(57)【要約】【課題】発光面の表面に簡易に微細な凹凸形状を形成して発光素子の発光効率を向上させる。【解決手段】発光体として例えばＬＥＤ素子１０を用意し、このＬＥＤ素子１０の発光面１８にヒートモードの形状変化が可能な記録材料層１２を形成する。そして、記録材料層１２に、集光した光を照射することで、ＬＥＤ素子１０が発する光の中心波長の０．０１〜１００倍のピッチで複数の凹部１５を形成する。【選択図】図１
2008252056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光体を有する発光素子であって、
発光面にヒートモードの形状変化が可能な記録材料層を有し、
前記記録材料層に、前記発光体が発する光の中心波長の０．０１〜１００倍のピッチで複数の凹部が形成されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
発光体を有する発光素子の製造方法であって、
発光面にヒートモードの形状変化が可能な記録材料層を形成し、
前記記録材料層に、集光した光を照射することで、前記発光体が発する光の中心波長の０．０１〜１００倍のピッチで複数の凹部を形成することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記記録材料層をマスクとして、エッチングを行うことで、前記発光面に前記凹部に対応した穴部を形成することを特徴とする請求項２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
発光素子の発光面に取り付けられることで、前記発光素子の発光効率を向上する光学素子であって、
前記発光素子が発する光が透過可能な支持体と、
前記支持体の表面にヒートモードの形状変化が可能な記録材料層とを有し、
前記記録材料層に、前記発光素子が発する光の中心波長の０．０１〜１００倍のピッチで複数の凹部が形成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
発光素子の発光面に取り付けられることで、前記発光素子の発光効率を向上させる光学素子の製造方法であって、
前記発光素子が発する光が透過可能な支持体の表面に、ヒートモードの形状変化が可能な記録材料層を形成し、
前記記録材料層に、集光した光を照射することで、前記発光素子が発する光の中心波長の０．０１〜１００倍のピッチで複数の凹部を形成することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記記録材料層をマスクとして、エッチングを行うことで、前記支持体の表面に前記凹部に対応した穴部を形成することを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光効率を向上した発光素子およびその製造方法ならびに発光素子に用いられる光学素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤや蛍光灯、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、プラズマディスプレイなどの発光素子は、透明なレンズ、保護膜またはガラス管などにより発光体の外装部材が形成されており、これらの外装部材の表面（発光面）から光が外部へ放出される。
このような透明な外装部材の屈折率は、一般に空気の屈折率よりもかなり大きく、外装部材から外部に光が出ようとするときに、界面で反射が起こる。この反射した光は、角度によっては、外装部材内から外へ出ることができず最終的には熱となってしまう。
【０００３】
このような発光面での反射は、発光素子を外から見た発光効率を低下させることになる。また、発光素子の温度が上昇し、寿命が短くなったり、発光素子を組み込んだ装置においても、発光素子の温度上昇で装置に支障が出るなどの問題がある。
【０００４】
このような発光面での反射による発光効率の低下を解決する手段として、発光面の表面に微細な凹凸構造を設けるという技術が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７４１９１号公報
【特許文献１】特開２００３−２０９２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、微細な凹凸形状を形成するのに、予め微細な凹凸形状を形成した金型を製造しておき、その金型の凹凸形状を所望とする発光面の表面に射出成形または転写で形成する方法、または発光面をグラインダーでランダム方向に荒らす方法が開示されているが、前者の方法は金型を作成するという面倒なプロセスが必要である上に、金型作成のコストがかかる欠点があり、後者の方法では、常に均一な粗面とすることが困難で、性能上の問題があった。
他方、特許文献２には、ブレード加工で電流拡散層に断面三角形状のラインアンドスペースパターンを形成し、さらに高温の塩酸処理をして表面にサブミクロンの凹凸を形成する方法、またはフォトレジストを使ってラインアンドスペースパターンを形成し、さらにリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）して同様の微小凹凸を形成する方法が開示されているが、これらの方法も煩雑なプロセスであるという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、発光面の表面に簡易に微細な凹凸形状を形成して発光素子の発光効率を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するための本発明は、発光体を有する発光素子であって、発光面にヒートモードの形状変化が可能な記録材料層を有し、前記記録材料層に、前記発光体が発する光の中心波長の０．０１〜１００倍のピッチで複数の凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
前記した課題を解決した、本発明の発光体を有する発光素子の製造方法は、発光面にヒートモードの形状変化が可能な記録材料層を形成し、前記記録材料層に、集光した光を照射することで、前記発光体が発する光の中心波長の０．０１〜１００倍のピッチで複数の凹部を形成することを特徴とする。
【００１０】
前記した課題を解決した、発光素子の発光面に取り付けられることで、前記発光素子の発光効率を向上する光学素子は、前記発光素子が発する光が透過可能な支持体と、前記支持体の表面にヒートモードの形状変化が可能な記録材料層とを有し、前記記録材料層に、前記発光素子が発する光の中心波長の０．０１〜１００倍のピッチで複数の凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記した課題を解決した、発光素子の発光面に取り付けられることで、前記発光素子の発光効率を向上させる光学素子の製造方法は、前記発光素子が発する光が透過可能な支持体の表面に、ヒートモードの形状変化が可能な記録材料層を形成し、前記記録材料層に、集光した光を照射することで、前記発光素子が発する光の中心波長の０．０１〜１００倍のピッチで複数の凹部を形成することを特徴とする。
【００１２】
このような発光素子およびその製造方法ならびに光学素子およびその製造方法によれば、記録材料層の形成と、集光した光の照射という簡易な工程で、発光面から放出される光の透過率を向上させることができる。すなわち発光素子の発光効率が向上する。
また、集光した光の照射の際には、従来周知のフォーカシング技術を用いることで、半導体素子の反りなどにも容易に対応することができ、量産性を向上することができる。
【００１３】
また、前記した発光素子や光学素子の製造方法においては、前記記録材料層をマスクとして、エッチングを行うことで、前記発光面または前記支持体の表面に前記凹部に対応した穴部を形成してもよい。
【００１４】
これによれば、発光素子や光学素子の表面自体に凹凸が形成されるので、記録材料層に凹凸が形成される形態に比べ、発光素子等と記録材料層との屈折率差を気にすることなく、簡単に凹凸形状を設計することができる。なお、本発明では、予め発光素子等の表面に形成した記録材料層に、フォーカシング技術等により複数の凹部を形成することで、発光素子等の表面上に密着してマスクがセットされることとなる。そのため、本発明では、従来のような発光素子等の表面が反ることによりマスクを密着できないといった問題は生じず、簡単に凹凸形状を形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易な工程で、発光面から放出される光の透過率を向上して、発光素子の発光効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施形態］
次に、本発明の発光素子およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。参照する図において、図１（ａ）は、ＬＥＤパッケージの図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る発光素子の一例としてのＬＥＤパッケージ１は、発光体の一例であるＬＥＤ素子１０と、このＬＥＤ素子１０を固定、配線するためのケース２０とを備えてなる。
ＬＥＤ素子１０は、従来周知の素子であり、詳細は図示しないが、ｎ型クラッド層、ｐ型クラッド層および活性層などを有する。図１（ａ）においては、上側の面が、光が外部へ放出される発光面１８である。
【００１８】
ケース２０には、ＬＥＤ素子１０が固定されている。ケース２０には、ＬＥＤ素子１０に電力を供給する配線２１，２２等が形成されている。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子１０は、発光するための本体部分である発光部１１と、発光部１１の上（発光面１８）に形成された記録材料層１２と、バリア層１３とをこの順に備えてなる。
記録材料層１２は、強い光の照射により光が熱に変換されてこの熱により材料が形状変化して凹部を形成することが可能な層であり、いわゆるヒートモード型の記録材料の層である。このような記録材料は、従来、光記録ディスクなどの記録層に多用されており、たとえば、シアニン系、フタロシアニン系、キノン系、スクワリリウム系、アズレニウム系、チオール錯塩系、メロシアニン系などの記録材料を用いることができる。
【００２０】
本発明における記録材料層１２は、色素を記録物質として含有する色素型とすることが好ましい。
従って、記録材料層１２に含有される記録物質としては、色素等の有機化合物が挙げられる。なお、記録材料層１２の材料としては、有機材料に限られず、無機材料または無機材料と有機材料の複合材料を使用できる。ただし、有機材料であると、成膜をスピンコートにより容易にでき、転移温度が低い材料を得易いため、有機材料を採用するのが好ましい。また、有機材料の中でも、光吸収量が分子設計で制御可能な色素を採用するのが好ましい。
【００２１】
ここで、記録材料層１２の好適な例としては、メチン色素（シアニン色素、ヘミシアニン色素、スチリル色素、オキソノール色素、メロシアニン色素など）、大環状色素（フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、ポルフィリン色素など）、アゾ色素（アゾ金属キレート色素を含む）、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、１−アミノブタジエン誘導体、桂皮酸誘導体、キノフタロン系色素などが挙げられる。
【００２２】
中でも、レーザ光により一回限りの情報の記録が可能な、色素型の記録材料層１２であることが好ましい。有機物の記録材料は、溶剤に溶かしてスピンコートやスプレー塗布により膜を形成することができるので、生産性に優れるからである。かかる色素型の記録材料層１２は、記録波長領域に吸収を有する色素を含有していることが好ましい。特に、光の吸収量を示す消衰係数ｋの値は、その上限が、１０以下であることが好ましく、５以下であることがより好ましく、３以下であることがさらに好ましく、１以下であることが最も好ましい。その理由は、消衰係数ｋが高すぎると、記録材料層１２の光の入射側から反対側まで光が届かず、不均一な穴が形成されるからである。また、消衰係数ｋの下限値は、０．０００１以上であることが好ましく、０．００１以上であることがより好ましく、０．１以上であることがさらに好ましい。その理由は、消衰係数ｋが低すぎると、光吸収量が少なくなるため、その分大きなレーザパワーが必要となり、加工速度の低下を招くからである。
【００２３】
なお、記録材料層１２は、前記したように記録波長において光吸収があることが必要であり、かような観点からレーザ光源の波長に応じて適宜色素を選択したり、構造を改変することができる。
例えば、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合、ペンタメチンシアニン色素、ヘプタメチンオキソノール色素、ペンタメチンオキソノール色素、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素などから選択することが有利である。
また、レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近であった場合は、トリメチンシアニン色素、ペンタメチンオキソノール色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ピロメテン錯体色素などから選択することが有利である。
さらに、レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近であった場合は、モノメチンシアニン色素、モノメチンオキソノール色素、ゼロメチンメロシアニン色素、フタロシアニン色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ポルフィリン色素、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、１−アミノブタジエン誘導体、キノフタロン系色素などから選択することが有利である。
【００２４】
以下、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合、６６０ｎｍ付近であった場合、４０５ｎｍ付近であった場合に対し、記録材料層１２（記録層化合物）としてそれぞれ好ましい化合物の例を挙げる。ここで、以下の化学式１，２で示す化合物（Ｉ−１〜Ｉ−１０）は、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合の化合物である。また、化学式３，４で示す化合物（ＩＩ−１〜ＩＩ−８）は、６６０ｎｍ付近であった場合の化合物である。さらに、化学式５，６で示す化合物（ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−１４）は、４０５ｎｍ付近であった場合の化合物である。なお、本発明はこれらを記録層化合物に用いた場合に限定されるものではない。
【００２５】
＜レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合の記録層化合物例＞
【化１】
2008252056.tif 000003
【００２６】
＜レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合の記録層化合物例＞
【化２】
2008252056.tif 000004
【００２７】
＜レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近であった場合の記録層化合物例＞
【化３】
2008252056.tif 000005
【００２８】
＜レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近であった場合の記録層化合物例＞
【化４】
2008252056.tif 000006
【００２９】
＜レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近であった場合の記録層化合物例＞
【化５】
2008252056.tif 000007
【００３０】
＜レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近であった場合の記録層化合物例＞
【化６】
2008252056.tif 000008
【００３１】
また、特開平４−７４６９０号公報、特開平８−１２７１７４号公報、同１１−５３７５８号公報、同１１−３３４２０４号公報、同１１−３３４２０５号公報、同１１−３３４２０６号公報、同１１−３３４２０７号公報、特開２０００−４３４２３号公報、同２０００−１０８５１３号公報、及び同２０００−１５８８１８号公報等に記載されている色素も好適に用いられる。
【００３２】
このような色素型の記録材料層１２は、色素を、結合剤等と共に適当な溶剤に溶解して塗布液を調製し、次いで、この塗布液を、基板上又は後述する光反射層上に塗布して塗膜を形成した後、乾燥することにより形成できる。その際、塗布液を塗布する面の温度は、１０〜４０℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、下限値が、１５℃以上であり、２０℃以上であることが更に好ましく、２３℃以上であることが特に好ましい。また、上限値としては、３５℃以下であることがより好ましく、３０℃以下であることが更に好ましく、２７℃以下であることが特に好ましい。このように被塗布面温度が上記範囲にあると、塗布ムラや塗布故障の発生を防止し、塗膜の厚さを均一とすることができる。
なお、上記の上限値及び下限値は、それぞれが任意で組み合わせることができる。
ここで、記録材料層１２は、単層でも重層でもよく、重層構造の場合、塗布工程を複数回行うことによって形成される。
塗布液中の色素の濃度は、一般に０．０１〜１５質量％の範囲であり、好ましくは０．１〜１０質量％の範囲、より好ましくは０．５〜５質量％の範囲、最も好ましくは０．５〜３質量％の範囲である。
【００３３】
塗布液の溶剤としては、酢酸ブチル、乳酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン；ジクロルメタン、１，２−ジクロルエタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素；ジメチルホルムアミド等のアミド；メチルシクロヘキサン等の炭化水素；テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジオキサン等のエーテル；エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールジアセトンアルコール等のアルコール；２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール等のフッ素系溶剤；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類；等を挙げることができる。
上記溶剤は使用する色素の溶解性を考慮して単独で、或いは二種以上を組み合わせて使用することができる。塗布液中には、更に、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、可塑剤、潤滑剤等各種の添加剤を目的に応じて添加してもよい。
【００３４】
塗布方法としては、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、スクリーン印刷法等を挙げることができる。なお、生産性に優れ膜厚のコントロールが容易であるという点でスピンコート法を採用するのが好ましい。
記録材料層１２（記録層化合物）は、スピンコート法による形成に有利であるという点から、有機溶媒に対して０．３ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下で溶解することが好ましく、１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下で溶解することがより好ましい。特にテトラフルオロプロパノールに１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下で溶解することが好ましい。また、記録層化合物は、熱分解温度が１５０℃以上５００℃以下であることが好ましく、２００℃以上４００℃以下であることがより好ましい。
塗布の際、塗布液の温度は、２３〜５０℃の範囲であることが好ましく、２４〜４０℃の範囲であることがより好ましく、中でも、２５〜３０℃の範囲であることが特に好ましい。
【００３５】
塗布液が結合剤を含有する場合、結合剤の例としては、ゼラチン、セルロース誘導体、デキストラン、ロジン、ゴム等の天然有機高分子物質；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン等の炭化水素系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル・ポリ酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、ゴム誘導体、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂等の熱硬化性樹脂の初期縮合物等の合成有機高分子；を挙げることができる。記録材料層１２の材料として結合剤を併用する場合に、結合剤の使用量は、一般に色素に対して０．０１倍量〜５０倍量（質量比）の範囲にあり、好ましくは０．１倍量〜５倍量（質量比）の範囲にある。
【００３６】
また、記録材料層１２には、記録材料層１２の耐光性を向上させるために、種々の褪色防止剤を含有させることができる。
褪色防止剤としては、一般的に一重項酸素クエンチャーが用いられる。一重項酸素クエンチャーとしては、既に公知の特許明細書等の刊行物に記載のものを利用することができる。
その具体例としては、特開昭５８−１７５６９３号公報、同５９−８１１９４号公報、同６０−１８３８７号公報、同６０−１９５８６号公報、同６０−１９５８７号公報、同６０−３５０５４号公報、同６０−３６１９０号公報、同６０−３６１９１号公報、同６０−４４５５４号公報、同６０−４４５５５号公報、同６０−４４３８９号公報、同６０−４４３９０号公報、同６０−５４８９２号公報、同６０−４７０６９号公報、同６３−２０９９９５号公報、特開平４−２５４９２号公報、特公平１−３８６８０号公報、及び同６−２６０２８号公報等の各公報、ドイツ特許３５０３９９号明細書、そして日本化学会誌１９９２年１０月号第１１４１頁等に記載のものを挙げることができる。前記一重項酸素クエンチャー等の褪色防止剤の使用量は、色素の量に対して、通常０．１〜５０質量％の範囲であり、好ましくは、０．５〜４５質量％の範囲、更に好ましくは、３〜４０質量％の範囲、特に好ましくは５〜２５質量％の範囲である。
【００３７】
以上、記録材料層１２が色素型記録層である場合の溶剤塗布法について述べたが、記録材料層１２は記録物質の物性に合わせ、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の成膜法によって形成することもできる。
【００３８】
なお、色素は、後述する凹部１５の加工に用いるレーザ光の波長において、他の波長よりも光の吸収率が高いものが用いられる。特に、ＬＥＤ素子１０などの発光素子の発光波長よりも、加工時のレーザ光の波長において光の吸収率が高いことが望ましい。
この色素の吸収ピークの波長は、必ずしも可視光の波長域内であるものに限定されず、紫外域や、赤外域にあるものであっても構わない。
【００３９】
特に発光素子の発光面を構成する材料の屈折率が高い場合には、凹部１５を構成する記録材料層１２およびバリア層１３の屈折率が高いことが好ましい。
色素には、吸収波長のピーク波長の長波側に屈折率の高い波長域が存在するが、この波長域と発光素子の発光波長とを合わせることが好ましい。そのためには、色素吸収波長λａが発光素子の中心波長λｃより短い（λａ＜λｃ）ことが好ましい。λａとλｃの差は、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２５ｎｍ以上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上離れるのがよい。λａとλｃが近すぎると、色素の吸収波長域が発光素子の中心波長λｃにかかり、光が吸収されるからである。また、λａとλｃの差の上限は、５００ｎｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは３００ｎｍ以下、さらに好ましくは２００ｎｍ以下である。λａとλｃが離れすぎると、発光素子の光にとって屈折率が小さくなってしまうからである。
【００４０】
レーザで凹部１５を記録する波長λｗは、λａ＜λｗの関係であることが好ましい。このような関係にあれば、色素の光吸収量が適切で記録効率が高まるし、きれいな凹凸形状が形成できるからである。また、λｗ＜λｃの関係であることが好ましい。λｗは、色素が吸収する波長であるべきなので、このλｗの波長よりも長波長側に発光素子の中心波長λｃがあることで、発光素子の発する光が色素に吸収されず透過率が向上し、結果として発光効率が向上できるからである。
以上のような観点から、λａ＜λｗ＜λｃの関係にあることが最も好ましいといえる。
【００４１】
なお、凹部１５を形成するためのレーザ光の波長λｗは、大きなレーザパワーが得られる波長であればよく、例えば、記録材料層１２に色素を用いる場合は、１９３ｎｍ、２１０ｎｍ、２６６ｎｍ、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４８８ｎｍ、５３２ｎｍ、６３３ｎｍ、６５０ｎｍ、６８０ｎｍ、７８０ｎｍ、８３０ｎｍなど、１０００ｎｍ以下が好ましい。
【００４２】
また、レーザ光の種類としては、ガスレーザ、固体レーザ、半導体レーザなど、どのようなレーザであってもよい。ただし、光学系を簡単にするために、固体レーザや半導体レーザを採用するのが好ましい。レーザ光は、連続光でもパルス光でもよいが、自在に発光間隔が変更可能なレーザ光を採用するのが好ましい。例えば、半導体レーザを採用するのが好ましい。レーザを直接オンオフ変調できない場合は、外部変調素子で変調するのが好ましい。
【００４３】
また、レーザパワーは、加工速度を高めるためには高い方が好ましい。ただし、レーザパワーを高めるにつれ、スキャン速度（レーザ光で記録材料層１２を走査する速度；例えば、後述する光ディスクドライブの回転速度）を上げなければならない。そのため、レーザパワーの上限値は、スキャン速度の上限値を考慮して、１００Ｗが好ましく、１０Ｗがより好ましく、５Ｗがさらに好ましく、１Ｗが最も好ましい。また、レーザパワーの下限値は、０．１ｍＷが好ましく、０．５ｍＷがより好ましく、１ｍＷがさらに好ましい。
【００４４】
さらに、レーザ光は、発信波長幅およびコヒーレンシが優れていて、波長並みのスポットサイズに絞ることができるような光であることが好ましい。また、記録ストラテジ（凹部１５を適正に形成するための光パルス照射条件）は、光ディスクで使われているようなストラテジを採用するのが好ましい。すなわち、光ディスクで使われているような、記録速度や照射するレーザ光の波高値、パルス幅などの条件を採用するのが好ましい。
【００４５】
記録材料層１２の厚さは、後述する凹部１５の深さに対応させるのがよい。
この厚みは、例えば、１〜１００００ｎｍの範囲で適宜設定することができ、厚さの下限は、好ましくは１０ｎｍ以上であり、より好ましくは３０ｎｍ以上である。その理由は、厚さが薄すぎると、凹部１５が浅く形成されるため、光学的な効果が得られなくなるからである。また、後述するように記録材料層１２をエッチングマスクとして利用する場合には、エッチング効果が得難くなるからである。また、厚さの上限は、好ましくは１０００ｎｍ以下であり、より好ましくは５００ｎｍ以下である。その理由は、厚さが厚すぎると、大きなレーザパワーが必要になるとともに、深い穴を形成することが困難になるからであり、さらには、加工速度が低下するからである。
【００４６】
また、記録材料層１２の厚さｔと、凹部１５の直径ｄとは、以下の関係であることが好ましい。すなわち、記録材料層１２の厚さｔの上限値は、ｔ＜１０ｄを満たす値とするのが好ましく、ｔ＜５ｄを満たす値とするのがより好ましく、ｔ＜３ｄを満たす値とするのがさらに好ましい。また、記録材料層１２の厚さｔの下限値は、ｔ＞ｄ／１００を満たす値とするのが好ましく、ｔ＞ｄ／１０を満たす値とするのがより好ましく、ｔ＞ｄ／５を満たす値とするのがさらに好ましい。なお、このように凹部１５の直径ｄとの関係で記録材料層１２の厚さｔの上限値および下限値を設定する理由は、前記した理由と同様である。
【００４７】
記録材料層１２を形成するときは、記録材料となる物質を適当な溶剤に溶解または分散して塗布液を調製した後、この塗布液をスピンコート、ディップコート、エクストルージョンコートなどの塗布法により発光面１８の表面に塗布することにより形成することができる。
【００４８】
バリア層１３は、記録材料層１２を衝撃などから防ぐために形成され、任意的に設けられる。バリア層１３は、透明な材質であれば特に限定されないが、好ましくはポリカーボネート、三酢酸セルロース等であり、より好ましくは、２３℃５０％ＲＨでの吸湿率が５％以下の材料である。また、ＳｉＯ２、ＺｎＳ、ＧａＯなどの酸化物、硫化物を用いることもできる。
なお、「透明」とは、ＬＥＤ素子１０が発する光に対して、当該光を透過する（透過率：９０％以上）ほどに透明であることを意味する。
【００４９】
バリア層１３は、接着層を構成する光硬化性樹脂を適当な溶剤に溶解して塗布液を調製した後、この塗布液を所定温度で記録材料層１２上に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜上に、例えばプラスチックの押出加工で得られた三酢酸セルロースフィルム（ＴＡＣフィルム）をラミネートし、ラミネートしたＴＡＣフィルムの上から光を照射して塗布膜を硬化させて形成される。前記ＴＡＣフィルムとしては、紫外線吸収剤を含むものが好ましい。バリア層１３の厚さは、０．０１〜０．２ｍｍの範囲であり、好ましくは０．０３〜０．１ｍｍの範囲、より好ましくは０．０５〜０．０９５ｍｍの範囲である。
【００５０】
記録材料層１２およびバリア層１３には、周期的に複数の凹部１５が形成されている。凹部１５は、記録材料層１２およびバリア層１３に集光した光を照射することで、当該照射部分を変形（消失による変形を含む）させて形成されたものである。凹部１５は、発光面１８の光が放出される範囲に密に形成するのが望ましい。
【００５１】
なお、凹部１５が形成される原理は、以下の通りとなっている。
記録材料層１２（記録層化合物）に、材料の光吸収がある波長（材料で吸収される波長）のレーザ光を照射すると、記録材料層１２によってレーザ光が吸収され、この吸収された光が熱に変換され、光の照射部分の温度が上昇する。これにより、記録材料層１２が、軟化、液化、気化、昇華、分解などの化学または／および物理変化を起こす。そして、このような変化を起こした材料が移動または／および消失することで、凹部１５が形成される。なお、バリア層１３は非常に薄い層であるため、記録材料層１２の移動または／および消失に伴って、一緒に移動または／および消失する。
【００５２】
なお、凹部１５の形成方法としては、例えば、ライトワンス光ディスクや追記型光ディスクなどで公知となっているピットの形成方法を適用することができる。具体的には、例えば、ピットサイズによって変化するレーザの反射光の強度を検出し、この反射光の強度が一定となるようにレーザの出力を補正することで、均一なピットを形成するといった、公知のランニングＯＰＣ技術（例えば、特許第３０９６２３９号公報）を適用することができる。
【００５３】
また、前記したような記録材料層１２（記録層化合物）の気化、昇華または分解は、その変化の割合が大きく、急峻であることが好ましい。具体的には、記録層化合物の気化、昇華または分解時の示差熱天秤（ＴＧ−ＤＴＡ）による重量減少率が５％以上であることが好ましく、より好ましくは１０％以上、更に好ましくは２０％以上である。また記録層化合物の気化、昇華または分解時の示差熱天秤（ＴＧ−ＤＴＡ）による重量減少の傾き（昇温１℃あたりの重量減少率が０．１％／℃以上であることが好ましく、より好ましくは０．２％／℃以上、更に好ましくは０．４％／℃以上である。
【００５４】
また、軟化、液化、気化、昇華、分解などの化学または／および物理変化の転移温度は、その上限値が、２０００℃以下であることが好ましく、１０００℃以下であることがより好ましく、５００℃以下であることがさらに好ましい。その理由は、転移温度が高すぎると、大きなレーザパワーが必要となるからである。また、転移温度の下限値は、５０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましく、１５０℃以上であることがさらに好ましい。その理由は、転移温度が低すぎると、周囲との温度勾配が少ないため、明瞭な穴エッジ形状を形成することができなくなるからである。
【００５５】
図２（ａ）は、発光面を平面的に見た一例の図であり、（ｂ）は、他の例の図であり、図３（ａ）は、凹部の直径とピッチとの関係を説明する図であり、（ｂ）は、レーザ光の発光時間と周期との関係を説明する図である。図２（ａ）に示すように、凹部１５は、ドット状に形成され、このドットが格子状に配列されたものを採用することができる。また、図２（ｂ）に示すように、凹部１５は、細長い溝状に形成され、これが断続的につながったものでもよい。さらに、図示は省略するが、連続した溝形状として形成することもできる。
【００５６】
隣接する凹部１５同士のピッチＰは、発光体であるＬＥＤ素子１０が発光する光の中心波長λｃの０．０１〜１００倍である。
【００５７】
凹部１５のピッチＰは、好ましくは、中心波長λｃの０．０５〜２０倍であり、より好ましくは０．１〜５倍であり、最も好ましくは０．５〜２倍である。具体的には、ピッチＰの下限値は、中心波長λｃの０．０１倍以上が好ましく、０．０５倍以上がより好ましく、０．１倍以上がさらに好ましく、０．２倍以上が最も好ましい。また、ピッチＰの上限値は、中心波長λｃの１００倍以下が好ましく、５０倍以下がより好ましく、１０倍以下がさらに好ましく、５倍以下が最も好ましい。
【００５８】
凹部１５の直径または溝の幅は、中心波長λｃの０．００５〜２５倍であり、好ましくは０．０２５〜１０倍、より好ましくは０．０５〜２．５倍、最も好ましくは０．２５〜２倍である。
なお、ここでいう直径または溝の幅は、凹部１５の半分の深さにおける大きさ、いわゆる半値幅である。
【００５９】
凹部１５の直径または溝の幅は、上記の範囲で適宜設定することができるが、発光面１８から離れるにつれ、巨視的に徐々に屈折率が小さくなるように、ピッチＰの大きさに応じて調整するのが望ましい。すなわち、ピッチＰが大きい場合には、凹部１５の直径または溝の幅も大きくし、ピッチＰが小さい場合には、凹部１５の直径または溝の幅も小さくするのが好ましい。この観点から、直径または溝の幅は、ピッチＰに対して２分の１程度の大きさであるのが好ましく、例えば、ピッチＰの２０〜８０％であり、より好ましくは３０〜７０％、さらに好ましくは４０〜６０％である。
【００６０】
凹部１５の深さは、好ましくは中心波長λｃの０．０１〜２０倍であり、より好ましくは０．０５〜１０倍、さらに好ましくは０．１〜５倍であり、最も好ましくは０．２〜２倍である。
【００６１】
以上のような構成のＬＥＤパッケージ１の製造方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は、ＬＥＤパッケージの製造工程を示す図である。
図４（ａ）に示すように、まず、従来公知の方法で製造されたＬＥＤ素子１０の本体である発光部１１を用意する。
そして、図４（ｂ）に示すように、記録材料層１２とバリア層１３をこの順に形成する。
【００６２】
次に、凹部１５を形成するが、凹部１５を形成する装置は、従来より周知の光ディスクドライブと同様の構成を用いることができる。このような光ディスクドライブの構成としては、例えば特開２００３−２０３３４８号公報に記載されている。このような光ディスクドライブを用い、マトリクス状にＬＥＤ素子１０が形成されたシリコンウエハを光ディスクと同じ形状に形成し、またはダミーの光ディスクに貼り付けるなどしてディスクドライブに装填する。そして、記録材料層１２の材質に応じ、これを変形させるのに適当な出力でレーザ光を記録材料層１２に照射する。さらに、この照射のパターンが、図２（ａ）や（ｂ）に例示したドットまたは溝のパターンに合うように、レーザ光源にパルス信号または連続信号を入力すればよい。なお、図３（ｂ）に示すように、所定の周期Ｔで発光されるレーザ光のデューティ比（発光時間τ／周期Ｔ）は、実際に形成する凹部１５のデューティ比（レーザ光の走査方向における凹部１５の長さｄ／ピッチＰ；図３（ａ）参照）より低くするのが好ましい。ここで、図３（ａ）に円状に示すレーザ光は、発光時間τの間において所定の速度で移動することで、楕円状の凹部１５の形成に寄与している。なお、レーザ光のデューティ比としては、例えば、凹部１５のピッチＰを１００としたときの凹部１５の長さｄが５０である場合には、５０％よりも低いデューティ比でレーザ光を照射すればよい。なお、この場合、レーザ光のデューティ比の上限値は、５０％未満が好ましく、４０％未満がより好ましく、３５％未満がさらに好ましい。また、下限値は、１％以上が好ましく、５％以上がより好ましく、１０％以上がさらに好ましい。以上のように、デューティ比を設定することで、規定のピッチの凹部１５を正確に形成することができる。
また、光ディスクドライブと同様のフォーカシング技術、例えば、非点収差法などを用いることにより、発光部１１にうねりや反りがあったとしても、発光面１８の表面に容易に集光することが可能である。
【００６３】
このようにして、図４（ｃ）に示すように、発光面１８側からディスクドライブの光学系３０でレーザ光を集光して照射する。光記録ディスクに情報を記録する場合と同様に、発光部１１を回転させながら、光学系３０を半径方向に移動させることで、発光面１８の全体に凹部１５を形成することができる。
【００６４】
凹部１５を製造する時の加工条件は以下の通りである。
光学系３０の開口数ＮＡは、下限が０．４以上が好ましく、より好ましくは０．５以上、さらに好ましくは０．６以上である。また、開口数ＮＡの上限は、２以下であるのが好ましく、より好ましくは１以下、さらに好ましくは０．９以下である。開口数ＮＡが小さすぎると、細かい加工ができず、大きすぎると、記録時の角度に対するマージンが減るからである。
【００６５】
光学系３０の波長は、例えば４０５±３０ｎｍ、５３２±３０ｎｍ、６５０±３０ｎｍ、７８０±３０ｎｍである。これらは、大きな出力が得やすい波長だからである。なお、波長は短い程、細かい加工ができるので好ましい。
【００６６】
光学系３０の出力は、下限が０．１ｍＷ以上であり、好ましくは１ｍＷ以上、より好ましくは５ｍＷ以上、さらに好ましくは２０ｍＷ以上である。光学系３０の出力の上限は、１０００ｍＷ以下であり、好ましくは５００ｍＷ以下、より好ましくは２００ｍＷ以下である。出力が低すぎると加工に時間が掛かり、高すぎると、光学系３０を構成する部材の耐久性が低くなるからである。
【００６７】
光学系３０を記録材料層１２に対し相対的に移動させる線速は、下限が０．１ｍ／ｓ以上であり、好ましくは１ｍ／ｓ以上、より好ましくは５ｍ／ｓ以上、さらに好ましくは２０ｍ／ｓ以上である。線速の上限は、５００ｍ／ｓ以下であり、好ましくは２００ｍ／ｓ以下、より好ましくは１００ｍ／ｓ以下、さらに好ましくは５０ｍ／ｓ以下である。線速が高すぎると、加工精度を高くするのが困難であり、遅すぎると加工に時間が掛かるし、良好な形状に加工できないからである。
【００６８】
光学系３０を含む具体的な光学加工機の一例としては、例えば、パルステック工業株式会社製ＮＥ０５００を用いることができる。
【００６９】
さらに、図示しないが、ケース２０にＬＥＤ素子１０を固定して、必要な配線をすることでＬＥＤパッケージ１が製造できる。
【００７０】
このようにして形成されたＬＥＤパッケージ１は、発光面１８に形成された微細な凹凸形状により、発光面１８の近傍において巨視的に屈折率が徐々に変化し、発光面１８から放出された光が発光面１８の内面で反射することが抑制される。これにより、ＬＥＤパッケージ１の発光効率が向上する。
そして、上述したように、記録材料層１２の形成は塗布などにより大量に一斉に行うことができ、凹部１５の形成は、従来公知の光ディスクドライブなどと同様の構成で、早く、安価に行うことができる。また、公知のフォーカシング技術を利用することで、素材にうねりがあっても凹部１５を簡単に製造することができる。このような工程は、従来のように、材料を塗布してベーキング、露光、ベーキング、エッチングといった複雑な工程を利用するのと比較すると極めて簡単である。したがって、簡易に発光素子の発光面に微細な凹凸形状を形成して発光効率を向上することが可能である。
【００７１】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る光学素子およびその製造方法について説明する。参照する図において、図５は、第２実施形態に係る光学素子の図である。
光学素子１０Ａは、光の透過性が高い部材で、発光素子の発光面に密着または接着されて用いられる。例えば、第１実施形態に例示したＬＥＤパッケージ１の発光面１８の表面や、蛍光管の表面などに貼り付けて用いられる。
【００７２】
図５に示すように、光学素子１０Ａは、透明な支持体１１Ａの上に、第１実施形態と同様の記録材料層１２およびバリア層１３が形成され、さらに凹部１５が形成される。
支持体１１Ａは、発光素子が発する光に対して十分な透過性（例えば透過率８０％程度以上）を有していればよく、例えばポリカーボネートなどの樹脂や、ガラス材料が用いられる。
【００７３】
凹部１５を形成する場合には、支持体１１Ａを移動させつつ、第１実施形態と同様にしてレーザ光を集光してパルス状に照射することにより形成できる。この際、図５に示すようにレーザ光を支持体１１Ａ側（記録材料層１２とは反対側）から照射しても構わない。このように、レーザ光を記録材料層１２とは反対側から照射した場合には、レーザ光との反応により記録材料層１２から噴出する材料噴出物によってレーザ光源が汚れることがないといった効果を奏する。
【００７４】
このようにして構成された光学素子１０Ａは、ＬＥＤパッケージ１の発光面１８の表面や、蛍光管の表面などに貼り付けることで、これらの発光素子の発光効率を向上することができる。
【００７５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る発光素子の製造方法について説明する。参照する図において、図６（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態に係るＬＥＤ素子の製造工程を示す図である。
【００７６】
第３実施形態に係るＬＥＤ素子１０の製造方法では、まず、第１実施形態と同様の工程（図４参照）を経ることで、図６（ａ）に示すように、記録材料層１２およびバリア層１３に凹部１５を形成する。その後は、凹部１５が形成された記録材料層１２およびバリア層１３をマスクとして、エッチングを行うことで、図６（ｂ）に示すように、発光面１８に凹部１５に対応した穴部１６を形成する。そして、図６（ｃ）に示すように、所定の剥離液などによって記録材料層１２およびバリア層１３を除去することで、凹凸形状に形成された発光面１８が露出することとなる。
【００７７】
ここで、エッチングとしては、ウェットエッチングやドライエッチングなど、種々のエッチング方法を採用できるが、エッチングガスの直進性が高く細かなパターニングが可能なＲＩＥを採用するのが好ましい。また、記録材料層１２およびバリア層１３の除去方法としては、乾式の方法や湿式の方法など種々の方法を採用できる。
【００７８】
なお、エッチング方法や除去方法の具体例としては、例えば、発光部１１の発光面１８を含む層の材料が、ガラスであり、記録材料層１２の材料が色素であり、バリア層１３の材料が無機材料層である場合には、エッチングガスとしてＳＦ６を用いたＲＩＥを採用するとともに、剥離液としてエタノールを用いた湿式の除去方法を採用することができる。ここで、発光面を含む層というのは、ＬＥＤ素子１０の製造終了後において、空気のような気体、水のような液体等の外部環境との間で界面を形成する層であれば、どのような層でも構わない。
【００７９】
以上、第３実施形態に係る製造方法によれば、ＬＥＤ素子１０の表面（発光面１８）自体に凹凸が形成されるので、ＬＥＤ素子１０と記録材料層１２との屈折率差を気にすることなく、簡単に凹凸形状を設計することができる。なお、本実施形態では、予めＬＥＤ素子１０の表面に形成した記録材料層１２に、フォーカシング技術等により複数の凹部１５を形成することで、ＬＥＤ素子１０の表面上に密着して正確にマスクがセットされたこととなる。そのため、本実施形態では、従来のようにＬＥＤ素子１０の表面が反ることによりマスクを密着できないといった問題は生じず、簡単に凹凸形状を形成することができる。
【００８０】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されることなく適宜変更して実施することが可能である。
たとえば、前記実施形態においては、発光素子の例としてＬＥＤ素子を示したが、発光素子は、ＬＥＤ素子に限られず、プラズマディスプレイ素子、レーザ、ＳＥＤ素子、蛍光間、ＥＬ素子など、発光する器具であれば何でもよい。
前記実施形態においては、発光素子の発光面に直接記録材料層１２を設けたが、発光面との間に他の材料を介して記録材料層１２を設けてもよい。また、半導体からなるＬＥＤ素子の表面に、保護層やレンズが設けられている場合には、それらの保護層やレンズの表面（空気との界面）が発光面になるので、それらの表面に記録材料層１２および凹部１５を設ければよい。
前記実施形態においては、凹部１５を形成するのにレーザ光を用いたが、必要な大きさに集光できれば、レーザ光のような単色光でなくても構わない。
【００８１】
なお、最小加工形状を得るために微小時間のレーザ光の照射で形成される凹形状の直径は、レーザ光の波長よりも短くするのが望ましい。すなわち、前記した関係となるように、レーザ光のスポット径を小さく絞るのが好ましい。
【００８２】
また、凹部１５が最小加工形状（以下、「レーザスポット」という）よりも大きい場合には、レーザスポットを繋げることによって、凹部１５を形成すればよい。ここで、ヒートモード型の記録材料層１２にレーザ光を照射すると、照射された部分のうち温度が転移温度になった部分のみが変化する。すなわち、レーザ光は中心付近で光強度が最も強く、外側に向かうにつれて徐々に弱くなっているため、レーザ光のスポット径よりも小さな径の微細な穴（レーザスポット）を記録材料層１２に形成することが可能となっている。そして、このような微細な穴を連続させて凹部１５を形成する場合には、凹部１５の形状精度を高めることができる。ちなみに、フォトンモード型の材料であると、レーザ光が照射された部分全てで反応が起こるため、１回のレーザ光で形成される穴（レーザスポット）が大きく、その形状精度はヒートモード型の材料に比べ悪くなる。したがって、本発明のようにヒートモード型の材料を使うのが好ましい。
【００８３】
前記実施形態では、記録材料層１２の上にバリア層１３を形成したが、本発明はこれに限定されず、バリア層１３はなくてもよい。特に、第３実施形態のように記録材料層１２をエッチングマスクとして利用する場合には、バリア層１３はない方が好ましい。
【００８４】
前記した第３実施形態では、ＬＥＤ素子１０の表面に穴部１６を形成したが、本発明はこれに限定されず、第２実施形態のような光学素子１０Ａの表面（支持体１１Ａの表面）に、記録材料層１２等をエッチングマスクとして穴部を形成してもよい。
前記した第３実施形態では、穴部１６を形成する発光面１８上に直接記録材料層１２等をエッチングマスクとして形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光面１８を含む層をエッチングするためのエッチングガスによって、記録材料層１２等が容易に削られてしまう場合には、図７（ａ）に示すように、記録材料層１２等に影響をほとんど与えないエッチングガスによってエッチング可能なマスク層１７を、発光面１８と記録材料層１２との間に設けてもよい。
【００８５】
これによれば、まず、第１実施形態と同様に、レーザ光で記録材料層１２およびバリア層１３に凹部１５を形成する（図７（ａ）参照）。次に、図７（ｂ）に示すように、第１のエッチングガスによって、マスク層１７をエッチングすることで、マスク層１７に凹部１５に対応した貫通孔１７ａを形成する。ここで、第１のエッチングガスとして、記録材料層１２およびバリア層１３を削らないような種類のガスが選択されているので、記録材料層１２およびバリア層１３がマスクとなってマスク層１７がエッチングされる。
【００８６】
その後、図７（ｃ）に示すように、第２のエッチングガスによって、発光面１８を含む層をエッチングすることで、発光面１８上に凹部１５に対応した穴部１６が形成される。このとき、第２のエッチングガスによって記録材料層１２およびバリア層１３はエッチングされて直ぐに消滅するが、マスク層１７がマスクとなって発光面１８が良好にエッチングされる。そして、その後は、図７（ｄ）に示すように、所定の剥離液などによってマスク層１７を除去することで、凹凸形状に形成された発光面１８が露出することとなる。
【００８７】
ここで、図７に示す形態の具体例としては、例えば、発光部１１の発光面１８を含む層の材料が、サファイアであり、記録材料層１２の材料が色素であり、バリア層１３の材料が無機層である場合には、マスク層１７として東京応化工業株式会社製のＳｉ含有Ｂｉ−Ｌａｙｅｒフォトレジストを採用し、第１のエッチングガスとしてＳＦ６を採用し、第２のエッチングガスとしてＣｌ２を採用すればよい。
【実施例】
【００８８】
次に、本発明の効果を確認した一実施例について説明する。
実施例としては、上述した第２実施形態と同様の光学素子を作成した。光学素子は、ディスク状の表面が平らなポリカーボネートの基板（支持体）上に１００ｎｍ厚の色素層（記録材料層）を形成し、これにレーザ光により０．５μｍピッチの凹部を１ｍｍ四方に形成した。
各層の詳細は以下の通りである。
【００８９】
・基板
材質          ポリカーボネート
厚さ          ０．６ｍｍ
外径          １２０ｍｍ
内径          １５ｍｍ
・色素層（記録材料層）
下記化学式の色素材料２ｇをＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤１００ｍｌに溶解し、スピンコートした。スピンコートの際には、塗布開始回転数５００ｒｐｍ、塗布終了回転数１０００ｒｐｍとして塗布液を基板の内周部にディスペンスし、徐々に２２００ｒｐｍまで回転を上げた。なお、色素材料の屈折率ｎは１．９８６であり、消衰係数ｋは０．０４１８である。
【００９０】
【化７】
2008252056.tif 000009
【００９１】
・バリア層
ＤＣマグネトロンスパッタにより、ＺｎＯ−Ｇａ２０３（ＺｎＯ  ９５重量％、Ｇａ２０３  ５重量％）の薄膜を形成した。
厚さ                約５ｎｍ
出力                １ｋＷ
膜形成時間          ２秒
雰囲気              Ａｒ（流量５０ｓｃｃｍ）
【００９２】
上記の光記録媒体に対し、バリア層側の面からパルステック工業株式会社製ＮＥ０５００（波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５）で微細な凹部を記録した。凹部は、図２（ａ）のような配置で形成し、配列のピッチは、１μｍとした。
凹部の形成条件は下記の通りである。
レーザ出力          ２ｍＷ
線速                ５ｍ／ｓ
記録信号            ５ＭＨｚの矩形波
【００９３】
以上のように作成した光学素子を切断し、緑色ＬＥＤに透明接着剤で貼り付けた。
【００９４】
［実施例２］
実施例１に対し、バリア層を設けない光学素子とした点のみが異なり、他の点は共通にした。
【００９５】
そして、比較例として、本発明の光学素子を貼り付けないものを用意し光パワー・メータで、明るさを測定した。
【００９６】
その結果、比較例のＬＥＤの出力（明るさ）を１としたとき、実施例１，２のＬＥＤは、ともに１．２の出力（明るさ）を得ることができた。このように、本発明の光学素子を用いれば、簡単に光透過効率が向上でき、発光素子の効率向上に寄与できることが確認された。
【００９７】
［実施例３］
実施例１の基板の材質をシリコンに変更するととともに、凹部のピッチを０．５μｍに変更した。なお、その他の条件は、実施例１と同様とした。そして、実施例１と同様にして、記録材料層およびバリア層に凹部を形成した後、ドライエッチングによりシリコンの基板に凹凸を形成した。なお、ドライエッチングの条件は、以下の通りである。
エッチングガス                ＳＦ６＋ＣＨＦ３（１：１）
凹部の深さ                    ５０ｎｍ
記録材料層等を剥離する剥離液  エタノール
【００９８】
以上のように作成した光学素子を切断し、緑色ＬＥＤに透明接着剤で貼り付けた。そして、比較例として、本発明の光学素子を貼り付けないものを用意し光パワー・メータで、明るさを測定した。
【００９９】
その結果、比較例のＬＥＤの出力（明るさ）を１としたとき、実施例３のＬＥＤは、１．３の出力（明るさ）を得ることができた。このように、本発明の光学素子を用いれば、簡単に光透過効率が向上でき、発光素子の効率向上に寄与できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】（ａ）は、ＬＥＤパッケージの図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図２】（ａ）は、発光面を平面的に見た一例の図であり、（ｂ）は、他の例の図である。
【図３】（ａ）は、凹部の直径とピッチとの関係を説明する図であり、（ｂ）は、レーザ光の発光時間と周期との関係を説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、ＬＥＤパッケージの製造工程を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る光学素子の図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態に係るＬＥＤ素子の製造工程を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、第３実施形態に係るＬＥＤ素子の製造工程を一部変更した形態を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１      ＬＥＤパッケージ
１０    ＬＥＤ素子
１０Ａ  光学素子
１１    発光部
１１Ａ  支持体
１２    記録材料層
１３    バリア層
１５    凹部
１６    穴部
１７    マスク層
１７ａ  貫通孔
１８    発光面
【図１】
2008252056.tif 000010
【図２】
2008252056.tif 000011
【図３】
2008252056.tif 000012
【図４】
2008252056.tif 000013
【図５】
2008252056.tif 000014
【図６】
2008252056.tif 000015
【図７】
2008252056.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月15日(2007.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
凹部１５のピッチＰは、好ましくは、中心波長λｃの０．０５〜２０倍であり、より好ましくは０．１〜５倍であり、最も好ましくは０．２〜２倍である。具体的には、ピッチＰの下限値は、中心波長λｃの０．０１倍以上が好ましく、０．０５倍以上がより好ましく、０．１倍以上がさらに好ましく、０．２倍以上が最も好ましい。また、ピッチＰの上限値は、中心波長λｃの１００倍以下が好ましく、２０倍以下がより好ましく、５倍以下がさらに好ましく、２倍以下が最も好ましい。