(57)【要約】  第１の樹脂を所定形状の光学部材に成形するための凹部を有する母型と、少なくとも一部に貫通孔を有する第２の樹脂からなる板状部材とを準備し、前記貫通孔の少なくとも一つが前記母型の凹部に対向するように前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程と、  前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記板状部材の少なくとも一部と接触するように、前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に注入する工程と、  前記液状前躯体を、前記板状部材に接触させた状態を保ちつつ重合させる工程と、  前記液状前躯体の重合物である第１の樹脂からなる光学部材と前記板状部材とを、前記母型から一体として取り外して光学素子を得る工程と、を含む、光学素子の製造方法。
2010504626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂を所定形状の光学部材に成形するための凹部を有する母型と、少なくとも一部に貫通孔を有する第２の樹脂からなる板状部材とを準備し、前記貫通孔の少なくとも一つが前記母型の凹部に対向するように前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程と、
前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記板状部材の少なくとも一部と接触するように、前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に注入する工程と、
前記液状前躯体を、前記板状部材に接触させた状態を保ちつつ重合させる工程と、
前記液状前躯体の重合物である第１の樹脂からなる光学部材と前記板状部材とを、前記母型から一体として取り外して光学素子を得る工程と、
を含む、光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程が、前記板状部材の複数の貫通孔を前記母型の複数の凹部にそれぞれ対向するように配置する工程である、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記液状前躯体の重合温度が、前記第２の樹脂の熱変形温度よりも２０℃以上低い、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８である、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂である、請求項４に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂である、請求項５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記板状部材を前記母型の上面に配置するにあたり、前記板状部材及び前記母型に設けられた、前記母型の凹部と前記板状部材との相対位置を決めるための第１の位置決め手段を用いて、前記板状部材を所定の位置に配置する、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記第１の位置決め手段が、光学的に読み取り可能なアライメントマークである請求項７に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１の位置決め手段が、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせからなる、請求項７に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものである、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に注入するにあたり、前記第１の樹脂の液状前躯体が前記貫通孔の内壁面に形成されている凸部を覆うように、前記第１の樹脂の液状前躯体を前記空間に注入する、請求項１０に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
第１の樹脂を所定形状の光学部材に成形するための凹部を有する母型と、少なくとも一部に貫通孔を有する第２の樹脂からなる板状部材とを準備し、前記貫通孔の少なくとも一つが前記母型の凹部に対向するように前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程と、
前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に、発光素子を配置する工程と、
前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記板状部材の少なくとも一部及び前記発光素子の少なくとも一部に接触するように、前記空間に注入する工程と、
前記液状前躯体を、前記板状部材及び前記発光素子に接触させた状態を保ちつつ重合させる工程と、
前記液状前躯体の重合物である第１の樹脂からなる光学部材と前記板状部材と前記発光素子とを、前記母型から一体として取り外して樹脂封止発光素子を得る工程と、
を含む、樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程が、前記板状部材の複数の貫通孔を前記母型の複数の凹部にそれぞれ対向する位置に配置する工程である、請求項１２に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記発光素子を配置する工程が、素子基板上に所定の配列で固定された複数の発光素子を、前記発光素子の配列に対応して設けられた前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される複数の空間に配置する工程である、請求項１３に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記発光素子が発光ダイオード素子である、請求項１２に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記液状前躯体の重合温度が、前記第２の樹脂の熱変形温度よりも２０℃以上低い、請求項１２に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８である、請求項１２に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂である、請求項１７に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂である、請求項１８に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記板状部材を前記母型の上面に配置するにあたり、前記板状部材及び前記母型に設けられた、前記母型の凹部と前記板状部材との相対位置を決めるための第１の位置決め手段を用いて、前記板状部材を所定の位置に配置する、請求項１２に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２１】
前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に、前記発光素子を配置するにあたり、前記母型及び前記板状部材のうちの少なくとも一方並びに前記発光素子に設けられた、前記板状部材と前記発光素子との相対位置を決めるための第２の位置決め手段を用いて、前記発光素子を所定の位置に配置する、請求項１２に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記位置決め手段が、光学的に読み取り可能なアライメントマークである、請求項２１に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２３】
前記位置決め手段が、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせからなる、請求項２１に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２４】
前記板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものである、請求項１２に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２５】
前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に注入するにあたり、前記第１の樹脂の液状前躯体が前記貫通孔の内壁面に形成されている凸部を覆うように、前記第１の樹脂の液状前躯体を前記空間に注入する、請求項２４に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２６】
請求項１に記載の光学素子の製造方法により光学素子を得る工程と、
発光素子を、前記光学素子の第１の樹脂からなる光学部材の一面に、これらの間に配置される前記第１の樹脂の液状前駆体とともに配置する工程と、
前記液状前駆体を重合させて樹脂封止発光素子を得る工程と、
を含む、樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２７】
前記光学部材の一面に前記発光素子を配置するにあたり、前記光学素子の第２の樹脂からなる板状部材及び前記発光素子に設けられた、前記板状部材と前記発光素子との相対位置を決めるための第２の位置決め手段を用いて、前記発光素子を所定の位置に配置する、請求項２６に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２８】
前記第２の位置決め手段が、光学的に読み取り可能なアライメントマークである、請求項２７に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項２９】
前記第２の位置決め手段が、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせからなる、請求項２７に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項３０】
前記第２の位置決め手段が、前記板状部材の少なくとも一部に設けられた直線状の端面と、前記直線状の端面に嵌合する形状との組み合わせからなる、請求項２７に記載の樹脂封止発光素子の製造方法。
【請求項３１】
第１の樹脂からなる光学部材と、前記光学部材の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された第２の樹脂からなる板状部材とを備える樹脂封止発光素子用の光学素子であって、
前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８であり、且つ前記第２の樹脂が熱可塑性樹脂である、光学素子。
【請求項３２】
前記第２の樹脂の熱変形温度が１００℃以上である、請求項３１に記載の光学素子。
【請求項３３】
前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂である、請求項３１に記載の光学素子。
【請求項３４】
前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂である、請求項３３に記載の光学素子。
【請求項３５】
前記板状部材が、光学的に読み取り可能なアライメントマークを有するものである、請求項３１に記載の光学素子。
【請求項３６】
前記板状部材が、位置決め用の凹部又は凸部を有するものである、請求項３１に記載の光学素子。
【請求項３７】
前記板状部材が、少なくとも一部に貫通孔を有しており、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部において前記光学部材と結合されているものである、請求項３１に記載の光学素子。
【請求項３８】
前記板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものである、請求項３７に記載の光学素子。
【請求項３９】
発光素子と、前記発光素子を内部に包埋した第１の樹脂からなる光学部材と、前記光学部材の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された第２の樹脂からなる板状部材とを備える樹脂封止発光素子であって、
前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８であり、且つ前記第２の樹脂が熱可塑性樹脂である、樹脂封止発光素子。
【請求項４０】
前記第２の樹脂の熱変形温度が１００℃以上である、請求項３９に記載の樹脂封止発光素子。
【請求項４１】
前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂である、請求項３９に記載の樹脂封止発光素子。
【請求項４２】
前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂である、請求項４１に記載の樹脂封止発光素子。
【請求項４３】
前記発光素子が発光ダイオード素子である、請求項３９に記載の樹脂封止発光素子。
【請求項４４】
前記板状部材が、少なくとも一部に貫通孔を有しており、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部において前記光学部材と結合されているものである、請求項３９に記載の樹脂封止発光素子。
【請求項４５】
前記板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものである、請求項４４に記載の樹脂封止発光素子。
【請求項４６】
素子基板と、請求項３９〜４５のうちのいずれか一項に記載の樹脂封止発光素子とを備える平面状光源装置であって、
複数の前記樹脂封止発光素子が、所定の配列で前記素子基板の表面に固定されている、平面状光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の製造方法及び樹脂封止発光素子の製造方法、並びに、光学素子、樹脂封止発光素子及び平面状光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子のうちの発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）素子は、以下のように発光するものである。すなわち、ｐ型半導体とｎ型半導体を接合させてから、それぞれ正極と負極に接合し順方向に電圧印加して、ｐ型半導体の正孔（ホール）とｎ型半導体の電子（エレクトロン）をｐｎ接合近辺で結合させることで発光する。
【０００３】
そして、このようなＬＥＤ素子を樹脂封止してなるＬＥＤは、プロジェクタ、ディスプレイ用バックライト等への応用がなされている。例えば、国際公開ＷＯ０３／１０７３１９号パンフレットには、青、緑、赤の三原色のＬＥＤを配列させて、光学素子によって離れた液晶パネルに着色光を投射して白色光をつくり、これをディスプレイ用バックライトに利用する技術が開示されてきている。
【０００４】
このような国際公開ＷＯ０３／１０７３１９号パンフレットに記載されているような応用技術においては、いずれもＬＥＤ素子に封止用樹脂を成形してなる光学部材を組合せて機能させており、ＬＥＤ素子とこのような光学部材との相互位置合せが重要である。また、複数のＬＥＤ及びその他の光学素子をアレイ化して規則正しく配置することも重要である。
【０００５】
しかしながら、このような技術においては次のような問題がある。ＬＥＤ素子と封止用樹脂を成形してなる光学部材との位置合せを正確に行う作業は非能率的である。また、特に屈折率が高い熱硬化性樹脂は重合段階で微小形状を成形することが困難であり、ＬＥＤ素子等の発光素子とこのような熱硬化性樹脂からなるレンズ等の光学部材とを組み合わせて樹脂封止発光素子を製造する場合には、両者の相互位置合せを正確に行うための位置決め手段を光学部材側に成形することができず、組み立てが困難であった。さらに、複数のＬＥＤ及びその他の光学素子をアレイ化する場合には、素子基板の表面に所定の配列で固定された複数のＬＥＤ素子について封止用樹脂を成形してなる光学部材との位置合せを行う必要があり、製造工程に更に非能率的な作業を追加するものであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、例えば、発光素子と光学部材との位置合せ等の作業を効率よく且つ確実に行うことが可能な樹脂封止発光素子の製造方法、その方法により得られた樹脂封止発光素子及び平面状光源装置、並びに、その方法に好適に用いることが可能な光学素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、発光素子と、封止用樹脂を成形してなる光学部材とを備える樹脂封止発光素子の製造方法において、光学部材の材料の他に、特定の樹脂からなる特定の板状部材を用いることによって、例えば、発光素子と光学部材との位置合せ等の作業を効率よく且つ確実に行うことができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明の光学素子の製造方法は、第１の樹脂を所定形状の光学部材に成形するための凹部を有する母型と、少なくとも一部に貫通孔を有する第２の樹脂からなる板状部材とを準備し、前記貫通孔の少なくとも一つが前記母型の凹部に対向するように前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程と、
前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記板状部材の少なくとも一部と接触するように、前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に注入する工程と、
前記液状前躯体を、前記板状部材に接触させた状態を保ちつつ重合させる工程と、
前記液状前躯体の重合物である第１の樹脂からなる光学部材と前記板状部材とを、前記母型から一体として取り外して光学素子を得る工程と、
を含む方法である。
【０００９】
また、本発明の光学素子の製造方法においては、前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程が、前記板状部材の複数の貫通孔を前記母型の複数の凹部にそれぞれ対向するように配置する工程であってもよい。
【００１０】
さらに、本発明の光学素子の製造方法においては、前記液状前躯体の重合温度が、前記第２の樹脂の熱変形温度よりも２０℃以上低いことが好ましい。
【００１１】
また、本発明の光学素子の製造方法においては、前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８であることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の光学素子の製造方法においては、前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の光学素子の製造方法においては、前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂であることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の光学素子の製造方法においては、前記板状部材を前記母型の上面に配置するにあたり、前記板状部材及び前記母型に設けられた、前記母型の凹部と前記板状部材との相対位置を決めるための第１の位置決め手段を用いて、前記板状部材を所定の位置に配置することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の光学素子の製造方法においては、前記第１の位置決め手段が、光学的に読み取り可能なアライメントマークであってもよい。
【００１６】
さらに、本発明の光学素子の製造方法においては、前記板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の光学素子の製造方法においては、前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に注入するにあたり、前記第１の樹脂の液状前躯体が前記貫通孔の内壁面に形成されている凸部を覆うように、前記第１の樹脂の液状前躯体を前記空間に注入することが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明の光学素子の製造方法においては、前記第１の位置決め手段が、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせからなるものであってもよい。
【００１９】
本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法は、第１の樹脂を所定形状の光学部材に成形するための凹部を有する母型と、少なくとも一部に貫通孔を有する第２の樹脂からなる板状部材とを準備し、前記貫通孔の少なくとも一つが前記母型の凹部に対向するように前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程と、
前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に、発光素子を配置する工程と、
前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記板状部材の少なくとも一部及び前記発光素子の少なくとも一部に接触するように、前記空間に注入する工程と、
前記液状前躯体を、前記板状部材及び前記発光素子に接触させた状態を保ちつつ重合させる工程と、
前記液状前躯体の重合物である第１の樹脂からなる光学部材と前記板状部材と前記発光素子とを、前記母型から一体として取り外して樹脂封止発光素子を得る工程と、
を含む方法である。
【００２０】
また、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程が、素子基板上に所定の配列で固定された複数の発光素子を、前記発光素子の配列に対応して設けられた前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される複数の空間に配置する工程であってもよい。
【００２１】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記発光素子が発光ダイオード素子であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記液状前躯体の重合温度が、前記第２の樹脂の熱変形温度よりも２０℃以上低いことが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂であることが好ましい。
【００２５】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂であることが好ましい。
【００２６】
また、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記板状部材を前記母型の上面に配置するにあたり、前記板状部材及び前記母型に設けられた、前記母型の凹部と前記板状部材との相対位置を決めるための第１の位置決め手段を用いて、前記板状部材を所定の位置に配置することが好ましい。
【００２７】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に、前記発光素子を配置するにあたり、前記母型及び前記板状部材のうちの少なくとも一方並びに前記発光素子に設けられた、前記板状部材と前記発光素子との相対位置を決めるための第２の位置決め手段を用いて、前記発光素子を所定の位置に配置することが好ましい。
【００２８】
また、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記位置決め手段が、光学的に読み取り可能なアライメントマークであってもよい。
【００２９】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記位置決め手段が、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせからなるものであってもよい。
【００３０】
また、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであることが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に注入するにあたり、前記第１の樹脂の液状前躯体が前記貫通孔の内壁面に形成されている凸部を覆うように、前記第１の樹脂の液状前躯体を前記空間に注入することが好ましい。
【００３２】
本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法は、前記光学素子の製造方法により光学素子を得る工程と、
発光素子を、前記光学素子の第１の樹脂からなる光学部材の一面に、これらの間に配置される前記第１の樹脂の液状前駆体とともに配置する工程と、
前記液状前駆体を重合させて樹脂封止発光素子を得る工程と、
を含む方法である。
【００３３】
また、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法においては、前記光学部材の一面に前記発光素子を配置するにあたり、前記光学素子の第２の樹脂からなる板状部材及び前記発光素子に設けられた、前記板状部材と前記発光素子との相対位置を決めるための第２の位置決め手段を用いて、前記発光素子を所定の位置に配置することが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法においては、前記第２の位置決め手段が、光学的に読み取り可能なアライメントマークであってもよい。
【００３５】
また、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法においては、前記第２の位置決め手段が、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせからなるものであってもよい。
【００３６】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法においては、前記第２の位置決め手段が、前記板状部材の少なくとも一部に設けられた直線状の端面と、前記直線状の端面に嵌合する形状との組み合わせからなるものであってもよい。
【００３７】
本発明の樹脂封止発光素子用の光学素子は、第１の樹脂からなる光学部材と、前記光学部材の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された第２の樹脂からなる板状部材とを備えるものであって、
前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８であり、且つ前記第２の樹脂が熱可塑性樹脂であるものである。
【００３８】
また、本発明の光学素子においては、前記第２の樹脂の熱変形温度が１００℃以上であることが好ましい。
【００３９】
さらに、本発明の光学素子においては、前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂であることが好ましい。
【００４０】
また、本発明の光学素子においては、前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂であることが好ましい。
【００４１】
さらに、本発明の光学素子においては、前記板状部材が、光学的に読み取り可能なアライメントマークを有するものであってもよい。
【００４２】
また、本発明の光学素子においては、前記板状部材が、位置決め用の凹部又は凸部を有するものであってもよい。
【００４３】
さらに、本発明の光学素子においては、前記板状部材が、少なくとも一部に貫通孔を有しており、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部において前記光学部材と結合されているものであることが好ましい。
【００４４】
また、本発明の光学素子においては、前記板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであることが好ましい。
【００４５】
本発明の樹脂封止発光素子は、発光素子と、前記発光素子を内部に包埋した第１の樹脂からなる光学部材と、前記光学部材の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された第２の樹脂からなる板状部材とを備える樹脂封止発光素子であって、
前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８であり、且つ前記第２の樹脂が熱可塑性樹脂であるものである。
【００４６】
また、本発明の樹脂封止発光素子においては、前記第２の樹脂の熱変形温度が１００℃以上であることが好ましい。
【００４７】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子においては、前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂であることが好ましい。
【００４８】
また、本発明の樹脂封止発光素子においては、前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂であることが好ましい。
【００４９】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子においては、前記発光素子が発光ダイオード素子であることが好ましい。
【００５０】
また、本発明の樹脂封止発光素子においては、前記板状部材が、少なくとも一部に貫通孔を有しており、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部において前記光学部材と結合されているものであることが好ましい。
【００５１】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子においては、前記板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであることが好ましい。
【００５２】
本発明の平面状光源装置は、素子基板と、前記樹脂封止発光素子とを備える平面状光源装置であって、
複数の前記樹脂封止発光素子が、所定の配列で前記素子基板の表面に固定されているものである。
【００５３】
なお、本発明の樹脂封止発光素子の製造方法によって、例えば、発光素子と光学部材との位置合せ等の作業を効率よく且つ確実に行うことが可能となる。すなわち、発光素子と、光学部材とを備える樹脂封止発光素子の製造方法においては、発光素子を封止用樹脂で封止する作業が必ずしも簡便ではなく、特に発光素子と封止用樹脂を成形してなる光学部材との位置合せを正確に行う作業は非能率的であった。これに対して、本発明の樹脂封止発光素子の製造方法においては、光学部材の材料である第１の樹脂の液状前躯体の他に、第２の樹脂からなる板状部材を用いている。そして、このような板状部材には例えば位置決め手段を設けることができ、このような位置決め手段を用いることにより発光素子と封止用樹脂を成形してなる光学部材との位置合せを効率よく且つ確実に行うことができる。
【００５４】
また、本発明の樹脂封止発光素子の製造方法は、素子基板の表面に複数の発光素子が固定されている場合においても用いることができる。そして、このような場合においても前記板状部材に位置決め手段を設けることができ、このような位置決め手段を用いることにより複数の発光素子と複数の光学部材との位置合せを効率よく且つ確実に行うことができる。そのため、本発明によれば、複数の樹脂封止発光素子が所定の配列で前記素子基板の表面に固定されているような平面状光源装置を効率よく且つ確実に得ることもできる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、例えば、発光素子と光学部材との位置合せ等の作業を効率よく且つ確実に行うことが可能な樹脂封止発光素子の製造方法、その方法により得られた樹脂封止発光素子及び平面状光源装置、並びに、その方法に好適に用いることが可能な光学素子及びその製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の光学素子の製造方法の好適な一実施形態を示す工程概略図である（図１（ａ）は第１の工程に対応し、図１（ｂ）は第２の工程に対応し、図１（ｃ）は第３の工程に対応し、図１（ｄ）は第４の工程に対応する。）。
【図２】図２（ａ）は、本発明の光学素子の好適な一実施形態を示す概略上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ１−Ｙ１線の概略断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の光学素子の好適な他の実施形態を示す概略上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ２−Ｙ２線の概略断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の光学素子の好適な他の実施形態を示す概略上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ３−Ｙ３線の概略断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の光学素子の好適な他の実施形態を示す概略上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ４−Ｙ４線の概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法の好適な一実施形態を示す工程概略図である（図６（ａ）は第１の工程に対応し、図６（ｂ）は第２の工程に対応し、図６（ｃ）は第３の工程に対応し、図６（ｄ）は第４の工程に対応し、図６（ｅ）は第５の工程に対応する。）。
【図７】図７は、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法の好適な他の実施形態を示す工程概略図である（図７（ａ）は第１の工程に対応し、図７（ｂ）は第２の工程に対応し、図７（ｃ）は第３の工程に対応し、図７（ｄ）は第４の工程に対応し、図７（ｅ）は第５の工程に対応する。）。
【図８】図８は、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法の好適な一実施形態を示す工程概略図である（図８（ａ）は第１の工程に対応し、図８（ｂ）は第２の工程に対応し、図８（ｃ）は第３の工程に対応する。）。
【図９】図９（ａ）は、実施例１で用いた板状部材の好適な一実施形態を示す概略上面図であり、図９（ｂ）は、その概略断面図であり、図９（ｃ）は、その概略下面図である。
【図１０】図１０は、実施例３で用いた光学素子の好適な一実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５８】
＜光学素子の製造方法＞
先ず、本発明の光学素子の製造方法について説明する。すなわち、本発明の光学素子の製造方法は、第１の樹脂を所定形状の光学部材に成形するための凹部を有する母型と、少なくとも一部に貫通孔を有する第２の樹脂からなる板状部材とを準備し、前記貫通孔の少なくとも一つが前記母型の凹部に対向するように前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程（第１の工程）と、
前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記板状部材の少なくとも一部と接触するように、前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に注入する工程（第２の工程）と、
前記液状前躯体を、前記板状部材に接触させた状態を保ちつつ重合させる工程（第３の工程）と、
前記液状前躯体の重合物である第１の樹脂からなる光学部材と前記板状部材とを、前記母型から一体として取り外して光学素子を得る工程（第４の工程）と、
を含む方法である。
【００５９】
先ず、本発明の光学素子の製造方法に用いる第１の樹脂及び第２の樹脂について説明する。本発明の光学素子の製造方法に用いる第１の樹脂は、本発明にかかる光学部材の材料である。このような第１の樹脂としては、適宜公知の光学材料用の樹脂を用いることができるが、光学部材の焦点距離を短くし、より光学系を小型化するという観点から、より高屈折率の樹脂を用いることが好ましく、より正確には、屈折率が１．６〜１．８の範囲である樹脂を用いることが好ましい。そして、このような第１の樹脂としては、例えば、チオウレタン樹脂、エピスルフィド樹脂が挙げられる。これらの第１の樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００６０】
また、本発明の光学素子の製造方法に用いる第２の樹脂は、本発明にかかる板状部材の材料である。このような第２の樹脂は、生産性の観点から射出成形法により板状部材を得ることが可能な熱可塑性樹脂であることが好ましい。また、このような第２の樹脂としては、後述する第３の工程において、板状部材に線膨張による形状変化以外の変化が生じないようにするという観点から、熱変形温度が１００℃以上の樹脂を用いることが好ましい。なお、熱変形温度は、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８又はＪＩＳ  Ｋ７１９１−１，２に記載されている方法に準じて測定することができる。そして、上記特性を有する第２の樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、ノルボルネン系樹脂、環状オレフィン共重合体、脂環式アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンオキシド、超高分子量ポリエチレンが挙げられる。これらの第２の樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００６１】
さらに、本発明の光学素子の製造方法においては、前記第１の樹脂と前記第２の樹脂との接着性の観点から、前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂、脂環式アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレートからなる群から選択される少なくとも一つの樹脂であることが好ましく、前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂であることが特に好ましい。
【００６２】
また、これらの第１の樹脂及び前記第２の樹脂は、必要に応じて、初期色調不良又は光照射による黄変もしくは赤変を低減するための染料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、内部離型剤、内部密着性改良剤、重合触媒、その他公知の性能向上添加剤を含有するものであってもよい。
【００６３】
以上、本発明の光学素子の製造方法に用いる第１の樹脂及び第２の樹脂について説明したが、以下、図１（ａ）〜（ｄ）を参照しながら本発明の光学素子の製造方法について説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の光学素子の製造方法にかかる第１〜４の工程の好適な一実施形態を示す工程概略図である。そして、図１（ａ）は第１の工程に対応し、図１（ｂ）は第２の工程に対応し、図１（ｃ）は第３の工程に対応し、図１（ｄ）は第４の工程に対応する。
【００６４】
第１の工程においては、先ず、第１の樹脂を所定形状の光学部材に成形するための凹部を有する母型１と、少なくとも一部に貫通孔を有する第２の樹脂からなる板状部材２とを準備する。このような母型１としては、適宜公知の鋼材からなるものを用いることができ、その表面が例えばクロム系、チタン系、ホウ素系、炭素系の材料でコーティングされてなるものであってもよい。また、このような板状部材２としては、少なくとも一部に貫通孔を有する前記第２の樹脂からなるものを用いる。このように板状部材２が少なくとも一部に貫通孔を有することにより、後述する第２の工程においてその貫通孔を介して前記第１の樹脂の液状前躯体３を注入することができる。そして、第１の工程においては、次に、図１（ａ）が示すように、前記貫通孔の少なくとも一つが母型１の凹部に対向するように板状部材２を母型１の上面に配置する。
【００６５】
なお、本発明の光学素子の製造方法においては、板状部材２を母型１の上面に配置するにあたり、板状部材２及び母型１に設けられた、前記母型１と前記板状部材２との相対位置を決めるための第１の位置決め手段を用いて、板状部材２を所定の位置に配置することが好ましい。このようにして、母型１により成形される後述する光学部材と板状部材２との位置合せを効率よく且つ確実に行うことができる。また、このような第１の位置決め手段は特に限定されないが、光学的に読み取り可能なアライメントマークであってもよく、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせからなるものであってもよい。これらの位置決め手段は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００６６】
第２の工程においては、先ず、前記第１の樹脂の液状前躯体３を準備する。このような液状前躯体３としては、前記第１の樹脂の原料を含有する液状の前躯体組成物を用いることができ、例えば、前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂である場合には、２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物と２個以上のメルカプト基を有するチオール化合物とを主成分として含有する液状の前躯体組成物が挙げられ、また、前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂である場合には、２個以上のエピスルフィド基を有するエピスルフィド化合物を主成分として含有する液状の前躯体組成物が挙げられる。
【００６７】
そして、第２の工程においては、次に、図１（ｂ）が示すように、液状前躯体３を、板状部材２の少なくとも一部と接触するように、母型１の凹部及び板状部材２の貫通孔によって形成される空間に注入する。
【００６８】
第３の工程においては、液状前躯体３を、前記板状部材に接触させた状態を保ちつつ重合させる。このような液状前躯体３の重合温度は、用いる液状前躯体３の種類により異なり特に限定されないが、板状部材２に線膨張による形状変化以外の変化が生じないようにするという観点から、前記第２の樹脂の熱変形温度よりも２０℃以上低いことが好ましく、８０〜１００℃の範囲の温度であることがより好ましい。また、このような液状前躯体３の重合時間としては、３０〜２４０分間の範囲であることが好ましい。このように液状前躯体３を重合させることにより、液状前躯体３の重合物である前記第１の樹脂からなる光学部材４を成形すると共に、光学部材４の少なくとも一部の表面に板状部材２を結合させることができる（図１（ｃ）参照）。
【００６９】
第４の工程においては、前記液状前躯体３の重合物である第１の樹脂からなる光学部材４と前記板状部材２とを、前記母型から一体として取り外して光学素子を得る。このようにして、図１（ｄ）に示すように、光学部材４と、光学部材４の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された板状部材２とを備える光学素子を得ることができる。
【００７０】
以上、本発明の光学素子の製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明の光学素子の製造方法は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の光学素子の製造方法においては、前記第１の工程が、前記板状部材２の複数の貫通孔を前記母型１の複数の凹部にそれぞれ対向するように配置する工程であってもよい。このようにして、複数の光学素子を同時に製造することができる。
【００７１】
さらに、本発明の光学素子の製造方法においては、板状部材２が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであってもよい。また、このような板状部材２を用いる場合には、前記第１の樹脂の液状前躯体３を、前記母型の凹部及び前記板状部材２の貫通孔によって形成される空間に注入するにあたり、前記第１の樹脂の液状前躯体３が前記貫通孔の内壁面に形成されている凸部を覆うように、前記第１の樹脂の液状前躯体３を前記空間に注入することが好ましい。このようにして、光学部材４と板状部材２との接着性を更に向上させることができる。
【００７２】
また、このようにして得られる光学素子としては、例えば、図２、図３、図４、及び図５に示すような光学素子が挙げられる。図２（ａ）は、本発明の光学素子の好適な一実施形態を示す概略上面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ１−Ｙ１線の概略断面図である。図２に示す光学素子においては、板状部材２の貫通孔の内壁面に形成されている円筒状の凸部３１が前記第１の樹脂からなる光学部材４により覆われている。そのため、光学部材４と板状部材２との接着性が更に向上している。また、図２に示す光学素子は、後述する発光素子５との位置決め用の凹部２３を備えている。なお、このような光学素子においては、必要に応じて、光学部材４の不要部分を研磨する後工程を施してもよい。
【００７３】
さらに、図３（ａ）は、本発明の光学素子の好適な他の実施形態を示す概略上面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ２−Ｙ２線の概略断面図である。図３に示す光学素子においては、板状部材２の貫通孔の内壁面の少なくとも一部に形成されている凸部３１が前記第１の樹脂からなる光学部材４により覆われている。そのため、光学部材４と板状部材２との接着性が更に向上しており、また光学部材４が対称軸を中心として回転することもない。また、図３に示す光学素子は、後述する発光素子５との位置決め用の凸部２１を備えている。
【００７４】
また、図４（ａ）は、本発明の光学素子の好適な他の実施形態を示す概略上面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ３−Ｙ３線の概略断面図である。図４に示す光学素子においては、板状部材２の正六角形状の貫通孔の内壁面に形成されている円筒状の凸部３１が前記第１の樹脂からなる光学部材４により覆われている。そのため、光学部材４と板状部材２との接着性が更に向上しており、また光学部材４が対称軸を中心として回転することもない。また、図４に示す光学素子は、後述する発光素子５との位置決め用の凸部２１を備えている。
【００７５】
さらに、図５（ａ）は、本発明の光学素子の好適な他の実施形態を示す概略上面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ４−Ｙ４線の概略断面図である。図５に示す光学素子においては、板状部材２の貫通孔の内壁面に、前記内壁面の少なくとも一部に凹部が設けられるように、凸部３１が形成されており、前記凸部３１が前記第１の樹脂からなる光学部材４により覆われている。そのため、光学部材４と板状部材２との接着性が更に向上しており、また光学部材４が対称軸を中心として回転することもない。また、図５に示す光学素子は、後述する発光素子５との位置決め用の凹部２３及び位置決め用の直線状端面２４を備えている。
【００７６】
＜樹脂封止発光素子の第１の製造方法＞
次に、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法について説明する。すなわち、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法は、第１の樹脂を所定形状の光学部材に成形するための凹部を有する母型と、少なくとも一部に貫通孔を有する第２の樹脂からなる板状部材とを準備し、前記貫通孔の少なくとも一つが前記母型の凹部に対向するように前記板状部材を前記母型の上面に配置する工程（第１の工程）と、
前記母型の凹部及び前記板状部材の貫通孔によって形成される空間に、発光素子を配置する工程（第２の工程）と、
前記第１の樹脂の液状前躯体を、前記板状部材の少なくとも一部及び前記発光素子の少なくとも一部に接触するように、前記空間に注入する工程（第３の工程）と、
前記液状前躯体を、前記板状部材及び前記発光素子に接触させた状態を保ちつつ重合させる工程（第４の工程）と、
前記液状前躯体の重合物である第１の樹脂からなる光学部材と前記板状部材と前記発光素子とを、前記母型から一体として取り外して樹脂封止発光素子を得る工程（第５の工程）と、
を含む方法である。
【００７７】
そして、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法に用いる第１の樹脂及び第２の樹脂としては、前述した本発明の光学素子の製造方法に用いるものと同様のものを用いることができる。
【００７８】
以下、図６（ａ）〜（ｅ）を参照しながら本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法について説明する。図６（ａ）〜（ｅ）は、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法にかかる第１〜５の工程の好適な一実施形態を示す工程概略図である。そして、図６（ａ）は第１の工程を示し、図６（ｂ）は第２の工程を示し、図６（ｃ）は第３の工程を示し、図６（ｄ）は第４の工程を示し、図６（ｅ）は第５の工程を示す。
【００７９】
第１の工程においては、先ず、第１の樹脂を所定形状の光学部材に成形するための凹部を有する母型１と、少なくとも一部に貫通孔を有する第２の樹脂からなる板状部材２とを準備する。このような母型１及び板状部材２としては、前述した本発明の光学素子の製造方法に用いるものと同様のものを用いることができる。そして、第１の工程においては、次に、図６（ａ）が示すように、前記貫通孔の少なくとも一つが母型１の凹部に対向するように板状部材２を母型１の上面に配置する。
【００８０】
なお、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、板状部材２を母型１の上面に配置するにあたり、板状部材２及び母型１に設けられた、前記母型１と前記板状部材２との相対位置を決めるための第１の位置決め手段を用いて、板状部材２を所定の位置に配置することが好ましい。このようにして、母型１により成形される後述する光学部材と板状部材２との位置合せを効率よく且つ確実に行うことができる。また、このような第１の位置決め手段は特に限定されないが、光学的に読み取り可能なアライメントマークであってもよく、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせからなるものであってもよい。
【００８１】
第２の工程においては、図６（ｂ）が示すように、母型１の凹部及び板状部材２の貫通孔によって形成される空間に、発光素子５を配置する。このような発光素子５としては、発光ダイオード素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、レーザーダイオード等の公知の発光素子を用いることができるが、発光ダイオード素子を用いることが好ましい。また、このような発光素子５は、図６（ｂ）が示すように、素子基板６の表面に固定されているものであってもよい。
【００８２】
なお、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、母型１の凹部及び板状部材２の貫通孔によって形成される空間に、発光素子５を配置するにあたり、母型１及び板状部材２のうちの少なくとも一方並びに発光素子５に設けられた、板状部材２と発光素子５との相対位置を決めるための第２の位置決め手段を用いて、発光素子５を所定の位置に配置することが好ましい。このようにして、板状部材２と発光素子５との位置合せを効率よく且つ確実に行うことができ、結果として、母型１により成形される後述する光学部材と発光素子５との位置合せを効率よく且つ確実に行うことができる。また、このような第２の位置決め手段としては、前記第１の位置決め手段と同様の手段を用いることができる。また、このような第２の位置決め手段は、発光素子５と一体となっているものに設けられていてもよく、例えば、発光素子５が固定されている素子基板６に設けられていてもよい。
【００８３】
第３の工程においては、先ず、前記第１の樹脂の液状前躯体３を準備する。このような液状前躯体３としては、前述した本発明の光学素子の製造方法に用いるものと同様のものを用いることができる。そして、第３の工程においては、次に、図６（ｃ）が示すように、前記第１の樹脂の液状前躯体３を、前記板状部材２の少なくとも一部及び発光素子５の少なくとも一部に接触するように、前記空間に注入する。なお、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、このような第３の工程と前記第２の工程の順序は特に制限されず、前記第２の工程の前にこのような第３の工程を行ってもよい。
【００８４】
第４の工程においては、液状前躯体３を、板状部材２及び発光素子５に接触させた状態を保ちつつ重合させる。このような液状前躯体３の重合温度は、用いる液状前躯体３の種類により異なり特に限定されないが、板状部材２に線膨張による形状変化以外の変化が生じないようにするという観点から、前記第２の樹脂の熱変形温度よりも２０℃以上低いことが好ましく、８０〜１００℃の範囲の温度であることがより好ましい。また、このような液状前躯体３の重合時間としては、３０〜２４０分分間の範囲であることが好ましい。このように液状前躯体３を重合させることにより、液状前躯体３の重合物である前記第１の樹脂からなる光学部材４を成形すると共に、光学部材４の少なくとも一部の表面に板状部材２及び発光素子５を結合させることができる（図６（ｄ）参照）。
【００８５】
第５の工程においては、前記液状前躯体３の重合物である第１の樹脂からなる光学部材４と板状部材２と発光素子５とを、前記母型から一体として取り外して樹脂封止発光素子を得る。このようにして、図６（ｅ）に示すように、発光素子５と、発光素子５を内部に包埋した光学部材４と、光学部材４の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された板状部材２とを備える樹脂封止発光素子を得ることができる。
【００８６】
以上、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、複数の発光素子５が所定の配列で固定されている素子基板６（例えば、アレイ素子基板）と、発光素子５の配列に対応して複数の凹部が設けられたアレイ用母型１１と、発光素子５の配列に対応して複数の貫通孔が設けられたアレイ用板状部材１２とを用い、前記第２の工程において、素子基板６上に所定の配列で固定された複数の発光素子５を、発光素子５の配列に対応したアレイ用母型１１の凹部及びアレイ用板状部材１２の貫通孔によって形成される複数の空間に配置してもよい。このように、複数の発光素子５が所定の配列で固定されている素子基板６、アレイ用母型１１及びアレイ用板状部材１２を用いて、複数の前記樹脂封止発光素子が所定の配列で前記素子基板６の表面に固定されている平面状光源装置を製造することができる（図７（ａ）〜（ｅ）参照）。
【００８７】
また、本発明の樹脂封止発光素子の第１の製造方法においては、板状部材２が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであることが好ましい。また、このような板状部材２を用いる場合には、前記第１の樹脂の液状前躯体３を、前記母型の凹部及び前記板状部材２の貫通孔によって形成される空間に注入するにあたり、前記第１の樹脂の液状前躯体３が前記貫通孔の内壁面に形成されている凸部を覆うように、前記第１の樹脂の液状前躯体３を前記空間に注入することが好ましい。このようにして、光学部材４と板状部材２との接着性を更に向上させることができる。
【００８８】
＜樹脂封止発光素子の第２の製造方法＞
次に、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法について説明する。すなわち、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法は、前記光学素子の製造方法により光学素子を得る工程（第１の工程）と、
発光素子を、前記光学素子の第１の樹脂からなる光学部材の一面に、これらの間に配置される前記第１の樹脂の液状前駆体とともに配置する工程（第２の工程）と、
前記液状前駆体を重合させて樹脂封止発光素子を得る工程（第３の工程）と、
を含む方法である。
【００８９】
そして、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法に用いる第１の樹脂としては、前述した本発明の光学素子の製造方法に用いるものと同様のものを用いることができる。
【００９０】
以下、図８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法について説明する。図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法にかかる第１〜３の工程の好適な一実施形態を示す工程概略図である。そして、図８（ａ）は第１の工程を示し、図８（ｂ）は第２の工程を示し、図８（ｃ）は第３の工程を示す。
【００９１】
第１の工程においては、前述した光学素子の製造方法により、図８（ａ）に示すような、光学部材４と、光学部材４の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された板状部材２とを備える光学素子７を得る。
【００９２】
第２の工程においては、図８（ｂ）に示すように、発光素子５を、光学素子７の前記第１の樹脂からなる光学部材４の一面に、これらの間に配置される前記第１の樹脂の液状前駆体３とともに配置する。このような発光素子５としては、発光ダイオード素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、レーザーダイオード等の公知の発光素子を用いることができるが、発光ダイオード素子を用いることが好ましい。また、このような発光素子５は、図８（ｂ）が示すように、素子基板６の表面に固定されているものであってもよい。
【００９３】
なお、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法においては、光学部材４の一面に発光素子５を配置するにあたり、光学素子７の第２の樹脂からなる板状部材２及び発光素子５に設けられた、板状部材２と発光素子５との相対位置を決めるための第２の位置決め手段を用いて、発光素子５を所定の位置に配置することが好ましい。このようにして、板状部材２と発光素子５との位置合せを効率よく且つ確実に行うことができ、結果として、光学部材４と発光素子５との位置合せを効率よく且つ確実に行うことができる。また、このような第２の位置決め手段としては、光学的に読み取り可能なアライメントマークであってもよく、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせからなるものであってもよく、さらには、前記板状部材の少なくとも一部に設けられた直線状の端面と、前記直線状の端面に嵌合する形状との組み合わせからなるものであってもよい。これらの位置決め手段は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、このような第２の位置決め手段は、発光素子５と一体となっているものに設けられていてもよく、例えば、発光素子５が固定されている素子基板６に設けられていてもよい。
【００９４】
第３の工程においては、液状前駆体３を重合させて樹脂封止発光素子を得る。このような液状前躯体３の重合温度は、用いる液状前躯体３の種類により異なり特に限定されないが、板状部材２に線膨張による形状変化以外の変化が生じないようにするという観点から、前記第２の樹脂の熱変形温度よりも２０℃以上低いことが好ましく、８０〜１００℃の範囲の温度であることがより好ましい。また、このような液状前躯体３の重合時間としては、３０〜２４０分間の範囲であることが好ましい。このように液状前躯体３を重合させることにより、図８（ｃ）に示すように、発光素子５と、発光素子５を内部に包埋した光学部材４と、光学部材４の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された板状部材２とを備える樹脂封止発光素子を得ることができる。
【００９５】
以上、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の樹脂封止発光素子の第２の製造方法においては、複数の発光素子５が所定の配列で固定されている素子基板６（例えば、アレイ素子基板）と複数の光学素子７とを用い、前記第２の工程において、複数の発光素子５を、複数の光学素子７の光学部材４の対応する面に、これらの間に配置される前記第１の樹脂の液状前駆体３とともに配置してもよい。このようにして、複数の前記樹脂封止発光素子が所定の配列で前記素子基板６の表面に固定されている平面状光源装置を製造することができる。
【００９６】
＜光学素子＞
次に、本発明の光学素子について説明する。すなわち、本発明の光学素子は、第１の樹脂からなる光学部材と、前記光学部材の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された第２の樹脂からなる板状部材とを備える樹脂封止発光素子用の光学素子であって、
前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８であり、且つ前記第２の樹脂が熱可塑性樹脂であるものである。そして、このような光学素子は、前述した本発明の光学素子の製造方法により得ることができる。
【００９７】
本発明の光学素子にかかる光学部材は、第１の樹脂からなるものである。このような第１の樹脂は、屈折率が１．６〜１．８の範囲である樹脂であることが必要である。第１の樹脂の屈折率が１．６未満では、光学部材の焦点距離が長くなるために、光学系が大型化してしまう、他方１．８を超えると、屈折率を上げるために硫黄の含有量が増え、樹脂の耐熱性や耐光性が低下して実用的ではない。また、前記特性を有する第１の樹脂としては、例えば、チオウレタン樹脂、エピスルフィド樹脂が挙げられる。これらの第１の樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００９８】
また、本発明の光学素子にかかる板状部材は、前記光学部材の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された板状の部材であって、第２の樹脂からなるものである。このような第２の樹脂は、生産性の観点から射出成形法により板状部材を得ることが可能な熱可塑性樹脂であればよいが、樹脂封止発光素子を製造するにあたり、板状部材に線膨張による形状変化以外の変化が生じないようにするという観点から、熱変形温度が１００℃以上の熱可塑性樹脂であることが好ましい。なお、熱変形温度は、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８又はＪＩＳ  Ｋ７１９１−１，２に記載されている方法に準じて測定することができる。そして、前記特性を有する第２の樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、ノルボルネン系樹脂、環状オレフィン共重合体、脂環式アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンオキシド、超高分子量ポリエチレンが挙げられる。これらの第２の樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００９９】
さらに、本発明の光学素子においては、前記第１の樹脂と前記第２の樹脂との接着性の観点から、前記第１の樹脂がチオウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂、脂環式アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレートからなる群から選択される少なくとも一つの樹脂であることが好ましく、前記第１の樹脂がエピスルフィド樹脂であり、前記第２の樹脂がポリカーボネート樹脂であることが特に好ましい。
【０１００】
また、これらの第１の樹脂及び前記第２の樹脂は、必要に応じて、初期色調不良又は光照射による黄変もしくは赤変を低減するための染料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、内部離型剤、内部密着性改良剤、重合触媒、その他公知の性能向上添加剤を含有するものであってもよい。
【０１０１】
また、本発明の光学素子においては、前記板状部材が、光学的に読み取り可能なアライメントマークを有するもの、或いは、位置決め用の凹部又は凸部を有するものであることが好ましい。このように前記板状部材がアライメントマーク、或いは位置決め用の凹部又は凸部を有しており、この板状部材により、本発明の光学素子を用いて樹脂封止発光素子を製造するにあたり、光学部材と発光素子との位置合せを効率よく且つ確実に行うことができる傾向にある。
【０１０２】
さらに、本発明の光学素子においては、前記板状部材が、少なくとも一部に貫通孔を有しており、前記光学部材において前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部と結合されているものであることが好ましい。また、このような板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであることがより好ましい。このように板状部材に設けられた貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されていることにより、前記光学部材と前記板状部材との接着性が向上する傾向にある。
【０１０３】
＜樹脂封止発光素子及び平面状光源装置＞
次に、本発明の樹脂封止発光素子及び平面状光源装置について説明する。すなわち、本発明の樹脂封止発光素子は、発光素子と、前記発光素子を内部に包埋した第１の樹脂からなる光学部材と、前記光学部材の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された第２の樹脂からなる板状部材とを備える樹脂封止発光素子であって、
前記第１の樹脂の屈折率が１．６〜１．８であり、且つ前記第２の樹脂が熱可塑性樹脂であるものである。
【０１０４】
また、本発明の平面状光源装置は、素子基板と、前記樹脂封止発光素子とを備える平面状光源装置であって、
複数の前記樹脂封止発光素子が、所定の配列で前記素子基板の表面に固定されているものである。
【０１０５】
そして、このような樹脂封止発光素子及び平面状光源装置は、前述した本発明の樹脂封止発光素子の第１又は第２の製造方法により得ることができる。
【０１０６】
本発明の樹脂封止発光素子及び平面状光源装置にかかる発光素子としては、発光ダイオード素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、レーザーダイオード等の公知の発光素子を用いることができるが、発光ダイオード素子を用いることが好ましい。
【０１０７】
また、本発明の樹脂封止発光素子及び平面状光源装置にかかる光学部材は、前記発光素子を内部に包埋した第１の樹脂からなるものである。また、本発明の樹脂封止発光素子及び平面状光源装置にかかる板状部材は、前記光学部材の光出射面を除く少なくとも一部の表面に結合された板状の部材であって、第２の樹脂からなるものである。このような第１の樹脂及び第２の樹脂としては、前述した本発明の光学素子に用いるものと同様のものを挙げることができる。
【０１０８】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子及び平面状光源装置においては、前記板状部材が、少なくとも一部に貫通孔を有しており、前記光学部材において前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部と結合されているものであることが好ましい。また、このような板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであることがより好ましい。このように板状部材に設けられた貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されていることにより、前記光学部材と前記板状部材との接着性が向上する傾向にある。
【実施例】
【０１０９】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１１０】
（実施例１）
先ず、ポリカーボネート（帝人化成社製、商品名「パンライトＡＤ−５５０３」、熱変形温度：１３０℃）を射出成形して板状部材２を得る。このようにして得られる板状部材２を図９に示す。図９（ａ）は、板状部材２の好適な一実施形態を示す概略上面図であり、図９（ｂ）は、その概略断面図であり、図９（ｃ）は、その概略下面図である。図９に示す板状部材２は、少なくとも一部に貫通孔を有し、且つ発光素子５との位置決め用の凸部２１と、母型１との位置決め用の凸部２２とを備えている。
【０１１１】
次に、凹部を有する母型１を準備し、その母型１に位置決め用の凸部２２に対応する凹部を設ける。その後、母型１及び板状部材２にそれぞれ設けられた、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせを用いて位置合せしつつ、前記貫通孔の少なくとも一つが母型１の凹部に対向するように板状部材２を母型１の上面に配置する。そして、エピスルフィド樹脂の液状前駆体３を準備し、液状前駆体３を、板状部材２の少なくとも一部と接触するように、母型１の凹部及び板状部材２の貫通孔によって形成される空間に注入する。
【０１１２】
次に、液状前駆体３を、板状部材２に接触させた状態を保ちつつ１００℃の温度で６０分間重合させて、液状前躯体３の重合物であるエピスルフィド樹脂からなる光学部材４を形成する。その後、光学部材４と板状部材２とを、母型１から一体として取り外して本発明の光学素子７を得る。得られる光学素子７における光学部材４の屈折率は１．７４である。
【０１１３】
次いで、発光素子５（発光ダイオード素子）が固定された素子基板６を準備し、その素子基板６に位置決め用の凸部２１に対応する凹部を設ける。その後、板状部材２及び素子基板６に設けられた、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせを用いて位置合せしつつ、発光素子５を、光学素子７の光学部材４の一面に、これらの間に配置される液状前駆体３とともに配置する。そして、液状前駆体３を１００℃の温度で６０分間重合させて、本発明の樹脂封止発光素子を得る。
【０１１４】
（実施例２）
先ず、複数の発光素子５（発光ダイオード素子）が表面に所定の配列で固定されている素子基板６を準備する。また、前記所定の配列に対応する複数の凹部を有する母型１を準備する。さらに、脂環式オレフィン樹脂（日本ゼオン社製、商品名「ＺＥＯＮＥＸ（Ｒ）−４８０Ｒ」、熱変形温度：１２０℃）を射出成形して、前記所定の配列に対応する複数の貫通孔を有する板状部材２を得る。そして、素子基板６、母型１及び板状部材２の所定の位置にそれぞれ光学的に読み取り可能なアライメントマークを設ける。
【０１１５】
次に、母型１及び板状部材２に設けられた、光学的に読み取り可能なアライメントマークを用いて位置合せしつつ、前記所定の配列に対応する複数の貫通孔が母型１の前記所定の配列に対応する複数の凹部に対向するように板状部材２を母型１の上面に配置する。その後、板状部材２及び素子基板６に設けられた、光学的に読み取り可能なアライメントマークを用いて位置合せしつつ、素子基板６上に所定の配列で固定された複数の発光素子５を、発光素子５の配列に対応して設けられた母型１の凹部及び板状部材２の貫通孔によって形成される複数の空間に、それぞれ配置する。
【０１１６】
次いで、チオウレタン樹脂の液状前駆体３（三井化学（株）社製、商品名「ＭＲ−７」）を準備し、液状前駆体３を、板状部材２の少なくとも一部及び発光素子５の少なくとも一部と接触するように、母型１の凹部及び板状部材２の貫通孔によって形成される空間に注入する。そして、液状前駆体３を、板状部材２及び発光素子５に接触させた状態を保ちつつ１００℃の温度で１２０分間重合させて、液状前躯体３の重合物であるエピスルフィド樹脂からなる光学部材４を形成する。その後、光学部材４と板状部材２と発光素子５とを、母型１から一体として取り外して本発明の平面状光源装置を得る。なお、得られる平面状光源装置における光学部材４の屈折率は１．６７である。
【０１１７】
（実施例３）
先ず、脂環式オレフィン樹脂（三井化学（株）製、商品名「ＡＰＬ５０１４ＤＰ」、熱変形温度：１２０℃）を射出成形して、少なくとも一部に貫通孔を有し、且つ前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されている板状部材２を得る。その後、凹部を有する母型１を準備し、前記貫通孔の少なくとも一つが母型１の凹部に対向するように板状部材２を母型１の上面に配置する。そして、エピスルフィド樹脂の液状前駆体３を準備し、液状前駆体３を、板状部材２の少なくとも一部と接触するように、母型１の凹部及び板状部材２の貫通孔によって形成される空間に注入する。
【０１１８】
次に、液状前駆体３を、板状部材２に接触させた状態を保ちつつ１００℃の温度で６０分間重合させて、液状前躯体３の重合物であるエピスルフィド樹脂からなる光学部材４を形成する。その後、光学部材４と板状部材２とを、母型１から一体として取り外して本発明の光学素子７を得る。得られる光学素子７における光学部材４の屈折率は１．７４である。また、このようにして得られる光学素子７を図１０に示す。図１０に示す光学素子７においては、板状部材２が少なくとも一部に貫通孔を有しており、貫通孔の内壁面には凸部３１が形成されている。そして、このような凸部３１は光学部材４により覆われている。また、図１０に示す光学素子７においては、板状部材２が、発光素子５との位置決め用の凸部２１と、母型１との位置決め用の凸部２２とを備えている。
【０１１９】
次いで、発光素子５（発光ダイオード素子）が固定された素子基板６を準備し、その素子基板６に位置決め用の凸部２１に対応する凹部を設ける。その後、板状部材２及び素子基板６に設けられた、所定の位置において互いに嵌合する凹部及び凸部の組み合わせを用いて位置合せしつつ、発光素子５を、光学素子７の光学部材４の一面に、これらの間に配置される液状前駆体３とともに配置する。そして、液状前駆体３を１００℃の温度で６０分間重合させて、本発明の樹脂封止発光素子を得る。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上説明したように、本発明によれば、例えば、発光素子と光学部材との位置合せ等の作業を効率よく且つ確実に行うことが可能な樹脂封止発光素子の製造方法、その方法により得られた樹脂封止発光素子及び平面状光源装置、並びに、その方法に好適に用いることが可能な光学素子及びその製造方法を提供することが可能となる。
【図１】
2010504626.tif 000003
【図２】
2010504626.tif 000004
【図３】
2010504626.tif 000005
【図４】
2010504626.tif 000006
【図５】
2010504626.tif 000007
【図６】
2010504626.tif 000008
【図７】
2010504626.tif 000009
【図８】
2010504626.tif 000010
【図９】
2010504626.tif 000011
【図１０】
2010504626.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月8日(2009.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
さらに、本発明の光学素子においては、前記板状部材が、少なくとも一部に貫通孔を有しており、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部において前記光学部材と結合されているものであることが好ましい。また、このような板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであることがより好ましい。このように板状部材に設けられた貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されていることにより、前記光学部材と前記板状部材との接着性が向上する傾向にある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
さらに、本発明の樹脂封止発光素子及び平面状光源装置においては、前記板状部材が、少なくとも一部に貫通孔を有しており、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部において前記光学部材と結合されているものであることが好ましい。また、このような板状部材が、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されているものであることがより好ましい。このように板状部材に設けられた貫通孔の内壁面の少なくとも一部に凸部が形成されていることにより、前記光学部材と前記板状部材との接着性が向上する傾向にある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
次いで、チオウレタン樹脂の液状前駆体３（三井化学（株）社製、商品名「ＭＲ−７」）を準備し、液状前駆体３を、板状部材２の少なくとも一部及び発光素子５の少なくとも一部と接触するように、母型１の凹部及び板状部材２の貫通孔によって形成される空間に注入する。そして、液状前駆体３を、板状部材２及び発光素子５に接触させた状態を保ちつつ１００℃の温度で１２０分間重合させて、液状前躯体３の重合物であるチオウレタン樹脂からなる光学部材４を形成する。その後、光学部材４と板状部材２と発光素子５とを、母型１から一体として取り外して本発明の平面状光源装置を得る。なお、得られる平面状光源装置における光学部材４の屈折率は１．６７である。
【国際調査報告】
2010504626.tif 000013
2010504626.tif 000014
2010504626.tif 000015