(57)【要約】【課題】  液滴吐出方法でレンズ等の光学部材を形成する場合に、光学部材の製造不良を低減することができる電気光学素子の製造方法、及び電気光学素子の製造装置を提供する。【解決手段】  電気光学素子起動工程により、電気光学素子の発光面及び受光面を起動させ、第１測定工程により、光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、当該発光面から放出される放出光を反射して、当該受光面に入射した受光光の光学特性を測定することにより第１の光学測定データを取得し、ヘッド位置決め工程により、当該第１の光学測定データに基づいて液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光面を有する発光素子部の上に、受光面を有する受光素子部が積層されて形成されている電気光学素子上に、液滴吐出方法によって光学部材を形成する電気光学素子の製造方法であって、
前記電気光学素子を起動させる電気光学素子起動工程と、
前記光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第１の光学特性データを取得する第１測定工程と、
前記第１の光学的データに基づいて前記液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めするヘッド位置決め工程と、を有する電気光学素子の製造方法。
【請求項２】
発光面を有する発光素子部の上に、受光面を有する受光素子部が積層されて形成されている電気光学素子上に、液滴吐出方法によって光学部材を形成する電気光学素子の製造方法であって、
前記電気光学素子を起動させる電気光学素子起動工程と、
前記光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドから前記受光面に向けて、前記電気光学素子上に液滴を形成するために前記液状材料を吐出する液滴吐出工程と、
前記液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第２の光学特性データを取得する第２測定工程と、
前記第２の光学測定データに基づいて、前記液滴の位置が適切であるか否かを判定する液滴位置判定工程と、を有する電気光学素子の製造方法。
【請求項３】
発光面を有する発光素子部の上に、受光面を有する受光素子部が積層されて形成されている電気光学素子上に、液滴吐出方法によって光学部材を形成する電気光学素子の製造方法であって、
前記電気光学素子を起動させる電気光学素子起動工程と、
前記光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第１の光学特性データを取得する第１測定工程と、
前記第１の光学測定データに基づいて前記液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めするヘッド位置決め工程と、
前記液滴吐出ヘッドから前記受光面に向けて、前記電気光学素子上に液滴を形成するために前記液状材料を吐出する液滴吐出工程と、
前記反射板によって、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した受光光の光学特性を測定して第２の光学特性データを取得する第２測定工程と、
前記第２の光学測定データに基づいて、前記液滴の位置が適切であるか否かを判定する液滴位置判定工程と、を有する電気光学素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１または３に記載の電気光学素子の製造方法であって、
前記ヘッド位置決め工程は、前記第１の光学測定データに基づいて液滴吐出するヘッド位置が適切であるか否かを判定するヘッド位置判定工程と、
前記ヘッド位置判定工程により、適切であると判定された場合には当該ヘッド位置を液滴吐出するヘッド位置として決定し、適切でないと判定された場合には当該ヘッド位置を調整し、前記第１測定工程及び前記ヘッド位置判定工程を繰り返すヘッド位置調整工程と、を有する電気光学素子の製造方法。
【請求項５】
請求項２または３に記載の電気光学素子の製造方法であって、
前記液滴位置判定工程において、前記液滴の位置が適切でないと判定された場合には、前記液滴吐出ヘッドが有する液滴除去装置によって、前記液滴を除去する液滴除去工程を有する電気光学素子の製造方法。
【請求項６】
発光面を有する発光素子部の上に、受光面を有する受光素子部が積層されて形成されている電気光学素子上に、液滴吐出方法によって光学部材を形成する電気光学素子の製造装置であって、
前記電気光学素子と電気的接続するためのプローブ針と、
前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面が反射光を受光するようにするための反射板と、
を有する液滴吐出ヘッドを備えた電気光学素子の製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電気光学素子の製造装置であって、
前記プローブ針を前記電気光学素子と電気的接続することにより前記電気光学素子を起動させる電気光学素子起動手段と、
前記反射板により、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第１の光学特性データを取得する第１の測定手段と、
前記第１の光学測定データに基づいて前記液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めするヘッド位置決め手段と、を有する電気光学素子の製造装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の電気光学素子の製造装置であって、
前記液滴吐出ヘッドから前記受光面に向けて、前記電気光学素子上に液滴を形成するために前記液状材料を吐出する液滴吐出手段と、
前記反射板により、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第２の光学特性データを取得する第２の測定手段と、
前記第２の光学測定データに基づいて、前記液滴の位置が適切であるか否かを判定する液滴位置判定手段と、を有する電気光学素子の製造装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電気光学素子の製造装置であって、
前記ヘッド位置決定手段は、前記第１の光学測定データに基づいて液滴吐出するヘッド位置が適切であるか否かを判定するヘッド位置判定手段と、
前記ヘッド位置判定手段により、適切であると判定された場合には当該ヘッド位置を液滴吐出するヘッド位置として決定し、適切でないと判定された場合には当該ヘッド位置を調整し、前記第１の測定手段及び前記ヘッド位置判定手段を繰り返すヘッド位置調整手段と、を有する電気光学素子の製造装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の電気光学素子の製造装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、液滴除去装置を有し、
前記液滴位置判定手段において、前記液滴の位置が適切でないと判定された場合には、前記液滴除去装置によって、前記液滴を除去する液状材料除去手段を有する電気光学素子の製造装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の電気光学素子の製造装置であって、
前記反射板は、前記液滴吐出ヘッドの前記液状材料の吐出流路の開口部内の、仮想中心線上に位置に配置されている電気光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学素子の製造方法、及び電気光学素子の製造装置に関し、より具体的には電気光学素子上に液滴吐出方法を用いて光学部材を形成するための電気光学素子の製造方法、及び電気光学素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型レーザの発光素子を利用した光モジュール等において、環境の温度等により当該面発光型レーザの光出力が変化するため、当該光モジュール等の動作が安定しない問題がある。
【０００３】
面発光型レーザの光出力をモニタして、その結果をフィードバックすることにより、上記問題を解決している。また、面発光型レーザの光出力をモニタするために、受光素子は面発光型レーザに積層されるように形成されることがある。
【０００４】
上記のような電気光学素子においては、光が放出される面積及び受光する面積が小さくなり、当該電気光学素子の光学特性が劣化する可能性がある。したがって、発光素子からの放出光または受光素子が受け取る光の結合効率を向上させるために、光学部材としてのレンズが電気光学素子の受光面に形成される場合がある。
【０００５】
当該レンズの製造方法として、例えば、特許文献１に記載のような液滴吐出方法を用いている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１１９５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、液滴吐出方法には、以下に示す課題がある。すなわち、電気光学素子の光学機能面から光を放出するため、または、受け取るための光軸上にレンズを形成する。液状のレンズの材料を吐出する際に、当該光軸は小さいためにレンズの材料の着弾位置がずれる可能性がある。特に、電気光学素子を小型化していくと、着弾位置がずれる可能性はさらに高くなる。
【０００８】
もう１つの課題は、製造環境の変化等により、液滴吐出をする液滴吐出ヘッドの吐出口近傍の状態が変化することで、吐出不良が起こる可能性がある。
【０００９】
これらの原因により、光学部材不良が増加し、歩留まりが低下する可能性が高くなる。
【００１０】
本発明の目的は、液滴吐出方法でレンズ等の光学部材を形成する場合に、光学部材の製造不良を低減することができる電気光学素子の製造方法、及び電気光学素子の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る方法は、発光面を有する発光素子部の上に、受光面を有する受光素子部が積層されて形成されている電気光学素子上に、液滴吐出方法によって光学部材を形成する方法であって、前記電気光学素子を起動させる電気光学素子起動工程と、前記光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第１の光学特性データを取得する第１測定工程と、前記第１の光学的データに基づいて前記液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めするヘッド位置決め工程とを有することを要旨とする。
【００１２】
本発明に係る方法によれば、電気光学素子起動工程により、電気光学素子を起動させ、第１測定工程により、光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、当該発光面からの放出光を反射して、当該受光面に入射した光の光学特性を測定することにより第１の光学測定データを取得し、ヘッド位置決め工程により、当該第１の光学測定データに基づいて液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めすることから、液滴吐出をしたい位置により正確に液滴吐出ヘッドの位置決めすることができる。また、液滴吐出ヘッドを正確に位置決めできることから、電気光学素子上の光学部材を形成すべき位置に、より正確に液状の光学部材の材料を着弾させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る方法は、発光面を有する発光素子部の上に、受光面を有する受光素子部が積層されて形成されている電気光学素子上に、液滴吐出方法によって光学部材を形成する方法であって、前記電気光学素子を起動させる電気光学素子起動工程と、前記光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドから前記受光面に向けて、前記電気光学素子上に液滴を形成するために前記液状材料を吐出する液滴吐出工程と、前記液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第２の光学特性データを取得する第２測定工程と、前記第２の光学測定データに基づいて、前記液滴の位置が適切であるか否かを判定する液滴位置判定工程と、を有することを要旨とする。
【００１４】
本発明に係る方法によれば、電気光学素子起動工程により、電気光学素子を起動させ、液滴吐出工程により、光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドから受光面に向けて、電気光学素子上に液滴を形成するための当該液状材料を吐出し、第２測定工程により、液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、当該発光面からの放出光を反射して、当該受光面に入射した光の光学特性を測定することにより第２の光学測定データを取得し、液滴位置判定工程により、当該第２の光学測定データに基づいて電気光学素子上に着弾した当該液状材料の液滴位置が適切であるか否かを判定することから、当該液滴の位置不良を迅速に判断できる。
【００１５】
また、本発明に係る方法は、発光面を有する発光素子部の上に、受光面を有する受光素子部が積層されて形成されている電気光学素子上に、液滴吐出方法によって光学部材を形成する方法であって、前記電気光学素子を起動させる電気光学素子起動工程と、前記光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第１の光学特性データを取得する第１測定工程と、前記第１の光学測定データに基づいて前記液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めするヘッド位置決め工程と、前記液滴吐出ヘッドから前記受光面に向けて、前記電気光学素子上に液滴を形成するために前記液状材料を吐出する液滴吐出工程と、前記反射板によって、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した受光光の光学特性を測定して第２の光学特性データを取得する第２測定工程と、前記第２の光学測定データに基づいて、前記液滴の位置が適切であるか否かを判定する液滴位置判定工程とを有することを要旨とする。
【００１６】
本発明に係る方法によれば、電気光学素子起動工程により、電気光学素子を起動させ、第１測定工程により、光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、当該発光面からの放出光を反射して、当該受光面に入射した光の光学特性を測定することにより第１の光学測定データを取得し、ヘッド位置決め工程により、当該第１の光学測定データに基づいて液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めすることから、液滴吐出をしたい位置により正確に液滴吐出ヘッドの位置決めすることができる。次に、液滴吐出工程により、当該液滴吐出ヘッドから、受光面に向けて、前記電気光学素子上に液滴を形成するために前記液状材料を吐出し、第２測定工程により、当該反射板によって、当該発光面からの放出光を反射して、当該受光面に入射した光の光学特性を測定することにより第２の光学測定データを取得し、液滴位置判定工程により、当該第２の光学測定データに基づいて、当該液滴の位置が適切であるか否かを判定することから、液滴の位置不良を迅速に判断できる。
【００１７】
また、本発明に係る方法は、上記の電気光学素子の製造方法であって、前記ヘッド位置決め工程は、前記第１の光学測定データに基づいて液滴吐出するヘッド位置が適切であるか否かを判定するヘッド位置判定工程と、前記ヘッド位置判定工程により、適切であると判定された場合には当該ヘッド位置を液滴吐出するヘッド位置として決定し、適切でないと判定された場合には当該ヘッド位置を調整し、前記第１測定工程及び前記ヘッド位置判定工程を繰り返すヘッド位置調整工程とを有することを要旨とする。
【００１８】
本発明に係る方法によれば、ヘッド位置判定工程により、第１の光学測定データに基づいて液滴吐出ヘッドの位置が適切であるか否かを判定し、ヘッド位置調整工程により、当該ヘッド位置判定工程で当該液滴吐出ヘッドの位置が適切であると判定された場合には当該液滴吐出ヘッドの位置を当該液滴吐出位置として決定し、適切でないと判定された場合には当該液滴吐出ヘッドの位置を調整し、第１測定工程及びヘッド位置判定工程を当該液滴吐出ヘッドの位置が適切な液滴吐出位置として判定されるまで繰返して、液滴吐出位置を決定することから、電気光学素子上の光学部材を形成すべき位置としての液滴吐出位置に、より正確に液状の光学部材の材料を着弾させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る方法は、上記の電気光学素子の製造方法であって、前記液滴位置判定工程において、前記液滴の位置が適切でないと判定された場合には、前記液滴吐出ヘッドが有する液滴除去装置によって、前記液滴を除去する液滴除去工程を有することを要旨とする。
【００２０】
本発明に係る方法によれば、液滴除去工程により、液滴位置判定工程において、液滴の位置が適切でないと判定された場合には、液滴吐出ヘッドが有する液滴除去装置によって、液滴を除去することから、不良となるはずの液滴を除去して、再製造することができるので、光学部材製造における歩留まりを向上できる。
【００２１】
また、本発明に係る製造装置は、発光面を有する発光素子部の上に、受光面を有する受光素子部が積層されて形成されている電気光学素子上に、液滴吐出方法によって光学部材を形成する電気光学素子の製造装置であって、前記電気光学素子と電気的接続するためのプローブ針と、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面が反射光を受光するようにするための反射板とを有する液滴吐出ヘッドを備えたことを要旨とする。
【００２２】
本発明に係る製造装置によれば、液滴吐出ヘッドが有するにプローブ針を光学部材を形成しようとしている電気光学素子と、電気的に接続することにより当該電気光学素子を起動させ、反射板によって、当該発光面からの放出光を反射して、当該受光面に入射した光の光学特性を測定することから液滴吐出ヘッドの位置を正確に決定できる。また、反射板によって、当該発光面からの放出光を反射して、当該受光面に入射した光の光学特性を測定することから、液滴を吐出した後、光学部材の形成不良を迅速に判断できる。
【００２３】
また、本発明に係る製造装置は、上記の電気光学素子の製造装置であって、前記プローブ針を前記電気光学素子と電気的接続することにより前記電気光学素子を起動させる電気光学素子起動手段と、前記反射板により、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第１の光学特性データを取得する第１の測定手段と、前記第１の光学測定データに基づいて前記液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めするヘッド位置決め手段と、を有することを要旨とする。
【００２４】
本発明に係る方法によれば、電気光学素子起動手段により、電気光学素子を起動させ、第１の測定手段により、光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、当該発光面からの放出光を反射して、当該受光面に入射した光の光学特性を測定することにより第１の光学測定データを取得し、ヘッド位置決め手段により、当該第１の光学測定データに基づいて液滴吐出ヘッドを液滴吐出位置に位置決めすることから、液滴吐出をしたい位置により正確に液滴吐出ヘッドの位置決めすることができる。また、液滴吐出ヘッドを正確に位置決めできることから、電気光学素子上の光学部材を形成すべき位置に、より正確に液状の光学部材の材料を着弾させることができる。
【００２５】
また、本発明に係る製造装置は、上記の電気光学素子の製造装置であって、前記液滴吐出ヘッドから前記受光面に向けて、前記電気光学素子上に液滴を形成するために前記液状材料を吐出する液滴吐出手段と、前記反射板により、前記発光面からの放出光を反射して、前記受光面に入射した光の光学特性を測定して第２の光学特性データを取得する第２の測定手段と、前記第２の光学測定データに基づいて、前記液滴の位置が適切であるか否かを判定する液滴位置判定手段とを有することを要旨とする。
【００２６】
本発明に係る方法によれば、電気光学素子起動手段により、電気光学素子を起動させ、液滴吐出手段により、光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドから、受光面に向けて、電気光学素子上に液滴を形成するための当該液状材料を吐出し、第２の測定手段により、光学部材の液状材料を吐出するための液滴吐出ヘッドが有する反射板によって、当該発光面からの放出光を反射して、当該受光面に入射した光の光学特性を測定することにより第２の光学測定データを取得し、液滴位置判定手段により、当該第２の光学測定データに基づいて、当該液滴の位置が適切であるか否かを判定することから、液滴の位置不良を迅速に判断できる。
【００２７】
また、本発明に係る製造装置は、上記の電気光学素子の製造方法であって、前記ヘッド位置決定手段は、前記第１の光学測定データに基づいて液滴吐出するヘッド位置が適切であるか否かを判定するヘッド位置判定手段と、前記ヘッド位置判定手段により、適切であると判定された場合には当該ヘッド位置を液滴吐出するヘッド位置として決定し、適切でないと判定された場合には当該ヘッド位置を調整し、前記第１の測定手段及び前記ヘッド位置判定手段を繰り返すヘッド位置調整手段とを有することを要旨とする。
【００２８】
本発明に係る方法によれば、ヘッド位置判定手段により、第１の光学測定データに基づいて液滴吐出ヘッドの位置が適切であるか否かを判定し、ヘッド位置調整手段により、当該ヘッド位置判定手段で当該液滴吐出ヘッドの位置が適切であると判定された場合には当該液滴吐出ヘッドの位置を当該液滴吐出位置として決定し、適切でないと判定された場合には当該液滴吐出ヘッドの位置を調整し、第１の測定手段及びヘッド位置判定手段を当該液滴吐出ヘッドの位置が適切な液滴吐出位置として判定されるまで繰返して、液滴吐出位置を決定することから、電気光学素子上の光学部材を形成すべき位置としての液滴吐出位置に、より正確に液状の光学部材の材料を着弾させることができる。
【００２９】
また、本発明に係る製造装置は、上記の電気光学素子の製造装置であって、前記液滴吐出ヘッドは、液滴除去装置を有し、前記液滴位置判定手段において、前記液滴の位置が適切でないと判定された場合には、前記液滴除去装置によって、前記液滴を除去する液状材料除去手段を有することを要旨とする。
【００３０】
本発明に係る方法によれば、液状材料除去手段により、着弾位置判定手段において、着弾位置が適切でないと判定された場合には、液滴吐出ヘッドが有する液滴除去装置によって、当該液滴を除去することから、不良となるはずの液滴を除去して、再製造することができるので、光学部材製造における歩留まりを向上できる。
【００３１】
また、本発明に係る製造装置は、上記の電気光学素子の製造装置であって、前記反射板は、前記液滴吐出ヘッドの前記液状材料の吐出流路の開口部内の、仮想中心線上の位置に配置されていることを要旨とする。
【００３２】
本発明に係る製造装置によれば、反射板が、液滴吐出ヘッドの液状の前記光学部材の材料の吐出流路の開口部内の、仮想中心線上の位置に配置されていることから、電気光学素子が放出する放出光を精度良く反射できることから、反射光の反射位置が液滴ノズルの開口部とほぼ同じ位置となるので、反射光の光学特性を測定することにより、液滴吐出ヘッドの位置決めを精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の第１実施形態に係る電気光学素子の製造方法を図１から図６を用いて説明する。
本実施形態では、光学部材を有する電気光学素子の形成方法等を提供することを目的にしている。
【００３４】
図１に、光学部材を有する電気光学素子の模式断面図を示す。
まず、電気光学素子１００の構造について説明する。本実施形態における電気光学素子１００は、発光素子部１２０の上に受光素子部１３０を有する。発光素子部１２０は、面発光型発光素子であり、受光素子部１３０は、フォトダイオードである。
【００３５】
まず、発光素子部１２０の構造について説明する。
発光素子部１２０は、半導体基板１０１、第１電極１０２、第１ミラー１０３、活性層１０４、電流狭窄層１０５、発光面１０６、第２ミラー１０７及び第２電極１０８を有する。
【００３６】
半導体基板は、ｎ型のＧａＡｓ基板１０１を用いている。同図では、ＧａＡｓ基板１０１の下側を基板の裏面とし、上側を表面とする。
【００３７】
ＧａＡｓ基板１０１の下面全体に、第１電極１０２が形成されている。第１電極１０２は、ＡｕとＧｅの合金とＡｕとの積層膜を用いている。
【００３８】
ＧａＡｓ基板１０２の表面全体には、第１ミラー１０３が形成されている。第１ミラー１０３は、ｎ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの分布型多層膜として形成されている。第１ミラー１０３上には、ＧａＡｓウェル層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層が形成されている。
【００３９】
バリア層の上には、活性層１０４が、ウェル層が３層で構成される量子井戸構造に形成されている。
【００４０】
活性層１０４の上には、第２ミラー１０７が形成されている。第２ミラー１０７は、ｐ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した３０ペアの分布型多層膜として形成されている。
【００４１】
活性層１０４上の第２ミラー１０７の一部が酸化等の加工手段により、活性層１０４の近傍の第２ミラー１０７の側面から内側の一部にかけて、電流狭窄層１０５が形成されている。なお、電流狭窄層１０５の形成領域を制御することにより、活性層１０４等の電流密度を制御することができる。
【００４２】
第２ミラー１０７上の一部に、第２電極１０８が形成されている。同図では、第２ミラー１０７上の左右両端に図示されている。第２電極１０８は、ＡｕとＺｎとの合金とＡｕの積層膜を用いている。
【００４３】
電流狭窄層１０５が形成されていない第２ミラー１０７と活性層１０４との界面は、発光面１０６となる。第１電極１０２と第２電極１０８との間に電圧を印加すると、活性層１０４から光を放出する。ここで、電流狭窄層１０５は光を通さないので、光を放出する面は、電流狭窄層１０５が形成されていない領域、すなわち発光面１０６となる。
【００４４】
次に、受光素子部１３０について説明する。
受光素子部１３０は、第２電極１０８、第１コンタクト層１０９、光吸収層１１０、第２コンタクト層１１１、第３電極１１２及び受光面１１３を有する。
【００４５】
第２電極１０８が形成されていない第２ミラー１０７上の一部に、第１コンタクト層１０９が形成されている。第１コンタクト層は、ｎ型のＧａＡｓ層により形成されている。
【００４６】
第１コンタクト層１０９の上には、光吸収層１１０が形成されている。光吸収層１１０は、不純物が導入されていないＧａＡｓ層により形成されている。
【００４７】
光吸収層１１０の上には、第２コンタクト層１１１が形成されている。第２コンタクト層１１１は、ｐ型のＧａＡｓ層により形成されている。
【００４８】
第２コンタクト層１１１上の一部に第３電極１１２が形成されている。第３電極１１２は、ＡｕとＺｎとの合金とＡｕの積層膜を用いている。
【００４９】
第２コンタクト層１１１上の、第３電極１１２が形成されていない領域は、受光面１１３となっている。
【００５０】
受光素子部１３０は、第２電極１０８と第３電極１１２とに電圧を印加することにより、光吸収層１１０で光を吸収して、光を電流に変換する機能を有する。
【００５１】
上記の発光素子部１２０及び受光素子部１３０を有する電気光学素子１００において、第１電極１０２と第２電極１０８、及び第２電極１０８と第３電極１１２とに電圧を印加すると、発光面１０６からは、光が放出され、一方、受光面１１３では、光を受光して電気に変換する機能を有するようになる。
【００５２】
電気光学素子１００は、例えば、以下のように使用される。電気光学素子１００を上記のように起動させ、発光面１０６から放出される光は、受光面１１３を通過して電気光学素子１００の外部に放出される。その放出光を、例えば、電気光学素子１００の受光面１１３の上部に反射板を配置すると、放出光が反射板によって反射される。その反射光を受光面１１３で受光して、光を電流等に変換することにより、反射光の光学特性を測定する。反射光の光学特性を受光面でモニターすることにより、発光素子部から放出される放出光の、例えば温度等の環境の変化による光学特性の変化を検知することができる。
【００５３】
しかし、発光面１０６から放出される放出光は、受光素子部１３０を通って電気光学素子１００の外部に出て行くため、その放出光の光強度や光量等が減少してしまう。そのため、放出光を効率的に使用できるように、その放出光を発散させないように絞り込みたいという要求がある。また、受光素子部１３０においては、減少した放出光が反射板などから反射された反射光を、精度良く受光したい要求がある。
【００５４】
これらの上記の要求を満たすために、電気光学素子１００の受光面１１３上にレンズ等の光学部材１４０が形成される。本実施形態では、光学部材１４０は、紫外線効果樹脂を用いて形成されている。
【００５５】
紫外線硬化樹脂は一般に、プレポリマー、オリゴマー、及びモノマーのうち少なくとも１種と光重合開始剤とを有する。紫外線硬化型樹脂のうち、粘度の選択性の広さを考慮すると、アクリル系樹脂を用いるのが好ましい。紫外線硬化型アクリル系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエートアクリレート類、スピロアセタール系アクリレート類などのアクリレート類等が利用できる。また、エポキシメタクリレート類、スピロアセタール系メタクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等も利用できる。
【００５６】
次に、光学部材１４０を形成するための製造装置及び形成方法について説明する。
【００５７】
図２は、電気光学素子の製造装置としての液滴吐出装置の模式的な斜視図を示す。液滴吐出装置１０は、液滴吐出ヘッド群１１、スライド機構１２及び微動ステージ１３を有している。また、微動ステージ１３には、液滴を吐出することによって光学部材１４０が形成される半導体基板１４が載置されている。液滴吐出ヘッド群１１内は、複数の液滴吐出ヘッド１１ａを有している。微動ステージ１３は、半導体基板１４と、液滴吐出ヘッド群１１との相対位置を精度良く調整できるように、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に駆動できる。また、液滴吐出ヘッド群１１は、スライド機構１２により、Ｘ方向に対して、高速で精度良く駆動させることができる。また、液滴吐出装置１０は、液滴吐出ヘッド群１１等の各種制御をコンピュータで行っている。
【００５８】
図３は、液滴吐出装置が有する複数のヘッドのうちの１つの代表的なヘッドの模式断面図を示す。同図には、液滴吐出ヘッド１１ａ及び電気光学素子１００が形成されている半導体基板１４の一部が示されている。
【００５９】
液滴吐出ヘッド１１ａは、液滴ノズル２１を有する。液滴ノズル２１の開口部２１ａは、半導体基板１４に対向する位置に配置されている。また、液滴ノズル２１の液滴流路内には、圧電素子２３を有している。液滴ノズル２１の開口部２１ａの仮想中心線上の位置の上部に、反射板２４が配置されている。また、圧電素子２３の駆動は、液滴吐出装置１０が有するコンピュータのＣＰＵ等の制御部で制御されている。
【００６０】
液滴吐出ヘッド１１ａは、プローブ針２２ａ及び２２ｂを有している。また、液滴吐出装置１０は、微動ステージ１３と液滴吐出ヘッド１１ａとの間に、電圧を印加するための電源２７を有している。ここで、液滴吐出装置１０における半導体基板１４を載置する微動ステージ１３は、金属等の導電性材料で形成されている。
【００６１】
本実施形態で使用する半導体基板１４の裏面には、第１電極１０２が全面に形成されているので、プローブ針２２ａを第２電極１０８、プローブ針２２ｂを第３電極１１２と接触させ、微動ステージ１３及び液滴吐出ヘッド１１ａとの間に、電源２７により電圧を印加することによって、半導体基板１４の断面方向（同図においては、上下方向）に電圧が加わり、半導体基板１４に形成されている電気光学素子１００が起動することにより、発光面１０６からは光が放出され、受光面１１３は光を受光する機能を有する。
【００６２】
液滴吐出ヘッド１１ａにおいては、電気光学素子１００の発光面１０６からの放出光を受光面１１３が受光するように、液滴吐出ヘッド１１ａが有する反射板２４を配置している。反射板２４は、例えば、電気光学素子１００の放出光の反射率が高い金属板やガラス等の無機材料系の基板、または、ガラス基板等に金属膜を形成した基板を用いてもよい。
【００６３】
また、液滴吐出ヘッド１１ａは、紫外線照射装置２５及び液滴除去装置２６を有している。本実施形態では、光学部材の材料として、液状の紫外線硬化樹脂を用いている。液状の紫外線硬化樹脂を半導体基板１４に吐出した後に、紫外線照射装置２５により、紫外線を液状の材料に照射することにより、紫外線硬化樹脂を硬化させて光学部材としてのレンズを形成する。また、液滴除去装置２６は、液状の材料が、所望の位置に着弾しなかった場合には、その液状の材料を吸引して除去する機能を有している。
【００６４】
図４は、液滴吐出装置の機能ブロック図を示す。
液滴吐出装置１０は、電気光学素子起動手段２００、第１測定手段２０１、ヘッド位置決め手段２０２、液滴吐出手段２０５、第２測定手段２０６、液滴位置判定手段２０７、液滴除去手段２０８及び紫外線照射手段２０９を有する。また、ヘッド位置決め手段２０２は、ヘッド位置判定手段２０３及びヘッド位置調整手段２０４を有する。
【００６５】
電気光学素子起動手段２００は、液滴吐出ヘッド１１ａが有するプローブ針２２ａ及び２２ｂと、電源２７を用いることにより、半導体基板１４に形成されている電気光学素子としての電気光学素子１００を起動させるプログラムを、コンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。
【００６６】
第１測定手段２０１は、電気光学素子１００からの放出光が反射板２４で反射された反射光を受光素子部１３０で受光した光の光学特性を測定するように、コンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。また、測定された第１の光学測定データは、コンピュータのＲＡＭまたは外部記憶装置等に一時的に記憶される。
【００６７】
ヘッド位置決め手段２０２は、第１の光学測定データをＲＡＭまたは外部記憶装置等から読み出し、液滴吐出ヘッド１１ａと半導体基板１４との相対位置を決定するプログラムを、コンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。
【００６８】
ヘッド位置決め手段２０２が有するヘッド位置判定手段２０３は、第１の光学測定データに基づいて、液滴吐出ヘッド１１ａと半導体基板１４との相対位置が適切であるかどうかを判定するプログラムを、コンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。また、ヘッド位置判定データはコンピュータのＲＡＭまたは外部記憶装置等に一時的に記憶される。
【００６９】
ヘッド位置決め手段２０２が有するヘッド位置調整手段２０４は、ヘッド位置判定データを、ＲＡＭまたは外部記憶装置等から読み出す。液滴吐出ヘッド１１ａと半導体基板１４との相対位置が適切な位置であると判定されている場合には、その位置に液滴吐出ヘッド１１ａ及び半導体基板１４の相対位置を決定し、適切でないと判定されている場合には、その相対位置を適当に動かして、第１測定手段２０１及びヘッド位置判定手段２０３を、液滴吐出ヘッド１１ａと半導体基板１４との相対位置が適切な位置に来るまで繰り返すようなプログラムをコンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。
【００７０】
液滴吐出手段２０５は、ヘッド位置決め手段２０２で決定された液滴吐出ヘッド１１ａと半導体基板１４との相対位置で、圧電素子２３を駆動させることにより液滴ノズル２１の開口部２１ａから液滴を吐出するプログラムを、コンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。
【００７１】
第２測定手段２０６は、液滴が吐出された電気光学素子１００からの放出光が反射板２４で反射された反射光を受光素子部１３０で受光した光の光学特性を測定するように、コンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。また、測定された第２の光学測定データは、コンピュータのＲＡＭまたは外部記憶装置等に一時的に記憶される。
【００７２】
着弾位置判定手段２０７は、第２の光学測定データをＲＡＭまたは外部記憶装置等から読み出し、半導体基板１４に吐出された液滴吐出位置が適切か否かを判定するプログラムを、コンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。また、液滴吐出位置判定データは、コンピュータのＲＡＭまたは外部記憶装置等に一時的に記憶される。
【００７３】
液滴除去手段２０８は、液滴吐出位置判定データをＲＡＭまたは外部記憶装置等から読み出し、液滴吐出位置判定で適切でないと判定された場合には、その液滴を除去するプログラムを、コンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。
【００７４】
紫外線照射手段２０９は、液滴吐出位置判定データをＲＡＭまたは外部記憶装置等から読み出し、液滴吐出位置判定で適切であると判定された場合には、その液滴に紫外線を照射するプログラムを、コンピュータのＲＯＭまたは、その他の外部記憶装置等から読み出し、コンピュータのＣＰＵ等の制御部がそのプログラムを実行する。
【００７５】
次に、電気光学素子の製造方法について説明する。
光学部材の製造工程は、電気光学素子起動工程、第１測定工程、ヘッド位置決め工程、ヘッド位置判定工程、ヘッド位置調整工程、液滴吐出工程、第２測定工程、液滴位置判定工程、液滴除去工程及び紫外線照射工程を有する。
図５は、電気光学素子の製造方法のフローチャートを示す。
【００７６】
ステップＳ１０では、電気光学素子起動工程を行う。まず、電気光学素子としての電気光学素子１００が形成されているＧａＡｓ基板１４を、液滴吐出装置１０の微動ステージ１３に載置する。微動ステージ１３と、スライド機構１２を用いて、液滴吐出ヘッド群１１とＧａＡｓ基板１４との相対位置を、液滴吐出ヘッド１１ａのプローブ針２２ａが、電気光学素子１００の第２電極１０８、プローブ針２２ｂが第３電極１１２上にくるように調整する。次に、微動ステージ１３をＺ方向に移動させることにより、プローブ針２２ａ及び２２ｂとを、それぞれ第２電極１０８及び第３電極１１２に接触させる。また、電源２７により、微動ステージ１３とプローブ針２２ａ及び２２ｂとの間に電圧を印加することにより、電気光学素子１００の発光面１０６からは光が放出され、受光面１１３は、反射光を受光できる状態にする。
【００７７】
ステップＳ２０では、第１測定工程を行う。
図６（ａ）は、第１測定工程でのヘッドの模式断面図を示す。
【００７８】
まず、電気光学素子１００の発光面１０６からの放出光を、液滴ノズル２１の開口部２１ａから取り込み、反射板２４で放出光を反射し、その反射光を受光面１１３で受光する。その受光した反射光の光学特性を電気光学素子１００の受光素子部１３０を用いて光学測定する。測定されたデータは、第１光学測定データとして、液滴吐出装置１０が有するコンピュータのＲＡＭ等の記憶装置に一時的に保存される。第１光学測定データは、反射光を受光する光の光強度値である。ここで、反射板２４は、液滴ノズル２１内の開口部２１ａに対して、ほぼ中心の位置に配置されていることから、放出光を精度良く反射できる。したがって、反射光の反射位置が液滴ノズルの開口部２１ａとほぼ同じ位置となるので、反射光の光学特性を測定することにより、液滴吐出ヘッド１１ａの位置決めを精度良く行うことができる。
【００７９】
ステップＳ３０では、ヘッド位置決め工程におけるヘッド位置判定工程を行う。第１光学測定データに基づいて、液滴吐出ヘッド１１ａの位置が適切であるか否かを判定する。この判定方法の一例として、光学部材１４０としてのレンズを、電気光学素子１００の受光面１１３上に形成する場合について述べる。まず、液滴吐出ヘッド１１ａと受光面１１３との相対位置が適切な場合における、反射板２４によって反射される発光面１０６からの放出光を、受光面１１３が受光する受光光の光強度を基準光強度とする。基準光強度のデータは、コンピュータのＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置に予め記憶させておく。
【００８０】
次に、第１光学測定データの光強度の値と、基準光強度の値とを比較して、第１光学測定データの光強度値が、基準光強度値に対して、例えば９０％以上である場合には、液滴吐出ヘッド１１ａと受光面１１３との相対位置が適切であると判定し、次のステップＳ５０に進む。一方、基準光強度値に対して第１光学測定データの光強度値が、例えば９０％未満の場合には、液滴吐出ヘッド１１ａと受光面１０９との相対位置が適切でないと判定し、ステップＳ４０に進む。
【００８１】
なお、ヘッド位置判定に用いる第１光学測定データは、反射板２４によって反射される反射光を受光面１１３が受光する光の光強度値だけでなく、光の光量や、受光位置等を基準として用いてもよい。
【００８２】
ここまでのステップにより、液滴吐出ヘッド１１ａの相対位置をより正確に位置決めできるので、電気光学素子１００上に所望の光学部材１４０としてのレンズを、ほぼ正確に形成できる。
【００８３】
ステップＳ４０では。ヘッド位置決め工程におけるヘッド位置調整工程を行う。ヘッド位置調整工程では、まず、第１光学測定データに基づいて、液滴吐出ヘッド１１ａが、適切な相対位置と比較して、どのくらいの誤差があるのかを算出する。例えば、ステップＳ３０の例で説明すると、まず、液滴吐出ヘッド１１ａと受光面１１３との適切な場合の相対位置を基準として、相対位置を動かしたときの受光面１１３が受光する光の光強度との光強度−相対位置データを予め取得しておく。次に、第１光学測定データと、光強度−相対位置データとを比較することによって、相対位置がどの程度、適切な相対位置からずれているかを算出できる。なお、光強度−相対位置データは、上記のように予めデータを取らず、シミュレーション等で取得することも可能である。
【００８４】
適切な相対位置との差が算出できたら、相対位置が適切な位置になるように液滴吐出ヘッド１１ａ、微動ステージ１３等により、位置を調整する。液滴吐出ヘッド１１ａが適切な相対位置になったら、再びステップＳ２０に戻り、第１測定工程を行い、次のステップＳ３０にさらに進んで、液滴吐出ヘッド１１ａの相対位置の判定を行う。そして、液滴吐出ヘッド１１ａの相対位置が適切な相対位置になるまで、ステップＳ２０〜ステップＳ４０を繰返し行う。
【００８５】
ここまでのステップにより、液滴吐出ヘッド１１ａの位置を、より正確に液滴を吐出する位置に位置決めできるので、電気光学素子１００上に所望の光学部材１４０としてのレンズを、より正確に形成できる。
【００８６】
ステップＳ５０では、液滴吐出工程を行う。
図６（ｂ）は、液滴吐出された後のヘッドの模式断面図を示す。
【００８７】
まず、液滴ノズル２１内に光学部材１４０の材料となる、液状材料となっている紫外線硬化樹脂を充填する。次に、液滴ノズル２１内に形成されている圧電素子２３を駆動させ、光学部材１４０の材料としての紫外線硬化樹脂の液状材料を吐出し、電気光学素子１００上に液滴１４０ａを形成する。吐出された液状材料による液滴１４０ａは、一度に吐出して形成してもよいし、複数回に分けて形成してもよい。吐出量、吐出回数等は、液滴吐出装置１０のコンピュータのＲＯＭ等に記憶されている液滴吐出プログラムを使用している。
【００８８】
ステップＳ６０では、第２測定工程を行う。ステップＳ２０と同様に、電気光学素子１００の発光面１０６から放出されている放出光を、液滴ノズル２１の開口部２１ａから取り込み、反射板２４で放出光を反射し、その反射光を受光面１１３で受光する。その受光した反射光の光学特性を電気光学素子１００の受光素子部１３０を用いて光学測定する。測定されたデータは、第２光学測定データとして、液滴吐出装置１０が有するコンピュータのＲＡＭ等の記憶装置に一時的に保存される。ここで、第２光学測定データは、ステップＳ３０の第１光学測定データと同様に、例えば受光面１１３が受光した光の光強度を取得する。
【００８９】
ステップＳ７０では、液滴位置判定工程を行う。第２光学測定データに基づいて、液滴１４０ａの位置が適切であるか否かを判定する。判定方法は、ステップＳ３０と同様に、まず、液滴１４０ａの位置が適切な場合での、受光面１１３が受光する光の光強度を基準光強度とする。基準光強度のデータは、コンピュータのＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置に予め記憶させておく。次に、第２光学測定データの光強度の値と、基準光強度の値とを比較して、第２光学測定データの光強度値が、基準光強度値に対して、例えば９０％以上である場合には、液滴１４０ａの着弾位置が適切であると判定し、次のステップＳ９０に進む。一方、基準光強度値に対して第２光学測定データの光強度値が、例えば９０％未満の場合には、液滴１４０ａの位置が適切でないと判定し、ステップＳ８０に進む。
【００９０】
ここまでのステップにより、液滴吐出ヘッド１１ａから吐出される液状材料によって形成される液滴１４０ａの位置が適切であるか否かを判定することから、液滴１４０ａの液滴位置不良を迅速に判断できる。
【００９１】
なお、液滴１４０ａの位置の判定だけしたい場合には、上記のステップＳ２０〜ステップＳ４０までを行わずに実行してもよい。
【００９２】
ステップＳ８０は、液滴除去工程を行う。
図６（ｃ）は、液滴除去工程でのヘッドの模式断面図を示す。
【００９３】
液滴位置判定工程で、液滴１４０ａの位置が適切でないと判定された場合には、その光学部材は後に、形成不良として処理され、製造歩留まりを低下させてしまう。したがって、液滴１４０ａを硬化させていない、液状となっている状態で除去する。
【００９４】
液滴１４０ａの除去方法は、液滴吐出ヘッド１１ａが有する液滴除去装置２６を用いる。ここで、液滴除去装置は、エアブロー機能と、液滴吸引機能を有している。まずエアブローすることにより、液滴１４０ａを電気光学素子１００から浮かすようにする。その後、液滴１４０ａを吸引することにより除去する。
【００９５】
液滴の除去がなされた後、再びステップＳ２０に戻る。
【００９６】
ここまでのステップにより、液滴１４０ａの位置が適切でないと判定された液滴１４０ａを、液滴除去装置２６で除去することにより、再び光学部材の製造工程に戻すことができるので、光学部材１４０となる液滴１４０ａを最適な位置に形成できるように、再製造することができる。
【００９７】
ステップＳ９０は、紫外線照射工程を行う。
液滴吐出ヘッド１１ａが有する紫外線照射装置２５から紫外線を液滴１４０ａに照射する。液滴１４０ａは、紫外線硬化樹脂を用いているので、紫外線を照射することにより硬化して、光学部材１４０としてのレンズとなる。
【００９８】
これらの工程を実行することにより、図１に示すような光学部材１４０を有する電気光学素子１５０を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本実施形態における光学部材を有する電気光学素子の模式断面図。
【図２】電気光学素子の製造装置としての液滴吐出装置の模式的な斜視図。
【図３】液滴吐出装置が有するヘッドの模式断面図。
【図４】液滴吐出装置の機能ブロック図。
【図５】電気光学素子の製造方法のフローチャート。
【図６】（ａ）は、ヘッドの位置決め工程でのヘッドの模式断面図、（ｂ）は、着弾位置判定工程でのヘッドの模式断面図、（ｃ）は、液状材料除去工程でのヘッドの模式断面図。
【符号の説明】
【０１００】
１０…液滴吐出装置、１１…液滴吐出ヘッド群、１２…スライド機構、１３…微動ステージ、１４…半導体基板、２１…液滴ノズル、２１ａ…ノズル開口部、２２ａ…第１プローブ針、２２ｂ…第２プローブ針、２３…圧電素子、２４…反射板、２５…エネルギー照射装置、２６…液滴吸引装置、１００…電気光学素子、１０１…ＧａＡｓ基板、１０２…第１電極、１０３…第１ミラー、１０４…活性層、１０５…電流狭窄層、１０６…発光面、１０７…第２ミラー、１０８…第２電極、１０９…第１コンタクト層、１１０…光吸収層、１１１…第２コンタクト層、１１２…第３電極、１１３…受光面、１２０…発光素子部、１３０…受光素子部、１４０…光学部材、１４０ａ…液滴、１５０…光学部材を有する電気光学素子、１６０…放出光、２００…電気光学素子起動手段、２０１…第１測定手段、２０２…ヘッド位置決め手段、２０３…ヘッド位置判定手段、２０４…ヘッド位置調整手段、２０５…液滴吐出手段、２０６…第２測定手段、２０７…着弾位置判定手段、２０８…液滴除去手段、２０９…紫外線照射手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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