JP2002214414A - マイクロ凹凸パターンを有する樹脂薄膜を備えた光学素子、該光学素子の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の３次元形状を加工精度がよく形成で
き、薄膜化できるマイクロ凹凸パターンを有する光学素
子の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 基板表面の樹脂薄膜４を、外周にマイク
ロ凹凸パターンを有する円筒状の型材３により押圧して
マイクロ凹凸パターンを形成する光学素子の製造方法に
おいて、前記基板５を転写ステージ７上に固定し、加圧
手段２により前記型材３の外周を前記樹脂薄膜表面に押
圧し、前記型材が前記樹脂薄膜表面を転動して前記樹脂
薄膜表面にマイクロ凹凸パターンを押圧形成することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ凹凸パタ
ーンを有する樹脂薄膜を備えた光学素子、該光学素子の
製造方法及び装置。

【０００２】

【従来の技術】本明細書においては、マイクロ凹凸パタ
ーンとは、深さ方向が０．１μｍ〜数１００μｍの一次
元又は二次元的に任意な幅、長さ、形状の凹凸形状を総
称する。また、反射型液晶表示装置とは、透明電極を備
えた透明な対向基板と、表面にマイクロ凹凸パターンを
備えた反射面を有するアクティブマトリクス基板との間
に液晶材料を封止した装置を総称する。

【０００３】さて、近年においては、パーソナルコンピ
ュータ（ＰＣ）、テレビ、ワープロ、ビデオ等への液晶
表示装置の応用が進展している。その一方でこのような
電子機器に対して一層の高機能化とともに小型化、省電
力化、低コスト化等のためにバックライトを用いずに、
外部から入射した光を反射させて液晶画像を表示する反
射型液晶表示装置が開発されている。

【０００４】このような反射型液晶表示装置では、図１
５に示すように、反射型液晶表示装置に用いられる反射
板１は、液晶層２７に対面する透明電極、該透明電極の
上にカラーフィルタ部、その上に表面ガラス基板などで
構成される対向基板２８の下方に配置され、対向基板２
８から入射した光を拡散反射し、当該液晶表示装置の画
像表示の可視認角度を広くする目的で使用された。

【０００５】この液晶表示装置に用いられる反射板は、
特開２０００−１７１７９４号公報に記載されているよ
うに、ガラスや樹脂などで形成した基板の表面、また
は、該表面にＴＦＴトランジスタや液晶駆動素子などを
形成した、その表面にスピンコートなどで塗布した感光
性樹脂材料に対してフォトリゾグラフィ技術を施すこと
で断面が略矩形な凹凸形状を加工し、熱処理により滑ら
かな曲面を表面張力などで形成する溶融法が知られてい
る。

【０００６】また、特開２０００−１０８２９２号公報
に記載されているように、マイクロ凹凸パターンの版型
（スタンパ）を外周面に備えたエンボスロールの該スタ
ンパ面に溶融した樹脂を塗布して、冷却硬化させつつ凹
凸パターンが形成された樹脂シートを前記スタンパ面か
ら剥がしつつ前記エンボスロールによって基板上に圧着
するロールエンボス法が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一方、理想的なマイク
ロ凹凸パターンの製造条件は、１）種々の３次元形状を
形成でき、それらを規則的もしくはランダムに配列でき
ること、２）熱により表面形状がダレず、加工精度がよ
いこと、３）平面が均一の薄膜化できること、４）樹脂
材料の選択幅が広いこと、５）タクト時間が短く、量産
性に優れていこと、等が要望される。

【０００８】しかしながら、前記溶融法は、基板上に樹
脂をスピンコートするために容易に薄膜化することがで
きるが、熱処理による形状ダレを応用するために、鋭角
や長い平面形状を実現することができず、３次元形状の
自由度が低い。フォトリソグラフィ技術により形成され
る凹凸形状によって溶融条件が異なり、よって形状バラ
ツキが生じ加工精度が低い。また、工程数が多く、タク
ト時間が長くなる。感光性材料の自由度が少ない。等の
問題があった。

【０００９】また、ロールエンボス法は、樹脂の塗布工
程と転写工程とを一工程にまとめられるため、マイクロ
凹凸パターン加工にかかるタクト時間が短く、スタンパ
を予め製造しておくために自由な３次元形状を精度よく
安定加工が可能である。そして、材料は溶融可能なもの
であればよく、材料の選択自由度が高い。しかしなが
ら、樹脂シートの厚さが一桁高く、数μｍまでの薄膜化
は困難であった。

【００１０】また、反射型液晶表示装置では、バックラ
イトを用いないので外部からの入射光により液晶層を照
明するために、凹凸パターン層に反射層を形成し、外部
からの入射光を前記反射膜によって反射して液晶層に導
入し、該液晶層においては、ブラックマトリクスに囲ま
れたカラーフィルタ層の下に凹凸パターン層を有する反
射板と、該反射板と前記カラーフィルタ層との間もしく
は前記反射板の下方に液晶駆動素子が配設されている。
そして、前記カラーフィルタ層と前記凹凸パターンがず
れるとＲ、Ｇ、Ｂとあるカラーフィルタのどれかに入射
する光が隣り合ったカラーフィルタに入射したり、また
入射光が前記ブラックマトリクスにけられて十分な入射
光がカラーフィルタ層に入射できなかったりして、モア
レ縞が発生し視認性が低下する。また、前記カラーフィ
ルタ層と液晶駆動素子との位置がずれると正規の液晶が
駆動できずに画像の形成ができなくなる。

【００１１】そのために、凹凸パターンを有する反射板
に凹凸パターン層アライメントマークを設け、該アライ
メントマークを基準として液晶駆動素子を配設し、一
方、前記カラーフィルタ層にもフィルタ層アライメント
マークを設け、両アライメントマークを一致させること
によって反射板とカラ−フィルタ層を合致させている。

【００１２】しかしながら、従来から、図２３に示すよ
うに液晶駆動素子の配置は、（ｂ）に示すように反射膜
２６の下方と、（ｃ）に示すように反射膜２６の上方と
の二つの方式があった。（ｂ）に示す方式では、液晶駆
動素子が反射層の下にあるために、カラーフィルタ層と
の位置決めを行うにはアライメントマーク２２部分の凹
凸パターン層４を除去して、視認もしくは光学的に検知
可能に加工する必要があった。

【００１３】また、図２３（ｃ）に示すように、透明な
平坦化層４５に液晶駆動素子を配置し、アライメントマ
ーク２２を設ける場合は、別途平坦化層４５を設け、該
平坦化層４５の表面に凹凸パターン層４のアライメント
マーク４ａに対応してアライメントマーク２２を設ける
とともに、液晶駆動素子３１を配設する必要があり、部
材とともに製造工程が増加するという問題があった。

【００１４】上述の事情に鑑み本発明は、種々の３次元
形状を加工精度がよく形成でき、薄膜化できるマイクロ
凹凸パターンを有する光学素子、該光学素子の製造方法
及び製造装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板表面の樹
脂薄膜を、外周にマイクロ凹凸パターンを有する円筒状
の型材により押圧してマイクロ凹凸パターンを形成する
光学素子の製造方法において、前記基板を転写ステージ
上に保持し、加圧手段により前記型材の外周を前記樹脂
薄膜表面に押圧し、前記型材が前記樹脂薄膜表面を転動
して前記樹脂薄膜表面にマイクロ凹凸パターンを押圧形
成することを特徴とする。

【００１６】かかる発明によると、基板表面に形成され
た樹脂薄膜を、外周にマイクロ凹凸パターンを有する円
筒状に形成した型材によりマイクロ凹凸パターンを押圧
形成する。すなわち、前記基板を転写ステージ上に保持
し、加圧手段により前記型材の外周を前記樹脂薄膜表面
に押圧して、転写ステージが移動することによって、前
記型材が前記樹脂薄膜表面を転動して前記樹脂薄膜表面
にマイクロ凹凸パターンを押圧形成される。

【００１７】例えば、図１に示すように、エンボスロー
ル３の凹部３ａによって、樹脂薄膜４の表面を押圧する
ので、樹脂薄膜４内に気泡が存在してもエンボスロール
３の凹部３ａにより樹脂薄膜４の移動方向とは逆方向に
該気泡が押されて移動し、エンボスロール凸部３ｂによ
って樹脂部分が破れて気泡が外に漏れて、樹脂薄膜内に
残った気泡によって凹凸パターンが変形して形成される
ことが減少する。

【００１８】室温を前記樹脂薄膜が溶融する温度より低
く設定し、前記樹脂薄膜が熱分解温度未満となるよう
に、前記型材と前記転写ステージの少なくとも一方を加
熱制御することが望ましい。かかる技術手段によると、
樹脂薄膜を加熱することで弾性率を下げ、また流動性を
あげることができるので、加工に必要な圧力などの負荷
が低減し、精度のよいマイクロ凹凸パターンを有する光
学素子を製造することができる。

【００１９】また、前記型材の転動動作を前記樹脂薄膜
上で複数回繰り返すことによって、凹凸パターン形状の
レイアウトを任意に配置することができる。

【００２０】また、前記型材の回転軸心を挟んで位置す
る前記樹脂薄膜側の２点のアライメントマーク間を結ぶ
線が、前記回転軸心となす角度ズレを、前記基板を前記
転写ステージに直接的もしくは間接的に保持した状態
で、前記型材に対して前記基板を回動して調整すること
も本発明の有効な手段である。

【００２１】かかる技術手段によると、前記基板を前記
転写ステージに直接保持した状態では、前記転写ステー
ジをＸ軸およびＹ軸方向に移動する移動機構ごと回動す
れば、前記型材の回転軸心方向に対して前記２点のアラ
イメントマーク間を結ぶ線を回動することができる。

【００２２】また、前記基板を前記転写ステージに間接
保持、すなわち、例えば図７に示すように基板回転方向
調整機構１６を介して転写ステージ上に保持した状態で
は、前記基板回転方向調整機構１６により基板を回動す
ることができるので、前記型材の回転軸心方向に対して
前記２点のアライメントマーク間を結ぶ線を回動するこ
とができる。

【００２３】よって、前記２点のアライメントマーク間
を結ぶ線と前記回転軸心とのなす角度を例えば０°や９
０゜などのようにあらかじめ定められた角度に設定する
ことができ、基板側と型材側との位置合わせを行うこと
ができる。

【００２４】また、不活性ガス雰囲気で前記樹脂薄膜に
マイクロ凹凸パターンを形成したり、また、大気圧未満
の減圧された雰囲気で前記樹脂薄膜にマイクロ凹凸パタ
ーンを形成することも本発明の有効な手段である。かか
る技術手段によると、予め光学素子を製造する製造装置
が配置されるチャンバ内の空気を排気するので、チャン
バ内の空気中に含まれる酸素や不純物が排気され、清浄
な不活性ガスの雰囲気内で凹凸パターンを形成するの
で、樹脂薄膜の酸化や変質が防止でき、さらに凹凸パタ
ーン形成中にその不純物が樹脂薄膜に付着して凹凸パタ
ーン上に固着するのを防止できるので、光学素子の製造
の歩留まりを向上することができる。

【００２５】また、特に、チャンバ内を減圧させた場合
は、型材と樹脂薄膜との間に空気が捕われることがなく
なり気泡のない凹凸パターンが形成できる。さらに加え
て、気泡は加圧時にダンパとして働くため、加圧力を大
きくする必要が生じていたが、気泡がなくなることで加
圧力を小さくできるので、凹凸パターンの残留応力が低
減できる。すなわち、光学素子の製造の歩留まりを向上
することができる。

【００２６】また、前記樹脂薄膜は熱可塑性材料を用い
ることができる。熱可塑性樹脂は、加熱により流動し、
成形可能となり、冷却で固化するので、基板上に加熱に
より流動が容易となった樹脂薄膜をスタンパにより押圧
成形し、室温による自然冷却であっても強制冷却であっ
ても冷却することによってマイクロ凹凸パターンが形成
される。

【００２７】また、前記樹脂薄膜は熱硬化性材料を用い
てもよい。熱硬化性樹脂は、液体状態もしくは固体状態
から加熱を続けることによって硬化するものである。よ
って、基板上に液体の樹脂薄膜をコートして加熱中にス
タンパにより押圧成形することによってマイクロ凹凸パ
ターンが形成される。

【００２８】また、前記型材は、前記基板に対して所定
の位置に配設される光学部品との配設時の位置基準とな
るアライメントマークを形成させるべく、前記アライメ
ントマークの反転形状を有し、前記マイクロ凹凸パター
ンとともに前記アライメントマークを押圧形成するよう
に構成することが望ましい。かかる技術手段によると、
前記マイクロ凹凸パターンとアライメントマークを同じ
型材上に形成しているので、前記マイクロ凹凸パターン
と所定位置関係でアライメントマークを精度良く形成す
ることができ、前記光学部品に対して前記マクロ凹凸パ
ターンの配置位置を精度良く設定することができる。

【００２９】また、基板の製造装置の発明は、基板表面
の樹脂薄膜を、外周にマイクロ凹凸パターンを有する円
筒状の型材により押圧してマイクロ凹凸パターンを形成
する光学素子の製造装置において、前記基板を保持する
転写ステージと、該転写ステージを前記型材の回転軸心
と交差する方向に移動する移動機構と前記型材を回転軸
心を中心に回転可能に配設した加圧機構とを備え、前記
加圧機構により前記型材の外周を前記樹脂薄膜表面に押
圧しつつ、前記型材が前記樹脂薄膜表面を転動して前記
樹脂薄膜表面にマイクロ凹凸パターンを押圧形成するこ
とを特徴とする。

【００３０】かかる発明によると、前記型材を回転軸心
を中心に回転可能に配設した加圧機構により前記型材の
外周を前記樹脂薄膜表面に押圧しつつ、前記型材が前記
樹脂薄膜表面を転動している。よって、この際には前記
樹脂薄膜が移動しても、前記型材が移動してもよいもの
である。

【００３１】そして、かかる発明によると、基板表面に
形成された樹脂薄膜を、外周にマイクロ凹凸パターンを
有する円筒状に形成した型材によりマイクロ凹凸パター
ンを押圧形成するので、樹脂薄膜内に気泡が存在しても
前記型材の凹凸パターンの凹部により、樹脂薄膜が移動
している場合にはその移動方向とは逆方向に、また、前
記型材が移動している場合には、その移動方向に前記気
泡が押されて移動し、前記型材の凹凸パターンの凸部に
よって樹脂部分が破れて気泡が外に漏れて、樹脂薄膜内
に残った気泡によって凹凸パターンが変形して形成され
ることが減少し、歩留まりが向上する。

【００３２】また、前記型材は、前記樹脂薄膜にマイク
ロ凹凸パターンを押圧形成するスタンパ部と、該スタン
パ部を回転可能に保持するロール部で構成されることが
望ましい。かかる技術手段によって前記樹脂薄膜表面に
前記型材を転動させることができる。

【００３３】また、前記型材は、前記樹脂薄膜にマイク
ロ凹凸パターンを押圧形成するスタンパ部と、該スタン
パ部を回転可能に保持するロール部との間に弾性部材を
介在して構成することも本発明の有効な手段である。

【００３４】かかる技術手段によると、前記基板、前記
スタンパ部及び前記ロール部などのウネリ、ソリ、表面
粗さなどの製造誤差を吸収して凹凸パターンの加工精度
が向上する。

【００３５】また、前記型材と前記転写ステージとを加
熱する加熱部と、該加熱部を制御する温度制御部とを備
えて構成することも本発明の有効は手段である。かかる
技術手段によると、樹脂薄膜の材料特性が均一化し、加
工精度が向上する。

【００３６】また、前記転写ステージを前記型材の回転
軸心方向に移動させる回転軸心方向移動機構を備えて構
成することが望ましい。かかる技術手段によると、型材
の走行位置を調整することができる。

【００３７】また、前記型材の下方における、前記型材
の回転軸心方向と平行な平面内で、前記基板を回転可能
に配設した回転移動機構を備えたことも本発明の有効な
手段である。尚、前記回転移動機構は前記型材の下方に
配置されるので、転写ステージ上に配置され、前記回転
移動機構上に前記基板が保持されても、また、転写ステ
ージの下に配置され、転写ステージ上に前記基板が保持
されてもよい。かかる技術手段によると、前記型材の下
方において、前記型材の回転軸心方向と平行な平面内
で、前記基板を回転して前記型材の移動方向に対して前
記マイクロ凹凸パターンの形成方向の位置合わせを容易
に行うことができる。

【００３８】また、前記加圧機構に少なくとも１つのア
ライメントマーク観察用光学装置を設け、前記基板に配
設された少なくとも１つのアライメントマークを視認可
能に構成することも本発明の有効な手段であり、また、
前記基板下方に少なくとも１つのアライメントマーク観
察用光学装置を設け、少なくとも１組の、前記基板上に
配設された第１のアライメントマークと、前記型材上に
配設された第２のアライメントマークを視認可能に構成
することも本発明の有効な手段である。尚、前記アライ
メントマーク観察用光学装置が前記基板下方であれば、
転写ステージ内、または前記した回転移動機構内、もし
くは前記転写ステージ及び回転移動機構に跨って配置さ
れていてもよい。かかる技術手段によると、位置精度が
よい凹凸パターンを形成することができる。

【００３９】また、基板の製造装置の他の発明は、基板
表面の樹脂薄膜を、外周にマイクロ凹凸パターンを有す
る円筒状の型材により押圧してマイクロ凹凸パターンを
形成する光学素子の製造装置において、少なくとも、前
記基板を固定する転写ステージと、前記型材を回転軸心
を中心に回転可能に配設した加圧機構と、前記型材の外
周を前記樹脂薄膜表面に押圧しつつ、前記転写ステージ
若しくは前記型材を移動する移動機構とを、排気手段を
有した気密室内に配置し、前記型材が前記樹脂薄膜表面
を転動するマイクロ凹凸パターンの押圧形成動作に先立
って前記排気手段により前記気密室内の気体を排気する
ことを特徴とする。

【００４０】かかる発明によると、前記型材が前記樹脂
薄膜表面を転動するマイクロ凹凸パターンの押圧形成動
作に先立って前記排気手段により前記気密室内の気体を
排気するので、前記気密室内の空気中に含まれる酸素や
不純物が排気され、清浄な不活性ガスの雰囲気内で凹凸
パターンを形成するので、樹脂薄膜の酸化や変質が防止
でき、さらに凹凸パターン形成中にその不純物が樹脂薄
膜に付着して凹凸パターン上に固着するのを防止できる
ので、光学素子の製造の歩留まりを向上することができ
る。

【００４１】また、特に、前記気密室内を減圧させた場
合は、型材と樹脂薄膜との間に空気が捕われることがな
くなり気泡のない凹凸パターンが形成できる。さらに加
えて、気泡は加圧時にダンパとして働くため、加圧力を
大きくする必要が生じていたが、気泡がなくなることで
加圧力を小さくできるので、凹凸パターンの残留応力が
低減できる。すなわち、光学素子の製造の歩留まりを向
上することができる。

【００４２】また、マイクロ凹凸パターンを有する光学
素子にかかる発明は、基板表面の樹脂薄膜を、外周にマ
イクロ凹凸パターンを有する円筒状の型材により押圧形
成されたマイクロ凹凸パターンを有する光学素子におい
て、前記基板に対して所定の位置に配設される光学部品
との配設時の位置基準となるアライメントマークを形成
させるべく、前記アライメントマークの反転形状を有し
た前記型材を用いて前記樹脂薄膜表面に押圧し、前記型
材が前記樹脂薄膜表面を転動して前記樹脂薄膜表面に前
記マイクロ凹凸パターンとともに前記アライメントマー
クを押圧形成したことを特徴とする。

【００４３】かかる発明によると、前記基板に対して所
定の位置に配設される光学部品との配設時の位置基準と
なるアライメントマークを形成させるべく、前記アライ
メントマークの反転形状を有した前記型材を用いている
ので、前記マイクロ凹凸パターンとアライメントマーク
を同じ型材上に形成でき、その結果前記マイクロ凹凸パ
ターンと所定位置関係でアライメントマークを精度良く
形成することができ、前記光学部品に対して前記マクロ
凹凸パターンの配置位置を精度良く設定することができ
る光学素子が提供される。

【００４４】また、前記アライメントマークは、該アラ
イメントマークを照射する観察用入射光が、検知手段に
向かうのを許容する部位と、許容しない部位とを有して
構成することが望ましい。かかる技術手段によると、前
記光学部品のアライメントマークの明部と、前記許容し
ない部位とを隣接もしくは重畳させることによって容易
に両者の相対位置合わせを行うことができる。そして、
その際において、前記許容しない部位は、該部位に入射
した観察用入射光を前記検知手段に到達しないように光
路を変更して放出するように形成することによって実現
することができる。この光路変更手段は入射光の光路に
介在する媒質変換面を適宜角度形状で配置することによ
って前記入射光の屈折もしくは反射によって容易に光路
を変更して放出することができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実
施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形
状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎり
は、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単
なる説明例にすぎない。

【００４６】図１は、本発明の第１実施の形態にかかる
樹脂薄膜に凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成装
置の要部説明図である。同図において、セラミック、ガ
ラス、プラスチック、アルミ、モリブデン、シリコン等
で形成される不透明もしくは透明な基板５は、両面を研
磨し、所定のウネリ、反り、平坦度を有している。反り
は、数ｃｍ以内の曲率の場合許容される。すなわち、５
５０×６５０ｍｍの基板の場合は４００μｍ以内であ
る。そして、ウネリは４μｍ以内の曲率に、平滑度は数
１０ｎｍ以内の曲率の凹凸に設定される。なお、基板５
は液晶駆動素子などの電子デバイスがアレー状に形成さ
れているものを用いても良い。

【００４７】基板５上にアクリル系樹脂（ＰＭＭＡ）、
ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポ
リエーテルイミド（ＰＥＩ）などの樹脂薄膜４を略０．
１μｍ〜略１００μｍ程度の厚さにスピンコートしてい
る。樹脂薄膜４上方に配設されたエンボスロール３は、
Ｎｉ、ＡＬ、ＳＵＳ、Ｃｕ等の金属材料、セラミック、
ガラス、シリコン、樹脂などの材料で形成され、ローラ
状の表面に直接彫刻、エッチング、印刷等によって凹凸
パターンが形成されている。なお、スピンコートに限ら
ず、スリットコート、スプレーコート等で塗布してもよ
い。また、樹脂薄膜４に用いる樹脂は上記樹脂に限定さ
れるものではない。例えばノボラック樹脂やフェノール
系樹脂などを用いることができる。

【００４８】樹脂薄膜４を押圧成形するエンボスロール
３は加圧機構２に回転自在に保持されるとともに、加圧
機構２によって数ＭＰａ〜数千ＭＰａ程度の圧力が印加
されるように構成されている。加圧機構２は油圧機構を
用いて加圧するが、その他空圧機構、高弾性バネの反
力、形状記憶合金の復元力などを用いてもよい。

【００４９】転写ステージ７は該移動機構８内に配設さ
れたリニアアクチュエータにより移動機構８上を左右動
可能に配設されている。リニアアクチュエータの代わり
に油圧、空圧シリンダ、モータとチェーン（もしくはベ
ルト）の組み合わせを用いてもよい。

【００５０】基板５は転写ステージ７に真空吸着してい
るが、静電吸引、その他の保持手段により固着してもよ
い。

【００５１】本第１実施の形態はこのように構成されて
いるので、基板５を転写ステージ７に固着保持し、図上
右から左に移動すると、加圧機構２によりエンボスロー
ル３の凹凸パターンが樹脂薄膜４を押圧するとともに、
エンボスロール３が時計方向に回転し、樹脂薄膜４上面
に凹凸パターン４０を形成する。

【００５２】尚、本第１実施の形態は、樹脂薄膜４を一
方から他方に移動しているが、加圧機構２を他方側から
一方側に移動してもよいことは勿論のことである。

【００５３】本第１実施の形態は、エンボスロール３が
樹脂薄膜４の表面を押圧するので、エンボスロール３の
凹部３ａによって、樹脂薄膜４の表面を押圧することと
なり、樹脂薄膜４内に気泡が存在してもエンボスロール
３の凹部３ａにより樹脂薄膜４の移動方向とは逆方向に
該気泡が押されて移動し、エンボスロール凸部３ｂによ
って樹脂部分が破れて気泡が外に漏れて凹凸パターンが
気泡によって変形して形成されることが減少する。

【００５４】図２は、第２実施の形態にかかる樹脂薄膜
に凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成装置の要部
説明図である。図１にかかる第１実施の形態との相違点
は、エンボスロール３の左右にヒータ９、９を配設し
て、エンボスロール３による樹脂薄膜４を押圧中に樹脂
薄膜４を加熱するように構成したことである。この第２
実施の形態は、樹脂薄膜４をヒータ９、９によって加熱
し、軟化させることができるので、エンボスロール３に
よる押圧を容易に行うことができる。

【００５５】図３は、第３実施の形態にかかる樹脂薄膜
にマイクロ凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成装
置の要部説明図である。図２にかかる第２実施の形態と
の相違点は、エンボスロール部の構成である。すなわ
ち、加圧機構２と連結するロール受１４を円筒状に形成
し、該ロール受１４を軸として回転自在に凹凸パターン
を有するエンボスロール部１３を配設している。

【００５６】このエンボスロール部１３は、薄板材の表
面を彫刻、エッチング加工などによりマイクロ凹凸パタ
ーンを形成したり、また、樹脂等できた原型を元に電鋳
加工などのよりマイクロ凹凸パターン形状を形成し、円
筒状型に形成したものであり、該円筒状型を円筒状のロ
ール受１４に回転可能に嵌合したものである。

【００５７】図４は、第４実施の形態にかかる樹脂薄膜
に凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成装置の要部
説明図である。図３にかかる第３実施の形態との相違点
は、エンボスロール部の構成である。すなわち、加圧機
構２と連結するロール受１４を円筒状に形成し、該ロー
ル受１４を軸として回転自在にマイクロ凹凸パターンを
有するエンボスロール部１３を配設するとともに、ロー
ル受１４とエンボスロール部１３との間に金属薄板１１
による弾性部材を介在させたものである。このような弾
性部材は、金属材に限定されることはなく、ポリイミド
などの耐熱性樹脂材や、液体、ゲルなどを封止したダン
パ構造を用いることもできる。

【００５８】かかる実施の形態によると、ロール受１４
とエンボスロール部１３との間に弾性部材を介在させて
いるので、エンボスロール部１３、ロール受１４等にウ
ネリ等の製作誤差があっても、それらを吸収し寸法精度
のよい光学素子を製造することができる。

【００５９】図５は、第５実施の形態にかかる樹脂薄膜
に凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成装置の要部
説明図である。図１にかかる第１実施の形態との相違点
は、エンボスロール部１３及び転写ステージ７内にヒー
タ部６０、６を配設して、該ヒータ６０、６を温度制御
部２０にて制御可能に構成し、エンボスロール部１３に
よる樹脂薄膜４を押圧中に樹脂薄膜４を加熱するように
構成したことである。

【００６０】この第５実施の形態は、ロール受１４内に
エンボスロール部１３を内周側から加熱できるようにヒ
ータ部６０が配設され、また、ヒータ部６は転写ステー
ジ７内に配設されている。これらのヒータ部は温度制御
部２０によって温度センサ５５の検出温度を元にして制
御される。これらヒート部のヒータは、電熱線ヒータ、
高出力ランプ、セラミックヒータ等を用いることができ
る。これらのヒータによって、樹脂薄膜４の熱分布が均
等になるように制御される。

【００６１】尚、図示していないが、これ以外に、転写
ステージ７、エンボスロール部及び加圧機構２、エンボ
スロール回転方向移動機構８にはヒータ部と断熱する断
熱性材料が用いられ、また、水冷、空冷などの冷却機構
が備えられている。

【００６２】図６は、第６実施の形態にかかる樹脂薄膜
に凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成装置の要部
説明図である。図１にかかる第１実施の形態との相違点
は、エンボスロール部３を保持する加圧機構２を樹脂薄
膜４を押圧中に上下動可能に構成するとともに、移動機
構８をエンボスロール回転軸方向移動機構１５の上に載
置してエンボスロール回転軸方向に移動可能に構成した
ことである。

【００６３】この第６実施の形態は、このように構成し
ているので、転写ステージ７の移動中に加圧機構２を上
下動することによって、凹凸パターンを適宜間隔で適宜
の量だけ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄのように形成
することができる。よって、規則的に、また、任意に凹
凸パターンを配置することができる。

【００６４】図７は、第７実施の形態にかかる樹脂薄膜
に凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成装置の要部
説明図であり、図６の改良例を示すものである。図６に
かかる第６実施の形態との相違点は、転写ステージ７と
基板５との間に基板回転方向調整機構１６を介在させる
とともに、基板５上もしくは樹脂薄膜４上のアライメン
トマークを読みとり可能なアライメントマーク観察用光
学装置２１（ａ〜ｄ）を有した加圧機構２Ｂを配設した
点である。

【００６５】よって、基板回転方向調整機構１６には、
基板５は真空吸着しているが、静電吸引、その他の保持
手段により固着してもよい。基板回転方向調整機構１６
は、転写ステージ７上に回動可能に保持されるととも
に、図示しない位置に操作レバーが配設され、該操作レ
バーを操作することによって転写ステージ７上に固定さ
れる固定操作と、転写ステージ７上における固定が解除
し回動が許容される解除操作とを操作可能に構成されて
いる。

【００６６】また、図示しない位置には微調整ダイアル
が配置され、該微調整ダイアルを操作することによっ
て、基板回転方向調整機構１６が回動可能に構成され、
基板回転方向調整機構１６に設けられた指標１６ａと転
写ステージ７上に設けられた移動量マーク７ａを用いて
基板５の回動量調整の目安とすることができる。なお、
本実施の形態では基板回転方向調整機構１６を転写ステ
ージ７と基板５との間に設けたが、基板回転方向調整機
構１６を介在させる位置はそれに限定されるものではな
い。例えばエンボスロール回転軸方向移動機構１５の下
部に設けてもかまわない。

【００６７】また、基板回転方向調整機構１６内にはア
ライメントマーク観察用光学装置２１（ａ〜ｄ）に対応
する位置に照明光源が配設されている。一方、加圧機構
２Ｂの上面にはアライメントマーク観察用光学装置２１
（ａ〜ｄ）によって樹脂薄膜４下方の基板５の表面に設
けられたアライメントマークを読みとる観察窓２Ｂ（ａ
〜ｄ）が設けられている。

【００６８】次に、図８を用いてアライメントマークを
説明する。アライメントマークはカラー液晶表示装置を
例にとると（ａ）（ｂ）に示すアライメントマーク５
ａ、５ｂ、２２、２２は図示しないカラーフィルタ層と
基板５に形成された液晶駆動素子３１との位置的一致を
得るために設けられるものである。

【００６９】図８（ａ）に示す場合は、基板５にアライ
メントマーク用の凹部５ａ、５ｂを設け、該基板５の表
面にスパッタ法で金属膜を形成し、その上にスピンコー
ト法でレジストを塗布し、高温で焼いてレジストを硬化
させ、適宜マスクを紫外線で露光し、露光されたレジス
トを現像液によって取り去り、再度高温で焼いた後にエ
ッチングで覆われていない部分の膜を取り去り、残って
いるレジストを剥離液で取り去るという工程を繰り返し
てＴＦＴなどの液晶駆動素子３１を形成した後に、基板
５の表面に樹脂薄膜４Ａをスピンコートしたものであ
る。

【００７０】また、図８（ｂ）に示す場合は、基板５の
表面に上述した方法で、ＴＦＴなどの液晶駆動素子３１
とともにアライメントマーク２２、２２を形成した後
に、基板５の表面に樹脂薄膜４Ｂをスピンコートしたも
のである。

【００７１】よって、（ｃ）に示すように基板４（Ａ，
Ｂ）の４隅にアライメントマーク２２、５（ａ〜ｄ）が
配置される。尚、このアライメントマークは、十字型、
正方形、丸形等中心位置が確認しやすいマークが望まし
い。（ｄ）に示すものは図７の右方から視た、基板回転
方向調整機構１６と加圧機構２との間の概略構成図であ
る。

【００７２】次にこのように構成された第７実施の形態
の動作を図７を用いて説明する。アライメントマーク観
察用光学装置２１（ａ〜ｄ）からのアライメントマーク
の投影像を観察窓２Ｂ（ａ〜ｄ）にて観察して、基板５
に設けた前記したアライメントマーク２２、５（ａ〜
ｄ）とアライメントマーク観察用光学装置２１（ａ〜
ｄ）の基準位置がズレていると、エンボスロール回転軸
方向移動機構１５及び／または基板回転方向調整機構１
６を移動調整して、前記基準位置のズレが所定基準値内
に一致させる。

【００７３】そして、転写ステージ７を右方の初期位置
に移動して、その初期位置において、加圧機構２を所定
位置まで降下させるとともに、所定圧力にて押圧しなが
ら、転写ステージ７を左行させて、凹凸パターン４０
ａ、４０ｂ、４０ｃを形成する。１回目の転写ステージ
７の左行後に、加圧機構２は上昇して初期位置に復帰
し、エンボスロール回転軸方向移動機構１５によってエ
ンボスロール回転方向移動機構８を図上手前側に所定量
移動するとともに、転写ステージ７を右側の初期位置に
復帰させる。そして、再度加圧機構２を所定位置まで降
下させるとともに、所定圧力にて押圧しながら、転写ス
テージ７を左行させて、凹凸パターン４０ｄから右方向
へ順次凹凸バターンを形成する。

【００７４】尚、本実施の形態においては、４個のアラ
イメントマーク観察用光学装置２１（ａ〜ｄ）を用いて
いるが、１個または２個のアライメントマーク観察用光
学装置２１を用いて、エンボスロール回転軸方向移動機
構１５もしくはエンボスロール回転方向移動機構８を駆
動してアライメントマークの位置ズレを求め、基板回転
方向調整機構１６を移動調整して、前記基準位置のズレ
が所定基準値内に一致させることもできる。

【００７５】また、本実施の形態においては、観察窓に
アライメントマークを投影しているが、ＣＣＤカメラな
どを用いてモニタ画面による観察をおこなってもよい。

【００７６】また、アライメントマークは、基板そのも
のをウエットエッチング、ドライエッチング、サンドブ
ラスト加工、エンボス加工などにより直接加工してもよ
いが、基板表面に金属、絶縁体、樹脂等の薄膜をスパッ
タ、スピンコート、蒸着、ＣＶＤなどで形成し、その面
をウエットエッチング、ドライエッチング、サンドブラ
スト加工、エンボス加工などにより加工してもよい。

【００７７】また、本実施の形態においては、アライメ
ントマークを基板５の表面に形成したが、エンボスロー
ル３のアライメントマーク部と外れた部位に凹凸パター
ン部とともにアライメントマーク部を設け、アライメン
トマーク５ａ、５ｂ、または２２に対応する別のアライ
メントマーク部を樹脂薄膜４の表面に形成して、該アラ
イメントマーク部をアライメントマーク観察用光学装置
２１を用いて観察するように構成することも可能であ
る。

【００７８】次に、図９を用いて反射板下方側にアライ
メントマーク観察用装置を有する凹凸パターン形成装置
を説明する。図７に適用するうえでの図８との相違点
は、図８においては加圧機構２Ｂ、基板回転方向調整機
構１６Ａ、転写ステージ７Ａ、も用いているのに対し
て、図９においては、加圧機構２Ｃ、基板回転方向調整
機構１６Ｂ、転写ステージ７Ｂが用いられる点である。
加圧機構２Ｃによって回転可能に配置されたエンボスロ
ール３は、マイクロ凹凸パターンが形成されている外面
にアライメントマーク３ｃ、３ｄが設けられている。基
板５は基板回転方向調整機構１６Ｂに保持され、該基板
回転方向調整機構１６Ｂには通孔１６Ｂａ、１６Ｂａが
削設され、該通孔１６Ｂａ、１６Ｂａにはアライメント
マーク観察用光学装置２９Ａａ、２９Ａｂが配設保持さ
れている。そして、このアライメントマーク観察用光学
装置２９Ａａ、２９Ａｂには光検出手段が配置され、該
光検出手段は図示しないコンピュータを介してモニタ画
面に接続している。

【００７９】尚、このアライメントマーク観察用光学装
置２９Ａａ、２９Ａｂは調整量を超える視野を有する場
合は、転写ステージ７Ｂ側に保持されていてもよい。ま
た、アライメントマーク観察用光学装置は、図１０
（ａ）に示すように、エンボスロール３の外周面に配置
したアライメントマーク３ｃを視認可能な位置にアライ
メントマーク観察用光学装置２９Ｂを配置し、基板側の
アライメントマーク２２を介して入射した光を検出可能
に構成してもよい。また、図９に示すように、アライメ
ントマーク観察用光学装置を基板の下方に配置し、図１
０（ｂ）のように樹脂薄膜４の外側からアライメントマ
ーク３ｃを介して入射した光を検出可能に構成してもよ
く、また、（ｃ）に示すように、アライメントマーク観
察用光学装置２９Ｂからの光を直上のアライメントマー
ク２２を介してアライメントマーク３ｃに反射させ、そ
の反射光を検出可能に構成してもよい。

【００８０】次にこのように構成された第８実施の形態
の動作を説明する。アライメントマーク観察用光学装置
２９Ａａ、２９Ａｂからのアライメントマークの投影像
を前記モニタにて観察して、基板５に設けた前記したア
ライメントマーク２２、とアライメントマーク観察用光
学装置２９Ａａ、２９Ａｂの基準位置がズレていると、
エンボスロール回転軸方向移動機構１５及び／または基
板回転方向調整機構１６Ｂを移動調整して、前記基準位
置のズレを所定基準値内に一致させる。

【００８１】そして、転写ステージ７Ｂを初期位置に移
動して、その初期位置において、加圧機構２を所定位置
まで降下させるとともに、所定圧力にて押圧しながら、
転写ステージ７Ｂ移動させて、エンボスロール３を転動
させて凹凸パターンを形成する。

【００８２】尚、本実施の形態においては、２個のアラ
イメントマーク観察用光学装置２９Ａａ、２９Ａｂを用
いているが、１個または４個のアライメントマーク観察
用光学装置を用いて、エンボスロール回転軸方向移動機
構１５もしくはエンボスロール回転方向移動機構８を駆
動してアライメントマークの位置ズレを求め、基板回転
方向調整機構１６Ｂを移動調整して、前記基準位置のズ
レを所定基準値内に一致させることもできる。

【００８３】図１１は、第９実施の形態にかかる、不活
性ガス雰囲気中における樹脂薄膜に凹凸パターンを形成
する凹凸パターン形成装置の要部説明図である。同図に
おいて、気密に構成されたチャンバ２３内に転写ステー
ジ７が配置され、該転写ステージ７上には樹脂薄膜４が
コートされた基板５が取り外し可能に保持されている。
樹脂薄膜４の上方には加圧機構２が上下動及び左右動可
能に配設され、該加圧機構２にはエンボスロール３が回
転可能に取付られている。

【００８４】チャンバ２３には排気部２４が該チャンバ
２３内の気体を排気可能に配設されている。該排気部２
４には換気扇、ロータリポンプ等が配置され、チャンバ
２３内の気体をある程度排気可能に構成されている。ま
た、チャンバ２３にはパージ部２５がチャンバ２３内に
所定の気体を送入可能に配設されている。該パージ部２
５には、Ｎ２、Ａｒなどの不活性ガスをチャンバ２３内
に送入する機構として、マスフローコントローラ、ＡＰ
Ｃバルブなどのガス流量を制御する装置が配置されてい
る。該パージ部２５は図示しない不活性ガスの供給源で
あるガスボンベもしくはガス精製装置に連結されてい
る。

【００８５】このように構成された本実施の形態は、樹
脂薄膜４がスピンコートされた基板５を転写ステージ７
上に固定する。次に、排気部２４を動作させ、チャンバ
２３内の空気を排気する。排気部２４の動作を停止した
後にパージ部２５を動作させ不活性ガスをチャンバ２３
内に導入する。その後、加圧機構２をチャンバ２３内の
左側の初期位置から所定圧力で右側に移動させることに
よって、樹脂薄膜４には凹凸パターンが形成される。

【００８６】本実施の形態によると、予め排気部２４に
よってチャンバ２３内の空気を排気するので、チャンバ
２３内の空気中に不純物が浮遊していても、それらが排
気され、不活性ガスの雰囲気内で凹凸パターンを形成す
るので、凹凸パターン形成中にその不純物が樹脂薄膜４
に付着して凹凸パターン上に固着するのを防止できるの
で、光学素子の製造の歩留まりを向上することができ
る。

【００８７】尚、本実施の形態は加圧機構２を左右動可
能に構成したが、エンボスロール回転方向移動機構８を
用いて転写ステージ７を移動させたり、また、基板回転
方向調整機構１６を用いてもよいことは勿論のことであ
る。

【００８８】図１２は、第１０実施の形態にかかる、減
圧雰囲気中における樹脂薄膜に凹凸パターンを形成する
凹凸パターン形成装置の要部説明図である。第９実施の
形態との相違点は、チャンバ２３内を不活性ガス雰囲気
の代わりに大気圧未満の減圧雰囲気で光学素子を製造す
る点である。

【００８９】チャンバ２３に連結される排気部２４に
は、ロータリポンプ、ターボポンプ、ディフージョンポ
ンプ等が配置され、チャンバ２３内の圧力を、１０^−３
〜１０ ^−７Ｔｏｒｒに気体を排気可能に構成されてい
る。また、チャンバ２３にはパージ部２５によって、Ｎ
_２、Ａｒなどの不活性ガスをチャンバ２３内に送入して
もよいが、不活性ガスを導入しないままで光学素子を製
造してもよい。

【００９０】本実施の形態によると、予め排気部２４に
よってチャンバ２３内の空気を排気するので、チャンバ
２３内の空気中に不純物が浮遊していても、それらが排
気されるとともに、チャンバ２３内の減圧により水分も
容易に気化して排気されるので、クリーンな雰囲気内で
凹凸パターンを形成するので、凹凸パターン形成中に浮
遊する不純物、水蒸気等が樹脂薄膜４に付着して凹凸パ
ターン上に固着するのを防止できるので、光学素子の製
造の歩留まりを向上することができる。

【００９１】上述した実施の形態により図１３に示すよ
うな、基板上の樹脂薄膜に凹凸パターンを形成すること
ができる。このようにして得られた凹凸パターンを有す
る樹脂薄膜を備えた光学素子は、凹凸パターン形状、樹
脂薄膜の材質、基板の材質などを適宜選定することによ
り、例えば、透明回折格子基板、ホログラム、光ディス
クなどの光記憶媒体、フレネルレンズ、マイクロレンズ
アレー、光導波管等として用いることができる。

【００９２】また、このような基板の凹凸パターン面を
スパッタ、蒸着などでＡｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金
などの高反射率材料を２０００Å程度堆積させて反射膜
２６を形成すると図１４に示すような反射板を製造する
ことができる。

【００９３】尚、この際には、前記反射膜２６と樹脂薄
膜４との間にＴｒ、Ｃｒ、Ｓｉなどの間接膜を積層す
る、すなわち、予め前記間接膜を凹凸パターン面にコー
トした後に、前記反射膜２６を形成することによって樹
脂薄膜と反射膜との密着性を向上することができる。

【００９４】この反射板は、ホログラム、フレネルミラ
ー、マイクロミラーアレイ等の光学素子として用いるこ
とができる。また、前記反射膜２６を金属薄膜で形成
し、その表面を絶縁膜、例えば、透明のポリイミドやア
クリル系樹脂などの樹脂薄膜でスピンコートにより平坦
化して封止することにより、ＳＴＮなどの液晶表示装置
の電極基板として用いることができる。

【００９５】図１５は、液晶表示装置の一実施の形態を
説明する図である。基板５は無アルカリガラス、もしく
は高耐熱性樹脂などで成型され、表面には例えばＴＦＴ
などの液晶駆動素子３１が形成されている。

【００９６】樹脂薄膜４は２００℃より十分高いガラス
転移温度を有するポリイミド樹脂などの高耐熱性材料で
スピンコートされる。この樹脂薄膜４は凹凸パターンを
形成後に、スパッタ、蒸着などでＡｌ、Ａｇ、Ａｌ合
金、Ａｇ合金などの高反射率材料を堆積させて反射膜２
６を形成するために液晶駆動素子３１が形成される基板
５と同じ程度以上のガラス転移温度を必要とする。ま
た、反射膜２６の厚さを制御することで光り透過率を高
くすることが可能であって、反透過型液晶表示装置を製
造することができる。

【００９７】図１６に示すものは、上記のようにして製
作された反射板１を備えた反射型液晶表示装置の構造を
示す概略図であって、液晶パネル４２は反射板１を裏面
側基板として構成される。一方、ガラス基板３３の裏面
にブラックマトリクス３６やカラーフィルタ３５、ＩＴ
Ｏなどの透明電極３７を形成し、ガラス基板３３の表面
に偏光板３４を貼り付けて表面基板を形成する。この
後、裏面側基板と表面側基板との間に液晶層３８を挟み
込むことによって、反射型液晶表示装置が完成する。

【００９８】このような構造によれば図２３（ｃ）に示
すように平坦化層４５及びその上に液晶駆動素子３１、
アライメントマーク２２を設ける必要がなく、液晶パネ
ル４２と反射板１とが一体化されて反射型液晶表示装置
を薄型化することができる。

【００９９】図１７に示すものは、本実施の形態におけ
る反射板を用いた反射型液晶表示装置をディスプレイ用
に用いた携帯電話や弱電力型無線機器などの電子機器３
９である。このように構成された本電子機器３９は、モ
ニタ画面３９ａから入射した光によってモニタ画面３９
ａの画像を視認することができる。

【０１００】尚、本実施の形態は、前記した電子機器３
９のみではなく、電子手帳、携帯用コンピュータ、携帯
用テレビなどの携帯情報端末に応用できることは勿論の
ことである。

【０１０１】次に、スタンパによってマイクロ凹凸パタ
ーンとともにアライメントマークを樹脂薄膜に形成し、
該アライメントマークとカラーフィルタ部のアライメン
トマークとの位置合わせ方法を説明する。

【０１０２】次に図１８を用いて板状スタンパ４３によ
って凹凸パターンを形成する場合を説明する。図１８に
おいて、後述するスタンパ４３は下面に凹凸パターン用
の型面４３ｂと該型面４３ｂの位置基準となるスタンパ
アライメントマーク４３ａとが設けられている。スタン
パ４３の下方には、ガラスで形成される透明な基板４が
配設され、該基板５上面には液晶駆動素子（薄型トラン
ジスタＴＦＴ）３１が配設されるとともに、該液晶駆動
素子の位置基準となるアライメントマーク２２が形成さ
れている。

【０１０３】これらの液晶駆動素子３１およびアライメ
ントマーク２２をシールするように紫外線硬化樹脂もし
くは、アクリルなどの樹脂上に凹凸パターンが形成され
た樹脂層４が配設されている。スタンパ４３のアライメ
ントマーク４３ａと樹脂層４のアライメントマーク４
ａ、及び型面４３ｂと凹凸パターン４ｂとは対応関係に
あり、スタンパ４３が樹脂層４を上方から押圧すること
によって形成される。図１８（ｃ）に示すようにアライ
メントマーク２２、２２に対応してアライメントマーク
４ａ、４ａと複数形成することも可能である。

【０１０４】次に円筒状のスタンパを用いて凹凸パター
ンを形成する場合を、図１９を用いて説明する。反射板
１は円筒状スタンパであるエンボスロール部１３と呼ば
れる金型によって、大量に複製することができる。ま
ず、エンボスロール部１３の製造方法を説明する。 （ａ）基板５３上に反射板１の凹凸パターンと同一形状
の凹凸パターン３２ｂおよびアライメントマーク３２ａ
が配置された原盤３２を用意する。 （ｂ）電鋳法によってニッケル等のスタンパ材料を原盤
３２の上に堆積し、スタンパ部４４を作製する。 （ｃ）スタンパ部４４と原盤３２とを分離し、スタンパ
部４４が取り出される。スタンパ部４４は、原盤３２の
凹凸パターン３２ｂおよびアライメントマーク３２ａに
それぞれ対応した凹凸パターンの反転形状１３ｂとアラ
イメントマークの反転形状１３ａを有し、反射板１の金
型となる。

【０１０５】次に、ガラス基板５にスパッタ法で金属膜
を形成し、その上にスピンコーティング法でレジストを
塗布し、高温で焼いてレジストを硬化させ、適宜マスク
を紫外線で露光し、露光されたレジストを現像液によっ
て取り去り、再度高温で焼いた後にエッチングでレジス
トで覆われていない部分の膜を取り去り、残っているレ
ジストを剥離液で取り去るという工程を繰り返し、ＴＦ
Ｔなどの液晶駆動素子３１及びアライメントマーク２２
がガラス基板５上に形成される。

【０１０６】次に、ロール受け１４の周囲に円筒状にス
タンパ部４４を取り付けてエンボスロール部１３を有す
るエンボスロールが形成される。そして、図１９（ｄ）
に記載するように、ガラス基板５の上にアクリルなどの
樹脂層をスピンコートした後、樹脂層の上を回転しなが
ら押圧させて（ｅ）に記載の凹凸パターン４ｂおよびア
ライメントマーク４ａを形成する。なお、スタンパ４３
は厚みが非常に薄いので、スタンパ材料に金属などを用
いたとしても、円筒状に配置することができる。また、
スタンパ部４４に形成された凹凸パターンの反転形状１
３ｂおよびアライメントマークの反転形状１３ａは、ス
タンパ部４４を円筒状に配置した時に形状変化が無視で
きる程度の大きさに設定されている。例えば前記円筒部
の半径に対して、凹凸パターンの反転形状およびアライ
メントマークの反転形状１３ｂ、１３ａの個々の深さ
が、１，０００対１以下となるように設定しておけばス
タンパ部４４を円筒状に配置しても形状変化を無視でき
る。この後、樹脂層４のパターン４ｂ上にＡｇ、Ａｌな
どの金属薄膜をスパッタ形成により堆積させ、反射膜を
形成し、これによって反射板１が完成される。

【０１０７】反射板１は、反射板表面の凹凸パターンを
押圧形成するための逆型である凹凸パターン部用型部と
ともに、該型部の周囲に前記凹凸パターン部の組立基準
となるアライメントマーク用型部が形成されているの
で、反射板１が形成される基板５の表面に液晶駆動素子
３１とともに該液晶駆動素子用のアライメントマーク２
２が形成されている場合に、前記基板５の表面にスピン
コートされる樹脂層（凹凸パターン層）４を通して該液
晶駆動素子用のアライメントマーク２２を検出すること
ができるので、それに合わせてスタンパ４３により押圧
すると樹脂層の表面にアライメントマーク４ａが形成さ
れ、このアライメントマーク４ａを基準として反射板１
の上方に配置されるカラーフィルタとの位置合わせに用
いることができるので、液晶駆動素子用のアライメント
マーク２２を検出可能となるまで樹脂層を削る必要はな
く、反射板製造工程を削減することができる。

【０１０８】図２２はアライメントマークの配置位置を
説明する説明図である。（ａ）は凹凸パターン層４Ａの
４隅にアライメントマーク４ａを設けたものである。こ
のアライメントマーク４ａを基準として凹凸パターン４
ｂ１、４ｂ２・・・が設けられている。（ｂ）は凹凸パ
ターン４ｂ１、４ｂ２・・・のそれぞれ４隅にアライメ
ントマーク４ａを設けたものである。このように、反射
板の凹凸パターン部４ｂを小ブロック４ｂ１、４ｂ２・
・・に分割し、該小ブロックの凹凸パターン毎に複数の
前記アライメントマーク部を形成した場合は、モニタ画
面の周辺部の精度を下げても主要部分においてカラーフ
ィルタとのマッチングを精度良く行うことができ、歩留
まりが向上する。（ａ）（ｂ）ともにアライメントマー
ク４ａを液晶パネルに配設されるカラーフィルタのアラ
イメントマークと一致させることにより液晶表示装置を
組み立てることができる。なお、アライメントマーク４
ａを介して位置決めする対象はカラーフィルタに限定さ
れるものではなく、偏光板や液晶基板のような光学部品
のアライメントマークと一致させてもよい。

【０１０９】図２０はアライメントマークの形状を説明
する説明図である。液晶パネル４２に配設されたカラー
フィルタ３５のアライメントマーク３５ａに対応する位
置に、凹凸パターン層４のアライメントマーク４ａが形
成されている。基板５の下方から入射光を照射すると、
アライメントマーク４ａは断面三角形状に形成されてい
るので、三角部位の射出面で屈折してＬ１〜Ｌ４に示す
ように射出され、領域５０、５１には光は放出されな
い。よって、カラーフィルタ３５のアライメントマーク
３５ａを（ｂ）に示すように矩形型に形成してあるとア
ライメントマーク４ａ１はアライメントマーク３５ａの
一隅に光りが到達しない部分４ａ１’を投影する。以下
に、アライメントマーク４ａ２、４ａ３、４ａ４はそれ
ぞれ４ａ２’、４ａ３’、４ａ４’として投影される。
通常は、アライメントマーク部分は金属膜をスパッタ
し、反射もしくは遮光することにより、アライメントマ
ークの周囲とのコントラストにより視認している。本実
施の形態においては、三角部位に背面から光りを入射し
て、その入射方向にアライメントマーク部を投影してい
るので、特別の金属膜を形成することなしに高コントラ
ストを得ることができる。

【０１１０】図２１は落射照明でアライメントマークの
形状を説明する説明図である。液晶パネル４２（図１
６）に配設されたカラーフィルタ３５のアライメントマ
ーク３５ｂは全域にわったって光透過可能に形成される
とともに、該アライメントマーク３５ｂに対応する位置
に、凹凸パターン層４のアライメントマーク４ｂが形成
されている。一方、液晶パネル４２の上面側には観察用
光導入機構４６が配置され、右方から入射光を照射する
とハーフミラー３８によってアライメントマーク３５ｂ
を通って樹脂薄膜４側に光照射可能に構成されている。
アライメントマーク４ｂは断面三角形状に形成されると
ともに、その表面及び樹脂薄膜４の表面は金属膜がコー
トされ、入射光が反射可能に構成されている。

【０１１１】入射光４７はアライメントマーク４ｂの断
面三角形状表面において、Ｌ１’〜Ｌ４’に示すように
反射され、領域５０、５１には光は反射されない。よっ
て、カラーフィルタ３５のアライメントマーク３５ｂを
（ｂ）に示すように矩形型に形成してあるとアライメン
トマーク４ｂ１はアライメントマーク３５ｂの一隅に光
りが到達しない部分４ｂ１’を投影する。以下に、アラ
イメントマーク４ｂ２、４ｂ３、４ｂ４はそれぞれ４ｂ
２’、４ｂ３’、４ｂ４’として投影される。この投影
状況は窓４６ａを介して視認することができる。

【０１１２】尚、図１９において、スタンパ部４４のア
ライメントマーク用型部は凹部１３ａとして形成されて
いるので、反射板の凹凸パターン層４のアライメントマ
ーク４ａは凸部として形成される。そのアライメントマ
ーク４ａは図１８、図２０、及び図２１に示すように複
数形成することができるが、カラーフィルタ側のアライ
メントマークと前後左右方向の一致が検出可能であれ
ば、１個であってもよい。すなわち、図２０、２１に示
すように凹凸パターン層４の上面に複数の断面三角形状
が設けられているが、この断面三角形状を形成するに
は、スタンパ部４４側においては、凹部１３ａの一外側
縁から底部に向かって傾斜する辺を最長辺とする断面直
角三角形空間を複数形成しなければならないが、この断
面直角三角形状は一つ前記凹部内に有するように形成し
てもよい。

【０１１３】また、反射板の凹凸パターン層４のアライ
メントマーク４ａは凹部として形成されてもよい。その
際には、スタンパ部４４のアライメントマーク用型部
は、下面から垂直に突出する凸部として形成されるとと
もに、該凸部の一方の外周面から他方の外周面側に向か
って傾斜して形成することとなる。

【０１１４】スタンパ部４４のアライメントマーク用型
部が凸部として形成されると、反射板に形成されるアラ
イメントマークは凹部となり、反射板に凹部として形成
されるアライメントマークは、スタンパ部４４の凸部の
一方の外周面から他方の外周面側に向かって傾斜して形
成されている面によって反射板側に形成される凹部内の
面は傾斜して形成される。よって、反射板の下方から照
射される光は、凹部内の傾斜面で出光する光路が変更さ
れて入射光方向には放射されないので、その部分が暗部
として投影される。

【０１１５】また、前記した反射型液晶表示装置は、液
晶パネルを介して入射した入射光を拡散する凹凸パター
ン部とともに、前記凹凸パターン部の周囲に前記凹凸パ
ターン部の組立基準となる凹凸パターン部用アライメン
トマーク部と、該凹凸パターン部用アライメントマーク
部下方に対応して配設された液晶駆動素子用アライメン
トマーク部及び、前記凹凸パターン部下方に配設された
液晶駆動素子とで反射板を構成するとともに、該反射板
上方に配設されたカラーフィルタ用アライメントマーク
部を有したカラーフィルタとで液晶表示装置を構成した
ので、前記凹凸パターン部用アライメントマーク部と、
前記液晶駆動素子用アライメントマーク部と、前記液晶
パネルの端部側に配設されたカラーフィルタ用アライメ
ントマーク部とは、液晶表示装置画面において暗部とし
て視認される。

【０１１６】かかる実施の形態によると、液晶表示装置
は、凹凸パターン部と、凹凸パターン部用アライメント
マーク部と、前記凹凸パターン部の下方に液晶駆動素子
と、液晶駆動素子用アライメントマーク部とを備えた反
射板を用いているので、別に凹凸パターン部の上に平坦
化層をスピンコートし該平坦化層上に液晶駆動素子を配
置する必要はなく、構成が簡単となり、薄型の液晶表示
装置を用いることによりコンパクトな電子機器を構成す
ることができる。

【０１１７】そして、前記凹凸パターン部用アライメン
トマーク部と、前記液晶駆動素子用アライメントマーク
部と、前記液晶パネルの端部側に配設されたカラーフィ
ルタ用アライメントマーク部とは、液晶表示装置画面に
おいて暗部として視認されるので、液晶画素によって形
成される画像に影響を及ぼすことない。

【０１１８】なお、本実施の形態の反射板は反射型液晶
表示装置に限らず、その他の反射型表示装置にも用いる
ことができる。また、図示しないが、バックライト光源
のパワーを少なくしたり、液晶パネル以外のところから
入射光を取り入れる、いわゆる半透過型液晶表示装置に
も用いることができる。

【０１１９】尚、ここでは反射板の表面に凹凸パターン
を形成し、各凹凸の表面で入射光を反射させる表面反射
型の反射板を説明したが、基板をガラスや透明樹脂など
で形成し、基板の裏面に形成した凹凸パターンによって
入射光を反射させるようにした裏面反射型の反射板でも
よい。

【０１２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外周にマイクロ凹凸パターンを有する円筒状に形成した
型材が、樹脂薄膜表面を転動して前記樹脂薄膜表面にマ
イクロ凹凸パターンを押圧形成するので、型材の凹部に
より樹脂薄膜内の気泡が押されて移動し、型材の凸部に
よって樹脂部分が破れて気泡が外に漏れて、樹脂薄膜内
に残った気泡によって凹凸パターンが変形して形成され
ることが減少し、加工精度がよい光学素子を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施の形態にかかる樹脂薄膜に
凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成装置の要部説
明図である。

【図２】 第２実施の形態にかかる樹脂薄膜に凹凸パタ
ーンを形成する凹凸パターン形成装置の要部説明図であ
る。

【図３】 第３実施の形態にかかる樹脂薄膜に凹凸パタ
ーンを形成する凹凸パターン形成装置の要部説明図であ
る。

【図４】 第４実施の形態にかかる樹脂薄膜に凹凸パタ
ーンを形成する凹凸パターン形成装置の要部説明図であ
る。

【図５】 第５実施の形態にかかる樹脂薄膜に凹凸パタ
ーンを形成する凹凸パターン形成装置の要部説明図であ
る。

【図６】 第６実施の形態にかかる樹脂薄膜に凹凸パタ
ーンを形成する凹凸パターン形成装置の要部説明図であ
る。

【図７】 第７実施の形態にかかる樹脂薄膜に凹凸パタ
ーンを形成する凹凸パターン形成装置の要部説明図であ
る。

【図８】 反射板上方側にアライメントマーク観察用装
置を有する凹凸パターン形成装置の要部説明図である。

【図９】 反射板下方側にアライメントマーク観察用装
置を有する凹凸パターン形成装置の要部説明図である。

【図１０】 アライメントマーク観察用装置の観察方法
を説明する説明図である。

【図１１】 不活性ガス雰囲気中における樹脂薄膜に凹
凸パターンを形成する凹凸パターン形成装置の要部説明
図である。

【図１２】 減圧雰囲気中における樹脂薄膜に凹凸パタ
ーンを形成する凹凸パターン形成装置の要部説明図であ
る。

【図１３】 凹凸パターンを有する樹脂薄膜を備えた基
板を説明する図である。

【図１４】 凹凸パターン面に反射膜をコートした反射
板を説明する図である。

【図１５】 液晶表示装置の一実施の形態を説明する図
である。

【図１６】 液晶表示装置の断面図である。

【図１７】 液晶表示装置を用いた電子機器を示す図で
ある。

【図１８】 凹凸パターンのアライメントマークと液晶
駆動素子用のアライメントマークとの関係を説明する説
明図である。

【図１９】 凹凸パターン層に凹凸パターンとともにア
ライメントマークを形成する方法を説明する説明図であ
る。

【図２０】 透過照明でアライメントマークの形状を視
認する説明図である。

【図２１】 落射照明でアライメントマークの形状を視
認する説明図である。

【図２２】 アライメントマークの配置位置を説明する
説明図である。

【図２３】 反射板に液晶駆動素子用アライメントマー
クを形成した場合と、反射板とカラーフィルタ間に液晶
駆動素子用アライメントマークを形成した場合との相違
を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 反射板 ２ 加圧機構（加圧手段） ３ エンボスロール（型材） ４ 樹脂薄膜 ５ 基板 ７ 転写ステージ ８ 移動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 元彦 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 青山 茂 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 BA03 BA15 BA20 DA02 DA04 DA11 DA15 DB00 DC02 DC12 DD04 DE04 4F209 AF01 AG05 AH73 AM30 PA03 PB02 PC05 PN06 PQ01

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板表面の樹脂薄膜を、外周にマイクロ
   凹凸パターンを有する円筒状の型材により押圧してマイ
   クロ凹凸パターンを形成する光学素子の製造方法におい
   て、 前記基板を転写ステージ上に保持し、加圧手段により前
   記型材の外周を前記樹脂薄膜表面に押圧し、前記型材が
   前記樹脂薄膜表面を転動して前記樹脂薄膜表面にマイク
   ロ凹凸パターンを押圧形成することを特徴とする光学素
   子の製造方法。
2. 【請求項２】 室温を前記樹脂薄膜が溶融する温度より
   低く設定し、前記樹脂薄膜が熱分解温度未満となるよう
   に、前記型材と前記転写ステージの少なくとも一方を加
   熱制御することを特徴とする請求項１記載の光学素子の
   製造方法。
3. 【請求項３】 前記型材の転動動作を前記樹脂薄膜上で
   複数回繰り返すことを特徴とする請求項１記載の光学素
   子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記型材の回転軸心を挟んで位置する前
   記樹脂薄膜側の２点のアライメントマーク間を結ぶ線
   が、前記回転軸心となす角度ズレを、前記基板を前記転
   写ステージに直接的もしくは間接的に保持した状態で、
   前記型材に対して前記基板を回動して調整することを特
   徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
5. 【請求項５】 不活性ガス雰囲気で前記樹脂薄膜にマイ
   クロ凹凸パターンを形成することを特徴とする請求項１
   記載の光学素子の製造方法。
6. 【請求項６】 大気圧未満の減圧された雰囲気で前記樹
   脂薄膜にマイクロ凹凸パターンを形成することを特徴と
   する請求項１記載の光学素子の製造方法。
7. 【請求項７】 前記樹脂薄膜は熱可塑性材料を用いるこ
   とを特徴とする請求項２記載の光学素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記樹脂薄膜は熱硬化性材料を用いるこ
   とを特徴とする請求項２記載の光学素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記型材は、前記基板に対して所定の位
   置に配設される光学部品との配設時の位置基準となるア
   ライメントマークを形成させるべく、前記アライメント
   マークの反転形状を有し、前記マイクロ凹凸パターンと
   ともに前記アライメントマークを押圧形成することを特
   徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 基板表面の樹脂薄膜を、外周にマイク
    ロ凹凸パターンを有する円筒状の型材により押圧してマ
    イクロ凹凸パターンを形成する光学素子の製造装置にお
    いて、 前記基板を保持する転写ステージと、 該転写ステージを前記型材の回転軸心と交差する方向に
    移動する移動機構と前記型材を回転軸心を中心に回転可
    能に配設した加圧機構とを備え、 前記加圧機構により前記型材の外周を前記樹脂薄膜表面
    に押圧しつつ、前記型材が前記樹脂薄膜表面を転動して
    前記樹脂薄膜表面にマイクロ凹凸パターンを押圧形成す
    ることを特徴とする光学素子の製造装置。
11. 【請求項１１】 前記型材は、前記樹脂薄膜にマイクロ
    凹凸パターンを押圧形成するスタンパ部と、該スタンパ
    部を回転可能に保持するロール部で構成されることを特
    徴とする請求項１０記載の光学素子の製造装置。
12. 【請求項１２】 前記型材は、前記樹脂薄膜にマイクロ
    凹凸パターンを押圧形成するスタンパ部と、該スタンパ
    部を回転可能に保持するロール部との間に弾性部材を介
    在したことを特徴とする請求項１０記載の光学素子の製
    造装置
13. 【請求項１３】 前記型材と前記転写ステージとを加熱
    する加熱部と、該加熱部を制御する温度制御部とを備え
    たことを特徴とする請求項１０記載の光学素子の製造装
    置。
14. 【請求項１４】 前記転写ステージを前記型材の回転軸
    心方向に移動させる回転軸心方向移動機構を備えたこと
    を特徴とする請求項１０記載の光学素子の製造装置。
15. 【請求項１５】 前記型材の下方における、前記型材の
    回転軸心方向と平行な平面内で、前記基板を回転可能に
    配設した回転移動機構を備えたことを特徴とする請求項
    １０記載の光学素子の製造装置
16. 【請求項１６】 前記加圧機構に少なくとも１つのアラ
    イメントマーク観察用光学装置を設け、前記基板に配設
    された少なくとも１つのアライメントマークを視認可能
    に構成したことを特徴とする請求項１０記載の光学素子
    の製造装置。
17. 【請求項１７】 前記基板下方に少なくとも１つのアラ
    イメントマーク観察用光学装置を設け、少なくとも１組
    の、前記基板上に配設された第１のアライメントマーク
    と、前記型材上に配設された第２のアライメントマーク
    を視認可能に構成したことを特徴とする請求項１０記載
    の光学素子の製造装置
18. 【請求項１８】 基板表面の樹脂薄膜を、外周にマイク
    ロ凹凸パターンを有する円筒状の型材により押圧してマ
    イクロ凹凸パターンを形成する光学素子の製造装置にお
    いて、 少なくとも、前記基板を固定する転写ステージと、前記
    型材を回転軸心を中心に回転可能に配設した加圧機構
    と、前記型材の外周を前記樹脂薄膜表面に押圧しつつ、
    前記転写ステージ若しくは前記型材を移動する移動機構
    とを、排気手段を有した気密室内に配置し、 前記型材が前記樹脂薄膜表面を転動するマイクロ凹凸パ
    ターンの押圧形成動作に先立って前記排気手段により前
    記気密室内の気体を排気することを特徴とする光学素子
    の製造装置。
19. 【請求項１９】 基板表面の樹脂薄膜を、外周にマイク
    ロ凹凸パターンを有する円筒状の型材により押圧形成さ
    れたマイクロ凹凸パターンを有する光学素子において、 前記基板に対して所定の位置に配設される光学部品との
    配設時の位置基準となるアライメントマークを形成させ
    るべく、前記アライメントマークの反転形状を有した前
    記型材を用いて前記樹脂薄膜表面に押圧し、前記型材が
    前記樹脂薄膜表面を転動して前記樹脂薄膜表面に前記マ
    イクロ凹凸パターンとともに前記アライメントマークを
    押圧形成したことを特徴とする光学素子。
20. 【請求項２０】 前記アライメントマークは、該アライ
    メントマークを照射する観察用入射光が、検知手段に向
    かうのを許容する部位と、許容しない部位とを有するこ
    とを特徴とする請求項１９記載の光学素子。
21. 【請求項２１】 前記許容しない部位は、該部位に入射
    した観察用入射光を前記検知手段に到達しないように光
    路を変更して放出するように形成されたことを特徴とす
    る請求項２０記載の光学素子。