JP2026000294A - 光学素子、ロール原盤および光学素子の製造方法 - Google Patents

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_２は、第１テーパ部３１のテーパ比Ｃ_１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

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。

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。

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。

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。

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。

特許第４４０４１６１号 特許第５２５７０６６号

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。

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。

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。

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。

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。

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_２は、前記第１テーパ部のテーパ比Ｃ_１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。

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。

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。

前記構造体の高さｈは、４９０ｎｍ以上であるようにしてもよい。

前記第２テーパ部の高さｈ_２は、１６０～３００ｎｍであり、
前記第１テーパ部の高さｈ_１は、１５０～５００ｎｍであるようにしてもよい。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 図１３は、比較例に係る凸状の構造体を示す模式図である。 図１４は、実施例に係る凸状の構造体を示す模式図である。 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Ｒｅ_{θ＝７０°}との関係を示すグラフである。 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。

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。

[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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１と、第１テーパ部３１の頂部の直径φ_２と、第２テーパ部３２の頂部の直径φ_３とを比較すると、φ_１>φ_２>φ_３の関係となる。第１テーパ部３１の頂部の直径φ_２は、第２テーパ部３２の底部の直径と等しく、共にφ_２である。

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_３は０より大きい（φ_３>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_３は、実質的にゼロであってもよい（φ_３≒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_１と実質的に等しくなる（Ｐ≒φ_１）。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_１よりも大きくなる（Ｐ>φ_１）。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。

［１．４．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。

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。

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。

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。

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_１、Ｃ_２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。

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_２は、第１テーパ部３１の側面のテーパ比Ｃ_１よりも小さい（Ｃ_２<Ｃ_１）。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。

ここで、第１テーパ部３１のテーパ比Ｃ_１は、次の式（１）で求められ、第２テーパ部３２のテーパ比Ｃ_２は、次の式（２）で求められる。なお、ｈ_１は、第１テーパ部３１のＺ方向の高さであり、ｈ_２は、第２テーパ部３２のＺ方向の高さである。
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_１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_２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。

また、第１テーパ部３１のテーパ比Ｃ_１に対する、第２テーパ部３２のテーパ比Ｃ_２の比率（Ｃ_２／Ｃ_１）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。

以上のように、第１テーパ部３１のテーパ比Ｃ_１は、第２テーパ部３２のテーパ比Ｃ_２と異なり、Ｃ_２はＣ_１よりも小さい（Ｃ_２<Ｃ_１）。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。

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_１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_１よりも小さい一定のテーパ比Ｃ_２を有する。

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_１、Ｃ_２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_１、Ｃ_２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。

［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_１、および、第２テーパ部３２の高さｈ_２について、より詳細に説明する。

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_１と、第２テーパ部３２の高さｈ_２との合計値である（ｈ＝ｈ_１＋ｈ_２）。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。

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。

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。

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。

また、第２テーパ部の高さｈ_２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。

第１テーパ部の高さｈ_１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。

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_１および第２テーパ部３２の高さｈ_２についても、算術平均値を用いて算出することができる。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１と同一である（Ｄ＝φ_１）。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。

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_１≒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。

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。

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。

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。

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_Ｔ）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。

ここで、図３に示すように、ドットピッチＰ_Ｄ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_Ｔ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。

ドットピッチＰ_ＤとトラックピッチＰ_Ｔ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_Ｄ、Ｐ_Ｔ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。

ドットピッチＰ_ＤとトラックピッチＰ_Ｔ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_ＤがトラックピッチＰ_Ｔよりも大きくなっている（Ｐ_Ｄ>Ｐ_Ｔ）。例えば、Ｐ_Ｄ＝２３０ｎｍ、Ｐ_Ｔ＝１５０ｎｍとすることができる。

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_Ｄ）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。

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_Ｄ）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。

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。

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。

［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。

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_２は、第１テーパ部３１のテーパ比Ｃ_１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。

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。

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。

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。

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。

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_１、Ｃ_２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。

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。

この点、本実施形態に係る構造体３は、テーパ比Ｃ_１、Ｃ_２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_１、Ｃ_２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。

［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。

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。

[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。

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。

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。

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。

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_２等で被覆したものなどで構成されてもよい。

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_２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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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_１と高さｈ_１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_２と高さｈ_２と実質的に同一である。

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。

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。

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_Ｔ’）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。

ここで、ドットピッチＰ_Ｄ’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_Ｔ’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_Ｄ’、トラックピッチＰ_Ｔ’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_Ｄ、トラックピッチＰ_Ｔと同一である。例えば、ドットピッチＰ_Ｄ’は２３０ｎｍであってよく、トラックピッチＰ_Ｔ’は１５０ｎｍであってよい。

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_Ｄ’）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。

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_Ｄ’）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。

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。

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。

[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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

[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。

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。

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。

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。

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。

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_Ｔ’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。

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。

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）×Ｐ_Ｄ’）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。

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。

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。

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。

[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。

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。

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。

（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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

（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_２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。

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。

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_２は、第１テーパ凹部１３１のテーパ比Ｃ_１よりも小さい。

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。

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。

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。

[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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１）を、当該ピッチＰと同一の２００μｍとした。

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。

（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。

<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。

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。

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。

<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。

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。

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。

<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。

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。

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。

（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。

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。

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。

<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。

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。

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。

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。

<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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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Ｒｅ_{θ＝１０°}［％］と、θ＝７０°のときの平均反射率Ｒｅ_{θ＝７０°}［％］をそれぞれ求めた。さらに、Ｒｅ_{θ＝１０°}とＲｅ_{θ＝７０°}の平均値Ｒｅ_ａｖｅ［％］も求めた。

このようにして求めたＲｅ_{θ＝１０°}、Ｒｅ_{θ＝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Ｒｅ_{θ＝７０°}との関係を示すグラフである。

表１に示すように、θ＝１０°のときの平均反射率Ｒｅ_{θ＝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、Ｒｅ_{θ＝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。

一方、θ＝７０°のときの平均反射率Ｒｅ_{θ＝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Ｒｅ_{θ＝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Ｒｅ_{θ＝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Ｒｅ_{θ＝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。Ｒｅ_{θ＝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、Ｒｅ_{θ＝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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (8)

1. 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_２は、前記第１テーパ部のテーパ比Ｃ_１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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 前記第２テーパ部の高さｈ_２は、１６０～３００ｎｍであり、
   前記第１テーパ部の高さｈ_１は、１５０～５００ｎｍである、請求項１または２に記載の光学素子。
6. 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。
7. 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。
8. 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。