JP2004198514A - 光学部品およびその製造方法、マイクロレンズ基板、表示装置、撮像素子、光素子、光モジュール - 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材を含み、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品およびその製造方法、ならびにマイクロレンズ基板、光素子、光モジュールを提供する。
【解決手段】本発明の光学部品１００は、基体上方に設けられた第１光学部材１８と、第１光学部材１８上に設けられ、所定波長の光を通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上に設けられた第２光学部材１４と、を含む。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の光学部品１００は、基体上方に設けられた第１光学部材１８と、第１光学部材１８上に設けられ、所定波長の光を通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上に設けられた第２光学部材１４と、を含む。
【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材を含み、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品およびその製造方法、ならびに該光学部品を含む光素子および光モジュールに関する。
【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、光素子、光モジュールに関する。
【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、出射光の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
【０００６】
【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。
【０００７】
【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材を含み、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品およびその製造方法、ならびに該光学部品を含む光素子および光モジュールを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の目的は、光学部品の設置位置、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、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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
１．第１の光学部品
本発明の第１の光学部品は、
基体上方に設けられた第１光学部材と、
前記第１光学部材上に設けられた媒質層と、
前記媒質層上に設けられた第２光学部材と、を含み、
前記媒質層は、所定波長の光を通過させる材質からなり、かつ、前記第１および第２光学部材と異なる屈折率を有する。
【００１０】
この場合、前記媒質層の屈折率は、前記第１および第２光学部材の屈折率より小さくできる。また、この場合、前記媒質層の屈折率は、前記第１および第２光学部材の屈折率より大きくできる。
【００１１】
本発明によれば、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい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】
２．第２の光学部品
本発明の第２の光学部品は、
基体上方に設けられた第１光学部材と、
前記第１光学部材上に設けられ、所定波長の光を通過させる材質からなる土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられた第２光学部材と、を含む。
【００１３】
ここで、「基体」とは、前記第１の光学部材を設置できる面を有する物をいう。前記第１の光学部材を設置できる面は、前記第１の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。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。
【００１４】
また、「土台部材」は、前記第２の光学部材を設置できる上面を有する部材であり、「土台部材の上面」とは、前記第２光学部材が設置される面をいう。前記土台部材の上面は、前記第２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。
【００１５】
さらに、「所定波長の光を通過させる材質からなる土台部材」とは、前記土台部材に入射した光が、該土台部材から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。
【００１６】
本発明によれば、上記構成を有することにより、前記第１および第２光学部材の形状や大きさ等を制御することによって、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品を得ることができる。また、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第２の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。
【００１７】
本発明の第２の光学部品は、以下の態様（Ａ）〜（Ｇ）をとることができる。
【００１８】
（Ａ）前記土台部材の屈折率を、前記第１および第２光学部材の屈折率より小さくすることができる。
【００１９】
（Ｂ）前記土台部材の屈折率を、前記第１および第２光学部材の屈折率より大きくすることができる。
【００２０】
（Ｃ）前記土台部材の上面を、前記基体において前記第１光学部材が設置されている面とほぼ平行にすることができる。
【００２１】
（Ｄ）前記土台部材の上面は、円形または楕円形のいずれかであることができる。
【００２２】
（Ｅ）前記土台部材の上面は、曲面であることができる。
【００２３】
（Ｆ）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、前記第２光学部材の前駆体を形成した後硬化させて前記第２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第２光学部材を確実に形成することができる。
【００２４】
（Ｇ）前記土台部材の上部は、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、前記第２光学部材の前駆体を形成した後硬化させて前記第２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第２光学部材を、より確実に形成することができる。
【００２５】
３．本発明の第１および第２の光学部品は、以下の態様（１）〜（４）をとることができる。
【００２６】
（１）前記第１および第２光学部材の少なくとも一方は、円球状または楕円球状であることができる。あるいは、前記第１および第２光学部材の少なくとも一方は、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。
【００２７】
この場合、前記第１および第２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、前記第１および第２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。
【００２８】
（２）前記第１および第２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。
【００２９】
この場合、前記第１および第２光学部材は、紫外線硬化型樹脂からなることができる。あるいは、この場合、前記第１および第２光学部材は、熱硬化型樹脂からなることができる。
【００３０】
（３）前記第２光学部材と前記土台部材との接合部を、封止材で埋め込むことができる。これにより、前記第２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。
【００３１】
（４）前記基体上方に凸部が設けられ、前記第１光学部材を、前記凸部の上面上に設けることができる。
【００３２】
４．第１の光学部品の製造方法
本発明の第１の光学部品の製造方法は、
（ａ）基体上方に第１光学部材を形成し、
（ｂ）前記第１光学部材上に、所定波長の光を通過させる材質からなり、かつ、前記第１および第２光学部材と異なる屈折率を有する媒質層を形成し、
（ｃ）前記媒質層上に第２光学部材を形成すること、を含む。
【００３３】
本発明によれば、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品を、簡便な方法にて得ることができる。
【００３４】
５．第２の光学部品の製造方法
本発明の第２の光学部品の製造方法は、
（ａ）基体上方に第１光学部材を形成し、
（ｂ）前記第１光学部材上に、所定波長の光を通過させる材質からなる土台部材を形成し、
（ｃ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、第２光学部材の前駆体を形成し、
（ｄ）前記前駆体を硬化させて、第２光学部材を形成すること、を含む。
【００３５】
本発明によれば、前記（ｂ）において前記土台部材を形成する際に、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（ｃ）において前記液滴を吐出する際に、前記液滴の吐出量を調整すること等によって、前記第２光学部材の設置位置、形状および大きさを良好に制御することができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００３６】
本発明の第２の光学部品の製造方法は、以下の態様（Ａ）〜（Ｃ）をとることができる。
【００３７】
（Ａ）前記（ｃ）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、微細な前記第２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。
【００３８】
（Ｂ）さらに、前記（ｃ）より前に、（ｅ）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第２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。
【００３９】
（Ｃ）さらに、（ｆ）前記第２光学部材と前記土台部材との接合部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第２光学部材を簡便な方法にて固定することができる。
【００４０】
６．マイクロレンズ基板
本発明のマイクロレンズ基板は、前記光学部品が複数配列されて構成されている。
【００４１】
本発明のマイクロレンズ基板によれば、上記構成を有することにより、設置位置、形状および大きさが良好に制御された前記第２光学部材を含むマイクロレンズ基板を得ることができる。
【００４２】
７．光素子
本発明の光素子は、前記光学部品が、出射面または入射面上に設置されている。光素子としては、例えば、半導体レーザ、発光ダイオード、ＥＬ素子等の発光素子や、フォトダイオード、固体撮像素子（ＣＣＤ）等の受光素子が例示できる。
【００４３】
本発明の光素子には、前記光学部品が設置されている。このため、この光素子を、例えば光ファイバと光学的に結合するに際して、例えば本発明の光素子が発光素子である場合には、前記光学部品にて、この発光素子から出射した光の焦点距離を調整し、かつ収差を小さくした後、この光を光ファイバへと導入させることができる。あるいは、本発明の光素子が受光素子である場合には、前記光学部品にて、光ファイバから出射した光の焦点距離を調整し、かつ収差を小さくした後、この光をこの受光素子へと導入させることができる。
【００４４】
８．光モジュール
本発明の光モジュールは、前記光素子と、前記光学部品を介して該光素子と光学的に結合される光ファイバと、を含む。
【００４５】
本発明の光モジュールによれば、前記光素子には前記光学部品が設けられているため、例えば前記光素子が発光素子である場合には、前記光学部品にて、この発光素子から出射した光の焦点距離を調整し、かつ収差を小さくした後、この光を光ファイバへと導入させることができる。あるいは、前記光素子が受光素子である場合には、前記光学部品にて、光ファイバから出射した光の焦点距離を調整し、かつ収差を小さくした後、この光をこの受光素子へと導入させることができる。
【００４６】
９．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、ＥＬ表示体を挙げることができる。
【００４７】
１０．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、固体撮像素子が例示できる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
（第１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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、図８，図１０および図１２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９，図１１および図１３はそれぞれ、図８，図１０および図１２に示す光学部品１１０，１２０，１３０を模式的に示す平面図である。
【００５１】
本実施の形態の光学部品１００は、基体１０の上方に設けられた第１光学部材１８と、第１光学部材１８の上に設けられた土台部材（媒質層）１２と、土台部材１２の上面１２ａ上に設けられた第２光学部材１４とを含む。第１および第２光学部材１８，１４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。
【００５２】
［基体］
基体１０の材質は特に限定されないが、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。
【００５３】
［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、第１光学部材１８または第２光学部材１４から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。
【００５４】
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。
【００５５】
（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１１０，１２０，１３０）を図８〜図１３に示す。図１，図２および図８〜図１３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第２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上に第２光学部材１４を設置することができる。
【００５６】
また、土台部材１２の上面１２ａは、基体１０において第１光学部材１８が設置されている面、すなわち基体１０の上面１０ａとほぼ平行である。
【００５７】
さらに、図１および図２に示すように、土台部材１２の上面１２ａと側面１２ｂ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１２の側面１２ｂとは、土台部材１２の側部において上面１２ａに接する面をいう。図１および図２に示す光学部品１００においては、土台部材１２の上部１２ｃが逆テーパ状、すなわちにひさし状に形成されている場合を示している。
【００５８】
第２光学部材１４は、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴を吐出して、第２光学部材の前駆体（後述する）を形成した後、この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１２の上面１２ａと側面１２ｂとのなす角θが鋭角であることにより、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴を吐出する際に、土台部材１２の側面１２ｂ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第２光学部材１４を確実に形成することができる。
【００５９】
特に、図１および図２に示す光学部品１００においては、土台部材１２の上部１２ｃが逆テーパ状であることにより、土台部材１２の安定性を保持しつつ、土台部材１２の上面１２ａと側面１２ｂ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１２の側面１２ｂ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第２光学部材１４をより確実に形成することができる。
【００６０】
（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第２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、第２光学部材の形状を制御することができる。
【００６１】
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、本実施の形態の変形例の光学部品１１０，１２０，１４０〜１６０（図８〜図１１および図１４〜図１６参照）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。
【００６２】
本実施の形態の光学部品を、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、第２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、得られた光学部品をレンズまたは偏向素子として用いることができる。詳しくは、光学部材の欄で説明する。
【００６３】
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、第２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。
【００６４】
なお、土台部材１２（図１および図２参照），２２（図８および図９参照），３２（図１０および図１１参照）はいずれも、その上面が平面からなる場合を示したが、図１２および図１３に示すように、土台部材４２の上面４２ａは、曲面であってもよい。これにより、図１２および図１３に示す光学部品１３０においては、ほぼ円球状の光学部材２４を、土台部材４２の上面４２ａ上に設置することができる。
【００６５】
［第１および第２光学部材］
（Ａ）立体形状
第１および第２光学部材１８，１４は、その用途および機能に応じた立体形状を有する。第１および第２光学部材１８，１４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。
【００６６】
（Ｂ）材質
第１および第２光学部材１８，１４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、第２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、第２光学部材の前駆体（後述する）を形成した後、この前駆体を硬化させることにより形成される。また、第１光学部材１８も、第２光学部材１４と同様に、液滴を吐出することにより形成することができる。すなわち、基体１０の表面に対して、前記液体材料からなる液滴を吐出して、第１光学部材の前駆体（図示せず）を形成した後、この前駆体を硬化させることにより形成することができる。
【００６７】
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。
【００６８】
第１および第２光学部材１８，１４の屈折率は、光学部品１００の用途に応じて適宜設定することができる。第１および第２光学部材１８，１４、ならびに土台部材１２の屈折率を調整することにより、光学部品１００から出射する光の焦点距離を制御し、かつ収差を小さくすることができる。具体的には、第１および第２光学部材１８，１４の材質を適宜選択することにより、第１および第２光学部材１８，１４の屈折率を調整することができる。
【００６９】
例えば、第１および第２光学部材１８，１４の屈折率を、土台部材１２の屈折率より大きくする。これにより、第１光学部材１８に入射した後第２光学部材１４から出射する光（あるいは、第２光学部材１４に入射した後第１光学部材１８から出射する光）の焦点距離をより長くすることができる。
【００７０】
この場合において、図１および図２に示す光学部品１００をレンズとして適用した例を図３に示す。この場合、図３に示すように、第１光学部材１８によって光が集光された後、第２光学部材１４によって光が再度集光される。
【００７１】
また、図１および図２に示す光学部品１００を偏向素子として適用した例を図４に示す。この場合、図４に示すように、第１および第２光学部材１８，１４によって光の進行方向を変化させることができる。
【００７２】
あるいは、例えば、第１および第２光学部材１８，１４の屈折率を、土台部材１２の屈折率より小さくする。これにより、第１光学部材１８に入射した後第２光学部材１４から出射する光（あるいは、第２光学部材１４に入射した後第１光学部材１８から出射する光）の焦点距離をより短くすることができる。
【００７３】
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５〜図７を参照して説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）、図６（ａ）〜図６（ｅ）、および図７（ａ）および図７（ｂ）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。
【００７４】
（１）第１光学部材１８の形成
まず、基体１０上に第１光学部材１８を形成する（図５（ａ）〜図５（ｃ）参照）。第１光学部材１８は、図５（ａ）に示すように、液滴１８ｂを吐出して第１光学部材１８の前駆体１８ａを形成する。次いで、この前駆体１８ａに対して、熱または光等のエネルギー１５を付加することにより、この前駆体１８ａを硬化させる。これにより、第１光学部材１８を得る。
【００７５】
液滴１８ｂを構成する液体材料は、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。また、液滴１８ｂを吐出する方法や、前駆体１８ａを硬化させる方法は、後述する第２光学部材１４を形成する際に用いる方法と同様の方法を用いることができる。また、液滴１８ｂを構成する液体材料の種類を適宜選択して、第１光学部材１８の屈折率が所定の値になるように調整する。
【００７６】
（２）土台部材１２の形成
次いで、基体１０上に土台部材１２を形成する（図６（ａ）〜図６（ｅ）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。ここでは、土台部材１２をポリイミド樹脂で形成する場合について説明する。
【００７７】
まず、第１光学部材１８を覆うように、ポリイミド前駆体を塗布した後、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（図６（ａ）参照）。これにより、樹脂層１２ｘを形成する。ここで、樹脂層１２ｘ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。また、この熱処理においては、樹脂層１２ｘの上面の上方から熱を加えることにより、樹脂層１２ｘのうち基体１０に近い部分よりも、樹脂層１２ｘのうち上面に近い部分（樹脂層１２ｘのうちレジスト層Ｒ１に近い部分）の硬化の度合いを大きくする。
【００７８】
次に、樹脂層１２ｘ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１３を用いてフォトリソグラフィ工程を行なう（図６（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６（ｃ）参照）。この場合、樹脂層１２ｘの下には第１光学部材１８が形成されているため、フォトリソグラフィ工程において、この第１光学部材１８を、レジスト層Ｒ１の位置合わせに用いることができる。
【００７９】
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て、樹脂層１２ｘをウエットエッチングする（図６（ｄ）参照）。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１２ｘ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１２ｘの上面に近い部分の硬化の度合いが基体１０に近い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１２ｘの上面に近い部分は、基体１０に近い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１２ｘの上面に近い部分は、基体１０に近い部分に比較してエッチング速度が遅いため、樹脂層１２ｘの上面に近い部分は、基体１０に近い部分と比較してより多く残存する。これにより、逆テーパ状の上部１２ｃを有する樹脂層１２ｘを得ることができる（図６（ｄ）参照）。次いで、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、樹脂層１２ｘを完全に硬化させる。これにより、土台部材１２が得られる（図６（ｅ）参照）。
【００８０】
（３）第２光学部材１４の形成
次いで、第２光学部材１４を形成する（図７（ａ）および図７（ｂ）参照）。具体的には、土台部材１２の上面１２ａに対して、第２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、第２光学部材の前駆体１４ａを形成する。前述したように、この液体材料は、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。付加するエネルギー１５の量は、前駆体１４ａの形状、大きさおよび材質によって適宜調整する。
【００８１】
ここで、土台部材１２の上部１２ｃは逆テーパ状に形成されている。この場合、土台部材１２の上面１２ａと、側面１２ｂとのなす角θが鋭角であるため、土台部材１２の側面１２ｂが液滴で濡れるのを確実に防止することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する第２光学部材１４をより確実に形成することができる。
【００８２】
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。
【００８３】
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第２光学部材１４を形成することができる。
【００８４】
次いで、第２光学部材の前駆体１４ａを硬化させて、第２光学部材１４を形成する（図７（ｂ）参照）。具体的には、この前駆体１４ａに対して、熱または光等のエネルギーを付与する。この前駆体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、第２光学部材１４が得られる。以上の工程により、光学部品１００が得られる（図１および図２参照）。
【００８５】
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。
【００８６】
（１）第１に、光学部品１００から出射する光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品１００を得ることができる。一般に、レンズの曲率が大きいほど、レンズの収差は大きくなる。これに対して、本実施の形態の光学部品１００によれば、光学部品１００に入射した光は、第１および第２光学部材１８，１４によって集光されるため、第１および第２光学部材１８，１４の曲率を大きくせずに、光をより効率的に集めることができる。これにより、光学部品１００から出射する光の焦点距離を短くすることができる。さらに、第１および第２光学部材１８，１４の形状および大きさを調整することによって、出射光の焦点距離や収差を適宜設定することができるため、設計の自由度を大きくすることができる。例えば、第１および第２光学部材１８，１４の形状および大きさを調整することにより、光学部品１００から出射する光の収差が小さくなるように調整することができる。
【００８７】
（２）第２に、第２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、第２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第２光学部材１４を含む光学部品１００を得ることができる。その理由について、以下説明する。
【００８８】
本実施の形態に係る光学部品の製造方法によれば、図７（ｂ）に示すように、第２光学部材の前駆体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が前駆体１４ａで濡れない限り、前駆体１４ａには土台部材１２の表面張力は作用せず、前駆体１４ａの表面張力が主に作用する。このため、前駆体１４ａを形成するための液滴１４ｂの量を調整することによって、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第２光学部材１４を得ることができる。
【００８９】
（３）第３に、第２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、第２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、前駆体１４ａを形成した後、この前駆体１４ａを硬化させて形成される（図７（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上に第２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第２光学部材の前駆体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第２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第２光学部材１４を簡易に得ることができる。
【００９０】
（４）第４に、土台部材１２の上面１２ａの形状を適宜設定することによって、第２光学部材１４の形状を適宜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第２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の上方に複数設置することもできる。
【００９１】
（５）第５に、土台部材１２の高さを制御することにより、基体１０と第２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の上面１０ａから第２光学部材１４までの距離を変化させることができる。この結果、設置位置が制御された第２光学部材１４を簡便な方法にて形成することができる。
【００９２】
［変形例］
次に、本実施の形態の光学部品１００の別の変形例について説明する。図１４〜図１８はそれぞれ、図１に示す光学部品１００の変形例１〜５の光学部品１４０〜１８０を模式的に示す断面図である。なお、各変形例において、本実施の形態の光学部品１００と同様の構成を有する部分については、詳しい説明は省略する。
【００９３】
（１）変形例１
図１４は、変形例１の光学部品１４０を模式的に示す断面図である。図１４に示す光学部品１４０においては、土台部材１２と第２光学部材１４との接合部が封止材１９で覆われている。なお、他の変形例および後述する他の実施形態の光学部品においても同様に、必要に応じて、封止材１９によって、土台部材と第２光学部材との接合部を覆うことができる。また、封止材１６０の材質は、第２光学部材１４を土台部材１２上に確実に固定することができるのであれば特に限定されないが、例えば樹脂を用いることができる。
【００９４】
（２）変形例２
図１５は、変形例２の光学部品１５０を模式的に示す断面図である。図１５に示す光学部品１５０では、第１光学部材１８が、基体１０上に設けられた凸部５２の上面５２ａ上に設けられている。ここで、第１光学部材１８は、第２光学部材１４と同様の方法にて形成することができる。すなわち、第１光学部材１８を形成する工程において、凸部５２は、第２光学部材１４を形成する際の土台部材１２と同様の機能を有する。なお、図１５に示す光学部品１５０では、この凸部５２が基体１０上に形成されている場合について示しているが、この凸部５２は、基体１０に一体化して形成されていてもよい。
【００９５】
（３）変形例３
図１６は、変形例３の光学部品１６０を模式的に示す断面図である。変形例３の光学部品１６０は、２つの第１光学部材１８と、１つの第２光学部材１４との３つの光学部材を含む。具体的には、基体１０上に形成された第１光学部材１８の上に土台部材１２が形成され、その上に、第１光学部材１８と土台部材１２が形成されている。さらに、その土台部材１２の上面１２ａ上に第２光学部材１４が設けられている。このように、第１光学部材１８を複数設けることができる。このように、第１光学部材および土台部材を複数設けることにより、出射する光の収差をより精密に調整することができるうえ、第２光学部材１４から基体１０までの距離を調整することができる。
【００９６】
（４）変形例４
図１７は、変形例４の光学部品１７０を模式的に示す断面図である。この光学部品１７０は、基体１０上に設けられた第１光学部材１８と、第１光学部材１８上に設けられた媒質層１１２と、媒質層１１２上に設けられた第２光学部材３４とを含む。図１７に示すように、この光学部品１７０においては、媒質層１１２の上面１１２ａの少なくとも一部に第２光学部材３４が形成されている場合について示している。
【００９７】
媒質層１１２は、所定波長の光を通過させる材質からなり、かつ、第１および第２光学部材１８，３４と異なる屈折率を有する。媒質層１１２の屈折率は、光学部品１００の用途に応じて適宜設定することができる。第１および第２光学部材１８，３４の屈折率とともに、媒質層１１２の屈折率を調整することにより、出射する光の焦点距離および収差を調整することができる。具体的には、第１および第２光学部材１８，３４ならびに媒質層１１２の材質を適宜選択することにより、これらの層の屈折率を調整することができる。
【００９８】
例えば、媒質層１１２の屈折率を、第１および第２光学部材１８，３４の屈折率より小さくする。これにより、第１光学部材１８に入射した後第２光学部材３４から出射する光（あるいは、第２光学部材３４に入射した後第１光学部材１８から出射する光）の焦点距離をより長くすることができる。
【００９９】
あるいは、例えば、媒質層１１２の屈折率を、第１および第２光学部材１８，３４の屈折率より小さくする。これにより、第１光学部材１８に入射した後第２光学部材３４から出射する光（あるいは、第２光学部材３４に入射した後第１光学部材１８から出射する光）の焦点距離をより短くすることができる。
【０１００】
（５）変形例５
図１８は、変形例５の光学部品１８０を模式的に示す断面図である。この光学部品１８０は、基体１０上に設けられた第１光学部材１８と、第１光学部材１８上に設けられた媒質層２１２と、媒質層２１２上に設けられた第２光学部材３４とを含む。光学部品１８０は、媒質層２１２に凸部６２が設けられており、この凸部６２の上面６２ａ上に第１光学部材３４が設けられている点以外は、図１７に示す光学部品１７０と同様の構成を有する。このため、図１８に示す光学部品１８０について、光学部品１７０と同様の構成を有する箇所については、詳しい説明は省略する。
【０１０１】
図１８に示す凸部６２は、図１および図２に示す光学部品１００の土台部材１２と同様の機能を有する。具体的には、凸部６２の上面６２ａ上に第２光学部材３４を形成する工程において、凸部６２は、土台部材１２と同様の機能を有する。
【０１０２】
（第２の実施の形態）
１．マイクロレンズ基板
図１９は、本発明の第２の実施の形態のマイクロレンズ基板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を模式的に示す平面図である。また、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。
【０１０３】
本実施の形態は、第１の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。
【０１０４】
図１９および図２０に示すように、マイクロレンズ基板２００は、基体２１０と、基体２１０の上方に設置された複数の光学部品１００とを含む。この複数の光学部品１００は、所定の方向に配列されている。基体２１０は、例えばガラス基板やプラスチック基板からなる。
【０１０５】
また、このマイクロレンズ基板２００においては、複数の光学部品１００が格子状に配列している場合について説明したが、光学部品１００の配列方式はこれに限定されるわけではなく、例えば、千鳥状等、種々の配列方式が適用可能である。
【０１０６】
なお、本実施の形態においては、マイクロレンズ基板２００が、第１の実施の形態の光学部品１００を含む場合について説明したが、この光学部品１００のかわりに、前述した変形例の光学部品（図８〜図１８参照）を用いることもできる。
【０１０７】
２．作用効果
本実施の形態のマイクロレンズ基板２００は、前述した第１の実施の形態の光学部品１００と同様の作用効果を有する。
【０１０８】
（第３の実施の形態）
１．光素子
図２１は、本発明の第３の実施の形態の光素子を模式的に示す断面図である。図２２は、図２１に示す光素子を模式的に示す平面図である。また、図２２は、図２１のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【０１０９】
本実施の形態の光素子３００には、出射面１０８の上に光学部品１９０が設けられている。この光学部品１９０は、第１の実施の形態の光学部品１００と同様の構成を有する。すなわち、この光学部品１９０は、光素子３００の出射面１０８上に設けられている点以外は、第１の実施の形態の光学部品１００と同様の構成を有する。
【０１１０】
光素子３００は、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１０１と、半導体基板１０１上に形成された共振器１４０とを含む。
【０１１１】
共振器１４０には柱状部１３０が形成されている。ここで、柱状部１３０とは、共振器１４０の一部であって、少なくとも第２ミラー１０４を含む柱状の半導体堆積体をいう。この柱状部１３０は絶縁層１０６で埋め込まれている。すなわち、柱状部１３０の側面は絶縁層１０６で取り囲まれている。さらに、この絶縁層１０６の上面１０６ａは、出射面１０８よりも上部に形成されている。また、柱状部１３０上には第１電極１０７が形成されている。
【０１１２】
共振器１４０は、例えば、ｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「第１ミラー」という）１０２、ＧａＡｓウエル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される量子井戸構造を含む活性層１０３、およびｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「第２ミラー」という）１０４が順次積層されて構成されている。なお、第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４を構成する各層の組成および層数はこれに限定されるわけではない。
【０１１３】
第２ミラー１０４は、例えばＣがドーピングされることによりｐ型にされ、第１ミラー１０２は、例えばＳｉがドーピングされることによりｎ型にされている。したがって、第２ミラー１０４、不純物がドーピングされていない活性層１０３、および第１ミラー１０２により、ｐｉｎダイオードが形成される。
【０１１４】
また、共振器１４０のうち出射面１０８の上方から第１ミラー１０２の途中にかけての部分が、出射面１０８の上方から見て円形の形状にエッチングされて、柱状部１３０が形成されている（図２２参照）。なお、本実施の形態では、柱状部１３０の平面形状を円形としたが、この形状は任意の形状をとることが可能である。
【０１１５】
さらに、第２ミラー１０４を構成する層のうち活性層１０３に近い領域に、酸化アルミニウムからなる電流狭窄層１０５が形成されている。この電流狭窄層１０５は、リング状に形成されている。すなわち、この電流狭窄層１０５は、図１におけるＸ−Ｙ平面に平行な面で切断した場合における断面が同心円状である形状を有する。
【０１１６】
また、本実施の形態に係る面発光型発光素子１００においては、柱状部１３０の側面ならびに第１ミラー１０２の上面を覆うようにして、絶縁層１０６が形成されている。絶縁層１０６は、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、またはエポキシ樹脂からなるのが望ましく、特に、加工の容易性や絶縁性の観点から、ポリイミド樹脂またはフッ素系樹脂からなるのが望ましい。
【０１１７】
また、柱状部１３０および絶縁層１０６の上面１０６ａには、第１電極１０７が形成されている。さらに、柱状部１３０上面の中央部には、第１電極１０７が形成されていない部分（開口部）が設けられている。この部分の底面が出射面１０８であり、レーザ光の出射口となる。第１電極１０７は、例えばＡｕとＺｎの合金とＡｕとの積層膜からなる。
【０１１８】
さらに、半導体基板１０１の裏面には、第２電極１０９が形成されている。すなわち、図２１および図２２に示す面発光型発光素子１００では、柱状部１３０上で第１電極１０７と接合し、かつ、半導体基板１０１の裏面１０１ｂで第２電極１０９と接合し、この第１電極１０７および第２電極１０９によって活性層１０３に電流が注入される。第２電極１０９は、例えばＡｕとＧｅの合金とＡｕとの積層膜からなる。なお、第１および第２電極１０７，１０９を形成するための材料は、前述したものに限定されるわけではなく、例えばＴｉやＰｔなどの金属やこれらの合金などが利用可能である。
【０１１９】
この光素子３００では、絶縁層１０６の上面１０６ａが、出射面１０８よりも高い位置に形成されている。したがって、光学部品１９０の第１光学部材１１８は、絶縁層１０６と出射面１０８とによって形成される凹部に、第１電極１０７を介して形成されている。すなわち、第１光学部材１１８が前記凹部に形成されていることにより、安定した状態で第１光学部材１１８を出射面１０８上に設置することができる。
【０１２０】
なお、本実施の形態においては、光素子３００として、面発光型半導体レーザを用いた場合について説明するが、本実施の形態の光素子に適用可能なデバイスはこれに限定されるわけではなく、例えば、フォトダイオード等の受光素子や、発光ダイオードやＥＬ装置等の発光素子を用いることができる。この場合、受光素子の場合は、入射面上に本発明の光学部品を設置することができ、発光素子の場合は、出射面上に本発明の光学部品を設置することができる。
【０１２１】
２．作用効果
本実施の形態の光素子３００は、前述した第１の実施の形態の光学部品１００と同様の作用効果を有する。
【０１２２】
（第４の実施の形態）
１．光素子
図２３は、本発明の第４の実施の形態の光素子を模式的に示す断面図である。図２４は、図２３に示す光素子を模式的に示す平面図である。また、図２３は、図２４のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【０１２３】
本実施の形態の光素子４００には、出射面１０８の上に、第１の実施の形態の一変形例である光学部品１１０（図８および図９参照）が設けられている。また、光素子４００の各構成要素（光学部品１１０を除く）は、絶縁層１０６が出射面１０８とほぼ同じ高さに形成され、同一平面を構成している点以外は、第３の実施の形態の光素子３００と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【０１２４】
２．作用効果
本実施の形態の光素子４００は、前述した第１の実施の形態の光学部品１００と同様の作用効果を有する。
【０１２５】
（第５の実施の形態）
１．光モジュール
図２５は、本発明の第５の実施の形態の光モジュールを模式的に示す図である。光モジュールは一般に、光通信システムを構成する光デバイスであり、発光素子や受光素子等の光素子と、光ファイバと、これらを光学的に結合させるレンズとから構成される。
【０１２６】
本実施の形態の光モジュール５００は、モジュール本体５２４と、光ファイバ５１０とからなる。モジュール本体５２４は、光素子３００と、集光レンズ５２２とを含む。この光素子３００および集光レンズ５２２は、パッケージ５２４に設置されている。パッケージ５２４には不活性ガス等が封入されており、かつ、内部に、ペルチェ素子等からなるヒートシンク１２が設けられている。ヒートシンク１２上の前方には、第３の実施の形態の光素子３００が、ヒートシンク１２上の後方には、光検出器５２３が、それぞれ搭載されている。また、光素子３００と光ファイバ５１０との間の光路上には、集光レンズ５２２が設けられている。集光レンズ５２２は、光素子３００と光ファイバ５１０とを光学的に結合させる機能を有する。
【０１２７】
光素子３００を駆動させると、光素子３００の出射面１０８（図２１および図２２参照）からレーザ光が出射する。このレーザ光は、光学部品１９０へと入射した後、光学部品１９０によって集光される。この光学部品１９０によって、レーザ光の伝搬方向が調整された後、光学部品１９０の外部へと出射する。この出射光は、集光レンズ５２２によって集光された後、光ファイバ５１０のコア５１１に入射する。
【０１２８】
なお、本実施の形態において、光素子３００のかわりに光素子４００を用いることもできる。すなわち、本実施の形態で用いられる光素子は、本発明の光学部品が適用されているものであればよい。
【０１２９】
２．作用効果
本実施の形態の光モジュール５００は、前述した第１の実施の形態の光学部品１００と同様の作用効果を有する。
【０１３０】
さらに、本実施の形態の光素子３００においては、光素子３００の出射面１０８から出射した光は、光学部品１９０によって、伝搬方向が調整された後、外部へと出射される。このため、集光レンズ５２２に導入される前に、別の光学部材によって光の伝搬方向を調整する必要がない。これにより、装置の簡素化を図ることができる。
【０１３１】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の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】図１および図２に示す光学部品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４】図１および図２に示す光学部品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５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、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６】図６（ａ）〜図６（ｅ）は、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７】図７（ａ）および図７（ｂ）は、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８】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図９】図８に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図１０】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１０に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図１２】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１２に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図１４】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１５】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１６】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１７】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１８】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１９】第２の実施の形態の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】第１の実施の形態の光学部品が設置された光素子を模式的に示す断面図である。
【図２２】図２１に示す光素子を模式的に示す平面図である。
【図２３】第１の実施の形態の光学部品が設置された光素子を模式的に示す断面図である。
【図２４】図２３に示す光素子を模式的に示す平面図である。
【図２５】第３の実施の形態の光学部品が設置された光モジュールを模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０，２１０ 基体、 １０ａ 基体の上面、 １２，２２，３２，４２，６２，１２２ 土台部材、 １２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，１２２ａ 土台部材の上面、 １２ｂ 土台部材の側面、 １２ｃ 土台部材の上部、 １２ｘ 樹脂層、 １３ マスク、 １４，２４，３４，１１４ 第２光学部材、 １４ａ 第２光学部材の前駆体、 １４ｂ 液滴、 １５ エネルギー、 １６ ガス、 １７ 液滴吐出口、 １８，１１８ 第１光学部材、 １８ａ 第１光学部材の前駆体、 １８ｂ 液滴、 １９ 封止材、 ５２ 凸部、 ５２ａ 凸部の上面、 １００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０，１９０ 光学部品、 １０１ 半導体基板、 １０１ａ 半導体基板の表面、 １０１ｂ 半導体基板の裏面、 １０２ 第１ミラー、 １０３ 活性層、 １０４ 第２ミラー、 １０５ 酸化狭窄層、 １０６ 絶縁層、 １０６ａ 絶縁層の上面、 １０７ 第１電極、 １０８ 出射面、 １０９ 第２電極、 １１２，２１２ 媒質層、 １１２ａ 媒質層の上面、 １３０ 柱状部、 １４０ 共振器、 ２００ マイクロレンズ基板、 ３００，４００光素子、 ５００ 光モジュール、 ５１０ 光ファイバ、 ５１１ コア、５１２ クラッド、 ５２０ モジュール本体、 ５２１ ヒートシンク、 ５２２ 集光レンズ、 ５２３ 光検出器、 ５２４ パッケージ本体、 Ｒ１
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材を含み、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品およびその製造方法、ならびに該光学部品を含む光素子および光モジュールに関する。
【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、光素子、光モジュールに関する。
【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、出射光の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
【０００６】
【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。
【０００７】
【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材を含み、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品およびその製造方法、ならびに該光学部品を含む光素子および光モジュールを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の目的は、光学部品の設置位置、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、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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
１．第１の光学部品
本発明の第１の光学部品は、
基体上方に設けられた第１光学部材と、
前記第１光学部材上に設けられた媒質層と、
前記媒質層上に設けられた第２光学部材と、を含み、
前記媒質層は、所定波長の光を通過させる材質からなり、かつ、前記第１および第２光学部材と異なる屈折率を有する。
【００１０】
この場合、前記媒質層の屈折率は、前記第１および第２光学部材の屈折率より小さくできる。また、この場合、前記媒質層の屈折率は、前記第１および第２光学部材の屈折率より大きくできる。
【００１１】
本発明によれば、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい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】
２．第２の光学部品
本発明の第２の光学部品は、
基体上方に設けられた第１光学部材と、
前記第１光学部材上に設けられ、所定波長の光を通過させる材質からなる土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられた第２光学部材と、を含む。
【００１３】
ここで、「基体」とは、前記第１の光学部材を設置できる面を有する物をいう。前記第１の光学部材を設置できる面は、前記第１の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。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。
【００１４】
また、「土台部材」は、前記第２の光学部材を設置できる上面を有する部材であり、「土台部材の上面」とは、前記第２光学部材が設置される面をいう。前記土台部材の上面は、前記第２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。
【００１５】
さらに、「所定波長の光を通過させる材質からなる土台部材」とは、前記土台部材に入射した光が、該土台部材から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。
【００１６】
本発明によれば、上記構成を有することにより、前記第１および第２光学部材の形状や大きさ等を制御することによって、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品を得ることができる。また、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第２の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。
【００１７】
本発明の第２の光学部品は、以下の態様（Ａ）〜（Ｇ）をとることができる。
【００１８】
（Ａ）前記土台部材の屈折率を、前記第１および第２光学部材の屈折率より小さくすることができる。
【００１９】
（Ｂ）前記土台部材の屈折率を、前記第１および第２光学部材の屈折率より大きくすることができる。
【００２０】
（Ｃ）前記土台部材の上面を、前記基体において前記第１光学部材が設置されている面とほぼ平行にすることができる。
【００２１】
（Ｄ）前記土台部材の上面は、円形または楕円形のいずれかであることができる。
【００２２】
（Ｅ）前記土台部材の上面は、曲面であることができる。
【００２３】
（Ｆ）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、前記第２光学部材の前駆体を形成した後硬化させて前記第２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第２光学部材を確実に形成することができる。
【００２４】
（Ｇ）前記土台部材の上部は、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、前記第２光学部材の前駆体を形成した後硬化させて前記第２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第２光学部材を、より確実に形成することができる。
【００２５】
３．本発明の第１および第２の光学部品は、以下の態様（１）〜（４）をとることができる。
【００２６】
（１）前記第１および第２光学部材の少なくとも一方は、円球状または楕円球状であることができる。あるいは、前記第１および第２光学部材の少なくとも一方は、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。
【００２７】
この場合、前記第１および第２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、前記第１および第２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。
【００２８】
（２）前記第１および第２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。
【００２９】
この場合、前記第１および第２光学部材は、紫外線硬化型樹脂からなることができる。あるいは、この場合、前記第１および第２光学部材は、熱硬化型樹脂からなることができる。
【００３０】
（３）前記第２光学部材と前記土台部材との接合部を、封止材で埋め込むことができる。これにより、前記第２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。
【００３１】
（４）前記基体上方に凸部が設けられ、前記第１光学部材を、前記凸部の上面上に設けることができる。
【００３２】
４．第１の光学部品の製造方法
本発明の第１の光学部品の製造方法は、
（ａ）基体上方に第１光学部材を形成し、
（ｂ）前記第１光学部材上に、所定波長の光を通過させる材質からなり、かつ、前記第１および第２光学部材と異なる屈折率を有する媒質層を形成し、
（ｃ）前記媒質層上に第２光学部材を形成すること、を含む。
【００３３】
本発明によれば、光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品を、簡便な方法にて得ることができる。
【００３４】
５．第２の光学部品の製造方法
本発明の第２の光学部品の製造方法は、
（ａ）基体上方に第１光学部材を形成し、
（ｂ）前記第１光学部材上に、所定波長の光を通過させる材質からなる土台部材を形成し、
（ｃ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、第２光学部材の前駆体を形成し、
（ｄ）前記前駆体を硬化させて、第２光学部材を形成すること、を含む。
【００３５】
本発明によれば、前記（ｂ）において前記土台部材を形成する際に、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（ｃ）において前記液滴を吐出する際に、前記液滴の吐出量を調整すること等によって、前記第２光学部材の設置位置、形状および大きさを良好に制御することができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００３６】
本発明の第２の光学部品の製造方法は、以下の態様（Ａ）〜（Ｃ）をとることができる。
【００３７】
（Ａ）前記（ｃ）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、微細な前記第２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。
【００３８】
（Ｂ）さらに、前記（ｃ）より前に、（ｅ）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第２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。
【００３９】
（Ｃ）さらに、（ｆ）前記第２光学部材と前記土台部材との接合部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第２光学部材を簡便な方法にて固定することができる。
【００４０】
６．マイクロレンズ基板
本発明のマイクロレンズ基板は、前記光学部品が複数配列されて構成されている。
【００４１】
本発明のマイクロレンズ基板によれば、上記構成を有することにより、設置位置、形状および大きさが良好に制御された前記第２光学部材を含むマイクロレンズ基板を得ることができる。
【００４２】
７．光素子
本発明の光素子は、前記光学部品が、出射面または入射面上に設置されている。光素子としては、例えば、半導体レーザ、発光ダイオード、ＥＬ素子等の発光素子や、フォトダイオード、固体撮像素子（ＣＣＤ）等の受光素子が例示できる。
【００４３】
本発明の光素子には、前記光学部品が設置されている。このため、この光素子を、例えば光ファイバと光学的に結合するに際して、例えば本発明の光素子が発光素子である場合には、前記光学部品にて、この発光素子から出射した光の焦点距離を調整し、かつ収差を小さくした後、この光を光ファイバへと導入させることができる。あるいは、本発明の光素子が受光素子である場合には、前記光学部品にて、光ファイバから出射した光の焦点距離を調整し、かつ収差を小さくした後、この光をこの受光素子へと導入させることができる。
【００４４】
８．光モジュール
本発明の光モジュールは、前記光素子と、前記光学部品を介して該光素子と光学的に結合される光ファイバと、を含む。
【００４５】
本発明の光モジュールによれば、前記光素子には前記光学部品が設けられているため、例えば前記光素子が発光素子である場合には、前記光学部品にて、この発光素子から出射した光の焦点距離を調整し、かつ収差を小さくした後、この光を光ファイバへと導入させることができる。あるいは、前記光素子が受光素子である場合には、前記光学部品にて、光ファイバから出射した光の焦点距離を調整し、かつ収差を小さくした後、この光をこの受光素子へと導入させることができる。
【００４６】
９．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、ＥＬ表示体を挙げることができる。
【００４７】
１０．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、固体撮像素子が例示できる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
（第１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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、図８，図１０および図１２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９，図１１および図１３はそれぞれ、図８，図１０および図１２に示す光学部品１１０，１２０，１３０を模式的に示す平面図である。
【００５１】
本実施の形態の光学部品１００は、基体１０の上方に設けられた第１光学部材１８と、第１光学部材１８の上に設けられた土台部材（媒質層）１２と、土台部材１２の上面１２ａ上に設けられた第２光学部材１４とを含む。第１および第２光学部材１８，１４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。
【００５２】
［基体］
基体１０の材質は特に限定されないが、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。
【００５３】
［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、第１光学部材１８または第２光学部材１４から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。
【００５４】
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。
【００５５】
（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１１０，１２０，１３０）を図８〜図１３に示す。図１，図２および図８〜図１３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第２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上に第２光学部材１４を設置することができる。
【００５６】
また、土台部材１２の上面１２ａは、基体１０において第１光学部材１８が設置されている面、すなわち基体１０の上面１０ａとほぼ平行である。
【００５７】
さらに、図１および図２に示すように、土台部材１２の上面１２ａと側面１２ｂ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１２の側面１２ｂとは、土台部材１２の側部において上面１２ａに接する面をいう。図１および図２に示す光学部品１００においては、土台部材１２の上部１２ｃが逆テーパ状、すなわちにひさし状に形成されている場合を示している。
【００５８】
第２光学部材１４は、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴を吐出して、第２光学部材の前駆体（後述する）を形成した後、この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１２の上面１２ａと側面１２ｂとのなす角θが鋭角であることにより、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴を吐出する際に、土台部材１２の側面１２ｂ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第２光学部材１４を確実に形成することができる。
【００５９】
特に、図１および図２に示す光学部品１００においては、土台部材１２の上部１２ｃが逆テーパ状であることにより、土台部材１２の安定性を保持しつつ、土台部材１２の上面１２ａと側面１２ｂ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１２の側面１２ｂ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第２光学部材１４をより確実に形成することができる。
【００６０】
（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第２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、第２光学部材の形状を制御することができる。
【００６１】
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、本実施の形態の変形例の光学部品１１０，１２０，１４０〜１６０（図８〜図１１および図１４〜図１６参照）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。
【００６２】
本実施の形態の光学部品を、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、第２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、得られた光学部品をレンズまたは偏向素子として用いることができる。詳しくは、光学部材の欄で説明する。
【００６３】
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、第２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。
【００６４】
なお、土台部材１２（図１および図２参照），２２（図８および図９参照），３２（図１０および図１１参照）はいずれも、その上面が平面からなる場合を示したが、図１２および図１３に示すように、土台部材４２の上面４２ａは、曲面であってもよい。これにより、図１２および図１３に示す光学部品１３０においては、ほぼ円球状の光学部材２４を、土台部材４２の上面４２ａ上に設置することができる。
【００６５】
［第１および第２光学部材］
（Ａ）立体形状
第１および第２光学部材１８，１４は、その用途および機能に応じた立体形状を有する。第１および第２光学部材１８，１４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。
【００６６】
（Ｂ）材質
第１および第２光学部材１８，１４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、第２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、第２光学部材の前駆体（後述する）を形成した後、この前駆体を硬化させることにより形成される。また、第１光学部材１８も、第２光学部材１４と同様に、液滴を吐出することにより形成することができる。すなわち、基体１０の表面に対して、前記液体材料からなる液滴を吐出して、第１光学部材の前駆体（図示せず）を形成した後、この前駆体を硬化させることにより形成することができる。
【００６７】
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。
【００６８】
第１および第２光学部材１８，１４の屈折率は、光学部品１００の用途に応じて適宜設定することができる。第１および第２光学部材１８，１４、ならびに土台部材１２の屈折率を調整することにより、光学部品１００から出射する光の焦点距離を制御し、かつ収差を小さくすることができる。具体的には、第１および第２光学部材１８，１４の材質を適宜選択することにより、第１および第２光学部材１８，１４の屈折率を調整することができる。
【００６９】
例えば、第１および第２光学部材１８，１４の屈折率を、土台部材１２の屈折率より大きくする。これにより、第１光学部材１８に入射した後第２光学部材１４から出射する光（あるいは、第２光学部材１４に入射した後第１光学部材１８から出射する光）の焦点距離をより長くすることができる。
【００７０】
この場合において、図１および図２に示す光学部品１００をレンズとして適用した例を図３に示す。この場合、図３に示すように、第１光学部材１８によって光が集光された後、第２光学部材１４によって光が再度集光される。
【００７１】
また、図１および図２に示す光学部品１００を偏向素子として適用した例を図４に示す。この場合、図４に示すように、第１および第２光学部材１８，１４によって光の進行方向を変化させることができる。
【００７２】
あるいは、例えば、第１および第２光学部材１８，１４の屈折率を、土台部材１２の屈折率より小さくする。これにより、第１光学部材１８に入射した後第２光学部材１４から出射する光（あるいは、第２光学部材１４に入射した後第１光学部材１８から出射する光）の焦点距離をより短くすることができる。
【００７３】
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５〜図７を参照して説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）、図６（ａ）〜図６（ｅ）、および図７（ａ）および図７（ｂ）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。
【００７４】
（１）第１光学部材１８の形成
まず、基体１０上に第１光学部材１８を形成する（図５（ａ）〜図５（ｃ）参照）。第１光学部材１８は、図５（ａ）に示すように、液滴１８ｂを吐出して第１光学部材１８の前駆体１８ａを形成する。次いで、この前駆体１８ａに対して、熱または光等のエネルギー１５を付加することにより、この前駆体１８ａを硬化させる。これにより、第１光学部材１８を得る。
【００７５】
液滴１８ｂを構成する液体材料は、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。また、液滴１８ｂを吐出する方法や、前駆体１８ａを硬化させる方法は、後述する第２光学部材１４を形成する際に用いる方法と同様の方法を用いることができる。また、液滴１８ｂを構成する液体材料の種類を適宜選択して、第１光学部材１８の屈折率が所定の値になるように調整する。
【００７６】
（２）土台部材１２の形成
次いで、基体１０上に土台部材１２を形成する（図６（ａ）〜図６（ｅ）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。ここでは、土台部材１２をポリイミド樹脂で形成する場合について説明する。
【００７７】
まず、第１光学部材１８を覆うように、ポリイミド前駆体を塗布した後、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（図６（ａ）参照）。これにより、樹脂層１２ｘを形成する。ここで、樹脂層１２ｘ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。また、この熱処理においては、樹脂層１２ｘの上面の上方から熱を加えることにより、樹脂層１２ｘのうち基体１０に近い部分よりも、樹脂層１２ｘのうち上面に近い部分（樹脂層１２ｘのうちレジスト層Ｒ１に近い部分）の硬化の度合いを大きくする。
【００７８】
次に、樹脂層１２ｘ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１３を用いてフォトリソグラフィ工程を行なう（図６（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６（ｃ）参照）。この場合、樹脂層１２ｘの下には第１光学部材１８が形成されているため、フォトリソグラフィ工程において、この第１光学部材１８を、レジスト層Ｒ１の位置合わせに用いることができる。
【００７９】
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て、樹脂層１２ｘをウエットエッチングする（図６（ｄ）参照）。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１２ｘ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１２ｘの上面に近い部分の硬化の度合いが基体１０に近い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１２ｘの上面に近い部分は、基体１０に近い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１２ｘの上面に近い部分は、基体１０に近い部分に比較してエッチング速度が遅いため、樹脂層１２ｘの上面に近い部分は、基体１０に近い部分と比較してより多く残存する。これにより、逆テーパ状の上部１２ｃを有する樹脂層１２ｘを得ることができる（図６（ｄ）参照）。次いで、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、樹脂層１２ｘを完全に硬化させる。これにより、土台部材１２が得られる（図６（ｅ）参照）。
【００８０】
（３）第２光学部材１４の形成
次いで、第２光学部材１４を形成する（図７（ａ）および図７（ｂ）参照）。具体的には、土台部材１２の上面１２ａに対して、第２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、第２光学部材の前駆体１４ａを形成する。前述したように、この液体材料は、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。付加するエネルギー１５の量は、前駆体１４ａの形状、大きさおよび材質によって適宜調整する。
【００８１】
ここで、土台部材１２の上部１２ｃは逆テーパ状に形成されている。この場合、土台部材１２の上面１２ａと、側面１２ｂとのなす角θが鋭角であるため、土台部材１２の側面１２ｂが液滴で濡れるのを確実に防止することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する第２光学部材１４をより確実に形成することができる。
【００８２】
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。
【００８３】
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第２光学部材１４を形成することができる。
【００８４】
次いで、第２光学部材の前駆体１４ａを硬化させて、第２光学部材１４を形成する（図７（ｂ）参照）。具体的には、この前駆体１４ａに対して、熱または光等のエネルギーを付与する。この前駆体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、第２光学部材１４が得られる。以上の工程により、光学部品１００が得られる（図１および図２参照）。
【００８５】
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。
【００８６】
（１）第１に、光学部品１００から出射する光の焦点距離が良好に調整され、かつ収差が小さい光学部品１００を得ることができる。一般に、レンズの曲率が大きいほど、レンズの収差は大きくなる。これに対して、本実施の形態の光学部品１００によれば、光学部品１００に入射した光は、第１および第２光学部材１８，１４によって集光されるため、第１および第２光学部材１８，１４の曲率を大きくせずに、光をより効率的に集めることができる。これにより、光学部品１００から出射する光の焦点距離を短くすることができる。さらに、第１および第２光学部材１８，１４の形状および大きさを調整することによって、出射光の焦点距離や収差を適宜設定することができるため、設計の自由度を大きくすることができる。例えば、第１および第２光学部材１８，１４の形状および大きさを調整することにより、光学部品１００から出射する光の収差が小さくなるように調整することができる。
【００８７】
（２）第２に、第２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、第２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第２光学部材１４を含む光学部品１００を得ることができる。その理由について、以下説明する。
【００８８】
本実施の形態に係る光学部品の製造方法によれば、図７（ｂ）に示すように、第２光学部材の前駆体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が前駆体１４ａで濡れない限り、前駆体１４ａには土台部材１２の表面張力は作用せず、前駆体１４ａの表面張力が主に作用する。このため、前駆体１４ａを形成するための液滴１４ｂの量を調整することによって、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第２光学部材１４を得ることができる。
【００８９】
（３）第３に、第２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、第２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、前駆体１４ａを形成した後、この前駆体１４ａを硬化させて形成される（図７（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上に第２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第２光学部材の前駆体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第２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第２光学部材１４を簡易に得ることができる。
【００９０】
（４）第４に、土台部材１２の上面１２ａの形状を適宜設定することによって、第２光学部材１４の形状を適宜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第２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の上方に複数設置することもできる。
【００９１】
（５）第５に、土台部材１２の高さを制御することにより、基体１０と第２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の上面１０ａから第２光学部材１４までの距離を変化させることができる。この結果、設置位置が制御された第２光学部材１４を簡便な方法にて形成することができる。
【００９２】
［変形例］
次に、本実施の形態の光学部品１００の別の変形例について説明する。図１４〜図１８はそれぞれ、図１に示す光学部品１００の変形例１〜５の光学部品１４０〜１８０を模式的に示す断面図である。なお、各変形例において、本実施の形態の光学部品１００と同様の構成を有する部分については、詳しい説明は省略する。
【００９３】
（１）変形例１
図１４は、変形例１の光学部品１４０を模式的に示す断面図である。図１４に示す光学部品１４０においては、土台部材１２と第２光学部材１４との接合部が封止材１９で覆われている。なお、他の変形例および後述する他の実施形態の光学部品においても同様に、必要に応じて、封止材１９によって、土台部材と第２光学部材との接合部を覆うことができる。また、封止材１６０の材質は、第２光学部材１４を土台部材１２上に確実に固定することができるのであれば特に限定されないが、例えば樹脂を用いることができる。
【００９４】
（２）変形例２
図１５は、変形例２の光学部品１５０を模式的に示す断面図である。図１５に示す光学部品１５０では、第１光学部材１８が、基体１０上に設けられた凸部５２の上面５２ａ上に設けられている。ここで、第１光学部材１８は、第２光学部材１４と同様の方法にて形成することができる。すなわち、第１光学部材１８を形成する工程において、凸部５２は、第２光学部材１４を形成する際の土台部材１２と同様の機能を有する。なお、図１５に示す光学部品１５０では、この凸部５２が基体１０上に形成されている場合について示しているが、この凸部５２は、基体１０に一体化して形成されていてもよい。
【００９５】
（３）変形例３
図１６は、変形例３の光学部品１６０を模式的に示す断面図である。変形例３の光学部品１６０は、２つの第１光学部材１８と、１つの第２光学部材１４との３つの光学部材を含む。具体的には、基体１０上に形成された第１光学部材１８の上に土台部材１２が形成され、その上に、第１光学部材１８と土台部材１２が形成されている。さらに、その土台部材１２の上面１２ａ上に第２光学部材１４が設けられている。このように、第１光学部材１８を複数設けることができる。このように、第１光学部材および土台部材を複数設けることにより、出射する光の収差をより精密に調整することができるうえ、第２光学部材１４から基体１０までの距離を調整することができる。
【００９６】
（４）変形例４
図１７は、変形例４の光学部品１７０を模式的に示す断面図である。この光学部品１７０は、基体１０上に設けられた第１光学部材１８と、第１光学部材１８上に設けられた媒質層１１２と、媒質層１１２上に設けられた第２光学部材３４とを含む。図１７に示すように、この光学部品１７０においては、媒質層１１２の上面１１２ａの少なくとも一部に第２光学部材３４が形成されている場合について示している。
【００９７】
媒質層１１２は、所定波長の光を通過させる材質からなり、かつ、第１および第２光学部材１８，３４と異なる屈折率を有する。媒質層１１２の屈折率は、光学部品１００の用途に応じて適宜設定することができる。第１および第２光学部材１８，３４の屈折率とともに、媒質層１１２の屈折率を調整することにより、出射する光の焦点距離および収差を調整することができる。具体的には、第１および第２光学部材１８，３４ならびに媒質層１１２の材質を適宜選択することにより、これらの層の屈折率を調整することができる。
【００９８】
例えば、媒質層１１２の屈折率を、第１および第２光学部材１８，３４の屈折率より小さくする。これにより、第１光学部材１８に入射した後第２光学部材３４から出射する光（あるいは、第２光学部材３４に入射した後第１光学部材１８から出射する光）の焦点距離をより長くすることができる。
【００９９】
あるいは、例えば、媒質層１１２の屈折率を、第１および第２光学部材１８，３４の屈折率より小さくする。これにより、第１光学部材１８に入射した後第２光学部材３４から出射する光（あるいは、第２光学部材３４に入射した後第１光学部材１８から出射する光）の焦点距離をより短くすることができる。
【０１００】
（５）変形例５
図１８は、変形例５の光学部品１８０を模式的に示す断面図である。この光学部品１８０は、基体１０上に設けられた第１光学部材１８と、第１光学部材１８上に設けられた媒質層２１２と、媒質層２１２上に設けられた第２光学部材３４とを含む。光学部品１８０は、媒質層２１２に凸部６２が設けられており、この凸部６２の上面６２ａ上に第１光学部材３４が設けられている点以外は、図１７に示す光学部品１７０と同様の構成を有する。このため、図１８に示す光学部品１８０について、光学部品１７０と同様の構成を有する箇所については、詳しい説明は省略する。
【０１０１】
図１８に示す凸部６２は、図１および図２に示す光学部品１００の土台部材１２と同様の機能を有する。具体的には、凸部６２の上面６２ａ上に第２光学部材３４を形成する工程において、凸部６２は、土台部材１２と同様の機能を有する。
【０１０２】
（第２の実施の形態）
１．マイクロレンズ基板
図１９は、本発明の第２の実施の形態のマイクロレンズ基板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を模式的に示す平面図である。また、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。
【０１０３】
本実施の形態は、第１の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。
【０１０４】
図１９および図２０に示すように、マイクロレンズ基板２００は、基体２１０と、基体２１０の上方に設置された複数の光学部品１００とを含む。この複数の光学部品１００は、所定の方向に配列されている。基体２１０は、例えばガラス基板やプラスチック基板からなる。
【０１０５】
また、このマイクロレンズ基板２００においては、複数の光学部品１００が格子状に配列している場合について説明したが、光学部品１００の配列方式はこれに限定されるわけではなく、例えば、千鳥状等、種々の配列方式が適用可能である。
【０１０６】
なお、本実施の形態においては、マイクロレンズ基板２００が、第１の実施の形態の光学部品１００を含む場合について説明したが、この光学部品１００のかわりに、前述した変形例の光学部品（図８〜図１８参照）を用いることもできる。
【０１０７】
２．作用効果
本実施の形態のマイクロレンズ基板２００は、前述した第１の実施の形態の光学部品１００と同様の作用効果を有する。
【０１０８】
（第３の実施の形態）
１．光素子
図２１は、本発明の第３の実施の形態の光素子を模式的に示す断面図である。図２２は、図２１に示す光素子を模式的に示す平面図である。また、図２２は、図２１のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【０１０９】
本実施の形態の光素子３００には、出射面１０８の上に光学部品１９０が設けられている。この光学部品１９０は、第１の実施の形態の光学部品１００と同様の構成を有する。すなわち、この光学部品１９０は、光素子３００の出射面１０８上に設けられている点以外は、第１の実施の形態の光学部品１００と同様の構成を有する。
【０１１０】
光素子３００は、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１０１と、半導体基板１０１上に形成された共振器１４０とを含む。
【０１１１】
共振器１４０には柱状部１３０が形成されている。ここで、柱状部１３０とは、共振器１４０の一部であって、少なくとも第２ミラー１０４を含む柱状の半導体堆積体をいう。この柱状部１３０は絶縁層１０６で埋め込まれている。すなわち、柱状部１３０の側面は絶縁層１０６で取り囲まれている。さらに、この絶縁層１０６の上面１０６ａは、出射面１０８よりも上部に形成されている。また、柱状部１３０上には第１電極１０７が形成されている。
【０１１２】
共振器１４０は、例えば、ｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「第１ミラー」という）１０２、ＧａＡｓウエル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される量子井戸構造を含む活性層１０３、およびｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「第２ミラー」という）１０４が順次積層されて構成されている。なお、第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４を構成する各層の組成および層数はこれに限定されるわけではない。
【０１１３】
第２ミラー１０４は、例えばＣがドーピングされることによりｐ型にされ、第１ミラー１０２は、例えばＳｉがドーピングされることによりｎ型にされている。したがって、第２ミラー１０４、不純物がドーピングされていない活性層１０３、および第１ミラー１０２により、ｐｉｎダイオードが形成される。
【０１１４】
また、共振器１４０のうち出射面１０８の上方から第１ミラー１０２の途中にかけての部分が、出射面１０８の上方から見て円形の形状にエッチングされて、柱状部１３０が形成されている（図２２参照）。なお、本実施の形態では、柱状部１３０の平面形状を円形としたが、この形状は任意の形状をとることが可能である。
【０１１５】
さらに、第２ミラー１０４を構成する層のうち活性層１０３に近い領域に、酸化アルミニウムからなる電流狭窄層１０５が形成されている。この電流狭窄層１０５は、リング状に形成されている。すなわち、この電流狭窄層１０５は、図１におけるＸ−Ｙ平面に平行な面で切断した場合における断面が同心円状である形状を有する。
【０１１６】
また、本実施の形態に係る面発光型発光素子１００においては、柱状部１３０の側面ならびに第１ミラー１０２の上面を覆うようにして、絶縁層１０６が形成されている。絶縁層１０６は、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、またはエポキシ樹脂からなるのが望ましく、特に、加工の容易性や絶縁性の観点から、ポリイミド樹脂またはフッ素系樹脂からなるのが望ましい。
【０１１７】
また、柱状部１３０および絶縁層１０６の上面１０６ａには、第１電極１０７が形成されている。さらに、柱状部１３０上面の中央部には、第１電極１０７が形成されていない部分（開口部）が設けられている。この部分の底面が出射面１０８であり、レーザ光の出射口となる。第１電極１０７は、例えばＡｕとＺｎの合金とＡｕとの積層膜からなる。
【０１１８】
さらに、半導体基板１０１の裏面には、第２電極１０９が形成されている。すなわち、図２１および図２２に示す面発光型発光素子１００では、柱状部１３０上で第１電極１０７と接合し、かつ、半導体基板１０１の裏面１０１ｂで第２電極１０９と接合し、この第１電極１０７および第２電極１０９によって活性層１０３に電流が注入される。第２電極１０９は、例えばＡｕとＧｅの合金とＡｕとの積層膜からなる。なお、第１および第２電極１０７，１０９を形成するための材料は、前述したものに限定されるわけではなく、例えばＴｉやＰｔなどの金属やこれらの合金などが利用可能である。
【０１１９】
この光素子３００では、絶縁層１０６の上面１０６ａが、出射面１０８よりも高い位置に形成されている。したがって、光学部品１９０の第１光学部材１１８は、絶縁層１０６と出射面１０８とによって形成される凹部に、第１電極１０７を介して形成されている。すなわち、第１光学部材１１８が前記凹部に形成されていることにより、安定した状態で第１光学部材１１８を出射面１０８上に設置することができる。
【０１２０】
なお、本実施の形態においては、光素子３００として、面発光型半導体レーザを用いた場合について説明するが、本実施の形態の光素子に適用可能なデバイスはこれに限定されるわけではなく、例えば、フォトダイオード等の受光素子や、発光ダイオードやＥＬ装置等の発光素子を用いることができる。この場合、受光素子の場合は、入射面上に本発明の光学部品を設置することができ、発光素子の場合は、出射面上に本発明の光学部品を設置することができる。
【０１２１】
２．作用効果
本実施の形態の光素子３００は、前述した第１の実施の形態の光学部品１００と同様の作用効果を有する。
【０１２２】
（第４の実施の形態）
１．光素子
図２３は、本発明の第４の実施の形態の光素子を模式的に示す断面図である。図２４は、図２３に示す光素子を模式的に示す平面図である。また、図２３は、図２４のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【０１２３】
本実施の形態の光素子４００には、出射面１０８の上に、第１の実施の形態の一変形例である光学部品１１０（図８および図９参照）が設けられている。また、光素子４００の各構成要素（光学部品１１０を除く）は、絶縁層１０６が出射面１０８とほぼ同じ高さに形成され、同一平面を構成している点以外は、第３の実施の形態の光素子３００と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【０１２４】
２．作用効果
本実施の形態の光素子４００は、前述した第１の実施の形態の光学部品１００と同様の作用効果を有する。
【０１２５】
（第５の実施の形態）
１．光モジュール
図２５は、本発明の第５の実施の形態の光モジュールを模式的に示す図である。光モジュールは一般に、光通信システムを構成する光デバイスであり、発光素子や受光素子等の光素子と、光ファイバと、これらを光学的に結合させるレンズとから構成される。
【０１２６】
本実施の形態の光モジュール５００は、モジュール本体５２４と、光ファイバ５１０とからなる。モジュール本体５２４は、光素子３００と、集光レンズ５２２とを含む。この光素子３００および集光レンズ５２２は、パッケージ５２４に設置されている。パッケージ５２４には不活性ガス等が封入されており、かつ、内部に、ペルチェ素子等からなるヒートシンク１２が設けられている。ヒートシンク１２上の前方には、第３の実施の形態の光素子３００が、ヒートシンク１２上の後方には、光検出器５２３が、それぞれ搭載されている。また、光素子３００と光ファイバ５１０との間の光路上には、集光レンズ５２２が設けられている。集光レンズ５２２は、光素子３００と光ファイバ５１０とを光学的に結合させる機能を有する。
【０１２７】
光素子３００を駆動させると、光素子３００の出射面１０８（図２１および図２２参照）からレーザ光が出射する。このレーザ光は、光学部品１９０へと入射した後、光学部品１９０によって集光される。この光学部品１９０によって、レーザ光の伝搬方向が調整された後、光学部品１９０の外部へと出射する。この出射光は、集光レンズ５２２によって集光された後、光ファイバ５１０のコア５１１に入射する。
【０１２８】
なお、本実施の形態において、光素子３００のかわりに光素子４００を用いることもできる。すなわち、本実施の形態で用いられる光素子は、本発明の光学部品が適用されているものであればよい。
【０１２９】
２．作用効果
本実施の形態の光モジュール５００は、前述した第１の実施の形態の光学部品１００と同様の作用効果を有する。
【０１３０】
さらに、本実施の形態の光素子３００においては、光素子３００の出射面１０８から出射した光は、光学部品１９０によって、伝搬方向が調整された後、外部へと出射される。このため、集光レンズ５２２に導入される前に、別の光学部材によって光の伝搬方向を調整する必要がない。これにより、装置の簡素化を図ることができる。
【０１３１】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の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】図１および図２に示す光学部品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４】図１および図２に示す光学部品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５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、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６】図６（ａ）〜図６（ｅ）は、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７】図７（ａ）および図７（ｂ）は、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８】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図９】図８に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図１０】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１０に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図１２】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１２に示す光学部品を模式的に示す平面図である。
【図１４】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１５】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１６】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１７】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１８】第１の実施の形態の光学部品の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１９】第２の実施の形態の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】第１の実施の形態の光学部品が設置された光素子を模式的に示す断面図である。
【図２２】図２１に示す光素子を模式的に示す平面図である。
【図２３】第１の実施の形態の光学部品が設置された光素子を模式的に示す断面図である。
【図２４】図２３に示す光素子を模式的に示す平面図である。
【図２５】第３の実施の形態の光学部品が設置された光モジュールを模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０，２１０ 基体、 １０ａ 基体の上面、 １２，２２，３２，４２，６２，１２２ 土台部材、 １２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，１２２ａ 土台部材の上面、 １２ｂ 土台部材の側面、 １２ｃ 土台部材の上部、 １２ｘ 樹脂層、 １３ マスク、 １４，２４，３４，１１４ 第２光学部材、 １４ａ 第２光学部材の前駆体、 １４ｂ 液滴、 １５ エネルギー、 １６ ガス、 １７ 液滴吐出口、 １８，１１８ 第１光学部材、 １８ａ 第１光学部材の前駆体、 １８ｂ 液滴、 １９ 封止材、 ５２ 凸部、 ５２ａ 凸部の上面、 １００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０，１９０ 光学部品、 １０１ 半導体基板、 １０１ａ 半導体基板の表面、 １０１ｂ 半導体基板の裏面、 １０２ 第１ミラー、 １０３ 活性層、 １０４ 第２ミラー、 １０５ 酸化狭窄層、 １０６ 絶縁層、 １０６ａ 絶縁層の上面、 １０７ 第１電極、 １０８ 出射面、 １０９ 第２電極、 １１２，２１２ 媒質層、 １１２ａ 媒質層の上面、 １３０ 柱状部、 １４０ 共振器、 ２００ マイクロレンズ基板、 ３００，４００光素子、 ５００ 光モジュール、 ５１０ 光ファイバ、 ５１１ コア、５１２ クラッド、 ５２０ モジュール本体、 ５２１ ヒートシンク、 ５２２ 集光レンズ、 ５２３ 光検出器、 ５２４ パッケージ本体、 Ｒ１
レジスト層
Claims (31)
- 基体上方に設けられた第１光学部材と、
前記第１光学部材上に設けられた媒質層と、
前記媒質層上に設けられた第２光学部材と、を含み、
前記媒質層は、所定波長の光を通過させる材質からなり、かつ、前記第１および第２光学部材と異なる屈折率を有する、光学部品。 - 請求項１において、
前記媒質層の屈折率は、前記第１および第２光学部材の屈折率より小さい、光学部品。 - 請求項１において、
前記媒質層の屈折率は、前記第１および第２光学部材の屈折率より大きい、光学部品。 - 基体上方に設けられた第１光学部材と、
前記第１光学部材上に設けられ、所定波長の光を通過させる材質からなる土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられた第２光学部材と、を含む、光学部品。 - 請求項４において、
前記土台部材の上面は、前記基体において前記第１光学部材が設置されている面とほぼ平行である、光学部品。 - 請求項４または５において、
前記土台部材の屈折率は、前記第１および第２光学部材の屈折率より小さい、光学部品。 - 請求項４または５において、
前記土台部材の屈折率は、前記第１および第２光学部材の屈折率より大きい、光学部品。 - 請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記第１および第２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ないし７のいずれかにおいて、
前記第１および第２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ないし９のいずれかにおいて、
前記第１および第２光学部材の少なくとも一方は、円球状または楕円球状である、光学部品。 - 請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記第１および第２光学部材の少なくとも一方は、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ないし１１のいずれかにおいて、
前記第１および第２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１２のいずれかにおいて、
前記第１および第２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１３において、
前記第１および第２光学部材は、紫外線硬化型樹脂からなる、光学部品。 - 請求項１３において、
前記第１および第２光学部材は、熱硬化型樹脂からなる、光学部品。 - 請求項４ないし１５のいずれかにおいて、
前記土台部材の上面は、円形または楕円形のいずれかである、光学部品。 - 請求項４ないし１５のいずれかにおいて、
前記土台部材の上面は、曲面である、光学部品。 - 請求項４ないし１７のいずれかにおいて、
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４ないし１８のいずれかにおいて、
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ないし１９のいずれかにおいて、
前記第２光学部材と前記土台部材との接合部は、封止材で埋め込まれた、光学部品。 - 請求項１ないし２０のいずれかにおいて、
前記基体上方に凸部が設けられ、
前記第１光学部材は、前記凸部の上面上に設けられた、光学部品。 - 請求項１ないし２１のいずれかに記載の光学部品が複数配列されて構成された、マイクロレンズ基板。
- 請求項２２に記載のマイクロレンズ基板を備えた表示装置。
- 請求項２３に記載のマイクロレンズ基板を備えた撮像素子。
- 請求項１ないし２４のいずれかに記載の光学部品が、出射面または入射面上に設置された、光素子。
- 請求項２５に記載の光素子と、前記光学部品を介して該光素子と光学的に結合される光ファイバと、を含む、光モジュール。
- （ａ）基体上方に第１光学部材を形成し、
（ｂ）前記第１光学部材上に、所定波長の光を通過させる材質からなり、かつ、前記第１および第２光学部材と異なる屈折率を有する媒質層を形成し、
（ｃ）前記媒質層上に第２光学部材を形成すること、を含む、光学部品の製造方法。 - （ａ）基体上方に第１光学部材を形成し、
（ｂ）前記第１光学部材上に、所定波長の光を通過させる材質からなる土台部材を形成し、
（ｃ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、第２光学部材の前駆体を形成し、
（ｄ）前記前駆体を硬化させて、第２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２８において、
前記（ｃ）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２８または２９において、
さらに、前記（ｃ）より前に、（ｅ）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２８ないし３０のいずれかにおいて、
さらに、（ｆ）前記第２光学部材と前記土台部材との接合部を封止材で埋め込むこと、を含む、光学部品の製造方法。
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| JP2002364048A JP2004198514A (ja) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 光学部品およびその製造方法、マイクロレンズ基板、表示装置、撮像素子、光素子、光モジュール |
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| JP (1) | JP2004198514A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100561757C (zh) * | 2005-08-15 | 2009-11-18 | 中华电信股份有限公司 | 一种提高光电元件及其阵列光学耦合容忍度的封装方法 |
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2002
- 2002-12-16 JP JP2002364048A patent/JP2004198514A/ja not_active Withdrawn
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