光學元件及其制造方法、顯示元件及投射型圖像顯示裝置制造方法
【專利摘要】具有波長帶特性及入射角度特性優(yōu)異的防反射性能的光學元件，具備：基體；以及在基體的表面以光的波長以下的細微間距配置多個的、由凸部構(gòu)成的構(gòu)造體。各構(gòu)造體為具有矩形狀的底面的四角錐形狀或四角錐臺形狀，形成矩形狀的底面的四邊向該底面的中心彎曲。
【專利說明】光學元件及其制造方法、顯示元件及投射型圖像顯示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 確切地說本技術(shù)涉及光學元件及其制造方法、具備該光學元件的顯示元件以及投 射型圖像顯示裝置。詳細而言，涉及具有防反射功能的光學元件。

【背景技術(shù)】
[0002] 確切地說在專利文獻1中，光學元件(透鏡)的至少一個光學面為非球面。而且，構(gòu) 成為在該非球面的光線有效部的至少一部分形成包含與光學元件的基體材料不同的成分 且具有平均間距為400nm以下的細微凹凸構(gòu)造的防反射構(gòu)造體。即，細微凹凸構(gòu)造的間距 在使用波長的范圍內(nèi)，與折射率從空氣向基體材料逐漸變化的膜等效，光學元件對波長帶 特性及入射角度特性具有優(yōu)異的防反射性能。
[0003] 確切地說再者，在專利文獻1中，細微凹凸構(gòu)造由包含與光學元件不同的成分的、 化學耐久性優(yōu)異的無機物(例如鋁或氧化鋁）構(gòu)成。因此，具有細微凹凸構(gòu)造的防反射構(gòu)造 體不僅抑制光學元件的界面上的反射，而且還保護光學元件的基體材料，能夠抑制燒傷、模 糊不清的發(fā)生。
[0004] 確切地說此外，作為平均間距400nm以下的細微凹凸構(gòu)造的形成方法，采用利用 溶膠一凝膠法將包含氧化鋁的溶液涂敷到透鏡表面而形成被膜，通過將該被膜浸漬于40°C 以上KKTC以下的溫水而形成細微凹凸構(gòu)造的方法。依據(jù)該方法，也能比較廉價地形成大面 積且曲率大的非球面等的光學元件表面。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻 確切地說專利文獻1 :日本特開2010 - 191074號公報。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的課題 確切地說如上所述，近年來，希望具有波長帶特性及入射角度特性優(yōu)異的防反射性能 的光學兀件。
[0007] 確切地說因此，本技術(shù)的目的在于提供具有波長帶特性及入射角度特性優(yōu)異的防 反射功能的光學元件及其制造方法、具備該光學元件的顯示元件以及投射型圖像顯示裝 置。
[0008] 用于解決課題的方案 確切地說為了解決上述課題，第1技術(shù)為一種具有防反射功能的光學元件，具備： 基體；和 在基體的表面以光的波長以下的細微間距配置多個的、由凸部構(gòu)成的構(gòu)造體， 構(gòu)造體為具有矩形狀的底面的四角錐形狀或四角錐臺形狀， 形成矩形狀的底面的四邊，向該底面的中心彎曲。
[0009] 確切地說第2技術(shù)為一種具有防反射功能的光學元件的制造方法，包括：將膜母 盤的形狀轉(zhuǎn)印到有機樹脂材料，形成在基體的表面以光的波長以下的細微間距配置多個 的、由凸部構(gòu)成的構(gòu)造體， 構(gòu)造體為具有矩形狀的底面的四角錐形狀或四角錐臺形狀， 形成矩形狀的底面的四邊，向該底面的中心彎曲。
[0010] 確切地說本技術(shù)中，由于在基體的表面以光的波長以下的細微間距配置多個由凸 部構(gòu)成的構(gòu)造體，所以能夠得到波長帶特性及入射角度特性優(yōu)異的防反射功能。
[0011] 發(fā)明效果 確切地說如以上說明的那樣，依據(jù)本技術(shù)，能夠提供具有波長帶特性及入射角度特性 優(yōu)異的防反射功能的光學元件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 確切地說圖1中圖IA是示出本技術(shù)的第1實施方式所涉及的光學元件的結(jié)構(gòu)的 一個例子的平面圖；圖IB是放大表示圖IA所示的光學元件的一部分的平面圖；圖IC是圖 IB的徑跡T1、T3、……上的截面圖； 圖2是示出光學元件的構(gòu)造體的形狀例的立體圖； 圖3中圖3A是示出膜母盤的結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖；圖3B是放大表示圖3A所示的 膜母盤的一部分的平面圖；圖3C是圖3A的徑跡T1、T3、……上的截面圖； 圖4中圖4A是示出滾筒母盤的結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖；圖4B是放大表示圖4A所示 的滾筒母盤的一部分的平面圖；圖4C是圖4A的徑跡T1、T3、……上的截面圖； 圖5是示出用于制作滾筒母盤的滾筒母盤曝光裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的概略圖； 圖6中圖6A?圖6D是用于說明本技術(shù)的第1實施方式所涉及的光學元件的制造工序 的工序圖； 圖7中圖7A?圖7C是用于說明本技術(shù)的第1實施方式所涉及的光學元件的制造工序 的工序圖； 圖8中圖8A、圖8B是用于說明本技術(shù)的第1實施方式所涉及的光學元件的制造工序的 工序圖； 圖9是示出第1變形例所涉及的光學元件的結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖； 圖10中圖IOA是示出第2變形例所涉及的光學元件的結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖；圖 IOB是放大表示圖IOA所示的光學元件的一部分的平面圖；圖IOC是圖IOB的徑跡T1、 T3、……上的截面圖； 圖11中圖IlA是示出第3變形例所涉及的光學元件的結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖；圖 IlB是放大表示圖IlA所示的光學元件的一部分的平面圖；圖IlC是圖IlB的徑跡T1、 T3、……上的截面圖； 圖12是示出光學元件的構(gòu)造體的形狀例的立體圖； 圖13是示出本技術(shù)的第2實施方式所涉及的光學元件的折射率分布的一個例子的 圖； 圖14是示出構(gòu)造體的形狀的一個例子的截面圖； 圖15中圖15A?圖15C是用于說明變化點的定義的圖； 圖16是示出變形例所涉及的光學元件的構(gòu)造體的形狀的一個例子的截面圖； 圖17是示出本技術(shù)的第3實施方式所涉及的光學元件的折射率分布的一個例子的 圖； 圖18是示出構(gòu)造體的形狀的一個例子的放大截面圖； 圖19中圖19A?圖19C是用于說明變化點的定義的圖； 圖20是示出本技術(shù)的第4實施方式所涉及的投影儀裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖； 圖21是放大表示圖20所示的液晶面板112B及其附近的概略圖； 圖22是示出實施例1 一 1?1 一 3的光學元件的反射光譜的圖； 圖23是示出比較例1 一 1、1 一 2的光學元件的反射光譜的圖； 圖24是示出實施例2 - 1?2 - 5的光學元件的透射光譜的圖。

【具體實施方式】
[0013] 確切地說一邊參照附圖一邊按照以下順序說明本技術(shù)的實施方式。
[0014] 1?第1實施方式(光學元件的第1例） 2. 第2實施方式(光學元件的第2例） 3. 第3實施方式(光學元件的第3例） 4. 第4實施方式(投影儀裝置的例） 確切地說< 1.第1實施方式>
[光學兀件的結(jié)構(gòu)] 圖IA是示出本技術(shù)的第1實施方式所涉及的光學元件的結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖。圖 IB是放大表示圖IA所示的光學元件的一部分的平面圖。圖IC是圖IB的徑跡T1、T3、…… 上的截面圖。在此，將光學元件1的主面的面內(nèi)互相正交的2個方向分別稱為X軸方向及 Y軸方向，與該主面垂直的方向稱為Z軸方向。
[0015] 確切地說該光學元件1適合用于在電子設(shè)備、光通信(光纖)、太陽能電池、照明裝 置等中使用的各種光學部件。作為電子設(shè)備，特別優(yōu)選用于投影儀裝置(投射型圖像顯示 裝置)、更具體而言投影儀裝置所具備的液晶顯示元件。作為光學部件，可舉出偏振元件、透 鏡、導光板、窗材、顯示元件等。作為偏振元件，可舉出例如偏振鏡、反射型偏振鏡等。
[0016] 確切地說光學元件1具備：具有主面的基體2 ;和配置在該基體2的主面的多個構(gòu) 造體3。構(gòu)造體3和基體2另行成形或一體成形。在構(gòu)造體3和基體2另行成形的情況下， 也可以根據(jù)需要在構(gòu)造體3與基體2之間還具備基底層4?；讓?是在構(gòu)造體3的底面 側(cè)與構(gòu)造體3 -體成形的層，硬化與構(gòu)造體3同樣的能量線硬化性樹脂組合物等而成。光 學元件1優(yōu)選具有撓性。由此，便于對顯示面或輸入面等的表面應(yīng)用光學元件1。
[0017] 以下，依次說明光學元件1所具備的基體2及構(gòu)造體3。
[0018] 確切地說(基體） 基體2是例如具有透明性的基體。作為基體2的材料，能夠采用例如塑料材料等的有 機材料、玻璃等的無機材料，出于耐光性的觀點，優(yōu)選采用玻璃等的無機材料。
[0019] 確切地說作為玻璃，使用例如鈉石灰玻璃、鉛玻璃、硬質(zhì)玻璃、石英玻璃、液晶化玻 璃等(參照"化學手冊(化學便覧)"基礎(chǔ)篇，P. I - 537,日本化學會編)。作為塑料材料，出 于透明性、折射率及分散等的光學特性，而且出于抗沖擊性、耐熱性及耐久性等諸特性的觀 點，優(yōu)選聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和其他烷基（甲基）丙烯酸酯、與苯乙烯等的乙 烯單體的共聚物等等的（甲基)丙烯類樹脂；聚碳酸酯、二甘醇雙烯丙基碳酸酯（CR - 39)等 的聚碳酸酯類樹脂；（溴化）雙酚A型的二（甲基）丙烯酸酯的單獨聚合物或共聚物、（溴化） 雙酚A單（甲基)丙烯酸酯的氨基甲酸酯改性單體的聚合物及共聚物等等的熱硬化性（甲基） 丙烯類樹脂；聚酯特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯及不飽和聚酯、丙烯 腈一苯乙烯共聚物、聚氯化乙烯、聚氨基甲酸酯、環(huán)氧樹脂、聚芳酯、聚醚砜、聚醚酮、環(huán)烯烴 聚合物(商品名：ARTON，ZEONOR)、環(huán)烯烴共聚物等。另外，也可以使用考慮節(jié)耐熱性的芳香 族聚酰胺類樹脂。
[0020] 確切地說基體2使用塑料材料的情況下，為了進一步改善塑料表面的表面能量、 涂敷性、滑動性、平面性等，作為表面處理設(shè)置下涂層也可。作為該下涂層，可舉出例如有機 烷氧基金屬化合物、聚酯、丙烯改性聚酯、聚氨基甲酸酯等。另外，為了得到與設(shè)置下涂層同 樣的效果，也可以對基體2的表面進行電暈放電、UV照射處理等。
[0021] 確切地說基體2為塑料膜的情況下，基體2可以通過例如將上述樹脂延伸、或在溶 劑中稀釋后以膜狀成膜并乾燥等的方法獲得。另外，基體2的厚度為例如25 y m?500 y m 左右。
[0022] 確切地說作為基體2的形狀，可舉出例如膜狀、平板狀、塊狀，但是并不特別限定 于這些形狀。在此，定義膜狀含有片狀。
[0023] 確切地說(構(gòu)造體） 構(gòu)造體3例如對基體2的表面具有凸形狀。通過做成這樣的形狀，與對基體2的表面 具有凹形狀的情況相比能夠提高防反射特性。多個構(gòu)造體3具有如在基體2的表面構(gòu)成多 列徑跡T1、T2、T3、……（以下也總稱為"徑跡T"。）這樣的配置方式。本技術(shù)中，徑跡是指 構(gòu)造體3成列而連續(xù)的部分。作為徑跡T的形狀，能夠采用直線狀、圓弧狀等。
[0024] 確切地說構(gòu)造體3例如配置在鄰接的兩個徑跡T之間偏移半個間距的位置。具體 而言，在鄰接的兩個徑跡T之間，排列在一個徑跡(例如Tl)的構(gòu)造體3的中間位置(偏移半 個間距的位置)，配置有另一個徑跡(例如T2)的構(gòu)造體3。其結(jié)果是，如圖IB所示，以在鄰 接的3列徑跡（Tl?T3)之間形成構(gòu)造體3的中心位于al?a4各點的四方格子圖案或準 四方格子圖案的方式配置有構(gòu)造體3。也可以使各構(gòu)造體3獨立，而使鄰接的徑跡T的構(gòu)造 體3的下部彼此在± 0方向不相連。
[0025] 確切地說在此，四方格子是指正方形形狀的格子。準四方格子與正方形形狀的格 子不同，是指變形的正方形形狀的格子。例如，構(gòu)造體3配置在直線上的情況下，準四方格 子是指將正方形形狀的格子沿直線狀的排列方向(徑跡方向)拉伸變形的四方格子。構(gòu)造體 3曲折(蛇行）排列的情況下，準四方格子是指使正方形形狀的格子隨構(gòu)造體3的曲折排列 而變形的四方格子，或者將正方形形狀的格子沿直線狀的排列方向（徑跡方向）拉伸變形， 且，隨構(gòu)造體3的曲折排列而變形的四方格子。
[0026] 確切地說優(yōu)選同一徑跡內(nèi)構(gòu)造體3的配置間距Pl長于鄰接的兩個徑跡間構(gòu)造體 3的配置間距P2。另外，優(yōu)選相對于徑跡T在±0方向的構(gòu)造體3的高度或深度，小于其 他方向的構(gòu)造體3的高度或深度。更具體而言，優(yōu)選相對于徑跡在±45度方向或土約45 度方向上的構(gòu)造體3的高度或深度，小于徑跡的延伸方向上的構(gòu)造體3的高度或深度。
[0027] 確切地說優(yōu)選相對于徑跡的延伸方向傾斜的構(gòu)造體3的排列方向（0方向）的高 度H2,小于徑跡的延伸方向上的構(gòu)造體3的高度H1。即，優(yōu)選構(gòu)造體3的高度Hl、H2滿足 Hl > H2的關(guān)系。
[0028] 確切地說基體表面的構(gòu)造體3的填充率在設(shè)上限為100%時，處于65%以上、優(yōu)選 為73%以上、更優(yōu)選為86%以上的范圍內(nèi)。填充率通過設(shè)在這樣的范圍，能夠提高防反射 特性。
[0029] 確切地說在此，構(gòu)造體3的填充率(平均填充率）為如下那樣求得的值。
[0030] 首先，用掃描型電子顯微鏡（SEM :Scanning Electron Microscope)俯視光學元件 1的表面而攝影。接著，從攝影到的SEM照片隨意選出單位格子Uc，測定該單位格子Uc的 配置間距Pl及徑跡間距Tp (參照圖8B)。另外，通過圖像處理測定該單位格子Uc所包含 的4個構(gòu)造體3的任意底面的面積S。接著，利用測定的配置間距P1、徑跡間距Tp及底面 的面積S，由以下的式（4)求出填充率。
[0031] 填充率=(S (tetra)/S (unit)) X 100 ...... (4); 單位格子面積：S (unit) = 2X ((PlXTp)X (1/2)) = PlXTp; 單位格子內(nèi)存在的構(gòu)造體的底面的面積：S (tetra) = S。
[0032] 確切地說對于從攝影到的SEM照片隨意選出的10處的單位格子進行上述的填充 率算出的處理。而且，將測定值單純地平均(算術(shù)平均)而求出填充率的平均率，將它設(shè)為基 體表面中構(gòu)造體3的填充率。
[0033] 確切地說構(gòu)造體3具有矩形狀的底面，并且形成矩形的四邊向該矩形的中心彎 曲。作為彎曲的四邊的形狀，可舉出例如圓弧狀、大致圓弧狀、橢圓弧狀或大致橢圓弧狀。在 此，大致圓弧狀是指相對于數(shù)學上定義的完整的圓弧狀，帶有一些變形。大致橢圓弧狀是指 相對于數(shù)學上定義的完整的橢圓弧狀，帶有一些變形。
[0034] 確切地說作為構(gòu)造體3的底面形狀即矩形狀，可舉出例如具有大致相等長度的四 邊的矩形狀、具有對置的一組長邊和對置的一組短邊的矩形狀等。在利用后述的滾筒母盤 曝光裝置(參照圖5)制作滾筒母盤的情況下，當構(gòu)造體3的底面形狀為具有長邊和短邊的 矩形狀時，優(yōu)選長邊與徑跡平行。這是因為構(gòu)造體3的制作變得容易。
[0035] 確切地說作為具有矩形狀的底面的構(gòu)造體3的形狀，例如，如圖2所示，可舉出四 角錐形狀或四角錐臺形狀等的錐體狀。作為錐體狀，可舉出例如頂部弄尖的錐體形狀、頂部 平坦的錐體形狀、在頂部具有凸狀或凹狀的曲面的錐體形狀，但并不限定于這些形狀。作為 在頂部具有凸狀的曲面的錐體形狀，可舉出拋物面狀等的2次曲面狀等。另外，也可以使錐 體狀的錐面彎曲成凹狀和/或凸狀。
[0036] 確切地說構(gòu)造體3優(yōu)選在其底部的周緣部具有從頂部向下部的方向平穩(wěn)地高度 下降的曲面部。這是因為在光學元件1的制造工序中能夠從母盤等容易剝離光學元件1。 此外，曲面部也可以僅在構(gòu)造體3的周緣部的一部分設(shè)置，但是出于提高上述剝離特性的 觀點，優(yōu)選在構(gòu)造體3的周緣部的全部設(shè)置。
[0037] 確切地說優(yōu)選在構(gòu)造體3的周圍的一部分或全部設(shè)置突出部。因為這樣就在構(gòu)造 體3的填充率較低的情況下也能將反射率抑制得較低。突出部出于成形的容易度的觀點， 優(yōu)選設(shè)置在相鄰的構(gòu)造體3之間。另外，也可以將細長的突出部設(shè)置在構(gòu)造體3的周圍的 整體或其一部分。該細長的突出部例如可為從構(gòu)造體3的頂部向下部的方向延伸，但不特 別限于此。作為突出部的形狀，可舉出截面三角形狀及截面四角形狀等，但并不特別限定于 這些形狀，可以考慮成形的容易度等而加以選擇。另外，也可以使構(gòu)造體3周圍的一部分或 全部的表面粗糙，從而形成細微的凹凸。具體而言例如使相鄰的構(gòu)造體3之間的表面粗糙， 從而形成細微的凹凸也可。另外，在構(gòu)造體3的表面、例如頂部形成微小的孔也可。
[0038] 確切地說此外，在圖2中，各構(gòu)造體3分別具有相同的大小、形狀及高度，但是構(gòu)造 體3的形狀并不限定于此，也可以在基體表面形成具有2種以上的大小、形狀及高度的構(gòu)造 體3。
[0039] 確切地說構(gòu)造體3例如按以降低反射為目的的光的波長帶以下的較短的配置間 距有規(guī)則地(周期性地）二維配置。通過這樣將多個構(gòu)造體3二維排列，在基體2的表面形 成二維的波面也可。在此，配置間距是指配置間距Pl及配置間距P2。以降低反射為目的的 光的波長帶是例如紫外光的波長帶、可見光的波長帶或紅外光的波長帶。在此，紫外光的波 長帶是指IOnm?360nm的波長帶；可見光的波長帶是指360nm?830nm的波長帶；紅外光 的波長帶是指830nm?Imm的波長帶。具體而言，配置間距優(yōu)選為175nm以上350nm以下。 若配置間距小于175nm，則有構(gòu)造體3的制作變得困難的傾向。另一方面，若配置間距超過 350nm，則有發(fā)生可見光的衍射的傾向。
[0040] 確切地說構(gòu)造體3的高度無特別限定，按照透射的光的波長區(qū)域而適當設(shè)定，例 如設(shè)定在236nm以上450nm以下、優(yōu)選為415nm以上421nm以下的范圍內(nèi)。
[0041] 確切地說構(gòu)造體3的高寬比（高度H/配置間距P)優(yōu)選為0. 6以上5以下、更優(yōu)選 為0.6以上4以下、最優(yōu)選為0.6以上1.5以下的范圍內(nèi)。若高寬比小于0.6,則有反射特 性及透射特性下降的傾向。另一方面，若高寬比超過5,則對母盤進行氟涂敷等，向轉(zhuǎn)印樹脂 添加硅酮類添加劑或氟類添加劑等的添加劑等而實施提高脫模性的處理的情況下，也有轉(zhuǎn) 印性下降的傾向。另外，在高寬比超過4的情況下，由于視見反射率無大的變化，考慮視見 反射率的提高和脫模性的容易度這兩方面的觀點的情況下，高寬比優(yōu)選為4以下。若高寬 比超過1. 5,不像上述那樣實施提高脫模性的處理的情況下，有轉(zhuǎn)印性下降的傾向。
[0042] 確切地說另外，出于進一步提高反射特性的觀點，構(gòu)造體3的高寬比優(yōu)選設(shè)定在 0. 94以上1. 46以下的范圍內(nèi)。另外，出于進下提高透射特性的觀點，構(gòu)造體3的高寬比優(yōu) 選設(shè)定在0. 81以上1. 28以下的范圍內(nèi)。
[0043] 確切地說此外，構(gòu)造體3的高寬比并不限于全部相同的情況，也可以構(gòu)成為各構(gòu) 造體3具有一定的高度分布(例如高寬比0. 83?1. 46左右的范圍）。通過設(shè)置具有高度分 布的構(gòu)造體3,能夠降低反射特性的波長依賴性。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有優(yōu)異的防反射特性的 光學兀件1。
[0044] 確切地說在此，高度分布是指在基體2的表面設(shè)有具有2種以上的高度的構(gòu)造體 3。例如，在基體2的表面設(shè)置具有成為基準的高度的構(gòu)造體3和具有與該構(gòu)造體3不同的 高度的構(gòu)造體3也可。在該情況下，具有與基準不同的高度的構(gòu)造體3,例如在基體2的表 面周期性或非周期性(隨機)設(shè)置。作為其周期性的方向，可舉出例如徑跡的延伸方向、列方 向等。
[0045] 確切地說此外，本技術(shù)中高寬比由以下的式（1)定義。
[0046] 高寬比=H/P……（1) 其中，H :構(gòu)造體的高度，P :平均配置間距(平均周期)。
[0047] 在此，平均配置間距P由以下的式（2)定義。
[0048] 平均配置間距 P = (PI + P2 + P2) /3 ...... (2) 其中，Pl :徑跡的延伸方向的配置間距(徑跡延伸方向周期)，P2 :相對于徑跡的延 伸方向土 e方向（其中，0 = 45° - S，在此，S優(yōu)選為0° < S彡11°，更優(yōu)選為 3°彡S彡6° )的配置間距（0方向周期)。
[0049] 確切地說[膜母盤的結(jié)構(gòu)] 圖3A是示出膜母盤的結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖。圖3B是放大表示圖3A所示的膜母 盤的一部分的平面圖。圖3C是圖3A的徑跡Tl、T3、……上的截面圖。在此，將膜母盤41 的主面的面內(nèi)互相正交的2個方向分別稱為X軸方向及Y軸方向，將與該主面垂直的方向 稱為Z軸方向。
[0050] 確切地說膜母盤41是用于在上述的光學元件1的基體表面成形多個構(gòu)造體3的 膜狀的母盤。從與主面垂直的Z軸方向側(cè)觀看時，膜母盤41例如具有矩形狀。膜母盤的一 個主面成為用于在光學元件1的基體表面成形多個構(gòu)造體3的成形面。在該成形面二維排 列有多個構(gòu)造體43。構(gòu)造體43例如對成形面具有凹形狀。
[0051] 確切地說膜母盤41具備：具有主面的基體42、和設(shè)置在該基體42的主面的形狀 層44。在形狀層44的表面設(shè)有多個構(gòu)造體43。膜母盤41的結(jié)構(gòu)并不限定于層疊基體42 和形狀層44的2層構(gòu)造，也可為基體42和形狀層44成為一體的單層構(gòu)造、或在基體42與 形狀層44之間具有密合層等的3層以上的多層構(gòu)造。
[0052] 確切地說形狀層44例如硬化與光學元件1的構(gòu)造體3同樣的能量線硬化性樹脂 組合物等而成。膜母盤41優(yōu)選具有撓性。由此，轉(zhuǎn)印工序中膜母盤41的剝離變得容易。
[0053] 確切地說配置在膜母盤41的成形面的多個構(gòu)造體43和配置在上述光學元件1的 基體2的表面的多個構(gòu)造體3,處于反轉(zhuǎn)的凹凸關(guān)系。
[0054] 確切地說[滾筒母盤的結(jié)構(gòu)] 圖4A是示出滾筒母盤的結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖。圖4B是放大表示圖4A所示的滾 筒母盤的一部分的平面圖。圖4C是圖4A的徑跡T1、T3、……上的截面圖。滾筒母盤11是 用于在上述的膜母盤表面成形多個構(gòu)造體43的母盤。滾筒母盤11具有例如圓柱狀或圓筒 狀的形狀，其圓柱面或圓筒面成為用于對膜母盤41的基體表面成形多個構(gòu)造體43的成形 面。在該成形面二維排列有多個構(gòu)造體12。構(gòu)造體12例如對成形面具有凸形狀。作為滾 筒母盤11的材料，例如可以使用玻璃，但是并不特別限定于該材料。
[0055] 確切地說配置在滾筒母盤11的成形面的多個構(gòu)造體12和配置在上述基體2的表 面的多個構(gòu)造體3具有同樣的結(jié)構(gòu)。即，滾筒母盤11的構(gòu)造體12的形狀、排列、配置間距 等，與基體2的構(gòu)造體3同樣。
[0056] 確切地說配置在滾筒母盤11的成形面的多個構(gòu)造體12和配置在上述膜母盤41 的成形面的多個構(gòu)造體43,處于反轉(zhuǎn)的凹凸關(guān)系。
[0057] 確切地說[曝光裝置的結(jié)構(gòu)] 圖5是示出用于制作滾筒母盤的滾筒母盤曝光裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的概略圖。該滾 筒母盤曝光裝置以光盤記錄裝置為基礎(chǔ)而構(gòu)成。
[0058] 確切地說激光源21是用于對作為記錄介質(zhì)貼膜在滾筒母盤11的表面的抗蝕劑進 行曝光的光源，例如振蕩出波長A = 266nm的記錄用的激光14。從激光源21出射的激光 14保持平行波束狀態(tài)直線前進，向電光元件（E0M:Electro Optical Modulator) 22入射。 透射電光兀件22的激光14,由反射鏡23反射，引導到調(diào)制光學系統(tǒng)25。
[0059] 確切地說反射鏡23由偏振分束器構(gòu)成，具有使一個偏振分量反射并使另一個偏 振分量透射的功能。光電二極管24接受透射反射鏡23的偏振分量的光，基于該受光信號 控制電光元件22,進行激光14的相位調(diào)制。
[0060] 確切地說調(diào)制光學系統(tǒng)25中，激光14通過聚光透鏡26聚光到由玻璃（SiO2)等構(gòu) 成的聲光元件（AOM :Acousto - Optic Modulator)27。激光14被聲光元件27強度調(diào)制并 發(fā)散后，由透鏡28成為平行光束。從調(diào)制光學系統(tǒng)25出射的激光14被反射鏡31反射，水 平且平行地引導至移動光學臺32上。
[0061] 確切地說移動光學臺32具備光束擴展器33以及物鏡34。引導到移動光學臺32 的激光14被光束擴展器33整形期望的光束形狀后，經(jīng)由物鏡34,照射到滾筒母盤11上的 抗蝕劑層。滾筒母盤11被承載于與主軸馬達35連接的轉(zhuǎn)臺36上。而且，使?jié)L筒母盤11 旋轉(zhuǎn)，并且使激光14在滾筒母盤11的高度方向移動，同時向抗蝕劑層間歇地照射激光14， 從而進行抗蝕劑層的曝光工序。形成的潛影成為在圓周方向具有長軸的大致橢圓形。激光 14的移動是通過移動光學臺32向箭頭R方向的移動而進行的。
[0062] 確切地說曝光裝置具備用于在抗蝕劑層形成與圖IB所示的四方格子或準四方格 子的二維圖案對應(yīng)的潛影的控制機構(gòu)37?？刂茩C構(gòu)37具備格式器29和驅(qū)動器30。格式 器29具備極性反轉(zhuǎn)部，該極性反轉(zhuǎn)部控制激光14對抗蝕劑層的照射定時。驅(qū)動器30接受 極性反轉(zhuǎn)部的輸出，控制聲光元件27。
[0063] 確切地說該滾筒母盤曝光裝置中，以使二維圖案空間鏈接的方式在每條徑跡上使 極性反轉(zhuǎn)格式器信號和旋轉(zhuǎn)控制器同步而產(chǎn)生信號，并通過聲光元件27進行強度調(diào)制。以 角速度恒定（CAV)且適當?shù)霓D(zhuǎn)速和適當?shù)恼{(diào)制頻率和適當?shù)妮斔烷g距進行構(gòu)圖，從而能夠 記錄四方格子圖案或準四方格子圖案。
[0064] 確切地說[光學元件的制造方法] 接著，參照圖6A?圖8B，對本技術(shù)的第1實施方式所涉及的光學元件1的制造方法進 行說明。此外，該光學元件1的制造方法中，作為滾筒母盤的制作方法，采用了融合光盤的 母盤制作工藝和蝕刻工藝的方法。
[0065] 確切地說(抗蝕劑成膜工序） 首先，如圖6A所示，準備圓柱狀或圓筒狀的滾筒母盤11。該滾筒母盤11例如是玻璃 母盤。接著，如圖6B所示，在滾筒母盤11的表面形成抗蝕劑層13。作為抗蝕劑層13的材 料，例如可以使用有機類抗蝕劑及無機類抗蝕劑的任一種。作為有機類抗蝕劑，能夠使用例 如酚醛清漆類抗蝕劑或化學放大型抗蝕劑。另外，作為無機類抗蝕劑，能夠使用例如包含1 種或2種以上的金屬化合物。
[0066] 確切地說(曝光工序） 接著，如圖6C所示，對在滾筒母盤11的表面形成的抗蝕劑層13照射激光（曝光波束） 14。具體而言，承載于圖5所示的滾筒母盤曝光裝置的轉(zhuǎn)臺36上，使?jié)L筒母盤11旋轉(zhuǎn)的同 時，對抗蝕劑層13照射激光（曝光波束）14。此時，一邊使激光14沿滾筒母盤11的高度方 向（與圓柱狀或圓筒狀的滾筒母盤11的中心軸平行的方向)移動，一邊間歇地照射激光14， 從而遍及整個面地使抗蝕劑層13曝光。由此，與激光14的軌跡相應(yīng)的潛影15,可例如以與 可見光波長相同程度的間距遍及抗蝕劑層13的整個面而形成。
[0067] 確切地說潛影15例如在滾筒母盤表面構(gòu)成多列徑跡地配置，并且形成四方格子 圖案或準四方格子圖案。潛影15例如是在徑跡的延伸方向具有長軸方向的橢圓形狀。
[0068] 確切地說(顯影工序） 接著，例如一邊使?jié)L筒母盤11旋轉(zhuǎn)，一邊在抗蝕劑層13上滴下顯影液，對抗蝕劑層13 跡線顯影處理。由此，如圖6D所示，在抗蝕劑層13形成多個開口部。在由正型的抗蝕劑形 成抗蝕劑層13的情況下，由激光14曝光的曝光部與非曝光部相比，對于顯影液的溶解速度 增加，因此如圖6D所示，與潛影(曝光部）15相應(yīng)的圖案在抗蝕劑層13形成。開口部的圖 案例如是四方格子圖案或準四方格子圖案等的既定的格子圖案。
[0069] 確切地說(蝕刻工序） 接著，以形成在滾筒母盤11上的抗蝕劑層13的圖案(抗蝕劑圖案）為掩模，對滾筒母 盤11的表面進行蝕刻處理。由此，如圖7A所示，能夠得到沿徑跡的延伸方向具有長軸方向 的橢圓錐形狀或橢圓截錐形狀的凹部、即構(gòu)造體12。作為蝕刻，可以采用例如干法蝕刻、濕 法蝕刻。此時，通過交替進行蝕刻處理和灰化處理，例如，能夠形成錐體狀的構(gòu)造體12的圖 案。
[0070] 通過以上方式，能得到作為目標的滾筒母盤11。
[0071] 確切地說(膜母盤制作工序） 接著，如圖7B所示，使?jié)L筒母盤11旋轉(zhuǎn)，同時使?jié)L筒母盤11和涂敷在基體42上的轉(zhuǎn) 印材料16密合，并且從能量線源17向轉(zhuǎn)印材料16照射紫外線等的能量線而使轉(zhuǎn)印材料16 硬化。接著，維持滾筒母盤11的旋轉(zhuǎn)，并且，從滾筒母盤11的成形面剝離與硬化的轉(zhuǎn)印材 料16成一體的基體42,在基體表面形成設(shè)有具有凹形狀的多個構(gòu)造體43的形狀層44。由 此，如圖7C所示，能得到膜母盤41。該膜母盤制作工序優(yōu)選為滾筒對滾筒（Roll - to - Roll)工序。因為能夠提高生產(chǎn)性。
[0072] 確切地說作為能量線源17,只要能發(fā)射電子束、紫外線、紅外線、激光線、可見光 線、電離輻射線（X射線、a線、P線、Y線等)、微波、或高頻等能量線即可，并無特別限定。
[0073] 確切地說作為轉(zhuǎn)印材料16,優(yōu)選使用能量線硬化性樹脂組合物。作為能量線硬化 性樹脂組合物，優(yōu)選使用紫外線硬化性樹脂組合物。能量線硬化性樹脂組合物根據(jù)需要也 可以包含填充劑、功能性添加劑等。
[0074] 確切地說能量線硬化性樹脂組合物優(yōu)選包含丙烯酸硅酮酯、丙烯酸氨基甲酸酯及 引發(fā)劑。作為丙烯酸硅酮酯，能夠使用1個分子中的側(cè)鏈、末端或者其雙方具有2個以上的 丙烯酸酯類的聚合性不飽和基的材料。作為丙烯酸酯類的聚合性不飽和基，能夠使用（甲 基）丙烯?；埃谆┍Ｑ趸械?種以上。其中，（甲基）丙烯?；员；?、甲基 丙烯?；暮饧右允褂谩?br> [0075] 確切地說作為丙烯酸硅酮酯及甲基丙烯酸酯，可舉出例如具有有機改性丙烯基的 聚二甲基硅氧烷。有機改性可舉出聚醚改性、聚酯改性、正二十烷改性、聚醚/聚酯改性。 作為具體例，可舉出CHISSO株式會社制SILAPLANE (寸^ 7 b - >) FM7725、DAICEL - CYTEC 株式會社 EB350、EB1360、DE⑶SSA 社 EGORad 2100、TEGORad 2200 N、TEGORad 2250、 TEGORad 2300、TEGORad 2500、TEGORad 2700。
[0076] 確切地說作為丙烯酸氨基甲酸酯，能夠使用1個分子中的側(cè)鏈、末端、或者其雙方 具有2個以上的丙烯酸酯類的聚合性不飽和基的材料。作為丙烯酸酯類的聚合性不飽和 基，能夠使用（甲基）丙烯酰基及（甲基）丙烯酰氧基中的1種以上。其中，（甲基）丙烯酰基 以丙烯?；?、甲基丙烯酰基的含意加以使用。
[0077] 確切地說作為丙烯酸氨基甲酸酯，能夠使用例如丙烯酸氨基甲酸酯、甲基丙烯酸 氨基甲酸酯酯，脂肪族丙烯酸氨基甲酸酯，脂肪族甲基丙烯酸氨基甲酸酯酯、芳香族丙烯酸 氨基甲酸酯、芳香族甲基丙烯酸氨基甲酸酯酯，例如SART0MER社制功能性丙烯酸氨基甲酸 酯低聚物CN系列、CN980、CN965、CN962等。
[0078] 確切地說作為引發(fā)劑，可舉出例如2, 2 -二甲氧基一 1，2 -二苯基乙燒一 1 一酮、 1 一羥基環(huán)己基苯基丙酮、2 -羥基一 2 -甲基一 1 一苯丙烷一 1 一酮等。
[0079] 確切地說作為填充劑，例如，無機微粒及有機微粒的全都可以使用。作為無機微 粒，可舉出例如Si02、Ti02、Zr02、Sn02、Al 2O3等的金屬氧化物微粒。
[0080] 確切地說作為功能性添加劑，可舉出例如平滑（leveling)劑、表面調(diào)整劑、消泡 劑等。作為基體2的材料，可舉出例如甲基丙烯酸甲酯(共）聚合物、聚碳酸酯、苯乙烯(共） 聚合物、甲基丙烯酸甲酯一苯乙烯共聚物、二醋酸纖維素、三醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、 聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯化乙烯、聚乙烯縮醛、聚醚 酮、聚氨基甲酸酯、玻璃等。
[0081] 確切地說基體42的成形方法沒有特別限定，既可為注射模塑成形體、擠壓成形 體，也可為鑄塑成形體。根據(jù)需要，也可以對基體表面實施電暈處理等的表面處理。
[0082] 確切地說此外，在制作高高寬比的構(gòu)造體43例如高寬比超過1.5且5以下的構(gòu)造 體43的情況下，由于滾筒母盤11的脫模性提高，所以優(yōu)選在滾筒母盤11的表面涂敷硅酮 類脫模劑或氟類脫模劑等的脫模劑。而且，優(yōu)選向轉(zhuǎn)印材料16添加氟類添加劑或硅酮類添 加劑等的添加劑。
[0083] 確切地說(切開工序） 接著，根據(jù)需要，也可以將所得到的膜母盤41以既定尺寸切開。
[0084] 確切地說(光學元件制作工序） 接著，如圖8A所示，使膜母盤41和涂敷到基體2上的轉(zhuǎn)印材料18密合，并且從能量線 源19對轉(zhuǎn)印材料18照射紫外線等的能量線而使轉(zhuǎn)印材料18硬化。接著，從膜母盤41剝 離與硬化的轉(zhuǎn)印材料18成一體的基體2,將具有凸形狀的多個構(gòu)造體3形成在基體2的表 面。由此,如圖8B所示，能得到光學元件1。
[0085] 確切地說作為轉(zhuǎn)印材料18及能量線源19,能夠使用與上述膜母盤制作工序中的 轉(zhuǎn)印材料16及能量線源17同樣的材料及能夠線源。但是，作為轉(zhuǎn)印材料18,優(yōu)選使用耐 光性的有機材料。作為耐光性的有機材料，優(yōu)選硬化后的（即構(gòu)造體形成后的）吸收率成為 以下所示的范圍內(nèi)。S卩，硬化后的轉(zhuǎn)印材料18、即構(gòu)造體3對于波長424nm以上750nm以 下的光，吸收率優(yōu)選在4%以下、更優(yōu)選在2. 35%以下、進一步優(yōu)選在1. 2%以下的范圍內(nèi)。 此外，這樣的吸收率的范圍，可通過選擇引發(fā)劑的種類而進行調(diào)整。
[0086] 確切地說基體2的成形方法沒有特別限定，既可為注射模塑成形體、擠壓成形體， 也可為鑄塑成形體。根據(jù)需要，也可以對基體表面實施電暈處理等的表面處理。
[0087] 確切地說此外，在制作高高寬的構(gòu)造體3例如高寬比超過1. 5且5以下的構(gòu)造體 3的情況下，由于膜母盤41的脫模性提高，所以優(yōu)選在膜母盤41的表面涂敷硅酮類脫模劑 或氟類脫模劑等的脫模劑。而且，優(yōu)選向轉(zhuǎn)印材料18添加氟類添加劑或硅酮類添加劑等的 添加劑。
[0088] 確切地說(切開工序） 接著，根據(jù)需要，也可以將所得到的光學元件1以既定尺寸切開。
[0089] 確切地說依據(jù)第1實施方式，由于使構(gòu)造體3相對于基體2的表面成為凸形狀，所 以與相對于基體2的表面成為凹形狀的情況相比能夠提高防反射特性。另外，由于使構(gòu)造 體3的底面為矩形狀，并且使形成該矩形的四邊向該矩形的中心彎曲，所以能夠利用融合 光盤的母盤制作工藝和蝕刻工藝的方法容易制作滾筒母盤11。因此，能夠在短時間有效率 地制造滾筒母盤11。
[0090] 確切地說在現(xiàn)有技術(shù)1記載的技術(shù)中，溶膠一凝膠法中使用的氧化鋁為高價的材 料，并且在溶膠一凝膠法難以在短時間內(nèi)制作光學元件，因此廉價制作光學元件有極限，量 產(chǎn)性也存在問題。另外，氧化鋁的折射率為1.76,是非常高的，因此在作為基體材料使用比 較低折射率(例如1. 50以下）的材料的情況下，還有界面反射的問題。
[0091] 確切地說相對于此，本技術(shù)的第1實施方式中，利用以滾筒對滾筒工序制作的膜 母盤（Motheye - Film母盤）和作為耐光性的有機材料的轉(zhuǎn)印材料18和耐熱性的基體2， 進行納米壓印轉(zhuǎn)印的情況下，能夠以量產(chǎn)性優(yōu)異的工藝制作非常廉價且耐光耐熱性優(yōu)異的 光學元件。另外，作為轉(zhuǎn)印材料18使用耐光性的有機材料的情況下，還能抑制基體2與構(gòu) 造體3之間的界面反射。
[0092] 確切地說< 變形例> (第1變形例） 如圖9所示，也可以使徑跡T搖擺（曲折)。通過這樣使徑跡T搖擺，能夠抑制外觀上的 不勻的發(fā)生。此外，也可以僅使光學元件表面的徑跡T中的一部分搖擺。在圖9中，示出使 直線狀的徑跡T搖擺的例，但是徑跡T的形狀并不限于此。例如，也可以使具有圓弧狀等的 形狀的徑跡T搖擺。
[0093] 確切地說在使徑跡T搖擺的情況下，優(yōu)選使基體2上的各徑跡T的搖擺同步。艮P， 搖擺優(yōu)選為同步搖擺。通過這樣使搖擺同步，能夠保持四方格子或準四方格子的單位格子 形狀，并能保持較高的填充率。作為搖擺的徑跡T的波形，可舉出例如正弦波、三角波等。搖 擺的徑跡T的波形并不限于周期性波形，也可為非周期性波形。搖擺的徑跡T的搖擺振幅 選擇為例如± IOum左右。
[0094] 確切地說(第2變形例） 圖IOA是示出第2變形例所涉及的光學元件的結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖。圖IOB是放 大表示圖IOA所示的光學元件的一部分的平面圖。圖IOC是圖IOB的徑跡T1、T3、……上 的截面圖。也可以使鄰接的徑跡T的構(gòu)造體3的下部彼此在±0方向相連。由此，能夠提 高光學元件1的表面上的構(gòu)造體3的填充率。因此，能夠提高防反射特性。
[0095] 確切地說(第3變形例） 圖IlA是示出第3變形例所涉及的光學元件的結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖。圖IlB是放 大表示圖IlA所示的光學元件的一部分的平面圖。圖IlC是圖IlB的徑跡T1、T3、……上 的截面圖。圖12是示出光學元件的構(gòu)造體的形狀例的立體圖。
[0096] 確切地說第3變形例所涉及的光學元件1，在頂部的斜率平緩且從中央部向底部 斜率逐漸急劇的四角錐形狀或四角錐臺形狀等的錐體狀這一點，與第1實施方式不同。作 為這樣的錐體狀，可舉出例如拋物面狀或大致拋物面狀。
[0097] 確切地說< 2.第2實施方式> 圖13示出本技術(shù)的第2實施方式所涉及的光學元件的折射率分布的一個例子。如圖 13所示，相對于構(gòu)造體3的深度方向（圖1中，一 Z軸方向）的有效折射率，逐漸增加，并且 具有2個以上的拐點H……Nn (n:2以上的整數(shù))。通過這樣，因光的干涉效應(yīng)而反射 光降低，能夠提高光學元件的防反射特性。優(yōu)選相對于深度方向的有效折射率的變化為單 調(diào)增加。另外，優(yōu)選相對于深度方向的有效折射率的變化，在構(gòu)造體3的頂部側(cè)中處于比有 效折射率的斜率的平均值急劇的狀態(tài)，而且，優(yōu)選在構(gòu)造體3的基體側(cè)也急劇。由此，可以 具有良好的光學特性的同時使轉(zhuǎn)印性良好。
[0098] 確切地說圖14是示出構(gòu)造體的形狀的一個例子的截面圖。構(gòu)造體3優(yōu)選具有從 該構(gòu)造體3的頂部3t向底部3b逐漸擴大的曲面。這是因為這樣的形狀，能夠使轉(zhuǎn)印性良 好。
[0099] 確切地說構(gòu)造體3的頂部3t為例如平面或凸狀的曲面，優(yōu)選為凸狀的曲面。通過 這樣設(shè)為凸狀的曲面，能夠提高光學元件1的耐久性。另外，在構(gòu)造體3的頂部3t形成折 射率比構(gòu)造體3低的低折射率層也可，通過形成這樣的低折射率層，能夠降低反射率。
[0100] 確切地說構(gòu)造體3的曲面優(yōu)選從其頂部3t朝著底部3b的方向，具有按第1變化 點Pa及第2變化點Pb的順序的2個以上的組、即第1變化點Pa及第2變化點Pb的組。由 此，相對于構(gòu)造體3的深度方向（圖1中，一 Z軸方向）的有效折射率，可以具有2個以上的 拐點。在此，將頂部3t的頂點也稱為第1變化點Pa,將底部3b的底點也稱為第2變化點 Pb〇
[0101] 確切地說另外，優(yōu)先在除了頂部3t及底部3b以外的構(gòu)造體3的側(cè)面，從該構(gòu)造體 3的頂部3t朝著底部3b的方向，第1變化點及第2變化點的組按該順序形成1個以上。在 該情況下，優(yōu)選從構(gòu)造體3的頂部3t朝向底部3b的斜率，以第1變化點Pa為界更加變得 平緩后，以第2變化點Pb為界變得更加急劇。另外，如上所述，優(yōu)選在將第1變化點Pa及 第2變化點Pb的組按該順序形成1個以上的情況下，使構(gòu)造體3的頂部3t成為凸狀的曲 面，或者在構(gòu)造體3的底部3b形成逐漸減衰而擴展的下端部3c (參照圖14)。
[0102] 確切地說在此，第1變化點及第2變化點定義如下。
[0103] 如圖15A、圖15B所示，構(gòu)造體3的從頂部3t到底部3b之間的面，以從構(gòu)造體3的 頂部3t朝著底部3b不連續(xù)地接合平滑的多個曲面而形成的情況下，接合點成為變化點。該 變化點會與拐點一致。在接合點確切地說不能進行微分，但是在此將作為這樣的極限的拐 點也稱為拐點。在構(gòu)造體3具有如上所述的曲面的情況下，如圖14所示，優(yōu)選構(gòu)造體3的 從頂部3t朝向底部3b的斜率，以第1變化點Pa為界變得更加平緩，然后，以第2變化點Pb 為界變得更加急劇。
[0104] 確切地說如圖15C所示，在構(gòu)造體3的從頂部3t到底部3b之間的面，以從構(gòu)造體 3的頂部3t朝著底部3b連續(xù)地平滑接合平滑的多個曲面而形成的情況下，變化點被定義如 下。如圖15C所示，在拐點、頂點、底點上的各自的切線互相相交的交點，將曲線上最靠近的 點稱為變化點。另外，如上所述，在頂部3t中頂點成為第1變化點，底部3b中底點成為第 2變化點。
[0105] 確切地說構(gòu)造體3優(yōu)選在其頂部3t到底部3b之間的面具有2個以上的傾斜臺階 St，更優(yōu)選具有2個以上10個以下的傾斜臺階St。具體而言，構(gòu)造體3優(yōu)選在其頂部3t到 底部3b之間，具有包含頂部3t或底部3b、或頂部3t和底部3b兩者的2個以上的臺階。當 傾斜臺階St有2個以上時，相對于構(gòu)造體3的深度方向（圖1中，一 Z軸方向）的有效折射 率能夠具有2個以上的拐點％、N2、……Nn (n:2以上的整數(shù))。另外，如果傾斜臺階St有 10個以下，就可以容易制作構(gòu)造體3。
[0106] 確切地說傾斜臺階St是指對于基體表面不平行而傾斜的臺階。無論使臺階St相 對于基體表面平行，還是使臺階St相對于基體表面傾斜，都能使轉(zhuǎn)印性良好。在此，傾斜臺 階St是由上述第1變化點Pa及第2變化點Pb設(shè)定的區(qū)段。另外，傾斜臺階St是指：如圖 14所示，包含頂部3t中的突出部和底部3b中的下端部3c的概念。即，頂部3t中以第1變 化點Pa及第2變化點設(shè)定的區(qū)段、及底部3b中以第1變化點Pa及第2變化點Pb設(shè)定的 區(qū)段也稱為傾斜臺階St。
[0107] 確切地說構(gòu)造體3的截面積以與上述折射率分布對應(yīng)的方式相對于構(gòu)造體3的深 度方向而變化。構(gòu)造體3的截面積優(yōu)選隨著向構(gòu)造體3的深度方向單調(diào)增加。在此，構(gòu)造 體3的截面積是指對于排列有構(gòu)造體3的基體表面平行的截斷面的面積。
[0108] 第2實施方式中，上述以外的部分與第1實施方式相同。
[0109] 確切地說< 變形例> 圖16示出變形例所涉及的光學元件的構(gòu)造體的形狀的一個例子。如圖16所示，構(gòu)造 體3優(yōu)選在其頂部3t到底部3b之間的面具有2個以上的平行臺階st及傾斜臺階St的至 少一個，更優(yōu)選具有2個以上10個以下的平行臺階st及傾斜臺階St的至少一個。當平行 臺階st及傾斜臺階St的至少一個為2個以下時，相對于構(gòu)造體3的深度方向（圖1中，一 Z軸方向）的有效折射率能夠具有2個以上的拐點。另外，如果平行臺階st及傾斜臺階St 的至少一個為10個以下，則能容易制作構(gòu)造體3。
[0110] 確切地說平行臺階st是指相對基體表面平行的臺階。在此，平行臺階st是以上 述第1變化點Pa及第2變化點Pb設(shè)定的區(qū)段。此外，設(shè)為在平行臺階st不包含平面狀的 頂部3t及底部3b。即，除了頂部3t及底部3b以外，將在構(gòu)造體3的頂部3t到底部3b之 間形成的臺階之中對于基體表面平行的臺階稱為平行臺階。
[0111] 變形例中，上述以外的部分與第2實施方式相同。
[0112] 確切地說< 3.第3實施方式> 圖17示出本技術(shù)的第3實施方式所涉及的光學元件的折射率分布的一個例子。如圖 17所示，相對于構(gòu)造體3的深度方向（圖1中，一 Z軸方向）的有效折射率朝著基體2逐漸 增加，并且以描繪S字形狀的曲線的方式變化。即，折射率分布具有1個拐點N。該拐點與 構(gòu)造體3的側(cè)面的形狀對應(yīng)。通過這樣使有效折射率變化，對光而言邊界并不明確，因此降 低反射光，能夠提高光學元件1的防反射特性。優(yōu)選相對于深度方向的有效折射率的變化 為單調(diào)增加。在此，S字狀還包括反轉(zhuǎn)S字狀、即Z字狀。
[0113] 確切地說另外，優(yōu)選相對于深度方向的有效折射率的變化在構(gòu)造體3的頂部側(cè)及 基體側(cè)的至少一個中比有效折射率的斜率的平均值急劇，更優(yōu)選構(gòu)造體3的頂部側(cè)及基體 側(cè)的雙方中比上述平均值急劇。由此，能夠得到優(yōu)異的防反射特性。
[0114] 確切地說圖18是示出構(gòu)造體的形狀的一個例子的放大截面圖。優(yōu)選構(gòu)造體3的側(cè) 面朝著基體2逐漸擴展，并且以描繪圖17所示的S字狀曲線的平方根的形狀的方式變化。 通過采用這樣的側(cè)面形狀，能夠得到優(yōu)異的防反射特性，且，能夠提高構(gòu)造體3的轉(zhuǎn)印性。
[0115] 確切地說構(gòu)造體3的頂部3t是例如平面形狀，或者，越向前端越變細的凸形狀。在 設(shè)構(gòu)造體3的頂部3t為平面形狀的情況下，構(gòu)造體頂部的平面的面積St相對于單位格子 的面積S的面積比例（St/S)，優(yōu)選隨著構(gòu)造體3的高度變高而變小。通過這樣，能夠提高光 學元件1的防反射特性。在此，單位格子例如為四方格子圖案或準四方格子圖案等。構(gòu)造 體底面的面積比例(構(gòu)造體底面的面積Sb相對于單位格子的面積S的面積比例（Sb/S))優(yōu) 選接近頂部3t的面積比例。另外，也可以在構(gòu)造體3的頂部3t形成折射率比構(gòu)造體3低 的低折射率層，通過形成這樣的低折射率層，能夠降低反射率。
[0116] 確切地說優(yōu)選除頂部3t及底部3b之外的構(gòu)造體3的側(cè)面，從其頂部3t朝著底部 3b的方向具有按第1變化點Pa及第2變化點Pb的順序的1個第1變化點Pa及第2變化 點Pb的組。由此，相對于構(gòu)造體3的深度方向（圖1中，一 Z軸方向）的有效折射率能夠具 有1個拐點。
[0117] 確切地說在此，第1變化點及第2變化點定義如下。
[0118] 如圖19A、圖19B所示，構(gòu)造體3的頂部3t到底部3b之間的側(cè)面從構(gòu)造體3的頂 部3t朝著底部3b不連續(xù)地接合平滑的多個曲面而形成的情況下，接合點成為變化點。該 變化點與拐點一致。接合點中確切地說不能進行微分，但是在此將作為這樣的極限的拐點 也稱為拐點。構(gòu)造體3具有如上所述的曲面的情況下，優(yōu)選構(gòu)造體3的從頂部3t朝著底部 3b的斜率以第1變化點Pa為界變得更加平緩后，以第2變化點Pb為界變得更加急劇。
[0119] 確切地說如圖19C所示，在構(gòu)造體3的頂部3t到底部3b之間的側(cè)面從構(gòu)造體3 的頂部3t朝著底部3b連續(xù)且平滑地接合平滑的多個曲面而形成的情況下，變化點被定義 如下。如圖19C所示，對于構(gòu)造體的側(cè)面存在的兩個拐點上的各自的切線互相相交的交點， 將曲線上最靠近的點稱為變化點。
[0120] 確切地說構(gòu)造體3優(yōu)選在其頂部3t到底部3b之間的側(cè)面具有1個臺階St。通過 這樣具有1個臺階St，能夠?qū)崿F(xiàn)上述折射率分布。即，能夠使相對于構(gòu)造體3的深度方向的 有效折射率，朝著基體2逐漸增加，并且以描繪S字形狀的曲線的方式變化。作為臺階，可 舉出例如傾斜臺階或平行臺階，優(yōu)選傾斜臺階。這是因為臺階St為傾斜臺階時，轉(zhuǎn)印性比 臺階St為平行臺階時更好。
[0121] 確切地說傾斜臺階是指對于基體表面不平行而隨著從構(gòu)造體3的頂部3t向底部 3b的方向而側(cè)面以擴展的方式傾斜的臺階。平行臺階是指對于基體表面平行的臺階。在 此，臺階St是以上述第1變化點Pa及第2變化點Pb設(shè)定的區(qū)段。此外，在臺階St不包含 頂部3t的平面及構(gòu)造體間的曲面或平面。
[0122] 確切地說構(gòu)造體3的截面積以與上述折射率分布對應(yīng)的方式相對構(gòu)造體3的深度 方向而變化。構(gòu)造體3的截面積優(yōu)選隨著向構(gòu)造體3的深度方向而單調(diào)增加。在此，構(gòu)造 體3的截面積是指對于排列有構(gòu)造體3的基體表面平行的截斷面的面積。優(yōu)選使不同深度 的位置上的構(gòu)造體3的截面積比例相當于對應(yīng)于該位置的上述有效折射率分布的方式沿 深度方向改變構(gòu)造體的截面積。
[0123] 第3實施方式中，上述以外的部分與第1實施方式相同。
[0124] 確切地說<第4實施方式> 圖20是示出本技術(shù)的第4實施方式所涉及的投影儀裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖20所 示，該投影儀裝置(投射型圖像顯示裝置）由以下部分構(gòu)成：光源101、微透鏡陣列102、反射 鏡103、微透鏡陣列104、PS轉(zhuǎn)換器105、多影像透鏡106、二向色鏡107、多影像透鏡108、 反射鏡109、多影像透鏡113、二向色鏡114、中繼透鏡115、反射鏡116、中繼透鏡117、反射 鏡118、多影像透鏡11(?、1106、1101?、偏振板1118、1116、1111?、液晶面板(液晶元件）1128、 1126、1121?、偏振板1308、1306、1301?、交叉光束組合棱鏡119及投射透鏡120。
[0125] 確切地說光源101例如為超高壓汞燈，向反射鏡103出射白色光。從光源101出 射的白色光透射微透鏡陣列102,在反射鏡103中反射，引導到微透鏡陣列104。引導到微 透鏡陣列104的白色光透射微透鏡陣列104,在PS轉(zhuǎn)換器105中被轉(zhuǎn)換為既定偏振方向的 偏振波(例如P偏振波)，經(jīng)由多影像透鏡106引導到二向色鏡107。
[0126] 確切地說而且，引導至二向色鏡107的白色光中只有具有藍色分量的光在二向色 鏡107中反射，經(jīng)由多影像透鏡108引導至反射鏡109。引導至反射鏡109的藍色光在反射 鏡109中反射，經(jīng)由多影像透鏡110B、偏振板111B、液晶面板112B及偏振板130B引導至交 叉光束組合棱鏡119。另一方面，具有綠色及紅色分量的光透射二向色鏡107,經(jīng)由多影像 透鏡113而入射至二向色鏡114。
[0127] 確切地說入射到二向色鏡114的光之中只有具有綠色分量的光在二向色鏡114中 反射，經(jīng)由多影像透鏡110G、偏振板111G、液晶面板112G及偏振板130G而引導至交叉光束 組合棱鏡119。另一方面，具有紅色分量的光透射二向色鏡114,經(jīng)由中繼透鏡115而入射 到反射鏡116。
[0128] 確切地說入射到反射鏡116的紅色光在反射鏡116中反射，經(jīng)由中繼透鏡117而 引導至反射鏡118。引導至反射鏡118的光在反射鏡118中反射，經(jīng)由多影像透鏡110R、偏 振板111R、液晶面板112R及偏振板130R而引導至交叉光束組合棱鏡119。
[0129] 確切地說而且，引導至交叉光束組合棱鏡119的各色光在交叉光束組合棱鏡119 中合成，經(jīng)由投射透鏡120投身到屏幕（圖示省略)。
[0130] 確切地說在配置在從光源101出射的光的光路上的多個光學部件中的至少一個 表面，設(shè)有具有防反射功能的光學元件1。作為該光學元件1，可使用上述第1至第3實施 方式及它們的變形例的任一個光學元件1。光學元件1設(shè)于光學部件的光入射面及光出射 面中的至少一個上。
[0131] 確切地說更具體而言，光學元件1設(shè)于選自由微透鏡陣列102、反射鏡103、微透 鏡陣列l(wèi)〇4、PS轉(zhuǎn)換器105、多影像透鏡106、二向色鏡107、多影像透鏡108、反射鏡109、多 影像透鏡113、二向色鏡114、中繼透鏡115、反射鏡116、中繼透鏡117、反射鏡118、多影像 透鏡11(?、1106、1101?、偏振板1118、1116、1111?、液晶面板1128、1126、1121?、偏振板1308、 130GU30R、交叉光束組合棱鏡119及投射透鏡120組成的群的1種以上的光學部件的表 面。在此，光學部件的表面是指從光源101出射的光入射的入射面、及從該入射面入射的光 出射的出射面的中的至少一個面。
[0132] 確切地說圖21是放大表示圖20所示的液晶面板112B及其附近的概略圖。如圖 21所示，在液晶面板112B的入射面設(shè)有光學元件1。此外，也可以同樣地在液晶面板112G， 112R的入射面設(shè)置光學元件1。
[0133] 確切地說這樣在投影儀裝置的光學部件設(shè)置光學元件1的情況下，出于提高耐光 性的觀點，優(yōu)選采用耐熱基板即玻璃基板作為光學元件1的基體2。作為形成光學元件的 構(gòu)造體3的轉(zhuǎn)印材料18,優(yōu)選以耐光性的有機材料為主成分的材料。作為耐光性的有機材 料，優(yōu)選硬化后的吸收率在上述第1實施方式所示的范圍內(nèi)的紫外線硬化樹脂。
[0134] 確切地說依據(jù)第4實施方式，在投影儀裝置的光學部件的入射面設(shè)置具有防反射 功能的光學元件1的情況下，能夠抑制在光學部件的入射面上的光反射。因此，能夠降低投 影儀裝置的功耗。
[0135] 確切地說另外，在投影儀裝置的光學部件的出射面設(shè)置光學元件1的情況下，能 夠提高光學部件的出射面上的光透射。因此，能夠降低投影儀裝置的功耗。
[0136] [實施例] 確切地說以下，通過實施例具體說明本技術(shù)，但本技術(shù)并不僅限于這些實施例。
[0137] 確切地說按照以下順序說明本實施例： 1. 凸形狀構(gòu)造體和凹形狀構(gòu)造體的反射光譜的比較； 2. 轉(zhuǎn)印材料的光的吸收率和耐光性的關(guān)系。
[0138] 確切地說< 1.凸形狀構(gòu)造體和凹形狀構(gòu)造體的反射光譜的比較> (實施例1 一 1) 首先，準備外徑126_的玻璃滾筒母盤，對該玻璃滾筒母盤的表面如以下那樣涂敷抗 蝕劑層。即，用稀薄劑來將光致抗蝕劑稀釋到1/10,通過浸漬將該稀釋抗蝕劑涂敷到玻璃滾 筒母盤的圓柱面上，達130nm左右厚度，從而附著抗蝕劑層。接著，將作為記錄介質(zhì)的玻璃 母盤輸送到圖5所示的滾筒母盤曝光裝置，通過對抗蝕劑進行曝光，從而在抗蝕劑構(gòu)圖出1 個螺旋狀相連并且鄰接的3列徑跡間呈四方格子圖案的潛影。
[0139] 確切地說具體而言，對于應(yīng)該形成四方格子圖案的區(qū)域，照射曝光到所述玻璃滾 筒母盤表面的功率0.50mW/m的激光，形成凹形狀的四方格子圖案。此外，徑跡列的列方向 的抗蝕劑厚度為120nm左右，徑跡的延伸方向的抗蝕劑厚度為IOOnm左右。
[0140] 確切地說接著，對玻璃滾筒母盤上的抗蝕劑實施顯影處理，使曝光到的部分的抗 蝕劑熔化而進行顯影。具體而言，在未圖示的顯影機的轉(zhuǎn)臺上承載未顯影的玻璃滾筒母盤， 按每個轉(zhuǎn)臺使之旋轉(zhuǎn)并在玻璃滾筒母盤的表面滴落顯影液而使其表面的抗蝕劑顯影。由 此，得到抗蝕劑以四方格子圖案開口的抗蝕劑玻璃母盤。
[0141] 確切地說接著，利用干法蝕刻，交替進行蝕刻處理和灰化處理，從而制作了具有凸 形狀的四角錐形狀的構(gòu)造體。該構(gòu)造體底面的形成矩形狀的四邊向其矩形的中心以圓弧狀 彎曲。此外，這樣的構(gòu)造體的形狀是通過玻璃滾筒母盤制作工序中調(diào)整蝕刻處理及灰化處 理的處理時間來形成。最后，利用O2灰化來完全除去光致抗蝕劑，從而得到凸形狀的四方 格子圖案的蛾眼玻璃滾筒主盤。
[0142] 確切地說接著，對PET膜涂敷紫外線硬化樹脂組合物后，對該涂敷面密合蛾眼玻 璃滾筒主盤，照射金屬鹵化物燈的紫外線，邊硬化邊剝離。由此，制作了在PET膜的表面以 四方格子圖案設(shè)置多個凹形狀的構(gòu)造體的膜母盤。
[0143] 確切地說接著，對耐熱基板即石英基板涂敷紫外線硬化樹脂組合物后，對該涂敷 面密合膜母盤，照射紫外線并邊硬化邊剝離。由此，制作了在石英基板的表面以四方格子圖 案設(shè)置多個凸形狀的構(gòu)造體的光學元件。
[0144] 確切地說接著，用原子間力顯微鏡（AFM :Atomic Force Microscope)觀察已制作 的光學元件的表面。接著，從AFM的截面分布求出構(gòu)造體的間距和高度。另外，由這些間距 和高度求出高寬比。其結(jié)果示于表1。
[0145] 確切地說(實施例I - 2 ) 調(diào)整曝光工序及蝕刻工序，除了在石英基板的表面形成具有表1所示的結(jié)構(gòu)的構(gòu)造體 以外與實施例1 一 1相同，從向得到光學兀件。
[0146] 確切地說(實施例1 - 3 ) 調(diào)整曝光工序及蝕刻工序，除了在石英基板的表面形成具有表1所示的結(jié)構(gòu)的構(gòu)造體 以外與實施例1 一 1相同，從而得到光學元件。
[0147] 確切地說（比較例1 - 1) 調(diào)整曝光工序及蝕刻工序，除了在石英基板的表面形成具有表1所示的結(jié)構(gòu)的構(gòu)造體 以外與實施例1 一 1相同，從而得到光學元件。
[0148] 確切地說（比較例1 - 2 ) 調(diào)整曝光工序及蝕刻工序，除了在石英基板的表面形成具有表1所示的結(jié)構(gòu)的構(gòu)造體 以外與實施例1 一 1相同，從而得到光學元件。
[0149] 確切地說(反射率） 首先，實施了對于如上所述而得到的光學元件的背面?zhèn)龋ㄅc形成有構(gòu)造體的一側(cè)相反 側(cè)的面)，貼合黑色膠帶，從而切斷來自光學元件的背面的反射的處理。接著，利用紫外可視 分光光度計（日本分光株式會社制，商品名：V - 500)，測定了反射光譜。在測定時，使用了 正反射5°單元。將其結(jié)果示于圖22、圖23。
[0150] 確切地說表1示出實施例1 一 1?1 一 3、比較例1 一 1、1 一 2的光學元件的結(jié) 構(gòu)。
[0151] [表 1]

【權(quán)利要求】
1. 一種具有防反射功能的光學元件，具備： 基體；和 在所述基體的表面以光的波長以下的細微間距配置多個的、由凸部構(gòu)成的構(gòu)造體， 所述構(gòu)造體為具有矩形狀的底面的四角錐形狀或四角錐臺形狀， 形成所述矩形狀的底面的四邊向該底面的中心彎曲。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學元件，其中所述構(gòu)造體對于波長424nm以上的光的吸收率 為4%以下。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學元件，其中所述構(gòu)造體對于波長424nm以上的光的吸收率 為2. 35%以下。
4. 如權(quán)利要求1所述的光學元件，其中所述構(gòu)造體對于波長424nm以上的光的吸收率 為1. 2%以下。
5. 如權(quán)利要求1至4的任一項所述的光學元件，其中所述構(gòu)造體為頂部的斜率平緩且 具有從中央部向底部逐漸急劇的斜率的四角錐形狀或四角錐臺形狀。
6. 如權(quán)利要求1至4的任一項所述的光學元件，其中所述構(gòu)造體的對于深度方向的有 效折射率，朝著所述基體逐漸增加，并且呈S字狀的曲線。
7. 如權(quán)利要求1至6的任一項所述的光學元件，其中彎曲的所述四邊具有圓弧狀、大致 圓弧狀、橢圓弧狀或大致橢圓弧狀。
8. 如權(quán)利要求1至7的任一項所述的光學元件，其中所述構(gòu)造體在所述基體表面形成 四方格子圖案或準四方格子圖案。
9. 如權(quán)利要求1至8的任一項所述的光學元件，其中， 所述多個構(gòu)造體在所述基體的表面構(gòu)成多列徑跡地配置， 相對于所述徑跡在45度方向或約45度方向上的構(gòu)造體的高度或深度，小于其他方向 的高度或深度。
10. 如權(quán)利要求1至9的任一項所述的光學元件，其中， 所述多個構(gòu)造體在所述基體的表面構(gòu)成多列徑跡地配置， 所述徑跡曲折。
11. 如權(quán)利要求1至10的任一項所述的光學元件，其中， 所述基體為石英基板， 所述構(gòu)造體以紫外線硬化樹脂為主成分。
12. -種具有防反射功能的光學元件的制造方法，包括：將膜母盤的形狀轉(zhuǎn)印到有機 樹脂材料，形成在基體的表面以光的波長以下的細微間距配置多個的、由凸部構(gòu)成的構(gòu)造 體， 所述構(gòu)造體為具有矩形狀的底面的四角錐形狀或四角錐臺形狀， 形成所述矩形狀的底面的四邊向該底面的中心彎曲。
13. 如權(quán)利要求12所述的光學元件的制造方法，還包括：在所述基體表面形成所述構(gòu) 造體后，以既定尺寸切開所述基體。
14. 一種具備權(quán)利要求1至11的任一項所述的光學元件的顯示元件。
15. -種具備權(quán)利要求1至11的任一項所述的光學元件的投射型圖像顯示裝置。
【文檔編號】G02F1/1335GK104335080SQ201380030054
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】遠藤惣銘, 村上亮介 申請人:迪睿合電子材料有限公司