光学元件、其制造方法及显示装置的制作方法

专利名称：光学元件、其制造方法及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有防反射功能的光学元件、该光学元件的制造方法以及包括该光学 元件的显示装置。更具体地，本发明涉及其中每一个均由凸部或凹部组成的多个结构以小 于或等于可见光的波长的微小间距配置的光学元件，以及该光学元件的制造方法。
背景技术：
包括由玻璃或塑料组成的透光性基板的一些现有光学元件要经过表面处理来抑 制光的表面反射。这种表面处理的实例为在光学元件的表面上形成微小且密集的凹凸(蛾 目艮结构)(例如，参考"Optical and Electro-Optical Engineering Contact，，Vol. 43， No. 11 (2005) ,630-637)。通常，当周期性的凹凸形状设置在光学元件的表面上并且光透射通过该表面时， 发生衍射并且透射光的线性分量大幅地减少。然而，当凹凸形状的间距小于透射光的波长 时，则不会发生衍射。例如，当凹凸形状为以下描述的矩形时，可以获得对于具有与凹凸形 状的间距或深度相对应的单一波长的光的防反射效果。已经公开了具有微小帐篷形状的蛾眼结构(间距约300nm，深度约400nm) 作为通过使用电子束曝光技术制成的蛾眼结构(例如，参考NTT Advanced Technology Corporation, "Master Mold forForming Anti-reflection(Moth-eye)Structure having no wavelengthd 印 endence”，[online], [2008 年2 月 27 日检索]，互联网 <http:// keytech. ntt-at. co. jp/nano/prd_0033. html 。在该蛾眼结构中，可以获得反射率为 以下的高性能防反射特性。此外，已经公开了一种具有挂钟形状和椭圆锥台形状的蛾眼结构，其为通过将制 造光盘的母板的处理与蚀刻处理相结合的方法制成的蛾眼结构(例如，参考PCT国际公开 第08/023816号册子(Pamphlet))。在该结构中，获得了与通过电子束曝光技术制成的蛾眼 结构的防反射特性接近的防反射特性。

发明内容
近年来，在上述的蛾眼结构中，人们期望当诸如指纹的污迹附着至这些结构时，能 够通过用水擦拭来去除污迹。然而，由于微小结构以这种蛾眼结构密集地配置，所以当诸如 指纹的污迹附着至该蛾眼结构时，该污迹借助于毛细作用进入到结构的内部并且变得难以 去除。尽管在污迹的成分溶解到诸如酒精的溶剂之后可以将这种污迹擦除，但是这不是优 选的方法并且具有物理和环境的影响。
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期望提供一种光学元件，其中附着至其表面上的诸如指纹的污迹通过用水擦拭就 可以容易地被去除，以及提供一种这种光学元件的制造方法，以及包括这种光学元件的显
示装置。根据本发明的实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学元件，该光学元件包 括基体，具有主表面；以及多个凸状或凹状的结构，以等于或小于可见光的波长的微小间 距配置在基体的主表面上，其中，基体的主表面(其上具有这些结构的主表面)具有亲水 性，并且基体的主表面(其上具有这些结构的主表面)与纯水的接触角为30°以下。根据本发明的实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学元件的制造方法，该 方法包括通过将形成在母板表面上的凹部和凸部转印至转印材料，形成以等于或小于可 见光的波长的微小间距配置在基体的主表面上的多个凸状或凹状的结构的步骤；以及使基 体的主表面(其上具有这些结构的主表面)亲水，其中基体的主表面(其上具有这些结构 的主表面)与纯水的接触角为30°以下。在本发明的实施方式中，这些结构优选周期性地配置成四方点阵图样或准四方点 阵图样。这里，“四方点阵”指的是正四方点阵。“准四方点阵”不同于正四方点阵，其指的 是扭曲的正四方点阵。例如，当这些结构呈直线配置时，准四方点阵指的是通过在直线配置的方向(轨 道方向)上拉伸正四方点阵而扭曲的四方点阵。当这些结构以蜿蜒的方式配置时，准四方 点阵指的是通过沿结构的蜿蜒配置而使正四方点阵发生扭曲得到的四方点阵。可选地，准 四方点阵指的是通过在直线配置的方向(轨道方向)上拉伸正四方点阵而扭曲的，并另外 通过沿这些结构的蜿蜒配置而扭曲的四方点阵。在本发明的实施方式中，这些结构优选周期性地配置成六方点阵图样或准六方点 阵图样。这里，“六方点阵”指的是正六方点阵。“准六方点阵”不同于正六方点阵，其指的 是扭曲的正六方点阵。例如，当这些结构呈直线配置时，准六方点阵指的是通过在直线配置的方向(轨 道方向)上拉伸正六六点阵而扭曲的六方点阵。当这些结构以蜿蜒的方式配置时，准六方 点阵指的是通过沿结构的蜿蜒配置使正六方点阵发生扭曲而得到的六方点阵。可选地，准 六方点阵指的是通过在直线配置的方向(轨道方向)上拉伸正六方点阵而扭曲的，并另外 通过沿这些结构的蜿蜒配置而扭曲的六方点阵。在本发明的实施方式中，亲水性还包括超亲水性。在本发明的实施方式中，椭圆不仅包括数学上定义的完全的椭圆，还包括具有一 定扭曲度的椭圆。圆形不仅包括数学上定义的完全的圆形(正圆)，还包括具有一定扭曲度 的圆形。在本发明的实施方式中，同一轨道上的结构的配置间距Pl优选为大于两个相邻 轨道之间的结构的配置间距P2。在这种情况下，由于可以提高均具有椭圆锥形状或椭圆锥 台形状的结构的填充率(filling factor)，所以可以改善防反射特性。在本发明的实施方式中，在这些结构在基体的表面上形成六方点阵图样或准六方 点阵图样的情况下，当由Pl表示同一轨道上的结构的配置间距，以及由P2表示两个相邻 轨道之间的结构的配置间距时，比率P1/P2优选地满足关系1. 00 ^ P1/P2 < 1. 1或1. 00 < P1/P2 <1.1。通过将比率控制在该数值范围内，可以提高均具有椭圆锥形状或椭圆锥台
5形状的结构的填充率，从而可以提高防反射特性。在本发明的实施方式中，当这些结构在基体的表面上形成六方点阵图样或准六方 点阵图样时，每一个结构优选具有椭圆锥形状或椭圆锥台形状，其长轴方向为轨道的延伸 方向，并且其中，中央部分的斜度比顶部和底部的斜度陡峭。利用这种形状，可以提高防反 射特性和透射特性。在本发明的实施方式中，当这些结构在基体的表面上形成六方点阵图样或准六方 点阵图样时，在轨道延伸方向上的这些结构中的每一个的高度或深度优选地小于在轨道的 列方向上的这些结构中的每一个的高度或深度。当不满足这种关系时，需要使轨道延伸方 向上的配置间距变长，从而减小轨道延伸方向上的结构的填充率。填充率的这种减小会导 致反射特性的降低。在本发明的实施方式中，在这些结构在基体的表面上形成四方点阵图样或准四方 点阵图样的情况下，当由Pl表示同一轨道上的结构的配置间距，以及由P2表示两个相邻轨 道之间的结构的配置间距时，比率P1/P2优选地满足关系1. 4 < P1/P2 ^ 1. 5。通过将比率 控制在该数值范围内，可以提高均具有椭圆锥形状或椭圆锥台形状的结构的填充率，从而 可以提高防反射特性。在本发明的实施方式中，当这些结构在基体的表面上形成四方点阵图样或准四方 点阵图样时，每一个结构优选具有椭圆锥形状或椭圆锥台形状，其长轴方向为轨道的延伸 方向，并且其中，中央部分的斜度比顶部和底部的斜度陡。利用这种形状，可以提高防反射 特性和透射特性。在本发明的实施方式中，当这些结构在基体的表面上形成四方点阵图样或准四方 点阵图样时，在相对于轨道45度或约45度的方向上的这些结构中的每一个的高度或深度 优选地小于在轨道的列方向上的这些结构中的每一个的高度或深度。当不满足这种关系 时，需要使相对于轨道45度或约45度的方向上的配置间距变长，从而减小相对于轨道45 度或约45度的方向上的结构的填充率。填充率的这种减小会导致反射特性的降低。在本发明的实施方式中，优选地，以微小间距配置在基体表面上的多个结构形成 多列轨道，并且在三条相邻的轨道上形成六方点阵图样、准六方点阵图样、四方点阵图样或 准四方点阵图样。当形成这样的图样时，表面上的结构的填充密度就会增加。因此，提高了 防止可见光反射的效率，并获得了具有良好防反射特性和极高的透射率的光学元件。此外， 当在制造结构时采用光盘的记录技术时，可以在短时间内高效地生产用于制造光学元件的 母板，并且还可以实现基体的尺寸增加。因此，可以实现光学元件的产率的提高。此外，当 结构的微小配置不但设置在光入射表面上还设置在发光表面上时，可以进一步提高透射特 性。在根据本发明实施方式的光学元件中，多个凸状或凹状的结构以等于或小于可见 光的波长的微小间距配置在基体的主表面上，并赋予基体的主表面(其上具有这些结构的 主表面)亲水性，并且主表面与纯水的接触角为30°以下。因而，光学元件表面具有防反射 功能，并且附着至光学元件表面的污迹通过用水擦拭就可以容易地被去除。如上所述，根据本发明的实施方式，附着至表面的诸如指纹的污迹通过用水擦拭 就可以容易地被去除。


图IA是示出了根据本发明第一实施方式的光学元件的结构实例的示意性平面 图。图IB是图IA中示出的光学元件的局部放大平面图。图IC是沿着图IB中的轨道Tl、T3...截取的截面图。图ID是沿着图IB中的轨道T2、T4...截取的截面图。图IE是示出了在形成对应于图IB示出的轨道Tl、Τ3...的潜像时所使用的激光 束的调制波形的示意图。图IF是示出了在形成对应于图IB示出的轨道Τ2、Τ4...的潜像时所使用的激光 束的调制波形的示意图。图2是图IA中示出的光学元件的局部放大透视图。图3Α是图IA中示出的光学元件在轨道延伸方向上的截面图。图3Β是图IA中示出的光学元件在θ方向上的截面图。图4是示出了图IA示出的光学元件的局部放大透视图。图5是示出了图IA示出的光学元件的局部放大透视图。图6是示出了图IA示出的光学元件的局部放大透视图。图7是示出了当结构的边界不清晰时用于确定每个结构的底面的方法的示图。图8Α 图8D是均示出了结构的底面的椭圆率变化时的底面的示图。图9Α是示出了每一个均具有圆锥形状或圆锥台形状的结构的配置的实例的示 图。图9Β是示出了每一个均具有椭圆锥形状或椭圆锥台形状的结构的配置的实例的 示图。图IOA是示出了用于制造光学元件的辊型母板(roll master)的结构的实例的透 视图。图IOB是示出了用于制造光学元件的辊型母板的结构的实例的平面图。图11是示出了辊型母板曝光装置的结构的实例的示意图。图12A 图12C是示出了根据本发明第一实施方式的光学元件的制造方法的流程 图。图13A 图13D是示出了根据本发明第一实施方式的光学元件的制造方法的流程 图。图14A是示出了根据本发明第二实施方式的光学元件的结构的实例的示意性平 面图。图14B是示出了图14A示出的光学元件的局部放大平面图。图14C是沿着图14B中的轨道T1、T3...截取的截面图。图14D是沿着图14Β中的轨道Τ2、Τ4...截取的截面图。图15Α是示出了根据本发明第四实施方式的光学元件的结构的实例的示意性平 面图。图15Β是示出了图15Α示出的光学元件的局部放大平面图。图15C是沿着图15Β中的轨道Τ1、Τ3...截取的截面图。
图15D是沿着图15B中的轨道T2、T4...截取的截面图。图15Ε是示出了在形成对应于图15Β示出的轨道Tl、Τ3...的潜像时所使用的激 光束的调制波形的示意图。图15F是示出了在形成对应于图15Β示出的轨道Τ2、Τ4...的潜像时所使用的激 光束的调制波形的示意图。图16是示出了结构的底面的椭圆率变化时的底面的形状的示意图。图17Α是示出了用于制造光学元件的辊型母板的结构的实例的透视图。图17Β是示出了用于制造光学元件的辊型母板的结构的实例的平面图。图18Α是示出了根据本发明第五实施方式的光学元件的结构的实例的示意性平 面图。图18Β是示出了图18Α示出的光学元件的局部放大平面图。图19Α是示出了根据本发明第六实施方式的光学元件的结构的实例的示意性平 面图。图19Β是示出了图19Α示出的光学元件的局部放大平面图。图19C是沿着图19Β中的轨道Τ1、Τ3...截取的截面图。图19D是沿着图19Β中的轨道Τ2、Τ4...截取的截面图。图20是示出了图19Α 图19D示出的光学元件的局部放大透视图。图21是示出了根据本发明第七实施方式的液晶显示装置的结构的实例的截面 图。图22是示出了根据本发明第八实施方式的液晶显示装置的结构的实例的截面 图。图23是示出了参考例1的光学元件的反射率的波长依赖性的曲线图。图24是示出了参考例2的光学元件的反射率的波长依赖性的曲线图。图25是示出了参考例3的光学元件的透射率的波长依赖性的曲线图。图26是示出了参考例4的光学元件的透射率的波长依赖性的曲线图。图27是示出了参考例5的光学元件的反射率的波长依赖性的曲线图。图28是示出了参考例6的光学元件的顶视图的扫描电子显微镜(SEM)照片。图29是示出了参考例8的光学元件的顶视图的SEM照片。图30是示出了参考例7的光学元件的顶视图的SEM照片。图31是示出了测试例1的模拟结果的曲线。图32是示出了测试例2的模拟结果的曲线。图33是示出了测试例3的模拟结果的曲线。图34是示出了测试例4的模拟结果的曲线。图35是示出了测试例5的模拟结果的曲线。图36是示出了测试例6的模拟结果的曲线。图37是示出了测试例5的模拟结果的曲线。图38Α是示出了测试例7的模拟结果的曲线。图38Β是示出了测试例8的模拟结果的曲线。图39Α是示出了测试例9的模拟结果的曲线。
图39B是示出了测试例10的模拟结果的曲线。图40A是示出了测试例11的模拟结果的曲线。图40B是示出了测试例12的模拟结果的曲线。图41A是用于说明当结构配置为六方点阵图样时的填充率的示图。图41B是用于说明当结构配置为四方点阵图样时的填充率的示图。图42是示出了测试例15的模拟结果的曲线。
具体实施例方式现在，将描述本发明的实施方式。注意，在以下实施方式的所有附图中，相同或对 应部分标记为相同的参考标号。第一实施方式(结构二维配置为六方点阵图样的实例)[光学元件的结构]图IA是示出了根据本发明第一实施方式的光学元件1的结构实例的示意性平面 图。图IB是示出了图IA中示出的光学元件1的局部放大平面图。图IC是沿着图IB中的 轨道T1、T3...截取的截面图。图ID是沿着图IB中的轨道Τ2、Τ4...截取的截面图。图IE 是示出了在形成对应于图IB示出的轨道Τ1、Τ3...的潜像时使用的激光束的调制波形的示 意图。图IF是示出了在形成对应于图IB示出的轨道Τ2、Τ4...的潜像时使用的激光束的 调制波形的示意图。图2、图4、图5以及图6是均示出了图IA示出的光学元件1的局部放 大透视图。图3Α是图IA中示出的光学元件1在轨道延伸方向(X方向(下文中，也可以称 为“轨道方向”))上的截面图。图3Β是图IA中示出的光学元件1在θ方向上的截面图。光学元件1适于应用至诸如显示器、光电子、光学通信(光纤)、太阳能电池和照明 装置的各种光学设备。例如，光学元件1可应用于适于防止具有可见光波长范围的光的反 射的防反射基板或导光板。此外，光学元件1可应用于具有与入射光的入射角相对应的透 射率的滤光器以及使用这种滤光器的背光装置。光学元件1具有防反射功能，并且其反射 率优选为0.2%以下。根据本发明第一实施方式的光学元件1具有作为凸部的多个结构3以与可见光的 波长基本相同的间距配置在基体2的表面上的结构。该光学元件1具有防止在图2的Z方 向上穿过基体2的光在结构3与结构3周围的空气之间的界面处反射的功能。这里“可见 光的波长”指的是约400nm以下的波长。光学元件1的表面的部分(其上具有多个结构3的部分)具有亲水性。如上所述， 光学元件1的表面具有亲水性，因而当诸如油脂(例如指纹)的污迹附着至光学元件1的 表面时，通过用水擦拭可容易地将污迹去除。这里，优选为其上具有多个结构3的整个表面 具有亲水性，但是也可以表面的部分具有亲水性。光学元件1的表面优选包含一种或多种 具有亲水性的官能团。具有亲水性的官能团的实例包括羟基、羧基以及羰基。在光学元件1 的表面中包含这些具有亲水性的官能团的事实可通过X射线光电子光谱法(XPS)来证实。光学元件具有亲水性的表面与纯水的接触角优选为30°以下，更优选地，为2° 以上30°以下。在接触角小于2°情况下，当附着污迹时，污迹趋于扩散到整个表面上。另 一方面，在接触角大于30°情况下，擦除污迹趋于困难。光学元件1具有亲水性的表面与油酸的接触角优选为30°以下，更优选地，为5°以上30°以下。在接触角小于5°情况下， 当附着污迹时，污迹趋于扩散到整个表面上。另一方面，在接触角大于30°情况下，擦除污 迹趋于困难。与油酸的接触角优选大于与纯水的接触角。对此的原因可认为是在油脂附着 至光学元件1的表面的情况下水易于侵入，并且油脂更容易被擦除。基体2是具有透明性的透明基体，并且包含诸如聚碳酸酯(PC)或聚对苯二甲酸乙 二醇酯(PET)的透明合成树脂或玻璃作为主要成分。基体2的形状的实例包括，但不特定 地局限于膜状、片状、板状以及块状。基体2的形状优选根据例如具有一定防反射功能的各 种光学装置(例如显示器、光电设备、光学通信设备、太阳能电池及照明装置)的主体的形 状而选择。可选地，基体2的形状优选根据例如具有防反射功能的片状或膜状组件的形状 而选择和确定，该组件附接至这些光学装置。光学元件1的结构3具有多列轨道1!3233...(以下统称为“轨道T”)形成在 基体2的表面上的配置形式。在本发明的实施方式中，“轨道”指的是结构3线性地配置成 列的部分。此外“列方向”指的是与轨道在基体2的模制表面上延伸的方向(X方向)垂直 的方向。就各个结构3而言，在两个相邻的轨道T中，在一个轨道(例如，T2)上配置的结构 3配置于在另一个轨道(Tl)上配置的相应结构3的中间位置(移动半个间距的位置)处。 因此，如图IB所示，在三个相邻的轨道(Tl T3)中，配置结构3，以形成结构3的中心位 于点al a7的六方点阵图样或准六方点阵图样。在本发明的实施方式中，“准六方点阵图 样”不同于正六方点阵图样，其意指在轨道延伸方向(X方向)上被拉伸而扭曲的六方点阵 图样。在上述的准六方点阵中，如图IB所示，同一轨道(例如，Tl)上的结构3的配置间 距Pl (al和a2之间的距离)优选为大于两个相邻轨道(例如，Tl和T2)之间的结构3的 配置间距。即，配置间距P 1大于结构3在相对于轨道延伸方向的士60°方向上的配置间 距P2 (例如，al和a7或者a2和a7之间的距离))。通过以这种方式配置结构3，能够进一 步提高结构3的填充密度。如图2和图4所示，每个结构3优选地具有圆锥结构，其底面为具有长轴和短轴的 椭圆形、卵形或蛋形，并且具有椭圆锥形状(顶部具有曲面)。可选地，如图5所示，每个结 构3优选地具有圆锥结构，其底面为具有长轴和短轴的椭圆形、卵形或蛋形，并且具有椭圆 锥台形状(其顶部为平坦的)。这是因为以这样的形状可以提高列方向上的填充率。从改 善反射特性和透射特性的观点来看，其中央部分的斜度比底部和顶部的斜度陡峭的椭圆锥 形状或顶部是平坦的椭圆锥台形状(参照图5)是优选的。当每个结构3都具有椭圆锥形 状或椭圆锥台形状时，其底面的长轴的方向优选平行于轨道延伸的方向。在图IA 图ID 中，所有的结构3均具有相同的形状。然而，结构3的形状不局限于此。可以在基体的表面 上形成具有两种以上形状的结构3。可选地，结构3可以与基体2 —体化地形成。此外，如图2和图4 图6所示，优选在结构3的一些外围上或所有外围上设置突 起部4。这是因为在这种结构中即使结构3的填充率较低，也可以减小反射率。具体地，例 如，突起部4设置在相邻的结构3之间，如图2、图4以及图5所示。可选地，如图6所示， 窄且长的突起部4可以设置在结构3的整个外围上。突起部4的形状的实例包括截面为三 角形和截面为矩形。然而，突起部4的形状不特定地局限于此，而是可以考虑形成的容易性
10等来选择。可选地，可以在结构3的一些外围上或所有外围上形成粗糙的形状。具体地，例 如，粗糙的形状可以形成在相邻的结构3之间的表面上。结构3不局限于每一个均具有图中示出的凸形的结构。可选地，结构3可以由形 成在基体3的表面上的凹部组成。结构3的高度不进行特别地限定，例如，约为420nm，特别 地，在415nm 421nm范围内。应注意，当每一个结构3均具有凹形时，该尺寸对应于结构 3的深度。轨道延伸方向上结构3的高度Hl优选地小于列方向上结构3的高度H2。S卩，结构 3的高度Hl和H2优选满足关系Hl < H2。对此的原因为如下。当结构3配置为满足关系 Hl彡H2时，需要使轨道延伸方向上的配置间距Pl变长，从而轨道延伸方向上的结构3的填 充率减小。填充率的这种减小导致反射特性降低。应注意，所有结构3的纵横比可以不用彼此相同。可选地，结构3可以配置为具有 一定的高度分布(例如，纵横比在约0. 83 1.46范围内)。通过设置具有高度分布的结构 3，可以减小反射特性的波长依赖性。因此，能够实现具有良好防反射特性的光学元件1。这里，“高度分布”意指具有两个以上不同高度(深度)的结构3设置在基体2的 表面上。即，具有标准高度的结构3和具有不同于结构3的标准高度的高度的其他结构3 设置在基体2的表面上。具有不同于标准高度的高度的其他结构3例如周期性或非周期性 (随机)地设置在基体2的表面上。周期性的方向的实例可以包括轨道延伸方向和列方向。优选在结构3的外围部分上设置襟部(skirt portion) 3a。这是因为在制造光学 元件的处理中易于将光学元件从模子等剥离。从剥离特性的观点来看，襟部3a优选地具有 高度逐渐减小的曲面形状。应注意，襟部3a可以设置在结构3的一些外围部分上。然而， 从提高剥离特性的观点来看，襟部3a优选设置在结构3的所有外围部分上。当结构3均由 凹部组成时，襟部对应于设置在用作结构3的每个凹部的开口的外围上的曲面。结构3的高度(深度)不特定地被限制，而根据透射光的波长范围来适当地确定。 结构3的高度(深度)确定在例如约236nm 450nm的范围内。结构3的纵横比(高度/ 配置间距)优选地确定在0. 81 1. 46的范围内，更优选地，确定在0. 94 1. 28的范围内。 对此的原因如下。如果纵横比小于0.81，则反射特性和透射特性趋于降低。如果纵横比大 于1. 46，则在制造光学元件1的过程中的剥离特性降低，趋于难以合适地剥离复制的复制 物。此外，从进一步改善反射特性的观点来看，结构3的纵横比优选确定在0.94 1. 46的范围内。类似地，从进一步改善透射特性的观点来看，结构3的纵横比优选确定在 0. 81 1. 28的范围内。注意，在本发明的实施方式中，纵横比由下式(1)定义纵横比=H/P(1)其中，H表示结构的高度，P表示平均配置间距(平均周期)。这里，平均配置间距P由下式(2)定义平均配置间距P = (Pl+P2+P3)/3 (2)其中，Pl表示在轨道延伸方向上的配置间距(在轨道延伸方向上的周期)，P2表 示在相对于轨道延伸方向的士 θ方向上的配置间距(其中θ = 60° -δ，其中θ优选满 足0° < δ彡11°，更优选3°彡δ彡6° )(在θ方向上的周期)。
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此外，结构3的高度H被假定为结构3在列方向上的高度。结构3的在轨道延伸 方向(X方向)上的高度小于列方向(Y方向)上的高度，并且在除了轨道延伸方向之外的 其他方向上的结构3的部分的高度与列方向上的高度基本上相同。因此，亚波长结构的高 度由列方向上的高度表示。然而，当结构3均由凹部组成时，上述式(1)的结构的高度H假 定为结构的深度H。当同一轨道上的结构3的配置间距由Pl表示、并且两个相邻轨道之间的结构3 的配置间距由P2表示时，比率P1/P2优选满足关系1.00 ^ P1/P2 < 1. 1或1. 00 < Pl/ P2 ( 1. 1。通过将比率控制在该数值范围内，可以提高均具有椭圆锥形状或椭圆锥台形状 的结构3的填充率，从而可以提高防反射特性。基体表面上的结构3的填充率在65%以上的范围内，优选为73%以上，更优选为 86%以上，并且其上限为100%。通过将填充率控制在这些范围内，可以提高防反射特性。 为了提高填充率，优选地，相邻结构3的下部相互接合，或例如通过调整结构的底部表面的 椭圆率来使结构3扭曲。这里，结构3的填充率(平均填充率)值如下来确定。首先，用扫描电子显微镜(SEM)以顶视方式摄取光学元件1的表面的照片。接着， 从获得的SEM照片中随机选择单位点阵Uc，并测量单位点阵Uc的配置间距Pl和轨道间距 Tp(参照图1B)。此外，通过图像处理测量位于单位点阵Uc中心的结构3的底面面积S。接 着，利用测量的配置间距Ρ1、轨道间距Tp以及底面面积S，由下式(3)确定填充率。填充率=(S(hex.)/S(unit)) XlOO (3)单位点阵面积S(unit)= Ρ1Χ2Τρ单位点阵内存在的结构的底面面积S(hex. ) = 2S对于从得到的SEM照片中随机选出的10个单位点阵进行上述的填充率的计算过 程。将测量的值进行简单的平均(算术平均)以确定填充率的平均率。该值定义为基体表 面上的结构3的填充率。当结构3彼此重叠或当诸如突起部4的副结构设置在结构3之间时，通过将与相 对于结构3的高度的5%的高度相对应的部分定义为阈值以确定面积比的方法，来确定填 充率。图7是示出了当结构3的边界不清晰时计算填充率的方法的示图。当结构3的 边界不清晰时，如下确定填充率。如图7所示，将对应于结构3的高度h的5% ( = (d/ h) X 100)的部分定义为截面SEM观察的阈值，在高度d换算结构3的直径以确定填充率。 当结构3的底面是椭圆形时，使用其长轴和单轴进行同样的处理。图8A 图8D是示出了当结构3的底面的椭圆率改变时底面的形状。图8A 图 8D示出的椭圆的椭圆率分别为100%、110%、120%和141%。通过以这种方式改变椭圆率， 能够改变基体表面上的结构3的填充率。当结构3形成准六方点阵图样时，结构的底面的 椭圆率e优选为100%< e < 150%。这是因为，通过将椭圆率e控制在该范围内，能够改 善结构3的填充率以得到良好的防反射特性。这里，当结构的底面的在轨道方向(X方向)上的直径由a表示，而结构的在与轨 道方向垂直的列方向(Y方向)上的直径由b表示时，椭圆率定义为(a/b)X100。应注意， 结构3的直径a和b为如下确定的值。使用扫描电子显微镜(SEM)以顶视方式获取光学元件1的表面的照片，然后从得到的SEM照片中随机抽取10个结构3。接着，测量各个抽取的 结构3的底面的直径a和b。随后，将测得的a和b的值分别进行简单的平均(算术平均) 以确定直径a和b的平均值。这些值定义为结构3的直径a和b。图9A示出了均具有圆锥形状或圆锥台形状的结构3的配置实例。图9B示出了均 具有椭圆锥形状或椭圆锥台形状的结构3的配置实例。如图9A和图9B所示，结构3优选 为相互接合，以使其下部相互重叠。具体地，结构3的下部优选接合到一些或所有相邻的结 构3的下部。更具体地，结构3的下部优选在轨道方向或θ方向上、或在这两个方向上进行 接合。图9Α和图9Β均示出了所有相邻的结构3的下部接合到一个结构3的下部的实例。 通过以这种方式接合结构3能够提高结构3的填充率。所述结构优选在位于考虑到折射率 的光路长度的使用环境下的光的波长频带最大值的1/4以下的部分处相互接合。在这种情 况下，能够得到良好的防反射特性。如图9Β所示，当均具有椭圆锥形状或椭圆锥台形状的结构3的下部相互接合时， 接合部的高度以接合部a、接合部b接合部c的顺序依次减小。直径2r与配置间距Pl的比率((2r/Pl) X100)为大于85%，优选为大于90%，更 优选为大于95%。这是因为，通过将该比率控制在此范围内，能够提高结构3的填充率以提 高防反射特性。当比率((2r/Pl) X 100)增大并且结构3的重叠变得过大时，防反射特性趋 于降低。因此，优选确定比率((2r/Pl)X100)的上限以使得所述结构在位于考虑到折射率 的光路长度的使用环境下的光的波长频带的最大值的1/4以下的部分处相互接合。这里， 配置间距Pl是结构3在轨道方向上的配置间距，并且直径2r是各结构的底面在轨道方向 上的直径。当各结构的底面为圆形时，直径2r对应于圆的直径。当各结构的底面为椭圆形 时，直径2r对应于椭圆的长轴。(辊型母板的结构)图IOA和图IOB示出了用于制造具有上述结构的光学元件的辊型母板的结构实 例。如图IOA所示，辊型母板11具有大量作为凹部的结构13以基本等于可见光的波长的 间距配置在母板12的表面上的结构。母板12为圆柱形的筒形。例如，玻璃可用作母板12 的材料，但其材料不特定地限于此材料。在以二维图样空间连接的方式、在各个轨道中将极 性反转格式器信号(polarity inversionformatter signal)与记录单元的旋转控制器同 步以生成信号的同时，使用下文描述的辊型母板曝光装置以合适的进给间距、以恒定的角 速度(CAV)来进行图样化。因此，能够记录六方点阵图样或准六方点阵图样。通过适当设 置极性反转格式器信号的频率和辊的旋转数，在期望的记录区域形成具有一致的空间频率 的点阵图样。[光学元件的制造方法]现在将参照图11 图13D来描述如上构成的光学元件1的制造方法。根据第一实施方式的光学元件的制造方式包括在母板上形成抗蚀层的抗蚀膜形 成步骤、使用辊型母板曝光装置在抗蚀层上形成蛾眼图样的潜像的曝光步骤、对其上形成 有潜像的抗蚀层进行显影的显影步骤、使用等离子体蚀刻制造辊型母板的蚀刻步骤、以及 使用紫外线固化树脂制造复制基板的复制步骤。(曝光装置的结构)首先，将参照图11描述在蛾眼图样的曝光步骤中使用的辊型母板曝光装置的结构。基于光盘记录装置来构造该辊型母板曝光装置。激光源21是用于对形成在用作记录介质的母板12的表面上的抗蚀层进行曝光的 光源，并振荡出用于记录的例如波长λ = 266nm的激光束15。从激光源21发出的激光束 15在保持准直光束的同时沿直线传播并进入电光调制器(EOM) 22。穿过电光调制器22的 激光束15在反射镜23发生反射，并被导向调制光学系统25。反射镜23由偏光分束器形成，并且具有反射一个偏光分量和透射另一个偏光分 量的功能。穿过反射镜23的偏光分量由光电二极管24接收。基于接收的光信号对电光调 制器22进行控制以对激光束15进行相位调制。在调制光学系统25中，激光束15由会聚透镜26聚焦到由玻璃(SiO2)等构成的声 光调制器(AOM) 27上。激光束15通过声光调制器27的强度调制变为发散，然后由透镜28 形成为准直光束。从调制光学系统25发出的激光束15从反射镜33反射，并平行地水平导 向移动光学台32。移动光学台32设置有扩束器(BEX) 33和物镜34。导向移动光学台32的激光束 15由扩束器33成形为期望的光束形状，然后经过物镜34施加到母板12的抗蚀层上。母板 12放置在连接到主轴马达35的转台36上。随后，在母板12旋转且激光束在母板12的高 度方向上移动的同时，用激光束15间歇地照射抗蚀层，以进行抗蚀层的曝光步骤。形成的 潜像均具有其长轴在圆周方向上延伸的基本椭圆形状。通过移动光学台32在由箭头R表 示的方向上的移动来执行激光束15的移动。曝光装置包括用于在抗蚀层上形成潜像的控制机构37，该潜像对应于图IB所示 的六方点阵图样或准六方点阵图样的二维图样。控制机构37包括格式器29和驱动器30。 格式器29设置有极性反转单元。该极性反转单元控制施加到抗蚀层上的激光束15的照射 定时。驱动器30基于极性反转单元的输出而控制声光调制器27。在该辊型母板曝光装置中，以二维图样空间连接的方式、在各个轨道中将极性反 转格式器信号与记录单元的旋转控制器同步以生成信号，且由声光调制器27进行强度调 制。可以通过以恒定的角速度(CAV)、适当的旋转数、适当的调制频率以及适当的进给间距 进行图样化，来记录六方点阵图样或准六方点阵图样。例如，如图IOB所示，为了控制圆周 方向上的周期为315nm，并且控制在相对于圆周方向约60°的方向(约-60°的方向)上的 周期为300nm，可将进给间距控制为251nm(毕达哥拉斯定理，Pythagoreantheorem)。通过 改变辊的旋转数(1800rpm、900rpm和450rpm)来改变极性反转格式器信号的频率(参见表 1)。在期望的记录区域中，通过使用移动光学台32上的扩束器33分散远紫外激光束使其光 束直径增大为5倍、并用穿过具有0. 9的数值孔径(NA)的物镜34的激光束照射母板12上 的抗蚀层以形成微小的潜像，而获得具有一致的空间频率的准六方点阵图样(在圆周方向 上的周期315nm，在相对于圆周方向约60°的方向(约-60°的方向)上的周期300nm)。表1
旋转数[rpm]1，800900450225蛾眼[MHz]37. 7018. 859. 434. 71 现在将按顺序描述根据本发明的第一实施方式的光学元件的制造方法的步骤。
(抗蚀膜形成步骤)首先，如图12A所示，制造圆柱形的母板12。例如，圆柱形的母板12为玻璃母板。 接着，如图12B所示，在母板12的表面上形成抗蚀层14。例如，有机抗蚀层或无机抗蚀层可 用作抗蚀层14的材料。能够使用的有机抗蚀层的实例包括酚醛树脂(novolak)抗蚀层或 化学放大(化学增幅)型抗蚀层。能够使用的无机抗蚀层的实例包括含有一种或两种以上 过渡金属的金属化合物。(曝光步骤)接着，如图12C所示，在母板12旋转的同时，使用上述的辊型母板曝光装置用激光 束(曝光束)15照射抗蚀层14。在该步骤中，在激光束15在母板12的高度方向(与圆柱 形或圆筒形母板12的中心轴方向平行的方向)上移动的同时，用激光束15间歇地照射抗 蚀层14来对抗蚀层14的整个表面进行曝光。这样，对应于激光束15的轨迹的潜像16以 基本等于可见光的波长的间距形成在抗蚀层14的整个表面上。例如，潜像16被配置为在母板的表面上形成多列轨道，并形成六方点阵图样或准 六方点阵图样。各个潜像16均具有例如椭圆形状，其长轴方向为轨道延伸方向。(显影步骤)接着，在母板12旋转的同时，通过在抗蚀层14上滴加显影剂对抗蚀层14进行显 影。如图所示，当抗蚀层14由正性抗蚀剂形成时，与未曝光的部分相比，用激光束15进行 曝光的部分具有较高的溶解速率。因此，在抗蚀层14上形成了对应于潜像(曝光部分)16 的图样。(蚀刻步骤)接着，使用形成在母板12上的抗蚀层14的图样(抗蚀图样)作为掩模对母板12 的表面进行蚀刻处理。因此，如图13B所示，可以得到凹部，即结构13，它们均具有椭圆锥 形状或椭圆锥台形状，其长轴方向即轨道延伸方向。例如，可采用干蚀刻作为蚀刻方法。在 该情况下，可通过交替进行蚀刻处理和打磨(ashing)处理形成圆锥形结构13的图样。此 外，能够制造具有抗蚀层14的厚度3倍以上(选择比率3以上)的深度的玻璃母板，因此 能够实现结构3的高纵横比。因此，获得了具有包括其深度在例如约200nm 350nm范围内的凹部的六方点阵 图样或准六方点阵图样的辊型母板11。(复制步骤)接着，将涂覆有转印材料的诸如片状的基体2与辊型母板11紧密接触，在通过照 射紫外光固化转印材料的同时，将基体2从辊型母板11剥离。因此，如图13C所示，制造了 诸如蛾眼紫外线固化复制片的目标光学元件1。转印材料含有例如紫外线固化材料和引发剂，必要时含有填料、功能性添加剂等。紫外线固化材料的实例包括单官能团单体、双官能团单体及多官能团单体。具体 地，下列材料可单独或作为两种以上材料的混合物而使用。单官能团单体的实例包括羧酸(丙烯酸)、羟基化合物(2-羟乙基丙烯酸酯、2-羟 丙基丙烯酸酯、4-羟丁基丙烯酸酯)、烷基、酯环族化合物(异丁基丙烯酸酯、叔丁基丙烯 酸酯、异辛基丙烯酸酯、十二烷基丙烯酸酯、十八烷基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯和环己 基丙烯酸酯)、及其他官能团单体(2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基乙烯基乙二醇丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、四氢化糠基丙烯酸酯、苯甲基丙烯酸酯、乙基卡必醇丙烯酸酯、 苯氧基乙基丙烯酸酯、N, N- 二甲基氨基乙基丙烯酸酯、N, N- 二甲基氨基丙基丙烯酰胺、N， N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、N-异丙基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯吡咯烷 酮、2_(全氟辛基)乙基丙烯酸酯、3-全氟己基-2-羟基丙基丙烯酸酯、3-全氟辛基-2-羟 基丙基丙烯酸酯、2_(全氟癸基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟-3-甲基丁基)乙基丙烯酸酯、2， 4，6_三溴苯酚丙烯酸酯、2，4，6_三溴苯酚甲基丙烯酸酯、2-(2，4，6_三溴苯氧基)乙烷基丙 烯酸酯以及2-乙基己基丙烯酸酯)。双官能团单体的实例包括三(丙二醇)二丙烯酸酯、三羟甲基二烯丙基醚和氨基 甲酸丙烯酸酯。多官能团单体的实例包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五/六丙烯酸酯 和二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯。引发剂的实例包括2，2-二甲氧基-1，2-二苯乙烷-1-酮、1-羟基-环己基苯酮和 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-酮。作为填料，例如，可使用无机微粒或有机微粒。无机微粒的实例包括诸如Si02、 TiO2, ZrO2, SnO2或Al2O3的金属氧化物的微粒。功能性添加剂的实例包括均化剂(leveling agent)、表面控制剂和消泡剂。基体 2的材料的实例包括甲基丙烯酸甲酯(共)聚合物、聚碳酸酯、苯乙烯(共)聚合物、甲基丙 烯酸甲酯_苯乙烯共聚物、纤维素双乙酸酯、纤维素三乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、聚酯、聚 酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、聚氨 酯和玻璃。基体2的形成方法没有特定限制。基体2可以为注射成型体、挤出体或浇注体。可 选地，可在基体的表面进行诸如电晕处理的表面处理。(表面处理步骤)接着，如图13D所示，在光学元件1的凹凸表面上进行表面处理。因此，具有亲水 性的官能团，例如，羟基、羧基或羰基在凹凸表面上生成以使该凹凸表面具有亲水性。表面 处理的实例包括电晕处理、等离子体处理和紫外线处理，这些处理可单独或组合采用。可以 将真空等离子体处理或常压等离子体处理用作等离子体处理。使用的气体没有特别限制， 但是可单独使用或组合使用两种以上的诸如氮气、氧气、氢气等的气体。作为紫外线处理， 可以采用任何使用紫外光的方法，例如使用UV-臭氧处理，通过其能够获得表面改质效果。根据第一实施方式，凸状的结构3以等于或小于可见光的波长的微小间距在基体 的表面上配置成六方点阵图样或准六方点阵图样。因此，能够提供具有高透射率并且减少 反射光以抑制反射的光学元件1。此外，赋予基体的其上具有结构3的表面以亲水性，使其 与纯水的接触角控制在30°以下。因此，通过用水擦拭能够容易地去除附着至光学元件1 的表面的污迹。由于通过在基体的表面上形成多个结构3实现了防反射功能，因此能够减小波长 依赖性。当通过制造光盘母板的处理与蚀刻处理相结合的方法制造光学元件1时，能够在 短时间内高效生产用于制造光学元件的母板。因此，能够提高光学元件1的生产率。此外， 能够容易地实现光学元件1的尺寸的增大。在基体的表面上，其上具有的多个结构3以等于或小于可见光的波长的微小间距
16配置的表面(即具有蛾眼结构的表面)，用水擦拭去除污迹的难易程度根据该表面是斥水 性还是亲水性而异。具体地，当具有蛾眼结构的表面为亲水性时，通过毛细作用进入结构之 间的诸如指纹的污迹能够通过用水擦拭而去除。另一方面，当具有蛾眼结构的表面为斥水 性时，难以通过用水擦拭而去除进入结构之间的诸如指纹的污迹。相反，在平坦的基体表面上，不管该表面是斥水性还是亲水性，都可以用水擦拭附 着至表面的诸如指纹的污迹，尽管擦拭诸如指纹的污迹的难易程度不同。第二实施方式(在光学元件的表面上形成亲水性表面层的实例)图14A是示出了根据本发明的第二实施方式的光学元件的结构实例的示意性平 面图。图14B是示出了图14A中示出的光学元件的局部放大平面图。图14C是沿着图14B 中的轨迹Tl、T3...截取的截面图。图14D是沿着图14B中的轨迹T2、T4...截取的截面 图。第二实施方式的光学元件1与第一实施方式的不同在于，在基体2的其上具有结 构3的表面上设置了亲水性表面层，并且通过亲水性表面层5使光学元件1的表面具有亲 水性。亲水性表面层5的材料可以是具有亲水性的任何材料，可使用有机材料或无机材 料。具有亲水性的无机材料的实例包括诸如Si02、Ti02、Zn0和SrTiO3W金属氧化物。作为 具有亲水性的无机材料，能够使用在膜形成后通过化学反应转化为无机物质等的材料。这 种材料的实例包括聚硅氮烷化合物，在加入该化合物后，其与水分反应转化为Si02。能够使 用的聚硅氮烷化合物的实例包括全氢化聚硅氮烷(PHPS)。聚硅氮烷化合物到SiO2的转化 能够发生在加热的、带有水分和常温下的任何环境中。例如，通过在空气或水蒸气的气氛中 加热可以将聚硅氮烷化合物转化为Si02。也可以使用通过进行膜形成后的处理转化为无机 物质等的材料。这种材料的实例为旋涂玻璃(SOG)材料，在涂覆该材料并进行热处理后其 转化为SiO2。有机材料的实例包括具有亲水性基团如-OH基、-COOH基、-CN基或-NHCOHN2 基。有机材料的具体实例包括含有诸如2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯的亲水性树脂的有机 化合物。可以混合并使用两种以上的这些具有亲水性的有机材料或无机材料。此外，可以 使用具有亲水性的有机或无机材料与没有亲水性的有机材料相混合的混合材料，只要混合 材料的接触角在根据本发明的实施方式的范围内。当上述具有亲水性的有机或无机材料形 成平面时，该平面与纯净水的接触角优选为90°以下。作为亲水性树脂(其为具有亲水性的有机材料)，从易于制造光学元件1的角度考 虑，优选使用可通过光、电子束等固化的具有亲水性的电离辐射固化树脂或通过加热固化 的具有亲水性的热塑性树脂。最优选的是使用通过紫外光固化的具有亲水性的紫外线固化 树脂。紫外线固化树脂的实例包括含有具有至少一个亲水性基团和至少一个(甲基)丙 烯酰基的化合物的亲水性紫外线固化树脂。这里，术语“(甲基)丙烯酰基”指丙烯酰基或 甲基丙烯酰基。亲水性基的实例包括-OH基、-COOH基、-CN基和-NHCOHN2基，且该化合物 可以具有不同的亲水性基。金属氧化物例如是从由Si02、Ti02、Zn0和SrTiO3构成的组中选 取的至少一种。作为形成亲水性表面层的方法，例如，可采用干方法或湿方法。能够使用的干方法的实例包括诸如热CVD、等离子体CVD、光CVD的化学气相沉积法(CVD 利用化学反应从气 相沉积薄膜的技术)和诸如真空气相沉积法、等离子体增强气相沉积法、溅射法及离子镀 法的物理气相沉积法(PVD 在真空中进行物理蒸发的材料聚集在基体2上以形成薄膜)。 能够使用的湿方法的实例包括凹版印刷涂布法、浸渍法、棒式涂布法、旋转涂布法以及丝网 印刷法；朗缪尔-布罗盖特(Langmuir-Blodgett，LB)法；化学沉积法；阳极氧化法及电解 沉积法。亲水性表面层5的形成方法优选为各向同性的形成方法，其中，亲水性表面层5能 够从膜形成表面的法线方向逐渐形成。通过以这种方式形成该层，亲水性表面层5能够形 成为与结构3的表面形状一致，由此能够使结构3的表面形状与亲水性表面层5的表面形 状相似或基本相似。即，能够抑制由于形成亲水性表面层5导致的折射率分布的变化，由此 能够保持光学特性，如良好的防反射特性和或透射特性。比较理想的是，结构3的表面形状和亲水性表面层5的表面形状彼此相似。然而， 当通过溅射法等进行各向同性沉积时，亲水性表面层5的材料的一部分可能沉积在结构3 的侧面。因此，如果沉积的亲水性表面层5的厚度过大，则亲水性表面层5可能与相邻的结 构3接触，因此难以获得期望的光学特性。从抑制光学特性的降低的角度考虑，形成在其上 具有多个结构3的凹凸表面(即，具有蛾眼结构的表面)上的亲水性表面层的厚度优选为 等于或小于结构3的配置间距Pa。这里，配置间距Pa指在所有方向的配置间距中最小的配 置间距。因此，在第一实施方式中，配置间距Pa是在轨道延伸方向上的配置间距Pl和相对 于轨道延伸方向士 θ的方向上的配置间距Ρ2中的较小的配置间距(例如，配置间距Ρ2)。此外，在亲水性表面层5具有较大的厚度的情况下，当表面受摩擦时该层可能会 被剥离，因此该层的耐用性趋于劣化。因此，亲水性表面层5优选为250nm以下。优选对设置在光学元件1的表面上的亲水性表面层5做进一步的表面处理。这是 因为，通过用水擦拭能够更容易地去除附着至光学元件1的表面上的诸如指纹的污迹。可 以采用与第一实施方式中相同的表面处理。根据第二实施方式，由于在基体2的其上具有结构3的表面上形成了亲水性表面 层5，所以与第一实施方式相比，能够长时间保持光学元件1的表面的亲水性功能。第三实施方式(结构含有亲水性树脂的实例)现在将描述第三实施方式，与上述第一实施方式中的相对应的部分使用相同的参 考标号。第三实施方式与第一实施方式的不同在于，通过在光学元件1中包含亲水性树脂 使光学元件1的表面具有亲水性。整个光学元件1优选含有亲水性树脂。然而，可以结构3的整个部分或仅结构3 的表面含有亲水性树脂。从便于制造光学元件1的角度考虑，通过光、电子束等固化的具有 亲水性的电离辐射固化树脂及通过加热进行固化的具有亲水性的热塑性树脂优选用作亲 水性树脂。更加优选使用通过紫外光固化的具有亲水性的紫外线固化树脂。当亲水性树脂 形成为平坦表面时，该平坦表面与纯水的接触角优选为90°以下。对于亲水性树脂，能够使 用与在第二实施方式中描述的具有亲水性的有机材料同样的材料。此外，优选进一步在光学元件1的其上具有多个结构3的凹凸表面上进行表面处 理。这是因为通过用水擦拭能够更容易地去除附着至光学元件1的表面上的诸如指纹的污迹。可以采用与第一实施方式中描述的同样的表面处理。修改例通过在光学元件1中包含亲水性有机材料、亲水性无机材料及亲水性有机_无机 混合材料中的至少一种，使光学元件1的表面具有亲水性。可选地，光学元件1可含有亲 水性有机材料和亲水性无机材料中的至少一种，例如，可含有亲水性无机材料。在这种情 况下，光学元件1可含有不具有亲水性的有机材料和不具有亲水性的无机材料中的至少一 种。作为亲水性有机材料、亲水性无机材料和亲水性有机-无机混合材料，可以使用第二实 施方式中描述的那些材料。在第三实施方式中，能够获得与第二实施方式相同的优点。第四实施方式(结构二维配置成四方点阵图样的实例)图15A是示出了根据本发明的第四实施方式的光学元件的结构实例的示意性平 面图。图15B是示出了图15A中示出的光学元件的局部放大平面图。图15C是沿着图15B 中的轨迹Tl、T3...截取的截面图。图15D是沿着图15B中的轨迹T2、T4...截取的截面 图。图15Ε是示出了在形成对应于图15Β中示出的轨道Τ1、Τ3...的潜像时所使用的激光 束的调制波形的示意图。图15F是示出了在形成对应于图15Β中示出的轨道Τ2、Τ4...的 潜像时所使用的激光束的调制波形的示意图。第四实施方式的光学元件1与第一实施方式的不同在于，结构3在三个相邻的轨 道上形成四方点阵图样或准四方点阵图样。在本发明的实施方式中，“准四方点阵图样”与 正四方点阵图样不同，指在轨道延伸方向(X方向)上拉伸而发生扭曲的四方点阵图样。结构3的高度或深度没有特别限制，例如，为约159nm 312nm。在相对于轨道约 45°方向的间距P2例如为约275nm 297nm。结构3的纵横比(高度/配置间距)例如在 约0.54 1. 13的范围内。此外，所有结构3的纵横比可以不用彼此相同。可选地，结构3 可以被配置为具有一定的高度分布。结构3在同一轨道上的配置间距Pl优选大于结构3在两相邻轨道之间的配置间 距P2。当结构3在同一轨道上的配置间距由Pl表示，并且结构3在两相邻的轨道之间的配 置间距由P2表示时，比率P1/P2优选满足关系1. 4 < P1/P2 ( 1. 5。通过将该比率控制在 此范围内，能够提高均具有椭圆锥形状或椭圆锥台形状的结构3的填充率。因此，能够提高 防反射特性。此外，在相对于轨道45°或约45°的方向上的结构3的高度或深度优选小于 在轨道延伸方向上的结构3的高度或深度。在相对于轨道延伸方向倾斜的配置方向(θ方向)上的结构3的高度Η2优选小 于在轨道延伸方向上的结构3的高度HI。S卩，结构3的高度Hl和H2优选满足关系Hl > H2。图16是示出了当结构3的底面的椭圆率改变时底面的形状的示图。椭圆
33的椭圆率分别为100%、163. 3%和141%。通过以这种方式改变椭圆率，能够改变结构3 在基体的表面上的填充率。当结构3形成四方点阵图样或准四方点阵图样时，结构的底面 的椭圆率优选为e ( 180%。这是因为，通过将椭圆率控制在此范围内，提高了结 构3的填充率以获得良好的防反射特性。结构3在基体表面上的填充率在65 %以上的范围内，优选为73 %以上，更优选为
1986%以上，其上限为100%。通过将填充率控制在此范围内，能够提高防反射特性。这里，结构3的填充率(平均填充率)是如下确定的值。首先，使用扫描电子显微镜(SEM)以顶视方式摄取光学元件1的表面的照片。接 着，从获得的SEM照片中随机选取单位点阵Uc，并测量单位点阵Uc的配置间距Pl和轨道间 距Tp(参照图15Β)。此外，通过图像处理来测量包括在单位点阵Uc内的四个结构3中的 任一个的底面面积S。接着，使用测得的配置间距Ρ1、轨道间距Tp和底面面积S通过下式 (4)来确定填充率。填充率=(S(tetra)/S(unit))XlOO(4)单位点阵的面积:S(unit)= 2X ((PlXTp) X (1/2)) = PlXTp在单位点阵内存在的结构的底面面积S(tetra) =S从得到的SEM照片中随机选取10个单位点阵进行计算填充率的上述处理。将测 得的值进行简单的平均(算术平均)以确定填充率的平均率。该值定义为基体的表面上的 结构3的填充率。直径2r的两倍与配置间距Pl的比率(((2X 2r)/Pl) X 100)为127%以上，优选 为137%以上，更优选为146%以上。这是因为，通过将该比率控制在此范围内，能够提高结 构3的填充率以提高防反射特性。这里，配置间距Pl是结构3在轨道方向上的配置间距， 直径2r是各结构的底面在轨道方向上的直径。当各结构的底面为圆形时，直径2r对应于 圆的直径。当各结构的底面为椭圆形时，直径2r对应于椭圆的长轴。图17A和图17B示出了用于制造具有上述结构的光学元件的辊型母板的结构实 例。该辊型母板与第一实施方式中的不同在于，在其表面上，凹状结构13形成四方点阵图 样或准四方点阵图样。在以二维图样空间连接的方式、在各个轨道中将极性反转格式器信号与记录单元 的旋转控制器同步以生成信号的同时，使用辊型母板曝光装置以合适的进给间距、以CAV 来进行图样化。由此，能够记录四方点阵图样或准四方点阵图样。优选地，通过适当设置极 性反转格式器信号的频率和辊的旋转数，并用激光束照射，能够在形成在母板12上的抗蚀 层的期望的记录区域中形成具有一致的空间频率的点阵图样。在第四实施方式中，凸状结构3以等于或小于可见光的波长的微小间距在基体的 表面上配置成四方点阵图样或准四方点阵图样，并对表面进行亲水性处理。因此，能够实现 与第一实施方式相同的优点。第五实施方式(结构以蜿蜒方式配置的实例)图18A是示出了根据本发明的第五实施方式的光学元件的结构实例的示意性平 面图。图18B是示出了图18A中示出的光学元件的局部放大平面图。第五实施方式的光学元件1与第一实施方式的不同在于，结构3配置在蜿蜒的轨 道(以下称为“波动轨道”)上。基体2上的各轨道的波动优选为同步。即，波动优选为同 步波动。通过以这种方式同步波动，六方点阵或准六方点阵的单位点阵形状能够保持，且能 够维持高填充率。波动轨道的波形的实例包括正弦波和三角波。波动轨道的波形不限于周 期性波形，而可以是非周期性波形。例如，波动轨道的振幅选择为约士 ΙΟμπι。在第五实施方式中，除了上述结构之外的结构与第一实施方式中的相同。
根据第五实施方式，由于结构3配置在波动轨道上，因此能够抑制外观不均勻性 的产生。第六实施方式(在基体表面上形成凹状结构的实例)图19A是示出了根据本发明的第六实施方式的光学元件的结构实例的示意性平 面图。图19B是示出了图19A中示出的光学元件的局部放大平面图。图19C是沿着图19B 中的轨迹Tl、T3...截取的截面图。图19D是沿着图19B中的轨迹T2、T4...截取的截面 图。图20是图19Α 图19D中示出的光学元件的局部放大透视图。第六实施方式的光学元件1与第一实施方式的光学元件1的不同在于，在基体的 表面上配置了大量作为凹部的结构3。各结构3的形状是通过将第一实施方式中的各结构 3的凸形反转后得到的凹形。当结构3由上述的凹部构成时，作为凹部的各结构3的开口 部(各凹部的入口部)定义为下部，基体2在深度方向的最下部(各凹部的最深部)定义 为顶部。即，使用作为非实体的空间的结构3定义顶部和下部。此外，在第六实施方式中， 由于结构3为凹部，所以结构3的高度，例如在式(1)中为结构3的深度H。在在第六实施方式中，除上述结构之外的结构与第一实施方式中的相同。在第六实施方式中，由于第一实施方式中的凸状结构3的形状被反转从而获得了 凹部的形状，因此能够实现与第一实施方式相同的优点。第七实施方式(对于显示装置的第一应用实例)[液晶显示装置的结构]图21示出了根据本发明的第七实施方式的液晶显示装置的结构实例。如图21所 示，液晶显示装置包括发光的背光53及对从背光53发出的光进行时间和空间调制以显示 图像的液晶面板51。作为光学元件的偏光器51a和51b分别设置在液晶面板51的两表面 上。光学元件1设置在偏光器51b (其设置在液晶面板51的显示表面侧)上。这里，在其 主表面上具有光学元件1的偏光器51b是指具有防反射功能的偏光器52。该具有防反射功 能的偏光器52是具有防反射功能的光学组件的实例。背光53、液晶面板51、偏光器51a和51b及光学元件1，所有这些构成液晶显示装 置，现在将按顺序进行描述。(背光)例如，可以使用直下型背光、边缘型背光或平面光源型背光作为背光53。背光53 包括例如光源、反射板、光学膜等。例如，将冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、有 机电致发光(OEL)、无机电致发光(IEL)、发光二极管(LED)等用作光源。(液晶面板)能够用于液晶面板51的显示模式的实例包括扭曲向列(TN)模式、超扭曲向列 (STN)模式、垂直取向(VA)模式、面内切换(IPS)模式、光学补偿双折射(OCB)模式、铁电液 晶(FLC)模式、高分子分散型液晶(PDLC)模式及相变宾主(PCGH)模式。(偏光器)例如，偏光器51a和51b分别设置在液晶面板51的两表面上以使它们的透射轴相 互垂直。各偏光器51a和51b仅允许入射光的正交的偏光分量中的一个通过而通过吸收阻
21挡另一偏光分量。各偏光器51a和51b可以是单轴拉伸的其上吸附有二色性物质(例如 碘酒或二色性染料)的亲水性高分子膜，例如，聚乙烯醇膜、局部缩醛化的聚乙烯醇膜、乙 烯-乙酸乙烯共聚物局部皂化膜等。当以这种方式设置保护层时，优选地，光学元件1的基 体2也用作保护层。这是因为在该结构中，能够减小具有防反射功能的偏光器52的厚度。(光学元件)光学元件1与上述第一到第六实施方式中的任何光学元件相同。因此，省略对其 的描述。根据第七实施方式，由于光学元件1设置在液晶显示装置的显示表面上，所以能 够改善液晶显示装置的显示表面的防反射功能。因此，能够提高液晶显示装置的可视性。第八实施方式(对于显示装置的第二应用实例)[液晶显示装置的结构]图22示出了根据本发明的第八实施方式的液晶显示装置的实例。该液晶显示装 置与第七实施方式的不同在于，液晶显示装置包括设置在液晶面板51的前表面侧的前表 面构件54，并且光学元件1设置在液晶面板51的前表面、前表面构件54的前表面和后表面 中的至少一个上。图22示出了将光学元件1设置在液晶面板51的前表面、前表面构件54 的前表面和后表面上的实例。例如，在液晶面板51和前表面构件54之间形成空气层。与 第七实施方式相同的部件分配有相同的参考标号，并省略对其的描述。注意，在本发明的实 施方式中，“前表面”指用作显示表面的表面，即位于观看者侧的表面，“后表面”指与显示表 面相反的表面。前表面构件54是用于为液晶面板51的前表面(观看者侧)提供机械的、热的和 气候的保护的目的和设计功能的前面板等。前表面构件54例如为片状、膜状或板状。能够 用作前表面构件54的材料的实例包括玻璃、三乙酰基纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二 甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、芳族聚酸胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、 聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸类树脂(PMMA)和聚碳酸酯。然 而，其材料不特别限于这些材料，并且可以使用具有透明性的任何材料。根据第八实施方式，与第七实施方式一样，能够提高液晶显示装置的可视性。实施例现在将通过实施例来具体描述本发明，但本发明不仅限于这些实施例。(SiO2膜的厚度)在以下实施例中，如下来确定SiO2膜的厚度。首先，在轨道延伸方向上切断光学元件(光学片)以包括结构的顶部。用透射电 子显微镜(TEM)摄取光学元件(光学片)的截面照片。接着，使用TEM照片测量该结构的 顶部的SiO2膜的厚度，该测得的厚度被确定为SiO2膜的厚度。实施例1首先，制造外径为126mm的玻璃辊型母板，并且在玻璃母板的表面上如下来形成 抗蚀剂的膜(抗蚀膜)。具体地，用稀释剂将光致抗蚀剂(photoresist)稀释至原来的 1/10，然后通过浸渍将所稀释的抗蚀剂涂覆在玻璃辊型母板的圆柱表面上，以具有约130nm 的厚度，从而形成抗蚀膜。接下来，将用作记录介质的玻璃母板转移至图11中所示的辊型母板曝光装置，并且对抗蚀剂进行曝光，从而在抗蚀剂中将潜像图样化，该潜像以单螺线形 式配置，并且在三个相邻的轨道中形成六方点阵图样。具体地，用0. 50mff/m的激光束照射将形成六方点阵图样的区域，因此形成了凹形 的六方点阵图样，其中0. 50mff/m是可以对玻璃辊型母板表面执行曝光的功率。接下来，对形成于玻璃辊型母板上的抗蚀剂执行显影处理，以溶解位于曝光部分 中的抗蚀剂，从而进行了显影。具体地，将未显影的玻璃辊型母板放置于显影装置(未示 出)的转台上，并且在使转台旋转的同时，将显影剂滴加在玻璃辊型母板的表面上，从而在 该表面上使抗蚀剂显影。因此，制造了具有抗蚀层的抗蚀玻璃母板，在该抗蚀层中，以六方 点阵图样形成了开口。接下来，使用辊等离子体蚀刻而在CHF3气体气氛中进行等离子体蚀刻。因此，在 玻璃辊型母板的表面上，仅在从抗蚀层曝露的六方点阵图样的部分上进行蚀刻处理，并且 没有对其他区域进行蚀刻，这是因为光致抗蚀剂用作了掩模。因此，获得了均具有椭圆椎形 状的凹部。通过改变蚀刻时间，来改变这种情况下的图样中的蚀刻量(深度)。最后，通过 O2打磨来完全去除光致抗蚀剂，以制造具有凹形六方点阵图样的蛾眼玻璃辊型母板。各个 凹部在列方向上的深度大于各个凹部在轨道延伸方向上的深度。使其上涂覆有紫外线固化树脂的丙烯酸树脂片等与蛾眼玻璃辊型母板紧密接触， 并且然后在通过施加紫外线来进行固化的同时而将它们剥离。因此，制造了在其主表面上 形成具有结构的凹凸表面(具有蛾眼结构的表面)的光学元件。接下来，对所制造的光学元件的凹凸表面进行等离子体处理作为表面处理。因此， 得到了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件。实施例2如实施例1那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是进行了 电晕处理作为表面处理。实施例3如实施例1那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是进行了 UV-臭氧处理作为表面处理。实施例4如实施例1那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是通过溅 射法形成具有IOnm厚度的SiO2膜作为表面处理。实施例5如实施例4那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是将SiO2 膜的厚度改为20nm。实施例6如实施例4那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是将SiO2 膜的厚度改为40nm。实施例7如实施例4那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是将SiO2 膜的厚度改为95nm。实施例8
如实施例4那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是将SiO2 膜的厚度改为250nm。实施例9如实施例4那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是将SiO2 膜的厚度改为320nm。实施例10在调整极性反转格式器信号的频率、辊的旋转数和每个轨道中合适的进给间距的 同时，通过将抗蚀层图样化而在抗蚀层中记录具有250nm配置间距的六方点阵图样。此外， 调节抗蚀层的蚀刻条件。由此，将每个结构的纵横比控制为1.1。除此以外，如实施例4那 样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件。实施例11如实施例4那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是在通过 溅射法形成SiO2膜之前，对凹凸表面进行了电晕处理作为表面处理。实施例12首先，如实施例1那样制造蛾眼玻璃辊型母板。接下来，使其上涂覆有全氢化聚硅 氮烷的丙烯酸树脂片与蛾眼玻璃辊型母板紧密接触，并且在通过加热进行固化的同时将其 剥离。因此，制造了在其主表面上形成具有结构的凹凸表面的光学元件。实施例13如实施例12那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是对凹 凸表面进行了电晕处理作为表面处理。实施例14如实施例12那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是通过 溅射法形成具有IOnm厚度的SiO2膜作为表面处理。实施例15如实施例1那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是将全氢 化聚硅氮烷涂覆在凹凸表面上以形成具有50nm厚度的SiO2膜作为表面处理。实施例16首先，如实施例1那样制造蛾眼玻璃辊型母板。接下来，通过以50/50/5/100的混 合比(质量比)混合2-羟乙基甲基丙烯酸酯/三官能团丙烯酸树脂/光致聚合反应引发 剂/MEK，来制备树脂混合溶液(转印材料)。随后，将树脂混合溶液涂覆在丙烯酸树脂片上， 并且使其干燥。接下来，使所得的丙烯酸树脂片与蛾眼玻璃辊型母板紧密接触，然后在通过 施加紫外线进行固化的同时将其剥离。因此，制造了在其主表面上形成具有结构的凹凸表 面的光学元件。实施例17如实施例16那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是对凹 凸表面进行了电晕处理作为表面处理。实施例18如实施例16那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是通过 溅射法形成具有IOnm厚度的SiO2膜作为表面处理。
实施例19首先，如实施例1那样制造光学元件。接下来，通过以50/50/5/100的混合比(质 量比)混合2-羟乙基甲基丙烯酸酯/三官能团丙烯酸树脂/光致聚合反应引发剂/MEK，来 制造树脂混合溶液。随后，将树脂混合溶液涂覆在光学元件的凹凸表面上，并使其干燥，然 后通过施加紫外线将其固化。因此，在光学元件的凹凸表面上形成了具有50nm厚度的亲水 性表面层。获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件。比较例1如实施例1那样获得了具有凹凸表面的光学元件，只是省略了作为表面处理的等 离子体处理的步骤。比较例2如实施例1那样获得了具有凹凸表面的光学元件，只是将包含SnO2的紫外线固化 树脂用作紫外线固化树脂。比较例3如实施例1那样获得了具有被赋予了亲水性的凹凸表面的光学元件，只是进行了 氟处理作为表面处理。通过浸渍方法将氟类涂覆材料涂覆在光学元件的凹凸表面上，然后 执行固化，来进行氟处理。(形状评价)通过原子力显微镜AFM观察实施例1 19和比较例1 3的光学元件的凹凸表 面。然而，在表面处理之前执行该观察。从AFM的截面轮廓中确定各实施例的结构的高度H 和配置间距Pa。此外，通过使用高度H和配置间距Pa来确定纵横比(H/Pa)。在表2中示 出了该结果。在轨道延伸方向上的结构高度小于在轨道的列方向上的结构高度，并且在除了轨 道延伸方向以外的方向上的结构高度基本上与在轨道的列方向上的结构高度相同。因此， 结构高度由轨道的列方向上的高度来表示。(反射率的评价)通过由JASCO Corporation制造的评价装置(V-550)来评价实施例1 19和比 较例1 3的光学元件的反射率。在评价结果中，表2中示出了 550nm波长处的反射率。(接触角的评价)对实施例1 19和比较例1 3的光学元件的凹凸表面与纯水和油酸的接触角 进行了测量。通过由Kyowa Interface Science Co. , Ltd.制造的CA-XE型来进行接触角 的测量。(用水擦除指纹的特性评价)首先，通过按压而在实施例1 19和比较例1 3的各个所制造的光学元件的凹 凸表面上留下指纹，然后用浸透有纯水的棉帕将其擦除。随后，在视觉上观察所擦拭的部 分，以评价指纹的存在或不存在。通过使用符号“B”和符号“D”而在图2中示出了该结果。 应当注意，符合“B”和符号“D”表示以下的评价结果。B:未看到指纹痕迹D 指纹痕迹仍保留首先，通过按压而在实施例1 19和比较例1 3的每个所制造的光学元件的凹凸表面上留下指纹。然后用浸透有纯水的棉帕将指纹擦除，并且计算将指纹擦除所需的次 数。通过使用符号“A”、“B”、“C”和“D”在表2中示出了该结果。应注意，这些符号表示以 下评价结果。A 通过擦拭一次可以将指纹去除B 通过擦拭两次可以将指纹去除C 通过擦拭三次可以将指纹去除D 通过擦拭三次不能将指纹去除(耐磨损性的评价)为了评价实施例4 10的制造光学元件的耐磨损性，首先，通过在IOOgf负载下 用纱布以往复的方式使每个光学元件的表面摩擦100次。接下来，通过按压而在每个光学 元件的凹凸表面上留下指纹。然后用浸透有纯水的棉帕将指纹擦除，并且计算将指纹擦除 所需的次数。通过使用符号“A”、“B”、“C”和“D”在表2中示出了该结果。应注意，这些符 号表示以下评价结果。A 通过擦拭一次可以将指纹去除B 通过擦拭两次可以将指纹去除C 通过擦拭三次可以将指纹去除D 通过擦拭三次不能将指纹去除
权利要求
一种光学元件，具有防反射功能，包括基体，具有主表面；以及多个凸状或凹状的结构，以等于或小于可见光波长的微小间距配置在所述基体的主表面上，其中，所述基体的其上具有所述结构的主表面具有亲水性，以及所述基体的其上具有所述结构的主表面与纯水的接触角为30°以下。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述结构配置为在所述基体的主表面上形成多列轨道，并形成六方点阵图样、准 六方点阵图样、四方点阵图样或准四方点阵图样，以及所述结构均具有椭圆锥形状或椭圆锥台形状，其长轴方向为所述轨道延伸方向。
3.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述结构配置为在所述基体的主表面上形成多列轨道，并形成准六方点阵图样、 四方点阵图样或准四方点阵图样，以及所述结构在所述基体的主表面上的填充率为65%以上。
4.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述结构配置为在所述基体的主表面上形成多列轨道，并形成准六方点阵图样，以及当同一轨道上的所述结构的配置间距由Pl表示、并且每个所述结构的底面在所述轨 道延伸方向上的直径由2r表示时，所述直径2r与所述配置间距Pl的比率((2r/Pl) X 100) 为85%以上。
5.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述结构配置为在所述基体的主表面上形成多列轨道，并形成四方点阵图样或 准四方点阵图样，以及当同一轨道上的所述结构的配置间距由Pl表示、并且每个所述结构的底面在所 述轨道延伸方向上的直径由2r表示时，所述直径2r的两倍与所述配置间距Pl的比率 (((2X2r)/Pl) X100)为 127% 以上。
6.根据权利要求1 5中的任一项所述的光学元件，其中，所述基体的其上具有所述结 构的主表面与油酸的接触角为30°以下。
7.根据权利要求1 5中的任一项所述的光学元件，其中，亲水性表面层设置在所述基 体的其上具有所述结构的主表面上。
8.根据权利要求7所述的光学元件，其中，所述亲水性表面层包含亲水性树脂和具有 亲水性的金属氧化物中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的光学元件，其中，所述亲水性树脂是具有至少一个亲水基和至少一个(甲基)丙烯酰基的化合物，所述亲水基是-OH基、-COOH基、-CN基或-NHCOHN2基，以及所述金属氧化物是选自由Si02、TiO2, ZnO以及SrTiO3组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的光学元件，其中，所述亲水性表面层的厚度等于或小于所述 结构的配置间距。
11.根据权利要求7所述的光学元件，其中，所述亲水性表面层通过将聚硅氮烷化合物固化来形成。
12.根据权利要求1 5中的任一项所述的光学元件，其中，所述基体的其上具有所述 结构的主表面经过电晕处理或等离子体处理。
13.根据权利要求1 5中的任一项所述的光学元件，其中，所述结构包括亲水性树脂 和具有亲水性的金属氧化物中的至少一种。
14.根据权利要求2所述的光学元件，其中，所述结构配置为形成多列直线状轨道，并形成准六方点阵图样，以及 所述轨道延伸方向上的每个所述结构的高度或深度小于所述轨道列方向上的每个所 述结构的高度或深度。
15.根据权利要求2所述的光学元件，其中，所述结构配置为形成多列直线状轨道，并形成四方点阵图样或准四方点阵图样，以及相对于所述轨道延伸方向倾斜的配置方向上的每个所述结构的高度或深度小于所述 轨道延伸方向上的每个所述结构的高度或深度。
16.根据权利要求2所述的光学元件，其中，同一轨道上的所述结构的配置间距Pl大于 两个相邻轨道之间的所述结构的配置间距P2。
17.根据权利要求2所述的光学元件，其中，所述结构在所述基体的主表面上形成六方点阵图样或准六方点阵图样，以及 当同一轨道上的所述结构的配置间距由Pl表示、并且两个相邻轨道之间的所述结构 的配置间距由P2表示时，比率P1/P2满足关系1. 00 ( P1/P2 < 1. 1或1. 00 < P1/P2 <1.1。
18.根据权利要求2所述的光学元件，其中，所述结构在所述基体的主表面上形成四方点阵图样或准四方点阵图样，以及 当同一轨道上的所述结构的配置间距由Pl表示、并且两个相邻轨道之间的所述结构 的配置间距由P2表示时，比率P1/P2满足关系1. 4 < P1/P2 ( 1. 5。
19.一种显示装置，包括根据权利要求1 5中的任一项所述的光学元件。
20.一种具有防反射功能的光学元件的制造方法，包括以下步骤通过将形成在母板表面上的凹部和凸部转印至转印材料，形成以等于或小于可见光的 波长的微小间距配置在基体的主表面上的多个凸状或凹状的结构；以及 使所述基体的其上具有所述结构的主表面亲水，其中，所述基体的其上具有所述结构的主表面与纯水的接触角为30°以下。
全文摘要
本发明提供了具有防反射功能的光学元件、该光学元件的制造方法以及包括该光学元件的显示装置。其中，该光学元件包括基体，具有主表面；以及多个凸状或凹状的结构，以等于或小于可见光的波长的微小间距配置在基体的主表面上，其中，基体的其上具有这些结构的主表面具有亲水性，并且基体的其上具有这些结构的主表面与纯水的接触角为30°以下。
文档编号G02B1/11GK101943764SQ20101021522
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月25日 优先权日2009年7月3日
发明者田泽洋志 申请人:索尼公司