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JP2026000294A - Optical element, roll master, and method for manufacturing optical element - Google Patents

Optical element, roll master, and method for manufacturing optical element

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Publication number
JP2026000294A
JP2026000294A JP2024097557A JP2024097557A JP2026000294A JP 2026000294 A JP2026000294 A JP 2026000294A JP 2024097557 A JP2024097557 A JP 2024097557A JP 2024097557 A JP2024097557 A JP 2024097557A JP 2026000294 A JP2026000294 A JP 2026000294A
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JP
Japan
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tapered
tapered portion
substrate
master
convex
Prior art date
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Pending
Application number
JP2024097557A
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Japanese (ja)
Inventor
俊一 梶谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dexerials Corp
Original Assignee
Dexerials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dexerials Corp filed Critical Dexerials Corp
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Priority to PCT/JP2025/016860 priority patent/WO2025263141A1/en
Publication of JP2026000294A publication Critical patent/JP2026000294A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/04Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • G02B1/118Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures

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  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

【課題】可視光域から近赤外域までの幅広い波長帯域の入射光に対しても、高角度の斜入射光に対しても、反射防止特性を確保する。
【解決手段】光学素子は、基材11と、基材11の少なくとも一方の表面上に、可視光の波長帯域以下のピッチで配列された複数の凸状の構造体3と、を備え、構造体3は、基材11の表面上に形成された第1テーパ部31と、第1テーパ部31の上に形成された第2テーパ部32と、からなる複合構造を有し、第2テーパ部32のテーパ比Cは、第1テーパ部31のテーパ比Cより小さく、第2テーパ部32は、第1テーパ部31よりも細い針状のテーパ形状を有し、構造体3の高さhは、400nm以上である。
【選択図】図2

The present invention provides an anti-reflection film that ensures anti-reflection properties against incident light in a wide wavelength range from the visible light region to the near-infrared region, as well as against obliquely incident light at a high angle.
[Solution] The optical element comprises a substrate 11 and a plurality of convex structures 3 arranged on at least one surface of the substrate 11 at a pitch equal to or less than the wavelength band of visible light, the structures 3 having a composite structure consisting of a first tapered portion 31 formed on the surface of the substrate 11 and a second tapered portion 32 formed on the first tapered portion 31, the taper ratio C2 of the second tapered portion 32 being smaller than the taper ratio C1 of the first tapered portion 31, the second tapered portion 32 having a needle-like tapered shape thinner than the first tapered portion 31, and the height h of the structures 3 being 400 nm or more.
[Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、光学素子、ロール原盤および光学素子の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical element, a roll master, and a method for manufacturing an optical element.

近年、反射防止特性を有するフィルム状の光学素子(反射防止フィルム)の用途が拡大している。反射防止フィルムは、例えば、スマートフォンもしくはパーソナルコンピュータ等に設けられる表示装置、自動運転技術のため車載カメラ、または、仮想現実(VR)もしくは拡張現実(AR)を利用するデバイスのカメラなど、各種の装置に適用される。 In recent years, the applications of film-like optical elements with anti-reflection properties (anti-reflection films) have expanded. Anti-reflection films are used in a variety of devices, such as display devices installed in smartphones or personal computers, in-vehicle cameras for autonomous driving technology, and cameras in devices that use virtual reality (VR) or augmented reality (AR).

また、微細加工技術の一つとして、外周面に微細凹凸構造が形成されたロール原盤をフィルム基材に押し当て、ロール原盤の微細凹凸構造をフィルム基材の樹脂層に転写するインプリント技術の開発が進められている。このインプリント技術を用いて、例えば、可視光の波長以下の周期(ピッチ)で配列された微細凹凸構造(いわゆるモスアイ構造)を、透明なフィルム基材の樹脂層に転写することができる。これによって、フィルム基材に反射防止機能を付与して、反射防止フィルムを効率よく量産することができる。 In addition, one type of microfabrication technology being developed is imprinting, in which a roll master with a fine uneven structure formed on its outer peripheral surface is pressed against a film substrate, and the fine uneven structure of the roll master is transferred to the resin layer of the film substrate. Using this imprinting technology, it is possible to transfer, for example, a fine uneven structure (a so-called moth-eye structure) arranged at a period (pitch) equal to or smaller than the wavelength of visible light to the resin layer of a transparent film substrate. This provides anti-reflective properties to the film substrate, enabling efficient mass production of anti-reflective films.

かかる反射防止フィルムの表面に設けられた微細凹凸構造によって、入射光に対する屈折率の変化が緩やかになるため、反射の原因となる屈折率の急激な変化が生じにくい。したがって、上記各種の装置の必要部位に反射防止フィルムを設けることにより、入射光の反射を抑制することができる。 The micro-relief structure on the surface of such anti-reflection films causes the refractive index to change gradually with respect to incident light, making it less likely that abrupt changes in refractive index that cause reflection will occur. Therefore, by providing anti-reflection films in the necessary locations on the various devices listed above, it is possible to suppress reflection of incident light.

かかる反射防止フィルムとして、例えば、特許文献1には、楕円錐または楕円錐台形状を有する複数の構造体を備える光学素子が開示されている。また、特許文献2には、錐体形状を有する複数の構造体を備えた光学素子において、当該構造体の深さ方向に対する実効屈性率が、光学素子の基体へ向けて徐々に増加するとともに、S字状の曲線を描くようにすることが開示されている。 As an example of such an anti-reflection film, Patent Document 1 discloses an optical element having a plurality of structures each having an elliptical cone or frustum of an elliptical cone shape. Furthermore, Patent Document 2 discloses an optical element having a plurality of structures each having a cone shape, in which the effective refractive index of the structures in the depth direction gradually increases toward the substrate of the optical element, forming an S-shaped curve.

特許第4404161号Patent No. 4404161 特許第5257066号Patent No. 5257066

ところで、反射防止フィルムが適用される装置の用途が広がるにつれ、当該装置の用途によっては、可視光域から近赤外域までの幅広い波長帯域(例えば、380~950nm)の光を検出できることが要求されている。例えば、自動車のフロントガラスに搭載されるカメラは、夜間運転時などに、暗所における周辺環境を適切に検出して撮像できる必要がある。また、VRまたはAR等のウェアラブルデバイスでは、当該デバイスの筐体内において光が入らない暗所にアイトラッキングカメラが設けられる。このため、当該アイトラッキングカメラは、筐体内の暗所において人の目の動きや表情を検知できる必要がある。したがって、上記車載カメラが設けられるフロントガラスの反射防止処理箇所や、アイトラッキングカメラのカバーガラスなどに反射防止フィルムを設ける場合、当該反射防止フィルムは、可視光域から近赤外域までの幅広い波長帯域の光に対して、反射防止特性を発揮できることが要求される。 As the applications of devices to which anti-reflection films are applied expand, some applications of the devices require the ability to detect light in a wide wavelength band (e.g., 380-950 nm) from the visible light range to the near-infrared range. For example, a camera mounted on the windshield of a vehicle must be able to properly detect and capture images of the surrounding environment in dark places, such as when driving at night. Furthermore, in wearable devices such as VR or AR, an eye-tracking camera is installed in a dark, light-blocking area within the device's housing. Therefore, the eye-tracking camera must be able to detect a person's eye movements and facial expressions even in dark places within the housing. Therefore, when an anti-reflection film is installed on an anti-reflection-treated area of the windshield where the in-vehicle camera is installed, or on the cover glass of the eye-tracking camera, the anti-reflection film must be able to exhibit anti-reflection properties for light in a wide wavelength band from the visible light range to the near-infrared range.

一方、自動車の構造上、フロントガラスは極端に傾斜して配置されており、当該傾斜したフロントガラスの背後に車載カメラが設置される。このため、傾斜したフロントガラスに反射防止フィルムを貼り付けて、反射防止処理を施す場合、反射防止フィルムに対する光の入射角は、例えば45°~70°程度といった非常に高角度となることもある。したがって、この場合、反射防止フィルムは、当該高角度で斜入射される光に対して、反射防止特性を発揮できることが要求される。また、VR等のウェアラブルデバイスでは、軽量コンパクト化が必須であるため、顔面に近い位置にカメラが設置された状態で、顔の広い範囲を検知できる必要がある。したがって、この場合でも、当該カメラに用いられる反射防止フィルムは、例えば45°~70°程度の高角度で斜入射される光に対して、反射防止特性を発揮できることが要求される。 However, due to the structure of automobiles, windshields are positioned at an extreme incline, and an on-board camera is installed behind this inclined windshield. Therefore, when applying an anti-reflection film to an inclined windshield to prevent reflection, the angle of incidence of light on the anti-reflection film can be very high, for example, around 45° to 70°. In such cases, the anti-reflection film must be able to exhibit anti-reflection properties against light that is obliquely incident at such a high angle. Furthermore, since lightweight and compactness are essential for wearable devices such as VR, the camera must be installed close to the face and be able to detect a wide area of the face. Therefore, even in this case, the anti-reflection film used in such cameras must be able to exhibit anti-reflection properties against light that is obliquely incident at a high angle, for example, around 45° to 70°.

しかしながら、上記特許文献1、2に記載の従来の反射防止フィルムでは、可視光域から近赤外域までの幅広い波長帯域の光に対して十分に対応できず、いずれかの波長帯域で反射防止特性が低下するという問題があった。さらに、当該従来の反射防止フィルムでは、45°~70°程度の高角度で斜入射される光に対しても、反射防止特性が低下するという問題があった。 However, the conventional anti-reflection films described in Patent Documents 1 and 2 above were unable to adequately handle light in a wide wavelength range from the visible light region to the near-infrared region, and had the problem of reduced anti-reflection properties in some wavelength ranges. Furthermore, these conventional anti-reflection films also had the problem of reduced anti-reflection properties for light incident obliquely at high angles of approximately 45° to 70°.

例えば、特許文献1に記載の反射防止フィルムでは、微細凹凸構造を構成する複数の構造体が、楕円錐または楕円錐台形状の単調な構造を有している。このため、特定の波長帯域のみの入射光の反射が防止され、それ以外の波長帯域の入射光については、サブ反射ピークが発生し、反射が増加してしまうという問題があった。また、特許文献2に記載の反射防止フィルムでは、特許文献1の単調な楕円錐形状と比較して、サブ反射ピークを抑制して、可視光域における反射防止可能域が広がるが、近赤外域の入射光の反射を防止することは困難であった。さらに、例えば45°~70°程度の高角度の斜入射光に対応することも困難であった。 For example, in the anti-reflection film described in Patent Document 1, the multiple structures that make up the micro-relief structure have a simple elliptical cone or elliptical truncated cone shape. This prevents reflection of incident light in only a specific wavelength band, while a sub-reflection peak occurs for incident light in other wavelength bands, resulting in increased reflection. Furthermore, the anti-reflection film described in Patent Document 2 suppresses the sub-reflection peak and broadens the anti-reflection range in the visible light range compared to the simple elliptical cone shape of Patent Document 1, but it is difficult to prevent reflection of incident light in the near-infrared range. Furthermore, it is difficult to accommodate oblique incident light at high angles, for example, around 45° to 70°.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、可視光域から近赤外域までの幅広い波長帯域の入射光に対しても、高角度の斜入射光に対しても、反射防止特性を確保することが可能な光学素子、ロール原盤および光学素子の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and its object is to provide an optical element, a roll master, and a method for manufacturing an optical element that can ensure anti-reflection properties for incident light in a wide wavelength range from the visible light region to the near-infrared region, as well as for oblique incident light at high angles.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、
基材と、
前記基材の少なくとも一方の表面上に、可視光の波長帯域以下のピッチで配列された複数の凸状の構造体と、
を備え、
前記構造体は、前記基材の表面上に形成された第1テーパ部と、前記第1テーパ部の上に形成された第2テーパ部と、からなる複合構造を有し、
前記第2テーパ部のテーパ比Cは、前記第1テーパ部のテーパ比Cより小さく、
前記第2テーパ部は、前記第1テーパ部よりも細い針状のテーパ形状を有し、
前記構造体の高さhは、400nm以上である、
光学素子が提供される。
In order to solve the above problem, according to one aspect of the present invention,
A substrate;
a plurality of convex structures arranged on at least one surface of the substrate at a pitch equal to or smaller than the wavelength band of visible light;
Equipped with
the structure has a composite structure including a first tapered portion formed on a surface of the base material and a second tapered portion formed on the first tapered portion,
a taper ratio C2 of the second tapered portion is smaller than a taper ratio C1 of the first tapered portion;
the second tapered portion has a needle-like tapered shape that is thinner than the first tapered portion,
The height h of the structure is 400 nm or more.
An optical element is provided.

前記構造体は、前記第1テーパ部の頂部と前記第2テーパ部の底部との接合位置において、前記構造体の側面のテーパ比が変化する変化点を有するようにしてもよい。 The structure may have a transition point where the taper ratio of the side surface of the structure changes at the junction between the top of the first tapered section and the bottom of the second tapered section.

前記第1テーパ部および前記第2テーパ部は、線形テーパ近似形状を有し、
前記第1テーパ部および前記第2テーパ部のテーパ面の垂直断面形状は、実質的に直線からなるようにしてもよい。
the first tapered portion and the second tapered portion have a linearly tapered approximation shape;
The vertical cross-sectional shapes of the tapered surfaces of the first tapered portion and the second tapered portion may be substantially straight lines.

前記構造体の高さhは、490nm以上であるようにしてもよい。 The height h of the structure may be 490 nm or more.

前記第2テーパ部の高さhは、160~300nmであり、
前記第1テーパ部の高さhは、150~500nmであるようにしてもよい。
The height h2 of the second tapered portion is 160 to 300 nm,
The height h1 of the first tapered portion may be 150 to 500 nm.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、
前記光学素子を製造するためのロール原盤であって、
円筒状または円柱状の原盤基材と、
前記原盤基材の外周面に形成された第1微細凹凸構造と、
を備え、
前記第1微細凹凸構造は、前記光学素子の前記構造体の反転形状を有する複数の凹部を含み、
前記凹部は、
前記第1テーパ部の反転形状を有する第1テーパ凹部と、前記第1テーパ凹部の内部に形成され、前記第2テーパ部の反転形状を有する第2テーパ凹部と、からなる複合構造を有する、ロール原盤が提供される。
In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention,
A roll master for manufacturing the optical element,
a cylindrical or columnar master substrate;
a first microrelief structure formed on the outer peripheral surface of the master substrate;
Equipped with
the first microrelief structure includes a plurality of recesses having an inverted shape of the structures of the optical element,
The recessed portion is
A roll master is provided, which has a composite structure consisting of a first tapered recess having an inverted shape of the first tapered portion, and a second tapered recess formed inside the first tapered recess and having an inverted shape of the second tapered portion.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、
前記光学素子の製造方法であって、
第1微細凹凸構造が形成されたロール原盤を製造する工程と、
前記光学素子の前記基材の表面に硬化性樹脂からなる樹脂層を塗布する工程と、
前記ロール原盤の前記第1微細凹凸構造を前記樹脂層に転写することによって、前記光学素子の前記構造体を含む第2微細凹凸構造を前記樹脂層に形成する工程と、
を含み、
前記第1微細凹凸構造は、前記光学素子の前記構造体の反転形状を有する複数の凹部を含み、
前記凹部は、
前記第1テーパ部の反転形状を有する第1テーパ凹部と、前記第1テーパ凹部の内部に形成され、前記第2テーパ部の反転形状を有する第2テーパ凹部と、からなる複合構造を有する、光学素子の製造方法が提供される。
In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention,
The method for manufacturing an optical element,
a step of manufacturing a roll master on which a first microrelief structure is formed;
a step of applying a resin layer made of a curable resin to a surface of the substrate of the optical element;
forming a second microrelief structure including the structures of the optical element on the resin layer by transferring the first microrelief structure of the roll master onto the resin layer;
Including,
the first microrelief structure includes a plurality of recesses having an inverted shape of the structures of the optical element,
The recessed portion is
A method for manufacturing an optical element is provided, which has a composite structure consisting of a first tapered recess having an inverted shape of the first tapered portion, and a second tapered recess formed inside the first tapered recess and having an inverted shape of the second tapered portion.

前記ロール原盤を製造する工程は、
前記ロール原盤の原盤基材の外周面にレジスト層を成膜する成膜工程と、
前記レジスト層にレーザ光を照射することで潜像を形成する露光工程と、
前記潜像が形成された前記レジスト層を現像し、前記レジスト層にパターンを形成する現像工程と、
前記パターンが形成された前記レジスト層をマスクとして前記原盤基材をエッチングし、前記原盤基材の外周面に前記第1微細凹凸構造の凹凸パターンを形成するエッチング工程と、
を含み、
前記エッチング工程では、前記原盤基材をエッチングする途中でエッチング条件を変更することにより、前記第1テーパ凹部と前記第2テーパ凹部とからなる複合構造を有する前記凹部を形成するようにしてもよい。
The step of manufacturing the roll master includes:
a film-forming step of forming a resist layer on an outer peripheral surface of a master substrate of the roll master;
an exposure step of irradiating the resist layer with laser light to form a latent image;
a developing step of developing the resist layer on which the latent image is formed to form a pattern in the resist layer;
an etching step of etching the master substrate using the resist layer on which the pattern has been formed as a mask to form a concave-convex pattern of the first fine concave-convex structure on the outer peripheral surface of the master substrate;
Including,
In the etching step, etching conditions may be changed during etching of the master substrate to form the recess having a composite structure consisting of the first tapered recess and the second tapered recess.

本発明によれば、可視光域から近赤外域までの幅広い波長帯域の入射光に対しても、高角度の斜入射光に対しても、反射防止特性を確保することが可能な光学素子を提供することができる。 The present invention provides an optical element that can ensure anti-reflection properties for incident light in a wide wavelength range from the visible light region to the near-infrared region, as well as for obliquely incident light at high angles.

図1は、本発明の一実施形態に係る光学フィルムを示す部分拡大断面図である。FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view showing an optical film according to one embodiment of the present invention. 図2は、同実施形態に係る構造体を示す部分拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing the structure according to the embodiment. 図3は、同実施形態に係る光学フィルムの微細凹凸構造を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the fine concave-convex structure of the optical film according to the embodiment. 図4は、同実施形態に係るロール原盤を模式的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating the roll master according to the embodiment. 図5は、同実施形態に係るロール原盤の製造に用いられる露光装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an exposure device used in manufacturing the roll master according to the embodiment. 図6は、同実施形態に係るロール原盤の露光方法を概略的に示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view illustrating an exposure method for a roll master according to the embodiment. 図7は、同実施形態に係る露光信号と露光パターンとの対応関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the correspondence between the exposure signal and the exposure pattern according to the embodiment. 図8は、同実施形態に係るロール原盤の製造方法を示す工程図である。FIG. 8 is a process diagram showing the method for manufacturing a roll master according to the embodiment. 図9は、同実施形態に係るロール原盤の製造方法を示す工程図である。FIG. 9 is a process diagram showing the method for manufacturing a roll master according to the embodiment. 図10は、同実施形態に係る光学フィルムの製造方法を示す工程図である。FIG. 10 is a process diagram showing a method for producing an optical film according to the embodiment. 図11は、同実施形態に係る光学フィルムの製造方法を示す工程図である。FIG. 11 is a process diagram showing a method for producing an optical film according to the embodiment. 図12は、同実施形態に係る転写装置の構成を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the transfer device according to the same embodiment. 図13は、比較例に係る凸状の構造体を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a convex structure according to a comparative example. 図14は、実施例に係る凸状の構造体を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing a convex structure according to an example. 図15は、実施例に係る凸構造体の高さhと、400~950nmの波長帯域における平均反射率Reθ=70°との関係を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing the relationship between the height h of the convex structures according to the example and the average reflectance Re θ=70° in the wavelength band of 400 to 950 nm. 図16は、10°程度の低角度の斜入射時における、入射光の波長λと反射率Reとの関係を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the relationship between the wavelength λ of incident light and the reflectance Re when the light is obliquely incident at a low angle of about 10°. 図17は、70°程度の高角度の斜入射時における、入射光の波長λと反射率Reとの関係を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing the relationship between the wavelength λ of incident light and the reflectance Re when the light is obliquely incident at a high angle of about 70°.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Dimensions, materials, and other specific values shown in these embodiments are merely examples to facilitate understanding of the invention and, unless otherwise specified, do not limit the present invention. Furthermore, in this specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals to avoid redundant explanation, and elements not directly related to the present invention are not shown.

[1.光学フィルムの構成]
[1.1.光学フィルムの概略構成]
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子である光学フィルム1の概略構成について説明する。図1は、本実施形態に係る光学フィルム1を示す部分拡大断面図である。
[1. Optical film configuration]
[1.1. Schematic configuration of optical film]
First, the schematic configuration of an optical film 1, which is an optical element according to one embodiment of the present invention, will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a partially enlarged cross-sectional view showing the optical film 1 according to this embodiment.

図1に示すように、本実施形態に係る光学フィルム1は、光学素子の一例であり、フィルム状の光学素子である。光学フィルム1は、反射防止機能を有する透明な光学フィルム(反射防止フィルム)であり、可視光に対して透明性を有している。例えば、光学フィルム1は、その表面に反射防止特性を有する微細凹凸構造2が形成されたモスアイフィルムである。なお、本実施形態では、主に、光学フィルム1の一方の表面に微細凹凸構造2が形成された光学フィルム1の例について説明するが、光学フィルム1の両方の表面(表裏両面)に微細凹凸構造2が形成されてもよい。 As shown in FIG. 1, the optical film 1 according to this embodiment is an example of an optical element and is a film-like optical element. The optical film 1 is a transparent optical film (anti-reflection film) with anti-reflection properties and is transparent to visible light. For example, the optical film 1 is a moth-eye film on whose surface a micro-relief structure 2 with anti-reflection properties is formed. Note that this embodiment mainly describes an example of an optical film 1 in which the micro-relief structure 2 is formed on one surface of the optical film 1, but the micro-relief structure 2 may also be formed on both surfaces (front and back) of the optical film 1.

一般に、透明フィルムの表面に周期的な凹凸構造を設けた場合、当該凹凸構造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、凹凸構造のピッチが、透過する入射光(例えば、可視光または近赤外光)の波長よりも短い場合には、回折は発生せず、凹凸構造のピッチや深さなどに対応する波長の入射光に対して有効な反射防止特性を得ることができる。このように、凹凸構造のうち、可視光の波長以下のピッチを有する微細凹凸構造2は、モスアイ構造とも称される。 Generally, when a periodic uneven structure is provided on the surface of a transparent film, diffraction occurs when light passes through the uneven structure, significantly reducing the linear component of the transmitted light. However, if the pitch of the uneven structure is shorter than the wavelength of the incident light (e.g., visible light or near-infrared light) that is being transmitted, diffraction does not occur, and effective anti-reflection properties can be obtained for incident light with a wavelength corresponding to the pitch and depth of the uneven structure. In this way, among uneven structures, a fine uneven structure 2 having a pitch equal to or shorter than the wavelength of visible light is also called a moth-eye structure.

光学フィルム1の表面に微細凹凸構造2を形成することで、光学フィルム1と空気との界面での反射を有効に抑制することができる。例えば、光学フィルム1を、上述した自動車のフロントガラス、または、VR等のウェアラブルデバイスのアイトラッキングカメラなどに用いる場合、高い入射角θで入射される可視光または近赤外光の反射を適切に抑制して、カメラの視界を良好に保つことが求められる。この観点では、光学フィルム1の屈折率nは、1.40以上、2.00以下であることが好ましく、1.43以上2.00以下であることがより好ましい。また、光学フィルム1において、波長550nmの光の透過率は、94.0%以上であることが好ましく、98.0%以上、特に98.5%以上であることがより好ましい。 By forming a microrelief structure 2 on the surface of optical film 1, reflection at the interface between optical film 1 and air can be effectively suppressed. For example, when optical film 1 is used in the windshield of the aforementioned automobile or in an eye-tracking camera for a wearable device such as a VR, it is necessary to appropriately suppress the reflection of visible light or near-infrared light incident at a high incident angle θ to maintain a good field of view for the camera. From this perspective, the refractive index n of optical film 1 is preferably 1.40 or more and 2.00 or less, and more preferably 1.43 or more and 2.00 or less. Furthermore, in optical film 1, the transmittance of light with a wavelength of 550 nm is preferably 94.0% or more, more preferably 98.0% or more, and particularly preferably 98.5% or more.

光学フィルム1の表面領域は、微細凹凸構造2が形成された凹凸パターン領域を含む。凹凸パターン領域は、微細凹凸構造2により反射防止特性が付与された透明領域(反射防止領域)である。微細凹凸構造2は、可視光の波長以下(例えば350nm以下)のピッチPで配列された複数の凸状の構造体3(凸部)および凹部4からなる。この微細凹凸構造2により、光学フィルム1の凹凸パターン領域では、入射光の反射率は非常に低く、光線透過率が高い。 The surface region of the optical film 1 includes a concave-convex pattern region in which a fine concave-convex structure 2 is formed. The concave-convex pattern region is a transparent region (anti-reflection region) that is endowed with anti-reflection properties by the fine concave-convex structure 2. The fine concave-convex structure 2 consists of a plurality of convex structures 3 (convex portions) and concave portions 4 arranged at a pitch P that is equal to or less than the wavelength of visible light (e.g., 350 nm or less). Due to this fine concave-convex structure 2, the concave-convex pattern region of the optical film 1 has very low reflectance of incident light and high light transmittance.

本実施形態に係る光学フィルム1は、上述した各種の装置に設けられる反射防止フィルムとして適用可能である。光学フィルム1に対して入射される光(入射光)の波長λは、可視光域から近赤外域までの広い波長帯域である。当該入射光の波長λは、例えば、380m~780nmであり、380nm~950nmであることが好ましく、380nm~2000nmであることがより好ましい。 The optical film 1 according to this embodiment can be used as an anti-reflection film in the various devices described above. The wavelength λ of light incident on the optical film 1 (incident light) is a wide wavelength band ranging from the visible light region to the near-infrared region. The wavelength λ of the incident light is, for example, 380 nm to 780 nm, preferably 380 nm to 950 nm, and more preferably 380 nm to 2000 nm.

また、本実施形態に係る光学フィルム1は、光学フィルム1の表面(XY平面)に対して垂直方向(Z方向)から入射される入射光(法線入射の入射光:入射角θ=0°)だけでなく、当該垂直方向に対して傾斜した方向から入射される斜入射光(入射角θ>0°)にも適用可能である。特に、本実施形態に係る光学フィルム1は、例えば45°以上の高角度の入射角θで入射される斜入射光だけでなく、例えば70°程度の超高角度の入射角θで入射される斜入射光にも適用可能である。 Furthermore, the optical film 1 according to this embodiment is applicable not only to incident light (normal incident light: incident angle θ = 0°) incident from a direction perpendicular to the surface (XY plane) of the optical film 1 (Z direction), but also to oblique incident light (incident angle θ > 0°) incident from a direction inclined relative to the perpendicular direction. In particular, the optical film 1 according to this embodiment is applicable not only to oblique incident light incident at a high incident angle θ of, for example, 45° or more, but also to oblique incident light incident at an ultra-high incident angle θ of, for example, about 70°.

このように、本実施形態に係る光学フィルム1は、可視光域から近赤外域までの広範囲の波長帯域の入射光に対して反射防止特性を発揮しつつ、高角度の斜入射光に対しても反射防止特性を確保できるものである。かかる光学フィルム1の優れた反射防止特性を実現するための構成について、以下に詳述する。 As such, the optical film 1 according to this embodiment exhibits anti-reflection properties for incident light over a wide wavelength range, from the visible light region to the near-infrared region, while also maintaining anti-reflection properties for obliquely incident light at high angles. The configuration that realizes the excellent anti-reflection properties of the optical film 1 is described in detail below.

[1.2.光学フィルムの層構造]
次に、図1を参照して、本実施形態に係る光学フィルム1の層構造について、より詳細に説明する。
[1.2. Layer structure of optical film]
Next, the layer structure of the optical film 1 according to this embodiment will be described in more detail with reference to FIG.

図1に示すように、光学フィルム1は、例えば、可撓性を有する透明な基材11と、基材11の少なくとも一方の表面に積層される透明な樹脂層12とを備える。このように、本実施形態に係る光学フィルム1は、例えば、基材11と樹脂層12を含む2層構造を有する。しかし、かかる例に限定されず、基材11と樹脂層12の間に、密着性を高めるための密着層(図示せず。)等の別の中間層を設けて、3層以上の積層構造としてもよい。また、基材11の表裏両面に樹脂層12、12を設けて、3層以上の積層構造としてもよい。また、樹脂層12の表面上に被覆層などを追加してもよい。また、基材11と樹脂層12に分けずに、光学フィルムを同一の材料(例えば、ガラス材料又は樹脂材料)で一体的に形成して、1層構造の光学フィルムを用いてもよい。 As shown in FIG. 1 , the optical film 1 includes, for example, a flexible, transparent substrate 11 and a transparent resin layer 12 laminated on at least one surface of the substrate 11. Thus, the optical film 1 according to this embodiment has, for example, a two-layer structure including the substrate 11 and the resin layer 12. However, the present invention is not limited to this example. A laminated structure of three or more layers may be formed by providing another intermediate layer, such as an adhesion layer (not shown) to enhance adhesion, between the substrate 11 and the resin layer 12. Alternatively, a laminated structure of three or more layers may be formed by providing resin layers 12, 12 on both the front and back surfaces of the substrate 11. A coating layer or the like may also be added to the surface of the resin layer 12. Alternatively, instead of separating the substrate 11 and the resin layer 12, the optical film may be integrally formed from the same material (e.g., glass or resin) to form a single-layer optical film.

基材11は、可撓性を有する透明なフィルム基材である。基材11は、1枚のシート状の透明部材で構成されてもよいし、複数枚のシート状の透明部材の貼り合せにより構成されてもよい。基材11の厚さは、光学フィルム1の用途に応じて適宜選択され、用途に応じた可撓性や剛性、厚み等を付与することが好ましい。 The substrate 11 is a flexible, transparent film substrate. The substrate 11 may be composed of a single sheet-like transparent material, or may be composed of multiple sheet-like transparent materials laminated together. The thickness of the substrate 11 is selected appropriately depending on the application of the optical film 1, and it is preferable to impart flexibility, rigidity, thickness, etc. according to the application.

基材11の材料としては、例えば、透明性を有するプラスチック材料、またはガラス材料などが挙げられる。詳細には、基材11のプラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、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、ポリウレタン等が挙げられる。また、基材11のガラス材料としては、例えば、ソーダライムガラス、鉛ガラス、硬質ガラス、石英ガラス、液晶化ガラス等が挙げられる。しかし、基材11の材料は、上記で例示した材料に特に限定されるものではない。 Examples of materials for the substrate 11 include transparent plastic materials and glass materials. More specifically, examples of plastic materials for the substrate 11 include polyethylene terephthalate (PET), methyl methacrylate (co)polymer, polycarbonate, styrene (co)polymer, methyl methacrylate-styrene copolymer, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, polyester, polyamide, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, polypropylene, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polyether ketone, and polyurethane. Examples of glass materials for the substrate 11 include soda-lime glass, lead glass, hard glass, quartz glass, and liquid crystal glass. However, the material for the substrate 11 is not particularly limited to the materials listed above.

基材11としてプラスチック材料を用いる場合、プラスチック材料の表面の表面エネルギー、塗布性、すべり性、平面性などをより改善するために、表面処理により下塗り層(図示せず。)をさらに設けるようにしてもよい。この下塗り層としては、例えば、オルガノアルコキシメタル化合物、ポリエステル、アクリル変性ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。また、下塗り層を設けるのと同等の効果を得るために、基材11の表面に対してコロナ放電処理、UV照射処理などを施してもよい。 When a plastic material is used as the substrate 11, a primer layer (not shown) may be provided by surface treatment to further improve the surface energy, coatability, slipperiness, flatness, etc. of the plastic material's surface. Examples of such a primer layer include organoalkoxymetal compounds, polyester, acrylic-modified polyester, and polyurethane. Furthermore, to achieve the same effect as providing a primer layer, the surface of the substrate 11 may be subjected to corona discharge treatment, UV irradiation treatment, etc.

基材11は、例えば、上述の樹脂を伸延、あるいは溶剤に希釈後にフィルム状に成膜して乾燥するなどの方法で形成され得る。基材11の厚さは、光学フィルム1の用途に応じて適宜選択することが好ましく、例えば、10μm以上500μm以下、好ましくは50μm以上500μm以下、さらに好ましくは50μm以上300μm以下程度である。基材11の厚さが10μm以上であると、光学フィルム1の保護性能、耐久性が向上する。一方、基材11の厚さが500μm以下であると、光学フィルム1を軽量化できる。また、基材11が可撓性を有することで、湾曲変形できる。よって、光学フィルム1を湾曲面に好適に貼り付けることができ、光学フィルム1の耐久性も向上できる。 The substrate 11 can be formed, for example, by stretching the above-mentioned resin or diluting it in a solvent, forming it into a film, and then drying it. The thickness of the substrate 11 is preferably selected appropriately depending on the application of the optical film 1, and is, for example, approximately 10 μm to 500 μm, preferably 50 μm to 500 μm, and more preferably 50 μm to 300 μm. When the thickness of the substrate 11 is 10 μm or more, the protective performance and durability of the optical film 1 are improved. On the other hand, when the thickness of the substrate 11 is 500 μm or less, the optical film 1 can be made lighter. Furthermore, the flexibility of the substrate 11 allows it to be curved and deformed. Therefore, the optical film 1 can be suitably attached to curved surfaces, and the durability of the optical film 1 can also be improved.

樹脂層12は、透明性を有する樹脂製の層であり、基材11の表面上に積層される。光学フィルム1の内部における反射を抑制し、コントラストを向上するために、樹脂層12の屈折率は、基材11の屈折率と同様であることが好ましい。また、樹脂層12は、基材11と同等の透明性を有することが好ましい。樹脂層12には、微細凹凸構造2などの凹凸パターンが形成される。本実施形態では、微細凹凸構造2は、例えば、後述するロール原盤による転写加工により形成される。 The resin layer 12 is a transparent resin layer laminated on the surface of the substrate 11. To suppress reflection within the optical film 1 and improve contrast, the refractive index of the resin layer 12 is preferably the same as that of the substrate 11. The resin layer 12 also preferably has the same transparency as the substrate 11. A concavo-convex pattern such as the micro-convex structure 2 is formed in the resin layer 12. In this embodiment, the micro-convex structure 2 is formed, for example, by transfer processing using a roll master, as described below.

樹脂層12は、硬化性樹脂で形成される層である。樹脂層12は、例えば、エネルギー線硬化性樹脂組成物などの硬化性樹脂組成物(転写材料)の硬化物で形成される。樹脂層12の形成工程では、まず、上記基材11の表面上に転写材料として、未硬化のエネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布して、当該エネルギー線硬化性樹脂組成物に対して上記微細凹凸構造2の凹凸パターンを転写する。その後に、エネルギー線の照射により硬化性樹脂組成物を硬化させる。これにより、微細凹凸構造2の凹凸パターンが転写された樹脂層12が基材11の表面上に形成される。 The resin layer 12 is a layer formed from a curable resin. The resin layer 12 is formed, for example, from a cured product of a curable resin composition (transfer material) such as an energy ray-curable resin composition. In the process of forming the resin layer 12, first, an uncured energy ray-curable resin composition is applied as a transfer material to the surface of the substrate 11, and the concave-convex pattern of the microrelief structure 2 is transferred to the energy ray-curable resin composition. The curable resin composition is then cured by irradiation with energy rays. As a result, a resin layer 12 to which the concave-convex pattern of the microrelief structure 2 has been transferred is formed on the surface of the substrate 11.

エネルギー線硬化性樹脂組成物は、エネルギー線を照射することにより硬化する特性を有する樹脂である。こでこ、エネルギー線は、例えば、紫外線、電子線、赤外線、レーザ光線、可視光線、電離放射線(X線、α線、β線、γ線など)、マイクロ波、または高周波などであってよい。取り扱いの容易性等の観点から、エネルギー線硬化性樹脂組成物として、例えば、紫外線硬化性樹脂組成物を用いることが好ましい。紫外線硬化性樹脂組成物は、紫外線を照射することにより硬化する特性を有する樹脂である。 An energy ray-curable resin composition is a resin that has the property of being cured by irradiation with energy rays. Here, the energy rays may be, for example, ultraviolet rays, electron beams, infrared rays, laser beams, visible light, ionizing radiation (X-rays, alpha rays, beta rays, gamma rays, etc.), microwaves, or high-frequency waves. From the standpoint of ease of handling, it is preferable to use, for example, an ultraviolet-curable resin composition as the energy ray-curable resin composition. An ultraviolet-curable resin composition is a resin that has the property of being cured by irradiation with ultraviolet rays.

また、エネルギー線硬化性樹脂組成物は、必要に応じてフィラーまたは機能性添加剤などを含んでもよい。例えば、紫外線硬化性樹脂組成物は、アクリレートまたは開始剤を含んでもよく、単官能モノマー、二官能モノマー、多官能モノマー等を含んでもよい。 The energy ray-curable resin composition may also contain fillers or functional additives, as needed. For example, the ultraviolet ray-curable resin composition may contain an acrylate or an initiator, and may also contain a monofunctional monomer, a bifunctional monomer, a polyfunctional monomer, etc.

また、エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物は、親水性を有してもよい。このために、エネルギー線硬化性樹脂組成物は、親水性を有する官能基を1種以上含んでいることが好ましい。このような親水性を有する官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、およびカルボニル基などが挙げられる。 In addition, the cured product of the energy ray-curable resin composition may have hydrophilic properties. For this reason, the energy ray-curable resin composition preferably contains one or more functional groups that have hydrophilic properties. Examples of such functional groups that have hydrophilic properties include a hydroxyl group, a carboxyl group, and a carbonyl group.

[1.3.微細凹凸構造の特徴]
次に、図1~図3を参照して、本実施形態に係る光学フィルム1の微細凹凸構造2の特徴について、より詳細に説明する。図2は、本実施形態に係る光学フィルム1の微細凹凸構造2を示す部分拡大断面図である。図3は、本実施形態に係る光学フィルム1の微細凹凸構造2を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、光学フィルム1の厚み方向(Z方向)のうち、基材11側の方向(-Z方向)を下方向もしくは下側と称し、基材11とは反対側の方向(+Z方向)を上方向もしくは上側と称する。
[1.3. Characteristics of the fine uneven structure]
Next, the characteristics of the microrelief structure 2 of the optical film 1 according to this embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing the microrelief structure 2 of the optical film 1 according to this embodiment. FIG. 3 is a plan view showing the microrelief structure 2 of the optical film 1 according to this embodiment. For ease of explanation, in the thickness direction (Z direction) of the optical film 1, the direction toward the substrate 11 (-Z direction) will be referred to as the downward direction or lower side, and the direction opposite the substrate 11 (+Z direction) will be referred to as the upward direction or upper side.

図1~図3に示すように、本実施形態に係る微細凹凸構造2(モスアイ構造)は、複数の凸状の構造体3(凸部)および複数の凹部4からなる。複数の凸状の構造体3および複数の凹部4は、光学フィルム1の基材11の表面上に積層された樹脂層12に形成されている。光学フィルム1の全表面のうち凹凸パターン領域の樹脂層12に微細凹凸構造2を設けることにより、凹凸パターン領域の表面(XY平面)が、モスアイ構造の凹凸面となる。 As shown in Figures 1 to 3, the microrelief structure 2 (moth-eye structure) according to this embodiment is composed of a plurality of convex structures 3 (convex portions) and a plurality of concave portions 4. The plurality of convex structures 3 and the plurality of concave portions 4 are formed in a resin layer 12 laminated on the surface of a substrate 11 of an optical film 1. By providing the microrelief structure 2 in the resin layer 12 in the concave-convex pattern region of the entire surface of the optical film 1, the surface of the concave-convex pattern region (XY plane) becomes the concave-convex surface of a moth-eye structure.

凸状の構造体3(凸部)は、光学フィルム1の表面(XY平面)に対して垂直な方向(Z方向)に突出している。複数の構造体3は、基材11の表面(XY平面)上に、可視光の波長以下(例えば350nm以下)のピッチPで配列されている。 The convex structures 3 (convex portions) protrude in a direction (Z direction) perpendicular to the surface (XY plane) of the optical film 1. Multiple structures 3 are arranged on the surface (XY plane) of the substrate 11 at a pitch P that is equal to or less than the wavelength of visible light (e.g., 350 nm or less).

凹部4は、相隣接する複数の構造体3、3間に形成される凹んだ部分である。凹部4も基材11の表面(XY平面)上に、可視光の波長以下(例えば350nm以下)のピッチPで配列されている。 The recesses 4 are recessed portions formed between adjacent structures 3, 3. The recesses 4 are also arranged on the surface (XY plane) of the substrate 11 at a pitch P that is equal to or less than the wavelength of visible light (e.g., 350 nm or less).

本実施形態に係る微細凹凸構造2は、凸状の構造体3(凸部)の形状に特徴を有する。本実施形態に係る構造体3は、少なくとも2つのテーパ部(第1テーパ部31および第2テーパ部32)を、光学フィルム1の厚み方向(Z方向)に積み重ねた複合構造を有する。 The microrelief structure 2 according to this embodiment is characterized by the shape of the convex structures 3 (convex portions). The structures 3 according to this embodiment have a composite structure in which at least two tapered portions (a first tapered portion 31 and a second tapered portion 32) are stacked in the thickness direction (Z direction) of the optical film 1.

詳細には、構造体3は、第1テーパ部31(下側テーパ部)と、第2テーパ部32(上側テーパ部)とからなる複合構造を有する。第1テーパ部31および第2テーパ部32は、基材11から離れるにつれて細くなるようなテーパ形状を有する構造体である。第1テーパ部31は、基材11の表面上に形成され、構造体3の底部側の土台となる部分である。第2テーパ部32は、第1テーパ部31の上に形成され、構造体3の先端側の頂部となる部分である。 In detail, the structure 3 has a composite structure consisting of a first tapered portion 31 (lower tapered portion) and a second tapered portion 32 (upper tapered portion). The first tapered portion 31 and the second tapered portion 32 are structures having a tapered shape that becomes thinner with increasing distance from the substrate 11. The first tapered portion 31 is formed on the surface of the substrate 11 and forms the base of the bottom side of the structure 3. The second tapered portion 32 is formed on the first tapered portion 31 and forms the apex of the tip side of the structure 3.

第1テーパ部31は、Z方向の上側(基材11とは反対側)に向けて細くなるテーパ形状、例えば錐台形状を有する。図1~図2に示す例の第1テーパ部31の形状は、円錐台形状であるが、これ以外の錐台形状であってもよい。例えば、第1テーパ部31は、楕円錐台形状であってもよいし、三角錐台、四角錐台、六角錐台、八角錐台などの任意の角錐台形状であってもよい。また、第1テーパ部31は、Z方向の中心軸を基準として対称な錐台形状であることが好ましいが、中心軸に対して非対称な錐台形状であってもよい。 The first tapered portion 31 has a tapered shape, such as a truncated cone shape, that narrows toward the upper side in the Z direction (the side opposite the substrate 11). The first tapered portion 31 in the example shown in Figures 1 and 2 is a truncated cone shape, but other truncated cone shapes are also acceptable. For example, the first tapered portion 31 may be an elliptical truncated cone shape, or any other truncated cone shape, such as a triangular truncated cone, a square truncated cone, a hexagonal truncated cone, or an octagonal truncated cone. Furthermore, the first tapered portion 31 is preferably a truncated cone shape that is symmetrical with respect to the central axis in the Z direction, but may also be a truncated cone shape that is asymmetrical with respect to the central axis.

第2テーパ部32は、Z方向の上側(基材11とは反対側)に向けて細くなるテーパ形状、例えば錐形状または錐台形状を有する。図1~図2に示す例の第2テーパ部32の形状は、円錐台形状であるが、これ以外の錐台形状であってもよい。例えば、第2テーパ部32は、楕円錐台形状であってもよいし、三角錐台、四角錐台、六角錐台、八角錐台などの任意の角錐台形状であってもよい。錐台形状としては、例えば、頂部が平坦な錐台形状、または、頂部に凸状または凹状の湾曲面を有する錐台形状であってもよい。また、第2テーパ部32の形状は、頂部が尖った錘形状であってもよく、例えば、円錐形状または楕円錐形状であってもよいし、三角錐、四角錐、六角錐、八角錐などの任意の角錐形状であってもよい。さらに、第2テーパ部32は、Z方向の中心軸を基準として対称な錐台形状または錘形状であることが好ましいが、中心軸に対して非対称な錐台形状または錘形状であってもよい。 The second tapered portion 32 has a tapered shape, such as a cone shape or a frustum shape, that narrows toward the upper side in the Z direction (the side opposite the substrate 11). While the shape of the second tapered portion 32 in the example shown in Figures 1 and 2 is a truncated cone shape, other truncated cone shapes are also acceptable. For example, the second tapered portion 32 may be an elliptical truncated cone shape, or any other truncated cone shape, such as a triangular truncated cone, a square truncated cone, a hexagonal truncated cone, or an octagonal truncated cone. Examples of truncated cone shapes include a flat-topped truncated cone shape, or a truncated cone shape with a convex or concave curved surface at the top. The shape of the second tapered portion 32 may also be a pyramid shape with a pointed apex, such as a cone shape or an elliptical cone shape, or any other pyramid shape, such as a triangular pyramid, a square pyramid, a hexagonal pyramid, or an octagonal pyramid. Furthermore, the second tapered section 32 preferably has a frustum or pyramid shape that is symmetrical with respect to the central axis in the Z direction, but may also have a frustum or pyramid shape that is asymmetrical with respect to the central axis.

上記の第1テーパ部31と第2テーパ部32とを上下に積み重ねることによって、1つの構造体3が構成される。下側の第1テーパ部31の底部は、基材11の表面上に配置されているか、当該表面に隣接して配置されている。下側の第1テーパ部31の頂部と、上側の第2テーパ部32の底部とが接合されている。 A single structure 3 is formed by stacking the above-mentioned first tapered portion 31 and second tapered portion 32 one above the other. The bottom of the lower first tapered portion 31 is positioned on the surface of the substrate 11 or adjacent to that surface. The top of the lower first tapered portion 31 and the bottom of the upper second tapered portion 32 are joined.

このため、図2に示すように、第1テーパ部31の底部の直径φと、第1テーパ部31の頂部の直径φと、第2テーパ部32の頂部の直径φとを比較すると、φの関係となる。第1テーパ部31の頂部の直径φは、第2テーパ部32の底部の直径と等しく、共にφである。 2, when the diameter φ1 of the bottom of the first tapered portion 31 is compared with the diameter φ2 of the top of the first tapered portion 31 and the diameter φ3 of the top of the second tapered portion 32, the relationship φ1 > φ2 > φ3 holds. The diameter φ2 of the top of the first tapered portion 31 is equal to the diameter of the bottom of the second tapered portion 32, and both are φ2 .

なお、本実施形態では、第2テーパ部32が錐台形状を有するため、第2テーパ部32の頂部は概ね平坦面となっており、第2テーパ部32の頂部(略平坦な頂面)の直径φは0より大きい(φ>0)。しかし、かかる例に限定されず、第2テーパ部32の頂部(帳面)は、平坦面ではなく、凸状または凹状の湾曲面であってもよい。また、第2テーパ部32が錐形状である場合には、第2テーパ部32の先端が尖った形状となるため、第2テーパ部32の頂部の直径φは、実質的にゼロであってもよい(φ≒0)。 In this embodiment, since the second tapered portion 32 has a frustum shape, the top of the second tapered portion 32 is a substantially flat surface, and the diameter φ3 of the top (substantially flat top surface) of the second tapered portion 32 is greater than 0 ( φ3 > 0). However, this is not limited to this example, and the top (curve surface) of the second tapered portion 32 may not be a flat surface, but may be a convex or concave curved surface. Furthermore, when the second tapered portion 32 has a cone shape, the tip of the second tapered portion 32 has a pointed shape, so the diameter φ3 of the top of the second tapered portion 32 may be substantially zero ( φ3 ≒ 0).

また、図1~図3に示すように、本実施形態では、例えば、基材11の表面(XY平面)上に複数の構造体3が隙間なく配列されており、相互に隣接する構造体3の第1テーパ部31の底部は相互に接触している。この場合、構造体3の配置ピッチPは、第1テーパ部31の底部の直径φと実質的に等しくなる(P≒φ)。このように、複数の構造体3を隙間なく配列することによって、光学フィルム1の表面(XY平面)上において構造体3の充填率を高めて、構造体3が存在しない平坦面の面積を少なくできるので、反射防止特性を向上できる。しかし、かかる例に限定されず、基材11の表面(XY平面)上に複数の構造体3を多少の隙間を空けて配列してもよく、この場合は、構造体3の配置ピッチPは、第1テーパ部31の底部の直径φよりも大きくなる(P>φ)。なお、充填率とは、光学フィルム1の表面(XY平面)を平面視した場合において、当該表面上で複数の構造体3が占める面積の割合である。 1 to 3 , in this embodiment, for example, a plurality of structures 3 are arranged without gaps on the surface (XY plane) of the substrate 11, and the bottoms of the first tapered portions 31 of adjacent structures 3 are in contact with each other. In this case, the arrangement pitch P of the structures 3 is substantially equal to the diameter φ1 of the bottoms of the first tapered portions 31 (P≒ φ1 ). By arranging a plurality of structures 3 without gaps in this manner, the packing rate of the structures 3 on the surface (XY plane) of the optical film 1 is increased, and the area of the flat surface where no structures 3 are present is reduced, thereby improving the antireflection properties. However, this is not limited to such an example. A plurality of structures 3 may be arranged on the surface (XY plane) of the substrate 11 with some gaps between them. In this case, the arrangement pitch P of the structures 3 is greater than the diameter φ1 of the bottoms of the first tapered portions 31 (P> φ1 ). The packing rate is the proportion of the area occupied by a plurality of structures 3 on the surface (XY plane) of the optical film 1 when the surface is viewed in plan.

[1.4.テーパ形状とテーパ比の特徴]
次に、本実施形態に係る第1テーパ部31と第2テーパ部32のテーパ形状とテーパ比について、より詳細に説明する。
[1.4. Characteristics of tapered shape and taper ratio]
Next, the tapered shapes and taper ratios of the first tapered portion 31 and the second tapered portion 32 according to this embodiment will be described in more detail.

図1~図2に示すように、第1テーパ部31のテーパ形状は、線形テーパ近似形状であることが好ましく、第1テーパ部31のテーパ面(側面)の垂直断面形状は、実質的に直線からなることが好ましい。同様に、第2テーパ部32のテーパ形状は、線形テーパ近似形状であることが好ましく、第2テーパ部32のテーパ面(側面)の垂直断面形状は、実質的に直線からなることが好ましい。 As shown in Figures 1 and 2, the tapered shape of the first tapered section 31 is preferably an approximation of a linear taper, and the vertical cross-sectional shape of the tapered surface (side surface) of the first tapered section 31 is preferably a substantially straight line. Similarly, the tapered shape of the second tapered section 32 is preferably an approximation of a linear taper, and the vertical cross-sectional shape of the tapered surface (side surface) of the second tapered section 32 is preferably a substantially straight line.

ここで、線形テーパ近似形状は、線形テーパ形状と、実質的に線形テーパ形状とみなされる形状とを含む。線形テーパ形状は、テーパ部の径が線形に変化するようなテーパ形状である。線形テーパ形状では、テーパ面の垂直断面形状が直線からなり、曲線を含まない。実質的に線形テーパ形状とみなされる形状は、テーパ部を成形するときの成形誤差などが原因で、完全な線形テーパ形状に対して誤差範囲内の微小なずれはあるものの、誤差範囲を許容すれば線形テーパ形状であるとみなせる形状である。 Here, a linearly tapered approximate shape includes a linear tapered shape and a shape that is considered to be substantially a linear tapered shape. A linear tapered shape is a tapered shape in which the diameter of the tapered portion changes linearly. In a linear tapered shape, the vertical cross-sectional shape of the tapered surface consists of straight lines and does not include curves. A shape that is considered to be substantially a linear tapered shape is a shape that can be considered to be a linear tapered shape if the error range is allowed, even though there is a slight deviation within the error range from a perfect linear tapered shape due to molding errors when molding the tapered portion, etc.

本実施形態に係る第1テーパ部31と第2テーパ部32のテーパ形状は、線形テーパ形状であることが好ましいが、線形テーパ近似形状であればよく、完全な線形テーパ形状でなくてもよい。つまり、第1テーパ部31と第2テーパ部32のテーパ面の垂直断面形状が実質的に直線からなるテーパ形状であれば、当該垂直断面形状が部分的に曲線または微小な凹凸を含むようなテーパ形状であってもよい。 The tapered shapes of the first tapered section 31 and the second tapered section 32 according to this embodiment are preferably linear tapered shapes, but they may be approximations of linear tapered shapes and do not have to be completely linear tapered shapes. In other words, as long as the vertical cross-sectional shape of the tapered surfaces of the first tapered section 31 and the second tapered section 32 is a tapered shape consisting essentially of straight lines, the vertical cross-sectional shape may be a tapered shape that includes partial curves or minute irregularities.

このように、本実施形態に係る第1テーパ部31および第2テーパ部32は、相互にテーパ比C、Cが異なる線形テーパ近似形状を有する。これにより、相異なる2つの線形テーパ近似形状を組み合わせることにより、可視光域と近赤外域など、異なる波長帯域の入射光に対する反射防止特性を向上できるという効果がある。 In this manner, the first tapered section 31 and the second tapered section 32 according to this embodiment have linearly tapered approximation shapes with different taper ratios C 1 and C 2. By combining two different linearly tapered approximation shapes, it is possible to improve the anti-reflection properties for incident light in different wavelength bands, such as the visible light region and the near-infrared region.

次に、第1テーパ部31および第2テーパ部32のテーパ比について説明する。図1~図2に示すように、上側の第2テーパ部32の側面のテーパ比Cは、第1テーパ部31の側面のテーパ比Cよりも小さい(C<C)。つまり、第2テーパ部32は、第1テーパ部31よりも細いテーパ形状であって、先細りした針状のテーパ形状を有する。この観点から、第2テーパ部32は、細長い針状の構造体であるといえる。一方、第1テーパ部31は、第2テーパ部32よりも太いテーパ形状であって、基材11側に向かうにつれ太くなる安定したテーパ形状を有する。この観点から、第1テーパ部31は、比較的に太い基台状の構造体であるといえる。 Next, the taper ratios of the first tapered portion 31 and the second tapered portion 32 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the taper ratio C2 of the side surface of the upper second tapered portion 32 is smaller than the taper ratio C1 of the side surface of the first tapered portion 31 ( C2 < C1 ). In other words, the second tapered portion 32 has a thinner tapered shape than the first tapered portion 31, and has a tapered, needle-like shape. From this perspective, the second tapered portion 32 can be said to have an elongated, needle-like structure. On the other hand, the first tapered portion 31 has a thicker tapered shape than the second tapered portion 32, and has a stable tapered shape that becomes thicker toward the substrate 11. From this perspective, the first tapered portion 31 can be said to have a relatively thick, base-like structure.

ここで、第1テーパ部31のテーパ比Cは、次の式(1)で求められ、第2テーパ部32のテーパ比Cは、次の式(2)で求められる。なお、hは、第1テーパ部31のZ方向の高さであり、hは、第2テーパ部32のZ方向の高さである。
=(φ-φ)/h ・・・(1)
=(φ-φ)/h ・・・(2)
Here, the taper ratio C1 of the first tapered portion 31 is calculated by the following formula (1), and the taper ratio C2 of the second tapered portion 32 is calculated by the following formula (2). Here, h1 is the height of the first tapered portion 31 in the Z direction, and h2 is the height of the second tapered portion 32 in the Z direction.
C 1 = (φ 1 - φ 2 )/h 1 ...(1)
C 2 = (φ 2 - φ 3 )/h 2 ...(2)

第1テーパ部31のテーパ比Cは、例えば、0.30~0.75であることが好ましく、0.30~0.65であることがより好ましい。これにより、高角度の斜入射光に対する反射防止特性を向上できるという効果がある。また、第2テーパ部32のテーパ比Cは、例えば、0.10~0.18であることが好ましく、0.12~0.18であることがより好ましい。これにより、高角度の斜入射光に対する反射防止特性を向上できるという効果がある。 The taper ratio C1 of the first tapered portion 31 is preferably, for example, 0.30 to 0.75, and more preferably 0.30 to 0.65. This has the effect of improving the anti-reflection characteristics against obliquely incident light at high angles. The taper ratio C2 of the second tapered portion 32 is preferably, for example, 0.10 to 0.18, and more preferably 0.12 to 0.18. This has the effect of improving the anti-reflection characteristics against obliquely incident light at high angles.

また、第1テーパ部31のテーパ比Cに対する、第2テーパ部32のテーパ比Cの比率(C/C)は、0.2~0.5であることが好ましく、0.5程度であることがより好ましい。これにより、高角度の斜入射光に対する反射防止特性を向上できるという効果がある。 Furthermore, the ratio ( C2 / C1 ) of the taper ratio C2 of the second taper section 32 to the taper ratio C1 of the first taper section 31 is preferably 0.2 to 0.5, and more preferably about 0.5, which has the effect of improving the anti-reflection characteristics against obliquely incident light at a high angle.

以上のように、第1テーパ部31のテーパ比Cは、第2テーパ部32のテーパ比Cと異なり、CはCよりも小さい(C<C)。換言すると、第1テーパ部31のテーパ角は、第2テーパ部32のテーパ角よりも大きい。このため、XY平面に対する第2テーパ部32の側面(テーパ面)の傾斜角は、XY平面に対する第1テーパ部31の側面(テーパ面)の傾斜角よりも大きくなっている。この結果、第1テーパ部31と第2テーパ部32を合わせた構造体3全体の側面(テーパ面)は、Z方向の中央付近(変化点33の位置)で窪むような形状となっている。 As described above, the taper ratio C1 of the first taper portion 31 is different from the taper ratio C2 of the second taper portion 32, and C2 is smaller than C1 ( C2 < C1 ). In other words, the taper angle of the first taper portion 31 is larger than the taper angle of the second taper portion 32. Therefore, the inclination angle of the side surface (tapered surface) of the second taper portion 32 with respect to the XY plane is larger than the inclination angle of the side surface (tapered surface) of the first taper portion 31 with respect to the XY plane. As a result, the side surface (tapered surface) of the entire structure 3, which is the combination of the first taper portion 31 and the second taper portion 32, has a shape that is recessed near the center in the Z direction (the position of the change point 33).

そして、構造体3は、第1テーパ部31の頂部と第2テーパ部32の底部との接合位置において、構造体3全体の側面(テーパ面)のテーパ比が不連続に変化する変化点33を有する。変化点33(接合位置)より下側では、構造体3の側面は、線形テーパ近似形状を有する第1テーパ部31の側面であり、一定のテーパ比Cを有する。一方、変化点33(接合位置)より上側では、構造体3の側面は、線形テーパ近似形状を有する第2テーパ部32の側面であり、上記テーパ比Cよりも小さい一定のテーパ比Cを有する。 The structure 3 has a change point 33 at which the taper ratio of the side surface (tapered surface) of the entire structure 3 changes discontinuously at the junction between the top of the first tapered portion 31 and the bottom of the second tapered portion 32. Below the change point 33 (junction position), the side surface of the structure 3 is the side surface of the first tapered portion 31 having a shape that approximates a linear taper, and has a constant taper ratio C1 . On the other hand, above the change point 33 (junction position), the side surface of the structure 3 is the side surface of the second tapered portion 32 having a shape that approximates a linear taper, and has a constant taper ratio C2 that is smaller than the taper ratio C1 .

このように、本実施形態に係る構造体3は、相異なるテーパ比C、Cを有する第1テーパ部31と第2テーパ部32とからなる複合構造を有し、構造体3全体の側面に、テーパ比C、Cが明確に切り替わる変化点33が設けられている。これにより、第1テーパ部31と第2テーパ部32という2種類のテーパ構造の作用により、可視光域と近赤外域を含む幅広い波長帯域の入射光と、幅広い入射角度の斜入射光に対して、反射防止特性を発揮することができるという効果がある。 As described above, the structure 3 according to this embodiment has a composite structure made up of a first tapered section 31 and a second tapered section 32 having different taper ratios C1 and C2 , and a change point 33 where the taper ratios C1 and C2 clearly switch is provided on the side of the entire structure 3. This has the effect that the action of the two types of tapered structures, the first tapered section 31 and the second tapered section 32, can exhibit anti-reflection properties against incident light in a wide wavelength band including the visible light region and the near-infrared region, and against oblique incident light at a wide range of incident angles.

[1.5.構造体の高さの特徴]
次に、本実施形態に係る構造体3の高さh、第1テーパ部31の高さh、および、第2テーパ部32の高さhについて、より詳細に説明する。
1.5. Height Characteristics of Structure
Next, the height h of the structure 3 according to this embodiment, the height h 1 of the first tapered portion 31, and the height h 2 of the second tapered portion 32 will be described in more detail.

図2に示すように、構造体3の高さhは、構造体3のZ方向(光学フィルム1の厚み方向)の高さである。構造体3の高さhは、第1テーパ部31の高さhと、第2テーパ部32の高さhとの合計値である(h=h+h)。微細凹凸構造2を構成する複数の構造体3の高さhは、ほぼ同一であることが好ましいが、複数の構造体3の間で高さhに多少の誤差があってもよい。 2 , the height h of the structures 3 is the height of the structures 3 in the Z direction (thickness direction of the optical film 1). The height h of the structures 3 is the sum of the height h1 of the first tapered portion 31 and the height h2 of the second tapered portion 32 (h = h1 + h2 ). It is preferable that the heights h of the multiple structures 3 constituting the microrelief structure 2 are approximately the same, but there may be some error in the height h among the multiple structures 3.

かかる構造体3の高さhは、400nm以上であることが好ましい。これにより、微細凹凸構造2を構成する複数の構造体3が、反射防止に適した高さhを有するので、短波長の可視光域の入射光だけでなく、長波長の近赤外域の入射光に対しても、幅広い入射角度の斜入射光に対しても反射防止特性を確保することができる。 The height h of such structures 3 is preferably 400 nm or greater. This ensures that the multiple structures 3 constituting the microrelief structure 2 have a height h suitable for anti-reflection, ensuring anti-reflection properties not only for incident light in the short-wavelength visible light range, but also for incident light in the long-wavelength near-infrared range, and for oblique incident light at a wide range of angles of incidence.

さらに、構造体3の高さhは、490nm以上であることがより好ましく、560nm以上であることがより一層好ましい。これにより、可視光域から近赤外域までのさらに幅広い波長帯域の入射光に対して反射防止特性を確保することができるようになる。 Furthermore, the height h of the structures 3 is preferably 490 nm or greater, and even more preferably 560 nm or greater. This ensures anti-reflection properties for incident light in an even wider wavelength range, from the visible light region to the near-infrared region.

なお、構造体3の高さhは、例えば、可視域レベルであれば1500nm以下であることが好ましく、1000nm以下であることがより好ましい。これにより、転写不良を抑制という効果がある。 The height h of the structures 3 is preferably 1500 nm or less, for example, at the visible range level, and more preferably 1000 nm or less. This has the effect of suppressing transfer defects.

また、第2テーパ部の高さhは、160~300nmであることが好ましく、190~230nmであることがより好ましい。これにより、広角入射時の反射防止特性が向上するという効果がある。 The height h2 of the second tapered portion is preferably 160 to 300 nm, and more preferably 190 to 230 nm, which has the effect of improving the anti-reflection characteristics at wide angles of incidence.

第1テーパ部の高さhは、150~500nmであることが好ましく、220~340nmであることがより好ましい。これにより転写不良を改善しながら反射防止特性を向上させるという効果がある。 The height h1 of the first tapered portion is preferably 150 to 500 nm, and more preferably 220 to 340 nm, which has the effect of improving anti-reflection properties while improving transfer defects.

なお、構造体3の高さhは、微細凹凸構造2を構成する複数の構造体3の高さの算術平均値(平均高さ)であってよい。例えば、微細凹凸構造2を構成する複数の構造体3の高さをそれぞれ測定し、これら測定値の算術平均値(平均高さ)を高さhとして算出することができる。同様に、第1テーパ部31の高さhおよび第2テーパ部32の高さhについても、算術平均値を用いて算出することができる。 The height h of the structures 3 may be the arithmetic mean value (average height) of the heights of the multiple structures 3 that make up the fine concave-convex structure 2. For example, the heights of the multiple structures 3 that make up the fine concave-convex structure 2 can be measured, and the arithmetic mean value (average height) of these measured values can be calculated as the height h. Similarly, the height h1 of the first tapered portion 31 and the height h2 of the second tapered portion 32 can also be calculated using the arithmetic mean value.

[1.6.構造体の配置の特徴]
次に、本実施形態に係る光学フィルム1の表面上における複数の構造体3の配置などについて、より詳細に説明する。
[1.6. Characteristics of structure placement]
Next, the arrangement of the plurality of structures 3 on the surface of the optical film 1 according to this embodiment will be described in more detail.

図3に示すように、光学フィルム1の表面(XY平面)に構造体3を投影したときの構造体3の平面形状(ドット形状)は、例えば円形であるが、かかる例に限定されず、楕円形、長円、多角形など、任意の形状であってよい。 As shown in Figure 3, the planar shape (dot shape) of the structure 3 when projected onto the surface (XY plane) of the optical film 1 is, for example, circular, but is not limited to this example and may be any shape, such as an ellipse, an oval, or a polygon.

なお、図1~図3の例では、微細凹凸構造2の複数の構造体3は、同一の大きさ、形状および高さhを有している。しかし、構造体3の構成はこれに限定されるものではなく、樹脂層12の表面に、相互に異なる大きさ、形状および高さを有する2種以上の構造体3が形成されていてもよい。 In the examples shown in Figures 1 to 3, the multiple structures 3 in the microrelief structure 2 have the same size, shape, and height h. However, the configuration of the structures 3 is not limited to this, and two or more types of structures 3 having different sizes, shapes, and heights may be formed on the surface of the resin layer 12.

微細凹凸構造2の構造体3および凹部4(以下、「微細凹凸構造2の凹凸」と称する場合もある。)は、基材11の表面(XY平面)上に、所定のピッチPで周期的に配列されている。このように、微細凹凸構造2は、XY平面上に複数の構造体3および凹部4が周期的に配列された周期構造を有する。ここで、ピッチPとは、図2および図3に示すように、相互に隣接する構造体3、3の間の中心間距離(頂点間距離)である。このように、微細凹凸構造2の凹凸のピッチPは、微細凹凸構造2の周期構造の周期を意味する。 The structures 3 and recesses 4 of the microrelief structure 2 (hereinafter sometimes referred to as the "reliefs of the microrelief structure 2") are periodically arranged on the surface (XY plane) of the substrate 11 at a predetermined pitch P. In this way, the microrelief structure 2 has a periodic structure in which multiple structures 3 and recesses 4 are periodically arranged on the XY plane. Here, the pitch P is the center-to-center distance (vertex-to-vertex distance) between adjacent structures 3, 3, as shown in Figures 2 and 3. In this way, the pitch P of the recesses and protrusions of the microrelief structure 2 refers to the period of the periodic structure of the microrelief structure 2.

なお、微細凹凸構造2の凹凸のピッチPは、微細凹凸構造2の相隣接する構造体3、3間の中心間距離の算術平均値(平均ピッチ、平均周期)であってよい。例えば、微細凹凸構造2において相隣接する複数の構造体3、3の組合せを複数組ピックアップし、各組合せの構造体3、3間の中心間距離を測定し、これら測定値の算術平均値(平均ピッチ、平均周期)をピッチPとして算出することができる。なお、微細凹凸構造2の凹凸パターンは、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)、または断面透過型電子顕微鏡(断面TEM)などを用いて観察可能である。 The pitch P of the concave-convex structure 2 may be the arithmetic mean value (average pitch, average period) of the center-to-center distance between adjacent structures 3, 3 in the fine concave-convex structure 2. For example, several combinations of adjacent structures 3, 3 in the fine concave-convex structure 2 can be selected, the center-to-center distance between the structures 3, 3 in each combination can be measured, and the arithmetic mean value (average pitch, average period) of these measurements can be calculated as the pitch P. The concave-convex pattern of the fine concave-convex structure 2 can be observed using, for example, a scanning electron microscope (SEM) or a cross-sectional transmission electron microscope (cross-sectional TEM).

本実施形態では、可視光に対する反射防止特性を付与するため、微細凹凸構造2の凹凸のピッチPは、可視光の波長以下である。ここで、可視光の波長帯域は360nm~830nmであるが、本実施形態に係る微細凹凸構造2の凹凸は、可視光の波長帯域未満のピッチPで規則的に配列される。かかる観点から、微細凹凸構造2の凹凸のピッチPは、例えば、350nm以下であり、好ましくは250nm以下であり、例えば200nm程度であってよい。また、微細凹凸構造2の凹凸のピッチPは、例えば、100nm以上であり、好ましくは120nm以上であり、より好ましくは130nm以上である。ピッチPが100nm未満である場合、微細凹凸構造2の形成が困難になる可能性があるため、好ましくない。一方、ピッチPが350nmを超える場合、回折光の強度が大きくなる可能性があり、微細凹凸構造2の形成された表面で外来光が回折し、反射防止効果が低下する可能性があるため、好ましくない。ピッチPが350nm以下であれば、微細凹凸構造2の反射防止特性を向上して、所望の反射防止効果を得ることができる。 In this embodiment, to impart anti-reflection properties to visible light, the pitch P of the concave-convex structure 2 is equal to or less than the wavelength of visible light. The wavelength band of visible light is 360 nm to 830 nm, and the concave-convex structure 2 of this embodiment has a regular arrangement with a pitch P less than the wavelength band of visible light. From this perspective, the pitch P of the concave-convex structure 2 is, for example, 350 nm or less, preferably 250 nm or less, and may be, for example, approximately 200 nm. Furthermore, the pitch P of the concave-convex structure 2 is, for example, 100 nm or more, preferably 120 nm or more, and more preferably 130 nm or more. A pitch P of less than 100 nm is undesirable because it may be difficult to form the concave-convex structure 2. On the other hand, a pitch P of more than 350 nm is undesirable because the intensity of diffracted light may increase, causing external light to be diffracted on the surface on which the concave-convex structure 2 is formed, thereby reducing the anti-reflection effect. If the pitch P is 350 nm or less, the anti-reflection properties of the micro-relief structure 2 can be improved, and the desired anti-reflection effect can be achieved.

微細凹凸構造2の構造体3のアスペクト比(高さh/ピッチP)は、好ましくは0.66以上1.96以下、より好ましくは0.76以上1.96以下である。アスペクト比が0.66以上であると、低反射特性を向上できる。一方、アスペクト比が1.96以下であると、微細凹凸構造2をロール原盤から剥離するときの離型性などを向上できる。 The aspect ratio (height h/pitch P) of the structures 3 of the microrelief structure 2 is preferably 0.66 or more and 1.96 or less, and more preferably 0.76 or more and 1.96 or less. An aspect ratio of 0.66 or more can improve low reflectivity characteristics. On the other hand, an aspect ratio of 1.96 or less can improve releasability when peeling the microrelief structure 2 from the roll master.

微細凹凸構造2の構造体3のサイズDは、図3に示すように、微細凹凸構造2の構造体3を光学フィルム1の表面(XY平面)上に投影したときの構造体3の平面形状の大きさ(ドットサイズ)である。本実施形態に係る構造体3のサイズDは、上述した第1テーパ部31の底部の直径φと同一である(D=φ)。例えば、構造体3の平面形状が円である場合、構造体3のサイズDは当該円の直径であり、構造体3の平面形状が楕円である場合、凹凸のサイズDは当該楕円の長径である。 3, the size D of the structures 3 of the microrelief structure 2 is the size (dot size) of the planar shape of the structures 3 when the structures 3 of the microrelief structure 2 are projected onto the surface (XY plane) of the optical film 1. The size D of the structures 3 according to this embodiment is the same as the diameter φ1 of the bottom of the first tapered section 31 described above (D= φ1 ). For example, when the planar shape of the structures 3 is a circle, the size D of the structures 3 is the diameter of the circle, and when the planar shape of the structures 3 is an ellipse, the size D of the irregularities is the major axis of the ellipse.

構造体3のサイズDは、後述するロール原盤の製造方法においてロール原盤の外周面に微細凹凸構造の凹凸パターンを露光するときの露光解像度等に応じて、決定される。構造体3のサイズDは、ピッチP以下(例えば350nm以下)であり(D≦P)、好ましくはピッチPと同等であり(D≒φ≒P)、例えば、200nm程度である。例えば図3に示すように、構造体3のサイズDをピッチPと同等にすれば、XY平面上において複数の構造体3を密集して配置して、相隣接する構造体3、3間の隙間の面積を低減することができる。なお、構造体3のサイズDは、微細凹凸構造2を構成する複数の構造体3の平面形状の大きさの算術平均値(平均サイズ)であってよい。例えば、微細凹凸構造2を構成する複数の構造体3の平面形状の大きさをそれぞれ測定し、これら測定値の算術平均値(平均サイズ)をサイズDとして算出することができる。 The size D of the structures 3 is determined according to the exposure resolution when exposing the concave-convex pattern of the fine concave-convex structure to the outer peripheral surface of the roll master in the roll master manufacturing method described below. The size D of the structures 3 is equal to or less than the pitch P (e.g., 350 nm or less) (D≦P), and is preferably equal to the pitch P (D≒φ 1 ≒P), for example, about 200 nm. For example, as shown in FIG. 3 , by making the size D of the structures 3 equal to the pitch P, multiple structures 3 can be densely arranged on the XY plane, thereby reducing the area of the gap between adjacent structures 3. The size D of the structures 3 may be the arithmetic average (average size) of the planar shapes of the multiple structures 3 constituting the fine concave-convex structure 2. For example, the planar shapes of the multiple structures 3 constituting the fine concave-convex structure 2 can be measured individually, and the arithmetic average (average size) of these measured values can be calculated as the size D.

ここで、図3を参照して、本実施形態に係る光学フィルム1の表面(XY平面)における微細凹凸構造2の凹凸パターンの配列について、より詳細に説明する。なお、図3では、X方向が光学フィルム1の長手方向に相当し、Y方向が光学フィルム1の幅方向に相当し、Z方向が光学フィルム1の厚さ方向に相当する。 Now, with reference to Figure 3, the arrangement of the concave-convex pattern of the micro-convex structure 2 on the surface (XY plane) of the optical film 1 according to this embodiment will be described in more detail. Note that in Figure 3, the X direction corresponds to the longitudinal direction of the optical film 1, the Y direction corresponds to the width direction of the optical film 1, and the Z direction corresponds to the thickness direction of the optical film 1.

図3に示すように、本実施形態に係る光学フィルム1の表面上には、微細凹凸構造2の複数の構造体3が六方格子状に配列されている。六方格子状の配列では、複数の構造体3がXY平面上で六角形格子の頂点の位置に配置される。なお、図3の例では、構造体3の平面形状は円形であるが、楕円または多角形など他の形状であってもよい。 As shown in Figure 3, on the surface of the optical film 1 according to this embodiment, multiple structures 3 of the microrelief structure 2 are arranged in a hexagonal lattice pattern. In the hexagonal lattice arrangement, multiple structures 3 are arranged at the vertices of a hexagonal lattice on the XY plane. In the example of Figure 3, the planar shape of the structures 3 is circular, but they may also be other shapes such as oval or polygonal.

ここで、複数の構造体3は、相互に平行な複数のトラックTに沿って配列されている。換言すると、複数の構造体3は、光学フィルム1の表面において複数列のトラックTに沿って配列されている。 Here, the multiple structures 3 are arranged along multiple tracks T that are parallel to one another. In other words, the multiple structures 3 are arranged along multiple rows of tracks T on the surface of the optical film 1.

トラックTは、光学フィルム1のXY平面上において所定の第1方向(X方向)に延びる仮想直線であり、微細凹凸構造2の凹凸パターンの配列方向を示す。複数のトラックTが、第1方向(X方向)に対して垂直な第2方向(Y方向)に所定の間隔(トラックピッチP)を空けて配置される。ここで、第1方向は、トラックTが延びる方向(以下、「トラック延長方向」と称する。)である。第2方向は、複数のトラックTが配列される方向(以下、「トラックピッチ方向」と称する。)であって、第1方向に対して垂直な方向である。例えば、図3に示すように、第1方向(トラック延長方向)は、光学フィルム1の長手方向(X方向)であってよく、第2方向(トラックピッチ方向)は、例えば、光学フィルム1の幅方向(Y方向)であってよい。しかし、かかる例に限定されず、トラック延長方向は、光学フィルム1の長手方向(X方向)以外の任意の方向であってよい。 The tracks T are virtual straight lines extending in a predetermined first direction (X direction) on the XY plane of the optical film 1 and indicate the arrangement direction of the concavo-convex pattern of the micro concavo-convex structure 2. A plurality of tracks T are arranged at predetermined intervals (track pitch P T ) in a second direction (Y direction) perpendicular to the first direction (X direction). Here, the first direction is the direction in which the tracks T extend (hereinafter referred to as the "track extension direction"). The second direction is the direction in which the plurality of tracks T are arranged (hereinafter referred to as the "track pitch direction") and is perpendicular to the first direction. For example, as shown in FIG. 3 , the first direction (track extension direction) may be the longitudinal direction (X direction) of the optical film 1, and the second direction (track pitch direction) may be, for example, the width direction (Y direction) of the optical film 1. However, the present invention is not limited to this example, and the track extension direction may be any direction other than the longitudinal direction (X direction) of the optical film 1.

ここで、図3に示すように、ドットピッチPは、トラックTに沿って、トラック延長方向(X方向)に配列される複数の構造体3のピッチP(周期)である。トラックピッチPは、トラックピッチ方向(Y方向)に隣接する複数のトラックT、T間の相互間隔である。 3, the dot pitch P D is the pitch P (period) of a plurality of structures 3 arranged in the track extension direction (X direction) along the track T. The track pitch P T is the mutual interval between a plurality of tracks T, T adjacent to each other in the track pitch direction (Y direction).

ドットピッチPとトラックピッチPは、上述したピッチPと同様に、可視光域の波長以下であり、例えば、350nm以下であり、好ましくは250nm以下であり、例えば200nm程度であってよい。また、P、Pは、例えば、100nm以上であり、好ましくは120nm以上であり、より好ましくは130nm以上である。これにより、微細凹凸構造2は、広範な波長帯域の入射光の反射を抑制する、いわゆるモスアイ構造として機能することができる。 The dot pitch PD and the track pitch PT , like the pitch P described above, are equal to or less than the wavelength of visible light, for example, 350 nm or less, preferably 250 nm or less, and may be, for example, about 200 nm. Furthermore, PD and PT are, for example, 100 nm or more, preferably 120 nm or more, and more preferably 130 nm or more. This allows the fine uneven structure 2 to function as a so-called moth-eye structure that suppresses reflection of incident light in a wide wavelength range.

ドットピッチPとトラックピッチPは、上記の範囲内であれば、互いに同一の大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよい。図3の例では、ドットピッチPがトラックピッチPよりも大きくなっている(P>P)。例えば、P=230nm、P=150nmとすることができる。 The dot pitch PD and the track pitch PT may be the same or different as long as they are within the above range. In the example of Fig. 3, the dot pitch PD is larger than the track pitch PT ( PD > PT ). For example, PD = 230 nm and PT = 150 nm.

また、図3に示す微細凹凸構造2の六方格子状の配列では、Y方向に隣接するトラックT、T間で、構造体3は、X方向に半ピッチ(1/2P)だけずれた位置に配置されている。すなわち、Y方向に隣接するトラックT、T間で、X方向に配列される構造体3の位相が半周期(180°)だけずれている。具体的には、隣接する2つのトラックT、T間において、一方のトラックTに配列された構造体3のX方向の中間位置(半ピッチずれた位置)に、他方のトラックTに配列された構造体3が配置されている。その結果、図3に示すように、隣接する3列のトラックTにおいて複数の構造体3が六方格子状のパターンで配置される。 Furthermore, in the hexagonal lattice arrangement of the microrelief structure 2 shown in Figure 3, the structures 3 are arranged at positions shifted by half a pitch (1/2P D ) in the X direction between tracks T, T adjacent to each other in the Y direction. That is, the phases of the structures 3 arranged in the X direction between tracks T, T adjacent to each other in the Y direction are shifted by half a period (180°). Specifically, between two adjacent tracks T, T, the structures 3 arranged in one track T are arranged at the middle position (position shifted by half a pitch) in the X direction of the structures 3 arranged in the other track T. As a result, as shown in Figure 3, a plurality of structures 3 are arranged in a hexagonal lattice pattern in three adjacent rows of tracks T.

このように、構造体3の配列をトラックTごとに半ピッチ(1/2P)ずらすことにより、XY平面上に複数の構造体3を最密な六方格子状に配列できる。したがって、XY平面上において複数の構造体3が占める面積の割合(構造体3の充填率)を最大化できるので、単位面積当たりの反射防止機能を向上できる。 In this way, by shifting the arrangement of the structures 3 by half the pitch (½P D ) for each track T, it is possible to arrange the plurality of structures 3 in a close-packed hexagonal lattice pattern on the XY plane. Therefore, it is possible to maximize the proportion of the area occupied by the plurality of structures 3 on the XY plane (the filling rate of the structures 3), thereby improving the anti-reflection function per unit area.

なお、微細凹凸構造2の凹凸の配列は、上記の六方格子状の例に限定されず、他の配列態様であってもよい。例えば、微細凹凸構造2の凹凸の配列は、構造体3が正方形格子の頂点の位置に配列される正方格子状の配列、または、矩形格子状、その他の格子状の配列などであってもよい。ただし、構造体3をXY平面上に最密に充填するためには、六方格子状の配列であることが好ましい。 The arrangement of the projections and recesses of the micro-relief structure 2 is not limited to the hexagonal lattice example described above, and may be other arrangements. For example, the arrangement of the projections and recesses of the micro-relief structure 2 may be a square lattice arrangement in which the structures 3 are arranged at the vertices of a square lattice, or a rectangular lattice or other lattice arrangement. However, in order to pack the structures 3 most densely on the XY plane, a hexagonal lattice arrangement is preferable.

また、トラックTの形状としては、上記のような直線状のトラックTの例に限られず、例えば、円弧状等の曲線状のトラックを同心円状に配列するなどしてもよい。また、これらの形状のトラックTをウォブル(蛇行)させるようにしてもよい。このようにトラックTをウォブルさせることで、外観上のムラの発生を抑制できる。 Furthermore, the shape of the track T is not limited to the linear track T example described above; for example, curved tracks such as arc-shaped tracks may be arranged concentrically. Tracks T of these shapes may also be made to wobble (meander). By making the track T wobble in this way, it is possible to suppress the occurrence of unevenness in appearance.

[1.7.反射防止特性の原理]
次に、本実施形態に係る光学フィルム1が、広範囲の波長帯域の入射光や、高角度の斜入射光に対して、優れた反射防止特性を有する原理について説明する。
[1.7. Principle of anti-reflection properties]
Next, the principle by which the optical film 1 according to this embodiment has excellent anti-reflection properties against incident light in a wide wavelength range and obliquely incident light at a high angle will be described.

上述したように、本実施形態に係る光学フィルム1は、可視光域から近赤外域までの広範囲の波長帯域の入射光に対して反射防止特性を発揮しつつ、例えば45~70°程度の高角度の斜入射光に対しても反射防止特性を確保できる。かかる優れた反射防止特性を実現するために、本実施形態に係る光学フィルム1の微細凹凸構造2の各構造体3は、上述した第1テーパ部31と第2テーパ部32とからなる複合構造(2段テーパ構造)を有する。そして、第2テーパ部32は第1テーパ部31よりも細長い針状であり、第2テーパ部32のテーパ比Cは、第1テーパ部31のテーパ比Cよりも小さい。加えて、構造体3の高さhは、400nm以上であり、好ましくは490nm以上である。 As described above, the optical film 1 according to this embodiment exhibits anti-reflection properties for incident light in a wide wavelength range from the visible light region to the near-infrared region, while also ensuring anti-reflection properties for obliquely incident light at a high angle, for example, approximately 45 to 70°. To achieve such excellent anti-reflection properties, each structure 3 in the microrelief structure 2 of the optical film 1 according to this embodiment has a composite structure (two-stage tapered structure) consisting of the first tapered portion 31 and the second tapered portion 32 described above. The second tapered portion 32 is needle-shaped and more elongated than the first tapered portion 31, and the taper ratio C2 of the second tapered portion 32 is smaller than the taper ratio C1 of the first tapered portion 31. Additionally, the height h of the structures 3 is 400 nm or greater, preferably 490 nm or greater.

ここで、可視光域などの短波長側の入射光に対する反射防止特性を高めるためには、200nm程度の高さを有する細い針状の凸構造体(上記第2テーパ部32に相当)を採用し、当該凸構造体を、可視光の波長(例えば、380nm)以下のピッチで配置すればよい。かかる凸構造体からなる微細凹凸構造により、光学フィルムの表面において実効的な空間屈折率が低下する。したがって、可視光域の光の波の干渉効果により、反射光同士が弱め合うため、反射防止特性が高まる。しかし、上記200nm程度の高さを有する凸構造体からなる微細凹凸構造を用いた場合には、逆に近赤外域(例えば、800nm~950nm)の入射光に対する反射防止特性が悪化する。 To improve the anti-reflection properties for incident light in the short wavelength range, such as the visible light range, thin, needle-shaped convex structures (equivalent to the second tapered portion 32 described above) with a height of approximately 200 nm can be used, and these convex structures can be arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of visible light (e.g., 380 nm). The fine uneven structure formed by such convex structures reduces the effective spatial refractive index on the surface of the optical film. Therefore, the interference effect of light waves in the visible light range weakens reflected light, improving the anti-reflection properties. However, using a fine uneven structure formed by convex structures with a height of approximately 200 nm described above will conversely deteriorate the anti-reflection properties for incident light in the near-infrared range (e.g., 800 nm to 950 nm).

したがって、入射光の各波長帯域に応じた干渉効果による反射防止構造体を実現するためには、入射光の波長λに比例して凸構造体の高さを設定する必要がある。よって、凸構造体の総高さが200nm前後である場合には、可視光域の入射光に対する反射防止特性しか得ることができず、近赤外域の入射光に対する反射防止特性が得られない。 Therefore, in order to achieve an anti-reflection structure that utilizes interference effects in response to each wavelength band of incident light, it is necessary to set the height of the convex structures in proportion to the wavelength λ of the incident light. Therefore, if the total height of the convex structures is around 200 nm, anti-reflection properties can only be achieved for incident light in the visible light range, and not for incident light in the near-infrared range.

また、反射防止特性が斜入射光の入射角θに依存して変化する性質(入射角依存性)についても、70°程度の超高角度での斜入射時においては、反射防止特性が有効となる波長帯域が短波長側にシフトする現象が起きる。そのため、斜入射および長波長帯域の双方に対応するためには、凸構造体の総高さをさらに十分に確保する必要がある。 Furthermore, the anti-reflection properties change depending on the angle of incidence θ of obliquely incident light (incident angle dependency), with oblique incidence at an extremely high angle of around 70°, causing the wavelength band in which the anti-reflection properties are effective to shift toward shorter wavelengths. Therefore, in order to accommodate both oblique incidence and long wavelength bands, it is necessary to ensure that the total height of the convex structures is sufficiently high.

そこで、近赤外域といった長波長の入射光の反射を防止する場合、凸構造体の総高さを400nm以上とすればよい。これにより、950nm程度の長波長帯域の光が70°程度の超高角度で斜入射される場合に、入射光の波同士の干渉効果により、当該入射光の反射を防止することが可能となる。しかし、凸構造体の凸形状が、上記特許文献1に記載のような単純な楕円錐形状である場合には、上記波の干渉効果により長波長帯域の入射光だけしか反射を防止することができず、可視光域といった短波長帯域の入射光に対しては、波の干渉効果が弱まり、反射防止特性が悪化するという問題がある。 Therefore, to prevent reflection of incident light with long wavelengths such as the near-infrared range, the total height of the convex structures should be 400 nm or more. This makes it possible to prevent reflection of light with long wavelengths of approximately 950 nm due to the interference effect between the waves of the incident light when the light is incident obliquely at an extremely high angle of approximately 70°. However, if the convex shape of the convex structures is a simple elliptical cone shape as described in Patent Document 1, the wave interference effect can only prevent reflection of incident light with long wavelengths, and the wave interference effect is weaker for incident light with short wavelengths such as the visible light range, resulting in a problem of poor anti-reflection properties.

そこで、本実施形態に係る光学フィルム1では、上記のとおり凸状の構造体3の高さhを400nm以上にするとともに、当該構造体3の先端側に、細い針状の第2テーパ部32(針状構造)を設け、当該第2テーパ部32と第1テーパ部31とからなる複合構造を採用する。この際、第1テーパ部31と第2テーパ部32との接合位置には、テーパ比C、Cが明確に変化する変化点33が形成される。かかる複合構造の構造体3により、異なる波長帯域の光の波の干渉効果が二つ現れるので、可視光域の入射光の反射を防止しつつ、近赤外域の入射光の反射も防止することが可能となる。故に、可視光域から近赤外域まで広い波長帯域の入射光に対して、優れた反射防止特性を発揮することができる。 Therefore, in the optical film 1 according to this embodiment, the height h of the convex structures 3 is set to 400 nm or more as described above, and a thin, needle-like second tapered portion 32 (needle-like structure) is provided at the tip side of the structures 3, and a composite structure consisting of the second tapered portion 32 and the first tapered portion 31 is adopted. In this case, a transition point 33 where the taper ratios C1 and C2 clearly change is formed at the junction between the first tapered portion 31 and the second tapered portion 32. The composite structure 3 produces two interference effects between light waves of different wavelength bands, making it possible to prevent reflection of incident light in the visible light range while also preventing reflection of incident light in the near-infrared range. Therefore, excellent anti-reflection properties can be exhibited for incident light in a wide wavelength band, from the visible light range to the near-infrared range.

これに対し、特許文献2に記載の従来技術では、構造体の側面形状が、S字状の曲線を描くようになだらかに変化しており、本実施形態に係る構造体3の側面のような明確な変化点33が存在しない。この特許文献2の従来技術では、波の干渉効果の変化点が明確にならないので、2つの異なる波長帯域の波の干渉効果による反射防止特性が弱まるという問題がある。 In contrast, in the conventional technology described in Patent Document 2, the side shape of the structure changes smoothly, drawing an S-shaped curve, and there is no clear change point 33 like the side of the structure 3 according to this embodiment. With the conventional technology described in Patent Document 2, the change point of the wave interference effect is not clear, which poses the problem of weakening the anti-reflection properties due to the interference effect of waves in two different wavelength bands.

この点、本実施形態に係る構造体3は、テーパ比C、Cが異なる2つのテーパ部31、32の複合構造を有し、テーパ比C、Cが変換する変化点33が明確に存在する。よって、本実施形態の構造体3によれば、可視光域から近赤外域まで広い波長帯域の入射光の反射を防止することができ、かつ、70°程度の超高角度での斜入射光の反射も防止可能になる。 In this regard, the structure 3 according to this embodiment has a composite structure of two tapered portions 31, 32 with different taper ratios C 1 and C 2 , and there is a clear change point 33 where the taper ratios C 1 and C 2 change. Therefore, according to the structure 3 of this embodiment, it is possible to prevent reflection of incident light in a wide wavelength band from the visible light region to the near-infrared region, and also to prevent reflection of obliquely incident light at an ultra-high angle of about 70°.

[1.8.光学フィルムの用途]
本実施形態に係る光学フィルム1は、例えば、上述した自動車の自動運転技術用の車載カメラ、当該車載カメラに隣接して配置される高傾斜のフロントガラス、VR若しくはAR等を利用するウェアラブルデバイスのアイトラッキングカメラ、スマートフォンもしくはパーソナルコンピュータ等が備える表示装置、それらのカバーガラス、または、光学部品など、各種の装置に適用可能である。しかし、かかる例に限定されず、光学フィルム1は、例えば、フェイスシールド、アイシールド等のシールド部材、その他の用途の反射防止フィルムとして使用されてもよい。また、光学フィルム1は、例えば、表面プラズモンフィルタまたは発光デバイスなどの各種の光学部材として使用されてもよい。
[1.8. Uses of Optical Films]
The optical film 1 according to this embodiment can be applied to various devices, such as the above-described on-board camera for the autonomous driving technology of automobiles, a highly inclined windshield arranged adjacent to the on-board camera, an eye-tracking camera for a wearable device that uses VR or AR, a display device provided in a smartphone or personal computer, or the like, a cover glass thereof, or an optical component. However, without being limited to such examples, the optical film 1 may also be used as, for example, a shielding member such as a face shield or an eye shield, or an anti-reflection film for other applications. The optical film 1 may also be used as, for example, a surface plasmon filter, a light-emitting device, or any other optical component.

本実施形態に係る構造体3を備えた光学フィルム1を反射防止フィルムとして、上記各種装置に適用することによって、当該装置に設けられたカメラのイメージセンサの感度を向上できる。したがって、当該カメラを用いた自動運転の精度やVRデバイス等の動作精度を向上できるとともに、各種装置を小型化、軽量化することができる。 By applying the optical film 1 having the structure 3 according to this embodiment as an anti-reflection film to the various devices described above, the sensitivity of the image sensor of the camera installed in the device can be improved. This can improve the accuracy of autonomous driving using the camera and the operating accuracy of VR devices, etc., while also enabling the various devices to be made smaller and lighter.

[2.ロール原盤の構成]
[2.1.ロール原盤の全体構成]
次に、図4を参照して、本実施形態に係る光学フィルム1を製造するために用いられるロール原盤100の構成について説明する。図4は、本実施形態に係るロール原盤100を模式的に示す斜視図である。
[2. Structure of the roll master]
[2.1. Overall structure of roll master]
Next, the configuration of the roll master 100 used to produce the optical film 1 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 4. Fig. 4 is a perspective view schematically showing the roll master 100 according to this embodiment.

図4に示すように、本実施形態に係るロール原盤100は、円筒状または円柱状の原盤基材110と、原盤基材110の外周面に形成された微細凹凸構造120(凹凸パターン)とを備える。 As shown in FIG. 4, the roll master 100 according to this embodiment comprises a cylindrical or columnar master substrate 110 and a fine concave-convex structure 120 (convex-convex pattern) formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110.

本実施形態に係るロール原盤100は、例えば、ロール・ツー・ロール(Roll-To-Roll)方式のインプリント技術に用いられる原盤である。ロール・ツー・ロール方式のインプリント技術では、ロール原盤100を回転させながら、ロール原盤100の外周面を帯状の光学フィルムに押圧することによって、ロール原盤100の外周面に形成された凹凸パターンを光学フィルムの表面に転写することができる。このようなインプリント技術を用いることで、ロール原盤100の外周面に形成された凹凸パターンが転写された大面積の光学フィルム1を効率良く製造することができる。 The roll master 100 according to this embodiment is a master used, for example, in roll-to-roll imprinting technology. In roll-to-roll imprinting technology, the outer peripheral surface of the roll master 100 is pressed against a strip-shaped optical film while the roll master 100 is rotating, thereby transferring the concave-convex pattern formed on the outer peripheral surface of the roll master 100 to the surface of the optical film. By using this type of imprinting technology, it is possible to efficiently manufacture a large-area optical film 1 to which the concave-convex pattern formed on the outer peripheral surface of the roll master 100 has been transferred.

本実施形態に係るロール原盤100は、円筒状または円柱状を有するロール状の原盤である。ロール原盤100の外周面は、光学フィルム1の表面に凹凸構造を成形するための成形面となる。このロール原盤100の外周面には、転写パターンとなる凹凸パターンが2次元的に配列されている。ロール原盤100の外周面に配置された凹凸パターン(第1微細凹凸構造)と、上述の光学フィルム1の表面に配置された凹凸パターン(第2微細凹凸構造)とは、反転した凹凸関係にある。すなわち、ロール原盤100の凹凸パターンの形状、配列、配置ピッチなどは、光学フィルム1の凹凸パターンと同様である。 The roll master 100 according to this embodiment is a roll-shaped master having a cylindrical or columnar shape. The outer peripheral surface of the roll master 100 serves as a molding surface for molding a concave-convex structure on the surface of the optical film 1. A concave-convex pattern that serves as a transfer pattern is arranged two-dimensionally on the outer peripheral surface of this roll master 100. The concave-convex pattern (first fine concave-convex structure) arranged on the outer peripheral surface of the roll master 100 and the concave-convex pattern (second fine concave-convex structure) arranged on the surface of the optical film 1 described above have an inverted concave-convex relationship. In other words, the shape, arrangement, arrangement pitch, etc. of the concave-convex pattern of the roll master 100 are the same as those of the concave-convex pattern of the optical film 1.

原盤基材110は、例えば、図4に示すような円筒状または円柱状を有する部材である。原盤基材110の外周面に、転写対象の凹凸パターン(微細凹凸構造120)が形成される。原盤基材110は、溶融石英ガラス、または合成石英ガラスなどのガラス材料で構成されてもよく、ステンレス鋼などの金属、またはこれら金属の外周面をSiO等で被覆したものなどで構成されてもよい。 The master substrate 110 is, for example, a cylindrical or columnar member as shown in Fig. 4. The concave-convex pattern to be transferred (fine concave-convex structure 120) is formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110. The master substrate 110 may be made of a glass material such as fused silica glass or synthetic silica glass, or may be made of a metal such as stainless steel, or a metal whose outer peripheral surface is coated with SiO2 or the like.

ただし、原盤基材110の少なくとも外周面は、石英ガラスなどのガラス材料で形成されることが好ましい。さらに、原盤基材110の全体が、石英ガラスなどのガラス材料で形成されることがより好ましい。この理由は、SiOを主材料とするガラス材料で原盤基材110を形成することによって、フッ素化合物を用いたエッチングによって、原盤基材110の外周面に微細凹凸パターンを容易に形成できるためである。具体的には、レーザ光によるリソグラフィを用いて、原盤基材110の外周面に設けられたレジスト層に対して凹凸パターンを形成する。その後、レジスト層の凹凸パターンをマスクとして原盤基材110の外周面をドライエッチングすることによって、原盤基材110の外周面に凹凸パターンを容易に形成することができる。なお、ガラス材料で形成された原盤基材110は、例えば、透明なロール型となる。 However, it is preferable that at least the outer peripheral surface of the master substrate 110 is formed of a glass material such as quartz glass. Furthermore, it is even more preferable that the entire master substrate 110 is formed of a glass material such as quartz glass. The reason for this is that by forming the master substrate 110 from a glass material primarily composed of SiO 2 , a fine concave-convex pattern can be easily formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110 by etching with a fluorine compound. Specifically, a concave-convex pattern is formed on a resist layer provided on the outer peripheral surface of the master substrate 110 using laser lithography. Then, the outer peripheral surface of the master substrate 110 is dry-etched using the concave-convex pattern of the resist layer as a mask, thereby easily forming a concave-convex pattern on the outer peripheral surface of the master substrate 110. The master substrate 110 formed of a glass material is, for example, a transparent roll type.

原盤基材110の大きさは、特に限定されるものではないが、原盤基材110の軸方向の長さ(ロール幅)は例えば、100mm以上であってもよく、原盤基材110の外径は、例えば、50mm以上、300mm以下であってもよい。また、原盤基材110が円筒形状である場合、円筒の厚みは、例えば2mm以上、50mm以下であってもよい。 The size of the master substrate 110 is not particularly limited, but the axial length (roll width) of the master substrate 110 may be, for example, 100 mm or more, and the outer diameter of the master substrate 110 may be, for example, 50 mm or more and 300 mm or less. Furthermore, if the master substrate 110 is cylindrical, the thickness of the cylinder may be, for example, 2 mm or more and 50 mm or less.

図4に示すように、本実施形態に係る原盤基材110の外周面には、凹凸パターン領域102が設けられる。凹凸パターン領域102は、ロール原盤100の周方向(以下、「ロール周方向」と称する場合もある。)の全周に渡って設けられる円筒状の曲面領域であり、原盤基材110の外周面の大半を占める。例えば、凹凸パターン領域102のロール幅方向の幅は、数百mm程度(例えば500mm)であってもよい。このようなロール原盤100の凹凸パターン領域102は、上述した光学フィルム1の凹凸パターン領域(微細凹凸構造2が形成される領域)に対応している。 As shown in FIG. 4, a concave-convex pattern region 102 is provided on the outer peripheral surface of the master substrate 110 according to this embodiment. The concave-convex pattern region 102 is a cylindrical curved region provided around the entire circumference of the roll master 100 in the circumferential direction (hereinafter sometimes referred to as the "roll circumferential direction"), and occupies most of the outer peripheral surface of the master substrate 110. For example, the width of the concave-convex pattern region 102 in the roll width direction may be several hundred mm (e.g., 500 mm). The concave-convex pattern region 102 of such a roll master 100 corresponds to the concave-convex pattern region (the region where the fine concave-convex structure 2 is formed) of the optical film 1 described above.

[2.2.凹凸パターン領域の微細凹凸構造の構成]
次に、図4を参照して、本実施形態に係るロール原盤100の外周面上の凹凸パターン領域102に形成される微細凹凸構造120について詳述する。
[2.2. Configuration of the fine concave-convex structure of the concave-convex pattern region]
Next, with reference to FIG. 4, the fine concave-convex structure 120 formed in the concave-convex pattern region 102 on the outer peripheral surface of the roll master 100 according to this embodiment will be described in detail.

ロール原盤100の凹凸パターン領域102には、転写パターンとして、微細凹凸構造120(第1微細凹凸構造)が形成されている。このロール原盤100の微細凹凸構造120(第1微細凹凸構造)は、光学フィルム1の微細凹凸構造2(第2微細凹凸構造)の反転形状を有する。つまり、ロール原盤100の微細凹凸構造120の凹部130は、光学フィルム1の微細凹凸構造2の凸状の構造体3(凸部)に対応した反転形状を有する。また、ロール原盤100の微細凹凸構造120の凸部140は、光学フィルム1の微細凹凸構造2の凹部4に対応した反転形状を有する。 A microrelief structure 120 (first microrelief structure) is formed as a transfer pattern in the concave-convex pattern region 102 of the roll master 100. This microrelief structure 120 (first microrelief structure) of the roll master 100 has an inverted shape of the microrelief structure 2 (second microrelief structure) of the optical film 1. In other words, the recesses 130 of the microrelief structure 120 of the roll master 100 have an inverted shape corresponding to the convex structures 3 (convex portions) of the microrelief structure 2 of the optical film 1. Furthermore, the convex portions 140 of the microrelief structure 120 of the roll master 100 have an inverted shape corresponding to the recesses 4 of the microrelief structure 2 of the optical film 1.

図4に示す微細凹凸構造120の例では、ロール原盤100の凹凸パターン領域102には、円形の平面形状を有する複数の凹部130が形成されている。これらの凹部130は、原盤基材110の外周面において六方格子状に配列されている。凸部140は、相隣接する複数の凹部130、130の間に設けられる突出部分である。 In the example of the micro-relief structure 120 shown in Figure 4, a plurality of recesses 130 with circular planar shapes are formed in the recessed/relief pattern region 102 of the roll master 100. These recesses 130 are arranged in a hexagonal lattice pattern on the outer peripheral surface of the master substrate 110. The protrusions 140 are protruding portions provided between adjacent recesses 130, 130.

各々の凹部130は、外側の第1テーパ凹部131と、内側の第2テーパ凹部132とからなる複合構造を有する。第2テーパ凹部132は、第1テーパ凹部131の内部における中央に形成される。第2テーパ凹部132の内径は、第1テーパ凹部131の内径よりも小さい。第2テーパ凹部132は、第1テーパ凹部131よりも深い位置に配置される。 Each recess 130 has a composite structure consisting of an outer first tapered recess 131 and an inner second tapered recess 132. The second tapered recess 132 is formed in the center of the first tapered recess 131. The inner diameter of the second tapered recess 132 is smaller than the inner diameter of the first tapered recess 131. The second tapered recess 132 is positioned deeper than the first tapered recess 131.

第1テーパ凹部131は、比較的太いテーパ状の凹部であり、上述した光学フィルム1の構造体3の第1テーパ部31の反転形状を有する(図9、図10参照。)。第2テーパ凹部132は、比較的細長いテーパ状の凹部であり、上述した光学フィルム1の構造体3の第2テーパ部32の反転形状を有する(図9、図10参照。)。第1テーパ凹部131のテーパ比と深さはそれぞれ、第1テーパ部31のテーパ比Cと高さhと実質的に同一である。同様に、第2テーパ凹部132のテーパ比と深さはそれぞれ、第2テーパ部32のテーパ比Cと高さhと実質的に同一である。 The first tapered recess 131 is a relatively thick tapered recess, and has an inverted shape of the first tapered portion 31 of the structure 3 of the optical film 1 described above (see FIGS. 9 and 10 ). The second tapered recess 132 is a relatively thin tapered recess, and has an inverted shape of the second tapered portion 32 of the structure 3 of the optical film 1 described above (see FIGS. 9 and 10 ). The taper ratio and depth of the first tapered recess 131 are substantially the same as the taper ratio C1 and height h1 of the first tapered portion 31, respectively. Similarly, the taper ratio and depth of the second tapered recess 132 are substantially the same as the taper ratio C2 and height h2 of the second tapered portion 32, respectively.

このように、ロール原盤100の微細凹凸構造120の凹部130は、第1テーパ凹部131と第2テーパ凹部132とからなる複合構造を有しており、光学フィルム1の構造体3の複合構造に対応した形状を有する。したがって、複数の凹部130からなる微細凹凸構造120を光学フィルム1に転写することで、光学フィルム1の表面に、図1に示した複数の構造体3からなる微細凹凸構造2を適切に形成することができる。かかる微細凹凸構造120の転写の詳細については後述する。 In this way, the recesses 130 of the microrelief structure 120 of the roll master 100 have a composite structure consisting of first tapered recesses 131 and second tapered recesses 132, and have a shape corresponding to the composite structure of the structures 3 of the optical film 1. Therefore, by transferring the microrelief structure 120 consisting of multiple recesses 130 to the optical film 1, it is possible to appropriately form the microrelief structure 2 consisting of multiple structures 3 shown in FIG. 1 on the surface of the optical film 1. Details of the transfer of such a microrelief structure 120 will be described later.

次に、微細凹凸構造120を構成する複数の凹部130の配置について、詳細に説明する。本実施形態に係るロール原盤100の外周面上には、微細凹凸構造120の複数の凹部130が可視光の波長以下のピッチP’で六方格子状に配列されている。微細凹凸構造120の凹部130のピッチP’は、上述した光学フィルム1の微細凹凸構造2の構造体3のピッチPと同一である。ピッチP’は、可視光域の波長以下であり、例えば、350nm以下であり、好ましくは250nm以下であり、例えば200nm程度であってよい。 Next, the arrangement of the multiple recesses 130 that make up the microrelief structure 120 will be described in detail. On the outer peripheral surface of the roll master 100 according to this embodiment, the multiple recesses 130 of the microrelief structure 120 are arranged in a hexagonal lattice pattern at a pitch P' that is equal to or less than the wavelength of visible light. The pitch P' of the recesses 130 of the microrelief structure 120 is the same as the pitch P of the structures 3 of the microrelief structure 2 of the optical film 1 described above. The pitch P' is equal to or less than the wavelength of visible light, and may be, for example, 350 nm or less, preferably 250 nm or less, and may be, for example, approximately 200 nm.

ここで、上述した微細凹凸構造2の構造体3の六方格子状の配列(図3参照。)と同様に、ロール原盤100の微細凹凸構造120の凹部130も、図4中の拡大図に示すように、相互に平行な複数のトラックT’に沿って配列されている。複数のトラックT’が、第1方向(トラック延長方向)に対して垂直な第2方向(トラックピッチ方向)に所定の間隔(トラックピッチP’)を空けて配置される。例えば、図4に示すように、第1方向(トラック延長方向)はロール周方向であってよく、第2方向はロール幅方向であってよい。 Here, similar to the hexagonal lattice arrangement of the structures 3 of the microrelief structure 2 described above (see FIG. 3), the recesses 130 of the microrelief structure 120 of the roll master 100 are also arranged along a plurality of tracks T' that are parallel to one another, as shown in the enlarged view of FIG. 4. The plurality of tracks T' are arranged at predetermined intervals (track pitch P T ') in a second direction (track pitch direction) perpendicular to the first direction (track extension direction). For example, as shown in FIG. 4, the first direction (track extension direction) may be the roll circumferential direction, and the second direction may be the roll width direction.

ここで、ドットピッチP’は、トラックT’に沿って、第1方向(例えばロール周方向)に配列される複数の凹部130のピッチ(周期)である。トラックピッチP’は、第2方向(例えばロール幅方向)に相互に隣接して配置される複数のトラックT’の相互間隔である。微細凹凸構造120の凹部130のドットピッチP’、トラックピッチP’はそれぞれ、上述した光学フィルム1の微細凹凸構造2の構造体3のドットピッチP、トラックピッチPと同一である。例えば、ドットピッチP’は230nmであってよく、トラックピッチP’は150nmであってよい。 Here, the dot pitch P D ' is the pitch (period) of the multiple recesses 130 arranged along the track T' in a first direction (e.g., the roll circumferential direction). The track pitch P T ' is the distance between the multiple tracks T' arranged adjacent to each other in a second direction (e.g., the roll width direction). The dot pitch P D ' and track pitch P T ' of the recesses 130 in the microrelief structure 120 are the same as the dot pitch P D and track pitch P T of the structures 3 in the microrelief structure 2 of the optical film 1 described above, respectively. For example, the dot pitch P D ' may be 230 nm, and the track pitch P T ' may be 150 nm.

図4に示す微細凹凸構造120の六方格子状の配列では、ロール幅方向に隣接するトラックT’、T’間で、凹部130は、ロール周方向に半ピッチ(1/2P’)だけずれた位置に配置されている。すなわち、ロール幅方向に隣接するトラックT、T間で、ロール周方向に配列される凹部130の位相が半周期(180°)だけずれている。 In the hexagonal lattice arrangement of the microrelief structure 120 shown in Fig. 4, the recesses 130 are arranged at positions shifted by half a pitch (½P D ') in the roll circumferential direction between tracks T', T' adjacent to each other in the roll width direction. In other words, the phases of the recesses 130 arranged in the roll circumferential direction are shifted by half a period (180°) between tracks T', T' adjacent to each other in the roll width direction.

このようにトラックT’ごとに(即ち、ロール1周ごとに)、凹部130の配列を半ピッチ(1/2P’)ずらすことにより、ロール原盤100の外周面上に複数の凹部130を最密な六方格子状に配列できる。したがって、当該外周面上において微細凹凸構造120の複数の凹部130が占める面積の割合(凹部130の充填率)を最大化できる。よって、微細凹凸構造120が転写された光学フィルム1の単位面積当たりの反射防止機能を向上できる。 By shifting the arrangement of the recesses 130 by half the pitch (½P D ′) for each track T′ (i.e., for each rotation of the roll), the recesses 130 can be arranged in a close-packed hexagonal lattice pattern on the outer peripheral surface of the roll master 100. This makes it possible to maximize the proportion of the area occupied by the recesses 130 of the fine concave-convex structure 120 on the outer peripheral surface (the filling rate of the recesses 130). This improves the anti-reflection function per unit area of the optical film 1 to which the fine concave-convex structure 120 has been transferred.

なお、微細凹凸構造120の凹部130の深さH’、サイズD’(ドットサイズ)、アスペクト比(深さH’/配置ピッチP’)等の各種寸法は、上述した光学フィルム1の微細凹凸構造2の構造体3の高さh、サイズD(ドットサイズ)、アスペクト比(高さh/配置ピッチP)等と同一である。したがって、これら寸法の詳細説明は省略する。 Note that the various dimensions of the recesses 130 in the microrelief structure 120, such as the depth H', size D' (dot size), and aspect ratio (depth H'/arrangement pitch P'), are the same as the height h, size D (dot size), and aspect ratio (height h/arrangement pitch P) of the structures 3 in the microrelief structure 2 of the optical film 1 described above. Therefore, a detailed description of these dimensions will be omitted.

以上、ロール原盤100の凹凸パターン領域102に形成される微細凹凸構造120について説明した。このロール原盤100の微細凹凸構造120を光学フィルム1に転写することにより、当該光学フィルム1の凹凸パターン領域に上述した微細凹凸構造2(図1~図3参照。)を好適に形成することができる。 The above describes the fine concave-convex structure 120 formed in the concave-convex pattern region 102 of the roll master 100. By transferring the fine concave-convex structure 120 of this roll master 100 to the optical film 1, the above-mentioned fine concave-convex structure 2 (see Figures 1 to 3) can be suitably formed in the concave-convex pattern region of the optical film 1.

[3.露光装置の構成]
次に、図5を参照して、本実施形態に係るロール原盤100の製造に用いられる露光装置200の構成について説明する。図5は、本実施形態に係るロール原盤100の製造に用いられる露光装置200の構成を示すブロック図である。
[3. Configuration of exposure equipment]
Next, the configuration of the exposure device 200 used in manufacturing the roll master 100 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 is a block diagram showing the configuration of the exposure device 200 used in manufacturing the roll master 100 according to this embodiment.

図5に示すように、露光装置200は、レーザ光源201と、第1ミラー203と、フォトダイオード(Photodiode:PD)205と、集光レンズ207と、電気光学偏向素子(Electro Optic Deflector:EOD)209と、コリメータレンズ211と、第2ミラー213と、移動光学テーブル220と、スピンドルモータ225と、ターンテーブル227と、制御装置230と、を備える。 As shown in FIG. 5, the exposure device 200 includes a laser light source 201, a first mirror 203, a photodiode (PD) 205, a condenser lens 207, an electro-optic deflector (EOD) 209, a collimator lens 211, a second mirror 213, a movable optical table 220, a spindle motor 225, a turntable 227, and a control device 230.

レーザ光源201は、ロール原盤100を露光するためのレーザ光202を出射する光源である。レーザ光源201は、例えば、400nm~500nmの青色光帯域の波長のレーザ光を発する半導体レーザ光源であってもよい。レーザ光源201は、制御装置230により制御される。 The laser light source 201 is a light source that emits laser light 202 for exposing the roll master 100. The laser light source 201 may be, for example, a semiconductor laser light source that emits laser light with a wavelength in the blue light band of 400 nm to 500 nm. The laser light source 201 is controlled by the control device 230.

レーザ光源201から出射されたレーザ光202は、平行ビームのまま直進し、第1ミラー203で反射される。第1ミラー203は、偏光ビームスプリッタで構成されており、偏光成分の一方を反射させ、偏光成分の他方を透過させる機能を有する。第1ミラー203を透過した偏光成分は、フォトダイオード205によって光電変換される。光電変換された受光信号は、レーザ光源201に入力される。これにより、レーザ光源201は、入力された受光信号によるフィードバックに基づいて、レーザ光202の出力を調整することができる。 Laser light 202 emitted from laser light source 201 travels straight as a parallel beam and is reflected by first mirror 203. First mirror 203 is composed of a polarizing beam splitter, and has the function of reflecting one polarized component and transmitting the other polarized component. The polarized component that passes through first mirror 203 is photoelectrically converted by photodiode 205. The photoelectrically converted received light signal is input to laser light source 201. This allows laser light source 201 to adjust the output of laser light 202 based on feedback from the input received light signal.

第1ミラー203で反射されたレーザ光202は、偏向光学系に導かれる。偏向光学系は、集光レンズ207と、電気光学偏向素子209と、コリメータレンズ211とを備える。 The laser light 202 reflected by the first mirror 203 is guided to the deflection optical system. The deflection optical system includes a condenser lens 207, an electro-optical deflection element 209, and a collimator lens 211.

偏向光学系において、レーザ光202は、集光レンズ207によって、電気光学偏向素子209に集光される。電気光学偏向素子209は、レーザ光202の照射位置をナノメートル程度の距離で制御することが可能な素子である。電気光学偏向素子209により、ロール原盤100の原盤基材110に対するレーザ光202の照射位置を微調整することが可能である。レーザ光202は、電気光学偏向素子209によって照射位置を調整された後、コリメータレンズ211によって、再度、平行ビーム化される。平行ビーム化されたレーザ光202は、第2ミラー213によって反射され、移動光学テーブル220上に水平に導かれる。 In the deflection optical system, the laser beam 202 is focused onto an electro-optical deflection element 209 by a focusing lens 207. The electro-optical deflection element 209 is an element that can control the irradiation position of the laser beam 202 at a distance of about nanometers. The electro-optical deflection element 209 makes it possible to finely adjust the irradiation position of the laser beam 202 on the master substrate 110 of the roll master 100. After the irradiation position of the laser beam 202 is adjusted by the electro-optical deflection element 209, the laser beam 202 is collimated again by a collimator lens 211. The collimated laser beam 202 is reflected by a second mirror 213 and directed horizontally onto the movable optical table 220.

移動光学テーブル220は、ビームエキスパンダ(Beam expader:BEX)221と、対物レンズ223とを備える。また、ロール原盤100は、ターンテーブル227上に載置される。ターンテーブル227は、ロール原盤100を支持するテーブルであり、スピンドルモータ225により回転可能である。 The moving optical table 220 includes a beam expander (BEX) 221 and an objective lens 223. The roll master 100 is placed on a turntable 227. The turntable 227 supports the roll master 100 and can be rotated by a spindle motor 225.

ビームエキスパンダ221は、第2ミラー213によって導かれたレーザ光202を、所望のビーム形状に整形する。整形されたレーザ光202は、対物レンズ223を介して、ロール原盤100の原盤基材110の外周面に成膜されたレジスト層に照射される。 The beam expander 221 shapes the laser light 202 guided by the second mirror 213 into the desired beam shape. The shaped laser light 202 passes through the objective lens 223 and is irradiated onto a resist layer formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110 of the roll master 100.

ロール原盤100の原盤基材110に対するレーザ光202の照射時には、スピンドルモータ225により、ターンテーブル227および原盤基材110をロール軸110aを中心に回転させながら、移動光学テーブル220により、レーザ光202の照射位置をロール原盤100の軸方向(ロール幅方向)に移動させる。例えば、原盤基材110が1回転する毎に、移動光学テーブル220は、レーザ光202の照射位置を矢印R方向(送りピッチ方向)に1送りピッチ(トラックピッチ)だけ移動させる。これにより、原盤基材110の外周面に対してレーザ光202を螺旋状に照射して、原盤基材110の外周面のレジスト層を螺旋状の走査軌跡で露光することができる。なお、レーザ光源201を含むレーザヘッド、またはロール原盤100を支持するターンテーブル227のいずれかをスライダに沿って移動させることにより、レーザ光202の照射位置を移動させてもよい。 When the master substrate 110 of the roll master 100 is irradiated with the laser beam 202, the spindle motor 225 rotates the turntable 227 and the master substrate 110 around the roll axis 110a, while the movable optical table 220 moves the irradiation position of the laser beam 202 in the axial direction of the roll master 100 (roll width direction). For example, with each rotation of the master substrate 110, the movable optical table 220 moves the irradiation position of the laser beam 202 by one feed pitch (track pitch) in the direction of arrow R (feed pitch direction). This allows the laser beam 202 to be irradiated spirally onto the outer peripheral surface of the master substrate 110, exposing the resist layer on the outer peripheral surface of the master substrate 110 along a spiral scanning trajectory. The irradiation position of the laser beam 202 may also be moved by moving either the laser head including the laser light source 201 or the turntable 227 supporting the roll master 100 along a slider.

また、制御装置230は、レーザ光源201からのレーザ光202の出射を制御することで、レーザ光202の照射時間および照射位置を制御する。制御装置230は、レーザ光202の出射を制御する露光信号を生成する。制御装置230は、例えば、任意の波形の信号を生成可能な信号生成回路を含むファンクションジェネレータなどを有してもよい。制御装置230は、フォーマッタ231と、ドライバ233とを備える。 The control device 230 also controls the emission of the laser beam 202 from the laser light source 201, thereby controlling the irradiation time and irradiation position of the laser beam 202. The control device 230 generates an exposure signal that controls the emission of the laser beam 202. The control device 230 may include, for example, a function generator that includes a signal generation circuit capable of generating a signal of any waveform. The control device 230 includes a formatter 231 and a driver 233.

フォーマッタ231は、基準クロック信号から、レーザ光202の照射を制御するための露光信号を生成する。露光信号は、ロール原盤100の外周面に形成される凹凸パターンを表す信号である。ドライバ233は、フォーマッタ231が生成した露光信号に基づいてレーザ光源201からのレーザ光202の照射を制御する。例えば、ドライバ233は、矩形パルス波からなる露光信号がハイレベルの場合に、レーザ光202が照射されるようにレーザ光源201を制御してもよい。また、スピンドルモータ225は、上記の基準クロック信号から生成される回転制御信号に基づいて、ターンテーブル227を回転させる。例えば、回転制御信号の所定の数のパルスが入力される期間中にターンテーブル227が1回転するように、スピンドルモータ225は、ターンテーブル227の回転を制御してもよい。 The formatter 231 generates an exposure signal from the reference clock signal to control the emission of the laser beam 202. The exposure signal represents the concave-convex pattern to be formed on the outer peripheral surface of the roll master 100. The driver 233 controls the emission of the laser beam 202 from the laser beam source 201 based on the exposure signal generated by the formatter 231. For example, the driver 233 may control the laser beam source 201 so that the laser beam 202 is emitted when the exposure signal consisting of a rectangular pulse wave is at a high level. The spindle motor 225 also rotates the turntable 227 based on a rotation control signal generated from the reference clock signal. For example, the spindle motor 225 may control the rotation of the turntable 227 so that the turntable 227 rotates once during the period in which a predetermined number of pulses of the rotation control signal are input.

以上のように、レーザ光源201は、制御装置230が生成した露光信号によって制御され、レーザ光源201から出射されたレーザ光202は、ターンテーブル227上に載置されたロール原盤100に照射される。また、スピンドルモータ225は、回転制御信号に基づいて、ロール原盤100が載置されたターンテーブル227を回転させる。ここで、露光信号および回転制御信号は、共通の基準クロック信号から生成され、相互に同期していてもよい。 As described above, the laser light source 201 is controlled by an exposure signal generated by the control device 230, and the laser light 202 emitted from the laser light source 201 is irradiated onto the roll master 100 placed on the turntable 227. Furthermore, the spindle motor 225 rotates the turntable 227 on which the roll master 100 is placed based on the rotation control signal. Here, the exposure signal and the rotation control signal may be generated from a common reference clock signal and may be synchronized with each other.

以上、本実施形態に係る露光装置200の構成例について説明した。本実施形態に係る露光装置200によれば、ロール原盤100の原盤基材110の外周面を露光して、所望の形状の露光パターン(凹凸パターン)を精密に形成することができる。 The above describes an example configuration of the exposure device 200 according to this embodiment. The exposure device 200 according to this embodiment can expose the outer peripheral surface of the master substrate 110 of the roll master 100 to light, thereby precisely forming an exposure pattern (concave-convex pattern) of the desired shape.

[4.露光方法]
次に、図6を参照して、上記露光装置200を用いてロール原盤100の原盤基材110の外周面を露光する露光方法について説明する。図6は、本実施形態に係るロール原盤100の露光方法を概略的に示す模式図である。
[4. Exposure Method]
Next, an exposure method for exposing the outer peripheral surface of the master substrate 110 of the roll master 100 using the exposure device 200 will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a schematic diagram illustrating the exposure method for the roll master 100 according to this embodiment.

図6に示すように、本実施形態に係るロール原盤100の露光方法では、上述した露光装置200を用いて、原盤基材110の外周面にレーザ光202を照射して、露光パターンを形成する。露光装置200は、上記のように、レーザ光202を発するレーザ光源201と、レーザ光202の出射を制御する制御装置230とを備えている。 As shown in FIG. 6 , in the exposure method for the roll master 100 according to this embodiment, the exposure device 200 described above is used to irradiate the outer peripheral surface of the master substrate 110 with laser light 202 to form an exposure pattern. As described above, the exposure device 200 includes a laser light source 201 that emits laser light 202 and a control device 230 that controls the emission of the laser light 202.

露光工程では、ロール軸110aを中心にロール原盤100の原盤基材110を回転させつつ、かつ、露光装置200のレーザ光源201をロール幅方向(図6の矢印Rの方向)に移動させながら、原盤基材110の外周面に対してレーザ光202を照射する。これにより、原盤基材110の外周面に対して螺旋状にレーザ光202が照射され、原盤基材110の外周面の所望の領域に所望の形状の露光パターンを形成することができる。 In the exposure process, the master substrate 110 of the roll master 100 is rotated around the roll axis 110a, and the laser light source 201 of the exposure device 200 is moved in the roll width direction (the direction of arrow R in Figure 6) while irradiating the outer peripheral surface of the master substrate 110 with laser light 202. As a result, the laser light 202 is irradiated spirally onto the outer peripheral surface of the master substrate 110, and an exposure pattern of the desired shape can be formed in the desired area of the outer peripheral surface of the master substrate 110.

原盤基材110の外周面のうち凹凸パターン領域102では、上記微細凹凸構造120に対応する露光パターンが形成される。図6の例では、凹凸パターン領域102に対して螺旋状の照射軌跡でレーザ光202を照射することで、微細凹凸構造120に対応する露光パターンを形成している状態を示している。 An exposure pattern corresponding to the fine uneven structure 120 is formed in the uneven pattern region 102 on the outer peripheral surface of the master substrate 110. The example in Figure 6 shows how the exposure pattern corresponding to the fine uneven structure 120 is formed by irradiating the uneven pattern region 102 with laser light 202 along a spiral irradiation trajectory.

ここで、図7を参照して、本実施形態に係る露光装置200が用いる露光信号と、原盤基材110の外周面に形成される露光パターンとの対応関係について具体的に説明する。図7は、本実施形態に係る露光信号と露光パターンとの対応関係を示す説明図である。 Now, with reference to Figure 7, we will specifically explain the correspondence between the exposure signal used by the exposure device 200 according to this embodiment and the exposure pattern formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110. Figure 7 is an explanatory diagram showing the correspondence between the exposure signal and the exposure pattern according to this embodiment.

図7に示すように、本実施形態では、螺旋状の照射軌跡でレーザ光202を照射することにより、円形のドットパターンが六方格子状に配列された露光パターンを原盤基材110の外周面に形成する。この露光パターンでは、微細凹凸構造120の凹部130に対応する円形のドットパターンが六方格子状に配列されている。これら円形のドットパターンは、所定のトラックピッチP’で配列された複数列のトラックT’に沿って配置される。なお、ドットパターンの平面形状は、図7に示す円形の例に限定されず、例えば、トラックT’の延長方向に長軸方向を有する楕円形、長円形などであってもよい。 As shown in Fig. 7 , in this embodiment, an exposure pattern in which circular dot patterns are arranged in a hexagonal lattice pattern is formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110 by irradiating the laser beam 202 along a spiral irradiation locus. In this exposure pattern, circular dot patterns corresponding to the recesses 130 of the microrelief structure 120 are arranged in a hexagonal lattice pattern. These circular dot patterns are arranged along a plurality of rows of tracks T' arranged at a predetermined track pitch P T '. Note that the planar shape of the dot pattern is not limited to the circular example shown in Fig. 7 , and may be, for example, an ellipse or an oval having a major axis direction in the extension direction of the tracks T'.

本実施形態に係る露光装置200は、トラックT’に沿って配列される複数のドットパターンからなる露光パターンを形成するために、露光信号として、例えば、所定の周期でハイレベルおよびローレベルを交互に繰り返すパルス波信号を用いる。パルス波信号の周期はtである。露光装置200は、露光信号がハイレベルのときに原盤基材110の外周面に円形のドットパターンが形成されるように、レーザ光202の照射を制御する。 The exposure device 200 according to this embodiment uses, as the exposure signal, for example, a pulse wave signal that alternates between high and low levels at a predetermined cycle to form an exposure pattern consisting of multiple dot patterns arranged along the track T'. The cycle of the pulse wave signal is t. The exposure device 200 controls the irradiation of the laser light 202 so that a circular dot pattern is formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110 when the exposure signal is at a high level.

さらに、図7に示すようにドットパターンが六方格子状に配列された露光パターンを形成するために、原盤基材110のロール幅方向に相隣接するトラックT’、T’間で、露光信号が1/2パルス(t/2)ずつずれるように、露光信号の周波数が設定される。換言すると、露光信号の連続性を維持したまま、螺旋状のレーザ照射軌跡の1周ごと(即ち、トラックT’ごと)に、露光信号の位相を180°ずつ反転させる。これにより、ロール周方向に螺旋状に配列されるドットパターンの1周ごと(即ち、トラックT’ごと)に、ドットパターンの位置が0.5ピッチ(=(1/2)×PD’)ずつ、ロール周方向にずれる。このようにして、螺旋状のレーザ照射軌跡を用いて、ドットパターンが六方格子状に精密に配列された露光パターンを、原盤基材110の外周面に形成することができる。 Furthermore, in order to form an exposure pattern in which the dot pattern is arranged in a hexagonal lattice pattern as shown in FIG. 7 , the frequency of the exposure signal is set so that the exposure signal is shifted by ½ pulse (t/2) between tracks T′, T′ adjacent to each other in the roll width direction of the master substrate 110. In other words, while maintaining the continuity of the exposure signal, the phase of the exposure signal is inverted by 180° for each revolution of the spiral laser irradiation locus (i.e., for each track T′). As a result, the position of the dot pattern is shifted by 0.5 pitches (= (½) × P D′ ) in the roll circumferential direction for each revolution of the dot pattern arranged spirally in the roll circumferential direction (i.e., for each track T′). In this way, an exposure pattern in which the dot pattern is precisely arranged in a hexagonal lattice pattern can be formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110 using the spiral laser irradiation locus.

ところで、上記のように螺旋状の照射軌跡でレーザ光202を照射する場合、原盤基材110の外周1周の長さは、原盤基材110の加工誤差によって周ごとに変化し得る。このため、露光信号と回転制御信号とが同期しない場合、露光の進行に伴って、露光パターンの配列が乱れてしまう。また、原盤基材110を回転させるターンテーブル227のスピンドルモータ225は、回転速度に揺らぎをもっているため、回転速度の揺らぎにより、露光パターンの配列が乱れてしまう。 When the laser beam 202 is irradiated along a spiral irradiation path as described above, the length of one circumference of the master substrate 110 can vary from circumference to circumference due to processing errors in the master substrate 110. For this reason, if the exposure signal and the rotation control signal are not synchronized, the arrangement of the exposure pattern will be disrupted as the exposure progresses. Furthermore, the spindle motor 225 of the turntable 227 that rotates the master substrate 110 has fluctuations in rotation speed, and these fluctuations in rotation speed will disrupt the arrangement of the exposure pattern.

そこで、本実施形態では、露光信号と回転制御信号の基となる基準クロックを共有させることによって、露光信号と回転制御信号とを同期させる。これにより、露光信号の周波数は、回転制御信号の分周または逓倍に制限されることがなくなり、任意の値に設定することが可能となる。したがって、露光信号の連続性を維持したまま、原盤基材110の外周面に所望の露光パターンを連続的に形成することが可能になる。よって、複数のドットパターンが六方格子状に配列される微細凹凸構造120の露光パターンにおいて、露光パターンの途切れや配列の乱れを防止でき、当該露光パターンを高精度で連続的に形成可能である。 In this embodiment, the exposure signal and the rotation control signal are synchronized by sharing a reference clock on which they are based. This means that the frequency of the exposure signal is no longer limited to dividing or multiplying the rotation control signal, and can be set to any value. This makes it possible to continuously form the desired exposure pattern on the outer peripheral surface of the master substrate 110 while maintaining the continuity of the exposure signal. This prevents interruptions and disruptions to the exposure pattern in the exposure pattern of the micro-relief structure 120, in which multiple dot patterns are arranged in a hexagonal lattice pattern, and enables the exposure pattern to be continuously formed with high precision.

以上、図7を参照して、原盤基材110の外周面のうち凹凸パターン領域102に、微細凹凸構造120に対応する六方格子状の露光パターンを形成する例について説明した。このように本実施形態によれば、露光装置200を用いて、凹凸パターン領域102の微細凹凸構造120に対応する露光パターンをロール原盤100の外周面に形成することができる。よって、露光パターンを容易かつ迅速に形成できるので、ロール原盤100の製造コストおよび製造時間を低減できる。 An example of forming a hexagonal lattice-shaped exposure pattern corresponding to the fine uneven structure 120 in the uneven pattern region 102 on the outer peripheral surface of the master substrate 110 has been described above with reference to Figure 7. As described above, according to this embodiment, an exposure pattern corresponding to the fine uneven structure 120 in the uneven pattern region 102 can be formed on the outer peripheral surface of the roll master 100 using the exposure device 200. Therefore, the exposure pattern can be formed easily and quickly, thereby reducing the manufacturing cost and manufacturing time of the roll master 100.

[5.ロール原盤の製造方法]
次に、図8、図9を参照して、本実施形態に係るロール原盤100の製造方法について説明する。図8、図9は、本実施形態に係るロール原盤100の製造方法を示す工程図である。
[5. Manufacturing method of roll master]
Next, a method for manufacturing the roll master 100 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 8 and Fig. 9. Fig. 8 and Fig. 9 are process diagrams showing the method for manufacturing the roll master 100 according to this embodiment.

本実施形態では、高精度で照射位置を制御可能なレーザ光によるリソグラフィを用いて、原盤基材110の外周面に微細凹凸構造120の凹凸パターンを形成することにより、本実施形態に係るロール原盤100が製造される。かかるレーザ光によるリソグラフィを用いることで、微細凹凸構造120の凹凸パターンの配列を精密に制御することが可能である。 In this embodiment, the roll master 100 according to this embodiment is manufactured by forming a concave-convex pattern of the fine concave-convex structure 120 on the outer peripheral surface of the master substrate 110 using laser light lithography, which allows for highly accurate control of the irradiation position. By using such laser light lithography, it is possible to precisely control the arrangement of the concave-convex pattern of the fine concave-convex structure 120.

本実施形態に係るロール原盤100の製造方法は、成膜工程(S10)と、露光工程(S12)と、現像工程(S14)と、エッチング工程(S16)とを含む。まず、成膜工程(S10)では、原盤基材110の外周面にレジスト層111を成膜する。次いで、露光工程(S12)では、レジスト層111にレーザ光を照射することで潜像112を形成する。さらに、現像工程(S14)では、潜像112が形成されたレジスト層111を現像し、レジスト層111にパターンを形成する。その後、エッチング工程(S16)では、パターンが形成されたレジスト層111をマスクとして原盤基材110をエッチングし、原盤基材110の外周面に微細凹凸構造120の凹凸パターンを形成する。以下に本実施形態に係るロール原盤100の製造方法の各工程について説明する。 The method for manufacturing the roll master 100 according to this embodiment includes a film-forming step (S10), an exposure step (S12), a development step (S14), and an etching step (S16). First, in the film-forming step (S10), a resist layer 111 is formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110. Next, in the exposure step (S12), a latent image 112 is formed by irradiating the resist layer 111 with laser light. Furthermore, in the development step (S14), the resist layer 111 on which the latent image 112 has been formed is developed to form a pattern in the resist layer 111. Thereafter, in the etching step (S16), the master substrate 110 is etched using the patterned resist layer 111 as a mask, thereby forming a concavo-convex pattern of the micro-convex structure 120 on the outer peripheral surface of the master substrate 110. Each step in the method for manufacturing the roll master 100 according to this embodiment is described below.

(S10)成膜工程
成膜工程では、まず、図8のAに示すように、ロール原盤100の原盤基材110が準備される。原盤基材110は、例えば、円筒状または円柱状のガラス原盤である。次いで、図8のBに示すように、原盤基材110の外周面にレジスト層111が成膜される。レジスト層111は、レーザ光によって潜像112を形成することが可能な無機系材料または有機系材料を含む。無機系材料としては、例えば、タングステン、またはモリブデンなどの1種または2種以上の遷移金属を含む金属酸化物を用いることができる。また、無機系材料を含むレジスト層は、例えば、スパッタ法などを用いることで成膜することができる。一方、有機系材料としては、例えば、ノボラック系レジスト、または化学増幅型レジストなどを用いることができる。また、有機系材料を含むレジスト層は、スピンコート法などを用いることで成膜することができる。
(S10) Film Forming Process In the film forming process, first, as shown in A of FIG. 8, a master substrate 110 of the roll master 100 is prepared. The master substrate 110 is, for example, a cylindrical or columnar glass master. Next, as shown in B of FIG. 8, a resist layer 111 is formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110. The resist layer 111 contains an inorganic or organic material capable of forming a latent image 112 by laser light. As the inorganic material, for example, a metal oxide containing one or more transition metals such as tungsten or molybdenum can be used. Furthermore, a resist layer containing an inorganic material can be formed by, for example, a sputtering method. On the other hand, as the organic material, for example, a novolac resist or a chemically amplified resist can be used. Furthermore, a resist layer containing an organic material can be formed by, for example, a spin coating method.

(S12)露光工程
次いで、露光工程では、図8のCに示すように、原盤基材110の外周面に形成されたレジスト層111に、レーザ光202を照射する。具体的には、図5に示した露光装置200のターンテーブル227上にロール原盤100を載置し、ロール原盤100を回転させると共に、レーザ光202(露光ビーム)をレジスト層111に照射する。このとき、レーザ光202をロール原盤100の軸方向(ロール幅方向)に移動させながら、レジスト層111に照射することで、螺旋状の照射軌跡に沿ってレジスト層111を露光する。これにより、レーザ光202の照射スポットに応じた潜像112が、レジスト層111に形成される。
(S12) Exposure Step Next, in the exposure step, as shown in C of Fig. 8 , a laser beam 202 is irradiated onto the resist layer 111 formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110. Specifically, the roll master 100 is placed on the turntable 227 of the exposure device 200 shown in Fig. 5 , and the roll master 100 is rotated while the laser beam 202 (exposure beam) is irradiated onto the resist layer 111. At this time, the laser beam 202 is irradiated onto the resist layer 111 while moving in the axial direction (roll width direction) of the roll master 100, thereby exposing the resist layer 111 along a spiral irradiation locus. As a result, a latent image 112 corresponding to the irradiation spot of the laser beam 202 is formed on the resist layer 111.

本実施形態では、ロール原盤100の外周面のうちロール幅方向の中央部の凹凸パターン領域102に対して、螺旋状の照射軌跡に沿ってレーザ光202を間欠的に照射する。これによって、微細凹凸構造120に対応する露光パターン(例えば、図7に示した円形のドットパターンが六方格子状に配列されたパターン)で、凹凸パターン領域102のレジスト層111を全面に渡って露光する。これにより、凹凸パターン領域102のレジスト層111に、微細凹凸構造120に対応する露光パターンの潜像112が形成される。 In this embodiment, laser light 202 is intermittently irradiated along a spiral irradiation trajectory onto the concave-convex pattern region 102 in the center of the roll width direction on the outer circumferential surface of the roll master 100. This exposes the entire surface of the resist layer 111 in the concave-convex pattern region 102 with an exposure pattern corresponding to the fine concave-convex structure 120 (for example, a pattern in which the circular dot pattern shown in Figure 7 is arranged in a hexagonal lattice pattern). As a result, a latent image 112 of the exposure pattern corresponding to the fine concave-convex structure 120 is formed in the resist layer 111 in the concave-convex pattern region 102.

(S14)現像工程
次いで、現像工程では、図9のAに示すように、潜像112が形成されたレジスト層111を、現像液を用いて現像する。これにより、潜像112に対応する開口部113のパターンがレジスト層111に形成される。例えば、レジスト層111が上述した無機系材料を含む場合、レジスト層111の現像には、TMAH(TetraMethylAmmonium Hydroxide:水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液などのアルカリ系溶液を用いることができる。また、レジスト層111が上述した有機系材料を含む場合、レジスト層111の現像には、エステル、またはアルコールなどの各種有機溶剤を用いることができる。
(S14) Development Step Next, in the development step, as shown in A of FIG. 9 , the resist layer 111 on which the latent image 112 is formed is developed using a developer. As a result, a pattern of openings 113 corresponding to the latent image 112 is formed in the resist layer 111. For example, if the resist layer 111 contains the inorganic material described above, an alkaline solution such as a TMAH (Tetramethylammonium Hydroxide) aqueous solution can be used to develop the resist layer 111. Furthermore, if the resist layer 111 contains the organic material described above, various organic solvents such as esters or alcohols can be used to develop the resist layer 111.

現像工程では、例えば、ロール原盤100を回転させながら、レジスト層111上に現像液を滴下して、レジスト層111を現像処理する。これにより、図9のAに示すように、レジスト層111に複数の開口部113が形成される。レジスト層111をポジ型のレジストにより形成した場合には、レーザ光202で露光した潜像112(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112(露光部)に応じた開口部113のパターンがレジスト層111に形成される。 In the development process, for example, a developer is dropped onto the resist layer 111 while the roll master 100 is rotating, and the resist layer 111 is developed. As a result, multiple openings 113 are formed in the resist layer 111, as shown in Figure 9A. If the resist layer 111 is formed from a positive resist, the latent image 112 (exposed area) exposed to the laser light 202 dissolves faster in the developer than the non-exposed area, and a pattern of openings 113 corresponding to the latent image 112 (exposed area) is formed in the resist layer 111.

本実施形態では、凹凸パターン領域102には、微細凹凸構造120に対応する開口パターン(例えば、図7に示した円形のドットパターンが六方格子状に配列されたパターン)で、開口部113が形成される。 In this embodiment, openings 113 are formed in the concave-convex pattern region 102 in an opening pattern corresponding to the fine concave-convex structure 120 (for example, a pattern in which the circular dot pattern shown in Figure 7 is arranged in a hexagonal lattice pattern).

(S16)エッチング工程
次いで、エッチング工程では、開口部113が形成されたレジスト層111のパターンをマスクとして、原盤基材110の外周面をエッチングする。これにより、図9のBに示すように、原盤基材110の外周面に、上記露光パターンおよび開口部113のパターンに対応する凹凸パターン(微細凹凸構造120)が形成される。原盤基材110のエッチングは、ドライエッチングまたはウェットエッチングのいずれで行ってもよい。原盤基材110がSiOを主とするガラス材料(例えば、石英ガラスなど)である場合、原盤基材110のエッチングは、フッ化炭素ガスを用いたドライエッチング、または、フッ化水素酸等を用いたウェットエッチングであってもよい。
(S16) Etching Step Next, in the etching step, the outer peripheral surface of the master substrate 110 is etched using the pattern of the resist layer 111 in which the openings 113 have been formed as a mask. As a result, as shown in FIG. 9B, a concavo-convex pattern (fine concavo-convex structure 120) corresponding to the exposure pattern and the pattern of the openings 113 is formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110. Etching of the master substrate 110 may be performed by either dry etching or wet etching. When the master substrate 110 is made of a glass material mainly containing SiO 2 (for example, quartz glass), etching of the master substrate 110 may be dry etching using a fluorocarbon gas or wet etching using hydrofluoric acid or the like.

本実施形態に係るエッチング工程によれば、原盤基材110の外周面のうち凹凸パターン領域102には、凹凸パターンとして、開口部113に対応する微細凹凸構造120が形成される。微細凹凸構造120は、例えば、複数の凹部130および凸部140が可視光の波長以下のナノオーダー(例えば、350nm以下)のピッチP’で六方格子状に配列されたモスアイ構造である。 According to the etching process of this embodiment, a fine concave-convex structure 120 corresponding to the openings 113 is formed as a concave-convex pattern in the concave-convex pattern region 102 on the outer peripheral surface of the master substrate 110. The fine concave-convex structure 120 is, for example, a moth-eye structure in which a plurality of concave portions 130 and convex portions 140 are arranged in a hexagonal lattice pattern at a pitch P' on the nano-order (e.g., 350 nm or less) that is equal to or less than the wavelength of visible light.

凹部130は、上述したように、第1テーパ凹部131と第2テーパ凹部132からなる複合構造である。第1テーパ凹部131は、原盤基材110の外周側に形成されるテーパ状の凹部である。第1テーパ凹部131は、第2テーパ凹部132よりも太い円錐台形状のテーパ孔である。第2テーパ凹部132は、第1テーパ凹部131よりも細長い針状のテーパ孔である。第2テーパ凹部132は、第1テーパ凹部131の底部に形成されるテーパ状の凹部である。第2テーパ凹部132のテーパ比Cは、第1テーパ凹部131のテーパ比Cよりも小さい。 As described above, the recess 130 has a composite structure consisting of a first tapered recess 131 and a second tapered recess 132. The first tapered recess 131 is a tapered recess formed on the outer periphery of the master substrate 110. The first tapered recess 131 is a tapered hole having a truncated cone shape that is thicker than the second tapered recess 132. The second tapered recess 132 is a needle-like tapered hole that is longer and thinner than the first tapered recess 131. The second tapered recess 132 is a tapered recess formed at the bottom of the first tapered recess 131. The taper ratio C2 of the second tapered recess 132 is smaller than the taper ratio C1 of the first tapered recess 131.

ロール原盤100の微細凹凸構造120(図9のB参照。)は、上述した光学フィルム1の微細凹凸構造2(図1参照。)の反転形状を有する。このため、微細凹凸構造120の凹部130は、微細凹凸構造2の凸状の構造体3(凸部)の反転形状を有し、微細凹凸構造120の凸部140は、微細凹凸構造2の凹部4の反転形状を有する。ロール原盤100の微細凹凸構造120の凹部130うち、第1テーパ凹部131は、光学フィルム1の微細凹凸構造2の構造体3の第1テーパ部31の反転形状を有し、第2テーパ凹部132は、当該構造体3の第2テーパ部32の反転形状を有する。 The microrelief structure 120 of the roll master 100 (see B in Figure 9) has an inverted shape of the microrelief structure 2 of the optical film 1 described above (see Figure 1). Therefore, the recesses 130 of the microrelief structure 120 have an inverted shape of the convex structures 3 (convex portions) of the microrelief structure 2, and the convex portions 140 of the microrelief structure 120 have an inverted shape of the recesses 4 of the microrelief structure 2. Of the recesses 130 of the microrelief structure 120 of the roll master 100, the first tapered recesses 131 have an inverted shape of the first tapered portions 31 of the structures 3 of the microrelief structure 2 of the optical film 1, and the second tapered recesses 132 have an inverted shape of the second tapered portions 32 of the structures 3.

このような第1テーパ凹部131と第2テーパ凹部132からなる複合構造を有する凹部130を、原盤基材110に形成するために、本実施形態に係るエッチング工程(S16)では、エッチングガスを用いて原盤基材110の外周面をエッチングする際に、エッチング途中でエッチング条件を変更する。例えば、エッチング途中で、エッチングガスを切り替える、例えば、等方性エッチング性の強いCF4ガスに切り替えることや、投入電力出力や圧力を変更することで、凹部130の深さ方向のエッチング速度を変化させることができる。また、エッチング途中にレジストを再形成して、再度エッチングすることも有効である。これにより、1回のエッチング工程で、相互にテーパ比が異なる第1テーパ凹部131と第2テーパ凹部132を原盤基材110に段階的に形成することができる。 To form recesses 130 having a composite structure consisting of first tapered recesses 131 and second tapered recesses 132 in the master substrate 110, the etching process (S16) according to this embodiment involves changing the etching conditions during etching when etching the outer peripheral surface of the master substrate 110 using an etching gas. For example, the etching rate in the depth direction of the recesses 130 can be changed by switching the etching gas during etching, for example, to CF4 gas, which has strong isotropic etching properties, or by changing the input power output or pressure. It is also effective to reform resist during etching and etch again. This allows the first tapered recesses 131 and second tapered recesses 132, which have different taper ratios, to be formed in the master substrate 110 in a single etching process.

以上のように、本実施形態に係るエッチング工程では、複数の開口部113からなる開口パターンが形成されたレジスト層111をマスクとして、原盤基材110の外周面全体を同時にエッチングする。これにより、原盤基材110の外周面に対し、複合構造を有する複数の凹部130を含む微細凹凸構造120(反射防止用の凹凸パターン)を加工することができる。 As described above, in the etching process according to this embodiment, the resist layer 111, on which an opening pattern consisting of multiple openings 113 is formed, is used as a mask to simultaneously etch the entire outer peripheral surface of the master substrate 110. This allows a fine concave-convex structure 120 (an anti-reflection concave-convex pattern) including multiple recesses 130 with a composite structure to be processed on the outer peripheral surface of the master substrate 110.

[6.光学フィルムの製造方法]
次に、図10、図11を参照して、本実施形態に係る光学フィルム1の製造方法について説明する。図10、図11は、本実施形態に係る光学フィルム1の製造方法を示す工程図である。
[6. Manufacturing method of optical film]
Next, a method for producing the optical film 1 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 10 and Fig. 11. Fig. 10 and Fig. 11 are process diagrams showing the method for producing the optical film 1 according to this embodiment.

本実施形態に係る光学フィルム1の製造方法は、ロール原盤100を準備する工程(S20)と、光学フィルム1の基材11の表面に硬化性樹脂からなる樹脂層12Aを塗布する塗布工程(S22)と、ロール原盤100の外周面に形成された転写パターンを光学フィルム1の樹脂層12Aに転写する第1の転写工程(S24)と、光学フィルム1を所定形状に成形する成形工程(S28)と、を含む。さらに、光学フィルム1の両面に凹凸パターンを設ける場合(図11参照。)には、本実施形態に係る光学フィルム1の製造方法は、上記工程に加えて、第2の塗布および転写工程(S26)を含んでもよい。 The method for manufacturing optical film 1 according to this embodiment includes a step (S20) of preparing roll master 100, a coating step (S22) of coating a resin layer 12A made of a curable resin on the surface of substrate 11 of optical film 1, a first transfer step (S24) of transferring a transfer pattern formed on the outer peripheral surface of roll master 100 to resin layer 12A of optical film 1, and a molding step (S28) of molding optical film 1 into a predetermined shape. Furthermore, when a concave-convex pattern is provided on both sides of optical film 1 (see FIG. 11), the method for manufacturing optical film 1 according to this embodiment may include a second coating and transfer step (S26) in addition to the above steps.

(S20)ロール原盤の準備工程
ロール原盤100の準備工程は、例えば、上記図8~図9を参照して説明した本実施形態に係るロール原盤100の製造方法の各工程(成膜工程(S10)、露光工程(S12)、現像工程(S14)およびエッチング工程(S16))であってよい。上記ロール原盤100の製造方法により、外周面に微細凹凸構造120が形成されたロール原盤100が好適に準備される。
(S20) Roll master preparation step The roll master 100 preparation step may be, for example, each step (film formation step (S10), exposure step (S12), development step (S14), and etching step (S16)) of the method for manufacturing the roll master 100 according to this embodiment described with reference to Figures 8 and 9. By the method for manufacturing the roll master 100, a roll master 100 having a fine relief structure 120 formed on the outer peripheral surface is suitably prepared.

塗布工程(S22)
塗布工程では、光学フィルム1の基材11の表面に、硬化性樹脂(転写材料)からなる未硬化の樹脂層12Aを塗布する。硬化性樹脂(転写材料)は、硬化する前の流動性を有する樹脂材料であり、例えば、紫外線硬化性樹脂、光硬化性樹脂などのエネルギー線硬化性樹脂である。本実施形態では、ロール・ツー・ロール方式でロール原盤100の転写パターンを光学フィルム1の樹脂層12Aに連続的に転写するので、塗布工程(S22)と次の転写工程(S24)は同時並行で実行される。
Coating step (S22)
In the coating step, an uncured resin layer 12A made of a curable resin (transfer material) is coated on the surface of the substrate 11 of the optical film 1. The curable resin (transfer material) is a resin material that has fluidity before curing, and is, for example, an energy ray-curable resin such as an ultraviolet-curable resin or a photocurable resin. In this embodiment, the transfer pattern of the roll master 100 is continuously transferred to the resin layer 12A of the optical film 1 by a roll-to-roll system, so the coating step (S22) and the subsequent transfer step (S24) are performed simultaneously in parallel.

(S24)転写工程
転写工程(S24)では、光学フィルム1の一方の表面にロール原盤100の外周面の転写パターンが転写される。詳細には、図10のAに示すように、ロール原盤100の外周面に対して、光学フィルム1の基材11上に塗布された未硬化の樹脂層12A(転写材料)を密着させる。その後、光源58から紫外線などのエネルギー線を樹脂層12Aに照射して、樹脂層12Aを硬化させる。その後、硬化した樹脂層12A(樹脂層12に相当する。)と一体となった基材11を、ロール原盤100から剥離する。
(S24) Transfer Step In the transfer step (S24), the transfer pattern on the outer peripheral surface of the roll master 100 is transferred to one surface of the optical film 1. In detail, as shown in A of FIG. 10 , an uncured resin layer 12A (transfer material) applied to the substrate 11 of the optical film 1 is brought into close contact with the outer peripheral surface of the roll master 100. Thereafter, energy rays such as ultraviolet rays are irradiated onto the resin layer 12A from the light source 58 to cure the resin layer 12A. Thereafter, the substrate 11 integrated with the cured resin layer 12A (corresponding to the resin layer 12) is peeled off from the roll master 100.

これにより、図10のBに示す光学フィルム1が得られる。光学フィルム1では、基材11の表面に樹脂層12が積層され、当該樹脂層12の表面に微細凹凸構造2が形成されている。なお、必要に応じて、光学フィルム1の樹脂層12と基材11との間に、例えば、密着層、接着層、基底層等の中間層(図示せず。)をさらに設けてもよい。 This results in the optical film 1 shown in Figure 10B. In the optical film 1, a resin layer 12 is laminated on the surface of the substrate 11, and a microrelief structure 2 is formed on the surface of the resin layer 12. If necessary, an intermediate layer (not shown), such as an adhesion layer, adhesive layer, or base layer, may be further provided between the resin layer 12 and the substrate 11 of the optical film 1.

本実施形態に係る転写工程によれば、ロール原盤100の外周面の転写パターン(微細凹凸構造120)が光学フィルム1の樹脂層12に転写されて、樹脂層12の表面に微細凹凸構造2が形成される。詳細には、ロール原盤100の凹凸パターン領域102の微細凹凸構造120が光学フィルム1の樹脂層12に転写されることにより、反射防止機能を有する微細凹凸構造2が光学フィルム1の表面に形成される。 According to the transfer process of this embodiment, the transfer pattern (fine relief structure 120) on the outer peripheral surface of the roll master 100 is transferred to the resin layer 12 of the optical film 1, and a fine relief structure 2 is formed on the surface of the resin layer 12. In detail, the fine relief structure 120 of the relief pattern region 102 of the roll master 100 is transferred to the resin layer 12 of the optical film 1, and a fine relief structure 2 having anti-reflection properties is formed on the surface of the optical film 1.

ロール原盤100の微細凹凸構造120と光学フィルム1の微細凹凸構造2は、相互に反転した凹凸形状を有している。転写工程では、ロール原盤100の微細凹凸構造120の凹部130によって、光学フィルム1の微細凹凸構造2の凸状の構造体3(凸部)が形成されるとともに、ロール原盤100の微細凹凸構造120の凸部140によって、光学フィルム1の微細凹凸構造2の凹部4が形成される。 The microrelief structure 120 of the roll master 100 and the microrelief structure 2 of the optical film 1 have mutually inverted recessed and recessed shapes. In the transfer process, the recesses 130 of the microrelief structure 120 of the roll master 100 form the convex structures 3 (convex portions) of the microrelief structure 2 of the optical film 1, and the convex portions 140 of the microrelief structure 120 of the roll master 100 form the recesses 4 of the microrelief structure 2 of the optical film 1.

ここで、本実施形態に係るロール原盤100の微細凹凸構造120の凹部130は、図10のAに示すように、第1テーパ凹部131と第2テーパ凹部132とからなる複合構造(2段テーパ凹構造)を有している。かかる2段テーパ凹構造に凹部130を転写することで、図10のBに示すように、光学フィルム1の微細凹凸構造2の構造体3は、第1テーパ部31と第2テーパ部32とからなる複合構造(2段テーパ凸構造)を有することとなる。 Here, the recesses 130 of the microrelief structure 120 of the roll master 100 according to this embodiment have a composite structure (two-step tapered recess structure) consisting of a first tapered recess 131 and a second tapered recess 132, as shown in FIG. 10A. By transferring the recesses 130 to this two-step tapered recess structure, the structures 3 of the microrelief structure 2 of the optical film 1 have a composite structure (two-step tapered convex structure) consisting of a first tapered portion 31 and a second tapered portion 32, as shown in FIG. 10B.

以上の塗布工程(S22)および転写工程(S24)により、図10のBに示すように、光学フィルム1の一方の表面上の樹脂層12に、微細凹凸構造2が形成される。微細凹凸構造2を有する樹脂層12は、図10のBに示すように、光学フィルム1の一方の表面(片面)にのみ設けられてもよいし、次の図11のBに示すように、光学フィルム1の両方の表面(表裏両面)に設けられてもよい。後者の場合には、次に説明する第2の塗布および転写工程(S26)を実行すればよい。 By the above coating step (S22) and transfer step (S24), a fine relief structure 2 is formed in the resin layer 12 on one surface of the optical film 1, as shown in FIG. 10B. The resin layer 12 having the fine relief structure 2 may be provided on only one surface (one side) of the optical film 1, as shown in FIG. 10B, or may be provided on both surfaces (front and back) of the optical film 1, as shown in the following FIG. 11B. In the latter case, the second coating and transfer step (S26), which will be described next, may be carried out.

(S26)第2の塗布および転写工程
第2の塗布および転写工程(S26)では、図11のAに示すように、上記第1の転写工程(S24)後に、光学フィルム1の基材11の他方の表面(裏面)にも、硬化性樹脂からなる樹脂層12Aを塗布する。次いで、ロール原盤100の外周面に形成された転写パターン(微細凹凸構造120)を、光学フィルム1の他方の表面(裏面)の樹脂層12Aに転写する。
11A, after the first transfer step (S24), a resin layer 12A made of a curable resin is also applied to the other surface (rear surface) of the substrate 11 of the optical film 1. Next, the transfer pattern (fine relief structure 120) formed on the outer peripheral surface of the roll master 100 is transferred to the resin layer 12A on the other surface (rear surface) of the optical film 1.

詳細には、図11のAに示すように、ロール原盤100の外周面に対して、フィルムの基材11の他方の表面上に塗布された未硬化の樹脂層12Aを密着させる。次いで、光源58から紫外線などのエネルギー線を樹脂層12Aに照射して、樹脂層12Aを硬化させる。その後、硬化した樹脂層12A(樹脂層12に相当する。)と一体となった基材11を、ロール原盤100から剥離する。これにより、図11のBに示すように、基材11の表裏両面に樹脂層12が積層され、当該樹脂層12の表面に微細凹凸構造2が形成された光学フィルム1が得られる。 Specifically, as shown in Figure 11A, an uncured resin layer 12A coated on the other surface of the film substrate 11 is brought into close contact with the outer peripheral surface of the roll master 100. Next, energy rays such as ultraviolet light are irradiated onto the resin layer 12A from the light source 58 to cure the resin layer 12A. Thereafter, the substrate 11 integrated with the cured resin layer 12A (corresponding to the resin layer 12) is peeled off from the roll master 100. This results in an optical film 1 in which resin layers 12 are laminated on both the front and back surfaces of the substrate 11 and a microrelief structure 2 is formed on the surface of the resin layer 12, as shown in Figure 11B.

(S28)成形工程
次いで、成形工程では、上記の転写工程(S24またはS26)にて得られた光学フィルム1が所定のサイズ、形状に成形される。例えば、光学フィルム1を所定のサイズに裁断加工したり、所望形状に切り抜いたり、型を用いて所望形状に打ち抜き加工したりする。これにより、用途に応じた光学フィルム1の製品(枚葉品)が成形される。かかる成形加工は、切削加工機や、レーザ加工装置、打ち抜きプレス装置などを使用可能である。
(S28) Molding Step Next, in the molding step, the optical film 1 obtained in the transfer step (S24 or S26) is molded into a predetermined size and shape. For example, the optical film 1 is cut to a predetermined size, cut out into a desired shape, or punched into a desired shape using a mold. This allows the optical film 1 to be molded into a product (sheet product) suitable for the intended use. A cutting machine, a laser processing device, a punching press, or the like can be used for this molding process.

次に、図12を参照して、本実施形態に係る光学フィルム1の製造方法において、ロール・ツー・ロール方式で、ロール原盤100から光学フィルム1に転写パターンを連続的に転写する方法について説明する。図12は、本実施形態に係る転写装置5の構成を示す模式図である。 Next, with reference to Figure 12, we will explain the method for continuously transferring a transfer pattern from a roll master 100 to the optical film 1 using a roll-to-roll system in the manufacturing method of the optical film 1 according to this embodiment. Figure 12 is a schematic diagram showing the configuration of a transfer device 5 according to this embodiment.

図12に示すように、転写装置5は、ロール原盤100と、基材供給ロール51と、巻取ロール52と、ガイドロール53、54と、ニップロール55と、剥離ロール56と、塗布装置57と、光源58とを備える。すなわち、図12に示す転写装置5は、ロール・ツー・ロール方式のインプリント転写装置である。 As shown in FIG. 12, the transfer device 5 includes a roll master 100, a substrate supply roll 51, a take-up roll 52, guide rolls 53 and 54, a nip roll 55, a peeling roll 56, an application device 57, and a light source 58. In other words, the transfer device 5 shown in FIG. 12 is a roll-to-roll imprint transfer device.

基材供給ロール51は、例えば、光学フィルム1の基材11がロール状に巻回されたロールである。巻取ロール52は、樹脂層12に微細凹凸構造2が形成された光学フィルム1を巻き取るためのロールである。また、ガイドロール53、54は、転写前後で、基材11を搬送するためのロールである。ニップロール55は、未硬化の樹脂層12Aが塗布された基材11をロール原盤100の外周面に押圧するためのロールである。剥離ロール56は、微細凹凸構造120が転写された樹脂層12が積層された基材11をロール原盤100から剥離するためのロールである。 The substrate supply roll 51 is, for example, a roll on which the substrate 11 of the optical film 1 is wound into a roll. The take-up roll 52 is a roll for winding up the optical film 1 having the microrelief structure 2 formed in the resin layer 12. The guide rolls 53 and 54 are rolls for transporting the substrate 11 before and after transfer. The nip roll 55 is a roll for pressing the substrate 11 coated with the uncured resin layer 12A against the outer peripheral surface of the roll master 100. The peeling roll 56 is a roll for peeling the substrate 11, on which the resin layer 12 to which the microrelief structure 120 has been transferred, from the roll master 100.

塗布装置57は、例えば、未硬化の硬化性樹脂組成物からなる転写材料を基材11に塗布し、基材11上に未硬化の樹脂層12Aを形成する。塗布装置57は、例えば、グラビアコーター、ワイヤーバーコーター、またはダイコーターなどであってもよい。また、光源58は、光硬化性樹脂組成物を硬化可能な波長の光を発する光源であり、例えば、紫外線ランプなどである。 The coating device 57 applies a transfer material, for example, an uncured curable resin composition, to the substrate 11 to form an uncured resin layer 12A on the substrate 11. The coating device 57 may be, for example, a gravure coater, a wire bar coater, or a die coater. The light source 58 is a light source that emits light of a wavelength capable of curing the photocurable resin composition, such as an ultraviolet lamp.

なお、硬化性樹脂組成物は、例えば、所定の波長の光が照射されることによって硬化する光硬化性樹脂であってよい。具体的には、光硬化性樹脂組成物は、アクリル樹脂アクリレート、エポキシアクリレートなどの紫外線硬化性樹脂であってもよい。また、光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、開始剤、フィラー、機能性添加剤、溶剤、無機材料、顔料、帯電抑制剤、または増感色素などを含んでもよい。 The curable resin composition may be, for example, a photocurable resin that cures when irradiated with light of a specific wavelength. Specifically, the photocurable resin composition may be an ultraviolet-curable resin such as an acrylic resin acrylate or an epoxy acrylate. The photocurable resin composition may also contain initiators, fillers, functional additives, solvents, inorganic materials, pigments, antistatic agents, or sensitizing dyes, as needed.

なお、未硬化の樹脂層12Aは、熱硬化性樹脂組成物で形成されていてもよい。この場合、転写装置5には光源58に替えて熱源(例えばヒータ)が設けられ、熱源によって樹脂層12Aを加熱することで樹脂層12Aを硬化させてもよい。熱硬化性樹脂組成物は、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、または尿素樹脂等であってもよい。 The uncured resin layer 12A may be formed from a thermosetting resin composition. In this case, the transfer device 5 may be provided with a heat source (e.g., a heater) instead of the light source 58, and the resin layer 12A may be heated by the heat source to cure the resin layer 12A. The thermosetting resin composition may be, for example, a phenolic resin, an epoxy resin, a melamine resin, or a urea resin.

次に、上記構成の転写装置5を用いたロール・ツー・ロール方式の転写方法について説明する。 Next, we will explain the roll-to-roll transfer method using the transfer device 5 configured as described above.

まず、基材供給ロール51に巻回された帯状の基材11は、基材供給ロール51から巻き解かれて、ガイドロール53を介して連続的に送り出される。次いで、塗布装置57により、基材11の表面上に光硬化性樹脂組成物(転写材料)が連続的に塗布されて、基材11に未硬化の樹脂層12Aが積層される。さらに、基材11に積層された樹脂層12Aが、ニップロール55によってロール原盤100の外周面に押圧される。これにより、ロール原盤100の外周面に形成された微細凹凸構造120が樹脂層12Aに連続的に転写される。 First, the strip-shaped substrate 11 wound around the substrate supply roll 51 is unwound from the substrate supply roll 51 and continuously fed out via the guide roll 53. Next, a photocurable resin composition (transfer material) is continuously applied onto the surface of the substrate 11 by the coating device 57, and an uncured resin layer 12A is laminated on the substrate 11. Furthermore, the resin layer 12A laminated on the substrate 11 is pressed against the outer peripheral surface of the roll master 100 by the nip roll 55. As a result, the microrelief structure 120 formed on the outer peripheral surface of the roll master 100 is continuously transferred to the resin layer 12A.

次いで、微細凹凸構造120が転写された樹脂層12Aは、光源58からの光の照射により硬化する。これにより、微細凹凸構造120の反転構造(例えば、上述した微細凹凸構造2)が樹脂層12に形成される。その後、微細凹凸構造2が形成された樹脂層12と基材11とからなる光学フィルム1は、剥離ロール56によりロール原盤100から剥離される。その後、光学フィルム1は、ガイドロール54を介して巻取ロール52に送り出されて、巻取ロール52においてロール状に巻き取られる。 The resin layer 12A onto which the microrelief structure 120 has been transferred is then cured by irradiation with light from the light source 58. As a result, an inverted structure of the microrelief structure 120 (for example, the microrelief structure 2 described above) is formed in the resin layer 12. The optical film 1, consisting of the resin layer 12 on which the microrelief structure 2 has been formed and the substrate 11, is then peeled from the roll master 100 by the peeling roll 56. The optical film 1 is then fed via the guide roll 54 to the take-up roll 52, where it is wound into a roll.

以上のように、本実施形態に係る転写装置5によれば、ロール・ツー・ロール方式で、ロール原盤100の外周面に形成された微細凹凸構造120を連続的に転写して、光学フィルム1を製造することが可能である。したがって、光学フィルム1を効率よく量産可能である。 As described above, the transfer device 5 according to this embodiment can continuously transfer the microrelief structure 120 formed on the outer peripheral surface of the roll master 100 using a roll-to-roll method to produce the optical film 1. This allows for efficient mass production of the optical film 1.

次に、本発明の実施例に係る光学素子について説明する。なお、以下の実施例は、あくまでも本発明に係る光学素子の効果や実施可能性を示すための一例にすぎず、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, we will explain optical elements according to examples of the present invention. Please note that the following examples are merely examples intended to demonstrate the effects and feasibility of the optical elements according to the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[1.設計および製造条件]
光学フィルムの表面に形成される微細凹凸構造の凸構造体の形状と寸法を変更しつつ、以下で説明する条件により、本発明の実施例に係る光学フィルムと、比較例に係る光学フィルムを設計および製造した。
[1. Design and manufacturing conditions]
Optical films according to examples of the present invention and optical films according to comparative examples were designed and manufactured under the conditions described below, while changing the shape and dimensions of the convex structures of the fine uneven structure formed on the surface of the optical film.

表1および図13~図14は、実施例1~3、比較例1~4および参考例に係る光学フィルムにおける微細凹凸構造の凸構造体(上記実施形態に係る光学フィルム1の凸状の構造体3に相当する。)の設計条件を示す。また、表1は、実施例1~3、比較例1~4および参考例に係る光学フィルムに対して、可視光域から近赤外域の入射光を斜入射したときの平均反射率の測定結果も示している。さらに、図13~図14には、実際に製造した微細凹凸構造の断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した画像も示す。 Table 1 and Figures 13 and 14 show the design conditions for the convex structures of the microrelief structure (corresponding to the convex structures 3 of the optical film 1 according to the above embodiment) in the optical films of Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 4, and the Reference Example. Table 1 also shows the results of measuring the average reflectance of the optical films of Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 4, and the Reference Example when light in the visible to near-infrared range was obliquely incident. Furthermore, Figures 13 and 14 show images of the cross-sections of the microrelief structures that were actually manufactured, observed with a scanning electron microscope (SEM).

(1)実施例と比較例で共通の条件
表1および図13~図14に示すように、実施例1~3および比較例1~4とも、光学フィルムの基材の表面(XY平面)上に、複数の凸構造体を所定のピッチPで規則的に配列して、微細凹凸構造(モスアイ構造)を形成した。ただし、実施例1~3および比較例1~4では、微細凹凸構造を構成する複数の凸構造体の形状や寸法を相互に異なるものにした。
(1) Conditions common to Examples and Comparative Examples As shown in Table 1 and Figures 13 to 14, in all of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, a fine uneven structure (moth-eye structure) was formed by regularly arranging a plurality of convex structures on the surface (XY plane) of the substrate of the optical film at a predetermined pitch P. However, in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, the shapes and dimensions of the plurality of convex structures constituting the fine uneven structure were different from one another.

実施例1~3および比較例1~4に係る光学フィルムを製造するために、まず、実施例1~3および比較例1~4に係るロール原盤100(図4参照。)をそれぞれ製造した。 To manufacture the optical films according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, roll masters 100 (see Figure 4) according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were first manufactured.

具体的には、上記図8に示したように、まず、成膜工程(S10)にて、原盤基材110の外周面にレジスト層111を成膜した。次いで、露光工程(S12)にて、レジスト層111にレーザ光を照射することで潜像112を形成した。さらに、現像工程(S14)nいて、潜像112が形成されたレジスト層111を現像し、レジスト層111にパターンを形成した。その後、エッチング工程(S16)にて、パターンが形成されたレジスト層111をマスクとして原盤基材110をエッチングし、原盤基材110の外周面に微細凹凸構造120の凹凸パターンを形成した。 Specifically, as shown in Figure 8 above, first, in the film formation process (S10), a resist layer 111 was formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110. Next, in the exposure process (S12), a latent image 112 was formed by irradiating the resist layer 111 with laser light. Furthermore, in the development process (S14), the resist layer 111 with the latent image 112 formed thereon was developed to form a pattern in the resist layer 111. Thereafter, in the etching process (S16), the master substrate 110 was etched using the patterned resist layer 111 as a mask, thereby forming a concavo-convex pattern of the fine concavo-convex structure 120 on the outer peripheral surface of the master substrate 110.

このエッチング工程(S16)におけるエッチング条件を変更することにより、図13~図14に示すような各種の凸構造体に対応する微細凹凸構造120を、原盤基材110の外周面に形成した。このようにして、実施例1~3および比較例1~4に係る光学フィルムに対応したロール原盤100をそれぞれ製造した。 By changing the etching conditions in this etching step (S16), a microrelief structure 120 corresponding to various convex structures as shown in Figures 13 and 14 was formed on the outer surface of the master substrate 110. In this way, roll masters 100 corresponding to the optical films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were manufactured.

次いで、当該実施例1~3および比較例1~4に係る各種のロール原盤100を用いて、ロール・ツー・ロール方式のナノインプリントを行うことにより、光学フィルムの表面に微細凹凸構造を転写した。 Next, using the various roll masters 100 according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, roll-to-roll nanoimprinting was performed to transfer the fine relief structure to the surface of the optical film.

具体的には、上記図9に示したように、まず、塗布工程(S22)にて、光学フィルム1の基材11の表面に硬化性樹脂からなる樹脂層12Aを塗布した。次いで、転写工程(S24)にて、ロール原盤100の外周面に形成された微細凹凸構造120を光学フィルム1の樹脂層12Aに転写しつつ、紫外線の照射により樹脂層12Aを硬化させた。その後、光学フィルム1をロール原盤100から剥離して、樹脂層12に微細凹凸構造2が形成された光学フィルム1を得た。 Specifically, as shown in FIG. 9 above, first, in the coating step (S22), a resin layer 12A made of a curable resin was coated on the surface of the substrate 11 of the optical film 1. Next, in the transfer step (S24), the fine concave-convex structure 120 formed on the outer peripheral surface of the roll master 100 was transferred to the resin layer 12A of the optical film 1, while the resin layer 12A was cured by irradiation with ultraviolet light. Thereafter, the optical film 1 was peeled from the roll master 100 to obtain an optical film 1 having a fine concave-convex structure 2 formed in the resin layer 12.

ここで、光学フィルム1の基材11としては、厚さ125μmのPETフィルム(東洋紡株式会社製、製品名「A4360」)を用いた。また、光学フィルム1の樹脂層12Aを形成する転写材料としては、紫外線硬化性アクリル樹脂組成物であるUVレジン(デクセリアルズ株式会社製、製品名「SK1120」)を用いた。また、樹脂層12Aを硬化させるために、波長365nmの紫外線を照射するUV-LED装置を使用した。 Here, a 125 μm-thick PET film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., product name "A4360") was used as the substrate 11 of the optical film 1. Furthermore, a UV resin (manufactured by Dexerials Corporation, product name "SK1120"), a UV-curable acrylic resin composition, was used as the transfer material for forming the resin layer 12A of the optical film 1. Furthermore, a UV-LED device that irradiates ultraviolet light with a wavelength of 365 nm was used to cure the resin layer 12A.

以上のようにして、実施例1~3および比較例1~4に係る光学フィルムを製造した。表1および図13、図14に示すように、実施例1~3および比較例1~4では、凸構造体の形状や寸法は相互に異なるが、凸構造体の配置ピッチPは、すべて同一の200μmとし、凸構造体の底部のサイズ(例えば、実施例1~3に係る構造体3の第1テーパ部31の底部の直径φ)を、当該ピッチPと同一の200μmとした。 In this manner, optical films according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were produced. As shown in Table 1 and Figures 13 and 14, the shapes and dimensions of the convex structures differed from one another in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, but the arrangement pitch P of the convex structures was all the same, 200 μm, and the size of the bottom of the convex structures (for example, the diameter φ 1 of the bottom of the first tapered portion 31 of the structure 3 according to Examples 1 to 3) was also the same, 200 μm.

なお、表1に示す参考例では、基材のみからなる光学フィルムを用い、光学フィルムの表面に凸構造体を形成しなかった。当該参考例に係る基材としては、厚さ125μmのPETフィルム(東洋紡株式会社製、製品名「A4360」)を用いた。 In the reference example shown in Table 1, an optical film consisting of only a substrate was used, and no convex structures were formed on the surface of the optical film. The substrate used in this reference example was a 125 μm thick PET film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., product name "A4360").

(2)比較例の条件
<比較例1>
比較例1では、光学フィルムの微細凹凸構造の凸構造体は、図13に示すように、釣鐘型の楕円錐体からなる単調な構造である。この比較例1に係る凸構造体は、上述した特許文献1(特許第4404161号)に記載の凸構造体に相当する。比較例1に係る凸構造体の全体高さhは、約310nmである。
(2) Conditions of the comparative example
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, the convex structures of the microrelief structure of the optical film have a simple structure consisting of bell-shaped elliptical cones, as shown in Fig. 13. The convex structures of Comparative Example 1 correspond to the convex structures described in the above-mentioned Patent Document 1 (Japanese Patent No. 4404161). The overall height h of the convex structures of Comparative Example 1 is approximately 310 nm.

<比較例2>
比較例2では、光学フィルムの微細凹凸構造の凸構造体は、図13に示すように、非テーパ形状の複合構造であり、当該凸構造体の側面は斜面中腹部に変曲点を有している。この比較例2に係る凸構造体は、釣鐘状の構造体を上下2段に積み重ねた凸構造体である。比較例2に係る凸構造体の全体高さhは、約620nmである。
<Comparative Example 2>
In Comparative Example 2, the convex structures of the microrelief structure of the optical film are non-tapered composite structures, and the side surfaces of the convex structures have inflection points at the midpoints of the slopes, as shown in Fig. 13. The convex structures of Comparative Example 2 are convex structures in which bell-shaped structures are stacked in two tiers, one above the other. The overall height h of the convex structures of Comparative Example 2 is approximately 620 nm.

比較例2に係る2段釣鐘構造の凸構造体を有する光学フィルムを製造するために、比較例2に係るロール原盤を製造した。当該比較例2のロール原盤を製造するためのエッチング工程(S16)において、原盤基材110のエッチング途中に、エッチング条件を変更して、上記変曲点を有する2段釣鐘構造の凹構造体を原盤基材110の外周面に形成した。 In order to manufacture an optical film having a two-tiered bell-shaped convex structure according to Comparative Example 2, a roll master according to Comparative Example 2 was manufactured. In the etching step (S16) for manufacturing the roll master of Comparative Example 2, the etching conditions were changed during etching of the master substrate 110, and a two-tiered bell-shaped concave structure having the above-mentioned inflection point was formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110.

詳細には、比較例2のエッチング工程(S16)では、異方性エッチングを行うために、エッチングガスとしてCHF3ガスを用いた。次いで、当該エッチング途中で、ガスを切り替えて、CF4ガスでエッチングをした。次いで、CHF3ガスに切り替えて、エッチングをした。エッチング途中でガスを切り替えることで、湾曲形状や太さが異なる2つの釣鐘状の凹構造を上下に積み重ねた複合構造を有する凹構造体を、ロール原盤の外周面に形成した。その後、当該ロール原盤の変曲点を有する2段釣鐘構造の凹構造体を光学フィルムの樹脂層に転写することで、比較例2に係る変曲点を有する2段釣鐘構造の凸構造体を形成した。 Specifically, in the etching step (S16) of Comparative Example 2, CHF3 gas was used as the etching gas to perform anisotropic etching. Then, during this etching, the gas was switched and etching was performed with CF4 gas. Next, etching was performed by switching to CHF3 gas. By switching the gas during etching, a recessed structure having a composite structure in which two bell-shaped recessed structures with different curved shapes and thicknesses were stacked one on top of the other was formed on the outer surface of the roll master. Then, the recessed structure with a two-tiered bell-shaped structure having an inflection point of the roll master was transferred to the resin layer of the optical film, thereby forming a convex structure with a two-tiered bell-shaped structure having an inflection point according to Comparative Example 2.

<比較例3>
比較例3では、光学フィルムの微細凹凸構造の凸構造体は、図13に示すように、上下2つのテーパ形状の構造体(第1テーパ部、第2テーパ部)を積み重ねた複合構造である。このように、比較例3に係る凸構造体は、上述した本実施形態に係る凸状の構造体3(図1等参照。)や実施例1~3に係る凸構造体(図14参照。)と同様に、テーパ比が異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造(2段テーパ構造)を有する。しかし、比較例3に係る凸構造体の全体高さhは、約300nmであり、実施例1~3に係る凸構造体の高さh(400nm以上)よりも低い。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, the convex structure of the microrelief structure of the optical film has a composite structure in which two tapered structures (first tapered portion, second tapered portion) are stacked one above the other, as shown in Figure 13. As such, the convex structure of Comparative Example 3 has a composite structure (two-stage tapered structure) in which two tapered portions with different taper ratios are stacked one above the other, similar to the convex structure 3 according to the present embodiment (see Figure 1, etc.) and the convex structures of Examples 1 to 3 (see Figure 14). However, the overall height h of the convex structure of Comparative Example 3 is approximately 300 nm, which is shorter than the height h (400 nm or more) of the convex structures of Examples 1 to 3.

比較例3に係る凸構造体を有する光学フィルムを製造するために、比較例3に係るロール原盤を製造した。当該比較例3のロール原盤を製造するためのエッチング工程(S16)において、原盤基材110のエッチング途中に、エッチング条件を変更して、上記2段テーパ構造を有する凹構造体を原盤基材110の外周面に形成した。 In order to manufacture an optical film having convex structures according to Comparative Example 3, a roll master according to Comparative Example 3 was manufactured. In the etching step (S16) for manufacturing the roll master of Comparative Example 3, the etching conditions were changed during etching of the master substrate 110, and concave structures having the above-mentioned two-step tapered structure were formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110.

詳細には、比較例3のエッチング工程(S16)では、第1のステップとして異方性エッチングを行うために、エッチングガスとしてCHF3ガスを用いた。次いで、第2のステップとして当該エッチング途中で、ガスを切り替えてCF4ガスでエッチングをした。エッチング途中でガスを切り替えることで、テーパ比や太さが異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造を有する2段テーパ構造の凹構造体を、ロール原盤の外周面に形成した。当該ロール原盤の2段テーパ構造の凹構造体は、その側面の途中にテーパ比が変化する変化点を有する。上記の第1のステップで2段テーパ構造の第2テーパ部が形成され、第2のステップで第1テーパ部が形成された。その後、当該ロール原盤の2段テーパ構造の凹構造体を光学フィルムの樹脂層に転写することで、比較例3に係る変化点を有する2段テーパ構造の凸構造体を形成した。 In detail, in the etching process (S16) of Comparative Example 3, CHF3 gas was used as the etching gas to perform anisotropic etching in the first step. Then, in the second step, the gas was switched during the etching process to CF4 gas for etching. By switching the gas during the etching process, a two-stage tapered concave structure having a composite structure in which two tapered sections with different taper ratios and thicknesses are stacked one on top of the other was formed on the outer surface of the roll master. The two-stage tapered concave structure of the roll master had a change point on its side where the taper ratio changed. The second tapered section of the two-stage tapered structure was formed in the first step, and the first tapered section was formed in the second step. The two-stage tapered concave structure of the roll master was then transferred to the resin layer of the optical film to form the two-stage tapered convex structure with a change point according to Comparative Example 3.

<比較例4>
比較例4では、比較例3と同様に、光学フィルムの微細凹凸構造の凸構造体は、図13に示すように、上下2つのテーパ形状の構造体(テーパ部)を積み重ねた複合構造である。このように、比較例4に係る凸構造体も、テーパ比が異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造(2段テーパ構造)を有する。しかし、比較例4に係る凸構造体の全体高さhは、約353nmであり、実施例1~3に係る凸構造体の高さh(400nm以上)よりも低い。
<Comparative Example 4>
In Comparative Example 4, similar to Comparative Example 3, the convex structures of the microrelief structure of the optical film have a composite structure in which two tapered structures (tapered portions) are stacked one above the other, as shown in Fig. 13. In this way, the convex structure of Comparative Example 4 also has a composite structure (two-stage tapered structure) in which two tapered portions with different taper ratios are stacked one above the other. However, the overall height h of the convex structure of Comparative Example 4 is approximately 353 nm, which is shorter than the height h (400 nm or more) of the convex structures of Examples 1 to 3.

比較例4でも、比較例3と同様に、比較例4のロール原盤を製造するためのエッチング工程(S16)において、原盤基材110のエッチング途中に、エッチング条件を変更して、上記2段テーパ構造を有する凹構造体を原盤基材110の外周面に形成した。 In Comparative Example 4, as in Comparative Example 3, in the etching step (S16) for manufacturing the roll master of Comparative Example 4, the etching conditions were changed during etching of the master substrate 110, and a recessed structure having the above-mentioned two-stage tapered structure was formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110.

詳細には、比較例4のエッチング工程(S16)では、第1のステップとして異方性エッチングを行うために、エッチングガスとしてCHF3ガスを用いた。次いで、第2のステップとして当該エッチング途中で、ガスを切り替えてCF4ガスでエッチングをした。エッチング途中でガスを切り替えることで、テーパ比や太さが異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造を有する2段テーパ構造の凹構造体を、ロール原盤の外周面に形成した。その後、当該ロール原盤の変化点を有する2段テーパ構造の凹構造体を光学フィルムの樹脂層に転写することで、比較例4に係る変化点を有する2段テーパ構造の凸構造体を形成した。上記の第1のステップで2段テーパ構造の第2テーパ部が形成され、第2のステップで第1テーパ部が形成された。
その後、当該ロール原盤の凹構造体を光学フィルムの樹脂層に転写することで、比較例4に係る2段テーパ構造を有する凸構造体を形成した。
Specifically, in the etching step (S16) of Comparative Example 4, CHF gas was used as the etching gas to perform anisotropic etching as the first step. Then, as the second step, the gas was switched during the etching process to perform etching with CF gas. By switching the gas during the etching process, a two-stage tapered concave structure having a composite structure in which two tapered portions with different taper ratios and thicknesses were stacked one on top of the other was formed on the outer circumferential surface of the roll master. The two-stage tapered concave structure having a change point on the roll master was then transferred to the resin layer of the optical film, thereby forming the two-stage tapered convex structure having a change point according to Comparative Example 4. The second tapered portion of the two-stage tapered structure was formed in the first step, and the first tapered portion was formed in the second step.
Thereafter, the concave structures of the roll master were transferred to the resin layer of the optical film, thereby forming convex structures having a two-step tapered structure according to Comparative Example 4.

(3)実施例の条件
<実施例1>
実施例1では、光学フィルムの微細凹凸構造の凸構造体は、図14に示すように、上下2つのテーパ形状の構造体(図2に示す第1テーパ部31、第2テーパ部32)を積み重ねた複合構造である。このように、実施例1に係る凸構造体は、テーパ比が異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造(2段テーパ構造)を有する。実施例1に係る凸構造体の全体高さhは、約413nmである。
(3) Conditions of the Example
Example 1
In Example 1, the convex structure of the fine concave-convex structure of the optical film is a composite structure in which two tapered structures (the first tapered portion 31 and the second tapered portion 32 shown in FIG. 2) are stacked one above the other, as shown in FIG. 14. In this way, the convex structure according to Example 1 has a composite structure (two-stage tapered structure) in which two tapered portions with different taper ratios are stacked one above the other. The overall height h of the convex structure according to Example 1 is approximately 413 nm.

実施例1に係る凸構造体を有する光学フィルムを製造するために、実施例1に係るロール原盤を製造した。当該実施例1のロール原盤を製造するためのエッチング工程(S16)において、原盤基材110のエッチング途中に、エッチング条件を変更して、上記2段テーパ構造を有する凹構造体を原盤基材110の外周面に形成した。 In order to manufacture an optical film having the convex structures according to Example 1, a roll master according to Example 1 was manufactured. In the etching step (S16) for manufacturing the roll master of Example 1, the etching conditions were changed during etching of the master substrate 110, and the concave structures having the above-mentioned two-step tapered structure were formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110.

詳細には、実施例1のエッチング工程(S16)では、第1のステップとしてやや等方性の異方性エッチングを行うために、エッチングガスとしてCHF3ガスにCF4ガスを混合したガスを用いた。次いで、第2のステップとして当該エッチング途中で、ガスを切り替えてCF4ガスでエッチングをした。エッチング途中でガスを切り替えることで、テーパ比や太さが異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造を有する2段テーパ構造の凹構造体を、ロール原盤の外周面に形成した。当該ロール原盤の2段テーパ構造の凹構造体は、その側面の途中にテーパ比が変化する変化点を有する。上記の第1のステップで2段テーパ構造の第2テーパ部が形成され、第2のステップで第1テーパ部が形成された。その後、当該ロール原盤の2段テーパ構造の凹構造体を光学フィルムの樹脂層に転写することで、実施例1に係る変化点を有する2段テーパ構造の凸構造体を形成した。 In detail, in the etching process (S16) of Example 1, a mixture of CHF3 and CF4 gases was used as the etching gas in the first step to perform slightly isotropic anisotropic etching. Then, in the second step, the gas was switched during the etching process to perform etching with CF4 gas. By switching the gas during the etching process, a two-stage tapered concave structure was formed on the outer circumferential surface of the roll master. The two-stage tapered concave structure of the roll master had a transition point on its side where the taper ratio changed. The second tapered portion of the two-stage tapered structure was formed in the first step, and the first tapered portion was formed in the second step. The two-stage tapered concave structure of the roll master was then transferred to the resin layer of the optical film to form the two-stage tapered convex structure with a transition point according to Example 1.

<実施例2>
実施例2でも、実施例1と同様に、光学フィルムの微細凹凸構造の凸構造体は、図14に示すように、上下2つのテーパ形状の構造体(図2に示す第1テーパ部31、第2テーパ部32)を積み重ねた複合構造である。このように、実施例2に係る凸構造体は、テーパ比が異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造(2段テーパ構造)を有する。実施例2に係る凸構造体の全体高さhは、約493nmである。
Example 2
In Example 2, as in Example 1, the convex structures of the microrelief structure of the optical film are a composite structure in which two tapered structures (first tapered portion 31 and second tapered portion 32 shown in FIG. 2) are stacked one above the other, as shown in Figure 14. In this way, the convex structure of Example 2 has a composite structure (two-stage tapered structure) in which two tapered portions with different taper ratios are stacked one above the other. The overall height h of the convex structure of Example 2 is approximately 493 nm.

実施例2でも、実施例1と同様に、実施例2のロール原盤を製造するためのエッチング工程(S16)において、原盤基材110のエッチング途中に、エッチング条件を変更して、上記2段テーパ構造を有する凹構造体を原盤基材110の外周面に形成した。 In Example 2, as in Example 1, in the etching step (S16) for manufacturing the roll master of Example 2, the etching conditions were changed during etching of the master substrate 110, and a recessed structure having the above-mentioned two-stage tapered structure was formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110.

詳細には、実施例2のエッチング工程(S16)では、第1のステップとしてやや等方性の異方性エッチングを行うために、エッチングガスとしてCHF3ガスにCF4ガスを混合したガスを用いた。次いで、第2のステップとして当該エッチング途中で、ガスを切り替えてCF4ガスでエッチングをした。エッチング途中でガスを切り替えることで、テーパ比や太さが異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造を有する2段テーパ構造の凹構造体を、ロール原盤の外周面に形成した。当該ロール原盤の2段テーパ構造の凹構造体は、その側面の途中にテーパ比が変化する変化点を有する。上記の第1のステップで2段テーパ構造の第2テーパ部が形成され、第2のステップで第1テーパ部が形成された。実施例2では、第2のステップのエッチング時間を実施例1よりも30%長い時間とすることによって、第1テーパ部の高さを長くした。その後、当該ロール原盤の2段テーパ構造の凹構造体を光学フィルムの樹脂層に転写することで、実施例2に係る変化点を有する2段テーパ構造の凸構造体を形成した。 In detail, in the etching process (S16) of Example 2, a mixture of CHF3 and CF4 gases was used as the etching gas to perform slightly isotropic anisotropic etching in the first step. Then, in the second step, the gas was switched during the etching process to CF4 gas. By switching the gas during the etching process, a two-stage tapered recessed structure was formed on the outer surface of the roll master, with a composite structure in which two tapered sections with different taper ratios and thicknesses were stacked one on top of the other. The two-stage tapered recessed structure of the roll master had a transition point on its side where the taper ratio changed. The second tapered section with a two-stage tapered structure was formed in the first step, and the first tapered section was formed in the second step. In Example 2, the etching time in the second step was 30% longer than in Example 1, thereby increasing the height of the first tapered section. The two-step tapered concave structure of the roll master was then transferred to the resin layer of the optical film, thereby forming the two-step tapered convex structure having the change point according to Example 2.

図14中のSEM画像に示すように、実施例2で製造された凸構造体の高さは、約493nmである。当該実施例2に係る凸構造体の下側部分が太い円錐台形状のテーパ構造体(第1テーパ部31)であり、その上側に、細長い円錐形状のテーパ構造体(第2テーパ部32)が針状に成長していることが分かる。 As shown in the SEM image in Figure 14, the height of the convex structure produced in Example 2 is approximately 493 nm. It can be seen that the lower portion of the convex structure in Example 2 is a thick truncated cone-shaped tapered structure (first tapered portion 31), and above that, a thin, elongated cone-shaped tapered structure (second tapered portion 32) has grown in a needle-like shape.

<実施例3>
実施例3でも、実施例1と同様に、光学フィルムの微細凹凸構造の凸構造体は、図14に示すように、上下2つのテーパ形状の構造体(図2に示す第1テーパ部31、第2テーパ部32)を積み重ねた複合構造である。このように、実施例3に係る凸構造体は、テーパ比が異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造(2段テーパ構造)を有する。実施例3に係る凸構造体の全体高さhは、約567nmである。
Example 3
In Example 3, as in Example 1, the convex structure of the microrelief structure of the optical film is a composite structure in which two tapered structures (first tapered portion 31 and second tapered portion 32 shown in FIG. 2) are stacked one above the other, as shown in Figure 14. In this way, the convex structure of Example 3 has a composite structure (two-stage tapered structure) in which two tapered portions with different taper ratios are stacked one above the other. The overall height h of the convex structure of Example 3 is approximately 567 nm.

実施例3でも、実施例1と同様に、実施例3のロール原盤を製造するためのエッチング工程(S16)において、原盤基材110のエッチング途中に、エッチング条件を変更して、上記2段テーパ構造を有する凹構造体を原盤基材110の外周面に形成した。 In Example 3, as in Example 1, in the etching step (S16) for manufacturing the roll master of Example 3, the etching conditions were changed during etching of the master substrate 110, and a recessed structure having the above-mentioned two-stage tapered structure was formed on the outer peripheral surface of the master substrate 110.

詳細には、実施例3のエッチング工程(S16)では、第1のステップとしてやや等方性の異方性エッチングを行うために、エッチングガスとしてCHF3ガスにCF4ガスを混合したガスを用いた。次いで、第2のステップとして当該エッチング途中で、ガスを切り替えてCF4ガスでエッチングをした。エッチング途中でガスを切り替えることで、テーパ比や太さが異なる2つのテーパ部を上下に積み重ねた複合構造を有する2段テーパ構造の凹構造体を、ロール原盤の外周面に形成した。当該ロール原盤の2段テーパ構造の凹構造体は、その側面の途中にテーパ比が変化する変化点を有する。上記の第1のステップで2段テーパ構造の第2テーパ部が形成され、第2のステップで第1テーパ部が形成された。実施例3では、第2のステップのエッチング時間を実施例1よりも50%長い時間とすることによって、第1テーパ部の高さを長くした。その後、当該ロール原盤の2段テーパ構造の凹構造体を光学フィルムの樹脂層に転写することで、実施例3に係る変化点を有する2段テーパ構造の凸構造体を形成した。 In detail, in the etching process (S16) of Example 3, a mixture of CHF3 and CF4 gases was used as the etching gas to perform slightly isotropic anisotropic etching in the first step. Then, in the second step, the gas was switched during the etching process to CF4 gas. By switching the gas during the etching process, a two-stage tapered recessed structure was formed on the outer surface of the roll master, with a composite structure in which two tapered sections with different taper ratios and thicknesses were stacked one on top of the other. The two-stage tapered recessed structure of the roll master had a transition point on its side where the taper ratio changed. The second tapered section with a two-stage tapered structure was formed in the first step, and the first tapered section was formed in the second step. In Example 3, the etching time in the second step was 50% longer than in Example 1, thereby increasing the height of the first tapered section. The two-step tapered concave structure of the roll master was then transferred to the resin layer of the optical film, thereby forming the two-step tapered convex structure having the change point according to Example 3.

図14中のSEM画像に示すように、実施例3で製造された凸構造体の高さは、約567nmである。当該実施例3に係る凸構造体の下側部分が太い円錐台形状のテーパ構造体(第1テーパ部31)であり、その上側に、細長い円錐形状のテーパ構造体(第2テーパ部32)が針状に成長していることが分かる。 As shown in the SEM image in Figure 14, the height of the convex structure produced in Example 3 is approximately 567 nm. It can be seen that the lower portion of the convex structure in Example 3 is a thick truncated cone-shaped tapered structure (first tapered portion 31), and above that, a slender conical tapered structure (second tapered portion 32) has grown in a needle-like shape.

[2.反射防止特性の評価]
上記のようにして製造した実施例1~3および比較例1~4に係る光学フィルムのサンプルに関し、反射防止特性を評価する試験を行った。
2. Evaluation of anti-reflection properties
The optical film samples according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 produced as described above were subjected to a test to evaluate the antireflection properties.

この評価試験では、入射光の波長λを400~950nmの範囲内で1nmずつ変更しながら、当該各波長λの入射光を、光学フィルムの各サンプルの表面(微細凹凸構造が形成された微細凹凸面)に対して10°または70°の入射角θで入射した。このときの光学フィルムの表面における入射光の反射率Re[%]を、分光反射測定器(日本分光社製、製品名「V770」)で測定した。この際、光学フィルムの各サンプルの背面に黒色テープを貼り合わせて、当該各サンプルの表面(微細凹凸面)における反射率のみを測定した。 In this evaluation test, the wavelength λ of the incident light was changed in 1 nm increments within the range of 400 to 950 nm, and the incident light of each wavelength λ was incident on the surface of each optical film sample (the finely textured surface on which the finely textured structure was formed) at an incident angle θ of 10° or 70°. The reflectance Re [%] of the incident light on the surface of the optical film at this time was measured using a spectroscopic reflectometer (manufactured by JASCO Corporation, product name "V770"). At this time, black tape was attached to the back of each optical film sample, and only the reflectance on the surface (finely textured surface) of each sample was measured.

反射率としては、400~950nmの波長λの入射光の平均反射率Re[%]を求めた。即ち、入射光の波長λを400~950nmの範囲内で1nmずつ変更し、各波長λの反射率Re[%]をそれぞれ測定し、これら550個の反射率Reの平均値を求めて、平均反射率Reとした。また、光学フィルムの表面に対する入射光の入射角θを10°または70°に設定し、θ=10°のときの平均反射率Reθ=10°[%]と、θ=70°のときの平均反射率Reθ=70°[%]をそれぞれ求めた。さらに、Reθ=10°とReθ=70°の平均値Re_ave[%]も求めた。 The reflectance was determined as the average reflectance Re [%] of incident light with a wavelength λ of 400 to 950 nm. That is, the wavelength λ of the incident light was changed in 1 nm increments within the range of 400 to 950 nm, and the reflectance Re [%] for each wavelength λ was measured. The average of these 550 reflectances Re was calculated and used as the average reflectance Re. The incident angle θ of the incident light with respect to the surface of the optical film was set to 10° or 70°, and the average reflectance Re θ=10° [%] when θ=10° and the average reflectance Re θ=70° [%] when θ=70° were calculated. Furthermore, the average value Re_ave [%] for Re θ=10° and Re θ=70° was also calculated.

このようにして求めたReθ=10°、Reθ=70°およびRe_aveを表1に示す。また、図15は、凸構造体の高さhと、400~950nmの波長帯域における平均反射率Reθ=70°との関係を示すグラフである。 The thus determined Re θ=10° , Re θ=70° and Re_ave are shown in Table 1. Fig. 15 is a graph showing the relationship between the height h of the convex structure and the average reflectance Re θ=70° in the wavelength band of 400 to 950 nm.

表1に示すように、θ=10°のときの平均反射率Reθ=10°に関しては、比較例1~4および実施例1~3のいずれの場合も、Reθ=10°は、1%前後であり、同程度である。よって、入射角θが10°程度の低角度の斜入射の場合には、比較例1~4と実施例1~3との間で、反射防止特性に大差はないことが分かる。 As shown in Table 1, the average reflectance Re θ=10° when θ=10° is about 1%, which is similar in both Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 3. Therefore, it can be seen that in the case of oblique incidence at a low angle of incidence θ of about 10°, there is not much difference in antireflection properties between Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 3.

一方、θ=70°のときの平均反射率Reθ=70°に関しては、表1および図15に示すように、比較例1~4のReθ=70°は、10%前後であり、悪化している。これに対し、実施例1~3のReθ=70°は、6.5%以下であり、比較例1~4と比べて大幅に改善している。特に、実施例2、3のReθ=70°は、5%以下であり、比較例1~4と比べて顕著に改善している。Reθ=70°が6.5%以下であれば、極斜めからの反射防止が従来技術よりも優れているという効果がある。さらに、Reθ=70°が5%以下であれば、一般的なモスアイよりもさらに反射防止特性が優れているという効果がある。 On the other hand, with regard to the average reflectance Re θ=70° when θ=70°, as shown in Table 1 and FIG. 15, Re θ=70° in Comparative Examples 1 to 4 was around 10%, which was poor. In contrast, Re θ=70° in Examples 1 to 3 was 6.5% or less, which was a significant improvement compared to Comparative Examples 1 to 4. In particular, Re θ=70° in Examples 2 and 3 was 5% or less, which was a significant improvement compared to Comparative Examples 1 to 4. If Re θ=70° is 6.5% or less, there is an effect that the prevention of reflection from extremely oblique angles is superior to that of conventional technology. Furthermore, if Re θ=70° is 5% or less, there is an effect that the anti-reflection properties are even better than those of a typical moth-eye lens.

このように、実施例1~3では、70°程度の高角度の斜入射の場合でも、400~950nmという幅広い波長域の斜入射光に対して、優れた反射防止特性を確保できている。この理由は次のとおりであると考えられる。 As such, in Examples 1 to 3, excellent anti-reflection properties were achieved for obliquely incident light over a wide wavelength range of 400 to 950 nm, even in the case of high-angle oblique incidence of approximately 70°. The reasons for this are thought to be as follows:

つまり、実施例1~3では、2段テーパ構造を有する凸構造体の高さhが400nm以上と高く、特に実施例2、3では、当該高さhが490nm以上とさらに高い。一方、比較例3、4では、実施例1~3と同様な2段テーパ構造を有するものの、凸構造体の高さhが350nm程度以下と低い。したがって、比較例3、4では、70°程度の高角度の斜入射時において、長波長の近赤外域の入射光に対する反射防止特性が劣化する。これに対し、実施例1~3は、高い2段テーパ構造の凸構造体を備えることによって、長波長の近赤外域および短波長の可視光域の双方に対応できるので、比較例3、4と比べて、幅広い波長帯域で、70°程度の高角度の斜入射光に対する反射防止特性に優れると考えられる。 In other words, in Examples 1 to 3, the height h of the convex structures having a two-step tapered structure is high, at 400 nm or more, and in Examples 2 and 3 in particular, the height h is even higher, at 490 nm or more. On the other hand, in Comparative Examples 3 and 4, although the convex structures have a two-step tapered structure similar to Examples 1 to 3, the height h of the convex structures is low, at approximately 350 nm or less. Therefore, in Comparative Examples 3 and 4, the anti-reflection properties for incident light in the long-wavelength near-infrared region deteriorate when the light is incident obliquely at a high angle of approximately 70°. In contrast, Examples 1 to 3 are equipped with convex structures with a high two-step tapered structure, which allows them to accommodate both long-wavelength near-infrared light and short-wavelength visible light. Therefore, compared to Comparative Examples 3 and 4, they are considered to have superior anti-reflection properties for incident light at a high angle of approximately 70° over a wide wavelength band.

また、比較例2では、凸構造体の高さhは620nmであり、実施例1~3の凸構造体の高さhよりも高いため、長波長の近赤外域に対応可能である。しかし、比較例2の凸構造体の形状は、2段テーパ構造ではない。したがって、比較例2では、高角度の斜入射時において、長波長の近赤外域および短波長の可視光域の双方に対応できず、反射防止特性が低下した。また、比較例1では、凸構造体の高さhが低く、かつ、凸構造体の形状も2段テーパ構造ではないので、高角度の斜入射光に対する反射防止特性が低いと考えられる。 In addition, in Comparative Example 2, the height h of the convex structures is 620 nm, which is higher than the height h of the convex structures in Examples 1 to 3, and therefore is capable of accommodating light in the long-wavelength near-infrared range. However, the shape of the convex structures in Comparative Example 2 is not a two-step tapered structure. Therefore, in Comparative Example 2, when light is incident obliquely at a high angle, it is unable to accommodate both the long-wavelength near-infrared range and the short-wavelength visible light range, and the anti-reflection properties are reduced. In Comparative Example 1, the height h of the convex structures is low and the shape of the convex structures is not a two-step tapered structure, so it is thought that the anti-reflection properties for light incident obliquely at a high angle are poor.

次に、図16および図17を参照して、入射光の波長帯域(350~1000nm)と反射防止特性との関係について評価する。図16は、10°程度の低角度の斜入射時における、入射光の波長λと反射率Reとの関係を示すグラフである。図17は、70°程度の高角度の斜入射時における、入射光の波長λと反射率Reとの関係を示すグラフである。 Next, referring to Figures 16 and 17, we will evaluate the relationship between the wavelength band of incident light (350-1000 nm) and anti-reflection properties. Figure 16 is a graph showing the relationship between the wavelength λ of incident light and the reflectance Re when the light is obliquely incident at a low angle of approximately 10°. Figure 17 is a graph showing the relationship between the wavelength λ of incident light and the reflectance Re when the light is obliquely incident at a high angle of approximately 70°.

図16に示すように、入射角θが10°程度である低角度の斜入射時には、可視光域から近赤外域までの広い波長帯域(350~1000nm)において、比較例1~3および実施例2、3の反射率Reは、0~3%程度であり、参考例の反射率Re(5~6%程度)よりも低下している。これにより、比較例1~3および実施例2、3のように、図13、図14に示す各種形状の凸構造体を有する微細凹凸構造を設けることにより、低角度の斜入射時の反射防止特性を向上できることが分かる。なお、比較例4の反射率Reは、0~4%程度であり、参考例の反射率Re(5~6%程度)よりも低下しているものの、実施例2、3よりは高くなっている。 As shown in Figure 16, at low-angle oblique incidence where the incident angle θ is approximately 10°, the reflectance Re of Comparative Examples 1 to 3 and Examples 2 and 3 is approximately 0 to 3%, across a wide wavelength band (350 to 1000 nm) from the visible light region to the near-infrared region, which is lower than the reflectance Re of the Reference Example (approximately 5 to 6%). This demonstrates that by providing a fine concave-convex structure having convex structures of various shapes, as in Comparative Examples 1 to 3 and Examples 2 and 3, it is possible to improve anti-reflection properties at low-angle oblique incidence. The reflectance Re of Comparative Example 4 is approximately 0 to 4%, which is lower than the reflectance Re of the Reference Example (approximately 5 to 6%), but higher than Examples 2 and 3.

一方、図17に示すように、入射角θが70°程度である高角度の斜入射時には、可視光域から近赤外域までの広い波長帯域(350~1000nm)において、比較例1~4と実施例2、3との間で、反射防止特性に優劣が生じた。 On the other hand, as shown in Figure 17, when light is incident obliquely at a high angle, where the incident angle θ is approximately 70°, there was a difference in the anti-reflection properties between Comparative Examples 1 to 4 and Examples 2 and 3 over a wide wavelength range (350 to 1000 nm) from the visible light region to the near-infrared region.

詳細には、550nm以下の短波長の可視光域では、実施例2、3の反射率Reは2%前後と非常に低くなっているのに対し、比較例1~4の反射率Reは4~12%程度と高くなっている。したがって、短波長の可視光域(350~550nm)の入射光を、70°程度の高角度で斜入射した場合、実施例2、3は、比較例1~3よりも、良好な反射防止特性を発揮できることが分かる。 Specifically, in the short-wavelength visible light range of 550 nm or less, Examples 2 and 3 have a very low reflectance Re of around 2%, while Comparative Examples 1 to 4 have a high reflectance Re of around 4 to 12%. Therefore, when incident light in the short-wavelength visible light range (350 to 550 nm) is obliquely incident at a high angle of around 70°, Examples 2 and 3 can exhibit better anti-reflection properties than Comparative Examples 1 to 3.

また、950nm程度の近赤外域でも、実施例2、3の反射率Reは10%以下に抑制されており、参考例の反射率Re(約18%)の半分以下となっている。これに対し、比較例1~4の反射率Reは12~15%程度と高くなっている。したがって、950nm程度の近赤外域の入射光を、70°程度の高角度で斜入射した場合にも、実施例2、3は、比較例1~4に比べて、非常に良好な反射防止特性を発揮できることが分かる。 Furthermore, even in the near-infrared region of approximately 950 nm, the reflectance Re of Examples 2 and 3 is suppressed to 10% or less, which is less than half the reflectance Re of the Reference Example (approximately 18%). In contrast, the reflectance Re of Comparative Examples 1 to 4 is high, at approximately 12 to 15%. Therefore, it can be seen that Examples 2 and 3 can exhibit significantly better anti-reflection properties than Comparative Examples 1 to 4, even when incident light in the near-infrared region of approximately 950 nm is obliquely incident at a high angle of approximately 70°.

以上の結果から、実施例1~3によれば、可視光域(380~750nm)から近赤外域(950nm程度)までの広い波長帯域の入射光に対して、優れた反射防止特性を発揮できるとともに、当該入射光が70°程度の高角度で斜入射される場合であっても、反射防止特性を確保できることが確認された。実施例1~3に係る凸構造体は、上述した2つのテーパ部を積み重ねた複合構造(2段テーパ構造)を有し、かつ、凸構造体の高さhが400nm以上、好ましくは490nm以上である。したがって、可視光域から近赤外域までの幅広い波長帯域の入射光に対しても、70°程度の高角度の斜入射光に対しても、反射防止特性を確保できると考えられる。 These results confirm that Examples 1 to 3 can exhibit excellent anti-reflection properties against incident light in a wide wavelength range from the visible light range (380-750 nm) to the near-infrared range (approximately 950 nm), and can ensure anti-reflection properties even when the incident light is obliquely incident at a high angle of approximately 70°. The convex structures of Examples 1 to 3 have a composite structure (two-stage tapered structure) in which the two tapered sections described above are stacked, and the height h of the convex structure is 400 nm or more, preferably 490 nm or more. Therefore, it is believed that anti-reflection properties can be ensured against incident light in a wide wavelength range from the visible light range to the near-infrared range, as well as against obliquely incident light at a high angle of approximately 70°.

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is clear that a person skilled in the art could conceive of various modifications or alterations within the scope of the claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.

1 光学フィルム
2 微細凹凸構造
3 構造体
4 凹部
5 転写装置
11 基材
12 樹脂層
12A 未硬化の樹脂層
31 第1テーパ部
32 第2テーパ部
33 変化点
100 ロール原盤
102 凹凸パターン領域
110 原盤基材
111 レジスト層
112 潜像
113 開口部
120 微細凹凸構造
130 凹部
131 第1テーパ凹部
132 第2テーパ凹部
140 凸部
200 露光装置
201 レーザ光源
202 レーザ光
REFERENCE SIGNS LIST 1 Optical film 2 Fine concave-convex structure 3 Structure 4 Recess 5 Transfer device 11 Substrate 12 Resin layer 12A Uncured resin layer 31 First tapered portion 32 Second tapered portion 33 Change point 100 Roll master 102 Concave-convex pattern area 110 Master substrate 111 Resist layer 112 Latent image 113 Opening 120 Fine concave-convex structure 130 Recess 131 First tapered recess 132 Second tapered recess 140 Convex portion 200 Exposure device 201 Laser light source 202 Laser light

Claims (8)

基材と、
前記基材の少なくとも一方の表面上に、可視光の波長帯域以下のピッチで配列された複数の凸状の構造体と、
を備え、
前記構造体は、前記基材の表面上に形成された第1テーパ部と、前記第1テーパ部の上に形成された第2テーパ部と、からなる複合構造を有し、
前記第2テーパ部のテーパ比Cは、前記第1テーパ部のテーパ比Cより小さく、
前記第2テーパ部は、前記第1テーパ部よりも細い針状のテーパ形状を有し、
前記構造体の高さhは、400nm以上である、
光学素子。
A substrate;
a plurality of convex structures arranged on at least one surface of the substrate at a pitch equal to or smaller than the wavelength band of visible light;
Equipped with
the structure has a composite structure including a first tapered portion formed on a surface of the base material and a second tapered portion formed on the first tapered portion,
a taper ratio C2 of the second tapered portion is smaller than a taper ratio C1 of the first tapered portion;
the second tapered portion has a needle-like tapered shape that is thinner than the first tapered portion,
The height h of the structure is 400 nm or more.
Optical elements.
前記構造体は、前記第1テーパ部の頂部と前記第2テーパ部の底部との接合位置において、前記構造体の側面のテーパ比が変化する変化点を有する、請求項1に記載の光学素子。 The optical element described in claim 1, wherein the structure has a transition point where the taper ratio of the side surface of the structure changes at the junction between the top of the first tapered section and the bottom of the second tapered section. 前記第1テーパ部および前記第2テーパ部は、線形テーパ近似形状を有し、
前記第1テーパ部および前記第2テーパ部のテーパ面の垂直断面形状は、実質的に直線からなる、請求項1または2に記載の光学素子。
the first tapered portion and the second tapered portion have a linearly tapered approximation shape;
The optical element according to claim 1 , wherein the vertical cross-sectional shapes of the tapered surfaces of the first tapered portion and the second tapered portion are substantially straight lines.
前記構造体の高さhは、490nm以上である、請求項1または2に記載の光学素子。 The optical element described in claim 1 or 2, wherein the height h of the structure is 490 nm or greater. 前記第2テーパ部の高さhは、160~300nmであり、
前記第1テーパ部の高さhは、150~500nmである、請求項1または2に記載の光学素子。
The height h2 of the second tapered portion is 160 to 300 nm,
3. The optical element according to claim 1, wherein the height h1 of the first tapered portion is 150 to 500 nm.
請求項1または2に記載の光学素子を製造するためのロール原盤であって、
円筒状または円柱状の原盤基材と、
前記原盤基材の外周面に形成された第1微細凹凸構造と、
を備え、
前記第1微細凹凸構造は、前記光学素子の前記構造体の反転形状を有する複数の凹部を含み、
前記凹部は、前記第1テーパ部の反転形状を有する第1テーパ凹部と、前記第1テーパ凹部の内部に形成され、前記第2テーパ部の反転形状を有する第2テーパ凹部と、からなる複合構造を有する、ロール原盤。
A roll master for producing the optical element according to claim 1 or 2, comprising:
a cylindrical or columnar master substrate;
a first microrelief structure formed on the outer peripheral surface of the master substrate;
Equipped with
the first microrelief structure includes a plurality of recesses having an inverted shape of the structures of the optical element,
The recess has a composite structure including a first tapered recess having an inverted shape of the first tapered portion, and a second tapered recess formed inside the first tapered recess and having an inverted shape of the second tapered portion.
請求項1または2に記載の光学素子の製造方法であって、
第1微細凹凸構造が形成されたロール原盤を製造する工程と、
前記光学素子の前記基材の表面に硬化性樹脂からなる樹脂層を塗布する工程と、
前記ロール原盤の前記第1微細凹凸構造を前記樹脂層に転写することによって、前記光学素子の前記構造体を含む第2微細凹凸構造を前記樹脂層に形成する工程と、
を含み、
前記第1微細凹凸構造は、前記光学素子の前記構造体の反転形状を有する複数の凹部を含み、
前記凹部は、前記第1テーパ部の反転形状を有する第1テーパ凹部と、前記第1テーパ凹部の内部に形成され、前記第2テーパ部の反転形状を有する第2テーパ凹部と、からなる複合構造を有する、光学素子の製造方法。
3. A method for manufacturing an optical element according to claim 1 or 2, comprising:
a step of manufacturing a roll master on which a first microrelief structure is formed;
a step of applying a resin layer made of a curable resin to a surface of the substrate of the optical element;
forming a second microrelief structure including the structures of the optical element on the resin layer by transferring the first microrelief structure of the roll master onto the resin layer;
Including,
the first microrelief structure includes a plurality of recesses having an inverted shape of the structures of the optical element,
A method for manufacturing an optical element, wherein the recess has a composite structure consisting of a first tapered recess having an inverted shape of the first tapered portion, and a second tapered recess formed inside the first tapered recess and having an inverted shape of the second tapered portion.
前記ロール原盤を製造する工程は、
前記ロール原盤の原盤基材の外周面にレジスト層を成膜する成膜工程と、
前記レジスト層にレーザ光を照射することで潜像を形成する露光工程と、
前記潜像が形成された前記レジスト層を現像し、前記レジスト層にパターンを形成する現像工程と、
前記パターンが形成された前記レジスト層をマスクとして前記原盤基材をエッチングし、前記原盤基材の外周面に前記第1微細凹凸構造の凹凸パターンを形成するエッチング工程と、
を含み、
前記エッチング工程では、前記原盤基材をエッチングする途中でエッチング条件を変更することにより、前記第1テーパ凹部と前記第2テーパ凹部とからなる複合構造を有する前記凹部を形成する、請求項7に記載の光学素子の製造方法。
The step of manufacturing the roll master includes:
a film-forming step of forming a resist layer on an outer peripheral surface of a master substrate of the roll master;
an exposure step of irradiating the resist layer with laser light to form a latent image;
a developing step of developing the resist layer on which the latent image is formed to form a pattern in the resist layer;
an etching step of etching the master substrate using the resist layer on which the pattern has been formed as a mask to form a concave-convex pattern of the first fine concave-convex structure on the outer peripheral surface of the master substrate;
Including,
8. The method for manufacturing an optical element according to claim 7, wherein in the etching step, the recess having a composite structure consisting of the first tapered recess and the second tapered recess is formed by changing the etching conditions during etching of the master substrate.
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