光学元件封装的制作方法

本发明涉及一种对反射型的光学元件进行收纳的光学元件封装。

背景技术：

以往，在光学元件封装中，壳体的盖形成有开口部，经由该开口部，使光(光信号)从外部射入至配置于壳体的内部的光学元件。而且，为了对光学元件进行气密密封，利用对光进行透射的玻璃部件堵住该开口部。

专利文献1所记载的光开关模块(光学元件封装)在壳体的内部，作为光学元件具备mems(microelectromechnicalsystem：微电极系统)微镜阵列芯片。该光学元件封装在壳体的上部具备盖框，利用固定部件在盖框之上接合有玻璃部件(板状的蓝宝石)。在盖框的中央部形成有长方形的开口部，玻璃部件以堵住该开口部的方式设置。

另外，专利文献2所记载的光学元件封装(光学元件收纳用封装)在壳体的内部，作为光学元件，具备可调谐干涉滤光片。该光学元件封装在壳体的上部具备盖，在盖的外侧接合有第一窗部件，在盖的内侧接合有第二窗部件。在盖的中央部形成有圆形的开口部，第一窗部件以及第二窗部件以堵住盖的开口部的方式设置。

另外，专利文献3所记载的光学元件封装在壳体的内部，作为光学元件具备可调谐干涉滤光片。该光学元件封装在壳体的上部具备盖，利用固定部件，在盖之上接合有玻璃部件。在盖的中央部形成有圆形的开口部，玻璃部件以堵住该开口部的方式设置。

专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2011－8105号公报(日本平成23年1月13日公开)”。

专利文献2：日本公开专利公报“日本特开2014－82348号公报(日本平成26年5月8日公开)”。

专利文献3：日本公开专利公报“日本特开2015－31903号公报(日本平成27年2月16日公开)”。

然而，在现有的光学元件封装中，在增大了从相对于光学元件的表面的法线方向向光学元件入射的入射光的入射角、以及从光学元件射出的出射光(例如，反射光)的出射角的情况下，会产生以下的问题。即，入射光以及出射光被盖遮挡。换言之，入射角以及出射角存在最大值(以下，记载为“最大入射角”以及“最大出射角”)。

最大入射角由开口部的大小与从光学元件的表面到开口部的上端的高度而决定。为了增大最大入射角，优选开口部相对于光学元件的有效区域的大小足够大，优选从光学元件的表面到开口部的上端的高度尽量低。最大出射角也相同。

然而，在现有的光学元件封装中，增大开口部会直接导致光学元件封装的大型化。为此，不必要地使开口部的大小大于光学元件的有效区域的大小的做法是不现实的。

另外，从光学元件的表面到形成于盖的开口部的上端的高度至少不能低于盖的厚度，为了保证作为壳体的强度，盖的厚度存在下限值。为此，极端地降低其高度是不现实的。此外，如专利文献1的图3所图示那样，由于在光学元件与盖之间配置有窗部件，光学元件与窗部件分离配置，所以上述高度与盖的厚度相比，大幅度地变高。

如以上那样，将开口部的大小增大为大于光学元件的有效区域的大小、以及降低从光学元件的表面到开口部的上端的高度皆很困难。因此，在现有的光学元件封装中，很难增大最大入射角以及最大出射角。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述的问题点而完成的，其目的在于，在收纳反射型的光学元件的光学元件封装中，使相对于光学元件的最大入射角以及最大出射角广角化。

为了解决上述的课题，本发明的光学元件封装特征在于，具备：壳体，其由底板与侧板构成；以及反射型的光学元件，其收纳于上述壳体，所述光学元件的包含有效区域的表面被透明部件所覆盖，在上述光学元件与上述壳体的缝隙填充有密封用树脂，上述光学元件的侧面以及背面被该密封用树脂所覆盖。

本发明为，在一种壳体的内部具备反射型的光学元件的光学元件封装中，能够增大入射角以及出射角。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的光学元件封装的剖视图。

图2是本发明的实施方式2所涉及的光学元件封装的剖视图。

图3中的(a)以及(b)是本发明的实施方式3所涉及的光学元件封装的剖视图。

图4是本发明的实施方式4所涉及的光学元件封装的剖视图。

图5是本发明的实施方式5所涉及的光学元件封装的剖视图。

具体实施方式

参照图1～图5，对用于实施本发明的实施方式进行说明。此外，以下，为了便于说明，对于具有与在先的实施方式所说明的部件相同的功能的部件标注相同的附图标记，省略其说明。

〔实施方式1〕

图1是本发明的第一实施方式所涉及的光学元件封装100的剖视图。光学元件封装100具备封装壳体(壳体)1、lcos(硅基液晶)元件(光学元件)2、固定用树脂(固定部件)3、接合线4、以及密封用树脂5。

封装壳体1是由底板11与侧板12构成的方形的壳体。在封装壳体1收纳有lcos元件2、固定用树脂3、接合线4、以及密封用树脂5。另外，底板11形成有突出部(固定部件)11p。突出部11p形成为框状或者至少三个柱状(但是，并非所有的柱子排列为一条直线)。

lcos元件2为一种反射型的光学元件，其被收纳于封装壳体1，包含有效区域的表面2f被罩玻璃(透明部件)21覆盖。lcos元件2具备罩玻璃21、作为形成有控制电路(未图示)的硅基板的基板22、液晶层23、密封部件24、加热器25、以及粘合树脂26。在光学元件封装100中，lcos元件2的上端2t配置在比侧板12的上端12t低的位置。

基板22与罩玻璃21相对置。液晶层23被罩玻璃21与基板22夹持。此外，液晶层23的上表面相当于lcos元件2的有效区域。密封部件24被罩玻璃21与基板22夹持，是从四周包围液晶层23的树脂制的部件。密封部件24与罩玻璃21以及基板22一起构成收纳液晶层23用的腔室。作为密封部件24的一个例子，可列举感光性的环氧树脂、含有丙烯酸脂化合物的树脂。此外，罩玻璃21也可以分别在其内侧形成透明导电膜等，在其外侧形成ar涂层(防反射涂层)等。

加热器25用于对lcos元件2的温度进行控制。lcos元件2的温度需要细致地管理，该温度的控制由加热器25承担。加热器25搭载于突出部11p。粘合树脂26用于将基板22与加热器25粘合。具体地说，粘合树脂26将基板22的与液晶层23相反的一侧的面和加热器25的与突出部11p相反的一侧的面进行粘合。

固定用树脂3是用于将加热器25固定于突出部11p的树脂。在突出部11p由三个以上的柱状部件构成的情况下，将固定用树脂3涂覆于各个突出部11p即可。另外，在为框状的突出部11p的情况下，将固定用树脂3涂覆于框状的突出部11p的上端面即可。接合线4用于对封装壳体1与lcos元件2的基板22进行电连接。

密封用树脂5填充于lcos元件2与封装壳体1的缝隙。lcos元件2的侧面2s以及背面2b被密封用树脂5所覆盖。由此，lcos元件2的表面2f被罩玻璃21所覆盖，lcos元件2的背面2b以及侧面2s被密封用树脂5所覆盖。因此，无需设置可能会遮挡朝向lcos元件2的入射光以及来自lcos元件2的反射光的盖，便能够对lcos元件2进行气密密封。因此，在光学元件封装100中，能够实现最大入射角以及最大出射角的广角化。另外，在光学元件封装100，由于不需要盖，所以能够减少部件数量，由于能够减小应该在lcos元件2的周围确保的空间，所以能够实现小型化。

在光学元件封装100中，罩玻璃21在大气中露出。由此，从罩玻璃21上除去异物较为容易。

另外，密封用树脂5从四周包围lcos元件2的密封部件24。由此，由于能够防止lcos元件2的密封部件24暴露，所以能够提高lcos元件2的耐湿性以及防水性。

对基于利用密封用树脂5覆盖lcos元件2的侧面2s(更加优选为，从四周包围密封部件24)的优点进一步详细地进行说明。如上所述，在密封部件24为感光性的环氧树脂、含有丙烯酸脂化合物的树脂等的情况下，存在水分会渗透密封部件24的可能性。为了能够抑制该渗透，优选利用密封用树脂5覆盖侧面2s(更加优选为，从四周包围密封部件24)。

密封用树脂5也可以为遮光性的(例如，黑色的)树脂，也可以为透光性的树脂。若密封用树脂5为遮光性的树脂，则能够抑制杂光。若密封用树脂5为透光性的树脂，则检查者能够通过目视观察对封装壳体1的内部进行检查。

密封用树脂5优选为在防湿性、防水性以及耐药品性之中至少一个方面优异的树脂。所谓的耐药品性优异也可以说能充分确保对于腐蚀性气体的耐性。作为这样树脂的例子，可列举氟硅氧烷凝胶、含氟凝胶、pps(聚苯硫醚)树脂。

另外，密封用树脂5优选为由凝胶状的树脂构成。由于突出部11p以及固定用树脂3将lcos元件2相对封装壳体1固定，所以密封用树脂5在固化的状态下也可以不具有能够对封装壳体1固定lcos元件2的程度的硬度。凝胶状的树脂在固化后不具有对封装壳体1固定lcos元件2的程度的硬度，在固化时也不会产生可使lcos元件2变形程度的应力。因此，能够在抑制了lcos元件2的形变的状态下对lcos元件2进行收纳。作为如这样的凝胶状的树脂的一个例子，可列举硅酮凝胶、氟硅氧烷凝胶等的软质的凝胶状涂层树脂。

此外，在本实施方式中，虽然采用在突出部11p固定加热器25的底面的构成，但是例如，也可以采用将加热器25以外的部件固定于突出部11p的构成。例如，也可以为采用尺寸比密封部件24大的罩玻璃21，将罩玻璃21的留白固定于突出部11p的构成。该情况下，将突出部11p的高度设定得更高即可。

〔实施方式2〕

图2是本发明的第二实施方式所涉及的光学元件封装200的剖视图。光学元件封装200的构成在以下进行说明的点中，与光学元件封装100的构成不同。

lcos元件2的表面2f由有效区域(相当于液晶层23的上表面)与包围该有效区域的外侧的非有效区域构成。此外，密封部件24的上表面相当于非有效区域。而且，密封用树脂5进一步覆盖沿着该非有效区域的外周的区域。

由此，与密封用树脂5不完全覆盖lcos元件2的表面2f的情况相比较，能够进一步可靠地防止lcos元件2的密封部件24暴露。因此，能够进一步提高lcos元件2的耐湿性以及防水性。

这里，优选lcos元件2上的密封用树脂5的内壁相对于光学元件封装200的高度方向的倾斜角度θta以及θtb分别超过10°。因为在光学元件封装200中，朝向lcos元件2的入射光以及/或者来自lcos元件2的反射光在通常情况下，相对于光学元件封装200的高度方向倾斜10°以上。

〔实施方式3〕

图3的(a)是本发明的第三实施方式所涉及的光学元件封装300的剖视图。光学元件封装300的构成在以下进行说明的点中，与光学元件封装100的构成不同。

填充于lcos元件2与封装壳体1的缝隙的密封用树脂5被填充至盛满到比侧板12的上端12t高且比lcos元件2的上端2t高的位置为止。另外，在从有效区域的外缘朝向该有效区域的外侧观察密封用树脂5的情况下所得到的仰角θga以及θgb其最大值分别不足10°。此外，在这里，所谓的有效区域的外缘表示将位于液晶层23的轮郭上的任意的点在罩玻璃21的表面进行投影的情况下所得到的点的位置。

图3的(b)是本发明的第三实施方式所涉及的光学元件封装301的剖视图。光学元件封装301的构成在以下进行说明的点中，与光学元件封装100的构成不同。

光学元件封装301为，lcos元件2的上端2t配置在比侧板12的上端12t低的位置，这点与光学元件封装100相同。但是，填充于lcos元件2与封装壳体1的缝隙的密封用树脂5仅填充至比以最短距离连接有效区域的外缘与侧板12的上端12t的直线sc以及sd更下侧的区域。而且，在从有效区域的外缘朝向有效区域的外侧观察侧板12的情况下所得到的仰角θgc以及θgd其最大值分别不足10°。

有效区域的外缘的最大入射角以及最大出射角通过从90°减去仰角的最大值而求得。根据光学元件封装300以及301，能够将有效区域的外缘的最大入射角以及最大出射角设定为80°以上。即，光学元件封装300以及301其最大入射角以及最大出射角能够设定为80°以上。

另外，由此，能够抑制对于朝向lcos元件2的入射光以及来自lcos元件2的反射光的、由lcos元件2以外的光学部件的反射所造成的影响。因此，能够增大端口间的信号强度的绝缘(isolation)，能够抑制串扰。

〔实施方式4〕

图4是本发明的第四实施方式所涉及的光学元件封装400的剖视图。光学元件封装400的构成在以下进行说明的点中，与光学元件封装100的构成不同。

在光学元件封装400中，lcos元件2的上端2t配置于与侧板12的上端12t相等的高度。另外，密封用树脂5只形成至与lcos元件2的上端2t相同的高度。由此，由于在有效区域的上方以及侧方不存在遮挡入射光或者出射光的部件，所以在光学元件封装400中，能够实现其最大入射角以及最大出射角的最大化。

〔实施方式5〕

图5是本发明的第五实施方式所涉及的光学元件封装500的剖视图。光学元件封装500的构成在以下进行说明的点中，与光学元件封装100的构成不同。

在光学元件封装500中，lcos元件2的上端2t配置在比侧板12的上端12t高的位置。另外，密封用树脂5只形成至与lcos元件2的上端2t相同的高度。由此，由于在有效区域的上方以及侧方不存在遮挡入射光或者出射光的部件，所以在光学元件封装500中，能够实现其最大入射角以及最大出射角的最大化。

〔备注事项〕

另外，本发明的光学元件封装具备：壳体，其由底板与侧板构成；以及反射型的光学元件，其收纳于上述壳体，包含有效区域的表面被透明部件所覆盖，在上述光学元件与上述壳体的缝隙填充有密封用树脂，上述光学元件的侧面以及背面被该密封用树脂所覆盖。

根据上述构成，光学元件的表面被透明部件所覆盖，光学元件的背面以及侧面被密封用树脂所覆盖。因此，根据上述的构成，无需设置可能会遮挡朝向光学元件的入射光以及来自光学元件的反射光的盖，便能够对光学元件进行气密密封。因此，与专利文献1～3所记载的光学元件封装相比较，能够使最大入射角以及最大出射角广角化。

另外，在本发明的一种实施方式所涉及的光学元件封装中，上述光学元件为lcos元件，其具备：上述透明部件、与上述透明部件相对置的基板、被上述透明部件与上述基板夹持的液晶层、以及被上述透明部件与上述基板夹持，从四周包围上述液晶层的树脂制的密封部件，上述密封用树脂从四周包围该光学元件的上述密封部件。

根据上述构成，由于能够防止lcos元件的密封部件暴露，所以能够提高lcos元件的耐湿性以及防水性。

另外，在本发明的一种实施方式所涉及的光学元件封装中，上述光学元件的表面由上述有效区域与包围上述有效区域的外侧的非有效区域构成，上述密封用树脂进一步覆盖沿着上述非有效区域的外周的区域。

根据上述构成，与密封用树脂完全不覆盖lcos的表面的情况相比较，能够进一步可靠地防止lcos元件的密封部件暴露。因此，能够进一步提高lcos元件的耐湿性以及防水性。

另外，在本发明的一种实施方式所涉及的光学元件封装中，填充于上述光学元件与上述壳体的缝隙的树脂被填充至盛满到比上述侧板的上端高且比上述光学元件的表面高的位置为止，在从上述有效区域的外缘朝向该有效区域的外侧观察上述密封用树脂的情况下所得到的仰角的最大值不足10°。

有效区域的外缘的最大入射角以及最大出射角可通过从90°减去上述仰角的最大值而求得。根据上述的构成，能够将有效区域的外缘的最大入射角以及最大出射角设定为80°以上。即，能够将光学元件封装的最大入射角以及最大出射角设定为80°以上。

另外，在本发明的一种实施方式所涉及的光学元件封装中，上述光学元件的表面配置在比上述侧板的上端低的位置，填充于上述光学元件与上述壳体的缝隙的树脂填充于比连接上述有效区域的外缘与上述侧板的上端的直线更下侧的区域，在从上述有效区域的外缘朝向上述有效区域的外侧观察上述侧板的情况下所得到仰角的最大值不足10°。

上述有效区域的外缘的最大入射角以及最大出射角通过从90°减去仰角的最大值而求得。根据上述的构成，能够将有效区域的外缘的最大入射角以及最大出射角设定为80°以上。即，能够将光学元件封装的最大入射角以及最大出射角设定为80°以上。

另外，在本发明的一种实施方式所涉及的光学元件封装中，上述光学元件的表面配置在与上述侧板的上端相等、或者比上述侧板的上端高的位置，上述密封用树脂形成在与上述光学元件的上端相等、或者比上述光学元件的上端低的位置。

根据上述构成，由于在有效区域的上方以及侧方不存在遮挡入射光或者出射光的部件，所以能够使光学元件封装的最大入射角以及最大出射角最大化。

另外，本发明的一种实施方式所涉及的光学元件封装还具备在上述壳体的一部分固定上述光学元件的固定部件，上述密封用树脂由凝胶状的树脂构成。

根据上述构成，由于固定部件对壳体固定光学元件，所以密封用树脂在固化的状态下也可以不具有能够对壳体固定光学元件的程度的硬度。凝胶状的树脂在固化后不具有能够对壳体固定光学元件的程度的硬度，在固化时也不会产生使光学元件变形的程度的应力。因此，能够在抑制了光学元件的形变的状态下收纳光学元件。

本发明并不局限于上述的各实施方式，在权利要求所示的范围内能够进行各种变更，对不同的实施方式所分别公开的技术手段进行适当地组合而得到的实施方式也包含于本发明的技术的范围。

附图标记说明：

1…封装壳体(壳体)；2…lcos元件(光学元件)；2b…lcos元件的背面；2f…lcos元件的表面；2s…lcos元件的侧面；2t…lcos元件的上端；3…固定用树脂(固定部件)；4…接合线；5…密封用树脂；11…底板；11p…突出部(固定部件)；12…侧板；12t…侧板的上端；21…罩玻璃(透明部件)；22…基板；23…液晶层；24…密封部件；25…加热器；26…粘合树脂；100、200、300、301、400、500…光学元件封装；θga、θgb、θgc、以及θgd…仰角。