JP7495921B2

JP7495921B2 - 透明封止部材

Info

Publication number: JP7495921B2
Application number: JP2021209880A
Authority: JP
Inventors: 弘明小林; ラメッシュヴァレプ; 真太郎宮本; 優横山; 啓人村山
Original assignee: クアーズテック合同会社
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2024-06-05
Anticipated expiration: 2041-12-23
Also published as: JP2024112932A; JP2023094413A

Description

本発明は、発光素子を封止する透明封止部材に関し、特に、紫外線ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）のキャップやレンズなどに適した透明封止部材に関する。

紫外線殺菌は、従来から広く水銀灯が使用されてきたが、「水銀に関する水俣条約」の発効により、２０２０年以降、水銀製品の製造や輸出入が制限されてきた。そのため、現在使用されている水銀灯の寿命が尽きた後の代替光源として、紫外線ＬＥＤ、特に波長２８０ｎｍ以下の深紫外線ＬＥＤが注目されている。ＬＥＤは、例えば、基本部材により支持され、透明封止部材などで密閉して用いられる。

例えば、特許文献１には、透明封止部材について、少なくとも発光素子からの光が出射する表面に微小凹部を設け、各微小凹部の平均幅を０．１μｍ以上２．０μｍ以下、各微小凹部の平均深さを５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、微小凹部の平均存在頻度を１ｍｍ^２当たり、１０万個以上３００万個以下とすることが記載されている。

また、例えば、特許文献２には、透明封止部材を搬送する装置として、吸着パッドを用い真空吸着により透明封止部材を吸着して搬送する装置が記載されている。

特再公表２０１９－１２７４３号公報特開平６－３２０４６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の透明封止部材では、平均幅が０．１μｍ以上２．０μｍ以下、平均深さが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の非常に微小な凹部が、１ｍｍ^２当たり１０万個以上３００万個以下と非常に多く存在するので、ＬＥＤ素子からの光が散乱して透過率が低下し、光量が低下するおそれがあった。

また、従来は、真空吸着により透明封止部材を搬送中に、表面の滑りにより、搬送位置への位置ずれが発生し、支障を生じてしまうという問題があった。更に、搬送後に透明封止部材を脱離させる時に、透明封止部材が容易に外れずに跳ね上がり、搬送位置への位置ずれが発生して、支障を生じてしまうという問題もあった。そのため、透明封止部材のソーティング工程や、透明封止部材とＬＥＤ素子を配設した基本部材との接合時に製造歩留まりが低下するおそれがあった。

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、透過率の低下を抑制することができ、かつ、搬送中及び離脱時における位置ずれを防止し、製造歩留まりを向上させることができる透明封止部材を提供することを目的とする。

本発明の透明封止部材は、発光素子を封止するものであって、透明部材からなる本体部を備え、本体部は、発光素子からの光が出射する表面の少なくとも一部に、複数の凹部が不規則に設けられた凹部形成領域を有し、凹部の幅は３μｍ以上２０μｍ以下、深さは０．１μｍ以上１μｍ以下、存在密度は５０個／ｍｍ２以上１０００個／ｍｍ２以下のものである。

本発明の透明封止部材によれば、この搬送中及び離脱時における位置ずれをより効果的に防止することができると共に、発光素子からの光の散乱を抑制することで透過率の低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る透明封止部材であるＬＥＤ用レンズの構成を表す図である。図１に示したＬＥＤ用レンズを用いたＬＥＤ装置の構成を表す断面図である。図１に示したＬＥＤ用レンズの表面に形成された凹部の構成を模式的に表す図である。本発明の第２の実施の形態に係る透明封止部材であるＬＥＤ用キャップの構成を表す図である。実施例１におけるレンズ部の頂部表面の凹部を表す写真である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る透明封止部材であるＬＥＤ用レンズ１０の構成を表すものであり、（Ａ）は断面構成を表し、（Ｂ）は上から見た構成を表している。図２は、ＬＥＤ用レンズ１０を用いたＬＥＤ装置２０の断面構造を表すものである。図３は、ＬＥＤ用レンズ１の表面に形成された凹部１１Ａの構成を模式的に表すものである。

このＬＥＤ用レンズ１０は、ＬＥＤ２１等の発光素子を封止する透明封止部材であり、ＬＥＤ装置２０に用いられる。ＬＥＤ装置２０は、例えば、ＬＥＤ用レンズ１０と、ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を支持する基本部材２２とを備え、ＬＥＤ用レンズ１０はＬＥＤ２１を覆うように基本部材２２に対して配設されている。基本部材２２は、例えば、窒化アルミニウム等のセラミックにより構成される。基本部材２２には、例えば、ＬＥＤ２１を配設する凹状の配設部２３が設けられており、配設部２３の上部には、例えば、ＬＥＤ用レンズ１０を配設するための段差部２４が設けられている。基本部材２２とＬＥＤ用レンズ１０とは、例えば、ＡｕＳｎはんだよりなるはんだ層２５により溶接されて接合される。段差部２４の上面には、はんだとの濡れ性を向上させるために金属よりなるメタライズ層２６が形成されていることが好ましい。

ＬＥＤ用レンズ１０は、透明部材からなる本体部１１を備えている。本体部１１は、例えば、シリカガラスよりなり、半球体状のレンズ部１２と、レンズ部１２の平面側周縁部に設けられたフランジ部１３とを有している。本体部１１は、ＬＥＤ２１からの光が出射する表面の少なくとも一部、すなわち、レンズ部１２の外側の表面の少なくとも一部に、複数の凹部１１Ａが不規則に設けられた凹部形成領域を有している。このレンズ部１２の外側の表面は、ＬＥＤ用レンズ１０を真空吸着により搬送する際の被吸着面でもある。凹部形成領域は、レンズ部１２の外側の表面全体に設けられていることが好ましい。なお、図１および図２では、凹部形成領域および凹部１１Ａの記載を省略している。

ＬＥＤ２１からの光が出射する表面の少なくとも一部に前記所定の凹部１１Ａを設けることにより、発光素子からの光の散乱を抑制することで透過率の低下を抑制しつつ、ＬＥＤ用レンズ１０を真空吸着で搬送する際に、吸着パットとの摩擦力を増加させることができると共に、吸着パットが凹部１１Ａに隙間なく変形して食い込むことで密閉性を高めることでき、それにより吸着力を向上させて、搬送中における位置ずれを抑制することができる。また、吸着搬送後にＬＥＤ用レンズ１０と吸着パットとのリークが容易になり、脱離が容易になることで、位置ずれを抑制することができる。

更に、凹部１１Ａを規則的に設けた場合には、吸着パットの微小な位置ずれによって、吸着パットが接触する凹部１１Ａの数が大きく変り、ＬＥＤ用レンズ１０を搬送するための吸着力が変化しやすいのに対して、凹部１１Ａを不規則に設けることにより、吸着パットが接触する凹部１１Ａの数が平均化され、吸着パットの位置がずれてもＬＥＤ用レンズ１０を搬送するための吸着力の変化を小さくすることができ、搬送装置の吸着条件を安定させることができる。

凹部１１Ａの幅Ｗは、３μｍ以上２０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。すなわち、凹部１１Ａの幅Ｗの最小値が３μｍ、最大値が２０μｍであることが好ましい。幅Ｗが３μｍ未満では、吸着パットが凹部に隙間なく変形することができずに、空隙になって、空気漏れにより、吸着力が低下してしまうためである。また、幅Ｗが２０μｍ超では、吸着パットでＬＥＤ用レンズ１０を吸着した時に、１つの凹部１１Ａの全体を塞ぐことができない箇所の数が多くなり、空気漏れにより、吸着力が低下してしまうからである。なお、凹部１１Ａの「幅Ｗ」とは、凹部１１Ａを垂直上方から見たときの表面外周形状の最長長さを意味する。例えば、表面外周形状が円形である場合には、その直径であり、矩形である場合には対角線のうち長い方の長さである。

凹部１１Ａの深さＨは０．１μｍ以上１μｍ以下の範囲内であることが好ましい。すなわち、凹部１１Ａの深さＨの最小値が０．１μｍ、最大値が１μｍであることが好ましい。深さＨが０．１μｍ未満では、吸着パットの変形量が少なく、十分に吸着力を向上させることが難しく、一方、深さＨが１μｍ超では、吸着パットが凹部１１Ａに隙間なく変形することができず、空気漏れによる保持力が低下してしまうからである。つまり、この範囲内において凹部１１Ａに吸着パットが隙間なく変形して密閉性が向上し、吸着力が向上する。また、深さＨが１μｍを超えると、ＬＥＤ２１からの光が散乱しやすくなり透過率が低下する。

凹部１１Ａの存在密度は５０個／ｍｍ^２以上１０００個／ｍｍ^２以下であることが好ましい。存在密度が５０個/ｍｍ^２未満では、吸着力の向上が見込まれず、搬送中の搬送位置への位置ずれが発生しやすく、また、搬送後にＬＥＤ用レンズ１０を脱離させる時に、ＬＥＤ用レンズ１０が容易に外れずに搬送位置への位置ずれが発生しやすいからである。一方、存在密度が１０００個/ｍｍ^２超では、凹部１１Ａの増加によるＬＥＤ２１からの光の散乱が多くなり、透過率が低下し、また、吸着搬送時に空気漏れが多くなり、吸着力が不安定になりやすいからである。

なお、凹部１１Ａの存在密度は、凹部形成領域において、１ｍｍ×１ｍｍの大きさの任意の５箇所の測定領域について測定し、５箇所の測定領域のいずれもが５０個／ｍｍ^２以上１０００個／ｍｍ^２以下の範囲内であれば上述した効果を得ることができる。具体的には、凹部形成領域において、１ｍｍ×１ｍｍの大きさの任意の５箇所の測定領域で凹部１１Ａの存在密度を測定し、いずれも５０個／ｍｍ^２以上１０００個／ｍｍ^２以下の範囲内であれば、凹部形成領域における凹部１１Ａの存在密度は５０個／ｍｍ^２以上１０００個／ｍｍ^２以下であると判断する。

凹部１１Ａの表面外周形状は、凹部１１Ａを垂直上方から見たとき、曲線又は曲線と直線との組み合わせからなる角部が存在しない形状よりなることが好ましく、凹部１１Ａの内面形状は、凹部１１Ａの任意の垂直断面において、曲面又は曲面と平面との組み合わせからなる角部が存在しない形状よりなることが好ましい。これにより、角部の存在でＬＥＤ２１からの光が散乱し、透過率が低下するのをより防止することができる。また、角部の存在により、凹部１１Ａに吸着パッドが隙間なく変形できずに空隙ができ、空気漏れにより、搬送中に位置ずれが発生しやすくなると共に、凹部１１Ａに吸着パットが接触した時にＬＥＤ用レンズ１０の欠けや亀裂が発生しやすくなるのを、より効果的に防止できる。更に、吸着パットが当該角部に引っ掛かって摩耗し、吸着パットの屑がＬＥＤ用レンズ１０の表面に付着しやすくなり、外観検査等で支障が生じるのを防止できる。

凹部１１Ａの上端外縁は、全周にわたり、まるめられており、鋭角部を有さない湾曲形状であることが好ましい。吸着パットの密着性を向上させることができると共に、摩耗を低減させることができるからである。

レンズ部１２の外側の表面における凹部１１Ａ以外の部分の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳＢ０６０１－１９９４）は、０．０２μｍ以上０．０８μｍ以下であることが好ましい。算術平均粗さＲａが０．０２μｍ以上であることにより、別途、高精度な研磨を必要とせず、高い生産性が得られる。一方、算術平均粗さＲａを０．０８μｍ以下とすることにより、光の散乱を抑え、より高い透過率が得られる。

また、少なくともレンズ部１２の外側の表面には、反射防止膜（図示せず）が形成されることが好ましい。反射防止膜により、凹部１１Ａの曲面を形成した時の微小な段差、例えば、加工ツール跡の段差がゆるやかになり、より吸着パットの密着性を向上させることができるからである。また、凹部１１Ａの上端外縁の角がなめらかになり、吸着パッドの摩耗を低減させることができると共に、ＬＥＤ用レンズ１０のカケや亀裂も低減させることができるからである。反射防止膜は、ＭｇＦ_２等の低屈折率材料からなる単層膜により構成するようにしてもよく、また、ＭｇＦ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の低屈折率材料と、Ｎｂ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等の高屈折率材料とを組み合わせた多層膜により構成するようにしてもよい。

フランジ部１３は、例えば、レンズ部１２を基本部材２２に配設するためのものであり、段差部２４にフランジ部１３の底面を当接させて配設される。フランジ部１３の底面、すなわち段差部２４との当接面には、例えば、はんだとの濡れ性を向上させるために金属よりなるメタライズ層１４が形成されていることが好ましい。メタライズ層１４は、例えば、枠状に形成されており、本体部１１の側から順に、下地層、中間層、及び、表面層を有していることが好ましい。下地層は、Ｃｒ層及びＴｉ層のうちの少なくとも１層を含むことが好ましく、中間層は、Ｎｉ層及びＴｉ層のうちの少なくとも１層を含むことが好ましく、表面層は、Ａｕにより構成することが好ましい。

このＬＥＤ用レンズ１０は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、本体部１１の金属型を形成し、この金属型のレンズ部１２に該当する部分の表面に機械加工により複数の凹部１１Ａに該当する窪みを不規則に形成する。凹部１１Ａに該当する窪みの形状や密度は上述した通りである。次いで、作製した金属型に樹脂を流し込み、金属型の形状を転写し、転写した樹脂型にシリカ粉を含むスラリーを流し込み、ゲルキャスト法にて本体部１１を形成する。続いて、例えば、本体部１１の底面を研磨加工し、フランジ部１３の厚みを調整し、フランジ部１３の底面に、例えば、真空蒸着法又はスパッタリング法によりメタライズ層１４を形成する。その後、必要に応じて、レンズ部１２の表面に反射防止膜を形成する。

このように本実施の形態によれば、ＬＥＤ２１からの光が出射する表面の少なくとも一部に、複数の所定の大きさの凹部１１Ａが設けられた凹部形成領域を有するようにしたので、発光素子からの光の散乱を抑制することで透過率の低下を抑制しつつ、ＬＥＤ用レンズ１０を真空吸着で搬送する際に、吸着パットとの摩擦力を増加させることができると共に、密閉性を高めることでき、搬送中における位置ずれを抑制することができる。また、吸着搬送後に透明封止部材と吸着パットとのリークが容易になり、離脱が容易となるので、離脱時における位置ずれを抑制することができる。よって、製造歩留まりを向上させることができる。

更に、凹部を不規則に設けるようにしたので、吸着パットが接触する凹部の数が平均化され、吸着パットの位置がずれても透明封止部材を搬送するための吸着力の変化を小さくすることができ、搬送装置の吸着条件を安定させることができる。

加えて、凹部の存在密度を所定の範囲内とするようにしたので、搬送中及び離脱時における位置ずれをより効果的に防止することができると共に、発光素子からの光の散乱を抑制し、透過率の低下を抑制することができる。

更にまた、凹部の表面外周形状を曲線又は曲線と直線との組み合わせからなる角部が存在しない形状とし、凹部の内面形状を曲面又は曲面と平面との組み合わせからなる角部が存在しない形状とすれば、発光素子からの光の散乱をより抑制することができると共に、吸着パットの吸着力をより向上させることができる。また、凹部に吸着パットが接触した時に欠けや亀裂が発生することを抑制することができると共に、吸着パットが引っ掛かって摩耗し、吸着パットの屑が透明封止部材の表面に付着することを抑制することができる。

（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態に係る透明封止部材であるＬＥＤ用キャップ３０の構成を表すものであり、（Ａ）は断面構成を表し、（Ｂ）は上から見た構成を表している。このＬＥＤ用キャップ３０は、第１の実施の形態において説明したＬＥＤ用レンズ１０とは本体部３１の形状が異なることを除き、他は同一の構成を有している。よって、同一の構成要素には同一の符号を付すと共に、対応する構成要素には十の位を“３”に変えた符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本体部３１は、シリカガラスからなり、例えば、中空半球状で平面側が開口されたキャップ部３２と、キャップ部３２の開口端部に設けられたフランジ部３３とを有している。キャップ部３２の形状は、中空半球状に限らず、一端封止円筒状等の他の形状でもよい。フランジ部３３は、第１の実施の形態におけるフランジ部１３と同様の構成を有している。本体部３２は、第１の実施の形態と同様に、ＬＥＤ２１からの光が出射する表面の少なくとも一部、本実施の形態では、キャップ部３２の外側の表面の少なくとも一部に、複数の凹部が不規則に設けられた凹部形成領域を有している。キャップ部３２の外側の表面は、ＬＥＤ用キャップ３０を真空吸着により搬送する際の被吸着面でもある。凹部形成領域および各凹部の構成は、第１の実施の形態における凹部形成領域および各凹部１１Ａと同様である。なお、図４では、凹部形成領域および凹部の記載を省略している。

また、キャップ部３２の外側の表面における凹部以外の部分の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳＢ０６０１－１９９４）は、第１の実施の形態のレンズ部１２と同様に、０，０２μｍ以上０．０８μｍ以下であることが好ましい。更に、少なくもキャップ部３２の外側の表面には、第１の実施の形態のレンズ部１２と同様に、反射防止膜が形成されることが好ましい。

このＬＥＤ用キャップ３０は、第１の実施の形態において説明したＬＥＤ用レンズ１０と同様にして製造することができ、同様にして用いられる。また、同様の効果を得ることができる。

（実施例１）
図１に示したようなＬＥＤ用レンズ１０を作製した。まず、本体部１１の金属型をニッケルにより形成し、この金属型のレンズ部１２に該当する部分の外側の表面全体に、幅Ｗが３μｍ～１６μｍ、深さＨが０．３μｍ～０．８μｍの凹部１１Ａに該当する窪みを１００個／ｍｍ^２～２００個／ｍｍ^２の密度で不規則的に機械加工により形成した。作製した金属型にシリコーンゴムを流し込み、金属型の形状を転写した。転写したシリコーンゴム型にシリカ粉を含むスラリーを流し込み、ゲルキャスト法にて、本体部１１を成形した。成形した本体部１１を焼成し、フランジ径３．５ｍｍ×３．５ｍｍ、フランジ厚１．０ｍｍのフランジ部１３と、レンズ径φ３ｍｍ、レンズ高さ１．５ｍｍのレンズ部１２とを有するシリカガラス製の本体部１１を作製した。得られた本体部１１０の底面を研磨加工し、フランジ厚を０．５ｍｍに調整した。

得られた本体部１１を、株式会社キーエンスのレーザー顕微鏡(VK-9700)を用い、ＵＶレーザー光（波長：４０８ｎｍ）照射して、レンズ部１２の外側表面の凹部１１Ａを撮影し、凹部１１Ａの存在密度、幅Ｗおよび深さＨの計測を行った。レンズ部１２の頂部表面の撮影写真を図５に示す。

凹部１１Ａの存在密度、幅Ｗおよび深さＨの測定方法は、以下の通りである。
まず、ＬＥＤ用レンズ１０を傾斜治具に設置し、レンズ部１２の頂部表面の凹部１１Ａを観察した。
具体的には、対物レンズ×１０で、レンズ部１２の頂部の１ｍｍ×１ｍｍの測定領域にある幅Ｗ３μｍ～２０μｍの凹部１１Ａの個数をカウントし、更に、対物レンズ×５０にて、幅Ｗ３μｍ～２０μｍの凹部１１Ａの深さＨを測定した。レンズ部１２の頂部の測定領域における凹部１１Ａの個数は１２４個であった。
次に、ＬＥＤ用レンズ１０を傾斜させて、同様の方法で、順に、１ｍｍ×１ｍｍの測定領域を他の４箇所について凹部１１Ａを観察した。
各凹部１１Ａの個数は、２箇所目が１５６個、３箇所目が８２個、４箇所目が６２個、５箇所目が１８３個であった。５箇所の平均値は１２１個であった。各凹部１１Ａの幅Ｗを測定したところ、いずれでも３μｍ～２０μｍの範囲内にあった。各凹部１１Ａの深さＨを測定したところ、いずれも０．１μｍ～１μｍの範囲内にあった。
なお、顕微鏡による観察から、各凹部１１Ａの上端外縁は、いずれも、全周、鋭角部を有さない湾曲形状であることが確認された。また、各凹部１１Ａの表面外周形状は、曲線又は曲線と直線との組み合わせからなる角部が存在しない形状であり、各凹部１１Ａの内面形状は、曲面又は曲面と平面との組み合わせからなる角部が存在しない形状であることが確認された。

次に、アメテックス社のフォームタリサーフ（ＰＧＩ８３０）でレンズ部１２の外側表面における凹部１１Ａ以外の部分の算出平均粗さＲａを測定した。測定はカットオフ０．２５ｍｍ、基準長さ０．２５ｍｍ、評価長さ１．２５ｍｍ、フィルター処理はガウシアンフィルターを使用した。その結果、算術平均粗さＲａは０．０３３μｍであった。

続いて、フランジ部１３の底面に、スパッタリング装置で、厚み５０ｎｍのＣｒ層、厚み１５０ｎｍのＮｉ層、厚み３００ｎｍのＡｕ層をこの順に成膜した。成膜した本体部１１に感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィにて、外径３．３ｍｍ×３．３ｍｍ、内径２．７ｍｍ×２．７ｍｍの枠状のメタライズ層１４を形成した。

作製したＬＥＤ用レンズ１０について、ＵＶテープを貼りつけた６インチのウエハーリングに等間隔で順にソーティングする搬送試験を行った。ソーティングはゴム製吸着パットをレンズ部１２の外側表面に吸着させて１０００個搬送した。ソートした１０００個のＬＥＤ用レンズ１０に位置ずれは見られなかった。

また、ソートしたＬＥＤ用レンズ１０にＵＶ光を照射し、ＵＶテープの粘着力を低下させた後、窒化アルミニウムよりなる基本部材２２と接合するために、外径３．２ｍｍ×３．２ｍｍ、内径２．８ｍｍ×２．８ｍｍ、厚み２０μｍの枠状のＡｕＳｎはんだよりなるはんだ層２５を、フランジ部１３と基本部材２２の段差部２４との間に挿入し、温度３００℃、圧力０．５ＭＰａ、３０秒間のプレス条件下で接合し、ＬＥＤ装置２０を得た。その際、ゴム製吸着パットをレンズ部１２の外側表面に吸着させて、接合装置の基本部材２２の上に搬送した。ＬＥＤ装置２０を１００個作製したところ、接合位置のずれによる製造不良は発生しなかった。

更に、作製したＬＥＤ用レンズ１０の透過率を評価するために、前記実施例１と同等の凹部を一面に形成した平板を実施例１と形状以外は同様の方法で作製し、凹部を形成した面の裏面を研磨加工して、３０ｍｍ×３０ｍｍ×２．０ｍｍ（レンズ高さ１．５ｍｍ＋フランジ厚０．５ｍｍに相当）の平板に加工した。作製した平板をアメテックス社のフォームタリサーフ（ＰＧＩ８３０）で、凹部を形成した面における凹部以外の部分の算術平均粗さＲａを測定した。算術平均粗さＲａは０.０４５μｍであり、上記ＬＥＤレンズ１０のレンズ部１２の外側表面と同等であった。また、凹部の存在密度を同様に５箇所測定した平均値は１３２個、各凹部の幅Ｗはいずれも３μｍ～２０μｍの範囲内、各凹部の深さＨはいずれも０．１μｍ～１μｍの範囲内であり、上記ＬＥＤレンズ１０と同等であった。得られた平板の透過率を株式会社日立製作所製の分光光度計（ＵＨ４１５０）で測定した。測定した結果、波長３００ｎｍの透過率は９２．８％であった。

（比較例１）
シリカガラス製のブロックを切削、研磨加工して、レンズ部とフランジ部とを有し、レンズ部に凹部が無いシリカガラス製の本体部を作製した。作製した本体部は、凹部が無いことを除き、実施例１と同様である。
得られた本体部のレンズ部の外側表面における算出平均粗さＲａを実施例１と同様に測定した。算術平均粗さＲａは０．００３μｍであった。
続いて、実施例１と同様にしてフランジ部の底面に、メタライズ層を形成し、凹部が無いＬＥＤレンズを作製した。

比較例１のＬＥＤ用レンズについても、実施例１と同様にして１０００個について搬送試験を行った。その結果、ソートティング中にＬＥＤ用レンズが吸着パットから滑って斜めになり、ＵＶテープに張り付けた時に、指定貼り付け位置からの位置ずれが発生した。１０００個中１７０個についてずれがあることを確認した。

また、比較例１のＬＥＤ用レンズについても、実施例１と同様にして、ＬＥＤ装置を１００個作製した。比較例１では、レンズ部の外側表面を吸着して基本部材の上に搬送した時に、ＬＥＤ用レンズが吸着パットから滑って斜めになり、位置ずれが発生した状態で接合された。比較例１では、１００個中２３個について接合位置のずれによる製造不良が発生した。

また、作製した比較例１のＬＥＤ用レンズの透過率を評価するために、前記比較例１と同様にして３０ｍｍ×３０ｍｍ×２．０ｍｍの凹部が無い平板を作製し、実施例１と同様にして透過率を測定した。測定した結果、波長３００ｎｍの透過率は９３．０％であり、実施例１と大きな差異は見られなかった。

（比較例２）
実施例１に記載したニッケル製の本体部の金属型の表面に凹部を形成せずシリコーンゴム型を作製し、かつ原料となるシリカ粉の粒径を調整し、ゲルキャスト法により、レンズ部の外側表面に、幅が０．１μｍ～２．０μｍ、深さが５ｎｍ～５０ｎｍの凹部を約２５万個／ｍｍ^２の存在密度で有し、レンズ部の外側表面の算術平均粗さＲａが０．０２０μｍとなるシリカガラス製の本体部を作製した。作製した本体部は、凹部の構成が異なることを除き、実施例１と同様である。作製した比較例２の本体部の透過率を評価するために、実施例１と同様に、前記比較例２と同等の凹部を一面に形成した平板を比較例２と形状以外は同様の方法で作製し、分光光度計で波長３００ｎｍの透過率を測定した。その結果、透過率は８８％と実施例１および比較例１に比べて低いものであった。これは、凹部の数が透過率に影響していると考えられる。

（比較例３）
本体部の金属型の表面に幅１μｍ、深さ０．０５μｍの凹部を５０個／ｍｍ^２形成し、レンズ部の外側表面に幅１μｍ、深さ０．０５μｍの凹部を５０個／ｍｍ^２形成したことを除き、実施例１と同様にＬＥＤ用レンズを作製した。比較例３のＬＥＤ用レンズについても、実施例１と同様にして１０００個について搬送試験を行った。その結果、ソートティング中にＬＥＤ用レンズが吸着パットから滑って斜めになり、ＵＶテープに張り付けた時に、指定貼り付け位置からの位置ずれが発生した。１０００個中１００個についてずれがあることを確認した。

また、比較例３のＬＥＤ用レンズについても、実施例１と同様にして、ＬＥＤ装置を１００個作製した。比較例３では、レンズ部の外側表面を吸着して基本部材の上に搬送した時に、ＬＥＤ用レンズが吸着パットから滑って斜めになり、位置ずれが発生した状態で接合された。比較例３では、１００個中１６個について接合位置のずれによる製造不良が発生した。

（比較例４）
本体部の金属型の表面に幅５μｍ～３０μｍ、深さ０．３μｍ～１μｍの凹部を２０００個／ｍｍ^２形成し、レンズ部の外側表面に幅５μｍ～３０μｍ、深さ０．３μｍ～１μｍの凹部を２０００個／ｍｍ^２形成したことを除き、実施例１と同様にＬＥＤ用レンズを作製した。比較例４のＬＥＤ用レンズについても、実施例１と同様にして１０００個について搬送試験を行った。その結果、ソートティング中にＬＥＤ用レンズが吸着パットから外れて落下し、１０００個中７２０個が搬送できなかった。

また、比較例４のＬＥＤ用レンズについても、実施例１と同様にして、ＬＥＤ装置を１００個作製した。比較例４では、レンズ部の外側表面を吸着して基本部材の上に搬送した時に、ＬＥＤ用レンズが吸着パットから外れて落下し、１００個中６９個は接合することができなかった。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、透明封止部材として、ＬＥＤ用レンズ１０及びＬＥＤ用キャップ３０を挙げて説明したが、他の発光素子を用いた透明封止部材についても適用することができる。

更に、上記実施の形態では、ＬＥＤ用レンズ１０及びＬＥＤ用キャップ３０の構成について具体的に説明したが、他の構成を有していてもよい。例えば、上記実施の形態及び実施例では、フランジ部１３，３３の外周形状が正方形の場合について説明したが、円形でもよく、正方形以外の多角形でもよい。また、フランジ部１３，３３は設けられていなくてもよい。その場合には、例えば、レンズ部１２の平面部の周縁部や、キャップ部３２の開口端部を基本部材２２に当接させて配設することができる。更に、上記実施の形態では、レンズ部１２の形状が半球状の場合について説明したが、非球面や半長球状等、半球（球面）以外の形状であってもよい。

加えて、上記実施の形態では、基本部材２２の構成について具体的に説明したが、他の構成を有していてもよい。例えば、上記実施の形態では、平板の一面にＬＥＤ２１を配設する凹状の配設部２３が設けられた場合について説明したが、配設部２３が形成されていない平板の上にＬＥＤ２１を配設するようにしてもよく、また、筐体状としてもよい。

本発明は、特にＬＥＤ用のレンズやキャップに用いることができる。

１０…ＬＥＤ用レンズ、１１…本体部、１１Ａ…凹部、１２…レンズ部、１３…フランジ部、１４…メタライズ層、２０…ＬＥＤ装置、２１…ＬＥＤ、２２…基本部材、２３…配設部、２４…段差部、２５…はんだ層、２６…メタライズ層、３０…ＬＥＤ用キャップ、３１…本体部、３１Ａ…凹部、３２…キャップ部、３３…フランジ部

Claims

発光素子を封止する透明封止部材であって、
透明部材からなる本体部を備え、
前記本体部は、前記発光素子からの光が出射する表面の少なくとも一部に、複数の凹部が不規則に設けられた凹部形成領域を有し、
前記凹部の幅は３μｍ以上２０μｍ以下、深さは０．１μｍ以上１μｍ以下、存在密度は５０個／ｍｍ^２以上１０００個／ｍｍ^２以下である
ことを特徴とする透明封止部材。
前記凹部の表面外周形状は、曲線又は曲線と直線との組み合わせからなる角部が存在しない形状よりなり、前記凹部の内面形状は、曲面又は曲面と平面との組み合わせからなる角部が存在しない形状よりなることを特徴とする請求項１記載の透明封止部材。
前記本体部は、シリカガラスからなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の透明封止部材。
ＬＥＤ用レンズ又はＬＥＤ用キャップであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１に記載の透明封止部材。