本发明涉及适合于密封如紫外led的光学元件的用于光学元件的窗材料、包括该用于光学元件的窗材料的用于光学元件封装件的盖和用该用于光学元件的窗材料密封的光学元件封装件，其全部需要控制配光性质。
背景技术：
1、近几年，在紫外区域例如深紫外区域中发射光的元件在工业水杀菌和家用杀菌、可紫外固化树脂的固化过程等引起注意。在它们中，紫外发光二极管(uv-led)作为如汞灯的受限于环境规章的元件的替代材料引起注意。例如，在uv-led中，光不可从作为其上待层叠用于形成元件的层的基础材料的algan基板、蓝宝石基板等透过和取出，使得uv-led是倒装芯片(flip-chip)安装的。因此，该元件发射具有配光角的光并且通常不发射如激光束中的具有高指向性的光。因此，从消除光的照度不均匀性的观点来看，需要一种能够控制配光性质的方法。另外，提高led芯片的输出不容易，并且还需要通过除了提高芯片输出以外的方法来改进光提取效率。
2、当密封uv-led时，因为发光元件是倒装芯片安装的，所以表面安装型封装件(smdpkg)最优选选作光学元件封装件的形式。作为用于密封光学元件的窗材料的原材料，主要选择具有良好的短波长光透过率的合成石英玻璃。另外，大体上，在控制配光性质的情况下，经常选择透镜形窗材料。
3、jp-a 2001-013304(专利文献1)公开改进深紫外区域中的透射率的方法，其中用特定薄膜构造形成的防反射膜在石英或萤石的表面上沉积并使用。
4、jp-a 2013-226473(专利文献2)公开通过使用用于抑制紫外光的反射的二维保持二氧化硅颗粒的膜以赋予膜飞蛾眼防反射结构而抑制紫外光照射量的降低的方法。
5、引文列表
6、专利文献1：jp-a 2001-013304
7、专利文献2：jp-a 2013-226473
技术实现思路
1、如以上描述，在uv-led中，合成石英玻璃被选作窗材料的原材料的第一候选以便使短波长紫外光从中透过。然而，已知合成石英玻璃是难以切割的材料，并且从技术和经济观点出发不容易将合成石英玻璃基板形成为透镜形状以便使用合成石英玻璃来控制配光性质。
2、虽然jp-a 2001-013304(专利文献1)公开形成防反射膜的薄膜构造，但是该文献没有公开其上沉积膜的基板表面的状态。另外，该方法采用反射率作为指标，并基于使用tis数学上获得的理论结果。因此，该方法不符合其中光透过实际基板的过程的现实。特别地，在作为光学元件的窗材料的用途中，有必要通过将schrodinger方程的边界条件应用于能量守恒定律来考虑光垂直进入基板，即光以0°的入射角进入基板的情况，但是该方法不符合实际使用。此外，在该方法中，平行光透射率被考虑作为透射率，但是在具有配光性质的光源中，即使具有高指向性，也有必要考虑总透光率。因此，该方法在材料作为用于光学元件的窗材料的实际用途中没有提供关于总透光率和配光性质的可靠性。
3、在jp-a 2013-226473(专利文献2)中描述的方法中，使用其中二维保持二氧化硅颗粒的膜从而在防反射膜中形成飞蛾眼防反射结构。然而，在该方法中，限定了结构，并因此控制配光性质的自由度低。另外，因为使用聚合物膜，所以由于由紫外光引起的树脂的恶化长期可靠性低。
4、考虑到以上提到的情况提出了本发明，并且本发明的目的是提供用于光学元件的窗材料，其使用在具有在紫外区域中、特别是在深紫外波长区域中工作的光学元件的光学元件封装件中，其易于成型加工，在宽的波长区域中经历小的经时变化并在长的时间段中稳定，并且其具有分布光的高的总透光率，提供包括用于光学元件的窗材料的光学元件封装件的盖，和用用于光学元件的窗材料密封的光学元件封装件。
5、本发明研究实现以上提到的目的，结果本发明人发现了以下内容并完成了本发明。特别地，用于光学元件的窗材料包括具有平板形状并具有透过光的主表面、至少一个主表面是粗糙表面的合成石英玻璃基板，和防反射膜，具体是在合成石英玻璃基板的至少一个主表面上形成的防反射膜，并从合成石英玻璃基板的一侧依次包括第一层、第二层和第三层的三个层，该层分别由含有al2o3的薄膜、含有hfo2的薄膜和含有mgf2或sio2的薄膜形成。这样的用于光学元件的窗材料易于成型加工，在宽的波长区域中经历小的经时变化并在长的时间段中稳定，具有分布光的高的总透光率，作为在具有在紫外区域中、特别是在深紫外波长区域中工作的光学元件的光学元件封装件中使用的用于光学元件的窗材料是优异的。
6、因此，本发明提供以下的用于光学元件的窗材料、用于光学元件封装件的盖和光学元件封装件。
7、1.用于光学元件的窗材料，其包括：合成石英玻璃基板，该基板具有平板形状并具有透过光的主表面，所述主表面的至少一个是粗糙表面；和在所述合成石英玻璃基板的至少一个主表面上形成的防反射膜，所述主表面是粗糙表面。
8、2.根据项目1所述的用于光学元件的窗材料，其中，在所述作为粗糙表面的至少一个主表面中，面积材料率(areal material ratio)为10％的轮廓表面(scale-limitedsurface)的谷部空隙体积(vvv)和面积材料率为80％的轮廓表面的峰部材料体积(vmp)的总值为1.7×104μm3或更大，所述面积材料率根据jis b 0681-2:2018定义。
9、3.根据项目1所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述作为粗糙表面的至少一个主表面的表面粗糙度(ra)为0.1至0.5μm，所述表面粗糙度(ra)是沿着在所述作为粗糙表面的主表面上限定的4mm的任意直线的表面粗糙度。
10、4.根据项目1所述的用于光学元件的窗材料，其为用于发光元件的窗材料，所述发光元件是发射波长为255至300nm的光的紫外led元件。
11、5.根据项目4所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述防反射膜由选自金属氧化物和金属氟化物的金属化合物形成。
12、6.根据项目4所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述防反射膜从所述合成石英玻璃基板的一侧依次包括第一层、第二层和第三层的三个层。
13、7.根据项目6所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述第一层由含有al2o3的薄膜形成，所述第二层由含有hfo2的薄膜形成，且所述第三层由含有mgf2或sio2的薄膜形成。
14、8.根据项目6所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述防反射膜的第一层、第二层和第三层的光学膜厚度相对于所述发光元件的中心发光波长在下述的范围内：
15、0.20λ≤n1d1≤0.30λ，
16、0.45λ≤n2d2≤0.55λ，且
17、0.20λ≤n3d3≤0.30λ
18、其中n1、n2和n3分别表示第一层、第二层和第三层的折射率，d1、d2和d3分别表示第一层、第二层和第三层的物理膜厚度，n1d1、n2d2和n3d3分别表示第一层、第二层和第三层的光学膜厚度，λ表示所述发光元件的中心发光波长。
19、9.根据项目1所述的用于光学元件的窗材料，其为用于发光元件的窗材料，其中所述发光元件发射配光角为150度或更小的光。
20、10.用于光学元件封装件的盖，其包括：根据项目1至9中任一项所述的用于光学元件的窗材料；和在所述用于光学元件的窗材料的所述合成石英玻璃基板的主表面中的一个的一部分上层压的粘合剂层。
21、11.根据项目10所述的用于光学元件封装件的盖，其中，构成所述粘合剂层的粘合剂是树脂系粘合剂或金属系粘合剂。
22、12.根据项目10所述的用于光学元件封装件的盖，其中，所述粘合剂层处于半固化状态(b阶)。
23、13.光学元件封装件，其包括：光学元件；安装有所述光学元件的收容部件；根据项目1至8中任一项所述的用于光学元件的窗材料；和粘合层，其中，
24、在光透过的位置设置所述用于光学元件的窗材料；将所述光学元件收容在所述收容部件中，并使所述收容部件和所述用于光学元件的窗材料通过介于它们之间的所述粘合层彼此接合而密封所述光学元件。
25、14.根据项目13所述的光学元件封装件，其中，所述光学元件是发光元件，且所述发光元件是发射波长为255至300nm的光的紫外led元件。
26、15.根据项目13所述的光学元件封装件，其中，所述光学元件是发光元件，且所述发光元件发射配光角为150度或更小的光。
27、发明有益效果
28、本发明的用于光学元件的窗材料容易成型加工，在宽的波长区域中经历小的经时变化并在长的时间段中稳定，在配光性质方面能够控制，并具有高的光的总透光率。本发明的用于光学元件的窗材料作为在具有在紫外区域中、特别是在深紫外波长区域中工作的光学元件的光学元件封装件中使用的用于光学元件的窗材料是优异的，并为收容在紫外区域中、特别是在深紫外波长区域中工作的光学元件的光学元件封装件提供高可靠性。
1.用于光学元件的窗材料，其包含：合成石英玻璃基板，该基板具有平板形状并具有透过光的主表面，所述主表面的至少一个是粗糙表面；和在所述合成石英玻璃基板的至少一个主表面上形成的防反射膜，所述主表面是粗糙表面。
2.根据权利要求1所述的用于光学元件的窗材料，其中，在所述作为粗糙表面的至少一个主表面中，面积材料率为10％的轮廓表面的谷部空隙体积(vvv)和面积材料率为80％的轮廓表面的峰部材料体积(vmp)的总值为1.7×104μm3或更大，所述面积材料率根据jisb0681-2:2018定义。
3.根据权利要求1所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述作为粗糙表面的至少一个主表面的表面粗糙度(ra)为0.1至0.5μm，所述表面粗糙度(ra)是沿着在所述作为粗糙表面的主表面上限定的4mm的任意直线的表面粗糙度。
4.根据权利要求1所述的用于光学元件的窗材料，其为用于发光元件的窗材料，所述发光元件是发射波长为255至300nm的光的紫外led元件。
5.根据权利要求4所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述防反射膜由选自金属氧化物和金属氟化物的金属化合物形成。
6.根据权利要求4所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述防反射膜从所述合成石英玻璃基板的一侧依次包括第一层、第二层和第三层的三个层。
7.根据权利要求6所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述第一层由含有al2o3的薄膜形成，所述第二层由含有hfo2的薄膜形成，且所述第三层由含有mgf2或s io2的薄膜形成。
8.根据权利要求6所述的用于光学元件的窗材料，其中，所述防反射膜的第一层、第二层和第三层的光学膜厚度相对于所述发光元件的中心发光波长在下述的范围内：
9.根据权利要求1所述的用于光学元件的窗材料，其为用于发光元件的窗材料，其中所述发光元件发射配光角为150度或更小的光。
10.用于光学元件封装件的盖，其包含：根据权利要求1至9中任一项的用于光学元件的窗材料；和在所述用于光学元件的窗材料的所述合成石英玻璃基板的主表面中的一个的一部分上层压的粘合剂层。
11.根据权利要求10所述的用于光学元件封装件的盖，其中，构成所述粘合剂层的粘合剂是树脂系粘合剂或金属系粘合剂。
12.根据权利要求10所述的用于光学元件封装件的盖，其中，所述粘合剂层处于半固化状态(b阶)。
13.光学元件封装件，其包含：光学元件；安装有所述光学元件的收容部件；根据权利要求1至8中任一项的用于光学元件的窗材料；和粘合层，其中
14.根据权利要求13所述的光学元件封装件，其中，所述光学元件是发光元件，且所述发光元件是发射波长为255至300nm的光的紫外led元件。
15.根据权利要求13所述的光学元件封装件，其中，所述光学元件是发光元件，且所述发光元件发射配光角为150度或更小的光。
