CN104781059A - 光学元件制作用模具及其制造方法、光学元件 - Google Patents

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Abstract

该光学元件制作用模具具备母材及形成于母材的表面的凹凸层，凹凸层的凹凸结构具备以邻接的7个凸部的中心点与正六角形的6个顶点成为对角线的交点的位置关系连续整齐排列的复数个区域，该复数个区域的面积、形状及结晶方位为无规。

Description

光学元件制作用模具及其制造方法、光学元件
技术领域
本发明是涉及一种制作抗反射体等光学元件时所使用的模具及其模具的制造方法、以及光学元件。
本申请案是基于2012年12月13日在日本提出申请的日本专利特愿2012-272227号而主张优先权，并将其内容引用于本文中。
背景技术
在有机电致发光(有机EL)或发光二机体等发光装置中，为了提高光的提取效率，有时将具有微细凹凸的抗反射体等光学元件安装于光提取面。
作为制造光学元件的方法，广泛采用使用模具而将树脂进行成形的方法。作为光学元件制作用模具，使用在母材的表面设置具有微细凹凸的凹凸层的模具(专利文献1～4)。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平3-252936号公报
[专利文献2]日本专利特开2001-121582号公报
[专利文献3]日本专利特开2004-268331号公报
[专利文献4]日本专利特开2009-292703号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
然而，使用专利文献1～4所揭示的模具所获得的光学元件均存在绕射光的指向性提高的倾向。例如，在抗反射体中，若绕射光的指向性较高，那么根据观察的角度而产生色移，在所穿透的光为白色的情况下，将通过抗反射体的光看成有色，在所穿透的光为有色的情况下，有时将通过抗反射体的光看成与本来颜色不同的颜色。而且，例如根据使用于有机EL等的目的，将抗反射体的凹凸结构设为晶格结构的情况下，利用晶格结构所产生的绕射光在XY面内方向具有各向异性，故而作为发光装置，难以获得均匀的光学效果。
为了降低绕射光的指向性，将微细晶格结构的凹凸设为无规配置的凹凸即可。然而，在无规凹凸中，无法调整凹凸的间距，故而难以获得目标的光学功能。
本发明的目的在于提供一种可以容易制作可以减少绕射光的指向性的光学元件，并且可以调整凹凸的间距的光学元件制作用模具及其制造方法。本发明的目的在于提供一种可以减少绕射光的指向性的光学元件。
[解决问题的技术手段]
本发明具有以下形态。
[1]一种光学元件制作用模具，其具备母材及形成于所述母材的表面的凹凸层，所述凹凸层的凹凸结构包括以邻接的7个凸部的中心点与正六角形的6个顶点成为对角线的交点的位置关系连续整齐排列的复数个区域，该复数个区域的面积、形状及结晶方位为无规。
即，一种光学元件制作用模具，其具备母材及形成于所述母材的表面上且具有凹凸结构的凹凸层，所述凹凸结构具备以邻接的7个凸部的中心点与正六角形的6个顶点成为对角线的交点的位置关系连续整齐排列的复数个区域，所述复数个区域的面积、形状及结晶方位为无规。
[2]如[1]所述的光学元件制作用模具，其中所述凹凸层由含有下述(A1)及(B)～(D)的至少1种的材料所形成：
(A1)包含Si、Cr、Mo、W、Ta、Ti或含有2种以上的这些元素的合金的金属，(B)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氧化物，(C)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氮化物，以及(D)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属碳化物。
或者，如[1]所述的光学元件制作用模具，其中所述凹凸层是由含有下述(A)～(D)的至少1种的材料所形成。
(A)包含Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti或含有2种以上的Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti的合金的金属，(B)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氧化物，(C)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氮化物，(D)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属碳化物。
[3]如[1]或[2]所述的光学元件制作用模具，其中所述母材的所述表面为平板状。
[4]如[1]或[2]所述的光学元件制作用模具，其中所述母材的所述表面具有凹曲面或凸曲面。
[5]一种光学元件制作用模具的制造方法，其包括：制膜步骤，其在母材的表面将无机膜进行制膜；粒子排列步骤，其在所述无机膜的表面将复数个粒子以单一层排列；以及蚀刻步骤，其将所述复数个粒子作为蚀刻掩膜而对所述无机膜进行干式蚀刻。
[6]如[5]所述的光学元件制作用模具的制造方法，其中粒子排列步骤包括在水的液面上形成单粒子膜的单粒子膜形成步骤、以及使所述单粒子膜移行至所述无机膜的表面的移行步骤。
[7]如[4]或[5]所述的光学元件制作用模具的制造方法，其中所述无机膜由含有下述(A1)及(B)～(D)的至少1种的材料所形成：
(A1)包含Si、Cr、Mo、W、Ta、Ti或含有2种以上的Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti的合金的金属，(B)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氧化物，(C)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氮化物，(D)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属碳化物。
或者，如[5]或[6]所述的光学元件制作用模具的制造方法，其中所述无机膜由含有下述(A)～(D)的至少1种的材料所形成。
(A)包含Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti或含有2种以上的这些元素的合金的金属，(B)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氧化物，(C)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氮化物，(D)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属碳化物。
[8]一种光学元件，其是利用使用如[1]至[4]中任一项所述的光学元件制作用模具的纳米压印或射出成形所制作。
[发明的效果]
根据本发明的光学元件制作用模具及其制造方法，尽管设置如产生绕射光的微细间距的凹凸，也可以容易制作可以减少绕射光的指向性的光学元件，并且也可以调整凹凸的间距。
根据本发明的光学元件，可以减少绕射光的指向性。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的光学元件制作用模具的第1实施形态的剖面图。
图2是表示构成图1的光学元件制作用模具的凹凸层的放大剖面图。
图3是表示构成图1的光学元件制作用模具的凹凸层的放大平面图。
图4是示意性地表示单粒子膜形成步骤中排列的粒子的平面图。
图5A是表示利用LB法的粒子排列步骤中的移行步骤开始前的状态的说明图。
图5B是表示利用LB法的粒子排列步骤中的移行步骤中的状态的说明图。
图6A是图1的光学元件制作用模具的制造方法的说明图，表示粒子排列步骤后的状态的图。
图6B是图1的光学元件制作用模具的制造方法的说明图，表示蚀刻步骤的中途的状态的图。
图6C是图1的光学元件制作用模具的制造方法的说明图，表示蚀刻步骤后的状态的图。
图7是实施例的光学元件中，投影自光学元件出射的激光的绕射光的绕射影像。
图8是比较例的光学元件中，投影自光学元件出射的激光的绕射光的绕射影像。
图9是示意性地表示本发明的光学元件制作用模具的第2实施形态的剖面图。
图10是示意性地表示本发明的光学元件制作用模具的第2实施形态的剖面图。
图11A是图9的光学元件制作用模具的制造方法的说明图，表示粒子排列步骤后的状态的图。
图11B是图9的光学元件制作用模具的制造方法的说明图，表示蚀刻步骤的中途的状态的图。
图11C是图9的光学元件制作用模具的制造方法的说明图，表示蚀刻步骤后的状态的图。
图12是示意性地表示本发明的光学元件制作用模具的第2实施形态的剖面图。
图13是示意性地表示本发明的光学元件制作用模具的第2实施形态的剖面图。
具体实施方式
[第1实施形态]
＜光学元件制作用模具＞
表示本发明的光学元件制作用模具(以下，简称为「模具」)的一实施形态。
图1中，表示本实施形态的模具。本实施形态的模具10具备表面11a包含平面的板状体的母材11、以及设置于母材11的表面11a的凹凸层12。
模具的大小根据利用该模具所制作的光学元件而适当选择。例如，光学元件为有机EL或薄膜装置中使用的绕射晶格的情况下，母材11的表面11a的面积为30mm×30mm～1100mm×1300mm，优选200mm×200mm～400mm×500mm。
(母材)
作为母材11的材质，并无特别限制，例如可以使用铁、不锈钢、镍、铝、铬、铜、钼、钴、钨、钛、碳化钨、金属陶瓷等。母材11的表面11a的面积根据利用该模具所制作的光学元件的面积而适当选择。母材11的厚度只要可以保持作为模具10的强度，那么无特别限定，但例如也可以为0.1mm～100mm，优选0.3mm～10mm。
母材11的形状为平板状体。表面11a的表面粗糙度(Ra)为0.1nm～50nm，优选0.1nm～10nm。在表面11a上，形成凹凸层12。
(凹凸层)
凹凸层12是将与光学元件的材料相接触的面设为凹凸面12a的层。在本实施形态中，具有多个圆锥形的凸部En(n为1以上的正数)。
凹凸层12的硬度较高、制膜性优异，因此优选由含有下述(A)～(D)的至少1种的材料所形成。
(A)包含Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti或含有2种以上的这些元素的合金的金属。在合金的情况下，例如可以列举Cr-Mo、Cr-W、Ni-Mo、Ni-W、Ni-Ti、Ni-Cr、Ni-Cr-Mo、Ti-Ta、Ti-W、W-Mo等。
(B)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氧化物。作为所述金属氧化物，可以列举SiO2、Cr2O3、MoO3、WO3、Ta2O5、NiO、TiO2等。
(C)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氮化物。作为该金属氮化物，例如可以列举SiN、TiN、CrN、TaN(Ti，Cr)N、WN等。
(D)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属碳化物。作为该金属碳化物，例如可以列举SiC、WC、TiC、Cr3C2等。
这些之中，就更容易制膜的方面而言，优选Cr、Mo、W、Ti、Ta、SiO2、TiO2、SiN、TiN、SiC、WC。
凹凸层12更优选由含有下述(A1)及(B)～(D)的至少1种的材料所形成。
(A1)包含Si、Cr、Mo、W、Ta、Ti或含有2种以上的Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti的合金的金属。在合金的情况下，例如可以列举Cr-Mo、Cr-W、Ni-Mo、Ni-W、Ni-Ti、Ni-Cr、Ni-Cr-Mo、Ti-Ta、Ti-W、W-Mo等。
(B)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氧化物。作为所述金属氧化物，可以列举SiO2、Cr2O3、MoO3、WO3、Ta2O5、NiO、TiO2等。
(C)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氮化物。作为该金属氮化物，例如可以列举SiN、TiN、CrN、TaN(Ti，Cr)N、WN等。
(D)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属碳化物。作为该金属碳化物，例如可以列举SiC、WC、TiC、Cr3C2等。
这些之中，就更容易制膜的方面而言，优选Cr、Mo、W、Ti、Ta、SiO2、TiO2、SiN、TiN、SiC、WC。而且，就对下述蚀刻步骤中使用的蚀刻气体的蚀刻速度的观点而言，进一步优选Cr、W、SiN、TiN、SiC。
母材11的材料与凹凸层12的材料的组合可以考虑母材11上制膜凹凸层12时的密接性或强度等而决定。例如，在使用不锈钢作为母材11的情况下，凹凸层12优选含有Ti、Cr、W、Ni。
根据光学元件的用途而决定微细凹凸的最频间距与最频高度及形状。例如，在利用该模具制造抗反射体的情况下，微细凹凸的最频间距优选根据所使用的光的波长而进行调整。在该情况下，使用波长为400nm～750nm左右的可见光，因此优选50nm以上300nm以下的间距的凹凸。此外，只要微细凹凸的间距为50nm以上150nm以下，那么可以减少可见光区域中的绕射光。在使用波长750nm左右～10000nm以下的红外区域的情况下，优选500nm以上5000nm以下的最频间距的凹凸。
凹凸面中的凸部En的最频间距P是具体而言如下方式求出。
首先，关于凹凸面12a中的随机选择的区域中一边为最频间距P的30～40倍的正方形的区域，获得AFM(Atomic Force Microscopy，原子力显微镜)影像。例如，在最频间距为300nm左右的情况下，获得9μm×9μm～12μm×12μm的区域的影像。继而，将该影像利用傅立叶变换进行波形分离，获得FFT影像(高速傅立叶变换影像)。继而，求出FFT影像的轮廓中的0次波峰起直至1次波峰的距离。如此求出的距离的倒数为该区域中的最频间距P。对随机选择的合计25处以上的相同面积的区域同样地进行此种处理，求出各区域中的最频间距。如此获得的25处以上的区域中的最频间距P1～P25的平均值为最频间距P。此外，此时，各区域彼此优选相隔至少1mm而选择，更优选相隔5mm～1cm而选择。
根据光学元件的用途而决定微细凹凸的最佳纵横比。例如，在利用该模具制造有机EL或薄膜装置中使用的绕射晶格的情况下，凹凸中的凸部En的纵横比优选0.1～1.0。例如，在利用该模具制造抗反射体的情况下，凹凸中的凸部En的纵横比更优选0.5～4.0，进一步优选1.0～3.0。
此处，纵横比是根据最频高度H/最频间距P所求得的值。
最频高度H是具体而言如下方式求出。
首先，自AFM影像，通过任意方向及位置的沿着长度1mm的线的凸部En的顶点，获得垂直于基板的剖面，即如图2的剖面。抽出包含该剖面的30个以上凸部En的任意部分，关于其中所包含的各凸部En，求出其顶点的高度和与该凸部En邻接的凸部En间的平坦部中的最低位置的高度的差，将所获得的值以有效位数2位数舍入而设为各凸部En的高度，并将其最频值设为最频高度H。
在利用该模具制造有机EL或薄膜装置中使用的绕射晶格的情况下，凸部的最频高度H优选10nm～500nm之间，进一步优选15nm～150nm。只要最频高度H在优选的范围内，那么可以获得有机EL或薄膜装置的光提取效率提高的效果。而且，在利用该模具制造以可见光为对象的抗反射体的情况下，凸部的最频高度H优选25nm～1200nm之间，进一步优选120nm～500nm。而且，在利用该模具制造以红外光为对象的抗反射体的情况下，凸部的最频高度H优选250nm～10000nm之间，进一步优选750nm～10000nm。只要最频高度H在优选的范围内，那么可以获得抗反射性能提高的效果。
如图3所示，凹凸层12的凹凸面12a具有复数个区域C1～Cn。各区域C1～Cn是以邻接的7个凸部的中心点与正六角形的6个顶点成为对角线的交点的位置关系连续整齐排列的区域。此外，在图3中，将各凸部的中心点的位置，方便起见以该中心点为中心的圆u来表示。
所谓邻接的7个凸部的中心点与正六角形的6个顶点成为对角线的交点的位置关系，具体而言意指满足以下条件的关系。
首先，自1个中心点t1(参照图2)在邻接的中心点t2的方向划出长度与最频间距P相等的长度的线段L1。继而，自中心点t1，在相对于线段L1为60°、120°、180°、240°、300°的各方向划出与最频间距P相等的长度的线段L2～L6。若与中心点t1邻接的6个中心点位于自与中心点t1相反侧的各线段L1～L6的终点起分别在最频间距P的15％以内的范围内，那么这些7个中心点位于与正六角形的6个顶点成为对角线的交点的位置关系。
各区域C1～Cn的最频面积Q(各区域面积的最频值)优选以下的范围。
在最频间距P未达500nm时，10mm×10mm的AFM影像测定范围内的最频面积Q优选0.026μm2～6.5mm2。
在最频间距P为500nm以上未达1μm时，10mm×10mm的AFM影像测定范围内的最频面积Q优选0.65μm2～26mm2。
在最频间距P为1μm以上时，50mm×50mm的AFM影像测定范围内的最频面积Q优选2.6μm2～650mm2。
只要最频面积Q在优选的范围内，那么更容易地抑制光的色移。
而且，如图3所示，各区域C1～Cn的面积、形状及结晶方位(粒子排列所形成的六方晶格的方位)为无规。所谓此处所述的区域C1～Cn的晶格方位，在自基板的上表面观察的情况下，也可以认为在同一区域内将接近的凸部的顶点连结所获得的基本平移向量(三角晶格的情况下，存在2个)的方向。各区域C1～Cn的面积、形状及结晶方位为无规，由此可以将绕射光进行平均化而减少指向性，在由该模具所获得的物品为抗反射体的情况下，可以抑制色移，在由该模具所获得的物品为有机EL等中使用的晶格结构体的情况下，可以减少晶格的效果的各向异性。
面积的无规性的程度具体而言优选满足以下条件。
首先，描绘一个区域的边界线所外接的最大面积的椭圆，并将该椭圆以下述式(α)表示。
X2/a2+Y2/b2＝1······(α)
在最频间距P未达500nm时，10mm×10mm的AFM影像测定范围内的πab的标准偏差优选0.08μm2以上。
在最频间距P为500nm以上且未达1000nm时，10mm×10mm的AFM影像测定范围内的πab的标准偏差优选1.95μm2以上。
在最频间距P为1000nm以上时，50mm×50mm的AFM影像测定范围内的πab的标准偏差优选8.58μm2以上。
只要πab的标准偏差在优选范围内，那么绕射光的平均化的效果优异。
而且，各区域C1～Cn的形状无规性的程度，具体而言所述式(α)中的a与b的比、a/b的标准偏差优选0.1以上。
而且，各区域C1～Cn的结晶方位的无规性具体而言优选满足以下的条件。
首先，划出将任意区域(I)中的任意邻接的2个凸部的中心点连结的直线K0。其次，选择与该区域(I)邻接的1个区域(II)，并划出将该区域(II)中的任意凸部和与该凸部邻接的6个凸部的中心点连结的6条直线K1～K6。在直线K1～K6对于直线K0的角度均为3度以上不同的情况下，定义出区域(I)与区域(II)的结晶方位不同。
在与区域(I)邻接的区域内，结晶方位与区域(I)的结晶方位不同的区域优选存在2个以上，优选存在3个以上，进一步优选存在5个以上。
(作用效果)
构成所述光学元件制作用模具10的凹凸层12的凹凸适当无规。因此，尽管设置似乎产生绕射光的微细间距的凹凸，也可以降低绕射光的指向性，从而可以抑制色移。
而且，凹凸层12的凹凸并非完全无规，在各区域C1～Cn的范围内具有一定秩序。因此，可以容易地调整凹凸的间距，从而可以容易地获得目标的光学功能。
＜模具的制造方法＞
对所述模具10的制造方法的一实施形态进行说明。
本实施形态的制造方法包括制膜步骤、粒子排列步骤及蚀刻步骤。
(制膜步骤)
制膜步骤是在母材11的表面11a上制膜随后成为凹凸层12的无机膜的步骤。
作为制膜步骤中的无机膜的制膜方法，也可以为溅镀或真空蒸镀等物理气相蒸镀法(PVD法)、化学气相蒸镀法(CVD法)、电镀法(电解、无电解)的任一种，但就制膜性的方面而言，优选溅镀。作为结构性特征，利用溅镀成膜的无机膜具有与利用CVD法或电镀法成膜的情况相比，与母材的密接强度较强的特征。利用CVD法成膜的无机膜具有与利用溅镀或电镀法成膜的情形相比，成膜的结晶性良好的特征。利用电镀法成膜的无机膜具有与利用溅镀或CVD法成膜的情形相比，可以形成致密层的特征。
作为利用溅镀的无机膜的制膜方法，可以应用使氩气等惰性气体碰撞到与利用该制造方法所形成的凹凸层12相同成分的标的物，由此使自标的物飞出的原子堆积于表面11a的方法。
在由所述(B)的氧化物或所述(C)的氮化物形成凹凸层12的情况下，作为溅镀的方法，在含有氧及氮的至少一者的环境中，使惰性气体碰撞到含有选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的标的物，由此可使自标的物飞出的所述元素与环境中的氧及氮原子的至少一种堆积于表面11a。
而且，在由所述(B1)的氧化物或所述(C1)的氮化物形成凹凸层12的情况下，作为溅镀的方法，在含有氧及氮的至少一种的环境中，使惰性气体碰撞到含有选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ti所组成的群中的至少1种元素的标的物，由此可使自标的物飞出的所述元素与环境中的氧及氮原子的至少一种堆积于表面11a。
在该情况下，可以根据环境中的氧的浓度而调整无机膜中的氧原子含量。而且，可以根据环境中的氮的浓度而调整无机膜中的氮原子含量。
作为溅镀，可以无特别限制地利用众所周知的溅镀，但制膜性优异，因此优选磁控溅镀。
作为溅镀条件，并无特别限制，但通常将温度设为25.0℃～250℃，并将绝对压力设为0.1Pa～3.0Pa。
而且，在溅镀中，以使无机膜的厚度成为0.1μm～10.0μm的方式，调整溅镀时间。
(粒子排列步骤)
粒子排列步骤是在制膜步骤中获得的无机膜的表面上，将复数个粒子以单一层排列的步骤。
本实施形态中的粒子排列步骤是使用利用所谓兰慕尔-布罗吉法(LB法)的想法的方法而进行。具体而言，本实施形态中的粒子排列步骤包括滴加步骤、单粒子膜形成步骤、移行步骤及视需要包括固定步骤，将单粒子膜作为掩膜配置于无机膜上。
滴加步骤是向水槽内的水的液面滴加比重小于水的溶剂中分散粒子的分散液的步骤。
单粒子膜形成步骤是利用使溶剂挥发而将包含所述粒子的单粒子膜形成于水的液面上的步骤。
移行步骤是使所述单粒子膜移行至无机膜的步骤。
固定步骤是将所移行的单粒子膜固定于无机膜的步骤。
以下，对各步骤进行具体说明。
[滴加步骤及单粒子膜形成步骤]
首先，在比重小于水的溶剂中添加粒子M而制备分散液。另一方面，准备水槽(槽(trough))，此处放入在其液面上用以使粒子M展开的水(以下，有时也称为下层水)。
粒子M的表面优选疏水性。而且，作为溶剂，也优选选择疏水性的溶剂。将疏水性的粒子M、溶剂及下层水进行组合，由此如下所述，进行粒子M的自组装，形成二维地最密填充的单粒子膜。
粒子M的材料是选自由有机粒子、有机无机复合粒子、无机粒子所组成的群中的1种以上的粒子。形成有机粒子的材料是例如选自由聚苯乙烯、PMMA(Polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)等热塑性树脂、酚树脂、环氧树脂等热固性树脂、金刚石、石墨、富勒烯类所组成的群中的至少1种。形成有机无机复合粒子的材料是例如选自由SiC、碳化硼所组成的群中的至少1种。
这些之中，粒子M的材料优选无机粒子。形成无机粒子的材料是例如选自由无机氧化物、无机氮化物、无机硼化物、无机硫化物、无机硒化物、金属化合物、金属所组成的群中的至少1种。
无机氧化物是例如选自由二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、二氧化铈、氧化锌、氧化锡、钇铝石榴石(YAG)所组成的群中的至少1种。无机氮化物是例如选自由氮化硅、氮化铝、氮化硼所组成的群中的至少1种。无机硼化物是例如选自由ZrB2、CrB2所组成的群中的至少1种。无机硫化物是例如选自由硫化锌、硫化钙、硫化镉、硫化锶所组成的群中的至少1种。无机硒化物是例如选自由硒化锌、硒化镉所组成的群中的至少1种。金属粒子是选自由Si、Ni、W、Ta、Cr、Ti、Mg、Ca、Al、Au、Ag及Zn所组成的群中的至少1种粒子。
此外，形成粒子M的材料中的构成元素的一部分也可以经与该元素不同的其他元素取代。例如，形成粒子M的材料也可以为包含硅、铝、氧及氮的SiAlON。而且，粒子M也可以为包含相互不同的材料的2种以上的粒子的混合物。而且，粒子M也可以为包含相互不同的材料的积层体，例如包含无机氮化物的无机粒子也可以为被无机氧化物覆盖的粒子。而且，粒子M也可以为无机粒子中导入铈或铕等活化剂的荧光体粒子。此外，所述材料之中，就粒子M的形状稳定的方面而言，形成粒子M的材料优选无机氧化物，其中进一步优选二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆。
溶剂重要的是也另外具有较高的挥发性。作为挥发性较高且疏水性的溶剂，可以列举包含氯仿、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲基乙基酮、乙基乙基酮、甲基异丁基酮、甲苯、己烷、环己烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯等的1种以上的挥发性有机溶剂。
在粒子M为无机粒子的情况下，通常其表面为亲水性，故而优选利用疏水化剂进行疏水化而使用。作为疏水化剂，例如可以使用表面活性剂、金属烷氧基硅烷等。
粒子M的疏水化是可以使用与日本专利特开2009-162831号公报所揭示的疏水化剂相同的表面活性剂、金属烷氧基硅烷等，利用相同的方法而进行。
而且，为了更加提高所形成的单粒子膜的精度，优选将向液面滴加前的分散液利用薄膜过滤器等进行精密过滤而去除存在于分散液中的凝聚粒子(包含复数个1次粒子的2次粒子)。若如此预先进行精密过滤，那么不易产生一部分成为2层以上的部位或不存在粒子的缺陷部位，可以容易获得精度较高的单粒子膜。相反，若假设所形成的单粒子膜中存在大小为数μm～数十μm左右的缺陷部位，那么详细而言在下述移行步骤中，即使使用具备计测单粒子膜的表面压的表面压力感测器及将单粒子膜沿着液面方向压缩的可移动阻片的LB槽装置，也无法作为表面压的差而检测到此种缺陷部位，故而难以获得高精度的单粒子膜。
将以上所说明的分散液滴加到下层水的液面(滴加步骤)。若如此，那么作为分散媒的溶剂进行挥发，并且粒子M在下层水的液面上以单层展开，可以形成二维地最密填充的单粒子膜(单粒子膜形成步骤)。
优选将滴加到下层水的分散液的粒子浓度相对于分散液整体而设为1质量％～10质量％。而且，优选将滴加速度设为0.001ml/sec～0.01ml/sec。若分散液中的粒子M的浓度或滴加量在此种范围内，那么抑制粒子一部分凝聚成簇状而成为2层以上、产生不存在粒子的缺陷部位、粒子间的间距扩大等倾向，故而可以更容易获得各粒子以高精度二维地最密填充的单粒子膜。
在单粒子膜形成步骤中，利用粒子M的自组装而形成单粒子膜。其原理在于：若粒子集结，那么存在于其粒子间的分散媒引起表面张力发挥作用，其结果，粒子M彼此并不无规存在，而是自动形成二维的最密填充结构。如果对利用此种表面张力的最密填充进行另一表达，那么也可以认为利用横向的毛细管力的排列化。
特别，例如胶体二氧化硅般，若球形且粒径的均匀性也较高的粒子M以浮在水面上的状态3个凝结而相接触，那么表面张力发挥作用以使粒子群的吃水线的合计长度达到最小，如图4所示，3个粒子M根据以图中T所示的正三角形为基本的配置而进行稳定化。
单粒子膜形成步骤优选在超音波照射条件下实施。若一面自下层水朝向水面照射超音波，一面使分散液的溶剂挥发，那么促进粒子M的最密填充，从而可以获得各粒子M以更高精度二维地最密填充的单粒子膜。此时，超音波的输出优选1W～1200W，更优选50W～600W。
而且，对于超音波的频率并无特别限制，但例如优选28kHz～5MHz，更优选700kHz～2MHz。若振动数太高，那么水分子的能量吸收开始而引起水蒸气或水滴自水面上升的现象，故而较不理想。另一方面，若振动数太低，那么下层水中的空蚀半径变大，水中产生水泡而朝着水面浮上来。若此种水泡集积于单粒子膜的下方，那么失去水面的平坦性，故而不合适。
由于超音波照射，水面上产生驻波。若任一种频率中输出均太高，或者根据超音波振动子及发送机的调整条件而使水面的波高升得太高，那么单粒子膜被水面波破坏，故而必须注意。
若留意所述情况而适当地设定超音波的频率及输出，那么不必破坏逐渐形成的单粒子膜，便可以有效促进粒子的最密填充。为了进行有效的超音波照射，将根据粒子的粒径所计算的固有振动数设为标准即可。然而，若变成粒径为例如100nm以下等较小粒子，那么导致固有振动数变得非常高，故而难以赋予如计算结果的超音波振动。在此种情况下，若假设赋予与粒子2量体至20量体左右为止的质量相对应的固有振动进行计算，那么可以将所需的振动数减少到现实范围为止。即使赋予与粒子的聚集体的固有振动数相对应的超音波振动的情况下，也可以表现出粒子的填充率提高效果。超音波的照射时间足夠完成粒子的再排列即可，所需时间随着粒径、超音波的频率、水温等而产生变化。然而，在通常的制作条件下，优选以10秒钟～60分钟进行，更优选3分钟～30分钟。
利用超音波照射所获得的优点在于：除粒子的最密填充化(将无规排列设为6方最密化)以外，具有破坏纳米粒子的分散液制备时容易产生的粒子的软凝聚体的效果，某种程度上也可以修复暂时产生的点缺陷、线缺陷或结晶错位(由于粒子排列的混乱所产生的单位晶格的局部变形)等的效果。
在单粒子膜形成步骤中，优选以使根据下述式(1)进行定义的排列的偏移D(％)成为15％以下的方式，在无机膜上将复数个粒子M以单一层排列。
D[％]＝|B－A|×100/A···(1)
其中，式(1)中，A为粒子M的平均粒径，B为粒子M间的最频间距。而且，|B－A|表示A与B的差的绝对值。
偏移D更优选10％以下，进一步优选1.0％～3.0％。
此处，所谓粒子M的平均粒径A是指构成单粒子膜的粒子M的平均一次粒径，可以根据将利用粒子动态光散射法所求得的粒度分布拟合到高斯曲线所获得的波峰，利用常法而求出。
另一方面，所谓粒子M间的间距是指相邻的2个粒子M的顶点与顶点的距离，所谓最频间距B是指这些的最频值。此外，如果粒子M以球形无间隙地相接触，那么相邻的粒子M的顶点与顶点的距离和相邻的粒子M的中心与中心的距离相等。
粒子M间的最频间距B是具体而言如下方式求出。
首先，关于单粒子膜中的随机选择的区域中一边为粒子M间的最频间距B的30～40倍的正方形的区域，获得原子力显微镜影像。例如，在使用粒径300nm的粒子M的单粒子膜的情况下，获得9μm×9μm～12μm×12μm的区域的影像。继而，将该影像利用傅立叶变换进行波形分离，获得FFT影像(高速傅立叶变换影像)。继而，求出FFT影像的轮廓中的0次波峰起至1次波峰为止的距离。如此求出的距离的倒数为该区域中的最频间距B1。对随机选择的合计25处以上的同面积的区域同样地进行此种处理，求出各区域中的最频间距B1～B25。如此获得的25处以上的区域中的最频间距B1～B25的平均值为式(1)中的最频间距B。此外，此时，各区域彼此优选相隔至少1mm而选择，更优选相隔5mm～1cm而选择。
而且，此时，也可以根据FFT影像的轮廓中的1次波峰的面积，对各影像中的粒子M间的间距的偏差进行评价。
该排列的偏移D是表示粒子M的最密填充程度的指标。即，粒子的排列的偏移D较小意指最密填充程度较高，控制粒子的间隔，其排列的精度较高。
为了将排列的偏移D(％)设为15％以下，粒子M的粒径的变动系数(标准偏差除以平均值所得的值)优选0.1％～20％，更优选0.1％～10％，进一步优选0.1～5.0％。
粒子M间的最频间距与凹凸层的凹凸的最频间距相等。粒子M的排列的细密填充程度较高，故而利用适当地选择粒子M的平均粒径A，可以调整粒子间的最频间距，可以调整凹凸的最频间距。
[移行步骤]
将利用单粒子膜形成步骤而形成于液面上的单粒子膜，继而，以单层状态直接搬移到无机膜(移行步骤)。
对于将单粒子膜搬移到无机膜的具体方法并无特别限制，例如有如下方法等：将设置于母材的无机膜的表面保持为相对于单粒子膜大致垂直的状态，并且使其自上方下降而与单粒子膜相接触，利用均为疏水性的单粒子膜与无机膜的亲和力而使单粒子膜移行、搬移到无机膜的方法；在形成单粒子膜之前，预先在水槽的下层水内，将设置于母材的无机膜配置为大致垂直方向，将单粒子膜形成于液面上后，使液面慢慢下降，由此将单粒子膜搬移到无机膜的方法。
利用所述各方法，不必使用特别装置，也可以将单粒子膜搬移到无机膜，但即使为更大面积的单粒子膜，也根据维持其2次最密填充状态直接容易搬移到无机膜的方面而言，优选在以后步骤中，采用所谓LB槽法(参照Journal of Materials and Chemistry,Vol.11,3333(2001)，Journal of Materials and Chemistry,Vol.12,3268(2002)等)。
图5A及图5B是示意性地表示LB槽法的概略的图。此外，图5A及图5B中，为方便说明，极端放大粒子M。
在该方法中，在水槽V内的下层水W中，以使无机膜12b的表面成为大致铅垂方向的方式，预先浸渍母材11上设置有无机膜12b的被加工体S，以该状态进行所述滴加步骤与单粒子膜形成步骤，形成单粒子膜F(图5A)。继而，在单粒子膜形成步骤后，将被加工体S以无机膜12b的表面为铅垂方向的状态直接向上方提拉，由此可将单粒子膜F搬移到无机膜12b的表面(图5B)。
此外，在该图中，表示将单粒子膜F搬移到被加工体S的两端面的状态，但凹凸结构仅形成于被加工体S的其中一个端面X即可。由厚板遮蔽被加工体S的与其中一个端面X相反侧的面(背面)，由此如果以防止粒子M自端面X侧向背面流回的状态将单粒子膜F仅搬移到端面X，那么更精密地搬移单粒子膜F，因此优选。然而，即使搬移到两面，也无任何影响。
此处，单粒子膜F利用单粒子膜形成步骤以单层的状态已形成于液面上，故而即使移行步骤的温度条件(下层水的温度)或被加工体的提拉速度等产生多少变动，也无移行步骤中单粒子膜F产生崩解而进行多层化等的担忧。此外，下层水的温度通常依赖于随着季节或天气产生变动的环境温度，大致为10℃～30℃左右。
而且，此时，如果使用具备计测单粒子膜F的表面压的以省略图示的威廉米平板(Wilhelmy Plate)等为原理的表面压力感测器及将单粒子膜F向沿着液面的方向压缩的省略图示的可移动阻片的LB槽装置作为水槽V，那么可以将更大面积的单粒子膜F更稳定地搬移到无机膜12b。根据此种装置，可以一面计测单粒子膜F的表面压，一面将单粒子膜F压缩成优选的扩散压(密度)，而且，可以朝着无机膜12b以一定的速度移动。因此，顺利进行自单粒子膜F的液面向无机膜12b的移行，难以产生只有小面积的单粒子膜F移行至无机膜12b等故障。优选的扩散压为5mNm-1～80mNm-1，更优选为10mNm-1～40mNm-1。若为此种扩散压，那么可以容易获得各粒子以更高精度二维地最密填充的单粒子膜F。而且，提拉被加工体S的速度优选0.5mm/min～20mm/min。如上所述，下层水W的温度通常为10℃～30℃。此外，LB槽装置可以购买市售品。
如此，优选将各粒子以尽可能高精度二维地最密填充的单粒子膜F的状态搬移到无机膜12b，但即使如何慎重地进行操作，也无法成为100％完全的最密填充，故而搬移到无机膜12b的粒子成为多晶状态。此处，所谓多晶状态，意指粒子M的晶格方位在各区域C11～C1n之内一致，但宏观上未一致的状态。由此，经由下述各步骤，最终可以将具备以相邻的7个凸部的中心点与正六角形的6个顶点成为对角线的交点的位置关系连续整齐排列的复数个区域的凹凸结构形成于无机膜12b上。
(固定步骤)
利用移行步骤，可以将粒子M的单粒子膜F移行至无机膜12b，但移行步骤后，也可以进行用以将所移行的单粒子膜F固定于无机膜12b的固定步骤。仅利用移行步骤，存在蚀刻步骤中导致粒子M在无机膜12b上移动的可能性。
进行将单粒子膜固定于无机膜12b的固定步骤，由此抑制导致粒子M在无机膜12b上移动的可能性，故而可以更稳定且高精度地进行蚀刻。
作为固定步骤的方法，存在使用粘合剂的方法或烧结法。
在使用粘合剂的方法中，向形成单粒子膜的无机膜12b供给粘合剂溶液而使其渗透到构成单粒子膜的粒子M与无机膜12b之间。
粘合剂的使用量优选单粒子膜的质量的0.001～0.02倍。只要在此种范围内，那么不会产生粘合剂太多而导致粘合剂堵塞粒子M间而对单粒子膜的精度造成不良影响的问题，便可以充分固定粒子。在导致大量供给粘合剂溶液的情况下，在粘合剂溶液渗透后，使用旋转涂布机，或者使被加工体倾斜，去除粘合剂溶液的剩余部分即可。
作为粘合剂，可以使用先前作为疏水化剂例示的金属烷氧基硅烷或一般的有机粘合剂、无机粘合剂等，在粘合剂溶液渗透后，根据粘合剂的种类适当进行加热处理即可。在使用金属烷氧基硅烷作为粘合剂的情况下，优选在40℃～80℃下3分钟～60分间的条件下进行加热处理。
在采用烧结法的情况下，将形成单粒子膜的无机膜进行加热而使构成单粒子膜的各粒子M融合于无机膜即可。加热温度是根据粒子M的材质与无机膜的材质而决定即可，但粒径为1000nm以下的粒子M在较其物质本来的熔点更低温度下开始界面反应，故而在相对低温侧结束烧结。若加热温度太高，那么粒子的融合面积增大，其结果存在单粒子膜的形状产生变化等对精度造成影响的可能性。
而且，若在空气中进行加热，那么存在无机膜或各粒子M产生氧化的可能性，故而采用烧结法的情况下，优选考虑此种氧化的可能性而设定条件。
[蚀刻步骤]
蚀刻步骤是将复数个粒子M作为蚀刻掩膜而将无机膜进行干式蚀刻的步骤。
在蚀刻步骤中，首先，如图6A所示，蚀刻气体通过构成单粒子膜F的各粒子M的间隙而到达无机膜12b的表面，在该部分形成沟槽，与各粒子M相对应的位置分别显现圆柱12c。若继而继续蚀刻，那么各圆柱12c上的粒子M也慢慢被蚀刻而减少，同时，无机膜12b的沟槽也进一步加深(图6B)。继而，最终各粒子M利用蚀刻而消失，在无机膜12b的单面形成多个圆锥状的凸部En(图6C)。
作为干式蚀刻中使用的蚀刻气体，例如可以列举Ar、SF6、F2、CF4、C4F8、C5F8、C2F6、C3F6、C4F6、CHF3、CH2F2、CH3F、C3F8、Cl2、CCl4、SiCl4、BCl2、BCl3、BC2、Br2、Br3、HBr、CBrF3、HCl、CH4、NH3、O2、H2、N2、CO、CO2等，可以根据构成单粒子膜掩膜的粒子或无机膜的材质等而使用这些中的1种以上。
作为进行干式蚀刻的蚀刻装置，使用反应性离子蚀刻装置、离子束蚀刻装置等可以进行各向异性蚀刻的蚀刻装置。蚀刻装置只要可以产生最小20W左右的偏压电场，那么不会特别限制等离子产生的方式、电极的结构、腔室的结构、高频电源的频率等规格。
蚀刻条件根据所欲获得的凹凸的纵横比而适当选择即可。作为蚀刻条件，可以列举偏压功率、天线功率、气体的流量及压力、蚀刻时间等。
若关于如此获得的微细凹凸，以与先前所述的求出单粒子膜蚀刻掩膜中的粒子间的平均间距B的方法相同的方式求出其凹凸的排列的平均间距C，那么该平均间距C的值与所使用的单粒子膜蚀刻掩膜的平均间距B大致相同。而且，排列的平均间距C相当于凹凸的底面的直径d的平均值。进而，若关于该微细凹凸，求出根据下述式(2)进行定义的排列的偏移D'(％)，那么其值也成为10％以下。
D'[％]＝|C－A|×100/A···(2)
其中，式(2)中，A是构成所使用的单粒子膜蚀刻掩膜的粒子的平均粒径。
(作用效果)
根据包括所述制膜步骤、粒子排列步骤及蚀刻步骤的光学元件制作用模具的制造方法，可以制造形成复数个区域的面积、形状及结晶方位为无规的凹凸的模具。
而且，所述制造方法是在设置于母材的表面上的无机膜上直接形成凹凸的方法而非利用电铸转印凹凸的方法，故而可以简化模具的制造。而且，根据所述制造方法，也可以在射出成形的模具表面上形成微细凹凸，故而也可以制造两面形成凹凸的板状的光学元件。
＜光学元件的制作方法＞
作为使用所述模具的光学元件的制造方法，可以应用纳米压印法、加压成形法、射出成形法、电铸法等。如果应用这些方法，那么可以再现性良好地大量生产高精度地形成周期晶格结构而适合于展现视角限制功能的形状转印体(复制品)。
在所述光学元件的制造方法之中，就特别适合于微细凹凸的转印的方面而言，优选纳米压印法、射出成形法。
作为利用使用所述实施形态的模具的纳米压印法而制作光学元件的具体方法，例如可以列举下述(a)～(c)的方法。
(a)包括如下步骤的方法(光压印法)：在模具10的凹凸面12a涂布未硬化的活性能量线硬化性树脂；以及照射活性能量线而使所述硬化性树脂进行硬化后，将已硬化的涂膜自模具10剥离。此处，所谓活性能量线通常指紫外线或电子束，但本说明书中，也可以包括可见光线、X射线、离子束等。
(b)包括如下步骤的方法：在模具10的凹凸面12a涂布未硬化的液状热固性树脂或未硬化的液状无机材料；以及进行加热而使所述液状热固性树脂或液状无机材料进行硬化后，将已硬化的涂膜自模具10剥离。
(c)包括如下步骤的方法(热压印法)：使薄片状的热塑性树脂与模具10的凹凸面12a相接触；一面将该薄片状的热塑性树脂向凹凸面12a按压，一面进行加热而使其软化后，进行冷却；以及将该已冷却的薄片状的热塑性树脂自模具10剥离。
在(a)的光压印法中，例如可以使用具备用以将模具向光硬化性树脂按压的加压机构及对光硬化性树脂照射活性能量线的照射机构的光压印装置。
对(a)的方法的具体例进行说明。首先，在薄片状的模具10的凹凸面12a，以厚度0.5μm～20μm、优选1.0μm～10μm涂布未硬化的液状活性能量线硬化性树脂。
继而，使涂布该硬化性树脂的模具10通过一对辊之间，由此进行按压，从而将所述硬化性树脂填充到模具10的凹凸内部。其后，利用活性能量线照射装置照射活性能量线10mJ～5000mJ、优选100mJ～2000mJ，使硬化性树脂进行交联及/或硬化。继而，将硬化后的活性能量线硬化性树脂自模具10剥离，由此可以制造光学元件。
在(a)的方法中，根据对模具10的凹凸面12a赋予脫模性的目的，也可以在涂布未硬化的活性能量线硬化性树脂前，以1nm～10nm左右的厚度设置包含聚硅氧树脂、氟树脂等的层。
作为未硬化的活性能量线硬化性树脂，可以列举含有选自环氧丙烯酸酯、环氧化油丙烯酸酯、胺基甲酸酯丙烯酸酯、不饱和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、乙烯基/丙烯酸酯、多烯/丙烯酸酯、硅丙烯酸酯、聚丁二烯、聚苯乙烯甲基丙烯酸甲酯等预聚物，脂肪族丙烯酸酯、脂环式丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯、含有羟基的丙烯酸酯、含有烯丙基的丙烯酸酯、含有缩水甘油基的丙烯酸酯、含有羧基的丙烯酸酯、含有卤素的丙烯酸酯等单体中的1种以上的成分的树脂。未硬化的活性能量线硬化性树脂优选利用乙酸乙酯或甲基乙基酮、甲苯等溶剂等适当进行稀释而使用。
而且，也可以在未硬化的活性能量线硬化性树脂中添加氟树脂、聚硅氧树脂等。
在将未硬化的活性能量线硬化性树脂利用紫外线进行硬化的情况下，优选在未硬化的活性能量线硬化性树脂中添加苯乙酮类、二苯甲酮类等光聚合起始剂。
而且，在未硬化的活性能量线硬化性树脂中，根据提高硬化后的硬度的目的，也可以使用多官能(甲基)丙烯酸酯单体及低聚物的至少一种。而且，也可以含有反应性无机氧化物粒子及/或反应性有机粒子。
在涂布未硬化的液状活性能量线硬化性树脂后，也可以在贴合包含树脂、玻璃等的贴合基材后，照射活性能量线。活性能量线的照射是自贴合基材、具有模具10的活性能量线穿透性的任意一个进行即可。
优选将硬化后的活性能量线硬化性树脂的薄片的厚度设为0.1μm～100μm。只要硬化后的活性能量线硬化性树脂的薄片的厚度为0.1μm以上，那么可以确保充分的强度，只要为100μm以上，那么可以确保充分的可挠性。
在(b)的方法中，作为液状热固性树脂，例如可以列举未硬化的三聚氰胺树脂、胺基甲酸酯树脂、环氧树脂等。可以根据液状热固性树脂的特性而适当地决定加热条件，其中，在使用环氧树脂的情况下，优选加热温度为150℃～200℃，加热时间为3分钟～10分钟。而且，作为液状无机材料，例如可以列举未硬化的氧化硅系溶胶凝胶材料、聚二甲基硅氧烷、聚倍半硅氧烷等。可以根据液状无机材料的特性而适当地决定加热条件，在使用氧化硅系溶胶凝胶材料的情况下，优选加热温度为100℃～500℃，加热时间为20分钟～60分钟。而且，在使用聚二甲基硅氧烷的情况下，优选加热温度为100℃～200℃，加热时间为10分钟～60分钟。
在(c)的热压印法中，例如可以使用具备用以将模具向热塑性树脂按压的加压机构及控制热塑性树脂的温度的温度控制机构的热压印装置。
在(c)的方法中，作为热塑性树脂，例如可以列举丙烯酸系树脂、聚烯烃、聚酯等。
将薄片状的热塑性树脂向2次步骤用成形物按压时的压力优选1MPa～100MPa。只要按压时的压力为1MPa以上，那么可以较高的精度转印凹凸，只要为100MPa以下，那么可以防止过剩的加压。
可以根据热塑性树脂的特性而适当地决定加热条件，优选加热温度为120℃～200℃，按压时间为1分钟～5分钟。
作为加热后的冷却温度，就可以较高的精度转印凹凸的方面而言，优选未达热塑性树脂的玻璃转移温度。
在(a)～(c)的方法之中，就可以省略加热而简单的方面而言，优选使用活性能量线硬化性树脂的(a)的方法。
在利用射出成形法制作光学元件时，在形成模具腔的射出成形用模具的一部分使用所述实施形态的模具。即，在模具腔的内面配置所述模具。
具体而言，在利用射出成形法的光学元件的制作方法中，首先，使用安装射出成形用模具的射出成形机，使热塑性树脂进行熔融。继而，将该已熔融的热塑性树脂以高压射出流入到射出成形用模具的模具腔内后，冷却射出成形用模具。继而，打开射出成形用模具而取出所获得的光学元件。
作为利用射出成形法成形的热塑性树脂，可以使用与所述热压印法中使用的热塑性树脂相同的树脂。
作为可以使用所述模具而制造的光学元件，具体而言可以列举有机EL或薄膜装置中使用的绕射晶格或抗反射体等。
在利用所述方法所形成的光学元件为绕射晶格的情况下，在至少将光射出到外部的面包括具有与模具10相对应的凹凸的光射出面。作为用途，在光学元件为绕射晶格的情况下，用作有机EL照明等的基板。而且，在光学元件为抗反射体的情况下，用作光学机器中使用的透镜或图像显示装置的全面版。
即，利用所述方法所形成的光学元件的光射出面的微细凹凸的最频间距、最频高度及形状是根据光学元件的用途而决定。在光学元件为抗反射体的情况下，微细凹凸的最频间距优选根据入射至抗反射体的光的波长而进行调整。例如，在使用波长为400nm～750nm左右的可见光的情况下，优选50nm以上300nm以下的间距的凹凸。此外，只要微细凹凸的间距为50nm以上150nm以下，那么可以减少可见光区域中的绕射光。在使用波长750nm左右～10000nm以下的红外区域的情况下，优选500nm以上5000nm以下的最频间距的凹凸。
根据光学元件的用途而决定微细凹凸的最佳纵横比。例如，在将利用该模具所制造的光学元件用作有机EL或薄膜装置中使用的绕射晶格的情况下，凹凸中的凸部En的纵横比优选为0.1～1.0。例如，在将利用该模具所制造的光学元件用作抗反射体的情况下，凹凸中的凸部En的纵横比更优选0.5～4.0以上，进一步优选1.0～3.0。
在将利用该模具所制造的光学元件用作有机EL或薄膜装置中使用的绕射晶格的情况下，凸部的最频高度H优选10nm～500nm之间，进一步优选15nm～150nm。只要最频高度H在优选范围内，那么可以获得有机EL或薄膜装置的光提取效率提高的效果。而且，在将利用该模具所制造的光学元件使用于以可见光为对象的抗反射体的情况下，凸部的最频高度H优选25nm～1200nm之间，进一步优选120nm～500nm。而且，在将利用该模具所制造的光学元件使用于以红外光为对象的抗反射体的情况下，凸部的最频高度H优选250nm～10000nm之间，进一步优选750nm～10000nm。只要最频高度H在优选范围内，那么可以获得抗反射性能提高的效果。
(作用效果)
所述光学元件的凹凸适当无规。因此，尽管设置似乎产生绕射光的微细间距的凹凸，也可以降低绕射光的指向性，从而可以抑制色移。
而且，光学元件的凹凸并非完全无规，在与模具10的各区域C1～Cn相对应的范围内具有一定秩序。因此，可以容易调整光学元件的凹凸的间距，从而可以容易获得目标的光学功能。
[第2实施形态]
在第1实施形态中，母材11的形状为平面的板状体。本实施形态中的模具20A包含具有凸曲面的母材21A。本实施形态中的模具20B包含具有凹曲面的母材21B。以下，参照图9～图13，对本实施形态进行详细说明。
＜光学元件制作用模具＞
如图9所示，本实施形态的模具20A具备表面23A具有凸曲面的母材21A及设置于母材21A的表面23A的凹凸层22A。
如图10所示，本实施形态的模具20B具备表面23B具有凹曲面的母材21B及设置于母材21B的表面23A的凹凸层22B。
(母材)
作为母材21A及21B的材质，并无特别限制，例如可以使用第1实施形态所记载的材料。
表面23A具有凸曲面。凸曲面也可以为抛物面，也可以为球面。自与表面24A垂直的方向观察的情况下，凸曲面的形状不必必须为圆，也可以为将圆沿着单轴或复数个轴延伸的形状。凸曲面的长轴的长度也可以为30mm～1300mm，优选200mm～500mm。沿着长轴的剖面中的曲率半径也可以为30mm～3000mm，优选50mm～1000mm。
表面23A的形状是例如利用将母材21A的表面利用加压法、切削及研磨法等方法进行加工而获得。
位于表面23A的相反位置的表面24A也可以为平坦面。
表面23B具有凹曲面。凹曲面也可以为抛物面，也可以为球面。自与表面24B垂直的方向观察的情况下，凹曲面的形状不必必须为圆，也可以为将圆沿着单轴或复数个轴延伸的形状。凹曲面的长轴的长度也可以为30mm～1300mm，优选200mm～500mm。沿着长轴的剖面中的曲率半径也可以为30mm～3000mm，优选50mm～1000mm。
位于表面23B的相反位置的表面24B也可以为平坦面。
表面23B的形状是与表面23A相同地，利用将母材21B的表面利用加压法、切削及研磨法等方法进行加工而获得。
(凹凸层)
凹凸层22A是将与光学元件的材料相接触的面设为凹凸面25A的层。凹凸层22B是将与光学元件的材料相接触的面设为凹凸面25B的层。凹凸层22A及22B是除了形成于具有凸曲面或凹曲面的表面23A或23B的方面以外，与第1实施形态所揭示的凹凸层12相同。
如图9及图10所示，在具有凸曲面或凹曲面的表面23A或23B的曲率相对于面积相对较大的情况下，形成于表面上的凹凸面25A或25B的凹部及凸部的轴向接近于表面23A或23B的法线方向。
相反，如图12及图13所示，在具有凸曲面或凹曲面的表面23A或23B的曲率相对于面积相对较小的情况下，形成于表面上的凹凸面25A或25B的凹部及凸部的轴向接近于与表面24A或表面24B(凹凸层22A或22B与表面24A或24B相接触的面)垂直的方向。
(作用效果)
本实施形态的光学元件制作用模具20A及20B是利用下述凹凸层22A及22B的制作方法所形成，由此如母材21A及21B般表面上具有凹凸的情况下，也可以容易地调整凹凸的间距，从而可以容易地获得目标的光学功能。因此，尽管设置似乎产生绕射光的微细间距的凹凸，也可以降低绕射光的指向性，从而可以抑制色移。
＜模具的制造方法＞
对所述模具20A及20B的制造方法的一实施形态进行说明。
本实施形态的制造方法是与第1实施形态相同地，包括制膜步骤、粒子排列步骤及蚀刻步骤。关于与第1实施形态相同的步骤，省略说明。此外，在以下的说明中，作为一例子，对制作模具20A的方法进行说明。
(制膜步骤)
制膜步骤是在母材21A的表面23A上制膜随后成为凹凸层22A的无机膜的步骤。
作为制膜步骤中的无机膜的制膜方法，也可以为溅镀或真空蒸镀等物理气相蒸镀法(PVD法)、化学气相蒸镀法(CVD法)、电镀法(电解、无电解)的任一种，但就对具有凸面的表面23A的制膜性的方面而言，优选溅镀。
关于制膜步骤中的其他条件，与第1实施形态相同。
(粒子排列步骤、固定步骤)
关于粒子排列步骤及固定步骤，也与第1实施形态相同。
[蚀刻步骤]
蚀刻步骤是将复数个粒子M作为蚀刻掩膜而将无机膜进行干式蚀刻的步骤。蚀刻步骤的具体方法与第1实施形态相同。
在蚀刻步骤中，首先，如图11A所示，蚀刻气体通过构成单粒子膜F的各粒子M的间隙而到达无机膜12b的表面，在该部分形成沟槽，与各粒子M相对应的位置分别显现圆柱12c。若继而继续蚀刻，那么各圆柱12c上的粒子M也慢慢被蚀刻而减少，同时，无机膜12b的沟槽也进一步加深(图11B)。继而，最终各粒子M由蚀刻而消失，在无机膜12b的单面形成多个圆锥状的凸部En(图11C)。
作为干式蚀刻中使用的蚀刻气体，可以使用与第1实施形态相同的蚀刻气体。关于进行干式蚀刻的蚀刻装置及蚀刻条件，也与第1实施形态相同。
(作用效果)
根据包括所述制膜步骤、粒子排列步骤及蚀刻步骤的光学元件制作用模具的制造方法，可以制造形成复数个区域的面积、形状及结晶方位为无规的凹凸的模具。
而且，所述制造方法是在设置于母材的表面上的无机膜上直接形成凹凸的方法而非利用电铸转印凹凸的方法，故而可以简化模具的制造。而且，根据所述制造方法，也可以在射出成形的模具表面上形成微细凹凸，故而也可以制造两面形成凹凸的板状的光学元件。
此外，在所述制造方法中，将粒子M用作蚀刻掩膜，故而如母材21A及21B般表面上具有凹凸的情况下，也可以将蚀刻掩膜的厚度设为大致一定。由此，可以将凹凸层中的凹凸的间距设为目标值。
＜光学元件的制作方法＞
作为使用所述模具的光学元件的制造方法，可以应用纳米压印法、加压成形法、射出成形法、电铸法等。只要应用这些方法，那么可以再现性良好地大量生产高精度地形成周期晶格结构而适合于展现视角限制功能的形状转印体(复制品)。
在所述光学元件的制造方法之中，就尤其适合于微细凹凸的转印的方面而言，优选纳米压印法、射出成形法。
作为利用使用所述实施形态的模具的纳米压印法而制作光学元件的具体方法，可以列举第1实施形态所揭示的方法。
利用使用本实施形态的模具，可以制作凹透镜或凸透镜的表面上形成微细凹凸的光学元件。
即，利用所述方法所形成的光学元件的光射出面的微细凹凸的最频间距、最频高度及形状是根据光学元件的用途而决定。在光学元件为抗反射体的情况下，微细凹凸的最频间距优选根据所使用的光的波长而进行调整。例如，在使用波长为400nm～750nm左右的可见光的情况下，优选50nm以上300nm以下的间距的凹凸。此外，只要微细凹凸的间距为50nm以上150nm以下，那么可以减少可见光区域中的绕射光。在使用波长750nm左右～10000nm以下的红外区域的情况下，优选500nm以上5000nm以下的最频间距的凹凸。
根据光学元件的用途而决定微细凹凸的最佳纵横比。例如，在利用该模具制造有机EL或薄膜装置中使用的绕射晶格的情况下，凹凸中的凸部En的纵横比优选0.1～1.0。例如，在利用该模具制造抗反射体的情况下，凹凸中的凸部En的纵横比更优选0.5～4.0，进一步优选1.0～3.0。
在利用该模具制造有机EL或薄膜装置中使用的绕射晶格的情况下，凸部的最频高度H优选10nm～500nm之间，进一步优选15nm～150nm。只要最频高度H在优选范围内，那么可以获得有机EL或薄膜装置的光提取效率提高的效果。而且，在利用该模具制造以可见光为对象的抗反射体的情况下，凸部的最频高度H优选25nm～1200nm之间，进一步优选120nm～500nm。而且，于利用该模具制造以红外光为对象的抗反射体的情况下，凸部的最频高度H优选250nm～10000nm之间，进一步优选750nm～10000nm。只要最频高度H在优选范围内，那么可以获得抗反射性能提高的效果。
(作用效果)
所述光学元件的凹凸适当无规。因此，尽管设置似乎产生绕射光的微细间距的凹凸，也可以降低绕射光的指向性，从而可以抑制色移。
而且，光学元件的凹凸并非完全无规，在与模具20A及20B的各区域C1～Cn相对应的范围内具有一定秩序。因此，可以容易地调整光学元件的凹凸的间距，从而可以容易地获得目标的光学功能。
另外，利用使用本实施形态的模具，可以制作凹透镜或凸透镜的表面上形成微细凹凸的光学元件。
＜其他实施形态＞
此外，本发明的模具并不限定于所述第1及第2实施形态。
例如，母材的形状并无特别限制，也可以为圆柱体。而且，在第2实施形态中，对仅母材21A的其中一个表面23A具有凸曲面的例子进行了说明，但两者的表面也可以具有凸曲面。在第2实施形态中，对仅母材21B的其中一个表面23B具有凹曲面的例子进行了说明，但两者的表面也可以具有凹曲面。
而且，在第2实施形态中，对母材21A具有一个凸曲面的例子进行了说明，但母材21A也可以具有两个以上的凸曲面。同样地，在第2实施形态中，对母材21B具有一个凹曲面的例子进行了说明，但母材21B也可以具有两个以上的凹曲面。
而且，也可以将第2实施形态中的具有微细凹凸的模具本身用作抗反射体或绕射晶格等光学元件。在第2实施形态中，对仅母材21A的其中一个表面23A具有凸曲面的例子进行了说明，但将模具本身用作抗反射体或绕射晶格等光学元件的情况下，两者的表面也可以具有凸曲面。同样地，在第2实施形态中，母材21B的两者的表面也可以具有凹曲面。
在以上的本发明中，在使用本发明的模具而制造光学元件时，导致微细凹凸面随时间产生劣化。
本发明的模具是具有设置于母材上的凹凸层的结构，故而利用干式蚀刻而去除随时间产生劣化的凹凸层，重新对凹凸层在与各实施形态相同的条件下进行加工而制作，由此可以再利用母材而再制作相同的模具。
在如此再利用母材的情况下，母材与凹凸层的蚀刻率的比率为100～10000，优选1000～10000。
[实施例]
[实施例1]
准备平均粒径为400.7nm且粒径的变动系数为3.3％的球形胶体二氧化硅的13.4质量％水分散液(分散液)。此外，平均粒径及粒径的变动系数是根据将利用使用MalvernInstruments Ltd公司制造的Zetasizer Nano-ZS的粒子动态光散射法所求得的粒度分布拟合到高斯曲线所获得的波峰而求出。
继而，将该分散液利用孔径1.2μm的薄膜过滤器进行过滤后，在通过薄膜过滤器的分散液中添加浓度0.8质量％的己基三甲氧基硅烷的水解物水溶液，在约40℃下进行反应4小时30分钟。此时，以使苯基三乙氧基硅烷的质量成为胶体二氧化硅粒子的质量的0.02倍的方式，混合分散液与水解水溶液。
继而，在反应结束后的分散液中，添加体积为该分散液的体积的4倍的甲基异丁基酮并进行充分搅拌，对经疏水化的胶体二氧化硅进行油相萃取。
准备不锈钢板(两面镜面研磨)作为母材，在母材表面上溅镀W，制膜无机膜，获得被加工体。
将经油层萃取的疏水化胶体二氧化硅分散液，以滴加速度0.01ml/sec滴加到具备计测单粒子膜的表面压的表面压力感测器及将单粒子膜向沿着液面的方向压缩的可移动阻片的水槽(LB槽装置)中的液面(使用水作为下层水，水温25℃)。此外，在水槽的下层水中，预先沿着大致铅垂方向浸渍被加工体。
其后，将超音波(输出50W，频率1500kHz)自下层水中朝向水面照射10分钟而促进粒子进行二维地最密填充，并且使作为分散液的溶剂的甲基异丁基酮挥发，从而在水面上形成单粒子膜。
继而，将该单粒子膜利用可移动阻片进行压缩直至扩散压成为30mNm-1为止，并以5mm/min的速度提拉预先浸渍的被加工体，从而将单粒子膜搬移到被加工体的无机膜面上。
继而，在形成单粒子膜的被加工体中渗透1质量％单甲基三甲氧基硅烷的水解液作为粘合剂，其后，利用旋转涂布机(3000rpm)进行处理1分钟而去除水解液的剩余部分。其后，将其在100℃下加热10分钟而使粘合剂进行反应，获得包含胶体二氧化硅的附单粒子膜蚀刻掩膜的被加工体。
关于所述单粒子膜蚀刻掩膜，随机选择10μm×10μm的区域1处，获得该部分的原子力显微镜影像，继而，将该影像利用傅立叶变换进行波形分离，获得FFT影像。继而，求出FFT影像的轮廓中的0次波峰起至1次波峰为止的距离，进而求出其倒数。该倒数为该区域中的粒子间的最频间距B1。
对合计25处的10μm×10μm的区域同样地进行此种处理，求出各区域中的最频间距B1～B25，算出这些的平均值，设为式(1)中的最频间距B。此外，此时，以使相邻的各区域彼此相隔5mm左右的方式设定各区域。所算出的最频间距B为412.3nm。
因此，将粒子的平均粒径A＝400.7nm与最频间距B＝412.3nm代入到式(1)，结果该例子的单粒子膜蚀刻掩膜中的粒子的排列的偏移D为2.9％。
继而，对附单粒子膜蚀刻掩膜的被加工体，利用SF6：BCl3＝25：75～75：25的混合气体进行气相蚀刻而形成微细凹凸。设定蚀刻条件为如下：天线功率1500W、偏压功率1500～2000W、气体流量30～50sccm。
在蚀刻后，根据原子力显微镜影像实测的微细凹凸的平均高度h为887.4nm，利用与对单粒子膜蚀刻掩膜实施的方法相同的方法所求得的微细凹凸的排列的平均间距C(圆形底面的平均直径d)为410.8nm，根据这些所算出的纵横比为2.16。相对于该微细凹凸，求出根据式(2)的微细凹凸的排列的偏移D'，结果为2.46％。
将如此制作的附微细凹凸的模具，以使微细凹凸面露出的方式，贴合于30mm×30mm的不锈钢板(两面镜面研磨)的中央。将贴合于不锈钢板的模具，相对于涂布于拾取用薄膜(特多龙(tetoron)薄膜，厚度50μm，帝人制造)的紫外线硬化树脂(PAK-01CL，东洋合成工业制造)以2.4MPa的压力按压，并且利用2.0J的紫外线进行曝光而使紫外线硬化树脂进行硬化。其次，将已硬化的树脂缓慢地自模具剥离，继而自拾取用薄膜剥离，取出厚度约1.0mm的纳米压印品的光学元件。该光学元件的与凹凸结构面的相反侧的面为平坦。
为确认绕射光的面内各向异性，将来自点光源的激光垂直地入射至所制作的具有光学元件的凹凸形状的面，将自结构面出射的绕射光投影到屏幕上。入射至光学元件的光是依赖绕射晶格的结晶轴方向(在结晶内设定的座标轴；由于是三角晶格，因此a轴与b轴所形成的角度为60°)而进行绕射。在本实施例中，具有包含三角晶格的区域的结晶轴方向无规排列的结构，故而屏幕上，如图7所示，投影出环状的明线，该环状的明线表示激光的绕射角(Z轴方向)为固定，但X、Y方向为各向同性地结晶配向的情况。由此，在本实施例的方法中，确认大致不存在绕射光的指向性。
[实施例2]
准备平均粒径为120.2nm且粒径的变动系数为6.5％的球形胶体二氧化硅的7.2质量％水分散液(分散液)。此外，平均粒径及粒径的变动系数是根据将利用使用MalvernInstruments Ltd公司制造的Zetasizer Nano-ZS的粒子动态光散射法所求得的粒度分布拟合到高斯曲线所获得的波峰而求出。
继而，将该分散液利用孔径0.45μm的薄膜过滤器进行过滤后，于通过薄膜过滤器的分散液中添加浓度0.8质量％的己基三甲氧基硅烷的水解物水溶液，在约40℃下进行反应2小时。此时，以使苯基三乙氧基硅烷的质量成为胶体二氧化硅粒子的质量的0.02倍的方式，混合分散液与水解水溶液。
继而，在反应结束后的分散液中，添加体积为该分散液的体积的4倍的甲基异丁基酮并进行充分搅拌，对经疏水化的胶体二氧化硅进行油相萃取。
准备曲率半径45mm、直径30mm的经凹面球加工的不锈钢板(两面镜面研磨)作为母材，并在母材表面上以1.0μm厚度溅镀Cr而制成无机膜，获得被加工体。
将经油层萃取的疏水化胶体二氧化硅分散液，以滴加速度0.01ml/sec滴加到具备计测单粒子膜的表面压的表面压力感测器及将单粒子膜向沿着液面的方向压缩的可移动阻片的水槽(LB槽装置)中的液面(使用水作为下层水，水温25℃)。此外，在水槽的下层水中，预先沿着大致铅垂方向浸渍被加工体。
其后，将超音波(输出50W，频率1500kHz)自下层水中朝向水面照射10分钟而促进粒子进行二维地最密填充，并且使作为分散液的溶剂的甲基异丁基酮挥发，从而在水面上形成单粒子膜。
继而，将该单粒子膜利用可移动阻片进行压缩直至扩散压成为30mNm-1为止，并以5mm/min的速度提拉预先浸渍的被加工体，从而将单粒子膜搬移到被加工体的无机膜面上。
继而，在形成单粒子膜的被加工体中渗透1质量％单甲基三甲氧基硅烷的水解液作为粘合剂，其后，利用旋转涂布机(3000rpm)进行处理1分钟而去除水解液的剩余部分。其后，将其在100℃下加热10分钟而使粘合剂进行反应，获得包含胶体二氧化硅的附单粒子膜蚀刻掩膜的被加工体。
关于所述单粒子膜蚀刻掩膜，随机选择10μm×10μm的区域1处，获得该部分的原子力显微镜影像，继而，将该影像利用傅立叶变换进行波形分离，获得FFT影像。继而，求出FFT影像的轮廓中的0次波峰起至1次波峰为止的距离，另外求出其倒数。该倒数为该区域中的粒子间的最频间距B1。
对合计25处的10μm×10μm的区域同样地进行此种处理，求出各区域中的最频间距B1～B25，算出这些的平均值，设为式(1)中的最频间距B。此外，此时，以使相邻的各区域彼此相隔5mm左右的方式设定各区域。所算出的最频间距B为121.8nm。
因此，将粒子的平均粒径A＝120.2nm与最频间距B＝121.8nm代入到式(1)，结果该例子的单粒子膜蚀刻掩膜中的粒子的排列的偏移D为1.3％。
继而，对附单粒子膜蚀刻掩膜的被加工体，利用Cl2：O2：CHF3＝15：5：1～25：15：10的混合气体进行气相蚀刻而形成微细凹凸。设定蚀刻条件为如下：天线功率1500W、偏压功率200～800W、气体流量30～50sccm。
在蚀刻后，根据原子力显微镜影像实测的微细凹凸的平均高度h为330.4nm，利用与对单粒子膜蚀刻掩膜实施的方法相同的方法所求得的微细凹凸的排列的平均间距C(圆形底面的平均直径d)为118.8nm，根据这些所算出的纵横比为2.78。相对于该微细凹凸，求出根据式(2)的微细凹凸的排列的偏移D'，结果为1.16％。
将如此制作的设置附微细凹凸的凹部的模具与透镜本体部用模具加以组合，设置具有透镜的模具的空隙。继而，将该模具安装于射出成形机，向该空隙内注入在高温下具有流动性的丙烯酸系树脂(PMMA)，其后进行冷却。继而，取出作为成形品的附微细结构体的透镜。该附微细结构体的透镜的凹凸结构面的相反侧的面为平坦。
为了确认光学元件的抗反射性能，利用Ocean Optics公司制造的USB2000测定垂直入射反射率，结果确认可见光表面反射率为0.3％左右也不存在波长依赖性。
[比较例1]
利用干扰曝光法，在硅板(厚度0.3mm，尺寸30×30mm)形成间距460nm、高度200nm、三角晶格排列的微细凹凸而获得模具。继而，将贴合于不锈钢板的模具，相对于涂布于拾取用薄膜(特多龙薄膜，厚度50μm，帝人制造)的紫外线硬化树脂(PAK-01CL，东洋合成工业制造)以2.4MPa的压力按压，并且利用2.0J的紫外线进行曝光而使紫外线硬化树脂进行硬化。其次，将已硬化的树脂缓慢地自模具剥离，继而自拾取用薄膜剥离，取出厚度约1.0mm的纳米压印品的光学元件。
与实施例1相同地，将来自点光源的激光垂直地入射至具有凹凸形状的面，观察绕射光如何显现于屏幕。在利用干扰曝光法形成单晶性的微细凹凸的比较例中，入射至光学元件的光进行绕射，在屏幕上显现如图8所示的与依赖于三角晶格的正六角形的顶点相对应的明点。由此，确认利用干扰曝光法所制作的微细凹凸的绕射光的指向性较高。
[比较例2]
准备曲率半径45mm、直径30mm的经凹面球加工的不锈钢板(两面镜面研磨)作为母材，不设置蚀刻层，除此以外，以与实施例2相同的方法进行利用粒子掩膜法的微细加工，获得微细凹凸的平均高度h为18.6nm、微细凹凸的排列的平均间距C(圆形底面的平均直径d)为115.7nm、根据这些所算出的纵横比为0.16的附微细结构体的透镜。确认光学元件的抗反射性能，结果可见光表面反射率为5.2％左右。
[符号的说明]
10  模具
11  母材
12  凹凸层
12a 凹凸面
12b 无机膜
12c 圆柱
M   粒子
S   被加工体
V   水槽
W   下层水
X   端面

Claims (8)

1.一种光学元件制作用模具，其具备母材及形成于所述母材的表面上且具有凹凸结构的凹凸层，
所述凹凸结构具备以邻接的7个凸部的中心点与正六角形的6个顶点成为对角线的交点的位置关系连续整齐排列的复数个区域，所述复数个区域的面积、形状及结晶方位为无规。
2.根据权利要求1所述的光学元件制作用模具，其中所述凹凸层由含有下述(A1)及(B)～(D)的至少1种的材料所形成：(A1)包含Si、Cr、Mo、W、Ta、Ti或含有2种以上的Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti的合金的金属，(B)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氧化物，(C)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氮化物，(D)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属碳化物。
3.根据权利要求1或2所述的光学元件制作用模具，其中所述母材的所述表面为平板状。
4.根据权利要求1或2所述的光学元件制作用模具，其中所述母材的所述表面具有凹曲面或凸曲面。
5.一种光学元件制作用模具的制造方法，其包括：制膜步骤，其在母材的表面将无机膜进行制膜；粒子排列步骤，其在所述无机膜的表面将复数个粒子以单一层排列；以及蚀刻步骤，其将所述复数个粒子作为蚀刻掩膜而对所述无机膜进行干式蚀刻。
6.根据权利要求5所述的光学元件制作用模具的制造方法，其中所述粒子排列步骤包括在水的液面上形成单粒子膜的单粒子膜形成步骤、以及使所述单粒子膜移行至所述无机膜的表面的移行步骤。
7.根据权利要求5或6所述的光学元件制作用模具的制造方法，其中所述无机膜由含有下述(A1)及(B)～(D)的至少1种的材料所形成：
(A)包含Si、Cr、Mo、W、Ta、Ti或含有2种以上的Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti的合金的金属，(B)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氧化物，(C)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属氮化物，(D)选自由Si、Cr、Mo、W、Ta、Ni、Ti所组成的群中的至少1种元素的金属碳化物。
8.一种光学元件，其是利用使用根据权利要求1至4中任一项所述的光学元件制作用模具的纳米压印或射出成形所制作。
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