CN111527421A - 凹凸构造体、光学部件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具备更复杂的凹凸构造的凹凸构造体、光学部件、以及电子设备。所述凹凸构造体具备多个由设置在基材的表面的多个凹部或凸部构成的集合构造，在所述基材的表面上所述凹部或凸部所占的区域的平均宽度为，属于可见光范围的波长以下。

Description

凹凸构造体、光学部件及电子设备

技术领域

本发明涉及凹凸构造体、光学部件及电子设备。

背景技术

近年来，广泛研发着使用具有入射光波长以下的平均周期的凹凸构造体的光学部件。这种凹凸构造体显示出与具有大于入射光波长的平均周期的凹凸构造体在原理上不同的特性，因此可期待有可能实现可具备更高特性的光学部件。

作为这种凹凸构造体，例如，在下述的专利文献1中公开了一种形成了具有入射光波长以下的平均周期的柱状构造的衍射光学元件。此外，在下述的专利文献1中还公开了该衍射光学元件通过使用激光干涉曝光法实施空间选择性曝光而形成的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-57622号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述的专利文献1所公开的光学衍射元件中，由于凹凸构造通过激光干涉曝光法而形成，因此无法形成与激光光束的干涉图案对应的凹凸构造以外的任意的凹凸构造。尤其上述的专利文献1所公开的光学衍射元件未取得还排列有多个由多个凹部或凸部构成的凹凸集合体那样复杂的凹凸构造。

在此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于，提供具备更复杂的凹凸构造的凹凸构造体、设置有该凹凸构造体的光学部件、以及设置有该凹凸构造体的电子设备。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，根据本发明的某种观点，提供如下凹凸构造体，即，具备多个由设置在基材的表面的多个凹部或凸部构成的集合构造，所述凹部或凸部在所述基材的表面上所占的区域的平均宽度为，属于可见光范围的波长以下。

所述凹部或凸部在所述基材的表面上所占的区域的平均宽度设为a，所述凹部或凸部的与所述基材的表面对置的底面或顶面的平均宽度设为b，所述凹部或凸部的相对于所述基材的表面的垂直方向的长度设为h的情况下，在所述垂直方向上自所述基材的表面起远离h/2的位置处的所述凹部或凸部的截面的平均宽度也可以为，(a+b)/2以上。

该凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度分别设为x₁及x₂的情况下，所述集合构造内相邻的所述凹部或凸部的重心间的平均距离也可以为，0.65(x₁/2+x₂/2)以上2.0(x₁/2+x₂/2)以下。

所述集合构造整体的平均宽度也可以为0.2μm以上。

在所述基材的表面上所述凹部或凸部所占的区域的形状也可以为大致圆形状。

在所述集合构造内，所述凹部或凸部的相对于所述基材的表面的垂直方向的长度的每一个也可以属于中心值不同的至少2个以上的组中的任一项。

在所述集合构造内，所述凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度的每一个也可以属于中心值不同的至少2个以上的组中的任一项。

所述凹部或凸部的相对于所述基材的表面的垂直方向的长度也可在所述集合构造内阶段性地变化。

所述凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度也可在所述集合构造内阶段性地变化。

所述凹部或凸部的相对于所述基材的表面的垂直方向的长度也可以在所述集合构造内不规则地变化。

所述凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度也可以在所述集合构造内不规则地变化。

所述集合构造的每一个也可以规则地排列。

所述集合构造的每一个也可以不规则地排列。

在所述集合构造内，所述凹部或凸部的每一个也可以以最密填充配置的方式设置。

此外，为了解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供使用了上述的凹凸构造体、或者使用了将所述凹凸构造体转印了的转印物的光学部件。

此外，为了解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供使用了上述的凹凸构造体、或者使用了将所述凹凸构造体转印的转印物的电子设备。

根据上述结构，可以高精度及高再现性地控制凹凸部的配置及垂直长度。

发明效果

如上所述，根据本发明，能够提供一种具备更复杂的凹凸构造的凹凸构造体、设置有该凹凸构造体的光学部件、以及设置有该凹凸构造体的电子设备。

附图说明

图1A表示在厚度方向上切断形成有凹凸构造体的基材后的剖视图。

图1B表示从垂直的方向俯视观察形成有凹凸构造体的基材的一主面的俯视图。

图2A为表示作为凹凸部的一个示例的凸部的具体性结构的剖视图。

图2B表示作为凹凸部的其他示例的凹部的具体性结构的剖视图。

图3为对凹凸部的各个配置间隔进行说明的俯视图。

图4为表示在凹凸部的大小相同的情况下、或者凹凸部的大小不同的情况下的凹凸部的配置的一个示例的示意图。

图5为示意性表示凹凸构造体的一个示例的剖视图及俯视图。

图6为示意性表示凹凸构造体的其他示例的剖视图及俯视图。

图7为示意性表示凹凸构造体的其他示例的剖视图及俯视图。

图8为示意性表示凹凸构造体的其他示例的剖视图及俯视图。

图9为示意性表示凹凸构造体的其他示例的剖视图及俯视图。

图10A为实施例1～9所涉及的凹凸构造体中的集合构造的示意性的立体图。

图10B为实施例1～9所涉及的凹凸构造体的示意性的俯视图。

图11A为比较例1所涉及的凹凸构造体中的集合构造的示意性的立体图。

图11B为比较例1所涉及的凹凸构造体的示意性的俯视图。

图12A为表示实施例1中的凸部的示意性的截面形状的说明图。

图12B为表示实施例2中的凸部的示意性的截面形状的说明图。

图12C为表示实施例3中的凸部的示意性的截面形状的说明图。

图12D为表示实施例4中的凸部的示意性的截面形状的说明图。

图12E为表示实施例5中的凸部的示意性的截面形状的说明图。

图12F为表示实施例8中的凸部的示意性的截面形状的说明图。

图12G为表示实施例9中的凸部的示意性的截面形状的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图的同时对本发明的优选实施方式进行详细地说明。另外，在本说明书及附图中，针对实质上具有同一功能结构的结构要素标注同一符号，从而省略重复说明。

＜1.凹凸构造体的结构＞

首先，参照图1A及图1B，对本发明的一实施方式所涉及的凹凸构造体的结构进行说明。图1A为表示本实施方式所涉及的凹凸构造体的纵构造的一个示例的剖视图，图1B为表示本实施方式所涉及的凹凸构造体的平面构造的一个示例的俯视图。另外，图1A表示在厚度方向上切断形成有凹凸构造体的基材的剖视图，图1B表示从垂直的方向俯视观察形成有凹凸构造体的基材的一主面的俯视图。

如图1A及图1B所示，凹凸构造体20通过在片状的基材10的一主面上排列多个集合了多个凹凸部200的集合构造210而构成。

凹凸构造体20例如可用作光学部件。凹凸构造体20例如也可用作导光板、光扩散板、微透镜阵列、菲涅尔透镜阵列、衍射光栅、或者防反射膜等光学部件。此外，在凹凸构造体20用作光学部件的情况下，凹凸构造体20例如也可用于个人计算机、笔记本电脑、电视装置、穿戴式设备、智能手机或者平板电脑终端等电子设备。

基材10例如由具有透明性的材料构成。基材10例如也可由聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、三乙酰基纤维素(TriAcetyleCellulose：TAC)、环状烯烃聚合物(Cyclic Olefin Polymer：COP)或者环状烯烃共聚物(Cyclic Olefin Copolymer：COC)等有机树脂、或石英玻璃、钠钙玻璃或者铅玻璃等透明的玻璃材料构成。另外，“透明”表明具有属于可见光范围(约360nm～830nm)的波长的光的透过率高(例如，光的透过率为70％以上)。

凹凸部200为，在基材10的厚度方向凹陷的凹构造、或者朝基材10的厚度方向突出的凸构造。另外，尽管除图2B以外，作为凹凸部200而仅图示凸构造，但是凹凸部200当然也可以是凹构造。作为这种凹凸构造体20的凹凸形状反转后的构造体，例如，可通过利用以凹凸构造体20作为母盘(或复制盘)的压印技术(imprint technology)将凹凸形状转印到有机树脂等而有效地形成。

凹凸部200的垂直于基材10的表面的垂直方向上的长度(即、凹部的深度或凸部的高度。以下也称作垂直长度)被设置成，属于中心值不同的至少2个以上的组中的任一项。例如，如图1A所示，凹凸部200也可含有垂直长度最长的第一凸部222、垂直长度最短的第三凸部226、和垂直长度居于第一凸部222及第三凸部226的中间的第二凸部224。第一凸部222、第二凸部224以及第三凸部226被设置成，垂直长度具有形成偏差以上的差，集合构造210被设置成，包括由不同的垂直长度设置成的多种凹凸部200。即，凹凸部200的每一个并不是形成为随机的垂直长度，而是可控制并形成为所期望的垂直长度。另外，凹凸部200当然也可以设置成4种以上的垂直长度。

在此，凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小可设置成，凹凸部200的垂直长度越长，在表面所占的区域越大。例如，第一凸部222也可形成为，基材10的表面所占的区域的大小成为最大，第三凸部226也可形成为，基材10的表面所占的区域的大小成为最小，第二凸部224也可形成为，基材10的表面所占的区域的大小成为第一凸部222及第三凸部226的中间的大小。即、凹凸部200也可设置成，垂直长度越大，在基材10的表面所占的区域越大。因此，凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小被设置成，属于中心值不同的至少2个以上的组中的任一项。

另外，由不同的垂直长度形成的多种凹凸部200(图1A中为第一凸部222、第二凸部224、以及第三凸部226)的每一个，只要是在1个集合构造210内设置至少1种以上即可。例如，1个集合构造210也可构成为，全部包括第一凸部222、第二凸部224以及第三凸部226的每一个。或者，1个集合构造210也可由第一凸部222、第二凸部224以及第三凸部226中的任一项构成。在集合构造210内，设置有第一凸部222、第二凸部224、以及第三凸部226的每一个的个数及配置，可基于集合构造210或凹凸构造体20所要实现的功能来进行适当控制。

例如，集合构造210也可构成为，在集合构造210内凹凸部200的垂直长度阶段性地变化。即、集合构造210也可设置成，凹凸部200的垂直长度沿着所规定的方向逐渐变化。具体而言，凹凸部200的垂直长度也可在集合构造210整体上，以沿着所规定的方向画弧的方式、或者成为直线的方式进行变化。同样地，集合构造210也可构成为，凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小或平均宽度阶段性地变化。

或者，例如，集合构造210也可构成为，凹凸部200的垂直长度不规则地变化。即、集合构造210也可设置成，凹凸部200的垂直长度随机地变化。具体而言，凹凸部200的垂直长度也可在集合构造210整体上以看不到规则性的方式变化。同样地，集合构造210也可构成为，凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小或平均宽度随机地变化。

集合构造210可通过多个凹凸部200集合而构成。例如，如图1B所示，集合构造210也可通过如下方式构成，即，基材10的表面上的平面形状为大致圆形状的多个凹凸部200被最密填充配置。在这种情况下，集合构造210的整体的平均宽度，例如，可形成为至少0.2μm以上，优选可形成为比起属于可见光范围的波长大。集合构造210的每一个也可以以比凹凸部200的各个间隔宽的间隔而彼此隔离开，例如，也可以以比属于可见光范围的波长大的间隔而彼此隔离开。

在基材10的表面上凹凸部200所占的区域的平面形状如上所述，也可为大致圆形状，例如，也可为椭圆形状、或多边形形状等。此外，尽管集合构造210内的凹凸部200的配置如上所述也可为最密填充配置，但也可以是四方格子状配置、六方格子状配置、或棋盘格子状配置等。基材10的表面上的凹凸部200的平面形状、以及凹凸部200的集合构造210内的配置可基于集合构造210或凹凸构造体20所要实现的功能来进行适当控制。

凹凸部200的每一个也可设置成为，基材10的表面上的区域的平均宽度在属于可见光范围的波长以下。此外，在集合构造210内的凹凸部200的各个间隔，同样地，也可设置成为属于可见光范围的波长以下。具体而言，凹凸部200的区域的平均宽度及间隔也可在100nm以上350nm以下。凹凸部200的区域的平均宽度及间隔在上述范围的情况下，集合构造210及凹凸构造体20可作为抑制属于可见光范围的入射光的反射的、所谓的蛾眼构造来发挥作用。

集合构造210的每一个也可规则地排列。例如，如图1B所示，集合构造210的每一个也可以为，凹凸部200的结构及配置相同的集合构造210隔开所规定的间隔而规则地排列。或者，集合构造210的每一个也可不规则地排列。例如，集合构造210的每一个也可彼此隔开随机的大小的间隔而不规则地排列。集合构造210的各个排列可基于凹凸构造体20所要实现的功能来进行适当控制。

＜2.凹部或凸部的结构＞

接下来，参照图2A～图4，对集合构造210内的凹凸部200的结构进行更具体地说明。

首先，参照图2A及图2B，对凹凸部200的具体性结构进行说明。图2A为表示作为凹凸部200的一个示例的凸部2001的具体性结构的剖视图，图2B为表示作为凹凸部200的其他示例的凹部2002的具体性结构的剖视图。另外，在图2A及图2B中，凸部2001及凹部2002设为，在基材10的面内方向上呈各向同性的立体形状。

如图2A所示，凸部2001也可以设置成，在极附近及赤道附近对长球的旋转椭圆体沿垂直于旋转轴的表面切断后的立体形状。换言之，凸部2001也可设置成炮弹型的立体形状。

图2A中，将凸部2001在基材10的表面上的宽度设为a，将凸部2001的顶部的平坦面的宽度设为b，将基材10的表面至凸部2001的顶部的平坦面的距离(即、凸部2001的高度)设为h。此时，自基材10的表面起h/2的高度的凸部2001的宽度w优选成为(a+b)/2以上。此外，自基材10的表面起h/2的高度的凸部2001的宽度w更优选成为(a+b)/2的1.2倍以上。

在凸部2001的形状满足上述条件的情况下，凸部2001被设置成，从基材10的表面朝向顶部的轮廓朝外侧凸出的立体形状。根据这种形状的凸部2001，可进一步提高集合构造210及凹凸构造体20的防反射特性。另外，尽管w的上限并未特别限定，但当考虑凸部2001的形状时，w的上限例如为a。但是，当考虑凹凸构造体20的防反射特性时，w例如优选为(a+b)/2的1.41倍以下。w的上限根据凹凸构造体20的用途可进行适当选择。

另一方面，如图2B所示，凹部2002也可设置成，将图2A所示的凸部2001以基材10的表面作为对称面而上下反转后的形状。例如，凹部2002也可设置成，底面平坦的碗型的洼陷形状。

在图2B中，将凹部2002在基材10的表面上的宽度设为a、以及将凹部2002的底部的平坦面的宽度设为b、将基材10的表面至凹部2002的底部的平坦面的距离(即、凹部2002的深度)设为h。此时，自基材10的表面起h/2的深度的凹部2002的宽度w与凸部2001的情况同样地，优选成为(a+b)/2以上。此外，自基材10的表面起h/2的深度的凹部2002的宽度w与凸部2001的情况同样地，更优选成为(a+b)/2的1.2倍以上。

在凹部2002的形状满足上述条件的情况下，凹部2002被设置成，从基材10的表面朝向底部的轮廓朝外侧凸出的立体形状。具备这种形状的凹部2002的集合构造210及凹凸构造体20可进一步提高凹凸形状反转后的转印物的防反射特性。另外，尽管w的上限并未特别限定，但当考虑凹部2002的形状时，w的上限例如为a。但是，当考虑凹凸构造体20的防反射特性时，w例如优选为(a+b)/2的1.41倍以下。w的上限根据凹凸构造体20的用途可进行适当选择。

接下来，参照图3及图4对集合构造210内的凹凸部200的配置的具体性结构进行说明。图3为对凹凸部200的各个配置间隔进行说明的俯视图。图4为表示在凹凸部200的大小相同的情况下、或者凹凸部200的大小不同的情况下的每一个的凹凸部200的配置的一个示例的示意图。

参照图3对相邻的凹凸部200的配置间隔进行说明。如图3所示，将1个凹凸部200-1在基材10的表面上的宽度设为x₁，将凹凸部200-1相邻的凹凸部200-2在基材10的表面上的宽度设为x₂。此时，凹凸部200-1的重心与凹凸部200-2的重心的平均距离i优选成为0.65(x₁/2+x₂/2)以上2.0(x₁/2+x₂/2)以下。此外，凹凸部200-1的重心与凹凸部200-2的重心的平均距离i更优选成为0.8(x₁/2+x₂/2)以上1.2(x₁/2+x₂/2)以下。

在相邻的凹凸部200的重心间的平均距离i满足上述条件的情况下，相邻的凹凸部200以彼此置于适当的重叠或者隔开适当的间隔的方式设置，因此可进一步提高集合构造210及凹凸构造体20的防反射特性。例如，在重心间的平均距离i小于0.65(x₁/2+x₂/2)的情况下，相邻的凹凸部200彼此重叠过大而使凹凸部200实质上的垂直长度减少，进而集合构造210及凹凸构造体20的防反射特性降低，故并不优选。此外，在重心间的平均距离i超过2.0(x₁/2+x₂/2)的情况下，相邻的凹凸部200彼此的间隔过大而使凹凸部200之间的平坦面增加，进而集合构造210及凹凸构造体20的防反射特性降低，故不优选。

另外，凹凸部200在基材10的表面上的平面形状为圆或椭圆的情况下，上述的x₁及x₂可以是凹凸部200的平面形状的圆或椭圆的直径或长径。此外，在这种情况下，凹凸部200的重心可以是凹凸部200的平面形状的圆或椭圆的中心。另一方面，凹凸部200在基材10的表面上的平面形状为多边形的情况下，上述的x₁及x₂也可以是凹凸部200的平面形状的多边形的外接圆的直径。此外，在这种情况下，凹凸部200的重心也可以是凹凸部200的平面形状的外接圆的中心。

参照图4，对多个凹凸部200的各个间隔进行说明。如图4所示，例如，凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小大致固定的情况(凹凸部200A的情况)下，为了使凹凸部200A成为最密填充配置，凹凸部200A也可以隔开与凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小相同间隔而设置。

例如，凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小变动的情况(凹凸部200B的情况)下，凹凸部200B也可以隔开一定间隔而设置。尽管在这种情况下，凹凸部200B不会成为最密填充配置，但是容易形成凹凸部200B。

例如，凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小变动的情况(凹凸部200C的情况)下，凹凸部200C也可以隔开根据凹凸部200的每一个在基材10的表面所占的区域的大小而控制的间隔而设置。在这种情况下，即使凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小变动的情况下，凹凸部200C仍可实现最密填充配置。根据本实施方式，能够高精度地控制凹凸部200的各个配置及基材10的表面的大小。因此，即使凹凸部200在基材10的表面所占的区域的大小变动的情况(凹凸部200C的情况)下，也能够以最密填充配置来形成凹凸部200。

如以上所说明那样，凹凸构造体20的凹凸部200由多种不同的垂直长度形成。即、凹凸部200的垂直长度被设置成，属于中心值不同的多个组中的任一项。因此，凹凸构造体20中，凹凸部200的各个垂直长度被高精度地控制成为每个凹凸部200所规定的垂直长度。此外，凹凸构造体20被设置成，由多个凹凸部200构成的集合构造210彼此隔离开。因此，凹凸部200的形成位置被高精度地控制成，以使集合构造210内、集合构造210间以不同的间隔而设置。因此，本实施方式所涉及的凹凸构造体20能够具备更复杂的凹凸形状。

＜3.凹凸构造体的具体示例＞

接下来，参照图5～图9对本实施方式所涉及的凹凸构造体20的具体示例进行说明。图5～图9为示意性地表示本实施方式所涉及的凹凸构造体20的一个示例的剖视图及俯视图。另外，在图5～图9的俯视图中表示越是点阴影越深的圆，越对应于高度更高的凸部。

(第一具体示例)

如图5所示，凹凸构造体21也可以是将凸部201排列成四方格子状的集合构造211隔开所规定的间隔而设置的构造。在凹凸构造体21中，集合构造211被设置成，集合构造211内的凸部201的高度在第一方向上阶段性地增加或减少，在与第一方向正交的第二方向上，凸部201的高度被设置成为大致相同高度。因此，在图5所示的凹凸构造体21中，集合构造211可形成为，在第一方向上作为整体而呈现三角波样式(锯齿样式)的形状的构造。这种凹凸构造体21例如可作为具备由蛾眼构造实现的防反射能力的衍射元件来使用。

(第二具体示例)

如图6所示，凹凸构造体22也可以是将凸部202排列成四方格子状的集合构造212隔开所规定的间隔而设置的构造。在凹凸构造体22中，集合构造212被设置成，集合构造212内的凸部202的高度越朝向集合构造212的中央，越是阶段性地增加。因此，在图6所示的凹凸构造体22中，集合构造212可形成为，作为整体而呈现凸透镜样式的形状的构造。这种凹凸构造体22例如可作为具备由蛾眼构造实现的防反射能力的微透镜阵列来使用。

(第三具体示例)

如图7所示，凹凸构造体23也可以是将凸部203排列成四方格子状的集合构造213隔开所规定的间隔而设置的构造。在凹凸构造体23中，集合构造213被设置成，集合构造213内的凸部203的高度越朝向集合构造213的中央，越阶段性地增加，且为了使凸部203的高度落在所规定的范围而使高度以同心圆状地减少的形状来设置。因此，图7所示的凹凸构造体23中，集合构造213可形成为，作为整体而呈现菲涅尔透镜样式的形状的构造。这种凹凸构造体23例如可作为具备由蛾眼构造实现的防反射能力的菲涅尔透镜阵列来使用。

(第四具体示例)

如图8所示，凹凸构造体24也可以是将凸部204排列成四方格子状的集合构造214隔开所规定的间隔而设置的构造。在凹凸构造体24中，集合构造214被设置成，集合构造214内的凸部204的高度成为不规则的(随机的)。但是，由于凸部204的高度被设置成属于中心值不同的多个组中的任一项，更严密而言，具有不同的高度的凸部204的配置被设置成在集合构造214内成为不规则的(随机的)。因此，图8所示的凹凸构造体24中，集合构造214可形成为，作为整体而呈现凸部204的高度不规则的蛾眼构造。这种凹凸构造体24例如可作为干涉光及衍射光少的防反射膜或光扩散板来使用。

(第五具体示例)

如图9所示，凹凸构造体25也可以是凸部205以不规则的(随机的)配置排列的集合构造215隔开所规定的间隔而设置的构造。凹凸构造体25与图8所示的凹凸构造体24同样地，集合构造215被设置成，具有不同的高度的凸部205的配置被设置成在集合构造215内成为不规则的(随机的)。因此，在图9所示的凹凸构造体25中，集合构造215可形成为，作为整体而呈现凸部205的高度及配置不规则的蛾眼构造。凹凸构造体25例如可作为干涉光及衍射光更少的防反射膜或光扩散板来使用。另外，图8所示的凹凸构造体25与图8所示的凹凸构造体24相比规则性低，因此能够进一步抑制未意识到的衍射光或干涉光的发生。

＜4.凹凸构造体的制造方法＞

接下来，对本实施方式所涉及的凹凸构造体20的制造方法进行简单说明。

本实施方式所涉及的凹凸构造体20可通过如下方式进行制造，即，利用由激光光束实现的热刻蚀(Thermal lithography)，在基材10的外周面形成与凹凸构造对应的抗蚀图案之后，将该抗蚀图案作为掩膜来对基材10进行蚀刻。

或者，本实施方式所涉及的凹凸构造体20可利用如下公知的微细加工技术来进行制造，即，使用了电子束描绘装置等的电子束曝光(electron beam lithography)、使用了光刻的多成像、或者使用了金刚石刀片的超微细切削加工等。

而且，本实施方式所涉及的凹凸构造体20可通过使用由上述的制造方法形成的凹凸构造体20作为母盘的压印技术来进行制造。具体而言，通过将凹凸构造体20(即、母盘)按压在片状的树脂等来对表面的凹凸形状进行转印，从而能够制造母盘的凹凸形状反转了的转印物。

以下，参照实施例及比较例的同时对本实施方式所涉及的凹凸构造体进行更具体地说明。另外，以下所示的实施例用于表示本实施方式所涉及的凹凸构造体及其制造方法的实施可能性及效果的一条件示例，本实施方式所涉及的凹凸构造体及其制造方法并不局限于以下的实施例。

(实施例1～9)

通过以下工序来制作实施例1～9所涉及的对应于凹凸构造体的母盘，并利用压印技术来制作所制作出的母盘的转印物(实施例1～9所涉及的凹凸构造体)。

具体而言，首先，在圆筒形状的由石英玻璃构成的基材(轴向长度100mm、外周面的壁厚4.5mm)的外周面上，利用溅射法将钨氧化物成膜为55nm，从而形成抗蚀层。接下来，利用曝光装置，通过来自波长405nm的半导体激光光源的激光光束进行热刻蚀，从而在抗蚀层上形成对应于实施例1～9的每一个的潜像。

接着，使用四甲基氢氧化铵(TMAH)2.38质量％水溶液(东京应化工业公司制)，将曝光后的基材在27℃下用900秒进行现像处理，从而对潜像部分的抗蚀层进行溶解，进而在抗蚀层上形成对应于实施例1～9的每一个的凹凸构造。接下来，将显像后的抗蚀层作为掩膜，利用CHF₃气体(30sccm)，以气压0.5Pa、投入电力150W来进行反应性离子蚀刻(ReactiveIon Etching：RIE)，并对基材进行30分钟蚀刻。然后，去除残留的抗蚀层。

通过以上工序，来制作在外周面形成有凹凸构造的母盘，并利用所制作出的母盘来制作转印物。具体而言，利用转印装置将形成在母盘的外周面的凹凸构造转印到紫外线固化树脂上，从而制作出实施例1～9所涉及的转印物。另外，转印物的片状基材使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PolyEthylene Terephthalate：PET)膜，紫外线固化树脂通过金卤灯照射1000mJ/cm²的紫外线1分钟而固化。

(比较例1)

利用使用了掩膜的由曝光实现的光刻，在抗蚀层上形成对应于比较例1的潜像，除此以外，采用与实施例1～9同样的方法来制作转印物(比较例1所涉及的凹凸构造体)。

在此，将实施例1～9所涉及的形成在凹凸构造体的凹凸构造的示意性的形状示于图10A及图10B，将比较例1所涉及的形成在凹凸构造体的凹凸构造的示意性的形状示于图11A及图11B。图10A为，实施例1～9所涉及的凹凸构造体中的集合构造的示意性的立体图，图10B为，实施例1～9所涉及的凹凸构造体的示意性的俯视图。图11A为，比较例1所涉及的凹凸构造体中的集合构造的示意性的立体图，图11B为比较例1所涉及的凹凸构造体的示意性的俯视图。

如图10A及图10B所示，实施例1～9所涉及的凹凸构造体通过排列多个集合了多个凸部的集合构造而设置。具体而言，凹凸构造体被设置成集合构造的每一个以彼此隔离的方式排列，所述集合构造被配置成自基材的表面起朝垂直方向突出的凸部在平面上成为最密填充。集合构造通过设置成位于中心的凸部的一方阶段性地增高，从而作为整体而被设置成为凸透镜样式的形状。

在此，实施例1～9所涉及的凹凸构造体如以下的表1所示，凸部的立体形状、以及相邻的凸部的重心间的平均距离各不相同。但是，实施例1～9所涉及的凹凸构造体作为整体而被设置成为呈现同一凸透镜样式的形状。

如图11A及图11B所示，比较例1所涉及的凹凸构造体通过多个排列自基材的表面朝垂直方向突出的单一的凸部而设置。具体而言，凹凸构造体通过在与底面平行的平面对圆锥进行切断并使除去了小圆锥部分的圆锥台的形状以彼此隔离的方式排列而设置。因此，比较例1所涉及的凹凸构造体和实施例1～9所涉及的凹凸构造体，在如下方面，互不相同，即，凸透镜样式的构造体由单一凸部构成，或者由多个凸部构成。

(评价结果)

实施采用上述方式而制作出的实施例1～9及比较例1所涉及的凹凸构造体的评价。具体而言，通过原子力显微镜(Atomic Force Microscope：AFM)及扫描型电子显微镜(Scanning Electoron Microscope：SEM)来观察实施例1～9及比较例1所涉及的凹凸构造体的微细构造的形状。

此外，在实施例1～9所涉及的凹凸构造体中，通过AFM来对凸部的形状进行计量，并对凸部的顶部的平坦面的平均宽度b、基材表面上的凸部的区域的平均宽度a、以及凸部的高度设为h的情况下的h/2的凸部的平均宽度w进行计算。而且，在实施例1～9所涉及的凹凸构造体中，通过SEM来对相邻的凸部的重心间的平均距离进行计算。另外，a、b、w、重心间的平均距离作为1个集合构造内的凸部的每一个的平均值而进行计算。

而且，利用分光光度计(日本分光公司制V500)对实施例1～9及比较例1所涉及的凹凸构造体的表面反射光谱进行测量。在下述的表1中示出波长380nm～780nm之间的反射率的最小值。另外，波长380nm～780nm之间的反射率的最小值更优选成为1％以下。

在以下的表1中示出实施例1～9所涉及的凹凸构造体的凸部的形状及重心间距离的测定结果、以及实施例1～9及比较例1所涉及的凹凸构造体的反射率的测定结果。此外，将根据AFM的测定结果所判断出的实施例1～5、实施例8～9所涉及的母盘中的凹部(转印物中对应于凸部)的示意性的截面形状示于图12A～图12G。图12A～图12G分别表示实施例1～5、实施例8～9所涉及的母盘中的凹部(转印物中对应于凸部)的示意性的截面形状的说明图。另外，图12A～图12G所示的形状为示意性的形状，因此不可能与实际上的母盘或转印物的凹凸构造的形状完全不一致。

[表1]

(表1)

当参照表1的结果时，在实施例1～9所涉及的凹凸构造体中，凸透镜样的构造体作为集合了多个凸部的集合构造而形成。因此可知实施例1～9所涉及的凹凸构造体的反射率与比较例1所涉及的凹凸构造体的反射率相比降低。即，可知实施例1～9所涉及的凹凸构造体可获得高于比较例1所涉及的凹凸构造体的防反射效果。

此外，当对实施例1、4、5所涉及的凹凸构造体进行比较时，可知h/2处的凸部的宽度w小于(a+b)/2，凸部越成为细的形状，反射率越增加，防反射效果越降低。

此外，当对实施例1、6～8所涉及的凹凸构造体进行比较时，可知在重心间的平均距离比上述优选的范围窄的情况下，凸部彼此的重叠增加，凸部实质上的高度减少，因此反射率增加，防反射效果降低。另一方面，当对实施例1、9所涉及的凹凸构造体进行比较时，可知重心间的平均距离比上述优选的范围宽的情况下，凸部之间的平坦部增加，因此反射率增加，防反射效果降低。

以上，参照附图的同时对本发明的优选实施方式进行详细地说明，但本发明并不局限于所涉及到的示例。显然，只要是本领域技术人员，在权利要求书所记载的技术的思想的范畴内，可容易想到各种的变更例或者修正例，关于这些，当然也应理解为属于本发明的技术的范围。

例如，本实施方式所涉及的凹凸构造体20也可用作光学部件，搭载了本实施方式所涉及的凹凸构造体20的电子设备也被包含在本发明的范畴中。

符号说明

10 基材；

20、21、22、23、24、25 凹凸构造体；

200 凹凸部；

201、202、203、204、205 凸部；

210、211、212、213、214、215 集合构造。

Claims (16)

1.一种凹凸构造体，其具备多个由设置在基材的表面的多个凹部或凸部构成的集合构造，

所述凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度为，属于可见光范围的波长以下。

2.根据权利要求1所述的凹凸构造体，其中，

所述凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度设为a，所述凹部或凸部的与所述基材的表面对置的底面或顶面的平均宽度设为b，所述凹部或凸部的相对于所述基材的表面的垂直方向的长度设为h的情况下，

在所述垂直方向上自所述基材的表面起远离h/2的位置处的所述凹部或凸部的截面的平均宽度为(a+b)/2以上。

3.根据权利要求1或2所述的凹凸构造体，其中，

该凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度分别设为x₁及x₂的情况下，所述集合构造内相邻的所述凹部或凸部的重心间的平均距离为0.65(x₁/2+x₂/2)以上2.0(x₁/2+x₂/2)以下。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

所述集合构造整体的平均宽度为0.2μm以上。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

在所述基材的表面上所述凹部或凸部所占的区域的形状为大致圆形状。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

在所述集合构造内，所述凹部或凸部的相对于所述基材的表面的垂直方向的长度的每一个属于中心值不同的至少2个以上的组中的任一项。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

在所述集合构造内，所述凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度的每一个属于中心值不同的至少2个以上的组中的任一项。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

所述凹部或凸部的相对于所述基材的表面的垂直方向的长度，在所述集合构造内阶段性地变化。

9.根据权利要求1～7中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

所述凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度，在所述集合构造内阶段性地变化。

10.根据权利要求1～7中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

所述凹部或凸部的相对于所述基材的表面的垂直方向的长度，在所述集合构造内不规则地变化。

11.根据权利要求1～7中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

所述凹部或凸部在所述基材的表面所占的区域的平均宽度，在所述集合构造内不规则地变化。

12.根据权利要求1～11中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

所述集合构造的每一个被规则地排列。

13.根据权利要求1～11中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

所述集合构造的每一个被不规则地排列。

14.根据权利要求1～13中的任一项所述的凹凸构造体，其中，

在所述集合构造内，所述凹部或凸部的每一个以最密填充配置的方式设置。

15.一种光学部件，其使用了权利要求1～14中的任一项所述的凹凸构造体、或者使用了将所述凹凸构造体转印了的转印物。

16.一种电子设备，其使用了权利要求1～14中的任一项所述的凹凸构造体、或者使用了将所述凹凸构造体转印了的转印物。

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