JP2006011465A - 光学部品およびその製造方法、マイクロレンズ基板およびその製造方法、表示装置、撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の光学部品100は、基体10上に設けられた土台部材12と、土台部材12の上面12a上に設けられた光学部材14とを含む。
【選択図】 図1
Description
本発明の光学部品は、
基体上に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられた光学部材と、を含む。
本発明の光学部品の製造方法は、
(a)基体上に土台部材を形成し、
(b)前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
(c)前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成すること、を含む。
本発明の光学部材の製造方法は、
(a)基体上に土台部材を形成し、
(b)前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
(c)前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成し、
(d)前記光学部材を、前記土台部材の上面から取り外すこと、を含む。
本発明のマイクロレンズ基板は、
基板上に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられたレンズと、を含む。
本発明によれば、上記構成を有することにより、前記土台部材の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御されたレンズを含むマイクロレンズ基板を得ることができる。
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法は、
(a)基体上に土台部材を形成し、
(b)前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、レンズ前駆体を形成し、
(c)前記レンズ前駆体を硬化させて、レンズを形成すること、を含む。
本発明の表示装置は、前記本発明のマイクロレンズ基板を備えている。このような表示装置としては、例えば、液晶表示体、液晶プロジェクタ、有機EL表示体を挙げることができる。
本発明の撮像素子は、前記本発明のマイクロレンズ基板を備えている。このような撮像素子としては、例えば、固体撮像装置(CCD等)の固体撮像素子が例示できる。
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。
基体10としては、例えばシリコン基板やGaAs基板等の半導体基板や、ガラス基板等が挙げられる。
(A)材質
本実施の形態の光学部品100においては、土台部材12は、所定波長の光を通過させる材質からなる。具体的には、土台部材12は、光学部材14へと入射した光を通過させることができる材質からなる。例えば、土台部材12は、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはフッ素系樹脂を用いて形成することができる。本実施の形態においては、土台部材12が所定波長の光を通過させる材質からなる場合について示したが、土台部材12を、所定波長の光を吸収する材質から形成することもできる。
図1および図2に示す土台部材12の立体形状を変えた変形例(光学部品101,102,103)を図3〜図8に示す。図1〜図8に示すように、土台部材の立体形状は特に限定されるわけではないが、少なくともその上面上に光学部材を設置することができる構造であることが必要とされる。例えば図1に示すように、光学部品100の土台部材12では、上面12a上に光学部材14を設置することができる。
土台部材の上面の形状は、土台部材の上面上に形成される光学部材の機能や用途によって定められる。言い換えれば、土台部材の上面の形状を制御することによって、光学部材の形状を制御することができる。
(A)立体形状
光学部材は、その用途および機能に応じた立体形状を有する。光学部材の立体形状については、[土台部材]の欄で併せて説明したので、詳しい説明は省略する。
光学部材14は、例えば熱または光等のエネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成される。具体的には、本実施の形態において光学部材14は、土台部材12の上面12aに対して、前記液体材料からなる液滴を吐出して、光学部材前駆体(後述する)を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成される。
次に、図1および図2に示す光学部品100の製造方法について、図13(a)〜図13(c)を参照して説明する。図13(a)〜図13(c)はそれぞれ、図1および図2に示す光学部品100の一製造工程を模式的に示す断面図である。
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。
光学部材を製造する方法のひとつとして、基体10上に液体材料を吐出して光学部材前駆体を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させて光学部材を得る方法が知られている。
液体材料からなる光学部材前駆体92aの曲率は、式(1)により決定される接触角θにより制限を受ける。すなわち、光学部材前駆体92aを硬化させた後に得られる光学部材の曲率は主に、基体10および前記液体材料の材質に依存して決定される。光学部材の曲率は、光学部材の形状を決定する要素の一つである。したがって、この製造方法では、形成される光学部材の形状を制御するのが難しい。
これに対し、本実施の形態に係る光学部品の製造方法によれば、図29に示すように、光学部材前駆体14aは土台部材12の上面12a上に形成される。これにより、土台部材12の側面12bが光学部材前駆体14aで濡れない限り、光学部材前駆体14aには土台部材12の表面張力は作用せず、光学部材前駆体14aの表面張力γLが主に作用する。このため、光学部材前駆体14aを形成するための液滴の量を調整することによって、光学部材前駆体14aの形状を制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光学部材14を得ることができる。
次に、上記実施の形態を適用した実施例について説明する。実施例1〜3はいずれも、本実施の形態の光学部品100をマイクロレンズ基板に適用した例を示している。マイクロレンズ基板は、例えば液晶ディスプレイパネルの画素部、固体撮像装置(CCD)の受光面、光ファイバの光結合部に設置される。また、実施例4は、実施例1にて得られた光学部材14を取り外す方法を示している。
図15は、実施例1に係るマイクロレンズ基板200を模式的に示す断面図である。図16は、図15に示すマイクロレンズ基板200を模式的に示す平面図である。なお、図15は、図16のA−A線に沿った断面を模式的に示す図である。
次に、本実施例に係るマイクロレンズ基板200の製造方法について説明する。図17(a)〜図17(e)、ならびに図18(a)および図18(b)はそれぞれ、図15および図16に示すマイクロレンズ基板200の一製造工程を模式的に示す断面図である。
図19は、実施例2に係るマイクロレンズ基板300を模式的に示す断面図である。図20は、図19に示すマイクロレンズ基板300を模式的に示す平面図である。なお、図19は、図20のA−A線に沿った断面を模式的に示す図である。
次に、本実施例に係るマイクロレンズ基板300の製造方法について説明する。図21(a)〜図21(e)はそれぞれ、図19および図20に示すマイクロレンズ基板300の一製造工程を模式的に示す断面図である。
図22は、実施例1に係るマイクロレンズ基板400を模式的に示す断面図である。図23は、図22に示すマイクロレンズ基板400を模式的に示す平面図である。なお、図22は、図23のA−A線に沿った断面を模式的に示す図である。
次に、本実施例に係るマイクロレンズ基板400の製造方法について説明する。図24(a)〜図24(e)はそれぞれ、図22および図23に示すマイクロレンズ基板400の一製造工程を模式的に示す断面図である。
実施例4は、実施例1にて得られたマイクロレンズ基板200から光学部材14を取り外す方法について説明する。図25(a)および図25(b)はそれぞれ、本実施例に係る光学部材114の取り外し方法を模式的に示す断面図である。取り外した光学部材114は、単独で他の装置の部品として用いることができる。具体的には、光学部材114はボールレンズとして、他の装置の部品として用いることができる。
ガス、 17 液滴吐出口、 100,101,102,103,104,105 光学部品、 112x 樹脂層、 114a 光学部材前駆体、 114b 液滴、 115 紫外線、 117 インクジェットヘッド、 130,230 マスク、 150 粘着シート、 160 封止材、 200,210,300,400 マイクロレンズ基板、 R1,R2 レジスト層
Claims (21)
- 基体上に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられた光学部材と、を含み、
前記光学部材は、円球状、楕円球状、切断円球状、または切断楕円球状であり、
前記光学部材の最大径が前記土台部材の上面の径より大きい、光学部品。 - 請求項1において、
前記土台部材は、所定波長の光を通過させる材質からなる、光学部品。 - 請求項1において、
前記光学部材は、レンズとしての機能を有する、光学部品。 - 請求項1において、
前記光学部材は、偏向素子としての機能を有する、光学部品。 - 請求項1において、
前記光学部材は、分光素子としての機能を有する、光学部品。 - 請求項1において、
前記土台部材の上面が三角形であり、
前記光学部材は、前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して光学部材前駆体を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成された、光学部品。 - 請求項1において、
前記光学部材の断面は、円または楕円である、光学部品。 - 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
前記光学部材は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成された、光学部品。 - 請求項8において、
前記光学部材は、樹脂からなる、光学部品。 - 請求項9において、
前記樹脂は、紫外線硬化型樹脂である、光学部品。 - 請求項9において、
前記樹脂は、熱硬化型樹脂である、光学部品。 - 請求項1において、
前記土台部材の上面は、円形、楕円形、または三角形のいずれかである、光学部品。 - 請求項1において、
前記土台部材の上面は、曲面である、光学部品。 - 請求項1において、
前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角である、光学部品。 - 請求項1において、
前記土台部材の上部は、逆テーパ状に形成されている、光学部品。 - 請求項1において、
前記土台部材は、前記基体と一体化して形成されている、光学部品。 - 請求項1において、
前記光学部材がマイクロレンズであり、マイクロレンズ基板として機能する、光学部品。 - 請求項1において、
前記光学部材の周囲が封止材で埋め込まれた、光学部品。 - 請求項1ないし18のいずれかにおいて、
前記土台部材の上面と、前記光学部材とが接している、光学部品。 - 請求項17に記載の光学部品を備えた表示装置。
- 請求項17に記載の光学部品を備えた撮像素子。
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JP2005201759A JP2006011465A (ja) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | 光学部品およびその製造方法、マイクロレンズ基板およびその製造方法、表示装置、撮像素子 |
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