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JP3501833B2 - Optical device and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP3501833B2 - Optical device and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical device and method of manufacturing the same

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JP3501833B2
JP3501833B2 JP32652793A JP32652793A JP3501833B2 JP 3501833 B2 JP3501833 B2 JP 3501833B2 JP 32652793 A JP32652793 A JP 32652793A JP 32652793 A JP32652793 A JP 32652793A JP 3501833 B2 JP3501833 B2 JP 3501833B2
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  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光学デバイスおよび
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】レンズ等の光学デバイスとして、従来の
研磨法によるのでなく、種々の物理的・化学的な方法で
製造されるものが提案され、実用化されつつある。例え
ば、透明なガラス基板上にフォトレジスト層を設け、こ
れにフォトリソグラフィ法により円形状や楕円形状をパ
ターニングし、パターニングされたフォトレジスト層を
ガラス転移点以上に加熱し、フォトレジスト層の熱流動
と表面張力の作用で、凸曲面形状に形成し、この凸曲面
形状を「屈折面」として利用するようにした光学デバイ
スが知られているし、上記凸曲面形状に形成されたフォ
トレジストと透明基板とに対してエッチングを行い、フ
ォトレジストの表面形状としての凸曲面形状を透明基板
に彫り写すことにより、透明基板自体の表面形状として
屈折面を形成することも提案されている(特開平5−1
73003号公報)。
2. Description of the Related Art As an optical device such as a lens, a device manufactured by various physical and chemical methods instead of a conventional polishing method has been proposed and put into practical use. For example, a photoresist layer is provided on a transparent glass substrate, a circular shape or an elliptical shape is patterned on this by a photolithography method, the patterned photoresist layer is heated above the glass transition point, and the thermal flow of the photoresist layer is performed. There is known an optical device that is formed into a convex curved surface shape by the action of surface tension and uses this convex curved surface shape as a “refractive surface”, and is transparent to the photoresist formed in the convex curved surface shape and transparent. It has also been proposed to form a refracting surface as the surface shape of the transparent substrate itself by etching the surface of the substrate and engraving the convex curved surface shape of the photoresist as the surface shape of the photoresist on the transparent substrate (Japanese Patent Laid-Open Publication No. HEI 5). -1
73003).

【0003】上記のような屈折面は、透明基板の片面の
みならず、両面に形成でき、透明基板の両面に形成され
る屈折面を組み合わせて1単位のレンズとすることによ
り、より広範なレンズ機能を実現することができる。
The refraction surface as described above can be formed not only on one surface of the transparent substrate but also on both surfaces thereof. By combining the refraction surfaces formed on both surfaces of the transparent substrate into one unit lens, a wider range of lenses can be obtained. Function can be realized.

【0004】しかし、透明基板の両面に、互いに対応す
る屈折面を形成してレンズ機能を実現する場合、透明基
板の一方の面に形成される屈折面と他方の面に形成され
る屈折面との位置的な対応関係、即ち、屈折面相互の
「光軸合わせ」が精度良く行われないと、目的とする光
学性能を持ったレンズを実現出来ない。
However, when the corresponding refraction surfaces are formed on both surfaces of the transparent substrate to realize the lens function, the refraction surface formed on one surface of the transparent substrate and the refraction surface formed on the other surface of the transparent substrate. If the positional correspondence of the above, that is, "optical axis alignment" between the refracting surfaces is not performed accurately, a lens having desired optical performance cannot be realized.

【0005】透明基板の両面に屈折面を形成する場合、
各面に形成された屈折面相互の位置合わせを精度良く行
うことは必ずしも容易でない。また、透明基板の片面に
良好な屈折面を形成できても、他方の面に良好な屈折面
を形成できなければ、光学デバイスとしては「欠陥品」
となってしまう。このような理由で、両面に屈折面を持
つ光学デバイスの製造の歩留まりの向上が困難であっ
た。
When forming refraction surfaces on both sides of a transparent substrate,
It is not always easy to accurately align the refracting surfaces formed on each surface with each other. In addition, if a good refracting surface can be formed on one surface of the transparent substrate but a good refracting surface cannot be formed on the other surface, it is a "defective product" as an optical device.
Will be. For this reason, it has been difficult to improve the production yield of optical devices having refractive surfaces on both sides.

【0006】このような問題を解決する方法の一つとし
て、透明基板を2つに分け、それぞれの透明基板の一方
の面に屈折面を形成し、これら2つの透明基板を、互い
の屈折面を位置合わせし、「接着」により一体化する方
法が考えられる。
As one of the methods for solving such a problem, a transparent substrate is divided into two, a refracting surface is formed on one surface of each transparent substrate, and these two transparent substrates are refracted from each other. A method of aligning and integrating by “adhesion” is considered.

【0007】この方法によれば、良好な屈折面同志を組
み合わせられるし、両面の屈折面相互の位置合わせも良
好に実現できるが、接着部に介在される接着剤が、光学
デバイスの光学性能に悪影響を与える虞れがあり、また
光学デバイスの使用環境によっては、接着部の劣化によ
り透明基板相互が剥離する等の問題がある。
According to this method, good refraction surfaces can be combined with each other, and the refraction surfaces on both sides can be well aligned with each other. However, the adhesive agent interposed in the adhesion portion affects the optical performance of the optical device. There is a risk of adverse effects, and depending on the environment in which the optical device is used, there is a problem that the transparent substrates are separated from each other due to deterioration of the adhesive portion.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、製造の歩留まりが良
く、対応する屈折面相互の位置合わせの精度が良く、耐
環境性に優れた新規な光学デバイスの提供を目的とする
(請求項3〜6)。 この発明の別の目的は、上記光学
デバイスを製造する方法の提供にある(請求項1、
)。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has a high manufacturing yield, a high accuracy of alignment between corresponding refracting surfaces, and an excellent environment resistance. It is intended to provide a novel optical device (claims 3 to 6). Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the optical device ( claim 1,
2 ).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の「光学デバイ
ス製造方法」は、「片面に所望の面形状を形成された第
1の透明基板と、片面に所望の面形状を形成された第2
の透明基板とを、平滑な他方の面同志で接合させ、一体
化してなる光学デバイスを製造する方法」である。第1
の透明基板に形成される「所望の面形状」と、第2の透
明基板に形成される「所望の面形状」とは、互いに同じ
でも良いし、異なっても良い。
The "optical device manufacturing method" of the present invention includes a "first transparent substrate having a desired surface shape formed on one surface and a second transparent substrate having a desired surface shape formed on one surface".
The transparent substrate and the other transparent surface are bonded together to form an integrated optical device. " First
The "desired surface shape" formed on the transparent substrate and the "desired surface shape" formed on the second transparent substrate may be the same as or different from each other.

【0010】請求項1記載の光学デバイス製造方法は、
第1の透明基板として「低アルカリもしくは無アルカリ
のガラス基板」を用い、第2の透明基板として「高アル
カリのガラス基板」を用い、これら第1および第2の透
明基板を、対応する面形状同志の位置合わせを行ったの
ち、後述の「アノーディック・ボンディング」により接
合することを特徴とする。
The optical device manufacturing method according to claim 1,
A "low-alkali or non-alkali glass substrate" is used as the first transparent substrate, and a "high -alkali glass substrate" is used as the second transparent substrate.
It is characterized in that the first and second transparent substrates are aligned by using the "glass substrate of potassium " and the corresponding surface shapes are aligned with each other, and then bonded by "anodic bonding" described later .

【0011】この場合、第1または第2の透明基板の、
接合を行うべき平滑な面に、アノーディック・ボンディ
ングに適当なアルカリ可動イオンを含む材料の薄膜、も
しくはSiO2膜または、Si膜のウエット酸化膜を形
成して接合を行うことができる(請求項2)。
In this case, the first or second transparent substrate
Bonding can be performed by forming a thin film of a material containing alkali mobile ions suitable for anodic bonding, or a SiO 2 film or a wet oxide film of Si film on a smooth surface to be bonded. 2).

【0012】この発明の「光学デバイス」は、上記請求
項1または2記載の光学デバイス製造方法により、製造
される光学デバイスである(請求項3)
The "optical device" of the present invention is the above-mentioned claim.
Manufacturing by the optical device manufacturing method according to Item 1 or 2.
An optical device (claim 3) .

【0013】請求項3記載の発明の光学デバイスにおい
ては、第1および/または第2の透明基板に形成された
面形状は、例えば前述した従来技術のように、「フォト
レジストの表面形状」等、透明基板と別材料の表面形状
として形成されてもよいが、「第1および/または第2
の透明基板自体の表面形状として形成され」ていてもよ
い(請求項4)。
In the optical device according to the third aspect of the present invention, the surface shape formed on the first and / or the second transparent substrate is, for example, "the surface shape of the photoresist" as in the prior art described above. , The surface shape of a material different from that of the transparent substrate may be formed.
May be formed as the surface shape of the transparent substrate itself ”( Claim 4 ).

【0014】請求項3または4記載の光学デバイスは、
第1および第2の透明基板に形成される所望の面形状を
「凸もしくは凹の屈折面」とし、第1の透明基板の屈折
面と第2の透明基板の屈折面の光軸を合わせた構成の
「マイクロレンズ」として実現することもできるし(
求項5)、さらに、第1および第2の透明基板に形成さ
れる屈折面を複数且つアレイ配列とすることにより、
「マイクロレンズアレイ」として実現することもできる
請求項6)。
The optical device according to claim 3 or 4 ,
The desired surface shape formed on the first and second transparent substrates is a “convex or concave refracting surface”, and the optical axes of the refracting surface of the first transparent substrate and the refracting surface of the second transparent substrate are aligned. It can also be realized as a "microlens" of the configuration ( contract
Requirement 5 ) Further, by providing a plurality of refracting surfaces formed on the first and second transparent substrates in an array arrangement,
It can also be realized as a "microlens array" ( claim 6 ).

【0015】勿論、この発明の光学デバイスを構成する
上で、第1および/または第2の透明基板に形成する所
望の面形状は、上記屈折面に限らず、1次元または2次
元のフレネルレンズやグレーテイングを実現するような
形状でもよいし、マイクロプリズム等を実現するような
形状でもよい。
Of course, in constructing the optical device of the present invention, the desired surface shape formed on the first and / or second transparent substrate is not limited to the refraction surface described above, and is a one-dimensional or two-dimensional Fresnel lens. The shape may be a shape that realizes a grating or a microprism.

【0016】[0016]

【作用】上記のように、この発明の光学デバイス製造方
法では、それぞれ、「片面に適正に所望の面形状を形成
された透明基板」同志を位置合わせして接合させる。
請求項1記載の製造方法に於ける「アノーディック・ボ
ンディング」は、接合する第1および第2の透明基板を
構成するガラス板の、アルカリ含有量の差を利用し、内
部の可動イオンの移動によって界面に空間電荷層を生じ
させ、これによって大きな静電引力を発生せしめ、その
結果、界面で生成する化学結合を利用した接合方法であ
る。
As described above, in the optical device manufacturing method according to the present invention, the "transparent substrates having a desired surface shape properly formed on one surface" are aligned and bonded.
The "anodic bonding" in the manufacturing method according to claim 1 utilizes the difference in the alkali content of the glass plates constituting the first and second transparent substrates to be bonded to move the movable ions inside. A space charge layer is generated at the interface, and a large electrostatic attractive force is generated by the space charge layer. As a result, the bonding method utilizes the chemical bond generated at the interface.

【0017】第1の透明基板として「低アルカリもしく
は無アルカリ」のガラス基板を用い、第2の透明基板と
して「高アルカリ」のガラス基板を用いると、第2の透
明基板は、第1の透明基板に対し、例えばNaの+イオ
ンのような「アルカリイオン」の量が相対的に高い。
When a " low alkali or non-alkali" glass substrate is used as the first transparent substrate and a " high alkali " glass substrate is used as the second transparent substrate, the second transparent substrate is obtained. Has a relatively high amount of “alkali ions” such as Na + ions, relative to the first transparent substrate.

【0018】そこで、第1及び第2の透明基板を、互い
に平滑な面で接触させた状態で、第2の透明基板の側か
ら第1の透明基板の側に向かう強い電界を作用させつ
つ、第1及び第2の透明基板を400度程度の高温に加
熱すると、熱エネルギーと電界の作用により、第2の透
明基板から第1の透明基板への「アルカリイオン」の移
動が起こり、移動したイオンが、第1の透明基板内に固
定的に受容される。
Therefore, while the first and second transparent substrates are in contact with each other on their smooth surfaces, a strong electric field is applied from the second transparent substrate side toward the first transparent substrate side, When the first and second transparent substrates were heated to a high temperature of about 400 degrees, "alkali ions" moved from the second transparent substrate to the first transparent substrate due to the action of thermal energy and electric field, and moved. Ions are fixedly received in the first transparent substrate.

【0019】このように「アルカリイオンの移動」が生
じると、第1の透明基板と第2の透明基板との界面部に
おいて、第1の透明基板では通常状態より「イオン豊
富」の状態が生じ、第2の透明基板では通常状態より
「イオン欠乏」の状態が生ずる。このため、第1の透明
基板は受容したアルカリイオンによる正電荷を基板内部
に有し、第2の透明基板は「アルカリイオン欠乏による
負電荷」を基板内部に有することになり、第1および第
2の透明基板は、空間電荷層による「静電引力」で極め
て強固に化学結合するのである。
When the "migration of alkali ions" occurs in this way, a state of "ion rich" is produced in the first transparent substrate at the interface between the first transparent substrate and the second transparent substrate, compared with the normal state. In the second transparent substrate, a state of “ion deficiency” occurs compared to the normal state. Therefore, the first transparent substrate has a positive charge due to the received alkali ions inside the substrate, and the second transparent substrate has a “negative charge due to alkali ion deficiency” inside the substrate. The transparent substrate of 2 is extremely strongly chemically bonded by the "electrostatic attraction" of the space charge layer.

【0020】請求項2記載の光学デバイス製造方法のよ
うに、上記請求項1記載の光学デバイス製造方法を実施
するに当たり、「第1または第2の透明基板の、接合を
行うべき平滑な面に、アノーディック・ボンディングに
適当なアルカリ可動イオンを含む材料の薄膜、もしくは
SiO2膜または、Si膜のウエット酸化膜を形成して
接合を行う」ことにより、アノーディック・ボンディン
グを助長して行うことができる。
When carrying out the optical device manufacturing method according to the first aspect of the present invention as in the optical device manufacturing method according to the second aspect, "a smooth surface of the first or second transparent substrate to be bonded is to be formed. , Forming a thin film of a material containing alkali mobile ions suitable for anodic bonding, or forming a SiO 2 film or a wet oxide film of a Si film to perform bonding, thereby promoting the anodic bonding. You can

【0021】ここで、ボンディングの参考例として「高
温ボンディング」について説明すると、高温ボンディン
グは、オプチカルコンタクトと化学反応を利用した接合
方法である。清浄なガラス表面は極めて活性であり、こ
れら清浄な「鏡面状」のガラス表面同志を接触させる
と、室温で強く接着する。この現象をオプチカルコンタ
クトと呼んでいる。このオプチカルコンタクトは、熱処
理によりその接着強度が増大する。この熱処理の効果
は、以下の如き化学反応で説明される。
Here, as a reference example of bonding, "high
"Hot bonding" will be explained.
Gug is a joining method that utilizes optical contact and chemical reaction. Clean glass surfaces are extremely active, and bringing these clean "mirror-like" glass surfaces into contact gives strong adhesion at room temperature. This phenomenon is called optical contact. The heat treatment increases the adhesive strength of the optical contact. The effect of this heat treatment is explained by the following chemical reaction.

【0022】即ち、第1・第2の透明基板は、ガラス
等、SiO2を含んだものであり、これらの互いに平滑
な面を、「単分子層」のH2Oを介在させて加熱する
と、高温条件下では、基板表面の酸素結合層が軟化し、
溶融状態となるため、単分子層の「HO」が「H」と
「O−H」とに分極し、「H」が「−Si−O−」と結
合して「Si−OH」が生成する。このとき、「−Si
−O−Si−」からダングリングボンドが生じる。
That is, the first and second transparent substrates are made of glass or the like containing SiO 2 , and when these mutually smooth surfaces are heated by interposing "monomolecular layer" of H 2 O. Under high temperature conditions, the oxygen bonding layer on the substrate surface softens,
Since it is in a molten state, “H 2 O” of the monomolecular layer is polarized into “H” and “O—H”, and “H” is bonded to “—Si—O—” to form “Si—OH”. Is generated. At this time, "-Si
A dangling bond is generated from "-O-Si-".

【0023】次に、「O−H」が「Si−O−H」と反
応し、脱水反応で「−Si−O」のダングリングボンド
が生成する。そして「−Si−」と「−Si−O」が結
合して「Si−O−Si」の結合ができる。更に、「S
i−OH」と「HO−Si」から、同様に脱水反応で
「HO」が除去され、「Si−O−Si」の結合が出
来る。このとき脱水反応で生じた「HO」は、界面を
拡散により接合部から散逸する。このようにして、第1
および第2の透明基板が接合される。
Next, "OH" reacts with "Si-OH", and a dangling bond of "-Si-O" is formed by a dehydration reaction. Then, "-Si-" and "-Si-O" are combined to form "Si-O-Si". Furthermore, "S
i-OH "and from the" HO-Si ", similarly dehydration" H 2 O "is removed, it is binding of the" Si-O-Si ". At this time, “H 2 O” generated by the dehydration reaction is dissipated from the joint portion by diffusion at the interface. In this way, the first
And the second transparent substrate is bonded.

【0024】なお、上記「高温ボンディング」後に、適
当な高温度下で、アノーディック・ボンディングと同様
に、接合部に強い電界を作用させてもよい。このように
すると、H+イオンの移動により、ボンディング強度を
更に強くできる。
After the above-mentioned "high temperature bonding" , a strong electric field may be applied to the bonded portion at an appropriate high temperature as in the anodic bonding. By doing so, the bonding strength can be further increased by the movement of H + ions.

【0025】[0025]

【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。 図1
は、請求項1記載の光学デバイス製造方法の1実施例を
説明するための図である。図1(a)に示す、第1の透
明基板10は「低アルカリガラスもしくは無アルカリガ
ラス」であって、一方の面(図で下側の面)が平滑な面
で、他方の面には、位置合わせ用のマーク11と、一連
の凸の曲面形状11A,11B,..が形成されてい
る。凸面形状11A,11B,..は、この例において
2次元にアレイ配列されている。
EXAMPLES Specific examples will be described below. Figure 1
[FIG. 3] is a diagram for explaining one example of the optical device manufacturing method according to claim 1. The first transparent substrate 10 shown in FIG. 1 (a) is a “low-alkali glass or non-alkali glass”, and one surface (lower surface in the figure) is a smooth surface and the other surface is , Alignment mark 11 and a series of convex curved surface shapes 11A, 11B ,. . Are formed. The convex shapes 11A, 11B ,. . Are arranged in a two-dimensional array in this example.

【0026】図1(b)に示す、第2の透明基板20は
「高アルカリガラス」であり、一方の面(図で下側の
面)が平滑な面で、他方の面には、位置合わせ用のマー
ク21と、一連の凸の曲面形状21A,21B,...
が形成されている。凸面形状21A,21B,..は、
2次元にアレイ配列されており、配列状態は、第1の透
明基板10における凸面形状11A等の配列状態と対応
している。 凸面形状11A,11B,..,21A,
22B,..の大きさは、マイクロレンズの大きさ
(径:1mm程度以下)である。
The second transparent substrate 20 shown in FIG. 1 (b) is a "highly alkaline glass", and one surface (lower surface in the figure) is a smooth surface, and the other surface has a position. The alignment mark 21 and a series of convex curved surface shapes 21A, 21B ,. . .
Are formed. Convex shapes 21A, 21B ,. . Is
They are arranged in a two-dimensional array, and the arrangement state corresponds to the arrangement state of the convex shape 11A and the like on the first transparent substrate 10. The convex shapes 11A, 11B ,. . , 21A,
22B ,. . Is the size of the microlens (diameter: about 1 mm or less).

【0027】図1(c)は、第1の透明基板10と第2
の透明基板20を、互いの平滑な面で合わせ、位置合わ
せした状態を示している。「位置合わせ」は、位置合わ
せ用のマーク11,21を利用して行う。即ち、位置合
わせ用のマーク11は、図1(d)に示すように「十字
型のマーク」で、金属薄膜で形成されている。マーク2
1は、十字マーク11よりも一回り大きい「十字型のマ
ークを抜いた」マークとなっており、金属薄膜で形成さ
れている。これらのマーク11,21は、俗に「トン
ボ」と呼ばれる公知のものである。
FIG. 1C shows a first transparent substrate 10 and a second transparent substrate 10.
The transparent substrates 20 are aligned and aligned with each other on their smooth surfaces. The "positioning" is performed using the positioning marks 11 and 21. That is, the alignment mark 11 is a "cross-shaped mark" as shown in FIG. 1D, and is formed of a metal thin film. Mark 2
Reference numeral 1 is a mark that is one size larger than the cross mark 11 and has a “cross-shaped mark removed”, and is formed of a metal thin film. These marks 11 and 21 are publicly known marks commonly called "dragonfly".

【0028】位置合わせは、マーク11がマーク21の
「十字型の抜き部分」内に収まるようにすることにより
行われる。このような位置合わせが、透明基板10,2
0の2ヵ所(例えば対角線上の対点)以上で行われるこ
とにより、凸面形状11A,11B,..と、対応する
凸面形状21A,21B,..の相互の位置合わせが実
現される。
The alignment is performed by making the mark 11 fit within the "cross-shaped cutout portion" of the mark 21. Such alignment is achieved by the transparent substrates 10 and 2
0 at two points (for example, diagonal points on the diagonal line) or more, the convex surface shapes 11A, 11B ,. . And the corresponding convex shapes 21A, 21B ,. . The mutual alignment of is realized.

【0029】凸面形状11A,11B,..,21A,
21B,...は、それぞれが正の屈折力を持つ屈折面
であり、凸面形状11Aと21A,11Bと21
B,..のように、互いに対応する屈折面同志が対にな
って凸レンズを形成する。上記位置合わせは、このよう
な凸レンズを構成する「互いに対応する屈折面同志」の
光軸合わせを実現することである。
The convex shapes 11A, 11B ,. . , 21A,
21B ,. . . Are refracting surfaces each having a positive refracting power, and convex shapes 11A and 21A, 11B and 21
B ,. . As described above, the refracting surfaces corresponding to each other form a pair to form a convex lens. The above-mentioned alignment is to realize the optical axis alignment of "the refraction surfaces corresponding to each other" constituting such a convex lens.

【0030】位置合わせが実現されたら、図1(e)に
示すように、互いに重ねられた透明基板10,20に、
高圧直流電源3により電界を作用させる。 第1,第2
の透明基板10,20には、その片側の面(屈折面を形
成されている面)の端部に、メタライズを施し(スパッ
タ膜とAu鍍金膜)、このメタライズ部に電極を形成
し、高圧直流電源3に接続して電界を作用させた。電源
電圧は750〜1000Vが適当であった。
When the alignment is realized, as shown in FIG. 1 (e), the transparent substrates 10 and 20 stacked on each other are
An electric field is applied by the high voltage DC power supply 3. First and second
The transparent substrates 10 and 20 are metallized (sputtered film and Au-plated film) on one end of the surface (the surface on which the refraction surface is formed), and electrodes are formed on this metallized portion. An electric field was applied by connecting to a DC power supply 3. A power supply voltage of 750 to 1000 V was suitable.

【0031】このとき電界は、その殆どが接合部の、厚
さ:数10μmの部分に作用し、電界強度としては10
7〜108V/mである。因に、第1および第2の透明基
板10,20は、共に厚さが0.5mmのものと、一方
が1mm,他方が0.5mmのものを用いて実験を行っ
た。電界は、第2の透明基板20の側から、第1の透明
基板10の側へ向くように、即ち、アルカリイオン濃度
が高い側から低い側へ向かうように作用させる。
At this time, most of the electric field acts on the portion of the joint having a thickness of several tens of μm, and the electric field strength is 10
It is 7 to 10 8 V / m. Incidentally, the experiment was conducted using the first and second transparent substrates 10 and 20 each having a thickness of 0.5 mm, one having a thickness of 1 mm and the other having a thickness of 0.5 mm. The electric field acts from the side of the second transparent substrate 20 toward the side of the first transparent substrate 10, that is, from the side having a high alkali ion concentration to the side having a low concentration.

【0032】この状態で、第1,第2の透明基板10,
20を400度程度に加熱すると、前述のアノーディッ
ク・ボンディングにより、第1,第2の透明基板10,
20が強固に接合され、一体化される。電界の作用時間
は、数分間程度で十分であった。また、第1または第2
の透明基板の接合すべき面に、SiO2膜を2000Å
以下の厚さにスパッタリング形成した場合は、電源によ
り印加する電圧を30〜50Vに低減出来た。
In this state, the first and second transparent substrates 10,
When 20 is heated to about 400 degrees, the first and second transparent substrates 10,
20 is firmly joined and integrated. A few minutes was sufficient for the action time of the electric field. Also, the first or second
2000 Å SiO 2 film on the surface to be joined of the transparent substrate of
When the film was formed by sputtering to the following thickness, the voltage applied by the power source could be reduced to 30 to 50V.

【0033】かくして、両面の対応する屈折面同志が凸
レンズをなすマイクロレンズアレイが得られる。このマ
イクロレンズアレイは、両面に形成されている屈折面同
志が良く光軸合わせされ、尚且つ、接合性が強固で耐環
境性が強く、接合部が光学的な悪影響を与えず、製造の
歩留まりが良い。第1の透明基板10は低アルカリガラ
スとして、アルカリを含まないSiO2ガラスを用いて
も良い。
Thus, a microlens array in which the corresponding refracting surfaces on both sides form convex lenses is obtained. This microlens array has good refraction surfaces formed on both sides, the optical axes thereof are well aligned, and the bonding property is strong and the environmental resistance is strong, and the bonding part does not have an optical adverse effect, and the manufacturing yield is high. Is good. The first transparent substrate 10 may be alkali-free SiO 2 glass as the low-alkali glass.

【0034】第2の透明基板20は、高アルカリガラス
として、イオン半径の小さい、Li,Na,K等の1価
のプラスイオンや、Pb,Mg,Ca,Cd,等の2価
のプラスイオンを含むアルミノ珪酸塩系や低融点ガラス
系のガラス組成を有する材料等が好ましい。
The second transparent substrate 20 is made of highly alkaline glass and has a small ionic radius, such as monovalent positive ions such as Li, Na and K, and divalent positive ions such as Pb, Mg, Ca and Cd. Materials having a glass composition such as aluminosilicate or low melting point glass are preferred.

【0035】さらに、第1,第2の透明基板は、熱膨張
係数が広い温度範囲に渡って略等しい材料であること、
第2の透明基板は、アルカリ成分を有した体積低効率の
小さい材料であることが望ましい。勿論アノーディック
ボンディング後の「歪み」を防ぐためには、材料自体に
内在する「歪」を除去することが重要である。
Further, the first and second transparent substrates are made of a material having a substantially constant thermal expansion coefficient over a wide temperature range,
The second transparent substrate is preferably made of a material having an alkaline component and a low volume efficiency. Of course, in order to prevent "strain" after anodic bonding, it is important to remove the "strain" inherent in the material itself.

【0036】図2は、ボンディングの参考例として上に
説明した「高温ボンディング」を利用した光学デバイス
製造方法の1例を説明するための図である。図2は、第
1の透明基板100と第2の透明基板200を、平滑な
面同志を合わせて、位置合わせ(位置合わせ用のマーク
101,201(図1の例と同じく「トンボ」である)
を用いて行う)を行った状態を示している。
FIG. 2 is shown above as a reference example of bonding .
Optical device using "high temperature bonding" explained
It is a figure for explaining an example of a manufacturing method . 2A and 2B, the first transparent substrate 100 and the second transparent substrate 200 are aligned with each other with their smooth surfaces aligned (alignment marks 101 and 201 ("marks" similar to those in the example of FIG. 1). )
Is performed).

【0037】第1,第2の透明基板100,200は、
共にSiO2を含むものであって、その片面には、凸面
形状101A,101B,..,201A,201
B,..による屈折面のアレイが、対応的に形成されて
おり、平滑な面同志の接合部には、H2Oの単分子層3
00が介在させられる。 この状態で、透明基板10
0,200を200〜400度Cのオーブンに入れて、
20〜60分加熱すると、前述の「高温ボンディング」
により、透明基板100,200が接合されて一体化す
る。
The first and second transparent substrates 100 and 200 are
Both of them contain SiO 2, and one surface thereof has a convex shape 101A, 101B ,. . , 201A, 201
B ,. . An array of refracting surfaces is formed correspondingly, and a monolayer 3 of H 2 O is formed at the joint portion of smooth surfaces.
00 is interposed. In this state, the transparent substrate 10
Put 0,200 in an oven at 200-400 degrees C,
When heated for 20 to 60 minutes, the above-mentioned "high temperature bonding"
Thereby, the transparent substrates 100 and 200 are joined and integrated.

【0038】かくして、両面の対応する屈折面同志が凸
レンズをなす、マイクロレンズアレイが得られる。この
マイクロレンズアレイは、両面に形成されている屈折面
同志が良く光軸合わせされ、尚且つ、接合性が強固で耐
環境性が強く、接合部が光学的な悪影響を与えず、製造
の歩留まりが良い。上記高温ボンディングのあとに、上
記オーブン内で、接合部に電界を作用させることによ
り、接合をより強固にすることができる。
Thus, a microlens array in which the corresponding refracting surfaces on both sides form a convex lens is obtained. This microlens array has good refraction surfaces formed on both sides, the optical axes thereof are well aligned, and the bonding property is strong and the environmental resistance is strong, and the bonding part does not have an optical adverse effect, and the manufacturing yield is high. Is good. After the high temperature bonding, an electric field is applied to the bonding portion in the oven to strengthen the bonding.

【0039】上に説明した、アノーディック・ボンディ
ング、高温ボンディングは、第1および第2の透明基板
の接合のみならず、この発明により得られる光学デバイ
スを支持体や保持体に固定する方法としても使用でき
る。
The anodic bonding and the high temperature bonding described above are not only for bonding the first and second transparent substrates, but also as a method for fixing the optical device obtained by the present invention to a support or a holder. Can be used.

【0040】例えば図3において、符号30は、図1に
即して説明した方法で製造されたマイクロレンズアレイ
を保持する鏡筒を示しているが、この鏡筒30を、低ア
ルカリガラスで形成することにより、高アルカリガラス
である透明基板20との間をアノーディック・ボンディ
ングで固定することができる。また、鏡筒30をSiO
2を含む材質で製造し、図2に即して説明した方法で製
造された光学デバイスを「高温ボンディング」で、鏡筒
に固定することも可能である。
For example, in FIG. 3, reference numeral 30 indicates a lens barrel for holding the microlens array manufactured by the method described with reference to FIG. 1. The lens barrel 30 is made of low alkali glass. By doing so, it is possible to fix the transparent substrate 20, which is a highly alkaline glass, by anodic bonding. Further, the lens barrel 30 is made of SiO.
It is also possible to fix the optical device manufactured by the material containing 2 and manufactured by the method described with reference to FIG. 2 to the lens barrel by “high temperature bonding”.

【0041】上に説明した実施例では、第1および第2
の透明基板は、それぞれ、片面に所望の凸面形状を屈折
面として形成されていた。以下には、透明基板の表面に
凸面形状を形成する具体的な方法を説明する。
In the embodiment described above, the first and second
Each of the transparent substrates of No. 1 had a desired convex surface shape as a refracting surface on one surface. Hereinafter, a specific method of forming a convex shape on the surface of the transparent substrate will be described.

【0042】図4に示す方法は以下の通りである。符号
15で示す基板は、低アルカリガラスもしくは無アルカ
リガラス、あるいは高アルカリガラス、あるいはSiO
2を含む透明基板である。この基板15の平滑な表面に
フォトレジスト16の層を形成する。この層を、形成し
ようとする屈折面のパターンに応じて、フォトリソグラ
フィ法によりパターニングした状態が、図4(a)に示
す状態である。
The method shown in FIG. 4 is as follows. The substrate indicated by reference numeral 15 is a low-alkali glass, a non-alkali glass, a high-alkali glass, or SiO.
A transparent substrate containing 2 . A layer of photoresist 16 is formed on the smooth surface of the substrate 15. A state in which this layer is patterned by the photolithography method according to the pattern of the refracting surface to be formed is the state shown in FIG.

【0043】この状態で、パターニングされたフォトレ
ジスト16の層をガラス転移点以上に加熱すると、フォ
トレジスト16は、熱流動と表面張力の作用で表面が曲
面化する(図4(b))。フォトレジストが透明である
ならば、この状態をもって、「透明基板15の片面に所
望の面形状を形成された」状態とすることもできる。
In this state, when the patterned layer of the photoresist 16 is heated above the glass transition point, the surface of the photoresist 16 becomes curved due to the action of heat flow and surface tension (FIG. 4 (b)). If the photoresist is transparent, this state may be changed to a state in which "a desired surface shape is formed on one surface of the transparent substrate 15".

【0044】さらに、図4(b)の状態において、表面
が曲面化したフォトレジスト16と基板15とに対して
ドライエッチングを行って、フォトレジスト16の表面
の凸面形状を、基板15の表面形状として「彫り写す」
ことにより、片面に所望の凸面形状を持った基板15を
得ることも出来る(図4(c))。
Further, in the state of FIG. 4B, the photoresist 16 having a curved surface and the substrate 15 are dry-etched so that the convex shape of the surface of the photoresist 16 is changed to the surface shape of the substrate 15. As "engraving"
As a result, it is possible to obtain the substrate 15 having a desired convex surface shape on one surface (FIG. 4C).

【0045】図5に示す方法は以下の通りである。符号
15で示す基板は、図4におけると同じく、低アルカリ
ガラス、あるいは高アルカリガラス、あるいはSiO2
を含む透明基板である。基板15の平滑な表面に、レジ
スト等の熱可塑性材料の層17を形成し、層17の上
に、中間層18と、フォトレジスト19の薄膜とを積層
する。中間層18は、CuやAl等の「金属材料」を真
空蒸着等で2000〜10000Åの厚みに形成したも
の、あるいはSi等の「非金属材料」を真空蒸着やスパ
ッタリング等で2000〜5000Åの厚みに形成した
ものである。
The method shown in FIG. 5 is as follows. The substrate indicated by reference numeral 15 is a low alkali glass, a high alkali glass, or SiO 2 as in FIG.
It is a transparent substrate including. A layer 17 of a thermoplastic material such as a resist is formed on the smooth surface of the substrate 15, and an intermediate layer 18 and a thin film of a photoresist 19 are laminated on the layer 17. The intermediate layer 18 is formed by forming a “metal material” such as Cu or Al to a thickness of 2000 to 10000 Å by vacuum deposition or a “non-metal material” such as Si by a vacuum deposition or sputtering to a thickness of 2000 to 5000 Å. It was formed in.

【0046】この状態において、最上層のフォトレジス
ト19の薄膜を、形成しようとする屈折面のパターンに
応じて、フォトリソグラフィ法によりパターニングす
る。図5(a)は、パターニング後の状態を示す。
In this state, the thin film of the uppermost photoresist 19 is patterned by the photolithography method according to the pattern of the refracting surface to be formed. FIG. 5A shows a state after patterning.

【0047】続いて、パターニングされたフォトレジス
ト19の薄膜をマスクとしてエッチングを行い、剥き出
し状態の中間層18を除去すると図5(b)に示すよう
に、パターニングされたフォトレジスト19のパターン
が中間層18に写される。このとき行うエッチングは、
中間層が金属材料によるものであるときウエットエッチ
ング」であり、Si等の「非金属材料」で中間層が形成
されているときは、ウエットエッチングもしくはドライ
エッチングで行うことができる。
Then, etching is performed using the thin film of the patterned photoresist 19 as a mask to remove the exposed intermediate layer 18, and as shown in FIG. 5B, the pattern of the patterned photoresist 19 is intermediate. Imaged on layer 18. The etching performed at this time is
The wet etching may be performed when the intermediate layer is made of a metal material, and the wet etching or dry etching may be performed when the intermediate layer is formed of a "non-metal material" such as Si.

【0048】この状態でドライエッチングを行い、熱可
塑性材料17の層を厚み方向へ彫り込み(図5
(c))、続いて、中間層18とフォトレジスト19の
薄層を除去した後、熱可塑性材料17の層をガラス転移
点以上に加熱すると、図5(d)に示すように熱可塑性
材料17の表面が曲面化する。
Dry etching is performed in this state to engrave the layer of the thermoplastic material 17 in the thickness direction (see FIG. 5).
(C)) Then, after removing the intermediate layer 18 and the thin layer of the photoresist 19, when the layer of the thermoplastic material 17 is heated to the glass transition point or higher, as shown in FIG. The surface of 17 is curved.

【0049】さらに、表面が曲面化した熱可塑性材料1
7と基板15とに対して「異方性」のドライエッチング
を行って、熱可塑性材料17の表面の凸面形状を基板1
5の表面形状として「彫り写す」ことにより、片面に所
望の凸面形状を持った基板15を得ることが出来る(図
5(e))。
Further, the thermoplastic material 1 having a curved surface 1
7 and the substrate 15 are subjected to “anisotropic” dry etching to form the convex shape of the surface of the thermoplastic material 17 on the substrate 1.
By "engraving" as the surface shape of 5, the substrate 15 having a desired convex shape on one surface can be obtained (FIG. 5 (e)).

【0050】図4、図5の方法において、フォトレジス
ト16、熱可塑性材料17の表面を曲面化を行うのに、
上記の如き加熱による方法のほか、高圧力を等方的に作
用させたり、高圧力を等方的に作用させつつ加熱したり
する方法が可能である。 また、図4の方法でフォトレ
ジスト16の表面を曲面化する際や、図5の方法で熱可
塑性材料17の表面を曲面化する際、フォトレジストの
層や、熱可塑性材料の層に「所定の光強度分布の光」を
照射して、これら物質の流動性に内部的な分布を与える
ことにより、形成される曲面形状を制御して、所望の非
球面形状を実現することもできる。
In the method shown in FIGS. 4 and 5, the surfaces of the photoresist 16 and the thermoplastic material 17 are curved,
In addition to the above-mentioned heating method, a method of applying high pressure isotropically or a method of heating while applying high pressure isotropically is possible. Further, when the surface of the photoresist 16 is curved by the method of FIG. 4 or when the surface of the thermoplastic material 17 is curved by the method of FIG. 5, the photoresist layer and the thermoplastic material layer are “predetermined”. It is also possible to realize the desired aspherical shape by controlling the shape of the curved surface to be formed by irradiating "the light having the light intensity distribution" to give an internal distribution to the fluidity of these substances.

【0051】さらにまた、図4の方法では、基板15と
フォトレジスト16の層との間、図5の方法では、基板
15と熱可塑性材料17の層との間に、「基板とは異な
る屈折率を持つ材料」を蒸着等で層状に形成してもよ
く、このようにすると、所望の面形状を、上記基板15
とは異なる屈折率を持つ材料を持つ層の表面形状として
形成することもできる。
Furthermore, in the method of FIG. 4, between the substrate 15 and the layer of photoresist 16 and, in the method of FIG. 5, between the substrate 15 and the layer of thermoplastic material 17, a “refraction different from the substrate” is observed. Material having a specific ratio "may be formed into a layer by vapor deposition or the like.
It can also be formed as a surface shape of a layer having a material having a refractive index different from.

【0052】上には、透明基板に形成される「所望の面
形状」が、凸の曲面である場合を説明したが、これに限
らず、透明基板上には、所望の面形状として、凹の曲面
が形成されてもよい。透明基板の片側に「凹の曲面」を
形成する方法には種々の方法が考えられるが、図6に1
例を示す。
Although the case where the "desired surface shape" formed on the transparent substrate is a convex curved surface has been described above, the present invention is not limited to this, and the desired surface shape may be concave on the transparent substrate. Curved surfaces may be formed. There are various possible methods for forming the “concave curved surface” on one side of the transparent substrate.
Here is an example:

【0053】透明基板15上に、光硬化性の透明樹脂5
0を塗布し、「所望の凹面形状に対応する凸面形状」を
有する型60(例えば、図4や図5に即して説明した方
法で作成できる)により、透明樹脂50に凹面形状を形
成し、透明基板15の側から紫外線等を照射して樹脂層
50を硬化させる。その後、型60を除去すれば、透明
基板15の片側に、所望の凹面形状をもった状態を実現
できる。さらに、この状態からドライエッチングを行っ
て、透明樹脂50の凹面形状を透明基板15に彫り写し
ても良い。
A photocurable transparent resin 5 is formed on the transparent substrate 15.
0 is applied, and a concave shape is formed on the transparent resin 50 with a mold 60 having a “convex shape corresponding to the desired concave shape” (for example, it can be created by the method described with reference to FIGS. 4 and 5). The resin layer 50 is cured by irradiating the transparent substrate 15 with ultraviolet rays or the like. After that, by removing the mold 60, it is possible to realize a state in which one side of the transparent substrate 15 has a desired concave surface shape. Further, the concave shape of the transparent resin 50 may be engraved on the transparent substrate 15 by performing dry etching from this state.

【0054】また、図4(a)の状態または図5(c)
の状態からエッチングを行えば、透明基板15の表面形
状として、側面部の切り立った「断面矩形状の面形状」
を形成できるので、これを利用して、透明基板の表面形
状としてグレーテイングを形成することもできる。ある
いは、図4の方法で、フォトレジスト16の層をパター
ニングする際、透過光強度分布が直線的に変化するマス
クを利用すると、側面部が斜面になった面形状を形成で
きるので、これを利用して、透明基板の表面にマイクロ
プリズムやフレネルレンズの形状を形成できるし、断面
形状が台形状の形状(光学的ローパスフィルターとして
使用できる)を形成することもできる。
The state of FIG. 4A or the state of FIG.
If the etching is performed from the above state, the surface shape of the transparent substrate 15 is a “surface shape with a rectangular cross section” in which the side surface is raised.
Since this can be formed, it is also possible to form a grating as the surface shape of the transparent substrate by utilizing this. Alternatively, when a layer of the photoresist 16 is patterned by the method of FIG. 4, if a mask in which the transmitted light intensity distribution changes linearly can be used, it is possible to form a surface shape in which the side surface is an inclined surface. Then, the shape of a micro prism or Fresnel lens can be formed on the surface of the transparent substrate, or a trapezoidal sectional shape (which can be used as an optical low pass filter) can be formed.

【0055】なお、図1,図2の実施例で、マイクロレ
ンズアレイの実施例を説明したが、このようにして得ら
れるマイクロレンズアレイを、凸レンズごとに分離し
て、マイクロレンズとすることもできるし、透明基板に
最初から単一の面形状を形成して、マイクロレンズとす
ることもできる。
Although the embodiment of the microlens array has been described with reference to the embodiments of FIGS. 1 and 2, the microlens array thus obtained may be divided into convex lenses to form microlenses. It is also possible to form a single surface shape on the transparent substrate from the beginning to form a microlens.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規
な、光学デバイスおよびその製造方法を提供できる。
求項1、2記載の発明は、所望の面形状が良好に形成さ
れた第1,第2の透明基板を位置合わせして接合するの
で、製造の歩留まりが良く、製造コストの低減化が可能
である。また、接合に接着剤を用いないため、位置合わ
せが容易で作業性が良い。請求項2記載の発明では、ア
ノーディック・ボンディングを有効に助長して行うこと
が出来る。
As described above, according to the present invention, a novel optical device and its manufacturing method can be provided. Contract
According to the inventions of claim 1 and 2, since the first and second transparent substrates having desired desired surface shapes are aligned and bonded, the manufacturing yield is good and the manufacturing cost can be reduced. Is. In addition, since no adhesive is used for joining, positioning is easy and workability is good. According to the second aspect of the invention, anodic bonding can be effectively promoted.

【0057】また参考例として説明した、高温ボンディ
ングは、請求項1,2記載の発明で利用するアノーディ
ック・ボンディングに比して、透明基板の接合部に強い
電界を作用させる必要がなく、手軽で量産性に富んでい
る。
Further , the high temperature bondie described as a reference example
Is an anody used in the invention of claims 1 and 2.
Stronger than transparent bonding on transparent substrate
Easy to mass-produce with no need to apply an electric field
It

【0058】請求項3〜6記載の光学デバイスは、上記
製造方法で製造されるため、安価に製造出来、接着剤に
よる光学的な悪影響がなく、接合力が強いので耐環境性
に優れている。
The optical devices according to claims 3 to 6 can be manufactured at low cost because they are manufactured by the above-mentioned manufacturing method, there is no optical adverse effect due to the adhesive, and the bonding strength is strong, so that they are excellent in environmental resistance. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1記載の発明の1実施例を説明するため
の図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the invention according to claim 1;

【図2】高温ボンディングを利用する接合方法を参考例
として説明する図である。
[Fig. 2] Reference example of bonding method using high temperature bonding
FIG.

【図3】請求項1、2記載の発明における接合方法が、
光学デバイスと支持部材との接合に使用できることを説
明するための図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the joining method according to the first and second aspects of the present invention.
It is a figure for demonstrating that it can be used for joining of an optical device and a support member.

【図4】透明基板の片面に所望の面形状を凸面として形
成する方法の1例を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method of forming a desired surface shape as a convex surface on one surface of a transparent substrate.

【図5】透明基板の片面に所望の面形状を凸面として形
成する方法の別例を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining another example of a method for forming a desired surface shape as a convex surface on one surface of a transparent substrate.

【図6】透明基板の片面に所望の面形状を凹面として形
成する方法の1例を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a method of forming a desired surface shape as a concave surface on one surface of a transparent substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 第1の透明基板 20 第2の透明基板 11,21 位置袷用のマーク 11A,21A 所望の面形状 3 高圧直流電圧 10 First transparent substrate 20 Second transparent substrate 11,21 Position mark 11A, 21A Desired surface shape 3 High voltage DC voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−24201(JP,A) 特開 平4−79272(JP,A) 特開 平4−371848(JP,A) 特開 昭61−251802(JP,A) 特開 昭58−49903(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 3/00 C03C 27/10 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-5-24201 (JP, A) JP-A-4-79272 (JP, A) JP-A-4-371848 (JP, A) JP-A 61- 251802 (JP, A) JP 58-49903 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 3/00 C03C 27/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】片面に所望の面形状を形成された第1の透
明基板と、片面に所望の面形状を形成された第2の透明
基板とを、平滑な他方の面同志で接合させ、一体化して
なる光学デバイスを製造する方法であって、 第1の透明基板として、低アルカリもしくは無アルカリ
のガラス基板を用い、 第2の透明基板として、高アルカリのガラス基板を用
い、 これら第1および第2の透明基板を、対応する面形状同
志の位置合わせを行ったのち、上記第2の透明基板の側から第1の透明基板の側に向か
う強い電界を作用させて、上記第2の透明基板から第1
の透明基板へのアルカリイオンの移動を起こし、 移動したイオンを、上記第1の透明基板内に固定的に受
容せしめ、上記第1の透明基板と上記第2の透明基板と
の界面部において、上記第1の透明基板に通常状態より
イオン豊富の状態を、上記第2の透明基板では通常状態
よりイオン欠乏の状態をそれぞれ生じせしめるアノーデ
ィック・ボンディングにより接合する ことを特徴とす
る、光学デバイス製造方法。
1. A first transparent substrate having a desired surface shape formed on one surface and a second transparent substrate having a desired surface shape formed on one surface are bonded to each other on the other smooth surface, a method of manufacturing an optical device formed by integrating, as the first transparent substrate, using a low-alkali or non-alkali glass substrate, and a second transparent substrate, a glass substrate of high alkaline, These first and second transparent substrates are aligned with each other in their corresponding surface shapes, and then faced from the second transparent substrate side to the first transparent substrate side.
By applying a strong electric field, the first transparent substrate is removed from the second transparent substrate.
Alkali ions migrate to the transparent substrate and the fixed ions are received in the first transparent substrate.
Hold the first transparent substrate and the second transparent substrate together.
At the interface part of the first transparent substrate from the normal state
Ion-rich condition is normal condition with the second transparent substrate
Anode that causes more ion deficiency states
A method for manufacturing an optical device, which comprises bonding by quick bonding .
【請求項2】請求項1記載の光学デバイス製造方法にお
いて、 第1または第2の透明基板の、接合を行うべき平滑な面
に、アノーディック・ボンディングに適当なアルカリ可
動イオンを含む材料の薄膜、もしくはSiO2膜また
は、Si膜のウエット酸化膜を形成して接合を行うこと
を特徴とする光学デバイス製造方法。
2. The optical device manufacturing method according to claim 1, wherein a thin film of a material containing alkali mobile ions suitable for anodic bonding is formed on the smooth surface of the first or second transparent substrate to be bonded. Or a wet oxide film of a SiO 2 film or a Si film is formed and bonded.
【請求項3】請求項1または2記載の光学デバイス製造
方法により製造される、光学デバイス。
3. An optical device manufactured by the optical device manufacturing method according to claim 1 .
【請求項4】請求項3記載の光学デバイスにおいて、 第1および/または第2の透明基板に形成された面形状
が、第1および/または第2の透明基板自体の表面形状
として形成されていることを特徴とする、光学デバイ
ス。
4. The optical device according to claim 3 , wherein the surface shape formed on the first and / or second transparent substrate is formed as the surface shape of the first and / or second transparent substrate itself. An optical device characterized by being present.
【請求項5】請求項3または4記載の光学デバイスにお
いて、 第1および第2の透明基板に形成される所望の面形状
が、凸もしくは凹の屈折面であり、第1の透明基板の屈
折面と、第2の透明基板の屈折面の光軸が合わせられて
いることを特徴とする、マイクロレンズである光学デバ
イス。
5. The optical device according to claim 3 , wherein the desired surface shape formed on the first and second transparent substrates is a convex or concave refracting surface, and the refraction of the first transparent substrate is performed. An optical device, which is a microlens, characterized in that an optical axis of the refracting surface of the second transparent substrate is aligned with that of the surface.
【請求項6】請求項5記載の光学デバイスにおいて、 第1および第2の透明基板に形成される屈折面が複数で
あって、その配列がアレイ配列であることを特徴とす
る、マイクロレンズアレイである光学デバイス。
6. The optical device according to claim 5 , wherein the first and second transparent substrates have a plurality of refracting surfaces, and the arrangement is an array arrangement. Is an optical device.
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JP2002071909A (en) * 2000-09-04 2002-03-12 Pioneer Electronic Corp Lens, and method for producing the same
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