CN1597322A - 喷出方法、透镜及其制造方法、半导体激光器及其制造方法、光学装置以及喷出装置 - Google Patents

喷出方法、透镜及其制造方法、半导体激光器及其制造方法、光学装置以及喷出装置 Download PDF

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Abstract

一种喷出方法，包含如下的步骤，即，按照使相邻的2个被喷出部之间的X轴方向的距离和沿所述X轴方向排列的多个喷嘴当中的任意2个喷嘴的间隔一致的方式，将具有所述2个被喷出部的基体定位的步骤(A)、使所述多个喷嘴沿着与所述X轴方向正交的Y轴方向相对于所述基体进行相对移动的步骤(B)、在因所述步骤(B)而使所述2个喷嘴分别进入与所述2个被喷出部对应的区域的情况下，从所述2个喷嘴向所述2个被喷出部分别喷出液状的材料的步骤(C)。利用该方法可以分别在晶片状态的多个半导体激光器上有效地形成微透镜。

Description

喷出方法、透镜及其制造方法、半导体激光器及其制造方法、 光学装置以及喷出装置
技术领域
本发明涉及透镜及其制造方法，更具体来说，涉及适于作为面发光激光器的射出部的透镜的微透镜及其制造方法。
背景技术
已知有在面发光激光器的射出面上，使用喷墨法形成微透镜的方法(例如专利文献1)。
[专利文献1]特开2000-67449号公报
通常，在晶片状态的半导体基板上形成多个半导体激光器。但是，有在晶片上相互相邻的2个半导体激光器之间的距离和喷墨装置的2个喷嘴之间的距离不一致的情况。在该情况下，就无法在将喷头相对移动1次的期间内，从多个喷嘴喷出微透镜的材料。
发明内容
本发明是鉴于所述问题而提出的，其目的之一是，在晶片状态的多个半导体激光器上有效地形成微透镜。
本发明的喷出方法包含如下的步骤，即按照使相邻的被喷出部之间的X轴方向的距离和沿所述X轴方向排列的多个喷嘴当中的任意2个喷嘴的间隔一致的方式，将具有所述2个被喷出部的基体定位的步骤(A)、使所述多个喷嘴沿着与所述X轴方向正交的Y轴方向相对于所述基体进行相对移动的步骤(B)、在因所述步骤(B)使所述2个喷嘴分别进入与所述2个被喷出部对应的区域的情况下，从所述2个喷嘴向所述2个被喷出部分别喷出液状的材料的步骤(C)。
根据所述特征，由于有按照使相邻的被喷出部之间的X轴方向的距离和沿所述X轴方向排列的多个喷嘴当中的任意2个喷嘴的间隔一致的方式，将具有所述2个被喷出部的基体定位的步骤，因此，即使对于每个基体，相邻的被喷出部间的X轴方向的距离改变，也不需要对每个基体改变喷头的安装角度。所以，即使对于每个基体，相邻的被喷出部间的X轴方向的距离改变，也可以在1次的扫描期间内向多个被喷出部喷出材料。另外，由于不需要对每个基体改变喷头的安装角度，因此容易应用于多用途的基体中。
所述步骤(A)最好包含将所述基体放置在台架上的步骤、使所述台架旋转而将所述基体相对于所述多个喷嘴定位的步骤。
根据所述特征，由于台架与基体一起旋转，因此容易进行基体的所述定位。
另外，所述步骤(A)最好还包含使所述2个喷嘴的X坐标和所述2个被喷出部的X坐标一致的步骤。
如上所述，由于使相邻的被喷出部之间的X轴方向的距离和沿所述X轴方向排列的所述多个喷嘴当中的任意2个喷嘴的间隔一致，因此可以在1次的扫描期间内从多个喷嘴向多个被喷出部喷出材料，其结果是，可以有效地形成微透镜。
另外，本发明可以用各种方式实现，可以作为透镜的制造方法或半导体激光器的制造方法等方式实现。
本发明的喷出装置具备具有沿X轴方向排列的多个喷嘴的喷头、保持具有相邻的2个被喷出部的基体的台架、按照使所述多个喷嘴沿着所述X轴方向和与所述X轴方向正交的Y轴方向相对于所述基体进行相对移动的方式改变所述喷头和所述台架的相对位置的扫描部。此外，按照使所述被喷出部之间的所述X轴方向的距离和所述多个喷嘴当中的任意2个喷嘴的间隔一致的方式，所述扫描部旋转所述台架。
根据所述特征，按照使所述多个被喷出部当中的相邻的2个被喷出部之间的X轴方向的距离和所述多个喷嘴当中的任意2个喷嘴之间的X轴方向的距离一致的方式，所述扫描部旋转所述台架。其结果是，可以在多个喷嘴沿着Y轴方向相对移动1次的期间中，从多个喷嘴喷出材料。另外，即使对于每个基体，相互相邻的2个被喷出部间的X轴方向的距离改变，由于不需要对每个基体改变喷头的安装角度，因此很容易应用于多用途的基体中。
附图说明
图1是表示实施例1的半导体激光器的示意图。
图2(a)及(b)是表示实施例1的基体的示意图。
图3是表示实施例1的制造装置的示意图。
图4是表示实施例1的喷出装置的示意图。
图5是表示实施例1的滑架的示意图。
图6是表示实施例1的喷头的示意图。
图7(a)及(b)是表示图6的喷头的喷出部的示意图。
图8是喷出装置的控制部的功能方框图。
图9是表示实施例1的喷出工序的示意图。
图10是表示实施例1的喷出工序的示意图。
图11是表示实施例1的喷出工序的示意图。
图12(a)～(c)是表示实施例1的制造方法的示意图。
图13(a)～(c)是表示实施例1的制造方法的示意图。
图14是表示喷嘴状态的检查及命中位置的检查的示意图。
图15是表示将喷头倾斜时的喷嘴列方向和被喷出部的位置关系的示意图。
图16是表示光学装置的示意图。
图中：11-激光器，11B-激光器元件，12-砷化镓基板，12、14-下部分布反射型多层膜反射镜，16-量子阱活性层，20-上部分布反射型多层膜反射镜，22-接触层，24-绝缘层，26-上部电极，10-下部电极，10、30-基座部，30、100-喷出装置，102-喷出扫描部，103-滑架，104-第1位置控制装置，108-第2位置控制装置，106-台架，111-光学材料，111L-微透镜，118-喷嘴，118A-第1喷嘴，118B-第2喷嘴，200-光学装置，210-光纤。
具体实施方式
下面将参照附图以半导体激光器为例对本发明进行说明。而且，以下所示的实施例不是对技术方案的范围中所述的发明的内容进行任何限定的内容。另外，以下的实施例中所示的构成并不全都是作为技术方案的范围中所述的发明的解决手段所必须的。
[实施例1]
图1所示的激光器11是半导体激光器。激光器11具有n型的砷化镓基板12、n型的下部分布反射型多层膜反射镜14(也称为下部DBR反射镜)、量子阱活性层16、p型的上部分布反射型多层膜反射镜20(也称为上部DBR反射镜)、接触层22、绝缘层24、上部电极26、下部电极10、基座部30、微透镜111L。n型的砷化镓基板12、下部分布反射型多层膜反射镜14、量子阱活性层16、上部分布反射型多层膜反射镜20、接触层22被以该顺序层叠。另外，在下部DBR反射镜14中，掺杂有硒(Se)，在上部DBR反射镜20中，掺杂有锌(Zn)。另外，下部DBR反射镜14的一部分、量子阱活性层16、上部DBR反射镜20、接触层22构成台面型的柱状部15。
绝缘层24由聚酰亚胺制成，覆盖柱状部15及在柱状部15的周围露出的下部DBR反射镜14。上部电极26位于绝缘层24上，借助设于绝缘层24上的开口部与接触层22连接。下部电极10被设于n型的砷化镓基板12的背面。而且，所谓n型的砷化镓基板12的背面是指未形成下部DBR反射镜14的面。
基座部30包括由聚酰亚胺制成的支撑部31、覆盖支撑部31的上面的氟烷基硅烷(FAS)膜28。基座部30位于覆盖接触层22和接触层22上的上部电极26的位置。具体来说，基座部30覆盖绝缘层24和上部电极26在接触层22上形成的阶梯。基座部30的上面大致平坦。本实施例中，基座部30的上面的形状为近似圆形。
基座部30的氟烷基硅烷(FAS)膜28相对于作为微透镜111L的原料的液状的光学材料呈疏液性。所以，在微透镜111L的制造时，向基座部30喷出的液状的光学材料可以稳定地位于覆盖基座部30的位置。本实施例中，根据FAS膜28的制膜工序上的理由，如图1所示，不仅在支撑部31的上面而且在上部电极26及绝缘层24上也形成FAS膜28。但是，FAS膜28至少被设于支撑部31的上面即可，所以，位于支撑部31上的FAS膜28以外的FAS膜也可以除去。
微透镜111L位于与FAS膜28接触并且覆盖基座部30的位置上。微透镜111L是具有缩小光的放射角的功能的光学元件。具体来说，从具有微透镜111L的激光器11射出的光的放射角小于从不具有微透镜111L的激光器11射出的放射角。如后述所示，具有微透镜111L的激光器11的制造方法包括向基体10A的被喷出部18(图2(b))喷出液状的光学材料的工序。
图1所示的激光器11是向与砷化镓基板12垂直的方向(图1的上方向)射出激光的半导体激光器。即，激光器11是面发光型激光器(VerticalCavity Surface Emitting Laser：VCSEL)。具体来说，当向激光器11的上部电极10和上部电极26之间施加顺方向的电压时，在量子阱活性层16上产生电子和空穴的复合，从而产生复合发光。这里产生的光在下部DBR反射镜14和上部DBR反射镜20之间共振，其结果是，光的强度被放大。此外，当光放大超过光损失时，就会产生励振激光，激光被向与砷化镓基板12垂直的方向(图1的上方向)射出。激光在接触层22射出，经过基座部30和微透镜111L而向激光器11的外部射出。
本说明书中，也将激光器11的与n型的砷化镓基板12、n型的下部分布反射型多层膜反射镜14、柱状部15、绝缘层24、上部电极26、下部电极10对应的部分表记为「激光元件」。另外，本实施例中，也将柱状部15中所含的接触层22的上面表记为激光元件的「光射出面」。
以下将以(A)被喷出部、(B)制造装置、(C)光学材料、(D)喷出方法、(E)制造方法的记述的顺序，对具有微透镜111L的激光器11的制造方法进行上面。
(A：被喷出部)
图2(a)及(b)所示的基体10A是包括设置图1的微透镜111L前的激光器的叠层体，具有直径约为2英寸的圆形的形状。
基体10A具有多个被喷出部18即标靶。多个被喷出部18分别是应当设置微透镜111L的部位。另外，本实施例中，被喷出部18是设于接触层22上的基座部30。而且，图2(b)的砷化镓晶片12’与图1的砷化镓基板12对应。
在基体10A上，除去宽度3mm的外周部34，以矩阵状形成有大约8000个激光部11A。各个激光部11A的构造除了没有微透镜111L这一点以外，是与图1的激光器11相同的构造。
(B：制造装置)
图3所示的制造装置1是制造图1所示的激光器11的装置的一部分。具体来说，制造装置1具有在基体10A的表面形成FAS膜28的表面改性装置160、向全部多个被喷出部18涂布液状的光学材料111的喷出装置100、按照使涂布于被喷出部18上的液状的光学材料111聚合的方式向被喷出部18上的液状的光学材料111照射紫外光的聚合装置150、对聚合的光学材料加热而进一步硬化的硬化装置165。另外，制造装置1还具有按照表面改性装置160、喷出装置100、聚合装置150、硬化装置165的顺序输送基体10A的输送装置170。
如图4所示，喷出装置100具有保持液状的光学材料111的液灌101、借助管道110从液灌101供给光学材料111的喷出扫描部102。喷出扫描部102具备具有分别可以喷出光学材料111的多个喷头114(图5)的滑架103、控制滑架103的位置的第1位置控制装置104、保持基体10A的台架106、控制台架106的位置的第2位置控制装置108、控制部112。液灌101和滑架103的多个喷头114被管道110连接，利用压缩空气从液灌101向多个喷头114分别供给液状的光学材料111。
第1位置控制装置104具有线性马达，根据来自控制部112的信号，使滑架103沿X轴方向及与X轴方向正交的Z轴方向移动。第2位置控制装置108具有线性马达，根据来自控制部112的信号，使滑架106沿与X轴方向及Z轴方向两者正交的Y轴方向移动。台架106具有与X轴方向及Y轴方向两者平行的平面，在该平面上可以固定基体10A。由于台架106固定基体10A，因此台架106可以决定被喷出部18的位置。而且，本实施例的基体10A是受纳基板的一个例子。
第2位置控制装置108还具有使台架106绕与Z轴方向平行的规定的轴旋转的功能。所谓Z轴方向是指与垂直方向(即重力加速度方向)平行的方向。通过利用第2位置控制装置108使台架106绕与Z轴方向平行的轴旋转，就可以使固定于基体10A上的坐标系的A轴及B轴与X轴方向及Y轴方向分别平行。本实施例中，X轴方向及Y轴方向都是滑架相对于台架106进行相对移动的方向。
本说明书中，也将第1位置控制装置104及第2位置控制装置108表记为「扫描部」。
另外，通过利用第2位置控制装置108使台架106绕与Z轴方向平行的轴旋转，可以按照使相邻的2个被喷出部18之间的X轴方向的距离和多个喷嘴118(图6)当中的任意2个喷嘴之间的X轴方向的距离一致的方式，决定具有所述被喷出部18的基体10A的位置。
滑架103及台架106还具有所述以外的平行移动及旋转的自由度。但是，本实施例中，出于使说明简化的目的，将与所述自由度以外的自由度的记述省略。
控制部112可以从外部信息处理装置接收表示应喷出光学材料111的相对位置的喷出数据。控制部112的具体功能将在后面叙述。
如图5所示，滑架103保持有具有相互相同的构造的多个喷头114。这里，图5是从台架106侧观察到的滑架103的图，所以，与图面垂直的方向为Z轴。本实施例中，在滑架103上，配置有2列由4个喷头114构成的列。按照使各个喷头114的长边方向与X轴方向之间的角度AN为0°的方式，将各个喷头114固定在滑架103上。
如图6所示，用于喷出光学材料111的喷头114分别具有沿喷头114的长边方向延伸的2个喷嘴列116。所谓喷嘴列116是指180个喷嘴118以大致一定的间隔排成一列的列。将喷嘴列116的方向表记为喷嘴列方向HX。沿着喷嘴列方向HX的喷嘴118的间隔为LN(大约140μm)。另外，图6中，1个喷头114的2个喷嘴列116相互错开半个间距(大约70μm)。另外，喷嘴118的直径大约为27μm。如上所述，由于喷头114的长边方向和X轴方向之间的角度为角度AN，因此喷嘴列方向HX即180个喷嘴118排成一列的方向与X轴方向之间的角度也为角度AN，即0°。
而且，多个喷嘴118的各自的端部位于以所述X轴方向及Y轴方向定义的假想的平面上。另外，按照喷头114可以大致与Z轴平行地喷出材料的方式，调整多个喷嘴118的各自的形状。
如图7(a)及(b)所示，各个喷头114为喷墨头。更具体来说，各个喷头114具有振动板126、喷嘴板128。总是被从液灌101穿过孔131而供给的液状的光学材料111填充的贮液室129位于振动板126和喷嘴板128之间。另外，多个隔壁122位于振动板126和喷嘴板128之间。此外，由振动板126、喷嘴板128、1对隔壁122包围的部分为空腔120。由于空腔120被与喷嘴118对应地设置，因此空腔120的数目与喷嘴118的数目相同。光学材料111被从贮液室129穿过位于1对隔壁122之间的供给口130向空腔120供给。
振动子124与各个空腔120对应地位于振动板126上。振动子124包括压电元件124C、夹持压电元件124C的1对电极124A、124B。通过向该1对电极124A、124C提供驱动电压，从对应的喷嘴118中就会喷出液状的光学材料111。
控制部112(图4)被按照向多个振动子124分别提供相互独立的信号的方式构成。所以，从喷嘴118喷出的光学材料111的体积就会根据来自控制部112的信号，按照每个喷嘴118控制。另外，从喷嘴118分别喷出的光学材料111的体积在0pl～42pl(皮升)之间可变。所以，如后所述，控制部112也可以设定进行喷出动作的喷嘴118和不进行喷出动作的喷嘴118。
本说明书中，将进行喷出动作的喷嘴118有时表记为「第1喷嘴118A」，有时表记为「动作喷嘴118A」。另外，将不进行喷出动作的喷嘴118有时表记为「第2喷嘴118B」，有时表记为「非动作喷嘴118B 」。
本说明书中，有时也将包括1个喷嘴118、与喷嘴118对应的空腔120、与空腔120对应的振动子124的部分表记为喷出部127。根据该表记，1个喷头114具有与喷嘴118数目相同的喷出部127。如上所述，本实施例中，滑架103保持喷头114。另一方面，喷头114分别具有多个喷出部127。所以，本说明书中，有时也表记为滑架103保持多个喷出部127。
喷出部127也可以不具有压电元件，而具有电热变换元件。即，喷出部也可以具有利用电热变换元件造成的材料的热膨胀来喷出材料的构成。
如上所述，滑架103被第1位置控制装置104(图4)沿X轴方向及Z轴方向移动。另一方面，滑架106(图4)被第2位置控制装置108(图4)沿Y轴方向移动。其结果是，利用第1位置控制装置104及第2位置控制装置108，滑架103相对于台架106进行相对移动。更具体来说，利用这些动作，多个喷头114、多个喷嘴列116或多个喷嘴118相对于在台架106上被定位了的被喷出部18，在沿Z轴方向保持规定的距离的同时，沿X轴方向及Y轴方向相对移动，即进行相对扫描。更具体来说，喷头114在相对于台架沿X轴方向及Y轴方向进行相对扫描的同时，从多个喷嘴118喷出材料。
本发明中，也可以将喷嘴118相对于与喷出装置100相对静止的被喷出部18沿Y轴方向移动。此后，在喷嘴118沿着Y轴方向在规定的2点间移动的期间内，也可以从喷嘴118向静止的被喷出部18喷出光学材料。所谓「相对扫描」或「相对移动」包括将喷出一侧和来自那里的喷出物命中的一侧(被喷出部18R侧)的至少一方相对于另一方进行扫描。所以，本说明书中，在滑架103、喷头114或喷嘴118相对于喷出装置100静止，仅台架106移动的情况下，也表记为滑架103、喷头114或喷嘴118相对于台架106、基体10A或被喷出部18相对移动。另外，有时也将相对扫描和材料的喷出的组合表记为「涂布扫描」。
下面对控制部112的构成进行说明。如图8所示，控制部112具有输入缓冲存储器200、存储机构202、处理部204、扫描驱动器206、喷头驱动器208。缓冲存储器200和处理部204被可以相互通信地连接。处理部204和存储机构202被可以相互通信地连接。处理部204和扫描驱动器206被可以相互通信地连接。处理部204和喷头驱动器208被可以相互通信地连接。另外，扫描驱动器206与第1位置控制机构104及第2位置控制机构108被可以相互通信地连接。同样，喷头驱动器208与多个喷头114被可以相互通信地连接。
输入缓冲存储器200从外部信息处理装置接收用于进行光学材料111的喷出的喷出数据。喷出数据包括表示基体10A上的全部的被喷出部18的相对位置的数据、表示在全部的被喷出部18上涂布至所需的厚度的光学材料111所必需的相对扫描的次数的数据、表示被喷出部18上的命中位置的数据、指定进行喷出动作的喷嘴118的数据、指定不进行喷出动作的喷嘴118的数据。输入缓冲存储器200向处理部204供给喷出数据，处理部204将喷出数据储存在存储机构202中。图8中，存储机构202为RAM。
处理部204根据存储机构202内的喷出数据，向扫描驱动器206提供表示喷嘴列116相对于被喷出部18的相对位置的数据。扫描驱动器206向第1位置控制机构104及第2位置控制机构108提供与该数据对应的驱动信号。其结果是，将喷嘴列116相对于被喷出部18R进行扫描。另一方面，处理部204根据储存在存储机构202中的喷出数据，向喷头驱动器208提供表示来自对应的喷嘴118的喷出时序的数据。喷头驱动器208根据该数据，向喷头114提供光学材料111的喷出所必需的驱动信号。其结果是，从喷嘴列116的对应的喷嘴118喷出液状的光学材料111。
控制部112也可以是包含CPU、ROM、RAM的计算机。该情况下，控制部112的所述功能由利用计算机执行的软件程序实现。当然，控制部112也可以利用专用的电路(硬件)来实现。
利用以上的构成，喷出装置100R根据提供给控制部112的喷出数据，进行光学材料111的涂布扫描。
(C：光学材料)
本实施例的液状的光学材料是液状的材料的一个例子。所谓液状的材料是指具有可以从喷嘴118喷出的粘度的材料。此时，材料为水性或油性均可。如果具有可以从喷嘴118喷出的流动性(粘度)即可，即使混入固体物质，只要作为整体是流体即可。
另外，本实施例的光学材料111包括非溶剂类的树脂。非溶剂类的树脂是即使不使用有机溶剂溶解也会成为流体的树脂。例如，如果将非溶剂类的树脂用其单体稀释，则非溶剂类的树脂的状态就会变为液状。具体来说，如果将非溶剂类的树脂用其单体稀释，则非溶剂类的树脂就会成为具有可以从喷出装置100的喷嘴118喷出的粘度的流体。
作为所述非溶剂类的树脂，可以使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟基乙酯、聚甲基丙烯酸环己酯等丙烯酸类树脂、聚二甘醇双丙烯基碳酸酯、聚碳酸酯等丙烯类树脂、甲基丙烯酸合成树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯类树脂、纤维素类树脂、聚酰胺类树脂、氟类树脂、聚丙烯类树脂、聚苯乙烯类树脂等树脂。
本实施例的光学材料111包括所述非溶剂类的树脂当中的任意一种树脂或混合了多种的树脂。另外，本实施例的光学材料111中，配合有联二咪唑类化合物等光聚合引发剂。由于配合有光聚合引发剂，因此如果向液状的光学材料111以规定的条件照射可见光、紫外线、远紫外线、X射线或电子射线等，则液状的光学材料111就会产生聚合反应而硬化。本说明书中，也将此种本实施例的液状的光学材料111表记为放射线硬化型树脂。
(D：喷出方法)
下面，对喷出装置100向基体10A的被喷出部18上喷出液状的光学材料111的喷出方法即喷出工序进行说明。
首先，输送装置170使基体10A位于喷出装置100的台架106上。本实施例中，按照A轴方向和B轴方向与X轴方向及Y轴方向分别一致的方式，输送装置170将基体10A放置在台架106上。而且，如上所述，A轴方向及B轴方向是相互正交的方向，表示固定于基体10A上的坐标系。另一方面，X轴方向及Y轴方向是相互正交的方向，是滑架103、喷头114、喷嘴列116或喷嘴118相对于台架106进行相对移动的方向。本实施例中，X轴方向也是与多个喷嘴118排列的方向，即喷嘴列方向HX平行的方向。
如图9所示，被喷出部18的行方向(图9的横向)与A轴方向平行。另一方面，被喷出部18的列方向(图9的纵向)与B轴方向平行。沿A轴方向相邻的2个的被喷出部18之间的距离为TA。另外，沿B轴方向相邻的2个的被喷出部18之间的距离为TB。图9中，分别描画有包括5个被喷出部18的行R1、行R2、行R3、行R4。
然后，控制部112根据喷出数据，按照从喷嘴列116中所含的多个喷嘴118当中将至少2个喷嘴作为第1喷嘴118A即动作喷嘴发挥作用的方式进行指定。本实施例中，按照使相互最近的2个第1喷嘴118A之间的距离为TA以下的LNA的方式，从多个喷嘴118当中选择若干作为第1喷嘴118A。图9的例子中，最左边的喷嘴118、从左边数第4个喷嘴118、从左边数第7个喷嘴118、从右边数第4个喷嘴118、最右边的喷嘴118为第1喷嘴118A，以黑圆点表示。在2个第1喷嘴118之间，有2个第2喷嘴118B，以白圆点表示。
像这样，本实施例中，从3个喷嘴118当中将1个喷嘴118作为第1喷嘴118A设定。根据第1喷嘴118A的该设定方法，由于在1个喷嘴列116上有180个喷嘴118，因此在1个喷嘴列116中，设定60个第1喷嘴118A。
然后，控制部112根据喷出数据，按照相邻的2个被喷出部18间的沿X轴方向的距离与2个第1喷嘴118A间的距离一致的方式，使台架106旋转。本实施例中，由于沿A轴方向相邻的2个被喷出部18间的距离为TA，因此将台架106例如以点C为中心，在XY平面内从图9所示的位置开始逆时针旋转角度φ＝Arccos(LNA/TA)即可。这样，沿A轴方向相邻的2个被喷出部18间的X轴方向的距离就与第1喷嘴118A间的距离(即LNA)一致。而且，所谓X轴方向的距离是2点间的距离的X轴方向的成分。
然后，如图10所示，控制部1 12按照第1喷嘴118A的X坐标与被喷出部18的X坐标一致的方式，使滑架103相对于台架106沿X轴方向相对移动。例如，按照图10所示的第1喷嘴118A当中的任意一个第1喷嘴118A的X坐标与行R3所含的被喷出部18当中的任意一个被喷出部18的X坐标一致的方式，控制部112驱动扫描部。利用该操作，喷嘴列116所含的其他的第1喷嘴118A的X坐标也与行R3的其他的被喷出部18的X坐标一致。
在向被喷出部18涂布扫描之前，进行喷嘴状态的检查及命中位置的检查。首先，在使第1喷嘴118A的X坐标与行R3的被喷出部18的X坐标一致的状态下，按照喷头114相对于Y轴方向进行相对移动的方式，控制部112驱动扫描部。此后，当第1喷嘴118A进入与基体10A的外周部34对应的区域时，从该第1喷嘴118A向基体10A的外周部34喷出液状的光学材料111。如图14所示，沿Y轴方向的喷头114的相对移动被进行至1个喷嘴列116中所含的全部第1喷嘴118A都向基体10A的外周部34喷出液状的光学材料111为止。图14中，命中外周部34的液状的光学材料111的命中位置BD以黑圆点表示。
在从全部的第1喷嘴118A向外周部34上涂布了液状的光学材料111后，操作者用显微镜等检查外周部34上的光学材料111。具体来说，通过检查所涂布的光学材料111形成的点的形状，检查基体10A(外周部34)的表面是否具有所需的疏液性。包括外周部34和被喷出部18，由于在基体10A的表面形成有FAS膜28，因此外周部34相对于光学材料111的疏液性与被喷出部18相对于光学材料111的疏液性必然相同。所以，通过检查外周部34的疏液性的程度，就可以预测被喷出部18的疏液性的程度。在预测被喷出部18的疏液性的程度低于规定的基准的情况下，将基体10A放置在表面改性装置160内部，再次向基体10A的表面上进行FAS膜28的形成即可。
另外，通过检查所涂布的光学材料111形成的点的形状，还可以确认从第1喷嘴118A的喷出状态。例如，如下所述，可以检查光学材料111是否附着在第1喷嘴118A上。
当光学材料111的粘性增加时，光学材料111有时会附着在第1喷嘴118A内。此种情况下，既可能产生无法喷出希望的体积的光学材料111的情况，也可能产生光学材料111偏离希望的命中位置BD而命中的情况。如果点的形状的检查的结果为，所涂布的光学材料111形成的点的形状与规定的形状大致相同，则被看作光学材料111未附着在第1喷嘴118A上。另一方面，在所涂布的光学材料111形成的点的形状与规定的形状不同的情况下，则光学材料111附着在第1喷嘴118A上的可能性很高。
在点的形状与规定的形状不同的情况下，使第1喷嘴118A向扫描范围外的规定的位置移动，从第1喷嘴118A进行液状的光学材料111的冲洗(弃喷)即可。这是因为，这样，附着的光学材料111就很可能被从第1喷嘴118内去除。而且，本说明书中，也将液状的光学材料111的如上的冲洗表记为预喷出。
在进行由操作者执行的所述检查时，也可以通过用CCD照相机等检测出命中的光学材料111形成的点的位置，进行相邻的2个点的X轴方向的间隔与相邻的2个被喷出部18间的X轴方向的距离是否一致的确认。在相邻的2个点的X轴方向的间隔与相邻的2个被喷出部18间的X轴方向的距离不一致的情况下，则看作相邻的2个被喷出部18间的沿X轴方向的距离与沿X轴方向排列的2个第1喷嘴18A间的距离不一致。该情况下，使台架106绕Z轴再次旋转，修正台架106相对于滑架103的相对位置即可。
喷嘴状态的检查及命中位置的检查之后，在1个扫描期间内，按照多个喷嘴118沿与喷嘴列方向HX正交的方向相对移动的方式，控制部112驱动扫描部(「扫描期间」的详细情况将在后面叙述)。具体来说，按照滑架103沿Y轴方向的正的方向(图10的上方向)相对移动的方式，控制部112驱动扫描部。此外，在第1喷嘴118A的一个进入了与行R3的被喷出部18的一个对应的区域时，按照从该第1喷嘴118A向被喷出部18喷出液状的光学材料111的方式，控制部112驱动喷头114。
本实施例中，在1个喷嘴列116中，存在60个第1喷嘴118A。所以，在1个扫描期间内，利用1个喷嘴列116，涂布行R3所含的多个被喷出部18当中的沿A轴方向连续的60个被喷出部18。在这60个被喷出部18上涂布了适当的体积的光学材料111后，按照第1喷嘴118A的X坐标与行R3所含的被喷出部18当中的还未涂布液状的光学材料111的被喷出部18的X坐标一致的方式，控制部112驱动扫描部。此后，在使滑架103沿着Y轴方向相对移动的同时，从第1喷嘴118A向行R3的未涂布的被喷出部18喷出液状的光学材料。
本说明书中，1个「扫描期间」与下面的(1)的期间或(2)的期间对应：(1)从滑架103沿规定方向开始相对移动到沿与规定方向不同的方向开始相对移动的期间；(2)作为不符合所述(1)的期间，从滑架103沿规定方向开始相对移动到结束向基体10A的喷出工序的期间。
例如，从滑架103沿Y轴方向的正方向开始相对移动，到沿Y轴的负方向或X轴方向的正(或负)方向开始相对移动的期间为1个扫描期间。另外，在向多个被喷出部18的全部涂布所需量的光学材料111为止，滑架103沿Y轴方向仅相对移动1次即可的情况下，该1次相对移动的期间为「扫描期间」。但是，在1次的「扫描期间」内，也可以在滑架103沿规定方向相对移动后相对于基体10A停止，其后滑架103再次沿相同规定方向相对移动。
另外，滑架103、喷头114或喷嘴118进行相对移动是指，它们相对于被喷出部18的相对位置改变。所以，即使在滑架103、喷头114或喷嘴118绝对静止，仅被喷出部18R利用台架106而移动的情况下，也表现为滑架103、喷头114或喷嘴118相对移动。
在向行R3的全部被喷出部18涂布了所需量的体积的液状的光学材料111后，向其他行的被喷出部18，与行R3同样地进行涂布扫描。例如，如图11所示，按照各个第1喷嘴118A的X坐标与行R2所含的各个被喷出部18的X坐标一致的方式，控制部112驱动扫描部。
此后，喷出装置100对行R2所含的被喷出部18也进行与对行R3所含的被喷出部18进行的涂布扫描相同的涂布扫描。像这样，通过对全部的行所含的被喷出部18相同地进行涂布扫描，在基体10A的全部的被喷出部18上涂布液状的光学材料111。
根据本实施例，按照相邻的2个被喷出部18间的沿X轴方向的距离与2个第1喷嘴118A间的距离一致的方式，台架106进行旋转。所以，可以在将喷嘴列方向HX，即多个喷嘴118排成一列的方向维持在与Y轴方向正交的方向的状态下，向基体10A上的全部被喷出部18进行涂布扫描。
另一方面，如图15所示，在通过改变喷嘴列方向HX的方向，使相邻的2个被喷出部18间的距离和2个第1喷嘴118A间的距离一致的情况下，需要相对于滑架103，适当地设定多个喷头114(图5)的各自的角度。当利用此种构成时，在相邻的2个被喷出部18间的A轴方向的距离因每个基体10A而不同的情况下，对于每个基体10A，就会产生改变多个喷头114的各自的安装角度的工序。由于喷头114被使用螺钉固定在滑架103上，因此改变角度的工序就会需要无法忽视的时间。另外，使多个喷头114的各自的角度符合一定的角度的操作需要相当多的时间。所以，在将喷头114的角度倾斜的情况下，喷出工序前的准备时间就会延长。
但是，根据本实施例，可以将喷嘴列方向HX维持在与Y轴方向即主扫描方向总是正交的方向。所以，即使对于每个基体10A，相邻的2个被喷出部18间的A轴方向的距离不同，也不需要改变多个喷头114当中的任意一个的角度。
根据本实施例的喷出方法，以与1个第1喷嘴118A进行喷出动作的时序大致相同的时序进行喷出动作的其他的第1喷嘴118A的数目总是一定(在本实施例的情况下为0)。所以，1个第1喷嘴118A所接受的来自其他的第1喷嘴118A的干扰(cross talk)在该1个喷嘴118A的全部的喷出时序内大致相同。如果干扰大致一定的话，则来自第1喷嘴118A的与喷出量的理想值的偏差也总是一致。所以，根据本实施例的喷出方法，喷出量的修正十分容易。而且，这里所说的干扰是指与某个喷嘴118对应的压电元件124的振动因使其他的喷嘴118内的材料的弯月面振动而产生的喷出上的故障。
本实施例中，利用1次的喷出从1个喷嘴118喷出的液状的光学材料111的体积大致为4pl(皮升)。另外，本实施例中，向1个被喷出部18，喷出多次，例如15次液状的光学材料111。另外，本实施例中，喷出装置100在每一个扫描期间对1个被喷出部18喷出1次光学材料111。所以，本实施例中，直至向1个被喷出部18涂布所需量的光学材料111为止，喷出装置100花费15个扫描期间即可。而且，由1次的喷出所喷出的体积或喷出次数可以根据光学材料111的性质、所希望的微透镜111L的形状来适当地更改。
被喷出部18的上面的形状，即基座部30的上面的形状大致为圆形。所以，在从第1喷嘴118A喷出液状的光学材料111的情况下，最好总是对准圆形的被喷出部18的大致中央喷出光学材料的液滴。
如前所述，由于基座部30的表面为FAS膜28，因此被喷出部18(基座部30)相对于液状的光学材料111具有疏液性。由于被喷出部18相对于液状的光学材料111具有疏液性，以及被喷出部18的形状大致为圆形，因此命中的液状的光学材料111就成为在被喷出部18的大致中央附近厚度最厚的凸透镜的形状。
(E：制造方法)
所述(D：喷出方法)中，说明了在基体10A的被喷出部18上涂布作为微透镜111L的材料的液状的光学材料111的喷出工序。以下将对直至形成微透镜111L的一连串的工序进行说明。
首先，使用半导体晶片，制作图12(a)所示的激光器元件11B的阵列。具体来说，在n型的砷化镓(GaAs)晶片12’上，交互层叠Al0.15Ga0.85As和AlAs，形成掺杂了Se的下部分布反射型多层膜反射镜(下部DBR反射镜)14。此后，在下部DBR反射镜14上，通过层叠GaAl层和Al0.3Ga0.7As层，形成量子阱活性层16。此后，在量子阱活性层16上，通过交互层叠Al0.15Ga0.85As层和Al0.9Ga0.1As层，形成掺杂了Zn的上部分布反射型多层膜反射镜20。其后，在上部分布反射型多层膜反射镜(上部DBR反射镜)20上，层叠含有Al0.15Ga0.85As层的接触层22。
此后，按照包含接触层22、上部DBR反射镜20、量子阱活性层16、下部DBR反射镜14的一部分的多个部位作为台面型的柱状部15而残留的方式，利用光刻处理去除下部DBR反射镜14的一部分、量子阱活性层16、上部DBR反射镜20、接触层22。
此后，覆盖下部DBR反射镜14和柱状部15，涂布聚酰亚胺等树脂，形成树脂层。其后，按照能够在与接触层22的上面对应的部分上获得开口部的方式，通过对树脂层进行图案处理而获得绝缘层24。此后，在绝缘层24上依次层叠钛、铂及金。其后，按照被层叠的钛、铂及金和接触层22被连接成环状的方式，对层叠的钛、铂及金进行图案处理。最后，在砷化镓晶片12’的背面设置电极，形成下部电极10。
如上操作后，如图12(a)所示，完成了具有多个激光器元件11B的基体10A。
然后，如图12(b)所示，在与基体10B的柱状部15对应的部分上形成支撑部31。具体来说，通过按照覆盖接触层22的上面、绝缘层24、上部电极26的方式涂布聚酰亚胺，形成聚酰亚胺层31’。其后，如图12(c)所示，按照与接触层22对应的部分的聚酰亚胺层31’残留的方式，对聚酰亚胺层31’进行图案处理，获得多个支撑部31。
其后，如图13(a)所示，将支撑部31的表面疏液化。具体来说，首先，清洗支撑部31的表面。例如，通过向基体10A的表面照射紫外线，清洗包括支撑部31的表面的基体10A的表面。此后，在支撑部31的表面上形成氟烷基硅烷(FAS)膜28。更具体来说，输送装置170使基体10A位于表面改性装置160的密闭容器内。该密闭容器内，还装有加入了液体的FAS的容器。将此种密闭容器内保持在120℃后，以2小时左右，利用气化了的FAS，在基体10A的表面上形成FAS的单分子膜。此时，在支撑部31的表面也形成FAS的单分子膜。
本实施例中，形成了FAS膜28的多个支撑部31各自与多个基座部30分别对应。而且，即使没有FAS膜28，在支撑部31的表面相对于液状的光学材料111呈足够的疏液性的情况下，基座部30也可以不含有FAS膜28。
如上操作，在基体10A上设置多个基座部30。即，获得具有多个基座部30的基体10A。而且，如上所述，本说明书中，多个基座部30各自与多个被喷出部18分别对应。
然后，向多个被喷出部18分别喷出液状的光学材料111。具体来说，首先，具有多个被喷出部18的基板10A被输送装置170运至喷出装置100的台架106。此后，如图13(b)所示，喷出装置100按照向多个被喷出部18的全部涂布液状的光学材料111的方式，从喷头114的第1喷嘴118A喷出液状的光学材料111。喷出装置100的光学材料111的喷出方法是参照图9、图10及图11说明的方法。
在向基板10A的被喷出部18的全部涂布了光学材料111后，将被喷出部18上的液状的光学材料111硬化。具体来说，首先，输送装置170使基板10A位于聚合装置150内。此后，聚合装置150向被喷出部18上的光学材料照射大约365nm的波长的光，使光学材料111聚合，即使之硬化。
在光学材料111被聚合，即被硬化后，输送装置170使基体10A位于硬化装置165内。此后，硬化装置165通过使用加热板加热基体10A整体，使被喷出部18上的全部光学材料111完全硬化。其结果是，如图13(c)所示，在全部的被喷出部18上获得微透镜111L。
利用以上的工序，即获得图1所示的激光器11。
(应用例)
下面对具有激光器11的光学装置进行说明。
图16所示的光学装置200是光通信系统中使用的发光元件模块。光学装置200包括光纤210、激光器11。激光器11在光学装置200中作为发光元件发挥作用。激光器11和光学210按照激光器11的微透镜111L和光学210的端面相面对的方式设置。具体来说，按照激光器11的光轴和光纤的光轴一致的方式，利用未图示的发光元件搭载基板将激光器11和光学210定位。
此种光学装置200，由于激光器11具有微透镜111L，因此来自激光器11的射出光被有效地导入光纤210的纤维芯内。所以，光的传送距离变长。
(实施例1的变形例)
(1)本实施例中说明的喷出方法也可以被应用于具有多个象素区域的显示装置的设于每个象素区域上的透镜的制造方法中。这是因为，如果多个象素区域沿A轴方向及B轴方向以规定的间隔排列，则将各个象素看作用于形成透镜的多个被喷出部18。作为具有多个象素区域的显示装置，有液晶显示装置、电致发光装置、FED(Field Emission display)、具有电子发射元件的SED(Surface-Conduction Electron-Emitter Display)等图像显示装置等。
(2)本实施例中，被喷出部18为形成于与柱状部15即激光共振器重合的位置上的基座部30。但是，即使基座部30未被设于与柱状部15重合的位置上，也可以应用本发明。例如，也可以仅将设于基板上的多个基座部30作为被喷出部18，利用所述实施例中说明的喷出方法形成透镜。此种情况下，在被喷出部18上形成了透镜后，将透镜从被喷出部18上取下，设于所述显示装置的象素区域等中即可。
(3)在向1个被喷出部18涂布所需量的光学材料111前需要多个扫描期间的情况下，既可以跨越多个扫描期间之间，从相同的第1喷嘴118A向1个被喷出部18喷出光学材料111，也可以在每个扫描期间中，从不同的第1喷嘴118A向1个被喷出部18喷出光学材料111。
在对于每个扫描期间，从不同的第1喷嘴118A向1个被喷出部18喷出光学材料111的情况下，喷嘴118间的喷出量的偏差就很容易被抵消。所以，在制作成多个微透镜时，完成的微透镜间的形状的偏差就会减小。
(4)对于每个扫描期间，第1喷嘴118A的相对于多个喷嘴118的分配也可以改变。例如，在某个扫描期间内，被指定为第2喷嘴118B的喷嘴118也可以在其他的扫描期间内作为第1喷嘴118A发挥作用。这样，由于喷嘴118间的喷出量的偏差容易被抵消，因此更为理想。

Claims (13)

1.一种喷出方法，其特征是，包含如下的步骤，即，
步骤(A)，按照使相邻的被喷出部之间的X轴方向的距离和沿所述X轴方向排列的多个喷嘴当中的任意2个喷嘴的间隔一致的方式，将具有所述2个被喷出部的基体定位，
步骤(B)，使所述多个喷嘴沿着与所述X轴方向正交的Y轴方向相对于所述基体进行相对移动，
步骤(C)，在因所述步骤(B)而使所述2个喷嘴分别进入与所述2个被喷出部对应的区域的情况下，从所述2个喷嘴向所述2个被喷出部分别喷出液状的材料。
2.根据权利要求1所述的喷出方法，其特征是，所述步骤(A)包含将所述基体放置在台架上的步骤、使所述台架旋转而将所述基体相对于所述多个喷嘴定位的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的喷出方法，其特征是，所述步骤(A)还包含使所述2个喷嘴的X坐标和所述2个被喷出部的X坐标一致的步骤。
4.一种透镜的制造方法，其特征是，包含如下的步骤，即，
步骤(A)，按照使相邻的被喷出部之间的X轴方向的距离和沿所述X轴方向排列的多个喷嘴当中的任意2个喷嘴的间隔一致的方式，将具有所述2个被喷出部的基体定位，
步骤(B)，使所述多个喷嘴沿着与所述X轴方向正交的Y轴方向相对于所述基体进行相对移动，
步骤(C)，在因所述步骤(B)而使所述2个喷嘴分别进入与所述2个被喷出部对应的区域的情况下，从所述2个喷嘴向所述2个被喷出部分别喷出液状的光学材料。
5.根据权利要求4所述的透镜的制造方法，其特征是，所述步骤(A)包含将所述基体放置在台架上的步骤、使所述台架旋转而将所述基体相对于所述多个喷嘴定位的步骤。
6.根据权利要求4或5所述的透镜的制造方法，其特征是，所述步骤(A)还包含使所述2个喷嘴的X坐标和所述2个被喷出部的X坐标一致的步骤。
7.一种透镜，其特征是，利用权利要求4至6中任意一项所述的透镜的制造方法制造。
8.一种半导体激光器的制造方法，其特征是，包含如下的步骤，即，
步骤(A)，按照使相邻的2个被喷出部之间的X轴方向的距离和沿所述X轴方向排列的多个喷嘴当中的任意2个喷嘴的间隔一致的方式，将基体定位，并且所述2个被喷出部分别覆盖各个激光器元件的光射出面，所述基体具有所述激光元件，
步骤(B)，使所述多个喷嘴沿着与所述X轴方向正交的Y轴方向相对于所述基体进行相对移动，
步骤(C)，在因所述步骤(B)而使所述2个喷嘴分别进入与所述2个被喷出部对应的区域的情况下，从所述2个喷嘴向所述2个被喷出部分别喷出液状的光学材料。
9.根据权利要求8所述的半导体激光器的制造方法，其特征是，所述步骤(A)包含将所述基体放置在台架上的步骤、使所述台架旋转而将所述基体相对于所述多个喷嘴定位的步骤。
10.根据权利要求8或9所述的半导体激光器的制造方法，其特征是，所述步骤(A)还包含使所述2个喷嘴的X坐标和所述2个被喷出部的X坐标一致的步骤。
11.一种半导体激光器，其特征是，利用权利要求8至11中任意一项所述的半导体激光器的制造方法制造。
12.一种光学装置，其特征是，具有权利要求11所述的半导体激光器。
13.一种喷出装置，其特征是，具备：
具有沿X轴方向排列的多个喷嘴的喷头，
保持具有相邻的2个被喷出部的基体的台架，和
按照使所述多个喷嘴沿着所述X轴方向和与所述X轴方向正交的Y轴方向相对于所述基体进行相对移动的方式改变所述喷头和所述台架的相对位置的扫描部；
按照使所述被喷出部之间的所述X轴方向的距离和所述多个喷嘴当中的任意2个喷嘴的间隔一致的方式，所述扫描部旋转所述台架。
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