光学器件及其制造方法和母板的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是如下专利申请的分案申请：
[0002] 发明名称：光学器件及其制造方法和母板的制造方法；申请日：2010年8月26日； 【申请号】201010265401. 1。
[0003] 相关申请的参考
[0004] 本发明包含于2009年9月2日向日本专利局提交的日本优先权专利申请 JP2009-203179的主题，将其全部内容结合于此，作为参考。
技术领域
[0005] 本发明涉及光学器件及其制造方法、以及在光学器件中使用的母板的制造方法， 具体而言，涉及具有在其上以等于或小于可见光波长的微小节距配置通过凸部或凹部所形 成的多个结构体的表面的光学器件。
【背景技术】
[0006] 通常，在使用由玻璃、塑料等构成的透明基板的一些光学器件中，执行表面处理， 从而抑制光线的表面反射。作为这种类型的表面处理，存在在光学器件的表面上形成微 小致密的凹凸（蛾眼）的处理（例如，见"OpticalandElectro-OpticalEngineering Contact"，Vol. 43,No. 11 (2005)，p630-637)。
[0007] 通常，在周期性凹凸形状被配置在光学器件的表面上的情况下，当光透射通过凹 凸形状时，发生衍射。因此，透射光的直线传播组分大量减少。但是，在凹凸形状的节距小 于透射光的波长的情况下，不发生衍射。因此，例如，如随后所述，当凹凸形状形成为矩形形 状时，对于相应于节距、深度等的单一波长的光能够获取有效的防反射效果。
[0008] 作为通过使用电子束曝光所制备的蛾眼结构，披露了具有微小帐篷形状的蛾眼 结构（节距：约为300nm;深度：约为400nm)(例如，见网上NTTAdvancedTechnology Corporation"MoldingDieMasterforAntireflectionBodies(MothEye)ThatDoNot HaveDependencyontheWavelength，'，2008 年 2 月 27 日检索，网址http://keytech. ntt-at.co.jp/nano/prd_0033.html)。根据这种蛾眼结构，能够获取具有等于或小于1%的 反射率的高性能的防反射特性。
【发明内容】
[0009] 但是，近来，为了改进诸如液晶显示装置的各种显示装置的可视性，期望实现更好 的防反射特性。另外，在CCD(电荷耦合器件）图像传感器件、CMOS(互补金属氧化物半导 体）图像传感器件、光电二极管（PD)等的封装件中，使用盖玻片。因此，也期望改进盖玻片 的防反射特性。
[0010] 期望提供一种具有优异的防反射特性的光学器件及其制造方法、及在该光学器件 中使用的母板的制造方法。
[0011] 根据本发明的一个实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学器件。该光学器 件包括：基底；以及多个结构体，由凸部或凹部构成，以等于或小于可见光波长的微小节距 配置在基底的表面上。多个结构体被配置为在基底表面上形成多列轨迹，并形成准六方 点阵图案、四方点阵图案或准四方点阵图案，并且结构体对基底表面的填充率等于或高于 65%。
[0012] 根据本发明的另一实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学器件。该光学器 件包括：基底；以及多个结构体，由凸部或凹部构成，以等于或小于可见光波长的微小节距 配置在基底的表面上。多个结构体被配置为在基底表面上形成多列轨迹，并形成准六方点 阵图案，并且当同一轨迹内的多个结构体的配置节距为P1并且结构体的底面在轨迹方向 上的直径为21'时，直径21'与配置节距？1的比率（(217^1)\100)等于或高于85%。
[0013] 根据本发明的另一实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学器件。该光学器 件包括：基底；以及多个结构体，由凸部或凹部构成，以等于或小于可见光波长的微小节距 配置在基底的表面上。
[0014] 多个结构体被配置为在基底表面上形成多列轨迹，并形成四方点阵图案或准四方 点阵图案，并且当同一轨迹内的多个结构体的配置节距为P1并且结构体的底面在轨迹方 向上的直径为21'时，直径21'与配置节距？1的比率（(217^1)\100)等于或高于90%。
[0015] 根据本发明的另一实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学器件的母板的制 造方法。该方法包括以下步骤：在具有圆柱体形状或空心圆柱体形状的母板的圆周面上形 成抗蚀层；通过在旋转其中形成了抗蚀层的母板并且平行于具有圆柱体形状或空心圆柱体 形状的母板的中心轴相对移动激光束的光点的同时，将激光束间歇照射在抗蚀层上，从而 形成具有小于可见光波长的节距的潜像；通过显影抗蚀层而在母板的表面上形成抗蚀图 案；并且通过使用抗蚀图案作为掩模执行蚀刻处理在母板表面上形成具有凹状或凸状的结 构体。在形成潜像时，潜像被配置为在母板表面上形成多列轨迹，并形成准六方点阵图案、 四方点阵图案或准四方点阵图案，并且结构体对母板表面的填充率等于或高于65%。
[0016] 根据本发明的另一实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学器件的母板的制 造方法。该方法包括以下步骤：在具有圆柱体形状或空心圆柱体形状的母板的圆周面上形 成抗蚀层；通过在旋转其中形成了抗蚀层的母板并且平行于具有圆柱体形状或空心圆柱体 形状的母板的中心轴相对移动激光束的光点的同时，将激光束间歇照射在抗蚀层上，从而 形成具有小于可见光波长的节距的潜像；通过显影抗蚀层而在母板的表面上形成抗蚀图 案；并且通过使用抗蚀图案作为掩模执行蚀刻处理在母板表面上形成具有凹状或凸状的结 构体。在形成潜像时，潜像被配置为在母板表面上形成多列轨迹，并形成准六方点阵图案， 并且当同一轨迹内的多个结构体的配置节距为P1并且结构体在轨迹方向上的直径为2r 时，直径21'与配置节距？1的比率（(217^1)父100)等于或高于85%。
[0017] 根据本发明的另一实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学器件的母板的制 造方法。该方法包括以下步骤：在具有圆柱体形状或空心圆柱体形状的母板的表面上形成 抗蚀层；通过在旋转其中形成了抗蚀层的母板并且平行于具有圆柱体形状或空心圆柱体形 状的母板的中心轴相对移动激光束的光点的同时，将激光束间歇照射在抗蚀层上，从而形 成具有小于可见光波长的节距的潜像；通过显影抗蚀层而在母板的表面上形成抗蚀图案； 并且通过使用抗蚀图案作为掩模执行蚀刻处理在母板表面上形成具有凹状或凸状的结构 体。在形成潜像时，潜像被配置为在基底表面上形成多列轨迹，并形成四方点阵图案或准四 方点阵图案，并且当同一轨迹内的多个结构体的配置节距为P1并且结构体在轨迹方向上 的直径为2r时，直径2r与配置节距P1的比率（(2r/Pl)X100)等于或高于64%。
[0018] 根据本发明另一实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学器件的制造方法。 该方法包括以下步骤：在具有圆柱体形状或空心圆柱体形状的母板的圆周面上形成抗蚀 层；通过在旋转其中形成了抗蚀层的母板并且平行于具有圆柱体形状或空心圆柱体形状的 母板的中心轴相对移动激光束的光点的同时，将激光束间歇照射在抗蚀层上，从而形成具 有小于可见光波长的节距的潜像；通过显影抗蚀层而在母板的表面上形成抗蚀图案；通过 使用抗蚀图案作为掩模执行蚀刻处理在母板表面上形成具有凹状或凸状的结构体；并且通 过使用形成了结构体的母板来制备其上转印有结构体的光学器件。在形成潜像时，潜像被 配置为在母板表面上形成多列轨迹，并形成准六方点阵图案、四方点阵图案或准四方点阵 图案，结构体的转印包括在基底上形成包含硅氧烷树脂的树脂层，并且通过将母板压向树 脂层而转印母板的结构体，并且结构体对母板表面的填充率等于或高于65%。
[0019] 根据本发明的实施方式，优选以四方点阵形状或准四方点阵形状周期性地配置主 结构体。此处，四方点阵形状表示具有正方形形状的点阵。与四方点阵形状不同，准四方点 阵形状表示具有扭曲的正方形形状的点阵。
[0020] 例如，在结构体配置成直线的情况下，准四方点阵表示通过在成直线的配置方向 (轨迹方向）上拉伸具有正方形形状的点阵所获取的扭曲的四方点阵。在结构体曲折配置 的情况下，准四方点阵表示具有由于结构体的曲折配置而被扭曲的正方形形状的点阵。可 选地，准四方点阵表示在成直线的配置方向（轨迹方向）上通过直线拉伸具有正方形形状 的点阵被扭曲和根据结构体的曲折配置被扭曲的四方点阵。
[0021] 根据本发明的实施方式，优选以六方点阵形状或准六方点阵形状周期性地配置结 构体。此处，六方点阵表示具有正六边形的点阵。与具有正六边形的点阵不同，准六方点阵 表示具有扭曲的正六边形的点阵。
[0022] 例如，在结构体配置成直线的情况下，准六方点阵表示通过在成直线的配置方向 (轨迹方向）上拉伸具有正六边形的点阵被扭曲的六方点阵。在结构体曲折配置的情况下， 准六方点阵表示通过使具有正六边形的点阵根据结构体的曲折配置所获取的扭曲的六方 点阵。可选地，准六方点阵表示通过在成直线的配置方向（轨迹方向上）直线拉伸具有正 六边形形状的点阵被扭曲和根据结构体的曲折配置被扭曲的六方点阵。
[0023] 在本发明的实施方式中，椭圆形不仅包括数学上定义的正椭圆，而且包括或多或 少被扭曲的椭圆。另外，圆形不仅包括数学上定义的正圆形，而且包括或多或少被扭曲的圆 形。
[0024] 在本发明的实施方式中，优选同一轨迹内的结构体的配置节距P1比两个相邻轨 迹之间的结构体的配置节距P2更大。因此，可以提高具有椭圆锥形或椭圆锥台形的结构体 的填充率，因此，能够改进防反射特性。
[0025] 在本发明的实施方式中，在结构体在基底表面上形成六方点阵图案或准六方点阵 图案的情况下，当同一轨迹内的多个结构体的配置节距为P1并且两个相邻轨迹之间的多 个结构体的配置节距为P2时，优选P1/P2满足关系1. 00 <P1/P2 < 1. 1或1. 00 <P1/ P2 < 1. 1。通过允许这样数字范围内的比率，能够提高具有椭圆锥形或椭圆锥台形的结构 体的填充率，从而能够提高防反射特性。
[0026] 在本发明的实施方