JP2023126273A - 樹脂積層光学体、光源ユニット、光学ユニット、光照射装置、画像表示装置、樹脂積層光学体の製造方法、及び光源ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学機器を小型化することができ、発光品質を改善することが可能な、新規かつ改良された樹脂積層光学体、光源ユニット、光学ユニット、光照射装置、画像表示装置、及び樹脂積層光学体の製造方法を提供する。【解決手段】上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、曲面を有する光学基材と、光学基材の曲面上に設けられる樹脂層と、を備え、樹脂層の表面には、光拡散構造が形成されていることを特徴とする、樹脂積層光学体が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂積層光学体、光源ユニット、光学ユニット、光照射装置、画像表示装置、樹脂積層光学体の製造方法、及び光源ユニットの製造方法に関する。

近年、多数の光学素子を内包する光学機器（例えば各種の画像投影装置、撮像装置等）の開発、普及が進んできている。これらの光学機器には、人体への装着、各種機器あるいは車両などのインフラへの組み込みという観点から、小型軽量化が強く要望されている。このような要望に応えるべく、例えば特許文献１、２に開示されるように、複数の光学素子を複合化させる技術が提案されている。具体的には、特許文献１、２では、反射防止構造を光学レンズの表面に複合化させる。特許文献１、２によれば、光学レンズに反射防止特性を付与することができる。

特開２０１３－２５６０１５号公報 特開２００１－３００９４４号公報 特開２０１７－１７４５４２号公報

ところで、例えば特許文献３に開示されるように、画像投影装置には、画像をムラなく表示するという観点から、光拡散板（特許文献３では光拡散シートと規定している）が設けられることが多い。しかしながら、光拡散板は光学レンズとは別体となっていた。このため、画像投影装置の内部には、光拡散板及び光学レンズを収納するための広いスペースが必要であり、このために、画像投影装置が大型となっていた。さらに、光学レンズと光拡散板とが別体となっている場合、光学レンズの表面、あるいは光拡散板の表面で界面反射が生じ、光透過率の低下、筐体内の迷光によるゴーストの発生といった発光品質の低下が生じる場合があった。

さらに、画像投影装置の光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）またはレーザ等の光源が光学レンズに内蔵された光源ユニットが使用される場合がある。しかしながら、光源ユニットと他の光学素子は別体であった。このため、画像投影装置が大型となっていた。さらに、光源ユニットの表面、あるいは他の光学素子の表面で界面反射が生じ、光透過率の低下、ゴーストの発生といった発光品質の低下が生じる場合があった。

上記の光拡散板、光源ユニットは、他の種類の光学機器に使用される場合があり、これらの光学機器においても、大型化、発光品質の低下という問題が生じうる。このように、光学機器の小型化、発光品質の改善という観点から、光学機器にはさらなる改善の余地があった。

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、光学機器を小型化することができ、発光品質を改善することが可能な、新規かつ改良された樹脂積層光学体、光源ユニット、光学ユニット、光照射装置、画像表示装置、樹脂積層光学体の製造方法、及び光源ユニット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、曲面を有する光学基材と、光学基材の曲面上に設けられる樹脂層と、を備え、樹脂層の表面には、光拡散構造が形成されていることを特徴とする、樹脂積層光学体が提供される。

ここで、光拡散構造は、微細凹凸構造を含み、微細凹凸構造を構成する微細凹部間の平均間隔、または微細凸部間の平均間隔が１～１５０μｍであってもよい。

また、隣接する微細凹部と微細凸部との高低差が０．５～５０μｍであってもよい。

本発明の他の観点によれば、光源と、光源を内蔵する光学基材と、光学基材の発光面上に設けられる樹脂層と、を備え、樹脂層の表面には、微細凹凸構造が形成されていることを特徴とする、光源ユニットが提供される。

ここで、微細凹凸構造は、モスアイ構造、光拡散構造、マイクロレンズアレイ構造、または回折格子構造のいずれか１種類以上であってもよい。

また、微細凹凸構造は、モスアイ構造を含み、かつ、微細凹凸構造を構成する微細凹部間の平均間隔、または微細凸部間の平均間隔が５０ｎｍ～４００ｎｍであってもよい。また隣接する微細凹部と微細凸部との高低差が１００～５００ｎｍであってもよい。

本発明の他の観点によれば、上記の樹脂積層光学体、及び上記の光源ユニットのうち、少なくとも１種以上を含むことを特徴とする、光学ユニットが提供される。

本発明の他の観点によれば、上記の光学ユニットを含むことを特徴とする、光照射装置が提供される。

本発明の他の観点によれば、上記の光照射装置を含むことを特徴とする、画像表示装置が提供される。

本発明の他の観点によれば、樹脂積層光学体の製造方法であって、曲面を有する光学基材を準備する第１の工程と、光学基材の曲面上に未硬化樹脂層を形成する第２の工程と、表面に光拡散構造の反転構造が形成され、かつ、可撓性を有する可撓性原盤を準備する第３の工程と、可撓性原盤を未硬化樹脂層に近接させる第４の工程と、可撓性原盤に印圧を加えることで、可撓性原盤を変形させながら可撓性原盤の反転構造を未硬化樹脂層に押し当てる第５の工程と、可撓性原盤の反転構造を未硬化樹脂層に押し当てた状態で、未硬化樹脂層を硬化させることで、光学基材の曲面上に樹脂層を形成する第６の工程と、を含むことを特徴とする、樹脂積層光学体の製造方法が提供される。

ここで、光拡散構造は、微細凹凸構造を含み、微細凹凸構造を構成する微細凹部間の平均間隔、または微細凸部間の平均間隔が１～１５０μｍであってもよい。

また、隣接する微細凹部と微細凸部との高低差が０．５～５０μｍであってもよい。

本発明の他の観点によれば、光源ユニットの製造方法であって、曲面を有し、かつ光源を内蔵する光学基材を準備する第１の工程と、光学基材の曲面上に未硬化樹脂層を形成する第２の工程と、表面に微細凹凸構造の反転構造が形成され、かつ、可撓性を有する可撓性原盤を準備する第３の工程と、可撓性原盤を未硬化樹脂層に近接させる第４の工程と、可撓性原盤に印圧を加えることで、可撓性原盤を変形させながら可撓性原盤の反転構造を未硬化樹脂層に押し当てる第５の工程と、可撓性原盤の反転構造を未硬化樹脂層に押し当てた状態で、未硬化樹脂層を硬化させることで、光学基材の曲面上に樹脂層を形成する第６の工程と、を含むことを特徴とする、光源ユニットの製造方法が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、光源ユニットの製造方法であって、曲面を有する光学基材を準備する第１の工程と、光学基材の曲面上に未硬化樹脂層を形成する第２の工程と、表面に微細凹凸構造の反転構造が形成され、かつ、可撓性を有する可撓性原盤を準備する第３の工程と、可撓性原盤を未硬化樹脂層に近接させる第４の工程と、可撓性原盤に印圧を加えることで、可撓性原盤を変形させながら可撓性原盤の反転構造を未硬化樹脂層に押し当てる第５の工程と、可撓性原盤の反転構造を未硬化樹脂層に押し当てた状態で、未硬化樹脂層を硬化させることで、光学基材の曲面上に樹脂層を形成する第６の工程と、光源上に樹脂層が形成された光学基材を設置する第７の工程と、を含むことを特徴とする、光源ユニットの製造方法が提供される。

ここで、微細凹凸構造は、モスアイ構造、光拡散構造、マイクロレンズアレイ構造、または回折格子構造のいずれか１種類以上であってもよい。

また、微細凹凸構造は、モスアイ構造を含み、かつ、微細凹凸構造を構成する微細凹部間の平均間隔、または微細凸部間の平均間隔が５０ｎｍ～４００ｎｍであってもよい。また、隣接する微細凹部と微細凸部との高低差が１００～５００ｎｍであってもよい。

以上説明したように本発明によれば、光学機器を小型化することができ、発光品質を改善することが可能となる。

本実施形態に係る樹脂積層光学体の一例を示す断面図である。 同実施形態に係る樹脂積層光学体の表面に形成された微細凹凸構造の一例を示す断面図である。 樹脂積層光学体の他の例を示す断面図である。 樹脂積層光学体の他の例を示す断面図である。 樹脂積層光学体の他の例を示す断面図である。 樹脂積層光学体の他の例を示す断面図である。 樹脂積層光学体の他の例を示す断面図である。 樹脂積層光学体の他の例を示す断面図である。 本発明実施形態に係る光源ユニットの一例を示す断面図である。 樹脂積層光学体の製造方法を説明するための断面図である。 樹脂積層光学体の製造方法を説明するための断面図である。 樹脂積層光学体の製造方法を説明するための断面図である。 樹脂積層光学体の製造方法を説明するための断面図である。 樹脂積層光学体の製造方法を説明するための断面図である。 樹脂積層光学体の製造方法を説明するための断面図である。 樹脂積層光学体の製造方法を説明するための断面図である。 本実施形態に係る原盤の外観例を示す斜視図である。 露光装置の構成例を示すブロック図である。 可撓性原盤をロールツーロールで製造する転写装置の一例を示す模式図である。 本実施形態に係る樹脂積層光学体及び光源ユニットの適用例を示す説明図である。 本実施形態に係る樹脂積層光学体及び光源ユニットの適用例を示す説明図である。 本実施形態に係る樹脂積層光学体及び光源ユニットの適用例を示す説明図である。 本実施形態に係る樹脂積層光学体及び光源ユニットの適用例を示す説明図である。 本実施形態に係る樹脂積層光学体及び光源ユニットの適用例を示す説明図である。 本実施形態に係る樹脂積層光学体及び光源ユニットの適用例を示す説明図である。 本実施形態に係る樹脂積層光学体及び光源ユニットの適用例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

<１．樹脂積層光学体の構成>
まず、図１～図２に基づいて、本実施形態に係る樹脂積層光学体１の構成について説明する。図１に示すように、樹脂積層光学体１は、光学基材１０と樹脂層２０とを備える。光学基材１０は、凸レンズであり、凸型の曲面１１を有する。なお、図１の例では光学基材１０は平凸レンズ（片面が平面となっている凸レンズ）となっているが、両凸レンズ（両面が凸面となっている凸レンズ）であってもよい。また、光学基材１０は他の種類のレンズ、例えば凹レンズ、フレネルレンズであってもよい。光学基材１０の形状は上記のものに限定されず、例えば、非球面形状、丸型、角型、非対称形状などであってもよい。光学基材１０はミラーであってもよい。

光学基材１０の材料は特に制限されず、光学レンズあるいは光学ミラーに使用される材料であればよい。光学基材１０の材料の一例として、ポリカーボネート、アクリレート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリプロピレン、ガラス等が挙げられる。光学基材１０の材料は、樹脂積層光学体１の用途等に応じて適宜選択されればよい。なお、光学基材１０を光学ミラーとして使用する場合、曲面１１には、鏡面加工（例えば、金属膜あるいは誘電体の蒸着など）がなされてもよい。

曲面１１には、樹脂層２０との密着性を向上させるために、各種の前処理（樹脂層２０を曲面１１に積層する前の処理）を施してもよい。このような前処理としては、例えば、コロナ処理、エキシマ処理、ＵＶオゾン処理、加熱処理、火炎処理（火炎を曲面１１に当てる処理）、溶剤洗浄、プライマー塗布処理等が挙げられる。

樹脂層２０は、光学基材１０の曲面１１上に設けられる。樹脂層２０の表面２１には、図２に示すように、微細凹凸構造５０が形成されている。微細凹凸構造５０は、多数の微細凸部５０ａ及び微細凹部５０ｂで構成される。樹脂層２０には、この微細凹凸構造５０に由来する光学特性が付与される。微細凹凸構造５０の形状を変えることで、樹脂層２０に様々な光学特性を付与することができる。特に、本実施形態では、微細凹凸構造５０が光拡散構造となっている。具体的には、光学基材１０内を通って微細凹凸構造５０に到達した光が拡散して外部に放射されるように、微細凸部５０ａまたは微細凹部５０ｂの形状が調整される。したがって、樹脂層２０には、光拡散特性が付与される。

微細凹部５０ｂ間の平均間隔、または微細凸部５０ａ間の平均間隔は、１～１５０μｍであることが好ましい。さらに、隣接する微細凹部５０ｂと微細凸部５０ａとの高低差は、０．５～５０μｍであることが好ましい。これらの条件のうち少なくとも一方（好ましくは両方）が満たされる場合、光拡散特性がより高まる。

ここで、微細凹凸構造５０の形状は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて観測される。そして、観測結果に基づいて、上記の平均間隔または高低差が測定される。例えば、微細凹部５０ｂ間の平均間隔は、以下の方法で測定される。すなわち、樹脂積層光学体１の中心の断面（光軸を通り、かつ光軸に平行な断面）を観察する。そして、隣接する微細凹部５０ｂの中心点（底面の中心点）間距離を測定する。そして、中心点間距離をいくつか測定し、これらの算術平均値を微細凹部５０ｂ間の平均間隔とすればよい。微細凸部５０ａ間の平均間隔も同様の方法で測定される。すなわち、隣接する微細凸部５０ａの頂点（上端部の中心点）間距離を測定する。そして、頂点間距離をいくつか測定し、これらの算術平均値を微細凸部５０ａ間の平均間隔とすればよい。隣接する微細凹部５０ｂと微細凸部５０ａとの高低差は、微細凹部５０ｂの底面の中心点と微細凸部５０ａの頂点との距離（樹脂層２０の厚さ方向の距離）である。

樹脂層２０の厚さは特に制限されないが、例えば２００μｍ以下であることが望ましい。樹脂層２０が厚すぎる場合、光（ＵＶ）硬化時に樹脂の硬化収縮により膜応力が蓄積され、光学基材１０と樹脂層２０の間で密着不良が発生する可能性がある。

ここで、上述したように、樹脂層２０の表面２１には微細凹凸構造５０が形成されているので平坦ではない。そこで、樹脂層２０の厚さは、例えば以下の方法により測定される。すなわち、各種の３次元測定器（例えば、Ｐａｎａｓｏｎｉｃ社製３次元測定器ＵＡ３Ｐ）を用いて、樹脂積層光学体１の中心の断面（光軸を通り、かつ光軸に平行な断面）を観察する。そして、得られた表面２１の曲線を最小二乗法により球面フィッティングする。光学基材１０（つまり、加工前）の中心の断面（光軸を通り、かつ光軸に平行な断面）を観察し、得られた画像を樹脂積層光学体１の中心の断面と対比することで樹脂層２０の領域を特定する。そして、上述した球面フィッティングにより得られた表面２１の曲線から曲面１１の曲線までの距離を樹脂層２０の厚さとする。後述する実施例では、この方法により樹脂層２０の厚さを測定した。なお、厚さはいくつかの測定点で測定した値の算術平均値とした。測定には、Ｐａｎａｓｏｎｉｃ社製３次元測定器ＵＡ３Ｐを用いた。

このように、本実施形態では、光拡散特性を有する樹脂層２０と光学基材１０とが一体化されている。したがって、樹脂積層光学体１を光学機器に適用することで、光学機器を小型化することができる。さらに、光拡散特性を有する基板と無処理の光学基材１０とを別々の部品として配置した場合と比較すると、本実施形態ではこれらの部品を一体化することで反射を発生し得る界面が減少することから、光透過率が向上し、ゴーストの発生が抑制される。すなわち、発光品質が改善される。

ここで、樹脂層２０の表面２１の一部の領域に光拡散特性を付与し、他の領域に異なる光学特性を付与してもよい。つまり、微細凹凸構造５０の種類を表面２１の領域ごとに変えてもよい。光拡散構造以外の微細凹凸構造５０の構造としては、例えば、モスアイ構造、光拡散構造、マイクロレンズアレイ構造、及び回折格子構造等が挙げられる。つまり、樹脂層２０の表面２１には、光拡散構造の他、これらの構造のいずれか１種以上が混在していてもよい。

微細凹凸構造５０がモスアイ構造となる場合、微細凸部５０ａまたは微細凹部５０ｂは、可視光波長以下の平均周期（ここでの平均周期は上述した平均間隔と同義）で表面２１に配列される。これにより、表面２１における外光の反射が抑制される。さらに、微細凹凸構造を構成する微細凹部間の平均間隔、または微細凸部間の平均間隔が５０ｎｍ～４００ｎｍであることが好ましく、隣接する微細凹部５０ｂと微細凸部５０ａとの高低差が１００～５００ｎｍであることが好ましい。この場合、外光の反射がより効果的に抑制される。したがって、微細凹凸構造５０がモスアイ構造となる場合、樹脂層２０には、反射防止特性が付与される。

微細凹凸構造５０がマイクロレンズアレイ構造となる場合、微細凸部５０ａまたは微細凹部５０ｂがミクロンオーダーのマイクロレンズとなっている。微細凹凸構造５０が回折格子構造となる場合、微細凸部５０ａまたは微細凹部５０ｂが回折格子の形状を有している。光拡散構造以外の微細凹凸構造５０は上記の例に限定されない。また、同種のパターンでも光学特性は異なるように調整された微細凹凸構造５０が樹脂層２０の表面２１上に混在ないし配列されていてもよい。例えば、光拡散構造が形成された領域のうち、一部の領域と他の領域とで光拡散特性が異なるように微細凹凸構造５０を設計してもよい。この場合、上述した平均間隔あるいは高低差を領域ごとに変更すればよい。

樹脂層２０は、硬化性樹脂の硬化物で構成される。硬化性樹脂の硬化物は、透明性を有することが好ましい。硬化性樹脂は、重合性化合物と硬化開始剤とを含む。重合性化合物は、硬化開始剤によって硬化する樹脂である。重合性化合物としては、例えばエポキシ重合性化合物、及びアクリル重合性化合物等が挙げられる。エポキシ重合性化合物は、分子内に１つまたは２つ以上のエポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、またはプレポリマーである。エポキシ重合性化合物としては、各種ビスフェノール型エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型、Ｆ型等）、ノボラック型エポキシ樹脂、ゴムおよびウレタン等の各種変性エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、及びこれらのプレポリマー等が挙げられる。

アクリル重合性化合物は、分子内に１つまたは２つ以上のアクリル基を有するモノマー、オリゴマー、またはプレポリマーである。ここで、モノマーは、さらに分子内にアクリル基を１つ有する単官能モノマー、分子内にアクリル基を２つ有する二官能モノマー、分子内にアクリル基を３つ以上有する多官能モノマーに分類される。

「単官能モノマー」としては、例えば、カルボン酸類（アクリル酸等）、ヒドロキシ類（２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシプロピルアクリレート、４－ヒドロキシブチルアクリレート）、アルキル又は脂環類のモノマー（イソブチルアクリレート、ｔ－ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート）、その他機能性モノマー（２－メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、２－エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、Ｎ－ビニルピロリドン、２－（パーフルオロオクチル）エチルアクリレート、３－パーフルオロヘキシル－２－ヒドロキシプロピルアクリレート、３－パーフルオロオクチル－２－ヒドロキシプロピル－アクリレート、２－（パーフルオロデシル）エチル－アクリレート、２－（パーフルオロ－３－メチルブチル）エチルアクリレート）、２，４，６－トリブロモフェノールアクリレート、２，４，６－トリブロモフェノールメタクリレート、２－（２，４，６－トリブロモフェノキシ）エチルアクリレート）、２－エチルヘキシルアクリレートなどが挙げられる。

「二官能モノマー」としては、例えば、トリ（プロピレングリコール）ジアクリレート、トリメチロールプロパン－ジアリルエーテル、ウレタンアクリレートなどが挙げられる。

「多官能モノマー」としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートなどが挙げられる。

上記で列挙したアクリル重合性化合物以外の例としては、アクリルモルフォリン、グリセロールアクリレート、ポリエーテル系アクリレート、Ｎ－ビニルホルムアミド、Ｎ－ビニルカプロラクトン、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＡジアクリレート、脂肪族ウレタンオリゴマー、ポリエステルオリゴマー等が挙げられる。

硬化性樹脂の構成単位、すなわちモノマー、オリゴマー、またはプレポリマーの種類、配合比等を調整することで、樹脂層２０の特性、例えば屈折率、粘度等を調整することができる。

硬化開始剤は、硬化性樹脂を硬化させる材料である。硬化開始剤の例としては、例えば、熱硬化開始剤、光硬化開始剤等が挙げられる。硬化開始剤は、熱、光以外の何らかのエネルギー線（例えば電子線）等によって硬化するものであってもよい。硬化開始剤が熱硬化開始剤となる場合、硬化性樹脂は熱硬化性樹脂となり、硬化開始剤が光硬化開始剤となる場合、硬化性樹脂は光硬化性樹脂となる。

ここで、樹脂層２０の加工性の観点からは、硬化開始剤は、紫外線硬化開始剤であることが好ましい。紫外線硬化開始剤は、光硬化開始剤の一種である。紫外線硬化開始剤としては、例えば、２，２－ジメトキシ－１，２－ジフェニルエタン－１－オン、１－ヒドロキシ－シクロヘキシルフェニルケトン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オンなどが挙げられる。したがって、硬化性樹脂は、紫外線硬化性樹脂であることが好ましい。透明性の観点から、硬化性樹脂は、紫外線硬化性アクリル樹脂であることがより好ましい。上記硬化性樹脂は、光学基材１０を構成する材料の光学特性や、装置の光学設計に合わせて適宜選択・調整することができる。

<２．樹脂積層光学体の各種変形例>
次に、図３～図８に基づいて、樹脂積層光学体１の各種変形例について説明する。図３に示す変形例では、光学基材１０が平凹レンズ（片面が平面となっている凹レンズ）となっている。樹脂層２０は、光学基材１０の曲面１１上に形成されている。樹脂層２０には、上述した微細凹凸構造５０が形成されている。

図４に示す変形例では、図１に示す光学基材１０の表裏両面に樹脂層２０が形成されている。各樹脂層２０には、上述した微細凹凸構造５０が形成されている。これらの微細凹凸構造５０の種類は同じであってもよく、異なっていてもよい。例えば、表裏両面の微細凹凸構造５０を光拡散構造としてもよい。表面（ここでは曲面１１）側の微細凹凸構造５０を光拡散構造とし、裏面側の微細凹凸構造５０をモスアイ構造としてもよい。逆に、表面側の微細凹凸構造５０をモスアイ構造とし、裏面側の微細凹凸構造５０をモスアイ構造としてもよい。つまり、樹脂積層光学体１に形成される微細凹凸構造５０には、光拡散構造が含まれていればよい。以下の各変形例についても同様である。

図５に示す変形例では、図３に示す光学基材１０の表裏両面に樹脂層２０が形成されている。各樹脂層２０には、上述した微細凹凸構造５０が形成されている。微細凹凸構造５０の種類は同じであってもよく、異なっていてもよい。

図６に示す変形例では、光学基材１０が両凸レンズ（表裏両面が凸面となっているレンズ）となっており、表裏両面に樹脂層２０が形成されている。各樹脂層２０には、上述した微細凹凸構造５０が形成されている。微細凹凸構造５０の種類は同じであってもよく、異なっていてもよい。

図７に示す変形例では、光学基材１０が両凹レンズ（表裏両面が凹面となっているレンズ）となっており、表裏両面に樹脂層２０が形成されている。各樹脂層２０には、上述した微細凹凸構造５０が形成されている。微細凹凸構造５０の種類は同じであってもよく、異なっていてもよい。

図８に示す変形例では、光学基材１０の表面が凸面、裏面が凹面となっており、さらに光学基材１０の表裏両面に樹脂層２０が形成されている。各樹脂層２０には、上述した微細凹凸構造５０が形成されている。微細凹凸構造５０の種類は同じであってもよく、異なっていてもよい。

もちろん、本実施形態に係る樹脂積層光学体１は、図１の例及び上記の変形例に限定されない。例えば、図４～図８において、表面側、または裏面側の樹脂層２０は省略されてもよい。

<３．光源ユニットの構成>
次に、図２及び図９に基づいて、本実施形態に係る光源ユニット３０の構成について説明する。図９に示すように、光源ユニット３０は、光源３１と、光学基材３２と、樹脂層４０とを備える。光源３１は、発光する部材である。光源３１の種類は特に問われず、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよいし、レーザであってもよい。図９では光源３１は３つ描かれているが、光源ユニット３０に含まれる光源３１の数は光源ユニット３０の用途などに応じて適宜調整される。

ここで、光源３１は、光学基材３２に内蔵されるものである。光源３１は、光学基材３２と一体となっていてもよいし、光学基材３２と別体となっていてもよい。光源ユニット３０は、光源３１から発光した光を界面３２ａから外部に出射する。界面３２ａには曲面３３が形成されており、曲面３３に沿って樹脂層４０が積層されている。図９の例では曲面３３が凸面となっているが、凹面であってもよい。したがって、光学基材３２は光源３１に対するレンズとして機能する。曲面３３は省略されてもよい。光学基材３２の材料は特に制限されず、例えば光学基材１０と同様であってもよい。

界面３２ａには、樹脂層４０との密着性を向上させるために、各種の前処理（樹脂層２０を発光面３２ａに積層する前の処理）を施してもよい。このような前処理としては、例えば、コロナ処理、エキシマ処理、ＵＶオゾン処理、加熱処理、火炎処理（火炎を曲面１１に当てる処理）、溶剤洗浄、プライマー塗布処理等が挙げられる。

樹脂層４０は、光学基材３２の界面３２ａ上に設けられる。樹脂層４０の表面４１には、図２に示す微細凹凸構造５０が形成されている。微細凹凸構造５０の詳細な内容は上述したとおりである。樹脂層４０には、この微細凹凸構造５０に由来する光学特性が付与される。微細凹凸構造５０の形状を変えることで、樹脂層４０に様々な光学特性を付与することができる。

ここで、樹脂層４０には、任意の光学特性が付与される。すなわち、微細凹凸構造５０は、例えば、モスアイ構造、光拡散構造、マイクロレンズアレイ構造、または回折格子構造であってもよい。つまり、樹脂層４０が有する光学特性は、必ずしも光拡散特性に限定されない。樹脂層４０の表面４１には、これらの構造のいずれか１種以上が混在していてもよい。また、同種のパターン（例えば光拡散構造）でも光学特性は異なるように微細凹凸構造５０の形状を調整してもよい。樹脂層４０を構成する材料、厚さは樹脂層２０と同様であればよい。樹脂層４０の厚さは樹脂層２０と同様の方法で測定される。

このように、本実施形態では、光源ユニット３０と各種の光学特性を有する樹脂層４０とが一体化されている。したがって、光源ユニット３０を光学機器に適用することで、光学機器を小型化することができる。さらに、例えば光源ユニット３０の表面にモスアイ構造を形成することで界面３２ａでの反射が抑制され、光透過率が向上し、ゴーストの発生が抑制される。すなわち、発光品質が改善される。

<４．樹脂積層光学体の製造方法>
樹脂積層光学体１は、所謂インプリンティング法により作製することが可能である。以下、図１０～図１４に基づいて、樹脂積層光学体１の製造方法について詳細に説明する。なお、図１０～図１４の例では、光学基材１０は両凸レンズとなっている。

（４－１．第１の工程）
まず、上述した光学基材１０を準備する。

（４－２．第２の工程）
ついで、図１０に示すように、光学基材固定治具６００に光学基材１０をセットする。ついで、塗布装置７００を用いて、光学基材１０の曲面１１（ここでは片側の凸面）上に未硬化の硬化性樹脂を塗布する。これにより、光学基材１０の曲面１１上に未硬化樹脂層２０ａを形成する。塗布装置７００の種類は特に制限されず、例えばスピンコータ、ディスペンサ、インクジェット装置等であってもよい。塗布装置７００の種類は未硬化樹脂層２０ａの性状等に応じて選択されればよい。光学基材１０に対する未硬化樹脂層２０ａの密着性、未硬化樹脂層２０ａの粘度等を調整するために、塗布の前あるいは塗布の間に光学基材１０を加熱してもよい。また、未硬化樹脂層２０ａの種類に応じて塗布後に未硬化樹脂層２０ａに加熱処理を施してもよい。なお、塗布装置７００は後述のチャンバー装置５００に組み込んでもよいし、チャンバー装置５００とは別体であってもよい。

（４－３．第３の工程）
第３の工程では、図１１に示す可撓性原盤４００を準備する。ここで、可撓性原盤４００は可能性を有するフィルムであり、その表面には微細凹凸構造５０の反転構造（以下、「反転凹凸構造４３０」とも称する）が形成されている。可撓性原盤４００はソフトモールドと称されることもある。反転凹凸構造４３０は図１９に示される。可撓性原盤４００の製造方法については後述する。第３の工程は、少なくとも後述の第４の工程が行われる前に行われればよい。

（４－４．第４の工程）
第４の工程は光学基材・可撓性原盤セット工程及び光学基材アプローチ工程で構成される。

（光学基材・可撓性原盤セット工程）
図１１に示すように、チャンバー装置５００に光学基材固定治具６００及び光学基材１０をセットする。ここで、チャンバー装置５００は、中空の装置であり、上チャンバーボックス５１０、下チャンバーボックス５２０、フィルム固定治具５３０、及び可動テーブル５４０を有する。上チャンバーボックス５１０は、下側に開口した箱型の部材であり、下チャンバーボックス５２０は上側に開口した箱型の部材である。

上チャンバーボックス５１０及び下チャンバーボックス５２０には真空ポンプあるいは圧空ポンプが接続されており、各々の内部空間を陰圧または陽圧状態にすることができる。ここで、各チャンバーボックス内の空間を陽圧状態にする際には、各種の流体を各チャンバーボックス内の空間に導入する。ここで、流体の例は例えば空気等のガスであるが、液体であってもよい。各チャンバーボックス内の圧力の具体的な値、そのような圧力を保持する時間は任意に調整可能である。また、上チャンバーボックス５１０内には図示しない紫外線照射装置が設けられる。紫外線照射装置は下チャンバーボックス５２０内に設けられてもよい。紫外線の強度、照射時間は任意に調整可能である。なお、この例では未硬化樹脂層２０ａが紫外線硬化性樹脂であることが前提となっているが、他の種類の硬化性樹脂となる場合には、その硬化性樹脂を硬化させるための装置が上チャンバーボックス５１０あるいは下チャンバーボックス５２０内に設けられればよい。また、各チャンバーボックスには加熱装置が設けられていてもよい。フィルム固定治具５３０は後述する可撓性原盤４００を下チャンバーボックス５２０の開口面に固定する治具である。可動テーブル５４０は下チャンバーボックス５２０内に配置され、図示しない駆動装置により上下に移動可能となっている。

光学基材１０は、具体的には、光学基材固定治具６００ごと可動テーブル５４０にセットされる。ついで、フィルム固定治具５３０に可撓性原盤４００を固定する。可撓性原盤４００によって下チャンバーボックス５２０の開口面が閉塞される。可撓性原盤４００は、反転凹凸構造４３０が光学基材１０を向くようにフィルム固定治具５３０に固定される。

（光学基材アプローチ工程）
ついで、図１２に示すように、上チャンバーボックス５１０と下チャンバーボックス５２０とを連結する。これにより、チャンバー装置５００内の空間が密閉される。この際、チャンバー装置５００内を昇温してもよい。ついで、チャンバー装置５００内の空間を真空引きする。ついで、可動テーブル５４０を上昇させることで、可撓性原盤４００と光学基材１０とを近接させる。可撓性原盤４００と光学基材１０との距離は光学基材１０の形状等に応じて適宜調整されればよい。図１２中の矢印は、可動テーブル５４０の移動方向を示す。

（４－５．第５の工程（プレス工程））
ついで、上チャンバーボックス５１０に流体を導入することで、上チャンバーボックス５１０内の空間を陽圧状態にする。これにより、可撓性原盤４００に印圧を加える。図１３中の矢印は印圧の方向を示す。この工程によって、可撓性原盤４００を変形させながら可撓性原盤４００の反転凹凸構造４３０を未硬化樹脂層２０ａに押し当てる。これにより、未硬化樹脂層２０ａが曲面１１（片側の凸面）の全体に広がり、反転凹凸構造４３０の微細凸部間に未硬化樹脂層２０ａが侵入する。ここで、未硬化樹脂層２０ａと可撓性原盤４００との間にはなるべく隙間を形成しないことが好ましい。隙間が残っていると、気泡の噛みこみや、反転凹凸構造４３０が十分に樹脂層２０に転写されない、という現象が発生する可能性があるからである。

（４－６．第６の工程（硬化工程））
そして、この状態で未硬化樹脂層２０ａを硬化させる。具体的には、未硬化樹脂層２０ａに紫外線を照射させる。これにより、未硬化樹脂層２０ａが樹脂層２０となり、かつ、樹脂層２０の表面に反転凹凸構造４３０が転写される。すなわち、樹脂層２０の表面２１に反転凹凸構造４３０の反転構造、すなわち微細凹凸構造５０が形成される。以上の工程により、樹脂積層光学体１が作製される。

（２－７．剥離工程）
ついで、図１４に示すように、可動テーブル５４０を下降させることで、可撓性原盤４００から樹脂積層光学体１を剥離させる。なお、この工程では、可撓性原盤４００と樹脂積層光学体１との剥離を促進させるための剥離補助工程を行ってもよい。このような剥離補助工程としては、可撓性原盤４００と樹脂積層光学体１との間にブレードを差し込む、可撓性原盤４００と樹脂積層光学体１との間に空気等のガスを吹き込む等が挙げられる。

その後、チャンバー装置５００内の空間を大気圧状態として上チャンバーボックス５１０を取り外す。ついで、可撓性原盤４００及び樹脂積層光学体１を下チャンバーボックス５２０から取出す。なお、樹脂層２０の硬化促進を目的としてさらなる紫外線照射処理を行ってもよいし、樹脂層２０内の応力緩和を目的として加熱処理を行ってもよい。

以上の工程により光学基材１０の片側の曲面１１に樹脂層２０を形成することができる。必要に応じて逆側の曲面にも上記と同様の工程により樹脂層２０を形成してもよい。

なお、光学基材１０が凹レンズとなる場合も上記と同様の工程により樹脂積層光学体１を作成することができる。工程の概要を図１５及び図１６に示す。図１５に示すように、光学基材１０の曲面１１上に未硬化樹脂層２０ａを形成する。ついで、チャンバー装置５００内に光学基材１０及び可撓性原盤４００をセットする。ついで、可撓性原盤４００と光学基材１０とを近接させる。ついで、図１６に示すように、可撓性原盤４００に印圧を加える。図１６中の矢印は印圧の方向を示す。この工程によって、可撓性原盤４００を変形させながら可撓性原盤４００の反転凹凸構造４３０を未硬化樹脂層２０ａに押し当てる。これにより、未硬化樹脂層２０ａが曲面１１の全体に広がり、反転凹凸構造４３０の微細凸部間に未硬化樹脂層２０ａが侵入する。ここで、未硬化樹脂層２０ａと可撓性原盤４００との間にはなるべく隙間を形成しないことが好ましい。この状態で未硬化樹脂層２０ａを硬化させる。具体的には、未硬化樹脂層２０ａに紫外線を照射させる。これにより、未硬化樹脂層２０ａが樹脂層２０となり、かつ、樹脂層２０の表面に反転凹凸構造４３０が転写される。すなわち、樹脂層２０の表面２１に反転凹凸構造４３０の反転構造、すなわち微細凹凸構造５０が形成される。以上の工程により、樹脂積層光学体１が作製される。

ついで、可撓性原盤４００から樹脂積層光学体１を剥離させ、可撓性原盤４００及び樹脂積層光学体１をチャンバー装置５００から取出す。

以上の工程により光学基材１０の片側の曲面１１に樹脂層２０を形成することができる。必要に応じて逆側の曲面にも上記と同様の工程により樹脂層２０を形成してもよい。上述した樹脂積層光学体１の製造方法によれば、光学基材１０の曲面１１上に樹脂層２０を容易に形成することができる。

<５．光源ユニットの製造方法>
つぎに、光源ユニット３０の製造方法について説明する。光源ユニット３０も樹脂積層光学体１と同様の製造方法により作製されるが、光源３１を光源ユニット３０に内蔵させる工程が追加されるという点で樹脂積層構造体１の製造方法とは異なる。ここで、光源ユニット３０に光源３１を内蔵させる方法としては、例えば、光学基材３２に予め光源３１を内蔵させる方法が挙げられる。この方法では、光源３１上にモールディング等の成型にて樹脂を直接充填することで、光学基材３２に光源３１を埋め込む。この光学基材３２に対して、上述した第２の工程以降の工程を行うことで、光源ユニット３０を作製する。光源ユニット３０に光源３１を内蔵させる他の方法としては、以下の方法が挙げられる。すなわち、光源３１とは別体となった光学基材３２に対して上述した第１の工程から剥離工程まで行うことで、光学基材３２上に樹脂層４０を形成する。ついで、樹脂層４０が形成された光学基材３２を光源３１上に設置する。これにより、光源ユニット３０を作製する。上述した光源ユニット３０の製造方法によれば、光学基材３２の曲面３３上に樹脂層４０を容易に形成することができる。

<６．可撓性原盤の詳細構成及び製造方法>
つぎに、可撓性原盤４００の詳細構成及び製造方法について説明する。図１９に示すように、可撓性原盤４００は、可撓性基材４１０と、可撓性基材４１０の表面に形成された樹脂層４２５とを備える。可撓性基材４１０は、可撓性を有する平板状の基材である。可撓性基材４１０を構成する材料としては、例えば、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、ポリカーボネート、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート。なお、ＰＥＴの性状は特に問われず、非晶質であってもよいし、延伸したものであってもよい）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、塩化ビニル等が挙げられる。

樹脂層４２５は、硬化性樹脂で構成される。硬化性樹脂の種類は特に制限されず、例えば樹脂層２０を構成する硬化性樹脂と同様の硬化性樹脂であってもよい。樹脂層４２５には、反転凹凸構造４３０が形成される。反転凹凸構造４３０は、多数の微細凸部４３０ａ及び微細凹部４３０ｂで構成される。

つぎに、可撓性原盤４００の製造方法について説明する。可撓性原盤４００の製造方法は、反転凹凸構造４３０の反転構造を有する転写型を作製する第１の原盤作製工程と、可撓性基材４１０の表面に未硬化樹脂層４２０を形成する第２の原盤作製工程と、未硬化樹脂層４２０を硬化させるとともに、転写型の凹凸構造を硬化後の樹脂層４２５に転写する第３の原盤作製工程と、を含む。

（６－１．第１の原盤作製工程）
第１の原盤作製工程は、反転凹凸構造４３０の反転構造を有する転写型を作製する工程である。転写型は、例えば図１７に示す原盤１００である。

（６－１－１．原盤の構成）
そこで、原盤１００の構成について説明する。原盤１００は、円筒形状となっている。原盤１００は円柱形状であっても、他の形状（例えば平板状）であってもよい。ただし、原盤１００が円柱または円筒形状である場合、ロールツーロール方式によって原盤１００の凹凸構造（すなわち、原盤凹凸構造）１２０を樹脂基材等にシームレス的に転写することができる。これにより、可撓性基材４１０の表面に反転凹凸構造４３０を高い生産効率で形成することができる。このような観点からは、原盤１００の形状は、円筒形状または円柱形状であることが好ましい。

原盤１００は、原盤基材１１０と、原盤基材１１０の周面に形成された原盤凹凸構造１２０とを備える。原盤基材１１０は、例えば、ガラス体であり、具体的には、石英ガラスで形成される。ただし、原盤基材１１０は、ＳｉＯ_２純度が高いものであれば、特に限定されず、溶融石英ガラスまたは合成石英ガラス等で形成されてもよい。原盤基材１１０は、金属母材上に上記の材料を積層したものや金属母材（例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ）であってもよい。原盤基材１１０の形状は円筒形状であるが、円柱形状、他の形状であってもよい。ただし、上述のように、原盤基材１１０は円筒形状または円柱形状であることが好ましい。原盤凹凸構造１２０は、反転凹凸構造４３０の反転構造を有する。

（６－１－２．原盤の製造方法）
つぎに、原盤１００の製造方法を説明する。まず、原盤基材１１０上に、基材レジスト層を形成（成膜）する。ここで、基材レジスト層を構成するレジスト材は特に制限されず、有機レジスト材及び無機レジスト材のいずれであってもよい。有機レジスト材としては、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が挙げられる。また、無機レジスト材としては、例えば、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）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等が挙げられる。その他、無機レジスト材としては、Ｃｒ、Ａｕ等が挙げられる。ただし、熱反応リソグラフィを行うためには、基材レジスト層は、金属酸化物を含む熱反応型レジストで形成されることが好ましい。

有機レジスト材を使用する場合、基材レジスト層は、スピンコーティング、スリットコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、またはスクリーン印刷等を用いることで原盤基材１１０上に形成されてもよい。また、基材レジスト層に無機レジスト材を使用する場合、基材レジスト層は、スパッタ法を用いることで形成されてもよい。有機レジスト材、無機レジスト材は併用されてもよい。

次に、露光装置２００（図１８参照）により基材レジスト層の一部を露光することで、基材レジスト層に潜像を形成する。具体的には、露光装置２００は、レーザ光２００Ａを変調し、レーザ光２００Ａを基材レジスト層に対して照射する。これにより、レーザ光２００Ａが照射された基材レジスト層の一部が変性するため、基材レジスト層に原盤凹凸構造１２０に対応する潜像を形成することができる。

続いて、潜像が形成された基材レジスト層上に現像液を滴下することで、基材レジスト層を現像する。これにより、基材レジスト層に凹凸構造が形成される。ついで、基材レジスト層をマスクとして原盤基材１１０及び基材レジスト層をエッチングすることで、原盤基材１１０上に原盤凹凸構造１２０を形成する。なお、エッチングの方法は特に制限されないが、垂直異方性を有するドライエッチングであることが好ましく、例えば、反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）であることが好ましい。以上の工程により、原盤１００を作製する。エッチングはウエットエッチングであってもよい。

（６－１－３．露光装置の構成）
次に、図１８に基づいて、露光装置２００の構成について説明する。露光装置２００は、基材レジスト層を露光する装置である。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、偏向光学系と、制御機構２３０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とを備える。また、原盤基材１１０は、ターンテーブル２２７上に載置され、回転することができるようになっている。

レーザ光源２０１は、レーザ光２００Ａを発する光源であり、例えば、固体レーザまたは半導体レーザなどである。レーザ光源２０１が発するレーザ光２００Ａの波長は、特に限定されないが、例えば、４００ｎｍ～５００ｎｍの青色光帯域の波長であってもよい。また、レーザ光２００Ａのスポット径（レジスト層に照射されるスポットの直径）は、原盤凹凸構造１２０の凹部の開口面の直径より小さければよく、例えば２００ｎｍ程度であればよい。レーザ光源２０１から発せられるレーザ光２００Ａは制御機構２３０によって制御される。

レーザ光源２０１から出射されたレーザ光２００Ａは、平行ビームのまま直進し、第１ミラー２０３で反射され、偏向光学系に導かれる。

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によって受光され、光電変換される。また、フォトダイオード２０５によって光電変換された受光信号は、レーザ光源２０１に入力され、レーザ光源２０１は、入力された受光信号に基づいてレーザ光２００Ａの位相変調を行う。

また、偏向光学系は、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とを備える。

偏向光学系において、レーザ光２００Ａ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２００Ａの照射位置を制御することが可能な素子である。露光装置２００は、電気光学偏向素子２０９により、移動光学テーブル２２０上に導かれるレーザ光２００Ａの照射位置を変化させることも可能である（いわゆる、Ｗｏｂｂｌｅ機構）。レーザ光２００Ａ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。偏向光学系から出射されたレーザ光２００Ａは、第２ミラー２１３によって反射され、移動光学テーブル２２０上に水平かつ平行に導かれる。

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。移動光学テーブル２２０に導かれたレーザ光２００Ａは、ビームエキスパンダ２２１により所望のビーム形状に整形された後、対物レンズ２２３を介して、原盤基材１１０上に形成された基材レジスト層に照射される。また、移動光学テーブル２２０は、原盤基材１１０が１回転する毎に矢印Ｒ方向（送りピッチ方向）に１送りピッチ（トラックピッチ）だけ移動する。ターンテーブル２２７上には、原盤基材１１０が設置される。スピンドルモータ２２５はターンテーブル２２７を回転させることで、原盤基材１１０を回転させる。これにより、レーザ光２００Ａを基材レジスト層上で走査させる。ここで、レーザ光２００Ａの走査方向に沿って、基材レジスト層の潜像が形成される。

また、制御機構２３０は、フォーマッタ２３１と、ドライバ２３３とを備え、レーザ光２００Ａの照射を制御する。フォーマッタ２３１は、レーザ光２００Ａの照射を制御する変調信号を生成し、ドライバ２３３は、フォーマッタ２３１が生成した変調信号に基づいて、レーザ光源２０１を制御する。これにより、原盤基材１１０へのレーザ光２００Ａの照射が制御される。

フォーマッタ２３１は、基材レジスト層に描画する任意のパターンが描かれた入力画像に基づいて、基材レジスト層にレーザ光２００Ａを照射するための制御信号を生成する。具体的には、まず、フォーマッタ２３１は、基材レジスト層に描画する任意の描画パターンが描かれた入力画像を取得する。入力画像は、軸方向に基材レジスト層の外周面を切り開いて一平面に伸ばした、基材レジスト層の外周面の展開図に相当する画像である。この展開図には、原盤１００の周面形状に相当する画像が描かれている。この画像は、反転凹凸構造４３０の反転構造を示す。なお、原盤１００の原盤凹凸構造１２０が転写された転写用フィルムを作製し、この転写用フィルムを転写型として用いて可撓性基材４１０上に反転凹凸構造４３０を形成してもよい。この場合、原盤凹凸構造１２０は反転凹凸構造４３０と同じ凹凸構造を有することになる。

次に、フォーマッタ２３１は、入力画像を所定の大きさの小領域に分割し（例えば、格子状に分割し）、小領域の各々に凹部描画パターン（つまり、原盤１００の凹部に相当するパターン）が含まれるか否かを判断する。続いて、フォーマッタ２３１は、凹部描画パターンが含まれると判断した各小領域にレーザ光２００Ａを照射するよう制御する制御信号に生成する。この制御信号（すなわち、露光信号）は、スピンドルモータ２２５の回転と同期されることが好ましいが、同期されていなくてもよい。また、制御信号とスピンドルモータ２２５の回転との同期は原盤基材１１０が１回転する毎に取り直されてもよい。さらに、ドライバ２３３は、フォーマッタ２３１が生成した制御信号に基づいてレーザ光源２０１の出力を制御する。これにより、基材レジスト層へのレーザ光２００Ａの照射が制御される。なお、露光装置２００は、フォーカスサーボ、レーザ光２００Ａの照射スポットの位置補正等のような公知の露光制御処理を行ってもよい。フォーカスサーボはレーザ光２００Ａの波長を用いてもよく、他の波長を参照用に用いてもよい。

また、レーザ光源２０１から照射されたレーザ光２００Ａは、複数系統の光学系に分岐された後に基材レジスト層に照射されてもよい。この場合、複数の照射スポットが基材レジスト層に形成される。この場合、一方の光学系から出射されたレーザ光２００Ａが他方の光学系によって形成された潜像に到達した際に、露光を終了すればよい。

したがって、本実施形態によれば、入力画像の描画パターンに応じた潜像をレジスト層に形成することができる。そして、レジスト層を現像し、現像後のレジスト層をマスクとして原盤基材１１０及び基材レジスト層をエッチングすることで、原盤基材１１０上に入力画像の描画パターンに応じた原盤凹凸構造１２０を形成する。すなわち、描画パターンに応じた任意の原盤凹凸構造１２０を形成することができる。したがって、描画パターンとして、反転凹凸構造４３０の反転構造が描かれた描画パターンを準備すれば、反転凹凸構造４３０の反転構造を有する原盤凹凸構造１２０を形成することができる。

なお、本実施形態で使用可能な露光装置は露光装置２００に制限されず、露光装置２００と同様の機能を有するものであればどのような露光装置を使用してもよい。

（６－１－４．原盤を用いた凹凸構造の形成方法について）
次に、図１９を参照して、原盤１００を用いた反転凹凸構造４３０の形成方法の一例について説明する。反転凹凸構造４３０は、原盤１００を用いたロールツーロール方式の転写装置３００によって可撓性基材４１０上に形成可能である。図１９に示す転写装置３００では、樹脂層４２５を構成する硬化性樹脂が所謂紫外線硬化性樹脂となっている。転写装置３００を用いて、上述した第２および第３の原盤作製工程が行われる。

転写装置３００は、原盤１００と、基材供給ロール３０１と、巻取りロール３０２と、ガイドロール３０３、３０４と、ニップロール３０５と、剥離ロール３０６と、塗布装置３０７と、光源３０９とを備える。

基材供給ロール３０１は、長尺な可撓性基材４１０がロール状に巻かれたロールであり、巻取りロール３０２は、可撓性原盤４００を巻き取るロールである。また、ガイドロール３０３、３０４は、可撓性基材４１０を搬送するロールである。ニップロール３０５は、未硬化樹脂層４２０が積層された可撓性基材４１０、すなわち被転写フィルム４５０を原盤１００に密着させるロールである。剥離ロール３０６は、可撓性原盤４００を原盤１００から剥離するロールである。

塗布装置３０７は、コーターなどの塗布手段を備え、未硬化の硬化性樹脂を可撓性基材４１０に塗布し、未硬化樹脂層４２０を形成する。塗布装置３０７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３０９は、未硬化樹脂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ってもよい。

転写装置３００では、まず、基材供給ロール３０１からガイドロール３０３を介して、可撓性基材４１０が連続的に送出される。なお、送出の途中で基材供給ロール３０１を別ロットの基材供給ロール３０１に変更してもよい。送出された可撓性基材４１０に対して、塗布装置３０７により未硬化樹脂が塗布され、可撓性基材４１０に未硬化樹脂層４２０が積層される。これにより、被転写フィルム４５０が作製される。被転写フィルム４５０は、ニップロール３０５により、原盤１００と密着させられる。光源３０９は、原盤１００に密着した未硬化樹脂層４２０に紫外線を照射することで、未硬化樹脂層４２０を硬化する。これにより、未硬化樹脂層４２０が樹脂層４２５となり、かつ、樹脂層４２５の表面に原盤凹凸構造１２０が転写される。すなわち、樹脂層４２５の表面に原盤凹凸構造１２０の反転構造、すなわち反転凹凸構造４３０が形成される。続いて、反転凹凸構造４３０が形成された可撓性基材４１０は、剥離ロール３０６により原盤１００から剥離される。ついで、反転凹凸構造４３０が形成された可撓性基材４１０は、ガイドロール３０４を介して、巻取りロール３０２によって巻き取られる。なお、原盤１００は縦置きであっても横置きであってもよく、原盤１００の回転時の角度、偏芯を補正する機構を別途設けてもよい。例えば、チャッキング機構に偏芯チルト機構を設けてもよい。転写は圧空転写により行われてもよい。

このように、転写装置３００では、被転写フィルム４５０をロールツーロールで搬送する一方で、原盤１００の周面形状を被転写フィルム４５０に転写する。これにより、可撓性基材４１０上に反転凹凸構造４３０が形成される。

なお、可撓性基材４１０を熱可塑性樹脂フィルムとした場合、塗布装置３０７及び光源３０９は不要となる。この場合、原盤１００よりも上流側に加熱装置を配置する。この加熱装置によって可撓性基材４１０を加熱して柔らかくし、その後、可撓性基材４１０を原盤１００に押し付ける。これにより、原盤１００の周面に形成された原盤凹凸構造１２０が可撓性基材４１０に転写される。なお、可撓性基材４１０を熱可塑性樹脂以外の樹脂で構成されたフィルムとし、可撓性基材４１０と熱可塑性樹脂フィルムとを積層してもよい。この場合、積層フィルムは、加熱装置で加熱された後、原盤１００に押し付けられる。したがって、転写装置３００は、可撓性基材４１０上に反転凹凸構造４３０が形成された転写物を連続的に作製することができる。

また、原盤１００の原盤凹凸構造１２０が転写された転写用フィルムを作製し、この転写用フィルムを転写型として用いて可撓性基材４１０上に反転凹凸構造４３０を形成してもよい。転写用フィルムの凹凸構造をさらに転写した転写用フィルムを転写型としてもよい。この場合、樹脂層４２５に形成される微細凹凸構造が反転凹凸構造となるように、原盤凹凸構造１２０が形成される。また、電鋳や熱転写などにより原盤１００を複製し、この複製品を転写型として用いてもよい。さらに、原盤１００の形状はロール形状に限られる必要は無く平面状の原盤でもよく、レーザ光２００Ａをレジスト照射する方法のほか、マスクを用いた半導体露光、電子線描画、機械加工、陽極酸化等、種々の加工方法を選択することができる。

<７．樹脂積層光学体及び光源ユニットの適用例>
次に、図２０～図２６に基づいて、樹脂積層光学体１及び光源ユニット３０の適用例について説明する。図２０の例では、投影型の画像表示装置（すなわち画像投影装置）１０００に樹脂積層光学体１及び光源ユニット３０を適用している。画像表示装置１０００は、透過型拡散スクリーン構造を有する。すなわち、画像表示装置１０００は、光照射装置１０１０と、液晶パネル１０１５と、ミラー１０２０、１０３０と、表示部１０４０とを備える。光照射装置１０１０から照射された光は、液晶パネル１０１５を通過し、ミラー１０２０、１０３０、表示部１０４０で順次反射され、ユーザ（人物Ｕ）の視界に入る。つまり、液晶パネル１０１５に表示される画像は、表示部１０４０に虚像として表示される。これにより、ユーザは、表示部１０４０に表示される画像（虚像）を視認することができる。

光照射装置１０１０は、図２１に示す光学ユニット１ａを有する。光学ユニット１ａは、樹脂積層光学体１及び光源ユニット３０を有する。図２１の例では、光学基材１０は両凹レンズとなっており、表裏両面に樹脂層２０が形成されている。光源ユニット３０内の光源３１はマトリックス状に配置されており、各光源３１が所望の態様で発光することで、所望の画像を表示部１０４０に表示することができる。表示部１０４０は、例えばウインドシールドまたはコンバイナ等である。例えば、画像表示装置１０００が車載される場合、表示部１０４０はウインドシールドとなる。

光学ユニット１ａの構成は図２１の例に限定されない。例えば、樹脂積層光学体１は、図１～図８に列挙された例であってもよい。さらに、樹脂積層光学体１及び光源ユニット３０のいずれかを従来の構成に置き換えてもよい。例えば図２２に示すように、光源ユニット３０の樹脂層４０を省略してもよい。また、図２３に示すように、樹脂積層光学体１を光学基材１０（つまり従来の光学レンズ）に置き換えてもよい。

さらに、ミラー１０２０、１０３０の少なくとも一方を樹脂積層光学体１に置き換えても良い。

図２０の例によれば、光照射装置１０１０に光学ユニット１ａを内蔵させるので、光照射装置１０１０を小型化することができ、ひいては、画像表示装置１０００を小型化することができる。ミラー１０２０、１０３０の少なくとも一方を樹脂積層光学体１に置き換えることで、画像表示装置１０００のさらなる小型化が期待できる。さらに、樹脂層２０と光学基材１０との間、あるいは樹脂層４０と光学基材３２との間で界面反射が生じにくくなるので、発光品質、具体的には表示画像の品質が向上しうる（例えば、輝度ムラの低減等）。

図２４の例では、投影型の画像表示装置（すなわち画像投影装置）２０００に樹脂積層光学体１を適用している。画像表示装置２０００は、透過型拡散スクリーン構造を有する。すなわち、画像表示装置２０００は、光照射装置２０１０と、表示部２０２０とを備える。光照射装置２０１０は、例えばラスタスキャン方式レーザ照射装置であり、光照射装置２０１０から照射された光は、樹脂積層光学体１を通って表示部２０２０に入射する。表示部２０２０に入射した光は、表示部２０２０で反射され、ユーザの視界に入る。これにより、ユーザは、表示部２０２０に表示される画像（虚像）を視認することができる。表示部２０２０は、例えばコンバイナ等である。

このように、図２４の例では、光照射装置２０１０から出射された光の光路状に樹脂積層光学体１が配置される。図２４の例では、図１に示す樹脂積層光学体１が配置されるが、図３～図８に列挙された他の樹脂積層光学体１を配置してもよい。

図２４の例によれば、画像表示装置２０００に樹脂積層光学体１を内蔵させるので、画像表示装置１０００を小型化することができる。さらに、樹脂層２０と光学基材１０との間で界面反射が生じにくくなるので、発光品質、具体的には表示画像の品質が向上しうる（例えば、輝度ムラの低減等）。

図２５の例では、投影型の画像表示装置（すなわち画像投影装置）３０００に樹脂積層光学体１を適用している。画像表示装置３０００は、反射型拡散スクリーン構造を有する。すなわち、画像表示装置３０００は、光照射装置３０１０と、液晶パネル３０１５と、ミラー３０２０と、表示部３０３０とを備える。光照射装置３０１０は、例えばレーザ光を出射するレーザ光源、あるいはＬＥＤ光源であってもよい。光照射装置３０１０から照射された光は、液晶パネル３０１５を通過し、ミラー３０２０、表示部３０３０で反射され、ユーザの視界に入る。つまり、液晶パネル３０１５に表示される画像は、表示部３０３０に虚像として表示される。これにより、ユーザは、表示部３０３０に表示される画像（虚像）を視認することができる。

図２５の例では、ミラー３０２０が樹脂積層光学体１で構成されている。表示部３０３０は、例えばウインドシールドまたはコンバイナ等である。樹脂積層光学体１の構成は図２５の例に限られず、図１～図８に列挙された他の樹脂積層光学体１であってもよい。また、光照射装置３０１０を上述した光照射装置１０１０で構成してもよい。

図２５の例によれば、ミラー３０２０を樹脂積層光学体１で構成するので、画像表示装置３０００を小型化することができる。さらに、樹脂層２０と光学基材１０との間で界面反射が生じにくくなるので、発光品質、具体的には表示画像の品質が向上しうる（例えば、輝度ムラの低減等）。

図２６の例では、投影型の画像表示装置（すなわち画像投影装置）４０００に樹脂積層光学体１を適用している。画像表示装置４０００は、反射型拡散スクリーン構造を有する。すなわち、画像表示装置４０００は、光照射装置４０１０と、液晶パネル４０１５と、ミラー４０２０、４０３０と、表示部４０４０とを備える。光照射装置４０１０は、例えばレーザ光を出射するレーザ光源、あるいはＬＥＤ光源であってもよい。光照射装置４０１０から照射された光は、液晶パネル４０１５を通過し、ミラー４０２０、４０３０、表示部４０４０で反射され、ユーザの視界に入る。つまり、液晶パネル４０１５に表示される画像は、表示部４０４０に虚像として表示される。これにより、ユーザは、表示部４０４０に表示される画像（虚像）を視認することができる。

図２６の例では、ミラー４０２０、４０３０が樹脂積層光学体１で構成されている。表示部４０４０は、例えばウインドシールドまたはコンバイナ等である。樹脂積層光学体１の構成は図２６の例に限られず、図１～図８に列挙された他の樹脂積層光学体１であってもよい。また、ミラー４０２０、４０３０の少なくとも一方は従来のミラーで構成されていてもよい。

図２６の例によれば、ミラー４０２０、４０３０を樹脂積層光学体１で構成するので、画像表示装置４０００を小型化することができる。

<１．実施例１>
つぎに、本実施形態の実施例について説明する。実施例１～１８、比較例１では、図２０に示す光照射装置１０１０の特性を評価する試験を行った。以下、詳細に説明する。

（１－１．可能性原盤の作製）
上述した第１～第３の原盤作製工程を行うことで、反転凹凸構造４３０が光拡散構造またはモスアイ構造となる可撓性原盤４００を作製した。より具体的には、可撓性基材４１０として、厚さ７５μｍのＰＥＴフィルムを準備した。そして、図１９に示す転写装置３００を用いて可撓性基材４１０の一方の表面に樹脂層４２５を形成した。ここで、紫外線硬化性樹脂として、デクセリアルズ社製の紫外線硬化性アクリル樹脂組成物ＳＫ１１２０を使用した。モスアイ構造を構成する反転凹凸構造４３０の平均周期は２５０ｎｍであり、高低差は２００ｎｍであった。光拡散構造を構成する反転凹凸構造４３０では、微細凹部間の平均間隔、及び微細凸部間の平均間隔は４８μｍであり、高低差は１．２μｍであった。

（１－２．光学基材の準備）
レンズ用の光学基材１０（以下、「光学基材１０－１」とも称する）として、平凹レンズを用意した。ここで、光学基材１０－１の直径（φ）は５０ｍｍ、材質はＢＫ７、曲率半径は１０２ｍｍであった。また、光学基材１０－１の屈折率は１．５２であった。ここで、曲率半径はＰａｎａｓｏｎｉｃ社製３次元測定器ＵＡ３Ｐにより測定し、屈折率はアタゴ社製のアッベ屈折率計により測定した。なお、屈折率は波長５８７ｎｍに対する屈折率とした。

さらに、光源ユニット３０用の光学基材３２の材料として、シクロオレフィンポリマー（ゼオン社製ゼオネックス４８０Ｒ）を用意した。

（１－３．紫外線硬化樹脂の準備）
樹脂層２０を構成する紫外線硬化性樹脂として、以下の組成のアクリル系紫外線硬化性樹脂を準備した。アクリル系紫外線硬化性樹脂の未硬化時の粘度（ｃＰ）は１２４０ｃＰであり、屈折率は１．５２であった。ここで、粘度はブルックフィールド社製の回転粘度計により測定し、屈折率は硬化後にアタゴ社製のアッベ屈折率計により測定した。屈折率は、波長５８７ｎｍに対する屈折率とした。
モノマー：東亞合成 アロニックスＭ３０５：４５質量部
オリゴマー：日本合成化学 ＵＶ－１７００ ：２０質量部
反応性希釈剤：ＫＪケミカル ＤＭＡＡ ：３０質量部
光重合開始剤：イルガキュア１８４ ：５質量部

（１－４．光源ユニットの作製）
上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光源ユニット３０－１を作製した。ここで、可撓性原盤４００として、反転凹凸構造４３０がモスアイ構造となっている可撓性原盤４００（以下、「可撓性原盤４００－１」とも称する）を使用した。さらに、光源３１として白色ＬＥＤを使用した。また、光源３１上にモールディングにて上述したシクロオレフィンポリマーを直接充填することで、光学基材３２に光源３１を埋め込んだ。これにより、光源ユニット３０－１を作製した。樹脂層４０の厚さは３μｍとした。なお、以下の実施例では、樹脂層４０の厚さは全て実施例１と同様とした。

（１－５．光拡散板の作製）
反転凹凸構造４３０が光拡散構造となっている可撓性原盤４００（以下、「可撓性原盤４００－２」とも称する）と上述した紫外線硬化樹脂を用いて、光拡散板を作製した。具体的には、アクリルフィルム上に上述した紫外線硬化性樹脂を５μｍの厚みで塗布し、その上から可撓性原盤４００－２を貼り合わせた。この状態で紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射し、可撓性原盤４００－２を剥離することで光拡散板を作製した。

（１－６．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１の発光面３２ａ上に光学基材１０－１及び光拡散板をこの順で配置することで、光学ユニット１ａを作製した。ここで、光学基材１０－１の曲面１１を光拡散板に対向させた。以下、曲面１１を光学基材１０－１の「表面」とし、表面と反対側の面（光源ユニット３０－１側の表面）を「裏面」とする。そして、光源３１を発光させ、光拡散板を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。ここで、全光透過率は、光源３１の発光強度に対する透過光の発光強度の比であり、拡散角は、垂直透過（０°）の光強度で各発光角度の光強度を規格化したときに、光強度が半分となる角度である。全光線透過率は村上色彩技術研究所製：ＨＭ－１５０を使用して測定した。拡散角はＥＬＤＩＭ社製ＥＺ－Ｃｏｎｔｒａｓｔを使用して測定した。光源は白色コリメート光源を使用した。結果を表１にまとめて示す。

<２．実施例２>
（２－１．樹脂積層光学体の作製）
可撓性原盤４００－１を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の表面に樹脂層２０を形成した。これにより、樹脂積層光学体１－２を作製した。樹脂層２０の表面２１には、微細凹凸構造５０としてモスアイ構造が形成されている。樹脂層２０の厚さは５μｍとした。なお、以下の実施例では、樹脂層２０の厚さは全て実施例２と同様とした。

（２－２．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－２及び光拡散板をこの順で配置することで、光学ユニット１ａを作製した。光拡散板は実施例１で使用したものである。そして、光源３１を発光させ、光拡散板を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表１にまとめて示す。

<３．実施例３>
（３－１．樹脂積層光学体の作製）
可撓性原盤４００－１を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の裏面に樹脂層２０を形成した。これにより、樹脂積層光学体１－３を作製した。樹脂層２０の表面２１には、微細凹凸構造５０としてモスアイ構造が形成されている。

（３－２．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－３及び光拡散板をこの順で配置することで、光学ユニット１ａを作製した。光拡散板は実施例１で使用したものである。そして、光源３１を発光させ、光拡散板を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表１にまとめて示す。

<４．実施例４>
（４－１．樹脂積層光学体の作製）
可撓性原盤４００－１を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の表裏両面に樹脂層２０を形成した。これにより、樹脂積層光学体１－４を作製した。樹脂層２０の表面２１には、微細凹凸構造５０としてモスアイ構造が形成されている。

（４－２．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－４及び光拡散板をこの順で配置することで、光学ユニット１ａを作製した。光拡散板は実施例１で使用したものである。そして、光源３１を発光させ、光拡散板を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表１にまとめて示す。

<５．比較例１>
（５－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光学基材３２に光源３１を内蔵させることで、光源ユニット３０－ｃ１を作製した。光源ユニット３０－ｃ１は、実施例１の光源ユニット３０－１から樹脂層４０を省略したものである。この光源ユニット３０－ｃ１の発光面３２ａ上に光学基材１０－１及び光拡散板をこの順で配置することで、光学ユニットを作製した。光拡散板は実施例１で使用したものである。したがって、比較例１の光学ユニットでは、光学基材１０－１、３２のいずれにも本実施形態に係る樹脂層が形成されていない。そして、光源３１を発光させ、光拡散板を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表１にまとめて示す。

なお、表１において、レンズ１、２はそれぞれ光学基材３２、１０－１を意味する。拡散板の「別置き」は、光学基材１０－１と光拡散板とが別体になっていることを意味する。「無処理」は樹脂層が形成されていないことを意味する。「反射防止」はモスアイ構造が形成されていることを意味する。

<６．実施例５>
（６－１．樹脂積層光学体の作製）
可撓性原盤４００－２を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の表面に樹脂層２０を形成した。これにより、樹脂積層光学体１－５を作製した。樹脂層２０の表面２１には、微細凹凸構造５０として光拡散構造が形成されている。

（６－２．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－ｃ１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－５を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－５を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

<７．実施例６>
（７－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－５を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－５を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

<８．実施例７>
（８－１．樹脂積層光学体の作製）
可撓性原盤４００－２を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の裏面に樹脂層２０を形成した。これにより、樹脂積層光学体１－７を作製した。樹脂層２０の表面２１には、微細凹凸構造５０として光拡散構造が形成されている。

（８－２．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－ｃ１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－７を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－７を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

<９．実施例８>
（９－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－７を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－７を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

<１０．実施例９>
（１０－１．樹脂積層光学体の作製）
可撓性原盤４００－２を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の表裏両面に樹脂層２０を形成した。これにより、樹脂積層光学体１－９を作製した。樹脂層２０の表面２１には、微細凹凸構造５０として光拡散構造が形成されている。

（１０－２．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－ｃ１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－９を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－９を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

<１１．実施例１０>
（１１－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－９を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－９を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

<１２．実施例１１>
（１２－１．樹脂積層光学体の作製）
可撓性原盤４００－２を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の表面に樹脂層２０を形成した。この樹脂層２０の表面２１には微細凹凸構造５０として光拡散構造が形成されている。さらに、可撓性原盤４００－１を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の裏面に樹脂層２０を形成した。この樹脂層２０の表面２１には微細凹凸構造５０としてモスアイ構造が形成されている。これにより、樹脂積層光学体１－１１を作製した。

（１２－２．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－ｃ１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－１１を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－１１を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

<１３．実施例１２>
（１１－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－１１を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－１１を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

<１４．実施例１３>
（１２－１．樹脂積層光学体の作製）
可撓性原盤４００－１を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の表面に樹脂層２０を形成した。この樹脂層２０の表面２１には微細凹凸構造５０としてモスアイ構造が形成されている。さらに、可撓性原盤４００－２を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－１の裏面に樹脂層２０を形成した。この樹脂層２０の表面２１には微細凹凸構造５０として光拡散構造が形成されている。これにより、樹脂積層光学体１－１３を作製した。

（１２－２．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－ｃ１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－１３を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－１３を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

<１５．実施例１４>
（１１－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－１３を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－１３を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表２にまとめて示す。

なお、表２において、レンズ１、２はそれぞれ光学基材３２、１０－１を意味する。拡散板の「レンズ一体」は、光学基材１０－１及び光学基材３２の少なくとも一方に光拡散構造が一体化している（すなわち、光拡散構造を有する樹脂層が形成されている）ことを意味する。「無処理」は樹脂層が形成されていないことを意味する。「反射防止」はモスアイ構造が形成されていることを意味する。「拡散」は光拡散構造が形成されていることを意味する。

<１６．実施例１５>
（１６－１．光源ユニットの作製）
上述した第１～第７の工程及び剥離工程を行うことで、光源ユニット３０－１５を作製した。ここで、可撓性原盤４００として、可撓性原盤４００－２を使用した。光源３１は実施例１と同様のものを使用した。これにより、光源ユニット３０－１５を作製した。樹脂層４０の表面４１には、微細凹凸構造５０として光拡散構造が形成されている。

（１６－２．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１５の発光面３２ａ上に光学基材１０－１を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、光学基材１０－１を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表３にまとめて示す。

<１７．実施例１６>
（１７－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１５の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－２を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－２を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表３にまとめて示す。

<１８．実施例１７>
（１８－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１５の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－４を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－４を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表３にまとめて示す。

<１９．実施例１８>
（１９－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光源ユニット３０－１５の発光面３２ａ上に樹脂積層光学体１－３を配置することで、光学ユニット１ａを作製した。そして、光源３１を発光させ、樹脂積層光学体１－３を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表３にまとめて示す。

なお、表３において、レンズ１、２はそれぞれ光学基材３２、１０－１を意味する。拡散板の「レンズ一体」は、光学基材１０－１及び光学基材３２の少なくとも一方に光拡散構造が一体化している（すなわち、光拡散構造を有する樹脂層が形成されている）ことを意味する。「無処理」は樹脂層が形成されていないことを意味する。「反射防止」はモスアイ構造が形成されていることを意味する。「拡散」は光拡散構造が形成されていることを意味する。

<２０．実施例１９>
実施例１９～２２、比較例２では、図２４に示す画像表示装置２０００（特に、光照射装置２０１０周辺）の光学特性を評価する試験を行った。以下、詳細に説明する。

（２０－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光照射装置２０１０として、ラスタスキャン方式レーザ照射装置を用意した。この光照射装置２０１０の光路上に樹脂積層光学体１－６を配置した。ここで、樹脂積層光学体１－６の表面（光学基材１０－１の表面）を表示部２０２０側に向けた。そして、光照射装置２０１０から光を出射させ、樹脂積層光学体１－６を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表４にまとめて示す。

<２１．実施例２０>
（２１－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光照射装置２０１０の光路上に樹脂積層光学体１－９を配置した。ここで、樹脂積層光学体１－９の表面（光学基材１０－１の表面）を表示部２０２０側に向けた。そして、光照射装置２０１０から光を出射させ、樹脂積層光学体１－９を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表４にまとめて示す。

<２２．実施例２１>
（２２－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光照射装置２０１０の光路上に樹脂積層光学体１－１１を配置した。ここで、樹脂積層光学体１－１１の表面（光学基材１０－１の表面）を表示部２０２０側に向けた。そして、光照射装置２０１０から光を出射させ、樹脂積層光学体１－１１を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表４にまとめて示す。

<２３．実施例２２>
（２１－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光照射装置２０１０の光路上に樹脂積層光学体１－１３を配置した。ここで、樹脂積層光学体１－１３の表面（光学基材１０－１の表面）を表示部２０２０側に向けた。そして、光照射装置２０１０から光を出射させ、樹脂積層光学体１－１３を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表４にまとめて示す。

<２４．比較例２>
（２４－１．全光線透過率及び拡散角の測定）
光照射装置２０１０の光路上に光拡散板及び光学基材１０－１をこの順で配置した。光拡散板は実施例１で使用したものである。ここで、光学基材１０－１の表面を表示部２０２０側に向けた。そして、光照射装置２０１０から光を出射させ、光学基材１０－１を透過した透過光の全光線透過率及び拡散角を測定した。測定条件は実施例１と同様とした。結果を表４にまとめて示す。

なお、表４において、レンズは光学基材１０－１を意味する。拡散板の「レンズ一体」は、光学基材１０－１に光拡散構造が一体化している（すなわち、光拡散構造を有する樹脂層が形成されている）ことを意味する。「別置き」は光拡散板と光学基材１０－１とが別体となっていることを意味する。「無処理」は樹脂層が形成されていないことを意味する。「反射防止」はモスアイ構造が形成されていることを意味する。「拡散」は光拡散構造が形成されていることを意味する。

<２５．実施例２３>
実施例２３、比較例３では、図２５に示す画像表示装置３０００の光学特性を評価する試験を行った。以下、詳細に説明する。

（２５－１．光学基材の準備）
ミラー用の光学基材１０（以下、「光学基材１０－２」とも称する）として、シクロオレフィンポリマー（ゼオン社製ゼオネックス４８０Ｒ）基材上にアルミ金属膜を真空蒸着にて成膜した物を用意した。

（２５－２．樹脂積層光学体の作製）
可撓性原盤４００－２を用いて上述した第１～第６の工程及び剥離工程を行うことで、光学基材１０－２の反射面（曲面１１が形成されている面）に樹脂層２０を形成した。これにより、樹脂積層光学体１－２３を作製した。樹脂層２０の表面２１には、微細凹凸構造５０として光拡散構造が形成されている。

（２５－３．輝度ムラの評価）
光照射装置３０１０として、白色ＬＥＤを用意した。そして、光照射装置３０１０、液晶パネル３０１５、ミラー３０２０、及び表示部３０３０を画像表示装置３０００内に配置した。ここで、ミラー３０２０として樹脂積層光学体１－２３を使用した。そして、光照射装置３０１０から光を出射させ、樹脂積層光学体１－２３で反射された反射光を表示部３０３０に入射させた。これにより、表示部３０３０に虚像を表示させた。この虚像の中心輝度と外縁部の輝度との輝度差を測定した。輝度の測定はコニカミノルタ製ＣＳ－２０００を用いて行った。外縁部の輝度は、複数の測定点で測定された値の算術平均値とした。ついで、輝度差が中心輝度の１０％以下である場合に輝度ムラを合格（輝度ムラが少ない）とし、輝度差が中心輝度の１０％を超える場合に輝度ムラを不合格（輝度ムラが大きい）とした。実施例２３では輝度ムラは合格レベルであった。結果を表５にまとめて示す。

<２６．比較例３>
樹脂積層光学体１－２３を光学基材１０－２に変えた他は実施例２３と同様の試験を行った。比較例３では輝度ムラが不合格レベルであった。結果を表５にまとめて示す。

なお、表５において、ミラーはミラー３０２０を意味する。「拡散なし」は光学基材１０－２に光拡散構造が形成されていないことを意味する。「拡散あり」は、光学基材１０－２に光拡散構造が形成されていることを意味する。輝度ムラの「○」は「合格」を示し、「×」は不合格を示す。

<２７．実施例２４>
実施例２４～２６、比較例４では、図２６に示す画像表示装置４０００の光学特性を評価する試験を行った。以下、詳細に説明する。

（２７－１．輝度ムラの評価）
光照射装置４０１０として、白色ＬＥＤを用意した。そして、光照射装置４０１０、液晶パネル４０１５、ミラー４０２０、４０３０、及び表示部４０４０を画像表示装置４０００内に配置した。ここで、ミラー４０２０として樹脂積層光学体１－２３を使用し、ミラー４０３０として光学基材１０－２を使用した。そして、光照射装置４０１０から光を出射させ、樹脂積層光学体１－２３で反射された反射光を表示部４０４０に入射させた。これにより、表示部４０４０に虚像を表示させた。この虚像の中心輝度と外縁部の輝度との輝度差を測定した。輝度の測定は実施例２３と同様にして行った。ついで、輝度差が中心輝度の１０％以下である場合に輝度ムラを合格（輝度ムラが少ない）とし、輝度差が中心輝度の１０％を超える場合に輝度ムラを不合格（輝度ムラが大きい）とした。実施例２４では輝度ムラは合格レベルであった。結果を表６にまとめて示す。

<２８．実施例２５>
（２８－１．輝度ムラの評価）
ミラー４０２０として光学基材１０－２を使用し、ミラー４０３０として樹脂積層光学体１－２３を使用した他は実施例２４と同様の試験を行った。輝度ムラは合格レベルであった。結果を表６にまとめて示す。

<２９．実施例２６>
（２９－１．輝度ムラの評価）
ミラー４０２０、４０３０として樹脂積層光学体１－２３を使用した他は実施例２４と同様の試験を行った。輝度ムラは合格レベルであった。結果を表６にまとめて示す。

<３０．比較例４>
ミラー４０２０、４０３０として光学基材１０－２を使用した他は実施例２４と同様の試験を行った。輝度ムラは不合格レベルであった。結果を表６にまとめて示す。

なお、表６において、ミラー１、２はそれぞれミラー４０２０、４０３０を示す。他の表記は表５と同様である。

実施例１～２６、比較例１～４から明らかな通り、本実施形態の要件を満たす実施例１～２６では、発光品質が改善されていた。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、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 樹脂積層光学体
１０ 光学基材
２０ 樹脂層
３０ 光源ユニット
３１ 光源
３２ 光学基材
４０ 樹脂層
５０ 微細凹凸構造

Claims (17)

1. 光源と、
   前記光源を内蔵する第２光学基材と、
   前記第２光学基材の発光面上に設けられる第２樹脂層と、
   を備え、
   前記第２樹脂層の表面には、第２微細凹凸構造が形成されていることを特徴とする、光源ユニット。
2. 前記第２微細凹凸構造は、モスアイ構造、光拡散構造、マイクロレンズアレイ構造、または回折格子構造のいずれか１種類以上であることを特徴とする、請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記第２微細凹凸構造は、モスアイ構造を含み、かつ、前記第２微細凹凸構造を構成する微細凹部間の平均間隔、または微細凸部間の平均間隔が５０ｎｍ～４００ｎｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の光源ユニット。
4. 前記第２微細凹凸構造は、モスアイ構造を含み、かつ、隣接する微細凹部と微細凸部との高低差が１００～５００ｎｍであることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の光源ユニット。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の光源ユニットと、
   樹脂積層光学体と、
   を含むことを特徴とする、光学ユニット。
6. 前記樹脂積層光学体は、
   第１曲面を有する第１光学基材と、
   前記第１光学基材の前記第１曲面上に設けられる第１樹脂層と、
   を備え、
   前記第１樹脂層の表面には、光拡散構造が形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の光学ユニット。
7. 前記樹脂積層光学体の前記光拡散構造は、第１微細凹凸構造を含み、
   前記第１微細凹凸構造を構成する微細凹部間の平均間隔、または微細凸部間の平均間隔が１～１５０μｍであることを特徴とする、請求項６に記載の光学ユニット。
8. 前記第１微細凹凸構造において隣接する微細凹部と微細凸部との高低差が０．５～５０μｍであることを特徴とする、請求項７に記載の光学ユニット。
9. 請求項５～８のいずれか１項に記載の光学ユニットに用いられる、樹脂積層光学体。
10. 請求項９に記載の樹脂積層光学体の製造方法であって、
    第１曲面を有する第１光学基材を準備する第１の工程と、
    前記第１光学基材の前記第１曲面上に未硬化樹脂層を形成する第２の工程と、
    表面に光拡散構造の反転構造が形成され、かつ、可撓性を有する可撓性原盤を準備する第３の工程と、
    前記可撓性原盤を前記未硬化樹脂層に近接させる第４の工程と、
    前記可撓性原盤に印圧を加えることで、前記可撓性原盤を変形させながら前記可撓性原盤の前記反転構造を前記未硬化樹脂層に押し当てる第５の工程と、
    前記可撓性原盤の前記反転構造を前記未硬化樹脂層に押し当てた状態で、前記未硬化樹脂層を硬化させることで、前記第１光学基材の前記第１曲面上に第１樹脂層を形成する第６の工程と、を含むことを特徴とする、樹脂積層光学体の製造方法。
11. 前記光拡散構造は、第１微細凹凸構造を含み、
    前記第１微細凹凸構造を構成する微細凹部間の平均間隔、または微細凸部間の平均間隔が１～１５０μｍであることを特徴とする、請求項１０に記載の樹脂積層光学体の製造方法。
12. 前記第１微細凹凸構造において隣接する微細凹部と微細凸部との高低差が０．５～５０μｍであることを特徴とする、請求項１１に記載の樹脂積層光学体の製造方法。
13. 光源ユニットの製造方法であって、
    曲面を有し、かつ光源を内蔵する光学基材を準備する第１の工程と、
    前記光学基材の曲面上に未硬化樹脂層を形成する第２の工程と、
    表面に微細凹凸構造の反転構造が形成され、かつ、可撓性を有する可撓性原盤を準備する第３の工程と、
    前記可撓性原盤を前記未硬化樹脂層に近接させる第４の工程と、
    前記可撓性原盤に印圧を加えることで、前記可撓性原盤を変形させながら前記可撓性原盤の前記反転構造を前記未硬化樹脂層に押し当てる第５の工程と、
    前記可撓性原盤の前記反転構造を前記未硬化樹脂層に押し当てた状態で、前記未硬化樹脂層を硬化させることで、前記光学基材の曲面上に樹脂層を形成する第６の工程と、を含むことを特徴とする、光源ユニットの製造方法。
14. 光源ユニットの製造方法であって、
    曲面を有する光学基材を準備する第１の工程と、
    前記光学基材の曲面上に未硬化樹脂層を形成する第２の工程と、
    表面に微細凹凸構造の反転構造が形成され、かつ、可撓性を有する可撓性原盤を準備する第３の工程と、
    前記可撓性原盤を前記未硬化樹脂層に近接させる第４の工程と、
    前記可撓性原盤に印圧を加えることで、前記可撓性原盤を変形させながら前記可撓性原盤の前記反転構造を前記未硬化樹脂層に押し当てる第５の工程と、
    前記可撓性原盤の前記反転構造を前記未硬化樹脂層に押し当てた状態で、前記未硬化樹脂層を硬化させることで、前記光学基材の曲面上に樹脂層を形成する第６の工程と、
    光源上に前記樹脂層が形成された前記光学基材を設置する第７の工程と、を含むことを特徴とする、光源ユニットの製造方法。
15. 前記微細凹凸構造は、モスアイ構造、光拡散構造、マイクロレンズアレイ構造、または回折格子構造のいずれか１種類以上であることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の光源ユニットの製造方法。
16. 前記微細凹凸構造は、モスアイ構造を含み、かつ、前記微細凹凸構造を構成する微細凹部間の平均間隔、または微細凸部間の平均間隔が５０ｎｍ～４００ｎｍであることを特徴とする、請求項１５に記載の光源ユニットの製造方法。
17. 前記微細凹凸構造は、モスアイ構造を含み、かつ、隣接する微細凹部と微細凸部との高低差が１００～５００ｎｍであることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の光源ユニットの製造方法。

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