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公開番号2025099216
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215693
出願日2023-12-21
発明の名称メタサーフェス構造、及び、モールド
出願人TOPPANホールディングス株式会社
代理人個人,個人
主分類G02B 3/00 20060101AFI20250626BHJP(光学)
要約【課題】ナノピラーの形成不良を抑制することによって、入射した光の状態をより正確に制御可能なメタサーフェス構造、及び、当該メタサーフェス構造を転写するためのモールドを提供する。
【解決手段】メタレンズ10のメタサーフェス構造は、基板11の支持面11S上に配置された複数のナノピラー12を備える。複数のナノピラー12は、高さH及び幅Wが異なるナノピラー12を含み、かつ、幅Wが小さい程、高さHが低くなるように構成されている。各ナノピラー12は、支持面11S内で当該ナノピラー12が配置された位置に応じて、特定波長を有する光の位相をシフトさせる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板の支持面上に配置された複数のナノピラーを備えるメタサーフェス構造であって、
前記複数のナノピラーは、高さ及び幅が異なるナノピラーを含み、かつ、前記幅が小さい程、前記高さが低くなるように構成され、
各ナノピラーは、前記支持面内で当該ナノピラーが配置された位置に応じて、特定波長を有する光の位相をシフトさせる
メタサーフェス構造。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
各ナノピラーは、直方体状を有する
請求項１に記載のメタサーフェス構造。
【請求項３】
各ナノピラーにおいて、前記幅に対する前記高さの比であるアスペクト比は、３．１以下である
請求項２に記載のメタサーフェス構造。
【請求項４】
各ナノピラーにおける前記光の位相シフト量は、前記複数のナノピラーがレンズとして機能するように規定されている
請求項１ないし３のうち何れか一項に記載のメタサーフェス構造。
【請求項５】
基板の支持面上に配置された複数のナノピラーを備えるメタサーフェス構造であって、
前記複数のナノピラーは、高さ及び体積が異なるナノピラーを含み、かつ、前記体積が小さい程、前記高さが低くなるように構成され、
各ナノピラーは、前記基板内で当該ナノピラーが配置された位置に応じて、特定波長を有する光の位相をシフトさせる
メタサーフェス構造。
【請求項６】
請求項１に記載のメタサーフェス構造における前記複数のナノピラーを前記基板に転写するための複数のナノホールを備え、
前記複数のナノホールは、深さ及び幅が異なるナノホールを含み、かつ、前記幅が小さい程、前記深さが浅くなるように構成されている
モールド。
【請求項７】
請求項５に記載のメタサーフェス構造における前記複数のナノピラーを前記基板に転写するための複数のナノホールを備え、
前記複数のナノホールは、深さ及び容積が異なるナノホールを含み、かつ、前記容積が小さい程、前記深さが浅くなるように構成されている
モールド。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、メタサーフェス構造、及び、メタサーフェス構造を形成するためのモールドに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、光の波長よりも微細なナノピラーを有するメタサーフェスへの関心が高まっている。メタサーフェスの一例は、複数のナノピラーを備える（例えば、特許文献１を参照）。ナノピラーは、所定の波長の光を透過する誘電体である。メタサーフェスでは、ナノピラーの材料、サイズ、配向等を調整することで、例えば、メタサーフェスに入射した光の位相や振幅、あるいはメタサーフェスによって分離される偏光等の状態を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－３７５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メタサーフェスを用いて光の状態をより正確に制御する観点から、メタサーフェスの製造プロセスにおいて、ナノピラーの形成不良の抑制が求められている。言い換えれば、ナノピラーの形成不良を抑制することによって、メタサーフェスに入射した光の状態をより正確に制御することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためのメタサーフェス構造は、基板の支持面上に配置された複数のナノピラーを備えるメタサーフェス構造であって、前記複数のナノピラーは、高さ及び幅が異なるナノピラーを含み、かつ、前記幅が小さい程、前記高さが低くなるように構成され、各ナノピラーは、前記支持面内で当該ナノピラーが配置された位置に応じて、特定波長を有する光の位相をシフトさせる。
【０００６】
上記構成によれば、複数のナノピラーは、幅が小さい程、高さが低くなるように構成される。これにより、例えば、ナノピラーの高さが一定の構成と比較して、ナノピラーのアスペクト比が過剰に大きくなることを抑えつつ、位相シフト量の調整可能範囲を確保できる。したがって、複数のナノピラーの形成不良を抑制できるため、複数のナノピラーに入射した光の状態をより精度よく制御できる。
【０００７】
上記メタサーフェス構造において、各ナノピラーは、直方体状を有することが好ましい。仮に、ナノピラーの高さ方向において、実効屈折率に分布がある場合、ナノピラーに入射した光が透過しづらくなる可能性がある。この点、ナノピラーが直方体状であれば、高さ方向において、均一な実効屈折率を有することから、ナノピラーの形状が入射光の透過性に影響を与えることを防止できる。
【０００８】
上記メタサーフェス構造において、各ナノピラーにおいて、前記幅に対する前記高さの比であるアスペクト比は、３．１以下であることが好ましい。ナノピラーのアスペクト比を上記の範囲内とすることで、位相シフト量の調整範囲の確保と、ナノピラーの形成不良の抑制とを好適に両立できる。
【０００９】
上記メタサーフェス構造において、各ナノピラーにおける前記光の位相シフト量は、前記複数のナノピラーがレンズとして機能するように規定されていることが好ましい。上記構成によれば、例えば、メタサーフェス構造を備える構造体を、複数のナノピラーに入射した光を一点に集光するメタレンズとして機能させることができる。
【００１０】
上記課題を解決するためのモールドは、上記メタサーフェス構造における前記複数のナノピラーを前記基板に転写するための複数のナノホールを備え、前記複数のナノホールは、深さ及び幅が異なるナノホールを含み、かつ、前記幅が小さい程、前記深さが浅くなるように構成されている。上記構成によれば、高さや幅が異なる複数のナノピラーを一度に形成できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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