光学元件制造技术

本发明专利技术的光学元件在基体上具备抗反射层，所述抗反射层上形成有具有使用环境下的光的波长以下的最频间距的多个微小凹部，凹部的80％以上具有1个以上的台阶，且满足0.12d≦w

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学元件
本专利技术涉及一种光学元件。本案是基于2014年7月15日在日本提出申请的日本专利申请案2014-144989号、及2015年4月7日在日本提出申请的日本专利申请案2015-078526号并主张优先权，将其内容引用至本文中。
技术介绍
例如在个人计算机等的显示器的表面上，大多情况下设有用来提高可见度的膜状的抗反射结构体。作为这种抗反射结构体，已提出了通过在透明基材(透明膜)的表面上密接配置多个微小凸部而实现抗反射的方法。该方法利用所谓蛾眼(motheye(蛾的眼))结构的原理。蛾眼结构使对入射光的折射率在基板的厚度方向上连续地变化，由此使折射率的不连续界面消失而实现抗反射。对于这种光学元件来说，只要可使对入射光的折射率连续地变化，便可实现较高的抗反射性能。因此，原理上抗反射结构体不限于微小凸部，也可为微小凹部。优选的是微细的凸部或凹部的结构体的高度或深度相对于宽度之比(以下称为纵横比)较大。其原因在于：若纵横比较大，则折射率变化变得更加平缓，可获得较高的抗反射性能。另一方面，若纵横比变大则有以下问题：具有凸部或凹部的结构的抗反射结构体的稳定性丧失，难以维持结构体的形状。若纵横比变大，则也有制作结构体时的难度增加的问题。例如这种微细形状可通过使用纳米压印等的模具的方法而制作。但是，若纵横比较高，则有以下问题：在从模具转印凸部或凹部时，树脂等在该模具中发生堵塞。因此，为了在不增大纵横比的情况下获得较高的抗反射性能，进行了各种研究。例如专利文献1中记载：通过在凸部或凹部中设置两个以上的台阶，而提高光学元件的抗反射性能。若在凸部或凹部中设置两个以上的台阶，则在由蛾眼结构所得的折射率连续地变化的界面中，产生不连续界面。该不连续界面将入射光的一部分反射。专利文献1提出：使在该不连续界面上经反射的光彼此干涉，由此减少反射光。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2010-79200号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的问题]然而，专利文献1中记载的光学元件的抗反射性能不充分。若欲获得较高的抗反射性能，则必须增加反射光干涉的频度，而必须在凸部或凹部中形成更多台阶。这种具有多个台阶的凸部或凹部必须经过复杂工序来制作，因而制作困难。本专利技术是鉴于所述情况而完成，其课题在于提供一种抗反射性能较高且容易制造的光学元件。[解决问题的技术手段]为了解决所述课题，本专利技术人等着眼于形成在抗反射层上的凹部的台阶的宽度或台阶的位置而反复进行了努力研究。结果发现，只要将凹部的台阶的宽度或位置设置在特定范围内即可。本专利技术包含以下专利技术。[1]一种光学元件，其特征在于：其在基体上具备抗反射层，所述抗反射层上形成有具有使用环境下的光的波长以下的最频间距的多个微小凹部，所述凹部的80％以上具有1个以上的台阶，且满足以下条件；(其中，d为所述凹部的直径，h为所述凹部的深度，ws为任意切断面上的各台阶的宽度的合计，zs为这些各台阶的深度的平均值)；[数1]0.12d≦ws≦0.17d···(1)[数2]0.42h≦zs≦0.52h···(2)。[2]一种光学元件，其特征在于：其在基体上具备抗反射层，所述抗反射层上形成有具有使用环境下的光的波长以下的最频间距的多个微小凹部，所述凹部的80％以上具有2个以下的台阶，且满足以下条件；(其中，d为所述凹部的直径，h为所述凹部的深度，ws为任意切断面上的各台阶的宽度的合计，zs为这些各台阶的深度的平均值)；[数3]0.10d≦ws≦0.20d···(3)[数4]0.44h≦zs≦0.56h···(4)。[3]一种光学元件，其特征在于：其在基体上具备抗反射层，所述抗反射层上形成有具有使用环境下的光的波长以下的最频间距的多个微小凹部，所述凹部的80％以上具有1个台阶，且满足以下条件；(其中，d为所述凹部的直径，h为所述凹部的深度，ws为任意切断面上的各台阶的宽度的合计，zs为这些各台阶的深度的平均值)；[数5]0.09d≦ws≦0.15d···(5)[数6]0.44h≦zs≦0.56h···(6)。[4]根据[1]至[3]中任一项所述的光学元件，其特征在于：所述凹部的最频深度在使用环境下的光的波长范围的中央值的45～55％的范围内。[5]根据[1]至[4]中任一项所述的光学元件，其特征在于：所述具有台阶的凹部的包络面为锤形。[6]根据[1]至[5]中任一项所述的光学元件，其特征在于：具备多个以邻接的7个所述凹部的中心点与正六角形的6个顶点成对角线的交点的位置关系而连续地排列的区域，该多个区域的面积、形状及晶格方位随机。[专利技术的效果]本专利技术的光学元件在基体上具有形成有微小凹部的抗反射层，所述凹部在特定宽度及特定位置具有台阶，因此具有较高的抗反射性能。由于在特定宽度及特定位置具有台阶，因此可减少台阶数，从而可更容易地制造。附图说明图1为示意性地表示本专利技术的光学元件的截面图。图2为示意性地表示本专利技术的光学元件的立体图。图3为示意性地表示本专利技术的光学元件的俯视图。图4A为用来说明台阶的定义的示意图。图4B为用来说明台阶的定义的示意图。图4C为用来说明台阶的定义的示意图。图4D为用来说明台阶的定义的示意图。图5为用来说明台阶的宽度及台阶的深度的定义的截面示意图。图6A为示意性地表示本专利技术的光学元件的制造方法的截面示意图。图6B为示意性地表示本专利技术的光学元件的制造方法的截面示意图。图6C为示意性地表示本专利技术的光学元件的制造方法的截面示意图。图6D为示意性地表示本专利技术的光学元件的制造方法的截面示意图。图7A为示意性地表示用来制造本专利技术的光学元件的模具的制造方法中的移动工序的截面示意图。图7B为示意性地表示用来制造本专利技术的光学元件的模具的制造方法中的移动工序的截面示意图。图8为用来说明模拟的方法的截面示意图。图9为表示对本专利技术的光学元件入射可见光范围的波长的情况的模拟结果的图表。图10为表示对本专利技术的光学元件入射近红外光范围的波长的情况的模拟结果的图表。图11为表示对本专利技术的光学元件入射近紫外光范围的波长的情况的模拟结果的图表。图12为示意性地表示用来制作本专利技术的光学元件的模具的截面的图。具体实施方式图1为示意性地表示本专利技术的光学元件的截面图。图2为示意性地表示本专利技术的光学元件的立体图，图3为示意性地表示本专利技术的光学元件的俯视图。光学元件10在基体1上具备抗反射层2，该抗反射层2上形成有具有使用环境下的光的波长以下的最频间距P的多个微小凹部c1～cn。光学元件10也可在凹部c1～cn之间具有平坦部f。图1中的t1～tn为各凹部c1～cn的中心点。根据AFM(AtomicForceMicroscope，原子力显微镜)的测定结果，与基准面平行而对各凹部每隔20nm作多条等高线，求出各等高线的重心点(由x坐标与y坐标决定的点)。这些各重心点的平均位置(由各x坐标的平均与y坐标的平均决定的位点)为该凹部的中心点。图1中的m1～mn为利用AFM求出的邻接的中心点的中点。平坦面f为根据AFM的测定结果，将该区域内的中点的位置坐标、与该区域内的任意点的位置坐标连结的直线相对于AFM的基准面的斜率为±10°以下的区域。基准面为与测定区域的基体面平行的面，且是设定为通过下述基准点的面。最频间距P为邻接的凹部间的距离，具体可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件，其在基体上具备抗反射层，所述抗反射层上形成有具有使用环境下的光的波长以下的最频间距的多个微小凹部，所述凹部的80％以上具有1个以上的台阶，且满足以下条件:(其中，d为所述凹部的直径，h为所述凹部的深度，w

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.15 JP 2014-144989;2015.04.07 JP 2015-078521.一种光学元件，其在基体上具备抗反射层，所述抗反射层上形成有具有使用环境下的光的波长以下的最频间距的多个微小凹部，所述凹部的80％以上具有1个以上的台阶，且满足以下条件:(其中，d为所述凹部的直径，h为所述凹部的深度，ws为任意切断面上的各台阶的宽度的合计，zs为这些各台阶的深度的平均值)[数1]0.12d≦ws≦0.17d···(1)[数2]0.42h≦zs≦0.52h···(2)。2.一种光学元件，其在基体上具备抗反射层，所述抗反射层上形成有具有使用环境下的光的波长以下的最频间距的多个微小凹部，所述凹部的80％以上具有2个以下的台阶，且满足以下条件:(其中，d为所述凹部的直径，h为所述凹部的深度，ws为任意切断面上的各台阶的宽度的合计，zs为这些各台阶的深度的平均值)[数3]0.10d≦ws≦0.20d···(3)[数4]0.44h≦zs≦0.56h···(4)。3.一种光学元件，其在基体上具备抗反射层，所述抗反射层上形成有具有使用环境下的光的波长以下的最频间距的多个微小凹部，所述凹部的80％以上具有1个台阶，且满足以下条件:(其中，d为所述凹部的直径，h为所述凹部的深度，ws为任意切断面上的各台阶的宽度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：本乡弘毅，蓧塚启，大纮太郎，梶田圭一，
申请(专利权)人：王子控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP