WO2011108208A1 - 光学素子及び光学素子の製造方法 - Google Patents

光学素子及び光学素子の製造方法 Download PDF

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WO2011108208A1
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optical element
substrate
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manufacturing
concave
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PCT/JP2011/000908
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French (fr)
Inventor
田中　浩二郎
阿部　伸也
啓一 若山
Original Assignee
パナソニック株式会社
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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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/0074—Production of other optical elements not provided for in B29D11/00009- B29D11/0073

Definitions

  • the present invention relates to an optical element that reduces the reflectance on the surface, and a method of manufacturing the optical element.
  • the present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide an optical element that reduces the reflectance in a wide wavelength band, for example, all bands of visible light, and a method for manufacturing the optical element. .
  • the optical element according to the present invention is A plurality of concave portions and convex portions are arranged on the surface at intervals smaller than the wavelength of visible light, and one of the concave portions and the convex portions is not arranged, of the concave portions and the convex portions. The other is formed.
  • the method for producing a replica substrate for producing an optical element according to the present invention includes: A plurality of concave portions and convex portions are arranged on the surface at intervals smaller than the wavelength of visible light, and one of the concave portions and the convex portions is not arranged, of the concave portions and the convex portions.
  • a conductive film is sputtered on the surface of the substrate having the concavo-convex structure, and additionally electrocast plating is performed, and when the electrocast plating is performed, the space corresponding to the concave portion of the concavo-convex structure is electrically Before the metal used in the casting plating is filled, the dimension of the opening of the recess and the depth of the recess are adjusted so that the metal covers the surface of the recess.
  • the manufacturing method of the optical element according to the present invention includes: A method for manufacturing an optical element using a replica substrate manufactured by the method for manufacturing a replica substrate for producing an optical element according to the present invention, A first step of applying a dissolved resin to the surface of the replication substrate; And a second step of forming an optical element by cooling the applied dissolved resin and peeling it from the replication substrate.
  • an optical element capable of reducing the reflectance with respect to a wide wavelength band can be realized.
  • (A) It is a partial top view of the optical element which concerns on 1st Embodiment.
  • (B) It is sectional drawing and perspective view about a part of optical element shown by the top view of (a).
  • (C) It is a perspective view of the structure arrange
  • (A) It is an image which shows the longitudinal cross-section in the part of a cylindrical recessed part.
  • (B) It is an image which shows the cross section in the part of a cylindrical recessed part and the cone-shaped convex part (projection part) in it. It is a graph which shows the reflectance characteristic of the optical element which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the process of manufacturing the original disk for the optical element which concerns on 1st Embodiment, and the process of manufacturing the replication substrate for optical element production. It is a figure which shows the longitudinal cross-section of a part of stamper formed. It is a photograph of a part of the stamper surface.
  • (A) It is a partial top view of the optical element which concerns on 2nd Embodiment.
  • (B) It is sectional drawing and perspective view about a part of optical element shown by the top view of (a).
  • C) It is a perspective view of the structure arrange
  • the optical element according to the embodiment of the present invention is a sheet-like optical element formed by arranging a large number of minute structures on a plane.
  • the individual structures are arranged with a pitch of several hundred nm.
  • the present inventors have confirmed that the reflectance can be reduced in a wide wavelength band by using the optical element according to the present invention.
  • FIG. 1A is a plan view of a part of the optical element 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view and a perspective view of a further part of the optical element 1 shown in the plan view of FIG.
  • FIG.1 (c) is a perspective view of the structure 2 arrange
  • the optical element 1 is made of a substantially transparent material, and is formed by regularly arranging a large number of minute structures 2 shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c).
  • a large number of structures 2 are arranged with a track pitch Tp in the vertical direction and a dot pitch Dp in the horizontal direction.
  • the horizontal rows of the structures 2 in FIG. 1A are referred to as “tracks”.
  • Each structure 2 includes a rectangular parallelepiped main body 100, a columnar recess 101 provided in the main body 100, and a protrusion provided in the recess 101 (hereinafter referred to as “protrusion”). 102). Note that the individual main body portions 100 are not arranged independently, but as will be described later, the main body portions 100 are formed continuously and integrally.
  • the recess 101 is cylindrical. That is, the shape of the cross section by the horizontal surface of the recessed part 101 is circular. Moreover, the protrusion part 102 is conical.
  • the shape of the transverse cross section of the concave portion 101 may be a polygon such as a triangle or a quadrangle, and the protrusion 102 may be a polygonal shape such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid.
  • the structures 2 are arranged in a grid pattern.
  • the arrangement of the structures between the tracks is not limited to the grid pattern, but a staggered pattern. It may be.
  • other arrangements for example, a random arrangement may be used.
  • the sizes of the structures 2 arranged in large numbers that is, the diameter of the recess 101, the diameter or height of the protrusions, etc. may not be uniform.
  • FIG. 2 is a photographic image showing a partial surface shape of the optical element 1 according to the first embodiment.
  • the optical element 1 shown in FIG. 2 is made of an ultraviolet curable resin, and the recesses 101 in the structure 2 are formed at a constant pitch (200 nm in this example).
  • the base material forming the optical element 1 is a transparent body and can transmit visible light.
  • the refractive index of the substrate is preferably between 1 and 3 which can exist as a transparent body.
  • the constant pitch at which the recesses 101 in the structure 2 are disposed is preferably 160 nm to 250 nm, but may be other intervals.
  • FIG. 3 is a photographic image showing a cross-sectional structure of the structure 2 of the optical element 1.
  • the image shown in FIG. 3A shows a longitudinal section in the cylindrical recess 101 portion.
  • the height of the cylindrical recess 101 shown in FIG. 3A is about 375 nm.
  • the image shown in FIG. 3 (b) shows a cross section of the cylindrical recess 101 and the conical protrusion 102 therein.
  • the height of the conical protrusion 102 shown in FIG. 3B is about 225 nm. Note that the heights of the recesses 101 and the protrusions 102 here are examples.
  • FIG. 4 is a graph showing the reflectance characteristics of the optical element 1 according to the first embodiment.
  • the horizontal axis indicates the wavelength of light
  • the vertical axis indicates the reflectance of light incident perpendicularly at that wavelength.
  • FIG. 4 also shows the reflectance characteristics of a commercial film for comparison.
  • the commercial film shown in FIG. 4 is of a type having a conventional antireflection film in which films are laminated.
  • the reflectance is suppressed at a wavelength of 450 nm or more in the visible range (400 nm to 700 nm).
  • the reflectance is 1% or more, and the antireflection effect is not sufficient.
  • the reflectance is lower than that of a commercially available film over the entire wavelength range, that is, the reflectance is low without depending on the wavelength.
  • the pitch of the arrangement of the structures 2 is set to a size equal to or smaller than the wavelength of light for reducing the reflectance.
  • the effect of suppressing the reflectance is enhanced by setting the pitch of the arrangement of the structures 2 to a size that is half or less of the wavelength that is considered as the limit of optical resolution. Therefore, for visible light, it is desirable that the wavelength is not more than 300 nm, which is about half of the longer wavelength of red that can be recognized by the human eye. It is desirable to set it to 250 nm or less which is half or less of the high green wavelength.
  • the depth of the concave portion 101 of the structure 2 is at least 200 nm.
  • the height of the inner conical protrusion 102 is the same as or smaller than the depth of the cylindrical recess 101. It is desirable to do.
  • the ratio of the cross-sectional area of the structure 2 occupying in the horizontal plane by the horizontal plane between the upper surface and the lower surface of the optical element 1 is determined according to the depth. It is desirable to change continuously, and in particular, it is desirable to increase continuously from the opening of the recess 101 toward the back (that is, from the upper surface to the lower surface of the optical element 1). That is, the ratio of the cross-sectional area of the optical element 1 itself in the horizontal plane due to the horizontal plane varies continuously from the upper surface to the lower surface of the optical element 1 (in particular, the recess 101).
  • the distance increases continuously from the opening of the optical element (that is, continuously from the upper surface to the lower surface of the optical element 1).
  • the inner protruding portion 102 does not protrude from the upper end of the cylindrical recess 101.
  • the combination of the shape of the concave portion 101 and the protruding portion 102 may be a columnar shape and a conical shape, a quadrangular prism shape and a quadrangular pyramid shape, etc., but depending on the depth between the upper surface and the lower surface of the optical element 1, Since it is desirable that the ratio of the cross-sectional area of the structure 2 occupying the horizontal plane is continuously changed (increase), the inner protrusion is substantially conical (conical, bell-shaped, Mt. Fuji, etc.) In addition, a shape such as a substantially quadrangular pyramid shape is more desirable.
  • the optical element according to the first embodiment can be formed of a material close to a black body that absorbs light, for example, a material mainly composed of carbon black, instead of a transparent material.
  • a material close to a black body that absorbs light for example, a material mainly composed of carbon black
  • Such an optical element is an optical element having performance as a light absorber with suppressed surface reflection. That is, an optical element having characteristics close to a black body without depending on the wavelength can be realized.
  • the material is a metal, for example, Ni, an optical element with reduced reflectance can be obtained.
  • the method for manufacturing an optical element according to the first embodiment includes a process for manufacturing a master, a process for manufacturing a replica substrate for manufacturing an optical element, and a process for forming an optical element.
  • these steps will be described with respect to some examples of the manufacturing method with reference to the drawings.
  • FIG. 5 shows a step of producing a master and a step of producing a replica substrate for producing an optical element in the first example manufacturing method for the optical element according to the first embodiment.
  • FIG. 5A a substrate 11 is prepared.
  • the substrate 11 may be a silicon wafer, for example.
  • an organic layer 12 is formed on the surface of the substrate 11.
  • an acrylic resin is used as the organic material layer 12.
  • the concentration of the acrylic resin may be 45%, for example, and the thickness may be 400 nm, for example.
  • the resist layer 13 may be an inorganic resist, and a transition metal such as a MoW partial oxide film can be used as the inorganic resist.
  • the MoW partial oxide film may be formed to a thickness of 30 nm. This resist layer 13 acts as a mask as will be shown later.
  • the resist layer 13 on the substrate 11 is irradiated with a laser beam 14 as an exposure beam.
  • exposure is performed while rotating the substrate 11 using an exposure apparatus used in optical disk manufacturing.
  • the resist layer 13 is exposed over the entire surface by intermittently irradiating the laser beam 14 while moving the substrate 11 in the radial direction.
  • the exposure may be performed so that the track pitch (Tp) is 250 m and the dot pitch (Dp) is 250 nm.
  • the laser beam 14 for example, a laser beam having a waveform whose amplitude changes periodically or aperiodically is used.
  • the dots formed by exposure can be arranged in a lattice pattern or in a dense state.
  • Dp dot pitch
  • the developer 15 is dropped on the resist layer 13 while rotating the substrate 11, and then the resist layer 13 is developed. Thereby, as shown in FIG.5 (f), the pattern used as the mask for an etching is formed.
  • TMAH having a concentration of 2.38% is used as the developer.
  • the organic material layer 12 formed on the substrate 11 is etched.
  • the hole shape (recessed portion) of the organic layer 12 is formed on the substrate 11.
  • the etching method may be performed by dry etching with oxygen gas.
  • etching is performed using oxygen gas at a flow rate of 300 sccm for 1 minute.
  • the master is formed by the steps so far.
  • a conductive film 16 is formed on the substrate 11 shown in FIG.
  • the conductive film 16 is formed, for example, by sputtering with Ni (see FIG. 5H). Further, electroforming plating is performed on the substrate 11 shown in FIG. 5 (h) (see FIG. 5 (i)). Electroforming is performed using Ni, for example.
  • a stamper (a replica substrate for manufacturing an optical element) 18 shown in FIG. 6 is formed by peeling the conductive film portion and the electroformed plating portion in FIG.
  • FIG. 6 is a view showing a longitudinal section of a part of the stamper 18 to be formed.
  • FIG. 7 is a photographic image of a part of the surface of the stamper 18.
  • the opening of the hole (recessed portion) is formed so that Ni covers the surface of the hole before Ni fills the space of the hole (recessed portion) of the master. It is necessary to adjust the size of the part and the depth of the hole (for the concave part). That is, the size of the opening of the hole (recess portion) and the size of the hole (recess portion) so that the volume of Ni entering the hole (recess portion) is smaller than the volume of the space of the hole (recess portion). It is necessary to adjust the depth.
  • substrate structure 20 which comprises the stamper 18 formed as shown in FIG. 6 is not a mere column shape, but becomes a column shape which has the hollow 22 in the center part by lacking Ni. .
  • Optical element 1 is formed using stamper 18 created as described above. Specifically, the melted resin is applied to the stamper 18, the applied resin is cooled, and then peeled off from the stamper 18, thereby forming the optical element 11.
  • the resin is preferably a material that remains elastic after cooling. In the manufacturing method of the first example, PC or the like is used as the resin.
  • a manufacturing method of the second example of the optical element 1 according to the first embodiment will be described.
  • the manufacturing method of the second example is basically the same as the manufacturing method of the first example, and a step of manufacturing a master, a step of manufacturing a replica substrate for manufacturing an optical element, and an optical element are formed. Process. Similar to the manufacturing method of the first example, these steps will be described with reference to FIG.
  • a substrate 11 is prepared.
  • the substrate 11 may be a quartz substrate, sodium glass, or the like, for example.
  • an organic layer 12 is formed on the surface of the substrate 11.
  • a novolac resin, a chemically amplified resist, or the like is used as the organic layer 12.
  • the resist layer 13 may be an inorganic resist, and TePd oxide can be used as the inorganic resist.
  • TePd oxide can be used as the inorganic resist.
  • the oxide of TePd may be formed as a film having a thickness of 40 nm. This resist layer 13 acts as a mask.
  • the resist layer 13 on the substrate 11 is irradiated with a laser beam 14 as an exposure beam. Also in the manufacturing method of the second example, exposure is performed while rotating the substrate 11 using an exposure apparatus used in optical disk manufacturing. In the manufacturing method of the second example, exposure is performed so that the track pitch (Tp) is 200 m and the dot pitch (Dp) is 200 nm.
  • the developer 15 is dropped on the resist layer 13 while rotating the substrate 11, and then the resist layer 13 is developed. Thereby, as shown in FIG.5 (f), the pattern used as the mask for an etching is formed.
  • an inorganic developer made by Rohm and Haas is used as the developer.
  • the organic material layer 12 formed on the substrate 11 is etched. Thereby, as shown in FIG. 5G, the hole shape (recessed portion) of the organic layer 12 is formed on the substrate 11.
  • the etching method for example, dry etching using argon gas may be performed.
  • etching is performed using argon gas at a flow rate of 400 sccm for 5 minutes. The master is formed by the steps so far.
  • Step of Producing Optical Element Fabricating Duplicate Substrate Conductive film 16 is formed on substrate 11 shown in FIG. 5G after etching.
  • the conductive film 16 is formed, for example, by sputtering using a Ni partial oxide film (see FIG. 5H).
  • electroforming plating 17 is performed on the substrate 11 shown in FIG. 5 (h) (see FIG. 5 (i)). The electroforming is performed using, for example, Ni.
  • a stamper (a duplicated substrate for manufacturing an optical element) 18 shown in FIG. 6 is formed by peeling the conductive film portion and the electroformed plating portion shown in FIG.
  • Optical element 1 is formed using stamper 18 created as described above. Specifically, the optical element 1 is formed by applying a UV curable resin to the stamper 18, curing the applied UV curable resin with UV light, and then peeling the stamper 18.
  • the UV curable resin is desirably a material that remains elastic after cooling.
  • PMMA or the like is used as the UV curable resin.
  • a manufacturing method of the third example of the optical element 1 according to the first embodiment will be described.
  • the manufacturing method of the third example is basically the same as the manufacturing method of the first example, and a step of manufacturing a master, a step of manufacturing a replica substrate for manufacturing an optical element, and an optical element are formed. Process. Similar to the manufacturing method of the first example, these steps will be described with reference to FIG.
  • Step of Producing Master A step of preparing the substrate 11 (FIG. 5A) and a step of forming the organic layer 12 (FIG. 5B) are performed in the same manner as the production method of the second example.
  • the resist layer 13 may be an inorganic resist, and Ni can be used as the inorganic resist. Ni may be formed as a film having a thickness of 40 nm. This resist layer 13 acts as a mask.
  • the step of irradiating the resist layer 13 with the laser beam 14 (FIG. 5D) and the step of developing the resist layer 13 (FIG. 5E) are the same as in the manufacturing method of the second example. Done.
  • the organic material layer 12 formed on the substrate 11 is etched.
  • the hole shape (recessed portion) of the organic layer 12 is formed on the substrate 11.
  • etching method for example, it may be performed by dry etching with CHF3.
  • etching is performed using CHF3 at a flow rate of 400 sccm for 3 minutes.
  • the master is formed by the steps so far.
  • Step of manufacturing a replica substrate for producing an optical element A conductive film 16 and an electrocast plating 17 are formed on the etched substrate 11 (FIGS. 5 (h) and (i)), and the formed conductive film portion and electrocast
  • the step of forming a stamper (optical element manufacturing replica substrate) 18 by peeling the plated portion from the substrate 11 (FIG. 6) is performed in the same manner as in the manufacturing method of the second example.
  • Optical element 1 is formed using stamper 18 created as described above. Specifically, the optical element 1 is formed by performing injection molding using the stamper 18 as a mold. In order to ensure releasability from the stamper 18, it is desirable that the resin for injection molding is a material that remains elastic even when peeled. In the manufacturing method of the third example, PET or the like is used as the resin for injection molding.
  • the manufacturing method of the optical element according to the first embodiment is not limited to the above.
  • the optical element can also be formed by arranging a sheet on the back surface of a resin (such as a UV curable resin) and peeling the resin and the sheet from the stamper 18 so that the ultraviolet curable resin remains on the sheet.
  • a resin such as a UV curable resin
  • the structure 2 includes a rectangular parallelepiped main body 100, a columnar recess 101 provided in the main body 100, and a protrusion (protrusion) provided in the recess 101.
  • a protrusion protrusion
  • FIG. 8A is a plan view of a part of the optical element 1 ′ according to the second embodiment.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view and a perspective view of a further part of the optical element 1 ′ shown in the plan view of FIG.
  • FIG. 8C is a perspective view of the structure 2 ′ disposed in the optical element 1 ′ according to the second embodiment.
  • the structure 2 ′ includes the structure 2 in the optical element 1 according to the first embodiment shown in FIG. The shape is reversed.
  • the optical element 1 ′ according to the second embodiment is also made of a substantially transparent material, and the minute structure 2 ′ shown in FIGS. 8B and 8C has a track pitch Tp in the vertical direction and a horizontal direction. Many dots are regularly arranged at a dot pitch Dp.
  • Each structural body 2 ′ includes a convex portion 101 ′ and a concave portion (hereinafter referred to as “dent”) 102 ′ provided inside from the surface of the convex portion 101 ′. Further, the structure 2 ′ is disposed on a planar sheet 103 ′ made of the same material as the structure 2 ′.
  • the convex portion 101 ′ has a cylindrical shape.
  • the recess 102 ' has a conical shape, but has a shape in which the cone is inverted. That is, the recess 102 ′ has a large cross-sectional area at the opening on the upper surface of the structure 2 ′, and the cross-sectional area becomes smaller toward the lower surface of the structure 2 ′. Further, the depth of the recess 102 'is smaller than the height of the convex portion 101'.
  • the convex portion 101 ′ may have a polygonal prism shape such as a triangular prism shape or a quadrangular prism shape.
  • the recess 102 ′ may have a polygonal pyramid shape such as a triangular pyramid shape or a quadrangular pyramid shape.
  • the structures 2 ′ are arranged in a grid pattern, but the arrangement of the structures 2 ′ between the tracks is not limited to the grid pattern, A staggered arrangement or other arrangements may be used.
  • the optical element 1 ′ according to the second embodiment shown in FIG. 8 is different from the first to third example manufacturing methods for the optical element 1 according to the first embodiment described above. 6 is manufactured by a manufacturing method including a step of creating a stamper in which the unevenness of the stamper 18 shown in 6 is reversed. Similar to the optical element 1 according to the first embodiment, the optical element 1 ′ according to the second embodiment having such a configuration can obtain an effect of reducing the reflectance.
  • the optical element according to the embodiment of the present invention is formed by arranging a large number of minute structures in a planar shape. For this reason, the optical element according to the embodiment can reduce the reflectance with respect to a wide wavelength band.
  • the present invention relates to an optical element whose optical characteristics are controlled by a surface structure and a method for manufacturing the same, and more particularly to an optical element for reducing the reflectance on the surface by a structure and a method for manufacturing the same.
  • the optical element according to the present invention is useful for preventing reflection of a display. Further, it can be applied to uses such as preventing flare in a lens barrel.

Abstract

本発明は、可視光の全ての帯域において反射率を低減する光学素子を提供する。　本発明に係る光学素子は、表面に可視光の波長よりも小さい間隔で、凹部及び凸部のいずれか一方が複数配置され、凹部及び凸部のうちの配置された一方において、凹部及び凸部のうちの配置されなかった一方が形成されたことを特徴とする。凹部の中に凸部が形成されてもよく、凸部上に凹部が形成されてもよい。光学素子の上面から下面までの間で、深さに応じて、水平面による横断平面の中に占める光学素子そのものの横断面積の割合が、光学素子の上面から下面に向かうほど連続的に増加することが望ましい。

Description

光学素子及び光学素子の製造方法
　本発明は、表面での反射率を低減する光学素子、及びその光学素子の製造方法に関する。
　従来、シート状の光学素子表面の反射率を抑えるために、複数積層する膜の夫々の屈折率や厚みを選択する若しくは制御する、という方法が取られてきた。これらの方法では、積層された複数の膜による干渉効果によって反射率を低減している。
　しかしながら、複数の膜を積層する上記の方法では、膜材料の屈折率の選択の限界、若しくは光学設計の限界により、反射率を抑えるのに限度がある。特に、上記方法においては、反射率の波長依存が残り広い波長帯域で反射率を抑制することが困難である。
　シート状の光学素子表面の反射率を抑えるための別のアプローチとして、波長よりも小さい寸法を有する円錐型や釣鐘型の構造体を、光学素子面上に多数配置することが挙げられる。即ち、光の干渉によってではなく、そのような構造体を多数備える物理構造によって反射率を低減する方法が種々、研究・開発されている（例えば、非特許文献１、２、特許文献１～４参照）。
特開２００８－１５８０１３号公報 特開２００８－１７６０７６号公報 特開２００８－３０４６３７号公報 特開２００９－１０９７５５号公報
Ｅｒｉｃ　Ｂ．　Ｇｒａｎｎ，ｅｔ　ａｌ．，Ｊ．　Ｏｐｔｉ．Ｓｏｃ．　Ａｍ．Ａ，Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．２，（１９９５）ｐ．３３３ Ｋａｚｕｙａ　Ｈａｙａｓｈｉｂｅ，　ｅｔ　ａｌ．，　ＳＩＤ　０９　Ｄｉｇｅｓｔ　（２００９），ｐ．３０３
　しかしながら、上記のような、反射率の低減のための構造体を備える光学素子においても、構造体の配置される間隔（ピッチ）と波長の条件によって、反射率低減効果に差が生じる。そのために、反射率の波長分散や入射角依存性が残存する、という問題点がある。つまり、ピッチを狭くすれば波長依存や入射角依存を低減するという効果は拡がるが、構造体を形成し得る小ささの限度により、物理的にピッチを一定以上小さくすることはできない。その結果として、広い波長帯域、例えば可視光の全ての帯域において、反射率を低減せしめる光学素子は、これまで実現されていない。
　本発明は、上記の課題を解決するものであり、広い波長帯域、例えば、可視光の全ての帯域において反射率を低減する光学素子、及びその光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は、上記の問題を解決するために為されたものである。本発明に係る光学素子は、
　　表面に可視光の波長よりも小さい間隔で、凹部及び凸部のいずれか一方が複数配置され、前記凹部及び凸部のうちの配置された一方において、前記凹部及び凸部のうちの配置されなかった他方が形成されたことを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子作製用複製基板の製造方法は、
　表面に可視光の波長よりも小さい間隔で、凹部及び凸部のいずれか一方が複数配置され、前記凹部及び凸部のうちの配置された一方において、前記凹部及び凸部のうちの配置されなかった他方が形成された光学素子のための、光学素子作製用複製基板の製造方法において、
　基板の表面に有機物層を形成する第１の工程と、
　前記有機物層の表面にレジスト層を形成する第２の工程と、
　前記レジスト層にレーザー光を前記基板を移動させながら間欠的に照射して露光する第３の工程と、
　前記レジスト層を現像処理し、エッチングのマスクパターンを形成する第４の工程と、
　前記マスクパターンをマスクとするエッチング処理を行うことで、前記基板の表面に凹凸構造を形成する第５の工程と、
　前記凹凸構造を有する前記基板の表面に、導電膜をスパッタリングし、更に加えて電気鋳造メッキを行なう第６の工程であって、電気鋳造メッキを行なう際に前記凹凸構造の凹部分の空間を電気鋳造メッキで用いる金属が埋め尽くす前に、前記金属が前記凹部分の表面を覆ってしまうように、前記凹部分の開口部の寸法及び前記凹部分の深さが調整されている、第６の工程と、
　前記導電膜部分及び電気鋳造メッキ部分を、前記凹凸構造を有する前記基板の表面から剥離することで、複製基板を作製する第７の工程と
を備える。
　更に、本発明に係る光学素子の製造方法は、
　本発明に係る光学素子作製用複製基板の製造方法で製造された複製基板を用いる光学素子の製造方法であって、
　前記複製基板の表面に溶解した樹脂を塗布する第１の工程と、
　塗布した溶解した樹脂を冷却させ、前記複製基板から剥離することで光学素子を形成する第２の工程と
を備える。
　本発明によれば、広い波長帯域に対して、反射率を低減することができる光学素子を実現できる。
（ａ）第１の実施の形態に係る光学素子の一部の平面図である。（ｂ）（ａ）の平面図に示される光学素子の更に一部についての断面図及び斜視図である。（ｃ）第１の実施の形態に係る光学素子に配置される構造体の斜視図である。 第１の発明の実施の形態に係る光学素子の一部の表面形状を示す写真画像である。 構造体の断面形状を示す写真画像である。（ａ）円柱状の凹部の部分における縦断面を示す画像である。（ｂ）円柱状の凹部と、その中の円錐状の凸部（突出部）との部分における断面を示す画像である。 第１の実施の形態に係る光学素子の反射率特性を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る光学素子のための、原盤を製造する工程と光学素子作製用複製基板を製造する工程を示す図である。 形成されるスタンパの一部の縦断面を示す図である。 スタンパ表面の一部の写真である。 （ａ）第２の実施の形態に係る光学素子の一部の平面図である。（ｂ）（ａ）の平面図に示される光学素子の更に一部についての断面図及び斜視図である。（ｃ）第２の実施の形態に係る光学素子に配置される構造体の斜視図である。
　本発明の実施の形態に係る光学素子は、平面状に多数の微小な構造体を配置して形成されるシート状の光学素子である。個々の構造体は数１００ｎｍのピッチで配置される。
　本発明に係る光学素子を利用することにより、本願発明者は、広い波長帯域で反射率を低減できることを確認している。
＜第１の実施の形態＞
　以下、本発明に係る第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
１．光学素子の構成
　図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る光学素子１の一部の平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の平面図に示される光学素子１の更に一部についての断面図及び斜視図である。更に、図１（ｃ）は、第１の実施の形態に係る光学素子１に配置される構造体２の斜視図である。
　光学素子１は、略透明な材料からなり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示す微小な構造体２が規則正しく多数配置されて形成されている。図１に示す光学素子１では、縦方向にトラックピッチＴｐで、横方向にドットピッチＤｐで、多数の構造体２が配置されている。なお、本明細書では、図１（ａ）における構造体２の横方向の行を「トラック」と称するものとする。
１．１．構造体の構成
　個々の構造体２は、直方体形状の本体部１００と、本体部１００に設けられた円柱状の凹部１０１と、凹部１０１の中に設けられた凸部（以下、「突出部」という）１０２とにより構成される。なお、個々の本体部１００は独立して配置されるのではなく、後で説明するように、本体部１００同士は連続的且つ一体的に形成されている。
　図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示す構造体２では、凹部１０１は円柱状である。即ち、凹部１０１の水平面による横断面の形状は円形である。また、突出部１０２は円錐状である。ここで、凹部１０１の水平面による横断面の形状が三角形や四角形などの多角形であってもよく、突出部１０２が三角錐や四角錘などの多角垂状であってもよい。
　また、図１に示す光学素子１では、構造体２が格子状に配置されているが、各トラック間の構造体の配置は、格子状の配置に制限されるものではなく、千鳥状の配置であってもよい。更に、その他の配置、例えば、ランダム状の配置であってもよい。また、多数配置される構造体２の夫々のサイズ（即ち、凹部１０１の径、突出部の径又は高さ等）も、均一なものでなくてもよい。
１．２．構造体の構成例
　図２は、第１の実施の形態に係る光学素子１の一部の表面形状を示す写真画像である。図２に示す光学素子１は、紫外線硬化樹脂により構成されており、構造体２における凹部１０１は一定のピッチ（本例では、２００ｎｍ）で形成されている。
　光学素子１を形成する基材は透明体であり可視光を透過し得るものである。基材の屈折率は、透明体として存在し得る１から３の間であることが好ましい。また、構造体２における凹部１０１が配置される一定のピッチは、１６０ｎｍ～２５０ｎｍであることが好ましいが、他の間隔であってもよい。
　図３は、光学素子１の構造体２の断面構造を示す写真画像である。図３（ａ）に示す画像は、円柱状の凹部１０１の部分における縦断面を示すものである。図３（ａ）に示される円柱状の凹部１０１の高さは、約３７５ｎｍである。図３（ｂ）に示す画像は、円柱状の凹部１０１と、その中の円錐状の突出部１０２との部分における断面を示すものである。図３（ｂ）に示される円錐状の突出部１０２の高さは、約２２５ｎｍである。なお、ここでの凹部１０１及び突出部１０２の高さは一例である。
２．光学素子の反射率特性
　図４は、第１の実施の形態に係る光学素子１の反射率特性を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸は光の波長、縦軸はその波長での垂直に入射する光の反射率を示す。
　図４においては、比較のため、市販フィルムの反射率特性も併せて示してある。図４に示す市販フィルムは、膜を積層した、従来の反射防止膜を有するタイプのものである。市販フィルムの特性では、可視域（４００ｎｍ～７００ｎｍ）のうち４５０ｎｍ以上の波長では、反射率が抑制される。しかしながら、波長によって反射率の変動（ムラ）がある。特に、４５０ｎｍ以下の短波長や、赤外領域となる７００ｎｍ以上の長波長では、反射率は１％以上であり、その反射防止効果は十分ではない。
　これに対し、第１の実施の形態に係る光学素子１の特性では、全波長域に渡って市販フィルムよりも反射率が低く、即ち、波長に依存することなく反射率が低くなっている。
　第１の実施の形態に係る光学素子１において、構造体２の配置のピッチを、反射率を低減させる光の波長以下のサイズにするのが好ましい。特に、構造体２の配置のピッチを、光学的な分解能の限界とされる波長の半分以下のサイズとすることにより、反射率を抑制する効果が高まる。従って、可視光に対しては、人の目で認識できる波長のうち、長い方の色である赤色の波長の約半分である３００ｎｍ以下であるのが望ましく、更には、人の目による感度が高い緑色の波長の半分以下である２５０ｎｍ以下とするのが望ましい。
　また、構造体２の凹部１０１の深さも深いほど反射率抑制効果は高く、少なくとも２００ｎｍ以上であるのが望ましい。その際、凹部１０１の深さとその中の突出部１０２の高さについては、円柱状の凹部１０１の深さに対して、内側の円錐状の突出部１０２の高さを同じにする、若しくは小さくすることが望ましい。
　また、構造体２の反射率低減効果を高めるには、光学素子１の上面から下面までの間で、深さに応じて、水平面による横断平面の中に占める構造体２の横断面積の割合が連続的に変化することが望ましく、特に、凹部１０１の開口部から奥に向かうほど（即ち、光学素子１の上面から下面に向かうほど）連続的に増加することが望ましい。つまり、光学素子１の上面から下面までの間で、深さに応じて、水平面による横断平面の中に占める光学素子１そのものの横断面積の割合が、連続的に変化すること（特に、凹部１０１の開口部から奥に向かうほど（即ち、光学素子１の上面から下面に向かうほど）連続的に増加すること）が望ましい。そのためには、内側の突出部１０２が、円柱状の凹部１０１の上端から突出しないことが望ましい。
　また、凹部１０１と突出部１０２の形状の組み合わせは、円柱状と円錐状や、四角柱状と四角錘状などでもよいが、光学素子１の上面から下面までの間で、深さに応じて、水平面による横断平面の中に占める構造体２の横断面積の割合が連続的に変化（増加）することが望ましいことから、内側の突出部は略円錐状（円錐状、釣鐘状、富士山形状など）や、略四角錘状などの形状であることがより望ましい。
　また、第１の実施の形態に係る光学素子を、透明な材料ではなく、光を吸収する黒体に近い材料、例えばカーボンブラックを主とする材料で形成することもできる。このような光学素子は、表面反射を抑えた光の吸収体としての性能を有する光学素子となる。つまり、波長に依存せず黒体に近い特性を持つ光学素子が実現され得る。更に、材料が金属、例えばＮｉであっても、その反射率を抑えた光学素子を得ることができる。
３．光学素子の製造方法
　次に、第１の実施の形態に係る光学素子１の製造方法のいくつかの例について説明する。第１の実施の形態に係る光学素子の製造方法は、原盤を製造する工程と、光学素子作製用複製基板を製造する工程と、光学素子を形成する工程とを含む。以下、図面を参照しながら、いくつかの製造方法の例について、これらの工程を説明する。
３．１．第１の例の製造方法
３．１．１．原盤を製造する工程
　図５は、第１の実施の形態に係る光学素子のための、第１の例の製造方法における、原盤を製造する工程と光学素子作製用複製基板を製造する工程を示す図である。まず、図５（ａ）に示すように、基板１１を準備する。この基板１１は、例えば、シリコンウエハなどであればよい。
　次に、図５（ｂ）に示すように、基板１１の表面に有機物層１２を形成する。例えば、有機物層１２として、アクリル樹脂が用いられる。アクリル樹脂の濃度は、例えば４５％でよく、厚さは、例えば４００ｎｍであればよい。
　次に、図５（ｃ）に示すように、レジスト層１３を形成する。レジスト層１３は無機レジストであればよく、無機レジストとしては、ＭｏＷの部分酸化膜などの遷移金属を用いることができる。ＭｏＷの部分酸化膜は３０ｎｍ形成されればよい。このレジスト層１３が、後で示すように、マスクとして作用する。
　次に、図５（ｄ）に示すように、基板１１上のレジスト層１３に、露光ビームとしてレーザー光１４が照射される。第１の例の製造方法においては、光ディスク製造において使用される露光装置を用いて、基板１１を回転させながら露光を行う。このとき、基板１１を半径方向に移動させながら、レーザー光１４を間欠的に照射することで、レジスト層１３が全面にわたって露光される。なお、トラックピッチ（Ｔｐ）が２５０ｍ、ドットピッチ（Ｄｐ）が２５０ｎｍになるように露光がなされればよい。
　レーザー光１４としては、例えば周期的または非周期的に振幅が変化する波形を有するものが用いられる。基板１１の回転と、露光のためのパルスとのタイミングが適宜調節されることにより、露光により形成されるドットを格子状に配置することも、稠密状態に配置することも可能となる。ここで稠密状態に配置するのであれば、上記ドットにより形成される穴の径を「ｒ」とすると、「ｒ」がドットピッチ（Ｄｐ）の７０％以上であるように配置されることが望ましい。なお、光学素子上の広い面積に構造体を形成するのであれば、Ｘ－Ｙ描画装置を用いるのが望ましい。
　次に、図５（ｅ）に示すように、基板１１を回転させながらレジスト層１３上に現像液１５を滴下し、続いて、レジスト層１３を現像処理する。これにより、図５（ｆ）に示すように、エッチングのためのマスクとなるパターンが形成される。第１の例の製造方法では、例えば、現像液として濃度２．３８％のＴＭＡＨが用いられる。
　次に、基板１１の上に形成されたレジスト層１３のパターンをマスクとして、基板１１の上に形成された有機物層１２のエッチング処理を行う。これにより、図５（ｇ）に示すように基板１１上に有機物層１２の穴形状（凹部分）が形成される。エッチング工法としては、例えば、酸素ガスによるドライエッチングにより行われればよい。第１の例の製造方法では、例えば、酸素ガスを用いて流量３００ｓｃｃｍで１分間のエッチングを行う。ここまでの工程により原盤が形成される。
３．１．２．光学素子作製用複製基板を製造する工程
　次に、エッチングを行った図５（ｇ）に示す基板１１上に導電膜１６を形成する。導電膜１６は、例えば、Ｎｉによるスパッタリングにより形成される（図５（ｈ）参照）。更に、図５（ｈ）に示す基板１１に対して、電気鋳造メッキを行う（図５（ｉ）参照）。電気鋳造は、例えばＮｉを用いて行われる。
　図５（ｉ）における導電膜部分及び電気鋳造メッキ部分を基板１１から剥離することにより、図６に示すスタンパ（光学素子作製用複製基板）１８が形成される。
　図６は、形成されるスタンパ１８の一部の縦断面を示す図である。また、図７は、スタンパ１８表面の一部の写真画像である。
　図５（ｉ）に示す電気鋳造メッキを行なう際、原盤の穴（凹部分）の空間をＮｉが埋め尽くす前に、Ｎｉが穴の表面を覆ってしまうように、穴（凹部分）の開口部の寸法及び穴（凹部分）の深さを調整しておくことが必要である。つまり、穴（凹部分）の空間の容積に対して、穴（凹部分）の中に入るＮｉの体積が小さくなるように、穴（凹部分）の開口部の寸法及び穴（凹部分）の深さを調整しておくことが必要である。このようにすることで、図６に示すように形成されるスタンパ１８を構成する基板構造体２０の形状は、単なる円柱状ではなく、不足したＮｉにより中心部に窪み２２を有する円柱状となる。
３．１．３．光学素子を形成する工程
　以上のようにして作成したスタンパ１８を用いて光学素子１が形成される。具体的には、スタンパ１８に、溶解した樹脂を塗布し、塗布した樹脂を冷却させた後、スタンパ１８から剥離することで光学素子１１が形成される。スタンパ１８からの剥離性を確保するため、樹脂は、冷却後も弾性が残る材料であることが望ましい。第１の例の製造方法では、樹脂としてＰＣ等を用いる。
３．２．第２の例の製造方法
　第１の実施の形態に係る光学素子１の、第２の例の製造方法について説明する。第２の例の製造方法は、基本的に第１の例の製造方法と同様のものであり、原盤を製造する工程と、光学素子作製用複製基板を製造する工程と、光学素子を形成する工程とを含む。第１の例の製造方法の場合と同様に図５を用いて、これらの工程を説明する。
３．２．１．原盤を製造する工程
　図５（ａ）に示すように、基板１１を準備する。この基板１１は、例えば、石英基板、ナトリウムガラスなどであればよい。
　次に、図５（ｂ）に示すように、基板１１の表面に有機物層１２を形成する。例えば、有機物層１２としては、ノボラック樹脂や化学増幅型レジストなどが用いられる。
　次に、図５（ｃ）に示すように、レジスト層１３を形成する。レジスト層１３は無機レジストであればよく、無機レジストとしては、ＴｅＰｄの酸化物を用いることができる。ＴｅＰｄの酸化物は厚さ４０ｎｍの膜として形成されればよい。このレジスト層１３が、マスクとして作用する。
　次に、図５（ｄ）に示すように、基板１１上のレジスト層１３に、露光ビームとしてレーザー光１４が照射される。第２の例の製造方法においても、光ディスク製造において使用される露光装置を用いて、基板１１を回転させながら露光を行う。第２の例の製造方法では、トラックピッチ（Ｔｐ）が２００ｍ、ドットピッチ（Ｄｐ）が２００ｎｍになるように露光がなされる。
　次に、図５（ｅ）に示すように、基板１１を回転させながらレジスト層１３上に現像液１５を滴下し、続いて、レジスト層１３を現像処理する。これにより、図５（ｆ）に示すように、エッチングのためのマスクとなるパターンが形成される。第２の例の製造方法においては、例えば、現像液として無機現像液（ロームアンドハース製）が用いられる。
　次に、基板１１の上に形成されたレジスト層１３のパターンをマスクとして、基板１１の上に形成された有機物層１２のエッチング処理を行う。これにより、図５（ｇ）に示すように基板１１上に有機物層１２の穴形状（凹部分）が形成される。エッチング工法としては、例えばアルゴンガスによるドライエッチングにより行われればよい。第２の例の製造方法では、例えば、アルゴンガスを用いて流量４００ｓｃｃｍで５分間のエッチングを行う。ここまでの工程により原盤が形成される。
３．２．２．光学素子作製用複製基板を製造する工程
　エッチングを行った図５（ｇ）に示す基板１１上に導電膜１６を形成する。導電膜１６は、例えば、Ｎｉの部分酸化膜によるスパッタリングにより形成される（図５（ｈ）参照）。更に、図５（ｈ）に示す基板１１に対して、電気鋳造メッキ１７を行う（図５（ｉ）参照）。電気鋳造は、例えば、Ｎｉを用いて行われる。
　図５（ｉ）に示す導電膜部分及び電気鋳造メッキ部分を基板１１から剥離することにより、図６に示すスタンパ（光学素子作製用複製基板）１８が形成される。
３．２．３．光学素子を形成する工程
　以上のようにして作成したスタンパ１８を用いて光学素子１が形成される。具体的には、スタンパ１８に、ＵＶ硬化樹脂を塗布し、塗布したＵＶ硬化樹脂をＵＶ光にて硬化させた後、スタンパ１８から剥離することで光学素子１が形成される。スタンパ１８からの剥離性を確保するため、ＵＶ硬化樹脂は、冷却後も弾性が残る材料であることが望ましい。第２の例の製造方法では、ＵＶ硬化樹脂としてＰＭＭＡ等を用いる。
３．３．第３の例の製造方法
　第１の実施の形態に係る光学素子１の、第３の例の製造方法について説明する。第３の例の製造方法も、基本的に第１の例の製造方法と同様のものであり、原盤を製造する工程と、光学素子作製用複製基板を製造する工程と、光学素子を形成する工程とを含む。第１の例の製造方法の場合と同様に図５を用いて、これらの工程を説明する。
３．３．１．原盤を製造する工程
　基板１１を準備する工程（図５(ａ））、及び有機物層１２を形成する工程（図５（ｂ））が、第２の例の製造方法と同様に行なわれる。
　次に、図５（ｃ）に示すように、レジスト層１３を形成する。レジスト層１３は無機レジストであればよく、無機レジストとしては、Ｎｉを用いることができる。Ｎｉは厚さ４０ｎｍの膜として形成されればよい。このレジスト層１３が、マスクとして作用する。
　次に、レジスト層１３にレーザー光１４が照射される工程（図５（ｄ））及びレジスト層１３を現像処理する工程（図５（ｅ））も、第２の例の製造方法と同様に行なわれる。
　次に、基板１１の上に形成されたレジスト層１３のパターンをマスクとして、基板１１の上に形成された有機物層１２のエッチング処理を行う。これにより、図５（ｇ）に示すように基板１１上に有機物層１２の穴形状（凹部分）が形成される。エッチング工法としては、例えばＣＨＦ３によるドライエッチングにより行われればよい。第３の例の製造方法では、例えば、ＣＨＦ３を用いて流量４００ｓｃｃｍで３分間のエッチングを行う。ここまでの工程により原盤が形成される。
３．３．２．光学素子作製用複製基板を製造する工程
　エッチングを行った基板１１上に導電膜１６及び電気鋳造メッキ１７を形成し（図５（ｈ）、（ｉ））、形成された導電膜部分及び電気鋳造メッキ部分を基板１１から剥離することにより、スタンパ（光学素子作製用複製基板）１８が形成される（図６）工程も、第２の例の製造方法と同様に行なわれる。
３．３．３．光学素子を形成する工程
　以上のようにして作成したスタンパ１８を用いて光学素子１が形成される。具体的には、スタンパ１８を金型として用いて、射出成形を行うことにより光学素子１が形成される。スタンパ１８からの剥離性を確保するため、射出成形の樹脂は、剥離時にも弾性が残る材料であることが望ましい。第３の例の製造方法では、射出形成の樹脂としてＰＥＴ等を用いる。
３．４．その他の製造方法
　第１の実施の形態に係る光学素子の製造方法は、以上のものに限定されない。例えば、（ＵＶ硬化樹脂等の）樹脂の背面にシートを配し、シートに紫外線硬化樹脂が残るようにしてスタンパ１８から樹脂及びシートを剥離することでも、光学素子を形成することができる。
＜第２の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、構造体２は、直方体形状の本体部１００と、本体部１００に設けられた円柱状の凹部１０１と、凹部１０１の中に設けられた凸部（突出部）１０２とにより形成したが、別の形状であっても単体の円柱形状や円錐形状よりも微細な構造であれば、その形状に捉われず同様の効果を得ることができる。
　図８（ａ）は、第２の実施の形態に係る光学素子１’の一部の平面図である。図８（ｂ）は、図８（ｂ）の平面図に示される光学素子１’の更に一部についての断面図及び斜視図である。更に、図８（ｃ）は、第２の実施の形態に係る光学素子１’に配置される構造体２’の斜視図である。
　図８に示す第２の実施の形態に係る光学素子１’では、構造体２’が、図１に示す第１の実施の形態に係る光学素子１における構造体２と、凹部と凸部が逆転した形状となっている。
　第２の実施の形態に係る光学素子１’も略透明な材料からなり、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す微小な構造体２’が、縦方向にトラックピッチＴｐで横方向にドットピッチＤｐで、規則正しく多数配置されている。
　個々の構造体２’は、凸部１０１’と、凸部１０１’の表面から内部に設けられた凹部（以下、「窪み」という）１０２’とにより構成される。更に構造体２’は、構造体２’と同じ材料からなる平面状シート１０３’上に配置される。
　図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す構造体２’では、凸部１０１’は円柱状である。また、窪み１０２’は円錐状であるが、円錐を逆さにした形状である。つまり、窪み１０２’は、構造体２’の上面の開口部において横断面積が大きく、構造体２’の下面に向かうにつれて横断面積が小さくなっている。更に、窪み１０２’の深さは、凸部１０１’の高さよりも小さい。
　凸部１０１’は、三角柱状や四角柱状などの多角柱状であってもよい。窪み１０２’は、三角錘状や四角錘状などの多角錘状であってもよい。また、図８に示す光学素子１’では、構造体２’が格子状に配置されているが、各トラック間の構造体２’の配置は、格子状の配置に制限されるものではなく、千鳥状の配置やその他の配置であってもよい。
　図８に示す第２の実施の形態に係る光学素子１’は、前述の第１の実施の形態に係る光学素子１のための、第１～第３の例の製造方法に対して、図６に示すスタンパ１８の凹凸を逆転させたスタンパを作成する工程を加えた製造方法により、製造されるものである。このような構成の第２の実施の形態に係る光学素子１’は、第１の実施の形態に係る光学素子１と同様に、反射率を低減する効果を得ることができる。
＜まとめ＞
　以上のように、本発明の実施の形態に係る光学素子は、平面状に多数の微小な構造体を配置して形成される。このため、実施の形態に係る光学素子は、広い波長帯域に関して反射率を低減できるものとなっている。
　本発明は、表面の構造体によってその光学特性を制御する光学素子及びその製造方法に関し、特に、表面での反射率を構造体により低減する光学素子及びその製造方法に関する。本発明に係る光学素子は、ディスプレイの反射防止等として有用である。またレンズ鏡筒のフレア防止等の用途にも応用できる。
１、１’・・・光学素子、２、２’・・・構造体、１１・・・基板、１２・・・有機物層、１３・・・レジスト層、１４・・・レーザー光、１５・・・現像液、１６・・・導電膜、１７・・・電気鋳造メッキ、１８・・・スタンパ。

Claims (20)

  1. 　表面に可視光の波長よりも小さい間隔で、凹部及び凸部のいずれか一方が複数配置され、前記凹部及び凸部のうちの配置された一方において、前記凹部及び凸部のうちの配置されなかった他方が形成されたことを特徴とする光学素子。
  2. 　前記凹部の中に前記凸部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  3. 　前記凹部の水平面による横断面の形状が、円形又は多角形であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
  4. 　前記凸部が、円錐状又は多角垂状であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
  5. 　前記凹部の深さが、前記凸部の高さより大きいことを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
  6. 　前記凸部上に前記凹部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  7. 　前記凸部が、円柱状又は多角柱状であることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
  8. 　前記凹部が、円錐状又は多角錘状である請求項６に記載の光学素子。
  9. 　前記凸部の高さが、前記凹部の深さより大きいことを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
  10. 　前記複数配置された凹部又は凸部が、格子状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  11. 　前記複数配置された凹部又は凸部の、配置されるドットピッチ（Ｄｐ）に対する、前記凹部又は凸部の径（ｒ）の比率が、７０％以上であるように、前記凹部又は凸部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  12. 　前記配置された凹部又は凸部の配置の間隔が、２５０ｎｍ以下１６０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  13. 　前記光学素子を形成する基材が、可視光を透過可能であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  14. 　前記基材の屈折率が１から３の間にあることを特徴とする請求項１３に記載の光学素子。
  15. 　前記光学素子を形成する基材が、光を吸収する略黒体であり、光の反射を抑えて光を吸収することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  16. 　前記光学素子の上面から下面までの間で、深さに応じて、水平面による横断平面の中に占める前記光学素子そのものの横断面積の割合が、前記光学素子の上面から下面に向かうほど連続的に増加することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  17. 　表面に可視光の波長よりも小さい間隔で、凹部及び凸部のいずれか一方が複数配置され、前記凹部及び凸部のうちの配置された一方において、前記凹部及び凸部のうちの配置されなかった他方が形成された光学素子のための、光学素子作製用複製基板の製造方法において、
    　基板の表面に有機物層を形成する第１の工程と、
    　前記有機物層の表面にレジスト層を形成する第２の工程と、
    　前記レジスト層にレーザー光を前記基板を移動させながら間欠的に照射して露光する第３の工程と、
    　前記レジスト層を現像処理し、エッチングのマスクパターンを形成する第４の工程と、
    　前記マスクパターンをマスクとするエッチング処理を行うことで、前記基板の表面に凹凸構造を形成する第５の工程と、
    　前記凹凸構造を有する前記基板の表面に、導電膜をスパッタリングし、更に加えて電気鋳造メッキを行なう第６の工程であって、電気鋳造メッキを行なう際に前記凹凸構造の凹部分の空間を電気鋳造メッキで用いる金属が埋め尽くす前に、前記金属が前記凹部分の表面を覆ってしまうように、前記凹部分の開口部の寸法及び前記凹部分の深さが調整されている、第６の工程と、
    　前記導電膜部分及び電気鋳造メッキ部分を、前記凹凸構造を有する前記基板の表面から剥離することで、複製基板を作製する第７の工程と
    を備える光学素子作製用複製基板の製造方法。
  18. 　請求項１７記載の光学素子作製用複製基板の製造方法で製造された複製基板を用いる光学素子の製造方法であって、
    　前記複製基板の表面に溶解した樹脂を塗布する第１の工程と、
    　塗布した溶解した樹脂を冷却させ、前記複製基板から剥離することで光学素子を形成する第２の工程と
    を備える光学素子の製造方法。
  19. 　請求項１７記載の光学素子作製用複製基板の製造方法で製造された複製基板を用いる光学素子の製造方法であって、
    　前記複製基板の表面にＵＶ硬化樹脂を塗布する第１の工程と、
    　塗布したＵＶ硬化樹脂を硬化させ、前記複製基板から剥離することで光学素子を形成する第２の工程と
    を備えた光学素子の製造方法。
  20. 　請求項１７記載の光学素子作製用複製基板の製造方法で製造された複製基板を用いる光学素子の製造方法であって、
    　前記複製基板を金型として射出成形を行う第１の工程
    を備えた光学素子の製造方法。
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