JP6684994B2 - 拡散素子、拡散素子用金型及び拡散素子の製造方法 - Google Patents
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Description
2< Sx-max/ Sx-min
であり、SnxはSx-minとSx-maxとの間でランダムにばらつき、該凹凸構造は、隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように構成されており、区間nxにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdznx、dznxとSnxとの比をAnx、Anxの最大値をAx-max、Anxの最小値をAx-minとして、
Ax-max/Ax-min < 1.3
であるように構成されている。
2< Sx-max/ Sx-min
であり、SnxはSx-minとSx-maxとの間でランダムにばらついている。したがって、拡散素子は、x軸方向の放射強度分布や放射照度分布にムラを発生させにくい。
Ax-max/Ax-min < 1.3
であるように構成されているので、x軸方向の放射強度分布の制御がしやすい。
2< Sy-max/ Sy-min
であり、SmyはSy-minとSy-maxとの間でランダムにばらつき、該凹凸構造は、隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように構成されており、区間myにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdzmy、dzmyとSmyとの比をAmy、Amyの最大値をAy-max、Amyの最小値をAy-minとして、
Ay-max/Ay-min < 1.3
であるように構成されている。
2< Sy-max/ Sy-min
であり、SmyはSy-minとSy-maxとの間でランダムにばらついているので、y軸方向の放射強度分布や放射照度分布にムラが発生しにくい。
Ay-max/Ay-min < 1.3
であるように構成されているので、y軸方向の放射強度分布の制御がしやすい。
2< Sx’-max/ Sx’ -min
であり、Snx’はSx’-minとSx’-maxとの間でランダムにばらつくように区間nx’を定めるステップと、
エッチングプロセスによって、x軸の該複数の区間のうち隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように該基板上に仮の凹凸構造を形成するステップと、
スピンコーティングによって、該仮の凹凸構造上に樹脂膜を形成するステップであって、樹脂膜を形成した後の凹凸構造の凹部及び凸部のそれぞれのx軸方向の区間を区間nx、区間nxのx軸方向の長さをSnx、区間nxにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdznx、dznxとSnxとの比をAnx、Anxの最大値をAx-max、Anxの最小値をAx-minとして、
Ax-max/Ax-min < 1.3
であるように樹脂膜を形成するステップと、を含む。
2< Sx’-max/ Sx’ -min
であり、Snx’はSx’-minとSx’-maxとの間でランダムにばらつくように区間nx’を定めており、最終の凹凸構造の区間は、仮の凹凸構造の区間とほぼ同一である。したがって、製造された拡散素子は、x軸方向の放射強度分布や放射照度分布にムラを発生させにくい。
Ax-max/Ax-min < 1.3
であるように樹脂膜を形成するので、製造される拡散素子のx軸方向の放射強度分布の制御がしやすい。
2< Sy’-max/ Sy’ -min
であり、Smy’はSy’ -minとSy’-maxとの間でランダムにばらつくように区間my’を定めるステップをさらに含み、該仮の凹凸構造を形成するステップにおいて、x軸及びy軸の該複数の区間のうち隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように該基板上に仮の凹凸構造を形成し、該仮の凹凸構造上に樹脂膜を形成するステップにおいて、樹脂膜を形成した後の凹凸構造の凹部及び凸部のそれぞれのy軸方向の区間を区間my、区間myのy軸方向の長さをSmy、区間myにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdzmy、dzmyとSmyとの比をAmy、Amyの最大値をAy-max、Amyの最小値をAy-minとして、
Ay-max/Ay-min < 1.3
であるように樹脂膜を形成する。
2< Sy’-max/ Sy’ -min
であり、Smy’はSy’ -minとSy’-maxとの間でランダムにばらつくように区間my’を定めており、最終の凹凸構造の区間は、仮の凹凸構造の区間とほぼ同一である。したがって、製造される拡散素子は、y軸方向の放射強度分布や放射照度分布にムラを発生させにくい。
Ay-max/Ay-min < 1.3
であるように樹脂膜を形成するので、製造される拡散素子のy軸方向の放射強度分布の制御がしやすい。
2< Sx-max/ Sx-min
であり、SnxはSx-minとSx-maxとの間でランダムにばらつき、該凹凸構造は、隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように構成されており、区間nxにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdznx、dznxとSnxとの比をAnx、Anxの最大値をAx-max、Anxの最小値をAx-minとして、
Ax-max/Ax-min < 1.3
であるように構成されている。
シミュレーション比較例の拡散素子は、図3に示すように一次元の凹凸構造を備えている。すなわち、拡散素子のxz断面の形状は、式(1)及び式(2)によって表され、y座標によって変化せず、任意のy座標に対して同一である。
A=0.974(um)
sn=10.0(um)
snは、すべての区間nについて同一である。
シミュレーション実施例1の拡散素子は、図3に示す一次元の凹凸構造を備えている。すなわち、拡散素子のxz断面の形状は、式(1)及び式(2)によって表され、y座標によって変化せず、任意のy座標に対して同一である。
A=0.974(um)
5.0(um)<sn<15.0(um)
snは、区間n毎に異なる値を持ち、その分布は5umから15umまでの一様分布である。一様分布の生成にはプログラミング言語に用意された疑似乱数列を用いた。本実施例において、snの上限及び下限をsmax及びsminとして、以下の関係が成立する。
シミュレーション実施例2の拡散素子は、図4に示す二次元の凹凸構造を備えている。すなわち、拡散素子のxz断面の形状は、式(1)及び式(2)によって表され、拡散素子のyz断面の形状を表す関数g(y)は、y軸を凹凸構造の凹部及び凸部のそれぞれに対応する区間に分割し、以下のように二次関数の区間関数で表現される。
A=2.0(um)
B=2.0(um)
12.5(um)<sn<37.5(um)
12.5(um)<tm<37.5(um)
snは、区間n毎に異なる値を持ち、その分布は12.5umから37.5umまでの一様分布である。また、tmは、区間m毎に異なる値を持ち、その分布は12.5umから37.5umまでの一様分布である。一様分の生成にはプログラミング言語に用意された疑似乱数列を用いた。本実施例において、snの上限及び下限をsmax及びsminとして、以下の関係が成立する。
本発明による拡散素子の製造方法について説明する。
最初に実施例の拡散素子の製造方法を説明する。図14のステップS1010にしたがって、ガラス基板上にx軸を定め、x軸方向の区間n’を定める。区間n’の幅sn’の最大値をsmax’=15(マイクロメータ)、最小値をsmin’=5(マイクロメータ)とし、幅sn’を最大値と最小値との間で一様に分布させた。y軸方向の区間は定めなかった。ガラス基板に使用したガラスの屈折率は、0.66マイクロメータの波長に対して1.457である。図14のステップS1020及びS1030にしたがって、基板面上にレジストパターンを形成した後、深さ3.1マイクロメータのエッチング加工を行って、仮の凹凸構造を形成した。図14のステップS1040にしたがって、仮の凹凸構造の表面に、アクリル樹脂であるOEBR1000(商品名)をスピンコーティングによってコーティングして最終の凹凸構造を形成した。スピナーの回転数は、1000rpmである。樹脂膜厚は、3.823マイクロメータである。樹脂の屈折率は、0.66マイクロメータの波長に対して1.474である。このようにして、図3に示すような1次元の拡散素子を製造した。
Claims (9)
- 平面上に凹凸構造を備えた拡散素子であって、
該平面の法線をz軸とし、該平面内にx軸を定め、x軸を複数の区間に分割し、nxを、区間を識別する正の整数とし、区間nxのx軸方向の長さをSnx、Snxの最大値をSx-max、Snxの最小値をSx-minとして、
2< Sx-max/ Sx-min
であり、SnxはSx-minとSx-maxとの間でランダムにばらつき、該凹凸構造は、xz断面において、隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように構成されており、該xz断面において、区間nxにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdznx、dznxとSnxとの比をAnx、Anxの最大値をAx-max、Anxの最小値をAx-minとして、該凹凸構造は、
Ax-max/Ax-min < 1.3
であるように構成された拡散素子。 - 該xz断面において、該凹凸構造のz座標をxの関数として表した場合に、該xの関数の各区間が滑らかな関数で近似できる請求項1に記載の拡散素子。
- 該xの関数の各区間が2次関数で近似できる請求項2に記載の拡散素子。
- 該平面内にx軸と直交するy軸を定め、該凹凸構造のxz断面の形状がyの座標にかかわらず同じであるように構成された請求項1から3のいずれかに記載の拡散素子。
- 該平面内にx軸と直交するy軸を定め、y軸を複数の区間に分割し、myを、区間を識別する正の整数とし、区間myのy軸方向の長さをSmy、Smyの最大値をSy-max、Smyの最小値をSy-minとして、
2< Sy-max/ Sy-min
であり、SmyはSy-minとSy-maxとの間でランダムにばらつき、該凹凸構造は、yz断面において、隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように構成されており、該yz断面において、区間myにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdzmy、dzmyとSmyとの比をAmy、Amyの最大値をAy-max、Amyの最小値をAy-minとして、該凹凸構造は、
Ay-max/Ay-min < 1.3
であるように構成された請求項1から3のいずれかに記載の拡散素子。 - 凹凸構造を備えた拡散素子の製造方法であって、
基板の平面の法線をz軸とし、該平面内にx軸を定め、該方法は、
nx’を、区間を識別する正の整数とし、区間nx’のx軸方向の長さをSnx’、Snx’の最大値をSx’-max、Snx’の最小値をSx’-minとして、
2< Sx’-max/ Sx’ -min
であり、Snx’はSx’-minとSx’-maxとの間でランダムにばらつくようにx軸を複数の区間に分割するステップと、
エッチングプロセスによって、xz断面において、x軸の該複数の区間のうち隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように該基板上に仮の凹凸構造を形成するステップと、
スピンコーティングによって、該仮の凹凸構造上に樹脂膜を形成するステップであって、樹脂膜を形成した後の凹凸構造の凹部及び凸部のそれぞれに対応するx軸方向の区間を区間nx、区間nxのx軸方向の長さをSnx、該xz断面において、区間nxにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdznx、dznxとSnxとの比をAnx、Anxの最大値をAx-max、Anxの最小値をAx-minとして、
Ax-max/Ax-min < 1.3
であるように樹脂膜を形成するステップと、を含む拡散素子の製造方法。 - 該平面内にx軸と直交するy軸を定め、
該仮の凹凸構造を形成するステップにおいて、xz断面の形状がyの座標にかかわらず同じであるように該仮の凹凸構造を形成する請求項6に記載の拡散素子の製造方法。 - 該平面内にx軸と直交するy軸を定め、
該仮の凹凸構造を形成するステップの前に、my’ を、区間を識別する正の整数とし、区間my’のy軸方向の長さをSmy’、Smy’の最大値をSy’-max、Smy’の最小値をSy’-minとして、
2< Sy’-max/ Sy’ -min
であり、Smy’はSy’ -minとSy’-maxとの間でランダムにばらつくようにy軸を複数の区間に分割するステップをさらに含み、
該仮の凹凸構造を形成するステップにおいて、yz断面において、y軸の該複数の区間のうち隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように該基板上に該仮の凹凸構造を形成し、
該仮の凹凸構造上に樹脂膜を形成するステップにおいて、樹脂膜を形成した後の凹凸構造の凹部及び凸部のそれぞれのy軸方向の区間を区間my、区間myのy軸方向の長さをSmy、yz断面において、区間myにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdzmy、dzmyとSmyとの比をAmy、Amyの最大値をAy-max、Amyの最小値をAy-minとして、
Ay-max/Ay-min < 1.3
であるように樹脂膜を形成する請求項6に記載の拡散素子の製造方法。 - 平面上に凹凸構造を備えた拡散素子用金型であって、
該平面の法線をz軸とし、該平面内にx軸を定め、x軸を複数の区間に分割し、nxを、区間を識別する正の整数とし、区間nxのx軸方向の長さをSnx、Snxの最大値をSx-max、Snxの最小値をSx-minとして、
2< Sx-max/ Sx-min
であり、SnxはSx-minとSx-maxとの間でランダムにばらつき、該凹凸構造は、xz断面において、隣接する区間のそれぞれが凹部と凸部をなすように構成されており、該xz断面において、区間nxにおける該凹凸構造のz座標の最大値と最小値との差をdznx、dznxとSnxとの比をAnx、Anxの最大値をAx-max、Anxの最小値をAx-minとして、該凹凸構造は、
Ax-max/Ax-min < 1.3
であるように構成された拡散素子用金型。
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