold may be formed using the first mold, and the mark formed on the first mold may be transferred to the second and third molds. .. Similarly, when a mark is formed on the second mold, the second mold may be used to form a third mold, and the mark formed on the second mold may be transferred to the third mold. A mark may be formed on the third mold. A roll-shaped mold may be formed by winding a first mold, a second mold, or a third mold having a mark formed on the uneven pattern around the outer peripheral surface of the cylindrical substrate roll and fixing the mold.
＜溶液調整工程＞
第３凹凸パターンを有する透明基体を形成するために、最初に無機材料の前駆体の溶液を調製する。ゾルゲル法を用いて無機材料からなる凹凸構造層を形成する場合、無機材料の前駆体の溶液として金属アルコキシドの溶液を調製する。例えば、例えば、シリカからなる凹凸構造層を形成する場合は、シリカの前駆体として、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラ−ｉ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉ−ブトキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔ−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシランに代表されるテトラアルコキシドモノマーや、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、イソプロピルトリプロポキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、トリルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシランに代表されるトリアルコキシドモノマー、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジエチルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジエチルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジエチルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、ジプロピルジイソプロポキシシラン、ジプロピルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジプロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジフェニルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジフェニルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジフェニルジ−ｔ−ブトキシシラン等のジアルコキシシランに代表されるジアルコキシドモノマーを用いることができる。さらに、アルキル基の炭素数がＣ４〜Ｃ１８であるアルキルトリアルコキシシランやジアルキルジアルコキシシランを用いることもできる。ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基を有するモノマー、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基を有するモノマー、ｐ−スチリルトリメトキシシラン等のスチリル基を有するモノマー、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリル基を有するモノマー、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル基を有するモノマー、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するモノマー、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド基を有するモノマー、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するモノマー、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド等のスルフィド基を有するモノマー、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート基を有するモノマー、これらモノマーを少量重合したポリマー、前記材料の一部に官能基やポリマーを導入したことを特徴とする複合材料などの金属アルコキシドを用いてもよい。また、これらの化合物のアルキル基やフェニル基の一部、あるいは全部がフッ素で置換されていてもよい。さらに、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート、オキシ塩化物、塩化物や、それらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。金属種としては、Ｓｉ以外にＴｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｉｎなどや、これらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。上記酸化金属の前駆体を適宜混合したものを用いることもできる。また、これらの材料中に界面活性剤を加えることで、メソポーラス化された凹凸構造層を形成してもよい。さらに、シリカの前駆体として、分子中にシリカと親和性、反応性を有する加水分解基および撥水性を有する有機官能基を有するシランカップリング剤を用いることができる。例えば、ｎ−オクチルトリエトキシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン等のシランモノマー、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルメチルジメトキシシラン等のビニルシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン、３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシラン等のサルファーシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−（Ｎ−フェニル）アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、これらモノマーを重合したポリマー等が挙げられる。
<Solution adjustment process>
To form a transparent substrate with a third concavo-convex pattern, a solution of the precursor of the inorganic material is first prepared. When forming a concavo-convex structural layer made of an inorganic material by using the sol-gel method, a solution of a metal alkoxide is prepared as a solution of a precursor of the inorganic material. For example, in the case of forming a concavo-convex structural layer made of silica, tetramethoxysilane (TMS), tetraethoxysilane (TEOS), tetra-i-propoxysilane, tetra-n-propoxysilane, etc. are used as precursors of silica. Tetraalkoxide monomers typified by tetraalkoxysilanes such as tetra-i-butoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, and tetra-t-butoxysilane, methyltrimethoxysilane, and ethyltrimethoxysilane. , Ppropyltrimethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane (METES), ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyl Tripropoxysilane, propyltripropoxysilane, isopropyltripropoxysilane, phenyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, propyltriisopropoxysilane, isopropyltriisopropoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, trill Trialkoxide monomers typified by trialkoxysilanes such as triethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldipropoxysilane, dimethyldiisopropoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, dimethyldi-i-butoxysilane, Dimethyldi-sec-butoxysilane, dimethyldi-t-butoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldipropoxysilane, diethyldiisopropoxysilane, diethyldi-n-butoxysilane, diethyldi-i-butoxysilane, diethyldi- sec-butoxysilane, diethyldi-t-butoxysilane, dipropyldimethoxysilane, dipropyldiethoxysilane, dipropyldipropoxysilane, dipropyldiisopropoxysilane, dipropyldi-n-butoxysilane, dipropyldi-i-butoxysilane, Dipropyldi-sec-butoxysilane, dipropyldi-t-butoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, diisopropyldiethoxysilane, diisopropyldipropoxysilane, diisopropyldiisopropoxysilane, diisopropyldi-n-butoki Sisilane, diisopropyldi-i-butoxysilane, diisopropyldi-sec-butoxysilane, diisopropyldi-t-butoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldipropoxysilane, diphenyldiisopropoxysilane, diphenyldi-n Dialkoxide monomers typified by dialkoxysilanes such as −butoxysilane, diphenyldi-i-butoxysilane, diphenyldi-sec-butoxysilane, and diphenyldi-t-butoxysilane can be used. Further, alkyltrialkoxysilanes and dialkyldialkoxysilanes having an alkyl group having C4 to C18 carbon atoms can also be used. Monomers having a vinyl group such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxy Monomer having an epoxy group such as silane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, monomer having a styryl group such as p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyl Monomer having a methacrylic group such as dimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, acrylic group such as 3-acryloxypropyltrimethoxysilane N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyl A monomer having an amino group such as triethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane Such as a monomer having a ureido group, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, a monomer having a mercapto group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, a monomer having a sulfide group such as bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, 3- Metal alkoxides such as a monomer having an isocyanate group such as isocyanate propyltriethoxysilane, a polymer obtained by polymerizing a small amount of these monomers, and a composite material characterized by introducing a functional group or a polymer into a part of the material may be used. .. Further, a part or all of the alkyl group and the phenyl group of these compounds may be substituted with fluorine. Further, examples thereof include, but are not limited to, metal acetylacetonate, metal carboxylate, oxychloride, chloride, and mixtures thereof. Examples of the metal species include, but are not limited to, Ti, Sn, Al, Zn, Zr, In, and the like, and mixtures thereof, in addition to Si. A mixture of the precursors of the metal oxide as appropriate can also be used. Further, a mesoporous concavo-convex structure layer may be formed by adding a surfactant to these materials. Further, as a precursor of silica, a silane coupling agent having a hydrolyzing group having affinity and reactivity with silica and an organic functional group having water repellency in the molecule can be used. For example, silane monomers such as n-octyltriethoxylane, methyltriethoxysilane and methyltrimethoxysilane, vinylsilanes such as vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane and vinylmethyldimethoxysilane, Methacrylic silanes such as 3-methacryloxypropyltriethoxysilane and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glyceride Epoxysilanes such as sidoxylpropyltriethoxysilane, mercaptosilanes such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, sulfasilanes such as 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane, 3-aminopropyl Triethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3- (N) −Phyl) Examples include aminosilanes such as aminopropyltrimethoxysilane and polymers obtained by polymerizing these monomers.
無機材料の前駆体としてＴＥＯＳとＭＴＥＳの混合物を用いる場合には、それらの混合比は、例えばモル比で１：１にすることができる。この前駆体は、加水分解及び重縮合反応を行わせることによって非晶質シリカを生成する。合成条件として溶液のｐＨを調整するために、塩酸等の酸またはアンモニア等のアルカリを添加する。ｐＨは４以下もしくは１０以上が好ましい。また、加水分解を行うために水を加えてもよい。加える水の量は、金属アルコキシド種に対してモル比で１．５倍以上にすることができる。 When a mixture of TEOS and MTES is used as a precursor of the inorganic material, their mixing ratio can be, for example, 1: 1 in molar ratio. This precursor produces amorphous silica by subjecting it to hydrolysis and polycondensation reactions. As a synthetic condition, an acid such as hydrochloric acid or an alkali such as ammonia is added to adjust the pH of the solution. The pH is preferably 4 or less or 10 or more. Water may also be added to carry out hydrolysis. The amount of water added can be 1.5 times or more in molar ratio with respect to the metal alkoxide species.
前駆体溶液の溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ブタノール等のアルコール類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類、ブトキシエチルエーテル、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−２−プロパノール、ベンジルオキシエタノール等のエーテルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類、フェノール、クロロフェノール等のフェノール類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエタン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、二硫化炭素等の含ヘテロ元素化合物、水、およびこれらの混合溶媒が挙げられる。特に、エタノールおよびイソプロピルアルコールが好ましく、またそれらに水を混合したものも好ましい。 Examples of the solvent for the precursor solution include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol (IPA) and butanol, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, decane and cyclohexane, benzene, toluene, xylene and mesityrene. Aromatic hydrocarbons, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, isophorone, cyclohexanone, butoxyethyl ether, hexyloxyethyl alcohol, methoxy-2-propanol, benzyloxyethanol and the like. Ether alcohols, glycols such as ethylene glycol and propylene glycol, glycol ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate, esters such as ethyl acetate, ethyl lactate and γ-butyrolactone, phenols and chlorophenols. Such as phenols, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and other amides, chloroform, methylene chloride, tetrachloroethane, monochlorobenzene, dichlorobenzene and other halogen-based solvents, carbon disulfide. Etc., hetero-element compounds such as water, water, and a mixed solvent thereof. In particular, ethanol and isopropyl alcohol are preferable, and those mixed with water are also preferable.
前駆体溶液の添加物としては、粘度調整のためのポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコールや、溶液安定剤であるトリエタノールアミンなどのアルカノールアミン、アセチルアセトンなどのβジケトン、βケトエステル、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキサンなどを用いることが出来る。また、前駆体溶液の添加物として、エキシマＵＶ光等紫外線に代表されるエネルギー線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を用いることができる。このような材料を添加することにより、光を照射することよって前駆体溶液を硬化（ゲル化）させて無機材料を形成することができるようになる。 Additives for the precursor solution include polyethylene glycol, polyethylene oxide, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl alcohol for adjusting viscosity, alkanolamines such as triethanolamine as a solution stabilizer, β-diketone such as acetylacetone, and β-ketoester. Formamide, dimethylformamide, dioxane and the like can be used. Further, as an additive of the precursor solution, a material that generates an acid or an alkali by irradiating light such as an energy ray typified by ultraviolet rays such as excimer UV light can be used. By adding such a material, it becomes possible to cure (gel) the precursor solution by irradiating with light to form an inorganic material.
また、無機材料の前駆体としてポリシラザンを用いてもよい。ポリシラザンは、加熱またはエキシマなどのエネルギー線を照射することで酸化してセラミックス化（シリカ改質）し、シリカ、ＳｉＮまたはＳｉＯＮを形成する。なお、「ポリシラザン」とは、珪素−窒素結合を持つポリマーで、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等からなるＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及び両方の中間固溶体ＳｉＯＸＮＹ等のセラミック前駆体無機ポリマーである。特開平８−１１２８７９号公報に記載されている下記の一般式（１）で表されるような比較的低温でセラミック化してシリカ等に変性する化合物がより好ましい。
Moreover, polysilazane may be used as a precursor of an inorganic material. Polysilazane is oxidized by heating or irradiation with energy rays such as excimer to form ceramics (silica modification) to form silica, SiN or SiON. Note that the "polysilazane", silicon - a polymer with a nitrogen bonds, Si-N, Si-H ,
一般式（１）：
−Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）−
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基またはアルコキシ基を表す。
General formula (1):
-Si (R1) (R2) -N (R3)-
In the formula, R1, R2, and R3 represent hydrogen atoms, alkyl groups, alkenyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, alkylsilyl groups, alkylamino groups, or alkoxy groups, respectively.
上記一般式（１）で表される化合物の中で、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳともいう）や、Ｓｉと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンが特に好ましい。 Among the compounds represented by the general formula (1), perhydropolysilazane (also referred to as PHPS) in which all of R1, R2 and R3 are hydrogen atoms, and the hydrogen moiety bonded to Si is partially an alkyl group or the like. Substituted organopolysilazane is particularly preferred.
低温でセラミック化するポリシラザンの別の例としては、ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン（例えば、特開平５−２３８８２７号公報）、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン（例えば、特開平６−１２２８５２号公報）、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン（例えば、特開平６−２４０２０８号公報）、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン（例えば、特開平６−２９９１１８号公報）、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン（例えば、特開平６−３０６３２９号公報）、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン（例えば、特開平７−１９６９８６号公報）等を用いることもできる。 As another example of polysilazane that is ceramicized at low temperature, silicon alkoxide-added polysilazane obtained by reacting polysilazane with silicon alkoxide (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-238827) and glycidol-added polysilazane obtained by reacting glycidol (Japanese Patent Laid-Open No. 5-238827). For example, JP-A-6-122852), alcohol-added polysilazane obtained by reacting alcohol (for example, JP-A-6-240208), and metal carboxylate-added polysilazane obtained by reacting a metal carboxylate (Japanese Patent Laid-Open No. 6-240208). For example, JP-A-6-299118), acetylacetonate complex-added polysilazane obtained by reacting an acetylacetonate complex containing a metal (for example, JP-A-6-306329), and metal fine particles are added. Polysilazane to which metal fine particles are added (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-196986) can also be used.
ポリシラザン溶液の溶媒としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用できる。酸化珪素化合物への改質を促進するために、アミンや金属の触媒を添加してもよい。 As the solvent for the polysilazane solution, hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, and ethers such as halogenated hydrocarbon solvents, aliphatic ethers and alicyclic ethers can be used. Amine or metal catalyst may be added to facilitate modification to the silicon oxide compound.
無機材料の前駆体としてポリシラザンを用いる場合、加熱又はエキシマなどのエネルギー線の照射により前駆体溶液を硬化させて無機材料を形成してよい。 When polysilazane is used as the precursor of the inorganic material, the precursor solution may be cured by heating or irradiation with energy rays such as excimer to form the inorganic material.
＜塗布工程＞
上記のように調製した無機材料の前駆体溶液を基材上に塗布して塗膜を形成する。基材上には密着性を向上させるために、表面処理や易接着層を設けるなどをしてもよい。前駆体溶液の塗布方法として、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、インクジェット法などの任意の塗布方法を使用することができるが、比較的大面積の基材に前駆体溶液を均一に塗布可能であること、前駆体溶液が硬化する前に素早く塗布を完了させることができることからすれば、バーコート法、ダイコート法及びスピンコート法が好ましい。
<Applying process>
The precursor solution of the inorganic material prepared as described above is applied onto the substrate to form a coating film. A surface treatment or an easy-adhesion layer may be provided on the base material in order to improve the adhesion. As a method for applying the precursor solution, any application method such as a bar coating method, a spin coating method, a spray coating method, a dip coating method, a die coating method, or an inkjet method can be used, but a relatively large area substrate can be used. The bar coating method, die coating method and spin coating method are preferable because the precursor solution can be uniformly applied to the surface and the application can be completed quickly before the precursor solution is cured.
＜乾燥工程＞
前駆体溶液の塗布後、塗膜（前駆体膜）中の溶媒を蒸発させるために基材を大気中もしくは減圧下で保持してもよい。凹凸パターン形成の安定性の観点から、パターン転写が良好にできる乾燥時間範囲が十分広いことが望ましく、これは乾燥温度（保持温度）、乾燥圧力、前駆体の材料種、前駆体の材料種の混合比、前駆体溶液調製時に使用する溶媒量（前駆体の濃度）等によって調整することができる。なお、基材をそのまま保持するだけでも塗膜中の溶媒が蒸発するので、必ずしも加熱や送風などの積極的な乾燥操作を行う必要はなく、塗膜を形成した基材をそのまま所定時間だけ放置したり、後続の工程を行うために所定時間の間に搬送したりするだけでもよい。
<Drying process>
After coating the precursor solution, the substrate may be held in the air or under reduced pressure to evaporate the solvent in the coating (precursor film). From the viewpoint of stability of uneven pattern formation, it is desirable that the drying time range in which pattern transfer can be performed is sufficiently wide, which includes drying temperature (holding temperature), drying pressure, precursor material type, and precursor material type. It can be adjusted by the mixing ratio, the amount of solvent used when preparing the precursor solution (precursor concentration), and the like. Since the solvent in the coating film evaporates just by holding the base material as it is, it is not always necessary to actively perform drying operations such as heating and blowing, and the base material on which the coating film is formed is left as it is for a predetermined time. Or it may simply be transported within a predetermined time to perform subsequent steps.
＜押圧工程＞
次いで、凹凸パターン転写用のモールドを塗膜に押圧してモールドの凹凸パターンを塗膜に転写することで、凹凸構造層を形成する。凹凸パターン転写用のモールドとして、上述の樹脂モールド（第１モールド、第３モールド）や金属モールド（第２モールド）を用いることができるが、柔軟性または可撓性のある樹脂モールドを用いることが望ましい。また、ロール状モールドを用いたロールプロセスは、プレート状モールドを用いたプレス式プロセスと比較してモールドと塗膜とが接する時間が短いため、モールド、基材及び基材を設置するステージなどの熱膨張係数の差によるパターンくずれを防ぐことができること、前駆体膜中の溶媒の突沸によってパターン中にガスの気泡が発生したり、ガス痕が残ったりすることを防止することができること、前駆体膜とモールドが線接触するため転写圧力及び剥離力を小さくでき、大面積化に対応し易いこと、押圧時に気泡をかみ込むことがないことなどの利点を有する。また、モールドを塗膜に押し付けながら基材を加熱してもよい。
<Pressing process>
Next, the uneven pattern transfer mold is pressed against the coating film to transfer the uneven pattern of the mold to the coating film, thereby forming the uneven structure layer. As the mold for transferring the uneven pattern, the above-mentioned resin mold (first mold, third mold) or metal mold (second mold) can be used, but a flexible or flexible resin mold can be used. desirable. Further, since the roll process using the roll mold has a shorter contact time between the mold and the coating film than the press type process using the plate mold, the mold, the base material, the stage on which the base material is installed, etc. It is possible to prevent the pattern from collapsing due to the difference in the coefficient of thermal expansion, it is possible to prevent the generation of gas bubbles or gas marks in the pattern due to the bumping of the solvent in the precursor membrane, and the precursor. Since the film and the mold are in line contact with each other, the transfer pressure and the peeling force can be reduced, which has the advantages of being able to easily cope with a large area and not causing air bubbles to be caught during pressing. Alternatively, the base material may be heated while pressing the mold against the coating film.
＜仮焼成工程＞
前駆体膜にモールドを押し付けた後、前駆体膜を仮焼成してもよい。仮焼成することにより前駆体が無機材料に転化して塗膜が硬化し、凹凸パターンが固化し、剥離の際に崩れにくくなる。仮焼成を行う場合は、大気中で室温〜３００℃の温度で加熱することが好ましい。なお、仮焼成は必ずしも行う必要はない。また、前駆体溶液に紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、前駆体膜を仮焼成する代わりに、例えばエキシマＵＶ光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによって塗膜を硬化してもよい。
<Temporary firing process>
After pressing the mold against the precursor film, the precursor film may be calcined. By tentative firing, the precursor is converted into an inorganic material, the coating film is hardened, the uneven pattern is solidified, and it is difficult to collapse during peeling. When performing calcination, it is preferable to heat in the air at a temperature of room temperature to 300 ° C. It is not always necessary to perform temporary firing. Further, when a material that generates an acid or an alkali is added to the precursor solution by irradiating it with light such as ultraviolet light, instead of temporarily firing the precursor film, it is represented by ultraviolet light such as excimer UV light. The coating film may be cured by irradiating with energy rays.
＜剥離工程＞
モールドの押圧または前駆体膜の仮焼成の後、塗膜（前駆体膜又は前駆体膜を転化することにより形成された無機材料膜）からモールドを剥離する。モールドの剥離方法として公知の剥離方法を採用することができる。モールドの凹凸パターンの凸部及び凹部は一様な方向に延在して配列されているため、離形性がよい。モールドの剥離方向は凸部及び凹部の延在方向と平行な方向にしてよい。それによりモールドの離形性をさらに向上することができる。塗膜を加熱しながらモールドを剥離してもよく、それにより塗膜から発生するガスを逃がし、塗膜内に気泡が発生することを防ぐことができる。ロール状のモールドを使用する場合、プレート状モールドを用いたプレス式に比べて剥離力は小さくてよく、塗膜がモールドに残留することなく容易にモールドを塗膜から剥離することができる。特に、塗膜を加熱しながら押圧することで反応が進行し易く、押圧直後にモールドは塗膜から剥離し易くなる。
<Peeling process>
After pressing the mold or pre-baking the precursor film, the mold is peeled off from the coating film (the precursor film or the inorganic material film formed by converting the precursor film). A known peeling method can be adopted as the peeling method of the mold. Since the convex portions and concave portions of the concave-convex pattern of the mold are arranged so as to extend in a uniform direction, the releasability is good. The peeling direction of the mold may be parallel to the extending direction of the convex portion and the concave portion. Thereby, the releasability of the mold can be further improved. The mold may be peeled off while heating the coating film, whereby gas generated from the coating film can be released and bubbles can be prevented from being generated in the coating film. When a roll-shaped mold is used, the peeling force may be smaller than that of the press type using a plate-shaped mold, and the mold can be easily peeled off from the coating film without the coating film remaining on the mold. In particular, the reaction is likely to proceed by pressing the coating film while heating, and the mold is easily peeled off from the coating film immediately after pressing.
＜硬化工程＞
塗膜（凹凸構造層）からモールドを剥離した後、凹凸構造層を本硬化してもよい。本焼成により凹凸構造層を本硬化させることができる。ゾルゲル法によりシリカに転化する前駆体を用いた場合、凹凸構造層を構成するシリカ（アモルファスシリカ）中に含まれている水酸基などが本焼成により脱離して凹凸構造層がより強固となる。本焼成は、２００〜１２００℃の温度で、５分〜６時間程度行うのが良い。この時、凹凸構造層がシリカからなる場合、焼成温度、焼成時間に応じて非晶質または結晶質、または非晶質と結晶質の混合状態となる。なお、硬化工程は必ずしも行う必要はない。また、前駆体溶液に紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、凹凸構造層を焼成する代わりに、例えばエキシマＵＶ光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによって、凹凸構造層を本硬化することができる。
<Curing process>
After peeling the mold from the coating film (concavo-convex structure layer), the concavo-convex structure layer may be mainly cured. The concave-convex structure layer can be main-cured by the main firing. When a precursor that is converted to silica by the sol-gel method is used, the hydroxyl groups and the like contained in the silica (amorphous silica) constituting the concave-convex structure layer are desorbed by the main firing, and the uneven structure layer becomes stronger. This firing is preferably carried out at a temperature of 200 to 1200 ° C. for about 5 minutes to 6 hours. At this time, when the concave-convex structure layer is made of silica, it becomes amorphous or crystalline, or a mixed state of amorphous and crystalline, depending on the firing temperature and firing time. The curing step does not necessarily have to be performed. Further, when a material that generates an acid or an alkali is added to the precursor solution by irradiating the precursor solution with light such as ultraviolet light, instead of firing the uneven structure layer, energy typified by ultraviolet light such as excimer UV light is used. By irradiating the line, the concave-convex structure layer can be mainly cured.
以上のようにして、凹凸パターン転写用モールドから転写された第３凹凸パターン及びマークを有する凹凸構造層が形成され、基材及び凹凸構造層から構成される透明基体が得られる。図３（ｃ）に示すように、透明基体４０は、その表面に第３凹凸パターン８０及びマーク１１ｂ、１３ｂ、１５ｂを有する。なお、図３（ｄ）に示すように、透明基体の第３凹凸パターンが形成されていない部分及び第３凹凸パターンが形成された領域の外周部付近の部分を除去してもよい。透明基体の凹凸パターンが形成されていない部分からは光学位相差部材は製造できない。また、透明基体の第３凹凸パターンが形成された領域の外周部付近に形成されている凹凸パターンは、母型及びモールドの外周部付近の凹凸パターンが転写されて形成されたものであるが、上述した母型の凹凸パターンの面内分布により、母型の外周部付近の凹凸パターンが転写された透明基体は製品に用いられないことが多い。したがって、透明基体の第３凹凸パターンが形成されていない部分及び第３凹凸パターンが形成された領域の外周部付近の部分を除去することにより、後続の高屈折率層形成工程等の各工程を効率的に行うことができ、量産性が向上する。
As described above, the concavo-convex structure layer having the third concavo-convex pattern and the mark transferred from the concavo-convex pattern transfer mold is formed, and a transparent substrate composed of the base material and the concavo-convex structure layer can be obtained. As shown in FIG. 3C, the
なお、凹凸構造層の形成に用いる無機材料の前駆体としては、上記シリカの前駆体に代えて、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ２、ＩＴＯ等の前駆体を用いてもよい。 As the precursor of the inorganic material used for forming the concavo-convex structure layer, instead of the precursor of silica, TiO 2 , ZnO, ZnS, ZrO 2 , Al 2 O 3 , BaTIO 3 , SrTIO 2 , ITO and the like can be used. Precursors may be used.
またゾルゲル法のほか、無機材料の微粒子の分散液を用いる方法、液相堆積法（ＬＰＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて凹凸構造層を形成してもよい。 Further, in addition to the sol-gel method, a concavo-convex structural layer may be formed by using a method using a dispersion of fine particles of an inorganic material, a liquid phase deposition method (LPD: Liquid Phase Deposition), or the like.
また、上述の無機材料のほか、硬化性樹脂材料を用いて凹凸構造層を形成してもよい。硬化性樹脂を用いて凹凸構造層を形成する場合、例えば、硬化性樹脂を基材に塗布した後、塗布した硬化性樹脂層に凹凸パターンを有するモールドを押し付けつつ塗膜を硬化させることによって、硬化性樹脂層にモールドの凹凸パターンを転写することができる。硬化性樹脂は有機溶剤で希釈してから塗布してもよい。この場合に用いる有機溶剤としては硬化前の樹脂を溶解するものを選択して使用することができる。例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などのアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、などのケトン系溶剤等の公知のものから選択できる。硬化性樹脂を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、インクジェット法、スパッタ法等の各種コート方法を採用することができる。凹凸パターンを有するモールドとしては、例えばフィルム状モールド、金属モールドなど所望のモールドを用いることができる。さらに、硬化性樹脂を硬化させる条件としては、使用する樹脂の種類により異なるが、例えば、硬化温度が室温〜２５０℃の範囲内であり、硬化時間が０．５分〜３時間の範囲内であることが好ましい。また、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射することで硬化させる方法でもよく、その場合には、照射量は２０ｍＪ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。 Further, in addition to the above-mentioned inorganic material, a curable resin material may be used to form an uneven structure layer. When forming a concavo-convex structure layer using a curable resin, for example, after applying the curable resin to a base material, the coating film is cured while pressing a mold having an concavo-convex pattern against the applied curable resin layer. The uneven pattern of the mold can be transferred to the curable resin layer. The curable resin may be applied after being diluted with an organic solvent. As the organic solvent used in this case, a solvent that dissolves the resin before curing can be selected and used. For example, it can be selected from known solvents such as alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol (IPA), and ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone (MIBK). Examples of the method for applying the curable resin include spin coating method, spray coating method, dip coating method, dropping method, gravure printing method, screen printing method, letterpress printing method, die coating method, curtain coating method, inkjet method, and spatter. Various coating methods such as law can be adopted. As the mold having the uneven pattern, a desired mold such as a film mold or a metal mold can be used. Further, the conditions for curing the curable resin vary depending on the type of resin used, but for example, the curing temperature is in the range of room temperature to 250 ° C., and the curing time is in the range of 0.5 minutes to 3 hours. It is preferable to have. Further, a method of curing by irradiating with energy rays such as ultraviolet rays and electron beams may be used, and in that case, the irradiation amount is preferably in the range of 20 mJ / cm 2 to 10 J / cm 2 .
なお、図１（ｄ）に示すような、基材４２ｃ上に凸部６０ｃをなす構造体が形成されている透明基体４０ｃは、例えば次のようにして製造することができる。上述した製造方法において基材上に無機材料の前駆体溶液を塗布する代わりに、凹凸パターン転写用モールドの凹部のみ又は凸部のみに前駆体溶液を塗布する。上記押圧工程において、モールドに塗布した前駆体溶液を基材に密着させ、前駆体溶液を基材に転写する。それによってモールドの凹部又は凸部の形状に対応する形状を有する凸部が基材上に形成される。
The
また、図１（ｅ）に示すような、基材の表面自体が凸部６０ｄからなる凹凸パターン８０ｄを構成するように形状化された基材によって構成された透明基体４０ｄは、例えば、次のようにして製造することができる。公知のナノインプリントやフォトリソグラフィ等の技術より、基材上に凹凸パターンを有するレジスト層を形成する。レジスト層の凹部をエッチングして基材表面を露出させた後、残存するレジスト層をマスクとして基材をエッチングする。エッチング後、残ったマスク（レジスト）を薬液で除去する。以上のような操作により、基材表面自体に凹凸パターン８０ｄを形成することができる。
Further, as shown in FIG. 1 (e), the
＜高屈折率層形成工程＞
次いで、凹凸パターンが形成された透明基体上に高屈折率層を形成してよい。上述のような膜厚を有する高屈折率層を凹凸パターンの凸部の上面及び側面に形成するためには、高屈折率層を付き回り性（カバレッジ性）の高い成膜方法で形成することが好ましく、例えば、メッキ法、原子層堆積法、化学気相成長法、スパッタ法、蒸着法等により形成することができる。
<High refractive index layer forming process>
Next, a high refractive index layer may be formed on the transparent substrate on which the uneven pattern is formed. In order to form the high refractive index layer having the above-mentioned film thickness on the upper surface and the side surface of the convex portion of the uneven pattern, the high refractive index layer is formed by a film forming method having high coverage. Is preferable, and for example, it can be formed by a plating method, an atomic layer deposition method, a chemical vapor deposition method, a sputtering method, a vapor deposition method, or the like.
＜積層体形成工程＞
次いで、高屈折率層上に積層体を構成する２ｎ＋１個（ｎは正の整数）の各層を順に形成してよい。各層は、付き回り性の低い成膜方法、例えば、スパッタ法、蒸着法等により形成することが好ましい。それにより、凸部の側面の高屈折率層上に積層体を構成する材料が堆積されないようにしながら、あるいは凸部の側面の高屈折率層上に形成される積層体の膜厚を上述のような範囲内に制御しながら、凹凸パターンの凸部の上面の高屈折率層上に積層体を形成することができる。
<Laminate body forming process>
Next, each layer of 2n + 1 (n is a positive integer) constituting the laminated body may be formed in order on the high refractive index layer. It is preferable that each layer is formed by a film forming method having low turnability, for example, a sputtering method, a vapor deposition method or the like. As a result, the thickness of the laminate formed on the high-refractive index layer on the side surface of the convex portion is increased while preventing the material constituting the laminate from being deposited on the high-refractive index layer on the side surface of the convex portion. It is possible to form a laminated body on the high refractive index layer on the upper surface of the convex portion of the concave-convex pattern while controlling within such a range.
＜チップ化工程＞
高屈折率層及び積層体を形成した透明基体を所定のサイズに分割し、チップ化する。透明基体は、レーザー、ブレード等を用いた任意の方法によって分割（ダイシング）できる。例えば、まず、レーザースクライブ装置（不図示）のカメラで透明基体４０の切断用位置決めマーク１１ｂを検出する（図３（ｄ）参照）。次いで、切断用位置決めマーク１１ｂの位置を基準として、製造する光学位相差部材のサイズ及び軸方位に応じて透明基体４０を各チップに区画する切断線１７の位置、本数、方向等を計算する。切断線１７に沿ってレーザー光を照射した後、透明基体４０に外部応力を加えることで、透明基体４０が分割され、図３（ｅ）に示すように所定のサイズの光学位相差部材１００が得られる。
<Chip making process>
The transparent substrate on which the high refractive index layer and the laminate are formed is divided into predetermined sizes and formed into chips. The transparent substrate can be divided (diced) by an arbitrary method using a laser, a blade, or the like. For example, first, a camera of a laser scribe device (not shown) detects a
切断用位置決めマーク１１ｂの位置を基準として切断線１７の位置等を決めることにより、光学位相差部材の軸方位、サイズ等のばらつきを抑制できる。また、切断線の本数、方向等を変えることで、所望のサイズ及び軸方位を有する光学位相差部材を製造することができる。
By determining the position of the cutting
マーク形成工程において、図３（ｂ）に示すようにモールド１４０に不良位置表示マーク１３ａ、方位表裏表示マーク（不図示）及び／又は番地表示マーク１５ａを形成した場合、製造される光学位相差部材１００の各々に不良位置表示マーク１３ｂ、方位表裏表示マーク（不図示）及び／又は番地表示マーク１５ｂが形成される。
In the mark forming step, as shown in FIG. 3B, when a defective
［プロジェクタ］
光学位相差部材１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを用いたプロジェクタの一例を図４に基づいて説明する。図４に示すプロジェクタ３０１は、プロジェクタ３０１の外部の装置、例えばＰＣやＤＶＤプレイヤー等から供給される画像データに基づいて、画像データに規定されたフルカラーの画像をスクリーン等の投写面に表示することができる。
[projector]
An example of a projector using the
プロジェクタ３０１は、出射する光の波長が互いに異なる３系統の照明系３０２〜３０４と、互いに異なる色の画像を形成する３系統の画像形成系３０５〜３０７と、複数の画像形成系３０５〜３０７により形成された複数色の画像を合成する画像合成部３０８と、画像合成部３０８により合成された画像（光）を投写する投写光学系３０９とを備える。
The
第１の照明系３０２は赤色の光Ｌ１（例えば中心波長が６３０ｎｍ）を出射可能であって、第２の照明系３０３は緑色の光Ｌ２（例えば中心波長が５３０ｎｍ）を出射可能であり、第３の照明系３０４は青色の光Ｌ３（例えば中心波長が４４０ｎｍ）を出射可能である。
The
３系統の画像形成系３０５〜３０７の画像形成系は、３系統の照明系３０２〜３０４の各照明系にそれぞれ対応して設けられている。
The image forming systems of the three
画像合成部３０８は、ダイクロイックプリズム等によって構成される。このダイクロイックプリズムは、赤色の光Ｌ１が反射するとともに緑色の光Ｌ２及び青色の光Ｌ３が透過する特性の波長選択膜と、青色の光Ｌ３が反射するとともに赤色の光Ｌ１及び緑色の光Ｌ２が透過する特性の波長選択膜とが、互いに直交して設けられた構造である。３系統の照明系３０２〜３０４から出射されて３系統の画像形成系３０５〜３０７を経由した光Ｌ１〜Ｌ３は、画像合成部３０８の２種類の波長選択面で透過あるいは反射することによって、いずれも同じ方向に進行し、投写面で互いに重なるように合成される。互いに重ね合わされた光Ｌ１〜Ｌ３は、全体としてフルカラーの画像を示す光になる。この光が投写光学系３０９により投写面上に結像することによって、投写面上にフルカラーの画像が表示される。
The
第１の照明系３０２は、光生成機構３１０と、集光レンズ３１１と、ロッドレンズ３１２とを有する。光生成機構３１０は、レーザーダイオード（ＬＤ）を含んでよい。このレーザーダイオードは、ドライバーから供給される電流により光を発する活性層、及び活性層から発せられた光をレーザー発振可能な共振器を有する。あるいは、光生成機構３１０は、非偏光光源、及び偏光ビームスプリッタ等の非偏光光から直線偏光を作り出す偏光子を有してよい。それにより、光生成機構３１０は、赤色の光Ｌ１として、ほぼ直線偏光の光を生成可能である。ロッドレンズ３１２は、その内部を通った光の光強度分布を均一化することができる。集光レンズ３１１は、光生成機構３１０から出射された光Ｌ１のスポットがロッドレンズ３１２の軸方向の一端面に収まるように、光Ｌ１を集光する。
The
第２の照明系３０３及び第３の照明系３０４は、いずれも光生成機構、集光レンズ及びロッドレンズを含んで構成されており、光生成機構から出射される光の波長が互いに異なる点を除いて、第１の照明系３０２と同様の構成である。なお、緑色の光Ｌ２を生成可能な光生成機構は、例えば赤外光を発する活性層及び共振器を有するレーザーダイオードと、共振器の内部又は外部に設けられたＰＰＬＮのような波長変換素子とを有してよい。
The
第１の照明系３０２から出射された光Ｌ１は、反射ミラー３１３で反射した後に第１の画像形成系３０５へ入射する。第２の照明系３０３から出射された光Ｌ２は、第２の画像形成系３０６へ入射し、第３の照明系３０４から出射された光Ｌ３は、反射ミラー３１４で反射した後に第３の画像形成系３０７へ入射する。
The light L1 emitted from the
３系統の画像形成系３０５〜３０７は、それぞれ、画像表示素子としての透過型の液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置された入射側波長板と、液晶パネルの光出射側に配置された出射側波長板とを有する。各画像形成系の入射側波長板は、対応する照明系から出射される光の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されている。各画像形成系の出射側波長板は、この画像形成系の入射側波長板とリタデーションが同じ値に設定されている。リタデーションは、遅相軸に平行な方向の屈折率と進相軸に平行な方向の屈折率の差分に、波長板の厚みを乗算した値である。
The three
詳しくは、第１の画像形成系３０５の入射側波長板３２０及び出射側波長板３２１は、第１の照明系３０２から出射される赤色の光Ｌ１の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されている。第２の画像形成系３０６の入射側波長板３２２及び出射側波長板３２３は、第２の照明系３０３から出射される緑色の光Ｌ２の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されている。第３の画像形成系３０７の入射側波長板３２４及び出射側波長板３２５は、第３の照明系３０４から出射される青色の光Ｌ３の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されている。このように、入射側波長板及び出射側波長板のリタデーションは、３系統の画像形成系３０５〜３０７で互いに異なっている。
Specifically, the incident
画像形成系３０５〜３０７は、それぞれ、入射側波長板及び出射側波長板の他に、入射側偏光板と、光学補償板と、液晶パネルと、出射側偏光板とを有する。３系統の画像形成系３０５〜３０７は、入射側波長板のリタデーションが３系統の画像形成系３０５〜３０７で互いに異なっている点、及び出射側波長板のリタデーションが３系統の画像形成系３０５〜３０７で互いに異なっている点を除くと、いずれも同様の構成である。ここでは、第１の画像形成系３０５の構成を代表的に説明する。
The
第１の照明系３０２から第１の画像形成系３０５へ入射した赤色の光Ｌ１は、入射側偏光板３２６を通って入射側波長板３２０へ入射し、入射側波長板３２０によって円偏光へ変換される。入射側波長板３２０から出射された円偏光は、光学補償板３２７を通って液晶パネル３２８へ入射し、液晶パネル３２８によって位相変調される。液晶パネル３２８により変調された光Ｌ１は、出射側波長板３２１へ入射して直線偏光へ変換された後に、出射側偏光板３２９へ入射する。
The red light L1 incident on the first
図５は、第１の画像形成系を構成する各構成要素の光学的な軸の相対関係を示す図である。図５中の符号ＡＸは、第１の照明系３０２から合成部３０８までの光軸を示す。
FIG. 5 is a diagram showing the relative relationship of the optical axes of each component constituting the first image forming system. Reference numeral AX in FIG. 5 indicates an optical axis from the
入射側偏光板３２６及び出射側偏光板３２９は、それぞれ、透過軸に平行な直線偏光が透過する特性の偏光板である。入射側偏光板３２６の透過軸は、第１の照明系３０２から出射された光Ｌ１（ほぼ直線偏光）のほぼ全部が透過するように、透過軸が設定されている。光軸ＡＸから見た入射側偏光板３２６の透過軸は、出射側偏光板３２９の透過軸と直交している。
The incident
入射側波長板３２０及び出射側波長板３２１は、光学位相差部材１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄによって構成される。入射側波長板３２０の遅相軸は、光軸ＡＸから見て入射側偏光板３２６の透過軸を反時計回りに４５°回転した方向と平行である。出射側波長板３２３の遅相軸は、光軸ＡＸから見て入射側偏光板３２６の透過軸を反時計回りに１３５°回転した方向と平行であり、入射側波長板３２０の遅相軸と直交している。
The incident
入射側波長板３２０及び出射側波長板３２１は、それぞれ、第１の照明系３０２から出射された光Ｌ１が入射する光入射面が空隙（空気層）に隣接しており、かつ、光Ｌ１が出射される光出射面も空隙に隣接している。すなわち、入射側波長板３２０は、入射側偏光板３２６との間に空隙を有し、かつ光学補償板３２７との間にも空隙を有するように、取り付けられている。また、出射側波長板３２１は、液晶パネル３２８との間に空隙を有し、かつ出射側偏光板３２９との間に空隙を有するように、取り付けられている。
In the incident
プロジェクタ３０１は、複数系統の照明系のそれぞれと液晶パネルとの間の各光路に、各照明系と１対１で対応する波長板が設けられており、各波長板は対応する照明系から出射される光の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されているので、液晶パネルに入射する光を円偏光へ高精度に変換することができる。結果として、コントラスト比を向上させることもできる。
The
なお、図４に示したプロジェクタ３０１では、照明系３０２〜３０４において赤、緑、青の異なる色の光を生成する光生成機構３１０を用いたが、これに代えて、単一の白色光源及び反射帯域波長の異なる２つのダイクロックミラーを用いて白色光源からの光を赤、緑、青の三色に分離してもよい。
In the
次に、光学位相差部材１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを用いたプロジェクタの別の例を図６に基づいて説明する。
Next, another example of a projector using the
図６のプロジェクタ５０１は、出射する光の波長が互いに異なる３系統の照明系５０２、５０３、５０４と、液晶パネル５２８と、画像合成部５０８と、投写光学系５０９とを備えている。
The
３系統の照明系５０２、５０３、５０４のうち、第１の照明系５０２は赤色の光Ｌ１を出射可能であり、第２の照明系５０３は緑色の光Ｌ２を出射可能であり、第３の照明系５０４は青色の光Ｌ３を出射可能である。
Of the three
液晶パネル５２８は、第１の照明系５０２から射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の赤色用液晶パネル５２８Ｒと、第２の照明系５０３から射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の緑色用液晶パネル５２８Ｇと、第３の照明系５０４から射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の青色用液晶パネル５２８Ｂとからなる。
The
画像合成部５０８は、ダイクロイックプリズム等によって構成され、各液晶パネル５２８Ｒ、５２８Ｇ、５２８Ｂにより変調された各色光を合成する。
The
投写光学系５０９は、画像合成部５０８で合成された光をスクリーン５５０上に投写するものである。
The projection
３系統の照明系５０２〜５０４は、光生成機構５１０から射出される光の光路に沿って見ると、光生成機構５１０、波長板５３４、拡散素子（散乱素子）５３２、集光レンズ５１１がこの順に配置された構成となっている。３系統の照明系５０２〜５０４において、各拡散素子５３２には、駆動装置５１５が取り付けられている。
When viewed along the optical path of the light emitted from the
各光生成機構５１０は、図示略のレーザーダイオード（ＬＤ）を含んでよい。このレーザーダイオードは、図示略のドライバーから供給される電流により光を発する活性層、及び活性層から発せられた光をレーザー発振可能な共振器を有する。あるいは、光生成機構５１０は、非偏光光源、及び偏光ビームスプリッタ等の非偏光光から直線偏光を作り出す偏光子を有してよい。それにより、各光生成機構５１０は、赤色の光Ｌ１、緑色の光Ｌ２、青色の光Ｌ３として、ほぼ直線偏光の光を生成可能である。
Each
波長板５３４として、λ／４の位相差を生じさせるように設計した位相差部材１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄが用いられる。波長板５３４は、光生成機構５１０から射出された直線偏光の光を円偏光の光に変換することができる。
As the
拡散素子５３２は、波長板５３４から射出された光を所定のスポットサイズを持った光線束に広げる機能を有する。拡散素子５３２として例えばすりガラスやホログラム素子など任意の素子を用いることができる。拡散素子としては例えば特開平６−２０８０８９号に開示された拡散素子や特開２０１０−１９７９１６号に開示されたホログラム記録媒体等を使用することができる。
The diffusing
駆動装置５１５は、拡散素子５３２の光が照射される領域を時間的に変動させるものである。駆動装置５１５は、拡散素子５３２を所定の回転軸の周りに回転させるモーターを含む。
The
集光レンズ５１１は、拡散素子５３２から射出された光を液晶パネル５２８に集光させる。
The condensing
各液晶パネル５２８（赤色用液晶パネル５２８Ｒ、緑色用液晶パネル５２８Ｇ、青色用液晶パネル５２８Ｂ）は、画像情報を含んだ画像信号を供給するＰＣ等の信号源（図示略）と電気的に接続されており、供給された画像信号に基づき入射光を画素ごとに空間変調して、それぞれ赤色画像、緑色画像、青色画像を形成する。赤色用液晶パネル子５２８Ｒ、緑色用液晶パネル５２８Ｇ、青色用液晶パネル５２８Ｂにより変調された光（形成された画像）は、画像合成部５０８に入射する。
Each liquid crystal panel 528 (red
画像合成部５０８のダイクロイックプリズムは、４つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされた構造になっている。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、ダイクロイックプリズムの内面になる。ダイクロイックプリズムの内面に、赤色光Ｒが反射し緑色光Ｇが透過するミラー面と、青色光Ｂが反射し緑色光Ｇが透過するミラー面とが互いに直交して形成されている。ダイクロイックプリズムに入射した緑色光Ｇは、ミラー面を通ってそのまま射出される。ダイクロイックプリズムに入射した赤色光Ｒ、青色光Ｂは、ミラー面で選択的に反射あるいは透過して、緑色光Ｇの射出方向と同じ方向に射出される。このようにして３つの色光（画像）が重ね合わされて合成され、合成された色光が投写光学系５０９によってスクリーン５５０に拡大投写される。
The dichroic prism of the
レーザー光源は、高出力であること、色再現性に優れること、瞬時点灯が容易であること、長寿命であること等の長所を有しているが、レーザー光はコヒーレントであるため、レーザー光源を光源として用いたプロジェクタは、干渉によりスクリーン上にスペックルと呼ばれる干渉パターンが生じるという問題がある。この点、図６のプロジェクタ５０１においては、回転駆動された拡散素子５３２により光生成機構５１０から射出された光の偏光・位相・角度・時間といったモードが多重化され、スペックルの発生を低減できる。さらに、プロジェクタ５０１においては、λ／４波長板５３４を光生成機構５１０と拡散素子５３２の間に設けることで、光生成機構５１０から出射した直線偏光光を波長板５３４により円偏光光に変換した上で拡散素子５３２に入射させることができる。それにより、散板５３２を通った後の多重度を、拡散板５３２を設けない場合の倍にすることができ、スペックルを１／√２倍に低減することが出来る。
The laser light source has advantages such as high output, excellent color reproducibility, easy instantaneous lighting, and long life. However, since the laser light is coherent, it is a laser light source. A projector using the above as a light source has a problem that an interference pattern called speckle is generated on the screen due to interference. In this regard, in the
以上、本発明を実施形態により説明してきたが、本発明の光学位相差部材の製造方法は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で適宜改変することができる。 Although the present invention has been described above according to the embodiment, the method for manufacturing the optical retardation member of the present invention is not limited to the above embodiment, and may be appropriately modified within the scope of the technical idea described in the claims. Can be done.
本発明の光学位相差部材の製造方法は、所望の位相差を生じることができる光学位相差部材を歩留り良く製造することができる。それゆえ、本発明の製造方法は、プロジェクタ（投影型表示装置）、反射型あるいは半透過型液晶表示装置、光ディスク用ピックアップ装置、偏光変換素子等の各種デバイス等に用いられる光学位相差部材の製造に好適である。 The method for manufacturing an optical retardation member of the present invention can produce an optical retardation member capable of producing a desired phase difference with a high yield. Therefore, the manufacturing method of the present invention manufactures an optical retardation member used in various devices such as a projector (projection type display device), a reflective or transflective liquid crystal display device, an optical disc pickup device, and a polarization conversion element. It is suitable for.
２０ 積層体、 ２２ 第１層、 ２４ 第２層、 ２６ 第３層
３０ 高屈折率層、 ４０ 透明基体、 ４２ 基材
５０ 凹凸構造層、 ６０ 凸部、 ９０ 空気層
８０ 第３凹凸パターン、８２ 第２凹凸パターン
８４ 第１凹凸パターン、１００ 光学位相差部材
１４０ モールド、２４０ 母型
３０１、５０１ プロジェクタ、３２０ 入射側波長板
３２１ 出射側波長板
３２８、５２８ 液晶パネル、５３２ 拡散素子、５３４ 波長板
20 Laminate, 22 1st layer, 24 2nd layer, 26
Claims (10)
前記母型を用いて、前記第１凹凸パターンに対応する第２凹凸パターンを有するモールドを作製することと、
前記モールドの前記第２凹凸パターン上に切断用位置決めマークを含むマークを形成することと、
前記モールドを用いて、複数の凸部から構成される第３凹凸パターンを有する透明基体を形成することと、
前記切断用位置決めマークの位置を基準として前記透明基体を分割して複数のチップを作製することとを含む光学位相差部材の製造方法。 Preparing a master mold with the first uneven pattern and
Using the master mold, a mold having a second uneven pattern corresponding to the first uneven pattern can be produced.
Forming a mark including a positioning mark for cutting on the second uneven pattern of the mold,
Using the mold, a transparent substrate having a third uneven pattern composed of a plurality of convex portions can be formed .
A method for manufacturing an optical retardation member, which comprises dividing the transparent substrate with reference to the position of the cutting positioning mark to produce a plurality of chips .
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