JP2013239592A - Light source device, method for manufacturing light source device, and image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置、光源装置の製造方法および画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a light source device, a method for manufacturing the light source device, and an image forming apparatus.
半導体レーザー等の発光素子を有する光源装置が知られている。この光源装置は、配線部を有する支持基板と、支持基板上に設けられ、光を出射するエミッタ面と、光を発生し、その光を前記エミッタ面に導く光導波路と、電極とを有する発光素子とを備えている(例えば、特許文献1参照)。また、支持基板と発光素子とを接合する際、支持基板の配線部と、発光素子の電極とは、銀ペーストや半田等で形成される導電部により電気的に接続される。 A light source device having a light emitting element such as a semiconductor laser is known. The light source device includes a support substrate having a wiring portion, an emitter surface provided on the support substrate, emitting light, an optical waveguide that generates light and guides the light to the emitter surface, and light emission having electrodes. Element (see, for example, Patent Document 1). Further, when the support substrate and the light emitting element are bonded, the wiring portion of the support substrate and the electrode of the light emitting element are electrically connected by a conductive portion formed of silver paste, solder, or the like.
ところで、配線部を銀ペースト等により光導波路のパターンに対応させて形成することがある。この配線部は、発光素子のエミッタ面の近傍まで延在している。
また、発光素子は、熱の影響を受け易いので、支持基板の下側に、発光素子を冷却する冷却手段を設けている。そして、その冷却効果を高めるため、エミッタ面を下方、すなわち、支持基板の近傍に配置している。
By the way, the wiring part may be formed by silver paste or the like so as to correspond to the pattern of the optical waveguide. This wiring portion extends to the vicinity of the emitter surface of the light emitting element.
Further, since the light emitting element is easily affected by heat, a cooling means for cooling the light emitting element is provided below the support substrate. In order to enhance the cooling effect, the emitter surface is arranged below, that is, in the vicinity of the support substrate.
しかしながら、このような従来の光源装置では、支持基板と発光素子とを接合する際、銀ペーストがエミッタ面側の端部からはみ出してしまうことがある。そして、エミッタ面が支持基板の近傍に位置しているので、そのはみ出した銀ペーストがエミッタ面の一部または全部を覆ってしまうという問題がある。
また、支持基板と発光素子との間において、銀ペーストが導電部を形成したい領域からはみ出してしまい、そのはみ出した銀ペーストにより、回路の短絡等の不具合が生じることがある。
However, in such a conventional light source device, when the support substrate and the light emitting element are bonded, the silver paste may protrude from the end on the emitter surface side. And since the emitter surface is located in the vicinity of the support substrate, there is a problem that the protruding silver paste covers part or all of the emitter surface.
Further, between the support substrate and the light emitting element, the silver paste protrudes from a region where the conductive portion is to be formed, and the protruding silver paste may cause a problem such as a short circuit.
本発明の目的は、導電部がはみ出してしまうことを防止することができる光源装置、光源装置の製造方法および画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light source device, a method of manufacturing the light source device, and an image forming apparatus that can prevent the conductive portion from protruding.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光源装置は、素子で発光した光を出射するエミッタ面と、該光を前記エミッタ面に導く光導波路と、電極とを有する発光素子と、
配線部を有する支持基板と、
前記発光素子と、前記支持基板とを接合するシリコーン含有分子接合膜と、
前記配線部と前記電極とを電気的に接続し、導電性ペーストで形成された導電部とを備え、
前記シリコーン含有分子接合膜の延在によって、前記エミッタ面側の端部が閉塞された溝を有し、
前記導電部は、前記溝内に設けられていることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
A light source device of the present invention includes an emitter surface that emits light emitted from the element, a light guide that guides the light to the emitter surface, and an electrode;
A support substrate having a wiring portion;
A silicone-containing molecular bonding film for bonding the light emitting element and the support substrate;
Electrically connecting the wiring part and the electrode, and comprising a conductive part formed of a conductive paste,
The extension of the silicone-containing molecular bonding film has a groove whose end on the emitter surface side is closed,
The conductive portion is provided in the groove.
これにより、発光素子と支持基板とがシリコーン含有分子接合膜を介して接合される際、シリコーン含有分子接合膜の溝を形成する壁部により、導電性ペーストがはみ出してしまうことを防止することができる。これによって、導電性ペーストが発光素子のエミッタ面を覆ってしまうことを防止することができ、また、導電性ペーストによる回路の短絡を防止することができる。
また、シリコーン含有分子接合膜が、前記壁部を兼ねるので、専用の壁部を設ける場合に比べて、構成を簡素化することができる。
Thereby, when the light emitting element and the support substrate are bonded via the silicone-containing molecular bonding film, it is possible to prevent the conductive paste from protruding due to the wall portion that forms the groove of the silicone-containing molecular bonding film. it can. Thereby, it is possible to prevent the conductive paste from covering the emitter surface of the light emitting element, and it is possible to prevent a short circuit of the circuit due to the conductive paste.
Further, since the silicone-containing molecular bonding film also serves as the wall portion, the configuration can be simplified as compared with the case where a dedicated wall portion is provided.
本発明の光源装置では、前記支持基板上に成膜され、前記発光素子と前記支持基板とを接合する接合面を備えた前記シリコーン含有分子接合膜と、前記シリコーン含有分子接合膜が前記支持基板上に形成した前記溝内に前記導電性ペーストを充填した前記導電部と、を備え、前記発光素子と前記支持基板とが接合されたものであることが好ましい。
これにより、発光素子と支持基板とがシリコーン含有分子接合膜を介して接合される際、導電性ペーストがはみ出してしまうことをより確実に防止することができる。
In the light source device of the present invention, the silicone-containing molecular bonding film formed on the support substrate and having a bonding surface for bonding the light emitting element and the support substrate, and the silicone-containing molecular bonding film are the support substrate. It is preferable that the groove is formed on the conductive portion filled with the conductive paste, and the light emitting element and the support substrate are bonded to each other.
Thereby, when a light emitting element and a support substrate are joined via a silicone containing molecular junction film, it can prevent more reliably that a conductive paste protrudes.
本発明の光源装置では、エネルギーを付与することにより接着性を発現する前記シリコーン含有分子接合膜を有することが好ましい。
これにより、発光素子と支持基板とをより強固に接合することができる。
本発明の光源装置では、前記シリコーン含有分子接合膜は、分枝部において化学式「R−Si−X3」で表わされる単位構造を有し、連結部において化学式「R2−Si−X2」で表わされる単位構造を有し、末端部において化学式「R3−Si−X」で表わされる単位構造を有する分枝状をなすポリオルガノシロキサン骨格を有するものであることが好ましい。
[式中、各Rは、それぞれ独立して、メチル基、フェニル基または水酸基を表し、Xはシロキサン残基を表す。]
これにより、シリコーン含有分子接合膜は、特に優れた膜強度を発揮するものとなり、また、発光素子と支持基板とをより強固に接合することができる。
The light source device of the present invention preferably has the silicone-containing molecular bonding film that exhibits adhesiveness by applying energy.
Thereby, a light emitting element and a support substrate can be joined more firmly.
In the light source device of the present invention, the silicone-containing molecular bonding film has a unit structure represented by a chemical formula “R—Si—X 3 ” at a branch portion, and a chemical formula “R 2 —Si—X 2 ” at a connecting portion. And having a branched polyorganosiloxane skeleton having a unit structure represented by the chemical formula “R 3 —Si—X” at the terminal portion.
[Wherein, each R independently represents a methyl group, a phenyl group or a hydroxyl group, and X represents a siloxane residue. ]
Thereby, the silicone-containing molecular bonding film exhibits particularly excellent film strength, and the light-emitting element and the support substrate can be bonded more firmly.
本発明の光源装置では、前記エミッタ面は、前記発光素子の側面の中央よりも前記支持基板側に配置されていることが好ましい。
これにより、支持基板の発光素子と反対側に冷却手段を設けた場合、その冷却手段により、より確実に光導波路やエミッタ面を冷却することができる。
本発明の光源装置では、前記支持基板の前記発光素子と反対側に設けられ、前記支持基板を介して前記発光素子を冷却する冷却手段を有することが好ましい。
これにより、発光素子を冷却することができ、これによって、発光素子を効率良く発光させることができる。
In the light source device of the present invention, it is preferable that the emitter surface is disposed closer to the support substrate than the center of the side surface of the light emitting element.
Thereby, when the cooling means is provided on the side of the support substrate opposite to the light emitting element, the optical waveguide and the emitter surface can be more reliably cooled by the cooling means.
In the light source device according to the aspect of the invention, it is preferable that the light source device includes a cooling unit that is provided on the opposite side of the support substrate from the light emitting element and cools the light emitting element through the support substrate.
Accordingly, the light emitting element can be cooled, and thereby the light emitting element can emit light efficiently.
本発明の光源装置では、前記溝の少なくとも一部は、前記光導波路に沿って設けられていることが好ましい。
これにより、容易かつ確実に、光導波路に沿って導電部を形成することができる。
本発明の光源装置では、前記溝の少なくとも一部において、前記シリコーン含有分子接合膜が被覆しない領域を有することが好ましい。
これにより、シリコーン含有分子接合膜に溝を容易に形成することができる。
In the light source device of the present invention, it is preferable that at least a part of the groove is provided along the optical waveguide.
Thereby, a conductive part can be easily and reliably formed along the optical waveguide.
In the light source device of the present invention, it is preferable that at least a part of the groove has a region not covered with the silicone-containing molecular bonding film.
Thereby, a groove | channel can be easily formed in a silicone containing molecular junction film.
本発明の光源装置の製造方法は、素子で発光した光を出射するエミッタ面と、該光を前記エミッタ面に導く光導波路と、電極とを有する発光素子と、
配線部を有する支持基板と、
前記発光素子と、前記支持基板とを接合するシリコーン含有分子接合膜と、
前記配線部と前記電極とを電気的に接続する導電部とを備える光源装置の製造方法であって、
前記支持基板上に、前記配線部を形成する工程と、
前記支持基板上に、前記シリコーン含有分子接合膜を形成する工程と、
前記シリコーン含有分子接合膜の前記導電部を形成する部位に、その端部が閉塞した溝を形成する工程と、
前記シリコーン含有分子接合膜にエネルギーを付与することにより、前記シリコーン含有分子接合膜の表面および表面付近に接着性を発現させるとともに、前記溝内に導電性ペーストを供給する工程と、
前記溝の前記端部が前記エミッタ面側に位置するように、前記シリコーン含有分子接合膜を介して前記支持基板上に前記発光素子を配置し、加熱し、前記導電性ペーストから前記導電部を形成して該導電部により前記配線部と前記電極とを電気的に接続するとともに、前記発光素子と前記支持基板とを前記シリコーン含有分子接合膜を介して接合する工程とを有することを特徴とする。
A light source device manufacturing method of the present invention includes an emitter surface that emits light emitted from an element, an optical waveguide that guides the light to the emitter surface, and a light emitting element having an electrode;
A support substrate having a wiring portion;
A silicone-containing molecular bonding film for bonding the light emitting element and the support substrate;
A method of manufacturing a light source device comprising a conductive portion that electrically connects the wiring portion and the electrode,
Forming the wiring part on the support substrate;
Forming the silicone-containing molecular bonding film on the support substrate;
Forming a groove whose end is closed at a portion where the conductive part of the silicone-containing molecular bonding film is formed;
Providing energy to the silicone-containing molecular bonding film to develop adhesiveness on and near the surface of the silicone-containing molecular bonding film, and supplying a conductive paste into the groove;
The light emitting element is disposed on the support substrate through the silicone-containing molecular bonding film so that the end of the groove is located on the emitter surface side, heated, and the conductive portion is removed from the conductive paste. Forming and electrically connecting the wiring part and the electrode by the conductive part, and joining the light emitting element and the support substrate through the silicone-containing molecular bonding film. To do.
これにより、発光素子と支持基板とがシリコーン含有分子接合膜を介して接合される際、シリコーン含有分子接合膜の溝を形成する壁部により、導電性ペーストがはみ出してしまうことを防止することができる。これによって、導電性ペーストが発光素子のエミッタ面を覆ってしまうことを防止することができ、また、導電性ペーストによる回路の短絡を防止することができる。
また、シリコーン含有分子接合膜が、前記壁部を兼ねるので、専用の壁部を設ける場合に比べて、製造工程を削減することができ、また、構成を簡素化することができる。
本発明の画像形成装置は、本発明の光源装置を有することを特徴とする。
これにより、前記本発明の効果を有する画像形成装置を提供することができる。
Thereby, when the light emitting element and the support substrate are bonded via the silicone-containing molecular bonding film, it is possible to prevent the conductive paste from protruding due to the wall portion that forms the groove of the silicone-containing molecular bonding film. it can. Thereby, it is possible to prevent the conductive paste from covering the emitter surface of the light emitting element, and it is possible to prevent a short circuit of the circuit due to the conductive paste.
Further, since the silicone-containing molecular bonding film also serves as the wall portion, the manufacturing process can be reduced and the configuration can be simplified as compared with the case where a dedicated wall portion is provided.
The image forming apparatus of the present invention includes the light source device of the present invention.
Thereby, an image forming apparatus having the effects of the present invention can be provided.
以下、本発明の光源装置、光源装置の製造方法および画像形成装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の光源装置の第1実施形態を示す斜視図、図2は、図1に示す光源装置のA−A線での断面図、図3は、図1に示す光源装置の発光素子のB−B線での断面図、図4は、図1に示す光源装置の支持基板、発光素子の光導波路および接合膜を示す斜視図、図5および図6は、図1に示す光源装置の製造方法を説明するための断面図である。
Hereinafter, a light source device, a method for manufacturing the light source device, and an image forming apparatus of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
1 is a perspective view showing a first embodiment of the light source device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the light source device shown in FIG. 1 taken along line AA, and FIG. 3 is a diagram of the light source device shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the support substrate of the light source device shown in FIG. 1, the optical waveguide of the light emitting element, and the bonding film, and FIGS. 5 and 6 show FIG. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of a light source device.
なお、以下では、図1〜図6中の左側を「左」、右側を「右」、上側を「上」、下側を「下」とし説明を行う。また、図1では、発光素子3の光導波路39を破線で示す。また、図1では、発光素子3の電極38、支持基板2の配線部、プリズム41、レンズ42等の図示を省略する。
図1および図2に示すように、光源装置1は、支持基板2と、支持基板2上に設けられた発光素子3と、支持基板2下、すなわち支持基板2の発光素子3と反対側に設けられ、支持基板2を介して発光素子3を冷却する冷却手段8とを有している。発光素子3と支持基板2との間には、発光素子3と支持基板2とを接合する接合面を備えた接合膜7が介在しており、この接合膜7により、発光素子3と支持基板2とが接合されている。接合膜7としては、シリコーン含有分子接合膜を用いている。なお、接合膜7については、後で詳述する。
1 to 6, the left side is “left”, the right side is “right”, the upper side is “upper”, and the lower side is “lower”. In FIG. 1, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
まず、発光素子3について説明する。なお、本実施形態では、発光素子3として、代表的に、InGaAlP系(赤色)のスーパールミネッセントダイオード(Super Luminescent Diode、以下「SLD」とも言う)を用いた場合について説明する。SLDは、半導体レーザーと異なり、端面反射による共振器の形成を抑えることにより、レーザー発振を防止することができる。そのため、スペックルノイズを低減することができる。
First, the
図2および図3に示すように、発光素子3は、電極37と、絶縁層36と、コンタクト層35と、クラッド層34と、活性層33と、クラッド層32と、基板31と、電極38とが、図3中上側に向って積層された積層体を有している。この発光素子3は、電極37
基板31としては、例えば、第1導電型(例えばn型)のGaAs基板等を用いることができる。
2 and 3, the light-emitting
As the
クラッド層32は、基板31下に形成されている。クラッド層32としては、例えば、n型のAlGaInP層等を用いることができる。なお、基板31とクラッド層32との間に、図示しないバッファー層が形成されていてもよい。バッファー層としては、例えば、n型のGaAs層、InGaP層等を用いることができる。
活性層33は、クラッド層32下に形成されている。活性層33は、発光素子3において支持基板2側に設けられている。すなわち、活性層33は、発光素子3のうち、厚さ方向の中間よりも下側(基板31側とは反対側)に設けられている。これにより、光を出射する後述するエミッタ面301a、301bは、発光素子3の側面の中央よりも支持基板2側に配置される。これにより、冷却手段8により、より確実に、発光素子3の光導波路39、エミッタ面301a、301bを冷却することができる。これによって、発光素子3を効率良く発光させることができる。
The
The
活性層33は、クラッド層32とクラッド層34とに挟まれている。活性層33は、例えば、InGaPウェル層とInGaAlPバリア層とで構成される量子井戸構造を3つ重ねた多重量子井戸(MQW)構造を有する。すなわち、クラッド層32とクラッド層34とで挟まれた活性層33は、例えば、積層構造体を構成している。
この活性層33の形状は、図示の構成では、例えば直方体(立方体を含む)等である。
The
The shape of the
活性層33の一部は、活性層33の電流経路となる利得領域331を構成している。利得領域331は、光を発生することができ、この光は、利得領域331内で利得を受けることができる。
利得領域331の形状は、本実施形態では、平面視、すなわち発光素子3の積層方向から見たとき、長方形(正方形を含む)の一辺を除去してなる形状(以下、「コの字状」とも言う)、すなわち、直線を同一方向に、2回、90°屈曲させてなる形状をなしている。なお、利得領域331の形状は、後述する光導波路39の形状でもある。
A part of the
In this embodiment, the shape of the
また、利得領域331は、本実施形態では、1つ設けられている。なお、利得領域331の数は、これに限定されず、例えば、2つ以上でもよい。
クラッド層34は、活性層33下に形成されている。クラッド層34としては、例えば、第2導電型(例えばp型)のAlGaInP層などを用いることができる。
例えば、p型のクラッド層34、不純物がドーピングされていない活性層33、およびn型のクラッド層32により、pinダイオードが構成される。クラッド層32およびクラッド層34の各々は、活性層33よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層33は、光を増幅する機能を有する。クラッド層34およびクラッド層32は、活性層33を挟んで、注入キャリア(電子および正孔)並びに光を閉じ込める機能を有する。
In addition, one
The
For example, the p-
コンタクト層35は、クラッド層34下に形成されている。コンタクト層35としては、電極37とオーミックコンタクトする層を用いることができる。コンタクト層35は、例えば第2導電型の半導体で構成される。コンタクト層35としては、例えばp型GaAs層等を用いることができる。
絶縁層36は、利得領域331の下方以外のコンタクト層35下に形成されている。すなわち、絶縁層36は、利得領域331の下方に開口を有し、その開口ではコンタクト層35の表面が露出している。絶縁層36としては、例えば、SiN層、Si
O2層、ポリイミド層等を用いることができる。
The
The insulating
An O 2 layer, a polyimide layer, or the like can be used.
電極37は、露出しているコンタクト層35下に形成されている。電極37は、コンタクト層35を介して、クラッド層34と電気的に接続されている。電極37は、発光素子3を駆動するための一方の電極である。電極37としては、例えば、コンタクト層35側からCr層、AuZn層、Au層の順序で積層した積層体等を用いることができる。この電極37の形状、すなわち電極37とコンタクト層35との接触部の形状は、平面視で、利得領域331と同一の形状、すなわち、長方形の一辺を除去してなる形状をなしている。この電極37とコンタクト層35との接触部の形状によって、電極37、38間の電流経路が決定され、その結果、利得領域331の平面視での形状が決定される。
The
電極38は、基板31上に形成されている。電極38は、その電極38とオーミックコンタクトする層(図示の例では基板31)と接していることができる。電極38は、基板31を介して、クラッド層32と電気的に接続されている。電極38は、発光素子3を駆動するための他方の電極である。電極38としては、例えば、基板31側からCr層、AuGe層、Ni層、Au層の順序で積層した積層体等を用いることができる。この電極38の形状は、平面視で、利得領域331と同一の形状、すなわち、長方形の一辺を除去してなる形状をなしている。また、電極38は、平面視で、利得領域331と重なるように配置されている。なお、クラッド層32と基板31との間に、図示しない第2コンタクト層を設け、ドライエッチング等によりその第2コンタクト層のクラッド層32側を露出させ、電極38を第2コンタクト層下に設けることもできる。これにより、片面電極構造を得ることができる。第2コンタクト層としては、例えば、n型GaAs層等を用いることができる。
The
なお、電極37および電極38は、それぞれ、全面に形成されていてもよいことは、言うまでもない。
また、発光素子3は、さらに、光透過性を有する窓部30を有している。この窓部30は、図2に示すように、前記電極37と、絶縁層36と、コンタクト層35と、クラッド層34と、活性層33と、クラッド層32と、基板31と、電極38との積層体の図2中右側、すなわち光の出射側に形成されている。この窓部30としては、例えば、ZnO層等を用いることができる。
Needless to say, the
The
発光素子3では、電極37と電極38との間に、pinダイオードの順バイアス電圧を印加すると、活性層33の利得領域331において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、光は、利得領域331内を進行し、その間に光強度が増幅され、利得領域331の一方の端面から窓部30に入射し、その窓部30の利得領域331の前記一方の端面に対応する部位の表面、すなわち、エミッタ面(出射面)301aから出射する。同様に、前記光は、利得領域331の他方の端面から窓部30に入射し、その窓部30の利得領域331の前記他方の端面に対応する部位の表面、すなわち、エミッタ面(出射面)301bから出射する。
In the
なお、活性層33の利得領域331と、クラッド層32および34の利得領域331に対応する部位とにより、光を発生し、その光をエミッタ面に導く光導波路39が構成される。
図1および図2に示すように、支持基板2は、基板本体20と、基板本体20上に形成された配線部21とを有している。
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板本体20の発光素子3のエミッタ面301a、301bの近傍には、溝201が形成されている。光源装置1は、2つのプリズム41と、光を集光する2つのレンズとを有しており、溝201内のエミッタ面301a、301bに対応する位置に、それぞれ、プリズム41が挿入されており、各プリズム41の上方には、それぞれ、レンズ42が設けられている。
これにより、エミッタ面301a、301bから出射した光は、それぞれ、対応するプリズム41により上方に曲げられ、対応するレンズ42により集光する。
Thereby, the light emitted from the emitter surfaces 301 a and 301 b is bent upward by the corresponding
基板本体20の構成材料としては、特に限定されず、例えば、Si等の半導体や、Cu、Al、Mo、W、Si、C、Be、Auや、これらの化合物(例えば、AlN、BeOなど)や合金(例えばCuMoなど)等を挙げることができる。また、これらの例示を組み合わせたもの、例えば銅(Cu)層とモリブデン(Mo)層の積層体等で、支持基板2を構成することもできる。
The constituent material of the
また、配線部21の構成材料としては、特に限定されず、例えば、Cuやその合金等を用いることができる。
また、図2および図4に示すように、光源装置1は、配線部21と電極37とを電気的に接続し、導電性ペーストで形成された導電部6を有している。
導電部6の形状は、本実施形態では、平面視で、利得領域331と同一の形状、すなわち、長方形の一辺を除去してなる形状をなしている。また、導電部6は、平面視で、利得領域331と重なるように配置されている。すなわち、導電部6は、光導波路39に沿って設けられている。
Moreover, it does not specifically limit as a constituent material of the
As shown in FIGS. 2 and 4, the
In the present embodiment, the
なお、導電部6を形成する導電性ペーストとしては、特に限定されず、例えば、銀ペースト等を用いることができる。
接合膜7は、溝71を有している。この場合、溝71の少なくとも一部において、接合膜7が被覆しない領域を有していてもよい。すなわち、この溝71は、無底のものでもよく、また、有底のものでもよいが、本実施形態では、無底のものである。これにより、接合膜7に溝71を容易に形成することができる。
In addition, it does not specifically limit as a conductive paste which forms the
The
また、溝71は、少なくとも支持基板2の導電部6を形成する部位に形成されている。本実施形態では、溝71は、光導波路39に沿って形成され、エミッタ面301a、301bの近傍まで延在し、そのエミッタ面301a、301b側の端部は、閉塞している。なお、溝71の各端部は、すべて閉塞している。
前記導電部6は、この溝71内に形成されている。この場合、後述するように、接合膜7は、発光素子3と支持基板2とが接合される前に、支持基板2上に形成されたものであり、導電部6は、発光素子3と支持基板2とが接合される前に、支持基板2上の溝71内に導電性ペーストとして形成されたものである。そして、支持基板2上に形成された接合膜7にエネルギーを付与することにより接合膜7の表面および表面付近に発現した接着性により、接合膜7と発光素子3とが接着されている。
Further, the
The
これにより、発光素子3と支持基板2とが接合膜7を介して接合される際、接合膜7の溝71を形成する壁部により、導電性ペーストがはみ出してしまうことを防止することができる。これによって、導電性ペーストが発光素子3のエミッタ面301a、301bを覆ってしまうことを防止することができ、また、導電性ペーストによる回路の短絡を防止することができる。
Thereby, when the
また、接合膜7が、前記壁部を兼ねるので、専用の壁部を設ける場合に比べて、構成を簡素化することができ、また、製造工程を削減することができる。
また、光源装置1は、前述したように、支持基板2下、すなわち支持基板2の発光素子3と反対側に設けられ、支持基板2を介して発光素子3を冷却する冷却手段8を有している。これにより、発光素子3の発熱を防止または抑制することができ、発光素子3を効率良く発光させることができる。
この冷却手段8としては、特に限定されず、例えば、ヒートシンク、送風機、水冷式の冷却装置、ペルチェ素子等が挙げられる。
Further, since the
Further, as described above, the
The cooling means 8 is not particularly limited, and examples thereof include a heat sink, a blower, a water-cooled cooling device, and a Peltier element.
次に、光源装置1の製造方法の一例について説明する。
まず、支持基板2の基板本体20と、発光素子3とを用意する。基板本体20としては、例えば、Si基板等を用いることができる。
次に、図5(a)に示すように、基板本体20の上面を加熱し、その基板本体20の上面に酸化膜23を形成する。
Next, an example of a method for manufacturing the
First, the
Next, as shown in FIG. 5A, the upper surface of the
次に、図5(b)に示すように、酸化膜23の上面に電解めっき用の下地膜51を形成する。この下地膜51としては、例えば、酸化膜23側からTiW層、Cu層の順序で積層した積層体等を用いることができる。
次に、図5(c)に示すように、下地膜51の上面にレジスト膜52を形成し、下地膜51の上面の配線部21を形成する領域のレジスト膜52を除去する。すなわち、下地膜51の上面の配線部21を形成する領域以外を覆うようにレジスト膜52のパターニングを行う。
Next, as shown in FIG. 5B, a
Next, as shown in FIG. 5C, a resist
次に、図5(d)に示すように、レジスト膜52をマスクとして、電界めっきを行い、下地膜51上に、配線部21を形成する。
次に、図5(e)に示すように、レジスト膜52を除去する。また、下地膜51ののうち、その上面に配線部21が形成されていない領域をエッチングする。これにより、支持基板2が得られる。
Next, as shown in FIG. 5D, electroplating is performed using the resist
Next, as shown in FIG. 5E, the resist
エッチング方法としては、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
次に、図5(f)に示すように、支持基板2の上面、すなわち、酸化膜23の上面および配線部21の上面に、接合膜7の構成材料であるシリコーン材料を含有する液状材料を供給し、液状被膜を形成する。
As an etching method, for example, one or more of physical etching methods such as plasma etching, reactive ion etching, beam etching, and light-assisted etching, and chemical etching methods such as wet etching are used in combination. be able to.
Next, as shown in FIG. 5 (f), a liquid material containing a silicone material that is a constituent material of the
前記液状材料を付与する方法としては、例えば、浸漬法、液滴吐出法(例えば、インクジェット法)、スピンコート法、ドクターブレード法、バーコート法、刷毛塗り等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
この液状材料は、シリコーン材料を含有するものであるが、シリコーン材料単独で、液状をなし目的とする粘度範囲である場合、シリコーン材料をそのまま液状材料として用いることができる。また、シリコーン材料単独で、固形状または高粘度の液状をなす場合には、液状材料として、シリコーン材料の溶液または分散液を用いることができる。
Examples of the method for applying the liquid material include an immersion method, a droplet discharge method (for example, an ink jet method), a spin coating method, a doctor blade method, a bar coating method, a brush coating method, and the like. Species or a combination of two or more can be used.
This liquid material contains a silicone material. However, when the silicone material alone is liquid and has a desired viscosity range, the silicone material can be used as it is as a liquid material. When the silicone material alone forms a solid or highly viscous liquid, a solution or dispersion of the silicone material can be used as the liquid material.
シリコーン材料を溶解または分散するための溶媒または分散媒としては、例えば、アンモニア、水、過酸化水素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等を用いることができる。 Examples of the solvent or dispersion medium for dissolving or dispersing the silicone material include inorganic solvents such as ammonia, water, hydrogen peroxide, carbon tetrachloride, and ethylene carbonate, and ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK) and acetone. Alcohol solvents such as methanol, ethanol and isobutanol, ether solvents such as diethyl ether and diisopropyl ether, cellosolve solvents such as methyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and pentane, toluene, xylene, benzene, etc. Aromatic hydrocarbon solvents, aromatic heterocyclic compound solvents such as pyridine, pyrazine, furan, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF), halogen compound solvents such as dichloromethane and chloroform, ethyl acetate Esters such as methyl acetate Various organic solvents such as solvents, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO), sulfolane, nitrile solvents such as acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile, organic acid solvents such as formic acid, trifluoroacetic acid, or the like A mixed solvent containing can be used.
また、次工程において、シリコーン材料中に含まれる水酸基同士を脱水縮合反応させることにより液状被膜を硬化させる際に、この脱水縮合反応を促進させるための触媒が、液状材料中に添加されていてもよい。この触媒としては、特に限定されないが、例えば、テトラブチルオルソチタネート、テトライソプロピルオルソチタネートのようなチタン系触媒、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)のようなアルミ系触媒、および、リン酸、メタリン酸、ポリリン酸のようなリン酸系触媒等が挙げられる。
シリコーン材料は、液状材料中に含まれ、次工程において、この液状材料を乾燥および/または硬化させることにより形成される接合膜7の主材料となるものである。
Further, in the next step, when the liquid film is cured by dehydrating and condensing hydroxyl groups contained in the silicone material, a catalyst for promoting the dehydrating and condensing reaction may be added to the liquid material. Good. The catalyst is not particularly limited. For example, a titanium-based catalyst such as tetrabutyl orthotitanate and tetraisopropyl orthotitanate, an aluminum-based catalyst such as aluminum tris (acetylacetonate), and phosphoric acid, metaphosphoric acid, Examples include phosphoric acid-based catalysts such as polyphosphoric acid.
The silicone material is contained in the liquid material and becomes the main material of the
なお、以下では、支持基板2上に設けられた液状被膜(液状材料)を乾燥および/または硬化させること、すなわち、液状被膜(液状材料)中に含まれるシリコーン材料を硬化させるとともに、液状被膜(液状材料)中に溶媒または分散媒が含まれる場合には、脱溶媒または脱分散媒により液状被膜(液状材料)を乾燥させることを、単に「液状被膜(液状材料)の乾燥・硬化」と言うこともある。
In the following, the liquid film (liquid material) provided on the
ここで、「シリコーン材料」としては、特に限定されないが、本発明では、液状材料中に含まれ、次工程において、この液状材料を乾燥・硬化させることにより形成される接合膜7の主材料となるものであり、分枝部において化学式「R−Si−X3」で表わされる単位構造を有し、連結部において化学式「R2−Si−X2」で表わされる単位構造を有し、末端部において化学式「R3−Si−X」で表わされる単位構造を有する分枝状をなすポリオルガノシロキサン骨格を有するものが好適に用いられる。
[式中、各Rは、それぞれ独立して、メチル基、フェニル基または水酸基を表し、Xはシロキサン残基を表す。]
以下では、化学式「R−Si−X3」を一般式(化学式)(1)、化学式「R2−Si−X2」を一般式(化学式)(2)、化学式「R3−Si−X」を一般式(化学式)(3)と言う。
Here, the “silicone material” is not particularly limited. In the present invention, the “silicone material” includes the main material of the
[Wherein, each R independently represents a methyl group, a phenyl group or a hydroxyl group, and X represents a siloxane residue. ]
In the following, the chemical formula “R—Si—X 3 ” is represented by the general formula (chemical formula) (1), the chemical formula “R 2 —Si—X 2 ” is represented by the general formula (chemical formula) (2), and the chemical formula “R 3 —Si—X”. Is referred to as a general formula (chemical formula) (3).
なお、シロキサン残基とは、酸素原子を介して隣接する構造単位が有するケイ素原子に結合しており、シロキサン結合を形成している置換基のことを表す。具体的には、−O−(Si)構造(Siは隣接する構造単位が有するケイ素原子)となっている。
このようにシリコーン材料すなわちポリオルガノシロキサン骨格が、分枝状をなしていることにより、次工程において、液状材料中に含まれるこの化合物の分枝鎖同士が互いに絡まり合うようにして接合膜7が形成されることから、得られる接合膜7は特に膜強度と耐光性に優れたものとなる。なお、3官能性シリコーン分子(化学式「R−Si−X3」)を基本構成単位とするシリコーン材料は、2官能性シリコーン分子(化学式「R2−Si−X2」)と1官能性シリコーン分子(化学式「R3−Si−X2」)よりも硬い。さらに、2官能性シリコーン分子を基本構成単位とするシリコーン材料は、1官能性シリコーン分子よりも硬い。
The siloxane residue is a substituent that is bonded to a silicon atom of an adjacent structural unit through an oxygen atom and forms a siloxane bond. Specifically, it has an —O— (Si) structure (Si is a silicon atom of an adjacent structural unit).
Since the silicone material, that is, the polyorganosiloxane skeleton is thus branched, in the next step, the
また、シリコーン材料は、その分子量が、1×104以上、1×106以下のものであるのが好ましく、1×105以上、1×106以下のものであるのがより好ましい。分子量をかかる範囲内に設定することにより、液状材料の粘度を上述したような範囲内に比較的容易に設定することができる。
また、シリコーン材料は、その化合物中、すなわち、連結部または末端部において、上記一般式(2)、上記一般式(3)で表わされる単位構造をなすことにより、シラノール基を複数有するものとなる。これにより、次工程[2]において、液状被膜を乾燥・硬化させて接合膜7を得る際に、シリコーン材料中に残存しているシラノール基に含まれる水酸基同士が結合することとなり、得られる接合膜7の膜強度がさらに優れたものとなる。
Further, the silicone material preferably has a molecular weight of 1 × 10 4 or more and 1 × 10 6 or less, more preferably 1 × 10 5 or more and 1 × 10 6 or less. By setting the molecular weight within such a range, the viscosity of the liquid material can be relatively easily set within the above-described range.
In addition, the silicone material has a plurality of silanol groups by forming a unit structure represented by the general formula (2) or the general formula (3) in the compound, that is, at the connecting portion or the terminal portion. . As a result, when the
また、支持基板2として、前述したように、その接合面(表面)から水酸基が露出しているものを用いた場合には、シリコーン材料中に残存している水酸基と、支持基板2が備える水酸基とが結合することから、シリコーン材料を物理的な結合ばかりでなく、化学的な結合によっても支持基板2に結合させることができる。その結果、接合膜7は、支持基板2の接合面に対して、強固に結合したものとなる。
In addition, as described above, when the
また、シリコーン材料は、その化合物中において、上記一般式(1)、上記一般式(2)および上記一般式(3)で表わされる単位構造が備える、Rのうちの少なくとも1つは、フェニル基であるのが好ましい。これにより、シラノール基の反応性がより向上するため、隣接するシリコーン材料が有する水酸基同士の結合がより円滑に行われるようになる。また、接合膜7中にフェニル基が含まれる構成とすることにより、形成される接合膜7をより膜強度に優れたものとし得るという利点も得られる。
In the compound, the silicone material has a unit structure represented by the general formula (1), the general formula (2), and the general formula (3), and at least one of R is a phenyl group. Is preferred. Thereby, since the reactivity of a silanol group improves more, the coupling | bonding of the hydroxyl groups which an adjacent silicone material has comes to be performed more smoothly. Further, by adopting a configuration in which the
さらに、上記一般式(1)、上記一般式(2)および上記一般式(3)で表わされる単位構造が備えるRのうちのフェニル基でないRはメチル基となっている。基Rがメチル基である化合物は、比較的入手が容易で、かつ安価であるとともに、後工程において、接合膜7にエネルギーを付与することにより、メチル基が容易に切断されて、その結果として、接合膜7に確実に接着性を発現させることができる。
Furthermore, R which is not a phenyl group in R included in the unit structures represented by the general formula (1), the general formula (2) and the general formula (3) is a methyl group. A compound in which the group R is a methyl group is relatively easily available and inexpensive, and in the subsequent step, energy is applied to the
また、前記シリコーン材料は、比較的柔軟性に富む材料である。そのため、後工程において、接合膜7を介して支持基板2に発光素子3を接合する際に、支持基板2と発光素子3との間に生じる熱膨張に伴う応力を確実に緩和することができる。これにより、最終的に得られる光源装置1において、支持基板2、発光素子3と、接合膜7との界面で剥離が生じるのを確実に防止することができる。
Further, the silicone material is a material having a relatively high flexibility. Therefore, when the
さらに、前記シリコーン材料は、耐薬品性に優れているため、薬品類等に長期にわたって曝されるような部材の接合に際して効果的に用いることができる。具体的には、例えば、樹脂材料を浸食し易い有機系インクが用いられる工業用インクジェットプリンタの液滴吐出ヘッドを製造する際に、接合膜7を用いて接合すれば、その耐久性を確実に向上させることができる。また、前記シリコーン材料は、耐熱性にも優れていることから、高温下に曝されるような部材の接合に際しても効果的に用いることができる。さらに、耐光性に優れ、紫外線等による劣化に強い特性を有する。
Furthermore, since the silicone material is excellent in chemical resistance, it can be effectively used for joining members that are exposed to chemicals and the like for a long time. Specifically, for example, when manufacturing a droplet discharge head of an industrial inkjet printer that uses an organic ink that easily erodes a resin material, if the
また、前記シリコーン材料は、上述した分枝状をなすポリオルガノシロキサン骨格を有するものに、ポリエステル樹脂が脱水縮合反応することにより得られた「ポリエステル変性シリコーン材料」であってもよい。
なお、本明細書中において、「ポリエステル樹脂」とは、トリメチロールプロパンとテレフタル酸とがエステル化反応することにより得られた化合物をいい、1分子中に少なくとも2つの水酸基を備えるものが好適に用いられる。
The silicone material may be a “polyester-modified silicone material” obtained by a dehydration condensation reaction of a polyester resin with the above-described branched polyorganosiloxane skeleton.
In the present specification, “polyester resin” means a compound obtained by an esterification reaction of trimethylolpropane and terephthalic acid, and preferably has at least two hydroxyl groups in one molecule. Used.
このようなポリエステル樹脂を、前述したシリコーン材料と縮合反応させると、ポリエステル樹脂が有する水酸基とシリコーン材料が有するシラノール基(水酸基)とが脱水縮合反応し、これにより、シリコーン材料にポリエステル樹脂が連結されたポリエステル変性シリコーン材料が得られる。
なお、テレフタル酸とトリメチロールプロパンとをエステル化反応させる際の、それぞれの含有量は、テレフタル酸が有するカルボキシル基よりもトリメチロールプロパンが有する水酸基よりも多くなるように設定する。これにより、合成されるポリエステル樹脂は、その1分子中において、少なくとも2つの水酸基を備えるものとなる。
以上のことを考慮してテレフタル酸とトリメチロールプロパンとから得られるポリエステル樹脂としては、例えば、下記一般式(4)で表わされる化合物が挙げられる。
When such a polyester resin is subjected to a condensation reaction with the above-described silicone material, a hydroxyl group of the polyester resin and a silanol group (hydroxyl group) of the silicone material undergo a dehydration condensation reaction, whereby the polyester resin is linked to the silicone material. A polyester-modified silicone material is obtained.
In addition, each content at the time of carrying out esterification reaction of a terephthalic acid and a trimethylol propane is set so that it may become more than the hydroxyl group which a trimethylol propane has rather than the carboxyl group which a terephthalic acid has. Thereby, the synthesized polyester resin has at least two hydroxyl groups in one molecule.
Considering the above, examples of the polyester resin obtained from terephthalic acid and trimethylolpropane include compounds represented by the following general formula (4).
このようなポリエステル樹脂は、その分子中に、テレフタル酸に由来するフェニレン基が含まれることとなる。かかる構成のポリエステル樹脂を含有するポリエステル変性シリコーン材料を用いて接合膜7を形成すると、形成される接合膜7は、ポリエステル樹脂中にフェニレン基が含まれることに起因して、特に優れた膜強度を発揮するものとなる。
また、このようなポリエステル樹脂をポリエステル変性シリコーン材料が備えていると、ポリエステル変性シリコーン材料は、通常、螺旋構造をなしているポリオルガノシロキサン骨格から、ポリエステル樹脂が露出するような状態で存在していることとなる。そのため、次工程において、液状被膜を乾燥・硬化させて接合膜7を得る際に、隣接するポリエステル変性シリコーン材料が備えるポリエステル樹脂同士が互いに接触する機会が増大することとなる。その結果、隣接するポリエステル変性シリコーン材料中において、ポリエステル樹脂同士が絡まり合ったり、これらが備える水酸基同士が脱水縮合して化学的に結合したりするため、得られる接合膜7の膜強度をより確実に向上させることができる。
Such a polyester resin contains a phenylene group derived from terephthalic acid in its molecule. When the
Further, when such a polyester resin is provided in the polyester-modified silicone material, the polyester-modified silicone material usually exists in a state where the polyester resin is exposed from the polyorganosiloxane skeleton having a spiral structure. Will be. Therefore, in the next step, when the liquid film is dried and cured to obtain the
また、支持基板2として、前述したように、その接合面(表面)から水酸基が露出しているものを用いた場合には、ポリエステル樹脂に残存している水酸基と、支持基板2が備える水酸基とが脱水縮合反応により結合することから、ポリエステル変性シリコーン材料を物理的な結合ばかりでなく、化学的な結合によっても支持基板2に結合させることができる。その結果、接合膜7は、支持基板2の接合面に対して、強固に結合されたものとなる。さらに、ポリエステル樹脂が備えるケトン基と、支持基板2が備える水酸基との間で水素結合が生じることから、かかる結合によっても、接合膜7は、支持基板2の接合面に対して、強固に接合されたものとなる。
Further, as described above, in the case where the
また、前記シリコーン材料は、上述した分枝状をなすポリオルガノシロキサン骨格を有するものに、エポキシ樹脂が付加反応することにより得られた「エポキシ変性シリコーン材料」であってもよい。
なお、本明細書中において、「ポリエステル樹脂」とは、その末端にエポキシ基を備える化合物をいい、エポキシ基を備えるモノマー、オリゴマーまたはポリマーの何れであっても良く、1分子中に少なくとも2つのエポキシ基を備えるものが好適に用いられる。
The silicone material may be an “epoxy-modified silicone material” obtained by an addition reaction of an epoxy resin with the above-described branched polyorganosiloxane skeleton.
In the present specification, “polyester resin” refers to a compound having an epoxy group at its end, and may be any of a monomer, an oligomer or a polymer having an epoxy group, and at least two in one molecule. Those having an epoxy group are preferably used.
このようなエポキシ樹脂を、シリコーン材料に付加反応させると、エポキシ樹脂が有するエポキシ基とシリコーン材料が有するシラノール基(水酸基)とが付加反応し、これにより、シリコーン材料にエポキシ樹脂が連結されたエポキシ変性シリコーン材料が得られる。
また、エポキシ樹脂は、その分子中に、フェニレン基を有しているのが好ましい。かかる構成のエポキシ樹脂を含有するエポキシ変性シリコーン材料を用いて接合膜7を形成すると、形成される接合膜7は、エポキシ樹脂中にフェニレン基が含まれることに起因して、特に優れた膜強度を発揮するものとなる。
When such an epoxy resin is subjected to an addition reaction with a silicone material, an epoxy group possessed by the epoxy resin and a silanol group (hydroxyl group) possessed by the silicone material undergo an addition reaction, whereby an epoxy resin in which the epoxy resin is linked to the silicone material. A modified silicone material is obtained.
The epoxy resin preferably has a phenylene group in its molecule. When the
さらに、エポキシ樹脂は、その分子構造が直鎖型の構造をなすものであるのが好ましい。ここで、エポキシ樹脂が連結するシリコーン材料は、通常、その主骨格であるポリオルガノシロキサン骨格が螺旋構造をなしている。そのため、このシリコーン材料に連結するエポキシ樹脂は、螺旋状をなすシリコーン材料から露出(突出)するような状態で存在することになる。そのため、エポキシ樹脂の分子構造が直鎖型のものであると、次工程において、液状被膜を乾燥・硬化させて接合膜7を得る際に、隣接するエポキシ変性シリコーン材料が備えるエポキシ樹脂同士が互いに接触する機会を増大させることができる。その結果、エポキシ変性シリコーン材料中において、エポキシ樹脂同士が絡まり合ったり、これらが備えるエポキシ基同士が開環重合して化学的に結合したりするため、得られる接合膜7の膜強度を確実に向上させることができる。
Furthermore, it is preferable that the epoxy resin has a linear structure in its molecular structure. Here, the silicone material to which the epoxy resin is connected usually has a polyorganosiloxane skeleton which is the main skeleton having a helical structure. Therefore, the epoxy resin connected to the silicone material exists in a state where it is exposed (protruded) from the spiral silicone material. Therefore, when the molecular structure of the epoxy resin is linear, in the next step, when the liquid film is dried and cured to obtain the
また、支持基板2として、前述したように、その接合面(表面)ら水酸基が露出しているものを用いた場合には、エポキシ変性シリコーン材料が備えるエポキシ樹脂が直鎖型のものであると、エポキシ樹脂に残存しているエポキシ基と、支持基板2が備える水酸基との間での付加反応の反応率が向上することから、エポキシ変性シリコーン材料を物理的な結合ばかりでなく、化学的な結合によっても支持基板2により確実に結合させることができる。その結果、接合膜7は、支持基板2の接合面に対して、より強固に結合されたものとなる。
以上のことを考慮すると、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく用いられ、具体的には、下記一般式(5)で表わされるビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。
In addition, as described above, when the
Considering the above, as the epoxy resin, for example, a bisphenol type epoxy resin is preferably used, and specifically, a bisphenol A type epoxy resin represented by the following general formula (5) can be mentioned.
なお、ビスフェノール型エポキシ樹脂は、耐薬品性に優れているため、エポキシ樹脂としてビスフェノール型エポキシ樹脂を備える接合膜7は、薬品類等に長期にわたって曝されるような部材の接合に効果的に用いられる。また、ビスフェノール型エポキシ樹脂は、耐熱性にも優れていることから、高温下に曝されるような部材の接合に際しても効果的に用いられる。
In addition, since the bisphenol type epoxy resin is excellent in chemical resistance, the
なお、液状材料中には、エポキシ変性シリコーン材料の他に、添加剤が含まれていても良い。このような添加剤としては、例えば、各種アミン化合物や、各種酸化合物が挙げられる。かかる添加剤が含まれていると、エポキシ樹脂が備えるエポキシ基に対して、この添加剤が結合することとなり、この添加剤中に2以上のアミノ基やカルボキシル基が含まれていると、添加剤を介してエポキシ基同士を結合できるようになる。そのため、上述したエポキシ基同士の結合がより生じ易くなるため、得られる接合膜7の膜強度をより確実に向上させることができる。
The liquid material may contain an additive in addition to the epoxy-modified silicone material. Examples of such additives include various amine compounds and various acid compounds. If such an additive is contained, this additive will be bonded to the epoxy group of the epoxy resin. If this additive contains two or more amino groups or carboxyl groups, It becomes possible to bond the epoxy groups through the agent. Therefore, since the above-described bonding between the epoxy groups is more likely to occur, the film strength of the obtained
これらの中でも、添加剤としては、カルボキシル基を含む酸化合物であるのが好ましい。これにより、次工程において、液状被膜を乾燥・硬化させて得られる接合膜7中に、ケトン基が含まれることとなる。そのため、支持基板2として、前述したように、その接合面(表面)から水酸基が露出しているものを用いた場合、接合膜7が備えるケトン基と、支持基板2が備える水酸基との間で水素結合が生じることから、かかる結合によって、接合膜7は、第支持基板2の接合面に対して、より強固に接合されたものとなる。
Among these, the additive is preferably an acid compound containing a carboxyl group. Thereby, in the next step, a ketone group is contained in the
次に、支持基板2上に供給された液状材料、すなわち、液状被膜を乾燥および/または硬化させる。すなわち、液状材料中に溶媒または分散媒が含まれる場合には、液状被膜を乾燥させるとともに、液状被膜中に含まれるシリコーン材料を硬化させる。これにより、図5(f)に示すように、支持基板2上に接合膜7が形成される。
液状被膜を乾燥・硬化させる方法としては、特に限定されないが、液状被膜を加熱する方法が好ましく用いられる。かかる方法によれば、液状被膜を加熱するという単純な方法で、液状被膜の乾燥・硬化を容易かつ確実に行うことができる。
Next, the liquid material supplied on the
The method for drying and curing the liquid film is not particularly limited, but a method for heating the liquid film is preferably used. According to this method, the liquid film can be easily dried and cured by a simple method of heating the liquid film.
次に、図6(a)に示すように、接合膜7の上面にレジスト膜53を形成し、支持基板2の上面の導電部6を形成する領域のレジスト膜53を除去する。すなわち、支持基板2の導電部6を形成する領域以外を覆うようにレジスト膜53のパターニングを行う。
次に、図6(b)に示すように、レジスト膜53をマスクとして、エッチングする。これにより、支持基板2の上面の導電部6を形成する領域の接合膜7が除去され、溝71が、形成される。
Next, as illustrated in FIG. 6A, a resist
Next, as shown in FIG. 6B, etching is performed using the resist
次に、図6(c)に示すように、さらにレジスト膜53を形成し、支持基板2の上面の溝201を形成する領域のレジスト膜53を除去する。すなわち、支持基板2の溝201を形成する領域以外を覆うようにレジスト膜53のパターニングを行う。
そして、レジスト膜53をマスクとして、エッチングし、レジスト膜53を除去する。これにより、支持基板2に、溝201が形成される。
Next, as illustrated in FIG. 6C, a resist
Then, the resist
次に、図6(d)に示すように、支持基板に形成された接合膜7の表面に対してエネルギーを付与する。
接合膜7にエネルギーを付与すると、この接合膜7では、表面付近の分子結合(例えば、Si−CH3結合や、Si−Phe)の一部が切断し、表面が活性化されることに起因して、表面付近に発光素子3に対する接着性が発現する。
このような状態の支持基板2は、発光素子3と、化学的結合に基づいて強固に接合可能なものとなる。
Next, as shown in FIG. 6D, energy is applied to the surface of the
When energy is applied to the
The
ここで、本明細書中において、表面が「活性化された」状態とは、上述のように接合膜7の表面の分子結合の一部、具体的には、例えば、シリコーン材料が備えるメチル基やフェニル基の一部が切断されて、接合膜7中に終端化されていない結合手(以下、「未結合手」または「ダングリングボンド」とも言う。)が生じた状態の他、この未結合手が水酸基(OH基)によって終端化された状態、さらに、これらの状態が混在した状態を含めて、接合膜7が「活性化された」状態と言うこととする。
Here, in this specification, the state where the surface is “activated” means a part of the molecular bond on the surface of the
接合膜7に付与するエネルギーは、いかなる方法を用いて付与するものであってもよいが、例えば、接合膜7にプラズマを接触させる(プラズマエネルギーを付与する)方法、接合膜7にエネルギー線を照射する方法、接合膜7を加熱する方法、接合膜7に圧縮力(物理的エネルギー)を付与する方法、接合膜7をオゾンガスに曝す(化学的エネルギーを付与する)方法等が挙げられる。これにより、接合膜7の表面を効率よく活性化させることができる。
これらの中でも、接合膜7に対するエネルギーの付与は、特に、接合膜7にプラズマを接触させる方法を用いるのが好ましい。
なお、本工程では、図6(d)に示すように、接合膜7のみならず、発光素子3の絶縁層36に対してもプラズマを接触させることが好ましい。
The energy applied to the
Among these, it is particularly preferable to apply energy to the
In this step, as shown in FIG. 6 (d), it is preferable to bring the plasma into contact with not only the
次に、図6(e)に示すように、溝71内に導電性ペースト61を供給する。
次に、図6(f)に示すように、接合膜7と発光素子3とが密着するように、支持基板2と発光素子3とを重ね合わせる。そして、加熱し、接合膜7を介して、支持基板2と発光素子3とを接合する。この際、導電性ペースト61により導電部6が形成される。以上のようにして、光源装置1が製造される。
Next, as shown in FIG. 6E, a
Next, as illustrated in FIG. 6F, the
<第2実施形態>
図7は、本発明の光源装置の第2実施形態を示す平面図である。
なお、以下では、図7中の左側を「左」、右側を「右」、上側を「上」、下側を「下」とし説明を行う。また、図7では、発光素子3については、光導波路39のみを二点鎖線で示し、支持基板発光素子3の電極38、プリズム41およびレンズ42等の図示を省略する。
Second Embodiment
FIG. 7 is a plan view showing a second embodiment of the light source device of the present invention.
In the following description, the left side in FIG. 7 is “left”, the right side is “right”, the upper side is “upper”, and the lower side is “lower”. In FIG. 7, for the
以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図7に示すように、第2実施形態の光源装置1は、12個の光導波路39を有している。この光導波路39は、行列状に配置されている。
この光源装置1によれば、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
以上説明したような光源装置1の用途は、特に限定されず、例えば、画像形成装置等に好適に適用することができる。
Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.
As shown in FIG. 7, the
According to the
The use of the
<プロジェクターの実施形態>
次に、本発明の画像形成装置をプロジェクター(投射型表示装置)に適用した場合の実施形態について説明する。
図8は、本発明の画像形成装置をプロジェクターに適用した場合の実施形態を摸式的に示す図である。
<Embodiment of projector>
Next, an embodiment when the image forming apparatus of the present invention is applied to a projector (projection display apparatus) will be described.
FIG. 8 is a diagram schematically showing an embodiment when the image forming apparatus of the present invention is applied to a projector.
図8に示すプロジェクター300は、前述した光源装置1と、インテグレータレンズ302および303を有する照明光学系と、色分離光学系(導光光学系)と、赤色に対応した(赤色用の)液晶ライトバルブ84と、緑色に対応した(緑色用の)液晶ライトバルブ85と、青色に対応した(青色用の)液晶ライトバルブ86と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面811および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面812が形成されたダイクロイックプリズム(色合成光学系)81と、投射レンズ(投射光学系)82とを備えている。
色分離光学系は、ミラー304、306、309、青色光および緑色光を反射する(赤色光のみを透過する)ダイクロイックミラー305、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー307、青色光のみを反射するダイクロイックミラー308、集光レンズ310、311、312、313および314を有している。
A
The color separation optical system includes
液晶ライトバルブ85は、液晶パネル16と、液晶パネル16の入射面側に接合された第1の偏光板(図示せず)と、液晶パネル16の出射面側に接合された第2の偏光板(図示せず)とを有している。液晶ライトバルブ84および86も、液晶ライトバルブ85と同様の構成をなしている。これら液晶ライトバルブ84、85および86の各液晶パネル16は、それぞれ、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
なお、このプロジェクター300では、液晶ライトバルブ84、85、86および駆動回路により、光源装置1から出射した光を画像情報に基づいて変調する変調装置の主要部が構成され、投射レンズ82により、その変調装置により変調された光を投射する投射装置の主要部が構成される。
The liquid crystal
In the
次に、プロジェクター300の作用を説明する。
まず、光源装置1から出射した白色光(白色光束)は、インテグレータレンズ302および303を透過する。この白色光の光強度(輝度分布)は、インテグレータレンズ302および303により均一化される。
インテグレータレンズ302および303を透過した白色光は、ミラー304で図8中左側に反射し、その反射光のうちの青色光(B)および緑色光(G)は、それぞれダイクロイックミラー305で図8中下側に反射し、赤色光(R)は、ダイクロイックミラー305を透過する。
Next, the operation of the
First, white light (white light flux) emitted from the
White light transmitted through the
ダイクロイックミラー305を透過した赤色光は、ミラー306で図8中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ310により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ84に入射する。
ダイクロイックミラー305で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー307で図8中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー307を透過する。
The red light transmitted through the
Green light of blue light and green light reflected by the
ダイクロイックミラー307で反射した緑色光は、集光レンズ311により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ85に入射する。
また、ダイクロイックミラー307を透過した青色光は、ダイクロイックミラー308で図8中左側に反射し、その反射光は、ミラー309で図8中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ312、313および314により整形され、青色用の液晶ライトバルブ86に入射する。
The green light reflected by the
Further, the blue light transmitted through the
このように、光源装置1から出射した白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブ84、85および86に導かれ、入射する。
この際、液晶ライトバルブ84の液晶パネル16の各画素は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路により、スイッチング制御(オン/オフ)され、また、液晶ライトバルブ85の液晶パネル16の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路により、スイッチング制御され、また、液晶ライトバルブ86の液晶パネル16の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路により、スイッチング制御される。
As described above, the white light emitted from the
At this time, each pixel of the
これにより、赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ84、85および86で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
前記液晶ライトバルブ84により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ84からの赤色光は、入射面813からダイクロイックプリズム81に入射し、ダイクロイックミラー面811で図8中左側に反射し、ダイクロイックミラー面812を透過して、出射面816から出射する。
Thereby, red light, green light, and blue light are modulated by the liquid
The red image formed by the liquid crystal
また、前記液晶ライトバルブ85により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ85からの緑色光は、入射面814からダイクロイックプリズム81に入射し、ダイクロイックミラー面811および812をそれぞれ透過して、出射面816から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ86により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ86からの青色光は、入射面815からダイクロイックプリズム81に入射し、ダイクロイックミラー面812で図8中左側に反射し、ダイクロイックミラー面811を透過して、出射面816から出射する。
Further, the green image formed by the liquid crystal
Further, the blue image formed by the liquid crystal
このように、前記液晶ライトバルブ84、85および86からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ84、85および86により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム81により合成され、これによりカラー画像が形成される。この画像は、投射レンズ82により、所定の位置に設置されているスクリーン320上に投影(拡大投射)される。
以上説明したプロジェクター300によれば、前述した光源装置1を有しているので、高品位な画像を表示することができる。
Thus, the light of each color from the liquid
According to the
以上、本発明の光源装置、光源装置の製造方法および画像形成装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
The light source device, the method for manufacturing the light source device, and the image forming apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part has the same function. Can be replaced with any structure having Moreover, other arbitrary structures and processes may be added to the present invention.
Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
1…光源装置 2…支持基板 20…基板本体 201…溝 21…配線部 22…導電部 23…酸化膜 3…発光素子 30…窓部 301a、301b…エミッタ面 31…基板 32、34…グラッド層 33…活性層 331…利得領域 35…コンタクト層 36…絶縁層 37、38…電極 39…光導波路 41…プリズム 42…レンズ 51…下地層 52、53…レジスト膜 6…導電部 61…導電性ペースト 7…接合膜 71…溝 8…冷却手段 16…液晶パネル 81…ダイクロイックプリズム 811、812…ダイクロイックミラー面 813〜815…入射面 816…出射面 82…投射レンズ 84〜86…液晶ライトバルブ 300…プロジェクター 302、303…インテグレータレンズ 304、306、309…ミラー 305、307、308…ダイクロイックミラー 310〜314…集光レンズ 320…スクリーン
DESCRIPTION OF
Claims (10)
配線部を有する支持基板と、
前記発光素子と、前記支持基板とを接合するシリコーン含有分子接合膜と、
前記配線部と前記電極とを電気的に接続し、導電性ペーストで形成された導電部とを備え、
前記シリコーン含有分子接合膜の延在によって、前記エミッタ面側の端部が閉塞された溝を有し、
前記導電部は、前記溝内に設けられていることを特徴とする光源装置。 A light emitting device having an emitter surface that emits light emitted from the device, an optical waveguide that guides the light to the emitter surface, and an electrode;
A support substrate having a wiring portion;
A silicone-containing molecular bonding film for bonding the light emitting element and the support substrate;
Electrically connecting the wiring part and the electrode, and comprising a conductive part formed of a conductive paste,
The extension of the silicone-containing molecular bonding film has a groove whose end on the emitter surface side is closed,
The light source device, wherein the conductive portion is provided in the groove.
[式中、各Rは、それぞれ独立して、メチル基、フェニル基または水酸基を表し、Xはシロキサン残基を表す。] The silicone-containing molecular bonding film has a unit structure represented by the chemical formula “R—Si—X 3 ” at the branch portion and a unit structure represented by the chemical formula “R 2 —Si—X 2 ” at the connecting portion. 4. The light source device according to claim 1, wherein the light source device has a branched polyorganosiloxane skeleton having a unit structure represented by a chemical formula “R 3 —Si—X” at a terminal portion. 5.
[Wherein, each R independently represents a methyl group, a phenyl group or a hydroxyl group, and X represents a siloxane residue. ]
配線部を有する支持基板と、
前記発光素子と、前記支持基板とを接合するシリコーン含有分子接合膜と、
前記配線部と前記電極とを電気的に接続する導電部とを備える光源装置の製造方法であって、
前記支持基板上に、前記配線部を形成する工程と、
前記支持基板上に、前記シリコーン含有分子接合膜を形成する工程と、
前記シリコーン含有分子接合膜の前記導電部を形成する部位に、その端部が閉塞した溝を形成する工程と、
前記シリコーン含有分子接合膜にエネルギーを付与することにより、前記シリコーン含有分子接合膜の表面および表面付近に接着性を発現させるとともに、前記溝内に導電性ペーストを供給する工程と、
前記溝の前記端部が前記エミッタ面側に位置するように、前記シリコーン含有分子接合膜を介して前記支持基板上に前記発光素子を配置し、加熱し、前記導電性ペーストから前記導電部を形成して該導電部により前記配線部と前記電極とを電気的に接続するとともに、前記発光素子と前記支持基板とを前記シリコーン含有分子接合膜を介して接合する工程とを有することを特徴とする光源装置の製造方法。 A light emitting device having an emitter surface that emits light emitted from the device, an optical waveguide that guides the light to the emitter surface, and an electrode;
A support substrate having a wiring portion;
A silicone-containing molecular bonding film for bonding the light emitting element and the support substrate;
A method of manufacturing a light source device comprising a conductive portion that electrically connects the wiring portion and the electrode,
Forming the wiring part on the support substrate;
Forming the silicone-containing molecular bonding film on the support substrate;
Forming a groove whose end is closed at a portion where the conductive part of the silicone-containing molecular bonding film is formed;
Providing energy to the silicone-containing molecular bonding film to develop adhesiveness on and near the surface of the silicone-containing molecular bonding film, and supplying a conductive paste into the groove;
The light emitting element is disposed on the support substrate through the silicone-containing molecular bonding film so that the end of the groove is located on the emitter surface side, heated, and the conductive portion is removed from the conductive paste. Forming and electrically connecting the wiring part and the electrode by the conductive part, and joining the light emitting element and the support substrate through the silicone-containing molecular bonding film. A method for manufacturing a light source device.
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WO2018154758A1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-08-30 | 潘少輝 | Skin care device |
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