(57)【要約】  フレネルレンズシートと、フレネルレンズシートのフレネルレンズ面の上に形成された反射抑制膜とを備える反射抑制膜付きフレネルレンズシートであって、周辺部における反射率を低くし得、かつ、製造が容易な反射抑制膜付きフレネルレンズシートを提供する。  反射抑制膜付きフレネルレンズシート１は、フレネルレンズ面１２を有するフレネルレンズシート１０と、フレネルレンズ面１２の上に形成された反射抑制膜１１とを備えている。反射抑制膜１１は、高屈折率膜１１ａと、低屈折率膜１１ｂとからなる。高屈折率膜１１ａは、フレネルレンズ面１２の上に形成されている。高屈折率膜１１ａは、フレネルレンズシート１０よりも高い屈折率を有する。低屈折率膜１１ｂは、高屈折率膜１１ａの上に形成されている。低屈折率膜１１ｂは、高屈折率膜１１ａよりも低い屈折率を有する。
2012090923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレネルレンズ面を有するフレネルレンズシートと、前記フレネルレンズ面の上に形成された反射抑制膜とを備え、
前記反射抑制膜は、前記フレネルレンズ面の上に形成されており、前記フレネルレンズシートよりも高い屈折率を有する高屈折率膜と、前記高屈折率膜の上に形成されており、前記高屈折率膜よりも低い屈折率を有する低屈折率膜とからなる、反射抑制膜付きフレネルレンズシート。
【請求項２】
前記フレネルレンズシートの波長４０５ｎｍにおける屈折率が１．４０〜１．７０の範囲内であり、
前記高屈折率膜の波長４０５ｎｍにおける屈折率が２．１０〜２．８０の範囲内であり、
前記低屈折率膜の波長４０５ｎｍにおける屈折率が１．３５〜１．７０の範囲内である、請求項１に記載の反射抑制膜付きフレネルレンズシート。
【請求項３】
前記高屈折率膜が、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステンまたは酸化タンタルからなり、前記低屈折率膜が、酸化ケイ素からなる、請求項１または２に記載の反射抑制膜付きフレネルレンズシート。
【請求項４】
前記高屈折率膜の厚みが８ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内であり、前記低屈折率膜の厚みが１３０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲内である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の反射抑制膜付きフレネルレンズシート。
【請求項５】
前記高屈折率膜の厚みと前記低屈折率膜の厚みとの比（前記高屈折率膜の厚み：前記低屈折率膜の厚み）が１：３．３〜１：２３．８の範囲内にある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の反射抑制膜付きフレネルレンズシート。
【請求項６】
前記反射抑制膜の厚みは、前記フレネルレンズ面の光軸から離れるに従って厚くなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の反射抑制膜付きフレネルレンズシート。
【請求項７】
フレネルレンズ面を有する矩形状のフレネルレンズシートと、前記フレネルレンズ面の上に形成された反射抑制膜とを備える反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造方法であって、
前記反射抑制膜を形成するためのターゲットの前方を、前記フレネルレンズシートの長辺方向が第１の方向を向いた状態で、前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に沿って前記フレネルレンズシートを移動させながらスパッタリングを行うことにより前記反射抑制膜を形成するスパッタリング工程を備え、
前記第１の方向において、前記フレネルレンズ面の光軸から離れるに従って前記ターゲットと前記フレネルレンズ面との対向面積が広くなるように、前記ターゲットと前記フレネルレンズシートとの間に遮蔽板を配置した状態で前記スパッタリング工程を行う、反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造方法。
【請求項８】
前記遮蔽板として、前記第２の方向に沿って配列された一対の遮蔽板片を有し、前記一対の遮蔽板片の間の前記第２の方向における間隔が、前記第１の方向において前記フレネルレンズ面の光軸から離れるに従って長くなる遮蔽板を用いる、請求項７に記載の反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射抑制膜付きフレネルレンズシート及びその製造方法に関する。特に、本発明は、スパッタリング法により反射抑制膜を形成する、矩形状の反射抑制膜付きフレネルレンズシート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、液晶表示装置などの光学装置において光の集光や拡散に用いられるレンズとして、フレネルレンズ面を有するフレネルレンズシートが用いられている。このフレネルレンズシートは、シートの厚みが薄いにも関わらず、大きな光学的パワーを有する。このため、フレネルレンズシートを用いることにより、光学装置の高機能化と小型化とを図ることが可能となる。【０００３】
ところで、フレネルレンズシートに対しても、他の光学素子と同様に、透過率が高いことが求められている。このため、例えば、下記の特許文献１などにおいて、フレネルレンズシートのフレネルレンズ面に反射防止膜を設けることが提案されている。【０００４】
具体的には、下記の特許文献１には、フッ化マグネシウム膜を反射防止膜としてフレネルレンズ面の上に形成すること、二酸化ケイ素膜、酸化ジルコニウム膜及び二酸化ケイ素膜がこの順番で積層されてなる３層の積層体からなる反射防止膜をフレネルレンズ面の上に形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３４１３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光学干渉を用いた反射防止膜をフレネルレンズ表面に形成した場合、フレネルレンズ周辺部のレンズ形状の凹凸が大きな表面に均一に反射防止の設計膜厚を形成することは非常に困難である。【０００７】
フレネルレンズ面の上に、低屈折率材料を用いた１層構造の反射防止膜が形成されたフレネルレンズでは、フレネルレンズ周辺部において比較的膜厚のばらつきが生じても若干の反射防止の効果は得られるが、選択的な単波長の光の反射を十分に抑制することが困難であるという問題がある。【０００８】
また、フレネルレンズ面の上に、スパッタリング法により反射防止膜を形成した場合、フレネルレンズ面全体において光反射率を十分に低くすることが困難であるという問題もある。【０００９】
一方、３層以上の多層構造の反射防止膜が形成されたフレネルレンズでは、周辺部分においても反射を効果的に抑制することができる。しかしながら、反射防止膜の膜厚に製造ばらつきが生じた場合、反射特性が大きく変化してしまう。従って、シビアな反射防止膜の成膜条件が要求され、製造が困難であるという問題がある。【００１０】
本発明は、斯かる点に鑑みて成されたものであり、その第１の目的は、矩形状のフレネルレンズシートと、フレネルレンズシートのフレネルレンズ面の上に形成された単波長光反射抑制膜とを備える反射抑制膜付きフレネルレンズシートであって、周辺部における反射率を低くし得、かつ、製造が容易な反射抑制膜付きフレネルレンズシートを提供することにある。【００１１】
本発明の第２の目的は、矩形状の反射抑制膜付きフレネルレンズシートをスパッタリング法を用いて製造する方法であって、フレネルレンズ面全体において光反射率が低い反射抑制膜付きフレネルレンズシートを製造し得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る反射抑制膜付きフレネルレンズシートは、フレネルレンズ面を有するフレネルレンズシートと、フレネルレンズ面の上に形成された反射抑制膜とを備えている。反射抑制膜は、高屈折率膜と、低屈折率膜とからなる。高屈折率膜は、フレネルレンズ面の上に形成されている。高屈折率膜は、フレネルレンズシートよりも高い屈折率を有する。低屈折率膜は、高屈折率膜の上に形成されている。低屈折率膜は、高屈折率膜よりも低い屈折率を有する。【００１３】
フレネルレンズシートの波長４０５ｎｍにおける屈折率は、１．４０〜１．７０の範囲内であることが好ましく、１．５０〜１．６０の範囲内であることがより好ましい。高屈折率膜の波長４０５ｎｍにおける屈折率は、２．１０〜２．８０の範囲内であることが好ましく、２．２０〜２．４０の範囲内であることがより好ましい。低屈折率膜の波長４０５ｎｍにおける屈折率は、１．３５〜１．７０の範囲内であることが好ましく、１．３５〜１．６０の範囲内であることがより好ましい。【００１４】
反射抑止膜は、上記所望の性能を有するならば、どのような成分よりなるものでもよいが、有機物と比較して、耐傷性、耐候性及び耐熱性の高い無機化合物成分、特に無機酸化物よりなることが好ましい。【００１５】
高屈折率膜は、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステンまたは酸化タンタルからなることが好ましい。【００１６】
低屈折率膜は、酸化ケイ素からなることが好ましい。【００１７】
高屈折率膜の厚みは、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、８ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内であることがより好ましく、１６ｎｍ〜３７ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。低屈折率膜の厚みは、７０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲内であることが好ましく、１４０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲内であることがより好ましく、１５０ｎｍ〜１７０ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。【００１８】
高屈折率膜の厚みと低屈折率膜の厚みとの比（高屈折率膜の厚み：低屈折率膜の厚み）は、１：３〜１：２５の範囲内にあることが好ましく、１：４〜１：１７の範囲内にあることがより好ましい。【００１９】
反射抑制膜の厚みは、フレネルレンズ面の光軸から離れるに従って厚くなっていることが好ましく、光軸からフレネルレンズシートの長辺方向に離れるに従って厚くなっていることがより好ましい。【００２０】
本発明に係る反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造方法は、フレネルレンズ面を有する矩形状のフレネルレンズシートと、フレネルレンズ面の上に形成された反射抑制膜とを備える反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造方法に関する。本発明に係る反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造方法は、スパッタリング工程を備える。スパッタリング工程は、反射抑制膜を形成するためのターゲットの前方を、フレネルレンズシートの長辺方向が第１の方向を向いた状態で、第１の方向に対して垂直な第２の方向に沿って移動させながらスパッタリングを行うことにより反射抑制膜を形成する工程である。本発明に係る反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造方法では、第１の方向において、フレネルレンズ面の光軸から離れるに従ってターゲットとフレネルレンズ面との対向面積が広くなるように、ターゲットとフレネルレンズシートとの間に遮蔽板を配置した状態でスパッタリング工程を行う。【００２１】
本発明に係る反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造方法では、遮蔽板として、第２の方向に沿って配列された一対の遮蔽板片を有し、一対の遮蔽板片の間の第２の方向における間隔が、第１の方向においてフレネルレンズ面の光軸から離れるに従って長くなる遮蔽板を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、フレネルレンズシートと、フレネルレンズシートのフレネルレンズ面の上に形成された反射抑制膜とを備える反射抑制膜付きフレネルレンズシートであって、周辺部における反射率を低くし得、かつ、製造が容易な反射抑制膜付きフレネルレンズシートを提供することができる。【００２３】
また、本発明によれば、矩形状の反射抑制膜付きフレネルレンズシートをスパッタリング法を用いて製造する方法であって、フレネルレンズ面全体において光反射率が低い反射抑制膜付きフレネルレンズシートを製造し得る方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における反射抑制膜付きフレネルレンズシートの略図的平面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における反射抑制膜付きフレネルレンズシートの一部分の略図的斜視図である。
【図３】図３は、図１のＩＩＩ部分の略図的拡大断面図である。
【図４】図４は、図１のＩＶ部分の略図的拡大断面図である。
【図５】図５は、図１のＶ部分の略図的拡大断面図である。
【図６】図６は、反射抑制膜が２層構造である場合の反射抑制膜の膜厚比と反射率との関係を表すグラフである。
【図７】図７は、反射抑制膜が１層構造である場合の反射抑制膜の膜厚比と反射率との関係を表すグラフである。
【図８】図８は、反射抑制膜が４層構造である場合の反射抑制膜の膜厚比と反射率との関係を表すグラフである。
【図９】図９は、反射抑制膜が６層構造である場合の反射抑制膜の膜厚比と反射率との関係を表すグラフである。
【図１０】図１０は、図１の領域Ａにおける高屈折率膜１１ａの膜厚及び低屈折率膜１１ｂの膜厚と、フレネルレンズ面の反射率との関係を表すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態における反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造方法を説明するための模式的平面図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態における図１のＩＩＩ部分の略図的拡大断面図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態における図１のＩＶ部分の略図的拡大断面図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態における図１のＶ部分の略図的拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は、単なる例示である。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。
【００２６】
(第１の実施形態)
図１は、本実施形態における反射抑制膜付きフレネルレンズシートの略図的平面図である。図２は、本実施形態における反射抑制膜付きフレネルレンズシートの一部分の略図的斜視図である。図３は、図１のＩＩＩ部分の略図的拡大断面図である。図４は、図１のＩＶ部分の略図的拡大断面図である。図５は、図１のＶ部分の略図的拡大断面図である。なお、図２では、描画の便宜上、反射抑制膜の描画を省略している。
【００２７】
反射抑制膜付きフレネルレンズシート１は、矩形状のフレネルレンズシート１０を備えている。フレネルレンズシート１０は、互いに対向している一対の光入出面１０ａ、１０ｂを備えている。光入出面１０ｂは、平面状に形成されている。一方、光入出面１０ａは、フレネルレンズ面１２により構成されている。光軸Ｃ上には、光源２２が配置される。フレネルレンズ面１２の光軸Ｃとのなす角の大きさは、光軸Ｃが通過する部分においては、９０°であり、光軸Ｃから離れるに従って大きくなっている。
【００２８】
フレネルレンズシート１０の波長４０５ｎｍにおける屈折率は、１．４０〜１．７０の範囲内であることが好ましく、１．５０〜１．６０の範囲内であることがより好ましい。
【００２９】
フレネルレンズシート１０の材質は特に限定されない。フレネルレンズシート１０は、例えば、樹脂やガラスにより形成することができる。
【００３０】
フレネルレンズ面１２の上には、反射抑制膜１１が形成されている。反射抑制膜１１は、高屈折率膜１１ａと、低屈折率膜１１ｂとの積層体からなる。
【００３１】
高屈折率膜１１ａは、フレネルレンズ面１２の上に形成されている。高屈折率膜１１ａは、フレネルレンズシート１０よりも高い屈折率を有する。高屈折率膜１１ａは、フレネルレンズシート１０よりも０．５以上高い屈折率を有することが好ましく、０．７以上高い屈折率を有することがより好ましい。具体的には、高屈折率膜１１ａの波長４０５ｎｍにおける屈折率は、２．１０〜２．８０の範囲内であることが好ましく、２．２０〜２．４０の範囲内であることがより好ましい。
【００３２】
高屈折率膜１１ａの厚みは、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、８ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内であることがより好ましく、１６ｎｍ〜３７ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００３３】
高屈折率膜１１ａの材質は、特に限定されない。高屈折率膜１１ａは、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステンまたは酸化タンタルにより形成することができる。
【００３４】
低屈折率膜１１ｂは、高屈折率膜１１ａの上に形成されている。低屈折率膜１１ｂは、高屈折率膜１１ａよりも低い屈折率を有する。低屈折率膜１１ｂは、高屈折率膜１１ａよりも０．６以上低い屈折率を有することが好ましく、０．７以上低い屈折率を有することがより好ましい。具体的には、低屈折率膜１１ｂの波長４０５ｎｍにおける屈折率は、１．３５〜１．７０の範囲内であることが好ましく、１．３５〜１．６０の範囲内であることがより好ましい。
【００３５】
低屈折率膜１１ｂの厚みは、７０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲内であることが好ましく、１４０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲内であることがより好ましく、１５０ｎｍ〜１７０ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００３６】
低屈折率膜１１ｂの材質は、特に限定されない。低屈折率膜１１ｂは、例えば、酸化ケイ素により形成することができる。
【００３７】
本実施形態では、反射抑制膜１１の厚みは、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃからフレネルレンズシートの長辺方向に離れるに従って厚くなっている。
【００３８】
具体的には、反射抑制膜１１の光軸Ｃ近傍部分に位置する部分の光軸Ｃ方向の厚みｔ１（図５を参照）が最も小さく、反射抑制膜１１のフレネルレンズ面１２の周縁部に位置する部分の光軸Ｃ方向の厚みｔ３（図３を参照）が最も大きく、それらの中間部の光軸Ｃ方向の厚みｔ２（図４を参照）は、ｔ１とｔ３との間となっている。
【００３９】
なお、本実施形態では、高屈折率膜１１ａの厚みと低屈折率膜１１ｂの厚みの比は、反射抑制膜１１においてほぼ均一である。
【００４０】
図６は、反射抑制膜が２層構造である場合の反射抑制膜の膜厚比と反射率との関係を表すグラフである。具体的には、図６に示すグラフは、反射抑制層が、フレネルレンズ面側から、Ｎｂ２Ｏ５膜及びＳｉＯ２膜の２層の積層体（但し、Ｎｂ２Ｏ５膜の厚み：ＳｉＯ２膜の厚み＝１．０：７．０）である場合のグラフである。図６において斜線ハッチングを附している領域は、フレネルレンズ面における光源からの波長４０５ｎｍの光の反射率が１０％以下となる領域を表している。またクロスハッチングを附している領域は、フレネルレンズ面における光源からの波長４０５ｎｍの光の反射率が１５％以上となる領域を表している。なお、図６の横軸は、光軸からのフレネルレンズシートの長辺方向の距離を表している。図６の縦軸は、光軸位置で反射率が最小になるように光軸位置での最適な膜厚を１とした場合に、この膜厚に対する比率を表している。なお、等高線で示される反射率は、光軸Ｃからフレネルレンズシートにおける短辺方向の反射率の平均値である。
【００４１】
図７は、反射抑制膜が１層構造である場合の反射抑制膜の膜厚比と反射率との関係を表すグラフである。具体的には、図７に示すグラフは、反射抑制層が、ＳｉＯ２膜単体により構成されている場合のグラフである。図７において斜線ハッチングを附している領域は、フレネルレンズ面における光源からの波長４０５ｎｍの光の反射率が１０％以下となる領域を表している。なお、図７の横軸は、光軸からのフレネルレンズシートの長辺方向の距離を表している。図７の縦軸は、反射率が最小になるように光軸位置での最適な膜厚を１とした場合に、この膜厚に対する比率を表している。なお、等高線で示される反射率は、光軸Ｃからフレネルレンズシートにおける短辺方向の反射率の平均値である。
【００４２】
図８は、反射抑制膜が４層構造である場合の反射抑制膜の膜厚比と反射率との関係を表すグラフである。具体的には、図８に示すグラフは、反射抑制層が、Ｎｂ２Ｏ５膜、ＳｉＯ２膜、Ｎｂ２Ｏ５膜及びＳｉＯ２膜の４層の積層体（但し、Ｎｂ２Ｏ５膜の厚み：ＳｉＯ２膜の厚み：Ｎｂ２Ｏ５膜の厚み：ＳｉＯ２膜の厚み＝１．０：０．７：２．５：３．５）である場合のグラフである。図８において斜線ハッチングを附している領域は、フレネルレンズ面における光源からの波長４０５ｎｍの光の反射率が１０％以下となる領域を表している。なお、図８の横軸は、光軸からのフレネルレンズシートの長辺方向の距離を表している。図８の縦軸は、反射率が最小になるように光軸位置での最適な膜厚を１とした場合に、この膜厚に対する比率を表している。なお、等高線で示される反射率は、光軸Ｃからフレネルレンズシートにおける短辺方向の反射率の平均値である。またクロスハッチングを附している領域は、フレネルレンズ面における光源からの波長４０５ｎｍの光の反射率が１５％以上となる領域を表している。
【００４３】
図９は、反射抑制膜が６層構造である場合の反射抑制膜の膜厚比と反射率との関係を表すグラフである。具体的には、図９に示すグラフは、反射抑制層が、Ｎｂ２Ｏ５膜、ＳｉＯ２膜、Ｎｂ２Ｏ５膜、ＳｉＯ２膜、Ｎｂ２Ｏ５膜及びＳｉＯ２膜の６層の積層体（但し、Ｎｂ２Ｏ５膜の厚み：ＳｉＯ２膜の厚み：Ｎｂ２Ｏ５膜の厚み：ＳｉＯ２膜の厚み：Ｎｂ２Ｏ５膜の厚み：ＳｉＯ２膜の厚み＝１．０：１．１：０．９：０．６：７６．８：７６．３）である場合のグラフである。図９において斜線ハッチングを附している領域は、フレネルレンズ面における光源からの波長４０５ｎｍの光の反射率が１０％以下となる領域を表している。なお、図９の横軸は、光軸からのフレネルレンズシートの長辺方向の距離を表している。図９の縦軸は、反射率が最小になるように光軸位置での最適な膜厚を１とした場合に、この膜厚に対する比率を表している。なお、等高線で示される反射率は、光軸Ｃからフレネルレンズシートにおける短辺方向の反射率の平均値である。またクロスハッチングを附している領域は、フレネルレンズ面における光源からの波長４０５ｎｍの光の反射率が１５％以上となる領域を表している。
【００４４】
反射抑制膜の成膜コストを低く抑える観点からは、反射抑制膜を構成する膜の数が少ないことが好ましい。このため、この観点からは、反射抑制膜を単層にすることが考えられる。
【００４５】
しかしながら、図７に示すように、単層の反射抑制膜では、光軸付近における反射率を低減できるものの、反射抑制膜の膜厚比を変化させても光軸から離れた位置における反射率は、１０％を超えてしまい、低くすることができない。よって、フレネルレンズ面全体において反射率を低減することはできない。
【００４６】
それに対して、反射抑制膜が複数の膜の積層体により構成されている場合は、図６、図８及び図９に示すように、反射抑制膜の膜厚比を変化させることによって光軸から離れた位置における反射率も１０％以下に低くし得る。
【００４７】
しかしながら、図６と比較すると図８及び図９に示すように、反射抑制膜を構成する膜の数が増えると、反射抑制膜の膜厚に対する反射率の感度が高くなる傾向にある。すなわち、反射抑制膜の膜厚が好適な膜厚から変化したときの反射率の変化量は、反射抑制膜を構成する膜の数が増えるに従って大きくなる。従って、反射抑制膜の設計自由度が低くなる。また、反射抑制膜の製造条件の許容幅が狭くなる。その結果、反射抑制膜の形成が困難となる。
【００４８】
ここで、本実施形態のように、反射抑制膜１１を高屈折率膜１１ａと低屈折率膜１１ｂとの２層の積層体からなるものとした場合は、図６に示すように、光軸Ｃから離れた部分においては、反射抑制膜１１の膜厚変化に対する反射率の感度が高いものの、光軸付近においては、反射抑制膜１１の膜厚変化に対する反射率の感度が低い。このため、反射抑制膜１１の光軸Ｃから離れた部分の膜厚が好適な膜厚となるような反射抑制膜１１の成膜条件にさえしておけば、反射抑制膜１１の光軸Ｃ付近においては、膜厚の製造ばらつきが生じた場合であっても低い反射率を実現することができる。従って、本実施形態のように反射抑制膜１１を高屈折率膜１１ａと低屈折率膜１１ｂとの積層体からなるものとすることにより、反射抑制膜付きフレネルレンズシート１の製造が容易となる。また、反射抑制膜付きフレネルレンズシート１の設計自由度が高くなる。
【００４９】
それに対して、反射抑制膜が３層以上の積層体からなる場合は、反射抑制膜の光軸から離れた部分の膜厚と、光軸付近の部分の膜厚とのそれぞれが狭い好適範囲に収まるように反射抑制膜の成膜条件を設定しなければならない。また、反射抑制膜の成膜条件がばらついた場合に、反射抑制膜の一部における反射率が高くなってしまいやすい。このため、反射抑制膜の設計自由度が低くなるばかりか、反射抑制膜付きフレネルレンズシートの製造が困難となる。
【００５０】
なお、図６に示す線ｒは、反射率が最低となる反射抑制膜１１の厚みを表すグラフである。この線ｒから分かるように、反射率が最低となる反射抑制膜１１の厚みは、光軸Ｃから離れるに従って大きくなることが分かる。このことから、反射抑制膜１１の厚みがフレネルレンズ面１２の光軸Ｃからフレネルレンズシートの長辺方向の離れるに従って厚くなっていることが好ましいことが分かる。
【００５１】
図１０は、図１の破線で囲った矩形状の領域Ａにおける高屈折率膜１１ａの膜厚及び低屈折率膜１１ｂの膜厚と、フレネルレンズ面の反射率との関係を表すグラフである。なお、図１０に示すグラフは、高屈折率膜１１ａがＮｂ２Ｏ５膜からなり、低屈折率膜１１ｂがＳｉＯ２膜からなる場合のグラフである。
【００５２】
図１０に示すように、高屈折率膜１１ａの厚みを８ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内とすると共に、低屈折率膜１１ｂの厚みを１３０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲内とすることにより、フレネルレンズ面１２の周辺部においても反射率をより低くすることができる。高屈折率膜１１ａの厚みを１６ｎｍ〜３７ｎｍの範囲内とすると共に、低屈折率膜１１ｂの厚みを１４０ｎｍ〜１７０ｎｍの範囲内とすることにより、フレネルレンズ面１２の周辺部においても反射率をさらに低くすることができる。
【００５３】
このことから、高屈折率膜１１ａの厚みと低屈折率膜１１ｂの厚みとの比（高屈折率膜１１ａの厚み：低屈折率膜１１ｂの厚み）は、１：３．３〜１：２３．８の範囲内であることが好ましく、１：３．８〜１：１０．６の範囲内であることがさらに好ましいことが分かる。
【００５４】
次に、本実施形態における反射抑制膜付きフレネルレンズシート１の製造方法について、図１１を主として参照しながら説明する。
【００５５】
本実施形態では、反射抑制膜１１をスパッタリング法を用いて形成することにより反射抑制膜付きフレネルレンズシート１を製造する。具体的には、まず、反射抑制膜１１を形成するためのターゲット２０を用意する。本実施形態では、ターゲット２０は、細長形状を有する。具体的には、ターゲット２０は、定速度で回転動作する円柱形状である。ターゲット２０の長辺方向に沿った寸法は、フレネルレンズシート１０の長辺方向に沿った寸法よりも大きい。ターゲット２０の短辺方向に沿った寸法は、フレネルレンズシート１０の短辺方向に沿った寸法よりも小さい。ターゲット２０は、長辺方向がｘ方向に沿うように配置されている。なお、ここでは円柱状のターゲットを用いたが、矩形面状などの他の形状のターゲットを用いてもよい。
【００５６】
このターゲット２０の前方を、フレネルレンズシート１０の長辺方向が、ｘ方向を向いた状態で、ｘ方向に対して垂直なｙ方向に沿ってフレネルレンズシート１０を移動させながらスパッタリングを行う（スパッタリング工程）。これにより、反射抑制膜１１を形成する。
【００５７】
本実施形態では、ターゲット２０とフレネルレンズ面１２との間に遮蔽板２１を配置して上記スパッタリング工程を行う。具体的には、ｘ方向において、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃから離れるに従ってターゲット２０とフレネルレンズ面１２との対向面積が広くなるように、ターゲット２０とフレネルレンズシート１０との間に遮蔽板２１を配置した状態で上記スパッタリング工程を行う。
【００５８】
より具体的には、遮蔽板２１は、一対の遮蔽板片２１ａ、２１ｂを有する。一対の遮蔽板片２１ａ、２１ｂは、ｙ方向に沿って配列されている。一対の遮蔽板片２１ａ、２１ｂのそれぞれのｙ方向において他方と向かい合う端辺は、他方側に向かって突出し、頂点のｘ方向における位置が光軸Ｃのｘ方向における位置と一致する凸状とされている。これにより、ｘ方向において、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃから離れるに従って一対の遮蔽板片２１ａ、２１ｂ間のｙ方向における間隔Ｌが長くされている。その結果、ｘ方向において、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃから離れるに従ってターゲット２０とフレネルレンズ面１２との対向面積が広くされている。
【００５９】
なお、遮蔽板片２１ａ、２１ｂについては、それぞれのｙ方向において他方と向かい合う端辺が、いずれも他方側に向かって凸状に突出した形状としなくてよい。すなわち、遮蔽板片２１ａのみを突出した形状とし、遮蔽板片２１ｂは、平坦な形状としてもよく、逆に遮蔽板片２１ｂのみを突出した形状としてもよい。
【００６０】
以上のようにすることにより、反射抑制膜１１の厚みがフレネルレンズ面１２の光軸Ｃからフレネルレンズシートの長辺方向に離れるに従って厚くなっている反射抑制膜付きフレネルレンズシート１を製造することができる。
【００６１】
(第２の実施形態)
第２の実施形態において、図１、図２及び図１１を第１の実施形態と共通に参照する。図１２は、第２の実施形態における図１のＩＩＩ部分の略図的拡大断面図である。図１３は、第２の実施形態における図１のＩＶ部分の略図的拡大断面図である。図１４は、第２の実施形態における図１のＶ部分の略図的拡大断面図である。
【００６２】
第２の実施形態においては、反射抑制膜１１は、例えば、１層の低屈折率膜により構成されていてもよいし、高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に積層された積層膜により構成されていてもよい。積層膜の膜数は、特に限定されないが、例えば、２層〜１０層とすることができる。ただし、製造容易性の観点からは、積層膜の膜数は少ない方が好ましい。積層膜を構成する各膜は、有機物膜であるよりも無機物膜である方が好ましい。耐候性、耐傷性をさらに向上できるためである。無機物膜の中でも、特に酸化物膜が好ましい。形成コストを低く抑えることができるためである。高屈折率膜は、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化タングステンなどにより形成することができる。低屈折率膜は、例えば、酸化ケイ素などにより形成することができる。反射抑制膜１１の厚みも特に限定されない。反射抑制膜１１の厚みは、例えば、２０〜２００ｎｍ程度とすることができる。 
【００６３】
次に、本実施形態における反射抑制膜付きフレネルレンズシート１の製造方法について、図１１を主として参照しながら説明する。なお、図１１はターゲット２０とフレネルレンズシート１０との位置関係を説明するための模式図であって、実際には隠れている部分も実線で描画している。
【００６４】
本実施形態では、反射抑制膜１１をスパッタリング法を用いて形成することにより反射抑制膜付きフレネルレンズシート１を製造する。具体的には、まず、反射抑制膜１１を形成するためのターゲット２０を用意する。ターゲット２０は、酸化物ターゲットなどの化合物ターゲットであっても、金属ターゲットであってもよい。本実施形態では、ターゲット２０は、細長形状を有する。具体的には、ターゲット２０は円柱形状である。ターゲット２０は一定速度で回転する。ターゲット２０の長辺方向に沿った寸法は、フレネルレンズシート１０の長辺方向に沿った寸法よりも大きい。ターゲット２０の短辺方向に沿った寸法は、フレネルレンズシート１０の短辺方向に沿った寸法よりも小さい。ターゲット２０は、長辺方向がｘ方向に沿うように配置されている。なお、ここでは円柱状のターゲットを用いたが、矩形面状などの他の形状のターゲットを用いてもよい。
【００６５】
このターゲット２０の前方を、フレネルレンズシート１０の長辺方向が、ｘ方向を向いた状態で、ｘ方向に対して垂直なｙ方向に沿ってフレネルレンズシート１０を移動させながらスパッタリングを行う（スパッタリング工程）。これにより、反射抑制膜１１を形成する。
【００６６】
本実施形態では、ターゲット２０とフレネルレンズ面１２との間に遮蔽板２１を配置して上記スパッタリング工程を行う。具体的には、ｘ方向において、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃから離れるに従ってターゲット２０とフレネルレンズ面１２との対向面積が広くなるように、ターゲット２０とフレネルレンズシート１０との間に遮蔽板２１を配置した状態で上記スパッタリング工程を行う。
【００６７】
より具体的には、遮蔽板２１は、一対の遮蔽板片２１ａ、２１ｂを有する。一対の遮蔽板片２１ａ、２１ｂは、ｙ方向に沿って配列されている。一対の遮蔽板片２１ａ、２１ｂのそれぞれのｙ方向において他方と向かい合う端辺は、他方側に向かって突出し、頂点のｘ方向における位置が光軸Ｃのｘ方向における位置と一致する凸状とされている。これにより、ｘ方向において、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃから離れるに従って一対の遮蔽板片２１ａ、２１ｂ間のｙ方向における間隔Ｌが長くされている。その結果、ｘ方向において、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃから離れるに従ってターゲット２０とフレネルレンズ面１２との対向面積が広くされている。
【００６８】
ところで、上述のように、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃとのなす角の大きさ（傾斜角）は、光軸Ｃが通過する部分においては、９０°であり、光軸Ｃから離れるに従って大きくなっている。このため、例えば、本実施形態とは異なり、遮蔽板２１を用いない場合は、傾斜角の小さなフレネルレンズ面の中央部の上には、反射抑制膜が厚く形成される一方、傾斜角の大きなフレネルレンズ面の周辺部の上には、反射抑制膜が薄く形成されることとなる。このため、フレネルレンズ面の周辺部における反射を十分に抑制できず、例えば、表示装置に用いた場合は、ゴーストの発生を十分に抑制することができない。
【００６９】
それに対して本実施形態では、上述のように、ｘ方向において、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃから離れるに従ってターゲット２０とフレネルレンズ面１２との対向面積が広くなるように、ターゲット２０とフレネルレンズシート１０との間に遮蔽板２１を配置した状態で上記スパッタリング工程を行う。このため、ｘ方向において、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃの周辺部分へのスパッタ粒子の飛散量が少なく、スパッタ粒子の飛散量が、光軸Ｃから長辺方向に離れるに従って増大する。よって、スパッタ粒子が堆積しにくい部分ほどスパッタ粒子の飛散量を多くできる。従って、フレネルレンズ面１２の光軸Ｃから離れた周辺部において反射抑制膜１１が薄くなり過ぎることを抑制することができる。すなわち、中央部の厚みｔ１（図１４を参照）と、周辺部の厚みｔ１３（図１２を参照）と、中間部の厚みｔ１２（図１３を参照）との差を小さくすることが可能となる。その結果、フレネルレンズ面１２の中央部のみならず、周辺部においても反射率が低い反射抑制膜付きフレネルレンズシート１を製造することができる。また、本実施形態により製造された反射抑制膜付きフレネルレンズシート１を用いることにより、画面周辺部においてもゴーストが発生し難い優れた表示品位を有する表示装置を実現することができる。
【００７０】
また、遮蔽板２１の形状を調節することによって、厚みｔ１〜ｔ３の関係を制御することもできる。なお、遮蔽板片２１ａ、２１ｂの両方の端辺が相手方に向かって突出している必要は必ずしもない。すなわち、遮蔽板片２１ａ、２１ｂの一方のみを突出した形状とし、他方を平坦な形状としてもよい。
【００７１】
遮蔽板２１の材質は、成膜時の温度上昇により変形したりすることのない耐熱性をもつものであればよい。具体的には、遮蔽板２１は、ＳＵＳ等の金属や合金により形成することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１…反射抑制膜付きフレネルレンズシート
１０…フレネルレンズシート
１０ａ、１０ｂ…光入出面
１１…反射抑制膜
１１ａ…高屈折率膜
１１ｂ…低屈折率膜
１２…フレネルレンズ面
２０…ターゲット
２１…遮蔽板
２１ａ、２１ｂ…遮蔽板片
２２…光源
Ｃ…光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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