TW201606340A - 光學元件 - Google Patents

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Abstract

本發明之光學元件於基體上具備抗反射層，該抗反射層上形成有具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小凹部，凹部之80%以上具有1個以上之台階，滿足0.12d≦ws≦0.17d及0.42h≦zs≦0.52h之關係式。其中，d為上述凹部之直徑，h為上述凹部之深度，ws為任意之切斷面上之各台階之寬度之合計，zs為該等各台階之深度之平均值。

Description

光學元件
本發明係關於一種光學元件。
本案基於2014年7月15日於日本提出申請之日本專利特願2014-144989號、及2015年4月7日於日本提出申請之日本專利特願2015-078526號並主張優先權，將其內容引用至本文中。
例如於個人電腦等之顯示器之表面，大多情況下設有用以提高視認性之膜狀之抗反射構造體。作為此種抗反射構造體，提出有藉由於透明基材(透明膜)之表面密接地配置多個微小凸部而實現抗反射之方法。該方法利用所謂蛾眼(moth eye(蛾之眼))構造之原理。蛾眼構造使對入射光之折射率於基板之厚度方向上連續地變化，藉此使折射率之不連續界面消失而實現抗反射。
關於此種光學元件，只要可使對入射光之折射率連續地變化，則可實現較高之抗反射性能。因此，原理上而言，抗反射構造體並不限於微小凸部，亦可為微小凹部。較佳為微細之凸部或凹部之構造體之高度或深度相對於寬度之比(以下稱為縱橫比)較大。其原因在於：若縱橫比較大，則折射率變化變得更加平緩，可獲得較高之抗反射性能。另一方面，若縱橫比變大，則有具有凸部或凹部之構造之抗反射構造體之穩定性喪失，難以維持構造體之形狀之問題。若縱橫比變大，則亦有製作構造體時之難度增加之問題。例如，此種微細之形狀 可藉由使用奈米壓印等模具之方法製作。然而，若縱橫比較高，則有於自模具轉印凸部或凹部時，樹脂等堵塞於該模具中之問題。
因此，為了不增加縱橫比而獲得較高之抗反射性能，進行了各種研究。
例如，專利文獻1中記載：藉由於凸部或凹部中設置兩個以上之台階，而提高光學元件之抗反射性能。若於凸部或凹部中設置兩個以上之台階，則於由蛾眼構造所引起之折射率連續地變化之界面中，產生不連續界面。該不連續界面將所入射之光之一部分反射。專利文獻1提出：藉由使於該不連續界面上反射之光彼此干涉，而減少反射光。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-79200號公報
然而，專利文獻1中記載之光學元件之抗反射性能不充分。若欲獲得較高之抗反射性能，則必須增加反射光干涉之頻度，而必須於凸部或凹部形成更多台階。此種具有多個台階之凸部或凹部必須經過複雜之步驟而製作，因而難以製作。
本發明係鑒於上述情況而完成者，其課題在於提供一種抗反射性能較高且製造容易之光學元件。
本發明者等人為解決上述課題，著眼於形成於抗反射層中之凹部之台階之寬度或台階之位置，反覆進行了努力研究。
結果發現，只要將凹部之台階之寬度或位置設於特定之範圍內即可。
本發明包含以下之發明。
[1]一種光學元件，其特徵在於：於基體上具備抗反射層，該抗反射層上形成有具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小凹部，上述凹部之80%以上具有1個以上之台階，且滿足以下條件；(其中，d為上述凹部之直徑，h為上述凹部之深度，ws為任意之切斷面上之各台階之寬度之合計，zs為該等各台階之深度之平均值)。
[數1]0.12d≦ws≦0.17d‧‧‧(1)
[數2]0.42h≦zs≦0.52h‧‧‧(2)
[2]一種光學元件，其特徵在於：於基體上具備抗反射層，該抗反射層上形成有具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小凹部，上述凹部之80%以上具有2個以下之台階，且滿足以下條件；(其中，d為上述凹部之直徑，h為上述凹部之深度，ws為任意之切斷面上之各台階之寬度之合計，zs為該等各台階之深度之平均值)。
[數3]0.10d≦ws≦0.20d‧‧‧(3)
[數4]0.44h≦zs≦0.56h‧‧‧(4)
[3]一種光學元件，其特徵在於：其於基體上具備抗反射層，該抗反射層上形成有具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小凹部，上述凹部之80%以上具有1個台階，且滿足以下條件；(其中，d為上述凹部之直徑，h為上述凹部之深度，ws為任意之切斷面上之各台階之寬度之合計，zs為該等各台階之深度之平均值)。
[數5]0.09d≦ws≦0.15d‧‧‧(5)
[數6]0.44h≦zs≦0.56h‧‧‧(6)
[4]如[1]至[3]中任一項記載之光學元件，其中上述凹部之最頻深度在使用環境下之光之波長範圍之中央值之45~55%之範圍內。
[5]如[1]至[4]中任一項記載之光學元件，其中上述具有台階之凹部之包絡面為錘形。
[6]如[1]至[5]中任一項記載之光學元件，其具備複數個以鄰接之7個上述凹部之中心點與正六角形之6個頂點成對角線之交點的位置關係而連續地排列之區域，該複數個區域之面積、形狀及晶格方位無規。
本發明之光學元件於基體上具有形成有微小凹部之抗反射層，該凹部於特定之寬度及特定之位置具有台階，因此具有較高之抗反射性能。由於在特定之寬度及特定之位置具有台階，故而可減少台階之數量，從而可更容易地製造。
1‧‧‧基體
2‧‧‧抗反射層
c1~cn‧‧‧凸部
c1'~cn'‧‧‧凸部
t1~tn‧‧‧中心點
t1'~tn'‧‧‧頂部
m1~m7‧‧‧中點
f‧‧‧平面
C1~Cn‧‧‧區域
u‧‧‧圓
10‧‧‧光學元件
11‧‧‧模具基體
11a‧‧‧平面
12‧‧‧單粒子膜蝕刻掩膜
F‧‧‧單粒子膜
13‧‧‧圓柱
100‧‧‧模具
101‧‧‧基體
M‧‧‧粒子
1-q‧‧‧寬度
q‧‧‧寬度
V‧‧‧水槽
W‧‧‧水
w1、w2、w3‧‧‧台階之寬度
z1、z2、z3‧‧‧台階之深度
圖1係模式性地表示本發明之光學元件之剖視圖。
圖2係模式性地表示本發明之光學元件之立體圖。
圖3係模式性地表示本發明之光學元件之俯視圖。
圖4A係用以說明台階之定義之模式圖。
圖4B係用以說明台階之定義之模式圖。
圖4C係用以說明台階之定義之模式圖。
圖4D係用以說明台階之定義之模式圖。
圖5係用以說明台階之寬度及台階之深度之定義的剖面模式圖。
圖6A係模式性地表示本發明之光學元件之製造方法的剖面模式圖。
圖6B係模式性地表示本發明之光學元件之製造方法的剖面模式圖。
圖6C係模式性地表示本發明之光學元件之製造方法的剖面模式圖。
圖6D係模式性地表示本發明之光學元件之製造方法的剖面模式圖。
圖7A係模式性地表示用以製造本發明之光學元件的模具之製造方法中之移動步驟的剖面模式圖。
圖7B係模式性地表示用以製造本發明之光學元件的模具之製造方法中之移動步驟的剖面模式圖。
圖8係用以說明模擬之方法之剖面模式圖。
圖9係表示對本發明之光學元件入射可見光範圍之波長之情形之模擬結果的圖表。
圖10係表示對本發明之光學元件入射近紅外光範圍之波長之情形之模擬結果的圖表。
圖11係表示對本發明之光學元件入射近紫外光範圍之波長之情形之模擬結果的圖表。
圖12係模式性地表示用以製作本發明之光學元件的模具之剖面的圖。
圖1係模式性地表示本發明之光學元件之剖視圖。圖2係模式性地表示本發明之光學元件之立體圖，圖3係模式性地表示本發明之光學元件之俯視圖。光學元件10於基體1上，具備形成有具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距P的複數個微小凹部c1~cn之抗反射層2。光學元件10亦可於凹部c1~cn之間具有平坦部f。
圖1中之t1~tn係各凹部c1~cn之中心點。根據AFM(Atomic Force Microscope，原子力顯微鏡)之測定結果，與基準面平行而對各凹部每隔20nm劃出複數條等高線，求出各等高線之重心點(由x座標與y座標決定之點)。該等各重心點之平均位置(由各x座標之平均與y座標之平均決定之位點)為該凹部之中心點。
圖1中之m1~mn係利用AFM求出之鄰接之中心點之中點。平面f係根據AFM之測定結果，將該區域內之中點之位置座標、與該區域內之任意點之位置座標連結之直線相對於AFM之基準面之斜率為±10°以下的區域。基準面係與測定區域之基體面平行之面，且係設定為通過下述基準點之面。
最頻間距P係鄰接之凹部間之距離，具體而言，可藉由以下方式求出。
首先，於基體1上之隨機地選擇之區域中，針對一邊為最頻間距P之30~40倍之正方形之區域，獲得AFM影像。例如，於最頻間距為300nm左右之情形時，獲得9μm×9μm~12μm×12μm之區域之影像。繼而，藉由傅立葉變換將該影像波形分離，獲得FFT(Fast Fourier Transform)像(快速傅立葉變換像)。其次，求出FFT像之分佈中之0次波峰至1次波峰之距離。
如此而求出之距離之倒數係該區域之最頻間距P。針對隨機地選擇之合計25個以上之同面積之區域，同樣地進行此種處理，求出各區域之最頻間距。如此而獲得之25個以上之區域之最頻間距P1~P25之平均值為最頻間距P。此時，各區域彼此較佳為至少相距1mm而選擇，更佳為相距5mm~1cm而選擇。
凹部c1~cn亦可如圖3所示，分成複數個區域C1~Cn。
各區域C1~Cn係以鄰接之7個凹部之中心點與正六角形之6個頂點成對角線之交點的位置關係而連續地排列之區域。於圖3中，關於各凹部之中心點之位置，為方便起見，以將該中心點為中心之圓u而表 示。
於本發明中，所謂鄰接之7個凹部之中心點與正六角形之6個頂點成對角線之交點的位置關係，具體而言係指滿足以下條件之關係。
首先，於自1個中心點t1至鄰接之中心點t2之方向上，劃出長度與最頻間距P相等之長度之線段L1。其次，自中心點t1起，相對於線段L1而於60°、120°、180°、240°、300°之各方向上，劃出與最頻間距P相等長度之線段L2~L6。若與中心點t1鄰接之6個中心點距與中心點t1為相反側之各線段L1~L6之終點分別在最頻間距P之15%以內之範圍內，則該等7個中心點處於與正六角形之6個頂點成對角線之交點的位置關係。
各區域C1~Cn之最頻面積Q(各區域面積之最頻值)較佳為以下之範圍。
於最頻間距P未達500nm時，10μm×10μm之AFM影像測定範圍內之最頻面積Q較佳為0.026μm2~6.5μm2。
於最頻間距P為500nm以上且未達1μm時，10μm×10μm之AFM影像測定範圍內之最頻面積Q較佳為0.65μm2~26μm2。
於最頻間距P為1μm以上時，50μm×50μm之AFM影像測定範圍內之最頻面積Q較佳為2.6μm2~650μm2。
若最頻面積Q為較佳範圍內，則容易防止抗反射性能之視角依存性變高之問題。
各區域C1~Cn如圖3所示，面積、形狀及晶格方位無規。
具體而言，面積之無規性之程度較佳為滿足以下條件。
首先，畫出一個區域之邊界線外接之最大面積之橢圓，並以下述式(7)表示該橢圓。
[數7]X2/a2+Y2/b2=1‧‧‧‧‧‧(7)
於最頻間距P未達500nm時，10μm×10μm之AFM影像測定範圍內之πab之標準偏差較佳為0.08μm2以上。
於最頻間距P為500nm以上且未達1μm時，10μm×10μm之AFM影像測定範圍內之πab之標準偏差較佳為1.95μm2以上。
於最頻間距P為1μm以上時，50μm×50μm之AFM影像測定範圍內之πab之標準偏差較佳為8.58μm2以上。
若πab之標準偏差為較佳範圍內，則反射光之平均化效果優異，容易防止抗反射性能之視角依存性變高之問題。
具體而言，各區域C1~Cn之形狀之無規性之程度較佳為上述式(7)中之a與b之比、a/b之標準偏差為0.1以上。
具體而言，各區域C1~Cn之晶格方位之無規性較佳為滿足以下條件。
首先，畫出將任意之區域(I)的任意之鄰接2個凹部之中心點連結的直線K0。其次，選擇與該區域(I)鄰接之1個區域(II)，畫出將該區域(II)之任意凹部、與鄰接於該凹部之6個凹部之中心點連結的6條直線K1~K6。於直線K1~K6相對於直線K0均為相差3度以上之角度之情形時，定義為區域(I)與區域(II)之晶格方位不同。
於與區域(I)鄰接之區域中，晶格方位與區域(I)之晶格方位不同之區域較佳為存在2個以上，較佳為存在3個以上，進而較佳為存在5個以上。
凹部c1~cn係晶格方位於各區域C1~Cn內一致、但宏觀上不一致之多晶構造體。宏觀上之晶格方位之無規性可利用FFT(快速傅立葉變換)基諧波之最大值與最小值之比進行評價。FFT基諧波之最大值與最小值之比係取得AFM像，求出其二維傅立葉變換像，繪製距原點僅基諧波之波數之圓周，抽選該圓周上之振幅最大之點與振幅最小之點，以其振幅之比之形式求出。此時之AFM像之取得方法與求出最頻間距 P時之AFM像之取得方法相同。
於FFT基諧波之最大值與最小值之比較大之情形時，凹部之晶格方位一致，於將凹部視作二維結晶之情形時，可謂其係單晶性較高之結構。反之，於FFT基諧波之最大值與最小值之比較小之情形時，凹部之晶格方位不一致，於將凹部視作二維結晶之情形時，可謂其係多晶結構。
於凹部c1~cn具有上述較佳範圍之FFT基諧波之最大值與最小值之比的情形時，經台階面反射之反射光係均等地反射而並非於特定之面內方向上反射。因此，面內之反射強度不因觀察角度而不同。換言之，可獲得視角依存性較低之抗反射性能。
凹部c1~cn之80%以上具有1個以上之台階，且滿足以下條件。此時，d為凹部之直徑，h為凹部之深度，ws為任意之切斷面上的各台階之寬度之合計，zs為該等各台階之深度之平均值。
[數8]0.12d≦ws≦0.17d‧‧‧(1)
[數9]0.42h≦zs≦0.52h‧‧‧(2)
若台階之寬度及深度為該範圍，則相對於不具有台階之光學元件，顯示出較高之抗反射性能。若台階之寬度及深度為該範圍，則即便為3個以下之台階亦可獲得較高之抗反射性能，可更簡便地製作所需之光學元件。
此處，具有台階之凹部之比率係如以下般判斷。自AFM影像中，獲得任意之方向與位置的沿著長度5μm之線的圖1般之剖面。該圖1般之剖面亦可作為利用顯微鏡對切割光學元件而得之切割樣品之剖面進行觀察所得的顯微鏡圖像而獲得。於有光學元件之剖面形狀因切割而變形之虞之情形時，較佳為於利用可經受切割之材料覆蓋凹部 表面或者填充凹部之後進行切割。於利用AFM影像所測定之剖面、與利用顯微鏡圖像所觀察之剖面均存在之情形時，將利用AFM影像所測定之剖面優先。其原因在於：利用AFM影像所測定之剖面容易獲得通過各凹部之最深部的切斷面之測定面，容易確認台階之寬度及深度之關係。剖面係與凹部排列之排列面垂直之任意面。於凹部係規則性地排列之情形時，較佳為將用以獲得剖面之切割方向設為沿著凹部之排列方向之方向。
於難以確認凹部之形狀之情形時，亦可藉由確認以光學元件為模具進行反轉轉印而得之轉印品的凸部之形狀，而確認凹部之形狀(包含深度、台階位置)。此時，關於轉印品之剖面，可測定AFM影像，亦可利用顯微鏡直接觀察切斷面。就獲得通過轉印品之頂部之切斷面之方面而言，切斷面較佳為藉由AFM影像而測定。
抽選該剖面之包含30個~40個以上之凹部之任意部分，對其中所包含之各凹部測定具有台階之凹部之比率。
直徑d可作為對與凹部之排列面垂直之剖面進行觀測時的凹部之最大直徑而求出。
深度h係藉由求出對與凹部之排列面垂直之剖面進行觀測時的凹部之最深點與最高部位(於切斷面上距最深點最遠之部分：以下稱為「基準點」)之高度之差而獲得。
台階、台階之寬度、台階之深度係如以下般定義。
首先，台階按以下順序設定。凹部c1~cn有於包絡面之形狀中具有作用效果上可忽視之程度之微細凹凸之情況，將此種微細之凹凸忽視後進行設定。具體而言，對於凹部之擬合曲線，忽視凹部c1~cn之深度h之3%以下之變化。
(a)求出廣義之反曲點。
(b)對各反曲點劃切線。
(c)將最接近切線之交點之點設定為變化點。
(d)以用直線將各變化點彼此連結。由於最接近最深點之變化點無下一變化點，故而劃出變化點之切線。將如此般獲得之直線自與基準點(凹部剖面之最高部位)接近者開始設為第1直線、第2直線、‧‧‧。
(e)於該等直線中之第n直線之斜率之絕對值為第n-1直線之斜率及第n+1直線之斜率之絕對值以下之情形時，將該第n直線之區間定義為「台階」。
使用圖4A~圖4D對上述(a)~(e)之順序進行說明。圖4A~圖4D係用以說明台階之定義之模式圖。
首先，作為順序(a)，定義廣義之反曲點。所謂反曲點，於數學上而言係指平面上之曲線由向上凸變化為向下凸或由向下凸變化為向上凸之點，於本發明中，除此以外，將基準點及不可微分點亦視為廣義之反曲點。於下述對反曲點之切線之定義之關係方面，為方便起見，將不可微分點視為具有2點反曲點。該2點反曲點係設定為相對於曲線彎曲之點而自基準點側無限接近之點、與相對於曲線彎曲之點而自最深點側無限接近之點。對於該等反曲點，根據接近基準點之順序賦予編號，由此設定為第1反曲點~第n反曲點。
使用圖4A具體地示出該廣義之反曲點之求出方法。於圖4A中，若自凹部之基準點開始依序確認，則首先基準點成為第1反曲點。其次，曲線之凹凸之方向變化之點自接近基準點之點開始依序成為第2反曲點及第3反曲點。進而，曲線彎曲之點(即，不可微分點)成為第4反曲點及第5反曲點。最後，與第2反曲點及第3反曲點相同，曲線之凹凸之方向變化之點自接近基準點之點開始依序成為第6反曲點及第7反曲點。
其次，作為順序(b)，對各反曲點劃切線。數學上而言，不可微分點無法劃切線。但是，為方便起見而將反曲點設定為相對於曲線彎 曲之點而自基準點側無限接近之點、與相對於曲線彎曲之點而自最深點側無限接近之點此2點，因此對該2點分別劃切線。自該2點所劃之切線成為具有即將自基準點側向最深點側彎曲前之斜率之直線、與具有剛彎曲後之斜率之直線，因此可如圖4B般劃2條切線。如圖4B所示，其他反曲點數學上而言可劃切線。
對於如此般劃出之切線彼此之交點，如圖4C所示般將曲線上最接近之點設定為變化點(順序(c))。此處，由於不可微分點係如上所述般劃2條切線，故而該等之交點成為不可微分點。因此，不可微分點成為變化點之一。由於基準點為凹部之起點，故而將其亦設定為變化點。於圖4C中，為方便起見，自接近基準點之側開始依序賦予編號。
其次，作為順序(d)，以直線將該等變化點彼此連結。如圖4D所示，最接近最深點之變化點(第7變化點)於最深點側不具有用以連結直線之下一變化點。因此，最接近最深點之變化點係劃該點之切線。 對如此般劃出之直線自基準點側開始依序賦予編號。於圖4D中，可劃出第1直線至第7直線。
該等直線中，於滿足第n直線之斜率之絕對值為第n-1直線之斜率之絕對值及第n+1直線之斜率之絕對值以下之關係的情形時，將該第n直線之區間定義為「台階」(順序(e))。從圖4D來看，例如第2直線之斜率為第1直線之斜率及第3直線之斜率之絕對值以下，因此成為台階。第4直線及第6直線亦相同。
其次，對台階之寬度及台階之深度進行說明。
如圖5所示，台階之寬度係指將如上述般定義之台階投影至凹部之基準面上之寬度。即，於圖5中，第1台階之寬度為w1。台階之寬度之合計係該等各台階之寬度之合計，台階之寬度之合計ws成為w1+w2+w3之2倍之值。成為2倍之值之原因在於：台階係於相同深度、於凹 部之圓周方向上同等地形成。即，於圖5中，僅顯示位於1個基準點至最深點之間之台階，但於以通過凹部之最深點之任意剖面切割時，台階亦存在於1個基準點至最深點之間、與最深點至另一個基準點之間，因此成為2倍。
台階之深度係指自包含基準點之基準面至台階之中點之深度。 即，例如圖4D中定義之第1台階之深度成為z1。於圖5中，「台階之高度之平均值zs」係指(z1+z2+z3)/3。此時，與台階之寬度不同而未成為2倍之值之原因在於zs為平均值。
較佳為凹部c1~cn之80%以上具有2個以下之台階，且滿足以下條件。
[數10]0.10d≦ws≦0.20d‧‧‧(3)
[數11]0.44h≦zs≦0.56h‧‧‧(4)
若為該範圍，則即便為2個以下之台階亦可獲得較高之抗反射性能。於該範圍時，與具有3個以上之台階之情形相比，具有2個以下之台階之情形具有較高之抗反射性能。即，可進一步減少台階數量，從而可更簡便地製作光學元件。
較佳為凹部c1~cn之80%以上具有1個台階，且滿足以下條件。
[數12]0.09d≦ws≦0.15d‧‧‧(5)
[數13]0.44h≦zs≦0.56h‧‧‧(6)
於該範圍內，與具有複數個台階之情形相比，於具有1個台階之情形時，可獲得最高之抗反射性能。即，可更簡便地製作光學元件。
凹部c1~cn之最頻深度較佳為在使用環境下之光之波長範圍之中 央值之45~55%之範圍內。此處，所謂最頻深度，係指使用AFM或顯微鏡所得之圖1般之剖面中的30個~40個以上之凹部之各凹部之深度之平均值。藉由將最頻深度設為該範圍，可維持更高之抗反射性能與更高之構造穩定性。若凹部c1~cn之最頻深度與使用環境下之光之波長範圍之中央值相比過小，則折射率之連續之變化變得急遽，因此抗反射性能較差。若凹部c1~cn之最頻深度與使用環境下之光之波長範圍之中央值相比過大，則凹部c1~cn之構造穩定性下降，變得難以維持構造。若凹部c1~cn之最頻深度與使用環境下之光之波長範圍之中央值相比過大，則自模具之轉印亦變困難。所謂「使用環境下之光」，係指紫外光、可見光、紅外光中之任一種。所謂使用環境下之光之波長範圍之中央值，例如於使用可見光之380nm~780nm之光之情形時，該中央值成為580nm。
凹部c1~cn之包絡面較佳為錘形。若凹部c1~cn之包絡面為錘形，則折射率之連續之變化於靠近高折射率之界面變得平緩，於靠近低折射率之界面變得急遽，因此可獲得更高之抗反射性能。
為了提高抗反射效果，光學元件10較佳為於凹部之間不具有平坦部f。
於凹部係以三角格子狀排列之情形時，光學元件10較佳為於由該以三角格子狀形成之3個凹部所包圍之區域中，具有突起部。此處，所謂突起部，表示於與基體相反側，較平均基準面更突出之部分。所謂平均基準面，係指通過將使用AFM或顯微鏡所得之圖1般之剖面中的30個~40個以上之凹部之各凹部之基準點之高度(相對於基體，鉛垂方向之高度)平均而得之平均點、且與基體平行之面。同樣地，於凹部係以正方格子狀排列之情形時，光學元件10較佳為於由4個凹部所包圍之區域中具有突起部。
突起部相對於平均基準面之高度較佳為凹部之平均深度之3~ 30%。藉由將突起部相對於平均基準面之高度設為凹部之平均深度之3%以上，可進一步提高抗反射效果。藉由將突起部相對於平均基準面之高度設為凹部之平均深度之30%以下，可保持光學元件表面之耐磨性。
抗反射層2之材料並無特別限制。有機物無機物均可，於有機物之情形時，例如可使用通常使用之UV(ultraviolet，紫外線)硬化性樹脂、熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂等。於無機物之情形時，可使用Si、SiO2、SiON、Ni、旋塗玻璃等。
基體1並無特別限定。可使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene terephthalate)、三乙醯纖維素(TAC，triacetyl cellulose)等合成樹脂、玻璃、半導體等無機膜等。亦可將包含與抗反射層2之材料相同之材料的平坦層作為基體1。
基體1例如可製成膜狀、片狀、平板狀、塊狀等。該等形狀並無特別限定，可根據其使用用途而變更。
具有此種凹部c1~cn之光學元件10可用作應用於個人電腦、行動電話、數位相機等之各種顯示器(例如液晶顯示器、電漿顯示器、背投影機、FED(field emission display，場發射顯示器)、OLED(organic light emitting diode，有機發光二極體)等FPD(flat panel display，平板顯示器))、櫥窗等之窗玻璃、展示邊框、各種顯示窗、光學透鏡、太陽電池、構成道路/交通標識或看板之光學材料等之表面的抗反射體，亦可用作用以製造此種抗反射體之奈米壓印用模具之原版。
(光學元件之製造方法)
以下對光學元件之製造方法進行說明。本發明之光學元件可藉由將具有特定形狀之模具轉印奇數次而獲得。該模具可藉由使用使多個粒子M二維地排列而成之蝕刻掩膜而製作。圖6係模式性地表示本發明之光學元件之製造方法之圖。
首先，於模具基體11上形成包含多個粒子M之單粒子膜蝕刻掩膜12(圖6A)。關於在模具基體11上形成單粒子膜蝕刻掩膜12之方法，例如可藉由利用所謂LB法(Langmuir-Blodgett法)之想法之方法而於基板上形成。具體而言，可藉由具有如下步驟之方法製造：將粒子分散於溶劑中之分散液滴加至水槽內之液面上之滴加步驟；藉由使溶劑揮發而形成包含粒子之單粒子膜F之單粒子膜形成步驟；及將單粒子膜F移取至基板上之移動步驟。
以下對各步驟具體地進行說明。
(滴加步驟及單粒子膜形成步驟)
首先，於包含氯仿、甲醇、乙醇、甲基乙基酮等揮發性較高之溶劑中之1種以上之疏水性有機溶劑中，添加表面為疏水性之粒子而製備分散液。又，如圖7A所示，準備水槽(trough)V，於其中加入水W作為用以使粒子於其液面上展開之液體(以下亦有稱為下層水之情況)。
繼而，將分散液滴加至下層水之液面上(滴加步驟)。於是，作為分散介質之溶劑揮發，並且粒子於下層水之液面上以單層展開，可形成經二維地最密填充之單粒子膜F(單粒子膜形成步驟)。
於如此般選擇疏水性者作為粒子之情形時，溶劑亦必須選擇疏水性者。另一方面，於該情形時，下層水必須為親水性，通常如上所述般使用水。藉由如此般組合，如下所述而進行粒子之自組裝化，形成經二維地最密填充之單粒子膜F。然而，亦可選擇親水性者作為粒子及溶劑，於該情形時，選擇疏水性之液體作為下層水。
(移動步驟)
如圖7B所示，將藉由單粒子膜形成步驟形成於液面上之單粒子膜F，保持單層狀態移取至作為蝕刻對象物之模具基體11上(移動步驟)。模具基體11可為平面狀，亦可一部分或者全部包含曲面、傾 斜、階差等非平面形狀。即便模具基體11不為平面，單粒子膜F亦可維持二維之最密填充狀態並且被覆基體表面。將單粒子膜F移取至模具基體11上之具體方法並無特別限制，例如有如下方法等：將疏水性之模具基體11保持為相對於單粒子膜F而大致平行之狀態，並且使其自上方下降而與單粒子膜F接觸，藉由均為疏水性之單粒子膜F與模具基體11之親和力，使單粒子膜F移動而移取至模具基體11上；於形成單粒子膜F之前，預先於水槽之下層水內於大致水平方向上配置模具基體11，於液面上形成單粒子膜F後，使液面緩慢地下降，藉此將單粒子膜F移取至模具基體11上。根據該等方法，可不使用特殊之裝置而將單粒子膜F移取至模具基體11上。就即便為更大面積之單粒子膜F亦容易維持該二維之最密填充狀態而移取至模具基體11上之方面而言，較佳為採用所謂LB槽法(參照Journal of Materials and Chemistry,Vol.11,3333(2001)；Journal of Materials and Chemistry,Vol.12,3268(2002)等)。
藉由該移動步驟，於作為模具基體11之一個面之平面11a上，以大致單一層而排列複數個粒子M。即，粒子M之單粒子膜F形成於平面11a上。
於粒子排列步驟中，較佳為以下述式(8)所定義之排列之偏差D(%)成為10%以下之方式，使複數個粒子M以單一層排列於模具基體11上。
[數14]D[%]=|B-A|×100/A‧‧‧(8)
其中，式(8)中，A為粒子M之平均粒徑，B為粒子M間之最頻間距。| B-A |表示A與B之差之絕對值。
偏差D更佳為1.0~3.0%。
此處，所謂粒子M之平均粒徑A，係構成單粒子膜F之粒子M之平 均一次粒徑，且可根據使藉由粒子動態光散射法求出之粒度分佈與高斯曲線擬合而獲得之波峰藉由常規方法而求出。
另一方面，所謂粒子M間之間距，係片材面方向之相鄰2個粒子M之頂點與頂點之距離，所謂最頻間距B係將該等平均而成者。若粒子M為球形，則相鄰粒子M之頂點與頂點之距離與相鄰粒子M之中心與中心之距離相等。
具體而言，粒子M間之最頻間距B係與凹部c1~cn之最頻間距P同樣地如下述般求出。
首先，於單粒子膜F之隨機地選擇之區域中，針對一邊為粒子M間之最頻間距B之30~40倍之與片材面平行之正方形之區域，獲得原子力顯微鏡影像。例如於使用粒徑300nm之粒子M之單粒子膜F之情形時，獲得9μm×9μm~12μm×12μm之區域之影像。繼而，藉由傅立葉變換將該影像加以波形分離，獲得FFT像(快速傅立葉變換像)。 繼而，求出FFT像之分佈中之0次波峰至1次波峰之距離。如此般求出之距離之倒數係該區域之最頻間距B1。針對隨機地選擇之合計25個以上之同面積之區域，同樣地進行此種處理，求出各區域之最頻間距B1~B25。如此般獲得之25個以上之區域之最頻間距B1~B25之平均值係式(8)之最頻間距B。此時，各區域彼此較佳為至少相距1mm而選擇，更佳為相距5mm~1cm而選擇。
此時，亦可根據FFT像之分佈中之1次波峰之面積，針對各影像，對其中之粒子M間之間距之不均進行評價。
該排列之偏差D係表示粒子M之最密填充之程度之指標。即，粒子之排列之偏差D較小意味著最密填充之程度較高，粒子之間隔得到控制，其排列之精度較高。
為了將排列之偏差D(%)設為10%以下，粒子M之粒徑之變異係數(標準偏差除以平均值而得之值)較佳為20%以下，更佳為10%以下， 進而較佳為5%以下。
設置於模具基體11之凸部之間距成為與粒子M間之最頻間距B相等。若排列之偏差D(%)較小，則凸部之間距成為與粒子M之平均粒徑A大致相等。因此，藉由適當地選擇粒子M之平均粒徑A，可精度良好地形成所需間距之凸部。
若使用粒徑之變異係數充分小者作為粒子M，則可藉由粒子排列步驟容易地以偏差D為10%以下之方式排列粒子M。即，可將粒子M以單層最密填充而成之蝕刻掩膜精度非常良好地配置於模具基體11上。
(蝕刻步驟)
如此般形成之單粒子膜F作為單粒子蝕刻掩膜12發揮作用。對在單面上設有單粒子蝕刻掩膜12之模具基體11進行氣相蝕刻而進行表面加工(蝕刻步驟)，藉此於模具基板之單面上形成凸部。具體而言，若開始氣相蝕刻，則首先如圖6B所示，蝕刻氣體穿過構成蝕刻掩膜12之粒子M之間隙而到達模具基體11之表面，於該部分中形成槽，於與各粒子M相對應之位置分別出現圓柱13。此時，藉由氣相蝕刻，各圓柱13上之粒子M亦緩慢地被蝕刻而變小。進而，藉由繼續蝕刻，可形成凸部。藉由在中途變更蝕刻之條件，可於凸部形成台階形狀(圖6C)。若變更蝕刻條件，則粒子M被蝕刻之速度變化，隨之蝕刻模具基體11之速度亦變化。
構成單粒子膜蝕刻掩膜12之粒子M並無特別限定，例如可使用金粒子、膠體二氧化矽粒子等。蝕刻氣體可使用通常使用者。例如可使用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。
該等粒子M及蝕刻氣體可根據欲蝕刻之模具基體11進行變更。例 如於選擇金粒子作為構成單粒子膜蝕刻掩膜之粒子，選擇玻璃基板作為模具基體而將該等組合之情形時，若蝕刻氣體係使用CF4、CHF3等與玻璃具有反應性者，則金粒子之蝕刻速度相對變慢，選擇性地蝕刻玻璃基板。
於選擇膠體二氧化矽粒子作為構成單粒子膜蝕刻掩膜12之粒子M，選擇PET基板作為基體並將該等組合之情形時，藉由蝕刻氣體使用Ar等惰性氣體，可選擇性地物理蝕刻相對柔軟之PET基板。
藉由在氣相蝕刻之中途變更該蝕刻氣體，可於模具基體之凸部形成台階形狀。例如，選擇Si作為模具基體11，以Cl2：CF4=50：50~100：0之組成進行蝕刻，於其中途將蝕刻氣體變更為SF6：CH2F2=25：75~75：25之組成，藉此可使蝕刻速度變化而形成凸部。設定為天線功率1500W，偏壓功率50~300W，氣體流量30~50sccm。
通常，若將電場之偏壓設定為數十至數百W，則處於電漿狀態之蝕刻氣體中之正電荷粒子經加速而以高速大致垂直地入射至基板。因此，於使用對基板具有反應性之氣體之情形時，產生垂直方向之物理化學蝕刻。
另一方面，雖亦取決於基板之材質與蝕刻氣體之種類之組合，但於氣相蝕刻中，亦同時產生由因電漿而生成之自由基所引起之各向同性蝕刻。由自由基所引起之蝕刻為化學蝕刻，於蝕刻對象物之任一方向上均產生各向同性之蝕刻。
由於自由基不具有電荷，因此無法利用偏壓功率之設定而控制蝕刻速度，但可利用蝕刻氣體之腔室內濃度(流量)進行操作。因此，藉由使蝕刻氣體之腔室內濃度(流量)變化，亦可控制垂直蝕刻與各向同性蝕刻之比率，可於凸部形成台階形狀。
至此，對使用單粒子膜蝕刻掩膜12製作具備具有台階形狀之凸部之模具的方法進行了說明。光學元件如圖6D所示，可藉由自該模 具進行轉印(奇數次轉印)，而獲得於抗反射層2中形成有凹部之光學元件。經轉印之被轉印物(具有凹部之抗反射層)相對於模具係以1比1形成，因此模具基體11之凸部之間距與形成於抗反射層中之凹部之間距相等，形成於抗反射層中之凹部之排列之偏差等亦與模具一致。
模具之製作方法並不限定於該方法。例如，亦可代替單粒子蝕刻掩膜，而使用藉由干涉曝光形成有圖案之光阻遮罩。藉由在鋁之陽極氧化中變更處理電壓，亦可製作具有對應之凹形狀之模具。於該情形時，可藉由自該模具進行偶數次轉印而製作具有凹部之抗反射層。
作為上述轉印方法，可列舉：使流動性之材料流入至成形模具中後，使材料固化而轉印成形模具表面之表面形狀之射出成形；將模具按壓於樹脂或玻璃材料上而轉印表面形狀之所謂奈米壓印等。
利用上述方法獲得之模具具有以下之[1]~[3]之任一特徵。
[1]一種模具，其於基體上具備具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小凸部，上述凸部之80%以上具有1個以上之台階，且滿足以下條件。
(其中，dm為上述凸部之直徑，wt為任意之切斷面上的各台階之寬度之合計)。
[數15]0.12dm≦wt≦0.17dm‧‧‧(20)
[2]一種模具，其於基體上具備具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小凸部，上述凸部之80%以上具有2個以下之台階，且滿足以下條件。
(其中，dm為上述凸部之直徑，wt為任意之切斷面上的各台階之寬度之合計)。
[數16]0.10dm≦wt≦0.20dm‧‧‧(21)
[3]一種模具，其於基體上具備具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小凸部，上述凸部之80%以上具有1個台階，且滿足以下之條件。
(其中，dm為上述凸部之直徑，wt為任意之切斷面上的各台階之寬度之合計)。
[數17]0.09dm≦wt≦0.15dm‧‧‧(22)
圖12係模式性地表示該模具之剖面之圖。模具100具有基體101與複數個凸部c1'~cn'。模具100亦可具有與圖1之平坦部f相對應之平坦部f'。
具有台階之凸部之比率係如以下般判斷。自模具100之AFM影像或實際切割模具而得之顯微鏡圖像中，獲得任意之方向與位置的沿著長度5μm之線的圖12般之剖面。剖面係與凸部排列之排列面垂直之面。於凸部係規則性地排列之情形時，較佳為將用以獲得剖面之切割方向設定為沿著凸部之排列方向之方向。
於該剖面中抽選包含30個~40個以上之凸部之任意部分，對其中所包含之各凸部測定具有台階之凸部之比率。
直徑dm可作為通過凸部之頂部t1'~tn'、與凸部之排列面垂直之剖面中的凸部之最大直徑求出。
模具100之台階之寬度wt之定義可適應光學元件10之台階之寬度之定義中說明之順序。
於模具100之凸部表面上設置台階之高度係以本發明之光學元件之凹部於特定之位置具有台階之方式進行調整。
於使用模具之射出成形或壓印中，光學元件之凹部表面之形成台階之深度係根據轉印條件及材料而變化。因此，藉由使用改變台階位置之複數個試作模具進行轉印測試，進行模具及轉印條件之最佳 化，可精度良好地製造本發明之光學元件。
[實施例]
藉由模擬而確認本發明之光學元件之抗反射性能。首先對模擬之方法進行說明(參照Applied Optics,Vol.26,No.6 1142-1146(1987)；Applied Optics,Vol.32,No.7 1154-1167(1993)等)。考慮光入射至折射率n0之物質、與折射率ns之物質之界面時的反射。此時，如圖8所示，折射率ns之物體具有凹部形狀。
首先如圖8所示，將具有凹部之抗反射層自基準點側開始分為N層，進行切片，視為具有自基準點開始至第1層、‧‧‧第N層之層構造。第j層係寬度q之空氣之區域與寬度1-q之抗反射層之區域重複而成。此時之寬度係設定為距第j-1層之界面之寬度。將該第j層之有效折射率設為nj，將該層之厚度設為dj。此時，nj可根據折射率n0、ns及寬度q求出。dj可藉由將凹部之最頻深度除以層數N而求出。
設定為波長λ之光以入射角φj入射至第j層，計算下述式(9)表示之轉移矩陣。
此處，δj、ωj係下述之式(10)及式(11)。
依據光通過之順序，對各層之轉移矩陣自第1層至第N層重複進行自左開始相乘之運算。該操作可由式(12)表示。再者，A、B、C、 D係計算之結果之值。
若使用利用上述順序計算出之A、B、C、D，則可如以下般表示該經切片之複數層之反射率。
(實施例1)
設定為凹部具有一個台階，變更台階之寬度之合計ws及台階之深度之平均值zs，並且求出平均反射率。此時，凹部之深度h係設為295nm(平均值)，最頻間距P係設為120nm，直徑d係設為120nm(平均值)。光係設為自折射率1.0之空氣以入射角5°入射至折射率1.5之界面，將抗反射層之材料之折射率亦設為1.5。將該結果示於表1。
平均反射率係如以下般求出。首先，根據式(13)計算以入射角5°入射波長380nm之光時之光之反射率。其後，每隔20nm以相同之方式由式(13)計算入射各波長之光時之反射率直至780nm。求出該等各波長之光之反射率之平均值，設定為平均反射率。
於該表1中，於台階之寬度之合計ws為0且台階之深度之平均值zs為0之情形時，表示不具有台階之情形之平均反射率。深度之平均值zs越接近於0，表示越靠近基準點具有台階，隨著zs變大，表示於最深點側具有台階。表1之由粗實線包圍之區域表示反射率相對於不具有台階之情形之平均反射率而為一半以下之平均反射率之區域。
可知滿足0.12d≦ws≦0.17d及0.42h≦zs≦0.52h之區域與不具有台階之情形之平均反射率(0.1047)相比，成為一半以下之平均反射率，具有非常優異之抗反射性能。
(實施例2)
於台階為2個之情形時，亦藉由與實施例1相同之方式，變更台階之寬度之合計ws及台階之深度之平均值zs，並且求出平均反射率。此時，作為典型之例，設定為於設為zs=a時2個台階存在於0.75a及1.25a之位置。即，例如於設為zs=0.40h時，2個台階係設定為存在於0.30h及0.50h之位置。又，各台階之橫寬係設為ws/4，縱寬係設為0.1h/2。將該結果示於表2。此時，凹部之深度、最頻間距、直徑及反射率之計算條件係設為與實施例1相同。
(實施例3)
於台階為3個之情形時，亦藉由與實施例1相同之方式，變更台階之寬度之合計ws及台階之深度之平均值zs，並且求出平均反射率。此時，作為典型之例，設定為於設為zs=a時3個台階存在於0.5a、1.0a、1.5a之位置。即，例如於設為zs=0.40h時，3個台階係設定為存在於0.20h、0.40h、0.60h之位置。又，各台階之橫寬係設為ws/6，縱寬係設為0.1h/3。將該結果示於表3。此時，凹部之深度、最頻間距、直徑及反射率之計算條件係設為與實施例1相同。
於表2與表3中，對相同ws及zs下之平均反射率進行比較。可知於表2及表3之由虛線包圍之區域內，表2之平均反射率低於表3之平均反射率。即，於該範圍內，台階為2個之情形(表2)與台階為3個之情形(表3)相比，平均反射率較低。
即，於0.10d≦ws≦0.20d、且0.44h≦zs≦0.56h之範圍內，台階為2個之情形與台階為3個之情形相比，於平均反射率方面更優異，可將台階之數量設為2個以下。
同樣地，於表1與表2中，對相同ws及zs下之平均反射率進行比較。可知於表1及表2之由單點鏈線包圍之區域內，表1之平均反射率低於表2之平均反射率。即，於該範圍內，台階為1個之情形(表1)與台階為2個之情形(表2)相比，平均反射率較低。
即，於0.09d≦ws≦0.15d、且0.44h≦zs≦0.56h之範圍內，台階為1個之情形與台階為2個之情形相比，於平均反射率方面更優異，可將台階之數量設為1個。
(實施例4)
其次，變更凹部之包絡面之形狀，求出平均反射率。藉由變更凹部之深度、與距包含基準點之基準面3/4h之深度之凹部之寬度d3/4，而變更包絡面之形狀。
凹部具有一個台階，將台階之寬度之合計ws固定為0.14d，及將台階之深度位置之平均值zs固定為0.48h。又，凹部之最頻間距P係設為90nm，直徑d係設為90nm(平均值)。光係設為自折射率1.0之空氣以入射角5°入射至折射率1.5之界面，將抗反射層之材料之折射率亦設為1.5。將該結果示於表4。表4之列係距包含基準點之基準面3/4h之深度之凹部之寬度d3/4相對於凹部之直徑d之比率，行係凹部之最頻深度h。
(實施例5)
將凹部之最頻間距設為120nm，直徑設為120nm(平均值)，除此以外，藉由與實施例4相同之方式求出平均反射率。將該結果示於表5。表5之列係基準面3/4h之深度之凹部之寬度d3/4相對於凹部之直徑d之比率，行係凹部之最頻深度h。
(實施例6)
將凹部之最頻間距設為200nm，直徑設為200nm(平均值)，除此以外，藉由與實施例4相同之方式求出平均反射率。將該結果示於表6。表6之列係基準面3/4h之深度之凹部之寬度d3/4相對於凹部之直徑d之比率，行係凹部之最頻深度h。
於表4~6中，由虛線包圍之區域表示不具有台階之情形之平均反射率(0.1047)之一半以下之平均反射率，具有較高之抗反射性能。關於該範圍時之包絡面之形狀，根據凹部之深度、與距基準面3/4h之深度之凹部之寬度d3/4之關係，其形狀成為錘形。
(實施例7)
求出由入射光之波長所引起之平均反射率之變化。
凹部具有1個台階，將台階之寬度之合計ws固定為0.14d，及將台階之深度之平均值zs固定為0.48h。凹部之最頻間距P係設為120nm，直徑d係設為120nm。光係設為自折射率1.0之空氣以入射角5°入射至折射率1.5之界面，將抗反射層之材料之折射率亦設為1.5。
將入射可見光範圍之波長時之結果示於圖9，將入射近紅外範圍之波長之光時之結果示於圖10，將入射近紫外之波長時之結果示於圖11。
於圖9中，求出凹部之最頻深度為245nm、295nm、345nm之情形。為了進行比較，於凹部不具有台階之情形時，亦求出凹部之最頻深度為245nm、295nm、345nm之情形。其結果為，可知於最頻深度為入射之光之波長範圍之中央值之45~55%時，顯示出特別高之抗反射性能。具體而言，對於可見光之380nm~780nm之光，於凹部之最頻深度為295nm之情形時，顯示出非常高之抗反射性能。
於圖10中，求出凹部之最頻深度為295nm、650nm之情形。為了進行比較，於凹部不具有台階之情形時，亦求出凹部之最頻深度為295nm、650nm之情形。根據該圖10可知，即便入射近紅外光，於最頻深度為入射之光之波長範圍之中央值之45~55%時，亦顯示出特別高之抗反射性能。
於圖11中，求出凹部之最頻深度為140nm、295nm之情形。又，為了進行比較，於凹部不具有台階之情形時，亦求出凹部之最頻 深度為140nm、295nm之情形。根據該圖11可知，即便入射近紫外光，於最頻深度為入射之光之波長範圍之中央值之45~55%時，亦顯示出特別高之抗反射性能。
1‧‧‧基體
2‧‧‧抗反射層
10‧‧‧光學元件
c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8‧‧‧凸部
f‧‧‧平面
m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7‧‧‧中點
t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8‧‧‧中心點

Claims (12)

  1. 一種光學元件，其於基體上具備抗反射層，該抗反射層上形成有具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小凹部，上述凹部之80%以上具有1個以上之台階，且滿足以下條件；(其中，d為上述凹部之直徑，h為上述凹部之深度，ws為任意之切斷面上的各台階之寬度之合計，zs為該等各台階之深度之平均值)；[數1]0.12d≦ws≦0.17d‧‧‧(1) [數2]0.42h≦zs≦0.52h‧‧‧(2)。
  2. 一種光學元件，其於基體上具備抗反射層，該抗反射層上形成有具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小凹部，上述凹部之80%以上具有2個以下之台階，且滿足以下條件；(其中，d為上述凹部之直徑，h為上述凹部之深度，ws為任意之切斷面上的各台階之寬度之合計，zs為該等各台階之深度之平均值)；[數3]0.10d≦ws≦0.20d‧‧‧(3) [數4]0.44h≦zs≦0.56h‧‧‧(4)。
  3. 一種光學元件，其於基體上具備抗反射層，該抗反射層上形成有具有使用環境下之光之波長以下之最頻間距的複數個微小之 凹部，上述凹部之80%以上具有1個台階，且滿足以下條件；(其中，d為上述凹部之直徑，h為上述凹部之深度，ws為任意之切斷面上的各台階之寬度之合計，zs為該等各台階之深度之平均值)；[數5]0.09d≦ws≦0.15d‧‧‧(5) [數6]0.44h≦zs≦0.56h‧‧‧(6)。
  4. 如請求項1之光學元件，其中上述凹部之最頻深度在使用環境下之光之波長範圍之中央值之45~55%之範圍內。
  5. 如請求項1之光學元件，其中具有上述台階之凹部之包絡面為錘形。
  6. 如請求項1之光學元件，其具備複數個以鄰接之7個上述凹部之中心點與正六角形之6個頂點成對角線之交點的位置關係而連續地排列之區域，該複數個區域之面積、形狀及晶格方位為無規。
  7. 如請求項2之光學元件，其中上述凹部之最頻深度在使用環境下之光之波長範圍之中央值之45~55%之範圍內。
  8. 如請求項2之光學元件，其中具有上述台階之凹部之包絡面為錘形。
  9. 如請求項2之光學元件，其具備複數個以鄰接之7個上述凹部之中心點與正六角形之6個頂點成對角線之交點的位置關係而連續地排列之區域，該複數個區域之面積、形狀及晶格方位為無規。
  10. 如請求項3之光學元件，其中上述凹部之最頻深度在使用環境下 之光之波長範圍之中央值之45~55%之範圍內。
  11. 如請求項3之光學元件，其中具有上述台階之凹部之包絡面為錘形。
  12. 如請求項3之光學元件，其具備複數個以鄰接之7個上述凹部之中心點與正六角形之6個頂點成對角線之交點的位置關係而連續地排列之區域，該複數個區域之面積、形狀及晶格方位為無規。
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