專利名稱：光學(xué)部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能良好地控制設(shè)置位置、形狀和尺寸的光學(xué)部件及其制造方法。
背景技術(shù)：
例如，作為透鏡等光學(xué)構(gòu)件的一種制造方法，公知的是向基體上噴吐由液體材料構(gòu)成的液滴，然后使其固化，制造光學(xué)構(gòu)件。例如，專利文獻1中披露了通過使用噴墨頭噴吐液滴制造微透鏡的方法。根據(jù)這種方法，噴吐液滴前，在液滴落點的區(qū)域內(nèi)進行抗?jié)裥蕴幚砘蛭鼭裥蕴幚怼?br> 但是，根據(jù)這種方法，往往很難精密地控制透鏡的形狀和形成位置。
專利文獻1特開2000-2802號公報(日本專利2000-2802號公報)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠良好地控制其設(shè)置位置、形狀和尺寸的光學(xué)部件及其制造方法。
(1)本發(fā)明的光學(xué)部件包括具有光學(xué)表面的基體；
圍繞所述光學(xué)表面設(shè)置的尖狀部；以及其至少一部分設(shè)置在所述光學(xué)表面上的光學(xué)構(gòu)件，其中，所述尖狀部的尖端位于比所述光學(xué)表面高的位置上。
在本申請中，所說的“尖狀部”是指尖的部分。所說的“光學(xué)表面”是指光入射到光學(xué)構(gòu)件的表面或者光從光學(xué)構(gòu)件發(fā)射出去的表面。此外，這里所說的“基體”，是指具有表面的一種物體，在其表面上能夠設(shè)置所述光學(xué)表面，對所述基體本身的形狀和功能沒有特別的限定。所說的“光學(xué)構(gòu)件”是指具有可改變光的性質(zhì)和傳播方向功能的元件。
另外，所說的“圍繞光學(xué)表面設(shè)置尖狀部”，是指在被尖狀部圍繞的區(qū)域內(nèi)的至少一部分上設(shè)置光學(xué)表面。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)部件，由于具有上述構(gòu)成，因此通過控制所述尖狀部的形狀和高度等，便可以獲得包括很好地控制了設(shè)置位置、形狀及尺寸的光學(xué)構(gòu)件的光學(xué)部件。詳細情況將在實施方式中進行說明。
本發(fā)明的光學(xué)部件可以采取以下(A)～(H)方式。
(A)所述尖狀部可以設(shè)置在所述基體上。
(B)可以在所述基體的上方設(shè)置覆蓋層，在所述覆蓋層上設(shè)置所述尖狀部。
(C)所述光學(xué)構(gòu)件的頂部可以位于比所述尖狀部的尖端高的位置上。
(D)在所述光學(xué)表面的下方可以設(shè)置具有光元件功能的部分。
(E)所述光學(xué)構(gòu)件可以具有透鏡的功能。
在這種情況下，由所述尖狀部的尖端構(gòu)成圓或橢圓，所述光學(xué)構(gòu)件的截面為圓形或橢圓形，所述光學(xué)表面的中心可以與由所述尖狀部的尖端構(gòu)成的圓或橢圓的中心一致。
(F)由所述尖狀部的尖端構(gòu)成圓或橢圓，所述光學(xué)構(gòu)件的截面為圓形或橢圓形，所述光學(xué)構(gòu)件的截面的最大徑可以比由所述尖狀部的尖端構(gòu)成的圓或橢圓的最大徑大。而且，當由所述尖狀部的尖端構(gòu)成圓時，所述圓的最大徑是所述圓的直徑，當由所述尖狀部的尖端構(gòu)成橢圓時，所述橢圓的最大徑是所述橢圓的長軸。
(G)在所述基體上設(shè)置凸部，可以將所述光學(xué)表面設(shè)置成所述凸部的上表面的至少一部分。
這種情況下，所述凸部能夠構(gòu)成光元件的至少一部分。
(H)所述光學(xué)構(gòu)件的周圍填充了密封介質(zhì)。
(2)本發(fā)明的光學(xué)部件的制造方法包括以下步驟(a)在具有光學(xué)表面的基體的上方形成圍繞所述光學(xué)表面設(shè)置的尖狀部，此時，所述尖狀部的尖端形成在比所述光學(xué)表面高的位置上；(b)向所述光學(xué)表面噴吐液滴，形成光學(xué)構(gòu)件前身；(c)使所述光學(xué)構(gòu)件前身固化，形成光學(xué)構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)部件的制造方法，通過在所述步驟(a)中，調(diào)整所述尖狀部的形狀和高度，在所述步驟(b)中，調(diào)整所述液滴的噴吐量等，能夠形成包括可良好控制設(shè)置位置、形狀和尺寸的光學(xué)構(gòu)件的光學(xué)部件。詳細說明將在實施方式中加以說明。
在所述的本發(fā)明的光學(xué)部件的制造方法中，可以采取以下(A)～(J)方式。
(A)在所述步驟(a)中，能夠?qū)⑺黾鉅畈啃纬稍谒龌w上。
(B)在所述步驟(a)中，可以在所述基體的上方形成覆蓋層，在覆蓋層上形成所述尖狀部。
(C)在所述步驟(c)中，可將所述光學(xué)構(gòu)件的頂部形成在比所述尖狀部的尖端高的位置上。
(D)可以在所述光學(xué)表面的下方設(shè)置具有光元件功能的部分。
(E)在所述步驟(a)中，使所述尖狀部的尖端形成圓或橢圓，此時，以所述光學(xué)表面的中心與由所述尖狀部的尖端構(gòu)成的圓或橢圓的中心一致的方式形成所述尖狀部。
(F)可在所述步驟(a)中，使所述尖狀部的尖端形成圓或橢圓，在所述步驟(c)中，所述光學(xué)構(gòu)件的截面的最大徑比由所述尖狀部的尖端構(gòu)成的圓或橢圓的最大徑大。
(G)可在所述基體上設(shè)置凸部，將所述光學(xué)表面設(shè)置成所述凸部的上表面的至少一部分。
這種情況下，所述凸部可以構(gòu)成光元件的至少一部分。
(H)所述的光學(xué)部件的制造方法還包括步驟(d)，用密封介質(zhì)對所述光學(xué)構(gòu)件的周圍進行填充。
(I)在所述步驟(b)中，所述液滴的噴吐可以通過噴墨法進行。這里所說的“噴墨法”是指使用噴墨頭噴吐液滴的方法。不過，這種情況下，噴吐的液滴并不是用于印刷品的所謂的墨，而是包含所述光學(xué)構(gòu)件原料的液體物。根據(jù)這種方法，因為能夠微量調(diào)整所述液滴的噴吐量，所以能夠在所述光學(xué)表面上簡便地設(shè)置精密的光學(xué)構(gòu)件前身。
(J)在所述步驟(c)中，通過施加能量使所述光學(xué)構(gòu)件前身固化。


圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第1實施方式的光學(xué)部件的截面圖。
圖2示意性地示出了圖1所示的光學(xué)部件的平面圖。
圖3示意性地示出了圖1和圖2所示的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
圖4示意性地示出了圖1和圖2所示的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
圖5示意性地示出了圖1和圖2所示的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
圖6示意性地示出了圖1和圖2所示的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
圖7示意性地示出了圖1和圖2所示的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
圖8示意性地示出了圖1和圖2所示的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
圖9中的圖9(a)～圖9(c)分別示意性地示出了根據(jù)第1實施方式的光學(xué)部件的一變形例的截面圖。
圖10示意性地示出了根據(jù)第1實施方式的光學(xué)部件的一變形例的截面圖。
圖11示意性地示出了圖10所示的光學(xué)部件的一變形例的平面圖。
圖12示意性地示出了根據(jù)第1實施方式的光學(xué)部件的一變形例的截面圖。
圖13示意性地示出了根據(jù)第2實施方式的光學(xué)部件的截面圖。
圖14示意性地示出了圖13所示的光學(xué)部件的平面圖。
圖15中的圖15(a)～圖15(d)分別示意性地示出了圖13和圖14所示的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
圖16示意性地示出了根據(jù)第2實施方式的光學(xué)部件的一變形例的截面圖。
圖17示意性地示出了根據(jù)第2實施方式的光學(xué)部件的一變形例的截面圖。
圖18示意性地示出了根據(jù)第3實施方式的光學(xué)部件的截面圖。
圖19示意性地示出了圖18所示的光學(xué)部件的平面圖。
圖20中的圖20(a)～圖20(f)分別示意性地示出了圖18和圖19所示的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
圖21示意性地示出了根據(jù)第3實施方式的光學(xué)部件的一變形例的截面圖。
圖22示意性地示出了作為一比較例的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
圖23示意性地示出了作為一比較例的光學(xué)部件的一制造步驟的截面圖。
具體實施例方式
下面對照附圖就本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明。
第1實施方式1.光學(xué)部件的構(gòu)造圖1示意性地示出了適用本發(fā)明的一實施方式中的光學(xué)部件100的截面圖。圖2示意性地示出了圖1所示的光學(xué)部件100的平面圖。另外，圖1是表示沿圖2的A-A線剖開的截面圖。
本實施方式的光學(xué)部件100包括具有光學(xué)表面12a的基體10；圍繞光學(xué)表面12a設(shè)置的尖狀部24；以及設(shè)置在光學(xué)表面12a上的光學(xué)構(gòu)件32。尖狀部24的尖端24c設(shè)置在比光學(xué)表面12a高的位置上。
此外，在本實施方式的光學(xué)部件100中，在基體10的上方設(shè)有覆蓋層20，在覆蓋層20上設(shè)有尖狀部24。因此，通過圍繞光學(xué)表面12a設(shè)置尖狀部24，在光學(xué)表面12a上形成開口部22。而且，光學(xué)表面12a位于開口部22的底面。
光學(xué)構(gòu)件32可使特定波長的光透射。例如，該光學(xué)構(gòu)件32可以具有對入射光進行聚光、偏光、或分光功能。而且，這里所說的“透射”是指入射到光學(xué)構(gòu)件32上的光入射后，光再從該光學(xué)構(gòu)件32發(fā)射出去，不僅包括入射到光學(xué)構(gòu)件32的光所有都從該光學(xué)構(gòu)件32發(fā)射出去的情形，還包括入射到光學(xué)構(gòu)件32的光僅有一部分從該光學(xué)構(gòu)件32發(fā)射出去的情形。
光學(xué)部件100可以是指發(fā)光元件或受光元件等的光元件，或者是指不具有光電轉(zhuǎn)換功能的部件(例如微透鏡襯底)。后面所述的其他實施方式和實施例中的光學(xué)部件與此相同。
下面主要參照圖1和圖2，就本實施方式的光學(xué)部件100的各個結(jié)構(gòu)要素進行說明。
(基體)基體10的材質(zhì)可以根據(jù)光學(xué)部件100的功能來決定?；w10可以采用諸如硅襯底和GaAs襯底等的半導(dǎo)體襯底、玻璃襯底以及塑料襯底等。
(凸部)在本實施方式的光學(xué)部件100中，如圖1和圖2所示，將圓柱狀的凸部12設(shè)置在基體10上。當光學(xué)部件100為光元件時，該凸部12可以構(gòu)成光元件的至少一部分。
另外，凸部12可以與基體10整體形成。這種情況下，凸部12和基體10可由同一種材料形成。而且，這種凸部12，例如，可通過在基體10上形成圖案的方式形成。
或者，可以通過在基體10上設(shè)置其他的構(gòu)件形成凸部12。例如，可以通過在基體10上設(shè)置光元件形成凸部12(參照下面描述的實施例2)。或者，可以使用光刻法或沖壓法等方法在基體10上設(shè)置凸部12。
(凸部上表面的形狀)光學(xué)構(gòu)件32(將在下面描述)的形成是采用向光學(xué)表面12a噴吐液滴，形成光學(xué)構(gòu)件前身(將在下面描述)后，再使該光學(xué)構(gòu)件前身固化的方法形成的。
此外，在本實施方式中，開口部22的底面是凸部12的上表面，而且，示出了光學(xué)表面12a是凸部12的上表面的情況。雖然沒有圖示，但光學(xué)表面可以是凸部上表面的至少一部分。此外，雖然沒有圖示，但光學(xué)表面可以是開口部的底面的至少一部分。
開口部22的底面(光學(xué)表面12a)的形狀由形成在該底面12a上的光學(xué)構(gòu)件32的功能和用途決定，以及當凸部12作為光元件的至少一部分發(fā)揮作用時，由光元件的形狀和功能決定。也就是說，開口部22的底面12a的形狀是決定光學(xué)構(gòu)件32的形狀的一個要素。在本實施方式的光學(xué)部件100中，示出了開口部22的底面12a為圓形的情況，但開口部22的底面12a的形狀并不局限于此，例如可以是橢圓形。
光學(xué)構(gòu)件32可以作為透鏡發(fā)揮作用。這種情況下，由尖狀部24的尖端24c構(gòu)成圓或橢圓，光學(xué)構(gòu)件32的截面為圓或橢圓，最好光學(xué)表面12a的中心與由尖狀部24的尖端24c構(gòu)成的圓或橢圓的中心是一致的。這種結(jié)構(gòu)也同樣適用于后面所述的實施例和實施方式。例如，在本實施方式中，如圖2所示，由尖狀部24的尖端24c構(gòu)成圓，光學(xué)構(gòu)件32的截面為圓形，光學(xué)表面12a的中心與由尖狀部24的尖端24c構(gòu)成的圓的中心是一致的。
此外，這種情況下，使開口部22的底面12a為圓形，并且，如圖1所示，可以將光學(xué)構(gòu)件32的大小制成其頂部32c位于比尖狀部24的高的位置上。因此，可以將在光學(xué)構(gòu)件32中位于尖狀部24上部的立體形狀制成圓球狀或部分切除的圓球狀，并可將得到的光學(xué)構(gòu)件32作為透鏡或偏光元件使用。
另外，這里雖然沒有給出圖示，但例如將光學(xué)構(gòu)件作為各向異性透鏡使用時，將開口部22的底面12a的形狀制成橢圓形，并且，將光學(xué)構(gòu)件的大小制成其頂部位于比尖狀部高的位置上。因此，可將光學(xué)構(gòu)件制成橢圓球狀或者部分切除的橢圓球狀，可將所得到的光學(xué)構(gòu)件作為各向異性透鏡使用。
(光學(xué)表面)光學(xué)表面12a設(shè)置在基體10上。而且，光學(xué)表面12a被設(shè)成開口部22的底面的至少一部分。如前所述，在本實施方式的光學(xué)部件100中，如圖1和圖2所示，示出了開口部22的底面為光學(xué)表面12a的情況。
此外，當凸部12設(shè)置在基體10上時，可將光學(xué)表面12a設(shè)成凸部12的上表面。如前所述，在本實施方式的光學(xué)部件100中，如圖1和圖2所示，示出了開口部22的底面為凸部12的上表面，光學(xué)表面12a為凸部12的上表面的情況。
而且，當光學(xué)部件100為光元件時，可在光學(xué)表面12a的下方設(shè)置具有光元件功能的部分。
(光學(xué)構(gòu)件)光學(xué)構(gòu)件32設(shè)置在光學(xué)表面12a上。而且，如圖1所示，光學(xué)構(gòu)件32的一部分設(shè)置在開口部22內(nèi)?？梢栽诠鈱W(xué)表面12a上設(shè)置光學(xué)構(gòu)件32的至少一部分。此外，光學(xué)構(gòu)件32的至少一部分可以設(shè)置在開口部22內(nèi)。
(立體形狀)如本實施方式中的光學(xué)部件100那樣，在基體10上設(shè)置凸部12，并且，如圖1和圖2所示，當作為凸部12的截面，即光學(xué)構(gòu)件32的截面為圓形時，可將光學(xué)構(gòu)件32的截面的最大徑(直徑)d1設(shè)成比由尖狀部24的尖端24c構(gòu)成的圓的最大徑(直徑)d2大。而且，光學(xué)構(gòu)件32的頂部32c位于比尖狀部24的尖端24c高的位置上。
光學(xué)構(gòu)件32具有滿足其用途和功能要求的立體形狀。關(guān)于光學(xué)構(gòu)件32的立體形狀，將在“基體”一項中一并說明，故在此省略其詳細說明。
(材質(zhì))關(guān)于光學(xué)構(gòu)件32的形成方法，例如，通過對可固化的液體材料施加熱或者光等的能量，使其固化而形成。具體地說，在本實施方式中，是采用向光學(xué)表面12a噴吐由所述液體材料構(gòu)成的液滴，形成光學(xué)構(gòu)件前身(將在后面描述)后，再使該光學(xué)部件前身固化形成光學(xué)構(gòu)件32。
作為所述液體材料，例如，可采用紫外線固化型樹脂和熱固化性樹脂的前身。作為紫外線固化型樹脂，例如，可采用的有紫外線固化型的丙烯樹脂和環(huán)氧樹脂。另外，作為熱固化性樹脂可采用是熱固化性的聚酰亞胺樹脂。
(覆蓋層)覆蓋層20設(shè)置在基體10的上方。在本實施方式的光學(xué)部件100中，覆蓋層20上設(shè)置尖狀部24，尖狀部24圍繞光學(xué)表面12a設(shè)置。而且，通過圍繞光學(xué)表面12a設(shè)置尖狀部24，在光學(xué)表面12a上形成開口部22。換言之，尖狀部24的表面的一部分構(gòu)成開口部22的側(cè)壁。
如圖1所示，尖狀部24具有第1表面24a和第2表面24b。尖狀部24的第1表面24a(在尖狀部24的表面中沒有構(gòu)成開口部22的側(cè)壁的部分)有傾斜度。具體地說，該尖狀部24的第1表面24a隨著其與開口部22越遠，其與基體10的距離變得越小。也就是說，在形成尖狀部24的區(qū)域中，覆蓋層20的膜厚(包含尖狀部24的膜厚)隨著其與開口部22越遠而變得越小。而且，尖狀部24的第2表面24b構(gòu)成開口部22的側(cè)壁。第1表面24a和第2表面24b的交點是尖端24c。
此外，如本實施方式的光學(xué)部件100一樣，當在基體10上設(shè)置凸部12時，能夠?qū)㈤_口部22設(shè)置在凸部12的上表面(光學(xué)表面)12a上。
覆蓋層20的材質(zhì)沒有特別的限定，諸如可以是樹脂、氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層等的絕緣性好的材質(zhì)。例如，當覆蓋層20由樹脂構(gòu)成時，該樹脂可以采用聚酰亞胺樹脂、丙稀樹脂、環(huán)氧樹脂、或含氟樹脂。
(尖狀部的變形例)圖9(a)～圖9(c)示出了尖狀部的變形例。圖9(a)～圖9(c)分別示意性地示出了改變圖1所示的光學(xué)部件100的尖狀部24的形狀的變形例的截面圖。而且，在圖9(a)～圖9(c)中，省略了光學(xué)構(gòu)件的圖示。在圖9(a)～圖9(c)中，覆蓋層20的膜厚在遠離尖狀部的區(qū)域上幾乎是固定的，在覆蓋層20的膜厚幾乎固定的區(qū)域中的覆蓋層20的上表面作為基準面X。
在圖9(a)所示的變形例中，尖狀部34圍繞光學(xué)表面12a設(shè)置在覆蓋層20上。尖狀部34的尖端34c的位置在基準面X的上方。該尖狀部34具有第1表面34a和第2表面34b。其中，第1表面34a構(gòu)成覆蓋層20的上表面20a的一部分，第2表面34b構(gòu)成開口部32的側(cè)壁。而且，第1表面34a和第2表面34b的交點是尖狀部34的尖端34c。此種情況后面所述的其他變形例也是一樣。
此外，第1表面34a和第2表面34b所形成的夾角θ1是銳角。因此，可將光學(xué)構(gòu)件穩(wěn)定地設(shè)置在開口部32上。而且，向光學(xué)表面12a噴吐液滴形成光學(xué)構(gòu)件前身，使該光學(xué)構(gòu)件前身固化形成光學(xué)構(gòu)件時，尖狀部34的第1表面34a難以被液滴浸濕。因此，與如圖1和圖2所示的光學(xué)部件100相同，可在比尖狀部34的尖端34c高的位置上形成具有頂部的光學(xué)構(gòu)件。這種情況下，將光學(xué)構(gòu)件的截面最大徑制作得比由尖狀部34的尖端34c構(gòu)成的圓的最大徑大。這種情況，圖9(b)和圖9(c)所示的變形例也是一樣。
在圖9(b)所示的變形例中，尖狀部44圍繞光學(xué)表面12a設(shè)置在覆蓋層20上。尖狀部44的尖端44c的位置在基準面X的上方。該尖狀部44具有第1表面44a和第2表面44b。其中，第1表面44a構(gòu)成覆蓋層20的上表面20a的一部分，第2表面44b構(gòu)成開口部42的側(cè)壁。而且，第1表面44a和第2表面44b所形成的夾角θ2是銳角。因此，可將光學(xué)構(gòu)件穩(wěn)定地設(shè)置在開口部42上。而且，與圖1和圖2所示的光學(xué)部件100相同，可在比尖狀部44的尖端44c高的位置上形成具有頂部的光學(xué)構(gòu)件。這種情況下，將光學(xué)構(gòu)件的截面最大徑制作得比由尖狀部44的尖端44c構(gòu)成的圓的最大徑大。而且，開口部42的直徑隨著與開口部42的底面(凸部12的上表面12a)的距離越遠而變得越大。
在圖9(c)所示的變形例中，尖狀部54圍繞光學(xué)表面12a設(shè)置在覆蓋層20上。尖狀部54的尖端54c的位置在基準面X的上方。該尖狀部54具有第1表面54a和第2表面54b。其中，第1表面54a構(gòu)成覆蓋層20的上表面20a的一部分，第2表面54b構(gòu)成開口部52的側(cè)壁。而且，第1表面54a和第2表面54b所形成的夾角θ2是銳角，第1表面54a和光學(xué)表面12a所形成的夾角近似直角。因此，可將光學(xué)構(gòu)件穩(wěn)定地設(shè)置在開口部52上。而且，與圖1和圖2所示的光學(xué)部件100相同，可在比尖狀部54的尖端54c高的位置上形成具有頂部的光學(xué)構(gòu)件。這種情況下，將光學(xué)構(gòu)件的截面最大徑制作得比由尖狀部54的尖端54c構(gòu)成的圓的最大徑大。而且，開口部52的直徑隨著與開口部52的底面(凸部12的上表面12a)的距離越遠而變得越大。
2.光學(xué)構(gòu)件的制造方法下面，圍繞圖1和圖2所示的光學(xué)部件100的制造方法，參照圖3～圖8進行說明。圖3～圖8分別示意性地示出了圖1和圖2所示的光學(xué)部件100的一個制造步驟的截面圖。
(1)首先，在基體10上形成凸部12(參照圖3)?？梢酝ㄟ^將基體10制作圖案形成凸部12，也可以通過在基體10上設(shè)置光元件形成凸部12。當通過將基體10制作圖案形成凸部12時，可以根據(jù)基體10的材質(zhì)和形狀以及尺寸大小，來選擇適當?shù)姆椒?例如，選擇生長法、干式蝕刻法、濕式蝕刻法、光敏蝕刻法及復(fù)制法等)。
(2)接著，在基體10上層壓覆蓋層20(參照圖4)。這里，層壓覆蓋層20以使凸部12的上表面(光學(xué)表面)12a被覆蓋層20覆蓋。此外，最好覆蓋層20的膜厚與凸部12的高度幾乎相同或者小于凸部12的高度。
例如，當覆蓋層20的材質(zhì)是樹脂時，可以采用諸如旋涂法、浸漬法、噴墨法等方法形成覆蓋層20。這種情況下，通過調(diào)整樹脂的粘度和涂法，能夠控制層壓在光學(xué)表面12a上的樹脂形狀。此外，覆蓋層20的材質(zhì)由氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層構(gòu)成時，能夠使用諸如CVD法層壓覆蓋層20。
(3)接著，在覆蓋層20上形成尖狀部24(參照圖5和圖6)。
尖狀部24可以通過諸如以下方法形成。首先，通過公知的光刻法工藝形成特定圖案的保護層R1(參照圖5)。如圖5所示，該保護層R1在光學(xué)表面12a的上方具有開口部92。接著，以該保護層R1作為掩膜，對覆蓋層20制作圖案。因此，尖狀部24圍繞光學(xué)表面12a形成在覆蓋層20上。而且，通過形成該尖狀部24，在光學(xué)表面12a上形成開口部22(參照圖6)。接著，除去該保護層R1。
這里，通過控制開口部92的形狀和大小，能夠控制開口部22的形狀和大小。而且，也能夠根據(jù)凸部12的高度、層壓在光學(xué)表面12a上的覆蓋層20的厚度和形狀、以及制作圖案時的條件，控制尖狀部24和開口部22的形狀和大小。
(4)接著，形成光學(xué)構(gòu)件32(參照圖7和圖8)。具體地說，向光學(xué)表面12a噴吐用于形成光學(xué)構(gòu)件32的液體材料的液滴32b，形成光學(xué)構(gòu)件前身32a。如上所述，所述液體材料具有經(jīng)給予能量13可固化的性質(zhì)。
作為液滴32b的噴吐方法，例如，可采用分散法(dispenser)或者噴墨法。用分散法噴吐液滴的方法是通常采用的方法，對于較大范圍噴吐液滴32b有效。另外，噴墨法是使用噴墨頭噴吐液滴的方法。關(guān)于噴吐液滴的位置，可以μm為單位來控制。噴吐的液滴數(shù)量可以微微米為單位來控制，因此，能夠制作出構(gòu)造精密的光學(xué)構(gòu)件32。圖7示出了由噴墨頭120的噴嘴112向光學(xué)表面12a噴吐液滴32b的步驟。
光學(xué)構(gòu)件前身32a的大小可通過調(diào)整液滴32b的噴吐量來控制。此外，如圖8所示，調(diào)整液滴32b的噴吐量以使光學(xué)構(gòu)件前身32a的頂部32c位于比尖狀部24的尖端24c高的位置上。
而且，在噴吐液滴32b前，根據(jù)需要，可通過對開口部22的底面(光學(xué)表面12a)和側(cè)壁進行吸濕性處理或者抗?jié)裥蕴幚?，便可以控制對液?2b的浸潤性。因此，能夠形成具有特定形狀及尺寸的光學(xué)構(gòu)件32。
接著，使光學(xué)構(gòu)件前身32a固化，形成光學(xué)構(gòu)件32(參照圖8)。具體地說，對光學(xué)構(gòu)件前身32a給予熱或光的能量13等。在使光學(xué)構(gòu)件前身32a固化時，要根據(jù)所述液體材料類型，采用適當?shù)姆椒?。例如，可采用給予熱能或者用紫外線或者用激光等的光照射方法。通過以上制造步驟，便可獲得包括光學(xué)構(gòu)件32在內(nèi)的光學(xué)部件100(參照圖1和圖2)。
3.作用效果關(guān)于本實施方式的光學(xué)部件以及其制造方法具有以下作用效果。
(1)第一，可以獲得包括其形狀及尺寸均滿足要求的光學(xué)構(gòu)件32的光學(xué)部件100。
關(guān)于上述的作用效果參照附圖進行詳細說明。首先，在詳細描述本實施方式的作用效果之前，就光學(xué)構(gòu)件的通常制造方法，參照圖22和圖23進行說明。圖22示意性地示出了光學(xué)構(gòu)件的通常制造方法的截面圖，圖23示意性地示出了特願2002-55893號(日本專利2002-55893號)記載的光學(xué)構(gòu)件的制造方法的截面圖。
(a)光學(xué)部件的通常制造方法作為光學(xué)構(gòu)件的一種制造方法，眾所周知的是向基體10上噴吐液體材料，形成光學(xué)構(gòu)件前身后，使該光學(xué)構(gòu)件前身固化，而獲得光學(xué)構(gòu)件的方法。該方法可以用于制造設(shè)置在微透鏡襯底上的微透鏡。
圖22是表示將形成光學(xué)構(gòu)件的液體材料噴在基體10上的狀態(tài)截面圖。具體地說，圖22是使所述光學(xué)構(gòu)件形成前的狀態(tài)，即是表示將由液體材料構(gòu)成的光學(xué)構(gòu)件前身82a設(shè)置在基體10上的狀態(tài)。
在圖22中，如果設(shè)γS為基體10的表面張力、設(shè)γL為液體材料(光學(xué)構(gòu)件前身)的表面張力、設(shè)γSL為基體10與液體材料的界面張力、設(shè)液體材料對于基體10的接觸角為θA，則γS，γL，γSL，之間的關(guān)系，可用下列公式表示γS＝γSL+γLcosθA(1)在圖22中，由液體材料形成的光學(xué)構(gòu)件前身82a的曲率受到了公式(1)的接觸角θA的限制。也就是說，光學(xué)構(gòu)件前身82a固化后，獲得的光學(xué)構(gòu)件的曲率主要取決于基體10及所述液體材料的材質(zhì)。光學(xué)構(gòu)件的曲率是決定光學(xué)構(gòu)件形狀的一個重要因素。因此，該制造方法很難控制所形成的光學(xué)構(gòu)件的形狀。
而且，在這種情況下，雖然這里沒有圖示，但在基體10表面10a上的特定位置形成調(diào)整浸潤角的膜以后，再通過噴吐液體材料的液滴，使得液體材料的接觸角θA增大的方法是人們所熟知的。利用這種方法，可在某種程度上控制光學(xué)構(gòu)件的形狀。但是，要想通過形成這種調(diào)整浸潤角的膜，控制光學(xué)構(gòu)件的形狀是有限的。
(b)特願2002-55893號記載的光學(xué)部件的制造方法特願2002-55893號記載的方法是，作為制造光學(xué)構(gòu)件的方法之一，向凹部噴吐液體材料形成光學(xué)構(gòu)件前身后，使該光學(xué)構(gòu)架前身固化獲得光學(xué)構(gòu)件。
圖23示意性地示出了特愿2002-55893號記載的光學(xué)部件的制造方法，是用于形成光學(xué)構(gòu)件的液體材料被噴吐在凹部922上的狀態(tài)的截面圖。具體地說，圖23示出了使光學(xué)構(gòu)件前身固化前的狀態(tài)，也就是說，示出了由液體材料構(gòu)成的光學(xué)構(gòu)件前身92a被設(shè)置在基體10上的狀態(tài)。
根據(jù)該制造方法，通過向凹部922噴吐液體材料形成光學(xué)構(gòu)件前身92a后，使其固化獲得光學(xué)構(gòu)件，從而能夠控制形成光學(xué)構(gòu)件的位置。不過，在該制造方法中，與上述(a)所示的方法相同，不容易控制形成的光學(xué)構(gòu)件的曲率和形狀。
(c)根據(jù)本實施方式的光學(xué)部件的制造方法。
針對上述缺欠，本實施方式的光學(xué)部件的制造方法，如圖1所示，圍繞光學(xué)表面12a設(shè)置尖狀部24。因此。在光學(xué)構(gòu)件32的形成步驟中，至少在光學(xué)表面12a上形成光學(xué)構(gòu)件前身32a的時候，只要尖狀部24的第1表面24a不因光學(xué)構(gòu)件前身32a而浸濕，第1表面24a的表面張力就不會作用于光學(xué)構(gòu)件前身32a，主要是光學(xué)構(gòu)件前身32a的表面張力起作用。因此，通過調(diào)整用于形成光學(xué)構(gòu)件前身32a的液滴32b的噴吐量，就能控制光學(xué)構(gòu)件前身32a的形狀。進而，就可以獲得具有滿意的形狀和尺寸的光學(xué)構(gòu)件32。
尤其是，能夠形成的光學(xué)構(gòu)件32，其截面的最大徑d1形成得比由尖狀部24的尖端24c構(gòu)成的圓的最大徑d2大。因此，能夠形成具有更大曲率的光學(xué)構(gòu)件32。
(2)第二，可以精密控制光學(xué)構(gòu)件32的大小和形狀。也就是說，通過控制液滴32b的噴吐量控制光學(xué)構(gòu)件32的形狀。因此，能夠獲得包含形狀和大小均滿意的光學(xué)構(gòu)件32的光學(xué)部件100。
(3)第三，通過圍繞光學(xué)表面12a設(shè)置尖狀部24，可穩(wěn)定光學(xué)構(gòu)件32，并設(shè)置在光學(xué)表面12a上。也就是說，光學(xué)構(gòu)件32不僅與開口部22的底面(光學(xué)表面12a)連接，還與尖狀部24的第2表面24b(開口部22的側(cè)壁)連接，所以，光學(xué)構(gòu)件32難以從開口部22上脫落。因此，能夠獲得光學(xué)構(gòu)件32與開口部22的底面及側(cè)壁的連接部分機械強度優(yōu)良的光學(xué)部件100。
(4)第四，能夠在形成光學(xué)構(gòu)件32時容易就位，并且，精密控制光學(xué)構(gòu)件32的設(shè)置位置。如前所述，在向光學(xué)表面12a噴吐液滴32b形成光學(xué)構(gòu)件前身32a后，使該光學(xué)構(gòu)件前身32a固化形成光學(xué)構(gòu)件32(參照圖7和圖8)。一般情況下，如圖22所示，僅向基體上噴吐液滴，難以精密控制液滴的落點位置。
不過，根據(jù)本實施方式的光學(xué)部件的制造方法，使液滴落在被尖狀部24圍繞的區(qū)域內(nèi)，形成光學(xué)構(gòu)件前身32a。因此，不必進行嚴密地就位控制，就能形成光學(xué)構(gòu)件32。因此，能夠容易地得到設(shè)置位置受到控制的光學(xué)構(gòu)件32。
4.實施例下面，就采用上述實施方式的實施例進行說明。根據(jù)本實施例的光學(xué)部件，能夠起到和上述實施方式的光學(xué)部件200相同的作用和效果。
實施例1的光學(xué)部件110，其凸部(柱狀部)130與半導(dǎo)體襯底101和第1反射器102的一部分作為一個整體形成，實施例2的光學(xué)部件150，其通過在基體10上設(shè)置的光元件90構(gòu)成凸部。
(實施例1)圖10示意性地示出了實施例1涉及的光學(xué)部件110的截面圖，圖11示意性地示出了圖10所示的光學(xué)部件110的平面圖。
在本實施例中，示出了光學(xué)部件110為表面發(fā)光型發(fā)光元件(表面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器)時的情況。在該光學(xué)部件110中，在光學(xué)表面108的下方設(shè)置發(fā)光元件(表面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器)，凸部130構(gòu)成該發(fā)光元件的一部分。
如圖10和圖11所示，該光學(xué)部件110包括由n型GaAs構(gòu)成的半導(dǎo)體襯底101和形成在半導(dǎo)體襯底101上的垂直諧振器(以下稱作“諧振器”)140。該諧振器140包括柱狀的半導(dǎo)體沉積體(以下稱作“柱狀部”)。該柱狀部130相當于實施方式的光學(xué)部件100中的“凸部”。而且，如圖10所示，在本實施例中，包含半導(dǎo)體襯底101和柱狀部130的諧振器140相當于實施方式的光學(xué)部件100中的“基體”。
在表面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器等的發(fā)光元件和光電二極管等的受光元件中，和本實施例的光學(xué)部件110一樣，柱狀部設(shè)置在襯底上，該柱狀部的上表面設(shè)有具有光學(xué)表面的元件。在這種元件中，將該柱狀部作為本發(fā)明中的凸部利用，從而能夠適用本發(fā)明。通過在這種元件中適用本發(fā)明，能夠通過簡單的方法獲得易于控制的光學(xué)構(gòu)件。
該光學(xué)部件110包括光學(xué)表面(發(fā)射面)108和其至少一部分設(shè)置在光學(xué)表面108上的光學(xué)構(gòu)件132。光學(xué)構(gòu)件132由和實施方式中的光學(xué)構(gòu)件32相同的材質(zhì)構(gòu)成，并且，用相同的制造方法形成。光學(xué)構(gòu)件132作為透鏡發(fā)揮作用。
光學(xué)表面108設(shè)成柱狀部130的上表面的一部分。在本實施例的光學(xué)元件110中，激光從該光學(xué)表面108發(fā)射出去。而且，在該光學(xué)部件110中，在柱狀部130的上表面中沒有被第1電極107覆蓋的部分相當于光學(xué)表面108。
而且，尖狀部124圍繞光學(xué)表面108設(shè)置在覆蓋層(絕緣層)106上。通過尖狀部124圍繞光學(xué)表面108設(shè)置，在光學(xué)表面108上形成開口部222。而且，開口部222設(shè)在凸部130的上面，光學(xué)表面108設(shè)置成開口部222底面的一部分。此外，光學(xué)構(gòu)件132的一部分設(shè)在開口部222內(nèi)。
下面就構(gòu)成諧振器140的各要素進行說明。
凸部(柱狀部)130是諧振器140的一部分，稱作至少包含第2反射器104的柱狀的半導(dǎo)體沉積體。該凸部130因覆蓋層106而被覆蓋。也就是說，凸部130的側(cè)面被覆蓋層106包圍。而且，在凸部130上形成第1電極107。
諧振器140由例如n型Al0.9Ga0.1As層和n型Al0.15Ga0.85As層交互層壓的40對分布反射型多層膜反射器(以下稱作“第1反射器”)102、由GaAs勢阱層和Al0.3Ga0.7As屏蔽層構(gòu)成并包含三層勢阱層的量子井結(jié)構(gòu)的活性層103、以及p型Al0.9Ga0.1As層和p型Al0.15Ga0.85As層交互層壓的25對分布反射型多層膜反射器(以下稱作“第2反射器”)104依次層壓構(gòu)成。并且，構(gòu)成第1反射器102、活性層103和第2反射器104的各層的組成和層數(shù)并不受此限定。
第2反射器104通過摻雜例如C被制成p型，第1反射器102通過摻雜例如Si被制成n型。因此，由第2反射器104、不摻雜雜質(zhì)的活性層103和第1反射器102形成pin二極管。
另外，從表面發(fā)光型發(fā)光元件110的激光發(fā)射出去的一側(cè)到第1反射器102的途中的諧振器140中的部分，從激光發(fā)射出去的一側(cè)觀察被蝕刻成圓形，形成柱狀部分130。此外，在本實施方式中，將凸部130的平面形狀制成圓形，但這個形狀也可以是任意的。
在構(gòu)成第2反射器104的層中的靠近活性層103的區(qū)域上形成由氧化鋁作為主要成分構(gòu)成的電流狹窄層105。該電流狹窄層105呈環(huán)狀。也就是說，該電流狹窄層105用與光學(xué)表面108平行的面剖開時所得的截面是同心圓的形狀。
此外，在該光學(xué)部件110中，形成覆蓋層106，以覆蓋凸部130的側(cè)面和第1反射器102的上表面。
此外，在凸部130和絕緣層106的上面形成第1電極107。接著，在凸部130的上表面的中央部位設(shè)有未形成第1電極107的部分。該部分是光學(xué)表面108。該光學(xué)表面108作為激光的發(fā)射面。第1電極107由例如Au和Zn的合金與Au的層壓膜構(gòu)成。
而且，在半導(dǎo)體襯底101的背面形成第2電極109。也就是說，在圖10和圖11所示的光學(xué)部件110中，在凸部130上與第1電極107連接，并且在半導(dǎo)體襯底101的背面與第2電極109連接，通過該第1電極107和第2電極109，電流被注入活性層103上。第2電極109由例如Au和Ge的合金與Au的層壓膜構(gòu)成。
用于形成第1電極107和第2電極109的材料并不局限于前面所述的材料，也可以采用Ti和Pt等的金屬以及這些金屬的合金等。
在該光學(xué)部件110的制造步驟中，用和上述實施方式相同的方法形成凸部130和覆蓋層106。而且，也用和上述實施方式中的尖狀部24(參照圖1)相同的方法形成尖狀部124。接著，分別在凸部130的上表面和覆蓋層106的上表面形成第1電極107，在半導(dǎo)體襯底101的背面(在半導(dǎo)體襯底101中，和設(shè)置諧振器140的面相反的面)形成第2電極109。一般情況下，形成這些電極的時候，要在約400℃的環(huán)境下進行退火處理(參照下面所述的步驟)。因此，利用樹脂形成覆蓋層106時，為了能夠承受住該退火處理，構(gòu)成覆蓋層106的樹脂需要具有優(yōu)良的耐熱性。為了滿足這個要求，構(gòu)成覆蓋層106的樹脂優(yōu)選聚酰亞胺樹脂、含氟樹脂、丙稀樹脂、或者環(huán)氧樹脂等，尤其從易加工和絕緣性方面考慮，優(yōu)選聚酰亞胺樹脂或含氟樹脂。此外，在覆蓋層106上以樹脂作為原材料形成光學(xué)構(gòu)件132的時候，和該樹脂的接觸角越大，越容易控制透鏡的形狀，從這個方面考慮，覆蓋層106優(yōu)選由聚酰亞胺樹脂或含氟樹脂構(gòu)成。這種情況下，覆蓋層106通過熱或光等的能源照射固化，或者通過化學(xué)反應(yīng)固化樹脂前身而形成。
(實施例2)圖12示意性地示出了實施例2的光學(xué)部件150的截面圖。
在本實施例中的光學(xué)部件150中，在襯底410上設(shè)置光元件90。也就是說，在該光學(xué)部件150中，由光元件90構(gòu)成“凸部”，由襯底410和光元件90構(gòu)成“基體”。該光元件90為發(fā)光元件或受光元件，光從該光學(xué)表面118發(fā)射出去，或者光入射到該光學(xué)表面118。
在該光學(xué)部件150中，尖狀部24和光學(xué)構(gòu)件32能夠具有和上述實施方式的光學(xué)部件100相同的構(gòu)成，通過相同的制造方法形成。
第2實施方式1.光學(xué)部件的構(gòu)造圖13示意性地示出了適用本發(fā)明的一實施方式的光學(xué)部件200的截面圖。圖14示意性地示出了圖13所示的光學(xué)部件200的截面圖。此外，圖13是沿圖14的A-A線剖開的截面圖。
本實施方式的光學(xué)部件200，在設(shè)置光學(xué)構(gòu)件的凸部沒有形成在基體10上這一點上，和第1實施方式的光學(xué)部件100(參照圖1和圖2)具有不同的構(gòu)成。也就是說，在該光學(xué)部件200中，光學(xué)構(gòu)件232設(shè)置在基體10上。其他的構(gòu)成要素，和第1實施方式的光學(xué)部件100相同。因此，在本實施方式的光學(xué)部件200中，對和光學(xué)部件100相同的構(gòu)成要素，標記與第1實施方式的各構(gòu)成要素相同的附圖標記，在此省略對此的詳細說明。
本實施方式的光學(xué)部件200包括具有光學(xué)表面208的基體10，圍繞光學(xué)表面208設(shè)置的尖狀部64，以及其至少一部分位于光學(xué)表面208上的光學(xué)構(gòu)件232。尖狀部64的尖端64c設(shè)置在比光學(xué)表面208高的位置上。
此外，在本實施方式的光學(xué)部件200中，在基體10上設(shè)置覆蓋層220，在覆蓋層220上設(shè)置尖狀部64。這樣，通過圍繞光學(xué)表面208設(shè)置尖狀部64，在光學(xué)表面208上形成開口部122。此外，光學(xué)表面208位于開口部122的底面。覆蓋層220和光學(xué)構(gòu)件232能夠由和第1實施方式的覆蓋層20和光學(xué)構(gòu)件32相同的材質(zhì)形成。
尖狀部64具有第1表面64a和第2表面64b。第1表面64a和第2表面64b的交點是尖狀部64的尖端64c。第1表面64a構(gòu)成覆蓋層220的上表面220a的一部分，而且，第2表面64b構(gòu)成開口部122的側(cè)壁的一部分。
光學(xué)表面208可設(shè)成開口部122的底面的至少一部分。而且，尖狀部64作為在第1實施方式和其變形例中可以采用的形狀。
光學(xué)構(gòu)件232其一部分設(shè)在開口部122內(nèi)。光學(xué)構(gòu)件232的頂部232c形成在比尖狀部64的尖端64c高的位置上。
2.光學(xué)部件的制造方法下面，參照圖15(a)～圖15(d)，就圖13和圖14所示的光學(xué)部件200的制造方法進行說明。圖15(a)～圖15(d)分別示意性地示出了圖13及圖14所示的微透鏡襯底200的一個制造步驟的截面圖。
(1)首先，在基體10上層壓覆蓋層220(參照圖15(a))。這里，覆蓋層220的膜厚是決定尖狀部64的高度的一個要素，所以最好從最終得到的尖狀部64的高度上考慮，決定覆蓋層220的膜厚。接著，通過公知的光刻法在覆蓋層220上形成特定圖案的保護層R2。
(2)接著，將該保護層R2作為掩膜，通過將覆蓋層220制作圖案，形成凸部222(參照圖15(b))。這里，通過在中途除去覆蓋層220而結(jié)束圖案制作，從而能夠形成凸部222。該凸部222至少設(shè)置在光學(xué)表面208的上方。
這里，通過調(diào)整保護層R2的烘干條件和曝露條件，使該凸部222的側(cè)壁222b形成正錐體的形狀(參照圖15(b))。這里，也就是說，在和光學(xué)表面208平行的面中的凸部222的截面越靠近基體10變得越大。這樣，通過將該凸部222的側(cè)壁222b形成正錐體的形狀，在后面所述的步驟中形成的尖狀部64的第1表面64a和第2表面64b所形成的夾角θ4可以為銳角。接著除去該保護層R2。
(3)然后，通過公知的光刻法將特定的圖案的保護層R2’形成在覆蓋層220上(參照圖15(c))。該保護層R2’在凸部220的上表面222a上具有開口部322。
(4)接著，將該保護層R2’作為掩膜，對凸部222制作圖案，形成開口部122。這里，形成開口部122以形成尖狀部64(參照圖15(d))。接著除去該保護層R2’。
尖狀部64包括第1表面64a和第2表面64b。第1表面64a和第2表面64b所形成的夾角θ4為銳角。而且，形成開口部122使其底面的至少一部分包含光學(xué)表面208。
(5)接著，形成光學(xué)構(gòu)件132。光學(xué)構(gòu)件132可以用和第1實施方式的光學(xué)構(gòu)件32相同的方法制造。
通過以上步驟，能夠獲得包含光學(xué)構(gòu)件132的光學(xué)部件200(參照圖13和圖14)。
而且，在本實施方式的光學(xué)部件的制造方法中，示出了通過光刻法形成覆蓋層220的情況，當覆蓋層220的材質(zhì)例如為樹脂時，利用沖壓等方法，可以形成特定圖案的覆蓋層。
3.作用效果根據(jù)本實施例的光學(xué)部件，具有和第1實施方式的光學(xué)部件相同的作用和效果。
4.實施例下面對使用本實施方式的實施例進行說明。根據(jù)本實施例的光學(xué)部件，具有和上述實施方式的光學(xué)部件相同的作用和效果。
實施例3的光學(xué)部件201是將本實施方式適用在微透鏡襯底上而得到的，實施例4的光學(xué)部件202是將本實施方式適用在光元件上而得到的。
(實施例3)圖16示意性地示出了實施例3的光學(xué)部件201的截面圖。在本實施例中，示出了當光學(xué)部件201為微透鏡襯底時的情況。
如圖16所示，在光學(xué)部件201上設(shè)置多個光學(xué)構(gòu)件232。構(gòu)成本實施例的光學(xué)部件201的光學(xué)構(gòu)件232與構(gòu)成本實施方式的光學(xué)部件200的光學(xué)構(gòu)件232具有相同的構(gòu)成。
本實施例的光學(xué)部件(微透鏡襯底)201被設(shè)置在諸如液晶顯示面板的象素部、固體攝像裝置(CCD)的受光面、光纖的光結(jié)合部上。對此，其他實施方式適用于微透鏡襯底的情況也同樣。
(實施例4)圖17示意性地示出了實施例4的光學(xué)部件202的截面圖。該光學(xué)部件202包括具有光學(xué)表面218的襯底410和設(shè)置在光學(xué)表面218上的光學(xué)構(gòu)件232。在該光學(xué)部件202中，在光學(xué)表面218的下方設(shè)置光元件190。具體地說，光元件190被埋入襯底410內(nèi)。該光元件190可以是發(fā)光元件或受光元件。
第3實施方式1.光學(xué)部件的構(gòu)造圖18示意性地示出了適用本發(fā)明的一實施方式的光學(xué)部件300的截面圖。圖19示意性地示出了圖18所示的光學(xué)部件300的平面圖。而且，圖18是圖19的A-A線剖視圖。
本實施方式的光學(xué)部件300在不設(shè)置凸部和覆蓋層以及在基體310上形成尖狀部74這兩點上，具有和第1實施方式的光學(xué)部件100(參照圖1和圖2)不同的構(gòu)成。其他的構(gòu)成要素和第1實施方式的光學(xué)部件100相同。因此，在本實施方式的光學(xué)部件300中，對和光學(xué)部件100相同的構(gòu)成用和第1實施方式的各構(gòu)成要素相同的附圖標記標注，在此省略對其的詳細說明。
本實施方式的光學(xué)部件300包括具有光學(xué)表面308的基體310，圍繞光學(xué)表面308設(shè)置的尖狀部74，以及其至少一部分設(shè)置在光學(xué)表面308上的光學(xué)構(gòu)件332。尖狀部74的尖端74c位于比光學(xué)表面308高的位置上。
此外，在本實施方式的光學(xué)部件300中，尖狀部74具有第1表面74a和第2表面74b。在尖狀部74中，第1表面74a和第2表面74b的交點是尖端74c。第2表面74b構(gòu)成凹部322的側(cè)壁的一部分。而且，光學(xué)表面308設(shè)置在凹部322的底面上。此外，在該光學(xué)部件300中，可以在凹部322的底面的一部分上設(shè)置光學(xué)表面308。
尖狀部74可以采用第1實施方式和其變形例示出的形狀。此外，光學(xué)構(gòu)件332由和第1實施方式的光學(xué)構(gòu)件32相同的材質(zhì)構(gòu)成。而且，基體310的材質(zhì)可以采用在第1實施方式中作為基體10的材質(zhì)示出的材料。
2.光學(xué)部件的制造方法下面，就圖18和圖19所示的光學(xué)部件300的制造方法，對照圖20(a)～圖20(f)進行說明。圖20(a)～圖20(f)分別示意性地示出了圖18和圖19所示的光學(xué)部件300的一制造步驟的截面圖。
(1)首先，通過公知的光刻法在基體10上層壓特定圖案的保護層R3(參照圖20(a))。這里，保護層R3形成在至少設(shè)置尖狀部74和開口部322的區(qū)域上。
(2)接著，將該保護層R3作為掩膜。對基體310制作圖案，形成凸部212(參照圖20(b))。制作圖案的方法根據(jù)基體310的材質(zhì)適當決定。例如，當基體310為玻璃襯底時，可以采用基于氟酸的濕式蝕刻法、基于離子束的蝕刻、基于激光的精密加工、磨蝕法等方法。其中，對比較大的面積制作圖案時磨蝕法比較有效。磨蝕法是通過將粒子直徑為一μm至幾十μm微粒子刮到加工物上進行蝕刻的加工方法。作為應(yīng)用在磨蝕法上的微粒子可以是SiC、AlO2等。
(3)接著，在基體310上層壓保護層R4(參照圖20(c))。這里，保護層R4至少覆蓋凸部212的上表面212a。
(4)接著，在凸部212的上表面212a上形成開口部922(參照圖20(d))。這里，通過調(diào)整保護層R4的烘干條件和曝露條件，也就是說，在越靠近開口部922的上部，開口部922的直徑呈越大的形狀。
(5)接著，一邊使保護層R4后退，一邊等面積地蝕刻保護層R4和基體310(參照圖20(e))?；诖?，凸部212被蝕刻，在基體310上形成凹部322，同時圍繞光學(xué)表面308形成尖狀部74。這里，凹部322的形狀和大小是決定光學(xué)構(gòu)件332的截面的形狀和大小的一要素。
(6)接著，除去保護層R4(參照圖20(f))。
(7)接著，形成光學(xué)構(gòu)件332(參照圖18)。光學(xué)構(gòu)件332可以用與第1實施方式的光學(xué)構(gòu)件32相同的方法制造。
通過以上步驟，能夠獲得包含光學(xué)構(gòu)件332的光學(xué)部件300(參照圖18和圖19)。
3.作用效果根據(jù)本實施方式的光學(xué)部件，具有與第1實施方式的光學(xué)部件相同的作用和效果。
4.變形例下面，就應(yīng)用上述本實施方式的變形例對照圖21進行說明。根據(jù)本變形例的光學(xué)部件301，能夠具有和上述本實施方式的光學(xué)部件300相同的作用和效果。
如圖21所示，本變形例的光學(xué)部件301是將密封介質(zhì)320填充在上述本實施方式的光學(xué)部件300的周圍而得到的。密封介質(zhì)320最好由折射率比構(gòu)成光學(xué)構(gòu)件332的材質(zhì)小的材料構(gòu)成。密封介質(zhì)320的材質(zhì)并不特別限定。而且，即使在上述的其他實施方式的光學(xué)構(gòu)件中，也是一樣，根據(jù)需要，可以用密封介質(zhì)填充光學(xué)構(gòu)件的周圍。
本發(fā)明不限于上述實施方式，可以進行各種變形。例如，本發(fā)明包括與本實施方式中說明的構(gòu)成實質(zhì)上相同的構(gòu)成(例如，功能、方法以及結(jié)果相同的構(gòu)成，或者目的及結(jié)果相同的構(gòu)成)。另外，本發(fā)明還包括可以置換在實施方式中描述的非本質(zhì)性構(gòu)成的部分。本發(fā)明還包括與本實施方式中說明的構(gòu)成具有相同作用效果的構(gòu)成或者能夠達到同樣目的的構(gòu)成。而且，本發(fā)明還包括在本實施方式說明的構(gòu)成中附加公知技術(shù)的構(gòu)成。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
附圖標記說明10，310 基體10a 基體表面12，130，212，222 凸部12a 光學(xué)表面(凸部的上表面)13 能量20，106，220 覆蓋層20a，220a 覆蓋層的上表面；22，32，42，52，92，122，222，322，922 開口部24，34，44，54，64，74，124 尖狀部24a，34a，44a，54a，64a，74a 尖狀部的第1表面24b，34b，44b，54b，64b，74b 尖狀部的第2表面32，132，232，332 光學(xué)構(gòu)件；32a 光學(xué)構(gòu)件前身32b 液滴
32c，232c 光學(xué)構(gòu)件的頂部24c，34c，44c，54c，64c，74c 尖狀部的尖端90，190 光元件100，110，150，200，201，202，300，301 光學(xué)部件101 半導(dǎo)體襯底102 第1反射器103 活性層104 第2反射器105 氧化狹窄層107 第1電極108，118，208，218，308 發(fā)射面109 第2電極112 噴嘴120 噴墨頭140 諧振器222a 凸部的上表面222b 凸部的側(cè)壁
320 密封介質(zhì)322 凹部410 襯底R1，R2，R2’，R3，R4 保護層
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)部件，包括具有光學(xué)表面的基體；圍繞所述光學(xué)表面設(shè)置的尖狀部；以及其至少一部分設(shè)置在所述光學(xué)表面上的光學(xué)構(gòu)件，其中，所述尖狀部的尖端位于比所述光學(xué)表面高的位置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)部件，其中，所述尖狀部設(shè)置在所述基體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)部件，其中，在所述基體的上方設(shè)置覆蓋層，在所述覆蓋層上設(shè)置所述尖狀部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的光學(xué)部件，其中，所述光學(xué)構(gòu)件的頂部位于比所述尖狀部的尖端高的位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光學(xué)部件，其中，在所述光學(xué)表面的下方設(shè)置具有光元件功能的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的光學(xué)部件，其中，所述光學(xué)構(gòu)件具有透鏡的功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)部件，其中，由所述尖狀部的尖端構(gòu)成圓或橢圓，所述光學(xué)構(gòu)件的截面為圓形或橢圓形，所述光學(xué)表面的中心與由所述尖狀部的尖端構(gòu)成的圓或橢圓的中心一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光學(xué)部件，其中，由所述尖狀部的尖端構(gòu)成圓或橢圓，所述光學(xué)構(gòu)件的截面為圓形或橢圓形，所述光學(xué)構(gòu)件的截面的最大徑比由所述尖狀部的尖端構(gòu)成的圓或橢圓的最大徑大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的光學(xué)部件，其中，在所述基體上設(shè)置凸部，所述光學(xué)表面設(shè)置成所述凸部的上表面的至少一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)部件，其中，所述凸部構(gòu)成光元件的至少一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的光學(xué)部件，其中，所述光學(xué)構(gòu)件的周圍填充了密封介質(zhì)。
12.一種光學(xué)部件的制造方法，包括以下步驟(a)在具有光學(xué)表面的基體的上方形成圍繞所述光學(xué)表面設(shè)置的尖狀部，此時，所述尖狀部的尖端形成在比所述光學(xué)表面高的位置上；(b)向所述光學(xué)表面噴吐液滴，形成光學(xué)構(gòu)件前身；(c)使所述光學(xué)構(gòu)件前身固化，形成光學(xué)構(gòu)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述步驟(a)中，將所述尖狀部形成在所述基體上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述步驟(a)中，在所述基體的上方形成覆蓋層，在覆蓋層上形成所述尖狀部。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述步驟(c)中，將所述光學(xué)構(gòu)件的頂部形成在比所述尖狀部的尖端高的位置上。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述光學(xué)表面的下方設(shè)置具有光元件功能的部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述步驟(a)中，使所述尖狀部的尖端形成圓或橢圓，此時，形成所述尖狀部，以使所述光學(xué)表面的中心與由所述尖狀部的尖端構(gòu)成的圓或橢圓的中心一致。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任一項所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述步驟(a)中，使所述尖狀部的尖端形成圓或橢圓，在所述步驟(c)中，使所述光學(xué)構(gòu)件的截面的最大徑比由所述尖狀部的尖端構(gòu)成的圓或橢圓的最大徑大。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至18中任一項所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述基體上設(shè)置凸部，所述光學(xué)表面設(shè)置成所述凸部的上表面的至少一部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，所述凸部構(gòu)成光元件的至少一部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求12至20中任一項所述的光學(xué)部件的制造方法，還包括步驟(d)，用密封介質(zhì)對所述光學(xué)構(gòu)件的周圍進行填充。
22.根據(jù)權(quán)利要求12至21中任一項所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述步驟(b)中，所述液滴的噴吐通過噴墨法進行。
23.根據(jù)權(quán)利要求12至22中任一項所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述步驟(c)中，所述光學(xué)構(gòu)件前身的固化通過施加能量進行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠很好地控制其設(shè)置位置、形狀以及尺寸的光學(xué)部件及其制造方法。本發(fā)明的光學(xué)部件(100)包括具有光學(xué)表面(12a)的基體(10)；圍繞光學(xué)表面(12a)設(shè)置的尖狀部(24)；以及其至少一部分設(shè)置在光學(xué)表面(12a)上的光學(xué)構(gòu)件(32)。其中，尖狀部(24)的尖端(24c)位于比光學(xué)表面(12a)高的位置上。
文檔編號G02B3/00GK1573363SQ200410047970
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者金子剛 申請人:精工愛普生株式會社