CN106796311B - 扩散板及扩散板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够以简易的结构改善透过光或反射光的亮度不均并且设计及制造容易的扩散板及扩散板的制造方法。本发明的扩散板是在主面上排列有多个微透镜的扩散板，其特征在于，向多个微透镜与主面之间插入相位差生成部，多个微透镜具有两种以上的透镜形状，以使两种以上的透镜形状的数量比成为特定的值的方式，分别决定两种以上的透镜形状的微透镜的个数，对应于多个微透镜的底面的中心所排列在主面上的各坐标，分别选择透镜形状的种类，扩散光强度成为大致一定的角度范围处于所希望的角度范围的+10％至‑10％的范围内。

Description

扩散板及扩散板的制造方法
技术领域
本发明涉及扩散板及扩散板的制造方法。
背景技术
作为平视显示器或激光投影机等的屏幕，使用的是利用了微透镜阵列的扩散板。在使用了微透镜阵列的情况下，与使用半透明板、毛玻璃等的扩散板的情况相比，具有能够抑制激光的斑点噪声的优点。
专利文献1记载了一种具有扩散板的图像形成装置，该扩散板使用了以激光为光源并投影由多个像素的排列形成的影像的激光投影机和排列有多个微透镜的微透镜阵列。在使用了微透镜阵列的情况下，能够使入射了的光适当地扩散，并且能够自由地设计所需要的扩散角。
在专利文献2及3以及非专利文献1中记载了使用2个微透镜阵列的屏幕。在仅使用1个微透镜阵列的情况下，容易产生亮度不均、颜色不均。在专利文献2及3以及非专利文献1中记载了通过使用2个微透镜阵列，能够抑制这样的亮度不均的发生的情况。
在专利文献4中记载了如下的方法：在微透镜设置具有垂直的侧面的活塞形状(加高部)，或者使对于微细构造的形状或位置进行定义的参数的至少一个按照预先确定的概率密度函数而随机分布，由此来改善由于以微细构造的周期性为起因的衍射点而产生的亮度不均、颜色不均。
专利文献4中记载了如下的光学设计方法：(a)对于形成在基板表面上的微透镜等的微细构造的形状进行定义，(b)指定所选择的微细构造的排列位置，(c)计算扩散光的强度分布，(d)反复进行(a)～(c)的工序直至得到所希望的扩散光强度分布为止。此外，专利文献4记载了如下的方法：使对于微细构造的形状或位置进行定义的参数的至少一个按照预先确定的概率密度函数而随机分布，由此来改善因微细构造的周期性而产生的衍射点引起的亮度不均。
另外，专利文献5记载了如下的装置：将透镜形状的至少一部分不相同而开口数相同的啁啾(chirped)的各种微透镜随机地排列，或者按照透镜的大小顺序在基准面上依次排列，由此实现放射光的均质化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-145745号公报
专利文献2：日本特开2012-226300号公报
专利文献3：日本特表2007-523369号公报
专利文献4：日本特表2004-505306号公报
专利文献5：美国专利第07839573号公报
非专利文献
非专利文献1：H.Urey and K.D.Powell,“用于全色显示器的基于微透镜阵列的出射光瞳扩瞳器”(“Microlens-array-based exit-pupil expander for full-colordisplays”),APPLIED OPTICS Vol.44,No.23,p.4930-4936
发明内容
发明要解决的课题
专利文献4及5记载的设计方法需要反复计算，因此在计算结果收敛为所希望的结果之前需要多次计算，存在作业负荷大这样的问题。此外，在所设计的微透镜形状与所制造的扩散板的微透镜形状之间产生误差，存在无法完全得到所希望的光学特性这样的问题。尤其是通过使用了激光束的光刻法来形成微透镜形状时，如果所设计的微透镜的间距变窄，则激光束直径的影响相对增大，因此误差进一步增大的可能性高。因此，用于制造接近于设计形状的形状的扩散板的作业负荷变大。而且，如果向多个微透镜的曲率及排列位置等多个参数赋予随机分布，则在使用了扩散板作为屏幕的情况下，容易产生斑点，因此存在画质恶化这样的问题。
此外，在专利文献5中，将不是同一形状的多个种类的微透镜随机或按照微透镜的大小顺序排列。在排列有间距或透镜高度等形状相差较大的微透镜的扩散板中，关于微透镜间的连接部的形状，难以高精度地按照设计值进行制造。
本发明为了解决上述的问题而作出，其目的在于提供一种以简易的结构能够改善透过光或反射光的亮度不均，并且设计及制造容易的扩散板及扩散板的制造方法。
用于解决课题的方案
本发明的扩散板在主面上排列有多个微透镜，其特征在于，
向所述多个微透镜与所述主面之间插入相位差生成部，
所述多个微透镜具有两种以上的透镜形状，以使所述两种以上的透镜形状的数量比成为特定的值的方式分别决定所述两种以上的透镜形状的微透镜的个数，
对应于所述多个微透镜的底面的中心所排列在所述主面上的各坐标，分别选择所述透镜形状的种类，
在将所述扩散板中的所希望的角度范围内的扩散光强度的加法运算平均设为1时的、所述所希望的角度范围内的扩散光强度的相对强度的标准偏差为9.00×10-2以下，
在所述扩散板的某一方向的扩散光强度的角度分布中，在将沿着光入射光方向的方向设为扩散角度0度、将角度分布测定方向的一方向设为正、将其相反方向设为负时，相对于所述所希望的角度范围的扩散光强度的加法运算平均而成为90％的相对强度的扩散角度中，绝对值在正侧成为最大的扩散角度与绝对值在负侧成为最大的扩散角度之差设为扩散光强度成为大致一定的角度范围时，所述扩散光强度成为大致一定的角度范围处于所述所希望的角度范围的+10％至-10％的范围内。
在本发明中，优选的是，由所述相位差生成部产生的相位差的最大值大于所使用的光的波长的0.2倍。
在本发明中，优选的是，所述所希望的角度范围AngA为0°≤AngA≤40°。
在本发明中，优选的是，所述相位差生成部的从所述主面起的高度按照以所述多个微透镜的排列的坐标为独立变量的代数函数、初等函数、或者它们的合成函数而变化。
在本发明中，优选的是，所述相位差生成部的从所述主面起的高度随机地设定。
在本发明中，优选的是，所述微透镜的种类按照以所述微透镜的排列的坐标为独立变量的代数函数、初等函数、或者它们的合成函数来选择。
在本发明中，优选的是，所述微透镜的种类相对于所述微透镜的排列的坐标而随机选择。
本发明的扩散板的制造方法是在主面上排列有多个微透镜的扩散板的制造方法，包括如下工序：
设计多个种类微透镜组的工序，该微透镜组是在所述主面上排列有具有可得到接近所希望的角度范围的扩散光强度的角度分布的一种透镜形状的所述多个微透镜，并向所述多个微透镜与所述主面之间插入有相位差生成部而形成的微透镜组；
将具有与所述多个种类的各自的微透镜组对应的形状的样品模具制造所述多个种类的工序；
使用所述样品模具向树脂转印一种所述微透镜组的形状，将具有一种所述微透镜组的扩散图案的样品扩散板制造所述多个种类的工序；
进行所述多个种类的样品扩散板的各自的光学特性的评价的工序；
基于所述多个种类的样品扩散板的各自的评价结果，设计将所述多个种类的微透镜组组合而成的微透镜阵列的工序；
制造具有与所述微透镜阵列对应的形状的扩散图案模具的工序；及
使用所述扩散图案模具向树脂转印所述扩散图案的工序。
发明效果
根据本发明，可提供一种能够以简易的结构改善透过光或反射光的亮度不均并且设计及制造容易的扩散板及扩散板的制造方法。
附图说明
图1是表示通过第一实施方式的扩散板的制造工序设计的微透镜组(凸透镜)的剖面轮廓的例子的图。
图2是表示通过第一实施方式的扩散板的制造工序设计的微透镜组(凹透镜)的剖面轮廓的例子的图。
图3是表示本发明的微透镜组的剖面轮廓的例子的图。
图4是表示扩散板的凸透镜的剖面轮廓测定结果的例子的图(曲率半径42μm、间距13μm、ΔH＝1.5μm的情况)。
图5是表示所希望的角度范围的定义的图。
图6是表示扩散光强度成为大致一定的角度范围的定义的图。
图7是表示仅排列有多个微透镜A的样品扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值(比较例1)的图。
图8是表示仅排列有多个微透镜B的样品扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值的图。
图9是表示仅排列有多个微透镜C的样品扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值的图。
图10是表示仅排列有多个微透镜D的样品扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值(比较例2)的图。
图11是表示基于微透镜A、B、C、D中的仅1种排列有多个的各扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值，将4种扩散板的扩散光强度的角度分布以0：1：1：0的数量比进行了加法运算平均的扩散光强度的角度分布的计算值的图。
图12是表示基于微透镜A、B、C、D中的仅1种排列有多个的各扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值，将4种扩散板的扩散光强度的角度分布以0：1：1：1的数量比进行了加法运算平均的扩散光强度的角度分布的计算值的图。
图13是表示基于微透镜A、B、C、D中的仅1种排列有多个的各扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值，将4种扩散板的扩散光强度的角度分布以0：1：3：2的数量比进行了加法运算平均的扩散光强度的角度分布的计算值的图。
图14是表示基于微透镜A、B、C、D中的仅1种排列有多个的各扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值，将4种扩散板的扩散光强度的角度分布以1：0：1：1的数量比进行了加法运算平均的扩散光强度的角度分布的计算值的图。
图15是表示基于微透镜A、B、C、D中的仅1种排列有多个的各扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值，将4种扩散板的扩散光强度的角度分布以1：1：1：1的数量比进行了加法运算平均的扩散光强度的角度分布的计算值的图。
图16是表示实施例1的微透镜阵列的高度分布的图。
图17是表示实施例2的微透镜阵列的高度分布的图。
图18是表示实施例3的微透镜阵列的高度分布的图。
图19是表示实施例4的微透镜阵列的高度分布的图。
图20是表示比较例1的微透镜阵列的高度分布的图。
图21是表示比较例2的微透镜阵列的高度分布的图。
图22是表示比较例3的微透镜阵列的高度分布的图。
图23是表示实施例1的扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的图。
图24是表示实施例2的扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的图。
图25是表示实施例3的扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的图。
图26是表示实施例4的扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的图。
图27是表示比较例3的扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的图。
图28是表示实施例1的扩散板的He-Ne激光扩散像的图。
图29是表示实施例2的扩散板的He-Ne激光扩散像的图。
图30是表示实施例3的扩散板的He-Ne激光扩散像的图。
图31是表示实施例4的扩散板的He-Ne激光扩散像的图。
图32是表示比较例1的扩散板的He-Ne激光扩散像的图。
图33是表示比较例2的扩散板的He-Ne激光扩散像的图。
图34是表示比较例3的扩散板的He-Ne激光扩散像的图。
图35是表示第一实施方式的扩散板的制造方法的流程图。
图36是表示第一实施方式的扩散板的制造方法的微透镜组的设计方法的流程图。
图37是表示第一实施方式的扩散板的制造方法的样品模具的制造方法的流程图。
图38是表示第一实施方式的扩散板的制造方法的微透镜阵列的设计方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
[第一实施方式]
本实施方式的扩散板10是多个微透镜排列在主面上的扩散板。图1是表示多个微透镜31排列在基准面S1上的状态的剖视图。在图1中，基准面S1是扩散板10的基板的主面。
在本实施方式的扩散板10中，如图1所示，在多个微透镜31与基准面S1(主面)之间插入加高部41(相位差生成部)。通过在多个微透镜31分别设置不同的高度的加高部41，从而在透过多个微透镜31的光线产生按照各微透镜31的相位差。通过加高部41产生的相位差的最大值优选大于所使用的光的波长的0.2倍。
在图1中，排列具有相同的透镜形状的微透镜31。然而，在本实施方式的扩散板10中，多个微透镜31具有2种以上的透镜形状。并且，以使2种以上的透镜形状的数量比成为特定的值的方式决定2种以上的透镜形状的各自的微透镜31的个数。对应于多个微透镜31的底面的中心所排列在基准面S1上的各坐标，分别选择形状的种类。
将本实施方式的扩散板10的所希望的角度范围内的扩散光强度的加法运算平均设为1时的、所希望的角度范围内的扩散光强度的相对强度的标准偏差需要为9.00×10-2以下。需要说明的是，所希望的角度范围AngA优选为0°≤AngA≤40°。
在本实施方式的扩散板10中，扩散光强度成为大致一定的角度范围AngB优选处于所希望的角度范围的+10％至-10％的范围内。但是，在扩散板10的某一方向的扩散光强度分布中，将沿着光入射光方向的方向设为扩散角度0度、将角度分布测定方向的一方向设为正、将其相反方向设为负时，扩散光强度成为大致一定的角度范围AngB设为相对于所希望的角度范围的扩散光强度的加法运算平均而成为90％的相对强度的扩散角度中的在正侧的绝对值为最大的扩散角度与在负侧的绝对值为最大的扩散角度之差。
使用图35的流程图，说明本实施方式的扩散板10的制造方法。如图35所示，首先，设计多个种类微透镜组，所述微透镜组将具有能得到接近于所希望的角度范围的扩散光强度的角度分布的1种透镜形状的多个微透镜31排列在主面上并在多个微透镜31与主面之间插入有加高部41而形成(ST100)。接下来，将具有与多个种类的各个微透镜组对应的形状的样品模具制造多个种类(ST200)。
接下来，使用样品模具向树脂转印1种类的微透镜组的形状，将具有微透镜组的扩散图案的样品扩散板制造多个种类(ST300)。接下来，进行多个种类的样品扩散板各自的光学特性的评价(ST400)。接下来，基于多个种类的样品扩散板各自的评价结果，设计将多个种类的微透镜组组合而成的微透镜阵列(ST500)。接下来，制造具有与微透镜阵列对应的形状的扩散图案的模具(ST600)。接下来，使用扩散图案模具向树脂转印扩散图案(ST700)。
以下，依次说明ST100至ST700的各工序。
(多个种类的微透镜组的设计)
首先，说明多个种类的微透镜组的设计工序(ST100)。
ST100的工序只要作业者使用计算机进行即可。即，只要使用向具有CPU、ROM、RAM、输入单元(键盘或鼠标)及输出单元(监视器、打印机、数据输出端口)那样的通常的计算机装入基于几何光学的透镜设计用程序的结构即可。
使用图36，说明多个种类的微透镜组的设计工序的流程。在设计微透镜组时，最初进行的是进行微透镜31的形状设计，准备微透镜31的透镜数据(ST110)。为了在所希望的角度范围内实现扩散光强度大致一定的情况，微透镜31形状的设计首先至关重要。进而不得不考虑的是即便将多个微透镜31并列也难以产生衍射/干涉引起的亮度不均的情况。如果微透镜31的形状仅为1种，则将1种微透镜31并列多个时，可能容易产生衍射/干涉引起的亮度不均。然而，为了准备多个微透镜31的形状而通过逐个的模拟来实施设计的情况非常辛苦。
在本实施方式中，不进行基于模拟的设计，首先通过使用了几何光学的光学设计，来设计具有接近于所希望的扩散光强度的角度分布的扩散特性的多种微透镜31的透镜形状。当然，并不妨碍进行基于模拟的设计的情况。
构成微透镜组的微透镜31也可以选择凸透镜或凹透镜中的任一个。图1示出所设计的凸形状的多个微透镜31及加高部41的剖面轮廓的例子。图2示出所设计的凹形状的多个微透镜31及加高部41的剖面轮廓的例子。
微透镜31的高度h或深度d没有特别限定，但是为了在成为最终产品时从人类的眼睛难以观察到扩散板10的表面凹凸，而微透镜31的高度h或深度d优选为30μm以下。而且，如果考虑制造时的三维形状的制作容易度，则微透镜31的高度h或深度d优选为1μm以上。
本实施方式的微透镜31也可以使用球面、非球面、圆柱体、环形、菲涅耳中的任一个。
微透镜31的底面的形状优选能够规则性地反复，例如，只要从三角形、四角形、六角形、其他的各种多角形之中选择任一种即可。
如图36所示，接着ST110工序之后，将利用ST110工序设计的微透镜31排列在基准面S1上(ST120)。然后，为了向各个微透镜31赋予相位差，而在多个微透镜31的各个微透镜31与基准面S1之间插入加高部41(相位差生成部)(ST130)。
仅是排列同一形状的微透镜31的话，会产生以微透镜31的周期性为起因的衍射/干涉引起的亮度不均。因此，在本实施方式的微透镜组中，使来自各微透镜31的透过光或反射光的扩散光强度的角度分布相同，且分布在设定有互不相同的微透镜31间的相位差的范围内。在此，将透过微透镜31或由微透镜31反射的光的光路长度之差以波长进行标准化来表示微透镜31的相位差。
为了使相位差变化，可以选择微透镜31整体的高度、曲率、间距、排列、折射率等各种要素，但是在本实施方式的微透镜组中，为了向各个微透镜31赋予相位差而在多个微透镜31的各个微透镜31与基准面S1之间插入加高部41。微透镜组的特征在于使加高部41的高度变化且各个微透镜31的曲率相同。其结果是，能够将单一的微透镜31的光学设计结果反映在整体的微透镜组的光学特性中，因此能够简化设计工序。
ST100工序的构成微透镜组的微透镜31的与透镜形状相关的基本要素，例如，除了加高部41之外的透镜高度h或深度d、透镜间距、透镜的曲率半径、透镜底面的形状、透镜的开口数相同，扩散光强度的角度分布也相等。以后，将满足这些要件的微透镜31记载为单一的微透镜31。
在ST110工序中，将单一的微透镜31以规则性地反复的方式排列在基准面S1上。如图3所示，此时，为了使各微透镜31的各自的相位变化而在各微透镜31的底面的下方设置加高部41。本说明书内的基准面S1优选为与光的入射的面平行的面。而且，可以将设计时的基准面S1考虑为扩散板10的主面。
在微透镜31为凸透镜的透过型扩散板的情况下，微透镜31凸部的距基准面S1的最大高度与最小高度之差ΔH[μm]被控制成满足由数学式(1)赋予的关系。
0.2≤1000×ΔH×(n-1)/λ (1)
其中，n：微透镜31的折射率，λ：光的波长[nm]。
为了产生亮度不均的改善效果，多个微透镜31具有的相位差的最大值优选设定为0.2以上。此外，如果从减弱相位差引起的干涉这样的观点出发，则更优选将相位差的平均值设定为0.5左右。在此，在光源由多个波长构成的情况下，只要以使用的波长之中的最长的波长为代表来计算相位差即可。
另外，在微透镜31为凹透镜的透过型扩散板的情况下，微透镜31凹部的距基准面S1最大深度与最小深度之差ΔD[μm]被控制成满足由数学式(2)赋予的关系。
0.2≤1000×ΔD×(n-1)/λ (2)
其中，n：微透镜31的折射率，λ：光的波长[nm]。
另一方面，在微透镜31为凸透镜的反射型扩散板10的情况下，微透镜31凸部的距基准面S1的最大高度与最小高度之差ΔH[μm]被控制成满足由数学式(3)赋予的关系。
0.1≤ΔH×1000/λ (3)
其中，λ：光的波长[nm]。
为了产生亮度不均的改善效果，与透过型的情况同样，相位差优选设定为0.2以上，更优选将相位差的平均值设为0.5左右。
另外，在微透镜31为凹透镜的反射型扩散板10的情况下，微透镜31凹部的距基准面S1的最大深度与最小深度之差ΔD[μm]被控制成满足由数学式(4)赋予的关系。
0.1≤ΔD×1000/λ (4)
其中，λ：光的波长[nm]。
在ST100工序中，作为某微透镜组的各微透镜31的加高部41的高度的分布，只要如上所述设定最大高低差ΔH或ΔD，并在该范围内将加高部41的高度设定为均匀随机排列、模拟随机排列、规则排列等任意的分布即可。
通过以上说明的方法，能够准备具有单一形状的多个微透镜31的微透镜组的设计数据。
通过改变对微透镜31的透镜形状进行定义的基本要素的一部分而反复执行上述的方法，能够准备多个种类的改变了扩散光强度的角度分布的微透镜组的数据。也可以变更决定向多个微透镜31赋予相位差的加高部41的高度的条件，但是即使不变更也不会特别出现问题。通过该作业的反复，能够准备扩散光强度的角度分布不同的2种以上的形状的微透镜组。
为了变更微透镜31的扩散光强度的角度分布，变更哪个基本要素没有特别限制，但是如果考虑准备设计数据时的作业负荷，则优选改变微透镜31的曲率或透镜高度(透镜深度)。
(样品模具的制造)
在ST200工序中，根据在ST100工序中制成的设计数据，来制作加工出与微透镜组对应的形状的样品模具。加工方法只要从机械加工、使用了掩模的光刻、无掩模光刻、蚀刻、激光烧蚀等加工方法中适当选择即可。在本实施方式中，关于基于无掩模光刻的样品模具的制造工序，使用图37简单地进行说明。
如图37所示，首先，向基板上涂布光致抗蚀剂(ST210)。例如，只要通过旋涂等向基板涂布正型的光致抗蚀剂即可。所涂布的抗蚀剂膜的膜厚只要是作为扩散图案而形成的微透镜组的透镜高度以上即可。在接下来的曝光工序之前，优选对所涂布的抗蚀剂膜预先实施70～110℃下的烘烤处理。
接下来，通过照射激光束而对光致抗蚀剂进行曝光(ST220)。激光束的波长没有特别限制，根据光致抗蚀剂的种类而适当选定。激光束的波长可以选择例如351nm、364nm、458nm、488nm(Ar+激光的振荡波长)、351nm、406nm、413nm(Kr+激光的振荡波长)、352nm、442nm(He-Cd激光的振荡波长)、355nm、473nm(半导体激励固体激光的脉冲振荡波长)、375nm、405nm、445nm、488nm(半导体激光)等。
在附带加高部41的微透镜31的曝光工序中，按照微透镜组的设计数据，一边将激光功率调制成根据透镜形状和抗蚀剂灵敏度而决定的值，一边使激光在抗蚀剂上扫描。在某微透镜31及其相邻的微透镜31中，加高部41的高度不同，因此在它们的交界处使激光功率呈阶梯状地变化。激光曝光所使用的激光由物镜进行聚光而将焦点聚集于抗蚀剂。激光点通常是具有有限的直径的高斯分布，因此即便使激光功率呈阶梯状地变化，曝光于抗蚀剂的光量分布也不会成为阶梯状，在微透镜31交界部也成为具有一定的倾斜的曝光量分布，该部分的形状从设计形状偏离。焦点位置处的激光束点尺寸φ通常由φ＝k×λ/NA(k：比例常数，λ：波长，NA：透镜开口数)表示。
为了增大某微透镜31和与之相邻的微透镜31之间的加高部41的高度之差，只要增大相邻的微透镜31间的激光功率之差即可。然而，如果使激光功率之差变得过大，则接近相邻的透镜交界的部分的透镜形状从根据光学设计而设定的形状偏离的区域增加。因此，扩散光强度的角度分布与其他的微透镜31相同的微透镜31的比率下降。因此，为了得到与光学设计尽可能相同的扩散光强度的角度分布，优选使相邻的微透镜31间的加高部41的高度之差收敛在一定的范围内。
在本实施方式中，如果各微透镜31的高度一定，则各微透镜31的凸部的顶点的高度的最大高低差ΔH与加高部41的高度的最大高低差一致。将以前述的波长进行了标准化的相位差设为1且使加高部41的高度为均匀随机分布的情况下，各微透镜31间的相位差的平均成为0.5。由此，微透镜组平均地具有1/2波长的相位差，从能够更有效地抑制干涉、衍射的影响这样的观点出发更优选。
接下来，对曝光后的光致抗蚀剂进行显影(ST230)。光致抗蚀剂的显影只要采用例如涂布显影液或浸渍于显影液等的方法即可。作为显影液，可以使用四甲基氢氧化铵(TMAH)等的碱性显影液，但是应根据光致抗蚀剂的种类来决定，没有限定为碱性显影液。在对正型抗蚀剂进行了显影的情况下，根据曝光量而将光致抗蚀剂除去，在光致抗蚀剂上形成凹凸图案。
接下来，通过电铸来制作镍模具(ST240)。即，对于具有凹凸图案的光致抗蚀剂表面，通过电铸(电解镀敷)而使镍呈板状地生长。在电铸后，将镍板从光致抗蚀剂原盘剥离，由此得到光致抗蚀剂上的凹凸图案被反转转印的镍模具(压模)。
(样品扩散板的制造)
如图35所示，接着ST200工序之后，将在ST200工序中得到的模具的表面凹凸图案向树脂基材转印，制造出具有1种微透镜组的扩散图案的样品扩散板(ST300)。成形法优选使用卷对卷成形、热冲压成形、使用了紫外线固化性树脂的成形、注塑成形等。
虽然也受到作为最终产品的扩散板10的用途的影响，但是作为树脂基材，可以使用具有电离放射线的透过性及挠性的树脂片。树脂基材的厚度不受限定，但也可以是50～500μm左右的薄型。
作为制造透过型扩散板时的树脂基材的材料，可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等的甲基丙烯酸或丙烯酸酯的聚合物(所谓丙烯酸树脂)、聚碳酸酯、三醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚丙烯、或者适当混合有在分子中具有聚合性不饱和键或环氧基的预聚物、低聚物或单体的组成物作为例子。
作为预聚物或低聚物，可列举不饱和二羧酸与多元醇的缩合物等的不饱和聚酯类、环氧树脂、聚酯甲基丙烯酸酯、聚醚甲基丙烯酸酯等的甲基丙烯酸类、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、多元醇丙烯酸酯、或三聚氰胺丙烯酸酯等作为例子。
在热冲压成形的情况下，使用前述的压模一边对丙烯酸片进行加热一边进行冲压，由此将凸透镜形状的微细图案向丙烯酸片转印。其结果是，能够制造出基于凹透镜的微透镜组构件。如果采用在两面配置有压模的两面成形，则也能够成形出在两面形成有微透镜组的构件。成形所使用的树脂并不局限于丙烯酸，只要根据成形条件来选定扩散板10能够使用的树脂即可。
图4是表示利用激光显微镜计测本实施方式的镍压模的微透镜组的一部分的微透镜31的剖面轮廓的结果的图。在图4中，透镜形状的设计值由点线表示，实测值由实线表示。在图4中的一部分的微透镜31中，加高部41的设计值由阴影线表示。在该例子中，微透镜31的透镜部是曲率半径42μm的球面透镜，透镜间距为13μm，微透镜31的凸部的顶点的最大高低差为ΔH＝1.5μm。
在图4的微透镜组的各微透镜31中，与光学设计形状不一致的透镜部的比率的最大值为剖面轮廓的约30％，可知设计与实际的制造物之间存在误差。尤其是如果微透镜31的间距缩窄，则激光束直径的影响相对变大，因此为了制造出符合设计形状的扩散板10，可能反复进行从设计至试制的循环，作业负荷容易增大。
(样品扩散板的评价)
如图35所示，接着ST300工序之后，进行在ST300工序中制造的多个种类的样品扩散板各自的光学特性的评价(ST400)。扩散板的光学特性、尤其是扩散光强度的角度分布的评价通过下述的方法进行。不仅是样品扩散板的评价，而且最终制造的扩散板10也能够同样地评价。
对于制造出的扩散板，使对He-Ne激光光源进行校准而得到的平行光入射，将从扩散板出射的出射光的向屏幕的扩散像作为He-Ne激光扩散像。扩散板的扩散光强度的角度分布从He-Ne激光扩散像得到。作为一例，只要拍摄He-Ne激光扩散像的照片并读取照片上的扩散光强度即可。而且，也可以通过以基于卤素灯的白色光为光源的亮度计和测角台来计测扩散板的扩散光强度的角度分布特性。在扩散板是基于由单一种类的微透镜31构成的微透镜组的样品扩散板的情况下，观察到不少以衍射/干涉为起因的强度不均(亮度变动)。
根据本发明的发明者们的实验结果判明，如果微透镜31的透镜面的形状相同，则即使改变基于加高部41的相位差的赋予方法，产生该强度不均的波峰和波谷的角度位置也不会变化。另一方面，上述的波峰和波谷的角度位置通过改变微透镜31的形状、例如曲率或高度等而能够变化。在本实施方式中，准备多个改变了对微透镜31的形状进行定义的基本要素的一部分的微透镜组的结果是，能够准备出多个如下样品扩散板，所述样品扩散板是扩散光强度的角度分布的波峰和波谷的位置不同的样品扩散板。
需要说明的是，关于微透镜组或扩散板的从He-Ne激光扩散像得到的扩散光强度的角度分布，如图5所示，将与入射光相同的光轴方向设为扩散角度的0度，将角度分布测定方向的一方向设为正，将其相反方向设为负。将希望在扩散板中将扩散光强度保持为大致一定时设计者考虑的以光轴为中心的角度的范围作为所希望的角度范围。在隔着光轴而正侧与负侧成为对称的形状的情况下，如果正侧的最大值和负侧的最小值的绝对值为|AngA/2|，则扩散板的所希望的角度范围定义为AngA。AngA的值根据扩散板的使用用途或目的而对于每个扩散板进行设定。本实施方式的扩散板10的AngA的范围设为0°≤AngA≤40°。在设计者考虑的所希望的角度范围不明的情况下，将某角度范围内的扩散光强度的加法运算平均设为1时的所述某角度范围内的扩散光强度的相对强度的标准偏差成为9.00×10-2以下的最大的角度范围作为所希望的角度范围。
所希望的角度范围(AngA)的光强度的加法运算平均Lave由下述的数学式(5)来定义。在此，如果Li为与第i个的角度对应的扩散光强度，则在i＝1时，L1成为所希望的角度范围(AngA)内的负的最大值(＝-AngA/2)，在i＝n时，Ln成为所希望的角度范围(AngA)内的正的最大值(＝+AngA/2)。
[数学式1]
相对于所希望的角度范围(AngA)的光强度的加法运算平均Lave的90％的相对强度Lave’由下述的数学式(6)来定义。
Lave’＝0.9×Lave (6)
如图6所示，扩散板10的扩散光强度成为大致一定的角度范围(AngB)设为相对于所希望的角度范围(AngA)的扩散光强度的加法运算平均Lave而成为90％的相对强度Lave’的扩散角度中的、绝对值在正侧成为最大的扩散角度与绝对值在负侧成为最大的扩散角度之差。
(对于将所选择的样品扩散板的微透镜组组合而成的微透镜阵列进行设计的工序)
如图35所示，接着ST400工序之后，基于多个种类的样品扩散板各自的评价结果，设计将多个种类的微透镜组组合而成的微透镜阵列(ST500)。在ST500工序中，为了改善扩散板10的扩散光强度的角度分布，设计将构成上述的多个种类的微透镜组的微透镜31组合多个种类而成的微透镜阵列。使用图38，详细地说明ST500工序。
如图38所示，首先，从多个种类的微透镜组中，选择微透镜阵列使用的微透镜31的形状的种类(ST510)。在此，将ST400工序中的多个种类的样品扩散板的评价结果进行比对，选择将2种以上的样品扩散板的扩散光强度的角度分布进行了加法运算平均时的强度不均比单独的样品扩散板的扩散光强度的角度分布的强度不均改善的组合。并且，将所选择的样品扩散板的微透镜31的形状使用于微透镜阵列的设计。此时，基于各个样品扩散板的扩散光强度的角度分布的评价结果，来选择所希望的角度范围(AngA)的扩散光强度的波峰与波谷的位置相抵的组合。
在此，扩散板的扩散光强度的角度分布的强度不均，即，本实施方式的亮度不均如以下那样定量性地定义。
考虑具有某一种类的微透镜组的扩散板的扩散光强度的角度分布。在将所希望的角度范围(AngA)的扩散光强度的加法运算平均(Lave)设为1时，亮度不均被定义为所希望的角度范围内的扩散光强度的相对强度的标准偏差。即，亮度不均(LSTD)由下述的数学式(7)来定义。在此，Li/Lave设为扩散光强度的相对强度。
[数学式2]
在将2种以上的透镜形状的微透镜31组合而成的微透镜阵列的设计中，全部的微透镜31的间距及底面形状相同的情况能够简化设计，因此优选。这种情况下，优选将对微透镜31形状进行定义的基本要素中的曲率或透镜的高度h(凹透镜的情况下为深度d)不同的微透镜31组合。
如图38所示，在接着ST510工序之后，将在ST510工序中选择的2种以上的透镜形状的微透镜31排列在基准面S1上(ST520)。将所选择的2种以上的透镜形状的微透镜31排列在平面(基准面S1)内时的排列方法可以随机地选择微透镜31的透镜形状进行排列，也可以相对于配置的位置而按照一定的规则来选择微透镜31的种类进行排列。
优选相对于配置微透镜31的位置，按照一定的规则来选择微透镜31的种类，并将所选择的微透镜31分别排列在基准面S1上的预先确定的位置。这种情况下，可以是例如，以排列的微透镜31的底面的中心坐标(x,y)为代表点，按照代数函数、初等函数、或者作为它们的合成函数的函数Ux,y的值，从多个种类之中选择一种微透镜31。
在此，代数函数是指有理函数及无理函数。初等函数是以复数为变量的多项式函数、指数函数、或者通过对数函数主值的四则运算及合成而能够表示的函数。三角函数或双曲线函数、以及两者的逆函数主值也包含于初等函数。而且，上述的合成函数是将代数函数及初等函数所包含的函数中的至少2个函数通过四则运算而组合的函数。而且，在微透镜31的选择及排列时，也可以取代以x坐标及y坐标合成的值为独立变量的函数Ux,y，按照x方向及y方向使用不同的函数Ux及Uy，来选择微透镜31。
例如，在分别选择3种(A1、A2、A3)扩散光强度的角度分布不同的微透镜31来制作微透镜阵列的情况下，使用下述的数学式(8)的函数Ux,y，在Ux,y的值成为-1～-0.33的坐标(x,y)下，选择微透镜A1进行排列，在Ux,y的值成为-0.33～0.33的坐标(x,y)下，选择微透镜A2进行排列，在Ux,y的值成为0.33～1.00的坐标(x,y)下，选择微透镜A3进行排列。在此，在下述的数学式(8)中，p1、p2、p3、Xb1、Yb1分别是常数，(x,y)是微透镜的底面的中心坐标。
[数学式3]
如图38所示，在接着ST520工序之后，向在ST520工序配置的2种以上的微透镜31与基准面S1之间插入加高部41(ST530)。各微透镜31的加高部41的高度Hx,y或深度Dx,y在预先确定的最大高低差ΔH或ΔD的范围内，随机或规则性地变化。由此，能够向多个微透镜31赋予相位差。例如，在使多个微透镜31的相位差规则地变化的情况下，按照以排列微透镜31的坐标为独立变量的代数函数、初等函数、或者它们的合成函数，使加高部41的高度Hx,y或深度Dx,y变化。由此，能够简便地抑制因衍射/干涉产生的所谓衍射点引起的亮度不均。
具体而言，首先，在基准面S1上设定由x轴和y轴构成的坐标(x,y)，只要使计算机计算与(x,y)相对的Hx,y或Dx,y即可。作为决定各微透镜31的加高部41的高度Hx,y或深度Dx,y的函数，只要从代数函数、初等函数、或者它们的合成函数中适当选择即可。此时，可以在x方向及y方向上各自不同的函数选择Hx,、Hy、Dx、Dy，也可以选择以将x坐标及y坐标合成的值为独立变量的函数Hx,y、Dx,y。
例如，以微透镜31底面的中心坐标(x,y)为代表点，利用下述的数学式(9)或数学式(10)来定义微透镜31的Hx,y或Dx,y，由此能够决定各坐标下的Hx,y及Dx,y(参照图1及图2)。在此，a1、a2、b1、b2、c1、c2、Xa1、Ya1、Xa2、Ya2为常数，(x,y)作为微透镜31的底面的中心坐标。
[数学式4]
[数学式5]
另外，为了使最大高低差ΔH或ΔD变化，不仅是插入加高部41，也可以取代平板状的基板，使用按照函数Hx,y或Dx,y而厚度可变的基板，还可以将厚度可变的基板与加高部41组合使用。
确认如以上所述设计的本实施方式的2种以上的形状的微透镜31的组合构成的微透镜阵列是否以至少满足以下的(イ)～(ハ)的条件的方式进行设计。
(イ)由2种以上的透镜形状的微透镜31的组合构成的微透镜阵列的亮度不均(LSTD)比由1种微透镜组构成的各样品扩散板中实测到的亮度不均(LSTD)小。
(ロ)由2种以上的透镜形状的微透镜31的组合构成的微透镜阵列的亮度不均(LSTD)为9.00×10-2以下。
(ハ)由2种以上的形状的微透镜31的组合构成的微透镜阵列中的扩散光强度成为大致一定的角度范围(AngB)满足下述的数学式(11)。
0.9×AngA(度)≤AngB(度)≤1.1×AngA(度)(11)
条件(イ)示出通过将2种以上的透镜形状的微透镜31组合而改善了亮度不均的情况。条件(ロ)是本实施方式的扩散板10的亮度不均的目标值，由2种以上的形状的微透镜31的组合构成的微透镜阵列的亮度不均LSTD优选为9.00×10-2以下，更优选为7.00×10-2以下。
另外，在本实施方式中，以在所希望的角度范围内得到亮度不均少的扩散板10为目的。因此，如果扩散光强度成为大致一定的角度范围(AngB)从所希望的角度范围(AngA)较大地偏离，则作为产品不优选。因此，在本实施方式中，以满足条件(ハ)的情况为基准。上述的条件(イ)～(ハ)中，只要不满足至少1个以上就重新设计，如果全部满足则向下一工序转移。
如图35所示，接着ST500工序之后，制造具有与微透镜阵列对应的形状的扩散图案模具(ST600)。通过与上述的样品模具制造工序(ST200)同样的无掩模光刻，制造出与在ST500工序设计的由2种以上的形状的微透镜31的组合构成的微透镜阵列对应的形状的扩散图案模具。
接下来，使用在ST600工序制造出的扩散图案模具，向树脂转印扩散图案(ST700)。由此，制造出在设计时确认的所希望的角度范围而扩散光强度成为大致一定的扩散板10。
为了得到凸透镜的微透镜阵列构件，只要以电铸工序得到的凸透镜形状的压模为模具而进行复制电铸，制作形成有凹透镜的微透镜阵列形状的压模，使用该压模对树脂进行热冲压成形即可。在无掩模光刻的曝光工序中，也可以使用通过与凸透镜对应的曝光功率的调制而对抗蚀剂进行曝光的方法，但是通过电铸工序对压模进行复制电铸的上述方法更加简便。
在制造反射型扩散板的情况下，例如，只要使铝反射膜真空蒸镀在形成有微透镜阵列的树脂构件的表面即可。由此，能够利用铝面使入射光反射。而且，也可以将微透镜阵列仅形成于基板的单面，并在微透镜阵列面上形成铝反射膜。这种情况下，使光从基板的平面侧入射，并利用微透镜阵列面的铝反射膜使光反射。
另一方面，也可以是不在微透镜阵列面上而在平面侧形成铝反射膜的结构。在从未形成反射膜的微透镜阵列面入光而在形成有反射膜的平面侧反射的结构中也能够作为扩散板来利用。此外，在两面成形有微透镜阵列的基板中，调整入射侧的反射膜的膜厚而作为半反射镜，背面侧设为使反射率为大致100％的结构，由此能够成为基于表背两面的两个微透镜阵列的扩散板。而且，如果需要，为了保护铝反射膜也可以涂布保护层。
实施例
(使用了样品扩散板的预备实验)
以下叙述所希望的角度范围(AngA)为14度的本实施方式的透过型的扩散板10的实施例。按照上述的工序首先制造4种样品扩散板。4种样品扩散板的微透镜组分别由具有x方向及y方向的曲率半径不同的超环面透镜的形状的单一的微透镜31构成。关于4种样品扩散板的多个微透镜31的全部，x方向的间距设为Px＝22μm，y方向的间距设为Py＝22μm，微透镜31的底面设为正方形。
作为微透镜31，使用了形状不同的微透镜A、B、C、D。曲率半径在微透镜A中设为Rx＝39μm，Ry＝41μm，在微透镜B中设为Rx＝42μm，Ry＝44μm，在微透镜C中设为Rx＝35μm，Ry＝37μm，在微透镜D中设为Rx＝32μm，Ry＝34μm。在此，Rx是x方向的曲率半径，Ry是y方向的曲率半径。关于加高部41的高度，在构件折射率n＝1.5、使用波长λ＝750nm时，以使通过多个微透镜的最大高低差ΔH产生的光路差成为1波长的方式，根据1000×ΔH×(n-1)÷λ＝1，而ΔH＝1.5μm。
由于微透镜A、B、C、D的形状各不相同，因此将微透镜A、B、C、D中的一个排列在主面上的样品扩散板的扩散光强度的角度分布各不相同。图7～图10分别示出微透镜A、B、C、D中的仅1种排列在主面上的4种不同的样品扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值。图7～图10中的各微透镜的数量比在图7中为A：B：C：D＝1：0：0：0，在图8中为A：B：C：D＝0：1：0：0，在图9中为A：B：C：D＝0：0：1：0，在图10中为A：B：C：D＝0：0：0：1。
即，图7示出具有微透镜A的微透镜组的样品扩散板的扩散光强度的角度分布的实测值，图8示出具有微透镜B的微透镜组的样品扩散板的扩散光强度的角度分布的实测值，图9示出具有微透镜C的微透镜组的样品扩散板的扩散光强度的角度分布的实测值，图10示出具有微透镜D的微透镜组的样品扩散板的扩散光强度的角度分布的实测值。
需要说明的是，各样品扩散板的X轴方向的扩散光强度的角度分布根据关于各样品扩散板分别拍摄的He-Ne激光扩散像照片来求出。在He-Ne激光扩散像照片上的从y＝0.5度至y＝-0.5度的范围内，算出扩散角x(度)下的扩散光强度。关于扩散角x，一边每0.1度地使x变化，一边算出扩散光强度。
即，x＝0.1×n’度(n’：任意的整数)下的y＝-0.5、-0.4、-0.3、-0.2、-0.1、0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5度这11点的扩散光强度值的加法运算平均值设为x＝0.1×n’度下的扩散光强度。在x＝-20度～20度的范围内算出扩散光强度，并作为X轴方向的扩散光强度的角度分布。本发明的扩散光强度的角度分布的轮廓的算出方法并不局限于上述的方法。
将如上所述得到的4种样品扩散板的扩散光强度的角度分布以微透镜A～D的数量比进行加法运算平均，由此得到图11～图15。图11～图15中的微透镜A～D的数量比在图11中为A：B：C：D＝0：1：1：0，在图12中为A：B：C：D＝0：1：1：1，在图13中为A：B：C：D＝0：1：3：2，在图14中为A：B：C：D＝1：0：1：1，在图15中为A：B：C：D＝1：1：1：1。
另外，表1示出使微透镜A、B、C、D的个数的比变化时的亮度不均LSTD与扩散光强度成为大致一定的角度范围(AngB)对应的扩散光强度的角度分布图。
[表1]
与由微透镜A、B、C、D中的仅1种形状构成的各样品扩散板的扩散光强度的角度分布(图7～图10)相比可知，以特定的数量比选择2种以上的微透镜并进行了加法运算平均的扩散光强度的角度分布(图11～图15)的以衍射/干涉为起因的强度不均(亮度不均)小(表1中的LSTD)。
另外，如表1所示，与图11～图15对应的扩散板的扩散光强度成为大致一定的角度范围(AngB)满足12.6°≤AngB≤15.4°的范围。在此，在所希望的角度范围(AngA)为14°时，AngA的+10％的角度为15.4°，AngA的-10％的角度为12.6°。与仅由1种形状的微透镜构成的样品扩散板的扩散光强度大致一定的扩散角度(AngB)相比，收敛在所希望的角度范围(AngA)的±10％以内。需要说明的是，虽然未记载详情，但是如果进行微透镜A～D的数量比的进一步适当化，则能够使扩散板的扩散光强度成为大致一定的角度范围(AngB)更接近所希望的角度范围(AngA)。
[实施例1～4]
立足于上述的预备实验的结果，在本发明的实施例1～4中，以亮度不均(表1的LSTD)最小的A：B：C：D＝0：1：1：1的数量比选择了微透镜A、B、C、D。如上所述随机或按照数学式(8)的函数而决定了微透镜阵列的各微透镜的选择及排列Ux,y。随机或按照数学式(10)的函数而决定了各微透镜的加高部41的高度Hx,y。
表2示出实施例1～4及比较例1～3中的微透镜阵列的设计条件、亮度不均(LSTD)、及扩散光强度成为大致一定的角度范围(AngB)的计算值。
[表2]
在比较例1的微透镜阵列中，仅使用微透镜A，随机地决定加高部41的高度Hx,y。而且，在比较例2的微透镜阵列中，仅使用微透镜D，随机地决定加高部41的高度Hx,y。在比较例3的微透镜阵列中，与实施例1～4同样地将微透镜的数量比设为A：B：C：D＝0：1：1：1。然而，在比较例3的微透镜阵列中，加高部41的高度在全部微透镜中为一定值，按照数学式(8)的函数来决定各微透镜的透镜形状的选择及排列Ux,y。需要说明的是，关于加高部41的高度，与预备实验同样地最大高低差ΔH＝1.5μm。
根据表2，实施例1～4的扩散板10满足全部条件(イ)～(ハ)。
(亻)实施例1～4的微透镜阵列的亮度不均(LSTD)小于比较例1～3的亮度不均(LSTD)。
(ロ)实施例1～4的微透镜阵列的亮度不均(LSTD)为9.00×10-2以下。
(ハ)实施例1～4的微透镜阵列的扩散光强度成为大致一定的扩散角度(AngB)为所希望的角度范围(AngA)的±10％以内。即，满足12.6°≤AngB≤15.4°的范围。
需要说明的是，虽然未记载详情，但是如果进行微透镜A～D的数量比的进一步适当化，则能够使以特定的数量比选择2种以上的形状的微透镜而进行了加法运算平均的微透镜阵列的亮度不均(LSTD)比实施例1～4减小。
实施例1～4及比较例1～3的约350μm×约350μm的单位区域的微透镜阵列的设计结果如图16～图22所示。在图16～图22中，从底面起的高度由灰度表示，从底面起的高度越高，则带有越明亮的颜色。将这些单位区域并列多个，设计了约30mm×30mm的微透镜阵列区域。
使用上述的微透镜阵列区域的设计数据，经由前述的无掩模光刻工序、电铸工序，得到了形成有基于凸透镜的微透镜阵列的压模。使用该压模，以热冲压法(加热150℃，压力0.9MPa，加压时间300秒)向厚度1mm的丙烯酸片转印了微透镜阵列的凹凸图案。成形能够没有脱模不良等问题地实施，能够得到在单面形成有微透镜阵列的扩散板。
关于实施例1～4及比较例1～3的扩散板，从He-Ne激光扩散像得到的X轴方向的扩散光强度的角度分布分别如图23～图26、图7、图10、图27所示。图23～图26、图7、图10、图27的X轴方向的扩散光强度的角度分布中，关于各扩散板而分别拍摄He-Ne激光扩散像照片，每x＝0.1度地提取各照片上的与y＝0±0.5度对应的各扩散角x(度)下的扩散光强度，将x＝0.1×n’度(n’：任意的整数)下的y＝-0.5、-0.4、-0.3、-0.2、-0.1、0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5度这11点的扩散光强度值的加法运算平均值作为x＝0.1×n度下的扩散光强度。x＝-20～20度为止的扩散光强度的分布作为X轴方向的扩散光强度的角度分布。
在作为现有技术的比较例1及2的X轴方向的扩散光强度的角度分布(图7、图10)中，在-5度～+5度附近观察到以衍射点为起因的较大的亮度变动。而且，在比较例3的X轴方向的扩散光强度的角度分布(图27)中，每几度确认到周期性的亮度变动。另一方面，在实施例1～4的扩散板(图23～图26)中，确认到衍射缓和、亮度不均改善的情况。
对于实施例1～4及比较例1～3的扩散板，He-Ne激光扩散像分别如图28～图34所示。在现有技术的扩散板(图32、图33)中，沿X、Y方向分别确认了各2根较大的暗线，产生了衍射引起的亮度不均。而且，如果确认使白色LED的光从不具有微透镜阵列的面侧空出约4cm的距离而入射时的扩散像，则也确认到颜色不均。此外，在比较例3中，在扩散像整面上确认到显著的衍射点(图34)。然而可知，在本发明的扩散板的He-Ne激光扩散像(图28～图31)中，衍射引起的亮度不均被大幅改善。而且，在从白色LED向本发明的扩散板的扩散像中，确认到颜色不均的降低。
通过本发明，能够提供一种通过在所希望的角度范围内使扩散光强度容易地大致一定，而改善了基于1个微透镜阵列的透过光或反射光的亮度不均的扩散板。
需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内能够适当变更。例如，在上述实施方式中，以凸透镜为前提而说明了微透镜，但是在凹透镜中也同样地作为扩散板发挥作用。而且，在上述实施方式中，以透过型的扩散板为前提进行了说明，但是关于反射型的扩散板而本发明也同样成立。反射型的扩散板中的“微透镜”是在凹凸形状的表面上形成有反射膜的结构。
本申请主张以在2014年9月30日提出申请的日本申请特愿2014-201607为基础的优先权，并将其公开的全部援引于此。
标号说明
10 扩散板
31 微透镜
41 加高部
S1 基准面
ΔH 凸形状的多个微透镜的顶点的最大高低差
ΔD 凹形状的多个微透镜的底部的最大高低差
AngA 所希望的角度范围
AngB 扩散光强度成为大致一定的角度范围
Lave 所希望的角度范围的光强度的加法运算平均
Lave’ 相对于所希望的角度范围的光强度的加法运算平均而为90％的相对强度

Claims (8)

1.一种扩散板，所述扩散板在主面上排列有多个微透镜，其中，
向所述多个微透镜与所述主面之间插入相位差生成部，
所述多个微透镜具有两种以上的透镜形状，以使所述两种以上的透镜形状的数量比成为特定的值的方式分别决定所述两种以上的透镜形状的微透镜的个数，
对应于所述多个微透镜的底面的中心所排列在所述主面上的各坐标，分别选择所述透镜形状的种类，其特征在于：
将与入射光相同的光轴方向设为扩散角度的0度，将角度分布测定方向的一个方向设为正，并且将所述一个方向的相反方向设为负，
将希望在所述扩散板中将扩散光强度保持为大致一定时设计者考虑的以光轴为中心的角度的范围作为所希望的角度范围，
在隔着所述光轴而正侧与负侧成为对称的形状的情况下，如果正侧的最大值和负侧的最小值的绝对值为|AngA/2|，则所述扩散板的所希望的角度范围定义为AngA，
在将所述扩散板中的所希望的角度范围内的扩散光强度的加法运算平均设为1时，所述所希望的角度范围内的扩散光强度的相对强度的标准偏差为9.00×10-2以下，
在所述扩散板的某一方向的扩散光强度的角度分布中，在将沿着光入射光方向的方向设为扩散角度0度、将角度分布测定方向的一方向设为正、将其相反方向设为负时，相对于所述所希望的角度范围的扩散光强度的加法运算平均而成为90％的相对强度的扩散角度中，绝对值在正侧成为最大的扩散角度与绝对值在负侧成为最大的扩散角度之差设为扩散光强度成为大致一定的角度范围时，所述扩散光强度成为大致一定的角度范围处于所述所希望的角度范围的+10％至-10％的范围内。
2.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，
由所述相位差生成部产生的相位差的最大值大于所使用的光的波长的0.2倍。
3.根据权利要求1或2所述的扩散板，其特征在于，
所述所希望的角度范围AngA为0°≤AngA≤40°。
4.根据权利要求1或2所述的扩散板，其特征在于，
所述相位差生成部的从所述主面起的高度按照以所述多个微透镜的排列的坐标为独立变量的代数函数、初等函数、或者它们的合成函数而变化。
5.根据权利要求1或2所述的扩散板，其特征在于，
所述相位差生成部的从所述主面起的高度随机地设定。
6.根据权利要求1或2所述的扩散板，其特征在于，
所述微透镜的种类按照以所述微透镜的排列的坐标为独立变量的代数函数、初等函数、或者它们的合成函数来选择。
7.根据权利要求1或2所述的扩散板，其特征在于，
所述微透镜的种类相对于所述微透镜的排列的坐标而随机地选择。
8.一种制造根据权利要求1所述的扩散板的方法，包括如下工序：
设计多个种类微透镜组的工序，其中对于一个种类的微透镜组的设计，在所述主面上排列所述一个种类的微透镜组中的多个微透镜，并向所述一个种类的微透镜组中的多个微透镜与所述主面之间插入相位差生成部，所述多个种类微透镜组中的每一个微透镜组的所述微透镜具有可得到接近所希望的角度范围的扩散光强度的角度分布的一种透镜形状；
制造具有与所述多个种类的各自的微透镜组对应的形状的多个种类的样品模具的工序；
使用所述样品模具向树脂转印一种所述微透镜组的形状从而制造多个种类的样品扩散板的工序，每一种样品扩散板具有一种所述微透镜组的扩散图案；
进行所述多个种类的样品扩散板的各自的光学特性的评价的工序；
基于所述多个种类的样品扩散板的各自的评价结果，设计将所述多个种类的微透镜组组合而成的微透镜阵列的工序；
制造具有与所述微透镜阵列对应的形状的扩散图案模具的工序；及
使用所述扩散图案模具向树脂转印所述扩散图案的工序。
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