JP2004117660A - 光学部品およびその製造方法、マイクロレンズ基板およびその製造方法、表示装置、撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部品およびその製造方法を提供する。
【解決手段】光学部品１００は、基体１０上に設けられた所定波長の光を透過させる材質からなる土台部材１２と、土台部材１２の上面１２ａ上に設けられた光学部材１４とから構成され、土台部材１２の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部材を含む光学部品を得ることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】光学部品１００は、基体１０上に設けられた所定波長の光を透過させる材質からなる土台部材１２と、土台部材１２の上面１２ａ上に設けられた光学部材１４とから構成され、土台部材１２の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部材を含む光学部品を得ることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部品およびその製造方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、マイクロレンズ基板およびその製造方法、表示装置、撮像素子に関する。
【０００３】
【背景技術】
例えばレンズなどの光学部材を製造する方法の一つとして、液体材料からなる液滴を基体上に吐出した後に硬化させる方法が知られている。しかしながら、この方法においては、液滴と基体との間の接触角によって、得られる光学部材の形状が制約されるため、焦点距離が適度に調整された光学部材を得るのが難しかった。
【０００４】
また、例えば、基体表面の濡れ性を調整することで、所望の形状の光学部材を形成する方法がある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−１６５９３２号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８０３６７号公報
しかしながら、この方法では、光学部材の形状、大きさおよび設置位置を厳密に制御するためには十分ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部品およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、レンズの設置位置、形状および大きさが良好に制御されたマイクロレンズ基板およびその製造方法、ならびに該マイクロレンズ基板を備えた表示装置、撮像素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
１．光学部品
本発明の光学部品は、
基体上に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられた光学部材と、を含む。
【０００９】
ここで、「基体」とは、前記土台部材を設置できる面を有する物をいう。前記面は、前記土台部材を設置できる限り、平面であってもよいし曲面であってもよい。したがって、このような面を有していれば、前記基体自体の形状は特に限定されない。また、前記土台部材は基体と一体化して設置されていてもよい。
【００１０】
また、「土台部材」とは、前記光学部材を設置できる上面を有する部材をいい、「土台部材の上面」とは、記光学部材が設置される面をいう。前記土台部材の上面は、前記光学部材を設置できる限り、平面であってもよいし曲面であってもよい。さらに、「光学部材」とは、光の性質や進行方向を変える機能を有する部材をいう。
【００１１】
本発明によれば、上記構成を有することにより、前記土台部材の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部材を含む光学部品を得ることができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００１２】
本発明の光学部品は、以下の態様（１）〜（１０）をとることができる。
【００１３】
（１）前記土台部材は、所定波長の光を通過させる材質からなることができる。ここで、「通過」とは、前記土台部材に入射した光が入射した後、該土台部材から光が出射することをいい、前記土台部材に入射した光がすべて該土台部材から出射する場合だけでなく、前記土台部材に入射した光の一部のみが該土台部材から出射する場合を含む。
【００１４】
（２）前記光学部材は、レンズ、偏向素子、または分光素子としての機能を有することができる。
【００１５】
（３）前記光学部材は、円球状または楕円球状であることができる。
【００１６】
（４）前記光学部材は、切断円球状または切断楕円球状であることができる。ここで、「切断円球状」とは、円球を一平面で切断して得られる形状をいい、該円球は完全な円球のみならず、円球に近似する形状をも含む。また、「切断楕円球状」とは、楕円球を一平面で切断して得られる形状をいい、楕円球は完全な楕円球のみならず、楕円球に近似する形状をも含む。
【００１７】
この場合、前記光学部材の断面は、円または楕円であることができる。また、この場合、前記光学部材に、レンズまたは偏向素子としての機能を付与することができる。
【００１８】
（５）前記土台部材の上面が三角形であり、前記光学部材は、前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成できる。この場合、前記光学部材に、分光素子としての機能を付与することができる。
【００１９】
（６）前記光学部材は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成できる。
【００２０】
この場合、前記光学部材は、紫外線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂からなることができる。
【００２１】
（７）前記土台部材の上面は、円形、楕円形、または三角形のいずれかであることができる。
【００２２】
（８）前記土台部材の上面は、曲面であることができる。
【００２３】
（９）前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角であることができる。この構成によれば、液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後硬化させて前記光学部材を形成する場合、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材を確実に形成することができる。
【００２４】
この場合、前記土台部材の上部を、逆テーパ状に形成できる。ここで、「前記土台部材の上部」とは、前記土台部材のうち前記上面近傍の領域をいう。この構成によれば、液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後硬化させて前記光学部材を形成する場合、前記土台部材の安定性を保持しつつ、前記土台部材の上面と側面とのなす角をより小さくすることができる。これにより、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材をより確実に形成することができる。
【００２５】
（１０）前記光学部材がマイクロレンズであり、マイクロレンズ基板として機能することができる。
【００２６】
この場合、前記光学部材の周囲が封止材で埋め込まれていることができる。これにより、前記光学部材を前記土台部材の上面上に確実に固定することができる。
２．光学部品の製造方法
本発明の光学部品の製造方法は、
（ａ）基体上に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
（ｃ）前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成すること、を含む。
【００２７】
本発明によれば、前記（ａ）において、前記土台部材の上面の形状や高さおよび設置位置等を調整し、前記（ｂ）において、前記液滴の吐出量を調整すること等によって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部材を含む光学部品を形成することができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００２８】
本発明の光学部品の製造方法は、以下の態様（１）〜（７）をとることができる。
【００２９】
（１）前記（ａ）において、所定波長の光を通過させる材質にて前記土台部材を形成することができる。
【００３０】
（２）前記（ｂ）において、前記液滴の吐出を、インクジェット法により行なうことができる。この方法によれば、前記液滴の吐出量の微妙な調整が可能であるため、微細な光学部材を、前記土台部材の上面上に簡便に設置することができる。
【００３１】
（３）前記（ｃ）において、前記光学部材前駆体の硬化を、エネルギーの付加により行なうことができる。
【００３２】
（４）前記（ａ）において、前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角になるように、前記土台部材を形成することができる。これにより、前記（ｂ）において、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材を確実に形成することができる。
【００３３】
この場合、前記（ａ）において、前記土台部材の上部を逆テーパ状に形成することができる。これにより、前記土台部材の安定性を保持しつつ、前記土台部材の上面と側面とのなす角をより小さくすることができる。これにより、前記（ｂ）において、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材をより確実に形成することができる。
【００３４】
（５）さらに、前記（ｂ）より前に、（ｄ）前記液滴に対する前記土台部材の上面の濡れ性を調整することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光学部材を形成することができる。ここで、例えば、前記土台部材の上面に、前記液滴に対して親液性または撥液性を有する膜を形成することにより、前記液滴に対する前記土台部材の上面の濡れ性を制御することができる。
【００３５】
（６）前記光学部材がマイクロレンズであり、前記光学部品がマイクロレンズ基板であることができる。
【００３６】
（７）さらに、（ｅ）前記光学部材の周囲を封止材で埋め込むこと、を含むことができる。これにより、前記土台部材の上面上に前記光学部材を簡便な方法にて固定することができる。
３．光学部材の製造方法
本発明の光学部材の製造方法は、
（ａ）基体上に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
（ｃ）前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成し、
（ｄ）前記光学部材を、前記土台部材の上面から取り外すこと、を含む。
【００３７】
本発明の光学部材の製造方法によれば、前記光学部材を単独の光学部品として用いるために、前記土台部材の上面から光学部材を簡易な方法にて取り外すことができる。
【００３８】
この場合、前記（ａ）において、所定波長の光を通過させる材質にて前記土台部材を形成することができる。
４．マイクロレンズ基板
本発明のマイクロレンズ基板は、
基板上に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられたレンズと、を含む。
【００３９】
本発明のマイクロレンズ基板によれば、
本発明によれば、上記構成を有することにより、前記土台部材の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御されたレンズを含むマイクロレンズ基板を得ることができる。
【００４０】
この場合、前記土台部材は、所定波長の光を通過させる材質からなることができる。
５．マイクロレンズ基板の製造方法
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法は、
（ａ）基体上に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、レンズ前駆体を形成し、
（ｃ）前記レンズ前駆体を硬化させて、レンズを形成すること、を含む。
【００４１】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法によれば、前記（ａ）において、前記土台部材の上面の形状や高さおよび設置位置等を調整し、前記（ｂ）において、前記液滴の吐出量を調整すること等によって、設置位置、形状および大きさが良好に制御されたレンズを含むマイクロレンズ基板を形成することができる。
【００４２】
この場合、前記（ａ）において、所定波長の光を通過させる材質にて前記土台部材を形成することができる。
６．表示装置
本発明の表示装置は、前記本発明のマイクロレンズ基板を備えている。このような表示装置としては、例えば、液晶表示体、液晶プロジェクタ、有機ＥＬ表示体を挙げることができる。
７．撮像素子
本発明の撮像素子は、前記本発明のマイクロレンズ基板を備えている。このような撮像素子としては、例えば、固体撮像装置（ＣＣＤ等）の固体撮像素子が例示できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
１．光学部品の構造
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品１００を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す光学部品１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ線における断面を示す図である。
【００４４】
また、図３，図５および図７はそれぞれ、図１に示す光学部品１００の土台部材１２の形状を変えた変形例を模式的に示す断面図であり、図４，図６，および図８はそれぞれ、図３，図５および図７に示す光学部品１０１，１０２，１０３を模式的に示す平面図である。
【００４５】
さらに、図１１は、図１に示す光学部品１００の土台部材１２および光学部材１４の形状を変えた変形例を模式的に示す断面図であり、図１２は、図１１に示す光学部品１０４を模式的に示す平面図である。
【００４６】
加えて、図２７は、図１に示す光学部品１００の土台部材１２および光学部材１４の形状を変えた変形例を模式的に示す断面図であり、図２８は、図２７に示す光学部品１０５を模式的に示す平面図である。
【００４７】
本実施の形態の光学部品１００は、基体１０上に設けられた土台部材１２と、土台部材１２の上面１２ａ上に設けられた光学部材１４とを含む。光学部材１４は、例えば、入射した光を集光、偏向、または分光する機能を有することができる。以下、主に図１および図２を参照して、本実施の形態の光学部品１００の各構成要素について説明する。
【００４８】
［基体］
基体１０としては、例えばシリコン基板やＧａＡｓ基板等の半導体基板や、ガラス基板等が挙げられる。
【００４９】
［土台部材］
（Ａ）材質
本実施の形態の光学部品１００においては、土台部材１２は、所定波長の光を通過させる材質からなる。具体的には、土台部材１２は、光学部材１４へと入射した光を通過させることができる材質からなる。例えば、土台部材１２は、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはフッ素系樹脂を用いて形成することができる。本実施の形態においては、土台部材１２が所定波長の光を通過させる材質からなる場合について示したが、土台部材１２を、所定波長の光を吸収する材質から形成することもできる。
【００５０】
また、土台部材１２は、基体１０と一体化して形成されたものであってもよい。すなわち、この場合、土台部材１２は基体１０と同一の材料から形成される。このような土台部材１２は、例えば、基体１０をパターニングすることにより形成できる。
【００５１】
（Ｂ）立体形状
図１および図２に示す土台部材１２の立体形状を変えた変形例（光学部品１０１，１０２，１０３）を図３〜図８に示す。図１〜図８に示すように、土台部材の立体形状は特に限定されるわけではないが、少なくともその上面上に光学部材を設置することができる構造であることが必要とされる。例えば図１に示すように、光学部品１００の土台部材１２では、上面１２ａ上に光学部材１４を設置することができる。
【００５２】
また、図３および図４に示すように、土台部材２２の上面２２ａと側面２２ｂとのなす角θを鋭角にすることができる。ここで、土台部材２２の側面２２ｂとは、土台部材２２の側部において上面２２ａに接する面をいう。土台部材２２においては、土台部材２２の側部が土台部材２２の側面２２ｂである。
【００５３】
光学部材１４は、土台部材２２の上面２２ａに対して液滴を吐出して、光学部材前駆体（後述する）を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成される。したがって、土台部材２２の上面２２ａと側面２２ｂとのなす角θが鋭角であることにより、土台部材２２の上面２２ａに対して液滴を吐出する際に、土台部材２２の側面２２ｂが液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材１４を確実に形成することができる。
【００５４】
さらに、図５および図６に示すように、土台部材３２の立体形状を土台部材３２の上部３２ｃを逆テーパ状に形成することができる。この場合においても、土台部材３２の上面３２ａと、側面３２ｂ（土台部材３２の側部において上面３２ａに接する面）とのなす角θが鋭角となる。この構成によれば、土台部材３２の安定性を保持しつつ、土台部材３２の上面３２ａと側面３２ｂとのなす角θをより小さくすることができる。これにより、土台部材３２の側面３２ｂが液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材１４をより確実に形成することができる。
【００５５】
（Ｃ）上面の形状
土台部材の上面の形状は、土台部材の上面上に形成される光学部材の機能や用途によって定められる。言い換えれば、土台部材の上面の形状を制御することによって、光学部材の形状を制御することができる。
【００５６】
例えば、光学部品１００（図１および図２参照）では、土台部材１２の上面１２ａの形状は円である。また、図３〜図８に示す光学部品１０１〜１０３においても、土台部材の上面の形状が円である場合を示す。
【００５７】
光学部材を、例えばレンズまたは偏向素子として用いる場合、土台部材の上面の形状を円にする。これにより、光学部材の立体形状を、円球状または切断円球状に形成することができ、得られた光学部材をレンズまたは偏向素子として用いることができる。図１および図２に示す光学部品１００の光学部材１４をレンズとして適用した例を図９に示す。すなわち、図９に示すように、光学部材（レンズ）１４によって光を集光させることができる。また、図１および図２に示す光学部品１００の光学部材１４を偏向素子として適用した例を図１０に示す。すなわち、図１０に示すように、光学部材（偏向素子）１４によって光の進行方向を変化させることができる。
【００５８】
また、図示しないが、光学部材を、例えば異方性レンズまたは偏向素子として用いる場合、土台部材の上面の形状を楕円にする。これにより、光学部材の立体形状を、楕円球状または切断楕円球状に形成することができ、得られた光学部材を異方性レンズまたは偏向素子として用いることができる。
【００５９】
あるいは、光学部材を、例えば分光素子（プリズム）として用いる場合、土台部材の上面の形状を三角形にすることができる。この光学部材は、土台部材の形状が三角形であって、この上面に対して液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより得られる。このようにして形成された前記光学部材は、分光素子として用いることができる。なお、詳しい製造方法については後述する。光学部材をプリズムとして用いる例を図１１および図１２に示す。図１１は、図１２のＡ−Ａ線における断面図である。図１１および図１２に示すように、土台部材５２は三角柱状である。したがって、土台部材５２の上面５２ａの形状は三角形である。光学部材２４は分光素子（プリズム）として機能する。具体的には、図１２に示すように、光学部材２４に入射した光は出射時に分光される。
【００６０】
なお、上述した土台部材１２，２２，３２，４２，５２はいずれも、その上面が平面からなる場合を示したが、図２７および図２８に示すように、土台部材６２の上面６２ａは、曲面であってもよい。図２７および図２８に示す光学部品１０５においては、ほぼ円球状の光学部材３４を、土台部材６２の上面６２ａ上に設置することができる。
【００６１】
［光学部材］
（Ａ）立体形状
光学部材は、その用途および機能に応じた立体形状を有する。光学部材の立体形状については、［土台部材］の欄で併せて説明したので、詳しい説明は省略する。
【００６２】
（Ｂ）材質
光学部材１４は、例えば熱または光等のエネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成される。具体的には、本実施の形態において光学部材１４は、土台部材１２の上面１２ａに対して、前記液体材料からなる液滴を吐出して、光学部材前駆体（後述する）を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成される。
【００６３】
前記液体材料としては、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体が挙げられる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂が挙げられる。また、熱硬化型樹脂としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂が例示できる。
２．光学部品の製造方法
次に、図１および図２に示す光学部品１００の製造方法について、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）を参照して説明する。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）はそれぞれ、図１および図２に示す光学部品１００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【００６４】
まず、基体１０上に土台部材１２を形成する（図１３（ａ）参照）。土台部材１２の形成は、土台部材１２の材質や形状ならびに大きさに応じて適切な方法（例えば選択成長法、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、リフトオフ法、転写法等）を選択することができる。
【００６５】
次いで、光学部材１４を形成する（図１３（ｂ）参照）。具体的には、土台部材１２の上面１２ａに対して、光学部材１４を形成するための液体材料の液滴１４ｂを吐出して、光学部材前駆体１４ａを形成する。前述したように、前記液体材料は、エネルギー１５を付加することによって硬化可能な性質を有する。
【００６６】
液滴１４ｂを吐出する方法としては、例えば、ディスペンサ法またはインクジェット法が挙げられる。ディスペンサ法は、液滴を吐出する方法として一般的な方法であり、比較的広い領域に液滴１４ｂを吐出する場合に有効である。また、インクジェット法は、インクジェットヘッドを用いて液滴を吐出する方法であり、液滴を吐出する位置についてμｍオーダーの単位で制御が可能である。また、吐出する液滴の量を、ピコリットルオーダーの単位で制御することができるため、微細な構造の光学部材を作製することができる。
【００６７】
なお、液滴１４ｂを吐出する前に、必要に応じて、土台部材１２の上面１２ａに親液性処理または撥液性処理を行なうことにより、液滴１４ｂに対する上面１２ａの濡れ性を制御することができる。これにより、所定の形状および大きさを有する光学部材１４を形成することができる。
【００６８】
次いで、光学部材前駆体１４ａを硬化させて、光学部材１４を形成する（図１３（ｃ）参照）。具体的には、光学部材前駆体１４ａに対して、熱または光等のエネルギーを付与する。光学部材前駆体１４ａを硬化する際は、前記液体材料の種類により適切な方法を用いる。具体的には、例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。以上の工程により、光学部材１４を含む光学部品１００が得られる（図１および図２参照）。
【００６９】
なお、得られた光学部品１００から光学部材１４を取り外して、光学部材１４を単独の光学部品として用いることもできる。例えば、図１４に示すように、土台部材１２と光学部材１４との接合部に対して、ガス（例えばアルゴンガスまたは窒素ガス等の不活性ガス）１６を吹きかけることにより、光学部材１４を取り外すことができる。あるいは、光学部材１４上に粘着テープ（図示せず）を貼り付けた後剥がすことにより、光学部材１４を土台部材１２の上面１２ａ上から取り外すことができる。
３．作用効果
本実施の形態に係る光学部品およびその製造方法は、以下に示す作用効果を有する。
【００７０】
（１）第１に、光学部材１４の大きさおよび形状を厳密に制御することができる。すなわち、光学部材１４の形状は液滴１４ｂの吐出量によって制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光学部材１４を含む光学部品を得ることができる。
【００７１】
上記作用効果について、図面を参照して詳述する。図２９は、前述した本実施の形態に係る光学部品１００の製造工程（図１３（ａ）〜図１３（ｃ）参照）において、土台部材１２と光学部材前駆体１４ａとの接合部分の近傍を模式的に示す断面図であり、具体的には図１３（ｃ）における断面の拡大図である。図３０は、一般的な光学部品の製造方法を模式的に示す断面図である。
【００７２】
まず、本実施の形態に係る作用効果を詳述する前に、一般的な光学部材の製造方法について、図３０を参照して説明する。
【００７３】
（ａ）一般的な光学部品の製造方法
光学部材を製造する方法のひとつとして、基体１０上に液体材料を吐出して光学部材前駆体を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させて光学部材を得る方法が知られている。
【００７４】
図３０は、光学部材を形成するための液体材料が基体１０上に吐出された状態を示す断面図である。具体的には、図３０は、前記光学部材前駆体を硬化させる前の状態、すなわち、液体材料からなる光学部材前駆体９２ａが基体１０上に設置されている状態を示している。
【００７５】
図３０において、γＳを基体１０の表面張力、γＬを液体材料（光学部材前駆体）の表面張力、γＳＬを基体１０と液体材料との界面張力、基体１０に対する液体材料との接触角θをとすると、γＳ，γＬ，γＳＬとの間には以下の式（１）が成立する。
【００７６】
γＳ ＝ γＳＬ ＋ γＬｃｏｓθ 式（１）
液体材料からなる光学部材前駆体９２ａの曲率は、式（１）により決定される接触角θにより制限を受ける。すなわち、光学部材前駆体９２ａを硬化させた後に得られる光学部材の曲率は主に、基体１０および前記液体材料の材質に依存して決定される。光学部材の曲率は、光学部材の形状を決定する要素の一つである。したがって、この製造方法では、形成される光学部材の形状を制御するのが難しい。
【００７７】
また、この場合において、図示しないが、基体１０の表面の所定の位置に、濡れ角を調整する膜を形成した後、液体材料の液滴を吐出することによって、液体材料の接触角θを大きくする方法が知られている。この方法によれば、光学部材の形状をある程度制御することができる。しかしながら、このような濡れ角を調整する膜の形成によって、光学部材の形状を制御するには限界がある。
【００７８】
（ｂ）本実施の形態に係る光学部品の製造方法
これに対し、本実施の形態に係る光学部品の製造方法によれば、図２９に示すように、光学部材前駆体１４ａは土台部材１２の上面１２ａ上に形成される。これにより、土台部材１２の側面１２ｂが光学部材前駆体１４ａで濡れない限り、光学部材前駆体１４ａには土台部材１２の表面張力は作用せず、光学部材前駆体１４ａの表面張力γＬが主に作用する。このため、光学部材前駆体１４ａを形成するための液滴の量を調整することによって、光学部材前駆体１４ａの形状を制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光学部材１４を得ることができる。
【００７９】
（２）第２に、光学部材１４の設置位置を厳密に制御することができる。前述したように、光学部材１４は、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴１４ｂを吐出して、光学部材前駆体１４ａを形成した後、光学部材前駆体１４ａを硬化させることにより形成される（図１３（ｂ）参照）。一般に、吐出された液滴の着弾位置を厳密に制御するのは難しい。しかしながら、この方法によれば、特に位置合わせを行なうことなく土台部材１２の上面１２ａ上に光学部材１４を形成することができる。すなわち、土台部材１２の上面１２ａ上に単に液滴１４ｂを吐出することによって、位置合わせを行なうことなく光学部材前駆体１４ａを形成することができる。言い換えれば、土台部材１２を形成する際のアライメント精度にて光学部材１４を形成することができる。これにより、設置位置が制御された光学部材１４を簡易に得ることができる。
【００８０】
（３）第３に、土台部材１２の上面１２ａの形状を設定することによって、光学部材１４の形状を設定することができる。すなわち、土台部材１２の上面１２ａの形状を適宜選択することによって、所定の機能を有する光学部材１４を形成することができる。したがって、土台部材１２の上面１２ａの形状を変えることによって、異なる機能を有する光学部材を同一の基体上に複数設置することもできる。
【００８１】
（４）第４に、土台部材１２の高さを制御することにより、基体１０と光学部材１４との距離を制御することができる。これにより、基体１０と光学部材１４との位置合わせが容易であり、設置位置が制御された光学部材１４を簡便な方法にて形成することができる。
【００８２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【００８３】
【実施例】
次に、上記実施の形態を適用した実施例について説明する。実施例１〜３はいずれも、本実施の形態の光学部品１００をマイクロレンズ基板に適用した例を示している。マイクロレンズ基板は、例えば液晶ディスプレイパネルの画素部、固体撮像装置（ＣＣＤ）の受光面、光ファイバの光結合部に設置される。また、実施例４は、実施例１にて得られた光学部材１４を取り外す方法を示している。
【００８４】
［実施例１］
１．マイクロレンズ基板の構造
図１５は、実施例１に係るマイクロレンズ基板２００を模式的に示す断面図である。図１６は、図１５に示すマイクロレンズ基板２００を模式的に示す平面図である。なお、図１５は、図１６のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００８５】
図１５に示すように、マイクロレンズ基板２００は、複数の光学部材１１４が設置されている。光学部材１１４は、土台部材１１２の上面１１２ａ上に設けられている。土台部材１１２は基体１１０上に設けられている。
【００８６】
本実施例においては、基体１１０がガラス基板、土台部材１１２がポリイミド系樹脂、ならびに光学部材１１４が紫外線硬化型樹脂からなる場合について説明する。
【００８７】
また、光学部材１１４を固定するために、必要に応じて、光学部材１１４の周囲を封止材１６０で埋め込むことができる（図２６参照）。なお、後述する実施例２および３においても同様に、必要に応じて、封止材１６０で光学部材１１４の周囲を埋め込むことができる。封止材１６０は、光学部材１１４を構成する材質よりも屈折率が小さい材質からなるのが望ましい。封止材１６０の材質は特に限定されないが、例えば樹脂を用いることができる。
２．マイクロレンズ基板の製造方法
次に、本実施例に係るマイクロレンズ基板２００の製造方法について説明する。図１７（ａ）〜図１７（ｅ）、ならびに図１８（ａ）および図１８（ｂ）はそれぞれ、図１５および図１６に示すマイクロレンズ基板２００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【００８８】
まず、ガラス基板からなる基体１１０上に、ポリイミド前駆体を塗布した後、約１５０℃で熱処理を行なう（図１７（ａ）参照）。これにより、樹脂層１１２ｘを形成する。ここで、樹脂層１１２ｘは、形状を保持できる状態であるものの、完全に硬化していない状態である。
【００８９】
次に、樹脂層１１２ｘ上にレジスト層Ｒ１を形成した後、所定のパターンのマスク１３０を用いてフォトリソグラフィ工程を行なう（図１７（ｂ）参照）。これにより、所定のパターンのレジスト層Ｒ１が形成される（図１７（ｃ）参照）。
【００９０】
次いで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、例えばアルカリ系溶液を用いたウエットエッチングによって、樹脂層１１２ｘをパターニングする。これにより、土台部材１１２が形成される（図１７（ｄ）参照）。その後、レジスト層Ｒ１を除去した後、約３５０℃で熱処理を行なうことにより、土台部材１１２を完全に硬化させる（図１７（ｅ）参照）。
【００９１】
次いで、土台部材１１２の上面１１２ａに対して、インクジェットヘッド１１７を用いて液体材料の液滴１１４ｂを吐出して、光学部材前駆体（レンズ前駆体）１１４ａを形成する。この光学部材前駆体１１４ａは、後の硬化工程によって、光学部材１１４（図１５および図１６参照）へと変換される。また、本実施例においては、前記液体材料として紫外線硬化型樹脂の前駆体を用い、液滴１１４ｂを吐出する方法としてインクジェット法を用いた場合について説明する。必要に応じて、液滴１１４ｂを複数回吐出することにより、所望の形状および大きさの光学部材前駆体１１４ａを、土台部材１１２の上面１１２ａ上に形成する。
【００９２】
次いで、光学部材前駆体１１４ａに対して紫外線１１５を照射することにより、光学部材１１４を形成する（図１８（ｂ）参照）。紫外線の照射量は、光学部材前駆体１１４ａの形状、大きさおよび材質によって適宜調整する。以上の工程により、光学部材（レンズ）１１４が形成される。これにより、光学部材１１４を含むマイクロレンズ基板２００が得られる（図１５および図１６参照）。
【００９３】
本実施例に係るマイクロレンズ基板２００およびその製造方法によれば、本実施の形態に係る光学部品およびその製造方法と同様の作用効果を有する。
【００９４】
［実施例２］
１．マイクロレンズ基板の構造
図１９は、実施例２に係るマイクロレンズ基板３００を模式的に示す断面図である。図２０は、図１９に示すマイクロレンズ基板３００を模式的に示す平面図である。なお、図１９は、図２０のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００９５】
本実施例に係るマイクロレンズ基板３００は、土台部材１３２がひさし型形状を有する点で、実施例１のマイクロレンズ基板２００とは異なる構造を有する。しかしながら、その他の構成については、実施例１のマイクロレンズ基板２００と同様の構成を有するため、同様の構成を有する箇所については説明は省略する。
【００９６】
土台部材１３２は、実施例１の土台部材１１２と同様に、ポリイミド系樹脂からなる。図１９および図２０に示すように、土台部材１３２はひさし型形状を有する。言い換えれば、土台部材１３２の上部１３２ｃは逆テーパ状に形成されている。この場合、土台部材１３２の上面１３２ａと、側面１３２ｂ（土台部材１３２の側部において上面１３２ａに接する面）とのなす角θは鋭角となっている。この構成によれば、土台部材１３２の上面１３２ａと側面１３２ｂとのなす角θをより小さくすることができる。これにより、土台部材１３２の側面１３２ｂが液滴で濡れるのを確実に防止することができるため、所望の形状および大きさを有する光学部材１４をより確実に形成することができる。
２．マイクロレンズ基板の製造方法
次に、本実施例に係るマイクロレンズ基板３００の製造方法について説明する。図２１（ａ）〜図２１（ｅ）はそれぞれ、図１９および図２０に示すマイクロレンズ基板３００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【００９７】
本実施例に係るマイクロレンズ基板３００の製造方法は、土台部材１３２のパターニング工程を除いて、実施例１に係るマイクロレンズ基板２００の製造方法と同様である。このため、ここでは、土台部材１３２のパターニング工程について主に説明する。
【００９８】
まず、ガラス基板からなる基体１０上に樹脂層１１２ｘを形成した後、所定のパターンのレジスト層Ｒ１を形成する（図２１（ａ）〜図２１（ｃ）参照）。ここまでの工程は、実施例１の製造方法と同様である。
【００９９】
次に、レジストを変質させない程度の温度（例えば１３０℃）で熱処理を行なう。この熱処理においては樹脂層１１２ｘの上面側から熱を加えることにより、樹脂層１１２ｘのうち基体１１０側部分よりも、樹脂層１１２ｘの上面側（レジスト層Ｒ１側）部分の硬化の度合いを大きくするのが望ましい。
【０１００】
次いで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、樹脂層１１２ｘをウエットエッチングする。この工程において、レジスト層Ｒ１の直下部分すなわち樹脂層１１２ｘの上部は、他の部分と比較してエッチャントの侵入速度が遅いためエッチングされにくい。また、前記熱処理により、樹脂層１１２ｘの上面側部分の硬化の度合いが基体１１０側部分の硬化の度合いよりも大きくなっている。これにより、樹脂層１１２ｘの上面側部分は、基体１１０側部分よりもウエットエッチングにおけるエッチングレートが小さい。このため、該ウエットエッチング時において、樹脂層１１２ｘの上面側部分は基体１１０側部分に比較してエッチング速度が遅いため、樹脂層１１２ｘの上面側部分は基体１１０側部分と比較してより多く残存する。これにより、上部１３２ｃが逆テーパ状に形成された土台部材１３２を得ることができる（図２１（ｄ）参照）。次いで、レジスト層Ｒ１を除去する（図２１（ｅ）参照）。
【０１０１】
その後の工程は、実施例１の製造方法と同様である。これにより、マイクロレンズ基板３００が得られる（図１９および図２０参照）。
【０１０２】
本実施例に係るマイクロレンズ基板３００およびその製造方法によれば、本実施の形態に係る光学部品およびその製造方法と同様の作用効果を有する。
【０１０３】
［実施例３］
１．マイクロレンズ基板の構造
図２２は、実施例１に係るマイクロレンズ基板４００を模式的に示す断面図である。図２３は、図２２に示すマイクロレンズ基板４００を模式的に示す平面図である。なお、図２２は、図２３のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【０１０４】
図２２に示すように、本実施例に係るマイクロレンズ基板４００においては、土台部材１５２が基体１１０と一体化して形成されており、基体１１０と同じ材質（ガラス基板）からなる点で、実施例１とは異なる構成を有する。しかしながら、その他の構成については、実施例１のマイクロレンズ基板２００と同様の構成を有するため、同様の構成を有する箇所については説明は省略する。
２．マイクロレンズ基板の製造方法
次に、本実施例に係るマイクロレンズ基板４００の製造方法について説明する。図２４（ａ）〜図２４（ｅ）はそれぞれ、図２２および図２３に示すマイクロレンズ基板４００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【０１０５】
まず、ガラス基板からなる基体１１０上に、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）をラミネートする（図２４（ａ）参照）。
【０１０６】
次いで、所定のパターンのマスク２３０を用いてフォトリソグラフィ工程を行なう（図２４（ｂ）参照）。これにより、所定のパターンのレジスト層Ｒ２が形成される（図２４（ｃ）参照）。
【０１０７】
次いで、レジスト層Ｒ２をマスクとして、ガラス基板からなる基体１１０をパターニングする（図２４（ｄ）参照）。このパターニングにより、土台部材１５２が基体１１０と一体化して形成される。すなわち、隣り合う土台部材１５２は溝によって分離されている。
【０１０８】
パターニングの方法としては、フッ酸によるウエットエッチング、イオンビームによるエッチング、レーザによる微細加工、サンドブラスト法等が例示できる。このうち、比較的広い面積をパターニングする際にはサンドブラスト法が有効である。サンドブラスト法は、粒子径が１μｍ〜数十μｍの微粒子を加工物に吹き付けることによってエッチングを行なう工法で、２０μｍ程度の分解能を得ることができる。サンドブラス法に用いる微粒子としては、ＳｉＣ，ＡｌＯ２等が例示できる。その後、レジスト層Ｒ２を除去する（図２４（ｅ）参照）。
【０１０９】
その後の工程は、実施例１の製造方法と同様である。これにより、マイクロレンズ基板４００が得られる（図２２および図２３参照）。
【０１１０】
本実施例に係るマイクロレンズ基板４００およびその製造方法によれば、本実施の形態に係る光学部品およびその製造方法と同様の作用効果を有する。
【０１１１】
［実施例４］
１．光学部材１１４を取り外す方法
実施例４は、実施例１にて得られたマイクロレンズ基板２００から光学部材１４を取り外す方法について説明する。図２５（ａ）および図２５（ｂ）はそれぞれ、本実施例に係る光学部材１１４の取り外し方法を模式的に示す断面図である。取り外した光学部材１１４は、単独で他の装置の部品として用いることができる。具体的には、光学部材１１４はボールレンズとして、他の装置の部品として用いることができる。
【０１１２】
まず、実施例１に係るマイクロレンズ基板２００の光学部材１１４上に、接着シート１５０を設置する（図２５（ａ）参照）。次いで、接着シート１５０を剥がすことにより、土台部材１１２から光学部材１１４を取り外す（図２５（ｂ）参照）。以上の工程により、光学部材１１４を取り外すことができる。この際、土台部材１１２の上面１１２ａにあらかじめ撥液処理を施しておくと、取り外しが容易となる。
【０１１３】
なお、本実施例においては、実施例１に係るマイクロレンズ基板２００から光学部材１１４を取り外す方法について示したが、本実施例に係る方法にて、実施例２または３に係るマイクロレンズ基板３００，４００から光学部材１１４を取り外すこともできる。
【０１１４】
また、本実施例においては、レンズとして機能する光学部材をマイクロレンズ基板から取り外す方法にについて説明したが、レンズ以外の機能を有する光学部材を光学部品から取り外す場合についても、本実施例と同様の方法を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図４】図３に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図６】図５に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図８】図７に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図９】図１および図２に示す光学部材がレンズとして機能する場合を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１および図２に示す光学部材が偏向素子として機能する場合を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１１に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図１３】図１３（ａ）〜図１３（ｃ）はそれぞれ、図１および図２に示す光学部品の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部材の取り外し方法を模式的に示す断面図である。
【図１５】本実施の形態の一実施例に係るマイクロレンズ基板を模式的に示す断面図である。
【図１６】図１５に示すマイクロレンズ基板を模式的に示す平面図である。
【図１７】図１７（ａ）〜図１７（ｅ）はそれぞれ、図１５および図１６に示すマイクロレンズ基板の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１８】図１８（ａ）および図１８（ｂ）はそれぞれ、図１５および図１６に示すマイクロレンズ基板の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１９】本実施の形態の一実施例に係るマイクロレンズ基板を模式的に示す断面図である。
【図２０】図１９に示すマイクロレンズ基板を模式的に示す平面図である。
【図２１】図２１（ａ）〜図２１（ｅ）はそれぞれ、図１９および図２０に示すマイクロレンズ基板の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２２】本実施の形態の一実施例に係るマイクロレンズ基板を模式的に示す断面図である。
【図２３】図２２に示すマイクロレンズ基板を模式的に示す平面図である。
【図２４】図２４（ａ）〜図２４（ｅ）はそれぞれ、図２２および図２３に示すマイクロレンズ基板の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２５】図２５（ａ）および図２５（ｂ）はそれぞれ、本実施の形態の一実施例に係る光学部材の取り外し方法を模式的に示す断面図である。
【図２６】図１５に示すマイクロレンズ基板の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図２７】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図２８】図２７に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図２９】図１３（ｃ）における断面の拡大図である。
【図３０】一般的な光学部品の製造方法を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１１０ 基体、 １２，２２，３２，４２，５２，６２，１１２，１３２，１５２ 土台部材、 １２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，１１２ａ，１３２ａ，１５２ａ 土台部材の上面、 １２ｂ，２２ｂ，３２ｂ 土台部材の側面、３２ｃ 土台部材の上部 １４，２４，３４，１１４ 光学部材、 １４ａ 光学部材前駆体、 １４ｂ 液滴、 １５ エネルギー、 １６ガス、 １７ 液滴吐出口、 １００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５ 光学部品、 １１２ｘ 樹脂層、 １１４ａ 光学部材前駆体、 １１４ｂ 液滴、 １１５ 紫外線、 １１７ インクジェットヘッド、 １３０，２３０ マスク、 １５０ 粘着シート、 １６０ 封止材、 ２００，２１０，３００，４００ マイクロレンズ基板、 Ｒ１，Ｒ２ レジスト層
【発明の属する技術分野】
本発明は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部品およびその製造方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、マイクロレンズ基板およびその製造方法、表示装置、撮像素子に関する。
【０００３】
【背景技術】
例えばレンズなどの光学部材を製造する方法の一つとして、液体材料からなる液滴を基体上に吐出した後に硬化させる方法が知られている。しかしながら、この方法においては、液滴と基体との間の接触角によって、得られる光学部材の形状が制約されるため、焦点距離が適度に調整された光学部材を得るのが難しかった。
【０００４】
また、例えば、基体表面の濡れ性を調整することで、所望の形状の光学部材を形成する方法がある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−１６５９３２号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８０３６７号公報
しかしながら、この方法では、光学部材の形状、大きさおよび設置位置を厳密に制御するためには十分ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部品およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、レンズの設置位置、形状および大きさが良好に制御されたマイクロレンズ基板およびその製造方法、ならびに該マイクロレンズ基板を備えた表示装置、撮像素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
１．光学部品
本発明の光学部品は、
基体上に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられた光学部材と、を含む。
【０００９】
ここで、「基体」とは、前記土台部材を設置できる面を有する物をいう。前記面は、前記土台部材を設置できる限り、平面であってもよいし曲面であってもよい。したがって、このような面を有していれば、前記基体自体の形状は特に限定されない。また、前記土台部材は基体と一体化して設置されていてもよい。
【００１０】
また、「土台部材」とは、前記光学部材を設置できる上面を有する部材をいい、「土台部材の上面」とは、記光学部材が設置される面をいう。前記土台部材の上面は、前記光学部材を設置できる限り、平面であってもよいし曲面であってもよい。さらに、「光学部材」とは、光の性質や進行方向を変える機能を有する部材をいう。
【００１１】
本発明によれば、上記構成を有することにより、前記土台部材の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部材を含む光学部品を得ることができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００１２】
本発明の光学部品は、以下の態様（１）〜（１０）をとることができる。
【００１３】
（１）前記土台部材は、所定波長の光を通過させる材質からなることができる。ここで、「通過」とは、前記土台部材に入射した光が入射した後、該土台部材から光が出射することをいい、前記土台部材に入射した光がすべて該土台部材から出射する場合だけでなく、前記土台部材に入射した光の一部のみが該土台部材から出射する場合を含む。
【００１４】
（２）前記光学部材は、レンズ、偏向素子、または分光素子としての機能を有することができる。
【００１５】
（３）前記光学部材は、円球状または楕円球状であることができる。
【００１６】
（４）前記光学部材は、切断円球状または切断楕円球状であることができる。ここで、「切断円球状」とは、円球を一平面で切断して得られる形状をいい、該円球は完全な円球のみならず、円球に近似する形状をも含む。また、「切断楕円球状」とは、楕円球を一平面で切断して得られる形状をいい、楕円球は完全な楕円球のみならず、楕円球に近似する形状をも含む。
【００１７】
この場合、前記光学部材の断面は、円または楕円であることができる。また、この場合、前記光学部材に、レンズまたは偏向素子としての機能を付与することができる。
【００１８】
（５）前記土台部材の上面が三角形であり、前記光学部材は、前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成できる。この場合、前記光学部材に、分光素子としての機能を付与することができる。
【００１９】
（６）前記光学部材は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成できる。
【００２０】
この場合、前記光学部材は、紫外線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂からなることができる。
【００２１】
（７）前記土台部材の上面は、円形、楕円形、または三角形のいずれかであることができる。
【００２２】
（８）前記土台部材の上面は、曲面であることができる。
【００２３】
（９）前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角であることができる。この構成によれば、液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後硬化させて前記光学部材を形成する場合、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材を確実に形成することができる。
【００２４】
この場合、前記土台部材の上部を、逆テーパ状に形成できる。ここで、「前記土台部材の上部」とは、前記土台部材のうち前記上面近傍の領域をいう。この構成によれば、液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後硬化させて前記光学部材を形成する場合、前記土台部材の安定性を保持しつつ、前記土台部材の上面と側面とのなす角をより小さくすることができる。これにより、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材をより確実に形成することができる。
【００２５】
（１０）前記光学部材がマイクロレンズであり、マイクロレンズ基板として機能することができる。
【００２６】
この場合、前記光学部材の周囲が封止材で埋め込まれていることができる。これにより、前記光学部材を前記土台部材の上面上に確実に固定することができる。
２．光学部品の製造方法
本発明の光学部品の製造方法は、
（ａ）基体上に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
（ｃ）前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成すること、を含む。
【００２７】
本発明によれば、前記（ａ）において、前記土台部材の上面の形状や高さおよび設置位置等を調整し、前記（ｂ）において、前記液滴の吐出量を調整すること等によって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部材を含む光学部品を形成することができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００２８】
本発明の光学部品の製造方法は、以下の態様（１）〜（７）をとることができる。
【００２９】
（１）前記（ａ）において、所定波長の光を通過させる材質にて前記土台部材を形成することができる。
【００３０】
（２）前記（ｂ）において、前記液滴の吐出を、インクジェット法により行なうことができる。この方法によれば、前記液滴の吐出量の微妙な調整が可能であるため、微細な光学部材を、前記土台部材の上面上に簡便に設置することができる。
【００３１】
（３）前記（ｃ）において、前記光学部材前駆体の硬化を、エネルギーの付加により行なうことができる。
【００３２】
（４）前記（ａ）において、前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角になるように、前記土台部材を形成することができる。これにより、前記（ｂ）において、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材を確実に形成することができる。
【００３３】
この場合、前記（ａ）において、前記土台部材の上部を逆テーパ状に形成することができる。これにより、前記土台部材の安定性を保持しつつ、前記土台部材の上面と側面とのなす角をより小さくすることができる。これにより、前記（ｂ）において、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材をより確実に形成することができる。
【００３４】
（５）さらに、前記（ｂ）より前に、（ｄ）前記液滴に対する前記土台部材の上面の濡れ性を調整することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光学部材を形成することができる。ここで、例えば、前記土台部材の上面に、前記液滴に対して親液性または撥液性を有する膜を形成することにより、前記液滴に対する前記土台部材の上面の濡れ性を制御することができる。
【００３５】
（６）前記光学部材がマイクロレンズであり、前記光学部品がマイクロレンズ基板であることができる。
【００３６】
（７）さらに、（ｅ）前記光学部材の周囲を封止材で埋め込むこと、を含むことができる。これにより、前記土台部材の上面上に前記光学部材を簡便な方法にて固定することができる。
３．光学部材の製造方法
本発明の光学部材の製造方法は、
（ａ）基体上に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
（ｃ）前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成し、
（ｄ）前記光学部材を、前記土台部材の上面から取り外すこと、を含む。
【００３７】
本発明の光学部材の製造方法によれば、前記光学部材を単独の光学部品として用いるために、前記土台部材の上面から光学部材を簡易な方法にて取り外すことができる。
【００３８】
この場合、前記（ａ）において、所定波長の光を通過させる材質にて前記土台部材を形成することができる。
４．マイクロレンズ基板
本発明のマイクロレンズ基板は、
基板上に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられたレンズと、を含む。
【００３９】
本発明のマイクロレンズ基板によれば、
本発明によれば、上記構成を有することにより、前記土台部材の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御されたレンズを含むマイクロレンズ基板を得ることができる。
【００４０】
この場合、前記土台部材は、所定波長の光を通過させる材質からなることができる。
５．マイクロレンズ基板の製造方法
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法は、
（ａ）基体上に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、レンズ前駆体を形成し、
（ｃ）前記レンズ前駆体を硬化させて、レンズを形成すること、を含む。
【００４１】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法によれば、前記（ａ）において、前記土台部材の上面の形状や高さおよび設置位置等を調整し、前記（ｂ）において、前記液滴の吐出量を調整すること等によって、設置位置、形状および大きさが良好に制御されたレンズを含むマイクロレンズ基板を形成することができる。
【００４２】
この場合、前記（ａ）において、所定波長の光を通過させる材質にて前記土台部材を形成することができる。
６．表示装置
本発明の表示装置は、前記本発明のマイクロレンズ基板を備えている。このような表示装置としては、例えば、液晶表示体、液晶プロジェクタ、有機ＥＬ表示体を挙げることができる。
７．撮像素子
本発明の撮像素子は、前記本発明のマイクロレンズ基板を備えている。このような撮像素子としては、例えば、固体撮像装置（ＣＣＤ等）の固体撮像素子が例示できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
１．光学部品の構造
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品１００を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す光学部品１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ線における断面を示す図である。
【００４４】
また、図３，図５および図７はそれぞれ、図１に示す光学部品１００の土台部材１２の形状を変えた変形例を模式的に示す断面図であり、図４，図６，および図８はそれぞれ、図３，図５および図７に示す光学部品１０１，１０２，１０３を模式的に示す平面図である。
【００４５】
さらに、図１１は、図１に示す光学部品１００の土台部材１２および光学部材１４の形状を変えた変形例を模式的に示す断面図であり、図１２は、図１１に示す光学部品１０４を模式的に示す平面図である。
【００４６】
加えて、図２７は、図１に示す光学部品１００の土台部材１２および光学部材１４の形状を変えた変形例を模式的に示す断面図であり、図２８は、図２７に示す光学部品１０５を模式的に示す平面図である。
【００４７】
本実施の形態の光学部品１００は、基体１０上に設けられた土台部材１２と、土台部材１２の上面１２ａ上に設けられた光学部材１４とを含む。光学部材１４は、例えば、入射した光を集光、偏向、または分光する機能を有することができる。以下、主に図１および図２を参照して、本実施の形態の光学部品１００の各構成要素について説明する。
【００４８】
［基体］
基体１０としては、例えばシリコン基板やＧａＡｓ基板等の半導体基板や、ガラス基板等が挙げられる。
【００４９】
［土台部材］
（Ａ）材質
本実施の形態の光学部品１００においては、土台部材１２は、所定波長の光を通過させる材質からなる。具体的には、土台部材１２は、光学部材１４へと入射した光を通過させることができる材質からなる。例えば、土台部材１２は、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはフッ素系樹脂を用いて形成することができる。本実施の形態においては、土台部材１２が所定波長の光を通過させる材質からなる場合について示したが、土台部材１２を、所定波長の光を吸収する材質から形成することもできる。
【００５０】
また、土台部材１２は、基体１０と一体化して形成されたものであってもよい。すなわち、この場合、土台部材１２は基体１０と同一の材料から形成される。このような土台部材１２は、例えば、基体１０をパターニングすることにより形成できる。
【００５１】
（Ｂ）立体形状
図１および図２に示す土台部材１２の立体形状を変えた変形例（光学部品１０１，１０２，１０３）を図３〜図８に示す。図１〜図８に示すように、土台部材の立体形状は特に限定されるわけではないが、少なくともその上面上に光学部材を設置することができる構造であることが必要とされる。例えば図１に示すように、光学部品１００の土台部材１２では、上面１２ａ上に光学部材１４を設置することができる。
【００５２】
また、図３および図４に示すように、土台部材２２の上面２２ａと側面２２ｂとのなす角θを鋭角にすることができる。ここで、土台部材２２の側面２２ｂとは、土台部材２２の側部において上面２２ａに接する面をいう。土台部材２２においては、土台部材２２の側部が土台部材２２の側面２２ｂである。
【００５３】
光学部材１４は、土台部材２２の上面２２ａに対して液滴を吐出して、光学部材前駆体（後述する）を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成される。したがって、土台部材２２の上面２２ａと側面２２ｂとのなす角θが鋭角であることにより、土台部材２２の上面２２ａに対して液滴を吐出する際に、土台部材２２の側面２２ｂが液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材１４を確実に形成することができる。
【００５４】
さらに、図５および図６に示すように、土台部材３２の立体形状を土台部材３２の上部３２ｃを逆テーパ状に形成することができる。この場合においても、土台部材３２の上面３２ａと、側面３２ｂ（土台部材３２の側部において上面３２ａに接する面）とのなす角θが鋭角となる。この構成によれば、土台部材３２の安定性を保持しつつ、土台部材３２の上面３２ａと側面３２ｂとのなす角θをより小さくすることができる。これにより、土台部材３２の側面３２ｂが液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光学部材１４をより確実に形成することができる。
【００５５】
（Ｃ）上面の形状
土台部材の上面の形状は、土台部材の上面上に形成される光学部材の機能や用途によって定められる。言い換えれば、土台部材の上面の形状を制御することによって、光学部材の形状を制御することができる。
【００５６】
例えば、光学部品１００（図１および図２参照）では、土台部材１２の上面１２ａの形状は円である。また、図３〜図８に示す光学部品１０１〜１０３においても、土台部材の上面の形状が円である場合を示す。
【００５７】
光学部材を、例えばレンズまたは偏向素子として用いる場合、土台部材の上面の形状を円にする。これにより、光学部材の立体形状を、円球状または切断円球状に形成することができ、得られた光学部材をレンズまたは偏向素子として用いることができる。図１および図２に示す光学部品１００の光学部材１４をレンズとして適用した例を図９に示す。すなわち、図９に示すように、光学部材（レンズ）１４によって光を集光させることができる。また、図１および図２に示す光学部品１００の光学部材１４を偏向素子として適用した例を図１０に示す。すなわち、図１０に示すように、光学部材（偏向素子）１４によって光の進行方向を変化させることができる。
【００５８】
また、図示しないが、光学部材を、例えば異方性レンズまたは偏向素子として用いる場合、土台部材の上面の形状を楕円にする。これにより、光学部材の立体形状を、楕円球状または切断楕円球状に形成することができ、得られた光学部材を異方性レンズまたは偏向素子として用いることができる。
【００５９】
あるいは、光学部材を、例えば分光素子（プリズム）として用いる場合、土台部材の上面の形状を三角形にすることができる。この光学部材は、土台部材の形状が三角形であって、この上面に対して液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより得られる。このようにして形成された前記光学部材は、分光素子として用いることができる。なお、詳しい製造方法については後述する。光学部材をプリズムとして用いる例を図１１および図１２に示す。図１１は、図１２のＡ−Ａ線における断面図である。図１１および図１２に示すように、土台部材５２は三角柱状である。したがって、土台部材５２の上面５２ａの形状は三角形である。光学部材２４は分光素子（プリズム）として機能する。具体的には、図１２に示すように、光学部材２４に入射した光は出射時に分光される。
【００６０】
なお、上述した土台部材１２，２２，３２，４２，５２はいずれも、その上面が平面からなる場合を示したが、図２７および図２８に示すように、土台部材６２の上面６２ａは、曲面であってもよい。図２７および図２８に示す光学部品１０５においては、ほぼ円球状の光学部材３４を、土台部材６２の上面６２ａ上に設置することができる。
【００６１】
［光学部材］
（Ａ）立体形状
光学部材は、その用途および機能に応じた立体形状を有する。光学部材の立体形状については、［土台部材］の欄で併せて説明したので、詳しい説明は省略する。
【００６２】
（Ｂ）材質
光学部材１４は、例えば熱または光等のエネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成される。具体的には、本実施の形態において光学部材１４は、土台部材１２の上面１２ａに対して、前記液体材料からなる液滴を吐出して、光学部材前駆体（後述する）を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成される。
【００６３】
前記液体材料としては、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体が挙げられる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂が挙げられる。また、熱硬化型樹脂としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂が例示できる。
２．光学部品の製造方法
次に、図１および図２に示す光学部品１００の製造方法について、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）を参照して説明する。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）はそれぞれ、図１および図２に示す光学部品１００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【００６４】
まず、基体１０上に土台部材１２を形成する（図１３（ａ）参照）。土台部材１２の形成は、土台部材１２の材質や形状ならびに大きさに応じて適切な方法（例えば選択成長法、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、リフトオフ法、転写法等）を選択することができる。
【００６５】
次いで、光学部材１４を形成する（図１３（ｂ）参照）。具体的には、土台部材１２の上面１２ａに対して、光学部材１４を形成するための液体材料の液滴１４ｂを吐出して、光学部材前駆体１４ａを形成する。前述したように、前記液体材料は、エネルギー１５を付加することによって硬化可能な性質を有する。
【００６６】
液滴１４ｂを吐出する方法としては、例えば、ディスペンサ法またはインクジェット法が挙げられる。ディスペンサ法は、液滴を吐出する方法として一般的な方法であり、比較的広い領域に液滴１４ｂを吐出する場合に有効である。また、インクジェット法は、インクジェットヘッドを用いて液滴を吐出する方法であり、液滴を吐出する位置についてμｍオーダーの単位で制御が可能である。また、吐出する液滴の量を、ピコリットルオーダーの単位で制御することができるため、微細な構造の光学部材を作製することができる。
【００６７】
なお、液滴１４ｂを吐出する前に、必要に応じて、土台部材１２の上面１２ａに親液性処理または撥液性処理を行なうことにより、液滴１４ｂに対する上面１２ａの濡れ性を制御することができる。これにより、所定の形状および大きさを有する光学部材１４を形成することができる。
【００６８】
次いで、光学部材前駆体１４ａを硬化させて、光学部材１４を形成する（図１３（ｃ）参照）。具体的には、光学部材前駆体１４ａに対して、熱または光等のエネルギーを付与する。光学部材前駆体１４ａを硬化する際は、前記液体材料の種類により適切な方法を用いる。具体的には、例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。以上の工程により、光学部材１４を含む光学部品１００が得られる（図１および図２参照）。
【００６９】
なお、得られた光学部品１００から光学部材１４を取り外して、光学部材１４を単独の光学部品として用いることもできる。例えば、図１４に示すように、土台部材１２と光学部材１４との接合部に対して、ガス（例えばアルゴンガスまたは窒素ガス等の不活性ガス）１６を吹きかけることにより、光学部材１４を取り外すことができる。あるいは、光学部材１４上に粘着テープ（図示せず）を貼り付けた後剥がすことにより、光学部材１４を土台部材１２の上面１２ａ上から取り外すことができる。
３．作用効果
本実施の形態に係る光学部品およびその製造方法は、以下に示す作用効果を有する。
【００７０】
（１）第１に、光学部材１４の大きさおよび形状を厳密に制御することができる。すなわち、光学部材１４の形状は液滴１４ｂの吐出量によって制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光学部材１４を含む光学部品を得ることができる。
【００７１】
上記作用効果について、図面を参照して詳述する。図２９は、前述した本実施の形態に係る光学部品１００の製造工程（図１３（ａ）〜図１３（ｃ）参照）において、土台部材１２と光学部材前駆体１４ａとの接合部分の近傍を模式的に示す断面図であり、具体的には図１３（ｃ）における断面の拡大図である。図３０は、一般的な光学部品の製造方法を模式的に示す断面図である。
【００７２】
まず、本実施の形態に係る作用効果を詳述する前に、一般的な光学部材の製造方法について、図３０を参照して説明する。
【００７３】
（ａ）一般的な光学部品の製造方法
光学部材を製造する方法のひとつとして、基体１０上に液体材料を吐出して光学部材前駆体を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させて光学部材を得る方法が知られている。
【００７４】
図３０は、光学部材を形成するための液体材料が基体１０上に吐出された状態を示す断面図である。具体的には、図３０は、前記光学部材前駆体を硬化させる前の状態、すなわち、液体材料からなる光学部材前駆体９２ａが基体１０上に設置されている状態を示している。
【００７５】
図３０において、γＳを基体１０の表面張力、γＬを液体材料（光学部材前駆体）の表面張力、γＳＬを基体１０と液体材料との界面張力、基体１０に対する液体材料との接触角θをとすると、γＳ，γＬ，γＳＬとの間には以下の式（１）が成立する。
【００７６】
γＳ ＝ γＳＬ ＋ γＬｃｏｓθ 式（１）
液体材料からなる光学部材前駆体９２ａの曲率は、式（１）により決定される接触角θにより制限を受ける。すなわち、光学部材前駆体９２ａを硬化させた後に得られる光学部材の曲率は主に、基体１０および前記液体材料の材質に依存して決定される。光学部材の曲率は、光学部材の形状を決定する要素の一つである。したがって、この製造方法では、形成される光学部材の形状を制御するのが難しい。
【００７７】
また、この場合において、図示しないが、基体１０の表面の所定の位置に、濡れ角を調整する膜を形成した後、液体材料の液滴を吐出することによって、液体材料の接触角θを大きくする方法が知られている。この方法によれば、光学部材の形状をある程度制御することができる。しかしながら、このような濡れ角を調整する膜の形成によって、光学部材の形状を制御するには限界がある。
【００７８】
（ｂ）本実施の形態に係る光学部品の製造方法
これに対し、本実施の形態に係る光学部品の製造方法によれば、図２９に示すように、光学部材前駆体１４ａは土台部材１２の上面１２ａ上に形成される。これにより、土台部材１２の側面１２ｂが光学部材前駆体１４ａで濡れない限り、光学部材前駆体１４ａには土台部材１２の表面張力は作用せず、光学部材前駆体１４ａの表面張力γＬが主に作用する。このため、光学部材前駆体１４ａを形成するための液滴の量を調整することによって、光学部材前駆体１４ａの形状を制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光学部材１４を得ることができる。
【００７９】
（２）第２に、光学部材１４の設置位置を厳密に制御することができる。前述したように、光学部材１４は、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴１４ｂを吐出して、光学部材前駆体１４ａを形成した後、光学部材前駆体１４ａを硬化させることにより形成される（図１３（ｂ）参照）。一般に、吐出された液滴の着弾位置を厳密に制御するのは難しい。しかしながら、この方法によれば、特に位置合わせを行なうことなく土台部材１２の上面１２ａ上に光学部材１４を形成することができる。すなわち、土台部材１２の上面１２ａ上に単に液滴１４ｂを吐出することによって、位置合わせを行なうことなく光学部材前駆体１４ａを形成することができる。言い換えれば、土台部材１２を形成する際のアライメント精度にて光学部材１４を形成することができる。これにより、設置位置が制御された光学部材１４を簡易に得ることができる。
【００８０】
（３）第３に、土台部材１２の上面１２ａの形状を設定することによって、光学部材１４の形状を設定することができる。すなわち、土台部材１２の上面１２ａの形状を適宜選択することによって、所定の機能を有する光学部材１４を形成することができる。したがって、土台部材１２の上面１２ａの形状を変えることによって、異なる機能を有する光学部材を同一の基体上に複数設置することもできる。
【００８１】
（４）第４に、土台部材１２の高さを制御することにより、基体１０と光学部材１４との距離を制御することができる。これにより、基体１０と光学部材１４との位置合わせが容易であり、設置位置が制御された光学部材１４を簡便な方法にて形成することができる。
【００８２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【００８３】
【実施例】
次に、上記実施の形態を適用した実施例について説明する。実施例１〜３はいずれも、本実施の形態の光学部品１００をマイクロレンズ基板に適用した例を示している。マイクロレンズ基板は、例えば液晶ディスプレイパネルの画素部、固体撮像装置（ＣＣＤ）の受光面、光ファイバの光結合部に設置される。また、実施例４は、実施例１にて得られた光学部材１４を取り外す方法を示している。
【００８４】
［実施例１］
１．マイクロレンズ基板の構造
図１５は、実施例１に係るマイクロレンズ基板２００を模式的に示す断面図である。図１６は、図１５に示すマイクロレンズ基板２００を模式的に示す平面図である。なお、図１５は、図１６のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００８５】
図１５に示すように、マイクロレンズ基板２００は、複数の光学部材１１４が設置されている。光学部材１１４は、土台部材１１２の上面１１２ａ上に設けられている。土台部材１１２は基体１１０上に設けられている。
【００８６】
本実施例においては、基体１１０がガラス基板、土台部材１１２がポリイミド系樹脂、ならびに光学部材１１４が紫外線硬化型樹脂からなる場合について説明する。
【００８７】
また、光学部材１１４を固定するために、必要に応じて、光学部材１１４の周囲を封止材１６０で埋め込むことができる（図２６参照）。なお、後述する実施例２および３においても同様に、必要に応じて、封止材１６０で光学部材１１４の周囲を埋め込むことができる。封止材１６０は、光学部材１１４を構成する材質よりも屈折率が小さい材質からなるのが望ましい。封止材１６０の材質は特に限定されないが、例えば樹脂を用いることができる。
２．マイクロレンズ基板の製造方法
次に、本実施例に係るマイクロレンズ基板２００の製造方法について説明する。図１７（ａ）〜図１７（ｅ）、ならびに図１８（ａ）および図１８（ｂ）はそれぞれ、図１５および図１６に示すマイクロレンズ基板２００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【００８８】
まず、ガラス基板からなる基体１１０上に、ポリイミド前駆体を塗布した後、約１５０℃で熱処理を行なう（図１７（ａ）参照）。これにより、樹脂層１１２ｘを形成する。ここで、樹脂層１１２ｘは、形状を保持できる状態であるものの、完全に硬化していない状態である。
【００８９】
次に、樹脂層１１２ｘ上にレジスト層Ｒ１を形成した後、所定のパターンのマスク１３０を用いてフォトリソグラフィ工程を行なう（図１７（ｂ）参照）。これにより、所定のパターンのレジスト層Ｒ１が形成される（図１７（ｃ）参照）。
【００９０】
次いで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、例えばアルカリ系溶液を用いたウエットエッチングによって、樹脂層１１２ｘをパターニングする。これにより、土台部材１１２が形成される（図１７（ｄ）参照）。その後、レジスト層Ｒ１を除去した後、約３５０℃で熱処理を行なうことにより、土台部材１１２を完全に硬化させる（図１７（ｅ）参照）。
【００９１】
次いで、土台部材１１２の上面１１２ａに対して、インクジェットヘッド１１７を用いて液体材料の液滴１１４ｂを吐出して、光学部材前駆体（レンズ前駆体）１１４ａを形成する。この光学部材前駆体１１４ａは、後の硬化工程によって、光学部材１１４（図１５および図１６参照）へと変換される。また、本実施例においては、前記液体材料として紫外線硬化型樹脂の前駆体を用い、液滴１１４ｂを吐出する方法としてインクジェット法を用いた場合について説明する。必要に応じて、液滴１１４ｂを複数回吐出することにより、所望の形状および大きさの光学部材前駆体１１４ａを、土台部材１１２の上面１１２ａ上に形成する。
【００９２】
次いで、光学部材前駆体１１４ａに対して紫外線１１５を照射することにより、光学部材１１４を形成する（図１８（ｂ）参照）。紫外線の照射量は、光学部材前駆体１１４ａの形状、大きさおよび材質によって適宜調整する。以上の工程により、光学部材（レンズ）１１４が形成される。これにより、光学部材１１４を含むマイクロレンズ基板２００が得られる（図１５および図１６参照）。
【００９３】
本実施例に係るマイクロレンズ基板２００およびその製造方法によれば、本実施の形態に係る光学部品およびその製造方法と同様の作用効果を有する。
【００９４】
［実施例２］
１．マイクロレンズ基板の構造
図１９は、実施例２に係るマイクロレンズ基板３００を模式的に示す断面図である。図２０は、図１９に示すマイクロレンズ基板３００を模式的に示す平面図である。なお、図１９は、図２０のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００９５】
本実施例に係るマイクロレンズ基板３００は、土台部材１３２がひさし型形状を有する点で、実施例１のマイクロレンズ基板２００とは異なる構造を有する。しかしながら、その他の構成については、実施例１のマイクロレンズ基板２００と同様の構成を有するため、同様の構成を有する箇所については説明は省略する。
【００９６】
土台部材１３２は、実施例１の土台部材１１２と同様に、ポリイミド系樹脂からなる。図１９および図２０に示すように、土台部材１３２はひさし型形状を有する。言い換えれば、土台部材１３２の上部１３２ｃは逆テーパ状に形成されている。この場合、土台部材１３２の上面１３２ａと、側面１３２ｂ（土台部材１３２の側部において上面１３２ａに接する面）とのなす角θは鋭角となっている。この構成によれば、土台部材１３２の上面１３２ａと側面１３２ｂとのなす角θをより小さくすることができる。これにより、土台部材１３２の側面１３２ｂが液滴で濡れるのを確実に防止することができるため、所望の形状および大きさを有する光学部材１４をより確実に形成することができる。
２．マイクロレンズ基板の製造方法
次に、本実施例に係るマイクロレンズ基板３００の製造方法について説明する。図２１（ａ）〜図２１（ｅ）はそれぞれ、図１９および図２０に示すマイクロレンズ基板３００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【００９７】
本実施例に係るマイクロレンズ基板３００の製造方法は、土台部材１３２のパターニング工程を除いて、実施例１に係るマイクロレンズ基板２００の製造方法と同様である。このため、ここでは、土台部材１３２のパターニング工程について主に説明する。
【００９８】
まず、ガラス基板からなる基体１０上に樹脂層１１２ｘを形成した後、所定のパターンのレジスト層Ｒ１を形成する（図２１（ａ）〜図２１（ｃ）参照）。ここまでの工程は、実施例１の製造方法と同様である。
【００９９】
次に、レジストを変質させない程度の温度（例えば１３０℃）で熱処理を行なう。この熱処理においては樹脂層１１２ｘの上面側から熱を加えることにより、樹脂層１１２ｘのうち基体１１０側部分よりも、樹脂層１１２ｘの上面側（レジスト層Ｒ１側）部分の硬化の度合いを大きくするのが望ましい。
【０１００】
次いで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、樹脂層１１２ｘをウエットエッチングする。この工程において、レジスト層Ｒ１の直下部分すなわち樹脂層１１２ｘの上部は、他の部分と比較してエッチャントの侵入速度が遅いためエッチングされにくい。また、前記熱処理により、樹脂層１１２ｘの上面側部分の硬化の度合いが基体１１０側部分の硬化の度合いよりも大きくなっている。これにより、樹脂層１１２ｘの上面側部分は、基体１１０側部分よりもウエットエッチングにおけるエッチングレートが小さい。このため、該ウエットエッチング時において、樹脂層１１２ｘの上面側部分は基体１１０側部分に比較してエッチング速度が遅いため、樹脂層１１２ｘの上面側部分は基体１１０側部分と比較してより多く残存する。これにより、上部１３２ｃが逆テーパ状に形成された土台部材１３２を得ることができる（図２１（ｄ）参照）。次いで、レジスト層Ｒ１を除去する（図２１（ｅ）参照）。
【０１０１】
その後の工程は、実施例１の製造方法と同様である。これにより、マイクロレンズ基板３００が得られる（図１９および図２０参照）。
【０１０２】
本実施例に係るマイクロレンズ基板３００およびその製造方法によれば、本実施の形態に係る光学部品およびその製造方法と同様の作用効果を有する。
【０１０３】
［実施例３］
１．マイクロレンズ基板の構造
図２２は、実施例１に係るマイクロレンズ基板４００を模式的に示す断面図である。図２３は、図２２に示すマイクロレンズ基板４００を模式的に示す平面図である。なお、図２２は、図２３のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【０１０４】
図２２に示すように、本実施例に係るマイクロレンズ基板４００においては、土台部材１５２が基体１１０と一体化して形成されており、基体１１０と同じ材質（ガラス基板）からなる点で、実施例１とは異なる構成を有する。しかしながら、その他の構成については、実施例１のマイクロレンズ基板２００と同様の構成を有するため、同様の構成を有する箇所については説明は省略する。
２．マイクロレンズ基板の製造方法
次に、本実施例に係るマイクロレンズ基板４００の製造方法について説明する。図２４（ａ）〜図２４（ｅ）はそれぞれ、図２２および図２３に示すマイクロレンズ基板４００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【０１０５】
まず、ガラス基板からなる基体１１０上に、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）をラミネートする（図２４（ａ）参照）。
【０１０６】
次いで、所定のパターンのマスク２３０を用いてフォトリソグラフィ工程を行なう（図２４（ｂ）参照）。これにより、所定のパターンのレジスト層Ｒ２が形成される（図２４（ｃ）参照）。
【０１０７】
次いで、レジスト層Ｒ２をマスクとして、ガラス基板からなる基体１１０をパターニングする（図２４（ｄ）参照）。このパターニングにより、土台部材１５２が基体１１０と一体化して形成される。すなわち、隣り合う土台部材１５２は溝によって分離されている。
【０１０８】
パターニングの方法としては、フッ酸によるウエットエッチング、イオンビームによるエッチング、レーザによる微細加工、サンドブラスト法等が例示できる。このうち、比較的広い面積をパターニングする際にはサンドブラスト法が有効である。サンドブラスト法は、粒子径が１μｍ〜数十μｍの微粒子を加工物に吹き付けることによってエッチングを行なう工法で、２０μｍ程度の分解能を得ることができる。サンドブラス法に用いる微粒子としては、ＳｉＣ，ＡｌＯ２等が例示できる。その後、レジスト層Ｒ２を除去する（図２４（ｅ）参照）。
【０１０９】
その後の工程は、実施例１の製造方法と同様である。これにより、マイクロレンズ基板４００が得られる（図２２および図２３参照）。
【０１１０】
本実施例に係るマイクロレンズ基板４００およびその製造方法によれば、本実施の形態に係る光学部品およびその製造方法と同様の作用効果を有する。
【０１１１】
［実施例４］
１．光学部材１１４を取り外す方法
実施例４は、実施例１にて得られたマイクロレンズ基板２００から光学部材１４を取り外す方法について説明する。図２５（ａ）および図２５（ｂ）はそれぞれ、本実施例に係る光学部材１１４の取り外し方法を模式的に示す断面図である。取り外した光学部材１１４は、単独で他の装置の部品として用いることができる。具体的には、光学部材１１４はボールレンズとして、他の装置の部品として用いることができる。
【０１１２】
まず、実施例１に係るマイクロレンズ基板２００の光学部材１１４上に、接着シート１５０を設置する（図２５（ａ）参照）。次いで、接着シート１５０を剥がすことにより、土台部材１１２から光学部材１１４を取り外す（図２５（ｂ）参照）。以上の工程により、光学部材１１４を取り外すことができる。この際、土台部材１１２の上面１１２ａにあらかじめ撥液処理を施しておくと、取り外しが容易となる。
【０１１３】
なお、本実施例においては、実施例１に係るマイクロレンズ基板２００から光学部材１１４を取り外す方法について示したが、本実施例に係る方法にて、実施例２または３に係るマイクロレンズ基板３００，４００から光学部材１１４を取り外すこともできる。
【０１１４】
また、本実施例においては、レンズとして機能する光学部材をマイクロレンズ基板から取り外す方法にについて説明したが、レンズ以外の機能を有する光学部材を光学部品から取り外す場合についても、本実施例と同様の方法を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図４】図３に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図６】図５に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図８】図７に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図９】図１および図２に示す光学部材がレンズとして機能する場合を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１および図２に示す光学部材が偏向素子として機能する場合を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１１に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図１３】図１３（ａ）〜図１３（ｃ）はそれぞれ、図１および図２に示す光学部品の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部材の取り外し方法を模式的に示す断面図である。
【図１５】本実施の形態の一実施例に係るマイクロレンズ基板を模式的に示す断面図である。
【図１６】図１５に示すマイクロレンズ基板を模式的に示す平面図である。
【図１７】図１７（ａ）〜図１７（ｅ）はそれぞれ、図１５および図１６に示すマイクロレンズ基板の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１８】図１８（ａ）および図１８（ｂ）はそれぞれ、図１５および図１６に示すマイクロレンズ基板の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１９】本実施の形態の一実施例に係るマイクロレンズ基板を模式的に示す断面図である。
【図２０】図１９に示すマイクロレンズ基板を模式的に示す平面図である。
【図２１】図２１（ａ）〜図２１（ｅ）はそれぞれ、図１９および図２０に示すマイクロレンズ基板の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２２】本実施の形態の一実施例に係るマイクロレンズ基板を模式的に示す断面図である。
【図２３】図２２に示すマイクロレンズ基板を模式的に示す平面図である。
【図２４】図２４（ａ）〜図２４（ｅ）はそれぞれ、図２２および図２３に示すマイクロレンズ基板の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２５】図２５（ａ）および図２５（ｂ）はそれぞれ、本実施の形態の一実施例に係る光学部材の取り外し方法を模式的に示す断面図である。
【図２６】図１５に示すマイクロレンズ基板の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図２７】本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図である。
【図２８】図２７に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図２９】図１３（ｃ）における断面の拡大図である。
【図３０】一般的な光学部品の製造方法を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１１０ 基体、 １２，２２，３２，４２，５２，６２，１１２，１３２，１５２ 土台部材、 １２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，１１２ａ，１３２ａ，１５２ａ 土台部材の上面、 １２ｂ，２２ｂ，３２ｂ 土台部材の側面、３２ｃ 土台部材の上部 １４，２４，３４，１１４ 光学部材、 １４ａ 光学部材前駆体、 １４ｂ 液滴、 １５ エネルギー、 １６ガス、 １７ 液滴吐出口、 １００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５ 光学部品、 １１２ｘ 樹脂層、 １１４ａ 光学部材前駆体、 １１４ｂ 液滴、 １１５ 紫外線、 １１７ インクジェットヘッド、 １３０，２３０ マスク、 １５０ 粘着シート、 １６０ 封止材、 ２００，２１０，３００，４００ マイクロレンズ基板、 Ｒ１，Ｒ２ レジスト層
Claims (36)
- 基体上に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられた光学部材と、を含む、光学部品。 - 請求項１において、
前記土台部材は、所定波長の光を通過させる材質からなる、光学部品。 - 請求項１において、
前記光学部材は、レンズとしての機能を有する、光学部品。 - 請求項１において、
前記光学部材は、偏向素子としての機能を有する、光学部品。 - 請求項１において、
前記光学部材は、分光素子としての機能を有する、光学部品。 - 請求項１において、
前記光学部材は、円球状または楕円球状である、光学部品。 - 請求項１において、
前記光学部材は、切断円球状または切断楕円球状である、光学部品。 - 請求項１において、
前記土台部材の上面が三角形であり、
前記光学部材は、前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成された、光学部品。 - 請求項１において、
前記光学部材の断面は、円または楕円である、光学部品。 - 請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記光学部材は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成された、光学部品。 - 請求項１０において、
前記光学部材は、紫外線硬化型樹脂からなる、光学部品。 - 請求項１０において、
前記光学部材は、熱硬化型樹脂からなる、光学部品。 - 請求項１において、
前記土台部材の上面は、円形、楕円形、または三角形のいずれかである、光学部品。 - 請求項１において、
前記土台部材の上面は、曲面である、光学部品。 - 請求項１において、
前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角である、光学部品。 - 請求項１において、
前記土台部材の上部は、逆テーパ状に形成されている、光学部品。 - 請求項１において、
前記土台部材は、前記基体と一体化して形成されている、光学部品。 - 請求項１において、
前記光学部材がマイクロレンズであり、マイクロレンズ基板として機能する、光学部品。 - 請求項１において、
前記光学部材の周囲が封止材で埋め込まれた、光学部品。 - （ａ）基体上に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
（ｃ）前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成すること、を含む、光学部品の製造方法。 - 請求項２０において、
前記（ａ）において、所定波長の光を通過させる材質にて前記土台部材を形成する、光学部品の製造方法。 - 請求項２０または２１において、
前記（ｂ）において、前記液滴の吐出は、インクジェット法により行なわれる、光学部品の製造方法。 - 請求項２０ないし２２のいずれかにおいて、
前記（ｃ）において、前記光学部材前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行なわれる、光学部品の製造方法。 - 請求項２０ないし２３のいずれかにおいて、
前記（ａ）において、前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角になるように、前記土台部材を形成する、光学部品の製造方法。 - 請求項２０ないし２４のいずれかにおいて、
前記（ａ）において、前記土台部材の上部を逆テーパ状に形成する、光学部品の製造方法。 - 請求項２０ないし２５のいずれかにおいて、
さらに、前記（ｂ）より前に、（ｄ）前記液滴に対する前記土台部材の上面の濡れ性を調整すること、を含む、光学部品の製造方法。 - 請求項２０ないし２６のいずれかにおいて、
前記光学部材がマイクロレンズであり、前記光学部品がマイクロレンズ基板である、光学部品の製造方法。 - 請求項２０ないし２７のいずれかにおいて、
さらに、（ｅ）前記光学部材の周囲を封止材で埋め込むこと、を含む、光学部品の製造方法。 - （ａ）基体上に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
（ｃ）前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成し、
（ｄ）前記光学部材を、前記土台部材の上面から取り外すこと、を含む、光学部品の製造方法。 - 請求項２９において、
前記（ａ）において、所定波長の光を通過させる材質にて前記土台部材を形成する、光学部品の製造方法。 - 基板上に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられたレンズと、を含む、マイクロレンズ基板。 - 請求項３１において、
前記土台部材は、所定波長の光を通過させる材質からなる、マイクロレンズ基板。 - （ａ）基体上に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、レンズ前駆体を形成し、
（ｃ）前記レンズ前駆体を硬化させて、レンズを形成すること、を含む、マイクロレンズ基板の製造方法。 - 請求項３３において、
前記（ａ）において、所定波長の光を通過させる材質にて前記土台部材を形成する、マイクロレンズ基板の製造方法。 - 請求項３１または３２に記載のマイクロレンズ基板を備えた表示装置。
- 請求項３１または３２に記載のマイクロレンズ基板を備えた撮像素子。
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