(57)【要約】【課題】高い位置精度で個々のマイクロレンズを発光層や撮像素子と貼り合わせることが可能で高性能な光電変換装置を提供する。【解決手段】表面から突出する第１高さの第１マイクロレンズをアレイ状に配置するマイクロレンズアレイ基板と、前記第１マイクロレンズに対向しつつ前記マイクロレンズアレイ基板に結合される対向基板と、前記マイクロレンズアレイ基板に含まれて、前記第１高さよりも高い第２高さで前記表面から突出し、前記対向基板に接触する第２マイクロレンズと、を備える。【選択図】図２
2015079856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から突出する第１高さの第１マイクロレンズをアレイ状に配置するマイクロレンズアレイ基板と、
前記第１マイクロレンズに対向しつつ前記マイクロレンズアレイ基板に結合される対向基板と、
前記マイクロレンズアレイ基板に含まれて、前記第１高さよりも高い第２高さで前記表面から突出し、前記対向基板に接触する第２マイクロレンズと、
を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
表面から突出する第１マイクロレンズおよび第２マイクロレンズをアレイ状に配置するマイクロレンズアレイ基板と、
前記第１マイクロレンズに対向しつつ前記マイクロレンズアレイ基板に結合される対向基板と、
前記対向基板の表面に配置されて、前記マイクロレンズアレイ基板の厚み方向から見た平面視で前記第２マイクロレンズに重なるスペーサーと、
を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光電変換装置において、前記第１マイクロレンズおよび前記第２マイクロレンズは樹脂材製であって、前記対向基板の表面には樹脂層が被さることを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電変換装置において、前記対向基板に支持されて、少なくとも前記第１マイクロレンズの光路の外側に配置される発光素子と、前記対向基板に支持されて、前記光路内に配置される受光素子とを備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電変換装置において、前記対向基板に支持されて、少なくとも前記第１マイクロレンズの光路内に配置される受光素子を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光電変換装置を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
表面から突出する第１高さの第１マイクロレンズをアレイ状に配置するマイクロレンズアレイ基板に、前記第１マイクロレンズに対向する対向基板を結合する際に、前記マイクロレンズアレイ基板に含まれて前記第１高さよりも高い第２高さで前記表面から突出する第２マイクロレンズを前記対向基板に押し当てる工程を備えることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の光電変換装置の製造方法において、前記マイクロレンズアレイ基板の製造にあたって、
第１位置および第２位置を規定する基板上の前記第２位置に第１樹脂材を島状に固定する工程と、
前記基板上の前記第１位置および前記第２位置に第２樹脂材を塗布する工程と、
アレイパターンに前記第２樹脂材をパターニングする工程と、
前記アレイパターンに従って前記第２樹脂材を硬化し、前記第１位置に前記基板の表面から突出する第１高さの第１マイクロレンズを形成し、前記第２位置に前記基板の前記表面から前記第１高さよりも高い第２高さで突出する第２マイクロレンズを形成する工程と、
を備えることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置およびその製造方法、並びに、そういった光電変換素子を利用する電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体認証装置やデジタルカメラなどの電子機器の携帯性や利便性を向上するために、被対象物を撮像するイメージセンサー（撮像装置）の小型化が重要となっている。例えば特許文献１に記載されているように、マイクロレンズと受光素子との間にピンホール（光透過領域）を介在させ、マイクロレンズと受光素子とピンホールとを一対一に対応するように複数配列することで、小型化された撮像装置が知られていた。そのようなマイクロデバイスを搭載する撮像装置の作製方法は例えば特許文献２などに開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１００１８６号公報
【特許文献２】特開２０１２−６４９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように複数層のデバイスを積層する構造の一つにマイクロレンズアレイが発光層上に配置されるものがある。マイクロレンズアレイの形成に当たって例えばフォトリソグラフィ技術が用いられ、材料は各種の有機材料が使用される。それらを積層された基板の貼り合わせを必要な光学距離に合わせて作製する際、各デバイスが高精度にアライメントされる必要がある。しかしマイクロレンズアレイ基板を対向基板に貼り合わせする場合、接触後のアライメントにおいて両基板間に大きな摩擦が発生する。結果、高精度のアライメントができず、前述の撮像装置の性能が低下するという問題があった。本発明はその問題を低減し、高精度な組立アライメントを実現、撮像装置の性能向上を目的とする。
【０００５】
本発明の少なくとも１つの態様によれば、高い位置精度で個々のマイクロレンズを発光層や撮像素子と貼り合わせることが可能となり、高性能な光電変換装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様は、表面から突出する第１高さの第１マイクロレンズをアレイ状に配置するマイクロレンズアレイ基板と、前記第１マイクロレンズに対向しつつ前記マイクロレンズアレイ基板に結合される対向基板と、前記マイクロレンズアレイ基板に含まれて、前記第１高さよりも高い第２高さで前記表面から突出し、前記対向基板に接触する第２マイクロレンズとを備える光電変換装置に関する。
【０００７】
マイクロレンズアレイ基板と対向基板との結合にあたって第１マイクロレンズおよび第２マイクロレンズは対向基板に向き合わせられる。マイクロレンズアレイ基板が対向基板に近づくと、第２マイクロレンズは対向基板に接触する。第１マイクロレンズと対向基板との間には所定の間隔が確保される。この状態でマイクロレンズアレイ基板と対向基板との間でアライメントが実施されると、第２マイクロレンズは対向基板に接触するものの第１マイクロレンズと対向基板との接触は回避されることから、マイクロレンズアレイ基板と対向基板との間で摩擦は減少する。したがって、マイクロレンズアレイ基板と対向基板との間で確実に相対移動（相対回転を含む）は実現される。アライメントの結果、個々の第１マイクロレンズは確実に高い位置精度で対向基板の対応の位置に向き合わせられる。こうして光電変換装置は実現される。
【０００８】
（２）本発明の他の態様は、表面から突出する第１マイクロレンズおよび第２マイクロレンズをアレイ状に配置するマイクロレンズアレイ基板と、前記第１マイクロレンズに対向しつつ前記マイクロレンズアレイ基板に結合される対向基板と、前記対向基板の表面に配置されて、前記マイクロレンズアレイ基板の厚み方向から見た平面視で前記第２マイクロレンズに重なるスペーサーとを備える光電変換装置に関する。
【０００９】
マイクロレンズアレイ基板と対向基板との結合にあたって第１マイクロレンズおよび第２マイクロレンズは対向基板に向き合わせられる。マイクロレンズアレイ基板が対向基板に近づくと、第２マイクロレンズはスペーサーに接触する。第１マイクロレンズと対向基板との間には間隔が確保される。この状態でマイクロレンズアレイ基板と対向基板との間でアライメントが実施されると、第２マイクロレンズはスペーサーで受け止められるものの第１マイクロレンズと対向基板との接触は回避されることから、マイクロレンズアレイ基板と対向基板との間で摩擦は減少する。したがって、マイクロレンズアレイ基板と対向基板との間で確実に相対移動（相対回転を含む）は実現される。アライメントの結果、個々の第１マイクロレンズは確実に高い位置精度で対向基板の対応の位置に向き合わせられる。こうして光電変換装置は実現される。
【００１０】
（３）前記第１マイクロレンズおよび前記第２マイクロレンズは樹脂材料で形成されることが多く、また前記対向基板の表面には樹脂層が形成されている場合が想定されるため、樹脂材料製の第１および第２マイクロレンズは対向基板上の樹脂層に対して大きな摩擦を生みやすい。したがって、こういった材料の組み合わせでは前述の摩擦の減少の効果はさらに際立つ。なお、第１マイクロレンズおよび第２マイクロレンズは同一工程、同一材料で形成されることができる。
【００１１】
（４）光電変換装置は、前記対向基板に支持されて、少なくとも前記第１マイクロレンズの光路の外側に配置される発光素子と、前記対向基板に支持されて、前記光路内に配置される受光素子とを備えてもよい。発光素子から出射される光は第１マイクロレンズを通過しない。第１マイクロレンズを通過する光は発光素子からの光に影響されない。したがって、受光素子は、第１マイクロレンズを通過する光を正確に受光することができる。
【００１２】
（５）光電変換装置は、前記対向基板に支持されて、少なくとも前記第１マイクロレンズの光路内に配置される受光素子を備えてもよい。受光素子は、第１マイクロレンズを通過する光を正確に受光することができる。
【００１３】
（６）光電変換装置は電子機器に組み込まれて利用されることができる。このとき、電子機器は光電変換装置を含むことができる。
【００１４】
（７）本発明のさらに他の態様は、表面から突出する第１高さの第１マイクロレンズをアレイ状に配置するマイクロレンズアレイ基板に、前記第１マイクロレンズに対向する対向基板を結合する際に、前記マイクロレンズアレイ基板に含まれて前記第１高さよりも高い第２高さで前記表面から突出する第２マイクロレンズを前記対向基板に押し当てる工程を備える光電変換装置の製造方法に関する。
【００１５】
第２マイクロレンズの高さは第１マイクロレンズの高さよりも高いことから、第２マイクロレンズが対向基板に接触すると、第１マイクロレンズと対向基板との間には間隔が確保される。この状態でマイクロレンズアレイ基板と対向基板との間でアライメントが実施されると、第２マイクロレンズは対向基板に接触するものの第１マイクロレンズと対向基板との接触は回避されることから、マイクロレンズアレイ基板と対向基板との間で摩擦は減少する。したがって、マイクロレンズアレイ基板と対向基板との間で確実に相対移動（相対回転を含む）は実現される。アライメントの結果、個々の第１マイクロレンズは確実に高い位置精度で対向基板の対応の位置に向き合わせられる。こうして光電変換装置は製造される。
【００１６】
（８）光電変換装置の製造方法は、前記マイクロレンズアレイ基板の製造にあたって、第１位置および第２位置を規定する基板上の前記第２位置に第１樹脂材を島状に固定する工程と、前記基板上の前記第１位置および前記第２位置に第２樹脂材を塗布する工程と、アレイパターンに前記第２樹脂材をパターニングする工程と、前記アレイパターンに従って前記第２樹脂材を硬化し、前記第１位置に前記基板の表面から突出する第１高さの第１マイクロレンズを形成し、前記第２位置に前記基板の前記表面から前記第１高さよりも高い第２高さで突出する第２マイクロレンズを形成する工程とを備えることができる。こうして光電変換装置は製造される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った拡大垂直断面図である。
【図３】光電変換装置の動作の様子を概略的に示す拡大垂直断面図である。
【図４】光電変換装置の製造工程を示す図であって、マイクロレンズアレイ基板の基板材の平面図である。
【図５】光電変換装置の製造工程を示す図であって、発光基板の基板材の平面図である。
【図６】マイクロレンズアレイ基板の製造工程を示す図であって、基板材の垂直断面図である。
【図７】マイクロレンズアレイ基板の製造工程を示す図であって、パターニングされる第２樹脂材を示す垂直断面図である。
【図８】マイクロレンズアレイ基板の製造工程を示す図であって、第１マイクロレンズおよび第２マイクロレンズを示す垂直断面図である。
【図９】マイクロレンズアレイ基板の製造工程を示す図であって、ハーフトーンマスクおよび基板材の垂直断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る光電変換装置の構成を概略的に示す拡大垂直断面図である。
【図１１】第３実施形態に係る光電変換装置の構成を概略的に示す拡大垂直断面図である。
【図１２】生体認証装置の構成を概略的に示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１９】
（１）第１実施形態に係る光電変換装置の構成
図１は本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１１の構成を概略的に示す。光電変換装置１１はマイクロレンズアレイ基板１２を備える。図１にはマイクロレンズアレイ基板１２の表層の表面が描かれる。マイクロレンズアレイ基板１２は基板本体１３を有する。基板本体１３は光透過性を有する。ここでは、基板本体１３は少なくとも近赤外線の透過を許容する。基板本体１３は例えばガラス基板や石英基板から形成されることができる。
【００２０】
基板本体１３では、表層の表面とは反対側（裏側）の表面、すなわち、裏面に第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５が配置される。第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５はアレイ状に配列されアレイ１６を形成する。ここでは、複数行複数列の格子パターンが確立される。基板本体１３の表面に直交する方向（基板本体の厚み方向）から見た平面視（以下、単に「平面視」という）でアレイ１６の輪郭は例えば長方形や正方形に形成される。ただし、アレイ１６は格子パターンに限られるものではなくアレイ１６の輪郭は長方形や正方形に限られるものではない。アレイ１６の輪郭はアレイ１６の最外周に配置される第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５に外接する直線または曲線で規定されることができる。第２マイクロレンズ１５の配置および個数は後述されるように要求に応じて任意に設定される。ここでは、アレイ１６の長辺および短辺でそれぞれ中央位置に合計４つの第２マイクロレンズ１５が配置される。第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５の大きさは平面視で等しく設定される。ここでは、第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５は例えば光透過性樹脂材から形成されることができる。
【００２１】
基板本体１３の裏面にはシール材１７が結合される。シール材１７は第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５のアレイ１６を囲む。図２に示されるように、シール材１７はマイクロレンズアレイ基板１２と対向基板２１とを結合する。第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５は基板本体１３と対向基板２１との間に配置される。シール材１７は基板本体１３と対向基板２１との間に第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５のアレイ１６を封入する。シール材１７はマイクロレンズアレイ基板１２に対向基板２１を結合する。シール材１７には例えば紫外線硬化樹脂材が用いられる。
【００２２】
図２に示されるように、第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５は基板本体１３の裏面から突出する。第１マイクロレンズ１４は第１高さＨ１のレンズ体２２で形成される。レンズ体２２は湾曲面で基板本体１３の裏面から盛り上がる。第１マイクロレンズ１４は第１高さＨ１を有する。第２マイクロレンズ１５は第１高さＨ１のレンズ体２２と嵩上げ層２３とを備える。レンズ体２２と基板本体１３との間に嵩上げ層２３が挟まれる。こうして第２マイクロレンズ１５は第１高さＨ１よりも高い第２高さＨ２を有する。
【００２３】
対向基板２１は発光基板２４、遮光基板２５および受光基板２６を備える。発光基板２４は表面でマイクロレンズアレイ基板１２に向き合わせられ裏面で遮光基板２５の表面に受け止められる。遮光基板２５は裏面で受光基板２６の表面に受け止められる。発光基板２４は基板本体２７の表面に形成される発光層２８を備える。発光層２８は例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料から形成される。発光層２８は第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５の光路１４ａ、１５ａの外側で第１電極層３１および第２電極層３２に挟まれる。こうして発光層２８では第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５の光路１４ａ、１５ａの外側で発光素子が形成される。第１電極層３１および第２電極層３２から発光層２８に電圧が印加されると、発光層２８は面直方向に発光する。発光層２８の光は第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５の輪郭の外側でマイクロレンズアレイ基板１２の基板本体１３を通過する。
【００２４】
発光基板２４の表面で発光層２８は封止層（樹脂層）３３で覆われる。封止層３３の表面は平面に規定される。封止層３３は例えば樹脂材から形成される。封止層３３は外気や水分から第１電極層３１や第２電極層３２、発光層２８を保護する。第２マイクロレンズ１５は湾曲面の頂上で発光基板２４の封止層３３に接触する。その一方で、第１マイクロレンズ１４は湾曲面の頂上で発光基板２４の封止層３３に対向する。第１マイクロレンズ１４および封止層３３の間には空間が確保される。
【００２５】
遮光基板２５は基板本体３４の裏面に形成される遮光層３５を備える。遮光層３５は例えばクロム膜といった金属膜や不透明な樹脂層などの遮光材から形成される。遮光層３５は第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５の光路１４ａ、１５ａの外側に配置される。遮光層３５には第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５の光路１４ａ、１５ａに対応して開口３６が形成される。開口３６は第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５で集光される光の通過を許容する。その一方で、遮光層３５は発光層２８から受光基板２６に向かって光の透過を阻止する。
【００２６】
受光基板２６は基板本体３７の表面に形成される受光素子３８を備える。受光素子３８は例えばＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサーやＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサーで形成されることができる。受光素子３８は第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５の光路１４ａ、１５ａ内に配置される。第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５で集光された光は受光素子３８で受光される。
【００２７】
（２）光電変換装置の動作
次に光電変換装置１１の動作を簡単に説明する。図３に示されるように、マイクロレンズアレイ基板１２の表面には対象物ＦＧがかざされる。第１電極層３１および第２電極層３２から発光層２８に電圧が印加されると、発光層２８は発光する。光は発光層２８から面直方向に対象物ＦＧに照らされる。対象物ＦＧから反射する光は再び光電変換装置１１に進入する。光は第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５で集光され発光基板２４の発光素子の間を抜け遮光基板２５の開口３６を通過する。光は受光素子３８で受光される。こうして対象物の画像は取得される。
【００２８】
光電変換装置１１では、後述されるように、アライメントの結果、個々の第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５は確実に高い位置精度で対向基板２１の対応の位置に向き合わせられる。第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５の光軸１４ｂ、１５ｂは、発光素子から外れた位置で正確に開口３６および受光素子３８に向き合わせられる。したがって、光は効率的に受光素子３８で受光されることができる。加えて、第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５は共通にレンズ体２２を備えることから、製造工程の増加はできる限り抑制されることができる。
【００２９】
発光層２８から出射される光は第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５を通過しない。第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５を通過する光は発光層２８からの光に影響されない。したがって、受光素子３８は、第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５を通過する光を正確に受光することができる。
【００３０】
（３）光電変換装置の製造方法
次に光電変換装置１１の製造方法を簡単に説明する。図４に示されるように、マイクロレンズアレイ基板４１が用意される。マイクロレンズアレイ基板４１は基板材４２を備える。基板材４２はマイクロレンズアレイ基板１２の基板本体１３と同一の素材から形成される。基板材４２の表面には区画４３ごとに第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５のアレイ１６が形成される。第１マイクロレンズ１４は基板材４２の表面から第１高さＨ１で突出する。第２マイクロレンズ１５は基板材４２の表面から第２高さＨ２で突出する。区画４３の輪郭は紫外線樹脂材の堰４４で縁取られる。紫外線硬化樹脂材は流動性を有する。
【００３１】
区画４３の周囲にはアライメントマーク４５が配置される。アライメントマーク４５は基板材４２の裏面（または表面）にプリントされ、または、刻まれればよい。アライメントマーク４５は、後述されるように、例えばマイクロレンズアレイ基板４１の表面側から撮像装置で確認されることができる。ここでは、アライメントマーク４５は平面視で区画４３全体の対角線の延長線上で４カ所に配置される。アライメントマーク４５は第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５のアレイ１６に対して高い精度で位置合わせされる。
【００３２】
図５に示されるように、発光基板４６にマイクロレンズアレイ基板４１は結合される。発光基板４６は基板材４７を備える。基板材４７は発光基板２４の基板本体２７と同一の素材から形成される。基板材４７の表面には区画４８ごとに１アレイ１６に対応する第１電極層３１、発光層２８および第２電極層３２が形成される。区画４８の周囲には、基板材４２と同様に、アライメントマーク４９が配置される。アライメントマーク４９はマイクロレンズアレイ基板４１のアライメントマーク４５と対をなす。アライメントマーク４９は例えばマイクロレンズアレイ基板４１の表面側から撮像装置で確認されることができる。アライメントマーク４９と第１電極層３１との位置関係はアライメントマーク４５とアレイ１６との位置関係を反映する。
【００３３】
第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５の湾曲面は発光基板４６の封止層３３に向き合わせられる。発光基板４６はスライドテーブルの水平面上に吸着保持される。発光基板４６は例えばスライドテーブルに一時的に固定される。マイクロレンズアレイ基板４１は例えば吸着アームに吸着保持される。基板材４２および基板材４７は相互に平行に維持される。スライドテーブルは水平面内で直交二軸に沿って変位することができ、同時に、水平面に垂直な回転軸回りで回転変位することができる。これら変位の組み合わせに応じてマイクロレンズアレイ基板４１上のアライメントマーク４５と発光基板４６上のアライメントマーク４９とは正確に重ねられる。アライメントマーク４５、４９の重ね合わせに応じて位置合わせは実現される。位置合わせにあたってアライメントマーク４５、４９は水平面に直交する視点から撮像装置で撮像される。
【００３４】
結合にあたってマイクロレンズアレイ基板４１は発光基板４６に近づく。マイクロレンズアレイ基板４１上の第２マイクロレンズ１５が発光基板４６上の封止層３３に接触する以前に大まかにマイクロレンズアレイ基板４１に対して発光基板４６は位置合わせされる。その後、第２マイクロレンズ１５は封止層３３の表面に押し当てられる。このとき、紫外線硬化樹脂材は区画４８の周囲で封止層３３の表面に密着する。こうして第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５は密閉される。位置合わせは続行される。第２マイクロレンズ１５の接触後にさらに高い精度で位置合わせは実施される。第２マイクロレンズ１５の第２高さＨ２は第１マイクロレンズ１４の第１高さＨ１よりも高いことから、第２マイクロレンズ１５が封止層３３に接触すると、第１マイクロレンズ１４と封止層３３との間には間隔が確保される。この状態でマイクロレンズアレイ基板４１と発光基板４６との間でアライメントが実施されると、第２マイクロレンズ１５は発光基板４６の封止層３３に接触するものの第１マイクロレンズ１４と封止層３３との接触は回避されることから、マイクロレンズアレイ基板４１と発光基板４６との間で摩擦は軽減される。したがって、マイクロレンズアレイ基板４１と発光基板４６との間で確実に相対移動（相対回転を含む）は実現される。アライメントの結果、個々の第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５は確実に高い位置精度で発光基板４６の対応の位置に向き合わせられる。特に、樹脂材製の第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５は同様な樹脂材製の封止層３３に対して大きな摩擦を生みやすい。したがって、こういった材料の組み合わせでは前述の摩擦の減少の効果はさらに際立つ。仮に、第２マイクロレンズ１５が省略されて全ての第１マイクロレンズ１４が発光基板４６の封止層３３に接触すると、第１マイクロレンズ１４群と封止層３３との間に大きな摩擦が発生し、マイクロレンズアレイ基板４１と発光基板４６との間で相対移動は実現されないことを本発明者は確認した。こうしたことから、第２マイクロレンズ１５の個数や配置は、第２マイクロレンズ１５の素材と封止層３３の素材との摩擦係数の大きさや、スライドテーブルおよび吸着アームの吸着力に応じて、確実にマイクロレンズアレイ基板４１および発光基板４６の間で相対移動を生み出す程度に適宜に設定されればよい。位置合わせが完了すると、紫外線硬化樹脂材の堰４４は固められる。こうしてシール材１７が形成される。
【００３５】
その後、マイクロレンズアレイ基板４１とともに発光基板４６は遮光基板（図示されず）に結合される。発光基板４６は遮光基板に接着される。遮光基板には予め受光基板が結合される。受光基板に遮光基板は接着される。遮光基板および受光基板はそれぞれ基板材を備える。基板材はそれぞれ遮光基板２５の基板本体３４と同一の素材および受光基板２６の基板本体３７と同一の素材から形成される。基板材にはそれぞれ区画ごとに遮光層３５や受光素子３８が形成される。こうして積層されたマイクロレンズアレイ基板４１、発光基板４６、遮光基板および受光基板から個片の光電変換装置１１は切り出される。
【００３６】
次にマイクロレンズアレイ基板４１の製造方法を簡単に説明する。図６に示されるように、基板材４２が用意される。基板材４２の表面には第１位置５１および第２位置５２が確保される。第１位置５１および第２位置５２はアレイ状に配列される。第１位置５１は第１マイクロレンズ１４の位置を規定し、第２位置５２は第２マイクロレンズ１５の位置を規定する。基板材４２の表面には第２位置５２に第１樹脂材５３が島状に固定される。第１樹脂材５３の固定にあたって例えばフォトリソグラフィ技術が用いられればよい。
【００３７】
図７に示されるように、基板材４２の表面に一面に流動性の第２樹脂材５４が塗布される。第２樹脂材５４は第１位置５１および第２位置５２に被さる。第２樹脂材５４は一定の膜厚を有する。第２樹脂材５４は例えばフォトレジスト材であればよい。第２樹脂材５４は、第１マイクロレンズ１４および第２マイクロレンズ１５のアレイ１６に相当するアレイパターンにパターニングされる。パターニングにあたって例えばマスク５５に基づき露光が実施されればよい。
【００３８】
図８に示されるように、現像処理に応じて基板材４２の表面には第１マイクロレンズ１４の素材および第２マイクロレンズ１５の素材が形成される。素材に加熱処理が施されると、第２樹脂材５４はアレイパターンに従って硬化する。硬化に先立って第２樹脂材５４は液化する。表面張力の働きで湾曲面が形成される。こうして基板材４２の表面では、第１位置５１に基板材４２の表面から突出する第１高さＨ１の第１マイクロレンズ１４が形成され、第２位置５２に基板材４２の表面から第１高さＨ１よりも高い第２高さＨ２で突出する第２マイクロレンズ１５が形成される。その他、第１樹脂材５３および第２樹脂材５４のアレイパターンの形成にあたって第１樹脂材５３および第２樹脂材５４のインクジェットプリントが用いられてもよい。
【００３９】
また、図９に示されるように、ハーフトーンマスク５６が用いられれば、第１高さＨ１の第１マイクロレンズ１４と第２高さＨ２の第２マイクロレンズ１５とが同時に感光性樹脂５７から形成されることができる。第２マイクロレンズ１５ではレンズ体２２と嵩上げ層２３とは一体化される。ハーフトーンマスク５６では、第２マイクロレンズ１５に相当する部位で第１マイクロレンズ１４に相当する部位よりも光透過性が高められる。その結果、第１マイクロレンズ１４に対応する位置で第１高さＨ１の円柱形素材が形成され、第２マイクロレンズ１５に対応する位置で第２高さＨ２の円柱形素材が形成される。その後、加熱処理に応じて個々の円柱形素材の先端に湾曲面は形成されることができる。
【００４０】
（４）第２実施形態に係る光電変換装置
図１０は第２実施形態に係る光電変換装置１１ａの構成を概略的に示す。光電変換装置１１ａではマイクロレンズアレイ基板１２の基板本体１３に第１マイクロレンズ５８および第２マイクロレンズ５９のアレイが形成される。第１マイクロレンズ５８は第１高さＨ１の第１レンズ体で形成される。第２マイクロレンズ５９は第２高さＨ２の第２レンズ体で形成される。ここでは、第２レンズ体は平面視で第１レンズ体よりも大きく形成される。すなわち、第２レンズ体は第１レンズ体の直径Ｄ１よりも大きい直径Ｄ２を有する。その他の構成は第１実施形態に係る光電変換装置１１と同様である。光電変換装置１１ａの製造にあたって、前述と同様に、第２マイクロレンズ５９が封止層３３に接触すると、第１マイクロレンズ５８と封止層３３との間には間隔が確保される。マイクロレンズアレイ基板４１と発光基板４６との間で摩擦は軽減される。したがって、マイクロレンズアレイ基板４１と発光基板４６との間で確実に相対移動（相対回転を含む）は実現される。第２レンズ体の直径Ｄ２が第１レンズ体の直径Ｄ１よりも大きく形成されれば、必然的に第２レンズ体は第１レンズ体の第１高さＨ１よりも大きい第２高さＨ２を有する。こうした第１マイクロレンズ５８および第２マイクロレンズ５９の形成にあたって例えばインクジェットプリントやフォトリソグラフィ技術が用いられることができる。
【００４１】
（５）第３実施形態に係る光電変換装置
図１１は第３実施形態に係る光電変換装置１１ｂの構成を概略的に示す。光電変換装置１１ｂではマイクロレンズアレイ基板１２の基板本体１３に均一な高さの第１マイクロレンズ６１および第２マイクロレンズ６１ａが配置される。第１マイクロレンズ６１および第２マイクロレンズ６１ａは同一の形状および材質で形成される。その一方で、発光基板２４の表面には第２マイクロレンズ６１ａに向き合って嵩上げ層（スペーサー）６２が配置される。第２マイクロレンズ６１ａが嵩上げ層６２に押し当てられる結果、第１マイクロレンズ６１と封止層３３との間に空間が確保される。その他の構成は第１実施形態に係る光電変換装置と同様である。光電変換装置１１ｂの製造にあたって、前述と同様に、第２マイクロレンズ６１ａが嵩上げ層６２に接触すると、第１マイクロレンズ６１と封止層３３との間には間隔が確保される。マイクロレンズアレイ基板４１と発光基板４６との間で摩擦は軽減される。したがって、マイクロレンズアレイ基板４１と発光基板４６との間で確実に相対移動（相対回転を含む）は実現される。
【００４２】
（６）電子機器としての生体認証装置
図１２に示されるように、光電変換装置１１（１１ａ、１１ｂ）は生体認証装置６３に組み込まれて利用されることができる。光電変換装置１１（１１ａ、１１ｂ）には制御部６４が接続される。制御部６４は発光層２８の発光を制御するとともに受光素子３８の出力を信号処理する。発光の制御にあたって制御部６４は例えば発光基板２４の第１電極層３１および第２電極層３２に対して電圧の供給を制御する。発光層２８から指ＦＧに光は照射される。光は近赤外線であって例えば７５０〜３０００ｎｍ（好ましくは８００〜９００ｎｍ）の波長を有する。光は指ＦＧの内部に到達すると散乱し、一部は反射光として受光素子３８に向かう。個々の受光素子３８は近赤外線光の強度に応じて電気信号を出力する。アレイ状の受光素子３８の出力に応じて光の画像が形成される。静脈中のヘモグロビンは近赤外線光を吸収することから、画像中で暗い静脈像は描かれることができる。制御部６４にはマイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）といった演算処理回路が用いられればよい。
【００４３】
制御部６４には記憶部６５および出力部６６が接続される。記憶部６５には特定の識別子の下で静脈像が記憶される。静脈像は光電変換装置１１（１１ａ、１１ｂ）で取得されて登録される。静脈像は個人個人相違する。記憶部６５には例えばフラッシュメモリーやハードディスクドライブといった不揮発性メモリーが用いられることができる。生体認証にあたって制御部６４は登録された静脈像に撮像された静脈像を照らし合わせる。撮像の静脈像が登録の静脈像に一致すれば、本人認証は達成される。認証完了の出力信号が出力部６６から出力される。撮像の静脈像が登録の静脈像に一致しなければ、本人認証は否定される。認証不良の出力信号が出力部６６から出力される。こうした生体認証装置６３は、入退室管理装置や現金自動預け払い機（ＡＴＭ）、携帯電話やスマートフォンなどの利用者管理その他で利用されることができる。
【００４４】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、発光基板２４や遮光基板２５、受光基板２６、発光素子、受光素子３８等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１１  光電変換装置、１１ａ  光電変換装置、１１ｂ  光電変換装置、１２  マイクロレンズアレイ基板、１４  第１マイクロレンズ、１４ａ  光路、１５  第２マイクロレンズ、１５ａ  光路、２１  対向基板、２８  発光素子を形成する発光層、３３  樹脂層（封止層）、３８  受光素子、４１  マイクロレンズアレイ基板、４２  基板（基板材）、４６  対向基板（発光基板）、５１  第１位置、５２  第２位置、５３  第１樹脂材、５４  第２樹脂材、５８  第１マイクロレンズ、５９  第２マイクロレンズ、６１  第１マイクロレンズ、６１ａ  第２マイクロレンズ、６２  スペーサー（嵩上げ層）、６３  電子機器（生体認証装置）、Ｈ１  第１高さ、Ｈ２  第２高さ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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