(57)【要約】  【課題】反射防止特性に優れた光学素子を提供する。  【解決手段】反射防止機能を有する光学素子は、基体と、基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体とを備える。各構造体は、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成する。基体の表面に対する構造体の充填率が、６５％以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
上記基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体と
を備え、
上記各構造体は、上記基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
上記基体の表面に対する上記構造体の充填率が、６５％以上である、反射防止機能を有する光学素子。
【請求項２】
上記基体の表面に対する上記構造体の充填率が、７３％以上である請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
上記基体の表面に対する上記構造体の充填率が、８６％以上である請求項２記載の光学素子。
【請求項４】
上記各構造体は、直線状を有する複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターンを形成し、
上記トラックの延在方向における上記構造体の高さまたは深さは、上記トラックの列方向における上記構造体の高さまたは深さよりも小さい請求項１記載の光学素子。
【請求項５】
上記各構造体は、直線状を有する複数列のトラックをなすように配置されているとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
上記トラックの延在方向に対して斜となる配列方向における上記構造体の高さまたは深さは、上記トラックの延在方向における上記構造体の高さまたは深さよりも小さい請求項１記載の光学素子。
【請求項６】
同一トラック内における上記構造体の配置ピッチＰ１は、隣接する２つのトラック間における上記構造体の配置ピッチＰ２よりも長い請求項１記載の光学素子。
【請求項７】
上記各構造体は、上記基体表面において六方格子パターン、または準六方格子パターンを形成し、
同一トラック内における上記構造体の配置ピッチをＰ１、隣接する２つのトラック間における上記構造体の配置ピッチをＰ２としたとき、
比率Ｐ１/Ｐ２が、１．００≦Ｐ１／Ｐ２≦１．１、または１．００＜Ｐ１／Ｐ２≦１．１の関係を満たす請求項１記載の光学素子。
【請求項８】
上記構造体は、上記基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
同一トラック内における上記構造体の配置ピッチをＰ１、隣接する２つのトラック間における上記構造体の配置ピッチをＰ２としたとき、
比率Ｐ１/Ｐ２が、１．４＜Ｐ１／Ｐ２≦１．５の関係を満たす請求項１記載の光学素子。
【請求項９】
基体と、
上記基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体と
を備え、
上記各構造体は、上記基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターンを形成し、
同一トラック内における上記構造体の配置ピッチをＰ１、上記構造体底面のトラック方向の径を２ｒとしたとき、上記配置ピッチＰ１に対する上記径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、８５％以上である、反射防止機能を有する光学素子。
【請求項１０】
上記配置ピッチＰ１に対する上記径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、９０％以上である請求項９記載の光学素子。
【請求項１１】
上記配置ピッチＰ１に対する上記径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、９５％以上である請求項１０記載の光学素子。
【請求項１２】
基体と、
上記基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体と
を備え、
上記各構造体は、上記基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
同一トラック内における上記構造体の配置ピッチをＰ１、上記構造体底面のトラック方向の径を２ｒとしたとき、上記配置ピッチＰ１に対する上記径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、６４％以上である、反射防止機能を有する光学素子。
【請求項１３】
上記配置ピッチＰ１に対する上記径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、６９％以上である、反射防止機能を有する請求項１２記載の光学素子。
【請求項１４】
上記配置ピッチＰ１に対する上記径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、７３％以上である請求項１３記載の光学素子。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学素子を備える表示装置。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学素子を備えるパッケージ。
【請求項１７】
円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、
上記レジスト層が形成された上記原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを上記円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、上記レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、
上記レジスト層を現像して、上記原盤の表面にレジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、上記原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と
を備え、
上記潜像の形成工程では、上記潜像が、上記原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
上記原盤の表面に対する上記構造体の充填率が、６５％以上である、反射防止機能を有する光学素子の作製用原盤の製造方法。
【請求項１８】
円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、
上記レジスト層が形成された上記原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを上記円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、上記レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、
上記レジスト層を現像して、上記原盤の表面にレジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、上記原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と
を備え、
上記潜像の形成工程では、上記潜像が、上記原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターンを形成し、
同一トラック内における上記構造体の配置ピッチをＰ１、上記構造体のトラック方向の径を２ｒとしたとき、上記配置ピッチＰ１に対する上記径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、８５％以上の範囲内である、反射防止機能を有する光学素子の作製用原盤の製造方法。
【請求項１９】
円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、
上記レジスト層が形成された上記原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを上記円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、上記レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、
上記レジスト層を現像して、上記原盤の表面にレジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、上記原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と
を備え、
上記潜像の形成工程では、上記潜像が、上記原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
同一トラック内における上記構造体の配置ピッチをＰ１、上記構造体のトラック方向の径を２ｒとしたとき、上記配置ピッチＰ１に対する上記径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、６４％以上の範囲内である、反射防止機能を有する光学素子の作製用原盤の製造方法。
【請求項２０】
円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、
上記レジスト層が形成された上記原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを上記円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、上記レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、
上記レジスト層を現像して、上記原盤の表面にレジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、上記原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と、
上記構造体が形成された上記原盤を用いて、上記構造体が転写された光学素子を作製する工程と
を備え、
上記潜像の形成工程では、上記潜像が、上記原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
上記構造体の転写の工程は、
シロキサン樹脂を含む樹脂層を基体上に形成する工程と、
上記樹脂層に上記原盤を押し付け、上記原盤の構造体を転写する工程と
を備え、
上記原盤の表面に対する上記構造体の充填率が、６５％以上である、反射防止機能を有する、反射防止機能を有する光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子およびその製造方法、ならびにそれに用いられる原盤の製造方法に関する。詳しくは、凸部または凹部からなる構造体が表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置されてなる光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス、プラスチックなどの透光性基板を用いた光学素子においては、光の表面反射を抑えるための表面処理が行われているものがある。この種の表面処理として、光学素子表面に微細かつ緻密な凹凸（モスアイ；蛾の目）を形成するものがある（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、光学素子表面に周期的な凹凸形状を設けた場合、ここを光が透過するときには回折が発生し、透過光の直進成分が大幅に減少する。しかし、凹凸形状のピッチが透過する光の波長よりも短い場合には回折は発生せず、例えば凹凸形状を後述するような矩形としたときに、そのピッチや深さなどに対応する単一波長の光に対して有効な反射防止効果を得ることができる。
【０００４】
電子線露光を用いて作製したモスアイ構造体としては、微細なテント形状のモスアイ構造体（ピッチ約３００ｎｍ、深さ約４００ｎｍ）が開示されている（例えば非特許文献２参照）。このモスアイ構造体では、反射率１％以下の高性能な反射防止特性を得ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「光技術コンタクト」 Vol.43, No.11 (2005), 630-637参照
【０００６】
【特許文献２】ＮＴＴアドバンストテクノロジ（株）、“波長依存性のない反射防止体（モスアイ）用成形金型原盤“、[online]、［平成２０年２月２７日検索］、インターネット＜http://keytech.ntt-at.co.jp/nano/prd_0033.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、近年では、液晶表示装置などの各種表示装置の視認性を向上するために、更に優れた反射防止特性を実現することが熱望されている。また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ素子やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ素子、フォトダイオード（Photo Diode：ＰＤ）などのパッケージにはカバーガラスが用いられるが、このカバーガラスの反射防止特性を向上することも強く望まれるようになっている。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、反射防止特性に優れた光学素子およびその製造方法、ならびにそれに用いられる原盤の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、第１の発明は、
基体と、
基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体と
を備え、
各構造体は、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
基体の表面に対する構造体の充填率が、６５％以上である、反射防止機能を有する光学素子である。
【００１０】
第２の発明は、
基体と、
基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体と
を備え、
各構造体は、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、準六方格子パターンを形成し、
同一トラック内における構造体の配置ピッチをＰ１、構造体底面のトラック方向の径を２ｒとしたとき、配置ピッチＰ１に対する径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、８５％以上である、反射防止機能を有する光学素子である。
【００１１】
第３の発明は、
基体と、
基体の表面に可視光の波長以下の微細ピッチで多数配置された、凸部または凹部からなる構造体と
を備え、
各構造体は、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されているとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
同一トラック内における構造体の配置ピッチをＰ１、構造体底面のトラック方向の径を２ｒとしたとき、配置ピッチＰ１に対する径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、９０％以上である、反射防止機能を有する光学素子である。
【００１２】
第４の発明は、
円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、
レジスト層が形成された原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、
レジスト層を現像して、原盤の表面にレジストパターンを形成する工程と、
レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と
を備え、
潜像の形成工程では、潜像が、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
原盤の表面に対する構造体の充填率が、６５％以上である、反射防止機能を有する光学素子の作製用原盤の製造方法である。
【００１３】
第５の発明は、
円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、
レジスト層が形成された原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、
レジスト層を現像して、原盤の表面にレジストパターンを形成する工程と、
レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と
を備え、
潜像の形成工程では、潜像が、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターンを形成し、
同一トラック内における構造体の配置ピッチをＰ１、構造体のトラック方向の径を２ｒとしたとき、配置ピッチＰ１に対する径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、８５％以上の範囲内である、反射防止機能を有する光学素子の作製用原盤の製造方法である。
【００１４】
第６の発明は、
円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、
レジスト層が形成された原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、
レジスト層を現像して、原盤の表面にレジストパターンを形成する工程と、
レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と
を備え、
潜像の形成工程では、潜像が、基体表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
同一トラック内における構造体の配置ピッチをＰ１、構造体のトラック方向の径を２ｒとしたとき、配置ピッチＰ１に対する径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、６４％以上の範囲内である、反射防止機能を有する光学素子の作製用原盤の製造方法である。
【００１５】
第７の発明は、
円柱状または円筒状の原盤の周面上にレジスト層を形成する工程と、
レジスト層が形成された原盤を回転させるとともに、レーザ光のスポットを円柱状または円筒状の原盤の中心軸と平行に相対移動させながら、レジスト層にレーザ光を間欠的に照射して、可視光波長よりも短いピッチで潜像を形成する工程と、
レジスト層を現像して、原盤の表面にレジストパターンを形成する工程と、
レジストパターンをマスクとするエッチング処理を施すことで、原盤の表面に凹状または凸状の構造体を形成する工程と、
構造体が形成された原盤を用いて、構造体が転写された光学素子を作製する工程と
を備え、
潜像の形成工程では、潜像が、原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成し、
構造体の転写の工程は、
シロキサン樹脂を含む樹脂層を基体上に形成する工程と、
樹脂層に原盤を押し付け、原盤の構造体を転写する工程と
を備え、
原盤の表面に対する構造体の充填率が、６５％以上である、反射防止機能を有する、反射防止機能を有する光学素子の製造方法である。
【００１６】
この発明において、主構造体を四方格子状または準四方格子状に周期的に配置することが好ましい。ここで、四方格子とは、正四角形状の格子のことをいう。準四方格子とは、正四角形状の格子とは異なり、歪んだ正四角形状の格子のことをいう。
例えば、構造体が直線上に配置されている場合には、準四方格子とは、正四角形状の格子を直線状の配列方向（トラック方向）に引き伸ばして歪ませた四方格子のことをいう。構造体が蛇行して配列されている場合には、準四方格子とは、正四角形状の格子を構造体の蛇行配列により歪ませた四方格子をいう。または、正四角形状の格子を直線状の配列方向（トラック方向）に引き伸ばして歪ませ、かつ、構造体の蛇行配列により歪ませた四方格子のことをいう。
【００１７】
この発明において、構造体を六方格子状または準六方格子状に周期的に配置することが好ましい。ここで、六方格子とは、正六角形状の格子のことをいう。準六方格子とは、正六角形状の格子とは異なり、歪んだ正六角形状の格子のことをいう。
例えば、構造体が直線上に配置されている場合には、準六方格子とは、正六角形状の格子を直線状の配列方向（トラック方向）に引き伸ばして歪ませた六方格子のことをいう。構造体が蛇行して配列されている場合には、準六方格子とは、正六角形状の格子を構造体の蛇行配列により歪ませた六方格子をいう。または、正六角形状の格子を直線状の配列方向（トラック方向）に引き伸ばして歪ませ、かつ、構造体の蛇行配列により歪ませた六方格子のことをいう。
【００１８】
この発明において、楕円には、数学的に定義される完全な楕円のみならず、多少の歪みが付与された楕円も含まれる。円形には、数学的に定義される完全な円（真円）のみならず、多少の歪みが付与された円形も含まれる。
【００１９】
この発明において、同一トラック内における構造体の配置ピッチＰ１は、隣接する２つのトラック間における構造体の配置ピッチＰ２よりも長いことが好ましい。このようにすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。
【００２０】
この発明において、各構造体が、基体表面において六方格子パターン、または準六方格子パターンを形成している場合には、同一トラック内における構造体の配置ピッチをＰ１、隣接する２つのトラック間における構造体の配置ピッチをＰ２としたとき、比率Ｐ１/Ｐ２が、１．００≦Ｐ１／Ｐ２≦１．１、または１．００＜Ｐ１／Ｐ２≦１．１の関係を満たすことが好ましい。このような数値範囲にすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。
【００２１】
この発明において、各構造体が、基体表面において六方格子パターン、または準六方格子パターンを形成している場合には、各構造体は、トラックの延在方向に長軸方向を有し、中央部の傾きが先端部および底部の傾きよりも急峻に形成された楕円錐または楕円錐台形状であることが好ましい。このような形状にすることで、反射防止特性および透過特性を向上することができる。
【００２２】
この発明において、各構造体が、基体表面において六方格子パターン、または準六方格子パターンを形成している場合には、トラックの延在方向における構造体の高さまたは深さは、トラックの列方向における構造体の高さまたは深さよりも小さいことが好ましい。このような関係を満たさない場合には、トラックの延在方向の配置ピッチを長くする必要が生じるため、トラックの延在方向における構造体の充填率が低下する。このように充填率が低下すると、反射特性の低下を招くことになる。
【００２３】
この発明において、構造体が、基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成している場合には、同一トラック内における構造体の配置ピッチＰ１は、隣接する２つのトラック間における構造体の配置ピッチＰ２よりも長いことが好ましい。このようにすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。
【００２４】
構造体が、基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成している場合には、同一トラック内における構造体の配置ピッチをＰ１、隣接する２つのトラック間における構造体の配置ピッチをＰ２としたとき、比率Ｐ１/Ｐ２が、１．４＜Ｐ１／Ｐ２≦１．５の関係を満たすことが好ましい。このような数値範囲にすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。
【００２５】
構造体が、基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成している場合には、各構造体は、トラックの延在方向に長軸方向を有し、中央部の傾きが先端部および底部の傾きよりも急峻に形成された楕円錐または楕円錐台形状であることが好ましい。このような形状にすることで、反射防止特性および透過特性を向上することができる。
【００２６】
構造体が、基体表面において四方格子パターンまたは準四方格子パターンを形成している場合には、トラックに対して４５度方向または約４５度方向における構造体の高さまたは深さは、トラックの列方向における構造体の高さまたは深さよりも小さいことが好ましい。このような関係を満たさない場合には、トラックに対して４５度方向または約４５度方向における配置ピッチを長くする必要が生じるため、トラックに対して４５度方向または約４５度方向における構造体の充填率が低下する。このように充填率が低下すると、反射特性の低下を招くことになる。
【００２７】
本発明では、微細ピッチで基体表面に多数配設けられた構造体が、複数列のトラックをなしていると共に、隣接する３列のトラック間において、六方格子パターン、準六方格子パターン、四方格子パターンまたは準四方格子パターンをなしている。したがって、表面における構造体の充填密度を高くすることができ、これにより可視光の反射防止効率を高め、反射防止特性に優れた透過率の極めて高い光学素子を得ることができる。また、構造体の作製に光ディスクの記録技術を利用した場合には、光学素子作製用原盤を短時間で効率良く製造することができるとともに基体の大型化にも対応でき、これにより、光学素子の生産性の向上を図ることができる。また、構造体の微細配列を光入射面だけでなく光出射面にも設けた場合には、透過特性をより一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、反射防止性に優れた光学素子を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図、図１Ｂは、図１Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図、図１Ｃは、図１ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図、図１Ｄは、図１ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図、図１Ｅは、図１ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図、図１Ｆは、図１ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。
【図２】図２は、図１Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す斜視図である。
【図３】図３Ａは、図１Ａに示した光学素子のトラック延在方向の断面図、図３Ｂは、図１Ａに示した光学素子１のθ方向の断面図である。
【図４】図４は、図１Ａに示した光学素子１の一部を拡大して表す斜視図である。
【図５】図５は、図１Ａに示した光学素子１の一部を拡大して表す斜視図である。
【図６】図６は、図１Ａに示した光学素子１の一部を拡大して表す斜視図である。
【図７】図７は、構造体の境界が不明瞭な場合の構造体底面の設定方法について説明するための図である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｄは、構造体の底面の楕円率を変化させたときの底面形状を示す図である。
【図９】図９Ａは、円錐形状または円錐台形状を有する構造体の配置の一例を示す図、図９Ｂは、楕円錐形状または楕円錐台形状を有する構造体３の配置の一例を示す図である。
【図１０】図１０Ａは、光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す斜視図、図１０Ｂは、光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す平面図である。
【図１１】図１１は、ロール原盤露光装置の構成の一例を示す概略図である。
【図１２】図１２Ａ〜図１２Ｃは、本発明の第１の実施形態による光学素子の製造方法を説明するための工程図である。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｃは、本発明の第１の実施形態による光学素子の製造方法を説明するための工程図である。
【図１４】図１４Ａは、本発明の第２の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図、図１４Ｂは、図１４Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図、図１４Ｃは、図１４ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図、図１４Ｄは、図１４ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図、図１４Ｅは、図１４ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図、図１４Ｆは、図１４ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。
【図１５】図１５は、構造体の底面の楕円率を変化させたときの底面形状を示す図である。
【図１６】図１６Ａは、光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す斜視図、図１６Ｂは、光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す平面図である。
【図１７】図１７Ａは、本発明の第３の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。図１７Ｂは、図１７Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。図１７Ｃは、図１７ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。図１７Ｄは、図１７ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
【図１８】図１８Ａは、光学素子を作製するためのディスクマスタの構成の一例を示す平面図である。図１８Ｂは、図１８Ａに示したディスクマスタの一部を拡大して表す平面図である。
【図１９】図１９は、ディスク原盤露光装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２０】図２０Ａは、本発明の第４の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図、図２０Ｂは、図２０Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。
【図２１】図２１Ａは、本発明の第５の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図、図２１Ｂは、図２１Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図、図２１Ｃは、図２１ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図、図２１Ｄは、図２１ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
【図２２】図２２は、図２１Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す斜視図である。
【図２３】本発明の第６の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す断面図である。
【図２４】図２４Ａ〜図２４Ｄは、本発明の第６の実施形態に係る光学素子の製造方法を説明するための工程図である。
【図２５】図２５は、本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。
【図２６】図２６は、本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。
【図２７】図２７は、本発明の第７の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。
【図２８】図２８は、本発明の第８の実施形態に係るイメージセンサ素子のパッケージの構成の一例を示す断面図である。
【図２９】図２９は、実施例１の光学素子における反射率の波長依存性を示すグラフである。
【図３０】図３０は、実施例２の光学素子における反射率の波長依存性を示すグラフである。
【図３１】図３１は、実施例３の光学素子における透過率の波長依存性を示すグラフである。
【図３２】図３２は、実施例４の光学素子における透過率の波長依存性を示すグラフである。
【図３３】図３３は、実施例５の光学素子における反射率の波長依存性を示すグラフである。
【図３４】図３４は、実施例６の光学素子のＴｏｐ  Ｖｉｅｗを示すＳＥＭ写真である。
【図３５】図３５は、実施例７の光学素子のＴｏｐ  Ｖｉｅｗを示すＳＥＭ写真である。
【図３６】図３６は、実施例８の光学素子のＴｏｐ  Ｖｉｅｗを示すＳＥＭ写真である。
【図３７】図３７は、試験例１のシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図３８】図３８は、試験例２のシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図３９】図３９は、試験例３のシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図４０】図４０は、試験例４のシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図４１】図４１は、試験例５のシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図４２】図４２は、試験例６のシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図４３】図４３は、試験例５のシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図４４】図４４は、試験例７のシミュレーション結果を示すグラフ、図４４Ｂは、試験例８のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４５】図４５Ａは、試験例９のシミュレーション結果を示すグラフ、図４５Ｂは、試験例１０のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４６】図４６Ａは、試験例１１のシミュレーション結果を示すグラフ、図４６Ｂは、試験例１２のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４７】図４７Ａは、構造体を六方格子状に配列したときの充填率を説明するための図、図４７Ｂは、構造体を四方格子状に配列したときの充填率を説明するための図である。
【図４８】図４８は、試験例１５のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４９】図４９は、実施例９の光学素子の透過特性を示すグラフである。
【図５０】図５０Ａは、実施例１０の光学素子の反射特性を示すグラフである。図５０Ｂは、実施例１０の光学素子の透過特性を示すグラフである。
【図５１】図５１Ａは、比較例１の光学素子の透過特性を示すグラフである。図５１Ｂは、比較例２の光学素子の透過特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（直線状でかつ六方格子状に構造体を２次元配列した例：図１参照）
２．第２の実施形態（直線状でかつ四方格子状に構造体を２次元配列した例：図１４参照）
３．第３の実施形態（円弧状でかつ六方格子状に構造体を２次元配列した例：図１７参照）
４．第４の実施形態（構造体を蛇行させて配列した例：図２０参照）
５．第５の実施形態（凹形状の構造体を基体表面に形成した例：図２１参照）
６．第６の実施形態（室温ナノインプリント技術を用いて光学素子を作製した例：図２３参照）
７．第７の実施形態（表示装置に対する第１の適用例：図２５参照）
８．第８の実施形態（表示装置に対する第２の適用例：図２６参照）
９．第９の実施形態（表示装置に対する第３の適用例：図２７参照）
１１．第１０の実施形態（イメージセンサ素子のパッケージに対する適用例、図２８参照）
【００３１】
＜１．第１の実施形態＞
［光学素子の構成］
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。図１Ｂは、第１Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。図１Ｃは、図１ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。図１Ｄは、図１ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。図１Ｅは、図１ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。図１Ｆは、図１ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。図２、図４〜図６は、図１Ａに示した光学素子１の一部を拡大して表す斜視図である。図３Ａは、図１Ａに示した光学素子のトラックの延在方向（Ｘ方向（以下、適宜トラック方向ともいう））の断面図である。図３Ｂは、図１Ａに示した光学素子のθ方向の断面図である。
【００３２】
光学素子１は、例えば、入射光の入射角に応じた反射防止効果を有する光学シート（サブ波長構造体）である。この光学素子１は、種々の波長域を有する光学機器（例えば、カメラなどの光学機器）、ディスプレイ、光エレクトロニクス、望遠鏡などの種々の光デバイスに適用して好適なものである。
【００３３】
光学素子１は、主面を有する基体２と、反射の低減を目的とする光の波長以下の微細ピッチで主面に配置された、凸部である複数の構造体３とを備える。この光学素子１は、基体２を図２の−Ｚ方向に透過する光について、構造体３とその周囲の空気との界面における反射を防止する機能を有している。
以下、光学素子１に備えられる基体２、および構造体３について順次説明する。
【００３４】
（基体）
基体２は、例えば、透明性を有する透明基体である。基体２の材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明性合成樹脂、ガラスなどを主成分とするものが挙げられるが、これらの材料に特に限定されるものではない。基体２の形状としては、例えば、シート状、プレート状、ブロック状を挙げることができるが、特にこれらの形状に限定されるものではない。ここで、シートにはフィルムが含まれるものと定義する。基体２の形状は、カメラなどの光学機器などにおいて、所定の反射防止機能が必要とされる部分の形状などに合わせて適宜選択することが好ましい。
【００３５】
（構造体）
基体２の表面には、凸部である構造体３が多数配列されている。この構造体３は、反射の低減を目的とする光の波長帯域以下の短い配置ピッチ、例えば可視光の波長と同程度の配置ピッチで周期的に２次元配置されている。ここで、配置ピッチとは、配置ピッチＰ１および配置ピッチＰ２を意味する。反射の低減を目的とする光の波長帯域は、例えば、紫外光の波長帯域、可視光の波長帯域または赤外光の波長帯域である。ここで、紫外光の波長帯域とは１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長帯域、可視光の波長帯域とは３６０ｎｍ〜８３０ｎｍの波長帯域、赤外光の波長帯域とは８３０ｎｍ〜１ｍｍの波長帯域をいう。具体的には、配置ピッチは、１７５ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることが好ましい。配置ピッチが１７５ｎｍ未満であると、構造体３の作製が困難となる傾向がある。一方、配置ピッチが３５０ｎｍを超えると、可視光の回折が生じる傾向がある。
【００３６】
光学素子１の各構造体３は、基体２の表面において複数列のトラックＴ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・（以下総称して「トラックＴ」ともいう。）をなすような配置形態を有する。本発明において、トラックとは、構造体３が列をなして直線状に連なった部分のことをいう。また、列方向とは、基体２の成形面において、トラックの延在方向（Ｘ方向）に直交する方向）のことをいう。
【００３７】
構造体３は、隣接する２つのトラックＴ間において、半ピッチずれた位置に配置されている。具体的には、隣接する２つのトラックＴ間において、一方のトラック（例えばＴ１）に配列された構造体３の中間位置（半ピッチずれた位置）に、他方のトラック（例えばＴ２）の構造体３が配置されている。その結果、図１Ｂに示すように、隣接する３列のトラック（Ｔ１〜Ｔ３）間においてａ１〜ａ７の各点に構造体３の中心が位置する六方格子パターンまたは準六方格子パターンを形成するように構造体３が配置されている。この第１の実施形態において、六方格子パターンとは、正六角形状の格子パターンのことをいう。また、準六方格子パターンとは、正六角形状の格子パターンとは異なり、トラックの延在方向（Ｘ軸方向）に引き伸ばされ歪んだ六方格子パターンのことをいう。
【００３８】
構造体３が準六方格子パターンを形成するように配置されている場合には、図１Ｂに示すように、同一トラック（例えばＴ１）内における構造体３の配置ピッチＰ１（ａ１〜ａ２間距離）は、隣接する２つのトラック（例えばＴ１およびＴ２）間における構造体３の配置ピッチ、すなわちトラックの延在方向に対して±θ方向における構造体３の配置ピッチＰ２（例えばａ１〜ａ７、ａ２〜ａ７間距離）よりも長くなっていることが好ましい。このように構造体３を配置することで、構造体３の充填密度の更なる向上を図れるようになる。
【００３９】
構造体３が、成形の容易さの観点から、錐体形状、または錐体形状をトラック方向に延伸または収縮させた錐体形状を有することが好ましい。構造体３が、軸対称な錐体形状、または錐体形状をトラック方向に延伸または収縮させた錐体形状を有することが好ましい。隣接する構造体３に接合されている場合には、構造体３が、隣接する構造体３に接合されている下部を除いて軸対称な錐体形状、または錐体形状をトラック方向に延伸または収縮させた錐体形状を有することが好ましい。錐体形状としては、例えば、円錐形状、円錐台形状、楕円錐形状、楕円錐台形状などを挙げることができる。ここで、錐体形状とは、上述のように、円錐形状および円錐台形状以外にも、楕円錐形状、楕円錐台形状を含む概念である。また、円錐台形状とは、円錐形状の頂部を切り落とした形状をいい、楕円錐台形状とは、楕円錐の頂部を切り落とした形状のことをいう。
【００４０】
構造体３は、図２および図４に示すように、底面が長軸と短軸をもつ楕円形、長円形または卵型の錐体構造で、頂部が曲面である楕円錐形状であることが好ましい。もしくは、図５に示すように、底面が長軸と短軸をもつ楕円形、長円形または卵型の錐体構造で、頂部が平坦である楕円錐台形状であることが好ましい。このような形状にすると、列方向の充填率を向上させることができるからである。
【００４１】
反射特性の向上の観点からすると、頂部の傾きが緩やかで中央部から底部に徐々に急峻な傾きの錐体形状（図４参照）が好ましい。また、反射特性および透過特性の向上の観点からすると、中央部の傾きが底部および頂部より急峻な錐形形状（図２参照）、または、頂部が平坦な錐体形状（図５参照）であることが好ましい。構造体３が楕円錐形状または楕円錐台形状を有する場合、その底面の長軸方向が、トラックの延在方向と平行となることが好ましい。図２などでは、各構造体３は、それぞれ同一の形状を有しているが、構造体３の形状はこれに限定されるものではなく、基体表面に２種以上の形状の構造体３が形成されていてもよい。また、構造体３は、基体２と一体的に形成されていてもよい。
【００４２】
また、図２、図４〜図６に示すように、構造体３の周囲の一部または全部に突出部５を設けることが好ましい。このようにすると、構造体３の充填率が低い場合でも、反射率を低く抑えることができるからである。具体的には例えば、突出部５は、図２、図４、および図５に示すように、隣り合う構造体３の間に設けられる。また、細長い突出部５が、図６に示すように、構造体３の周囲の全体またはその一部に設けられるようにしてもよい。この細長い突出部５は、例えば、構造体３の頂部から下部の方向に向かって延びている。突出部５の形状としては、断面三角形状および断面四角形状などを挙げることができるが、特にこれらの形状に限定されるものではなく、成形の容易さなどを考慮して選択することができる。また、構造体３の周囲の一部または全部の表面を荒らし、微細の凹凸を形成するようにしてもよい。具体的には例えば、隣り合う構造体３の間の表面を荒らし、微細な凹凸を形成するようにしてもよい。また、構造体３の表面、例えば頂部に微小な穴を形成するようにしてもよい。
【００４３】
構造体３は図示する凸部形状のものに限らず、基体２の表面に形成した凹部で構成されていてもよい。構造体３の高さは特に限定されず、例えば４２０ｎｍ程度、具体的には４１５ｎｍ〜４２１ｎｍである。なお、構造体３を凹部形状とした場合には、構造体３の深さとなる。
【００４４】
トラックの延在方向における構造体３の高さＨ１は、列方向における構造体３の高さＨ２よりも小さいことが好ましい。すなわち、構造体３の高さＨ１、Ｈ２がＨ１＜Ｈ２の関係を満たすことが好ましい。Ｈ１≧Ｈ２の関係を満たすように構造体３を配列すると、トラックの延在方向の配置ピッチＰ１を長くする必要が生じるため、トラックの延在方向における構造体３の充填率が低下するためである。このように充填率が低下すると、反射特性の低下を招くことになる。
【００４５】
なお、構造体３のアスペクト比は全て同一である場合に限らず、各構造体３が一定の高さ分布（例えばアスペクト比０．８３〜１．４６程度の範囲）をもつように構成されていてもよい。高さ分布を有する構造体３を設けることで、反射特性の波長依存性を低減することができる。したがって、優れた反射防止特性を有する光学素子１を実現することができる。
【００４６】
ここで、高さ分布とは、２種以上の高さ（深さ）を有する構造体３が基体２の表面に設けられていることを意味する。すなわち、基準となる高さを有する構造体３と、この構造体３とは異なる高さを有する構造体３とが基体２の表面に設けられていることを意味する。基準とは異なる高さを有する構造体３は、例えば基体２の表面に周期的または非周期的（ランダム）に設けられている。その周期性の方向としては、例えばトラックの延在方向、列方向などが挙げられる。
【００４７】
構造体３の周縁部に裾部３ａを設けることが好ましい。光学素子の製造工程において光学素子を金型などから容易に剥離することが可能になるからである。ここで、裾部３ａとは、構造体３の底部の周縁部に設けられた突出部を意味する。この裾部３ａは、上記剥離特性の観点からすると、構造体３の頂部から下部の方向に向かって、なだらかに高さが低下する曲面を有することが好ましい。なお、裾部３ａは、構造体３の周縁部の一部にのみ設けてもよいが、上記剥離特性の向上の観点からすると、構造体３の周縁部の全部に設けることが好ましい。また、構造体３が凹部である場合には、裾部は、構造体３である凹部の開口周縁に設けられた曲面となる。
【００４８】
構造体３の高さ（深さ）は特に限定されず、透過させる光の波長領域に応じて適宜設定され、例えば２３６ｎｍ〜４５０ｎｍ程度の範囲に設定される。構造体３のアスペクト比（高さ／配置ピッチ）は、０．８１〜１．４６の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは０．９４〜１．２８の範囲である。０．８１未満であると反射特性および透過特性が低下する傾向にあり、１．４６を超えると光学素子の作製時において剥離特性が低下し、レプリカの複製が綺麗に取れなくなる傾向があるからである。
また、構造体３のアスペクト比は、反射特性をより向上させる観点からすると、０．９４〜１．４６の範囲に設定することが好ましい。また、構造体３のアスペクト比は、透過特性をより向上させる観点からすると、０．８１〜１．２８の範囲に設定することが好ましい。
【００４９】
なお、本発明においてアスペクト比は、以下の式（１）により定義される。
アスペクト比＝Ｈ／Ｐ・・・（１）
但し、Ｈ：構造体の高さ、Ｐ：平均配置ピッチ（平均周期）
ここで、平均配置ピッチＰは以下の式（２）により定義される。
平均配置ピッチＰ＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ２）／３  ・・・（２）
但し、Ｐ１：トラックの延在方向の配置ピッチ（トラック延在方向周期）、Ｐ２：トラックの延在方向に対して±θ方向（但し、θ＝６０°−δ、ここで、δは、好ましくは０°＜δ≦１１°、より好ましくは３°≦δ≦６°）の配置ピッチ（θ方向周期）
【００５０】
また、構造体３の高さＨは、構造体３の列方向の高さとする。構造体３のトラック延在方向（Ｘ方向）の高さは、列方向（Ｙ方向）の高さよりも小さく、また、構造体３のトラック延在方向以外の部分における高さは列方向の高さとほぼ同一であるため、サブ波長構造体の高さを列方向の高さで代表する。但し、構造体３が凹部である場合、上記式（１）における構造体の高さＨは、構造体の深さＨとする。
【００５１】
同一トラック内における構造体３の配置ピッチをＰ１、隣接する２つのトラック間における構造体３の配置ピッチをＰ２としたとき、比率Ｐ１/Ｐ２が、１．００≦Ｐ１／Ｐ２≦１．１、または１．００＜Ｐ１／Ｐ２≦１．１の関係を満たすことが好ましい。このような数値範囲にすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体３の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。
【００５２】
基体表面における構造体３の充填率は、１００％を上限として、６５％以上、好ましくは７３％以上、より好ましくは８６％以上の範囲内である。充填率をこのような範囲にすることで、反射防止特性を向上することができる。充填率を向上させるためには、隣接する構造体３の下部同士を接合する、または、構造体底面の楕円率を調整などして構造体３に歪みを付与することが好ましい。
【００５３】
ここで、構造体３の充填率（平均充填率）は以下のようにして求めた値である。
まず、光学素子１の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いてＴｏｐ  Ｖｉｅｗで撮影する。次に、撮影したＳＥＭ写真から無作為に単位格子Ｕｃを選び出し、その単位格子Ｕｃの配置ピッチＰ１、およびトラックピッチＴｐを測定する（図１Ｂ参照）。また、その単位格子Ｕｃの中央に位置する構造体３の底面の面積Ｓを画像処理により測定する。次に、測定した配置ピッチＰ１、トラックピッチＴｐ、および底面の面積Ｓを用いて、以下の式（３）より充填率を求める。
充填率＝（Ｓ（hex.）／Ｓ（unit））×１００  ・・・（３）
単位格子面積：Ｓ（unit）＝Ｐ１×２Ｔｐ
単位格子内に存在する構造体の底面の面積：Ｓ（hex.）＝２Ｓ
【００５４】
上述した充填率算出の処理を、撮影したＳＥＭ写真から無作為に選び出された１０箇所の単位格子について行う。そして、測定値を単純に平均（算術平均）して充填率の平均率を求め、これを基体表面における構造体３の充填率とする。
【００５５】
構造体３が重なっているときや、構造体３の間に突出部５などの副構造体があるときの充填率は、構造体３の高さに対して５％の高さに対応する部分を閾値として面積比を判定する方法で充填率を求めることができる。
【００５６】
図７は、構造体３の境界が不明瞭な場合の充填率の算出方法について説明するための図である。構造体３の境界が不明瞭な場合には、断面ＳＥＭ観察により、図７に示すように、構造体３の高さhの５％（＝（ｄ／ｈ）×１００）に相当する部分を閾値とし、その高さｄで構造体３の径を換算し充填率を求めるようにする。構造体３の底面が楕円である場合には、長軸および短軸で同様の処理を行う。
【００５７】
図８は、構造体３の底面の楕円率を変化させたときの底面形状を示す図である。図８Ａ〜図８Ｄに示す楕円の楕円率はそれぞれ、１００％、１１０％、１２０％、１４１％である。このように楕円率を変化させることで、基体表面における構造体３の充填率を変化させることができる。構造体３が準六方格子パターンを形成する場合には、構造体底面の楕円率ｅは、１００％＜ｅ＜１５０％以下であることが好ましい。この範囲にすることで、構造体３の充填率を向上し、優れた反射防止特性を得ることができるからである。
【００５８】
ここで、楕円率ｅは、構造体底面のトラック方向（Ｘ方向）の径をａ、それとは直交する列方向（Ｙ方向）の径をｂとしたときに、（ａ／ｂ）×１００で定義される。なお、構造体３の径ａ、ｂは以下のようにして求めた値である。光学素子１の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いてＴｏｐ  Ｖｉｅｗで撮影し、撮影したＳＥＭ写真から無作為に構造体３を１０個抽出する。次に、抽出した構造体３それぞれの底面の径ａ、ｂを測定する。そして、測定値ａ、ｂそれぞれを単純に平均（算術平均）して径ａ、ｂの平均値を求め、これを構造体３の径ａ、ｂとする。
【００５９】
図９Ａは、円錐形状または円錐台形状を有する構造体３の配置の一例を示す。図９Ｂは、楕円錐形状または楕円錐台形状を有する構造体３の配置の一例を示す。図９Ａおよび図９Ｂに示すように、構造体３が、その下部同士を重ね合うようにして接合されていていることが好ましい。具体的には、構造体３の下部が、隣接関係にある構造体３の一部または全部の下部と接合されていることが好ましい。より具体的には、トラック方向において、θ方向において、またはそれら両方向において、構造体３の下部同士を接合することが好ましい。より具体的には、トラック方向において、θ方向において、またはそれら両方向において、構造体３の下部同士を接合することが好ましい。図９Ａ、図９Ｂでは、隣接関係にある構造体３の全部の下部を接合する例が示されている。このように構造体３を接合することで、構造体３の充填率を向上することができる。構造体同士は、屈折率を考慮した光路長で使用環境下の光の波長帯域の最大値の１／４以下の部分で接合されていることが好ましい。これにより、優れた反射防止特性を得ることができる。
【００６０】
図９Ｂに示すように、楕円錐形状または楕円錐台形状を有する構造体３の下部同士を接合した場合には、例えば、接合部ａ、ｂ、ｃの順序で接合部の高さが浅くなる。
【００６１】
配置ピッチＰ１に対する径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、８５％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上である。このような範囲にすることで、構造体３の充填率を向上し、反射防止特性を向上できるからである。比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が大きくなり、構造体３の重なりが大きくなりすぎると反射防止特性が低減する傾向にある。したがって、屈折率を考慮した光路長で使用環境下の光の波長帯域の最大値の１／４以下の部分で構造体同士が接合されるように、比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）の上限値を設定することが好ましい。ここで、配置ピッチＰ１は、構造体３のトラック方向の配置ピッチ、径２ｒは、構造体底面のトラック方向の径である。なお、構造体底面が円形である場合、径２ｒは直径となり、構造体底面が楕円形である場合、径２ｒは長径となる。
【００６２】
［ロールマスタの構成］
図１０は、上述の構成を有する光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す。図１０に示すように、ロールマスタ１１は、例えば、原盤１２の表面に凹部である構造体１３が可視光などの光の波長と同程度のピッチで多数配置された構成を有している。原盤１２は、円柱状または円筒状の形状を有する。原盤１２の材料は、例えばガラスを用いることができるが、この材料に特に限定されるものではない。後述するロール原盤露光装置を用い、２次元パターンが空間的にリンクし、１トラック毎に極性反転フォマッター信号と記録装置の回転コントロラーを同期させ信号を発生し、ＣＡＶで適切な送りピッチでパターニングする。これにより、六方格子パターンまたは準六方格子パターンを記録することができる。極性反転フォマッター信号の周波数とロールの回転数を適切に設定することにより、所望の記録領域に空間周波数が一様な格子パターンを形成する。
【００６３】
［光学素子の製造方法］
次に、図１１〜図１３を参照しながら、以上のように構成される光学素子１の製造方法について説明する。
【００６４】
第１の実施形態に係る光学素子の製造方法は、原盤にレジスト層を形成するレジスト成膜工程、ロール原盤露光装置を用いてレジスト膜にモスアイパターンの潜像を形成する露光工程、潜像が形成されたレジスト層を現像する現像工程を備える。さらに、プラズマエッチングを用いてロールマスタを製作するエッチング工程、紫外線硬化樹脂により複製基板を製作する複製工程とを備える。
【００６５】
（露光装置の構成）
まず、図１１を参照して、モスアイパターンの露光工程に用いるロール原盤露光装置の構成について説明する。このロール原盤露光装置は、光学ディスク記録装置をベースとして構成されている。
【００６６】
レーザー光源２１は、記録媒体としての原盤１２の表面に着膜されたレジストを露光するための光源であり、例えば波長λ＝２６６ｎｍの記録用のレーザー光１５を発振するものである。レーザー光源２１から出射されたレーザー光１５は、平行ビームのまま直進し、電気光学素子（ＥＯＭ：Electro Optical Modulator）２２へ入射する。電気光学素子２２を透過したレーザー光１５は、ミラー２３で反射され、変調光学系２５に導かれる。
【００６７】
ミラー２３は、偏光ビームスプリッタで構成されており、一方の偏光成分を反射し他方の偏光成分を透過する機能をもつ。ミラー２３を透過した偏光成分はフォトダイオード２４で受光され、その受光信号に基づいて電気光学素子２２を制御してレーザー光１５の位相変調を行う。
【００６８】
変調光学系２５において、レーザー光１５は、集光レンズ２６により、ガラス（ＳｉＯ2）などからなる音響光学素子（ＡＯＭ：Acoust-Optic Modulator）２７に集光される。レーザー光１５は、音響光学素子２７により強度変調され発散した後、レンズ２８によって平行ビーム化される。変調光学系２５から出射されたレーザー光１５は、ミラー３１によって反射され、移動光学テーブル３２上に水平かつ平行に導かれる。
【００６９】
移動光学テーブル３２は、ビームエキスパンダ３３、および対物レンズ３４を備えている。移動光学テーブル３２に導かれたレーザー光１５は、ビームエキスパンダ３３により所望のビーム形状に整形された後、対物レンズ３４を介して、原盤１２上のレジスト層へ照射される。原盤１２は、スピンドルモータ３５に接続されたターンテーブル３６の上に載置されている。そして、原盤１２を回転させるとともに、レーザー光１５を原盤１２の高さ方向に移動させながら、レジスト層へレーザー光１５を間欠的に照射することにより、レジスト層の露光工程が行われる。形成された潜像は、円周方向に長軸を有する略楕円形になる。レーザー光１５の移動は、移動光学テーブル３２の矢印Ｒ方向への移動によって行われる。
【００７０】
露光装置は、図１Ｂに示した六方格子または準六方格子の２次元パターンに対応する潜像をレジスト層に形成するための制御機構３７を備えている。制御機構３７は、フォマッター２９とドライバ３０とを備える。フォマッター２９は、極性反転部を備え、この極性反転部が、レジスト層に対するレーザー光１５の照射タイミングを制御する。ドライバ３０は、極性反転部の出力を受けて、音響光学素子２７を制御する。
【００７１】
このロール原盤露光装置では、２次元パターンが空間的にリンクするように１トラック毎に極性反転フォマッター信号と記録装置の回転コントロラーを同期させ信号を発生し、音響光学素子２７により強度変調している。角速度一定（ＣＡＶ）で適切な回転数と適切な変調周波数と適切な送りピッチでパターニングすることにより、六方格子または準六方格子パターンを記録することができる。例えば、図１０Ｂに示すように、円周方向の周期を３１５ｎｍ、円周方向に対して約６０度方向（約−６０度方向）の周期を３００ｎｍにするには、送りピッチを２５１ｎｍにすればよい（ピタゴラスの法則）。極性反転フォマッター信号の周波数はロールの回転数（１８００ｒｐｍ、９００ｒｐｍ、４５０ｒｐｍ）により変化させる（表１参照）。所望の記録領域に空間周波数（円周３１５ｎｍ周期、円周方向約６０度方向（約−６０度方向）３００ｎｍ周期）が一様な準六方格子パターンは、遠紫外線レーザー光を移動光学テーブル３２上のビームエキスパンダ（ＢＥＸ）３３により５倍のビーム径に拡大し、開口数（ＮＡ）０．９の対物レンズ３４を介して原盤１２上のレジスト層に照射し、微細な潜像を形成することにより得られる。
【００７２】
【表１】
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【００７３】
（レジスト成膜工程）
まず、図１２Ａに示すように、円柱状の原盤１２を準備する。この原盤１２は、例えばガラス原盤である。次に、図１２Ｂに示すように、原盤１２の表面にレジスト層１４を形成する。レジスト層１４の材料としては、例えば有機系レジスト、および無機系レジストのいずれを用いてもよい。有機系レジストとしては、例えばノボラック系レジストや化学増幅型レジストを用いることができる。また、無機系レジストとしては、例えば、タングステンやモリブデンなどの１種または２種以上の遷移金属からなる金属酸化物を用いることができる。
【００７４】
（露光工程）
次に、図１２Ｃに示すように、上述したロール原盤露光装置を用いて、原盤１２を回転させると共に、レーザー光（露光ビーム）１５をレジスト層１４に照射する。このとき、レーザー光１５を原盤１２の高さ方向（円柱状または円筒状の原盤１２の中心軸に平行な方向）に移動させながら、レーザー光１５を間欠的に照射することで、レジスト層１４を全面にわたって露光する。これにより、レーザー光１５の軌跡に応じた潜像１６が、可視光波長と同程度のピッチでレジスト層１４の全面にわたって形成される。
【００７５】
潜像１６は、例えば、原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、六方格子パターンまたは準六方格子パターンを形成する。潜像１６は、例えば、トラックの延在方向に長軸方向を有する楕円形状である。
【００７６】
（現像工程）
次に、原盤１２を回転させながら、レジスト層１４上に現像液を滴下して、図１３Ａに示すように、レジスト層１４を現像処理する。図示するように、レジスト層１４をポジ型のレジストにより形成した場合には、レーザー光１５で露光した露光部は、非露光部と比較して現像液に対する溶解速度が増すので、潜像（露光部）１６に応じたパターンがレジスト層１４に形成される。
【００７７】
（エッチング工程）
次に、原盤１２の上に形成されたレジスト層１４のパターン（レジストパターン）をマスクとして、原盤１２の表面をエッチング処理する。これにより、図１３Ｂに示すように、トラックの延在方向に長軸方向をもつ楕円錐形状または楕円錐台形状の凹部、すなわち構造体１３を得ることができる。エッチング方法は、例えばドライエッチングによって行われる。このとき、エッチング処理とアッシング処理を交互に行うことにより、例えば、錐体状の構造体１３のパターンを形成することができる。また、レジスト層１４の３倍以上の深さ（選択比３以上）のガラスマスターを作製でき、構造体３の高アスペクト比化を図ることができる。ドライエッチングとしては、ロールエッチング装置を用いたプラズマエッチングが好ましい。ロールエッチング装置は、円柱状の電極を有するプラズマエッチング装置であり、この円柱状の電極を筒状の原盤１２の空洞内に挿入し、原盤１２の柱面に対してプラズマエッチングを施すように構成されている。
【００７８】
以上により、例えば、深さ１２０ｎｍ程度から３５０ｎｍ程度の凹形状の六方格子パターンまたは準六方格子パターンを有するロールマスタ１１が得られる。
【００７９】
（複製工程）
次に、例えば、ロールマスタ１１と転写材料を塗布したシートなどの基体２を密着させ、紫外線を照射し硬化させながら剥離する。これにより、図１３Ｃに示すように、凸部である複数の構造体が基体２の主面に形成され、モスアイ紫外線硬化複製シートなどの光学素子１が作製される。
【００８０】
転写材料は、例えば、紫外線硬化材料と、開始剤とからなり、必要に応じてフィラーや機能性添加剤などを含んでいる。
【００８１】
紫外線硬化材料は、例えば、単官能モノマー、二官能モノマー、多官能モノマーなどからなり、具体的には、以下に示す材料を単独または、複数混合したものである。
単官能モノマーとしては、例えば、カルボン酸類（アクリル酸）、ヒドロキシ類（２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート）、アルキル、脂環類（イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート）、その他機能性モノマー（２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレンクリコールアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、２−（パーフルオロオクチル）エチル  アクリレート、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−パーフルオロオクチルー２−ヒドロキシプロピル  アクリレート、２−（パーフルオロデシル）エチル  アクリレート、２−（パーフルオロー３−メチルブチル）エチル  アクリレート）、２，４，６−トリブロモフェノールアクリレート、２，４，６−トリブロモフェノールメタクリレート、２−（２，４，６−トリブロモフェノキシ）エチルアクリレート）、２−エチルヘキシルアクリレートなどを挙げることができる。
【００８２】
二官能モノマーとしては、例えば、トリ（プロピレングリコール）ジアクリレート、トリメチロールプロパン  ジアリルエーテル、ウレタンアクリレートなどを挙げることができる。
【００８３】
多官能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートなどを挙げることができる。
【００８４】
開始剤としては、例えば、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンなどを挙げることができる。
【００８５】
フィラーとしては、例えば、無機微粒子および有機微粒子のいずれも用いることができる。無機微粒子としては、例えば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの金属酸化物微粒子を挙げることができる。
【００８６】
機能性添加剤としては、例えば、レベリング剤、表面調整剤、消泡剤などを挙げることができる。基体２の材料としては、例えば、メチルメタクリレート（共）重合体、ポリカーボネート、スチレン（共）重合体、メチルメタクリレート−スチレン共重合体、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリウレタン、ガラスなどが挙げられる。
【００８７】
基体２の成形方法は特に限定されず、射出成形体でも押し出し成形体でも、キャスト成形体でもよい。必要応じて、コロナ処理などの表面処理を基体表面に施すようにしてもよい。
【００８８】
＜２．第２の実施形態＞
［光学素子の構成］
図１４Ａは、本発明の第２の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。図１４Ｂは、図１４Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。図１４Ｃは、図１４ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。図１４Ｄは、図１４ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。図１４Ｅは、図１４ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。図１４Ｆは、図１４ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・に対応する潜像形成に用いられるレーザー光の変調波形を示す略線図である。
【００８９】
第２の実施形態に係る光学素子１は、各構造体３が、隣接する３列のトラック間において四方格子パターンまたは準四方格子パターンをなしている点において、第１の実施形態のものとは異なっている。本発明において、準四方格子パターンとは、正四方格子パターンと異なり、トラックの延在方向（Ｘ方向）に引き伸ばされ歪んだ四方格子パターンを意味する。
【００９０】
構造体３の高さまたは深さは特に限定されず、例えば、１５９ｎｍ〜３１２ｎｍ程度である。トラックに対して（約）４５度方向ピッチＰ２は、例えば、２７５ｎｍ〜２９７ｎｍ程度である。構造体３のアスペクト比（高さ／配置ピッチ）は、例えば、０．５４〜１．１３程度である。更に、各構造体３のアスペクト比は全て同一である場合に限らず、各構造体３が一定の高さ分布をもつように構成されていてもよい。
【００９１】
同一トラック内における構造体３の配置ピッチＰ１は、隣接する２つのトラック間における構造体３の配置ピッチＰ２よりも長いことが好ましい。また、同一トラック内における構造体３の配置ピッチをＰ１、隣接する２つのトラック間における構造体３の配置ピッチをＰ２としたとき、Ｐ１/Ｐ２が１．４＜Ｐ１／Ｐ２≦１．５の関係を満たすことが好ましい。このような数値範囲にすることで、楕円錐または楕円錐台形状を有する構造体３の充填率を向上することができるので、反射防止特性を向上することができる。また、トラックに対して４５度方向または約４５度方向における構造体３の高さまたは深さは、トラックの延在方向における構造体３の高さまたは深さよりも小さいことが好ましい。
【００９２】
トラックの延在方向に対して斜となる構造体３の配列方向（θ方向）の高さＨ２は、トラックの延在方向における構造体３の高さＨ１よりも小さいことが好ましい。すなわち、構造体３の高さＨ１、Ｈ２がＨ１＞Ｈ２の関係を満たすことが好ましい。
【００９３】
図１５は、構造体３の底面の楕円率を変化させたときの底面形状を示す図である。楕円３1、３2、３3の楕円率はそれぞれ、１００％、１６３．３％、１４１％である。このように楕円率を変化させることで、基体表面における構造体３の充填率を変化させることができる。構造体３が四方格子または準四方格子パターンを形成する場合には、構造体底面の楕円率ｅは、１５０％≦ｅ≦１８０％であることが好ましい。この範囲にすることで、構造体３の充填率を向上し、優れた反射防止特性を得ることができるからである。
【００９４】
基体表面における構造体３の充填率は、１００％を上限として、６５％以上、好ましくは７３％以上、より好ましくは８６％以上の範囲内である。充填率をこのような範囲にすることで、反射防止特性を向上することができる。
【００９５】
ここで、構造体３の充填率（平均充填率）は以下のようにして求めた値である。
まず、光学素子１の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いてＴｏｐ  Ｖｉｅｗで撮影する。次に、撮影したＳＥＭ写真から無作為に単位格子Ｕｃを選び出し、その単位格子Ｕｃの配置ピッチＰ１、およびトラックピッチＴｐを測定する（図１４Ｂ参照）。また、その単位格子Ｕｃに含まれる４つの構造体３のいずれかの底面の面積Ｓを画像処理により測定する。次に、測定した配置ピッチＰ１、トラックピッチＴｐ、および底面の面積Ｓを用いて、以下の式（４）より充填率を求める。
充填率＝（Ｓ（tetra）／Ｓ（unit））×１００  ・・・（２）
単位格子面積：Ｓ（unit）＝２×（（Ｐ１×Ｔｐ）×（１／２））＝Ｐ１×Ｔｐ
単位格子内に存在する構造体の底面の面積：Ｓ（tetra）＝Ｓ
【００９６】
上述した充填率算出の処理を、撮影したＳＥＭ写真から無作為に選び出された１０箇所の単位格子について行う。そして、測定値を単純に平均（算術平均）して充填率の平均率を求め、これを基体表面における構造体３の充填率とする。
【００９７】
配置ピッチＰ１に対する径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が、６４％以上、好ましくは６９％以上、より好ましくは７３％以上である。このような範囲にすることで、構造体３の充填率を向上し、反射防止特性を向上できるからである。ここで、配置ピッチＰ１は、構造体３のトラック方向の配置ピッチ、径２ｒは、構造体底面のトラック方向の径である。なお、構造体底面が円形である場合、径２ｒは直径となり、構造体底面が楕円形である場合、径２ｒは長径となる。
【００９８】
図１６は、上述の構成を有する光学素子を作製するためのロールマスタの構成の一例を示す。このロールマスタは、その表面において凹状の構造体１３が四方格子パターンまたは準四方格子パターンをなしている点において、第１の実施形態のものとは異なっている。
【００９９】
［ロールマスタの構成］
ロール原盤露光装置を用い、２次元パターンが空間的にリンクし、１トラック毎に極性反転フォマッター信号と記録装置の回転コントロラーを同期させ信号を発生し、ＣＡＶで適切な送りピッチでパターニングする。これにより、四方格子パターン、または準六方格子パターンを記録することができる。極性反転フォマッター信号の周波数とロールの回転数を適切に設定することにより、所望の記録領域に空間周波数が一様な格子パターンをレーザー光の照射により原盤１２上のレジストに形成することが好ましい。
【０１００】
＜３．第３の実施形態＞
［光学素子の構成］
図１７Ａは、本発明の第３の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。図１７Ｂは、図１７Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。図１７Ｃは、図１７ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。図１７Ｄは、図１７ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。
【０１０１】
第３の実施形態に係る光学素子１は、トラックＴが円弧状の形状を有し、構造体３が円弧状に配置されている点において、第１の実施形態のものとは異なっている。図１７Ｂに示すように、隣接する３列のトラック（Ｔ１〜Ｔ３）間においてａ１〜ａ７の各点に構造体３の中心が位置する準六方格子パターンを形成するように構造体３が配置されている。ここで、準六方格子パターンとは、正六方格子パターンとは異なり、トラックＴの円弧状に沿って歪んだ六方格子パターンを意味する。あるいは、正六方格子パターンとは異なり、トラックＴの円弧状に沿って歪み、かつ、トラックの延在方向（Ｘ軸方向）に引き伸ばされ歪んだ六方格子パターンを意味する。
上述した以外の光学素子１の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１０２】
［ディスクマスタの構成］
図１８Ａ、図１８Ｂは、上述の構成を有する光学素子を作製するためのディスクマスタの構成の一例を示す。図１８Ａ、図１８Ｂに示すように、ディスクマスタ４１は、円盤状の原盤４２の表面に凹部である構造体４３が多数配列された構成を有している。この構造体１３は、光学素子１の使用環境下の光の波長帯域以下、例えば可視光の波長と同程度のピッチで周期的に２次元配列されている。構造体４３は、例えば、同心円状またはスパイラル状のトラック上に配置されている。
上述した以外のディスクマスタ４１の構成は、第１の実施形態のロールマスタ１１と同様であるので説明を省略する。
【０１０３】
［光学素子の製造方法］
まず、図１９を参照して、上述した構成を有するディスクマスタ４１を作製するための露光装置について説明する。
【０１０４】
移動光学テーブル３２は、ビームエキスパンダ３３、ミラー３８および対物レンズ３４を備えている。移動光学テーブル３２に導かれたレーザー光１５は、ビームエキスパンダ３３により所望のビーム形状に整形された後、ミラー３８および対物レンズ３４を介して、円盤状の原盤４２上のレジスト層へ照射される。原盤４２は、スピンドルモータ３５に接続されたターンテーブル（図示を省略する。）の上に載置されている。そして、原盤４２を回転させるとともに、レーザー光１５を原盤４２の回転半径方向に移動させながら、原盤４２上のレジスト層へレーザー光を間欠的に照射することにより、レジスト層の露光工程が行われる。形成された潜像は、円周方向に長軸を有する略楕円形になる。レーザー光１５の移動は、移動光学テーブル３２の矢印Ｒ方向への移動によって行われる。
【０１０５】
図１９に示した露光装置においては、レジスト層に対して図１７Ｂに示した六方格子または準六方格子の２次元パターンからなる潜像を形成するための制御機構３７を備えている。制御機構３７は、フォマッター２９とドライバ３０とを備える。フォマッター２９は、極性反転部を備え、この極性反転部が、レジスト層に対するレーザー光１５の照射タイミングを制御する。ドライバ３０は、極性反転部の出力を受けて、音響光学素子２７を制御する。
【０１０６】
制御機構３７は、潜像の２次元パターンが空間的にリンクするように、１トラック毎に、ＡＯＭ２７によるレーザー光１５の強度変調と、スピンドルモータ３５の駆動回転速度と、移動光学テーブル３２の移動速度とをそれぞれ同期させる。原盤４２は、角速度一定（ＣＡＶ）で回転制御される。そして、スピンドルモータ３５による原盤４２の適切な回転数と、ＡＯＭ２７によるレーザー強度の適切な周波数変調と、移動光学テーブル３２によるレーザー光１５の適切な送りピッチとでパターニングを行う。これにより、レジスト層に対して六方格子パターン、または準六方格子パターンの潜像が形成される。
【０１０７】
更に、極性反転部の制御信号を、空間周波数（潜像のパターン密度であり、Ｐ１：３３０、Ｐ２：３００ｎｍ、または、Ｐ１：３１５ｎｍ、Ｐ２：２７５ｎｍ、または、Ｐ１：３００ｎｍ、Ｐ２：２６５ｎｍ）が一様になるように徐々に変化させる。より具体的には、レジスト層に対するレーザー光１５の照射周期を１トラック毎に変化させながら露光を行い、各トラックＴにおいてＰ１がほぼ３３０ｎｍ（あるいは３１５ｎｍ、３００ｎｍ）となるように制御機構３７においてレーザー光１５の周波数変調を行う。即ち、トラック位置が円盤状の原盤４２の中心から遠ざかるに従い、レーザー光の照射周期が短くなるように変調制御する。これにより、基板全面において空間周波数が一様なナノパターンを形成することが可能となる。
【０１０８】
以下、本発明の第３の実施形態に係る光学素子の製造方法の一例について説明する。
まず、上述した構成を有する露光装置を用いて、円盤状の原盤上に形成されたレジスト層を露光する以外は、第１の実施形態と同様にしてディスクマスタ４１を作製する。次に、このディスクマスタ４１と、紫外線硬化樹脂を塗布したアクリルシートなどの基体２とを密着させ、紫外線を照射し紫外線硬化樹脂を硬化させた後、ディスクマスタ４１から基体２を剥離する。これにより、複数の構造体３が表面に配列された円盤状の光学素子１が得られる。次に、この円盤状の光学素子１から、矩形状などの所定形状の光学素子１を切り出す。これにより、目的とする光学素子１が作製される。
【０１０９】
この第３の実施形態によれば、直線状に構造体３を配列した場合と同様に、生産性が高く、優れた反射防止特性を有する光学素子１を得ることができる。
【０１１０】
＜４．第４の実施形態＞
図２０Ａは、本発明の第４の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。図２０Ｂは、図２０Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。
【０１１１】
第４の実施形態に係る光学素子１は、構造体３を蛇行するトラック（以下ウォブルトラックと称する。）上に配列している点において、第１の実施形態とは異なっている。基体２上における各トラックのウォブルは、同期していることが好ましい。すなわち、ウォブルは、シンクロナイズドウォブルであることが好ましい。このようにウォブルを同期させることで、六方格子または準六方格子の単位格子形状を保持し、充填率を高く保つことができる。ウォブルトラックの波形としては、例えば、サイン波、三角波などを挙げることができる。ウォブルトラックの波形は、周期的な波形に限定されるものではなく、非周期的な波形としてもよい。ウォブルトラックのウォブル振幅は、例えば±１０μｍ程度に選択される。
この第４の実施形態において、上記以外のことは、第１の実施形態と同様である。
【０１１２】
第４の実施形態によれば、構造体３をウォブルトラック上に配列していので、外観上のムラの発生を抑制できる。
【０１１３】
＜５．第５の実施形態＞
図２１Ａは、本発明の第５の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す概略平面図である。図２１Ｂは、図２１Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す平面図である。図２１Ｃは、図２１ＢのトラックＴ１、Ｔ３、・・・における断面図である。図２１Ｄは、図２１ＢのトラックＴ２、Ｔ４、・・・における断面図である。図２２は、図２１Ａに示した光学素子の一部を拡大して表す斜視図である。
【０１１４】
第５の実施形態に係る光学素子１は、凹部である構造体３が基体表面に多数配列されている点において、第１の実施形態のものとは異なっている。この構造体３の形状は、第１の実施形態における構造体３の凸形状を反転して凹形状としたものである。なお、上述のように構造体３を凹部とした場合、凹部である構造体３の開口部（凹部の入り口部分）を下部、基体２の深さ方向の最下部（凹部の最も深い部分）を頂部と定義する。すなわち、非実体的な空間である構造体３により頂部、および下部を定義する。また、第５の実施形態では、構造体３が凹部であるため、式（１）などにおける構造体３の高さＨは、構造体３の深さＨとなる。
【０１１５】
この第５の実施形態において、上記以外のことは、第１の実施形態と同様である。
この第５の実施形態では、第１の実施形態における凸形状の構造体３の形状を反転して凹形状としているので、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
＜６．第６の実施形態＞
［光学素子の構成］
図２３は、本発明の第６の実施形態に係る光学素子の構成の一例を示す断面図である。図２３に示すように、第６の実施形態に係る光学素子１は、シロキサン樹脂を用いて得られた構造体３を基体２上に備える点において、第１の実施形態とは異なっている。
【０１１７】
本発明は、耐熱性、および高透過性を有するカバーガラス、窓材などの光学素子、およびそれを備えるイメージセンサ素子（例えば、ＣＣＤイメージセンサ素子、ＣＭＯＳイメージセンサ素子など）、フォトダイオード、半導体レーザ素子などのパッケージに対して適用して好適なものである。また、本発明は、高硬度、および耐熱性を有するフロントパネルなどの光学素子、およびそれを備えるディスプレイに適用して好適なものである。より具体的には、本発明は、デジタルカメラ（例えば一眼レフカメラ、コンパクトカメラなど）、携帯電話用デジタルカメラ、産業機械用カメラ、監視カメラ、画像認識装置用カメラなどの種々のカメラに備えられるイメージセンサのパッケージに適用して好適なものである。
【０１１８】
［光学素子の製造方法］
図２４は、本発明の第６の実施形態に係る光学素子の製造方法を説明するための工程図である。この光学素子の製造方法は、室温ナノインプリント技術を利用したものである。
本発明の第６の実施形態に係る光学素子の製造方法は、基体上にシロキサン樹脂を含む膜形成組成物を塗布して樹脂層を形成する工程と、樹脂層にモールドを押し付けて形状を転写する工程と、樹脂層からモールドを剥離する工程と、モールドを剥離した後の樹脂層に減圧下で紫外線を照射する工程とを備えることを特徴とする。
【０１１９】
（樹脂層形成工程）
まず、図２４Ａに示すように、シロキサン樹脂を含む膜形成組成物を基体２上に塗布して樹脂層６１を形成する。塗布方法としては、例えばスピンコート法などを用いることができるが、特に限定されるものではない。基体２としては、例えばガラスを主成分とするガラス基板（例えば白板または石英）を用いることができる。シロキサン樹脂としては、シルセスキオキサン樹脂を用いることが好ましい。膜成形組成物は、シロキサン樹脂などの成分を適当な有機溶媒に溶解して溶液の形態で用いることが好ましい。また、必要に応じて有機層や無機層を基体２上に形成するようにしてもよい。また、樹脂層６１の膜厚は、製造する構造体２の種類にもよるが、３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましい。
【０１２０】
（形状転写工程）
次に、図２４Ｂに示すように、基体２上に形成された樹脂層６１に、所定形状のモールド６２を押し当て、モールドの形状を樹脂層６１に転写する。モールド６１としては、例えば、第３の実施形態において用いた金型４１を用いることができるが、特に限定されるものではない。例えば、第１〜第２、および第４〜第５の実施形態に係る光学素子１にメッキ処理などを施すことにより作製された金型を用いることも可能である。モールド６２のプレス圧力は、５ＭＰａ〜１００ＭＰａ程度であることが好ましい。また、プレス時間は、樹脂層６１の膜厚にもよるが、１０秒〜２０秒程度であることが好ましい。このようにモールド６２を押し付けた状態で所定時間プレスすることにより、樹脂層６１の形状がより硬化する。
【０１２１】
（剥離工程）
次に、図２４Ｃに示すように、樹脂層６１からモールド６２を剥離する。これにより、モールド６１の形状が転写された構造体３が基体２上に形成される。
【０１２２】
（照射工程）
次に、図２４Ｄに示すように、モールド６２を剥離した後の樹脂層６１に１０Ｔｏｒｒ程度の減圧下で紫外線Ｌを照射した後、樹脂層６１を３００℃〜４００℃で加熱することが好ましい。このように加熱することにより硬化効率が高くなる。例えば、３００℃加熱で鉛筆硬度７Ｈ〜９Ｈ、４００℃加熱で８Ｈ〜９Ｈの硬度が得られる。さらに、３００℃〜４００℃で加熱して樹脂層６１を硬化した場合、このようにして作製された光学素子１の耐熱性は５００℃以上であり、リフロープロセスには充分な耐熱性であった。
以上により、モールド６２の形状が転写された構造体３を基体２上に形成することができる。
【０１２３】
第６の実施形態に係る光学素子１は、例えば、イメージセンサ素子のパッケージに備えられるカバーガラスおよび窓材、ならびにディスプレイのプロントパネルなどとして利用することができる。したがって、耐熱性、および高透過性を有するカバーガラスまたは窓材、高硬度、および耐熱性を有するフロントパネル、およびそれを備えるディスプレイなどを提供することができる。
【０１２４】
＜７．第７の実施形態＞
［液晶表示装置の構成］
図２５は、本発明の第７の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。図２５に示すように、この液晶表示装置は、光を出射するバックライト５３と、バックライト５３から出射された光を時間的空間的に変調して画像を表示する液晶パネル５１とを備える。液晶パネル５１の両面にはそれぞれ、光学部品である偏光子５１ａ、５１ｂが設けられている。液晶パネル５１の表示面側に設けられた偏光子５１ｂには、光学素子１が設けられている。ここでは、光学素子１が一主面に設けられた偏光子５１ｂを反射防止機能付き偏光子５２と称する。この反射防止機能付き偏光子５２は、反射防止機能付き光学部品の一例である。
【０１２５】
以下、液晶表示装置を構成するバックライト５３、液晶パネル５１、偏光子５１ａ、５１ｂ、および光学素子１について順次説明する。
【０１２６】
（バックライト）
バックライト５３としては、例えば直下型バックライト、エッジ型バックライト、平面光源型バックライトを用いることができる。バックライト５３は、例えば、光源、反射板、光学フィルムなどを備える。光源としては、例えば、冷陰極蛍光管（Cold Cathode Fluorescent Lamp：ＣＣＦＬ）、熱陰極蛍光管（Hot Cathode Fluorescent Lamp：ＨＣＦＬ）、有機エレクトロルミネッセンス（Organic ElectroLuminescence：ＯＥＬ）、無機エレクトロルミネッセンス（ＩＥＬ：Inorganic ElectroLuminescence）および発光ダイオード(Light Emitting Diode：ＬＥＤ)などが用いられる。
【０１２７】
（液晶パネル）
液晶パネル５１としては、例えば、ツイステッドネマチック（Twisted Nematic：ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（Super Twisted Nematic：ＳＴＮ）モード、垂直配向（Vertically Aligned：ＶＡ）モード、水平配列（In-Plane Switching：ＩＰＳ）モード、光学補償ベンド配向（Optically Compensated Birefringence：ＯＣＢ）モード、強誘電性（Ferroelectric Liquid Crystal：ＦＬＣ）モード、高分子分散型液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal：ＰＤＬＣ）モード、相転移型ゲスト・ホスト（Phase Change Guest Host：ＰＣＧＨ）モードなどの表示モードのものを用いることができる。
【０１２８】
（偏光子）
液晶パネル５１の両面には、例えば偏光子５１ａ、５１ｂがその透過軸が互いに直交するようにして設けられる。偏光子５１ａ、５１ｂは、入射する光のうち直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を吸収により遮へいするものである。偏光子５１ａ、５１ｂとしては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムなどの親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたものを用いることができる。偏光子５１ａ、５１ｂの両面には、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムなどの保護層を設けることが好ましい。このように保護層を設ける場合、光学素子１の基体２が保護層を兼ねる構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、反射防止機能付き偏光子５２を薄型化できるからである。
【０１２９】
（光学素子）
光学素子１は、上述の第１〜第４の実施形態のいずれかのものと同様であるので説明を省略する。
【０１３０】
第７の実施形態によれば、液晶表示装置の表示面に光学素子１を設けているので、液晶表示装置の表示面の反射防止機能を向上することができる。したがって、液晶表示装置の視認性を向上することができる。
【０１３１】
＜８．第８の実施形態＞
［液晶表示装置の構成］
図２６は、本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す。この液晶表示装置は、液晶パネル５１の前面側に前面部材５４を備え、液晶パネル５１の前面、前面部材５４の前面および裏面の少なくとも１つの面に、光学素子１を備える点において、第５の実施形態のものとは異なっている。図２６では、液晶パネル５１の前面、ならびに前面部材５４の前面および裏面のすべての面に、光学素子１を備える例が示されている。液晶パネル５１と前面部材５４との間には、例えば空気層が形成されている。上述の第５の実施形態と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、本発明において、前面とは表示面となる側の面、すなわち観察者側となる面を示し、裏面とは表示面と反対となる側の面を示す。
【０１３２】
前面部材５４は、液晶パネル５１の前面（観察者側）に機械的、熱的、および耐候的保護や、意匠性を目的として用いるフロントパネルなどである。前面部材５４は、例えば、シート状、フィルム状、または板状を有する。前面部材５４の材料としては、例えば、ガラス、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などを用いることができるが、特にこれらの材料に限定されるものではなく、透明性を有する材料であれば用いることができる。
【０１３３】
第８の実施形態によれば、第７の実施形態と同様に、液晶表示装置の視認性を向上することができる。
【０１３４】
＜９．第９の実施形態＞
図２８は、本発明の第９の実施形態係るイメージセンサ素子のパッケージの構成の一例を示す断面図である。図２８に示すように、このパッケージ７１は、イメージセンサ素子７２と、イメージセンサ素子７２の開口窓を覆うように固着されたカバーガラス７３とを備える。イメージセンサ素子７２は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ素子、ＣＯＭＳイメージセンサ素子などである。カバーガラス７３としては、例えば、第６の実施形態に係る光学素子１を用いることが好ましい。
【実施例】
【０１３５】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１３６】
（実施例１）
まず、外径１２６ｍｍのガラスロール原盤を準備し、このガラス原盤の表面に以下のようにしてレジストを着膜した。すなわち、シンナーでフォトレジストを１／１０に希釈し、この希釈レジストをディップによりガラスロール原盤の円柱面上に厚さ１３０ｎｍ程度に塗布することにより、レジストを着膜した。次に、記録媒体としてのガラス原盤を、図１１に示したロール原盤露光装置に搬送し、レジストを露光することにより、１つの螺旋状に連なるとともに、隣接する３列のトラック間において六方格子パターンをなす潜像がレジストにパターニングされた。
【０１３７】
具体的には、六方格子パターンが形成されるべき領域に対して、前記ガラスロール原盤表面まで露光するパワー０．５０ｍｊ／ｍのレーザー光を照射し凹形状の準六方格子パターンを形成した。なお、図１３Ａに示すように、トラック列の列方向のレジスト厚さは１２０ｎｍ程度、トラックの延在方向のレジスト厚さは１００ｎｍ程度であった。
【０１３８】
次に、ガラスロール原盤上のレジストに現像処理を施して、露光した部分のレジストを溶解させて現像を行った。具体的には、図示しない現像機のターンテーブル上に未現像のガラスロール原盤を載置し、ターンテーブルごと回転させつつガラスロール原盤の表面に現像液を滴下してその表面のレジストを現像した。これにより、レジスト層が準六方格子パターンに開口しているレジストガラス原盤が得られた。
【０１３９】
次に、ロールプラズマエッチングを用い、ＣＨＦ3ガス雰囲気中でのプラズマエッチングを行った。これにより、ガラスロール原盤の表面において、レジスト層から露出している準六方格子パターンの部分のみエッチングが進行し、その他の領域はフォトレジストがマスクとなりエッチングはされず、楕円錐形状の凹部が得られた。このときのパターンでのエッチング量（深さ）はエッチング時間によって変化させた。最後に、Ｏ2アッシングにより完全にフォトレジストを除去することにより、凹形状の六方格子パターンのモスアイガラスロールマスタが得られた。列方向における凹部の深さは、トラックの延在方向における凹部の深さより深かった。
【０１４０】
上記モスアイガラスロールマスタと紫外線硬化樹脂を塗布したアクリルシートなどを密着させ、紫外線を照射し硬化させながら剥離することにより、光学素子（図１３Ｃ）を作製した。
【０１４１】
（実施例２）
１トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、ロールの回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、準六方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例１と同様にして光学素子を作製した。
【０１４２】
（実施例３）
１トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、ロールの回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、四方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例１と同様にして光学素子を作製した。
【０１４３】
（実施例４）
１トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、ロールの回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、準四方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例１と同様にして光学素子を作製した。
【０１４４】
（形状の評価）
上述のようにして作製した実施例１〜４の光学素子について、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）により観察を行った。そして、ＡＦＭの断面プロファイルから各実施例の構造体の高さを求めた。その結果を表２および表３に示す。
【０１４５】
【表２】
2011053496.tif 000004
【０１４６】
【表３】
2011053496.tif 000005
【０１４７】
実施例１、２における光学素子のモスアイ形状は、六方格子、準六方格子の凸形状の楕円錐台（楕円錐）である。上記ＡＦＭ断面形状測定から、トラックの延在方向における構造体の高さは、トラックの列方向にける構造体の高さより小さいことがわかる。また、トラックの延在方向以外における構造体の高さが、トラックの列方向における構造体の高さとほぼ同一であることから、構造体の高さをトラックの列方向における高さで代表する。
【０１４８】
実施例３、４における光学素子のモスアイ形状は、四方格子、準四方格子の凸形状の楕円錐台（楕円錐）である。上記ＡＦＭ断面形状測定から、トラックの延在方向に対して４５度方向の構造体の高さは、トラックの列方向にける構造体の高さより小さいことがわかる。また、トラックの延在方向に対して４５度方向以外の構造体の高さが、トラックの列方向における構造体の高さとほぼ同一であることから、構造体の高さをトラックの列方向における高さで代表する。
【０１４９】
（反射率／透過率の評価）
実施例１〜４の光学素子の反射率および透過率を日本分光の評価装置（Ｖ−５５０）を用いて評価した。図２９、図３０にそれぞれ、実施例１、実施例２の光学素子における反射率の波長依存性を示す。図３１、図３２にそれぞれ、実施例３、実施例４の光学素子における透過率の波長依存性を示す。
【０１５０】
実施例１、２の光学素子では、反射率の波長依存性があるが、モスアイパターンのない基板の反射率が４．５％であり、ＵＶ光から可視光（波長３５０〜８００ｎｍ）領域では、０．１５％の平均反射率であり、充分に小さい値になっている。トラックの延在方向における構造体の高さが低い光学素子において、充分な反射防止効果が得られることが確認できた。
【０１５１】
実施例３、４では、可視光（波長４００〜８００ｎｍ）領域で、９８〜９９％であり充分な透過特性が得られている。入射角３０度までは、波長６５０ｎｍ、５４０ｎｍ、４６０ｎｍのＲＧＢ光では、透過率９９％であり、角度依存性も充分である。トラックの延在方向に対して４５度方向における構造体の高さが低い光学素子において、充分な透過特性が得られることも確認できた。
【０１５２】
上記光学素子のモスアイ形状は、上述したように、六方格子、準六方格子、または四方格子、準四方格子の凸形状の楕円錐台（楕円錐）であり、アスペクト比が０．９４〜１．１４である光学素子において、充分な反射防止特性を得ることができた。また、モスアイガラスマスターにおいても、凹形状の楕円錐溝であることが確認できた。
【０１５３】
（実施例５）
まず、実施例２と同様にして、モスアイガラスマスターを得た。次に、モスアイガラスマスター上に紫外線硬化樹脂を塗布した後、アクリルシート（０．２０ｍｍ厚）を紫外線硬化樹脂上に密着させ、紫外線を照射し硬化させ剥離することにより、モスアイ紫外線硬化複製シートを得た。
【０１５４】
次に、Φ２５ｍｍ平凸レンズ（焦点距離７０ｍｍ）の凸面に、モスアイ紫外線硬化複製シート裏面を密着させた。その後、８０℃の湯浴中においてレンズホルダーで、平凸レンズとモスアイ紫外線硬化複製シートをさらに密着させながら、モスアイ紫外線硬化複製シートを凸レンズ形状に曲げていった。次に、湯浴に数分間放置した後取り出し、レンズホルダーをはずし、凸レンズ形状に曲げたモスアイ紫外線硬化複製シートを作製した。
【０１５５】
次に、凸レンズ形状に曲げたモスアイ紫外線硬化複製シートの凹凸パターン上に無電界メツキ法などによりニツケル皮膜でなる導電化膜を形成した。次に、導電化膜が形成された光デイスク原盤を電鋳装置に取り付け、電気メツキ法により導電化膜上に３００±５〔μｍ〕程度の厚さになるようにニツケルメツキ層を形成した。次に、モスアイ紫外線硬化複製シートからニツケルメツキ層をカッターなどで剥離し、そのニツケルメツキ層信号形成面のフォトレジストをアセトンなどを用いて洗浄し、凸レンズ形状に曲げたモスアイＮｉ金属マスターを作製した。
【０１５６】
次に、凸レンズ形状に曲げたモスアイ成形複製基板を以下のようにして作製した。上記凸レンズ形状に曲げたモスアイＮｉ金属マスターを金型に配置し、ポリカーボネート（屈折率１．５９）の透明樹脂を用いて射出成形により基板を成形した。これにより、信号形成面に形成された略六方格子パターンが透明樹脂に転写されて、凸レンズ形状に曲げられたモスアイ成形複製基板が作製された。
【０１５７】
（反射率／透過率の評価）
実施例５の光学素子の反射率を日本分光の評価装置（Ｖ−５５０）を用いて評価した。図３３に、実施例５の光学素子における反射率の波長依存性を示す。
【０１５８】
（実施例６）
１トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、ロールの回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、準六方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例１と同様にして光学素子を作製した。
【０１５９】
（実施例７）
１トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、ロールの回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、四方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例１と同様にして光学素子を作製した。
【０１６０】
（実施例８）
１トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、ロールの回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、四方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例１と同様にして光学素子を作製した。
【０１６１】
（形状の評価）
上述のようにして作製した実施例６〜８の光学素子を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）によりＴｏｐ  Ｖｉｅｗで観察した。その結果を表４に示す。
【０１６２】
【表４】
2011053496.tif 000006
【０１６３】
図３４から、実施例６では、構造体は準六方格子状に配列されていることがわかる。また、構造体の底面の形状は楕円形状であることがわかる。
【０１６４】
図３５、図３６から、実施例７、８では、構造体は四方格子状には配列されていることがわかる。また、構造体の底面の形状は楕円形状であることがわかる。また、実施例８では、構造体の下部同士が重ね合わされて配置されていることがわかる。
【０１６５】
次に、ＲＣＷＡ（Rigorous Coupled Wave Analysis）シミュレーションにより構造体の高さと反射率との関係について検討した。
【０１６６】
（試験例１）
構造体の底面径（直径）２ｒを配置ピッチＰ１に対して８５％、９０％、９５％、９９％の大きさにして、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図３７に示す。
以下に、シミュレーションの条件を示す。
構造体形状：釣鐘型
偏光：無偏光
屈折率：１．４８
トラックピッチＴｐ：３２０ｎｍ
構造体の高さ：３６５ｎｍ
アスペクト比：１．１４
構造体の配列：六方格子
【０１６７】
図３７から、構造体の底面径の大きさが変わり、充填率が下がると、反射率が悪化することがわかる。
【０１６８】
（試験例２）
トラック方向の構造体間に、アスペクト比０．３の低い突出部を設ける以外は、試験例１と同様にして、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図３８に示す。
【０１６９】
図３８から、トラック方向の構造体間に低い突出部がある場合、充填率が下がっても、反射率を低く抑えることができることがわかる。
【０１７０】
（試験例３）
トラック方向の構造体間に、構造体の高さの１／４に層とする低い突出部を設け、構造体の高さを変えて、以下の条件でＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図３９に示す。
構造体形状：釣鐘型
偏光：無偏光
屈折率：１．４８
トラックピッチＴｐ：３２０ｎｍ
構造体の底面径：トラックピッチＴｐの９０％
アスペクト比：０．９３、１．００、１．１４、１．３０（各々、深さ０．２７０、０．３２０、０．３８５、０．４１５μｍ）
構造体の配列：六方格子
【０１７１】
（試験例４）
試験例３の各々の高さの構造体を同じ割合で存在させ、深さ分布を持たせた場合の結果（Ａｖｅ．）を、試験例３のグラフに追加したものを図４０に示す。
【０１７２】
図３９、図４０から、トラック方向の構造体間に低い突出部を設け、構造体に高さ分布を持たせると、波長依存性の少ない低反射特性が得られることがわかる。
【０１７３】
（試験例５）
トラックピッチを変えて、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図４１、図４３に示す。
以下に、シミュレーションの条件を示す。
構造体形状：釣鐘型
偏光：無偏光
格子配置：六方格子
屈折率：１．４８
トラックピッチＴｐ：０．０９〜０．３０μｍ
構造体の高さ：０．０９〜０．３０μｍ
アスペクト比：１．０に統一
構造体の底面径：トラックピッチＴｐの９９％の大きさ（充填率：ほぼ最大）
【０１７４】
（試験例６）
構造体の周囲に微細の突出部を設ける以外は試験例５と同様にして、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図４２に示す。
【０１７５】
図４１、図４２から、トラックピッチＴｐが大きい場合、構造体の周囲に微細の突出部を設けると、反射率が低減する傾向があるが、構造体自体が小さいと、むしろ反射率が悪化する傾向があることがわかる（特に、図４２中、領域Ｒ１および領域Ｒ２参照）。
また、図４３から、トラックピッチＴｐが０．３μｍであると、波長４００ｎｍでの回折抑制が低下する傾向があることがわかる。
【０１７６】
（試験例７）
トラックピッチを０．２５μｍとし、構造体の高さ、およびアスペクト比を変えて、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図４４Ａに示す。
以下に、シミュレーションの条件を示す。
構造体形状：釣鐘型
偏光：無偏光
格子配置：六方格子
屈折率：１．４８
トラックピッチＴｐ：０．２５μｍ
構造体の高さ：０．１５ｎｍ、０．２ｎｍ、０．２５ｎｍ、０．３ｎｍ
アスペクト比：０．６、０．８、１．０、１．２
構造体の底面径：トラックピッチＴｐの９９％
【０１７７】
（試験例８）
構造体の周囲に微細の突出部を設ける以外は試験例７と同様にして、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図４４Ｂに示す。
【０１７８】
（試験例９）
トラックピッチを０．１５μｍ、構造体の高さを０．０９μｍ、０．１２μｍ、０．１５μｍ、０．１８μｍ、アスペクト比を０．６、０．８、１．０、１．２とする以外は、試験例７と同様にして、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図４５Ａに示す。
【０１７９】
（試験例１０）
構造体の周囲に微細の突出部を設ける以外は試験例９と同様にして、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図４５Ｂに示す。
【０１８０】
（試験例１１）
トラックピッチを０．０９μｍ、構造体の高さを０．０７２μｍ、０．０９μｍ、０．１０８μｍ、０．１２６μｍ、０．１４４μｍ、アスペクト比を０．８、１．０、１．２、１．４、１．６とした。これ以外は、試験例７と同様にして、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図４６Ａに示す。
【０１８１】
（試験例１２）
構造体の周囲に微細の突出部を設ける以外は試験例１１と同様にして、ＲＣＷＡシミュレーションを行った。その結果を図４６Ｂに示す。
【０１８２】
図４４〜図４６から、反射率Ｒを１％程度以下に抑えるためには、トラックピッチＴｐ０．１５μｍ、アスペクト比１．０が限界であると考えられる。また、微細の突出部を設けた場合にも、トラックピッチＴｐが狭い場合には、反射率抑制の効果が小さくなる傾向があることがわかる。
【０１８３】
次に、ＲＣＷＡ（Rigorous Coupled Wave Analysis）シミュレーションにより、比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）と反射防止特性との関係について検討を行った。
【０１８４】
（試験例１３）
図４７Ａは、構造体を六方格子状に配列したときの充填率を説明するための図である。図４７Ａに示すにように、構造体を六方格子状に配列した場合において、比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）（但し、Ｐ１：同一トラック内における構造体の配置ピッチ、ｒ：構造体底面の半径）を変化させたときの充填率を以下の式（２）により求めた。
充填率＝（Ｓ（hex.）／Ｓ（unit））×１００  ・・・（２）
単位格子面積：Ｓ（unit）＝２ｒ×（２√３）ｒ
単位格子内に存在する構造体の底面の面積：Ｓ（hex.）＝２×πｒ2
（但し、２ｒ＞Ｐ１のときは作図上から求める。）
【０１８５】
例えば、配置ピッチＰ１＝２、構造体底面の半径ｒ＝１とした場合、Ｓ（unit）、Ｓ（hex.）、比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）、充填率は以下に示す値となる。
Ｓ（unit）＝６．９２８２
Ｓ（hex.）＝６．２８３１９
（２ｒ／Ｐ１）×１００＝１００．０％
充填率＝（Ｓ（hex.）／Ｓ（unit））×１００＝９０．７％
【０１８６】
表５に、上述の式（２）により求めた充填率と比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）との関係を示す。
【表５】
2011053496.tif 000007
【０１８７】
（試験例１４）
図４７Ｂは、構造体を四方格子状に配列したときの充填率を説明するための図である。図４７Ｂに示すにように、構造体を四方格子状に配列した場合において、比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）、比率（（２ｒ／Ｐ２）×１００）、（但し、Ｐ１：同一トラック内における構造体の配置ピッチ、Ｐ２：トラックに対して４５度方向の配置ピッチ、ｒ：構造体底面の半径）を変化させたときの充填率を以下の式（３）により求めた。
充填率＝（Ｓ（tetra）／Ｓ（unit））×１００  ・・・（３）
単位格子面積：Ｓ（unit）＝２ｒ×２ｒ
単位格子内に存在する構造体の底面の面積：Ｓ（tetra）＝πｒ2
（但し、２ｒ＞Ｐ１のときは作図上から求める。）
【０１８８】
例えば、配置ピッチＰ２＝２、構造体底面の半径ｒ＝１とした場合、Ｓ（unit）、Ｓ（tetra）、比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）、比率（（２ｒ／Ｐ２）×１００）、充填率は以下に示す値となる。
Ｓ（unit）＝４
Ｓ（tetra）＝３．１４１５９
（２ｒ／Ｐ１）×１００＝７０．７％
（２ｒ／Ｐ２）×１００＝１００．０％
充填率＝（Ｓ（tetra）／Ｓ（unit））×１００＝７８．５％
【０１８９】
表６に、上述の式（３）により求めた充填率と、比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）、比率（（２ｒ／Ｐ２）×１００）との関係を示す。
また、四方格子の配置ピッチＰ１とＰ２との関係はＰ１＝√２×Ｐ２となる。
【表６】
2011053496.tif 000008
【０１９０】
（試験例１５）
配置ピッチＰ１に対する構造体底面の直径２ｒの比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）を８０％、８５％、９０％、９５％、９９％の大きさにして、以下の条件で反射率をシミュレーションにより求めた。その結果のグラフを図４８に示す。
構造体形状：釣鐘型
偏光：無偏光
屈折率：１．４８
配置ピッチＰ１：３２０ｎｍ
構造体の高さ：４１５ｎｍ
アスペクト比：１．３０
構造体の配列：六方格子
【０１９１】
図４８から、比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が８５％以上あれば、可視域の波長域(０．４〜０．７μｍ)において、平均反射率ＲがＲ＜０．５％となり、十分な反射防止効果が得られる。このとき底面の充填率は６５％以上である。また、比率（（２ｒ／Ｐ１）×１００）が９０％以上あれば、可視域の波長域において平均反射率ＲがＲ＜０．３％となり、より高性能な反射防止効果が得られる。このとき底面の充填率は７３％以上であり、上限を１００％として充填率が高いほど性能が良くなる。構造体同士が重なり合う場合は、構造体高さは一番低い位置からの高さを考えることとする。また、四方格子においても、充填率と反射率の傾向は同様であることを確認した。
【０１９２】
（実施例９）
まず、ディスク状（円盤状）のガラス原盤を準備し、このガラス原盤の表面に以下のようにしてレジストを着膜した。すなわち、シンナーでフォトレジストを１／１０に希釈し、この希釈レジストをスピンコート法によりガラス原盤の一主面上に厚さ１３０ｎｍ程度に塗布することにより、レジスト層を形成した。次に、記録媒体としてのガラス原盤を、図１９に示したディスク原盤露光装置に搬送し、レジスト層を露光することにより、隣接する３列のトラック間において四方格子パターンをなす潜像がレジスト層にパターニングされた。
【０１９３】
具体的には、四方格子パターンが形成されるべき領域に対して、前記ガラス原盤表面まで露光するパワー０．５０ｍＷ／ｍのレーザー光を照射し凹形状の四方格子パターンを形成した。なお、トラック列の列方向のレジスト厚さは１２０ｎｍ程度、トラックの延在方向のレジスト厚さは１００ｎｍ程度であった。
【０１９４】
次に、ガラス原盤上のレジスト層に現像処理を施して、露光した部分のレジスト層を溶解させて現像を行った。具体的には、図示しない現像機のターンテーブル上に未現像のガラス原盤を載置し、ターンテーブルごと回転させつつガラス原盤の表面に現像液を滴下してその表面のレジストを現像した。これにより、レジスト層が四方格子パターンに開口しているレジストガラス原盤が得られた。
【０１９５】
次に、ＣＨＦ3ガス雰囲気中でのプラズマエッチングを行った。これにより、ガラス原盤の表面において、レジスト層から露出している四方格子パターンの部分のみエッチングが進行し、その他の領域はフォトレジストがマスクとなりエッチングはされず、楕円錐形状の凹部が得られた。このときのパターンでのエッチング量（深さ）はエッチング時間によって変化させた。最後に、Ｏ2アッシングにより完全にレジスト層を除去した。
以上により、円周方向の配置ピッチＰ１が２５０ｎｍ、凹部の深さが２８５ｎｍである四方格子パターンを有するディスクマスタが得られた。このディスクマスタの凹凸形状をＡＦＭにより観察したところ、列方向における凹部の深さは、トラックの延在方向における凹部の深さより深かった。
【０１９６】
次に、シロキサン樹脂を含む膜形成組成物を、スピンコート法によりガラス基板上に塗布して樹脂層を形成した。次に、ディスクマスタ（モールド）を樹脂層に対して押し付けた後、ディスクマスタを剥離することにより、光学素子を作製した。
【０１９７】
（実施例１０）
１トラック毎に極性反転フォマッター信号の周波数と、原盤の回転数と、適切な送りピッチとを調整することで、レジスト層をパターニングすることにより、準六方格子パターンをレジスト層に記録した。これ以外のことは、実施例９と同様にして、以下に示す構成を有するディスクマスタを作製した。
【０１９８】
円周方向の配置ピッチＰ１：２７０ｎｍ
円周方向に対して約６０度方向（約−６０度方向）の配置ピッチＰ２：２４０ｎｍ
凹部の深さ：１８４ｎｍ
格子パターン：準六方格子パターン
【０１９９】
（比較例１）
カバーガラスとして用いられている市販の高品位ガラス（日本電気硝子株式会社製）をサンプルとして準備した。
【０２００】
（比較例２）
５層から１０層程度の多層ＡＲをカバーガラスの両面に形成することにより、サンプルとしての光学素子を得た。
【０２０１】
（反射率／透過率の評価）
実施例９、１０、比較例１、２の光学素子の反射率および透過率を日本分光の評価装置（Ｖ−５５０）を用いて評価した。図４９に、実施例９の光学素子の透過特性を示す。図５０Ａ、図５０Ｂにそれぞれ、実施例１０の光学素子の反射特性および透過特性を示す。図５１Ａに、比較例２の光学素子の透過特性を示す。また、図５１Ｂに、別途測定された比較例１の光学素子の透過特性を示す。
【０２０２】
比較例１では、カバーガラスの表面と裏面の反射５％により、ゴーストが生じる。
【０２０３】
比較例２では、５層から１０層程度の多層ＡＲをカバーガラス両面に設けて、透過特性を向上させ、ゴーストが生じにくくしているが、赤の波長６５０ｎｍより長波長で透過特性は悪化する傾向がある。また、イメージセンサ素子のカバーガラスは、リフロープロセス２３０℃、３０分程度であり、耐熱性が必要である。
【０２０４】
実施例９では、赤の波長６５０ｎｍよりも長波長の波長域においても、透過特性の低下がほとんどなく、可視光領域（波長４００ｎｍ〜８５０ｎｍ）において、優れた透過特性が得られている。
【０２０５】
実施例１０では、入射角５０度で入射する光に対しては、反射率が波長の増加に伴って増加する傾向がある。しかし、入射角３０度以下で入射する光に対しては、反射率がわずかに増加する傾向を示すものの、２％以下に抑えられており、優れた反射防止特性が得られている。また、実施例１０では、実施例９と同様に、可視光領域（波長４００ｎｍ〜８５０ｎｍ）において、優れた透過特性が得られている。
【０２０６】
以上、本発明の実施例を反射防止基板で説明したが、上述した実施例は本発明の技術的思想に基いて様々に変形可能である。
【０２０７】
以上、本発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０２０８】
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた構成、方法、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【０２０９】
また、上述の実施形態の各構成は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０２１０】
また、上述の実施形態では、本発明を液晶表示装置に適用する場合を例として説明したが、本発明は液晶表示装置以外の各種表示装置に対しても適用可能である。例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、プラズマディスプレイ（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイ、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（Surface-conduction Electron-emitter Display：ＳＥＤ）などの各種表示装置に対しても本発明は適用可能である。
【０２１１】
また、上述の実施形態において、構造体のピッチを適宜変更することで正面から斜めの方向に回折光を発生させることにより、覗き込み防止機能を光学素子に付与するようにしてもよい。
【０２１２】
また、上述の実施形態において、構造体が形成された基体表面上に、低屈折率層をさらに形成するようにしてもよい。低屈折率層は、基体および構造体を構成する材料より低い屈折率を有する材料を主成分としていることが好ましい。このような低屈折率層の材料としては、例えばフッ素系樹脂などの有機系材料、またはＬｉＦ、ＭｇＦ2などの無機系の低屈折率材料が挙げられる。
【０２１３】
また、上述の実施形態では、感光性樹脂により光学素子を製造する場合を例として説明したが、光学素子の製造方法はこの例に限定されるものでない。例えば、熱転写や射出成形により光学素子を製造するようにしてもよい。
【０２１４】
また、上述の実施形態では、円柱状または円筒状の原盤の外周面に凹状または凸状の構造体を形成する場合を例として説明したが、原盤が円筒状である場合には、原盤の内周面に凹状または凸状の構造体を形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０２１５】
１    光学素子
２    基体
３    構造体
４    凸部
１１    ロールマスタ
１２    基体
１３    構造体
１４    レジスト層
１５    レーザー光
１６    潜像
２１    レーザー
２２    電気光学変調器
２３，３１    ミラー
２４    フォトダイオード
２６    集光レンズ
２７    音響光学変調器
２８    コリメータレンズ
２９    フォマッター
３０    ドライバ
３２    移動光学テーブル系
３３    ビームエキスパンダ
３４    対物レンズ
３５    スピンドルモータ
３６    ターンテーブル
３７    制御機構
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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