WO2010035855A1 - 光学素子、反射防止機能付き光学部品、および原盤 - Google Patents

光学素子、反射防止機能付き光学部品、および原盤 Download PDF

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WO2010035855A1
WO2010035855A1 PCT/JP2009/066870 JP2009066870W WO2010035855A1 WO 2010035855 A1 WO2010035855 A1 WO 2010035855A1 JP 2009066870 W JP2009066870 W JP 2009066870W WO 2010035855 A1 WO2010035855 A1 WO 2010035855A1
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WO
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optical element
substrate
shape
refractive index
light
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PCT/JP2009/066870
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林部和弥
遠藤惣銘
及川真紀子
梶谷俊一
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ソニー株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/38—Anti-reflection arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an optical element, an optical component with an antireflection function, and a master. Specifically, the present invention relates to an optical element in which structures are arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of light under the usage environment.
  • the concave-convex shape is rectangular, for a single wavelength light corresponding to the pitch, depth, etc. Effective antireflection effect can be obtained. Since the above-described optical element has excellent antireflection characteristics, application to solar cells and display devices is expected.
  • the following has been proposed as a concavo-convex structure in consideration of antireflection characteristics.
  • a fine tent-shaped concavo-convex structure (pitch: about 300 nm, depth: about 400 nm) has been proposed as a structure produced using electron beam exposure (for example, NTT Advanced Technology Co., Ltd., “Wavelength dependence”).
  • Such a structure can be formed by a fine structure forming method using an optical disk recording apparatus. Specifically, it can be formed by a nano-processing apparatus based on a thermal lithography technique in which a visible light laser lithography method using a semiconductor laser (wavelength 406 nm) and a thermal nonlinear material are combined (for example, Non-Patent Document 3). reference).
  • a thermal lithography technique in which a visible light laser lithography method using a semiconductor laser (wavelength 406 nm) and a thermal nonlinear material are combined
  • the present inventors have proposed a bell-shaped or elliptic frustum-shaped structure (see, for example, pamphlet of International Publication No. 08/023816). With this structure, an antireflection characteristic close to that of electron beam exposure can be obtained.
  • this structure can be manufactured by a method in which an optical disc master manufacturing process and an etching process are combined.
  • an object of the present invention is to provide an optical element having excellent antireflection characteristics, an optical component with an antireflection function, and a master.
  • the first invention A substrate; A large number of structures arranged on the surface of the substrate, which are convex portions or concave portions, The structures are arranged in a hexagonal lattice shape, a quasi-hexagonal lattice shape, a tetragonal lattice shape, or a quasi-tetragonal lattice shape at a pitch equal to or less than the wavelength of light in the environment of use.
  • the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure gradually increases toward the substrate, and the optical element has an antireflection function and has two or more inflection points.
  • the second invention is Optical components, A plurality of structures that are convex portions or concave portions arranged on the light incident surface of the optical component,
  • the structures are arranged in a hexagonal lattice shape, a quasi-hexagonal lattice shape, a tetragonal lattice shape, or a quasi-tetragonal lattice shape at a pitch equal to or less than the wavelength of light in the environment of use.
  • the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure gradually increases toward the substrate, and is an optical component with an antireflection function having two or more inflection points.
  • the third invention is A substrate; A large number of structures arranged on the surface of the substrate, which are convex portions or concave portions,
  • the structure is for molding the surface shape of an optical element having an antireflection function,
  • the structure is periodically arranged in a hexagonal lattice shape, a quasi-hexagonal lattice shape, a tetragonal lattice shape, or a quasi-tetragonal lattice shape at a pitch equal to or less than the wavelength of light under the environment in which the optical element is used,
  • the effective refractive index with respect to the depth direction of the optical element formed by the structure gradually increases toward the base of the optical element, and the master has two or more inflection points.
  • the fourth invention is: A substrate; A large number of structures arranged on the surface of the substrate, which are convex portions or concave portions, The structures are arranged at a pitch that is equal to or less than the wavelength of light in the usage environment,
  • the structure has a conical shape or elliptical cone shape with a curvature at the top, or a truncated cone shape or elliptical truncated cone shape,
  • the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure gradually increases toward the substrate, and the optical element has an antireflection function and has two or more inflection points.
  • the fifth invention is: A substrate; An inclined film formed on the substrate, The effective refractive index with respect to the depth direction of the inclined film gradually increases toward the substrate, and the optical element has an antireflection function and has two or more inflection points.
  • the depth direction refers to a direction from the substrate surface to the inside of the substrate perpendicularly. Specifically, when the structure is a convex part, it refers to the direction perpendicular to the bottom from the top of the convex part, and when the structure is a concave part, the direction perpendicular to the bottom from the opening of the concave part That means.
  • the tetragonal lattice means a regular tetragonal lattice.
  • a quasi-tetragonal lattice means a distorted regular tetragonal lattice unlike a regular tetragonal lattice. Specifically, when the structures are arranged on a straight line, the quasi-tetragonal lattice means a tetragonal lattice in which a regular tetragonal lattice is distorted by stretching in a linear arrangement direction.
  • a quasi-tetragonal lattice is a tetragonal lattice in which a regular tetragonal lattice is distorted in an arc shape, or a regular tetragonal lattice is distorted in an arc shape, and This refers to a tetragonal lattice stretched and distorted in an arcuate arrangement direction.
  • the quasi-tetragonal lattice means a tetragonal lattice in which a regular tetragonal lattice is distorted by the meandering arrangement of the structures.
  • the hexagonal lattice means a regular hexagonal lattice.
  • the quasi-hexagonal lattice means a distorted regular hexagonal lattice unlike a regular hexagonal lattice.
  • the quasi-hexagonal lattice means a hexagonal lattice in which a regular hexagonal lattice is stretched and distorted in a linear arrangement direction.
  • a quasi-hexagonal lattice is a hexagonal lattice in which a regular hexagonal lattice is distorted in an arc shape, or a regular hexagonal lattice is distorted in an arc shape, and This refers to a hexagonal lattice stretched and distorted in an arcuate arrangement direction.
  • the quasi-hexagonal lattice means a hexagonal lattice in which a regular hexagonal lattice is distorted by the meandering arrangement of the structures.
  • the ellipse includes not only a perfect ellipse defined mathematically but also an ellipse with some distortion.
  • the circle includes not only a perfect circle (perfect circle) defined mathematically but also a circle with some distortion.
  • the effective refractive index in the depth direction of the structure gradually increases and has two or more inflection points, the shape effect of the structure is utilized. However, an interference effect can be expressed on the substrate surface. Therefore, the reflected light on the substrate surface can be reduced.
  • the effective refractive index in the depth direction of the inclined film gradually increases and has two or more inflection points, so that an interference effect can be expressed on the substrate surface. . Therefore, the reflected light on the substrate surface can be reduced.
  • an optical element having excellent antireflection characteristics can be realized.
  • FIG. 1A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 1A.
  • 1C is a cross-sectional view taken along tracks T1, T3,... Of FIG.
  • FIG. 1D is a cross-sectional view taken along tracks T2, T4,...
  • FIG. 2 is a graph showing an example of a refractive index profile of the optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a part of the optical element shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a sectional view showing an example of the shape of the structure.
  • FIG. 5C are diagrams for explaining the definition of the change point.
  • FIG. 6A is a perspective view showing an example of the configuration of a roll master for producing an optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is an enlarged plan view showing the roll master surface of FIG. 6A.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a roll master exposure apparatus used in a moth-eye pattern exposure process.
  • FIG. 8A to FIG. 8C are process diagrams for explaining an example of a method of manufacturing an optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9A to 9C are process diagrams for explaining an example of a method for manufacturing an optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A to 9C are process diagrams for explaining an example of a method for manufacturing an optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A is a schematic plan view showing an example of the configuration of the optical element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 10A.
  • FIG. 10C is a sectional view taken along tracks T1, T3,...
  • FIG. 10D is a sectional view taken along tracks T2, T4,...
  • FIG. 11A is a plan view showing an example of the configuration of a disk master for producing an optical element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11B is an enlarged plan view showing the surface of the disk master of FIG. 11A.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a roll master exposure apparatus used in a moth-eye pattern exposure process.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a roll master exposure apparatus used in a moth-eye pattern exposure process.
  • FIG. 13A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 13A.
  • FIG. 13C is a sectional view taken along tracks T1, T3,...
  • FIG. 13D is a sectional view taken along tracks T2, T4,...
  • FIG. 14A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 14A.
  • FIG. 14C is a sectional view taken along tracks T1, T3,...
  • FIG. 14D is a sectional view taken along tracks T2, T4,...
  • FIG. 14A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 14A
  • FIG. 15 is an enlarged perspective view showing a part of the optical element shown in FIG.
  • FIG. 16A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 16A.
  • FIG. 16C is a sectional view taken along tracks T1, T3,... Of FIG.
  • FIG. 16D is a sectional view taken along tracks T2, T4,... Of FIG.
  • FIG. 17 is an enlarged perspective view showing a part of the optical element shown in FIG.
  • FIG. 18 is a perspective view showing an example of the configuration of an optical element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 16A.
  • FIG. 16C is a sectional view taken along tracks T
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing an example of the shape of the structure of the optical element according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a sectional view showing an example of the configuration of the optical element according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 21A.
  • 22A to 22D are process diagrams for explaining a method for manufacturing an optical element according to the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the optical element according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 24 is a schematic view showing an example of the configuration of the liquid crystal display device according to the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a schematic view showing an example of the configuration of the liquid crystal display device according to the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the image sensor element package according to the fourteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a sectional view showing an example of the configuration of an optical element according to the fifteenth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 28A to 28C are sectional views showing first to third configuration examples of the optical element according to the fifteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a sectional view showing an example of the configuration of a lens barrel according to the seventeenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 30A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the eighteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 30B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 30A.
  • FIG. 30C is a sectional view taken along tracks T1, T3,...
  • FIG. 30D is a sectional view taken along tracks T2, T4,...
  • FIG. 31 is a sectional view showing an example of the configuration of the optical element according to the nineteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 32A is a sectional view showing an example of the configuration of a touch panel according to a twentieth embodiment of the present invention.
  • FIG. 32B is a sectional view showing a modification of the configuration of the touch panel according to the twentieth embodiment of the present invention.
  • FIG. 33 is a schematic configuration diagram of a dye-sensitized solar cell as a photoelectric conversion device described in a twenty-first embodiment of the present invention.
  • FIG. 34 is a schematic configuration diagram of a silicon-based solar cell as a photoelectric conversion device described in a twenty-second embodiment of the present invention.
  • FIG. 35A to FIG. 35B are schematic views of essential parts for explaining an application example of the present invention on the surface of a Si substrate of a silicon-based solar cell.
  • FIG. 36 is a schematic view showing the pitch of the structures in the example.
  • FIG. 37 is a perspective view showing the structure shapes of Examples 1-1 to 1-3.
  • FIG. 38 is a perspective view showing the structure shapes of Examples 2-1 to 2-3.
  • FIG. 39 is a perspective view showing the structure shapes of Examples 3-1 to 3-3.
  • FIG. 40 is a perspective view showing the structure shape of Examples 4-1 to 4-3.
  • FIG. 41A is a perspective view showing the structure of the fifth embodiment.
  • FIG. 41B is a perspective view showing the structure of the sixth embodiment.
  • FIG. 41C is a perspective view showing the structure of the seventh embodiment.
  • FIG. 42A is a graph showing refractive index profiles of Examples 8 to 10 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 42B is a graph showing the positions of inflection points in the refractive index profiles of Examples 8 to 10 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 42C is a graph showing the wavelength dependence of the reflectivity in Examples 8 to 10 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 42A is a graph showing refractive index profiles of Examples 8 to 10 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 42B is a graph showing the positions of inflection points in the refractive index profiles of Examples 8 to 10 and Compar
  • FIG. 43A is a graph showing refractive index profiles of Examples 11 to 12 and Comparative Examples 3 to 4.
  • FIG. 43B is a graph showing the wavelength dependence of the reflectance of Examples 11 to 12 and Comparative Examples 3 to 4.
  • FIG. 44 is a photograph showing an SEM observation result of the structure forming surface of the optical element of Example 13.
  • FIG. 45 is a graph showing the reflection characteristics of the optical elements of Example 13 and Comparative Examples 5 to 6.
  • First Embodiment Example in which structures are arranged two-dimensionally in a straight line and a hexagonal lattice: see FIGS. 1A and 1B
  • Second embodiment example in which structures are two-dimensionally arranged in an arc shape and a hexagonal lattice shape: see FIGS. 10A and 10B
  • Third Embodiment Example of two-dimensional arrangement of structures in a linear and tetragonal lattice pattern: see FIGS. 13A and 13B
  • Fourth embodiment example in which substructures are further arranged in addition to the main structure: see FIGS. 14C and 14D) 5).
  • FIG. 1A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 1A.
  • 1C is a cross-sectional view taken along tracks T1, T3,... Of FIG. FIG.
  • the optical element 1 is suitable for application to various optical components used in displays, optoelectronics, optical communications (optical fibers), solar cells, lighting devices, and the like.
  • the optical component include any one of a polarizer, a lens, a light guide plate, a window material, and a display element.
  • the optical element 1 includes a base 2 having a front surface (first main surface) and a back surface (second main surface) facing each other, and a structure 3 that is a convex portion formed on the surface of the base 2. Prepare.
  • the optical element 1 has a function of preventing reflection of light incident on the surface of the substrate on which the structure 3 is provided.
  • FIG. 2 shows an example of a refractive index profile of the optical element according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure 3 (the ⁇ Z axis direction in FIG.
  • the change in the effective refractive index with respect to the depth direction is preferably monotonically increasing.
  • the change in effective refractive index with respect to the depth direction is preferably steeper on the top side of the structure 3 than the average value of the effective refractive index gradient. It is preferable that the side is also steep. This makes it possible to improve transferability while having good optical characteristics.
  • the base 2 and the structure 3 constituting the optical element 1 will be sequentially described.
  • the substrate 2 is a transparent substrate having transparency.
  • the material of the base 2 include transparent synthetic resins such as polycarbonate (PC) and polyethylene terephthalate (PET), and materials mainly composed of glass, but are not particularly limited to these materials.
  • the shape of the substrate 2 include a film shape, a sheet shape, a plate shape, and a block shape, but are not particularly limited to these shapes.
  • the shape of the base 2 is a main body portion of various optical devices that require a predetermined antireflection function such as a display, optoelectronics, optical communication, a solar cell, and a lighting device, and a sheet or film attached to these optical devices.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a part of the optical element shown in FIG.
  • a large number of structures 3 that are convex portions are arranged on the surface of the base 2.
  • the structures 3 are periodically two-dimensionally arranged at a short pitch equal to or less than the wavelength of light under the usage environment, for example, at a pitch comparable to the wavelength of visible light.
  • the light under the usage environment is, for example, ultraviolet light, visible light, or infrared light.
  • ultraviolet light means light having a wavelength range of 10 nm to 360 nm
  • visible light means light of 360 nm to 830 nm
  • infrared light means light of 830 nm to 1 mm.
  • the structure 3 of the optical element 1 has an arrangement form that forms a plurality of rows of tracks T1, T2, T3,... (Hereinafter collectively referred to as “tracks T”) on the surface of the base 2.
  • the track refers to a portion where the structures 3 are arranged in a straight line in a row.
  • the structure 3 is disposed at a position shifted by a half pitch between two adjacent tracks T.
  • the structure of the other track (for example, T2) is positioned at the intermediate position (position shifted by a half pitch) of the structure 3 arranged on one of the tracks (for example, T1). 3 is arranged.
  • a hexagonal lattice pattern or a quasi-hexagonal lattice pattern in which the center of the structure 3 is located at each point a1 to a7 between adjacent three rows of tracks (T1 to T3) is formed.
  • the hexagonal lattice pattern means a regular hexagonal lattice pattern.
  • the quasi-hexagonal lattice pattern is a distorted hexagonal lattice pattern that is stretched in the track extending direction (X-axis direction), unlike a regular hexagonal lattice pattern.
  • the arrangement pitch P1 between a1 and a2 of the structures 3 in the same track (for example, T1).
  • the distance is the arrangement pitch of the structures 3 between two adjacent tracks (for example, T1 and T2), that is, the arrangement pitch P2 of the structures 3 in the ⁇ ⁇ directions (for example, a1 to a7,.
  • the distance is longer than (distance between a2 to a7).
  • the height (depth) of the structure 3 is not particularly limited, and is appropriately set according to the wavelength region of light to be transmitted. It is preferable that the height of the structure 3 is equal to or less than the average value of the wavelength of light under the usage environment. Specifically, when visible light is transmitted, the height (depth) of the structure 3 is preferably 150 nm to 500 nm.
  • the aspect ratio (height H / arrangement pitch P) of the structures 3 is preferably set in the range of 0.81 to 1.46.
  • the aspect ratio is defined by the following formula (1).
  • Aspect ratio H / P (1)
  • H Height of the structure 3
  • P Average arrangement pitch (average period)
  • the average arrangement pitch P is defined by the following equation (2).
  • Average arrangement pitch P (P1 + P2 + P2) / 3 (2)
  • P1 arrangement pitch in the track extending direction (track extending direction period)
  • the height H of the structures 3 is the height H2 in the column direction of the structures 3 (see FIG. 3).
  • the column direction means a direction (Y-axis direction) orthogonal to the track extending direction (X-axis direction) in the substrate surface.
  • the height H1 in the track extending direction of the structure 3 is smaller than the height H2 in the column direction.
  • the height of the structure 3 in a portion other than the track extending direction is substantially the same as the height H2 in the column direction.
  • the height H of the structures 3 is represented by the height H2 in the column direction.
  • the structures 3 have the same shape, but the shape of the structure 3 is not limited to this, and two or more types of structures 3 are formed on the surface of the substrate. May be.
  • the structure 3 may be formed integrally with the base 2.
  • the aspect ratios of the structures 3 are not limited to the same, and the structures 3 are configured to have a certain height distribution (for example, an aspect ratio in the range of about 0.83 to 1.46). Also good.
  • the height distribution means that the structures 3 having two or more heights (depths) are provided on the surface of the base 2. That is, it means that the structure 3 having a reference height and the structure 3 having a height different from the structure 3 are provided on the surface of the base 2.
  • the structures 3 having a height different from the reference are provided, for example, on the surface of the base 2 periodically or non-periodically (randomly).
  • the material of the structure 3 is preferably, for example, an ionizing radiation curable resin that is cured by ultraviolet rays or electron beams, or a thermosetting resin that is cured by heat, and an ultraviolet curable resin that can be cured by ultraviolet rays.
  • the main component is most preferable.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the shape of the structure.
  • the structure 3 preferably has a curved surface that gradually widens from the top 3t to the bottom 3b of the structure 3. This is because transferability can be improved by using such a shape.
  • the top 3t of the structure 3 is, for example, a flat surface or a convex curved surface, preferably a convex curved surface.
  • a low refractive index layer having a refractive index lower than that of the structure 3 may be formed on the top 3t of the structure 3, and the reflectance can be lowered by forming such a low refractive index layer. It becomes.
  • the curved surface of the structure 3 preferably has two or more sets of the first change point Pa and the second change point Pb in this order from the top 3t to the bottom 3b. Thereby, the effective refractive index with respect to the depth direction (-Z-axis direction in FIG.
  • the vertex of the top 3t is also referred to as a first change point Pa
  • the bottom of the bottom 3b is also referred to as a second change point Pb.
  • a set of first change points and second change points is arranged in this order from the top 3t to the bottom 3b of the structure 3.
  • One or more are preferably formed. In this case, after the inclination from the top 3t to the bottom 3b of the structure 3 becomes gentler with respect to the first change point Pa, it may become steeper with respect to the second change point Pb. preferable.
  • the top 3t of the structure 3 is a convex curved surface, or the structure It is preferable to form a skirt 3c that gradually attenuates and spreads at the bottom 3b of the base 3 (see FIG. 4).
  • the first change point and the second change point are defined as follows. As shown in FIG. 5A and FIG. 5B, the surface between the top 3t and the bottom 3b of the structure 3 is discontinuous with a plurality of smooth curved surfaces from the top 3t to the bottom 3b of the structure 3. In other words, the junction point becomes the changing point when the two are joined together. This change point and the inflection point coincide.
  • an inflection point as the limit is also referred to as an inflection point.
  • the structure 3 has the curved surface as described above, as shown in FIG. 4, the inclination from the top 3t to the bottom 3b of the structure 3 becomes gentler with respect to the first change point Pa. After that, it is preferable that the second change point Pb is used as a boundary.
  • the surface between the top 3t and the bottom 3b of the structure 3 joins a plurality of smooth curved surfaces continuously and smoothly from the top 3t to the bottom 3b of the structure 3.
  • the change point is defined as follows. As shown in FIG.
  • the closest point on the curve with respect to the intersection where the tangents at the inflection point, the apex, and the bottom intersect each other is referred to as a change point.
  • the vertex is the first change point at the top 3t
  • the bottom point is the second change point at the bottom 3b.
  • the structure 3 preferably has two or more inclination steps St, more preferably two or more and 10 or less inclination steps St on the surface between the top 3t and the bottom 3b.
  • the structure 3 preferably has two or more steps including the top 3t or the bottom 3b or both the top 3t and the bottom 3b between the top 3t and the bottom 3b.
  • the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure 3 is two or more inflection points N. 1 , N 2 ... N n (N: an integer of 2 or more).
  • the inclination step St refers to a step that is not parallel to the substrate surface but is inclined. Rather than making Step St parallel to the substrate surface, the transferability can be improved by inclining Step St with respect to the substrate surface.
  • the inclination step St is a section set by the first change point Pa and the second change point Pb described above.
  • the inclination step St is a concept including a protruding portion at the top portion 3t and a skirt portion 3c at the bottom portion 3b, as shown in FIG. That is, the section set at the first change point Pa and the second change point at the top 3t, and the section set at the first change point Pa and the second change point Pb at the bottom 3b are also inclined steps St. Called.
  • Examples of the overall shape of the structure 3 include a cone shape.
  • the cone shape include a cone shape, a truncated cone shape, an elliptical cone shape, an elliptical truncated cone shape, a cone shape having a curvature at the top portion, and an elliptic cone shape having a curvature at the top portion.
  • the conical shape means an elliptical cone shape, an elliptical truncated cone shape, a conical shape with a curvature at the top, and a curvature at the top. It is a concept including an elliptical cone shape.
  • the truncated cone shape refers to a shape obtained by cutting off the top portion of the truncated cone shape
  • the elliptical truncated cone shape refers to a shape obtained by cutting off the top portion of the elliptical cone.
  • the overall shape of the structure 3 is not limited to these shapes, and the effective refractive index in the depth direction of the structure 3 gradually increases toward the base body 2 and two or more changes are made. Any shape having a curved point may be used.
  • the structure 3 having an elliptical cone shape is an elliptical, oval or egg-shaped cone structure with a bottom surface having a major axis and a minor axis, and a top portion having a curved surface.
  • the structure 3 having an elliptical truncated cone shape is an elliptical, oval or egg-shaped pyramid structure with a bottom surface having a major axis and a minor axis, and a top portion is flat.
  • the structure 3 When the structure 3 has an elliptical cone shape or an elliptical truncated cone shape, the structure 3 is formed on the substrate surface so that the major axis direction of the bottom surface of the structure 3 is the track extending direction (X-axis direction). It is preferable.
  • the cross-sectional area of the structure 3 changes with respect to the depth direction of the structure 3 so as to correspond to the refractive index profile. It is preferable that the cross-sectional area of the structure 3 increases monotonously as it goes in the depth direction of the structure 3.
  • the cross-sectional area of the structure 3 means an area of a cut surface parallel to the substrate surface on which the structures 3 are arranged. [Role master configuration] FIG.
  • the roll master 11 has a configuration in which a large number of structures 13 that are concave portions are arranged on the surface of a cylindrical or columnar master 12.
  • the structures 13 are periodically two-dimensionally arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of light in the environment in which the optical element 1 is used, for example, the wavelength of visible light.
  • the structure 13 is arranged concentrically or spirally on the surface of the cylindrical or columnar master 12, for example.
  • the structure 13 is for forming the structure 3 that is a convex portion on the surface of the base 2 described above.
  • the material of the master 12 can be glass, for example, but is not limited to this material.
  • the optical element manufacturing method according to the first embodiment is a method in which an optical disc master manufacturing process and an etching process are combined.
  • This manufacturing method includes a resist film forming step for forming a resist layer on a master, an exposure step for forming a latent image of a moth-eye pattern on a resist film using a roll master exposure apparatus, and developing the resist layer on which the latent image is formed.
  • an RIE (Reactive Ion Etching) apparatus may be used in the etching process.
  • This roll master exposure apparatus is configured based on an optical disk recording apparatus.
  • the laser light 15 emitted from the laser light source 21 travels straight as a parallel beam and enters an electro-optic element (EOM: Electro Optical Modulator) 22.
  • EOM Electro Optical Modulator
  • the laser beam 15 transmitted through the electro-optical element 22 is reflected by the mirror 23 and guided to the modulation optical system 25.
  • the mirror 23 is composed of a polarization beam splitter and has a function of reflecting one polarization component and transmitting the other polarization component.
  • the polarization component transmitted through the mirror 23 is received by the photodiode 24, and the electro-optic element 22 is controlled based on the received light signal, and the phase modulation of the laser light 15 is performed.
  • the laser beam 15 is made into glass (SiO 2) by a condenser lens 26. 2 ) Or the like, the light is condensed on an AOM (Acoustic-Optic Modulator) 27.
  • the laser beam 15 is intensity-modulated by the acoustooptic device 27 and diverges, and then converted into a parallel beam by the collimator lens 28.
  • the laser beam 15 emitted from the modulation optical system 25 is reflected by the mirror 31 and guided horizontally and parallel onto the moving optical table 32.
  • the moving optical table 32 includes a beam expander 33 and an objective lens 34.
  • the laser beam 15 guided to the moving optical table 32 is shaped into a desired beam shape by the beam expander 33 and then irradiated to the resist layer on the master 12 through the objective lens 34.
  • the master 12 is placed on a turntable 36 connected to a spindle motor 35.
  • the exposure apparatus includes a control mechanism 37 for forming a latent image corresponding to the two-dimensional pattern of the hexagonal lattice or the quasi-hexagonal lattice shown in FIG. 1B on the resist layer.
  • the control mechanism 37 includes a formatter 29 and a driver 30.
  • the formatter 29 includes a polarity reversing unit, and this polarity reversing unit controls the irradiation timing of the laser beam 15 on the resist layer.
  • the driver 30 receives the output from the polarity inversion unit and controls the acoustooptic device 27.
  • a signal is generated by synchronizing the polarity reversal formatter signal and the rotation controller of the recording apparatus for each track so that the two-dimensional pattern is spatially linked, and the intensity is modulated by the acousto-optic element 27. ing.
  • a hexagonal lattice or a quasi-hexagonal lattice pattern can be recorded on the resist layer by patterning with a constant angular velocity (CAV) and an appropriate rotation speed, an appropriate modulation frequency, and an appropriate feed pitch.
  • CAV constant angular velocity
  • each process of the manufacturing method of the optical element which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated sequentially.
  • FIG. 8A a cylindrical or columnar master 12 is prepared.
  • the master 12 is, for example, a glass master.
  • a resist layer 14 is formed on the surface of the master 12.
  • the organic resist for example, a novolac resist or a chemically amplified resist can be used.
  • the inorganic resist for example, a metal oxide composed of one or more transition metals such as tungsten and molybdenum can be used.
  • the latent image 16 according to the locus of the laser beam 15 is formed over the entire surface of the resist layer 14 at a pitch approximately equal to the visible light wavelength, for example.
  • a developer is dropped on the resist layer 14 to develop the resist layer 14 as shown in FIG. 9A.
  • the exposed portion exposed with the laser beam 15 has a higher dissolution rate in the developer than the non-exposed portion, so as shown in FIG. 9A, A pattern corresponding to the latent image (exposed portion) 16 is formed on the resist layer 14.
  • the surface of the master 12 is etched using the pattern (resist pattern) of the resist layer 14 formed on the master 12 as a mask.
  • a structure 13 As a result, as shown in FIG. 9B, an elliptical cone-shaped or elliptical truncated cone-shaped recess having a major axis direction in the track extending direction, that is, a structure 13 can be obtained.
  • the etching method is performed by dry etching, for example. At this time, by alternately performing the etching process and the ashing process, for example, the pattern of the conical structure 13 can be formed, and the depth of the resist layer 14 is three times or more (selection ratio 3 or more).
  • Glass master can be produced, and the aspect ratio of the structure 3 can be increased.
  • an inclination step can be formed on the curved surface of the structure 13 by appropriately adjusting the processing time of the etching process and the ashing process.
  • the roll master 11 having a hexagonal lattice pattern or a quasi-hexagonal lattice pattern is obtained.
  • the base 2 such as an acrylic sheet coated with an ultraviolet curable resin is brought into close contact with the roll master 11 and irradiated with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin, and then the base 2 is peeled from the roll master 11. Thereby, as shown in FIG. 9C, the target optical element 1 is manufactured.
  • the change in the effective refractive index with respect to the depth direction which is characterized by each structure 3, gradually increases toward the base 2, and two or more inflection points N 1 , N 2 ... N n (N: an integer greater than or equal to 2)
  • the reflected light can be reduced by combining the light interference effect while utilizing the shape effect of the structure 3. Therefore, an optical element having excellent antireflection characteristics can be realized.
  • the master disk manufacturing process is performed as compared with the case where the optical element 1 is manufactured using electron beam exposure. The time required (exposure time) can be greatly reduced. Therefore, the productivity of the optical element 1 can be greatly improved.
  • FIG. 10A is a schematic plan view showing an example of the configuration of the optical element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 10A.
  • the track T has an arc shape, and the structures 3 are arranged in an arc shape.
  • the structure 3 is formed so as to form a quasi-hexagonal lattice pattern in which the center of the structure 3 is located at each point a1 to a7 between adjacent three rows of tracks (T1 to T3). Is arranged.
  • the quasi-hexagonal lattice pattern means a hexagonal lattice pattern distorted along the arc shape of the track T.
  • FIG. 11 shows an example of the configuration of a disk master for producing an optical element having the above-described configuration.
  • the disk master 41 has a configuration in which a large number of structures 43 that are concave portions are arranged on the surface of a disk-shaped master 42.
  • FIG. 12 is a schematic view showing an example of the configuration of an exposure apparatus for producing a disk master having the above-described configuration.
  • the moving optical table 32 includes a beam expander 33, a mirror 38, and an objective lens 34.
  • the laser beam 15 guided to the moving optical table 32 is shaped into a desired beam shape by the beam expander 33 and then irradiated to the resist layer on the disk-shaped master 42 via the mirror 38 and the objective lens 34.
  • the master 42 is placed on a turntable (not shown) connected to the spindle motor 35.
  • the resist layer is exposed by intermittently irradiating the resist layer on the master 42 while rotating the master 42 and moving the laser light 15 in the rotational radius direction of the master 42. .
  • the formed latent image has a substantially elliptical shape having a major axis in the circumferential direction.
  • the laser beam 15 is moved by moving the moving optical table 32 in the arrow R direction.
  • the control mechanism 37 includes a formatter 29 and a driver 30.
  • the formatter 29 includes a polarity reversing unit, and this polarity reversing unit controls the irradiation timing of the laser beam 15 on the resist layer.
  • the driver 30 receives the output from the polarity inversion unit and controls the acoustooptic device 27.
  • the control mechanism 37 modulates the intensity of the laser beam 15 by the AOM 27, the drive rotation speed of the spindle motor 35, and the movement of the moving optical table 32 for each track so that the two-dimensional pattern of the latent image is spatially linked. Synchronize with each speed.
  • the master 42 is controlled to rotate at a constant angular velocity (CAV). Then, patterning is performed with an appropriate rotational speed of the master 42 by the spindle motor 35, an appropriate frequency modulation of the laser intensity by the AOM 27, and an appropriate feed pitch of the laser light 15 by the moving optical table 32. Thereby, a latent image of a hexagonal lattice pattern or a quasi-hexagonal lattice pattern is formed on the resist layer.
  • control signal of the polarity inversion part is a spatial frequency (latent image pattern density, P1: 330, P2: 300 nm, or P1: 315 nm, P2: 275 nm, or P1: 300 nm, P2: 265 nm). Change gradually to be uniform. More specifically, exposure is performed while changing the irradiation period of the laser beam 15 on the resist layer for each track, and the control mechanism 37 controls the laser so that P1 becomes approximately 330 nm (or 315 nm, 300 nm) in each track T. Frequency modulation of the light 15 is performed.
  • FIG. 13A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 13A.
  • FIG. 13C is a sectional view taken along tracks T1, T3,...
  • FIG. 13D is a sectional view taken along tracks T2, T4,...
  • the optical element 1 according to the third embodiment is different from that of the first embodiment in that the structure 3 forms a tetragonal lattice pattern or a quasi-tetragonal lattice pattern between adjacent three rows of tracks. ing.
  • the quasi-tetragonal lattice pattern means a distorted tetragonal lattice pattern that is stretched in the track extending direction (X-axis direction).
  • the structures 3 are adjacent to each other in an orientation that is four-fold symmetric. Further, by further stretching and distorting the tetragonal lattice, it is possible to make it adjacent to the structure of the same track, and in addition to the four-fold symmetric orientation, adjacent two locations in the same track direction have a high packing density. Arrangement is made. Between two adjacent tracks T, the structure 3 of the other track (for example, T2) is arranged at an intermediate position (position shifted by a half pitch) of the structures 3 arranged on one track (for example, T1). Yes. As a result, as shown in FIG.
  • a tetragonal lattice pattern or a quasi-tetragonal lattice pattern in which the center of the structure 3 is located at each point a1 to a4 between adjacent three rows of tracks (T1 to T3) is formed.
  • the structure 3 is arranged.
  • the height (depth) of the structure 3 is not particularly limited, and is appropriately set according to the wavelength region of light to be transmitted. For example, when visible light is transmitted, the height (depth) of the structure 3 is preferably 150 nm to 500 nm.
  • the pitch P2 in the ⁇ direction with respect to the track T is, for example, about 275 nm to 297 nm.
  • the aspect ratio (height H / arrangement pitch P) of the structures 3 is, for example, about 0.54 to 1.13. Furthermore, the aspect ratios of the structures 3 are not limited to the same, and the structures 3 may be configured to have a certain height distribution.
  • the arrangement pitch P1 of the structures 3 in the same track is preferably longer than the arrangement pitch P2 of the structures 3 between two adjacent tracks.
  • the ratio P1 / P2 is 1.4 ⁇ P1 / P2 ⁇ 1. It is preferable that the relationship 5 is satisfied.
  • FIG. 14A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 14A.
  • FIG. 14C is a sectional view taken along tracks T1, T3,...
  • FIG. 14D is a sectional view taken along tracks T2, T4,... In FIG.
  • FIG. 15 is an enlarged perspective view showing a part of the optical element shown in FIG.
  • the optical element 1 according to the fourth embodiment is different from that of the first embodiment in that it further includes a substructure 4 formed on the surface of the base 2.
  • the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the structure 3 is referred to as a main structure 3 in order to avoid confusion between the structure 3 and the substructure 4.
  • the substructure 4 is a structure having a height lower than that of the main structure 3, for example, a minute protrusion.
  • the height of the substructure 4 is an optical path length in consideration of the refractive index, and contributes to the antireflection function if it is about 1 ⁇ 4 or less of the wavelength of the light in the use environment. For example, about 10 nm to 150 nm It is.
  • the material of the substructure 4 for example, the same material as that of the base 2 and the main structure 3 can be used, but it is preferable to use a material having a lower refractive index than that of the base 2 and the main structure 3. This is because the reflectance can be further reduced.
  • the main structure 3 and the substructure 4 may be concave.
  • the relationship between the concave portion and the convex portion of the main structure 3 and the sub structure 4 may be turned upside down.
  • the sub structure 4 is a concave portion on the contrary, and when the main structure 3 is a concave portion, the sub structure 4 is different from the concave portion.
  • it may be a convex portion.
  • the substructure 4 is provided between the main structures 3, for example.
  • the substructure 4 is provided at the most adjacent portion of the main structure 3 and the main structures 3 are connected by the substructure 4 provided at the most adjacent portion.
  • the spatial frequency component of the substructure 4 is preferably higher than the frequency component converted from the period of the main structure 3. Specifically, the spatial frequency component of the substructure 4 is preferably at least twice the frequency component converted from the period of the main structure 3, and more preferably at least four times. Such a spatial frequency component of the substructure 4 is preferably not an integral multiple of the frequency component of the main structure 3. From the viewpoint of ease of formation of the substructure 4, the substructure 4 has a black circle “ ⁇ ” adjacent to the main structure 3 having an elliptical cone shape or an elliptical truncated cone shape, as shown in FIG. 14B.
  • the substructure 4 may be formed in all adjacent portions of the main structure 3 or only in the track extending direction such as T1 and T2.
  • the main structures 3 are periodically arranged in a hexagonal lattice pattern or a quasi-hexagonal lattice pattern, for example, the main structures 3 are adjacent to each other in an orientation that is 6-fold symmetric.
  • the substructure 4 is provided in the adjacent portion, and the main structures 3 are connected by the substructure 4.
  • FIG. 14B when the gap 2a exists between the main structures 3, the substructure 4 is provided in the gap 2a between the main structures 3 from the viewpoint of improving the filling rate.
  • the substructure 4 it is preferable to form. You may make it form the substructure 4 in both the adjacent part of the main structure 3, and the space
  • the position where the substructure 4 is formed is not particularly limited to the above example, and the substructure 4 may be formed on the entire surface of the main structure 3. Further, from the viewpoint of improving reflection characteristics and transmission characteristics, it is preferable to form at least one kind of minute convex portions and concave portions, for example, minute concave and convex portions 4 a on the surface of the substructure 4. Further, in order to obtain the optical element 1 having a good antireflection function and less wavelength dependency, the minute convex portion or concave portion of the substructure 4 has a high frequency spatial frequency component shorter than the period of the main structure 3.
  • the corrugated minute uneven portion 4a has minute concave and convex portions.
  • the minute concavo-convex portion 4a can be formed, for example, by appropriately selecting the etching conditions such as RIE (Reactive Ion Etching) in the optical element manufacturing process and the material of the master.
  • the uneven part 4a can be formed by using Pyrex (registered trademark) glass as the material of the master.
  • the antireflection characteristic can be further improved as compared with the first embodiment described above.
  • FIG. 16A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 16A.
  • FIG. 16C is a sectional view taken along tracks T1, T3,... Of FIG.
  • FIG. 16D is a sectional view taken along tracks T2, T4,... Of FIG.
  • FIG. 17 is an enlarged perspective view showing a part of the optical element shown in FIG.
  • the optical element 1 according to the fifth embodiment is different from that of the first embodiment in that a large number of structures 3 that are concave portions are arranged on the surface of the substrate.
  • the shape of the structure 3 is a concave shape obtained by inverting the convex shape of the structure 3 in the first embodiment.
  • the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure 3 gradually increases toward the substrate, and two or more inflection points N 1 , N 2 ... N n (N: an integer of 2 or more).
  • the opening (entrance portion of the recess) of the structure 3 that is a recess is the bottom, and the lowest portion in the depth direction of the base 2 (the deepest portion of the recess). It is defined as the top. That is, the top portion and the bottom portion are defined by the structure 3 that is an intangible space.
  • the effective refractive index in FIG. 2 gradually increases from the bottom toward the top.
  • FIG. 18 is a perspective view showing an example of the configuration of an optical element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the optical element 1 according to the sixth embodiment has a columnar structure 5 that extends in one direction on the surface of the substrate. It differs from that of the first embodiment in that it is dimensionally arranged.
  • the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure 5 gradually increases toward the base 2 and two or more inflection points N with respect to the depth direction. 1 , N 2 ... N n (N: an integer of 2 or more).
  • the structure 5 has a curved surface that extends uniformly in one direction (Y-axis direction).
  • a cross section (YZ cross section) obtained by cutting the structure 5 perpendicular to the ridge line direction has a cross sectional shape similar to the refractive index profile shown in FIG.
  • FIG. 19 shows an example of the shape of the structure of the optical element according to the seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG.
  • the structure 3 is formed on the surface between the top 3t and the bottom 3b, preferably at least one of the parallel step st and the tilt step St, more preferably the parallel step st and the tilt. It is preferable that at least one of the steps St has two or more and ten or less.
  • the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure 3 (the ⁇ Z-axis direction in FIG. 1) has two or more inflection points. Can have.
  • at least one of the parallel step st and the inclination step St is 10 or less, it can be easily manufactured.
  • the parallel step st is a step parallel to the substrate surface.
  • the parallel step st is a section set by the first change point Pa and the second change point Pb described above.
  • the parallel step st does not include the planar top 3t and bottom 3b. That is, among the steps formed between the top 3t and the bottom 3b of the structure 3 excluding the top 3t and the bottom 3b, a step parallel to the substrate surface is called a parallel step.
  • the seventh embodiment is the same as the first embodiment except for the above.
  • FIG. 20 is a sectional view showing an example of the configuration of the optical element according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 20, the optical element 1 according to the eighth embodiment differs from that of the first embodiment in that an inclined film 6 is formed on a substrate instead of the structure 3.
  • the gradient film 6 is a film in which the refractive index in the depth direction is gradually changed by gradually changing the composition of the constituent material in the depth direction (thickness direction).
  • the refractive index on the surface side of the inclined film 6 is lower than the refractive index on the substrate side (interface side).
  • the effective refractive index in the depth direction gradually increases toward the base 2 and two or more inflection points N 1 , N 2 ... N n (N: an integer of 2 or more). By doing in this way, reflected light can be reduced by the interference effect of light.
  • the inclined film 6 can be formed by sputtering, for example.
  • the film forming method by sputtering include a method of sputtering two types of target materials simultaneously and in a predetermined ratio, and a process gas contained in the film by reactive sputtering while changing the flow rate of the process gas. A method of appropriately changing the content of is mentioned.
  • FIG. 21B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG.
  • the optical element 1 according to the ninth embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of structures 3 are arranged on a meandering track (hereinafter referred to as a wobble track).
  • the wobbles of the tracks on the substrate 2 are preferably synchronized. That is, the wobble is preferably a synchronized wobble.
  • the wobble track waveform include a sine wave and a triangular wave.
  • the wobble track waveform is not limited to a periodic waveform, and may be a non-periodic waveform.
  • the wobble amplitude of the wobble track is selected to be about ⁇ 10 ⁇ m, for example.
  • the ninth embodiment is the same as the first embodiment except for the above. According to the ninth embodiment, since the structures 3 are arranged on the wobble track, occurrence of unevenness in appearance can be suppressed. ⁇ 10.
  • Tenth Embodiment> [Configuration of optical element]
  • the optical element 1 according to the tenth embodiment is different from the first embodiment in that the structure 3 obtained using a siloxane resin is provided on the base 2.
  • the optical element 1 according to the tenth embodiment includes an optical element such as a cover glass and window material having heat resistance and high transparency, and an image sensor element (for example, a CCD image sensor element, a CMOS image sensor element).
  • the optical element 1 according to the tenth embodiment is suitable for application to an optical element such as a front panel having high hardness and heat resistance, and a display including the same. More specifically, image sensor packages included in various cameras such as digital cameras (for example, single-lens reflex cameras, compact cameras, etc.), digital cameras for mobile phones, cameras for industrial machines, surveillance cameras, cameras for image recognition devices, and the like. It is suitable for application to.
  • FIG. 22 is a process diagram for explaining a method of manufacturing an optical element according to the tenth embodiment of the present invention. This optical element manufacturing method utilizes room temperature nanoimprint technology.
  • the optical element manufacturing method includes a step of applying a film-forming composition containing a siloxane resin on a substrate to form a resin layer, and a mold is pressed against the resin layer to transfer the shape. And a step of peeling the mold from the resin layer, and a step of irradiating the resin layer after peeling the mold with ultraviolet rays under reduced pressure.
  • a film-forming composition containing a siloxane resin is applied onto the substrate 2 to form a resin layer 61.
  • a coating method for example, a spin coating method or the like can be used, but it is not particularly limited.
  • a glass substrate for example, a white plate or quartz
  • a siloxane resin it is preferable to use a silsesquioxane resin.
  • the film-forming composition is preferably used in the form of a solution by dissolving components such as a siloxane resin in a suitable organic solvent. Moreover, you may make it form an organic layer and an inorganic layer on the base
  • the film thickness of the resin layer 61 is based also on the kind of structure 2 to manufacture, 300 nm or more and 500 nm or less are preferable. (Shape transfer process) Next, as shown in FIG.
  • a mold 62 having a predetermined shape is pressed against the resin layer 61 formed on the substrate 2 to transfer the shape of the mold to the resin layer 61.
  • the mold 62 for example, the mold 41 used in the second embodiment can be used, but is not particularly limited.
  • the press pressure of the mold 62 is preferably about 5 MPa to 100 MPa.
  • the pressing time is preferably about 10 to 20 seconds, although it depends on the film thickness of the resin layer 61.
  • the shape of the resin layer 61 is further hardened by pressing the mold 62 for a predetermined time.
  • the mold 62 is peeled from the resin layer 61. Thereby, the structure 3 to which the shape of the mold 62 is transferred is formed on the base 2.
  • the resin layer 61 is irradiated with ultraviolet rays L under a reduced pressure of about 10 Torr, and then the resin layer 61 is heated at 300 ° C. to 400 ° C. preferable. Curing efficiency becomes high by heating in this way. For example, a pencil hardness of 7H to 9H can be obtained by heating at 300 ° C, and a hardness of 8H to 9H can be obtained by heating at 400 ° C.
  • the heat resistance of the optical element 1 produced in this way was 500 ° C. or more, which was sufficient heat resistance for the reflow process.
  • the structure 3 to which the shape of the mold 62 is transferred can be formed on the base 2.
  • the optical element 1 according to the sixth embodiment can be used as, for example, a cover glass and window material provided in a package of an image sensor element, a front panel of a display, and the like. Accordingly, it is possible to provide a cover glass or window material having heat resistance and high transparency, a front panel having high hardness and heat resistance, a display including the same, and the like. ⁇ 11. Eleventh Embodiment> FIG.
  • FIG. 23 shows an example of the configuration of the optical element according to the eleventh embodiment.
  • this optical element 1 is different from the first embodiment in that it does not include a base 2.
  • the optical element 1 includes a plurality of structures 3 made of convex portions arranged in a large number with a fine pitch equal to or less than the wavelength of visible light, and the lower portions of adjacent structures are joined to each other.
  • the plurality of structures in which the lower portions are joined may have a net shape as a whole.
  • FIG. 24 shows an example of the configuration of the liquid crystal display device according to the twelfth embodiment of the present invention.
  • this liquid crystal display device includes a backlight 53 that emits light, and a liquid crystal panel 51 that displays an image by temporally and spatially modulating the light emitted from the backlight 53.
  • Polarizers 51a and 51b are provided on both surfaces of the liquid crystal panel 51, respectively.
  • the optical element 1 is provided on the polarizer 51 b provided on the display surface side of the liquid crystal panel 51.
  • the polarizer 51b in which the optical element 1 is provided on one main surface is referred to as a polarizer 52 with an antireflection function.
  • This polarizer 52 with an antireflection function is an example of an optical component with an antireflection function.
  • the backlight 53, the liquid crystal panel 51, the polarizers 51a and 51b, and the optical element 1 constituting the liquid crystal display device will be sequentially described.
  • the backlight 53 for example, a direct type backlight, an edge type backlight, or a flat light source type backlight can be used.
  • the backlight 53 includes, for example, a light source, a reflecting plate, an optical film, and the like.
  • the light source include a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), a hot cathode fluorescent lamp (HCFL), an organic electroluminescence (OEL), an inorganic electroluminescence (OEL), and an inorganic electroluminescence (OEL).
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • HCFL hot cathode fluorescent lamp
  • OEL organic electroluminescence
  • OEL organic electroluminescence
  • OEL inorganic electroluminescence
  • OEL inorganic electroluminescence
  • LED light emitting diode
  • LCD panel liquid crystal panel 51
  • the liquid crystal panel 51 include a twisted nematic (TN) mode, a super twisted nematic (STN) mode, a vertical alignment (VA) mode, and a horizontal alignment (In-Plane: Switch).
  • polarizers 51 a and 51 b are provided on both surfaces of the liquid crystal panel 51 so that the transmission axes thereof are orthogonal to each other. The polarizers 51a and 51b allow only one of the orthogonal polarization components of incident light to pass through and block the other by absorption.
  • the polarizers 51a and 51b include hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol films, partially formalized polyvinyl alcohol films, ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified films, iodine, dichroic dyes, and the like. Those obtained by adsorbing the dichroic material and uniaxially stretching can be used. It is preferable to provide protective layers such as a triacetyl cellulose (TAC) film on both surfaces of the polarizers 51a and 51b. When the protective layer is provided in this way, it is preferable that the base 2 of the optical element 1 also serves as the protective layer.
  • TAC triacetyl cellulose
  • FIG. 25 shows an example of the configuration of the liquid crystal display device according to the thirteenth embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display device includes a front member 54 on the front side of the liquid crystal panel 51, and the optical element 1 on the front surface of the liquid crystal panel 51 and at least one of the front surface and the back surface of the front member 54. It differs from that of the embodiment.
  • FIG. 25 shows an example in which the optical element 1 is provided on the front surface of the liquid crystal panel 51 and all the front and back surfaces of the front member 54. For example, an air layer is formed between the liquid crystal panel 51 and the front member 54.
  • the same parts as those in the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the front surface refers to the surface on the side serving as the display surface, that is, the surface on the viewer side
  • the back surface refers to the surface on the side opposite to the display surface.
  • the front member 54 is a front panel or the like used for the purpose of mechanical, thermal, and weatherproof protection and design on the front surface (observer side) of the liquid crystal panel 51.
  • the front member 54 has, for example, a sheet shape, a film shape, or a plate shape.
  • Examples of the material of the front member 54 include glass, triacetyl cellulose (TAC), polyester (TPEE), polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), polyamide (PA), aramid, polyethylene (PE), polyacrylate, Polyether sulfone, polysulfone, polypropylene (PP), diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, acrylic resin (PMMA), polycarbonate (PC), and the like can be used, but the material is not particularly limited and is transparent. Any material having a property can be used. According to the thirteenth embodiment, the visibility of the liquid crystal display device can be improved as in the twelfth embodiment. ⁇ 14. Fourteenth Embodiment> FIG.
  • the package 71 includes an image sensor element 72 and a cover glass 73 fixed so as to cover the opening window of the image sensor element 72.
  • the image sensor element 72 is, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor element, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor element, or the like.
  • any one of the optical elements 1 according to the first to eleventh embodiments can be used as the cover glass 73, but it is particularly preferable to use the optical element 1 according to the tenth embodiment. ⁇ 15. Fifteenth embodiment> FIG.
  • FIG. 27 is a sectional view showing an example of the configuration of an optical element according to the fifteenth embodiment of the present invention.
  • the optical element 1 according to the fifteenth embodiment is different from the first embodiment in that it further includes a light absorption layer 7 on its back surface (second main surface).
  • the optical element 1 is provided with an adhesive layer between the base 2 and the light absorption layer 7 as necessary, and the light absorption layer 7 is bonded to the base 2 via the adhesive layer. Also good.
  • the adhesive layer is provided in this way, it is preferable that the refractive indexes of the substrate 2 and the adhesive layer are equal or approximately equal. This is because interface reflection between the substrate 2 and the adhesive layer can be suppressed.
  • the adhesive layer may have light absorptivity similarly to the light absorption layer 7.
  • the light absorption layer itself may also serve as an adhesive layer.
  • the optical element 1 further includes an adhesive layer 8a and a release layer 8b on the light absorption layer 7 as necessary, and the optical element 1 is attached to the adherend through the adhesive layer 8a. It may be.
  • the light absorption layer 7 has an absorptivity with respect to light in a use environment or light for the purpose of reducing reflection.
  • the light absorption layer 7 contains, for example, a binder resin and a black colorant. Moreover, you may make it further contain additives, such as an organic pigment and an inorganic pigment, and the dispersing agent for a dispersibility improvement as needed.
  • black colorant examples include carbon black, titanium black, graphite, iron oxide, and titanium oxide, but are not particularly limited to these materials. Among these, carbon black, titanium black, and graphite are preferable, and carbon black is more preferable. These may be used in combination of two or more in addition to being used alone. As carbon black, for example, commercially available carbon black can be used.
  • binder resin for example, a modified or non-modified vinyl chloride resin, a polyurethane resin, a phenoxy resin, a polyester resin, or the like can be used.
  • the adhesive layer 8a contains an adhesive as a main component.
  • an adhesive for example, those known in the technical field of optical sheets can be used.
  • a pressure sensitive adhesive PSA: Pressure Sensitive Adhesive
  • the release layer 8b is a release sheet for protecting the adhesive layer 8a.
  • the back-surface reflection can be almost eliminated by forming the light-absorbing layer 7 containing a material having a high light absorption property such as visible light on the back surface of the substrate.
  • a material having a high light absorption property such as visible light
  • the adhesive layer 8a is further provided on the light absorption layer 7, the optical element 1 can be easily attached to an adherend such as an optical device such as a camera via the adhesive layer 8a.
  • the release layer 8b is further provided on the adhesive layer 8a, the optical element 1 can be easily handled. ⁇ 16.
  • FIG. 28A is a sectional view showing a first structural example of the optical element according to the sixteenth embodiment of the present invention.
  • a base 2 and a structure 3 are integrally formed, and both of them contain a black colorant. Therefore, both the base 2 and the structure 3 have light absorptivity.
  • FIG. 28B is a sectional view showing a second structural example of the optical element according to the sixteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 28B is a sectional view showing a third structural example of the optical element according to the sixteenth embodiment of the present invention.
  • the base 2 and the structure 3 are separately molded, and the base 2 is a laminate.
  • This laminated body has a laminated structure in which two or more layers are laminated, and at least one of the two or more layers contains a black colorant and has light absorption.
  • the structure 3 also includes a black colorant and may have a light absorption property. However, as described above, from the viewpoint of reducing the reflectance, only the base 2 includes a black colorant, It preferably has light absorption. In the sixteenth embodiment, since the optical element itself contains a black colorant and has light absorption, the formation of the light absorption layer 7 can be omitted. Therefore, the light absorption layer forming step can be omitted, so that productivity can be improved. Further, the optical element 1 can be thinned. ⁇ 17. Seventeenth Embodiment> FIG. 29 is a sectional view showing an example of the configuration of a lens barrel according to the seventeenth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 29, the lens barrel 81 includes the optical element 1 therein.
  • the position in the lens barrel in which the optical element 1 is provided include the inner peripheral surface of the lens barrel and the surface of the parts in the lens barrel.
  • the optical element 1 at least one of the above-described optical elements 1 of the fifteenth and sixteenth embodiments can be used, and the optical element 1 can be appropriately selected and used depending on the desired antireflection characteristic. Is preferred.
  • the optical element 1 is provided, for example, in a portion between the lens 82 and the lens 83 and a portion between the lens 83 and the lens 84 on the inner peripheral surface of the lens barrel 81.
  • the optical element 1 and the lens barrel 81 may be integrally formed.
  • FIG. 30A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element according to the eighteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 30B is an enlarged plan view showing a part of the optical element shown in FIG. 30A.
  • FIG. 30C is a sectional view taken along tracks T1, T3,... In FIG. FIG.
  • the optical element 1 according to the eighteenth embodiment is a so-called conductive optical element, and further includes a transparent conductive film 9 on the concavo-convex surface on which the plurality of structures 2 are formed. Is different. Further, from the viewpoint of reducing the surface resistance, it is preferable to further provide a metal film 10 between the uneven surface of the optical element 1 and the transparent conductive film 9.
  • Transparent conductive film As a material constituting the transparent conductive film 9, for example, ITO (In 2 O 3 , SnO 2 ), AZO (Al 2 O 3 , ZnO), SZO, FTO, SnO 2 , GZO, IZO (In 2 O 3 , ZnO), etc., but ITO is preferable from the viewpoint of high reliability and low resistivity.
  • the transparent conductive film 9 is preferably formed following the surface shape of the structure 3, and the surface shape of the structure 3 and the transparent conductive film 9 is preferably substantially similar. This is because a change in the refractive index profile due to the formation of the transparent conductive film 9 can be suppressed, and excellent antireflection characteristics and / or transmission characteristics can be maintained.
  • the metal film 10 is preferably provided as a base layer of the transparent conductive film 9. This is because the resistivity can be reduced, the transparent conductive film 9 can be thinned, or the conductivity can be compensated when the transparent conductive film 9 alone does not reach a sufficient value.
  • the film thickness of the metal film 10 is not particularly limited, but is selected to be about several nm, for example. Since the metal film 10 has high conductivity, a sufficient surface resistance can be obtained with a film thickness of several nm. Moreover, if it is about several nm, there will be almost no optical influences, such as absorption and reflection by the metal film 10.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a conductive optical element according to the nineteenth embodiment of the present invention. As shown in FIG.
  • the optical element 1 according to the nineteenth embodiment has another main surface (second main surface) opposite to one main surface (first main surface) on which the structure 3 is formed.
  • the main surface is different from the eighteenth embodiment in that the structure 3 is further provided.
  • the arrangement pattern and aspect ratio of the structures 3 on both main surfaces of the optical element 1 do not have to be the same, and different arrangement patterns and aspect ratios may be selected according to desired characteristics. Good.
  • the arrangement pattern on one main surface may be a quasi-hexagonal lattice pattern
  • the arrangement pattern on the other main surface may be a quasi-tetragonal lattice pattern.
  • FIG. 32A is a sectional view showing an example of the configuration of a touch panel according to a twentieth embodiment of the present invention.
  • the touch panel 90 includes a first conductive base material 91 and a second conductive base material 92 facing the first conductive base material 91.
  • the touch panel 90 preferably further includes a hard coat layer or an antifouling hard coat layer on the surface of the first conductive substrate 91 on the touch side.
  • the touch panel 90 is bonded to the display device 94 via an adhesive layer 93, for example.
  • the display device include a liquid crystal display, a CRT (Cathode Ray Tube) display, a plasma display (Plasma Display Panel: PDP), an electroluminescence (Electro Luminescence: EL) display, and a surface-conduction electron-emitting element display (Surface-conduction Electronic Display).
  • Various display devices such as -emitter display (SED) can be used.
  • SED -emitter display
  • any one of the optical elements 1 according to the eighteenth and nineteenth embodiments is used.
  • both the conductive substrates are the same as each other.
  • the optical element 1 according to a different embodiment can be used.
  • the structure 3 is formed on at least one of the two surfaces of the first conductive substrate 91 and the second conductive substrate 92 facing each other, both from the viewpoint of antireflection characteristics and transmission characteristics. It is preferable that the structure 3 is formed.
  • FIG. 32B is a sectional view showing a modification of the touch panel according to the twentieth embodiment of the present invention. As shown in FIG.
  • the optical element 1 according to the nineteenth embodiment is used as at least one of the first conductive substrate 91 and the second conductive substrate 92.
  • a plurality of structures 3 are formed on at least one of the two surfaces of the first conductive substrate 91 and the second conductive substrate 92 facing each other. Further, the plurality of structures 3 are formed on at least one of the surface that becomes the touch side of the first conductive base material 91 and the surface that becomes the display device 94 side of the second conductive base material 92. From the viewpoint of antireflection characteristics and transmission characteristics, the structures 3 are preferably formed on both surfaces.
  • FIG. 33 shows a twenty-first embodiment of the present invention.
  • a dye-sensitized solar cell 110 using any one of the optical elements 1 having the configuration described in the first to eleventh embodiments as a light guide window 100 will be described as an example.
  • the dye-sensitized solar cell 110 includes a light guide window 100 including a transparent conductive film 101 and a substrate 104 having a (transparent) conductive film 102 and a current collector 103 that form a counter electrode of the transparent conductive film 101.
  • the semiconductor layer 105 includes, for example, an oxide semiconductor material and a sensitizing dye.
  • the transparent conductive film 101 and the conductive film 102 are connected by a conductive wire, and a current circuit having an ammeter (ammeter) 107 is formed.
  • the light guide window 100 is made of a glass substrate or a transparent plastic substrate.
  • the structure 3 described in the first embodiment is provided on the light incident surface (light receiving surface) on the outer surface side and the light emitting surface on the inner surface side.
  • the quasi-hexagonal lattice-like fine array structure (sub-wavelength structure) is provided.
  • the metal oxide semiconductor layer 105 constitutes a photoelectric conversion layer formed by sintering metal oxide particles on the transparent conductive film 101.
  • As a constituent material of the metal oxide semiconductor layer 105 for example, TiO 2 MgO, ZnO, SnO 2 , WO 3 , Nb 2 O 5 TiSrO 3 And metal oxides.
  • a sensitizing dye is supported on the metal oxide semiconductor layer 105, and the metal oxide semiconductor is sensitized by the sensitizing dye.
  • the sensitizing dye is not particularly limited as long as it provides a sensitizing action.
  • bipyridine phenanthrine derivatives, xanthene dyes, cyanine dyes, basic dyes, porphyrin compounds, azo dyes, phthalocyanine compounds, anthraquinones System dyes, polycyclic quinone dyes, and the like.
  • the electrolyte layer 106 is formed by dissolving at least one material system (redox system) that reversibly changes the state of oxidation / reduction in the electrolyte.
  • the electrolyte may be a liquid electrolyte, or may be a gel electrolyte, a polymer solid substance, or an inorganic solid electrolyte containing the electrolyte in a polymer substance.
  • I ⁇ / I 3- Br ⁇ / Br 2 Halogens such as quinone / hydroquinone, SCN ⁇ / (SCN) 2 Pseudo-halogens, iron (II) ions / iron (III) ions, copper (I) ions / copper (II) ions, and the like, but are not limited thereto.
  • Solvents include nitriles such as acetonitrile, carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate, gamma-butyrolactone, pyridine, dimethylacetamide, other polar solvents, room temperature molten salts such as methylpropylimidazolium-iodine, or mixtures thereof. It is.
  • the light received by the light-receiving surface of the light guide window 100 excites the sensitizing dye supported on the surface of the metal oxide semiconductor layer 105, and the sensitizing dye is Electrons are quickly transferred to the metal oxide semiconductor layer 105.
  • the sensitizing dye that has lost electrons receives electrons from the ions of the electrolyte layer 106 that is a carrier transfer layer.
  • the molecule that has passed the electrons receives the electrons from the counter electrode 102.
  • a current flows between the electrodes 101 and 102.
  • the light receiving surface of the dye-sensitized solar cell 110 is configured by the light guide window 100 as an optical element according to the present invention, the light received by the light receiving surface (light incident surface) It is possible to effectively prevent surface reflection and reflection of transmitted light on the back surface (light emitting surface) of the light guide window 100, thereby improving the utilization efficiency of received light and improving photoelectric conversion efficiency, that is, power generation efficiency. Can be achieved.
  • FIG. 34 shows a thirty-fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a silicon-based solar cell 120 as a photoelectric conversion device will be described.
  • FIG. 34 shows a schematic configuration of the silicon-based solar cell 120.
  • the silicon-based solar cell 120 includes a silicon substrate 111, transparent conductive films 114 and 115 formed on the front and back surfaces of the silicon substrate 111, and a load 116 connected between the transparent conductive films 114 and 115.
  • the silicon substrate 111 is formed of a junction type Si substrate having an n-type semiconductor layer 112 and a p-type semiconductor layer 113, and the n-type semiconductor layer 112 at the pn junction 117 between the n-type semiconductor layer 112 and the p-type semiconductor layer 113.
  • a photoelectric conversion layer that generates electricity according to the amount of light incident on is formed.
  • the surface of the n-type semiconductor layer 112 constituting the light receiving surface has a sub-wavelength structure surface in which the structures 3 (FIG.
  • the structure 3 (FIG. 1B) formed on the light incident surface of the silicon substrate 111 with a fine pitch equal to or less than the wavelength of the near ultraviolet light, the near infrared light from the near ultraviolet light region. It is possible to dramatically improve the photoelectric conversion efficiency in the Si solar cell having sensitivity over a wide range over the region.
  • FIG. 35 is a process cross-sectional view of the relevant part for explaining the method for producing the silicon-based solar cell.
  • a resist layer 130 is formed on the surface of the silicon substrate 111, and an exposure technique and a development process applying the optical disk recording technique described in the second embodiment are performed.
  • a mask pattern of the resist layer 130 is formed on the surface of the silicon substrate 111.
  • CF is used as an etching gas. 4 Etching is performed using a fluorocarbon-based gas such as FIG. 35B to form a concavo-convex pattern composed of conical concave portions 131 on the surface of the silicon substrate 111, as shown in FIG.
  • the silicon substrate 111 having the sub-wavelength structure surface is manufactured.
  • Examples 3-1 to 3-3> In the case where the structures are arranged in a hexagonal lattice shape, the effective refractive index in the depth direction of the structure monotonously increases, and the structure shape having five inflection points was studied. The results are shown in FIGS. 39A to 39C.
  • Examples 4-2 to 4-3> In the case where the structures are arranged in a square lattice shape, the effective refractive index in the depth direction of the structure monotonously increases, and the structure shape having five inflection points is studied. The results are shown in FIGS. 40A to 40C.
  • Example 5> In the case where the structures are arranged in a quasi-hexagonal lattice shape, the effective refractive index in the depth direction of the structure monotonously increases, and the structure shape having three inflection points is studied. The results are shown in FIG. 41A.
  • Example 6> In the case where the structures are arranged in a quasi-hexagonal lattice shape, the effective refractive index in the depth direction of the structure monotonously increases, and the structure shape having five inflection points is studied. The result is shown in FIG. 41B.
  • Example 7 When the structures are arranged in a hexagonal lattice, the effective refractive index in the depth direction of the structure increases monotonously and the shape of the structure with three inflection points is reversed. did. The result is shown in FIG. 41C. From FIG. 37A to FIG. 41C, it can be seen that there is the following relationship between the inflection point and the shape of the structure. Examples 1-1 to 1-3 (two inflection points, hexagonal lattice): There is one slope step on the top slope step and the curved surface of the structure.
  • Examples 2-1 to 2-3 There are an inclination step at the top, one inclination step on the curved surface of the structure, and an inclination step at the bottom.
  • Examples 3-1 to 3-3 (5 inflection points, hexagonal lattice)): There are a top slope step, two slope steps on the curved surface of the structure, and a bottom slope step.
  • Examples 4-1 to 4-3 (5 inflection points, square lattice): There are two slope steps on the curved surface of the top, two slope steps on the curved surface of the structure, and the bottom slope step.
  • Example 5 (3 inflection points, quasi-hexagonal lattice): There are an inclination step at the top, one inclination step on the curved surface of the structure, and an inclination step at the bottom.
  • Example 6 (5 inflection points, quasi-hexagonal lattice): There are a top slope step, two slope steps on the curved surface of the structure, and a bottom slope step.
  • Examples 8 to 10 First, as shown in FIGS.
  • Comparative example 1 (one inflection point): The reflectance increases on the long wavelength side.
  • Comparative Example 2 (no inflection point): The reflectance increases in the entire spectrum (especially on the short wavelength side).
  • Example 8 (two inflection points): The reflectance tends to increase somewhat on the long wavelength side, but the increase is smaller than that of Comparative Example 1.
  • the reflectance is 0.1% or less over almost the entire visible light range of 400 nm to 700 nm.
  • Example 9 (3 inflection points): The increase in the reflectance on the long wavelength side is small, and the reflectance is 0.1% or less in the entire visible light region of 400 nm to 700 nm.
  • Example 10 (5 inflection points): The reflectance slightly increases near the wavelength of 500 nm, but the reflectance on the short wavelength side and the long wavelength side is extremely low. The reflectance decreases over a wide range of wavelengths from 350 to 800 nm. ⁇ 3. Study on relationship between inflection point and reflectance by simulation (2)> Assuming a refractive index profile having an inflection point, the relationship between the inflection point and the reflectance was examined by simulation based on this refractive index profile. ⁇ Examples 11 to 12> First, as shown in FIG. 43A, a refractive index profile was assumed in which there are two or three inflection points of the effective refractive index in the depth direction of the structure.
  • Example 11 Although the reflectance tends to increase somewhat on the long wavelength side, the increase is smaller than that of Comparative Example 1. The reflectance is 0.1% or less over almost the entire visible light range of 400 nm to 700 nm.
  • Example 12 (3 inflection points): The increase in the reflectance on the long wavelength side is small, and the reflectance is 0.1% or less in the entire visible light region of 400 nm to 700 nm.
  • Example 13 First, a glass roll master having an outer diameter of 126 mm was prepared, and a resist layer was deposited on the surface of the glass roll master as follows. That is, the photoresist was diluted to 1/10 with a thinner, and this diluted resist was applied on the cylindrical surface of the glass roll master by dipping to a thickness of about 70 nm to form a resist layer.
  • the glass roll master as a recording medium is conveyed to the roll master exposure apparatus shown in FIG. 7 and exposed to the resist layer, thereby being connected in one spiral and between three adjacent tracks.
  • a latent image having a quasi-hexagonal lattice pattern was patterned on the resist layer.
  • a concave quasi-hexagonal lattice pattern was formed by irradiating an area where a quasi-hexagonal lattice pattern was to be formed with laser light having a power of 0.50 mW / m for exposing the surface of the glass roll master.
  • the resist thickness in the row direction of the track row was about 60 nm, and the resist thickness in the track extending direction was about 50 nm.
  • the resist layer on the glass roll master was subjected to development treatment, and the exposed resist layer was dissolved and developed.
  • an undeveloped glass roll master is placed on a turntable of a developing machine (not shown), and a developer is dropped on the surface of the glass roll master while rotating the entire turntable to develop the resist layer on the surface. did.
  • a resist glass roll master having a resist layer opened in a quasi-hexagonal lattice pattern was obtained.
  • an etching process and an ashing process were alternately performed on the resist glass roll master using a roll etching apparatus. Thereby, the pattern of the cone-shaped structure (recessed part) was formed.
  • the roll etching apparatus is a plasma etching apparatus having a cylindrical electrode. The cylindrical electrode is inserted into a cavity of a cylindrical glass roll master, and plasma etching is performed on the column surface of the glass roll master. It is configured to apply.
  • a moth-eye glass roll master having a concave quasi-hexagonal lattice pattern was obtained by completely removing the resist layer by O 2 ashing.
  • the depth of the recesses in the row direction was deeper than the depth of the recesses in the track extending direction.
  • the moth-eye glass roll master and an acrylic sheet coated with an ultraviolet curable resin were brought into close contact with each other and peeled off while being irradiated with ultraviolet rays and cured. Thereby, an optical sheet having a plurality of structures arranged on the surface was obtained.
  • SEM Scanning Electron Microscope
  • FIG. 44 shows the following.
  • the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure gradually increases toward the base body, and the shape of the structure having two inflection points is obtained.
  • Such a shape can be obtained by using a method in which an optical disc master manufacturing process and an etching process are combined, and adjusting the processing time of the etching process and the ashing process in this etching process.
  • the effective refractive index is a shape having two inflection points
  • the reflectance is reduced in the visible region of about 450 nm to 700 nm as compared with Comparative Example 5 having a conical shape.
  • the reflectance tends to increase as compared with Comparative Example 6 in the wavelength region longer than about 580 nm. This is because the structure of Example 13 is lower in height than the structure of Comparative Example 6.
  • Example 13 If the height of the structure of Example 13 is about 300 nm, which is the same as that of Comparative Example 6, the length is long. It is considered that the increase in reflectance can be suppressed even in the wavelength region on the wavelength side. Note that the reflectance of Example 13 is lower than that of Comparative Example 6 only in the wavelength range of about 450 nm to 580 nm. From the above, it can be seen that the effective refractive index with respect to the depth direction of the structure gradually increases toward the substrate, and that two or more inflection points are provided, so that excellent reflection characteristics can be realized.
  • the configurations of the above-described embodiments can be combined with each other without departing from the gist of the present invention.
  • the present invention is also applicable to various display devices other than the liquid crystal display device.
  • a CRT Cathode Ray Tube
  • PDP plasma display panel
  • EL electroluminescence
  • ED surface-conduction electron-emitting device display
  • the present invention can also be applied to various display devices.
  • the case where the optical element 1 is manufactured by a method in which the optical disk master manufacturing process and the etching process are combined has been described as an example.
  • the manufacturing method of the optical element 1 is not limited to this, and an optical element having two or more inflection points can be manufactured while the effective refractive index in the depth direction gradually increases toward the substrate. Anything is acceptable.
  • an optical element may be produced using electron beam exposure or the like, and an inclined film mixed with changing the ratio of hollow silica or the like so that the effective refractive index gradually changes, or reactivity You may produce by coating the inclination film
  • a low refractive index layer may be further formed on the surface of the substrate 2 on which the structure 3 is formed.
  • the low refractive index layer is preferably composed mainly of a material having a refractive index lower than that of the material constituting the substrate 2, the structure 3, and the substructure 4.
  • the material for such a low refractive index layer include organic materials such as fluorine resins, and inorganic low refractive index materials such as LiF and MgF 2 .
  • the configuration having the convex structure 3 on the substrate surface has been described as an example. However, the configuration having a concave structure on the substrate surface may be used.
  • the height H of the structure 3 in Formula (1) or the like is the depth H of the structure 3.
  • the optical element may be manufactured by thermal transfer.
  • a method of manufacturing the optical element 1 may be used. Moreover, you may make it produce an optical element by injection molding.
  • a peeping prevention function may be imparted to the optical element by appropriately changing the pitch of the structures to generate diffracted light in an oblique direction from the front.
  • the concave or convex structure is formed on the outer peripheral surface of the columnar or cylindrical master has been described as an example. However, when the master is cylindrical, A concave or convex structure may be formed on the peripheral surface.
  • the present invention is not limited to this example, and may be a capacitance type, an ultrasonic type, The present invention can also be applied to an optical touch panel.
  • the case where a plurality of structures are regularly arranged in a hexagonal lattice shape, a tetragonal lattice shape, or the like on the substrate surface has been described as an example.
  • the plurality of structures are randomly arranged on the substrate surface. You may do it.
  • the case where the one-layer thin film in which the composition of the constituent material is gradually (continuously) changed in the thickness direction is used as the inclined film, but the refractive index is slightly different.
  • a laminated film obtained by laminating a plurality of thin films on a substrate may be used as an inclined film.

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Abstract

　光学素子は、基体と、基体表面に多数配列された、凸部または凹部である構造体とを備える。構造体が、使用環境下の光の波長以下のピッチで配列され、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する。

Description

光学素子、反射防止機能付き光学部品、および原盤
　本発明は、光学素子、反射防止機能付き光学部品、および原盤に関する。詳しくは、構造体が使用環境下の光の波長以下のピッチで配列された光学素子に関する。
　従来、ガラスや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構造（モスアイ構造）を形成するものがある（例えば、「光技術コンタクト」Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．１１（２００５），６３０−６３７参照参照）。
　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。
　上述の光学素子は、優れた反射防止特性を有するため、太陽電池や表示装置への適用が期待されている。反射防止特性を考慮した凹凸構造として以下のものが提案されている。
　電子線露光を用いて作製した構造体としては、微細なテント形状の凹凸構造体（ピッチ約３００ｎｍ、深さ約４００ｎｍ）が提案されている（例えば、ＮＴＴ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″、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２０年９月１日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｋｅｙｔｅｃｈ．ｎｔｔ−ａｔ．ｃｏ．ｊｐ／ｎａｎｏ／ｐｒｄ＿００３３．ｈｔｍｌ＞参照）。
　また、産業技術総合研究所、近接場光応用工学研究センター、スーパーレンズテクノロジーチームは、直径１００ｎｍ、深さ５００ｎｍ以上のナノホール構造物を提案している（例えば、独立行政法人産業技術総合研究所、″ナノメータサイズの微細加工を可能とする卓上型装置を開発″、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２０年９月１日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ａｉｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ａｉｓｔ＿ｉ／ｐｒｅｓｓ＿ｒｅｌｅａｓｅ／ｐｒ２００６／ｐｒ２００６０３０６／ｐｒ２００６０３０６．ｈｔｍｌ＞参照）。このような構造体は、光ディスクの記録装置を用いた微細構造体形成方法により形成することができる。具体的には、半導体レーザー（波長４０６ｎｍ）を用いた可視光レーザーリソグラフィー法と熱非線形材料とを組み合わせた熱リソグラフィー技術をもとにしたナノ加工装置により形成することができる（例えば非特許文献３参照）。
　また、本発明者らは、釣鐘形状や楕円錐台形状の構造体を提案している（例えば、国際公開第０８／０２３８１６号パンフレット参照）。この構造体では、電子線露光に近い反射防止特性が得られる。また、この構造体は、光ディスクの原盤作製プロセスとエッチングプロセスとを融合した方法により作製することができる。
　近年では、液晶表示装置などの各種表示装置の視認性をさらに向上することが望まれており、このような要望に応えるためには、上述の光学素子の反射防止特性をさらに向上することが重要である。
　したがって、本発明の目的は、優れた反射防止特性を有する光学素子、反射防止機能付き光学部品、および原盤を提供することにある。
　上述の課題を解決するために、第１の発明は、
基体と、
　基体表面に多数配列された、凸部または凹部である構造体と
　を備え、
　構造体が、使用環境下の光の波長以下のピッチで、六方格子状、準六方格子状、四方格子状、または準四方格子状に配置され、
　構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する、反射防止機能を持つ光学素子である。
　第２の発明は、
　光学部品と、
　光学部品の光入射面に多数配列された、凸部または凹部である構造体と
　を備え、
　構造体が、使用環境下の光の波長以下のピッチで、六方格子状、準六方格子状、四方格子状、または準四方格子状に配置され、
　構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する反射防止機能付き光学部品である。
　第３の発明は、
　基体と、
　基体表面に多数配列された、凸部または凹部である構造体と
　を備え、
　構造体は、反射防止機能を持つ光学素子の表面形状を成形するためのものであり、
　構造体が、光学素子の使用環境下の光の波長以下のピッチで、六方格子状、準六方格子状、四方格子状、または準四方格子状に周期的に配置され、
　構造体によって成形された光学素子の深さ方向に対する実効屈折率が、光学素子の基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する原盤である。
　第４の発明は、
　基体と、
　基体表面に多数配列された、凸部または凹部である構造体と
　を備え、
　構造体が、使用環境下の光の波長以下のピッチで配列され、
　構造体は、頂部に曲率を持たせた円錐形状もしくは楕円錐形状、または円錐台形状もしくは楕円錐台形状であり、
　構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する、反射防止機能を持つ光学素子である。
　第５の発明は、
　基体と、
　基体上に形成された傾斜膜と
　を備え、
　傾斜膜の深さ方向に対する実効屈折率が、基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する、反射防止機能を持つ光学素子である。
　本発明において、深さ方向とは、基体表面から垂直に基体内部に向かう方向のことをいう。具体的には、構造体が凸部である場合、凸部の頂部から底部に垂直に向かう方向のことをいい、構造体が凹部である場合、凹部の開口部から底部に垂直に向かう方向のことをいう。
　本発明において、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。
　具体的には、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。構造体が円弧状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円弧状に歪ませた四方格子、または、正四角形状の格子を円弧状に歪ませ、かつ、円弧状の配列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。
　本発明において、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。
　具体的には、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。構造体が円弧状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円弧状に歪ませた六方格子、または、正六角形状の格子を円弧状に歪ませ、かつ、円弧状の配列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。
　本発明において、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。
　第１~第４の発明では、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有するようにしているので、構造体の形状効果を活用しながら基体表面において干渉効果を発現させることができる。したがって、基体表面における反射光を低減することができる。
　第５の発明では、傾斜膜の深さ方向に対する実効屈折率が、徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有するようにしているので、基体表面において干渉効果を発現させることができる。したがって、基体表面における反射光を低減することができる。
　以上説明したように、本発明によれば、優れた反射防止特性を有する光学素子を実現できる。
　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図Ｃは、第１図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。
　第１図Ｄは、第１図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　第２図は、本発明の第１の実施形態に係る光学素子の屈折率プロファイルの一例を示すグラフである。
　第３図は、第１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図は、構造体の形状の一例を示す断面図である。
　第５図Ａ~第５図Ｃは、変化点の定義を説明するための図である。
　第６図Ａは、本発明の第１の実施形態に係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斜視図である。
　第６図Ｂは、第６図Ａのロールマスタ表面を拡大して示す平面図である。
　第７図は、モスアイパターンの露光工程に用いる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８図Ａ~第８図Ｃは、本発明の第１の実施形態に係る光学素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。
　第９図Ａ~第９図Ｃは、本発明の第１の実施形態に係る光学素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。
　第１０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１０図Ｂは、第１０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１０図Ｃは、第１０図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。
　第１０図Ｄは、第１０図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　第１１図Ａは、本発明の第２の実施形態に係る光学素子を作製するためのディスクマスタの構成の一例を示す平面図である。
　第１１図Ｂは、第１１図Ａのディスクマスタ表面を拡大して示す平面図である。
　第１２図は、モスアイパターンの露光工程に用いる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１３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１３図Ｂは、第１３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１３図Ｃは、第１３図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。
　第１３図Ｄは、第１３図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　第１４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１４図Ｂは、第１４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１４図Ｃは、第１４図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。
　第１４図Ｄは、第１４図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　第１５図は、第１４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１６図Ａは、本発明の第５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１６図Ｂは、第１６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１６図Ｃは、第１６図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。
　第１６図Ｄは、第１６図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　第１７図は、第１６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１８図は、本発明の第６の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す斜視図である。
　第１９図は、本発明の第７の実施形態に係る光学素子の構造体の形状の一例を示す断面図である。
　第２０図は、本発明の第８の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す断面図である。
　第２１図Ａは、本発明の第９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２１図Ｂは、第２１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２２図Ａ~第２２図Ｄは、本発明の第１０の実施形態に係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２３図は、第１１の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す断面図である。
　第２４図は、本発明の第９の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す概略図である。
　第２５図は、本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す概略図である。
　第２６図は、本発明の第１４の実施形態に係るイメージセンサ素子のパッケージの構成の一例を示す断面図である。
　第２７図は、本発明の第１５の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す断面図である。
　第２８図Ａ~第２８図Ｃは、本発明の第１５の実施形態に係る光学素子の第１~第３の構成例を示す断面図である。
　第２９図は、本発明の第１７の実施形態に係る鏡筒の構成の一例を示す断面図である。
　第３０図Ａは、本発明の第１８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３０図Ｂは、第３０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３０図Ｃは、第３０図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。
　第３０図Ｄは、第３０図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　第３１図は、本発明の第１９の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す断面図である。
　第３２図Ａは、本発明の第２０の実施形態に係るタッチパネルの構成の一例を示す断面図である。
　第３２図Ｂは、本発明の第２０の実施形態に係るタッチパネルの構成の変形例を示す断面図である。
　第３３図は、本発明の第２１の実施形態において説明する光電変換装置としての色素増感型太陽電池の概略構成図である。
　第３４図は、本発明の第２２の実施形態において説明する光電変換装置としてのシリコン系太陽電池の概略構成図である。
　第３５図Ａ~第３５図Ｂは、シリコン系太陽電池のＳｉ基板表面に本発明の適用例を説明する要部の模式図である。
　第３６図は、実施例における構造体のピッチを示す概略図である。
　第３７図は、実施例１−１~１−３の構造体形状を示す斜視図である。
　第３８図は、実施例２−１~２−３の構造体形状を示す斜視図である。
　第３９図は、実施例３−１~３−３の構造体形状を示す斜視図である。
　第４０図は、実施例４−１~４−３の構造体形状を示す斜視図である。
　第４１図Ａは、実施例５の構造体形状を示す斜視図である。
　第４１図Ｂは、実施例６の構造体形状を示す斜視図である。
　第４１図Ｃは、実施例７の構造体形状を示す斜視図である。
　第４２図Ａは、実施例８~１０、比較例１~２の屈折率プロファイルを示すグラフである。
　第４２図Ｂは、実施例８~１０、比較例１~２の屈折率プロファイルにおける変曲点の位置を示すグラフである。
　第４２図Ｃは、実施例８~１０、比較例１~２の反射率の波長依存性を示すグラフである。
　第４３図Ａは、実施例１１~１２、比較例３~４の屈折率プロファイルを示すグラフである。
　第４３図Ｂは、実施例１１~１２、比較例３~４の反射率の波長依存性を示すグラフである。
　第４４図は、実施例１３の光学素子の構造体形成面のＳＥＭの観察結果を示す写真である。
　第４５図は、実施例１３、比較例５~６の光学素子の反射特性を示すグラフである。
１　　　光学素子
２　　　基体
２ａ　　空隙部
３　　　構造体、主構造体
３ｔ　　頂部
３ｂ　　底部
３ｃ　　裾部
４　　　副構造体
４ａ　　凹凸部
５　　　構造体
６　　　傾斜膜
７　　　光吸収層
８ａ　　接着層
８ｂ　　剥離層
９　　　透明導電膜
１０　　金属膜
１１　　ロールマスタ
１２　　原盤
１３　　構造体
１２ａ　空隙部
５１　　液晶パネル
５１ａ、５１ｂ　偏光子
５２　　反射防止機能付き偏光子
５３　　バックライト
５４　　前面部材
６１　　樹脂層
６２　　モールド
７１　　パッケージ
７２　　イメージセンサ素子
７３　　カバーガラス
８１　　鏡筒
９０　　タッチパネル
Ｐａ　　第１の変化点
Ｐｂ　　第２の変化点
Ｎｎ　　変曲点
Ｓｔ　　傾斜ステップ
ｓｔ　　平行ステップ
　本発明の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（直線状でかつ六方格子状に構造体を２次元配列した例：第１図Ａ、第１図Ｂ参照）
２．第２の実施形態（円弧状でかつ六方格子状に構造体を２次元配列した例：第１０図Ａ、第１０図Ｂ参照）
３．第３の実施形態（直線状でかつ四方格子状に構造体を２次元配列した例：第１３図Ａ、第１３図Ｂ参照）
４．第４の実施形態（主構造体に加え副構造体をさらに配列した例：第１４図Ｃ、第１４図Ｄ参照）
５．第５の実施形態（凹形状の構造体を基体表面に形成した例：第１７図参照）
６．第６の実施形態（柱状の構造体を１次元配列した例：第１８図参照）
７．第７の実施形態（平行ステップを有する構造体の例：第１９図参照）
８．第８の実施形態（構造体に代えて薄膜を設けた例：第２０図参照）
９．第９の実施形態（構造体を蛇行させて配列した例：第２１図参照）
１０．第１０の実施形態（室温ナノインプリント技術を用いて光学素子を作製した例：第２２図Ａ~第２２図Ｄ参照）
１１．第１１の実施形態（基体レスの光学素子の例：第２３図参照）
１２．第１２の実施形態（表示装置に対する第１の適用例：第２４図参照）
１３．第１３の実施形態（表示装置に対する第２の適用例：第２５図参照）
１４．第１４の実施形態（イメージセンサ素子のパッケージに対する適用例、第２６図参照）
１５．第１５の実施形態（光学素子の裏面に光吸収層を形成した例：第２７図参照）
１６．第１６の実施形態（光学素子自体が光吸収性を有する例：第２８図参照）
１７．第１７の実施形態（光学素子を鏡筒内に適用した例：第２９図参照）
１８．第１８の実施形態（光学素子の一主面に透明導電膜を備える例：第３０図参照）
１９．第１９の実施形態（光学素子の両主面に構造体を形成した例：第３１図参照）
２０．第２０の実施形態（タッチパネルに対する適用例：第３２図Ａ、第３２図Ｂ参照）
２１．第２１の実施形態（色素増感型太陽電池に対する適用例：第３３図参照）
２２．第２２の実施形態（シリコン系太陽電池に対する適用例：第３４図参照）
＜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図Ｃは、第１図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。第１図Ｄは、第１図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　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、照明装置などに用いる種々の光学部品に適用して好適なものある。具体的には例えば、光学部品としては、偏光子、レンズ、導光板、窓材、および表示素子のいずれか１種を挙げることができる。
　光学素子１は、互いに対向する表面（第１の主面）および裏面（第２の主面）を有する基体２と、この基体２の表面に形成された、凸部である構造体３とを備える。この光学素子１は、構造体３が設けられた基体表面に対して入射する光の反射を防止する機能を有している。以下では、第１図に示すように、基体２の一主面内において直交する２つの軸をＸ軸、Ｙ軸と称し、基体２の一主面に垂直な軸をＺ軸と称する。また、構造体３間に空隙部２ａがある場合には、この空隙部２ａに微細凹凸形状を設けることが好ましい。このような微細凹凸形状を設けることで、光学素子１の反射率をさらに低減することができるからである。
　第２図は、本発明の第１の実施形態に係る光学素子の屈折率プロファイルの一例を示す。第２図に示すように、構造体３の深さ方向（第１図中、−Ｚ軸方向）に対する実効屈折率が、徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点Ｎ１、Ｎ２、・・・Ｎｎ（ｎ：２以上の整数）を有している。このようにすることで、光の干渉効果により反射光を低減し、光学素子の反射防止特性を向上することができる。深さ方向に対する実効屈折率の変化は、単調増加であることが好ましい。また、深さ方向に対する実効屈折率の変化が、構造体３の頂部側において、実効屈折率の傾きの平均値よりも急峻な状態になっていることが好ましく、さらには、構造体３の基体側においても急峻になっていることが好ましい。これにより、良好な光学特性を持ちつつ転写性を良くすることが可能となる。
　以下、光学素子１を構成する基体２、および構造体３について順次説明する。
（基体）
　基体２は、透明性を有する透明基体である。基体２の材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明性合成樹脂、ガラスなどを主成分とするものが挙げられるが、特にこれらの材料に限定されるものではない。
　基体２の形状としては、例えば、フィルム状、シート状、プレート状、ブロック状を挙げることができるが、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、ディスプレイ、光エレクトロニクス、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や、これらの光学デバイスに取り付けられるシートやフィルム状などの反射防止機能部品の形状に合わせて選択決定することが好ましい。
（構造体）
　第３図は、第１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。基体２の表面には、凸部である構造体３が多数配列されている。この構造体３は、使用環境下の光の波長以下の短いピッチ、例えば可視光の波長と同程度のピッチで周期的に２次元配置されている。使用環境下の光は、例えば、紫外光、可視光、赤外光である。ここで、紫外光とは１０ｎｍ~３６０ｎｍの波長範囲を有する光、可視光とは３６０ｎｍ~８３０ｎｍの光、赤外光とは８３０ｎｍ~１ｍｍの光をいう。
　光学素子１の構造体３は、基体２の表面において複数列のトラックＴ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・（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。ここで、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。
　構造体３は、隣接する２つのトラックＴ間において、半ピッチずれた位置に配置されている。具体的には、隣接する２つのトラックＴ間において、一方のトラック（例えばＴ１）に配列された構造体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Ｔ２）の構造体３が配置されている。その結果、第１図Ｂに示すように、隣接する３列のトラック（Ｔ１~Ｔ３）間においてａ１~ａ７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構造体３が配置されている。この第１の実施形態において、六方格子パターンとは、正六角形状の格子パターンのことをいう。また、準六方格子パターンとは、正六角形状の格子パターンとは異なり、トラックの延在方向（Ｘ軸方向）に引き伸ばされ歪んだ六方格子パターンのことをいう。
　構造体３が準六方格子パターンを形成するように配置されている場合には、第１図Ｂに示すように、同一トラック（例えばＴ１）内における構造体３の配置ピッチＰ１（ａ１~ａ２間距離）は、隣接する２つのトラック（例えばＴ１およびＴ２）間における構造体３の配置ピッチ、すなわちトラックの延在方向に対して±θ方向における構造体３の配置ピッチＰ２（例えばａ１~ａ７，ａ２~ａ７間距離）よりも長くなっていることが好ましい。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る。構造体３の高さが、使用環境下の光の波長の平均値以下であることが好ましい。具体的には、可視光を透過させる場合、構造体３の高さ（深さ）は１５０ｎｍ~５００ｎｍであることが好ましい。構造体３のアスペクト比（高さＨ／配置ピッチＰ）は、０．８１~１．４６の範囲に設定することが好ましい。０．８１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、１．４６を超えると光学素子１の作製時において剥離特性が低下し、レプリカの複製が綺麗に取れなくなる傾向があるからである。
　なお、本発明においてアスペクト比は、以下の式（１）により定義される。
　アスペクト比＝Ｈ／Ｐ・・・（１）
　但し、Ｈ：構造体３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＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ２）／３　・・・（２）
　但し、Ｐ１：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）、Ｐ２：トラックの延在方向に対して±θ方向（但し、θ＝６０°−δ、ここで、δは、好ましくは０°＜δ≦１１°、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Ｈは、構造体３の列方向の高さＨ２とする（第３図参照）。ここで、列方向とは、基体表面内において、トラックの延在方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）のことをいう。後述する製造方法により光学素子１を作製する場合、構造体３のトラック延在方向の高さＨ１は、列方向の高さＨ２よりも小さくすることが好ましい。このような高さの関係とすると、後述する製造方法では、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Ｈ２とほぼ同一となる。このため、構造体３の高さＨを列方向の高さＨ２で代表する。
　第３図では、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い。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。
　なお、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、構造体３が一定の高さ分布（例えばアスペクト比０．８３~１．４６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きる。
　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の材料としては、例えば、紫外線、もしくは電子線により硬化する電離放射線硬化型樹脂、または熱により硬化する熱硬化型樹脂を主成分とするものが好ましく、紫外線で硬化できる紫外線硬化樹脂を主成分とするものが最も好ましい。
　第４図は、構造体の形状の一例を示す断面図である。構造体３は、この構造体３の頂部３ｔから底部３ｂに向かって徐々に広がる曲面を有していることが好ましい。このような形状にすることにより、転写性を良好にすることができるからである。
　構造体３の頂部３ｔは、例えば、平面、または凸状の曲面、好ましくは、凸状の曲面である。このように凸状の曲面とすることで、光学素子１の耐久性を向上することができる。また、構造体３の頂部３ｔに、構造体３よりも屈折率が低い低屈折率層を形成してもよく、このような低屈折率層を形成することで、反射率を下げることが可能となる。
　構造体３の曲面は、その頂部３ｔから底部３ｂの方向に向かって、第１の変化点Ｐａおよび第２の変化点Ｐｂの組をこの順序で２つ以上有することが好ましい。これにより、構造体３の深さ方向（第１図中、−Ｚ軸方向）に対する実効屈折率が、２つ以上の変曲点を有することができる。ここでは、頂部３ｔの頂点も第１の変化点Ｐａといい、底部３ｂの底点も第２の変化点Ｐｂという。
　また、頂部３ｔおよび底部３ｂを除く構造体３の側面には、該構造体３の頂部３ｔから底部３ｂの方向に向かって、第１の変化点および第２の変化点の組みがこの順序で１つ以上形成されていることが好ましい。この場合、構造体３の頂部３ｔから底部３ｂに向かう傾きが、第１の変化点Ｐａを境にしてより緩やかになった後、第２の変化点Ｐｂを境にしてより急になることが好ましい。また、上述のように、第１の変化点Ｐａおよび第２の変化点Ｐｂの組みをこの順序で１つ以上形成する場合、構造体３の頂部３ｔを凸状の曲面とする、もしくは構造体３の底部３ｂに、徐々に減衰して広がる裾部３ｃを形成することが好ましい（第４図参照）。
　ここで、第１の変化点および第２の変化点は以下のように定義される。
　第５図Ａ、第５図Ｂに示すように、構造体３の頂部３ｔから底部３ｂの間の面が、構造体３の頂部３ｔから底部３ｂに向かって、滑らかな複数の曲面を不連続的に接合して形成されている場合には、接合点が変化点となる。この変化点と変曲点は一致することになる。接合点では正確には微分不可能であるが、ここでは、このような極限としての変曲点も変曲点と称する。構造体３が上述のような曲面を有する場合、第４図に示すように、構造体３の頂部３ｔから底部３ｂに向かう傾きが、第１の変化点Ｐａを境にしてより緩やかになった後、第２の変化点Ｐｂを境にしてより急になることが好ましい。
　第５図Ｃに示すように、構造体３の頂部３ｔから底部３ｂの間の面が、構造体３の頂部３ｔから底部３ｂに向かって、滑らかな複数の曲面を連続的に滑らかに接合して形成されている場合には、変化点は以下のように定義される。第５図Ｃに示すように、変曲点・頂点・底点におけるそれぞれの接線が互いに交わる交点に対して、曲線上で最も近い点を変化点と称する。また、上述のように、頂部３ｔにおいては頂点が第１の変化点となり、底部３ｂにおいては底点が第２の変化点となる。
　構造体３は、その頂部３ｔから底部３ｂの間の面に、好ましくは２つ以上の傾斜ステップＳｔ、より好ましくは２つ以上１０以下の傾斜ステップＳｔを有することが好ましい。具体的には、構造体３は、その頂部３ｔから底部３ｂの間に、頂部３ｔもしくは底部３ｂ、または頂部３ｔと底部３ｂの双方を含む２つ以上のステップを有することが好ましい。傾斜ステップＳｔが２つ以上であると、構造体３の深さ方向（第１図中、−Ｚ軸方向）に対する実効屈折率が、２つ以上の変曲点Ｎ１、Ｎ２、・・・Ｎｎ（ｎ：２以上の整数）を有することができる。また、傾斜ステップＳｔが１０以下であれば、構造体３を作製するのを容易にできる。
　傾斜ステップＳｔとは、基体表面に対して平行ではなく傾斜しているステップのことをいう。ステップＳｔを基体表面に対して平行とするよりも、ステップＳｔを基体表面に対して傾斜させることにより、転写性を良好にすることができる。ここで、傾斜ステップＳｔは、上述の第１の変化点Ｐａおよび第２の変化点Ｐｂで設定される区画である。また、傾斜ステップＳｔとは、第４図に示すように、頂部３ｔにおける突出部と、底部３ｂにおける裾部３ｃとを含む概念である。すなわち、頂部３ｔにおいて第１の変化点Ｐａおよび第２の変化点で設定される区画、および底部３ｂにおいて第１の変化点Ｐａおよび第２の変化点Ｐｂで設定される区画も傾斜ステップＳｔと称する。
　構造体３の全体形状としては、例えば、錐体形状を挙げることができる。錐体形状としては、円錐形状、円錐台形状、楕円錐形状、楕円錐台形状、頂部に曲率を持たせた円錐形状、頂部に曲率を持たせた楕円錐形状を挙げることができる。ここで、錐体形状とは、上述のように、円錐形状および円錐台形状以外にも、楕円錐形状、楕円錐台形状、頂部に曲率を持たせた円錐形状、および頂部に曲率を持たせた楕円錐形状を含む概念である。また、円錐台形状とは、円錐形状の頂部を切り落とした形状をいい、楕円錐台形状とは、楕円錐の頂部を切り落とした形状のことをいう。なお、構造体３の全体形状は、これらの形状に限定されるものではなく、構造体３の深さ方向に対する実効屈折率が、基体２に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有するような形状であればよい。
　楕円錐形状を有する構造体３は、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、頂部が曲面である構造体である。楕円錐台形状を有する構造体３は、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、頂部が平坦である構造体である。構造体３を楕円錐形状または楕円錐台形状とする場合、構造体３の底面の長軸方向がトラックの延在方向（Ｘ軸方向）となるように、構造体３を基体表面に形成することが好ましい。
　構造体３の断面積は、上記屈折率プロファイルに対応するように、構造体３の深さ方向に対して変化する。構造体３の断面積は、構造体３の深さ方向に向かうに従って単調に増加することが好ましい。ここで、構造体３断面積とは、構造体３が配列された基体表面に対して、平行な切断面の面積を意味する。
［ロールマスタの構成］
　第６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６図に示すように、ロールマスタ１１は、円筒状または円柱状の原盤１２の表面に凹部である構造体１３が多数配列された構成を有している。この構造体１３は、光学素子１の使用環境下の光の波長以下、例えば可視光の波長と同程度のピッチで周期的に２次元配列されている。構造体１３は、例えば、円筒状または円柱状の原盤１２の表面に同心円状またはスパイラル状に配置されている。構造体１３は、上述の基体２の表面に凸部である構造体３を形成するためのものである。原盤１２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。
［光学素子の製造方法］
　次に、第７図~第９図を参照しながら、上述の構成を有する光学素子の製造方法の一例について説明する。
　第１の実施形態に係る光学素子の製造方法は、光ディスクの原盤作製プロセスとエッチングプロセスとを融合した方法である。この製造方法は、原盤にレジスト層を形成するレジスト成膜工程と、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と、潜像が形成されたレジスト層を現像する現像工程と、プラズマエッチングなどを用いてロールマスタを製作するエッチング工程と、紫外線硬化樹脂により複製基板を製作する複製工程とを備える。このとき、エッチング工程ではＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置を用いても良い。
（露光装置の構成）
　まず、第７図を参照して、モスアイパターンの露光工程に用いるロ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２１は、記録媒体としての原盤１２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λ＝２６６ｎｍの記録用のレーザー光１５を発振するものである。レーザー光源２１から出射されたレーザー光１５は、平行ビームのまま直進し、電気光学素子（ＥＯＭ：Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２２へ入射する。電気光学素子２２を透過したレーザー光１５は、ミラー２３で反射され、変調光学系２５に導かれる。
　ミラー２３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２３を透過した偏光成分はフォトダイオード２４で受光され、その受光信号に基づいて電気光学素子２２が制御されてレーザー光１５の位相変調が行われる。
　変調光学系２５において、レーザー光１５は、集光レンズ２６により、ガラス（ＳｉＯ２）などからなる音響光学素子（ＡＯＭ：Ａｃｏｕｓｔ−Ｏｐｔｉｃ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２７に集光される。レーザー光１５は、音響光学素子２７により強度変調され発散した後、コリメータレンズ２８によって平行ビーム化される。変調光学系２５から出射されたレーザー光１５は、ミラー３１によって反射され、移動光学テーブル３２上に水平かつ平行に導かれる。
　移動光学テーブル３２は、ビームエキスパンダ３３、および対物レンズ３４を備えている。移動光学テーブル３２に導かれたレーザー光１５は、ビームエキスパンダ３３により所望のビーム形状に整形された後、対物レンズ３４を介して、原盤１２上のレジスト層へ照射される。原盤１２は、スピンドルモータ３５に接続されたターンテーブル３６の上に載置されている。そして、原盤１２を回転させるとともに、レーザー光１５を原盤１２の高さ方向に移動させながら、レジスト層へレーザー光１５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、例えば、円周方向に長軸を有する略楕円形になる。レーザー光１５の移動は、移動光学テーブル３２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３７を備えている。制御機構３７は、フォーマッタ２９とドライバ３０とを備える。フォーマッタ２９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１５の照射タイミングを制御する。ドライバ３０は、極性反転部の出力を受けて、音響光学素子２７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ーマッタ信号と記録装置の回転コントロラーとを同期させ信号を発生し、音響光学素子２７により強度変調している。角速度一定（ＣＡＶ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ａｎｇｕｌａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）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とでパターニ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レジスト層に記録することができる。
　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８図Ａに示すように、円筒状または円柱状の原盤１２を準備する。この原盤１２は、例えばガラス原盤である。次に、第８図Ｂに示すように、原盤１２の表面にレジスト層１４を形成する。レジスト層１４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も用いることができる。有機系レジストとしては、例えば、ノボラック系レジスト、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８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１２を回転させると共に、レーザー光（露光ビーム）１５をレジスト層１４に照射する。このとき、レーザー光１５を原盤１２の高さ方向に移動させながら、レーザー光１５を間欠的に照射することで、レジスト層１４を全面にわたって露光する。これにより、レーザー光１５の軌跡に応じた潜像１６が、例えば、可視光波長と同程度のピッチでレジスト層１４の全面にわたって形成される。
（現像工程）
　次に、原盤１２を回転させながら、レジスト層１４上に現像液を滴下して、第９図Ａに示すように、レジスト層１４を現像処理する。レジスト層１４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１５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、第９図Ａに示すように、潜像（露光部）１６に応じたパターンがレジスト層１４に形成される。
（エッチング工程）
　次に、原盤１２の上に形成されたレジスト層１４のパターン（レジストパターン）をマスクとして、原盤１２の表面をエッチング処理する。これにより、第９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１３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ッ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１３のパターンを形成することができるとともに、レジスト層１４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の高アスペクト比化を図ることができる。また、エッチング処理およびアッシング処理の処理時間を適宜調整することで、構造体１３の曲面に傾斜ステップを形成することができる。
　以上により、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１１が得られる。
（複製工程）
　次に、ロールマスタ１１と紫外線硬化樹脂を塗布したアクリルシートなどの基体２を密着させ、紫外線を照射し紫外線硬化樹脂を硬化させた後、ロールマスタ１１から基体２を剥離する。これにより、第９図Ｃに示すように、目的とする光学素子１が作製される。
　この第１の実施形態によれば、各構造体３によって特徴付けられる、深さ方向に対する実効屈折率の変化が、基体２に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点Ｎ１、Ｎ２、・・・Ｎｎ（ｎ：２以上の整数）を持っているので、構造体３の形状効果を活用しながら光の干渉効果を組み合わせて反射光を低減できる。したがって、優れた反射防止特性を有する光学素子を実現できる。
　また、光ディスクの原盤作製プロセスとエッチングプロセスとを融合した方法を用いて、光学素子１を作製する場合には、電子線露光を用いて光学素子１を作製した場合に比べて、原盤作製プロセスに要する時間（露光時間）を大幅に短縮することができる。したがって、光学素子１の生産性を大幅に向上することができる。
　また、構造体３の頂上部の形状を先鋭でなく滑らかな形状、例えば高さ方向に向けて突出する滑らかな曲面とした場合には、光学素子１の耐久性を向上することができる。また、ロールマスタ１１に対する光学素子１の剥離性を向上することもできる。
　また、構造体３のステップを傾斜ステップとした場合には、平行ステップとした場合に比べて転写性を向上することができる。なお、平行ステップについては後述する。
＜第２の実施形態＞
［光学素子の構成］
　第１０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１０図Ｂは、第１０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１０図Ｃは、第１０図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。第１０図Ｄは、第１０図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　第２の実施形態に係る光学素子１は、トラックＴが円弧状の形状を有し、構造体３が円弧状に配置されている。第１０図Ｂに示すように、隣接する３列のトラック（Ｔ１~Ｔ３）間においてａ１~ａ７の各点に構造体３の中心が位置する準六方格子パターンを形成するように構造体３が配置されている。ここで、準六方格子パターンとは、正六方格子パターンとは異なり、トラックＴの円弧状に沿って歪んだ六方格子パターンを意味する。あるいは、正六方格子パターンとは異なり、トラックＴの円弧状に沿って歪み、かつ、トラックの延在方向（Ｘ軸方向）に引き伸ばされ歪んだ六方格子パターンを意味する。
　上述した以外の光学素子１の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
［ディスクマスタの構成］
　第１１図は、上述の構成を有する光学素子を作製するためのディスクマスタの構成の一例を示す。第１１図に示すように、ディスクマスタ４１は、円盤状の原盤４２の表面に凹部である構造体４３が多数配列された構成を有している。この構造体１３は、光学素子１の使用環境下の光の波長以下、例えば可視光の波長と同程度のピッチで周期的に２次元配列されている。構造体４３は、例えば、同心円状またはスパイラル状のトラック上に配置されている。
　上述した以外のディスクマスタ４１の構成は、第１の実施形態のロールマスタ１１と同様であるので説明を省略する。
［光学素子の製造方法］
　第１２図は、上述の構成を有するディスクマスタを作製するための露光装置の構成の一例を示す概略図である。
　移動光学テーブル３２は、ビームエキスパンダ３３、ミラー３８および対物レンズ３４を備えている。移動光学テーブル３２に導かれたレーザー光１５は、ビームエキスパンダ３３により所望のビーム形状に整形された後、ミラー３８および対物レンズ３４を介して、円盤状の原盤４２上のレジスト層へ照射される。原盤４２は、スピンドルモータ３５に接続されたターンテーブル（図示略）の上に載置されている。そして、原盤４２を回転させるとともに、レーザー光１５を原盤４２の回転半径方向に移動させながら、原盤４２上のレジスト層へレーザー光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１５の移動は、移動光学テーブル３２の矢印Ｒ方向への移動によって行われる。
　第１２図に示した露光装置においては、レジスト層に対して第１１図に示した六方格子または準六方格子の２次元パターンからなる潜像を形成するための制御機構３７を備えている。制御機構３７は、フォーマッタ２９とドライバ３０とを備える。フォーマッタ２９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１５の照射タイミングを制御する。ドライバ３０は、極性反転部の出力を受けて、音響光学素子２７を制御する。
　制御機構３７は、潜像の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、ＡＯＭ２７によるレーザー光１５の強度変調と、スピンドルモータ３５の駆動回転速度と、移動光学テーブル３２の移動速度とをそれぞれ同期させる。原盤４２は、角速度一定（ＣＡＶ）で回転制御される。そして、スピンドルモータ３５による原盤４２の適切な回転数と、ＡＯＭ２７によるレーザー強度の適切な周波数変調と、移動光学テーブル３２によるレーザー光１５の適切な送りピッチとでパターニングを行う。これにより、レジスト層に対して六方格子パターン、または準六方格子パターンの潜像が形成される。
　更に、極性反転部の制御信号を、空間周波数（潜像のパターン密度であり、Ｐ１：３３０、Ｐ２：３００ｎｍ、または、Ｐ１：３１５ｎｍ、Ｐ２：２７５ｎｍ、または、Ｐ１：３００ｎｍ、Ｐ２：２６５ｎｍ）が一様になるように徐々に変化させる。より具体的には、レジスト層に対するレーザー光１５の照射周期を１トラック毎に変化させながら露光を行い、各トラックＴにおいてＰ１がほぼ３３０ｎｍ（あるいは３１５ｎｍ、３００ｎｍ）となるように制御機構３７においてレーザー光１５の周波数変調を行う。即ち、トラック位置が円盤状の原盤４２の中心から遠ざかるに従い、レーザー光の照射周期が短くなるように変調制御する。これにより、基板全面において空間周波数が一様なナノパターンを形成することが可能となる。
　上述した以外の光学素子の製造方法は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
　この第２の実施形態によれば、直線状に構造体３を配列した場合と同様に、反射防止特性に優れた光学素子１を得ることができる。
＜第３の実施形態＞
　第１３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１３図Ｂは、第１３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１３図Ｃは、第１３図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。第１３図Ｄは、第１３図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　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。ここで、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軸方向）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が四方格子パターンまたは準四方格子パターンに周期的に配置されている場合には、例えば、構造体３が４回対称となる方位で隣接する。また、四方格子をより引き伸ばし歪ませることにより、同一トラックの構造体に対しても隣接させることが可能となり、４回対称となる方位に加えて同一トラック方向の２箇所でも隣接した充填密度の高い配置がなされる。
　隣接する２つのトラックＴ間において、一方のトラック（例えばＴ１）に配列された構造体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Ｔ２）の構造体３が配置されている。その結果、第１３図Ｂに示すように、隣接する３列のトラック（Ｔ１~Ｔ３）間においてａ１~ａ４の各点に構造体３の中心が位置する四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成するように構造体３が配置されている。
　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る。例えば、可視光を透過させる場合、構造体３の高さ（深さ）は１５０ｎｍ~５００ｎｍであることが好ましい。トラックＴに対してθ方向のピッチＰ２は、例えば、２７５ｎｍ~２９７ｎｍ程度である。構造体３のアスペクト比（高さＨ／配置ピッチＰ）は、例えば、０．５４~１．１３程度である。更に、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、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Ｐ１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Ｐ２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Ｐ１、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Ｐ２としたとき、比率Ｐ１／Ｐ２が、１．４＜Ｐ１／Ｐ２≦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。
　第３の実施形態では、上述の第１の実施形態と同様に、反射防止特性に優れた光学素子１を得ることができる。
＜第４の実施形態＞
　第１４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１４図Ｂは、第１４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１４図Ｃは、第１４図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。第１４図Ｄは、図１４図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。第１５図は、第１４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、基体２の表面に形成された副構造体４をさらに備える点において、第１の実施形態のものとは異なっている。上述の第１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、第４の実施形態では、構成体３と副構造体４との混同を回避するために、構造体３を主構造体３と称する。
　副構造体４は、主構造体３よりも低い高さを有する構造体、例えば微小な突出部である。
また、副構造体４の高さは、屈折率を考慮した光路長で、使用環境下の光の波長の１／４程度以下であれば反射防止の機能に寄与し、例えば、１０ｎｍ~１５０ｎｍ程度である。副構造体４の材料としては、例えば、基体２および主構造体３の材料と同一の材料を用いることもできるが、基体２および主構造体３より屈折率の低い材料を用いることが好ましい。反射率をより低減することができるからである。また、上述の説明では、主として主構造体３と副構造体４とが共に凸形状である場合について説明したが、主構造体３と副構造体４とが凹形状であってもよい。さらには、主構造体３と副構造体４の凹部と凸部の関係が、さかさまになっているようにしてもよい。具体的には、主構造体３が凸部である場合には、副構造体４がそれとは反対に凹部であり、主構造体３が凹部である場合には、副構造体４がそれとは反対に凸部であるようにしてもよい。
　副構造体４は、例えば主構造体３間に設けられる。具体的には、副構造体４は主構造体３の最隣接部に設けられ、この最隣接部に設けられた副構造体４により主構造体３間が接続されることが好ましい。このようにすることで、主構造体３の充填率を向上させることができる。また、副構造体４の空間的周波数成分は、主構造体３の周期から換算される周波数成分より高いことが好ましい。具体的には、副構造体４の空間的周波数成分は、主構造体３の周期から換算される周波数成分の２倍以上であることが好ましく、４倍以上であることがさらに好ましい。このような副構造体４の空間周波数成分は、主構造体３の周波数成分の整数倍次とならないことが好ましい。
　副構造体４は、副構造体４の形成しやすさの観点から、第１４図Ｂに示したように、楕円錐形状または楕円錐台形状などの主構造体３が隣接する黒丸印「●」の位置に配置されることが好ましい。このように配置する場合、副構造体４は、主構造体３の隣接部全てに形成する、もしくはＴ１、Ｔ２などのトラック延在方向のみに形成するようにしてもよい。主構造体３が六方格子パターンまたは準六方格子パターンに周期的に配置されている場合には、例えば、主構造体３が６回対称となる方位で隣接する。この場合、隣接部に副構造体４が設けられ、この副構造体４により主構造体３間が接続されることが好ましい。また、第１４図Ｂに示すように、主構造体３間に空隙部２ａが存在する場合には、充填率を向上させる観点から、主構造体３間の空隙部２ａに副構造体４を形成することが好ましい。主構造体３の隣接部と空隙部２ａの両方に副構造体４を形成するようにしてもよい。なお、副構造体４を形成する位置は、上述の例に特に限定されるものではなく、主構造体３の表面全体に副構造体４を形成するようにしてもよい。
　また、反射特性および透過特性の向上の観点からすると、副構造体４の表面に、微小な凸部および凹部の少なくとも１種、例えば微小な凹凸部４ａを形成することが好ましい。
また、反射防止機能が良好で波長依存性が少ない光学素子１を得るには、副構造体４の微小な凸部または凹部は、主構造体３の周期よりも短い、高周波の空間的周波数成分を有するように形成されることが好ましい。例えば、第１５図に示したように、微小な凹部と凸部とを有する、波打った微小な凹凸部４ａであることが好ましい。微小な凹凸部４ａは、例えば、光学素子の製造工程におけるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）などのエッチングの条件や、原盤の材料を適宜選択することにより形成することができる。例えば、原盤の材料としてパイレックス（登録商標）ガラスを用いることにより、凹凸部４ａを形成することができる。
　第４の実施形態では、基体２の表面に副構造体４をさらに形成しているので、上述の第１の実施形態に比べて反射防止特性をさらに向上することができる。
＜第５の実施形態＞
　第１６図Ａは、本発明の第５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１６図Ｂは、第１６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１６図Ｃは、第１６図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。第１６図Ｄは、第１６図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。第１７図は、第１６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５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。したがって、構造体３の深さ方向（第１６図中、−Ｚ軸方向）に対する実効屈折率は、基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点Ｎ１、Ｎ２、・・・Ｎｎ（ｎ：２以上の整数）を有している。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）を底部、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、および底部を定義する。このとき、第２図における実効屈折率は底部から頂部に向かって徐々に増加することになる。この第５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５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。
＜第６の実施形態＞
　第１８図は、本発明の第６の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す斜視図である。第１８図に示すように、第６の実施形態に係る光学素子１は、基体表面にて一方向に延在された柱状の構造体５を有し、この構造体５が基体２上に１次元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。なお、上述の第１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。
　構造体５の深さ方向（第１８図中、−Ｚ軸方向）に対する実効屈折率が、基体２に向けて徐々に増加するとともに、深さ方向に対して２つ以上の変曲点Ｎ１、Ｎ２、・・・Ｎｎ（ｎ：２以上の整数）を有している。
　構造体５は、一方向（Ｙ軸方向）に一様に延在された曲面を有する。稜線方向に垂直に構造体５を切断した断面（ＹＺ断面）は、第２図に示す屈折率プロファイルと相似形になるような断面形状となっている。
　第６の実施形態によれば、深さ方向に対する、稜線方向の実効屈折率の変化が、基体２に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点Ｎ１、Ｎ２、・・・Ｎｎ（ｎ：２以上の整数）を持っているので、構造体５の形状効果を活用しながら光の干渉効果により反射光を低減できる。したがって、優れた反射防止特性を有する光学素子を実現できる。
＜第７の実施形態＞
　第１９図に、本発明の第７の実施形態に係る光学素子の構造体の形状の一例を示す。第１９図に示すように、構造体３は、その頂部３ｔから底部３ｂの間の面に、好ましくは平行ステップｓｔおよび傾斜ステップＳｔの少なくとも一方を２つ以上、より好ましくは平行ステップｓｔおよび傾斜ステップＳｔの少なくとも一方を２つ以上１０以下有することが好ましい。平行ステップｓｔおよび傾斜ステップＳｔの少なくとも一方が２つ以下であると、構造体３の深さ方向（第１図中、−Ｚ軸方向）に対する実効屈折率が、２つ以上の変曲点を有することができる。また、平行ステップｓｔおよび傾斜ステップＳｔの少なくとも一方が１０以下であれば、作製するのを容易にできる。
　平行ステップｓｔとは、基体表面に対して平行なステップのことをいう。ここで、平行ステップｓｔは、上述の第１の変化点Ｐａおよび第２の変化点Ｐｂで設定される区画である。なお、平行ステップｓｔには、平面状の頂部３ｔおよび底部３ｂを含まないものとする。すなわち、頂部３ｔおよび底部３ｂを除く、構造体３の頂部３ｔから底部３ｂの間に形成されたステップのうちで、基体表面に対して平行なステップのことを平行ステップという。
　第７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８の実施形態＞
　第２０図は、本発明の第８の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す断面図である。第２０図に示すように、第８の実施形態に係る光学素子１は、構造体３に代えて、傾斜膜６を基体上に形成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。なお、上述の第１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。
　傾斜膜６は、構成材料の組成を深さ方向（厚さ方向）に徐々に変化させることで、深さ方向に対する屈折率を徐々に変化させた膜である。傾斜膜６の表面側の屈折率が、基体側（界面側）の屈折率に比して低くなっている。深さ方向に対する実効屈折率は、基体２に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点Ｎ１、Ｎ２、・・・Ｎｎ（ｎ：２以上の整数）を有している。このようにすることで、光の干渉効果により反射光を低減できる。したがって、光学素子の反射防止特性を低減することができる。
　傾斜膜６は、例えばスパッタリング法により成膜することができる。スパッタリング法による成膜方法としては、例えば、２種類のターゲット材料を同時に、かつ所定の比率でスパッタリングさせる方法、プロセスガスの流量を変化させながら反応性スパッタリングすることで、膜中に含まれるプロセスガスの含有量を適宜変化させる方法が挙げられる。
　第８の実施形態によれば、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜９．第９の実施形態＞
　第２１図Ａは、本発明の第９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２１図Ｂは、第２１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９の実施形態に係る光学素子１は、複数の構造体３を蛇行するトラック（以下ウ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。基体２上における各トラックのウォブルは、同期していることが好ましい。すなわち、ウォブルは、シンクロナイズドウォブルであることが好ましい。このようにウ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。ウ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。ウ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い。ウォブルトラックのウォブル振幅は、例えば±１０μｍ程度に選択される。
　この第９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９の実施形態によれば、構造体３をウ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。
＜１０．第１０の実施形態＞
［光学素子の構成］
　第１０の実施形態に係る光学素子１は、シロキサン樹脂を用いて得られた構造体３を基体２上に備える点において、第１の実施形態とは異なっている。
　第１０の実施形態に係る光学素子１は、耐熱性、および高透過性を有するカバーガラス、窓材などの光学素子、およびそれを備えるイメージセンサ素子（例えば、ＣＣＤイメージセンサ素子、ＣＭＯＳイメージセンサ素子など）、フォトダイオード、半導体レーザ素子などのパッケージに対して適用して好適なものである。また、第１０の実施形態に係る光学素子１は、高硬度、および耐熱性を有するフロントパネルなどの光学素子、およびそれを備えるディスプレイに適用して好適なものである。より具体的には、デジタルカメラ（例えば一眼レフカメラ、コンパクトカメラなど）、携帯電話用デジタルカメラ、産業機械用カメラ、監視カメラ、画像認識装置用カメラなどの種々のカメラに備えられるイメージセンサのパッケージに適用して好適なものである。
　第２２図は、本発明の第１０の実施形態に係る光学素子の製造方法を説明するための工程図である。この光学素子の製造方法は、室温ナノインプリント技術を利用したものである。
　本発明の第１０の実施形態に係る光学素子の製造方法は、基体上にシロキサン樹脂を含む膜形成組成物を塗布して樹脂層を形成する工程と、樹脂層にモールドを押し付けて形状を転写する工程と、樹脂層からモールドを剥離する工程と、モールドを剥離した後の樹脂層に減圧下で紫外線を照射する工程とを備えることを特徴とする。
（樹脂層形成工程）
　まず、第２２図Ａに示すように、シロキサン樹脂を含む膜形成組成物を基体２上に塗布して樹脂層６１を形成する。塗布方法としては、例えばスピンコート法などを用いることができるが、特に限定されるものではない。基体２としては、例えばガラスを主成分とするガラス基板（例えば白板または石英）を用いることができる。シロキサン樹脂としては、シルセスキオキサン樹脂を用いることが好ましい。膜成形組成物は、シロキサン樹脂などの成分を適当な有機溶媒に溶解して溶液の形態で用いることが好ましい。また、必要に応じて有機層や無機層を基体２上に形成するようにしてもよい。また、樹脂層６１の膜厚は、製造する構造体２の種類にもよるが、３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましい。
（形状転写工程）
　次に、第２２図Ｂに示すように、基体２上に形成された樹脂層６１に、所定形状のモールド６２を押し当て、モールドの形状を樹脂層６１に転写する。モールド６２としては、例えば、第２の実施形態において用いた金型４１を用いることができるが、特に限定されるものではない。例えば、第１および第３の実施形態に係る光学素子１などにメッキ処理などを施すことにより作製された金型を用いることも可能である。モールド６２のプレス圧力は、５ＭＰａ~１００ＭＰａ程度であることが好ましい。また、プレス時間は、樹脂層６１の膜厚にもよるが、１０秒~２０秒程度であることが好ましい。このようにモールド６２を押し付けた状態で所定時間プレスすることにより、樹脂層６１の形状がより硬化する。
（剥離工程）
　次に、第２２図Ｃに示すように、樹脂層６１からモールド６２を剥離する。これにより、モールド６２の形状が転写された構造体３が基体２上に形成される。
（照射工程）
　次に、第２２図Ｄに示すように、モールド６２を剥離した後の樹脂層６１に１０Ｔｏｒｒ程度の減圧下で紫外線Ｌを照射した後、樹脂層６１を３００℃~４００℃で加熱することが好ましい。このように加熱することにより硬化効率が高くなる。例えば、３００℃加熱で鉛筆硬度７Ｈ~９Ｈ、４００℃加熱で８Ｈ~９Ｈの硬度が得られる。さらに、３００℃~４００℃で加熱して樹脂層６１を硬化した場合、このようにして作製された光学素子１の耐熱性は５００℃以上であり、リフロープロセスには充分な耐熱性であった。
　以上により、モールド６２の形状が転写された構造体３を基体２上に形成することができる。
　第６の実施形態に係る光学素子１は、例えば、イメージセンサ素子のパッケージに備えられるカバーガラスおよび窓材、ならびにディスプレイのプロントパネルなどとして利用することができる。したがって、耐熱性、および高透過性を有するカバーガラスまたは窓材、高硬度、および耐熱性を有するフロントパネル、およびそれを備えるディスプレイなどを提供することができる。
＜１１．第１１の実施形態＞
　第２３図は、第１１の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す。第２３図に示すように、この光学素子１は、基体２を備えていない点において、第１の実施形態とは異なっている。光学素子１は、可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部からなる複数の構造体３を備え、隣り合う構造体の下部同士が接合されている。下部同士が接合された複数の構造体が、全体として網目状を有していてもよい。光学素子１を上述のように基体レスの構成とする場合、構造体３の弾性率を適宜調整し、構造体３に対して柔軟性を付与することが好ましい。このように柔軟性を付与することで、粘着剤なしで光学素子１を被着体に貼り付けることができる。また、３次元的な曲面に貼り付けることも可能である。
＜第１２の実施形態＞
［液晶表示装置の構成］
　第２４図は、本発明の第１２の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。第２４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５３と、バックライト５３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５１とを備える。液晶パネル５１の両面にはそれぞれ、偏光子５１ａ、５１ｂが設けられている。液晶パネル５１の表示面側に設けられた偏光子５１ｂには、光学素子１が設けられている。本発明では、光学素子１が一主面に設けられた偏光子５１ｂを反射防止機能付き偏光子５２と称する。この反射防止機能付き偏光子５２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５３、液晶パネル５１、偏光子５１ａ、５１ｂ、および光学素子１について順次説明する。
（バックライト）
　バックライト５３としては、例えば直下型バックライト、エッジ型バックライト、平面光源型バックライトを用いることができる。バックライト５３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：ＣＣＦＬ）、熱陰極蛍光管（Ｈｏｔ　Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ：ＨＣＦＬ）、有機エレクトロルミネッセンス（Ｏｒｇａｎｉｃ　ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＯＥＬ）、無機エレクトロルミネッセンス（ＩＥＬ：Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）および発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）などが用いられる。
（液晶パネル）
　液晶パネル５１としては、例えば、ツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ：ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ：ＳＴＮ）モード、垂直配向（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ　Ａｌｉｇｎｅｄ：ＶＡ）モード、水平配列（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ＩＰＳ）モード、光学補償ベンド配向（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：ＯＣＢ）モード、強誘電性（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ：ＦＬＣ）モード、高分子分散型液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ：ＰＤＬＣ）モード、相転移型ゲスト・ホスト（Ｐｈａｓｅ　Ｃｈａｎｇｅ　Ｇｕｅｓｔ　Ｈｏｓｔ：ＰＣＧＨ）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５１の両面には、例えば偏光子５１ａ、５１ｂ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５１ａ、５１ｂ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５１ａ、５１ｂとしては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、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、ヨウ素や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５１ａ、５１ｂの両面には、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィル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５２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１１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１２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、液晶表示装置の視認性を向上することができる。
＜第１３の実施形態＞
［液晶表示装置の構成］
　第２５図は、本発明の第１３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５１の前面側に前面部材５４を備え、液晶パネル５１の前面、前面部材５４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１２の実施形態のものとは異なっている。第２５図では、液晶パネル５１の前面、ならびに前面部材５４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５１と前面部材５４との間には、例えば空気層が形成されている。上述の第７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５４は、液晶パネル５１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５４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５４の材料としては、例えば、ガラス、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、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（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）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１３の実施形態によれば、第１２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。
＜１４．第１４の実施形態＞
　第２６図は、本発明の第１４の実施形態係るイメージセンサ素子のパッケージの構成の一例を示す断面図である。第２６図に示すように、このパッケージ７１は、イメージセンサ素子７２と、イメージセンサ素子７２の開口窓を覆うように固着されたカバーガラス７３とを備える。イメージセンサ素子７２は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ素子、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ素子などである。カバーガラス７３としては、例えば、第１~１１の実施形態に係る光学素子１のいずれのものを用いることが可能であるが、第１０の実施形態に係る光学素子１を用いることが特に好ましい。
＜１５．第１５の実施形態＞
　第２７図は、本発明の第１５の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す断面図である。第２７図に示すように、第１５の実施形態に係る光学素子１は、その裏面（第２の主面）に光吸収層７をさらに備える点において、第１の実施形態とは異なっている。また、光学素子１が、基体２と光吸収層７との間に、必要に応じて、接着層を備え、この接着層を介して光吸収層７を基体２に対して貼り合わせるようにしてもよい。このように接着層を備える場合には、基体２と接着層との屈折率が等しい、またはほぼ等しいことが好ましい。基体２と接着層との間の界面反射を抑制することができるからである。接着層が光吸収層７と同様に光吸収性を有していてもよい。光吸収層自体が接着層を兼ねるようにしてもよい。
　また、光学素子１が、必要に応じて、光吸収層７上に、接着層８ａ、および剥離層８ｂをさらに備え、この接着層８ａを介して光学素子１を被着体に貼りあり合わせるようにしてもよい。
　光吸収層７は、使用環境下の光、または反射の低減を目的とする光に対して吸収性を有している。光吸収層７は、例えば、バインダー樹脂と、黒色系の着色剤とを含んでいる。また、必要に応じて、有機顔料および無機顔料などの添加剤、分散性向上のための分散剤をさらに含有するようにしてもよい。
　黒色系の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック、グラファイト、酸化鉄、酸化チタンなどが挙げられるが、特にこれらの材料に限定されるものではない。中でも、カーボンブラック、チタンブラック、グラファイトが好ましく、さらにカーボンブラックが好ましい。これらは、一種単独で用いる以外に二種以上を併用することもできる。
　カーボンブラックとしては、例えば、市販のカーボンブラックを使用することができる。具体的には例えば、三菱化成社製の＃９８０Ｂ、＃８５０Ｂ、ＭＣＦ８８Ｂ、＃４４Ｂ、キャボット社製のＢＰ−８００、ＢＰ−Ｌ、ＲＥＧＡＬ−６６０、ＲＥＧＡＬ−３３０、コロンビヤンカーボン社製のＲＡＶＥＮ−１２５５、ＲＡＶＥＮ−１２５０、ＲＡＶＥＮ−１０２０、ＲＡＶＥＮ−７８０、ＲＡＶＥＮ−７６０、デグサ社製のＰｒｉｎｔｅｘ−５５、Ｐｒｉｎｔｅｘ−７５、Ｐｒｉｎｔｅｘ−２５、Ｐｒｉｎｔｅｘ−４５、ＳＢ−５５０などが挙げられる。これらを単独、あるいは混合して使用することができる。
　バインダー樹脂としては、例えば、変成または非変成の塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂などを使用でき、この他、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースエステルも使用できる。また、特定の使用方式を有する熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化型樹脂などを用いてもよい。電離放射線硬化型樹脂としては、電子線硬化型樹脂、紫外線硬化樹脂が好ましい。
　接着層８ａは、接着剤を主成分とする。この接着剤としては、例えば、光学シートの技術分野において公知のものを用いることがでる。なお、本明細書では、感圧性粘着剤（ＰＳＡ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ａｄｈｅｓｉｖｅ）などの粘着剤も接着剤の一種とみなす。剥離層８ｂは、接着層８ａを保護するための剥離シートなどである。
　この第１５の実施形態では、可視光などの光吸収性の高い材料を含む光吸収層７を基体裏面に形成することで、裏面反射をほとんどなくすことができる。これにより、カメラや望遠鏡などの光学機器鏡筒内部品表面、および鏡筒内周面などにおける光の反射を抑制することができる。したがって、ゴーストやフレア、コントラストなどの光学特性を改善することができる。
　光吸収層７上に接着層８ａをさらに備えた場合には、カメラなどの光学機器などの被着体に対して、光学素子１を接着層８ａを介して容易に貼り付けることができる。接着層８ａ上に剥離層８ｂをさらに備えた場合には、光学素子１の取り扱いが容易となる。
＜１６．第１６の実施形態＞
　第１６の実施形態に係る光学素子１は、光吸収層７の代わりに、基体２および構造体３の少なくとも一方がカーボンブラックなどの黒色系の着色剤を含み、光吸収性を有している点において、第１５の実施形態とは異なっている。
　第２８図Ａは、本発明の第１６の実施形態に係る光学素子の第１の構成例を示す断面図である。この光学素子１は、第２８図Ａに示すように、基体２と構造体３とが一体成形されており、これらの両方に黒色系の着色剤が含まれている。したがって、基体２と構造体３との両方が、光吸収性を有している。
　第２８図Ｂは、本発明の第１６の実施形態に係る光学素子の第２の構成例を示す断面図である。この光学素子１は、第２８図Ｂに示すように、基体２と構造体３とが別成形されており、これらの少なくとも一方が黒色系の着色剤を含み、光吸収性を有している。反射率を低減する観点からすると、基体２のみが黒色系の着色剤を含み、光吸収性を有しているのに対して、構造体３は透明であることが好ましい。
　第２８図Ｃは、本発明の第１６の実施形態に係る光学素子の第３の構成例を示す断面図である。この光学素子１は、第２８図Ｃに示すように、基体２と構造体３とが別成形されているとともに、基体２が積層体となっている。この積層体は２以上の層を積層した積層構造を有し、２以上の層の少なくとも１層が黒色系の着色剤を含み、光吸収性を有している。構造体３も黒色系の着色剤を含み、光吸収性を有していてもよいが、上述したように、反射率を低減する観点からすると、基体２のみが黒色系の着色剤を含み、光吸収性を有していることが好ましい。
　この第１６の実施形態では、光学素子自体が黒色系の着色剤を含み、光吸収性を有しているため、光吸収層７の形成を省略することができる。したがって、光吸収層形成工程を省略できるので、生産性を向上することができる。また、光学素子１を薄型化することができる。
＜１７．第１７の実施形態＞
　第２９図は、本発明の第１７の実施形態に係る鏡筒の構成の一例を示す断面図である。この鏡筒８１は、第２９図に示すように、その内部に光学素子１を備える。光学素子１が備えられる鏡筒内の具体的な位置としては、例えば、鏡筒内周面、鏡筒内部品表面などが挙げられる。光学素子１としては、上述の第１５および第１６の実施形態の光学素子１のうちの少なくとも１種のものを用いることができ、所望とする反射防止特性などに応じて適宜選択して用いることが好ましい。光学素子１は、例えば、鏡筒８１の内周面のうち、レンズ８２とレンズ８３との間の部分、レンズ８３とレンズ８４との間の部分などに設けられる。光学素子１と鏡筒８１とを一体成形するようにしてもよい。
　この第８の実施形態では、鏡筒内周面や鏡筒内部品表面などに光学素子１を備えているので、鏡筒内周面や鏡筒内部品表面などにおける光の反射を低減することができる。したがって、像にゴーストやフレアが発生することを抑制し、コントラストの低下などを抑えることができる。
＜１８．第１８の実施形態＞
　第３０図Ａは、本発明の第１８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３０図Ｂは、第３０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３０図Ｃは、第３０図ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。第３０図Ｄは、第３０図ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
　第１８の実施形態に係る光学素子１は、いわゆる導電性光学素子であり、複数の構造体２が形成された凹凸面上に、透明導電膜９をさらに備える点において、第１の実施形態とは異なっている。また、表面抵抗の低減の観点から、光学素子１の凹凸面と透明導電膜９との間に金属膜１０をさらに設けることが好ましい。
（透明導電膜）
　透明導電膜９を構成する材料としては、例えばＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２）、ＡＺＯ（Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ）、ＳＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＧＺＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ）などが挙げられるが、信頼性の高さ、および抵抗率の低さなどの観点から、ＩＴＯが好ましい。透明導電膜９は、構造体３の表面形状に倣って形成され、構造体３と透明導電膜９との表面形状がほぼ相似形状であることが好ましい。透明導電膜９の形成による屈折率プロファイルの変化を抑制し、優れた反射防止特性および／または透過特性を維持できるからである。
（金属膜）
　金属膜１０を透明導電膜９の下地層として設けることが好ましい。抵抗率を低減でき、透明導電膜９を薄くすることができる、または透明導電膜９だけでは導電率が十分な値に達しない場合に、導電率を補うことができるからである。金属膜１０の膜厚は、特に限定されるものではないが、例えば数ｎｍ程度に選ばれる。金属膜１０は導電率が高いため、数ｎｍの膜厚で十分な表面抵抗を得ることができる。また、数ｎｍ程度であれば、金属膜１０による吸収や反射などの光学的な影響がほとんどない。金属膜１０を構成する材料としては、導電性が高い金属系の材料を用いることが好ましい。このような材料としては、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｂ、不純物添加Ｓｉなどが挙げられるが、導電性の高さ、および使用実績などを考慮すると、Ａｇが好ましい。金属膜１０だけでも表面抵抗を確保することが可能だが極端に薄い場合、金属膜１０が島状の構造となってしまい、導通性を確保することが困難となる。その場合、島上の金属膜１０を電気的につなぐためにも、金属膜１０の上層の透明導電膜９の形成が重要となってくる。
＜１９．第１９の実施形態＞
　第３１図は、本発明の第１９の実施形態に係る導電性光学素子の構成の一例を示す断面図である。第１９の実施形態に係る光学素子１は、第３１図に示すように、構造体３が形成された一主面（第１の主面）とは反対側となる他主面（第２の主面）に、構造体３をさらに備える点において、第１８の実施形態とは異なっている。
　光学素子１の両主面における構造体３の配置パターン、およびアスペクト比などは、同一である必要はなく、所望とする特性に応じて、異なる配置パターン、およびアスペクト比を選択するようにしてもよい。例えば、一主面の配置パターンを準六方格子パターンとし、他主面の配置パターンを準四方格子パターンとするようにしてもよい。
　第１９の実施形態では、基体２の両主面に複数の構造体３を形成しているので、光学素子１の光入射面および光出射面の双方に対して、光の反射防止機能を付与することができる。これにより、光の透過特性の更なる向上を図ることが可能となる。
＜２０．第２０の実施形態＞
　第３２図Ａは、本発明の第２０の実施形態に係るタッチパネルの構成の一例を示す断面図である。第３２図Ａに示すように、このタッチパネル９０は、第１の導電性基材９１と、この第１の導電性基材９１と対向する第２の導電性基材９２とを備える。タッチパネル９０は、第１の導電性基材９１のタッチ側となる面に、ハードコート層、または防汚性ハードコート層をさらに備えることが好ましい。また、必要に応じて、タッチパネル９０上にフロントパネルをさらに備えるようにしてもよい。このタッチパネル９０は、例えば表示装置９４に対して接着層９３を介して貼り合わされる。
　表示装置としては、例えば、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）ディスプレイ、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ　Ｄｉｓｐｌａｙ：ＳＥＤ）などの各種表示装置を用いることができる。
　第１の導電性基材９１、および第２の導電性基材９２の少なくとも一方として、第１８および第１９の実施形態に係る光学素子１のいずれかが用いられる。第１の導電性基材９１、および第２の導電性基材９２の両方として、第１８および第１９の実施形態に係る光学素子１のいずれかを用いる場合、両導電性基材として互いに同一、または異なる実施形態に係る光学素子１を用いることができる。
　第１の導電性基材９１、および第２の導電性基材９２の互いに対向する２つの面のうち、少なくとも一方に構造体３が形成され、反射防止特性および透過特性の観点からすると、両方に構造体３が形成されていることが好ましい。
　第３２図Ｂは、本発明の第２０の実施形態に係るタッチパネルの変形例を示す断面図である。第３２図Ｂに示すように、第１の導電性基材９１、および第２の導電性基材９２の少なくとも一方として、第１９の実施形態に係る光学素子１が用いられる。
　第１の導電性基材９１、および第２の導電性基材９２の互いに対向する２つの面のうち、少なくとも一方に複数の構造体３が形成される。さらに、第１の導電性基材９１のタッチ側となる面、および第２の導電性基材９２の表示装置９４の側となる面の少なくとも一方に複数の構造体３が形成される。反射防止特性および透過特性の観点からすると、両方の面に構造体３が形成されていることが好ましい。
　第２０の実施形態では、第１の導電性基材９１、および第２の導電性基材９２の少なくとも一方として、光学素子１を用いているので、すぐれた反射防止特性および透過特性を有するタッチパネル９０を得ることができる。したがって、タッチパネル９０の設けられた表示装置の視認性を向上することができる。特に、屋外での表示装置の視認性を向上することができる。
＜２１．第２１の実施形態＞
　第３３図は、本発明の第２１の実施形態を示している。本実施形態では、上述の第１~第１１の実施形態において説明した構成の光学素子１のいずれかを導光窓１００に用いた色素増感型太陽電池１１０を例に挙げて説明する。
　本実施形態の色素増感型太陽電池１１０は、透明導電膜１０１を備えた導光窓１００と、透明導電膜１０１の対極をなす（透明）導電膜１０２及び集電材１０３を有する基板１０４との間に、金属酸化物半導体層１０５と電解質層１０６とが設けられた積層体で構成されている。半導体層１０５は、例えば酸化物半導体材料及び増感色素を有する。また、透明導電膜１０１と導電膜１０２は導線で接続されており、アンメータ（電流計）１０７を有する電流回路が形成されている。
　導光窓１００は、ガラス基板や透明プラスチック基板が用いられ、その外面側の光入射面（受光面）および内面側の光出射面には、上述の第１の実施形態で説明した構造体３の準六方格子状の微細配列構造（サブ波長構造）が設けられている。
　金属酸化物半導体層１０５は、金属酸化物粒子が透明導電膜１０１上に焼結されてなる光電変換層を構成する。金属酸化物半導体層１０５の構成材料としては、例えばＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＳｒＯ３などの金属酸化物が挙げられる。また、金属酸化物半導体層１０５上には増感色素が担持されており、上記の金属酸化物半導体は、この増感色素によって増感される。増感色素としては、増感作用をもたらすものであれば特に制限されず、例えば、ビピリジン、フェナントリン誘導体、キサンテン系色素、シアニン系色素、塩基性染料、ポルフィリン系化合物、アゾ染料、フタロシアニン化合物、アントラキノン系色素、多環キノン系色素等が挙げられる。
　電解質層１０６は、電解質中に、少なくとも１種類の可逆的に酸化／還元の状態変化を起こす物質系（酸化還元系）が溶解されてなる。電解質は、液体電解質であってもよいし、又はこれを高分子物質中に含有させたゲル状電解質、高分子固体物質、無機の固体電解質であってもよい。酸化還元系としては、例えば、Ｉ−／Ｉ３−、Ｂｒ−／Ｂｒ２といったハロゲン類、キノン／ハイドロキノン、ＳＣＮ−／（ＳＣＮ）２といった擬ハロゲン類、鉄（ＩＩ）イオン／鉄（ＩＩＩ）イオン、銅（Ｉ）イオン／銅（ＩＩ）イオン等を挙げることができるが、これらに限られるものではない。溶媒としては、アセトニトリル等のニトリル系、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等のカーボネート系、ガンマブチロラクトン、ピリジン、ジメチルアセトアミド、その他の極性溶媒、メチルプロピルイミダゾリウム−ヨウ素といった常温溶融塩あるいはそれらの混合物が使用可能である。
　上述の構成の色素増感型太陽電池１１０においては、導光窓１００の受光面で受光した光が、金属酸化物半導体層１０５の表面に担持された増感色素を励起し、増感色素は金属酸化物半導体層１０５へ電子を速やかに渡す。一方、電子を失った増感色素は、キャリア移動層である電解質層１０６のイオンから電子を受け取る。電子を渡した分子は、対向電極１０２から電子を受け取る。以上のようにして、電極１０１，１０２間に電流が流れる。
　本実施形態によれば、色素増感型太陽電池１１０の受光面が、本発明に係る光学素子としての導光窓１００で構成されているので、受光面（光入射面）で受光した光の表面反射および、導光窓１００の裏面（光出射面）における透過光の反射を効果的に防止することが可能となり、これにより受光した光の利用効率を高め、光電変換効率すなわち発電効率の向上を図ることが可能となる。
　また、導光窓１００の光入射面および光出射面は、可視光波長よりも短いピッチで上記構造体３（第１図Ｂ）が微細配列されたサブ波長構造を有するので、近紫外光領域から可視光領域および近赤外領域に感度をもつ光電変換部の光電変換効率を効果的に高めることができる。
（第３４の実施形態）
　第３４図は、本発明の第３４の実施形態を示している。本実施形態では、光電変換装置としてシリコン系太陽電池１２０に本発明を適用した例について説明する。
　第３４図は、シリコン系太陽電池１２０の概略構成を示している。シリコン系太陽電池１２０は、シリコン基板１１１と、このシリコン基板１１１の表面および裏面に形成された透明導電膜１１４，１１５と、透明導電膜１１４，１１５間に接続された負荷１１６を備えている。シリコン基板１１１は、ｎ型半導体層１１２とｐ型半導体層１１３とを有する接合型Ｓｉ基板からなり、これらｎ型半導体層１１２とｐ型半導体層１１３のｐｎ接合部１１７において、ｎ型半導体層１１２への入射光量に応じた電気を発生する光電変換層を構成している。
　本実施形態では、受光面を構成するｎ型半導体層１１２の表面が、入射光の波長以下の微細ピッチで構造体３（第１図Ｂ）が準六方格子状に配列されたサブ波長構造面とされており、ｎ型半導体層１１２の入射面における光の反射を防止し、透過特性の向上が図られている。これにより、ｐｎ接合部１１７における光電変換効率を高めることが可能となる。
　また、シリコン基板１１１の光入射面に形成される上記構造体３（第１図Ｂ）の微細配列構造を近紫外光の波長以下の微細ピッチで形成することによって、近紫外光領域から近赤外線領域にわたる広い範囲にわたって感度をもつＳｉ系太陽電池において光電変換効率の飛躍的な向上を図ることが可能となる。
　上記構成のシリコン系太陽電池１２０は、ｎ型半導体層１１２を構成するシリコン基板１１１の表面を直接エッチング加工することによって作製することができる。第３５図は、このシリコン系太陽電池の製造方法を説明する要部の工程断面図である。
　まず、第３５図Ａに示すように、シリコン基板１１１の表面にレジスト層１３０を形成し、上述の第２の実施形態において説明した光ディスク記録技術を応用した露光技術と現像処理を施すことにより、シリコン基板１１１の表面にレジスト層１３０のマスクパターンを形成する。次に、作製したレジスト層１３０のマスクパターンをマスクとして、エッチングガスにＣＦ４等のフロロカーボン系ガスを用いてエッチング処理を施し、第３５図Ｂに示すように、シリコン基板１１１の表面に錐体形状の凹部１３１からなる凹凸パターンを形成する。以上のようにして、サブ波長構造面を備えたシリコン基板１１１が作製される。
　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。なお、本実施例にて用いたシミュレーションはＲＣＷＡ（Ｒｉｇｏｒｏｕｓ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｗａｖｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）シミュレーションである。
　本発明の実施例について以下の順序で説明する。
１．シミュレーションによる構造体形状についての検討
２．シミュレーションによる変曲点と反射率との関係についての検討（１）
３．シミュレーションによる変曲点と反射率との関係についての検討（２）
４．実際に作製したサンプルによる反射特性についての評価
＜１．シミュレーションによる構造体形状についての検討＞
　実効屈折率が単調に増加するとともに、２個以上の変曲点を有する構造体形状についてシミュレーションにより検討を行った。なお、以下の実施例における構造体のピッチは、第３６図Ａに示すように、矩形状の格子の短辺の長さとする。但し、第３６図Ｂに示すように、格子が正方格子である場合には、特に辺を区別せずに、両辺の長さをピッチと称する。
＜実施例１−１~１−３＞
　構造体を六方格子状に配列した場合について、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が単調に増加するとともに、２個の変曲点を有する構造体形状について検討した。その結果を第３７図Ａ~第３７図Ｃに示す。
＜実施例２−１~２−３＞
　構造体を六方格子状に配列した場合について、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が単調に増加するとともに、３個の変曲点を有する構造体形状について検討した。その結果を第３８図Ａ~第３８図Ｃに示す。
＜実施例３−１~３−３＞
　構造体を六方格子状に配列した場合について、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が単調に増加するとともに、５個の変曲点を有する構造体形状について検討した。その結果を第３９図Ａ~第３９図Ｃに示す。
＜実施例４−２~４−３＞
　構造体を正方格子状に配列した場合について、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が単調に増加するとともに、５個の変曲点を有する構造体形状について検討した。その結果を第４０図Ａ~第４０図Ｃに示す。
＜実施例５＞
　構造体を準六方格子状に配列した場合について、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が単調に増加するとともに、３個の変曲点を有する構造体形状について検討した。その結果を第４１図Ａに示す。
＜実施例６＞
　構造体を準六方格子状に配列した場合について、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が単調に増加するとともに、５個の変曲点を有する構造体形状について検討した。その結果を第４１図Ｂに示す。
＜実施例７＞
　構造体を六方格子状に配列した場合について、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が単調に増加するとともに、３個の変曲点を有する構造体形状の凹凸が反転している形状について検討した。その結果を第４１図Ｃに示す。
　第３７図Ａ~第４１図Ｃから、変曲点と構造体の形状との間に以下の関係があることがわかる。
　実施例１−１~１−３（変曲点２個、六方格子）：頂部の傾斜ステップと、構造体の曲面に傾斜ステップが１個存在する。
　実施例２−１~２−３（変曲点３個、六方格子）：頂部の傾斜ステップと、構造体の曲面に傾斜ステップが１個と、底部の傾斜ステップが存在する。
　実施例３−１~３−３（変曲点５個、六方格子））：頂部の傾斜ステップと、構造体の曲面に傾斜ステップが２個と、底部の傾斜ステップが存在する。
　実施例４−１~４−３（変曲点５個、正方格子）：頂部の傾斜ステップと、構造体の曲面に傾斜ステップが２個と、底部の傾斜ステップが存在する。
　実施例５（変曲点３個、準六方格子）：頂部の傾斜ステップと、構造体の曲面に傾斜ステップが１個と、底部の傾斜ステップが存在する。
　実施例６（変曲点５個、準六方格子）：頂部の傾斜ステップと、構造体の曲面に傾斜ステップが２個と、底部の傾斜ステップが存在する。
＜２．シミュレーションによる変曲点と反射率との関係についての検討（１）＞
　変曲点を有する屈折率プロファイルを想定し、この屈折率プロファイルに基づき、変曲点と反射率との関係をシミュレーションにより検討を行った。
＜実施例８~１０＞
　まず、第４２図Ａ、第４２図Ｂに示すように、構造体の深さ方向に対する実効屈折率の変曲点が２個、３個、５個となる屈折率プロファイルを想定した。なお、第４２図Ａ、第４２図Ｂでは、光学厚さを構造体の底面を基準としたものとしているため、第２図とは屈折率プロファイルの関係が反対になっている。次に、この屈折率プロファイルに基づき、光学素子の反射率を求めた。なお、構造体の高さは２５０ｎｍとした。その結果を第４２図Ｃに示す。
＜比較例１＞
　まず、第４２図Ａに示すように、構造体の深さ方向に対する実効屈折率の変曲点が１個となる屈折率プロファイルを想定した。次に、この屈折率プロファイルに基づき、光学素子の反射率を求めた。なお、構造体の高さは２５０ｎｍとした。その結果を第４２図Ｃに示す。
＜比較例２＞
　まず、第４２図Ａに示すように、構造体の深さ方向に対する実効屈折率の変曲点がなく、実効屈折率が直線状となる屈折率プロファイルを想定した。次に、この屈折率プロファイルに基づき、光学素子の反射率を求めた。なお、構造体の高さは２５０ｎｍとした。その結果を第４２図Ｃに示す。
　第４２図Ａ~第４２図Ｃから、変曲点の数と反射率との間に以下の関係があることがわかる。
　比較例１（変曲点１個）：長波長側で反射率が大きくなる。
　比較例２（変曲点なし）：スペクトル全体（特に短波長側）で反射率が大きくなる。
　実施例８（変曲点２個）：長波長側で反射率が多少上昇する傾向があるが、この上昇幅は比較例１に比して小さい。可視光域４００ｎｍ~７００ｎｍのほぼ全体で反射率が０．１％以下となる。
　実施例９（変曲点３個）：長波長側での反射率の上昇幅は小さく、可視光域４００ｎｍ~７００ｎｍの全体で反射率が０．１％以下となる。
　実施例１０（変曲点５個）：波長５００ｎｍ近傍で反射率は多少上昇するが、短波長側や長波長側での反射率は極めて低くなる。波長３５０~８００ｎｍの広範囲にわたって反射率が低下する。
＜３．シミュレーションによる変曲点と反射率との関係についての検討（２）＞
　変曲点を有する屈折率プロファイルを想定し、この屈折率プロファイルに基づき、変曲点と反射率との関係をシミュレーションにより検討を行った。
＜実施例１１~１２＞
　まず、第４３図Ａに示すように、構造体の深さ方向に対する実効屈折率の変曲点が２個、３個となる屈折率プロファイルを想定した。次に、この屈折率プロファイルに基づき、光学素子の反射率を求めた。なお、構造体の高さは２５０ｎｍとした。その結果を第４３図Ｂに示す。
＜比較例３＞
　まず、第４３図Ａに示すように、構造体の深さ方向に対する実効屈折率の変曲点が１個となる屈折率プロファイルを想定した。次に、この屈折率プロファイルに基づき、光学素子の反射率を求めた。なお、構造体の高さは２５０ｎｍとした。その結果を第４３図Ｂに示す。
＜比較例４＞
　まず、第４３図Ａに示すように、構造体の深さ方向に対する実効屈折率の変曲点がなく、実効屈折率が直線状となる屈折率プロファイルを想定した。次に、この屈折率プロファイルに基づき、光学素子の反射率を求めた。なお、構造体の高さは２５０ｎｍとした。その結果を第４３図Ｂに示す。
　第４３図Ａおよび第４３図Ｂから、変曲点の数と反射率との間に以下の関係があることがわかる。
　比較例３（変曲点１個）：長波長側で反射率が大きくなる。
　比較例４（変曲点なし）：スペクトル全体（特に短波長側）での反射率が大きくなる。
　実施例１１（変曲点２個）：長波長側で反射率が多少上昇する傾向があるが、この上昇幅は比較例１に比して小さい。可視光域４００ｎｍ~７００ｎｍのほぼ全体で反射率が０．１％以下となる。
　実施例１２（変曲点３個）：長波長側での反射率の上昇幅は小さく、可視光域４００ｎｍ~７００ｎｍの全体で反射率が０．１％以下となる。
　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数値、形状、材料および構成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数値、形状、材料および構成などを用いてもよい。
＜４．実際に作製したサンプルによる反射特性についての評価＞
　実際にサンプルを作製し、作製したサンプルの反射特性を評価した。
＜実施例１３＞
　まず、外径１２６ｍｍのガラスロール原盤を準備し、このガラスロール原盤の表面に以下のようにしてレジスト層を着膜した。すなわち、シンナーでフォトレジストを１／１０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７０ｎｍ程度に塗布することにより、レジスト層を着膜した。次に、記録媒体としてのガラスロール原盤を、第７図に示したロール原盤露光装置に搬送し、レジスト層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準六方格子パターンをなす潜像がレジスト層にパターニングされた。
　具体的には、準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０．５０ｍＷ／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、トラック列の列方向のレジスト厚さは６０ｎｍ程度、トラックの延在方向のレジスト厚さは５０ｎｍ程度であった。
　次に、ガラスロール原盤上のレジスト層に現像処理を施して、露光した部分のレジスト層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層を現像した。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ロール原盤が得られた。
　次に、ロールエッチング装置を用い、レジストガラスロール原盤に対して、エッチング処理とアッシング処理を交互に行った。これにより、錐体状の構造体（凹部）のパターンが形成された。また、エッチング処理とアッシング処理との処理時間を適宜調整することで、構造体の頂部を凸状の曲面にするとともに、側面にステップを形成した。すなわち、頂部と側面とにそれぞれステップを形成した。これにより、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、基体に向けて徐々に増加するとともに、２つの変曲点を有する構造体の形状が得られた。
　なお、ロールエッチング装置は、円柱状の電極を有するプラズマエッチング装置であり、この円柱状の電極を筒状のガラスロール原盤の空洞内に挿入し、ガラスロール原盤の柱面に対してプラズマエッチングを施すように構成されている。
　最後に、Ｏ２アッシングにより完全にレジスト層を除去することにより、凹形状の準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。
　次に、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ア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した。これにより、複数の構造体が表面に配列された光学シートが得られた。
（形状の評価）
　上述のようにして作製した実施例１３の光学素子の凹凸面について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により観察を行った。その結果を第４４図に示す。
　また、ＳＥＭの観察結果から得られた構造体のピッチ、高さなどを以下に示す。
　配置：準六方格子
　ピッチ（トラックの延在方向）：３００ｎｍ
　高さ：２００ｎｍ
　形状：頂部および側面にそれぞれステップを有する形状（実効屈折率が変曲点を２個有する形状）
　偏光：無偏光
（反射率の評価）
　上述のようにして作製した実施例１３の光学素子の反射率を日本分光の評価装置（Ｖ−５５０）を用いて評価した。その結果を第４５図に示す。
＜比較例５＞
　変曲点のない複数の構造体が表面に配列された光学素子の反射特性を、シミュレーションにより求めた。その結果を第４５図に示す。
　以下に、シミュレーションの条件を示す。
　配置：六方格子
　ピッチ（トラックの延在方向）：３００ｎｍ
　高さ：２００ｎｍ
　形状：円錐形状
　偏光：無偏光
＜比較例６＞
　変曲点のない複数の構造体が表面に配列された光学素子の反射特性を、シミュレーションにより求めた。その結果を第４５図に示す。
　以下に、シミュレーションの条件を示す。
　配置：六方格子
　ピッチ（トラックの延在方向）：３００ｎｍ
　高さ：３００ｎｍ
　形状：釣鐘形状
　偏光：無偏光
　第４４図から以下のことがわかる。
　構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、基体に向けて徐々に増加するとともに、２つの変曲点を有する構造体の形状が得られている。
　また、このような形状は、光ディスクの原盤作製プロセスとエッチングプロセスとを融合した方法を用い、このエッチングプロセスにおけるエッチング処理とアッシング処理との処理時間を調整することで得られる。
　第４５図から以下のことがわかる。
　実効屈折率が２個の変曲点を有する形状である実施例１３では、円錐形状である比較例５に比して約４５０ｎｍ~７００ｎｍの可視域において反射率が低減されている。
　実施例１３では、約５８０ｎｍよりも長波長側の波長域において比較例６に比して反射率が上昇する傾向がある。これは、実施例１３の構造体は、比較例６の構造体よりも高さが低いためであり、実施例１３の構造体の高さを比較例６と同様の３００ｎｍ程度にすれば、長波長側の波長域においても反射率の上昇を抑えられると考えられる。なお、約４５０ｎｍ~５８０ｎｍの波長域に限っては、実施例１３の方が、比較例６よりも反射率が低減されている。
　以上により、構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有することで、優れた反射特性が実現できることがわかる。
　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、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）ディスプレイ、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ　Ｄｉｓｐｌａｙ：ＳＥＤ）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、光ディスクの原盤作製プロセスとエッチングプロセスとを融合した方法により、光学素子１を作製する場合を例として説明した。しかしながら、光学素子１の作製方法はこれに限定されるものではなく、深さ方向に対する実効屈折率が基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する光学素子を作製できるものであればよい。例えば、電子線露光などを用いて光学素子を作製するようにしてもよく、また、実効屈折率が徐々に変化するように、中空シリカ等の比率を変えつつ配合させた傾斜膜や、反応性スパッタによる傾斜膜をコーティングすることで作製しても良い。
　また、上述の実施形態において、基体２の構造体３が形成された面上に、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２、構造体３、および副構造体４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ＬｉＦ、ＭｇＦ２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、基体表面に凸形状の構造体３を有する構成を例として説明したが、基体表面に凹形状の構造体を有する構成としてもよい。但し、構造体３が凹部である場合、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。
　また、上述の実施形態において、熱転写により光学素子を作製するようにしてもよい。具体的には、熱可塑性樹脂を主成分とする基体を加熱し、この加熱により十分に柔らかくなった基体に対して、ロールマスタ１１やディスクマスタ４１などの判子（モールド）を押し当てることにより、光学素子１を作製する方法を用いるようにしてもよい。また、射出成形により光学素子を作製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、覗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い。
　また、上述の実施形態では、抵抗膜式のタッチパネルに対して本発明を適用した例を説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、静電容量式、超音波式、または光学式のタッチパネルなどに対しても適用可能である。
　また、上述の実施形態では、複数の構造体を基体表面に六方格子状や四方格子状などに規則的に配置する場合を例として説明したが、複数の構造体を基体表面にランダムに配置するようにしてもよい。
　また、上述の実施形態では、構成材料の組成を厚さ方向に徐々に（連続的に）変化させた１層の薄膜を傾斜膜とする場合を例として説明したが、屈折率が僅かに異なる複数の薄膜を基体上に積層した積層膜を傾斜膜としてもよい。

Claims (20)

  1. 基体と、
    　上記基体表面に多数配列された、凸部または凹部である構造体と
    　を備え、
    　上記構造体が、使用環境下の光の波長以下のピッチで、六方格子状、準六方格子状、四方格子状、または準四方格子状に配置され、
    　上記構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、上記基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する、反射防止機能を持つ光学素子。
  2. 上記構造体は、該構造体の頂部から底部の間に、頂部もしくは底部、または頂部と底部の双方を含む２つ以上のステップを有する請求の範囲１記載の光学素子。
  3. 上記ステップは、上記基体表面に対して傾斜した傾斜ステップである請求の範囲２記載の光学素子。
  4. 上記構造体は、該構造体の頂部から底部に向かって広がる曲面を有する請求の範囲１記載の光学素子。
  5. 上記頂部および上記底部を除く上記構造体の側面には、該構造体の頂部から底部の方向に向かって、第１の変化点および第２の変化点の組みがこの順序で１つ以上形成され、
    　上記構造体の頂部から底部に向かう傾きが、上記第１の変化点を境にしてより緩やかになった後、上記第２の変化点を境にしてより急になる請求の範囲４記載の光学素子。
  6. 上記構造体の頂部は、凸状の曲面である請求の範囲５記載の光学素子。
  7. 上記構造体は、該構造体の底部に、徐々に減衰して広がる裾部を有する請求の範囲５記載の光学素子。
  8. 上記構造体の深さ方向に対する実効屈折率の変化が、上記構造体の頂部側において、上記実効屈折率の傾きの平均値よりも急峻な状態になっている請求の範囲１記載の光学素子。
  9. 上記構造体の深さ方向に対する実効屈折率の変化が、上記構造体の基体側において、上記実効屈折率の傾きの平均値よりも急峻な状態になっている請求の範囲１記載の光学素子。
  10. 上記使用環境下の光が、可視光である請求の範囲１記載の光学素子。
  11. 上記構造体の高さが、上記使用環境下の光の波長の平均値以下である請求の範囲１記載の光学素子。
  12. 上記構造体は錐体形状を有し、
    　上記構造体は、上記基体表面に２次元配列されている請求の範囲１記載の光学素子。
  13. 上記錐体形状は、頂部に曲率を持たせた円錐形状もしくは楕円錐形状、または円錐台形状もしくは楕円錐台形状である請求の範囲１２記載の光学素子。
  14. 請求の範囲１~１３のいずれか１項に記載の光学素子を備える表示装置。
  15. 光学部品と、
    　上記光学部品の光入射面に多数配列された、凸部または凹部である構造体と
    　を備え、
    　上記構造体が、使用環境下の光の波長以下のピッチで、六方格子状、準六方格子状、四方格子状、または準四方格子状に配置され、
    　上記構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、上記基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する反射防止機能付き光学部品。
  16. 上記光学部品が、偏光子、レンズ、導光板、窓材、および表示素子のいずれか１種である請求の範囲１５記載の反射防止機能付き光学部品。
  17. 基体と、
    　上記基体表面に多数配列された、凸部または凹部である構造体と
    　を備え、
    　上記構造体は、反射防止機能を持つ光学素子の表面形状を成形するためのものであり、
    　上記構造体が、上記光学素子の使用環境下の光の波長以下のピッチで、六方格子状、準六方格子状、四方格子状、または準四方格子状に周期的に配置され、
    　上記構造体によって成形された光学素子の深さ方向に対する実効屈折率が、上記光学素子の基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する原盤。
  18. 基体と、
    　上記基体表面に多数配列された、凸部または凹部である構造体と
    　を備え、
    　上記構造体が、使用環境下の光の波長以下のピッチで配列され、
    　上記構造体は、頂部に曲率を持たせた円錐形状もしくは楕円錐形状、または円錐台形状もしくは楕円錐台形状であり、
    　上記構造体の深さ方向に対する実効屈折率が、上記基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する、反射防止機能を持つ光学素子。
  19. 上記構造体は、上記基体表面にて一方向に伸びる柱状の形状を有し、
    　上記柱状の構造体は、上記基体表面に１次元配列されている請求の範囲１８記載の光学素子。
  20. 基体と、
    　上記基体上に形成された傾斜膜と
    　を備え、
    　上記傾斜膜の深さ方向に対する実効屈折率が、上記基体に向けて徐々に増加するとともに、２つ以上の変曲点を有する、反射防止機能を持つ光学素子。
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