(57)【要約】【課題】低反射性及び耐擦傷性に優れた反射防止構造体を提供すること。【解決手段】周期的な凹凸部２０を表面に有する反射防止構造体１０において、最外側の凸部２１を除く任意の凸部２１−１と、該任意の凸部２１−１からの距離の合計が最短の６個の凸部２１−２〜２１−７とは、（１）６個の凸部２１−２〜２１−７のうちの４個の凸部２１−２、２１−３、２１−５、２１−６のそれぞれと任意の凸部２１−１との間に凸部２１の頂点２１ａよりも低く凹部２２の底点２２ａよりも高い位置で凸部同士を連結する連結部２３が存在し、（２）６個の凸部２１−２〜２１−７のうちの残りの２個の凸部２１−４、２１−７のそれぞれと任意の凸部２１−１との間に凹部２２が存在するように配置されることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的な凹凸部を表面に有する反射防止構造体において、
最外側の凸部を除く任意の凸部と、該任意の凸部からの距離の合計が最短である６個の凸部とは、（１）該６個の凸部のうちの４個の前記凸部のそれぞれと前記任意の凸部との間に凸部の頂点よりも低く凹部の底点よりも高い位置で凸部同士を連結する連結部が存在し、（２）該６個の凸部のうちの残りの２個の前記凸部のそれぞれと前記任意の凸部との間に凹部が存在するように、配置されることを特徴とする反射防止構造体。
【請求項２】
前記任意の凸部を中心に交差する３方向のうち、２方向に沿って前記凸部と前記連結部とが交互に配置され、残りの一方向に沿って前記前記凸部と前記凹部とが交互に配置される請求項１に記載の反射防止構造体。
【請求項３】
前記凸部は、正六方格子状に周期的に配置される請求項１又は２に記載の反射防止構造体。
【請求項４】
前記凸部は、正四方格子状に周期的に配置される請求項１又は２に記載の反射防止構造体。
【請求項５】
周期的な凹凸部を表面に有する原型を用いて、周期的な凹凸部を表面に有する反射防止構造体を製造する工程を有する反射防止構造体の製造方法において、
前記原型において、最外側の凸部を除く任意の凸部と、該任意の凸部からの距離の合計が最短である６個の凸部とは、（１）該６個の凸部のうちの４個の前記凸部のそれぞれと前記任意の凸部との間に凸部の頂点よりも低く凹部の底点よりも高い位置で凸部同士を連結する連結部が存在し、（２）該６個の凸部のうちの残りの２個の前記凸部のそれぞれと前記任意の凸部との間に凹部が存在するように、配置されることを特徴とする反射防止構造体の製造方法。
【請求項６】
前記任意の凸部を中心に交差する３方向のうち、２方向に沿って前記凸部と前記連結部とが交互に配置され、残りの一方向に沿って前記前記凸部と前記凹部とが交互に配置される請求項５に記載の反射防止構造体の製造方法。
【請求項７】
前記原型を製造する工程をさらに有し、
該工程は、
基体上にレジスト膜を成膜する工程と、
該レジスト膜の表面に、第１の方向に沿って光強度が変化する第１の干渉縞を露光する工程と、
該レジスト膜の表面に、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って光強度が変化する第２の干渉縞を露光する工程と、
前記第１及び第２の干渉縞の露光後に、前記レジスト膜を現像する工程とを有する請求項５又は６に記載の反射防止構造体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の方向と前記第２の方向とのなす角が６０°である請求項７に記載の反射防止構造体の製造方法。
【請求項９】
前記第１の方向と前記第２の方向とのなす角が９０°である請求項７に記載の反射防止構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止構造体、及び反射防止構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示装置や太陽電池向けに、周期的な凹凸部を表面に有する反射防止構造体が開発されている（例えば、特許文献１参照）。反射防止構造体は、所謂モスアイ（Ｍｏｔｈｅｙｅ）型であって、凸部のピッチが可視光の波長以下のため、広い波長範囲で光反射率を低減し光透過率を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０２７９０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の反射防止構造体の凹凸部は、平面上に錐状の突起部が多数配列された構造を有する。突起部の充填率を高めるため、突起部は六方格子状又は四方格子状に周期的に配置される。
【０００５】
反射防止構造体の低反射性の向上を目的として、突起部の充填率をさらに高めるため、突起部の下部同士が重なり合うように配置されることがある。
【０００６】
しかしながら、突起部の下部同士が重なり過ぎると、凸部の頂点と凹部の底点との高低差が小さくなるので、却って低反射性に悪影響を及ぼす。
【０００７】
また、反射防止構造体は、表面に凹凸部を有するので、表面が擦れたときに傷付きやすいという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、低反射性及び耐擦傷性に優れた反射防止構造体、及び反射防止構造体の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を解決するため、本発明の一の態様による反射防止構造体は、
周期的な凹凸部を表面に有する反射防止構造体において、
最外側の凸部を除く任意の凸部と、該任意の凸部からの距離の合計が最短である６個の凸部とは、（１）該６個の凸部のうちの４個の前記凸部のそれぞれと前記任意の凸部との間に凸部の頂点よりも低く凹部の底点よりも高い位置で凸部同士を連結する連結部が存在し、（２）該６個の凸部のうちの残りの２個の前記凸部のそれぞれと前記任意の凸部との間に凹部が存在するように、配置されることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の他の態様による反射防止構造体の製造方法は、
周期的な凹凸部を表面に有する原型を用いて、周期的な凹凸部を表面に有する反射防止構造体を製造する工程を有する反射防止構造体の製造方法において、
前記原型において、最外側の凸部を除く任意の凸部と、該任意の凸部からの距離の合計が最短である６個の凸部とは、（１）該６個の凸部のうちの４個の前記凸部のそれぞれと前記任意の凸部との間に凸部の頂点よりも低く凹部の底点よりも高い位置で凸部同士を連結する連結部が存在し、（２）該６個の凸部のうちの残りの２個の前記凸部のそれぞれと前記任意の凸部との間に凹部が存在するように、配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低反射性及び耐擦傷性に優れた反射防止構造体、及び反射防止構造体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態による反射防止構造体の一部を示す斜視図である。
【図２】図１の反射防止構造体の表面の凹凸を模式的に示す平面図（１）である。
【図３】図１の反射防止構造体の表面の凹凸を示す図である。
【図４】図１の反射防止構造体の表面の凹凸を模式的に示す平面図（２）である。
【図５】本発明の第１の実施形態による反射防止構造体の製造方法の説明図（１）である。
【図６】本発明の第１の実施形態による反射防止構造体の製造方法の説明図（２）である。
【図８】本発明の第１の実施形態による反射防止構造体の製造方法の説明図（３）である。
【図７】図５の原型の表面の凹凸を模式的に示す平面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による反射防止構造体の一部を示す斜視図である。
【図１０】図９の反射防止構造体の表面の凹凸を模式的に示す平面図である。
【図１１】図９の反射防止構造体の表面の凹凸を示す図である。
【図１２】実施例１による解析モデルの作製方法を示す説明図である。
【図１３】比較例１〜３による解析モデルの作製方法を示す説明図である。
【図１４】実施例１及び比較例１〜３による反射率の解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による反射防止構造体の一部を示す斜視図である。図１において、反射防止構造体の表面の凹凸を表現するため、等高線を細線で示す。図２は、図１の反射防止構造体の表面の凹凸を模式的に示す平面図（１）である。図２（Ａ）は凸部の頂点を結ぶ格子の配列を示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一部を示す。図２において、図面を見やすくするため、凸部及び連結部を異なる点模様、凸部の頂点を黒丸、凹部の底点を白丸、凸部の頂点を結ぶ格子を太線で示す。図３は、図１の反射防止構造体の表面の凹凸を示す図である。図３（Ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿った断面における凹凸、図３（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面における凹凸、図３（Ｃ）は図２のＣ−Ｃ線に沿った断面における凹凸、図３（Ｄ）は図２のＤ−Ｄ線に沿った断面における凹凸を示す。
【００１５】
反射防止構造体１０は、所謂モスアイ型であって、図１に示すように、基体１２と基体１２上に形成される樹脂層１４とで構成される。基体１２及び樹脂層１４は、透光性を有してよい。樹脂層１４の表面には、周期的な凹凸部２０が形成されている。尚、反射防止構造体１０は、樹脂層１４のみで構成されてもよい。
【００１６】
基体１２は、例えばシート状、板状、又はブロック状に形成される。基体１２の材料は、特に限定されないが、例えばガラス又はプラスチック等が用いられる。
【００１７】
ガラスとしては、例えばソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が用いられる。ガラスの成形方法としては、例えばフロート法、フュージョン法等が用いられる。
【００１８】
プラスチックとしては、例えばポリメチルメタアクリレート、メチルメタクリレートと他のアルキル（メタ）アクリレート、スチレンなどといったビニルモノマーとの共重合体などの（メタ）アクリル系樹脂；ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（CR-39）などのポリカーボネート系樹脂；（臭素化）ビスフェノールＡ型のジ（メタ）アクリレートの単独重合体ないし共重合体、（臭素化）ビスフェノールＡモノ（メタ）アクリレートのウレタン変性モノマーの重合体及び共重合体などといった熱硬化性（メタ）アクリル系樹脂；ポリエステル特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよび不飽和ポリエステル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、シクロオレフィンポリマー（商品名：アートン、ゼオノア）などが好ましい。また、耐熱性を考慮したアラミド系樹脂の使用も可能である。
【００１９】
樹脂層１４は、例えば基体１２上に熱硬化性又は光硬化性の樹脂を塗布し、硬化してなる。樹脂層１４の表面には凹凸部２０が形成される。
【００２０】
凹凸部２０は、図１及び図２に示すように、凸部２１と、凹部２２と、凸部２１の頂点２１ａよりも低く凹部２２の底点２２ａよりも高い位置で所定の凸部２１同士を連結する連結部２３とを有する。複数の凸部２１と、複数の凹部２２と、複数の連結部２３とが２次元的に配列されている。
【００２１】
凸部２１は、例えば正六方格子状、準六方格子状、正四方格子状、又は準四方格子状（図１及び図２では正六方格子状）に周期的に配置される。凸部２１の充填率を高めるため、凸部２１は六方格子状に周期的に配置されることが好ましい。以下、凸部２１が六方格子状に周期的に配置される場合について説明する。尚、凸部２１が四方格子状に周期的に配置される場合については、第２の実施形態で説明する。
【００２２】
「正六方格子状に周期的に配置される」とは、図２に示すように、最外側の凸部２１を除く任意の凸部２１−１の周囲に、該任意の凸部２１−１からの距離が最短で且つ等しい６個の凸部２１−２〜２１−７が配置されることを意味する。６個の凸部２１−２〜２１−７の頂点は、凸部２１−１の頂点を中心に６０°間隔で等ピッチで配置され、正六角形状の格子を構成する。
【００２３】
「準六方格子状に周期的に配置される」とは、正六方格子に準ずる形状に周期的に配置されることを意味する。正六方格子に準ずる形状は、正六角形状の格子を所定の方向に引き伸ばした形状等、正六角形状の格子を歪ませた形状である。正六角形状の格子を歪ませた形状の格子は、直線形状、曲線形状、又は蛇行形状に連続的に並んでよい。
【００２４】
本実施形態では、図２に示すように、最外側の凸部２１を除く任意の凸部２１−１と、該凸部２１−１からの距離の合計（和）が最短である６個の凸部２１−２〜２１−７とは、下記の（１）及び（２）を満たすように配置される。
（１）６個の凸部２１−２〜２１−７のうちの４個の凸部２１−２、２１−３、２１−５、２１−６のそれぞれと、凸部２１−１との間に連結部２３が存在する。
（２）６個の凸部２１−２〜２１−７のうちの残りの２個の凸部２１−４、２１−７のそれぞれと、凸部２１−１との間に凹部２２が存在する。
【００２５】
「距離」は、凸部２１の頂点２１ａ同士の間の距離のことである。距離の合計が最短である６個の凸部の組合せが複数有る場合、全ての組合せについて上記の（１）及び（２）が成立する。尚、本実施形態では、距離の合計が最短である６個の凸部の組合せは１つだけである。
【００２６】
上記の（１）及び（２）が成立する場合、図２に示すように、例えば任意の凸部２１−１を中心に交差する３方向のうち、２方向（Ｆ１方向及びＦ２方向）に沿って凸部２１と連結部２３とが交互に配置され、残りの一方向（Ｆ３方向）に沿って凸部２１と凹部２２とが交互に配置される。Ｆ１方向、Ｆ２方向、及びＦ３に間隔をおいて並ぶ凸部２１のピッチＰ１（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）は、可視光の波長以下の長さに設定されてよい。Ｆ３方向と垂直な方向に間隔をおいて並ぶ凸部２１のピッチＰ２（図３（Ｃ）参照）は、ピッチＰ１よりも大きい。Ｆ１方向と平行な方向に沿って凹部２２と連結部２３とが交互に配置されている（図２及び図３（Ｄ）参照）。
【００２７】
このように、凸部２１及び凹部２２が交互に配置される方向と、凸部２１及び連結部２３が交互に配置される方向とが異なる。そのため、凸部２１の頂点２１ａと凹部２２の底点２２ａとの高低差Ｈ１（図３（Ｂ）参照）と、凸部２１の頂点２１ａと連結部２３の所定部分２３ａ（図１参照）との高低差Ｈ２（図３（Ａ）参照）とを独立に設計可能である。従って、高低差Ｈ１と、高低差Ｈ２とを独立に最適化することが可能である。ここで、連結部２３の所定部分２３ａは、凸部２１の頂点２１ａ同士の間における最も低い部分であって、凹部２２の底点２２ａ同士の間における最も高い部分である。
【００２８】
高低差Ｈ１と高低差Ｈ２の最適化のため、先ず、ピッチＰ１の範囲が設定されてよい。ピッチＰ１は、上述の如く、可視光の波長以下の長さに設定されるので、例えば４００ｎｍ以下（好ましくは３００ｎｍ以下）であってよい。また、ピッチＰ１は、生産性の観点から、例えば５０ｎｍ以上（好ましくは１００ｎｍ以上）であってよい。従って、ピッチＰ１は５０〜４００ｎｍであってよい。
【００２９】
次いで、凹凸部２０のアスペクト比の範囲が設定される。凹凸部２０のアスペクト比は、凸部２１の頂点２１ａと凹部２２の底点２２ａとの高低差Ｈ１と、凸部２１のピッチＰ１との比Ｈ１／Ｐ１で表される。アスペクト比Ｈ１／Ｐ１は、反射防止構造体１０の低反射性の観点から、例えば０．５以上（好ましくは０．７以上、より好ましくは１以上）である。また、アスペクト比Ｈ１／Ｐ１は、生産性の観点から、例えば４以下（好ましくは３以下、より好ましくは２以下）である。尚、凸部２１のＦ１方向におけるピッチと、凸部２１のＦ２方向におけるピッチと、凸部２１のＦ３方向におけるピッチとが異なる場合、最短のピッチでアスペクト比が求められる。アスペクト比Ｈ１／Ｐ１が０．５〜４であるので、高低差Ｈ１は例えば１００〜５００ｎｍであってよい。
【００３０】
次いで、高低差Ｈ１と高低差Ｈ２との比Ｈ２／Ｈ１が設定される。比Ｈ２／Ｈ１が大きくなるほど、連結部２３の所定部分２３ａの高さが低くなるので、反射防止構造体１０の低反射性が良くなる。比Ｈ２／Ｈ１は、例えば０．１以上（好ましくは０．２以上、より好ましくは０．３以上）である。一方、比Ｈ２／Ｈ１が小さくなるほど、連結部２３の所定部分２３ａの高さが高くなり、凸部２１が補強されるので、反射防止構造体１０の耐擦傷性が良くなる。比Ｈ２／Ｈ１は、例えば０．９以下（好ましくは０．７以下、より好ましくは０．５以下）である。比Ｈ２／Ｈ１が０．１〜０．９であるので、高低差Ｈ２は例えば３０〜３００ｎｍであってよい。
【００３１】
本実施形態では、高低差Ｈ１と、高低差Ｈ２とを独立に最適化することが可能であるので、アスペクト比Ｈ１／Ｐ１と、比Ｈ２／Ｈ１を独立に最適化することが可能であり、低反射性と耐擦傷性の両立が可能である。
【００３２】
ピッチＰ１、高低差Ｈ１、高低差Ｈ２等は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により撮影したＡＦＭ画像、及びその断面プロファイルから求められる。
【００３３】
尚、本実施形態では、直線方向であるＦ１方向及びＦ２方向に沿って凸部２１と連結部２３とが交互に配列され、直線方向であるＦ３方向に沿って凸部２１と凹部２２とが交互に配列されるが、上記の（１）及び（２）が成立する限り、本発明はこれに限定されない。例えば、六角形状の格子を湾曲状に配列する場合、所定の曲線方向に沿って凸部２１と連結部２３とが交互に配列されてもよい。
【００３４】
尚、本実施形態では、凸部２１の配置について着目したが、凹部２２の配置について着目してもよい。
【００３５】
図４は、図１の反射防止構造体の表面の凹凸を模式的に示す平面図（２）である。図４（Ａ）は凹部の底点を結ぶ格子の配列を示し、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の一部を示す。図４において、図面を見やすくするため、凸部及び連結部を異なる点模様、凸部の頂点を黒丸、凹部の底点を白丸、凹部の底点を結ぶ格子を太線で示す。
【００３６】
図４に示すように、最外側の凹部２２を除く任意の凹部２２−１と、該凹部２２−１からの距離の合計（和）が最短である６個の凹部２２−２〜２２−７とは、下記の（３）及び（４）を満たすように配置される。
（３）６個の凹部２２−２〜２２−７のうちの４個の凹部２２−２、２２−３、２２−５、２２−６のそれぞれと、凹部２２−１との間に連結部２３が存在する。
（４）６個の凹部２２−２〜２２−７のうちの残りの２個の凹部２２−４、２２−７のそれぞれと、凹部２２−１との間に凸部２１が存在する。
【００３７】
「距離」は、凹部２２の底点２２ａ同士の間の距離のことである。距離の合計が最短である６個の凹部２２の組合せが複数有る場合、全ての組合せについて上記の（３）及び（４）が成立する。本実施形態では、距離の合計が最短である６個の凹部２２の組合せは１つだけである。
【００３８】
図５〜図６は、本発明の第１の実施形態による反射防止構造体の製造方法の説明図（１）〜（２）である。図５は原型を用いてレプリカを作製する第１の工程を示し、図６はレプリカを用いて反射防止構造体を作製する第２の工程を示す。
【００３９】
反射防止構造体の製造方法は、周期的な凹凸部６０を表面に有する原型５０を用いて、周期的な凹凸部２０を表面に有する反射防止構造体１０を製造する工程を有する。該工程は、例えば、原型５０の凹凸部６０の形状を反転転写した凹凸部８０を表面に有するレプリカ７０を作製する第１の工程と、レプリカ７０の凹凸部８０の形状を反転転写した凹凸部２０を表面に有する反射防止構造体１０を作製する第２の工程とを有する。原型５０は第１の工程において繰り返し使用可能であり、レプリカ７０は第２の工程において繰り返し使用可能である。
【００４０】
第１の工程は、例えば、原型５０を用意する工程（図５（Ａ）参照）と、原型５０の凹凸部６０上に金属膜を成膜してレプリカ７０を作製する工程（図５（Ｂ）参照）と、レプリカ７０を原型５０から剥離する工程（図５（Ｃ）参照）とを有する。レプリカ７０は、例えば原型５０の凹凸部６０上に導電膜を形成した後、導電膜上にＮｉ等の金属膜を電鋳法で形成してなる。導電膜の形成方法としては、無電解メッキ、スパッタリングや真空蒸着等のＰＶＤ法が用いられる。
【００４１】
第２の工程は、例えば基体１２上に硬化性樹脂を塗布する工程（図６（Ａ）参照）と、塗布層１３の表面にレプリカ７０の凹凸部８０を押し付けた状態で塗布層１３を硬化する工程（図６（Ｂ）参照）と、塗布層１３を硬化してなる樹脂層１４からレプリカ７０を剥離する工程（図６（Ｃ）参照）とを有する。硬化性樹脂には、例えば熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が用いられる。硬化性樹脂の塗布方法としては、例えばスピンコート法、ダイコート法、インクジェット法等の一般的な方法が用いられる。
【００４２】
このようにして、反射防止構造体１０が製造される。反射防止構造体１０の凹凸部２０は、原型５０の凹凸部６０の形状を２回反転した形状を有するので、原型５０の凹凸部６０と略同じ形状、略同じ寸法を有する。
【００４３】
図７は、図５の原型の表面の凹凸を模式的に示す平面図である。図７（Ａ）は凸部の頂点を結ぶ格子の配列を示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の一部を示す。図７において、図面を見やすくするため、凸部及び連結部を異なる点模様、凸部の頂点を黒丸、凹部の底点を白丸、凸部の頂点を結ぶ格子を太線で示す。
【００４４】
原型５０の凹凸部６０は、反射防止構造体１０の凹凸部２０と同様に、図７に示すように、凸部６１と、凹部６２と、凸部６１の頂点６１ａよりも低く凹部６２の底点６２ａよりも高い位置で所定の凸部６１同士を連結する連結部６３とを有する。複数の凸部６１と、複数の凹部６２と、複数の連結部６３とが２次元的に配列されている。
【００４５】
凸部６１は、例えば正六方格子状、準六方格子状、正四方格子状、又は準四方格子状（本実施形態では正六方格子状）に周期的に配置される。凸部６１の充填率を高めるため、凸部６１は、六方格子状に周期的に配置されることが好ましい。
【００４６】
凸部６１が正六方格子状に周期的に配置される場合、最外側の凸部６１を除く任意の凸部６１−１の周囲に、該任意の凸部６１−１からの距離が最短で且つ等しい６個の凸部６１−２〜６１−７が配置される。６個の凸部６１−２〜６１−７の頂点は、凸部６１−１の頂点を中心に６０°間隔で等ピッチで配置され、正六角形状の格子を構成する。
【００４７】
本実施形態では、図７に示すように、最外側の凸部６１を除く任意の凸部６１−１と、該凸部６１−１からの距離の合計（和）が最短である６個の凸部６１−２〜６１−７とは、下記の（５）及び（６）を満たすように配置される。
（５）６個の凸部６１−２〜６１−７のうちの４個の凸部６１−２、６１−３、６１−５、６１−６のそれぞれと、凸部６１−１との間に連結部６３が存在する。
（６）６個の凸部６１−２〜６１−７のうちの残りの２個の凸部６１−４、６１−７のそれぞれと、凸部６１−１との間に凹部６２が存在する。
【００４８】
尚、本実施形態では、距離の合計が最短である６個の凸部の組合せは１つだけである。
【００４９】
上記の（５）及び（６）が成立する場合、例えば任意の凸部６１−１を中心に交差する３方向のうち、２方向（Ｆ１方向及びＦ２方向）に沿って凸部６１と連結部６３とが交互に配置され、残りの一方向（Ｆ３方向）に沿って凸部６１と凹部６２とが交互に配置される。Ｆ１方向と平行な方向に沿って、凹部６２と連結部６３とが交互に配置されている。
【００５０】
このように、原型５０において、凸部６１及び凹部６２が交互に配置される方向と、凸部６１及び連結部６３が交互に配置される方向とが異なる。そのため、凸部６１の頂点６１ａと凹部６２の底点６２ａとの高低差と、凸部６１の頂点６１ａと連結部６３の所定部分（反射防止構造体１０の連結部２３の所定部分２３ａに対応する部分）との高低差とを独立に設計可能である。よって、図１〜図４に示す反射防止構造体１０において凸部２１の頂点２１ａと凹部２２の底点２２ａとの高低差Ｈ１と、凸部２１の頂点２１ａと連結部２３の所定部分２３ａとの高低差Ｈ２とを独立に設計可能である。よって、高低差Ｈ１と、高低差Ｈ２とを独立に最適化することが可能であるので、低反射性と耐擦傷性との両立が可能である。
【００５１】
尚、本実施形態では、反射防止構造体１０の凹凸部２０は、原型５０の凹凸部６０の形状を２回反転した形状を有するが、原型５０の凹凸部６０の形状を１回以上反転した形状を有していればよく、塗布層１３（図６参照）の表面に原型５０の凹凸部６０を押し付けた状態で塗布層１３を硬化してもよい。反転転写の回数に関係なく、反射防止構造体１０の凸部２１は上記の（１）及び（２）を満たすので、低反射性と耐擦傷性との両立が可能である。
【００５２】
図８は、本発明の第１の実施形態による反射防止構造体の製造方法の説明図（３）である。図８は、原型を製造する工程を示す。
【００５３】
反射防止構造体の製造方法は、原型５０を製造する工程をさらに有してよい。該工程は、例えば、基体５１（図５及び図６参照）上にレジスト膜５２を成膜する工程と、レジスト膜５２の表面に、第１の方向（Ｇ１方向）に光強度が変化する第１の干渉縞を露光する工程（図８（Ａ）参照）と、レジスト膜５２の表面に、第１の方向と交差する第２の方向（Ｇ２方向）に光強度が変化する第２の干渉縞を露光する工程（図８（Ｂ）参照）と、第１及び第２の干渉縞の露光後にレジスト膜５２を現像する工程とを含む。
【００５４】
基体５１（図５及び図６参照）は、例えばシート状、板状、ブロック状、又はロール状に形成される。基体５１の材料は、特に限定されないが、例えばシリコン、石英ガラス、ソーダガラス、無アルカリガラス等が用いられる。
【００５５】
レジスト膜５２の材料としては、一般的なものが用いられ、ネガ型、ポジ型のいずれも使用可能である。レジスト膜５２の材料に応じて、現像液が選定される。
【００５６】
第１の干渉縞は、２光束干渉露光法で形成される。第１の干渉縞によって感光した複数の感光部５３が第１の方向（Ｇ１方向）に間隔をおいて並ぶ。干渉波の光源としては、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（波長３２５ｎｍ）等の一般的なレーザ発振器が用いられる。
【００５７】
第２の干渉縞は、レジスト膜５２を回転した後、第１の干渉縞と同様に、２光束干渉露光法で形成される。第１の干渉縞によって感光した複数の感光部５４が第２の方向（Ｇ２方向）に間隔をおいて並ぶ。
【００５８】
尚、本実施形態では、第１の干渉縞の露光と、第２の干渉縞の露光とは、別々に行われるが、同時に行われてもよい。
【００５９】
レジスト膜５２の現像は、第１及び第２の干渉縞の露光後に行われる。レジスト膜５２を現像することにより、周期的な凹凸部６０を表面に有する樹脂層５６（図５（Ａ）参照）が得られる。
【００６０】
レジスト膜５２がネガ型の場合、強く感光した部分ほど現像後に残りやすい。そのため、感光部５３と感光部５４との交差部分５５が、現像後に凸部６１となる。凸部６１は、頂点６１ａに向けて先細り状に形成される。感光部５３、５４の交差部分５５以外の部分が、現像後に連結部６３となる。
【００６１】
また、レジスト膜５２がポジ型の場合、強く感光した部分ほど現像によって除去されやすい。そのため、感光部５３と感光部５４との交差部分５５が、現像後に凹部６２となる。凹部６２は、底点６２ａに向けて先細り状に形成される。感光部５３、５４の交差部分５５以外の部分が、現像後に連結部６３となる。
【００６２】
このようにして、原型５０が作製される。第１の方向と第２の方向とのなす角θが６０°の場合、凸部６１が正六方格子状に周期的に配置される。尚、第１の方向と第２の方向とのなす角θが９０°の場合、凸部６１が正四方格子状に周期的に配置される。
【００６３】
尚、本実施形態の原型５０は、２光束干渉露光法でレジスト膜５２に干渉縞を露光して作製されるが、原型５０の作製方法は特に限定されない。例えば、フォトリソグラフィ法、電子線（ＥＢ）描画法、レーザ描画法等で基体５１の表面に凹凸部６０を形成してもよい。
【００６４】
［第２の実施形態］
図９は、本発明の第２の実施形態による反射防止構造体の一部を示す斜視図である。図９において、反射防止構造体の表面の凹凸を表現するため、等高線を細線で示す。図１０は、図９の反射防止構造体の表面の凹凸を模式的に示す平面図である。図１０（Ａ）は凸部の頂点を結ぶ格子の配列を示し、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の一部を示す。図１０において、図面を見やすくするため、凸部及び連結部を異なる点模様、凸部の頂点を黒丸、凹部の底点を白丸、凸部の頂点同士を結ぶ格子を太線で示す。図１１は、図９の反射防止構造体の表面の凹凸を示す図である。図１１（Ａ）は図１０のＡ−Ａ線に沿った断面における凹凸、図１１（Ｂ）は図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面における凹凸、図１１（Ｃ）は図１０のＣ−Ｃ線に沿った断面における凹凸を示す。
【００６５】
反射防止構造体１１０は、所謂モスアイ型であって、図９に示すように、第１の実施形態と同様に、基体１１２と基体１１２上に形成される樹脂層１１４とで構成される。樹脂層１１４の表面には、周期的な凹凸部１２０が形成されている。尚、反射防止構造体１１０は、樹脂層１１４のみで構成されてもよい。
【００６６】
凹凸部１２０は、凸部１２１と、凹部１２２と、凸部１２１の頂点１２１ａよりも低く凹部１２２の底点１２２ａよりも高い位置で所定の凸部１２１同士を連結する連結部１２３とを有する。複数の凸部１２１と、複数の凹部１２２と、複数の連結部１２３とが２次元的に配列されている。
【００６７】
凸部１２１は、例えば正四方格子状に周期的に配置される。「正四方格子状に周期的に配置される」とは、図１０に示すように、最外側の凹部１２２を除く任意の凹部１２２の周囲に、該任意の凹部１２２からの距離が最短で且つ等しい４個の凸部１２１が配置されることを意味する。４個の凸部１２１の頂点１２１ａは、凹部１２２の底点１２２ａを中心に９０°間隔で等ピッチで配置され、正四角形の格子を構成する。
【００６８】
尚、凸部１２１は、準四方格子状に周期的に配置されてもよい。「準四方格子状に周期的に配置される」とは、正四方格子に準ずる形状に周期的に配置されることを意味する。正四方格子に準ずる形状は、正四角形状の格子を所定の方向に引き伸ばした形状等、正四角形状の格子を歪ませた形状である。正四角形状の格子を歪ませた形状の格子は、直線形状、曲線形状、又は蛇行形状に連続的に並んでよい。
【００６９】
本実施形態では、図１０に示すように、最外側の凸部１２１を除く任意の凸部１２１−１と、該凸部１２１−１からの距離の合計（和）が最短である６個の凸部（例えば凸部１２１−２〜１２１−７）とは、下記の（７）及び（８）を満たすように配置される。
（７）６個の凸部１２１−２〜１２１−７のうちの４個の凸部１２１−２、１２１−３、１２１−５、１２１−６のそれぞれと、凸部１２１−１との間に連結部１２３が存在する。
（８）６個の凸部１２１−２〜１２１−７のうちの残りの２個の凸部１２１−４、１２１−７のそれぞれと、凸部１２１−１との間に凹部１２２が存在する。
【００７０】
「距離」は、凸部１２１の頂点１２１ａ同士の間の距離のことである。距離の合計が最短である６個の凸部の組合せが複数有る場合、全ての組合せについて上記の（７）及び（８）が成立する。本実施形態では、凸部１２１−１からの距離が最短で且つ等しい凸部が４個あり、凸部１２１−１からの距離が次に短く且つ等しい凸部が４個あるので、凸部１２１−１からの距離の合計が最短である６個の凸部の組合せは６個ある。６個全ての組合せについて上記の（７）及び（８）が成立する。
【００７１】
上記の（７）及び（８）が成立する場合、例えば任意の凸部１２１−１を中心に交差する３方向のうち、２方向（Ｊ１方向及びＪ２方向）に沿って凸部１２１と連結部１２３とが交互に配置され、残りの一方向（Ｊ３方向）に沿って凸部１２１と凹部１２２とが交互に配置される。Ｊ１方向及びＪ２方向に間隔をおいて並ぶ凸部１２１のピッチＰ１１（図１１（Ａ）参照）は、可視光の波長以下の長さに設定されてよい。Ｊ３方向に間隔をおいて並ぶ凸部１２１のピッチＰ１２（図１１（Ｂ）参照）はピッチＰ１１よりも大きい。Ｊ１方向と平行な方向に沿って、凹部１２２と連結部１２３とが交互に配置されている（図１０及び図１１（Ｃ）参照）。
【００７２】
このように、凸部１２１及び凹部１２２が交互に配置される方向と、凸部１２１及び連結部１２３が交互に配置される方向とが異なる。そのため、凸部１２１の頂点１２１ａと凹部１２２の底点１２２ａとの高低差Ｈ１１（図１１（Ｂ）参照）と、凸部１２１の頂点１２１ａと連結部１２３の所定部分１２３ａ（図９参照）との高低差Ｈ１２（図１１（Ａ）参照）とを独立に設計可能である。従って、高低差Ｈ１１と、高低差Ｈ１２とを独立に最適化することが可能である。ここで、連結部１２３の所定部分１２３ａは、凸部１２１の頂点１２１ａ同士の間における最も低い部分であって、凹部１２２の底点１２２ａ同士の間における最も高い部分である。
【００７３】
高低差Ｈ１１と高低差Ｈ１２の最適化のため、先ず、ピッチＰ１１の範囲が設定されてよい。ピッチＰ１１は、上述の如く、可視光の波長以下の長さに設定されるので、例えば４００ｎｍ以下（好ましくは３００ｎｍ以下）であってよい。また、ピッチＰ１１は、生産性の観点から、例えば５０ｎｍ以上（好ましくは１００ｎｍ以上）であってよい。従って、ピッチＰ１１は５０〜４００ｎｍであってよい。
【００７４】
次いで、凹凸部１２０のアスペクト比の範囲が設定される。凹凸部１２０のアスペクト比は、凸部１２１の頂点１２１ａと凹部１２２の底点１２２ａとの高低差Ｈ１１と、凸部１２１のピッチＰ１１との比Ｈ１１／Ｐ１１で表される。アスペクト比Ｈ１１／Ｐ１１は、反射防止構造体１１０の低反射性の観点から、例えば０．５以上（好ましくは０．７以上、より好ましくは１以上）である。また、アスペクト比Ｈ１１／Ｐ１１は、生産性の観点から、例えば４以下（好ましくは３以下、より好ましくは２以下）である。尚、凸部１２１のＪ１方向におけるピッチと、凸部２１のＪ２方向におけるピッチとが異なる場合、最短のピッチでアスペクト比が求められる。アスペクト比Ｈ１１／Ｐ１１が０．５〜４であるので、高低差Ｈ１１は例えば１００〜５００ｎｍであってよい。
【００７５】
次いで、高低差Ｈ１１と高低差Ｈ１２との比Ｈ１２／Ｈ１１が設定される。比Ｈ１２／Ｈ１１が大きくなるほど、連結部１２３の所定部分１２３ａの高さが低くなるので、反射防止構造体１１０の低反射性が良くなる。比Ｈ１２／Ｈ１１は、例えば０．１以上（好ましくは０．２以上、より好ましくは０．３以上）である。一方、比Ｈ１２／Ｈ１１が小さくなるほど、連結部１２３の所定部分１２３ａの高さが高くなり、凸部１２１が補強されるので、反射防止構造体１１０の耐擦傷性が良くなる。比Ｈ１２／Ｈ１１は、例えば０．９以下（好ましくは０．７以下、より好ましくは０．５以下）である。比Ｈ１２／Ｈ１１が０．１〜０．９であるので、高低差Ｈ１２は例えば３０〜３００ｎｍであってよい。
【００７６】
本実施形態では、高低差Ｈ１１と、高低差Ｈ１２とを独立に最適化することが可能であるので、アスペクト比Ｈ１１／Ｐ１１と、比Ｈ１２／Ｈ１１を独立に最適化することが可能であり、低反射性と耐擦傷性の両立が可能である。
【００７７】
尚、本実施形態では、凸部１２１の配置について着目したが、第１の実施形態と同様に、凹部１２２の配置について着目してもよい。
【００７８】
上記構成の反射防止構造体１１０の製造方法は、第１の実施形態による反射防止構造体１０の製造方法と同様であるので、説明を省略する。
【００７９】
以上、本発明の第１〜第２の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に制限されない。本発明の範囲を逸脱することなく、上記の実施形態に種々の変形や置換を加えることができる。
【００８０】
例えば、反射防止構造体の裏面（モスアイ型の凹凸部が形成される面と対向する面）には、低反射層が設けられてもよい。低反射層は透光性を有する。低反射層は、光の干渉作用によって反射率を低下させてもよいし、光の吸収によって反射率を低下させてもよい。低反射層は、有機物及び／又は無機物で形成される。低反射層の形成方法には、ＰＶＤ法やＣＶＤ法等のドライコーティング、ダイコート法、スプレイコート法、インクジェット法、スピンコート法等のウェットコーティングが用いられる。反射防止構造体がタッチパネルに用いられる場合、低反射層が外側、モスアイ型の凹凸部が内側に配置されてよい。
【００８１】
また、上記実施形態の凸部は頂点に向けて先細り状であるが、凸部が平らな頂部を有してもよい。この場合、特許請求の範囲における「距離」は、凸部の頂部の中心点同士の間の距離である。同様に、上記実施形態の凹部は底点に向けて先細り状であるが、凹部が平らな底部を有してもよい。
【実施例】
【００８２】
以下に、実施例等により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００８３】
［実施例１］
実施例１では、図１〜図３に示す凹凸部を表面に有する反射防止構造体の解析用モデルを作製し、コンピュータを用いてシミュレーション解析を行った。
【００８４】
解析用モデルは、図１２に示すように、断面形状が正弦波状の凸条部群９１を仮想平面９２上で２つ（図１２には１つのみ図示）重ねて作製した。レジスト膜に干渉縞を１回露光し、現像すると、断面形状が正弦波状の凹凸面が形成されることを考慮している。２つの凸条部群９１の重なる部分が図１〜図２に示す凸部２１に相当する。凸部が正六方格子状に周期的に配置されるように、２つの凸条部群９１の交差角は６０°に設定した。凸部の頂点と凹部の底点（仮想平面９２）との高低差Ｈ１（図３（Ｂ）参照）は３００ｎｍ、凸部の頂点と連結部の所定部分との高低差Ｈ２（図３（Ａ）参照）は１５０ｎｍ、凸部のピッチＰ１（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）は２５０ｎｍとした。凸条部群９１の物性値（例えば屈折率やヤング率等）としては、アクリル樹脂の物性値を用いた。
【００８５】
解析用モデルの凹凸部上での反射率は、ＦＤＴＤ法（有限差分時間領域法）で解析した。解析ソフトには、ＣＹＢＥＲＮＥＴ社製「Ｐｏｙｎｔｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃｓ」を用いた。結果を図１４に示す。図１４において、横軸は光の波長、縦軸は光の反射率である。また、図１４において、Ｌ１は実施例１の解析結果、Ｌ１１〜Ｌ１３は後述の比較例１〜３の解析結果を表す。尚、反射率の解析では、仮想平面９２の代わりに、厚さ０．７μｍの基板の表面を用いた。基板の物性値（例えば屈折率）としては、凸条部群９１の物性値と同じく、アクリル樹脂の物性値を用いた。
【００８６】
解析用モデルの耐擦傷性として、各凸部の高さ方向と垂直な方向の外力を各凸部の頂点に与えた場合に凸部に生じる最大応力を有限要素法で解析した。解析ソフトには、Ｓｏｌｉｄ  Ｗｏｒｋｓ社製「Ｓｏｌｉｄ  Ｗｏｒｋｓ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ」を用いた。最大応力が小さいほど、耐擦傷性が高いことを意味する。最大応力の相対値（後述の比較例１の最大応力を１とする）を表１に示す。相対値で示すのは、ソフト上の制約で応力解析用のモデルの長さ（例えば、高低差Ｈ１、Ｈ２、ピッチＰ１など）を実際の１０００倍の長さに設定したためである。
【００８７】
［比較例１］
比較例１では、従来と同様の凹凸部を表面に有する反射防止構造体の解析用モデルを作製し、実施例１と同様にコンピュータを用いてシミュレーション解析を行った。
【００８８】
解析用モデルは、図１３に示すように、円錐台９３の底面９３ａの中心を２５０ｎｍのピッチで正六方格子状に周期的に仮想平面９２上に並べ（図１３（Ａ）参照、図１３では３つの円錐台９３のみ図示）、各円錐台９３の頂面９３ｂとテーパ面９３ｃとの角部を丸く面取りし、先端部が球面の一部で構成される突起部９４で形成した（図１３（Ｂ）参照）。突起部９４の高さ（底面９４ａと頂点９４ｂとの高低差）Ｈ２１は３００ｎｍ、突起部９４の頂点９４ｂのピッチＰ２１は２５０ｎｍに設定した。突起部９４の底面９４ａ同士が離れるように、底面９４ａの半径Ｒは１２０ｎｍとした。突起部９４を高さ方向中央で切断したときの切断面の半径ｒは９４ｎｍであった。円錐台９３の底面９３ａとテーパ面９３ｃとのなす角α（図１３（Ａ）参照）は８０°に設定した。突起部９４の物性値（例えば屈折率やヤング率等）としては、アクリル樹脂の物性値を用いた。光反射率の解析結果を図１４、応力の解析結果を表１に示す。
【００８９】
［比較例２］
比較例２では、円錐台９３の底面９３ａとテーパ面９３ｃとのなす角α（図１３（Ａ）参照）を７０°、突起部９４の底面９４ａの半径Ｒを１５０ｎｍとし、図１３（Ｃ）に示すように突起部９４の底面９４ａ同士を一部重ねて、突起部９４の頂点９４ｂ同士の間に鞍部９５を形成した他は比較例１と同様に反射防止構造体の解析用モデルを作製し、実施例１と同様にコンピュータを用いてシミュレーション解析を行った。突起部９４の頂点９４ｂと鞍部９５との高低差Ｈ２２は１６０ｎｍ、突起部９４を高さ方向中央で切断したときの切断面の半径ｒは１２４ｎｍであった。光反射率の解析結果を図１４、応力の解析結果を表１に示す。
【００９０】
［比較例３］
比較例３では、円錐台９３の底面９３ａとテーパ面９３ｃとのなす角α（図１３（Ａ）参照）を８０°に設定することによって突起部９４の頂点９４ｂと鞍部９５との高低差Ｈ２２を２３０ｎｍとした他は比較例２と同様に反射防止構造体の解析用モデルを作製し、実施例１と同様にコンピュータを用いてシミュレーション解析を行った。突起部９４を高さ方向中央で切断したときの切断面の半径ｒは９５ｎｍであった。光反射率の解析結果を図１４、応力の解析結果を表１に示す。
【００９１】
【表１】
2015034835.tif 000003
図１４及び表１から、実施例１の構造は、比較例１〜３の構造と異なり、低反射性及び耐擦傷性の両方を有していることがわかる。比較例１では、突起部９４の底面９４ａ同士が離れており、鞍部９５が形成されないため、耐擦傷性が悪い。比較例２及び比較例３では、反射防止構造体の凹凸部が上記の（１）及び（２）を満たしておらず、低反射性が悪い。比較例２及び比較例３では、鞍部９５が形成されるように突起部９４の底面９４ａ同士が一部重なるので、反射防止構造体の凹部の底点が仮想平面９２から離れ、凹部の底点と凸部の頂点との高低差が小さくなるためである。
【符号の説明】
【００９２】
１０  反射防止構造体
２０  凹凸部
２１  凸部
２１ａ  頂点
２２  凹部
２２ａ  底点
２３  連結部
２３ａ  連結部の所定部分
５０  原型
５１  基体
５２  レジスト膜
５３、５４  感光部
【図１】
2015034835.tif 000004
【図２】
2015034835.tif 000005
【図３】
2015034835.tif 000006
【図４】
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【図５】
2015034835.tif 000008
【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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