TW202327112A - 光學元件用窗材、光學元件封裝體用蓋、光學元件封裝體及光學裝置 - Google Patents

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Abstract

[解決手段]一種光學元件用窗材，透過光的主表面，以JIS B 0681-2：2018規定的負載面積率為10%的輪廓曲面的突出谷部空間體積(Vvv)、及負載面積率為80%的輪廓曲面的突出峰部實體體積(Vmp)的合計值為1.7×10 4μm 3以上的粗面。 [效果]本發明的光學元件用窗材，以容易進行形狀加工，且能夠低成本製造的平板形狀的合成石英玻璃形成，又即便是平板形狀，例如，作為以表面實裝型封裝體(SMD PKG)封裝的UVC-LED等UV-LED的窗材，從光學元件發出的光，特別是具有配光角的光通過窗材時，能夠有效率地集光，能夠進行與從前的凸形狀等的透鏡形狀的窗材同等的集光，再來也能夠作為如朗伯反射的無照射不均的配光。

Description

光學元件用窗材、光學元件封裝體用蓋、光學元件封裝體及光學裝置
本發明係有關於適合於要求光的配光性的控制的光學元件封裝體及光學裝置的光學元件用窗材及光學元件封裝體用蓋。又，本發明係有關於封裝紫外光發光二極體等的光學元件的光學元件封裝體、及光學裝置。
近年，在冠狀病毒等的病毒的不活性化、水的殺菌用途，發出紫外區域的光的元件，亦即紫外光發光二極體(UV-LED：Ultra Violet-Light Emitting Diode)作為水銀燈等受到環境限制者的代替品被檢討，其中，能夠發出深紫外(UV-C)區域的光的元件，亦即深紫外光發光二極體(UVC-LED)受到注目。例如，UV-LED，因為光無法從成為層積形成元件的層時的基材的藍寶石基板等透過取出，而以反轉晶片方式實裝。因此，元件成為發出具有配光角的光的元件，常無法成為如雷射光的指向性高的光，從光的取出效率的提升、光的照度不均的解消的觀點來看，需要能夠控制光的配光性的方法。
現狀中，UV-LED，將一般在白色LED等使用的樹脂進行模壓並封裝成透鏡形狀後，輸出高的UV-LED的情形，因元件發光的短波長的光會產生樹脂劣化的不良狀態。其中，將短波長的光的透過率佳的合成石英作為窗材封裝的表面實裝型封裝體(SMD PKG)，作為UV-LED的封裝體最常被選擇，考慮將SMD PKG作為基底，控制配光性。
例如，特開2019-220507號公報(專利文獻1)揭示為了得到從紫外區域的發光二極體發光的光對照度面的均勻性，具備複數柱狀透鏡的發光裝置。又，特開2020-025089號公報(專利文獻2)揭示組合結晶性氟樹脂與矽氧樹脂使用，將對短波長的光具有耐性的結晶性氟樹脂，使用於光主要照到的部分形成光學構件(透鏡狀構件)，控制配光，同時使光的取出效率提升的包含深紫外LED元件的LED裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2019-220507號公報 [專利文獻2]特開2020-025089號公報
[發明所欲解決的問題]
但是，使用特開2019-220507號公報(專利文獻1)記載的柱狀透鏡需要高度的光學計算，又若使用柱狀透鏡，則SMD PKG因為會在Z方向(高度方向)變大，考慮將光學元件作為光學元件封裝體、或使用光學元件封裝體作為光學裝置(光學元件模組)時，因為光學元件封裝體及光學裝置(光學元件模組)會變大，在該等設計中不利。再來，作為將紫外區域的光長期穩定取出的窗材雖舉合成石英玻璃，但將合成石英玻璃加工成透鏡形狀，成本會變高。
又，特開2020-025089號公報(專利文獻2)記載的在透鏡狀構件使用結晶性氟樹脂的方法，從紫外區域的光的透過率、及紫外光所致的樹脂的劣化、氣密性的確保的觀點來看，針對如LED的長期使用之物，難以說是耐久性高。
本發明為鑑於上述事情完成者，目的為提供藉由對紫外區域的光耐久性也高的材料即合成石英玻璃，容易進行形狀加工，且能夠以低成本製造的平板形狀的光學元件用窗材、及具備光學元件用窗材的光學元件封裝體用蓋，特別是提供使從具有配光角的光源發出的光，即便非如凸形狀的透鏡形狀也能夠有效率地集光的平板形狀的光學元件用窗材、及具備光學元件用窗材的光學元件封裝體用蓋。又，本發明的目的為提供使用光學元件封裝體用蓋封裝光學元件的光學元件封裝體、及具備光學元件用窗材的光學裝置。 [解決問題的手段]
本發明者們為了解決上述課題而進行銳意檢討的結果，發現在以合成石英玻璃形成的窗材中，將光透過的主表面的微形狀，設為具有基於幾何特性規格(GPS)的預定表面性狀的粗面，藉由以容易進行形狀加工，且能夠以低成本製造的平板形狀的合成石英玻璃形成的窗材，能夠將具有配光角的光有效率地集光，進而完成本發明。
因此，本發明提供以下的光學元件用窗材、光學元件封裝體用蓋、光學元件封裝體及光學裝置。 1.一種光學元件用窗材，為收容發光或受光的光學元件的光學元件封裝體用、或具備收容發光或受光的光學元件的光學元件封裝體的光學裝置用的窗材，其中， 以合成石英玻璃形成； 具有平板形狀； 前述光透過的主表面的單面或兩面為粗面； 在前述粗面即主表面， 以JIS B 0681-2：2018規定的負載面積率為10%的輪廓曲面的突出谷部空間體積(Vvv)、及負載面積率為80%的輪廓曲面的突出峰部實體體積(Vmp)的合計值為1.7×10 4μm 3以上。 2.如1記載的光學元件用窗材，其中，厚度為0.1～3mm。 3.如1或2記載的光學元件用窗材，其中，前述粗面即主表面的表面粗度(Ra)為0.1～0.5μm。 4.一種光學元件封裝體用蓋，具備：如1~3中任1項記載的光學元件用窗材、及層積在該光學元件用窗材的前述主表面的一面的一部分的黏著劑層。 5.如4記載的光學元件封裝體用蓋，其中，構成前述黏著劑層的黏著劑，為由樹脂系黏著劑及金屬系黏著劑中選出的至少1種。 6.如4或5記載的光學元件封裝體用蓋，其中，前述黏著劑層為半硬化狀態(B-Stage)。 7.一種光學元件封裝體，具備：光學元件、在內部設置該光學元件的收容構件、如1~3中任1項記載的光學元件用窗材、及黏接層； 在前述光通過的位置設置前述光學元件用窗材，前述光學元件收容於前述收容構件，前述收容構件與前述光學元件用窗材經由黏著層接合封裝。 8.如7記載的光學元件封裝體，其中，前述光學元件為發出波長220～600nm的光的發光元件或受光的受光元件。 9.如7或8記載的光學元件封裝體，其中，前述光學元件為發出具有150度以下的配光角的光的發光元件。 10.如7~9中任1項記載的光學元件封裝體，其中，前述光學元件為發光元件，該發光元件與前述光學元件用窗材的最短距離為0.5～10mm。 11.一種光學裝置，具備：在內部設置發光元件的光學元件封裝體、及如1~3中任1項記載的光學元件用窗材； 在前述光通過的位置設置前述光學元件用窗材。 12.如11記載的光學裝置，其中，前述光學元件為發出波長220～600nm的光的光學元件或受光的受光元件。 13.如11或12記載的光學裝置，其中，前述光學元件為發出具有150度以下的配光角的光的發光元件。 14.如11~13中任1項記載的光學裝置，其中，前述光學元件為發光元件，前述光學元件封裝體與前述光學元件用窗材的最短距離為0.5～10mm。 [發明的效果]
本發明的光學元件用窗材，以容易進行形狀加工，且能夠低成本製造的平板形狀的合成石英玻璃形成，又即便是平板形狀，例如，作為以表面實裝型封裝體(SMD PKG)封裝的UVC-LED等UV-LED的窗材，從光學元件發出的光，特別是具有配光角的光通過窗材時，能夠有效率地集光，能夠進行與從前的凸形狀等的透鏡形狀的窗材同等的集光，再來也能夠作為如朗伯反射的無照射不均的配光。
又，若是使用本發明的光學元件用窗材的光學元件封裝體及光學裝置，相較於使用從前的凸形狀等的透鏡形狀的窗材的光學元件封裝體及光學裝置，因為能夠縮小體積，能夠期待使用UV-LED等的光學元件封裝體、及光學裝置(光學元件模組)的緊湊化、成本降低，光學裝置(光學元件模組)的設計的自由度也高。
以下，詳細說明關於本發明。 本發明的光學元件用窗材為適用於收容發光或受光的光學元件的光學元件封裝體，設於光在光學元件封裝體的內部與外部之間出入的部分的窗材。光學元件封裝體中，光學元件收容於收容構件，以光學元件用窗材封裝。又，本發明的光學元件用窗材為適用於具備收容發光或受光的光學元件的光學元件封裝體的光學裝置，設於光在光學裝置的內部與外部之間出入的部分的窗材。
本發明的光學元件用窗材以合成石英玻璃形成。又，本發明的光學元件用窗材具有平板形狀。本發明中，平板形狀，並非如同以凸面集光的凸透鏡的形狀，是例如光學元件用窗材的光透過的主表面的兩面共同為略平面較佳，特別是光學元件用窗材的光透過的主表面的兩面為略平行者較佳。本發明的光學元件用窗材，若是平板形狀，則大小、厚度能夠考慮收容構件的大小、光學元件用窗材的機械強度、作為光學元件封裝體及光學裝置時的機械強度等適宜選擇。再來，本發明的光學元件用窗材的厚度，能夠考慮相對於光學元件的光的波長的衰減、窗材的內側與外側，亦即光學元件用封裝體的內部與外部的壓力差(例如光學元件用封裝體的內外的氣壓差)適宜選擇。作為窗材的厚度具體上較佳為0.1mm以上、更佳為0.2mm以上，較佳為3mm以下、更佳為2mm以下。
本發明中，光學元件用窗材的光透過的主表面，為了使光在主表面散射，其等的單面或兩面成為粗面。該粗面，成為具有基於幾何特性規格(GPS)的預定的表面性狀的粗面。接著，本發明，其預定的表面性狀，特徵為以JIS B 0681-2：2018規定的負載面積率為10%的輪廓曲面的突出谷部空間體積(Vvv)、及負載面積率為80%的輪廓曲面的突出峰部實體體積(Vmp)的合計值為1.7×10 4μm 3以上。光學元件用窗材因為具有這種表面性狀，即便是平面，也能夠得到具有高集光特性的配光特性。Vvv與Vmp的合計值比1.7×10 4μm 3還小時，因為光學元件用窗材的光透過的主表面的凹凸大，在主表面散射的光少，作為直線光通過窗材的光變多，無法將具有配光角的光充分集光，難以從具有配光角的光得到如朗伯反射的集光型的放射束。光學元件用窗材的表面性狀能夠藉由3維表面形狀測定機等測定。
本發明中，光學元件用窗材的粗面即主表面，其表面粗度(Ra)為0.1μm以上較佳，又0.5μm以下較佳、0.4μm以下更佳。粗面即主表面的表面粗度(Ra)若在這種範圍內，能夠降低因光學元件用窗材的主表面的反射損耗變大產生成為漫射光的光的不良狀態、或在主表面反射的光變少，維持原狀透過窗材的平行光的比例變高，無法充分集光的可能性。
本發明的光學元件用窗材，雖由合成石英玻璃形成，但合成石英玻璃製的光學元件用窗材，例如，以如以下的方法製造。首先，將合成石英玻璃錠實施成型、退火、切片加工、去角、封裝等機械加工，得到機械加工面為粗面的基板。製造兩面為粗面的光學元件用窗材的情形，能夠經由洗淨工程，進到後述的化學蝕刻(表面處理)工程。另一方面，製造單面為粗面的窗材的情形，再將單面研磨，進行鏡面化，經由洗淨工程，進到後述的化學蝕刻(表面處理)工程。此外，該粗面為一旦將單面或兩面鏡面化後，將單面或兩面以噴砂加工等再粗面化者也可以。
接著，在藉由機械加工得到的基板，施予化學蝕刻(表面處理)。具體上，將藉由機械加工得到的粗面基板的主表面，藉由進行化學蝕刻調整粗面的表面性狀。表面性狀能夠藉由適宜選擇蝕刻液的種類、向蝕刻液的浸漬時間進行調整。蝕刻液適用氫氟酸、或緩衝氫氟酸。蝕刻液適用濃度較佳為1質量%以上、更佳為3質量%以上、再佳為5質量%以上，較佳為20質量%以下、更佳為15質量%以下者。濃度比上述範圍還低的情形，因為蝕刻速度慢，得到預定的表面性狀為止需要長時間，有生產性變低的可能性。另一方面，濃度比上述範圍還高的情形，因為蝕刻速度快，有無法進行用以得到預定的表面性狀的精密的控制的可能性
化學蝕刻，可以是使進行處理的基板浸漬於蝕刻液的方法、或在進行處理的基板倒入蝕刻液的方法。處理，可以是將複數片一次進行處理的分批處理、或一片一片進行處理的枚葉處理。蝕刻液所致的處理時間，在較佳為15分以上，較佳為100分以下、更佳為80分以下的範圍適宜設定。處理時間比上述範圍還短的情形，為了得到預定的表面性狀，會使用高濃度的蝕刻液，有難以進行用來得到預定的表面性狀的精密控制的可能性。另一方面，處理時間比上述範圍還長的情形，有溶解的玻璃成份再附著而引起不良狀態的可能性。該不良狀態，特別是在使進行處理的基板浸漬於蝕刻液的方法中有變得顯著之虞。又，有生產性也降低之虞。化學蝕刻後，將基板進行沖洗(水洗)並乾燥，能夠得到光學元件用窗材。得到的光學元件用窗材的配光特性，例如，能夠使用LED模組分佈光度計(Instrument Systems製LEDGON)等進行評價。
本發明的光學元件封裝體用蓋，具備光學元件用窗材、及層積於光學元件用窗材的主表面的一面的一部分(例如窗材與收容構件接觸的部分的窗材的主表面的外周緣部)的黏著劑層。光學元件封裝體用蓋，適合用於收容如UV-LED的要求氣密性的光學元件的光學元件封裝體的封裝。若使用光學元件封裝體用蓋，具備光學元件、及將光學元件收容於內部的收容構件，由光學元件封裝體用蓋的黏著劑將窗材與收容構件黏接，能夠構成光學元件氣密封裝於收容構件的內部的光學元件封裝體。
黏著劑層雖沒有特別限制，但較佳為由樹脂系黏著劑及金屬系黏著劑中選出的至少1種黏著劑形成。樹脂系黏著劑由包含樹脂的糊料構成，特別是包含環氧樹脂、矽氧樹脂等的黏著劑，因為於黏接後(硬化後)形成的黏著層形成三維構造的網路，能夠黏接合成石英玻璃，又能夠黏接陶瓷及金屬板等許多材質。作為樹脂系黏著劑之例，有紫外光硬化型、矽氧型等黏著劑等，作為該等黏著劑，例如有TB3114((股)ThreeBond製)、KER-3000-M2(信越化學工業(股)製)等。樹脂系黏著劑，以公知的方法塗佈於光學元件用窗材上，形成黏著劑層。
另一方面，作為金屬系黏著劑之例，有使用Au-Sn、Zn-Sn等的低溫焊接材、奈米銀粒子等的金屬奈米粒子的燒結材料及其等的融合體等。使用低溫焊接材及金屬奈米粒子的燒結材料的黏著劑能夠使用市售品。低溫焊接材與金屬奈米粒子的融合體的情形，例如，相對於主成份即平均一次粒徑為100nm以下的奈米銀粒子，混合作為低溫焊接材已知的由Sn-Bi焊料、Sn-Zn-Bi焊料及Sn-Zn焊料組成的群中選出的至少1種，再添加由鋅、鋯、碲、銻及銦組成的群中選出的至少1種以上的金屬元素的黏著劑。金屬系黏著劑，在黏接前(硬化前)能夠將成為糊狀態的黏著劑，藉由點膠機、網版印刷、噴墨印刷等公知的塗佈方法，塗佈於光學元件用窗材上，形成黏著劑層。黏著劑層，能夠因應必要進行預備加熱，作為半硬化狀態(B-Stage)。
本發明的光學元件封裝體，具備發光元件或受光元件即光學元件、在內部設置光學元件的收容構件、光學元件用窗材、及黏著層。本發明的光學元件封裝體中，光學元件用窗材設於光通過的位置。又，光學元件封裝體中，光學元件收容於收容構件，收容構件與光學元件用窗材經由黏著層接合封裝。光學元件封裝體中，光學元件用窗材與黏著層，能夠作為光學元件封裝體用蓋的光學元件用窗材、與光學元件封裝體用蓋的黏著劑層硬化形成的黏著層。
本發明的光學元件封裝體中，收容構件，其一部分開口，收容光學元件後，接合收容構件與光學元件用窗材，收容構件的開口部經由黏著層以光學元件用窗材封裝。作為本發明的光學元件封裝體，具體上例如可舉在如圖1所示的光學元件用窗材1、與收容光學元件4的收容構件3之間，經由黏著層2氣密封裝的光學元件封裝體10。此外，圖1中，5為反射板。
設置於收容構件內部的光學元件，可以是發光元件或受光元件。發光元件發光的光的波長，受光元件受光的光的波長，都在220nm以上較佳，又在600nm以下較佳。作為發光元件之例，有使用氮化鋁鎵(AlGaN)的UV-LED(中心波長為260～300nm)、藍色發光元件(波長440～490nm)、綠色發光元件(波長490～580nm)、黃色發光元件(波長550～600nm)等，特別是適合面發光的元件。
收容構件，在光學元件用封裝體中，作為收容光學元件的構件能夠使用公知者，適合使用以金屬、陶瓷等無機材料、或橡膠、彈性體、樹脂等有機材料形成的具有作為光學元件的收容部的凹陷部者。收容構件的尺寸，根據光學元件的用途、收容的光學元件、窗材的尺寸等適宜設定。又，特別是在LED中顯著，藉由光學元件的發熱，光學元件成為高溫狀態時，因為光學元件的發光效率降低，收容構件，適合以放熱性佳的氧化鋁系陶瓷、氮化鋁系陶瓷等形成者、或在其等中將金及銅等金屬的鍍膜等作為散熱構件形成者。
從發光元件發出的光，照射距離越遠則照度越低。又，因為要求在光學裝置(光學元件模組)的設計中的緊湊化，光學元件，特別是發光元件、與光學元件用窗材的最短距離，較佳為0.5mm以上、更佳為1mm以上，較佳為10mm以下、更佳為8mm以下。
在光學元件用封裝體的內部(以收容構件與窗材包圍的部分)，除了光學元件以外，還能夠設置用以使光學元件與光學元件封裝體的外部電導通的引腳及用以提升光的取出效率的反射器(反射板)等的其他構件。在光學元件用封裝體的內部，光學元件及其他構件以外的部分，雖可以是真空狀態、空氣、或填充不活性氣體(例如氮氣)等氣體的狀態、填充透明的橡膠、彈性體、樹脂等的固體的狀態的任一種，但從光學元件發出的熱的放熱性的觀點來看，真空狀態或填充氣體的狀態較佳。
本發明的光學裝置，具備在內部設置發光元件或受光元件即光學元件的光學元件封裝體、及光學元件用窗材。本發明的光學裝置中，光學元件用窗材設於光通過的位置。藉此，能控制光學裝置的配光性。作為光學裝置，有具備1個以上表面實裝封裝體等的光學元件封裝體者、具備2個以上光學元件封裝體，將其等陣列化者(一般稱為光學元件模組)等。作為光學裝置，雖可以是發光裝置或受光裝置，但特別適合光照射裝置等發光裝置。作為發光裝置，適合深紫外LED等紫外LED(UV-LED)的表面實裝封裝體(SMD PKG)。
使用反射器等的SMD PKG，即便發光的光源在SMD PKG內為1個，但發光的光，非點發光而是成為擬似面發光，具有配光角的光。又，例如，在UV-LED中常用的發光元件以反轉晶片方式進行晶片接合時，除了成為具有配光角的光的點，還常會產生照度不均。光樹脂硬化等要求均勻照射光的情形中，排列具有該種配光特性的光學元件封裝體，以將大面積均勻照射的方式設計光學裝置是困難的，又輸出弱的光學元件封裝體的情形，必須縮短到被照射體的距離。
如同本發明的光學裝置，相對於光學元件封裝體，在光通過的位置，設置主表面成為具有預定的表面性狀的粗面的本發明的光學元件用窗材，即便是小的輸出也能夠解消照度不均而有效率地照射光。本發明的光學裝置中，光學元件用窗材可以進行黏接，但不進行黏接也可以，將光學元件用窗材固定的情形，也能夠使用突緣等以可裝卸的方式固定。此外，用於本發明的光學裝置中的光學元件封裝體的光學元件用窗材，可以是主表面成為具有預定的表面性狀的粗面的本發明的光學元件用窗材、或除此之外的窗材。
因為要求在光學裝置(光學元件模組)的設計中的緊湊化，光學元件封裝體，特別是光學元件為發光元件的光學元件封裝體、與光學元件用窗材的最短距離，較佳為0.5mm以上、更佳為1mm以上，較佳為10mm以下、更佳為8mm以下。
本發明的光學元件用窗材、光學元件封裝體用蓋、光學元件封裝體及光學裝置，都對於發出波長400nm以下的紫外光(特別是280nm以下的深紫外光)的發光元件或受光的受光元件等的光學元件特別有效。又，本發明的光學元件用窗材、光學元件封裝體用蓋、光學元件封裝體及光學裝置，都對於發出具有150度以下的配光角的光的發光元件特別有效。 [實施例]
以下，雖出示實施例及比較例具體說明本發明，但本發明並不限於下記實施例。
[實施例1] 將切片後的合成石英玻璃基板，以進行行星運動的兩面拋光機進行拋光，得到主表面的兩面為粗面的厚度0.5mm的合成石英玻璃晶圓基板。接著，使得到的合成石英玻璃基板，在8質量%的緩衝氫氟酸進行60分鐘的浸漬，進行水洗、乾燥，得到平板形狀的光學元件用窗材。
評價得到的光學元件用窗材的粗面即主表面的表面性狀。使用白色干涉計(Zygo Corporation社製Nexview)測定以JIS B 0681-2：2018規定的負載面積率為10%的輪廓曲面的突出谷部空間體積(Vvv)、及負載面積率為80%的輪廓曲面的突出峰部實體體積(Vmp)。其結果，該等的合計值(Vvv+Vmp)在兩主表面(粗面)為1.91×10 4μm 3。又，測定得到的光學元件用窗材的粗面即主表面的表面粗度(Ra)後，在兩主表面為0.41μm。
接著，在與得到的光學元件用窗材的收容構件接合的部分即主表面的外周緣部，以線寬成為0.25mm的方式，將金屬系黏著劑藉由網版印刷進行塗佈形成黏著劑層，得到光學元件封裝體用蓋。在金屬系黏著劑，將銀核的平均一次粒徑為50nm的奈米銀粒子作為主成份，使用包含鉍、錫、及銦的金屬系黏著劑。
接著，將在內部設置初始配光角為120度的波長265nm的50mW級UVC-LED元件(光學元件)的將氮化鋁作為基材的3.5mm角的表面實裝型封裝體(SMD PKG)載體(收容構件)的上部，以上述得到的光學元件封裝體用蓋進行封裝，得到表面實裝型封裝體(SMD PKG)。SMD PKG載體，使用在與合成石英玻璃蓋接合的部分(與黏著劑層接觸的面)施加鍍金者。使得到的SMD PKG(光學元件封裝體)內的LED點亮，使用LED模組分佈光度計(Instrument Systems製LEDGON)測定配光角後，配光角為70度。配光特性(配光的3維圖)示於圖1。此時，配光從LED的原始配光的蝙蝠翼配光，接近無照射不均的朗伯反射，配光特性發生變化。
[實施例2] 以與實施例1同樣的方法，得到合成石英玻璃晶圓基板。接著，使得到的合成石英玻璃基板，在10質量%的緩衝氫氟酸進行15分鐘的浸漬，進行水洗、乾燥，得到平板形狀的光學元件用窗材。
與實施例1一樣評價得到的光學元件用窗材的粗面即主表面的表面性狀。其結果，該等的合計值(Vvv+Vmp)在兩主表面(粗面)為7.02×10 4μm 3。又，測定得到的光學元件用窗材的粗面即主表面的表面粗度(Ra)後，在兩主表面為1.02μm。
接著，將在內部設置初始配光角為130度的波長280nm的50mW級UVC-LED元件(光學元件)的與實施例1一樣的表面實裝型封裝體(SMD PKG)載體(收容構件)的上部，以與實施例1一樣的方法得到的光學元件封裝體用蓋進行封裝，得到表面實裝型封裝體(SMD PKG)。使得到的SMD PKG(光學元件封裝體)內的LED點亮，以與實施例1一樣的方法測定配光角後，配光角為48度。配光特性(配光的3維圖)示於圖2。此時，配光從LED原始的蝙蝠翼配光，比實施例1的情形還更接近無照射不均的朗伯反射，配光特性發生變化。
[實施例3] 將切片後的合成石英玻璃基板，以進行行星運動的兩面拋光機進行拋光，再以進行行星運動的單面拋光機進行鏡面化加工，得到主表面的一面為粗面，另一面為鏡面的厚度0.8mm的合成石英玻璃晶圓基板。接著，使得到的合成石英玻璃基板，在5質量%的緩衝氫氟酸進行30分鐘的浸漬，進行水洗、乾燥，得到平板形狀的光學元件用窗材。
與實施例1一樣評價得到的光學元件用窗材的粗面即主表面的表面性狀。其結果，該等的合計值(Vvv+Vmp)在一主表面(粗面)為2.05×10 4μm 3。又，測定得到的光學元件用窗材的粗面即主表面的表面粗度(Ra)後，在一主表面(粗面)為0.39μm。
接著，將在內部設置與實施例1一樣的UVC-LED元件(光學元件)的與實施例1一樣的表面實裝型封裝體(SMD PKG)載體(收容構件)的上部，以與實施例1一樣的方法得到的光學元件封裝體用蓋進行封裝，得到表面實裝型封裝體(SMD PKG)。使得到的SMD PKG(光學元件封裝體)內的LED點亮，以與實施例1一樣的方法測定配光角後，配光角為60度。配光特性(配光的3維圖)示於圖3。此時，配光從LED的原始配光的蝙蝠翼配光，接近無照射不均的朗伯反射，配光特性發生變化。
[比較例1] 以與實施例1同樣的方法，得到合成石英玻璃晶圓基板。接著，使得到的合成石英玻璃基板，在10質量%的緩衝氫氟酸進行180分鐘的浸漬，進行水洗、乾燥，得到平板形狀的光學元件用窗材。
與實施例1一樣評價得到的光學元件用窗材的粗面即主表面的表面性狀。其結果，該等的合計值(Vvv+Vmp)在兩主表面(粗面)為1.38×10 4μm 3。又，測定得到的光學元件用窗材的粗面即主表面的表面粗度(Ra)後，在兩主表面為0.36μm。
接著，將在內部設置與實施例1一樣的UVC-LED元件(光學元件)的與實施例1一樣的表面實裝型封裝體(SMD PKG)載體(收容構件)的上部，以與實施例1一樣的方法得到的光學元件封裝體用蓋進行封裝，得到表面實裝型封裝體(SMD PKG)。使得到的SMD PKG(光學元件封裝體)內的LED點亮，以與實施例1一樣的方法測定配光角後，配光角維持120度。配光特性(配光的3維圖)示於圖4。此時，配光，維持接近反轉晶片方式的UVC-LED SMD PKG特有的蝙蝠翼配光的形式，配光特性沒有看到變化。
[實施例4] 收容初始配光角為130度的波長285nm的30mW級UVC-LED元件的3.5mm角的表面實裝型封裝體(SMD PKG)(日機裝(股)製VPS-171)相對於配列成3×3列的深紫外光LED模組，在距離SMD PKG的窗材4mm的位置，以與實施例2一樣的方法設置光學元件用窗材，構成光學裝置(發光裝置)。
使得到的光學裝置內的LED點亮，以與實施例1一樣的方法測定配光角後，配光角成為48度。
1:光學元件用窗材 2:黏著層 3:收容構件 4:光學元件 5:反射板 10:光學元件封裝體
[圖1]表示本發明的光學元件封裝體的一例的剖面圖。 [圖2]實施例1的光學元件封裝體的配光的3維圖。 [圖3]實施例2的光學元件封裝體的配光的3維圖。 [圖4]實施例3的光學元件封裝體的配光的3維圖。 [圖5]比較例1的光學元件封裝體的配光的3維圖。

Claims (14)

  1. 一種光學元件用窗材，為收容發光或受光的光學元件的光學元件封裝體用、或具備收容發光或受光的光學元件的光學元件封裝體的光學裝置用的窗材，其中， 以合成石英玻璃形成； 具有平板形狀； 前述光透過的主表面的單面或兩面為粗面； 在前述粗面即主表面， 以JIS B 0681-2：2018規定的負載面積率為10%的輪廓曲面的突出谷部空間體積(Vvv)、及負載面積率為80%的輪廓曲面的突出峰部實體體積(Vmp)的合計值為1.7×10 4μm 3以上。
  2. 如請求項1記載的光學元件用窗材，其中，厚度為0.1～3mm。
  3. 如請求項1或2記載的光學元件用窗材，其中，前述粗面即主表面的表面粗度(Ra)為0.1～0.5μm。
  4. 一種光學元件封裝體用蓋，具備：如請求項1~3中任1項記載的光學元件用窗材、及層積在該光學元件用窗材的前述主表面的一面的一部分的黏著劑層。
  5. 如請求項4記載的光學元件封裝體用蓋，其中，構成前述黏著劑層的黏著劑，為由樹脂系黏著劑及金屬系黏著劑中選出的至少1種。
  6. 如請求項4或5記載的光學元件封裝體用蓋，其中，前述黏著劑層為半硬化狀態(B-Stage)。
  7. 一種光學元件封裝體，具備：光學元件、在內部設置該光學元件的收容構件、如請求項1~3中任1項記載的光學元件用窗材、及黏著層； 在前述光通過的位置設置前述光學元件用窗材，前述光學元件收容於前述收容構件，前述收容構件與前述光學元件用窗材經由黏著層接合封裝。
  8. 如請求項7記載的光學元件封裝體，其中，前述光學元件為發出波長220～600nm的光的發光元件或受光的受光元件。
  9. 如請求項7或8記載的光學元件封裝體，其中，前述光學元件為發出具有150度以下的配光角的光的發光元件。
  10. 如請求項7~9中任1項記載的光學元件封裝體，其中，前述光學元件為發光元件，該發光元件與前述光學元件用窗材的最短距離為0.5～10mm。
  11. 一種光學裝置，具備：在內部設置發光元件的光學元件封裝體、及如請求項1~3中任1項記載的光學元件用窗材； 在前述光通過的位置設置前述光學元件用窗材。
  12. 如請求項11記載的光學裝置，其中，前述光學元件為發出波長220～600nm的光的光學元件或受光的受光元件。
  13. 如請求項11或12記載的光學裝置，其中，前述光學元件為發出具有150度以下的配光角的光的發光元件。
  14. 如請求項11~13中任1項記載的光學裝置，其中，前述光學元件為發光元件，前述光學元件封裝體與前述光學元件用窗材的最短距離為0.5～10mm。
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