WO2009107871A1

WO2009107871A1 - 反射防止用光学素子、および原盤の製造方法

Info

Publication number: WO2009107871A1
Application number: PCT/JP2009/054227
Authority: WO
Inventors: 遠藤惣銘; 林部和弥
Original assignee: ソニー株式会社
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2009-09-03
Also published as: JP4535199B2; JP2010061167A; US20100118404A1; CN101930085A; TWI437256B; CN101930085B; KR20100116523A; EP2246716A4; JP2010211222A; JP4404161B2; JP2009258751A; TW201003114A; EP2246716A1; JP2010181908A; RU2523764C2; JP2009230132A; CN101930086A; CN101930086B; RU2009139631A; JP4535200B2

Abstract

光学素子は、基体表面に、凸部または凹部からなる構造体が可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置されてなる。各構造体は、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、六方格子パターンまたは準六方格子パターンを形成する。構造体は、トラックの延在方向に長軸方向を有する楕円錐または楕円錐台形状である。

Description

反射防止用光学素子、および原盤の製造方法

技術分野

本発明は、反射防止用光学素子、およびそれを製造するための原盤の製造方法に関する。詳しくは、凸部または凹部からなる構造体が表面に明

可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置されてなる反射防止用光学素子に関する。

書背景技術

従来より、ガラス、プラスチックなどの透光性基板を用いた光学素子においては、光の表面反射を抑えるための表面処理が行われているものがある。この種の表面処理として、光学素子表面に微細かつ緻密な凹凸 (モスアイ；蛾の目）を形成するものがある（例えば「光技術コンタクト」 Vo l . 43, No. 1 1 (2005) , 630- 637参照）。

一般に、光学素子表面に周期的な凹凸形状を設けた場合、ここを光が透過するときには回折が発生し、透過光の直進成分が大幅に減少する。しかし、凹凸形状のピッチが透過する光の波長よりも短い場合には回折は発生せず、例えば凹凸形状を後述するような矩形としたときに、そのピッチや深さなどに対応する単一波長の光に対して有効な反射防止効果を得ることができる。

電子線露光を用いて作製したモスアイ構造体としては、微細なテント形状のモスアイ構造体（ピッチ約 3 0 0 n m、深さ約 4 0 0 n m ) が開示されている（例えば N T Tアドバンストテクノロジ（株）、 "波長依存性のない反射防止体（モスアイ）用成形金型原盤 "、 [onl ine] , [平成 2 0年 2月 2 7 日検索] 、インターネットく http : //keytech. ntt - at . co. jp/nano/prd_0033. html〉参照）。このモスアイ構造体では、反射率 1 %以下の高性能な反射防止特性を得ることができる。

しかし、近年では、液晶表示装置などの各種表示装置の視認性を向上するために、更に優れた反射防止特性を実現することが熱望されている。発明の開示

発明が解決しようとする課題したがって、本発明の目的は、反射防止特性に優れた反射防止用光学素子、およびそれを製造するための原盤の製造方法を提供することにある。 - 課題を解決するための手段上述の課題を解決するために、第 1の発明は、

基体と、

基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸状または凹状の構造体と

を備え、

各構造体は、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、六方格子パターン、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

構造体は、トラックの延在方向に長軸方向を有する楕円錐または楕円錐台形状である反射防止用光学素子である。

第 2の発明は、

基体と、

基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体と

を備え、

各構造体は、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

基体の表面に対する構造体の充填率が、 6 5 %以上である反射防止用光学素子である。

第 3の発明は、

基体と、

を備え、

各構造体は、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターンを形成し、

同一トラック内における構造体の配置ピッチを P 1、構造体底面のトラック方向の径を 2 r としたとき、配置ピッチ P 1に対する径 2 rの比率（（2 r Z P l ) X 1 0 0 ) 力 8 5 %以上である反射防止用光学素子である。

第 4の発明は、

基体と、

基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体とを備え、

各構造体は、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

同一トラック内における構造体の配置ピッチを P 1、構造体底面のトラック方向の径を 2 r としたとき、配置ピッチ P 1に対する径 2 rの比率（（ 2 Γ Ζ Ρ Ί ) X 1 0 0 ) 、 9 0 %以上である反射防止用光学素子である。

第 5の発明は、

円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、レジスト層が形成された原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、

レジスト層を現像して、原盤の表面にレジストパターンを形成するェ程と、

レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と

を備え、

潜像の形成工程では、潜像が、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、六方格子パターン、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

潜像は、トラックの延在方向に長軸方向を有する楕円形状である反射防止用光学素子の作製用原盤の製造方法である。

第 6の発明は、

レジストパターンをマスクとするエツチング処理を施すことで、原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と

を備え、

潜像の形成工程では、潜像が、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

原盤の表面に対する構造体の充填率が、 6 5 %以上である反射防止用光学素子の作製用原盤の製造方法である。

第 7の発明は、

を備え、

潜像の形成工程では、潜像が、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターンを形成し、同一トラック内における構造体の配置ピッチを P 1、構造体のトラック方向の径を 2 r としたとき、配置ピッチ P 1に対する径 2 rの比率 ( ( 2 r / P 1 ) X I 0 0 ) 力；、 8 5 %以上の範囲内である反射防止用光学素子の作製用原盤の製造方法である。

第 8の発明は、

を備え、

潜像の形成工程では、潜像が、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

同一トラック内における構造体の配置ピッチを P 1、構造体のトラック方向の径を 2 r としたとき、配置ピッチ P 1に対する径 2 rの比率

( ( 2 r / P 1 ) X 1 0 0 ) 、 1 2 7 %以上の範囲内である反射防止用光学素子の作製用原盤の製造方法である。

この発明において、主構造体を四方格子状または準四方格子状に周期的に配置することが好ましい。ここで、四方格子とは、正四角形状の格子のことをいう。準四方格子とは、正四角形状の格子とは異なり、歪んだ正四角形状の格子のことをいう。

例えば、構造体が直線上に配置されている場合には、準四方格子とは、正四角形状の格子を直線状の配列方向（トラック方向）に引き伸ばして歪ませた四方格子のことをいう。構造体が蛇行して配列されている場合には、準四方格子とは、正四角形状の格子を構造体の蛇行配列により歪ませた四方格子をいう。または、正四角形状の格子を直線状の配列方向 (トラック方向）に引き伸ばして歪ませ、かつ、構造体の蛇行配列により歪ませた四方格子のことをいう。

この発明において、構造体を六方格子状または準六方格子状に周期的に配置することが好ましい。ここで、六方格子とは、正六角形状の格子のことをいう。準六方格子とは、正六角形状の格子とは異なり、歪んだ正六角形状の格子のことをいう。

例えば、構造体が直線上に配置されている場合には、準六方格子とは、正六角形状の格子を直線状の配列方向（トラック方向）に引き伸ばして歪ませた六方格子のことをいう。構造体が蛇行して配列されている場合には、準六方格子とは、正六角形状の格子を構造体の蛇行配列により歪ませた六方格子をいう。または、正六角形状の格子を直線状の配列方向 (トラック方向）に引き伸ばして歪ませ、かつ、構造体の蛇行配列により歪ませた六方格子のことをいう。

この発明において、楕円には、数学的に定義される完全な楕円のみならず、多少の歪みが付与された楕円も含まれる。円形には、数学的に定義される完全な円（真円）のみならず、多少の歪みが付与された円形も含まれる。

この発明において、同一トラック内における構造体の配置ピッチ P 1 は、隣接する 2つのトラック間における構造体の配置ピッチ P 2よりも長いことが好ましい。このようにすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。

この発明において、各構造体が、基体表面において六方格子パターンまたは準六方格子パターンを形成している場合には、同一トラック内における構造体の配置ピッチを P 1、隣接する 2つのトラック間における構造体の配置ピッチを P 2 としたとき、比率 P 1 / P 2が、 1 . 0 0≤ P 1 / P 2≤ 1 . 1、または 1 . 0 0く P l Z P 2≤ l . 1の関係を満たすことが好ましい。このような数値範囲にすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。

この発明において、各構造体が、基体表面において六方格子パターンまたは準六方格子パターンを形成している場合には、各構造体は、トラックの延在方向に長軸方向を有し、中央部の傾きが先端部および底部の傾きよりも急峻に形成された楕円錐または楕円錐台形状であることが好ましい。このような形状にすることで、反射防止特性および透過特性を向上することができる。 .

この発明において、各構造体が、基体表面において六方格子パターンまたは準六方格子パターンを形成している場合には、トラックの延在方向における構造体の高さまたは深さは、トラックの列方向における構造体の高さまたは深さよりも小さいことが好ましい。このような関係を満たさない場合には、トラックの延在方向の配置ピッチを長くする必要が生じるため、トラックの延在方向における構造体の充填率が低下する。このように充填率が低下すると、反射特性の低下を招くことになる。この発明において、構造体が、基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成している場合には、同一トラック内における構造体の配置ピッチ P 1は、隣接する 2つのトラック間における構造体の配置ピッチ P 2よりも長いことが好ましい。このようにすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。

構造体が、基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子バターンを形成している場合には、同一トラック内における構造体の配置ピツチを P 1、隣接する 2つのトラック間における構造体の配置ピッチを P 2としたとき、比率 P 1 / P 2力；、 1 . 4 < P 1 / P 2≤ 1 . 5の関係を満たすことが好ましい。このような数値範囲にすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。

構造体が、基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子バターンを形成している場合には、各構造体は、トラックの延在方向に長軸方向を有し、中央部の傾きが先端部および底部の傾きよりも急峻に形成された楕円錐または楕円錐台形状であることが好ましい。このような形状にすることで、反射防止特性および透過特性を向上することができる。構造体が、基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子バターンを形成している場合には、トラックに対して 4 5度方向または約 4 5度方向における構造体の高さまたは深さは、トラックの列方向における構造体の高さまたは深さよりも小さいことが好ましい。このような関係を満たさない場合には、トラックに対して 4 5度方向または約 4 5度方向における配置ピッチを長くする必要が生じるため、トラックに対して 4 5度方向または約 4 5度方向における構造体の充填率が低下する。このように充填率が低下すると、反射特性の低下を招くことになる。本発明では、微細ピッチで基体表面に多数配設けられた構造体が、複数列のトラックをなしていると共に、隣接する 3列のトラック間において、六方格子パターン、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンをなしている。したがって、表面における構造体の充填密度を高くすることができ、これにより可視光の反射防止効率を高め、反射防止特性に優れた透過率の極めて高い光学素子を得ることができる。また、構造体の作製に光ディスクの記録技術を利用した場合には、光学素子作製用原盤を短時間で効率良く製造することができるとともに基体の大型化にも対応でき、これにより、光学素子の生産性の向上を図ることができる。また、構造体の微細配列を光入射面だけでなく光出射面にも設けた場合には、透過特性をより一層向上させることができる。発明の効果以上説明したように、本発明によれば、反射防止性に優れた光学素子を実現できる。図面の簡単な説明第 1図 Aは、本発明の第 1の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図、第 1図 Bは、第 1図 Aに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図、第 1図 Cは、第 1図 Bのトラック T l、 Τ 3、 . · . における断面図、第 1図 Dは、第 1図 Βのトラック Τ 2、 Τ 4、 · · · における断面図、第 1図 Εは、第 1図 Βのトラック Τ 1、 Τ 3、 · · · に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図、第 1図 Fは、第 1図 Βのトラック Τ 2、 Τ 4、 · . ' に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。

第 2図は、第 1図 Αに示した光学素子の一部を拡大して表す斜視図である。第 3図 Aは、第 1図 Aに示した光学素子のトラック延在方向の断面図、第 3図 Bは、第 1図 Aに示した光学素子 1の 0方向の断面図である。第 4図は、第 1図 Aに示した光学素子 1 の一部を拡大して表す斜視図である。

第 5図は、第 1図 Aに示した光学素子 1の一部を拡大して表す斜視図である。

第 6図は、第 1図 Aに示した光学素子 1の一部を拡大して表す斜視図である。

第 7図は、構造体の境界が不明瞭な場合の構造体底面の設定方法について説明するための図である。

第 8図 A〜第 8図 Dは、構造体の底面の楕円率を変化させたときの底面形状を示す図である。

第 9図 Aは、円錐形状または円錐台形状を有する構造体の配置の一例を示す図、第 9図 Bは、楕円錐形状または楕円錐台形状を有する構造体 3の配置の一例を示す図である。

第 1 0図 Aは、光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す斜視図、第 1 0図 Bは、光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す平面図である。

第 1 1図は、ロール原盤露光装置の構成の一例を示す概略図である。第 1 2図 A〜第 1 2図 Cは、本発明の第 1の実施形態による光学素子の製造方法を説明するための工程図である。

第 1 3図 A〜第 1 3図 Cは、本発明の第 1の実施形態による光学素子の製造方法を説明するための工程図である。

第 1 4図 Aは、本発明の第 1の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図、第 1 4図 Bは、第 1 4図 Aに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図、第 1 4図 Cは、第 1 4図 Bのトラック T 1 、 T 3、 · · ' における断面図、第 1 4図 Dは、第 1 4図 Bのトラック T 2、 Τ 4、 · · · における断面図、第 1 4図 Εは、第 1 4図 Βのトラック Τ 1、 Τ 3、 · · · に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図、第 1 4図 Fは、第 1 4図 Βのトラック Τ 2、 Τ

4、 · · · に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。

第 1 5図 Αは、光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す斜視図、第 1 5図 Bは、光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す平面図である。

第 1 6図 Aは、本発明の第 3の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図、第 1 6図 Bは、第 1 6図 Aに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。

第 1 7図 Aは、本発明の第 4の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図、第 1 7図 Bは、第 1 7図 Aに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図、第 1 7図 Cは、第 1 7図 Bのトラック T l、 Τ 3、 · · · における断面図、第 1 7図 Dは、第 1 7図 Βのトラック Τ 2、 Τ 4、 · · · における断面図である。

第 1 8図は、第 1 7図に示した光学素子の一部を拡大して表す斜視図である。

第 1 9図は、本発明の第 5の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。

第 2 0図は、本発明の第 6の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。

第 2 1図は、実施例 1の光学素子における反射率の波長依存性を示すグラフである。

第 2 2図は、実施例 2の光学素子における反射率の波長依存性を示すグラフである _c

第 2 3図は, 実施例 3の光学素子における透過率の波長依存性を示すグラフである _c

第 2 4図は, 実施例 4の光学素子における透過率の波長依存性を示すグラフである _c

第 2 5図は, 実施例 5の光学素子における反射率の波長依存性を示すグラフである c

第 2 6図は, 実施例 6の光学素子の T o p 1 6 を示す3 £ 1^写真である。

第 2 7図は. 実施例 7の光学素子の T o p V i e wを示す S E M写真である。

第 2 8図は. 実施例 8の光学素子の T o p V i e wを示すS E M写真である。

2 9図は試験例 1 のシ、レー -シ 3 ンの結果を示すグフフである。第 3 0図は試験例 2のシ、レー -シ 3 ンの結果を示すグラフである。第 3 1図は試験例 3のシ、レー -シ 3 ンの結果を示すグラノでめる。第 3 2図は試験例 4のシ、レー -シ 3 ンの結果を示すグラフである。第 3 3図は試験例 5のシ、レー -シ 3 ンの結果を示すグラフである。第 3 4図は試験例 6のシ、レー -シ 3 ンの結果を示すグラフである。第 3 5図は試験例 5のシ、レー -シ 3 ンの結果を示すグラフである。

3 6図は試験例 7のシへレー —シ 3 ン結果を示すダラフ、第 3 6 図 Bは、試験例 8のシミュレーション結果を示すグラフである。

第 3 7図は、試験例 9のシミュレーション結果を示すグラフ、第 3 7 図 Bは、試験例 1 0のシミュレーション結果を示すグラフである。

第 3 8図 Aは、試験例 1 1 のシミュレーション結果を示すグラフ、第

3 8図 Bは、試験例 1 2のシミュレーション結果を示すグラフである。第 3 9図 Aは、構造体を六方格子状に配列したときの充填率を説明するための図、第 3 9図 Bは、構造体を四方格子状に配列したときの充填率を説明するための図である。

第 4 0図は、試験例 1 5のシミュレーション結果を示すグラフである。第 4 1図は、構造体の底面の楕円率を変化させたときの底面形状を示す図である。発明を実施するための最良の形態本発明の実施形態について以下の順序で説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。

1 . 第 1 の実施形態 (六方格子状に構造体を 2次元配列した例)

2 . 第 2の実施形態 (四方格子状に構造体を 2次元配列した例)

3 . 第 3の実施形態 (構造体を蛇行させて配列した例）

4 . 第 4の実施形態 (凹形状の構造体を基体表面に形成した例)

5 . 第 5の実施形態 (表示装置に対する第 1 の適用例）

6 . 第 6の実施形態 (表示装置に対する第 2の適用例）

< 1 . 第 1の実施形態 >

[光学素子の構成]

第 1図 Aは、本発明の第 1の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。第 1図 Bは、第 1 Aに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。第 1図 Cは、第 1図 Bのトラック T l 、 Τ 3、 · · ' における断面図である。第 1図 Dは、第 1図 Βのトラック Τ 2、 Τ 4、 · · ' における断面図である。第 1図 Εは、第 1図 Βのトラック T l 、 Τ 3、 · · ' に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。第 1図 Fは、第 1図 Βのトラック Τ 2、 T 4、 · · ' に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。第 2図、第 4図、第 5図、第 6図は、第 1図 Αに示した光学素子 1の一部を拡大して表す斜視図である。第 3図 Aは、第 1 図 Aに示した光学素子のトラックの延在方向（X方向（以下、適宜トラック方向ともいう））の断面図である。第 3図 Bは、第 1図 Aに示した光学素子の 0方向の断面図である。

この光学素子 1は、ディスプレイ、光エレクトロニクス、光通信（光ファイバー）、太陽電池、照明装置など種々の光デバイスに適用して好適なものである。例えば、可視光の波長域を有する光の反射防止に好適な反射防止基板や導光板に適用可能である。また、入射光の入射角に応じた透過率を有する光学フィルタおよびこの光学フィルタを用いたバックライト装置に適用可能である。

第 1の実施形態に係る光学素子 1は、基体 2の表面に凸部である構造体 3が可視光の波長と同程度のピッチで多数配置された構成を有している。この光学素子 1は、基体 2を第 2図の Z方向に透過する光について、構造体 3 とその周囲の空気との界面における反射を防止する機能を有している。ここで、可視光の波長以下とは、約 4 0 0 n m以下の波長を示す。

基体 2は、透明性を有する透明基体であり、例えば、ポリカーボネート（P C ) やポリエチレンテレフタレート（P E T ) などの透明性合成樹脂、ガラスなどを主成分とする。基体 2の形状としては、例えば、フイルム状、シート状、プレート状、ブロック状を挙げることができる力特にこれらの形状に限定されるものではない。基体 2の形状は、デイスプレイ、光エレクトロ二タス、光通信、太陽電池、照明装置など所定の反射防止機能が必要とされる各種光学デバイスの本体部分の形状などに合わせて選択することが好ましい。また、これらの光学デバイスに取り付けられるシートまたはフィルム状の反射防止機能部品の形状などに合わせて選択決定することが好ましい。

光学素子 1の各構造体 3は、基体 2の表面において複数列のトラック T l , T 2 , T 3 , · · · (以下総称して「トラック T」ともいう。）をなすような配置形態を有する。本発明において、トラックとは、構造体 3が列をなして直線状に連なった部分のことをいう。また、列方向とは、基体 2の成形面において、トラックの延在方向（X方向）に直交する方向）のことをいう。

各構造体 3は、隣接する 2つのトラック Τ間において、一方のトラック（例えば T 1 ) に配列された各構造体 3の中間位置（半ピッチずれた位置）に、他方のトラック（例えば Τ 2) の構造体 3が配置されている。その結果、第 1図 Βに示すように、隣接する 3列のトラック（Τ 1〜Τ 3) 間において a l〜a 7の各点に構造体 3の中心が位置する六方格子パターンまたは準六方格子パターンを形成するように各構造体 3が配置されている。本発明において、準六方格子パターンとは、正六方格子パターンと異なり、トラックの延在方向（X方向）に引き伸ばされ歪んだ六方格子パターンを意味する。

更に、各構造体 3が上述した準六方格子パターンを形成するように配置されることにより、第 1図 Bに示すように、同一トラック（例えば T 1 ) 内における各構造体 3の配置ピッチ P 1 ( a l〜 a 2間距離）は、隣接する 2つのトラック（例えば T 1および T 2) 間における構造体 3 の配置ピッチよりも長くなつている。すなわち、トラックの延在方向に対して約 ± 6 0° 方向における構造体 3の配置ピッチ P 2 (例えば a 1 〜 a 7， a 2〜 a 7間距離）よりも長くなつている。このように構造体 3を配置することで、構造体 3の充填密度の更なる向上を図れるようになる。構造体 3は、第 2図および第 4図に示すように、底面が長軸と短軸をもつ楕円形、長円形または卵型の錐体構造で、頂部が曲面である楕円錐形状であることが好ましい。もしくは、第 5図に示すように、底面が長軸と短軸をもつ楕円形、長円形または卵型の錐体構造で、頂部が平坦である楕円錐台形状であることが好ましい。このような形状にすると、列方向の充填率を向上させることができるからである。また、反射特性および透過特性の向上の観点からすると、中央部の傾きが底部および頂部より急峻な楕円錐形状（第 2図参照）、または、頂部が平坦な楕円錐台形状（第 5図参照）であることが好ましい。構造体 3が楕円錐形状または楕円錐台形状を有する場合、その底面の長軸方向が、トラックの延在方向と平行となることが好ましい。第 1図では、各構造体 3は、それぞれ同一の形状を有しているが、構造体 3の形状はこれに限定されるものではなく、基体表面に 2種以上の形状の構造体 3が形成されていてもよレ、。また、構造体 3は、基体 2と一体的に形成されていてもよい。

また、第 2図、第 4図〜第 6図に示すように、構造体 3の周囲の一部または全部に突出部 4を設けることが好ましい。このようにすると、構造体 3の充填率が低い場合でも、反射率を低く抑えることができるからである。具体的には例えば、突出部 4は、第 2図、第 4図、および第 5 図に示すように、隣り合う構造体 3の間に設けられる。また、細長い突出部 4力、第 6図に示すように、構造体 3の全周囲に設けられるようにしてもよい。突出部 4の形状としては、断面三角形状および断面四角形状などを挙げることができるが、特にこれらの形状に限定されるものではなく、成形の容易さなどを考慮して選択することができる。また、構造体 3の周囲の一部または全部の表面に荒れた形状を形成するようにしてもよい。具体的には例えば、隣り合う構造体 3の間の表面に荒れた形状を形成するようにしてもよい。構造体 3は図示する凸部形状のものに限らず、基体 2の表面に形成した凹部で構成されていてもよい。構造体 3の高さは特に限定されず、例えば 4 2 0 n m程度、具体的には 4 1 5 η π！〜 4 2 1 n mである。なお構造体 3を凹部形状とした場合には、構造体 3の深さとなる。

トラックの延在方向における構造体 3の高さ H 1は、列方向における構造体 3の高さ H 2よりも小さいことが好ましい。すなわち、構造体 3 の高さ H I、 H 2が H 1く H 2の関係を満たすことが好ましい。 H l≥ H 2の関係を満たすように構造体 3を配列すると、トラックの延在方向の配置ピッチ P 1 を長くする必要が生じるため、トラックの延在方向における構造体 3の充填率が低下するためである。このように充填率が低下すると、反射特性の低下を招くことになる。

なお、構造体 3のァスぺクト比は全て同一である場合に限らず、各構造体 3が一定の高さ分布（例えばアスペクト比 0 . 8 3〜 1 . 4 6程度の範囲）をもつように構成されていてもよい。高さ分布を有する構造体 3を設けることで、反射特性の波長依存性を低減することができる。したがって、優れた反射防止特性を有する光学素子 1を実現することがでさる。

ここで、高さ分布とは、 2種以上の高さ（深さ）を有する構造体 3が基体 2の表面に設けられていることを意味する。すなわち、基準となる高さを有する構造体 3 と、この構造体 3 とは異なる高さを有する構造体 3とが基体 2の表面に設けられていることを意味する。基準とは異なる高さを有する構造体 3は、例えば基体 2の表面に周期的または非周期的 (ランダム）に設けられている。その周期性の方向としては、例えばトラックの延在方向、列方向などが挙げられる。

構造体 3の周縁部に裾部 3 aを設けることが好ましい。光学素子の製造工程において光学素子を金型などから容易に剥離することが可能になるからである。また、裾部 3 aは、上記剥離特性の観点からすると、なだらかに高さが低下する曲面状とすることが好ましい。なお、裾部 3 a は、構造体 3の周縁部の一部にのみ設けてもよいが、上記剥離特性の向上の観点からすると、構造体 3の周縁部の全部に設けることが好ましレ、。また、構造体 3が凹部である場合には、裾部は、構造体 3である凹部の開口周縁に設けられた曲面となる。

構造体 3の高さ（深さ）は特に限定されず、透過させる光の波長領域に応じて適宜設定され、例えば 2 3 6 ηπ！〜 4 5 O n m程度の範囲に設定される。構造体 3のアスペクト比（高さ Z配置ピッチ）は、 0. 8 1 〜 1. 4 6の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは 0. 94 〜 1. 2 8の範囲である。 ◦ . 8 1未満であると反射特性および透過特性が低下する傾向にあり、 1. 4 6を超えると光学素子の作製時において剥離特性が低下し、レプリ力の複製が綺麗に取れなくなる傾向があるからである。

また、構造体 3のアスペクト比は、反射特性をより向上させる観点からすると、 0. 9 4〜 1. 4 6の範囲に設定することが好ましい。また、構造体 3のァスぺクト比は、透過特性をより向上させる観点からすると、 0. 8 1〜 1. 2 8の範囲に設定することが好ましい。

なお、本発明においてァスぺクト比は、以下の式（ 1 ) により定義される。

ァスぺクト比 = H/P · · · ( 1 )

但し、 H ：構造体の高さ、 P ：平均配置ピッチ（平均周期）

ここで、平均配置ピッチ Pは以下の式（2) により定義される。

平均配置ピッチ P = (P 1 + P 2 + P 2) / 3 · · . (2) 但し、 P I ：トラックの延在方向の配置ピッチ（トラック延在方向周期）、 P 2 ：トラックの延在方向に対して土 0方向（但し、 0 = 6 0° — δ、ここで、 δは、好ましくは ο。 < δ≤ ι ι° 、より好ましくは

3° ≤ δ≤ 6° ) の配置ピッチ（Θ方向周期）

また、構造体 3の高さ Ηは、構造体 3の列方向の高さとする。構造体 3のトラック延在方向（X方向）の高さは、列方向（Υ方向）の高さよりも小さく、また、構造体 3のトラック延在方向以外の部分における高さは列方向の高さとほぼ同一であるため、サブ波長構造体の高さを列方向の高さで代表する。但し、構造体 3が凹部である場合、上記式（ 1 ) における構造体の高さ Ηは、構造体の深さ Ηとする。

同一トラック内における構造体 3の配置ピッチを Ρ 1、隣接する 2つのトラック間における構造体 3の配置ピッチを Ρ 2としたとき、比率 Ρ 1 /P 2力 1. 0 0≤ Ρ 1 /Ρ 2≤ 1. 1、または 1. 0 0く P 1ノ Ρ 2≤ 1. 1の関係を満たすことが好ましい。このような数値範囲にすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体 3の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。

基体表面における構造体 3の充填率は、 1 0 0 %を上限として、 6 5 %以上、好ましくは 7 3 %以上、より好ましくは 8 6 %以上の範囲内である。充填率をこのような範囲にすることで、反射防止特性を向上することができる。充填率を向上させるためには、隣接する構造体 3の下部同士を接合する、または、構造体底面の楕円率を調整等して構造体 3 に歪みを付与することが好ましい。

ここで、構造体 3の充填率（平均充填率）は以下のようにして求めた値である。

まず、光学素子 1の表面を走査型電子顕微鏡（ S ΕΜ ： Scanning Electron Microscope) 用いて T o p V i e wで ¾影する。次に、撮影した S EM写真から無作為に単位格子 U cを選び出し、その単位格子 U cの配置ピッチ P l、およびトラックピッチ T pを測定する（第 1 1図 B参照）。また、その単位格子 U cの中央に位置する構造体 3の底面の面積 Sを画像処理により測定する。次に、測定した配置ピッチ P l、トラックピッチ T p、および底面の面積 Sを用いて、以下の式（ 3) より充填率を求める。

充填率 = ( S (hex. ) / S (unit) ) X 1 0 0 · · . ( 3) 単位格子面積： S (unit) = P 1 X 2 T p

単位格子内に存在する構造体の底面の面積： S (hex. ) = 2 S 上述した充填率算出の処理を、撮影した S EM写真から無作為に選び出された 1 0箇所の単位格子について行う。そして、測定値を単純に平均（算術平均）して充填率の平均率を求め、これを基体表面における構造体 3の充填率とする。

構造体 3が重なっているときや、構造体 3の間に突出部 4などの副構造体があるときの充填率は、構造体 3の高さに対して 5 %の高さに対応する部分を閾値として面積比を判定する方法で充填率を求めることができる。

第 7図は、構造体 3の境界が不明瞭な場合の充填率の算出方法について説明するための図である。構造体 3の境界が不明瞭な場合には、断面 S EM観察により、第 7図に示すように、構造体 3の高さ hの 5 % (= (d/h) X I 0 0) に相当する部分を閾値とし、その高さ dで構造体 3の径を換算し充填率を求めるようにする。構造体 3の底面が楕円である場合には、長軸および短軸で同様の処理を行う。

第 8図は、構造体 3の底面の楕円率を変化させたときの底面形状を示す図である。第 8図 A〜第 8図 Dに示す楕円の楕円率はそれぞれ、 1 0 0%、 1 1 0 %、 1 2 0 %、 1 4 1 %である。このように楕円率を変化させることで、基体表面における構造体 3の充填率を変化させることができる。構造体 3が準六方格子パターンを形成する場合には、構造体底面の楕円率 _eは、 1 0 0 % < e < 1 5 0 %以下であることが好ましい。

この範囲にすることで、構造体 3の充填率を向上し、優れた反射防止特性を得ることができるからである。

ここで、楕円率 eは、構造体底面のトラック方向（X方向）の径を a、 5 それとは直交する列方向（Y方向）の径を bとしたときに、（a / b ) X 1 0 0で定義される。なお、構造体 3の径 a、 bは以下のようにして求めた値である。光学素子 1の表面を走査型電子顕微鏡（S E M :

Scanning El ectron Mi croscope) を用レヽ飞 T o p V i e wで撮影し、撮影した S E M写真から無作為に構造体 3を 1 0個抽出する。次に、抽 —一 10 出した構造体 3それぞれの底面の径 a、 bを測定する。そして、測定値 a、 bそれぞれを単純に平均（算術平均）して径&、 bの平均率を求め、これを構造体 3の径&、 bとする。

第 9図 Aは、円錐形状または円錐台形状を有する構造体 3の配置の一例を示す。第 9図 Bは、楕円錐形状または楕円錐台形状を有する構造体

15 3の配置の一例を示す。第 9図 Aおよび第 9図 Bに示すように、構造体 3が、その下部同士を重ね合うようにして接合されていていることが好ましい。具体的には、構造体 3の下部が、隣接関係にある構造体 3の一部または全部の下部と接合されていることが好ましい。より具体的には、トラック方向において、 Θ方向において、またはそれら両方向において、

20 構造体 3の下部同士を接合することが好ましい。より具体的には、トラック方向において、 0方向において、またはそれら両方向において、構造体 3の下部同士を接合することが好ましい。図 9 A、図 9 Bでは、隣接関係にある構造体 3の全部の下部を接合する例が示されている。このように構造体 3を接合することで、構造体 3の充填率を向上することが

25 できる。構造体同士は、屈折率を考慮した光路長で使用環境下の光の波長帯域の最大値の 1 4以下の部分で接合されていることが好ましい。これにより、優れた反射防止特性を得ることができる。

図 9 Bに示すように、楕円錐形状または楕円錐台形状を有する構造体 3の下部同士を接合した場合には、例えば、接合部 a、 b、 cの順序で接合部の高さが浅くなる。

配置ピッチ P 1に対する径 2 r の比率（（ 2 r Z P 1 ) X 1 0 0 ) 力 8 5 %以上、好ましくは 9 0 %以上、より好ましくは 9 5 %以上である。このような範囲にすることで、構造体 3の充填率を向上し、反射防止特性を向上できるからである。比率（（2 r Z P l ) X 1 0 0 ) が大きくなり、構造体 3の重なりが大きくなりすぎると反射防止特性が低減する傾向にある。したがって、屈折率を考慮した光路長で使用環境下の光の波長帯域の最大値の 1.ノ 4以下の部分で構造体同士が接合されるように、比率（（ 2 r Z P 1 ) X 1 0 0 ) の上限値を設定することが好ましい。ここで、配置ピッチ P 1は、構造体 3のトラック方向の配置ピッチ、径 2 rは、構造体底面のトラック方向の径である。なお、構造体底面が円形である場合、径 2 rは直径となり、構造体底面が楕円形である場合、径 2 rは長径となる。

(口ールマスタの構成）

第 1 0図は、上述の構成を有する光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す。第 1 0図に示すように、口ールマスタ 1 1は、原盤 1 2の表面に凹部である構造体 1 3が可視光の波長と同程度のピッ -チで多数配置された構成を有している。原盤 1 2は、円柱状または円筒状の形状を有する。原盤 1 2の材料は、例えばガラスを用いることができるが、この材料に特に限定されるものではない。後述するロール原盤露光装置を用い、 2次元パターンが空間的にリンクし、 1 トラック毎に極性反転フォマッター信号と記録装置の回転コントロラーを同期させ信号を発生し、 C A Vで適切な送りピッチでパターニングする。これにより、六方格子パターンまたは準六方格子パターンを記録することができる。極性反転フォマッター信号の周波数とロールの回転数を適切に設定することにより、所望の記録領域に空間周波数が一様な格子パターンを形成する。

[光学素子の製造方法]

次に、第 1 1図〜第 1 3図を参照しながら、以上のように構成される光学素子 1の製造方法について説明する。

第 1の実施形態に係る光学素子の製造方法は、原盤にレジスト層を形成するレジスト成膜工程、ロール原盤露光装置を用いてレジスト膜にモスアイパターンの潜像を形成する露光工程、潜像が形成されたレジスト層を現像する現像工程、プラズマエッチングを用いてロールマスタを製作するエッチング工程、紫外線硬化榭脂により複製基板を製作する複製工程とを備える。

(露光装置の構成）

まず、第 1 1図を参照して、モスアイパターンの露光工程に用いる口ール原盤露光装置の構成について説明する。このロール原盤露光装置は、光学ディスク記録装置をベースとして構成されている。

レーザー光源 2 1 は、記録媒体としての原盤 1 2の表面に着膜されたレジストを露光するための光源であり、例えば波長え = 2 6 6 n mの記録用のレーザー光 1 5を発振するものである。レーザー光源 2 1から出射されたレーザー光 1 5は、平行ビームのまま直進し、電気光学素子

( E O M ： Electro Opt i cal Modulator) 2 2へ入射する。電気光学素子 2 2を透過したレーザー光 1 5は、ミラー 2 3で反射され、変調光学系 2 5に導かれる。

ミラー 2 3は、偏光ビームスプリッタで構成されており、一方の偏光成分を反射し他方の偏光成分を透過する機能をもつ。ミラー 2 3を透過した偏光成分はフォトダイォード 2 4で受光され、その受光信号に基づいて電気光学素子 2 2を制御してレーザー光 1 5の位相変調を行う。変調光学系 2 5において、レーザー光 1 5は、集光レンズ 2 6により、ガラス（S i 〇₂ ) などからなる音響光学素子（A O M ： Acoust- Opt i c Modulator) 2 7に集光される。レーザー光 1 5は、音響光学素子 2 7 により強度変調され発散した後、レンズ 2 8によって平行ビーム化される。変調光学系 2 5から出射されたレーザー光 1 5は、ミラー 3 1によつて反射され、移動光学テーブル 3 2上に水平かつ平行に導かれる。移動光学テーブル 3 2は、ビームエキスパンダ 3 3、および対物レンズ 3 4を備えている。移動光学テーブル 3 2に導かれたレーザー光 1 5 は、ビームエキスパンダ 3 3により所望のビーム形状に整形された後、対物レンズ 3 4を介して、原盤 1 2上のレジスト層へ照射される。原盤 1 2は、スピンドルモータ 3 5に接続されたターンテーブル 3 6の上に載置されている。そして、原盤 1 2を回転させるとともに、レーザー光 1 5を原盤 1 2の高さ方向に移動させながら、レジスト層へレーザー光 1 5を間欠的に照射することにより、レジスト層の露光工程が行われる。形成された潜像は、円周方向に長軸を有する略楕円形になる。レーザー光 1 5の移動は、移動光学テーブル 3 2の矢印 R方向への移動によって行われる。

露光装置は、第 1図 Bに示した六方格子または準六方格子の 2次元パターンに対応する潜像をレジスト層に形成するための制御機構 3 7を備えている。制御機構 3 7は、フォマッタ一 2 9 とドライバ 3 0とを備える。フォマッター 2 9は、極性反転部を備え、この極性反転部が、レジスト層に対するレーザー光 1 5の照射タイミングを制御する。ドライノく 3 0は、極性反転部の出力を受けて、音響光学素子 2 7を制御する。このロール原盤露光装置では、 2次元パターンが空間的にリンクするように 1 トラック毎に極性反転フォマッター信号と記録装置の回転コントロラーを同期させ信号を発生し、音響光学素子 2 7により強度変調している。角速度一定（CAV) で適切な回転数と適切な変調周波数と適切な送りピッチでパターユングすることにより、六方格子または準六方格子パターンを記録することができる。例えば、第 1 0図 Bに示すように、円周方向の周期を 3 1 5 n m、円周方向に対して約 6 0度方向（約 ― 6 0度方向）の周期を 3 0 O nmにするには、送りピッチを 2 5 1 n mにすればよい（ピタゴラスの法則）。極性反転フォマッター信号の周波数は口ールの回転数（ 1 8 0 0 r p m、 9 0 0 r p m、 4 5 0 r p m) により変化させる（表 1参照）。所望の記録領域に空間周波数（円周 3 1 5 nm周期、円周方向約 6 0度方向（約一 6 0度方向） 3 0 0 η m周期）がー様な準六方格子パターンは、遠紫外線レーザー光を移動光学テーブル 3 2上のビームエキスパンダ（B EX) 3 3により 5倍のビ一ム径に拡大し、開口数（NA) 0. 9の対物レンズ 34を介して原盤 1.2上のレジスト層に照射し、微細な潜像を形成することにより得られる。

(表 1 )

以下、本発明の第 1の実施形態に係る光学素子の製造方法の各工程について順次説明する。

(レジスト成膜工程）

まず、第 1 2図 Aに示すように、円柱状の原盤 1 2を準備する。この原盤 1 2は、例えばガラス原盤である。次に、第 1 2図 Bに示すように、原盤 1 2の表面にレジスト層 1 4を形成する。レジスト層 1 4の材料としては、例えば有機系レジスト、および無機系レジストのいずれを用いてもよい。有機系レジストとしては、例えばノボラック系レジストや化学増幅型レジストを用いることができる。また、無機系レジストとしては、例えば、タングステンやモリブデンなどの 1種または 2種以上の遷移金属からなる金属酸化物を用いることができる。

(露光工程）

次に、第 1 2図 Cに示すように、上述したロール原盤露光装置を用いて、原盤 1 2を回転させると共に、レーザー光（露光ビーム） 1 5をレジスト層 1 4に照射する。このとき、レーザー光 1 5を]^盤 1 2の高さ方向（円柱状または円筒状の原盤 1 2の中心軸に平行な方向）に移動させながら、レーザー光 1 5を間欠的に照射することで、レジスト層 1 4 を全面にわたって露光する。これにより、レーザー光 1 5の軌跡に応じた潜像 1 6が、可視光波長と同程度のピッチでレジスト層 1 4の全面にわたって形成される。

潜像 1 6は、例えば、原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、六方格子パターンまたは準六方格子パターンを形成する。潜像 1 6は、例えば、トラックの延在方向に長軸方向を有する楕円形状である。

(現像工程）

次に、原盤 1 2を回転させながら、レジスト層 1 4上に現像液を滴下して、第 1 3図 Aに示すように、レジスト層 1 4を現像処理する。図示するように、レジスト層 1 4をポジ型のレジストにより形成した場合には、レーザー光 1 5で露光した露光部は、非露光部と比較して現像液に対する溶解速度が増すので、潜像（露光部） 1 6に応じたパターンがレジスト層 1 4に形成される。

(エッチング工程）次に、原盤 1 2の上に形成されたレジスト層 1 4のパターン（レジストパターン）をマスクとして、原盤 1 2の表面をエッチング処理する。これにより、第 1 3図 Bに示すように、トラックの延在方向に長軸方向をもつ楕円錐形状または楕円錐台形状の凹部、すなわち構造体 1 3を得ることができる。エッチング方法は、例えばドライエッチングによって行われる。このとき、エッチング処理とアツシング処理を交互に行うことにより、例えば、錐体状の構造体 1 3のパターンを形成することができる。また、レジスト層 1 4の 3倍以上の深さ（選択比 3以上）のガラスマスターを作製でき、構造体 3の高ァスぺクト比化を図ることができる。

以上により、例えば、深さ 2 0 0 n m程度から 3 5 0 n m程度の凹形状の六方格子パターンまたは準六方格子パターンを有するロールマスタ 1 1が得られる。

(複製工程）

次に、例えば、ロールマスタ 1 1 と転写材料を塗布したシートなどの基体 2を密着させ、紫外線を照射し硬化させながら剥離する。これにより、第 1 3図 Cに示すように、目的とするモスアイ紫外線硬化複製シートなどの光学素子 1が作製される。

転写材料は、例えば、紫外線硬化材料と、開始剤とからなり、必要に応じてフィラーや機能性添加剤などを含んでいる。

紫外線硬化材料は、例えば、単官能モノマー、二官能モノマー、多官能モノマー等からなり、具体的には、以下に示す材料を単独または、複数混合したものである。

単官能モノマーとしては、例えば、カルボン酸類（アクリル酸）、ヒドロキシ類（ 2—ヒドロキシェチルァクリレート、 2 —ヒドロキシプロピルアタリレート、 4—ヒドロキシブチルアタリレート）、アルキル、脂環類（ィソブチルァクリレート、 t —プチルァクリレート、イソオタチルァクリレート、ラウリルアタリレート、ステアリルアタリレート、イソボニルアタリレート、シクロへキシルアタリレート）、その他機能性モノマー（ 2—メトキシェチルァクリレート、メトキシエチレンクリコールァクリレート、 2—ェトキシェチルァクリレート、テトラヒドロフルフリノレァクリレート、ベンジルァクリレート、ェチルカルビトールアタリレート、フエノキシェチノレアタリレート、 N， N -ジメチノレアミノエチルアタリレート、 N， N -ジメチルァミノプロピルアクリルアミド、 N , N—ジメチルァクリルァミド、アタリロイルモルホリン、 N— イソプロピルアクリルアミド、 N , N—ジェチルアクリルアミド、 N— ビニノレピロリドン、 2 _ (パーフノレオロォクチル）ェチノレアタリレート、 3 —パーフルォ口へキシルー 2 —ヒドロキシプロピルアタリレート 3 —パーフノレオロォクチノレ一 2 —ヒドロキシプロピノレアタリレート、 2 - (パーフルォロデシル）ェチルアタリレート、 2— （パーフルォロー 3—メチルブチル）ェチノレアタリレート）、 2 , 4 , 6— トリブロモフエノーノレアタリレート、 2 , 4 , 6 — トリブロモフエノーノレメタタリレート、 2— ( 2 , 4 , 6— トリブロモフエノキシ）ェチルアタリレート）、 2—ェチルへキシルアタリレートなどを挙げることができる二官能モノマーとしては、例えば、トリ（プロピレングリコール）ジアタリレート、トリメチロールプロノンジァリルエーテル、ウレタンアタリレートなどを挙げることができる。

多官能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリァクリレート、ジペンタエリスリトー /レぺンタ及びへキサァクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアタリレートなどを挙げることができる開始剤としては、例えば、 2 , 2—ジメトキシー 1 , 2—ジフエニルエタンー 1 一オン、 1 —ヒドロキシ一シク口へキシズレフェニノレケトン、 2—ヒドロキシー 2—メチル一 1—フェニルプロパン一 1—オンなどを挙げることができる。

フイラ一としては、例えば、無機微粒子および有機微粒子のいずれも用いることができる。無機微粒子としては、例えば、 S i 0₂、 T i O ₂、 Z r 0₂、 S n O₂、 A 1 ₂ O ₃などの金属酸化物微粒子を挙げることができる。

機能性添加剤としては、例えば、レべリング剤、表面調整剤、消泡剤などを挙げることができる。基体 2の材料としては、例えば、メチルメタクリレート（共）重合体、ポリカーボネート、スチレン（共）重合体メチノレメタクリレートースチレン共重合体、セノレロースジアセテート、セノレローストリアセテート、セノレロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビュル、ポリビニルァセタール、ポリエーテルケトン、ポリウレタン、ガラスなどが挙げられる。

基体 2の成形方法は特に限定されず、射出成形体でも押し出し成形体でも、キャスト成形体でもよい。必要応じて、コロナ処理などの表面処理を基体表面に施すようにしてもよい。

< 2. 第 2の実施形態 >

第 1 4図 Aは、本発明の第 2の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。第 1 4図 Bは、第 1 4図 Aに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。第 1 4図 Cは、第 1 4図 Bのトラック T 1、 T 3、 · · · における断面図である。第 1 4図 Dは、第 1 4 図 Bのトラック T 2、 T 4、 · · · における断面図である。第 1 4図 Ε は、第 1 4図 Βのトラック Τ 1、 Τ 3、 . · ' に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。第 1 4図 Fは、第 1 4図 Bのトラック T 2、 Τ 4、 · · ' に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。

第 2の実施形態に係る光学素子 1は、各構造体 3が、隣接する 3列のトラック間において四方格子パターンまたは準四方格子パターンをなしている点において、第 1の実施形態のものとは異なっている。本発明において、準四方格子パターンとは、正四方格子パターンと異なり、トラックの延在方向（X方向）に引き伸ばされ歪んだ四方格子パターンを意味する。

構造体 3の高さまたは深さは特に限定されず、例えば、 1 5 9 nm〜 3 1 2 nm程度である。トラックに対して（約） 4 5度方向ピッチ P 2 は、例えば、 2 7 5 η π！〜 2 9 7 n m程度である。構造体 3のァスぺクト比（高さノ配置ピッチ）は、例えば、 0. 5 4〜 1. 1 3程度である。更に、各構造体 3のアスペクト比は全て同一である場合に限らず、各構造体 3が一定の高さ分布をもつように構成されていてもよい。

同一トラック内における構造体 3の配置ピッチ P 1は、隣接する 2つのトラック間における構造体 3の配置ピッチ P 2よりも長いことが好ましい。また、同一トラック内における構造体 3の配置ピッチを P 1、隣接する 2つのトラック間における構造体 3の配置ピッチを P 2としたとき、 P 1 /P 2力 S i . 4 < P 1 /P 2≤ 1. 5の関係を満たすことが好ましい。このような数値範囲にすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体 3の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。また、トラックに対して 4 5度方向または約 4 5度方向における構造体 3の高さまたは深さは、トラックの延在方向における構造体 3の高さまたは深さよりも小さいことが好ましい。

トラックの延在方向に対して斜となる構造体 3の配列方向（ Θ方向）の高さ H 2は、トラックの延在方向における構造体 3の高さ H 1 よりも小さいことが好ましい。すなわち、構造体 3の高さ H l、 H 2が H l > H 2の関係を満たすことが好まレぃ。

第 4 1図は、構造体 3の底面の楕円率を変化させたときの底面形状を示す図である。楕円 3ぃ 3₂、 3₃の楕円率はそれぞれ、 1 0 0 %、 1 4 1 %、 1 6 3. 3 %である。このように楕円率を変化させることで、基体表面における構造体 3の充填率を変化させることができる。構造体 3が四方格子または準四方格子パターンを形成する場合には、構造体底面の楕円率 _eは、 1 5 0 e 1 8 0 %であることが好ましい。この範囲にすることで、構造体 3の充填率を向上し、優れた反射防止特性を得ることができるからである。

基体表面における構造体 3の充填率は、 1 0 0 %を上限として、 6 5 %以上、好ましくは 7 3 %以上、より好ましくは 8 6 %以上の範囲内である。充填率をこのような範囲にすることで、反射防止特性を向上することができる。

まず、光学素子 1の表面を走査型電子顕微鏡（ S EM ： Scanning Electron Microscope) を用レヽて T o p V i e wで板影" る。次に、撮影した S ΕΜ写真から無作為に単位格子 U cを選び出し、その単位格子 U cの配置ピッチ P l、およびトラックピッチ Τ ρを測定する（第 2 4図 Β参照）。また、その単位格子 U cに含まれる 4つの構造体 3のいずれかの底面の面積 Sを画像処理により測定する。次に、測定した配置ピッチ P l、トラックピッチ Τ ρ、および底面の面積 Sを用いて、以下の式 - (2) より充填率を求める。

充填率 = ( S (tetra) ノ S (unit) ) X 1 0 0 · · · (2) 単位格子面積： S (unit) = 2 X ( (P l XT p) X ( 1 /2) ) = P 1 X T p

単位格子内に存在する構造体の底面の面積： S ( tetra) = S 上述した充填率算出の処理を、撮影した S E M写真から無作為に選び出された 1 0箇所の単位格子について行う。そして、測定値を単純に平均（算術平均）して充填率の平均率を求め、これを基体表面における構造体 3の充填率とする。

配置ピッチ P 1に対する径 2 r の比率（（ 2 r Z P l ) X 1 0 0 ) が 1 2 7 %以上、好ましくは 1 3 7 %以上、より好ましくは 1 4 6 %以上である。このような範囲にすることで、構造体 3の充填率を向上し、反射防止特性を向上できるからである。ここで、配置ピッチ P 1は、構造体 3のトラック方向の配置ピッチ、径 2 rは、構造体底面のトラック方向の径である。なお、構造体底面が円形である場合、径 2 rは直径となり、構造体底面が楕円形である場合、径 2· rは長径となる。

第 1 5図は、上述の構成を有する光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す。このロールマスタは、その表面において凹状の構造体 1 3が四方格子パターンまたは準四方格子パターンをなしている点において、第 1の実施形態のものとは異なっている。

ロール原盤露光装置を用い、 2次元パターンが空間的にリンクし、 1 トラック毎に極性反転フォマッター信号と記録装置の回転コントロラーを同期させ信号を発生し、 C A Vで適切な送りピッチでパターニングする。これにより、四方格子パターン、または準六方格子パターンを記録することができる。極性反転フォマッター信号の周波数とロールの回転数を適切に設定することにより、所望の記録領域に空間周波数が一様な格子パターンをレーザー光の照射により原盤 1 2上のレジストに形成することが好ましい。

< 3 . 第 3の実施形態 > 第 1 6図 Aは、本発明の第 3の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。第 1 6図 Bは、第 1 6図 Aに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。

第 3の実施形態に係る光学素子 1は、構造体 3を蛇行するトラック (以下ゥォブルトラックと称する。）上に配列している点において、第 1の実施形態とは異なっている。基材 2上における各トラックのゥォブルは、同期していることが好ましい。すなわち、ゥォブルは、シンクロナイズドウォブルであることが好ましい。このようにゥォブルを同期させることで、六方格子または準六方格子の単位格子形状を保持し、充填率を高く保つことができる。ゥォブルトラックの波形としては、例えば、サイン波、三角波などを挙げることができる。ゥォブルトラックの波形は、周期的な波形に限定されるものではなく、非周期的な波形としてもよレ、。ゥォブルトラックのゥォブル振幅は、例えば ± 1 0 // m程度に選択される。

この第 3の実施形態において、上記以外のことは、第 1の実施形態と同様である。

第 3の実施形態によれば、構造体 3をゥォブルトラック上に配列していので、外観上のムラの発生を抑制できる。

< 4 . 第 4の実施形態 >

第 1 7図 Aは、本発明の第 4の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。第 1 7図 Bは、第 1 7図 Aに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。第 1 7図 Cは、第 1 7図 Bのトラック T 1 、 T 3、 ' · · における断面図である。第 1 7図 Dは、第 1 Ί 図 Bのトラック Τ 2、 Τ 4、 · · · における断面図である。第 1 8図は、第 1 7図に示した光学素子の一部を拡大して表す斜視図である。

第 4の実施形態に係る光学素子 1は、凹部である構造体 3が基体表面に多数配列されている点において、第 1の実施形態のものとは異なっている。この構造体 3の形状は、第 1の実施形態における構造体 3の凸形状を反転して凹形状としたものである。なお、上述のように構造体 3を凹部とした場合、凹部である構造体 3の開口部（凹部の入り口部分）を下部、基体 2の深さ方向の最下部（凹部の最も深い部分）を頂部と定義する。すなわち、非実体的な空間である構造体 3により頂部、および下部を定義する。また、第 4の実施形態では、構造体 3が凹部であるため、式（ 1 ) などにおける構造体 3の高さ Hは、構造体 3の深さ Hとなる。

この第 4の実施形態において、上記以外のことは、第 1の実施形態と同様である。

この第 4の実施形態では、第 1の実施形態における凸形状の構造体 3 の形状を反転して凹形状としているので、第 1の実施形態と同様の効果を得ることができる。

< 5 . 第 5の実施形態〉

[液晶表示装置の構成]

第 1 9図は、本発明の第 5の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。第 1 9図に示すように、この液晶表示装置は、光を出射するバックライト 5 3と、バックライト 5 3から出射された光を時間的空間的に変調して画像を表示する液晶パネル 5 1 とを備える。液晶パネル 5 1の両面にはそれぞれ、光学部品である偏光子 5 1 a、 5 1 bが設けられている。液晶パネル 5 1の表示面側に設けられた偏光子 5 1 bには、光学素子 1が設けられている。ここでは、光学素子 1がー主面に設けられた偏光子 5 1 bを反射防止機能付き偏光子 5 2と称する。この反射防止機能付き偏光子 5 2は、反射防止機能付き光学部品の一例である。以下、液晶表示装置を構成するバックライト 5 3、液晶パネル 5 1、偏光子 5 1 a、 5 1 b、および光学素子 1について順次説明する。 (バックライト）

ノくックライト 5 3 としては、例えば直下型バックライト、エツジ型バックライト、平面光源型バックライトを用いることができる。バックラィト 5 3は、例えば、光源、反射板、光学フィルムなどを備える。光源としては、例えば、冷陰極蛍光管（Cold Cathode Fluorescent Lamp ： C C F L) 、熱陰極蛍光管（Hot Cathode Fluorescent Lamp ： HC F L) 、有機エレクトロノレミネッセンス（Organic

ElectroLuminescence ： O E L) 、無機エレクト口ルミネッセンス（ I E L ： Inorganic ElectroLuminescence) および発光タイォート (Light Emitting Diode ： L E D )などが用いられる。

(液晶パネル）

液晶パネル 5 1 としては、例えば、ッイステツドネマチック

(Twisted Nematic ： T N) モード、スーパーッイステツドネマチック (Super Twisted Nematic ： S TN) モード、垂直配向 (Vertically Aligned ： V A) モード、水平配列（In- Plane Switching ： I P S ) モ一ド、光学ネ甫 1賞ベンド酉己向 (Optically Compensated Birefringence ： O C B) モード、強誘電性 (Ferroelectric Liquid Crystal ： F L C) モード、高分子分散型液晶 (Polymer Dispersed Liquid Crystal ： P D L C ) モード、相転移型ゲスいホス卜 (Phase Change Guest Host ： P C GH) モードなどの表示モードのものを用いることができる。

(偏光子）

液晶パネル 5 1の両面には、例えば偏光子 5 1 a、 5 1 bがその透過軸が互いに直交するようにして設けられる。偏光子 5 1 a、 5 1 bは、入射する光のうち直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を吸収により遮へいするものである。偏光子 5 1 a、 5 l b としては、例えば、ポリビニノレアノレコール系フィルム、部分ホルマーノレ化ポリビニノレアノレコール系フィルム、エチレン ·酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムなどの親水性高分子フィルムに、ョゥ素ゃ二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたものを用いることができる。偏光子 5 1 a、 5 l bの両面には、トリァセチノレセノレロース（T A C ) フイノレムなどの保護層を設けることが好ましい。このように保護層を設ける場合、光学素子 1の基体 2が保護層を兼ねる構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、反射防止機能付き偏光子 5 2を薄型化できるからである。

(光学素子）

光学素子 1は、上述の第 1〜第 4の実施形態のいずれかのものと同様であるので説明を省略する。

第 5の実施形態によれば、液晶表示装置の表示面に光学素子 1を設けているので、液晶表示装置の表示面の反射防止機能を向上することができる。したがって、液晶表示置の視認性を向上することができる。 <第 6の実施形態〉

[液晶表示装置の構成]

第 2 0図は、本発明の第 6の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。この液晶表示装置は、液晶パネル 5 1の前面側に前面部材 5 4を備え、液晶パネル 5 1の前面、前面部材 5 4の前面および裏面の少なくとも 1つの面に、光学素子 1を備える点において、第 5の実施形態のものとは異なっている。第 2 0図では、液晶パネル 5 1の前面、ならびに前面部材 5 4の前面および裏面のすべての面に、光学素子 1を備える例が示されている。液晶パネル 5 1 と前面部材 5 4との間には、例えば空気層が形成されている。上述の第 5の実施形態と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、本発明において、前面とは表示面となる側の面、すなわち観察者側となる面を示し、裏面とは表示面と反対となる側の面を示す。

前面部材 5 4は、液晶パネル 5 1の前面（観察者側）に機械的、熱的、および耐候的保護や、意匠性を目的として用いるフロントパネルなどである。前面部材 5 4は、例えば、シート状、フィルム状、または板状を有する。前面部材 5 4の材料としては、例えば、ガラス、トリァセチルセルロース（TAC) 、ポリエステル（T P E E) 、ポリエチレンテレフタレート（P E T) 、ポリイミド（P I ) 、ポリアミド（PA) 、ァラミド、ポリエチレン（ P E) 、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスノレフォン、ポリプロピレン（P P) 、ジァセチルセノレ口ース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（PMMA) 、ポリカーボネート (P C) などを用いることができるが、特にこれらの材料に限定されるものではなく、透明性を有する材料であれば用いることができる。

第 6の実施形態によれば、第 5の実施形態と同様に、液晶表示装置の視認性を向上することができる。

[実施例]

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

(実施例 1 )

まず、外径 1 2 6 mmのガラスロール原盤を準備し、このガラス原盤の表面に以下のようにしてレジストを着膜した。すなわち、シンナーでフォトレジストを 1 Z 1 0に希釈し、この希釈レジストをディップによりガラスロール原盤の円柱面上に厚さ 1 3 0 nm程度に塗布することにより、レジストを着膜した。次に、記録媒体としてのガラス原盤を、第 1 1図に示したロール原盤露光装置に搬送し、レジストを露光することにより、 1つの螺旋状に連なるとともに、隣接する 3列のトラック間において六方格子パターンをなす潜像がレジストにパターニングされた。具体的には、六方格子パターンが形成されるべき領域に対して、前記ガラスロール原盤表面まで露光するパワー 0 . 5 0 m j / mのレーザー光を照射し凹形状の準六方格子パターンを形成した。なお、.第 1 3図 A に示すように、トラック列の列方向のレジスト厚さは 1 2 0 n m程度、トラックの延在方向のレジスト厚さは 1 0 0 η m程度であった。

次に、ガラスロール原盤上のレジストに現像処理を施して、露光した部分のレジストを溶解させて現像を行った。具体的には、図示しない現像機のターンテーブル上に未現像のガラスロール原盤を載置し、ターンテーブルごと回転させつつガラスロール原盤の表面に現像液を滴下してその表面のレジストを現像した。これにより、レジスト層が準六方格子パターンに開口しているレジストガラス原盤が得られた。

次に、ロールプラズマエッチングを用い、 C H F ₃ガス雰囲気中でのプラズマエッチングを行った。これにより、ガラスロール原盤の表面において、レジスト層から露出している準六方格子パターンの部分のみェツチングが進行し、その他の領域はフォトレジストがマスクとなりエツチングはされず、楕円錐形状の凹部が得られだ。このときのパターンでのエッチング量（深さ）はエッチング時間によって変化させた。最後に、 O ₂アツシングにより完全にフォトレジストを除去することにより、凹形状の六方格子パターンのモスアイガラスロールマスタが得られた。列方向における凹部の深さは、トラックの延在方向における凹部の深さより深かった。

上記モスアイガラスロールマスタと紫外線硬化樹脂を塗布したァクリルシートなどを密着させ、紫外線を照射し硬化させながら剥離することにより、光学素子（第 1 3図 C ) を作製した。

(実施例 2 )

1 トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、ロールの回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、準六方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例 1 と同様にして光学素子を作製した。

(実施例 3 )

1 トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、ロールの回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、四方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例 1 と同様にして光学素子を作製した。

(実施例 4 )

1 トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、ロールの回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、準四方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例 1 と同様にして光学素子を作製した。

(形状の評価）

上述のようにして作製した実施例 1〜4の光学素子について、原子間力顕微鏡 ( A F M ： Atomi c Force Mi croscope) により観察を行った。そして、 A F Mの断面プロファイルから各実施例の構造体の高さを求めた。その結果を表 2および表 3に示す。

(表 2 )

(表 3 )

実施例 1、 2における光学素子のモスアイ形状は、六方格子、準六方格子の凸形状の楕円錐台（楕円錐）である。上記 A F M断面形状測定から、トラックの延在方向における構造体の高さは、トラックの列方向にける構造体の高さより小さいことがわかる。また、トラックの延在方向以外における構造体の高さが、トラックの列方向における構造体の高さとほぼ同一であることから、構造体の高さをトラックの列方向における高さで代表する。

実施例 3、 4における光学素子のモスアイ形状は、四方格子、準四方格子の凸形状の楕円錐台（楕円錐）である。上記 A F M断面形状測定から、トラックの延在方向に対して 4 5度方向の構造体の高さは、トラックの列方向にける構造体の高さより小さいことがわかる。また、トラックの延在方向に対して 4 5度方向以外の構造体の高さが、トラックの列方向における構造体の高さとほぼ同一であることから、構造体の高さをトラックの列方向における高さで代表する。

(反射率/透過率の評価）

実施例 1〜 4の光学素子の反射率および透過率を日本分光の評価装置 (V- 5 5 0 ) を用いて評価した。第 2 1図、第 2 2図にそれぞれ、実施例 1、実施例 2の光学素子における反射率の波長依存性を示す。第 2 3図、第 24図にそれぞれ、実施例 3、実施例 4の光学素子における透過率の波長依存性を示す。

実施例 1、 2の光学素子では、反射率の波長依存性があるが、モスァィパターンのない基板の反射率が 4. 5 %であり、 UV光から可視光 (波長 3 5 0〜 8 0 0 n m) 領域では、 0. 1 5 %の平均反射率であり、充分に小さい値になっている。トラックの延在方向における構造体の高さが低い光学素子において、充分な反射防止効果が得られることが確認できた。

実施例 3、 4では、可視光（波長 4 0 0〜 8 0 0 nm) 領域で、 9 8 〜 9 9 %であり充分な透過特性が得られている。入射角 3 0度までは、波長 6 5 0 nm、 5 4 0 nm、 4 6 0 nmの RGB光では、透過率 9 9 %であり、角度依存性も充分である。トラックの延在方向に対して 4 5度方向における構造体の高さが低い光学素子において、充分な透過特性が得られることも確認できた。

上記光学素子のモスアイ形状は、上述したように、六方格子、準六方格子、または四方格子、準四方格子の凸形状の楕円錐台（楕円錐）であり、アスペクト比が 0. 9 4〜 1. 1 4である光学素子において、充分な反射防止特性を得ることができた。また、モスアイガラスマスターにおいても、凹形状の楕円錐溝であることが確認できた。

(実施例 5 )

まず、実施例 2と同様にして、モスアイガラスマスターを得た。次に、モスアイガラスマスター上に紫外線硬化樹脂を塗布した後、アクリルシート（0 . 2 O m m厚）を紫外線硬化樹脂上に密着させ、紫外線を照射し硬化させ剥離することにより、モスアイ紫外線硬化複製シートを得た。次に、 Φ 2 5 m m平凸レンズ（焦点距離 7 0 m m ) の凸面に、モスァィ紫外線硬化複製シート裏面を密着させた。その後、 8 0 °Cの湯浴中においてレンズホルダーで、平凸レンズとモスアイ紫外線硬化複製シートをさらに密着させながら、モスアイ紫外線硬化複製シートを凸レンズ形状に曲げていった。次に、湯浴に数分間放置した後取り出し、レンズホルダーをはずし、凸レンズ形状に曲げたモスアイ紫外線硬化複製シートを作製した。

次に、凸レンズ形状に曲げたモスアイ紫外線硬化複製シートの凹凸パターン上に無電界メツキ法などによりニッケル皮膜でなる導電化膜を形成した。次に、導電化膜が形成された光ディスク原盤を電铸装置に取り付け、電気メツキ法により導電化膜上に 3 0 0 ± 5 C /i m ] 程度の厚さになるようにニッケルメツキ層を形成した。次に、モスアイ紫外線硬化複製シートからニッケルメツキ層をカッターなどで剥離し、そのニッケルメツキ層信号形成面のフォトレジストをァセトンなどを用いて洗浄し、凸レンズ形状に曲げたモスアイ N i金属マスターを作製した。

次に、凸レンズ形状に曲げたモスアイ成形複製基板を以下のようにして作製した。上記凸レンズ形状に曲げたモスアイ N i金属マスターを金型に配置し、ポリカーボネート（屈折率 1 . 5 9 ) の透明樹脂を用いて射出成形により基板を成形した。これにより、信号形成面に形成された略六方格子パターンが透明樹脂に転写されて、凸レンズ形状に曲げられたモスアイ成形複製基板が作製された。

(反射率ノ透過率の評価）

実施例 5の光学素子の反射率を日本分光の評価装置（V— 5 5 0 ) を用いて評価した。第 2 5図に、実施例 5の光学素子における反射率の波長依存性を示す。

(実施例 6 )

(実施例 7 )

(実施例 8 )

(形状の評価）

上述のようにして作製した実施例 6〜 8の光学素子を、走査型電子顕微鏡 ( S M ： Scanning electron Microscope; (こより T o p V i e wで観察した。その結果を表 4に示す。 (表 4 )

第 2 6図から、実施例 6では、構造体は準六方格子状に配列されていることがわかる。また、構造体の底面の形状は楕円形状であることがわかる。

第 2 7図、第 2 8図から、実施例 7、 8では、構造体は四方格子状には配列されていることがわかる。また、構造体の底面の形状は楕円形状であることがわかる。また、実施例 8では、構造体の下部同士が重ね合わされて配置されていることがわかる。

次に、 R CWA (Rigorous Coupled Wave Analysis) シミュレ——ンョンにより構造体の高さと反射率との関係について検討した。

(試験例 1 )

構造体の底面径（直径） 2 rを配置ピッチ P 1に対して 8 5 %、 9 0 %、 9 5 %、 9 9 %の大きさにして、 R CWAシミュレーションを行つた。その結果を第 2 9図に示す。

以下に、シミュレーションの条件を示す。

構造体形状：釣鐘型屈折率： 1 . 4 8

トラックピッチ T p : 3 2 0 n m

構造体の高さ： 3 6 5 n m アスペクト比： 1. 1 4

構造体の配列：六方格子

第 2 9図から、構造体の底面径の大きさが変わり、充填率が下がると、反射率が悪化することがわかる。

(試験例 2)

トラック方向の構造体間に、ァスぺクト比 0. 3の低い突出部を設ける以外は、試験例 1 と同様にして、 R CWAシミュレーションを行った。その結果を第 3 0図に示す。

第 3 0図から、トラック方向の構造体間に低い突出部がある場合、充填率が下がっても、反射率を低く抑えることができることがわかる。

(試験例 3)

トラック方向の構造体間に、構造体の高さの 1 4に層とする低い突出部を設け、構造体の高さを変えて、以下の条件で R CWAシミュレ一シヨンを行った。その結果を第 3 1図に示す。

構造体形状：釣鐘型

J

屈折率： 1. 4 8

トラックピッチ T p ： 3 2 0 n m

構造体の底面径：トラックピッチ T pの 9 0 %

アスペクト比： 0. 9 3、 1. 0 0、 1. 1 4、 1. 3 0 (各々、深さ 0. 2 7 0、 0. 3 2 0、 0. 3 8 5、 0. 4 1 5 // m)

構造体の配列：六方格子

(試験例 4)

試験例 3の各々の高さの構造体を同じ割合で存在させ、深さ分布を持たせた場合の結果（Av e . ) を、試験例 3のグラフに追加したものを第 3 2図に示す。第 3 1図、第 3 2図から、トラック方向の構造体間に低い突出部を設け、構造体に高さ分布を持たせると、波長依存性の少ない低反射特性が得られることがわかる。

(試験例 5)

トラックピッチを変えて、 RCWAシミュレーションを行った。その結果を第 3 3図、第 3 5図に示す。

以下に、シミュレーションの条件を示す。

構造体形状：釣鐘型

fiH ^i lffl J

格子配置：六方格子

屈折率： 1. 4 8

トラックピッチ T p : 0. 0 9 0. 3 0 /z m

構造体の高さ： 0. 0 9 0. 3 0 / m

ァスぺクト比： 1. 0に統一

構造体の底面径：トラックピッチ T pの 9 9 %の大きさ（充填率：ほぼ最大）

(試験例 6 )

構造体の周囲に微細の突出部を設ける以外は試験例 5 と同様にして、 RCWAシミユレーシヨンを行った。その結果を第 3 4図に示す。第 3 3図、第 3 4図から、トラックピッチ T pが大きい場合、構造体の周囲に微細の突出部を設けると、反射率が低減する傾向があるが、構造体自体が小さいと、むしろ反射率が悪化する傾向があることがわかる (特に、第 3 4図中、領域 R 1および領域 R 2参照）。

また、第 3 5図から、トラックピッチ T pが 0. 3 μ πιであると、波長 4 0 0 n mでの回折抑制が低下する傾向があることがわかる。

(試験例 7 ) トラックピッチを 0. 2 5 / mとし、構造体の高さ、およびァスぺクト比を変えて、 R CWAシミュレー^ョンを行った。その結果を図 3 6 図 Aに示す。

以下に、シミュレーションの条件を示す。

構造体形状：釣鐘型

j i · ノ、、、 ^ί

格子配置：六方格子

屈折率： 1. 4 8

トラックピッチ T p : 0. 2 5 /x m

構造体の高さ： 0. 1 5 nm、 0. 2 nm、 0. 2 5 nm、 0. 3 n m

アスペクト比： 0. 6、 0. 8、 1. 0、 1. 2

構造体の底面径：トラックピッチ T pの 9 9 %

(試験例 8 )

構造体の周囲に微細の突出部を設ける以外は試験例 7と同様にして、 RCWAシミュレーションを行った。その結果を第 3 6図 Bに示す。 (試験例 9 )

トラックピッチを 0. 1 5 /_t m、構造体の高さを 0. 0 9 z m、 0. 1 2 / m、 0. 1 5 μ m, 0. 1 8 z m、アスペクト比を 0. 6、 0. 8、 1. 0、 1. 2とする以外は、試験例 7と同様にして、 R CWAシミュレーシヨンを行った。その結果を第 3 7図 Aに示す。

(試験例 1 0 )

構造体の周囲に微細の突出部を設ける以外は試験例 9 と同様にして、 RCWAシミュレーションを行った。その結果を第 3 7図 Bに示す。 (試験例 1 1 )

トラックピッチを 0. 0 9 μ m、構造体の高さを 0. 0 7 2 μ πχ、 0. 0 9 μ m, 0. 1 0 8 μ m , 0. 1 2 6 m、 0. 1 4 4 // m、ァスぺタト比を 0. 8、 1. 0、 1 . 2、 1 . 4、 1 . 6 とする以外は、試験例 7 と同様にして、 R CWAシミュレーションを行った。その結果を第 3 8図 Αに示す。

(試験例 1 2 )

構造体の周固に微細の突出部を設ける以外は試験例 1 1 と同様にして、 R CWAシミュレーションを行った。その結果を第 3 8図 Bに示す。第 3 6図〜第 3 8図から、反射率 Rを 1 %程度以下に抑えるためには、トラックピッチ T p O . 1 5 i m、アスペクト比 1. 0が限界であると考えられる。また、微細の突出部を設けた場合にも、トラックピッチ T pが狭い場合には、反射率抑制の効果が小さくなる傾向があることがわかる。

次に、 R CWA (Rigorous Coupled Wave Analysis) シミュレ——ンョンにより、比率（（2 r 1 ) X 1 0 0 ) と反射防止特性との関係について検討を行った。

(試験例 1 3 )

第 3 9図 Aは、構造体を六方格子状に配列したときの充填率を説明するための図である。第 3 9図 Aに示すにょうに、構造体を六方格子状に配列した場合において、比率（（ 2 r ZP 1 ) X 1 0 0 ) (但し、 P 1 ：同一トラック内における構造体の配置ピッチ、 r ：構造体底面の半径）を変化させたときの充填率を以下の式（ 2 ) により求めた。

充填率 = ( S (hex. ) / S (unit) ) X 1 0 0 . . ，（2 ) 単位格子面積： S (unit) = 2 τ X ( 2 3 ) r

単位格子内に存在する構造体の底面の面積： S (hex. ) = 2 X π r ² (但し、 2 r > P 1のときは作図上から求める。）

例えば、配置ピッチ P 1 = 2、構造体底面の半径 r = 1 とした場合、 S (unit) 、 S (hex. ) 、比率（（ 2 r ZP l ) X 1 0 0 )

以下に示す値となる。

S (unit) = 6. 9 2 8 2

S (hex. ) = 6. 2 8 3 1 9

( 2 r /P 1 ) X 1 0 0 = 1 0 0. 0 %

充填率 = ( S (hex. ) Z S (unit) ) X 1 0 0 = 9 0. 7

表 5に、上述の式（2) により求めた充填率と比率（（ 2

X 1 0 0 ) との関係を示す。

(表 5)

(試験例 1 4)

第 3 9図 Bは、構造体を四方格子状に配列したときの充填率を説明するための図である。第 3 9図 Bに示すにょうに、構造体を四方格子状に配列した場合において、比率（（2 r ZP l ) X 1 0 0 ) 、比率（（ 2 r /P 2) X 1 0 0) 、（伹し、 P 1 ：同一トラック内における構造体の配置ピッチ、 P 2 ：トラックに対して 4 5度方向の配置ピッチ、 r ：構造体底面の半径）を変化させたときの充填率を以下の式（ 3 ) により求めた。充填率 = ( S (tetra) / S (unit) ) X 1 0 0 · · · (3) 単位格子面積： S (unit) = 2 r X 2 r

単位格子内に存在する構造体の底面の面積： S (tetra) = π r ² (但し、 2 r 〉 P 1のときは作図上から求める。）

例えば、配置ピッチ P 2 = 2、構造体底面の半径 r = 1 とした場合、 S (unit) 、 S (tetra) 、比率（（ 2 r ZP l ) X 1 0 0 ) 、比率 ( ( 2 r /Ρ 2 ) X 1 0 0 ) 、充填率は以下に示す値となる。

S (unit) = 4

S (tetra) = 3. 1 4 1 5 9

( 2 r /P 1 ) X 1 0 0 = 1 4 1. 4 %

(2 r /P 2 ) X 1 0 0 = 1 0 0. 0 %

充填率 = ( s (tetra) / S (unit) ) X 1 00 = 7 8. 5 % 表 6に、上述の式（ 3 ) により求めた充填率と、比率（（ 2 r ZP 1 ) X 1 0 0 ) 、比率（（ 2 r ZP 2) X 1 0 0 ) との関係を示す。また、四方格子の配置ピッチ P 1 と P 2との関係は P 1 2 X P 2 となる。

(表 6)

(試験例 1 5)

配置ピッチ P 1に対する構造体底面の直径 2 rの比率（（2 r /P 1 ) X 1 00 ) を 8 0 %、 8 5%、 9 0%、 9 5 %、 9 9 %の大きさにして、以下の条件で反射率をシミュレーションにより求めた。その結果のグラフを第 40図に示す。

構造体形状：釣鐘型

"ftffi . ハ、、 lifB

屈折率： 1. 48

配置ピツチ P 1 ： 320 n m

構造体の高さ： 4 1 5 nm

アスペクト比： 1. 30

構造体の配列：六方格子

第 40図から、比率（（2 r ZP l ) X 1 00 ) が 8 5 %以上あれば、可視域の波長域（0. 4〜0. 7 μ m)において、平均反射率 Rが R < 0. 5 %となり、十分な反射防止効果が得られる。このとき底面の充填率は 6 5 %以上である。また、比率（（2 r ZP l ) X 1 00 ) が 9 0 %以上あれば、可視域の波長域において平均反射率 Rが R < 0. 3 %となり、より高性能な反射防止効果が得られる。このとき底面の充填率は 7 3 % 以上であり、上限を 1 0 0 %として充填率が高いほど性能が良くなる。構造体同士が重なり合う場合は、構造体高さは一番低い位置からの高さを考えることとする。また、四方格子においても、充填率と反射率の傾向は同様であることを確認した。

以上、本発明の実施例を反射防止基板で説明したが、上述した実施例は本発明の技術的思想に基いて様々に変形可能である。

以上、本発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた構成、方法、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、形状、材料および数値などを用いてもよい。

また、上述の実施形態の各構成は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

また、上述の実施形態では、本発明を液晶表示装置に適用する場合を例として説明したが、本発明は液晶表示装置以外の各種表示装置に対しても適用可能である。例えば、 C R T (Cathode Ray Tube) ディスプレィ、プラズマディスプレイ（Plasma Display Panel ： P D P ) 、エレクト口ノレ- 不ッセンス (Electro Luminescence ： E L) ティスプレィ、表面 fe専型十放出素子ティスフレイ (Surface— conduction Electron- emitter Display ： S E D) などの各種表示装置に対しても本発明は適用可能である。

また、上述の実施形態では、偏光子に本発明を適用して反射防止機能付き偏光子とする場合を例として説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。偏光子以外にも、レンズ、導光板、窓材、表示素子、カメラ鏡筒などに本発明を適用して反射防止機能付き光学部品とすることが可能である。また、光学部品以外にも本発明は適用可能であり、例えば太陽電池に対して本発明は適用可能である。

また、上述の実施形態において、構造体のピッチを適宜変更することで正面から斜めの方向に回折光を発生させることにより、視き込み防止機能を光学素子に付与するようにしてもよい。

また、上述の実施形態において、構造体が形成された基体表面上に、低屈折率層をさらに形成するようにしてもよい。低屈折率層は、基体および構造体を構成する材料より低い屈折率を有する材料を主成分としていることが好ましい。このような低屈折率層の材料としては、例えばフッ素系樹脂などの有機系材料、または L i F、 M g F ₂などの無機系の低屈折率材料が挙げられる。

また、上述の実施形態では、感光性樹脂により光学素子を製造する場合を例として説明したが、光学素子の製造方法はこの例に限定されるものでない。例えば、熱転写や射出成形により光学素子を製造するようにしてもよレ、。

また、上述の実施形態では、円柱状または円筒状の原盤の外周面に凹状または凸状の構造体を形成する場合を例として説明したが、原盤が円筒状である場合には、原盤の内周面に凹状または凸状の構造体を形成するようにしてもよレ、。

Claims

請求の範囲

1 . 基体と、

上記基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸状または凹状の構造体と

を備え、

上記各構造体は、上記基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、六方格子パターン、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

上記構造体は、上記トラックの延在方向に長軸方向を有する楕円錐または楕円錐台形状である反射防止用光学素子。

2 . 上記各構造体は、直線状を有する複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターンを形成し、

上記トラックの延在方向における上記構造体の高さまたは深さは、上記トラックの列方向における上記構造体の高さまたは深さよりも小さい請求の範囲 1記載の反射防止用光学素子。

3 . 上記各構造体は、直線状を有する複数列のトラックをなすように配置されているとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

上記トラックの延在方向に対して斜となる配列方向における上記構造体の高さまたは深さは、上記トラックの延在方向における上記構造体の高さまたは深さよりも小さい請求の範囲 1記載の反射防止用光学素子。

4 . 同一トラック内における上記構造体の配置ピッチ P 1は、隣接する 2つのトラック間における上記構造体の配置ピッチ P 2よりも長い請求の範囲 1記載の反射防止用光学素子。

5 . 上記各構造体は、上記基体表面において六方格子パターン、または準六方格子パターンを形成し、

同一トラック内における上記構造体の配置ピッチを P 1、隣接する 2 つのトラック間における上記構造体の配置ピッチを P 2としたとき、比率 P 1 /P 2力 S、 1. 0 0≤ P 1 /P 2≤ 1. 1、または 1. 0 0 < P 1 /P 2≤ 1. 1の関係を満たす請求の範囲 1記載の反射防止用光学素子。

6. 上記構造体は、上記基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

同一トラック内における上記構造体の配置ピッチを P 1、隣接する 2 つのトラック間における上記構造体の配置ピッチを P 2としたとき、比率 P 1 /P 2が、 1. 4く P 1 ZP 2 1. 5の関係を満たす請求の範囲 1記載の反射防止用光学素子。

7. 基体と、

上記基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体と

を備え、

上記各構造体は、上記基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

上記基体の表面に対する上記構造体の充填率が、 6 5 %以上である反射防止用光学素子。

8. 上記基体の表面に対する上記構造体の充填率が、 7 3 %以上である請求の範囲 7記載の反射防止用光学素子。

9. 上記基体の表面に対する上記構造体の充填率が、 8 6 %以上である請求の範囲 8記載の反射防止用光学素子。

1 0. 基体と、上記基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体と

を備え、

上記各構造体は、上記基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターンを形成し、

同一トラック内における上記構造体の配置ピッチを P 1、上記構造体底面のトラック方向の径を 2 r としたとき、上記配置ピッチ P 1に対する上記径 2 rの比率（（ 2 r ZP l ) X 1 0 0 ) 力 S、 8 5 %以上である反射防止用光学素子。

1 1. 上記配置ピッチ P 1に対する上記径 2 rの比率（（2 r / P 1 ) X I 0 0 ) 力 9 0 %以上である請求の範囲 1 0記載の反射防止用光学素子。

1 2. 上記配置ピツチ P 1に対する上記径 2 rの比率（（ 2 r ZP 1 ) X I 0 0 ) 、 9 5 %以上である請求の範囲 1 1記載の反射防止用光学素子。 ' 1 3. 基体と、

を備え、

上記各構造体は、上記基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

同一トラック内における上記構造体の配置ピッチを P 1、上記構造体底面のトラック方向の径を 2 r としたとき、上記配置ピッチ P 1に対する上記径 2 rの比率（（ 2 r ZP l ) X 1 0 0 ) 力 1 2 7 %以上である反射防止用光学素子。

1 4 . 上記配置ピッチ P 1に対する上記径 2 rの比率（（ 2 r Z P 1 ) X I 0 0 ) 、 1 3 7 %以上である請求の範囲 1 3記載の反射防止用光学素子。

1 5 . 上記配置ピッチ P 1に対する上記径 2 rの比率（（ 2 r Z P 1 ) X 1 0 0 ) 力 1 4 6 %以上である請求の範囲 1 4記載の反射防止用光学素子。

1 6 . 請求の範囲 1〜 1 5のいずれか 1項に記載の反射防止用光学素子を備える表示装置。

1 7 . 円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、

上記レジスト層が形成された上記原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを上記円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、上記レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、

上記レジスト層を現像して、上記原盤の表面にレジストパターンを形成する工程と、

上記レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、上記原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と

を備え、

上記潜像の形成工程では、上記潜像が、上記原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、六方格子パターン、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、上記潜像は、トラックの延在方向に長軸方向を有する楕円形状である反射防止用光学素子の作製用原盤の製造方法。

1 8 . 円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、上記レジスト層が形成された上記原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを上記円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、上記レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、

を備え、

上記潜像の形成工程では、上記潜像が、上記原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

上記原盤の表面に対する上記構造体の充填率が、 6 5 %以上である反射防止用光学素子の作製用原盤の製造方法。

1 9 . 円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、

を備え、

上記潜像の形成工程では、上記潜像が、上記原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターンを形成し、

同一トラック内における上記構造体の配置ピッチを P 1、上記構造体のトラック方向の径を 2 r としたとき、上記配置ピッチ P 1に対する上記径 2 rの比率（（2 r / P l ) X 1 0 0 ) 、 8 5 %以上の範囲内である反射防止用光学素子の作製用原盤の製造方法。

2 0 . 円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、

を備え、

上記潜像の形成工程では、上記潜像が、上記原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、

同一トラック内における上記構造体の配置ピッチを P 1、上記構造体のトラック方向の径を 2 r としたとき、上記配置ピッチ P 1に対する上記径 2 rの比率（（2 r / P l ) X 1 0 0 ) 、 1 2 7 %以上の範囲内である反射防止用光学素子の作製用原盤の製造方法。