(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-10
(45)【発行日】2024-07-19
(54)【発明の名称】放射角度変換素子、発光装置および放射角度変換素子の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 5/02 20060101AFI20240711BHJP
G02B 3/00 20060101ALI20240711BHJP
【ＦＩ】
G02B5/02 C
G02B3/00 A
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021515945
(86)(22)【出願日】2020-04-06
(86)【国際出願番号】 JP2020015470
(87)【国際公開番号】W WO2020217943
(87)【国際公開日】2020-10-29
【審査請求日】2022-11-08
(31)【優先権主張番号】P 2019081241
(32)【優先日】2019-04-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004008
【氏名又は名称】日本板硝子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(72)【発明者】
【氏名】常友 啓司
(72)【発明者】
【氏名】日下 哲
【審査官】小西 隆
(56)【参考文献】
【文献】特開平０８－２５４６４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２５４６０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０２５７１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００７／０９４２５９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０００－０１９３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２８４３３０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／００ － ５／１３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体に接合されるように構成された放射角度変換素子であって、ガラス基板と、
前記ガラス基板の一方の主面上に設けられた、光学機能部分を有する樹脂層と、
前記ガラス基板の前記一方の主面の平面視において、前記樹脂層の外側に設けられた、前記樹脂層を含まない接合部分と、
を備え、
前記接合部分は、前記筐体に形成された筐体側金属膜との半田による接合に供されるものであり、
前記接合部分は、前記一方の主面の平面視において、前記樹脂層の外側に設けられた金属膜を含み、
前記一方の主面の平面視において、前記金属膜のさらに外側に前記ガラス基板の露出部分が設けられていることを特徴とする放射角度変換素子。
【請求項2】
前記光学機能部分は、複数のマイクロレンズが２次元配列されたマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１に記載の放射角度変換素子。
【請求項3】
筐体と、前記筐体内に配置される発光素子と、
前記筐体に接合され、前記発光素子からの光の放射角度を変換する請求項１または２に記載の放射角度変換素子と、
を備える発光装置。
【請求項4】
請求項１または２に記載の放射角度変換素子の製造方法であって、（ｉ）前記ガラス基板を用意するステップと、
（ｉｉ）前記ガラス基板の前記一方の主面に前記金属膜のパターンを形成するステップと、
（ｉｉｉ）前記金属膜のパターンに囲まれた領域に光硬化性樹脂を塗布するステップと、
（ｉｖ）前記光硬化性樹脂の表面に前記光学機能部分を形成するステップであって、
前記光学機能部分を形成するためのモールドを前記光硬化性樹脂に押圧するステップと、
光を照射して前記光硬化性樹脂を硬化させるステップと、
前記モールドを前記ガラス基板から離型させるステップと、
を備えるステップと、
（ｖ）前記ステップ（ｉｉｉ）および前記ステップ（ｉｖ）を前記ガラス基板の前記一方の主面内で繰り返すステップと、
（ｖｉ）前記ガラス基板を、前記一方の主面の平面視において前記金属膜より外側の前記ガラス基板が露出した領域において切断して、複数の前記放射角度変換素子を取得するステップと、
を備える放射角度変換素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、入射ビームの放射角度を変換する放射角度変換素子に関する。
【背景技術】
【0002】
入射光を様々な方向に散乱または角度変換させる放射角度変換素子は、ディスプレイの表示装置やスクリーンなどに使用され、さらに均一な照明強度を得る目的で、照明装置などの多種多様な装置に広く利用されている。一般的には、光源から出た光の放射角度を広くする場合が多い。
【0003】
近年、光放射角度や角度毎の強度分布、あるいは拡散光を投影した際の面内強度の均一化など、さらに高度な性能が求められるようになってきた。例えば、アレイ状の面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）から、所定の発散角で放射された光を、より広い角度範囲に拡散させ、かつ拡散角度に異方性を持たせたい、といったニーズがある。
【0004】
光を拡散させたり、角度を変換させる素子には、いくつかの種類がある。例えば平板の内部に、微小空間を分散させたり、微粒子を分散させたりしたようなもの（例えば、半透明樹脂板）、基材の表面に微小な凹凸をランダムにつけたもの（例えば、表面をエッチング等で荒らしたガラス）、基材の表面を加工して設計された凹凸を形成したもの（例えば、回折型素子）、基材の表面にレンズを多数並べたもの（例えば、マイクロレンズアレイ）などが知られている。
【0005】
これらの中で、マイクロレンズアレイを使った放射角度変換素子は、透過率が高く、拡散角度の制御が容易なため、高度な拡散性能を要求される場合に採用される（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２００９－４２７７２号公報
【文献】特開２０１７－９６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
図１は、従来の放射角度変換素子１０１を用いた発光装置１００の一例を示す概略断面図である。この発光装置１００は、筐体１０２と、発光素子１０４と、放射角度変換素子１０１とを備える。
【0008】
筐体１０２は、例えばセラミックスで形成され、上面が開放された箱形状を有する。筐体１０２の底面１０２ａ上にはＶＣＳＥＬ等の発光素子１０４が固定されている。放射角度変換素子１０１は、ガラス基板１０６上に樹脂製のマイクロレンズアレイ１０８が形成されたものである。放射角度変換素子１０１は、蓋をするように筐体１０２に接合され、これにより発光素子１０４が設置される空間が密閉される。放射角度変換素子１０１は、マイクロレンズアレイ１０８が形成された面が、発光素子１０４側に向くように設置されるのが一般的である。
【0009】
図２は、図１に示す放射角度変換素子１０１と筐体１０２の接合箇所Ｃの拡大図である。放射角度変換素子１０１を筐体１０２に接合する方法としては、熱硬化型接着剤やＵＶ硬化型接着剤などの接着剤を用いた接合、半田接合、低融点ガラスを溶融させる接合方法、拡散接合などがある。いずれの場合も、ガラス基板１０６およびマイクロレンズアレイ１０８の側面と筐体１０２との対向部分Ｃ１や、マイクロレンズアレイ１０８と筐体１０２との対向部分Ｃ２を利用して、放射角度変換素子１０１と筐体１０２とが接合される。
【0010】
上記のような接合は、樹脂製のマイクロレンズアレイ１０８とセラミックス製の筐体１０２が接合される箇所において、互いの材料の密着性の問題から、接合強度が弱くなるおそれがある。また、上記のような接合は、セラミックスと樹脂とで熱膨張係数が異なるため、サーマルショックに弱い側面がある。さらに、上記のような接合においては、樹脂製のマイクロレンズアレイは耐熱性がそれほど高くないので、半田接合や低融点ガラスによる接合など、数百度の高温が必要となる接合方法が利用することができないという課題があった。
【0011】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、筐体に強固に接合することのできる放射角度変換素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の放射角度変換素子は、筐体に接合される放射角度変換素子であって、ガラス基板と、ガラス基板上に設けられた、光学機能部分を有する樹脂層とを備える。筐体との接合部分において、ガラス基板上に樹脂層が形成されていない。
【0013】
接合部分は、樹脂層の外側に設けられてもよい。
【0014】
接合部分において、ガラス基板上に金属膜が形成されていてもよい。
【0015】
接合部分において、樹脂層の外側に金属膜が形成され、金属膜のさらに外側にガラス基板の露出部分が設けられてもよい。
【0016】
光学機能部分は、複数のマイクロレンズが２次元配列されたマイクロレンズアレイであってもよい。
【0017】
本発明の別の態様は、発光装置である。この装置は、筐体と、筐体内に配置される発光素子と、筐体に接合され、発光素子からの光の放射角度を変換する放射角度変換素子と、を備える。放射角度変換素子は、ガラス基板と、ガラス基板上に設けられた光学機能部分を有する樹脂層とを備える。筐体との接合部分において、ガラス基板上に樹脂層が形成されていない。
【0018】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、筐体に強固に接合することのできる放射角度変換素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】従来の放射角度変換素子を用いた発光装置の一例を示す概略断面図である。
【図4】本発明の第１実施形態に係る放射角度変換素子を用いた発光装置を示す概略断面図である。
【図7】本発明の第２実施形態に係る放射角度変換素子を用いた発光装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施形態について説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0022】
図３（ａ）および（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る放射角度変換素子１０を説明するための図である。図３（ａ）は、放射角度変換素子１０の平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す放射角度変換素子１０のＡ－Ａ断面図である。
【0023】
放射角度変換素子１０は、ガラス基板１２を備える。ガラス基板１２の材質は例えばソーダライムガラスやホウケイ酸ガラス等であってよく、その厚みは３００μｍであってよい。ガラス基板１２の平面寸法は例えば２．５ｍｍ×３．０ｍｍであってよい。
【0024】
放射角度変換素子１０はさらに、光学機能部分を有する樹脂層１４を備える。樹脂層１４は、ガラス基板１２の少なくとも一方の主面上に設けられる。本第１実施形態において、樹脂層１４は、光学機能部分として、複数のマイクロレンズ１５が２次元配列されたマイクロレンズアレイ１６を有する。樹脂層１４の材質は、使用を予定する波長において透過率が十分高い樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、シクロオレフィン樹脂またはそれらの複合材を利用できる。本第１実施形態において、マイクロレンズ１５は凸レンズであるが、マイクロレンズ１５の種類は特に限定されず凹レンズであってもよいし、あるいは凸レンズと凹レンズが混在して構成されてもよい。複数のマイクロレンズ１５は、例えば正方配列されてもよいし、稠密配列されてもよい。マイクロレンズ１５の外形は、例えば平面視で円形であってもよいし、平面視で矩形であってもよい。各マイクロレンズ１５において、樹脂層１４とガラス基板１２の界面からマイクロレンズ１５の頂点までの高さは例えば５０μｍであってよく、曲率半径は例えば３０μｍであってよく、サグ量は例えば２５μｍであってよい。
【0025】
本第１実施形態に係る放射角度変換素子１０においては、ガラス基板１２の一方の主面上の中央の部分に樹脂層１４が設けられており、その外側にはガラス基板１２の一方の主面上に樹脂層１４が設けられていない部分１８が存在している。すなわち、放射角度変換素子１０においては、ガラス基板１２の一方の主面全体にわたって樹脂層１４が形成されておらず、樹脂層１４の周囲にガラス基板１２の表面が露出した部分１８が存在している。このガラス基板１２の表面が露出した部分１８は、放射角度変換素子１０を筐体に実装する際に、放射角度変換素子１０と筐体とを接合する接合部分１８となる。
【0026】
ガラス基板１２の幅をＬ０、接続部分１８の幅をＬ１としたとき、Ｌ０とＬ１の関係は、０．０１Ｌ０≦Ｌ１≦０．３Ｌ０、であり、望ましくは、０．０５Ｌ０≦Ｌ１≦０．２Ｌ０であり、より望ましくは、０．１Ｌ０≦Ｌ１≦０．１５Ｌ０である。Ｌ１が０．０１Ｌ０より小さいと、充分な接着強度、密閉性を得るための接続面積が得られない。一方、Ｌ１が、０．３Ｌ０より大きいと、接続部分の面積が大きくなりすぎて、素子の小型化に支障が生じる。
【0027】
図４は、本発明の第１実施形態に係る放射角度変換素子１０を用いた発光装置２０を示す概略断面図である。この発光装置２０は、筐体２２と、発光素子２４と、放射角度変換素子１０とを備える。
【0028】
筐体２２は、セラミックスで形成され、上面が開放された箱形状を有する。筐体２２の底面２２ａ上には発光素子２４が固定されている。発光素子２４としては、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）のほか、ＦＰ型の半導体レーザや発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＹＡＧ等の固体レーザ、エキシマレーザ等のガスレーザ、あるいはメタルハライドランプ等の放電ランプも使用することができる。
【0029】
放射角度変換素子１０は、蓋をするように筐体２２に接合され、これにより発光素子２４が設置される空間が密閉される。放射角度変換素子１０は、マイクロレンズアレイ１６が形成された面が、発光素子２４側に向くように筐体２２に設置される。このように形成された発光装置２０において、発光素子２４から発光した光は、マイクロレンズアレイ１６の各マイクロレンズ１５によって拡散され、ガラス基板１２を通って外部に放射される。ガラス基板１２は、マイクロレンズアレイ１６の基材となるだけでなく、発光素子２４を保護する役割も有しており、その意味でカバーガラスとも呼ばれる。ガラスを用いることは、機械的強度や耐擦傷性の側面から有利である。
【0030】
図５は、図４に示す放射角度変換素子１０と筐体２２の接合箇所Ｃの拡大図である。筐体２２の開口縁部には、放射角度変換素子１０を接合するための段部２２ｂが形成されている。筐体２２の段部２２ｂと、放射角度変換素子１０の接合部分１８とは、接着剤２３によって接合されている。
【0031】
ここで、本実施形態に係る放射角度変換素子１０においては、接合部分１８には樹脂層１４が設けられておらず、ガラス基板１２が露出しているので、図２で示したような樹脂とセラミックスの接合ではなく、ガラスとセラミックスの接合になる。したがって、樹脂とセラミックスの接合の場合よりも密着性が高くなるので、発光素子２４を固定した筐体２２と強固に接合することができる。
【0032】
また、ガラスとセラミックスの接合は、樹脂とセラミックスの接合の場合よりも熱膨張係数の差が小さいため、サーマルショックに対する耐性を向上することができる。
【0033】
図６（ａ）および（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る放射角度変換素子３０を説明するための図である。図６（ａ）は、放射角度変換素子３０の平面図である。図６（ｂ）は、図３（ａ）に示す放射角度変換素子３０のＡ－Ａ断面図である。
【0034】
第２実施形態に係る放射角度変換素子３０は、樹脂層１４の外側の接合部分１８において、ガラス基板１２の一方の主面上に金属膜３２が形成されている点が、第１実施形態に係る放射角度変換素子１０と異なる。
【0035】
金属膜３２は一種類の金属あるいは複数の金属の合金からなる単層膜でもよいし、単一の金属からなる金属膜を複数積層した多層膜でもよい。金属膜３２を構成する金属の種類としては、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ａｕなどが使用されるが、これらに限定されない。多層膜にした場合の一例として、ガラス基板１２側から、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕの順で成膜したものが挙げられる。金属膜３２の厚みは、例えば０．５μｍであってよい。
【0036】
ガラス基板１２の幅をＬ０、接続部分１８の幅をＬ１、金属膜３２の幅をＬ２、としたとき、Ｌ０、Ｌ１とＬ２の関係は、Ｌ１＝Ｌ２、０．０１Ｌ０≦Ｌ２≦０．３Ｌ０、であり、望ましくは、０．０５Ｌ０≦Ｌ２≦０．２Ｌ０であり、より望ましくは、０．１Ｌ０≦Ｌ２≦０．１５Ｌ０である。Ｌ２が０．０１Ｌ０より小さいと、半田４４による接合面積が充分に得られず、強固な接合強度を得にくくなる可能性がある。一方、Ｌ２が、０．３Ｌ０より大きいと、接続部分の面積が大きくなりすぎて、素子の小型化に支障が生じる。
【0037】
図７は、本発明の第２実施形態に係る放射角度変換素子３０を用いた発光装置４０を示す概略断面図である。この発光装置４０も、セラミックス製の筐体２２と、発光素子２４と、放射角度変換素子３０とを備える。
【0038】
図８は、図７に示す放射角度変換素子３０と筐体２２の接合箇所Ｃの拡大図である。図８に示すように、筐体２２の開口縁部には、放射角度変換素子３０を接合するための段部２２ｂが形成されており、該段部２２ｂ上には金属膜４２が形成されている。金属膜４２は、めっきや蒸着などの方法で形成されてよい。
【0039】
上述したように、第２実施形態に係る放射角度変換素子３０は、接合部分１８において、ガラス基板１２上に金属膜３２が形成されている。したがって、放射角度変換素子３０側の金属膜３２と、筐体２２側の金属膜４２とを半田４４により接合することができるので、強固な接合強度を得ることができる。
【0040】
図９（ａ）および（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る放射角度変換素子５０を説明するための図である。図９（ａ）は、放射角度変換素子５０の平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す放射角度変換素子５０のＡ－Ａ断面図である。
【0041】
第３実施形態に係る放射角度変換素子５０は、接合部分１８において、樹脂層１４の外側に金属膜３２が形成され、金属膜３２のさらに外側にガラス基板１２の露出部分５２が設けられている点が、第１実施形態に係る放射角度変換素子１０と異なる。言い換えると、第３実施形態に係る放射角度変換素子５０においては、接合部分１８のうち、内側の部分のみに金属膜３２が形成されており、外側の部分はガラス基板１２の表面が露出している。接合部分１８のうち、金属膜３２の領域と露出部分５２の領域との比は、５：１～１：５であってよい。
【0042】
ガラス基板１２の幅をＬ０、接続部分１８の幅をＬ１、金属膜３２の幅をＬ２、露出部分５２の幅をＬ３、としたとき、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２とＬ３の関係は、Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３、０．０１Ｌ０≦Ｌ２＋Ｌ３≦０．３Ｌ０、であり、望ましくは、０．０５Ｌ０≦Ｌ２＋Ｌ３≦０．２Ｌ０であり、より望ましくは、０．１Ｌ０≦Ｌ２＋Ｌ３≦０．１５Ｌ０である。Ｌ２＋Ｌ３が０．０１Ｌ０より小さいと、充分な接着強度、密閉性を得るための接続面積が得られない。一方、Ｌ２＋Ｌ３が、０．３Ｌ０より大きいと、接続部分の面積が大きくなりすぎて、素子の小型化に支障がでる。さらに、Ｌ２とＬ３は、以下を満足しても良い。０．０１Ｌ２≦Ｌ３≦１０Ｌ２、望ましくは、０．０５Ｌ２≦Ｌ３≦Ｌ２、より望ましくは、０．１０Ｌ２≦Ｌ３≦０．５Ｌ２。Ｌ３が０．０１Ｌ２より小さいと、切断時に充分なトレランスがとりにくくなる可能性がある。一方、Ｌ３が１０Ｌ２より大きいと、半田４４による接合面積が充分に得られず、強固な接合強度を得にくくなる可能性がある。
【0043】
金属膜３２は一種類の金属あるいは複数の金属の合金からなる単層膜でもよいし、単一の金属からなる金属膜を複数積層した多層膜でもよい。金属膜３２を構成する金属の種類としては、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ａｕなどが使用されるが、これらに限定されない。多層膜にした場合の一例として、ガラス基板１２側から、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕの順で成膜したものが挙げられる。金属膜３２の厚みは、例えば０．５μｍであってよい。
【0044】
一般的に、放射角度変換素子は、マイクロレンズアレイの形成領域より大きいガラス基板を用意し、少なくとも一方の主面にマイクロレンズアレイを成形した後、所定のサイズになるようにガラス基板を切断することにより作製される。一枚の大きなガラス基板の少なくとも一方の面上に複数の放射角度変換素子を配置するように形成し、それから個々の放射角度変換素子を切り出すという手法である。ガラス基板の切断方法としては、回転する砥石を使用する方法や、レーザを利用して割断する方法、ガラスカッターのようにダイヤモンド等でケガキ線をつけてから機械的に割断する方法などがある。ガラス基板の回転する砥石を使用して切断する方法の場合は、切断部分に樹脂層が存在していると、樹脂層に高速回転する砥石が接触するため、その部分からマイクロレンズアレイを構成する樹脂層が剥離するという現象が見られることがある。レーザ光を使用して切断する方法の場合は、ガラス基板の切断部分に樹脂層や金属膜が存在していると、レーザ照射時に樹脂層や金属膜にもレーザが照射され、樹脂層に形成されたマイクロレンズの一部が溶融あるいは蒸発し、その部分が欠点となる場合がある。さらに、ダイヤモンド等でケガキ線をつけてから機械的に割断する方法の場合、切断部分に樹脂層や金属膜があると、その下のガラス基板にケガキ線がつきにくくなり、その結果、切断不良が発生しやすくなる。
【0045】
第３実施形態に係る放射角度変換素子５０においては、接合部分１８における金属膜３２の外側にガラス基板１２の露出部分５２が形成されているので、砥石やレーザ照射、カッターの先端はガラス基板１２に直接作用する。その結果、金属膜３２や樹脂層１４にダメージを与えることがなく、それにより収率の低下や切断作業時の異物の混入に由来する不良品などの発生を抑制することができる。
【0046】
次に、放射角度変換素子の製造方法を述べる。ただし、以下の説明は、本発明に係る放射角度変換素子の製造方法を限定するものではない。
【0047】
放射角度変換素子は、いわゆるステップアンドリピート法で作製することができる。ステップアンドリピート法とは、所定の大きさのモールドを使って、基板上に部分的に構造体を形成し、成形位置をずらしながら成形を繰り返すことで、基板全面に構造体を形成する方法である。当該方法の手順等は、特開2014-188869号公報、特開2014-13902号公報、特開2010-245470号公報、特開2010-80632号公報、特開2008-168641号公報、特開2007-103924号公報、特開2007-103924号公報、特開2006-245072号公報などが参考としてあげられる。
【0048】
マイクロレンズ等の構造体を基板上に形成する方法では、ガラス基板より小さい型（モールド）を用意し、ガラス基板上に光硬化型の樹脂層を有するワークと、モールド（表面に所定のレンズ形状が形成されている）を合わせて、両者の間に樹脂を充填させ、その部分に紫外光を照射することで、樹脂を硬化させる。このとき、紫外光を照射する場所をモールド直下のみとする。このような転写をガラス基板内で逐次行っていくことで、ガラス基板上の全面に所定のパターンを形成することができる。
【0049】
モールドの製法には様々なものがある。たとえば、Ｎｉ等の金属に機械加工によってレンズ形状を形成したもの、フォトリソグラフィにより、ガラスあるいは半導体基板上に感光性樹脂からなるレンズ形状を形成したもの、あるいは、それらの金型から電鋳により複製されたもの、さらには、それらの金型を用いて感光性樹脂を成形したものなどが使用される。以下の製造方法の例では、レーザ描画によりマイクロレンズアレイのレジストパターンを作製し、それを電鋳処理することで得られる金属製のモールドを使用した。
【0050】
図１０（ａ）～（ｇ）は、放射角度変換素子の製造プロセスの一例を示す。まず、図１０（ａ）に示すように、用意したガラス基板１２の一方の主面上の所定の場所に、所定量の紫外線硬化樹脂６０を滴下する。次に、図１０（ｂ）に示すように、ガラス基板１２の主面に平行な面で金型（モールド）６２の位置合わせを行う。次に、図１０（ｃ）に示すように、ガラス基板１２とモールド６２との間に紫外線硬化樹脂６０を充填させるようにモールド６２を押圧する。そして、モールド６２を押圧しながらモールド６２のサイズに対応した照射サイズで規定された領域に紫外線を照射する。次に、図１０（ｄ）に示すように、モールド６２を離型する。次に、図１０（ｅ）に示すように、ガラス基板１２上で場所を変えて、図１０（ａ）～図１０（ｄ）の工程を繰り返す。これらの工程を繰り返すことにより、図１０（ｆ）に示すように、ガラス基板１２の全面に多数の放射角度変換素子が形成される。必要に応じて、その後熱処理を行ってもよい。また、モールド６２には離型処理を行う場合がある。最後に、図１０（ｇ）に示すようにガラス基板１２を切断することにより、図３（ａ）および（ｂ）に示す放射角度変換素子１０が得られる。
【0051】
図１１（ａ）～（ｇ）は、放射角度変換素子の別の製造プロセスの一例を示す。図１０（ａ）～（ｇ）に示す製造プロセスと異なる点は、放射角度変換素子を成形する前のガラス基板１２の一部に予め金属膜３２のパターンを形成しておく点である。この場合、金属膜３２のパターンが、紫外線を照射する際の遮光膜の機能も有するので、モールド６２の外に染み出した紫外線硬化樹脂６０が硬化しないというメリットがある。モールド６２を透光性の材料とすれば、紫外線をモールド裏面側から照射することができ、金属膜３２と紫外線硬化樹脂６０の一部を重ねることもできる。図１１（ｇ）に示すように、ガラス基板１２を切断することにより、図６（ａ）および（ｂ）に示す放射角度変換素子３０が得られる。
【0052】
図１２（ａ）～（ｇ）は、放射角度変換素子のさらに別の製造プロセスの一例を示す。放射角度変換素子を成形する前のガラス基板１２の一部に予め金属膜３２のパターンを形成しておく点は、図１１（ａ）～（ｇ）に示す製造プロセスと同一であるが、本製造プロセスは、金属膜３２の外側に、金属膜３２を形成しない部分（ガラス基板１２の表面が露出した部分）を作っておく点が図１１（ａ）～（ｇ）に示す製造プロセスと異なる。図１２（ｇ）に示すように、金属膜３２の外側のガラス基板１２の露出部分を切断することにより、図９（ａ）および（ｂ）に示す放射角度変換素子５０が得られる。
【0053】
上述の製造プロセスでは、ガラス基板１２上に適量の紫外線硬化樹脂６０を滴下し、それとモールド６２とを合わせる例を示したが、逆に未硬化の紫外線硬化樹脂６０をモールド６２に滴下して、それをガラス基板１２と合わせてもよい。
【0054】
さらに、ガラス基板１２を切断する前にマイクロレンズアレイ１６の表面、あるいはガラス基板１２の裏面（マイクロレンズアレイ１６が形成されていない面）、あるいはそれらの両方に減反射コーティング（ＡＲコーティング）を行ってもよい。
【0055】
ガラス基板１２上への金属膜３２のパターニング方法としては、金属膜をめっき法、スパッタ法あるいは蒸着法などにより成膜し、その上にフォトリソグラフィ法によってレジストパターンを成形して、そのレジストパターンをマスクとして、エッチングにより不要な金属膜を除去する方法がある。あるいは、金属膜を成膜する前にガラス基板１２上にレジストパターンを形成しておき、その上に金属膜を成膜した後、レジストとその上に成膜された金属膜を除去する方法（リフトオフ法）がある。
【0056】
金属膜３２の種類は、ガラスとの付着力やシール性あるいは封止材との密着性等を考慮して適宜選択される。単一の金属からなる場合もあるし、各部の密着性を考慮して多層膜とする場合もある。例えば、ガラス基板１２側から、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕの順で成膜した３層膜が使用される。もちろん金属の組合せはこれに限ることなく、さまざまな金属膜およびそれらを組み合わせたものから選択される。
【0057】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明は、入射ビームの放射角度を変換する放射角度変換素子に利用できる。
【符号の説明】
【0059】
１０，３０，５０ 放射角度変換素子、 １２ ガラス基板、 １４ 樹脂層、 １５ マイクロレンズ、 １６ マイクロレンズアレイ、 １８ 接合部分、 ２０，４０ 発光装置、 ２２ 筐体、 ２４ 発光素子、 ３２，４２ 金属膜、 ５２ 露出部分、 ６０ 紫外線硬化樹脂、 ６２ モールド。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】