发光装置及其制造方法与流程

发光装置及其制造方法
1.本发明是申请号为201710387528.2的发明专利的分案申请，母案的申请日为2017年5月26日，母案的发明名称为“发光装置及其制造方法”。
技术领域
2.本发明涉及具备发光元件的发光装置及其制造方法。


背景技术：

3.发光二极管(led)用于照明器具、个人计算机(pc)、电视机的背光装置、大型显示器等各种用途。对于led光源，随着面向这样的各种用途的需要增加，光输出提高的要求也逐渐提高。
4.例如，专利文献1公开了如下光半导体装置，该光半导体装置具备：配线基板，其具有凹部；发光元件，其收容于凹部；以及透光密封构件，其对发光元件进行密封，对透光密封构件的表面进行了粗糙面化。专利文献2公开了如下发光装置，该发光装置具备基体、载置在基体上的发光元件、以及对发光元件进行密封的密封构件，通过在密封构件的表面侧配置填充剂的粒子而设置有凹凸。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2007
‑
324220号公报
8.专利文献2：日本特开2012
‑
151466号公报
9.发明所要解决的课题
10.然而，这样的方法需要进行构成构件的材料、形状的变更，因此能够应用的发光装置的形状、材料等有时受到限定。


技术实现要素：

11.本发明的实施方式的课题在于，提供光导出效率得到提高的发光装置及其制造方法。
12.用于解决课题的方案
13.本发明的实施方式的发光装置具备：基台；发光元件，其载置于所述基台；以及透光性构件，其覆盖所述发光元件，所述透光性构件以及所述基台在各自的上表面具有多个突起，所述透光性构件含有折射率比所述透光性构件的母材的折射率低的透光性的第一填充剂的粒子，所述第一填充剂的粒子的一部分在所述透光性构件的上表面从所述透光性构件的母材露出。
14.在本发明的实施方式的发光装置的制造方法中，所述发光装置具备：基台、载置于所述基台的发光元件、以及覆盖所述发光元件的透光性构件，所述发光装置的制造方法的特征在于，包括：在将所述发光元件载置于所述基台后，形成覆盖所述发光元件的所述透光性构件的工序；以及对所述透光性构件以及所述基台各自的上表面实施喷丸加工处理的工
序，在形成所述透光性构件的工序中，所述透光性构件使用如下树脂材料来形成，所述树脂材料使用透光性树脂作为母材，且含有折射率比该母材的折射率低的透光性的第一填充剂的粒子，通过实施所述喷丸加工处理的工序而在所述透光性构件的上表面使所述第一填充剂的粒子的一部分从所述透光性构件的母材露出。
15.发明效果
16.根据本发明的实施方式的发光装置及其制造方法，能够提供光导出效率得到提高的发光装置。
附图说明
17.图1a是表示第一实施方式的发光装置的结构的立体图。
18.图1b是表示第一实施方式的发光装置的结构的俯视图。
19.图1c是表示第一实施方式的发光装置的结构的剖视图，表示图1b的ic
‑
ic线的剖面。
20.图2a是表示第一实施方式的发光装置中的透光性构件以及填料的一部分的剖视图。
21.图2b是表示以往的发光装置中的透光性构件以及填料的一部分的剖视图。
22.图2c是用于说明第一实施方式的发光装置中的、透光性构件以及遮光性构件的上表面处的光反射的剖视图。
23.图3是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的步骤的流程图。
24.图4a是表示通过第一实施方式的发光装置的制造方法的封装件准备工序准备的封装件的结构的剖视图。
25.图4b是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的发光元件安装工序的剖视图。
26.图4c是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的树脂供给工序的剖视图。
27.图4d是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的树脂硬化工序的剖视图。
28.图4e是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序的剖视图。
29.图5a是表示在第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中投射研磨剂的方向的第一例的俯视图。
30.图5b是表示在第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中投射研磨剂的方向的第二例的俯视图。
31.图5c是表示在第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中投射研磨剂的方向的第三例的俯视图。
32.图6a是表示在第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中的第一工序的剖视图。
33.图6b是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中的第二工序的剖视图。
34.图7a是表示使用第一实施方式的发光装置的图像显示装置的结构的立体图。
35.图7b是表示使用第一实施方式的发光装置的图像显示装置的结构的分解立体图。
36.图8a是表示第二实施方式的发光装置的结构的立体图。
37.图8b是表示第二实施方式的发光装置的结构的俯视图。
38.图8c是表示第二实施方式的发光装置的结构的剖视图，表示图8b的viiic
‑
viiic线的剖面。
39.图9是表示第二实施方式的发光装置的制造方法的步骤的流程图。
40.附图标记说明：
41.1发光元件
42.11、12、13发光元件
43.2、2a封装件(基台)
44.2a、2aa凹部
45.2b、2ab底面
46.3、3a引脚电极
47.31、32、33、34引脚电极
48.31a、32a引脚电极
49.4、4a遮光性构件
50.4a、4aa上表面
51.4b切口部
52.41母材
53.42第二填充剂
54.5、5a透光性构件
55.5a、5aa上表面
56.51母材
57.52、52a、52b第一填充剂
58.53波长转换物质
59.6电缆
60.71分配器
61.72加热装置
62.73喷嘴
63.73a投射角度
64.74研磨剂
65.100发光装置
66.200图像显示装置
67.210电路基板
68.220保护构件
69.230框构件
70.230a开口部
具体实施方式
71.以下，说明实施方式的发光装置及其制造方法。需要说明的是，在以下的说明中所参照的附图简要地示出了本实施方式，因此有时对各构件的比例尺、间隔、位置关系等进行夸张、或省略构件的一部分的图示。另外，在以下的说明中，关于标注有同一名称以及附图
标记的构件，原则上表示同一或相同性质的构件，适当省略详细说明。
72.<第一实施方式>
73.[发光装置的结构]
[0074]
参照图1a～图1c来说明第一实施方式的发光装置的结构。
[0075]
图1a是表示第一实施方式的发光装置的结构的立体图。图1b是表示第一实施方式的发光装置的结构的俯视图。图1c是表示第一实施方式的发光装置的结构的剖视图，表示图1b的ic
‑
ic线处的剖面。
[0076]
需要说明的是，在图1c中，分别放大地示出遮光性构件以及透光性构件的上表面附近的虚线所包围的部分。另外，在图1c中，以圆形以及菱形表示两种第一填充剂，以圆形表示第二填充剂。这些形状并非表示所属的构件的具体形状，而是用于简便地对填充剂的粒子的种类进行区别。
[0077]
第一实施方式的发光装置100具备基台、载置于基台的发光元件1、以及对发光元件1进行覆盖的透光性构件5。透光性构件5以及基台在各自的上表面具有凹凸形状即多个突起。透光性构件5含有折射率比透光性构件5的母材51的折射率低的透光性的第一填充剂52的粒子，第一填充剂52的粒子的一部分在透光性构件5的上表面从透光性构件5的母材51露出。基台相当于封装件2。
[0078]
更具体而言，发光装置100具备：封装件2，其俯视形状呈大致正方形，且具有在上表面侧开口的凹部2a；发光元件1，其安装于凹部2a内；以及透光性构件5，其配置于凹部2a内，且对发光元件1进行覆盖。另外，封装件2具有引脚电极3和遮光性构件4，发光元件1使用电缆6而与在凹部2a的底面配置的引脚电极3电连接。
[0079]
发光元件1安装于封装件2的凹部2a内。在本实施方式中，彼此发光颜色不同的三个发光元件11、12、13安装于凹部2a内。例如，可以将发光元件11的发光颜色设为蓝色，将发光元件12的发光颜色设为绿色，将发光元件13的发光颜色设为红色。
[0080]
需要说明的是，以后，在不特别区分三个发光元件11、12、13中的各发光元件的情况下，有时称作“发光元件1”。
[0081]
发光元件11、12、13芯片焊接于在凹部2a的底面2b的中央部配置的引脚电极33上。另外，发光元件11、12、13的一个电极即阳极电极使用电缆6与引脚电极34电连接。另外，发光元件11、12、13的另一个电极即阴极电极使用电缆6与分别对应的引脚电极31、32、33中的某一方电连接。即，三个发光元件11、12、13能够分别独立地施加电压。由此，个别地点亮发光元件11、12、13，或者任意调节发光元件11、12、13的辉度级别，能够任意使发光装置100的发光颜色以及亮度变化。因此，发光装置100能够用作彩色图像显示装置的一个像素。
[0082]
在此，所使用的发光元件1的形状、大小、半导体材料等并不特别限定。作为发光元件1的发光颜色，可以根据用途而选择任意的波长的颜色。呈蓝色、绿色发光的发光元件11、12能够适当使用在从近紫外到可见光的区域具有发光波长的由in
x
al
y
ga1‑
x
‑
y
n(0≤x≤1、0≤y≤1、x+y≤1)表示的氮化物半导体构成的发光元件。另外，作为呈红色发光的发光元件13，也可以使用gaas、aiingap、algaas系的半导体。
[0083]
在本实施方式中，作为发光元件1，可以是正负的电极配置于同一面侧的发光元件，也可以是正负的电极配置于彼此不同面侧的发光元件。在使用正负的电极配置于同一面侧的发光元件1的情况下，也可以是面朝上安装方式、面朝下安装方式中的任一安装方
式。另外，在搭载多个发光元件1的情况下，也可以混合存在有安装方式不同的发光元件。
[0084]
需要说明的是，安装于凹部2a内的发光元件1的数量为1个以上即可，搭载多个发光元件1的情况下的发光颜色的组合、发光元件1的外形形状等能够适当变更。
[0085]
封装件2具有引脚电极3和遮光性构件4，且设置有在俯视时具有大致正方形的外形形状且在上表面侧具有开口的凹部2a。凹部2a是用于安装发光元件1的区域，凹部2a的底面2b由引脚电极3和遮光性构件4构成。另外，凹部2a的侧壁由遮光性构件4构成。
[0086]
引脚电极3由四个引脚电极31～34构成，是用于将经由电缆6电连接的三个发光元件11～13与外部电源连接的配线。
[0087]
引脚电极31～34的各自的一部分构成凹部2a的底面2b，引脚电极31～34配置为：在俯视时分别延伸到遮光性构件4的端部并在该端部向下方弯折，沿着遮光性构件4的侧面延伸，并进一步沿着遮光性构件4的下表面向内侧弯折。发光装置100的下表面侧为安装面，设置为在遮光性构件4的下表面侧向内侧弯折的引脚电极31～34的部位是使用焊锡等导电性接合构件而接合的接合部。
[0088]
另外，引脚电极31～34的在凹部2a的底面2b露出的部分是经由电缆6与发光元件11～13电连接的部位。引脚电极31与发光元件11的阴极电极电连接，引脚电极32与发光元件12的阴极电极电连接，引脚电极33与发光元件13的阴极电极电连接。引脚电极34与发光元件11～13的各个阳极电极电连接。
[0089]
另外，引脚电极33配置于凹部2a的底面2b的中央部，兼作为供发光元件11～13使用芯片焊接构件来接合的发光元件配置区域。
[0090]
引脚电极3可以通过对平板状的板金实施冲压加工的冲孔、弯折来形成。作为原材料的板金只要能够用于发光元件的封装件的引脚框架的板金即可，并不特别限定。板金的厚度根据封装件的形状、大小等而适当选择，例如使用100～500μm左右的厚度的板金，进一步优选120～300μm的厚度。另外，作为板金的材料，例如使用cu系的合金。
[0091]
另外，也可以为了提高与光反射性和/或电缆6、芯片焊接构件等的接合性，对成为凹部2a的底面2b的引脚电极3的上表面实施ag、au、ni等的镀敷处理。
[0092]
遮光性构件4是将四个引脚电极31～34彼此分开地固定并且构成凹部2a的侧壁的构件。遮光性构件4由不使光透过而遮光的材料构成，使用通过使光反射来遮光的光反射性材料或通过吸收光来遮光的光吸收性材料。
[0093]
具体而言，遮光性构件4可以通过使用如下的树脂材料而形成，该树脂材料将具有透光性的树脂设为母材41，且含有用于赋予遮光性的第二填充剂42作为填料。另外，第二填充剂42的粒子的一部分从母材41露出，从而凹部2a的侧壁的上表面即遮光性构件4的上表面4a具有因第二填充剂42的粒子而产生的凹凸形状即突起。
[0094]
在遮光性构件4使用光反射性材料的情况下，遮光性构件4以使从发光元件1出射并在透光性构件5中传播而到达遮光性构件4的光返回透光性构件5内的方式发挥功能。由此，能够提高从发光装置100的上表面导出光的光导出效率。
[0095]
另外，在遮光性构件4使用光吸收性材料的情况下，遮光性构件4对从发光元件1出射并透过透光性构件5而入射至遮光性构件4的光进行吸收。因此，能够仅从发光装置100的上表面出射光。
[0096]
另外，在将光反射性材料以及光吸收性材料中的任一方用于遮光性构件4的情况
下，均能够通过设置这样的遮光性构件4来将来自发光装置100的光的出射限定于透光性构件5的上表面，因此能够形成发光区域与非发光区域的对比度高的所谓的“划分性”良好的发光装置100。
[0097]
作为遮光性构件4的母材41所使用的树脂，例如可以列举热塑性树脂、热硬化性树脂。
[0098]
在热塑性树脂的情况下，例如可以使用聚邻苯二甲酰胺树脂、液晶聚合物、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、不饱和聚酯等。
[0099]
在热硬化性树脂的情况下，例如可以使用环氧树脂、改性环氧树脂、硅酮树脂、改性硅酮树脂等。
[0100]
在遮光性构件4具有光反射性的情况下，能够使用在母材41中含有光反射性物质的粒子作为第二填充剂42而被赋予了光反射性的树脂材料来形成遮光性构件4。作为光反射性物质，例如可以列举tio2、al2o3、zro2、mgo等。
[0101]
另外，凹部2a的内侧面优选在发光元件1所发出的光的波长区域反射率为70％以上，更优选为80％以上。遮光性构件4中的光反射性物质即第二填充剂42的含量为5质量％以上且50质量％以下即可，优选为10质量％以上且30质量％以下。
[0102]
另外，第二填充剂42的粒径优选设为0.1μm以上且0.5μm以下左右。通过将第二填充剂42的粒径设在该范围，从而遮光性构件4能够得到良好的光反射性。
[0103]
需要说明的是，若无特殊说明，在本说明书中，各种填料、研磨剂等的粒径的值为基于空气透过法或fisher
‑
subsieve
‑
sizers
‑
no.(fs.s.s.法)而得到的值。
[0104]
另外，遮光性构件4的上表面4a的多个突起优选形成为按照由jis基准b0601：2013规定的算术平均粗糙度ra为0.090μm以上且0.210μm以下左右。尤其是，通过将遮光性构件4的上表面4a设为按照算术平均粗糙度ra为0.130μm以上，从而能够更加高效地使外来光漫射。
[0105]
在遮光性构件4具有光吸收性的情况下，可以使用在所述母材41中含有光吸收性物质的粒子作为第二填充剂42而被赋予了光吸收性的树脂材料来形成。作为第二填充剂42所使用的光吸收性物质，可以列举黑色颜料，更具体而言，可以列举碳黑、石墨等碳系颜料。
[0106]
需要说明的是，作为第二填充剂42而使用光吸收性物质的情况下的粒径以及含量可以设为与使用所述的反射性物质的情况相同的程度。例如，在作为第二填充剂42而添加碳黑的情况下，可以设为1质量％左右。而且，例如也可以作为其他填料而添加25质量％左右的作为强化剂的硅灰石等。
[0107]
遮光性构件4可以使用通过在母材41中含有第二填充剂42而被赋予了光反射性或光吸收性的树脂材料，并采用使用模具的传递模塑法、注塑成形法、压缩成形法等成形法、网版印刷法等涂布法等来形成。
[0108]
另外，遮光性构件4的上表面4a的多个突起可以通过对上表面4a实施喷丸加工处理而使第二填充剂42的粒子的一部分从母材41露出来形成。
[0109]
即，遮光性构件4的上表面4a的多个突起优选由第二填充剂42的粒子形成。
[0110]
能够通过由所述范围的粒径的第二填充剂42的粒子形成的多个突起，来良好地减少由遮光性构件4的上表面4a反射的外光的正反射光成分。在将发光装置100用作图像显示装置的像素的情况下，即使在外光被照射至图像显示装置的情况下，由于外光的正反射光
成分减少，因此能够不取决于观察方向地良好地识别像素的明暗、色彩。
[0111]
透光性构件5是设置于封装件2的凹部2a内且对发光元件1进行密封的密封构件。
[0112]
透光性构件5含有第一填充剂52作为填料，第一填充剂52用于在使用具有透光性的树脂作为母材51而形成时调整未硬化的树脂的粘度、对透光性构件5赋予光漫射性。另外，第一填充剂52的粒子的一部分从母材51露出，从而透光性构件5的上表面5a具有由第一填充剂52的粒子形成的凹凸形状即多个突起。
[0113]
透光性构件5所含有的第一填充剂52可以是一种，也可以如本实施方式这样含有两种第一填充剂52a、52b，还可以是三种以上。具体而言，第一填充剂52a与第一填充剂52b可以使用不同材质的填充剂，也可以使用相同材质但粒径、形状不同的填充剂。
[0114]
另外，透光性构件5也可以以不损害透光性的程度含有碳黑等光吸收性物质的粒子来作为其他填料。通过使透光性构件5含有适量的光吸收性物质的粒子，能够抑制引脚电极3的表面等处的正反射光从光导出面出射。由此，能够改善来自发光装置100的出射光的配光特性。
[0115]
另外，透光性构件5也可以根据需要而含有荧光体、着色颜料、折射率比母材51的折射率高的光漫射性物质等粒子。
[0116]
作为透光性构件5的母材51，可以使用具有透光性的热硬化性树脂，例如可以列举硅酮树脂、环氧树脂、脲醛树脂等。另外，作为第一填充剂52，使用折射率比母材51的折射率低的透光性材料。对于第一填充剂52，具体而言，可以列举sio2。例如，在作为母材51而使用折射率为1.53的环氧树脂的情况下，作为第一填充剂52，可以使用折射率为1.46的sio2。
[0117]
另外，第一填充剂52的粒径优选为0.5μm以上且10μm以下左右。通过将第一填充剂52的粒径设在该范围，能够通过由第一填充剂52的粒子形成的多个突起来高效地减少上表面5a处的外光的正反射光成分。
[0118]
另外，透光性构件5中的第一填充剂52的含量优选为2质量％以上且40质量％以下左右。
[0119]
透光性构件5的上表面5a的多个突起优选形成为按照由jis基准b0601：2013规定的算术平均粗糙度ra为0.095μm以上且0.220μm以下左右，进一步优选为0.180μm以下。
[0120]
另外，通过在发光装置100的光导出面即透光性构件5的上表面5a使折射率比母材51的折射率低的第一填充剂52露出，由此能够减小透光性构件5与光被导出的前方的介质即空气(折射率1.0)的折射率差。另外，通过减小光被导出的界面处的折射率差，能够减小在该界面的光反射率。因此，能够提高向发光装置100的外部的光导出效率。在此，若母材51与第一填充剂52的折射率差为0.03以上，则能够通过使第一填充剂52露出来提高发光装置100的光导出效率。
[0121]
需要说明的是，关于发光装置100的光导出效率提高的机理的详细情况，如后所述。
[0122]
另外，通过在发光装置100的上表面即遮光性构件4的上表面4a以及透光性构件的上表面5a设置有多个突起，从而在上表面与其他构件接触了的情况下成为点接触，因此能够防止所接触的其他构件的粘着(附着)，在制造时、安装时的发光装置100的处理变得容易。
[0123]
电缆6是用于将发光元件1、保护元件等电子部件与引脚电极31～34电连接的配
线。作为电缆6的材质，可列举使用au(金)、ag(银)、cu(铜)、pt(铂)、al(铝)等金属、以及它们的合金的材质，尤其是，优选使用导热率等优异的au。需要说明的是，电缆6的粗细不特别限定，能够根据目的以及用途而适当选择。
[0124]
[发光装置的动作]
[0125]
接着，参照图1c以及图2a～图2c来说明发光装置100的动作。
[0126]
图2a是表示第一实施方式的发光装置中的透光性构件以及填料的一部分的剖视图。图2b是表示以往的发光装置中的透光性构件以及填料的一部分的剖视图。图2c是用于说明第一实施方式的发光装置中的透光性构件以及遮光性构件的上表面处的光反射的剖视图。
[0127]
需要说明的是，发光装置100的光导出面即透光性构件5的上表面5a作为与空气接触的上表面来进行说明。
[0128]
通过将外部电源与引脚电极31～34连接，从而发光元件1发光。来自发光元件1的光在透光性构件5内传播并直接或被凹部2a的底面、内侧面反射而从上表面5a被导出至外部。在上表面5a处，来自发光元件1的光的一部分穿过母材41与空气的界面而被导出至外部。另外，在上表面5a的附近配置有第一填充剂52的粒子的部分处，来自发光元件1的光穿过第一填充剂52与空气的界面而被导出至外部。
[0129]
在此，说明光穿过第一填充剂52而被导出至外部的情况。
[0130]
在如图2a所示第一填充剂52的表面从母材51露出的情况下，在透光性构件5内向上方传播的光l1穿过第一填充剂52与空气的界面而被导出至外部。
[0131]
另外，在如图2b所示那样第一填充剂52的表面由母材51覆盖的情况下，在透光性构件5内向上方传播的光l2穿过母材51与空气的界面而被导出至外部。
[0132]
通常，在光入射至存在折射率差的界面时，向界面入射的入射光根据折射率差而一部分被反射。在将隔着界面的两个介质的折射率设为n1、n2时，垂直入射至该界面的光的反射率r可以由式(1)表示。
[0133]
r＝(n1‑
n2)2/(n1+n2)2···
(1)
[0134]
因此，在发光装置100的光导出面与空气接触的情况下，当光导出面即透光性构件5的上表面5a的最表面为折射率比作为母材51的树脂更低、即与空气的折射率差小的第一填充剂52时，能够减少在与空气的界面处的光反射。其结果是，能够提高发光装置100的光导出效率。
[0135]
另外，在光折射率相对较高的介质向折射率较低的介质传播的情况下，基于斯奈尔定律，光在界面处被全反射。通过减小透光性构件5与空气的界面的折射率差，能够减少在该界面全反射的光量。即，从减少全反射这点出发，也能够提高向外部的光导出效率。
[0136]
另外，在将发光装置100例如用作图像显示装置的像素的情况下，有时荧光灯等照明光作为外光而入射至发光装置100的上表面。在发光装置100的上表面为平坦面的情况下，该上表面成为光泽面，大部分外光成分被正反射(镜面反射)。在如图2c所示那样作为外光的光l3入射至透光性构件5的上表面5a的情况下，其大部分如光l5那样被正反射。因此，当从外光被正反射的方向(光l5的行进方向)观察时，在外光的正反射光成分的影响下发光装置100的表面看起来明亮地发光，发光装置100的本来的出射光的明暗的对比度降低。即，图像显示装置所显示的图像的视觉辨认性因表面的所谓的“锃亮(日文：于力少)”而降低。
[0137]
在此，通过在上表面5a设置由第一填充剂52的粒径形成的突起，能够使光l3如光l4那样漫反射。换言之，能够减少正反射光成分。因此，即使从外光被正反射的方向观察，也能够减少来自发光装置100的出射光的明暗的对比度的降低。
[0138]
需要说明的是，在遮光性构件4的上表面4a处，也与透光性构件5的上表面5a同样，作为外光的光l6的一部分在上表面4a处如光l8那样被正反射。在此，通过在上表面4a设置由第二填充剂42的粒径形成的突起，能够使光l6如光l7那样漫反射。因此，即使从外光被正反射的方向(光l8的行进方向)观察，也能够减少来自发光装置100的出射光的明暗的对比度的降低。
[0139]
需要说明的是，上表面5a以及上表面4a的表面粗糙度优选设在所述的范围。若表面过于粗糙，则发光装置100的上表面5a以及上表面4a看起来白浊，发光装置100的明暗的对比度有时反而降低。将第一填充剂52以及第二填充剂42的粒径设在所述的范围，在上表面5a以及上表面4a设置有由第一填充剂52以及第二填充剂42形成的突起，由此能够将表面粗糙度设在适当的范围。
[0140]
[发光装置的制造方法]
[0141]
接着，参照图3～图6b来说明第一实施方式的发光装置的制造方法。
[0142]
图3是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的步骤的流程图。图4a是表示通过第一实施方式的发光装置的制造方法的封装件准备工序而准备的封装件的结构的剖视图。图4b是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的发光元件安装工序的剖视图。图4c是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的树脂供给工序的剖视图。图4d是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的树脂硬化工序的剖视图。图4e是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序的剖视图。图5a是表示在第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中投射研磨剂的方向的第一例的俯视图。图5b是表示在第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中投射研磨剂的方向的第二例的俯视图。图5c是表示在第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中投射研磨剂的方向的第三例的俯视图。图6a是表示在第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中的第一工序的剖视图。图6b是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的喷丸加工处理工序中的第二工序的剖视图。
[0143]
需要说明的是，在图4a～图4e中，对于封装件2，仅示出构成凹部2a的底面2b以及侧壁的上部，而下部省略。
[0144]
第一实施方式的发光装置100的制造方法包括：在将发光元件1载置于封装件2后，形成覆盖发光元件1的透光性构件5的工序；以及对透光性构件5以及封装件2各自的上表面实施喷丸加工处理的工序。在形成透光性构件5的工序中，透光性构件5采用如下的树脂材料而形成，该树脂材料使用透光性树脂作为母材51，且含有折射率比母材51的折射率低的透光性的第一填充剂52的粒子。通过实施喷丸加工处理的工序，从而在透光性构件5的上表面上，使第一填充剂52的粒子的一部分从透光性构件5的母材51露出。
[0145]
第一实施方式的发光装置100的制造方法包括封装件准备工序s11、发光元件安装工序s12、透光性构件形成工序s13以及喷丸加工处理工序s14。另外，透光性构件形成工序s13包括树脂供给工序s131和树脂硬化工序s132。
[0146]
封装件准备工序s11是准备封装件2的工序，该封装件2在底面2b配置有引脚电极
3，并且具有将遮光性构件4作为侧壁而被包围且向上方开口的凹部2a。
[0147]
具体而言，在本工序中，首先，通过冲压加工来对板金进行冲孔而形成具备引脚电极3的外形的引脚框架。接着，利用具有与遮光性构件4的形状相当的空洞的上下模具来夹持引脚框架。接着，向模具内的空洞注入在作为母材41的树脂中含有第二填充剂42的树脂材料，在使树脂材料固化或硬化后从模具取出该树脂材料，由此遮光性构件4与引脚电极3一体地形成。接着，将从遮光性构件4的侧面突出的引脚电极3沿着遮光性构件4的侧面以及下表面弯折，由此准备封装件2。
[0148]
需要说明的是，在通过本工序而准备的封装件2中，在遮光性构件4的上表面4a附近配置的第二填充剂42由母材41覆盖。
[0149]
发光元件安装工序s12是向封装件2的凹部2a内安装发光元件1的工序。在本工序中，发光元件1(11～13)被芯片焊接在引脚电极33上，并使用电缆6而与各发光元件1所对应的引脚电极31～34电连接。
[0150]
透光性构件形成工序s13是在将发光元件1安装于凹部2a后在凹部2a内形成对发光元件1进行覆盖的透光性构件5的工序。如上所述，透光性构件形成工序s13包括树脂供给工序s131和树脂硬化工序s132。
[0151]
首先，在树脂供给工序s131中，通过例如使用分配器71的浇注法将在成为母材51的未硬化的树脂中含有第一填充剂52(52a、52b)的树脂材料供给至凹部2a。
[0152]
接着，在树脂硬化工序s132中，使用加热器、回流炉等加热装置72来进行加热，由此使树脂材料硬化。由此，形成透光性构件5。
[0153]
需要说明的是，在通过本工序形成的透光性构件5中，在上表面5a附近配置的第一填充剂52由母材51覆盖。
[0154]
喷丸加工处理工序s14是对透光性构件5的上表面5a以及遮光性构件4的上表面4a实施喷丸加工处理的工序。通过本工序，使在上表面5a附近配置的第一填充剂52以及在上表面4a附近配置的第二填充剂42露出，在上表面5a形成由第一填充剂52形成的突起，并且在上表面4a形成由第二填充剂42形成的突起。
[0155]
通过实施喷丸加工处理以使第一填充剂52以及第二填充剂42露出，上表面5a以及上表面4a被略微地粗糙化，因此上表面5a以及上表面4a的光漫射性提高，能够在这些面得到防反射效果。
[0156]
喷丸加工处理优选通过湿式喷丸法来进行，例如通过从喷嘴73向加工对象面投射在纯水中含有研磨剂74而成的浆料来进行。与干式喷丸法相比，湿式喷丸法能够减小研磨剂74对加工对象物的冲击。因此，能够不给第一填充剂52、第二填充剂42所使用的无机物的粒子带来大的损伤，而选择性地切削较软质的树脂材料从而除去该较软质的树脂材料。另外，根据湿式喷丸法，能够使用更小径的研磨剂74，因此适于微细的加工。因此，能够不在透光性构件5的上表面5a、遮光性构件4的上表面4a形成粗糙的凹凸而除去对第一填充剂52、第二填充剂42的表面进行覆盖的母材51以及母材41。由此，第一填充剂52的粒子以及第二填充剂42的粒子分别在上表面5a以及上表面4a露出，能够形成由第一填充剂52的粒子以及第二填充剂42的粒子形成的突起。
[0157]
具体而言，优选的是，在除去对上表面5a附近的第一填充剂52的上方进行覆盖的母材51以及对上表面4a附近的第二填充剂42的上方进行覆盖的母材41时，以尽量使第一填
充剂52以及第二填充剂42不分别从母材51以及母材41剥离的方式进行喷丸加工处理。
[0158]
具体而言，研磨剂74的粒径优选设在3μm以上且14μm以下左右。另外，在采用湿式喷丸法且使用纯水含有研磨剂74而成的浆料的情况下，浆料中的研磨剂74的含量优选设为5体积％以上且30体积％以下左右。
[0159]
另外，研磨剂74优选硬度比由喷丸加工处理除去的母材51以及母材41的硬度高的研磨剂，例如可以列举氧化铝(al2o3)、碳化硅(sic)、不锈钢、氧化锆(zro2)、玻璃等。
[0160]
另外，含有研磨剂74的浆料的投射角度73a优选相对于加工处理的对象面即上表面5a以及上表面4a设为15
°
以上且45
°
以下，更优选设为30
°
左右。
[0161]
若相对于加工处理的对象面以接近垂直(90
°
)的投射角度73a投射研磨剂74，则研磨剂74刺入母材41、母材51，容易残留于喷丸加工处理后的封装件2。另外，若以接近水平的投射角度73a投射研磨剂74，则有时研磨剂74除去母材41、母材51的效率降低。因此，通过将投射角度73a设在所述的范围，能够高效地除去母材51以及母材41。
[0162]
另外，在湿式喷丸法中，将所述的浆料与压缩空气一起从喷射枪的喷嘴73朝向加工处理的对象面喷射。此时的压缩空气的压力(喷射枪的枪压力)的最佳值根据喷嘴73的形状、投射角度73a、研磨剂74的材质、形状、粒径等而不同，例如可以设为0.1mpa～0.5mpa左右。
[0163]
另外，若以所述的投射角度73a在俯视时仅从一方向d1投射研磨剂74，则第一填充剂52的单侧(图6a中的左侧)的母材51被除去，而相反侧的母材51容易残留。因此，优选的是，在从方向d1投射研磨剂74之后，变更喷嘴73的朝向而也从相反方向(图6b中的右侧)即方向d2投射研磨剂74。
[0164]
而且，也可以还从在俯视时与方向d1、d2正交的方向d3、d4投射研磨剂74。另外，例如也可以从在俯视时彼此各相差120
°
的三个方向投射研磨剂74。
[0165]
需要说明的是，在从多个方向投射研磨剂74的情况下，对上表面5a以及上表面4a的整个面沿着一方向实施了处理之后，依次变更喷嘴73的方向来进行处理。另外，只要喷嘴73相对于发光装置100而相对地变更方向即可，也可以在保持将喷嘴73固定的状态下变更发光装置100的朝向。
[0166]
以上，对透光性构件5的上表面5a进行了说明，但通过对发光装置100的上表面整体一样地实施喷丸加工处理，从而对于遮光性构件4的上表面4a，也从第二填充剂42的表面除去母材41。
[0167]
通过如以上所说明那样进行各工序，能够制造出发光装置100。
[0168]
<应用例>
[0169]
[图像显示装置的结构]
[0170]
接着，作为第一实施方式的发光装置100的应用例，参照图7a以及图7b对使用发光装置100的图像显示装置进行说明。
[0171]
图7a是表示使用第一实施方式的发光装置的图像显示装置的结构的立体图。图7b是表示使用第一实施方式的发光装置的图像显示装置的结构的分解立体图。
[0172]
图像显示装置200具备电路基板210、安装于电路基板210的上表面的多个发光装置100、对发光装置100以及电路基板210的电极、配线部进行覆盖的保护构件220、以及设置为对多个发光装置100之间进行覆盖的框构件230。图像显示装置200将一个发光装置100用
作一个像素。
[0173]
在图像显示装置200中，呈3
×
3的矩阵状地将9个发光装置100安装于电路基板210，但也可以构成为安装更多的发光装置100。另外，例如，将搭载有3
×
3的发光装置100的电路基板210设为一个单元，也可以通过排列使用多个单元来构成像素数更多的图像显示装置。
[0174]
电路基板210是用于机械保持多个发光装置100并且将发光装置100电连接的基板。电路基板210形成为矩形平板状。另外，具体而言，电路基板210可以由如下基板构成，该基板由玻璃环氧等构成，且安装有对发光装置100进行驱动的驱动控制电路、通信电路等。
[0175]
保护构件220是防止外部气体中的雨水、湿气等水分浸入发光装置100的内部的构件。保护构件220可以使用硅酮树脂等防水性材料，形成为在电路基板210上覆盖发光装置100的侧面。
[0176]
框构件230是用于对电路基板210以及电路基板210上的保护构件220进行保护的构件。框构件230形成为矩形平板状，形成为与电路基板210大致相同的面积。另外，在框构件230形成有与发光装置100相同个数的与各个发光装置100的面积对应的开口部230a。并且，框构件230配置为使发光装置100的上表面从开口部230a露出，通过螺纹构件等而与电路基板210接合。
[0177]
另外，框构件230可以使用金属、树脂、陶瓷等来形成，但优选构成为对上表面进行粗糙面化等而抑制外光的正反射。
[0178]
发光装置100通过如上所述那样在上表面侧设置有多个突起，从而减少外光的正反射光成分。因此，将发光装置100用作像素的图像显示装置200能够减少外光的影响，能够不取决于观察方向地良好地识别像素的明暗、色彩。
[0179]
<第二实施方式>
[0180]
[发光装置的结构]
[0181]
接着，参照图8a～图8c来说明第二实施方式的发光装置。
[0182]
图ga是表示第二实施方式的发光装置的结构的立体图。图8b是表示第二实施方式的发光装置的结构的俯视图。图8c是表示第二实施方式的发光装置的结构的剖视图，表示图8b的viiic
‑
viiic线处的剖面。
[0183]
需要说明的是，在图8c中，以圆形以及菱形表示两种第一填充剂，以圆形表示第二填充剂，以五边形表示波长转换物质。这些形状并非表示所属的构件的具体形状，而是用于方便区分填充剂的粒子的种类。
[0184]
第二实施方式的发光装置100a具备：封装件2a，其俯视形状为长方形，且具有在上表面侧开口的凹部2aa；发光元件1，其安装于凹部2aa内；以及透光性构件5a，其设置于凹部2aa内，且对发光元件1进行密封。另外，封装件2a具有引脚电极3a和遮光性构件4a，发光元件1使用电缆6与在凹部2aa的底面设置的引脚电极3a电连接。另外，发光装置100a在凹部2aa内安装有保护元件8。
[0185]
需要说明的是，保护元件8例如是齐纳二极管，是保护发光元件1免受静电放电的破坏的元件。
[0186]
第二实施方式的发光装置100a具备外形形状与第一实施方式的发光装置100的封装件2的外形形状不同的封装件2a。而且，发光装置100a与发光装置100不同点在于：安装的
发光元件1为1个；安装有保护元件8；以及透光性构件5a除了含有第一填充剂52(52a、52b)以外，还含有波长转换物质53的粒子。
[0187]
封装件2a包括引脚电极3a和遮光性构件4a，具有在俯视时呈大致长方形的外形形状，且设置有在上表面侧具有开口的凹部2aa。凹部2aa是用于安装发光元件1的区域，凹部2aa的底面2ab由引脚电极3a和遮光性构件4a构成。另外，凹部2aa的侧壁由遮光性构件4a构成。
[0188]
另外，封装件2a的下表面为平坦面，并且设置为引脚电极31a、32a露出，该下表面成为发光装置100a的安装面。
[0189]
引脚电极3a包括平板状的引脚电极31a以及引脚电极32a，彼此分开地设置于封装件2a的底部。引脚电极31a、32a构成为，在外周的端部以下表面侧凹入的方式设置有高低差，从而不容易从遮光性构件4a剥离。
[0190]
引脚电极31a、32a的上表面的一部分构成凹部2aa的底面2ab，在引脚电极31a上芯片焊接有发光元件1，并且在引脚电极32a上芯片焊接有保护元件8。另外，发光元件1经由电缆6与引脚电极31a、32a电连接。保护元件8通过对在下表面侧设置的一个电极进行芯片焊接与引脚电极32a电连接，且在上表面侧设置的另一个电极经由电缆6与引脚电极31a电连接。
[0191]
遮光性构件4a可以使用与第一实施方式的遮光性构件4同样的材料来形成，第二填充剂42的粒子的一部分在上表面4aa露出。
[0192]
透光性构件5a设置于凹部2aa内，且对发光元件1以及保护元件8进行密封。在透光性构件5a中，母材51除了含有第一填充剂52(52a、52b)以外，还含有波长转换物质53的粒子。在透光性构件5a中，在上表面5aa，第一填充剂52的粒子的一部分从母材51露出。另外，波长转换物质53主要配置于发光元件1的周围以及凹部2aa的底面2ab的附近，且配置为不从上表面5aa露出。
[0193]
需要说明的是，母材51以及第一填充剂52可以使用与第一实施方式中的透光性构件5同样的材料。
[0194]
波长转换物质53是通过吸收来自发光元件1的光的一部分或全部并产生不同波长的光来进行波长转换的荧光体。
[0195]
例如，能够通过将产生蓝色光的发光元件1与吸收蓝色光并产生黄色光的波长转换物质53组合，来生成白色光。需要说明的是，波长转换物质53不限定于一种，也可以使用发光颜色不同的多种。
[0196]
作为波长转换物质53，可以使用吸收来自发光元件1的光并进行波长转换的物质。波长转换物质53优选比重比制造时的未硬化的透光性构件5a的母材51的比重大的物质。若波长转换物质53的比重比未硬化的母材51的比重大，则能够在形成制造时的透光性构件5a时使波长转换物质53的粒子沉降而将其配置在发光元件1、引脚电极31a、32a的表面的附近。
[0197]
通过将波长转换物质53配置在发光元件1、引脚电极31a、32a的表面的附近，能够提高波长转换的效率。另外，通过将波长转换物质53配置为不从上表面5aa露出，能够抑制因与外部气体接触而引起的波长转换物质53的劣化、变质。
[0198]
作为波长转换物质53，具体而言，例如可以列举由y3al5o
12
：ce表示的yag荧光体、
硅酸盐等黄色荧光体、或者由caalsin3：eu表示的casn荧光体、由k2sif6：mn表示的ksf荧光体等红色荧光体。
[0199]
[发光装置的动作]
[0200]
在发光装置100a中，来自发光元件1的光的一部分或全部由波长转换物质53进行波长转换而从光导出面即透光性构件5a的上表面5aa被导出至外部。
[0201]
需要说明的是，向发光装置100a的上表面照射的外光的至少一部分由在上表面5aa以及上表面4aa设置的多个突起进行漫反射，由此能够减少表面的“锃亮”这一点与第一实施方式相同。另外，通过第一填充剂52的一部分从透光性构件5a的上表面5aa露出而提高光导出效率这一点也与第一实施方式相同。
[0202]
[发光装置的制造方法]
[0203]
接着，参照图8a～图8c以及图9来说明第二实施方式的发光装置的制造方法。
[0204]
图9是表示第二实施方式的发光装置的制造方法的步骤的流程图。
[0205]
第二实施方式的发光装置100a的制造方法包括封装件准备工序s21、发光元件安装工序s22、透光性构件形成工序s23以及喷丸加工处理工序s24。另外，透光性构件形成工序s23包括树脂供给工序s231、波长转换物质沉降工序s232以及树脂硬化工序s233。
[0206]
封装件准备工序s21是准备封装件2a的工序。虽然准备的封装件的形状不同，但可以采用与第一实施方式的封装件准备工序s11同样的方法来准备封装件2a。
[0207]
需要说明的是，在通过本工序而准备的封装件2a中，在遮光性构件4a的上表面4aa附近配置的第二填充剂42由母材41覆盖。
[0208]
发光元件安装工序s22是向封装件2a的凹部2aa内安装发光元件1的工序。发光元件1可以采用与第一实施方式的发光元件安装工序s12同样的方法来进行。
[0209]
需要说明的是，在本工序中，也在凹部2aa内安装保护元件8。
[0210]
透光性构件形成工序s23是在凹部2aa内形成透光性构件5a的工序，如上所述，包括树脂供给工序s231、波长转换物质沉降工序s232以及树脂硬化工序s233。
[0211]
树脂供给工序s231可以采用与第一实施方式的树脂供给工序s131同样的方法进行。向凹部2aa内供给的树脂材料调制为在未硬化的母材51中含有第一填充剂52和波长转换物质53。另外，波长转换物质53以及母材51优选使波长转换物质53的比重比未硬化的母材51的比重的方式选择各自的材料。
[0212]
波长转换物质沉降工序s232是在树脂供给工序s231中向凹部2aa内供给未硬化的树脂材料之后，使树脂材料所含有的波长转换物质53沉降的工序。具体而言，波长转换物质沉降工序s232是放置到比重比未硬化的母材51的比重大的波长转换物质53因重力而沉降并来到发光元件1、引脚电极311、32a的表面附近的工序。
[0213]
树脂硬化工序s233可以与第一实施方式的树脂硬化工序s132同样地进行，因此省略说明。
[0214]
喷丸加工处理工序s24可以与第一实施方式的喷丸加工处理工序s14同样地进行，因此省略说明。
[0215]
需要说明的是，在不使波长转换物质53沉降的情况下，在树脂供给工序s231后迅速地进行树脂硬化工序s233。
[0216]
通过进行以上的工序，能够制造发光装置100a。
[0217]
【实施例】
[0218]
接着，说明本发明的实施例。
[0219]
分别采用所述制造方法制作了图1a所示的实施方式的发光装置以及图8a所示的实施方式的发光装置。此时，改变喷丸加工处理的条件而制作了多个样本。
[0220]
(发光装置的形状以及材料：第一实施方式的样本)
[0221]
·
透光性构件：
[0222]
母材：环氧树脂(折射率1.53)
[0223]
第一填充剂：硅石(sio2)(折射率1.46、粒径1.5μm、含量40质量％)
[0224]
·
遮光性构件(光吸收性构件)：
[0225]
母材：聚邻苯二甲酰胺树脂
[0226]
第二填充剂：碳黑(粒径3μm、含量1质量％)
[0227]
·
封装件：
[0228]
俯视时的外形尺寸：一边为3mm
[0229]
透光性构件的开口径：一边为2.6mm
[0230]
·
发光元件：各安装1个蓝色led、绿色led、红色led
[0231]
(发光装置的形状以及材料：第二实施方式的样本)
[0232]
·
透光性构件：
[0233]
母材：硅酮树脂(折射率1.52)
[0234]
第一填充构件：硅石(sio2)(折射率1.46、粒径6μm、含量15质量％)
[0235]
波长转换物质：yag系荧光体
[0236]
·
遮光性构件(光反射性构件)：
[0237]
母材：环氧树脂
[0238]
第二填充剂：tio2(粒径0.3μm、含量17质量％)
[0239]
·
封装件：
[0240]
俯视时的外形尺寸：长边为3mm，短边为1.4mm
[0241]
透光性构件的开口径：长边为2.6mm，短边为1.0mm
[0242]
·
发光元件：安装一个蓝色led
[0243]
(喷丸加工处理的条件：各实施方式的样本通用)
[0244]
·
研磨液(浆料)：
[0245]
溶剂：纯水
[0246]
研磨剂：氧化铝(al2o3)(粒径3μm(d50)、含量5体积％)
[0247]
·
投射角度：30
°
/90
°
[0248]
·
投射方向：一个方向/两个方向/四个方向
[0249]
·
枪压力：0.2/0.3/0.4(mpa)
[0250]
·
加工处理速度：40mm/秒
[0251]
在上述的各条件下，施加空气压力而从喷嘴呈雾状喷射研磨液，由此对发光装置的样本的上表面实施了喷丸加工处理。
[0252]
(评价)
[0253]
关于改变喷丸加工处理的条件而制作的各样本，针对以不进行喷丸加工处理的样
本为基准时的、光输出、上表面的光反射防止效果、上表面的表面粗糙度、填料(第一填充剂以及第二填充剂)的脱落的有无而进行了确认。
[0254]
已确认任一条件下进行了喷丸加工处理的样本均在加工面上露出填料。
[0255]
虽然已确认越增大枪压力则填料的露出量越多而填料从表面脱落的样本，但已确认在其他条件相同的情况下，枪压力越高则光输出(光束)越大。就光输出的提高而言，在第一实施方式的各样本中为1～2.9％，在第二实施方式的各样本中为0.3～0.9％。
[0256]
在将投射角度设为90
°
、即与加工面垂直地投射研磨剂的情况下，以相同的枪压力进行比较，发现与将投射角度设为30
°
的情况相比填料的露出量少。
[0257]
另外，在将投射角度设为30
°
时，在从一方向投射的情况下，与投射方向对置的填料的面露出，但相反侧的面成为填料自身的阴影，因此几乎不露出。通过将投射方向设为两个方向、进一步设为四个方向，从而填料的露出量增加，与设为投射角度90
°
时相比露出量增加。认为通过使投射角度比垂直小而研磨剂容易剥离树脂。已确认将投射角度设为90
°
且将枪压力设为0.4mpa时的样本与将投射角度设为30
°
、将枪压力设为0.2mpa且将投射方向设为四个方向时的的样本的光输出提高同等程度。
[0258]
另外，目视确认了与不实施喷丸加工处理的样本相比，各样本均具有外光的防反射效果。
[0259]
需要说明的是，各样本的上表面的表面粗糙度(算术平均粗糙度ra)均为与未实施喷丸加工处理的样本大致同等程度。即，已确认喷丸加工处理不给作为树脂构件的透光性构件的主体带来出现大的凹凸那样的损害，而仅除去对填料的表面进行覆盖的树脂。
[0260]
产业上的可利用性
[0261]
本发明的实施方式的发光装置能够利用于液晶显示器的背光光源、各种照明器具、大型显示器、广告、目的地向导等各种显示装置、以及数码相机、传真、复印机、扫描器等中的图像读取装置、投影装置等。