JP2017216369A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】光取り出し効率が向上する発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１００は、パッケージ２と、パッケージ２上に設置される発光素子１と、発光素子１を覆う透光性部材５と、を備えている。透光性部材５の上面５ａ及びパッケージ２の上面４ａに複数の突起を有し、透光性部材５は、透光性部材５の母材５１よりも屈折率の低い透光性の第１充填剤５２の粒子を含有し、第１充填剤５２の粒子の一部が、透光性部材５の上面５ａにおいて透光性部材５の母材５１から空気中に露出している。【選択図】図１Ｃ

Description

本発明は、発光素子を備える発光装置及びその製造方法に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、照明器具、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やテレビのバックライト、大型ディスプレイなど、様々な用途に使用されている。ＬＥＤ光源は、このような種々の用途向けの需要が増えるとともに、光出力向上の要求も高まってきている。
例えば、特許文献１には、凹部を有する配線基板と、凹部に収容される発光素子と、発光素子を封止する透光封止部材と、を備え、透光封止部材の表面を粗面化された光半導体装置が開示されている。特許文献２には、基体と、基体上に載置された発光素子と、発光素子を封止する封止部材と、を備え、封止部材の表面側に充填剤の粒子を配置することで凹凸を設けた発光装置が開示されている。
特開２００７−３２４２２０号公報 特開２０１２−１５１４６６号公報
しかしながら、このような手法は、構成部材の材料や形状の変更が必要となるため、適用可能な発光装置の形状や材料などが限定されることがある。
本開示に係る実施形態は、光取り出し効率が向上する発光装置及びその製造方法を提供することを課題とする。
本開示の実施形態に係る発光装置は、基台と、前記基台に載置される発光素子と、前記発光素子を覆う透光性部材と、を備え、前記透光性部材及び前記基台は、それぞれの上面に複数の突起を有し、前記透光性部材は、前記透光性部材の母材よりも屈折率の低い透光性の第１充填剤の粒子を含有し、前記第１充填剤の粒子の一部が、前記透光性部材の上面において前記透光性部材の母材から露出している。
本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、基台と、前記基台に載置される発光素子と、前記発光素子を覆う透光性部材と、を備える発光装置の製造方法であって、前記基台に前記発光素子が載置された後に、前記発光素子を覆う前記透光性部材を形成する工程と、前記透光性部材及び前記基台のそれぞれの上面にブラスト加工処理を施す工程と、を含み、前記透光性部材を形成する工程において、前記透光性部材は、母材として透光性樹脂を用い、当該母材よりも屈折率の低い透光性の第１充填剤の粒子を含有した樹脂材料を用いて形成され、前記ブラスト加工処理を施す工程によって、前記透光性部材の上面において、前記第１充填剤の粒子の一部を前記透光性部材の母材から露出させる。
本開示の実施形態に係る発光装置及びその製造方法によれば、光取り出し効率が向上する発光装置を提供することができる。
第１実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。 第１実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であり、図１ＢのＩＣ−ＩＣ線における断面を示す。 第１実施形態に係る発光装置における透光性部材及びフィラーの一部を示す断面図である。 従来の発光装置における透光性部材及びフィラーの一部を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置において、透光性部材及び遮光性部材の上面での光反射を説明するための断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法のパッケージ準備工程で準備されるパッケージの構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の発光素子実装工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の樹脂供給工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の樹脂硬化工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、研磨剤を投射する方向の第１の例を示す平面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、研磨剤を投射する方向の第２の例を示す平面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、研磨剤を投射する方向の第３の例を示す平面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、第１工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、第２工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置を用いた画像表示装置の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る発光装置を用いた画像表示装置の構成を示す分解斜視図である。 第２実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 第２実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。 第２実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であり、図８ＢのＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣ線における断面を示す。 第２実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。
以下、実施形態に係る発光装置及びその製造方法について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、又は、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明において、同一の名称及び符号を付したものについては、原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。
＜第１実施形態＞
［発光装置の構成］
第１実施形態に係る発光装置の構成について、図１Ａ〜図１Ｃを参照して説明する。
図１Ａは、第１実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。図１Ｂは、第１実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。図１Ｃは、第１実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であり、図１ＢのＩＣ−ＩＣ線における断面を示す。
なお、図１Ｃにおいて、遮光性部材及び透光性部材の上面近傍の破線で囲んだ部分をそれぞれ拡大して示している。また、図１Ｃにおいて、２種類の第１充填剤を円形及び菱形で示し、第２充填剤を円形で示している。これらの形状は該当する部材の具体的な形状を示すものではなく、充填剤の粒子の種類を区別するために便宜的に用いている。
第１実施形態に係る発光装置１００は、基台と、基台に載置される発光素子１と、発光素子１を覆う透光性部材５と、を備える。透光性部材５及び基台は、それぞれの上面に凹凸形状すなわち複数の突起を有する。透光性部材５は、透光性部材５の母材５１よりも屈折率の低い透光性の第１充填剤５２の粒子を含有し、第１充填剤５２の粒子の一部が、透光性部材５の上面において透光性部材５の母材５１から露出している。基台はパッケージ２に相当する。
より具体的には、発光装置１００は平面視形状が略正方形であり、上面側に開口する凹部２ａを有するパッケージ２と、凹部２ａ内に実装される発光素子１と、凹部２ａ内に配置され、発光素子１を覆う透光性部材５と、を備えている。また、パッケージ２は、リード電極３と遮光性部材４とを有し、発光素子１は、ワイヤ６を用いて凹部２ａの底面に配置されているリード電極３と電気的に接続されている。
発光素子１は、パッケージ２の凹部２ａ内に実装されている。本実施形態では、互いに発光色の異なる３個の発光素子１１，１２，１３が凹部２ａ内に実装されている。例えば、発光素子１１の発光色を青色、発光素子１２の発光色を緑色、発光素子１３の発光色を赤色とすることができる。
なお、以降は、３個の発光素子１１，１２，１３のそれぞれを特に区別しない場合には、「発光素子１」と呼ぶことがある。
発光素子１１，１２，１３は、凹部２ａの底面２ｂの中央部に配置されているリード電極３３上にダイボンドされている。また、発光素子１１，１２，１３の一方の電極であるアノード電極が、ワイヤ６を用いてリード電極３４に電気的に接続されている。また、発光素子１１，１２，１３の他方の電極であるカソード電極が、ワイヤ６を用いてそれぞれに対応するリード電極３１，３２，３３の何れかと電気的に接続されている。つまり、３つの発光素子１１，１２，１３は、それぞれ独立して電圧を印加できるように構成されている。これによって、発光素子１１，１２，１３を個別に点灯させたり、発光素子１１，１２，１３の輝度レベルを任意に調節したりすることが可能であり、発光装置１００の発光色及び明るさを任意に変化させることができる。従って、発光装置１００は、カラー画像表示装置の１画素として用いることができる。
ここで用いられる発光素子１は、形状や大きさ、半導体材料などが特に限定されるものではない。発光素子１の発光色としては、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。青色や緑色に発光する発光素子１１、１２は、近紫外から可視光領域に発光波長を有する、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される窒化物半導体からなる発光素子を好適に用いることができる。また、赤色に発光する発光素子１３としては、ＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ系の半導体を用いることもできる。
本実施形態においては、発光素子１として、正負の電極が同じ面側に配置されたものでもよく、正負の電極が互いに異なる面側に配置されたものでもよい。正負の電極が同じ面側に配置された発光素子１を用いる場合は、フェイスアップ実装型、フェイスダウン実装型のいずれであってもよい。また、複数の発光素子１を搭載する場合に、実装型の異なるものが混在してもよい。
なお、凹部２ａ内に実装される発光素子１の数は１個以上であればよく、発光素子１を複数個搭載する場合の発光色の組み合わせ、発光素子１の外形形状などは適宜に変更することができる。
パッケージ２は、リード電極３と遮光性部材４とを有しており、平面視で略正方形の外形形状を有し、上面側に開口を有する凹部２ａが設けられている。凹部２ａは、発光素子１を実装するための領域であり、凹部２ａの底面２ｂは、リード電極３と、遮光性部材４とで構成されている。また、凹部２ａの側壁は、遮光性部材４で構成されている。
リード電極３は、４つのリード電極３１〜３４で構成されており、ワイヤ６を介して電気的に接続されている３つの発光素子１１〜１３と外部電源とを接続するための配線である。
リード電極３１〜３４は、それぞれの一部が凹部２ａの底面２ｂを構成しており、平面視でそれぞれ遮光性部材４の端部まで延伸して当該端部で下方に折れ曲がり、遮光性部材４の側面に沿って延伸し、更に遮光性部材４の下面に沿って内側に折れ曲がるように配置されている。発光装置１００は、下面側が実装面であり、遮光性部材４の下面側において内側に折れ曲がって設けられているリード電極３１〜３４の部位が、半田などの導電性接合部材を用いて接合される接合部である。
また、リード電極３１〜３４の凹部２ａの底面２ｂに露出している部分が、ワイヤ６を介して発光素子１１〜１３と電気的に接続される部位である。リード電極３１は発光素子１１のカソード電極と、リード電極３２は発光素子１２のカソード電極と、リード電極３３は発光素子１３のカソード電極と、それぞれ電気的に接続されている。リード電極３４は、発光素子１１〜１３のそれぞれのアノード電極と電気的に接続されている。
また、リード電極３３は、凹部２ａの底面２ｂの中央部に配置されており、発光素子１１〜１３がダイボンド部材を用いて接合される発光素子配置領域を兼ねている。
リード電極３は、平板状の板金に、プレス加工の穴抜きや折り曲げを施すことで形成することができる。原材料である板金は、発光素子のパッケージのリードフレームに用いられるものであれば、特に限定されるものではない。板金の厚さは、パッケージの形状や大きさなどに応じて適宜に選択されるが、例えば、１００〜５００μｍ程度の厚さのものが用いられ、１２０〜３００μｍの厚さが更に好ましい。また、板金の材料としては、例えば、Ｃｕ系の合金が用いられる。
また、凹部２ａの底面２ｂとなるリード電極３の上面は、光反射性又は／及びワイヤ６やダイボンド部材などとの接合性を高めるために、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉなどのメッキ処理を施すようにしてもよい。
遮光性部材４は、４つのリード電極３１〜３４を互いに離間して固定するとともに、凹部２ａの側壁を構成する部材である。遮光性部材４は、光を透過せずに遮光する材料で構成されており、光を反射することで遮光する光反射性材料、又は、光を吸収することで遮光する光吸収性材料が用いられる。
遮光性部材４は、具体的には、透光性を有する樹脂を母材４１とし、フィラーとして遮光性を付与するための第２充填剤４２を含有した樹脂材料を用いて形成することができる。また、凹部２ａの側壁の上面である遮光性部材４の上面４ａは、第２充填剤４２の粒子の一部が母材４１から露出しており、第２充填剤４２の粒子に起因する凹凸形状すなわち突起を有している。
遮光性部材４に光反射性材料を用いる場合は、遮光性部材４は、発光素子１から出射して、透光性部材５を伝播して遮光性部材４に到達した光を透光性部材５内に戻すように機能する。これによって、発光装置１００の上面からの光取り出し効率を向上させることができる。
また、遮光性部材４に光吸収性材料を用いる場合は、遮光性部材４は、発光素子１から出射して、透光性部材５を透過して遮光性部材４に入射する光を吸収する。このため、発光装置１００の上面のみから光を出射させることができる。
また、光反射性材料又は光吸収性材料の何れを遮光性部材４に用いる場合であっても、このような遮光性部材４を設けることで、発光装置１００からの光の出射が透光性部材５の上面に限定されるため、発光領域と非発光領域とのコントラストが高い、いわゆる「見切り性」の良好な発光装置１００とすることができる。
遮光性部材４の母材４１に用いられる樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。
熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、不飽和ポリエステルなどを用いることができる。
熱硬化性樹脂の場合、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などを用いることができる。
遮光性部材４が光反射性を有する場合は、母材４１に第２充填剤４２として光反射性物質の粒子を含有させて光反射性を付与した樹脂材料を用いて遮光性部材４を形成することができる。光反射性物質としては、例えば、ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，ＭｇＯなどを挙げることができる。
また、凹部２ａの内側面は、発光素子１が発する光の波長域において反射率が７０％以上であることが好ましく、８０％以上がより好ましい。遮光性部材４における光反射性物質である第２充填剤４２の含有量は、５質量％以上５０質量％以下であればよく、１０質量％以上３０質量％以下が好ましい。
また、第２充填剤４２の粒径は、０．１μｍ以上０．５μｍ以下程度とすることが好ましい。第２充填剤４２の粒径をこの範囲とすることで、遮光性部材４は、良好な光反射性を得ることができる。
なお、特に断らない限り、本明細書において、各種のフィラーや研磨剤などの粒径の値は、空気透過法又はＦｉｓｈｅｒ−ＳｕｂＳｉｅｖｅ−Ｓｉｚｅｒｓ−Ｎｏ．（Ｆ．Ｓ．Ｓ．Ｓ．法）によるものとする。
また、遮光性部材４の上面４ａの複数の突起は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１：２０１３で規定される算術平均粗さＲａで、０．０９０μｍ以上０．２１０μｍ以下程度となるように形成することが好ましい。特に、遮光性部材４の上面４ａを算術平均粗さＲａで、０．１３０μｍ以上とすることで外来光を、より効率よく散乱させることができる。
遮光性部材４が光吸収性を有する場合は、前記した母材４１に、第２充填剤４２として光吸収性物質の粒子を含有させて光吸収性を付与された樹脂材料を用いて形成することができる。第２充填剤４２に用いる光吸収性物質としては、黒色顔料を挙げることができ、より具体的には、カーボンブラックやグラファイトなどの炭素系顔料を挙げることができる。
なお、第２充填剤４２として光吸収性物質を用いる場合の粒径及び含有量は、前記した反射性物質を用いる場合と同程度とすることができる。例えば、第２充填剤４２としてカーボンブラックを添加する場合は、１質量％程度とすることができる。更に、例えば、強化剤であるワラストナイトなどを、その他のフィラーとして２５質量％程度添加してもよい。
遮光性部材４は、母材４１に第２充填剤４２を含有することで光反射性又は光吸収性を付与された樹脂材料を用いて、金型を用いたトランスファーモールド法、射出成形法、圧縮成形法などの成形法、スクリーン印刷法などの塗布法などによって形成することができる。
また、遮光性部材４の上面４ａの複数の突起は、上面４ａにブラスト加工処理を施して、第２充填剤４２の粒子の一部を母材４１から露出させることで形成することができる。つまり、遮光性部材４の上面４ａの複数の突起は、第２充填剤４２の粒子に起因して形成されることが好ましい。
前記した範囲の粒径の第２充填剤４２の粒子に起因して形成される複数の突起によって、遮光性部材４の上面４ａで反射される外光の正反射光成分を良好に低減することができる。発光装置１００を画像表示装置の画素として用いる場合は、外光が画像表示装置に照射される場合であっても、外光の正反射光成分が低減されるため、観察方向に依らずに画素の明暗や色彩を良好に認識できることができる。
透光性部材５は、パッケージ２の凹部２ａ内に設けられ、発光素子１を封止する封止部材である。
透光性部材５は、透光性を有する樹脂を母材５１として用いて形成する際に未硬化の樹脂の粘度を調整したり、透光性部材５に光拡散性を付与したりするためのフィラーとして第１充填剤５２を含有している。また、透光性部材５の上面５ａは、第１充填剤５２の粒子の一部が母材５１から露出しており、第１充填剤５２の粒子に起因する凹凸形状すなわち複数の突起を有している。
透光性部材５に含有させる第１充填剤５２は、１種類でもよいが、本実施形態のように２種類の第１充填剤５２ａ，５２ｂを含有させてもよく、更に３種類以上であってもよい。具体的には、第１充填剤５２ａと第１充填剤５２ｂとで、異なる材質のものを用いるようにしてもよく、同じ材質であっても粒径や形状が異なるものを用いるようにしてもよい。
また、透光性部材５は、透光性が損なわれない程度に、カーボンブラックなどの光吸収性物質の粒子を他のフィラーとして含有するようにしてもよい。透光性部材５に適量の光吸収性物質の粒子を含有させることで、リード電極３の表面などでの正反射光の光取り出し面からの出射を抑制することができる。これによって、発光装置１００からの出射光の配光特性を改善することができる。
更にまた、透光性部材５は、必要に応じて、蛍光体や着色顔料、母材５１よりも屈折率の高い光拡散性物質などの粒子を含有させるようにしてもよい。
透光性部材５の母材５１としては、透光性を有する熱硬化性樹脂を用いることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂などを挙げることができる。また、第１充填剤５２としては、母材５１よりも屈折率の低い透光性材料が用いられる。第１充填剤５２は、具体的には、ＳｉＯ２を挙げることができる。例えば、母材５１として、屈折率が１．５３のエポキシ樹脂を用いた場合に、第１充填剤５２として、屈折率が１．４６のＳｉＯ２を用いることができる。
また、第１充填剤５２の粒径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下程度とすることが好ましい。第１充填剤５２の粒径をこの範囲とすることで、第１充填剤５２の粒子に起因して形成される複数の突起によって、上面５ａにおける外光の正反射光成分を効率よく低減することができる。
また、透光性部材５における第１充填剤５２の含有量は、２質量％以上４０質量％以下程度とすることが好ましい。
透光性部材５の上面５ａの複数の突起は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１：２０１３で規定される算術平均粗さＲａで、０．０９５μｍ以上０．２２０μｍ以下程度となるように形成することが好ましく、０．１８０μｍ以下が更に好ましい。
また、発光装置１００の光取り出し面である透光性部材５の上面５ａにおいて、母材５１よりも低屈折率の第１充填剤５２を露出させることで、透光性部材５と光が取り出される先の媒質である空気（屈折率１．０）との屈折率差を小さくすることができる。また、光が取り出される界面における屈折率差を小さくすることで、当該界面での光反射率を小さくすることができる。従って、発光装置１００の外部への光取り出し効率を高めることができる。ここで、母材５１と第１充填剤５２との屈折率差は、０．０３以上あれば、第１充填剤５２を露出させることで発光装置１００の光取り出し効率を高めることができる。
なお、発光装置１００の光取り出し効率が向上するメカニズムの詳細については後記する。
また、発光装置１００の上面である遮光性部材４の上面４ａ及び透光性部材の上面５ａに複数の突起を設けることで、上面が他の部材と接触した場合に点接触となるため、接触した他の部材のタック（付着）を防止することができ、製造する際や実装する際の発光装置１００の取り扱いが容易となる。
ワイヤ６は、発光素子１や保護素子などの電子部品と、リード電極３１〜３４とを電気的に接続するための配線である。ワイヤ６の材質としては、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｐｔ（白金）、Ａｌ（アルミニウム）などの金属、及び、それらの合金を用いたものが挙げられるが、特に、熱伝導率等に優れたＡｕを用いるのが好ましい。なお、ワイヤ６の太さは特に限定されず、目的及び用途に応じて適宜選択することができる。
［発光装置の動作］
次に、発光装置１００の動作について、図１Ｃ及び図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明する。
図２Ａは、第１実施形態に係る発光装置における透光性部材及びフィラーの一部を示す断面図である。図２Ｂは、従来の発光装置における透光性部材及びフィラーの一部を示す断面図である。図２Ｃは、第１実施形態に係る発光装置において、透光性部材及び遮光性部材の上面での光反射を説明するための断面図である。
なお、発光装置１００の光取り出し面である透光性部材５の上面５ａは、空気と接しているものとして説明する。
リード電極３１〜３４に外部電源を接続することで、発光素子１が発光する。発光素子１からの光は、透光性部材５内を伝播して、直接又は凹部２ａの底面や内側面で反射されて、上面５ａから外部に取り出される。上面５ａにおいて、発光素子１からの光は、一部は母材４１と空気との界面を通って外部に取り出される。また、上面５ａ近傍に第１充填剤５２の粒子が配置されている部分では、発光素子１からの光は、第１充填剤５２と空気との界面を通って外部に取り出される。
ここで、第１充填剤５２を通って外部に光が取り出される場合について説明する。
図２Ａに示すように、第１充填剤５２の表面が母材５１から露出している場合は、透光性部材５内を上方に伝播する光Ｌ１は、第１充填剤５２と空気との界面を通って外部に取り出される。
また、図２Ｂに示すように、第１充填剤５２の表面が母材５１で被覆されている場合は、透光性部材５内を上方に伝播する光Ｌ２は、母材５１と空気との界面を通って外部に取り出される。
一般に、屈折率差のある界面に光が入射した際には、界面への入射光は、屈折率差に応じて一部が反射される。界面を挟んだ２つの媒体の屈折率をｎ１，ｎ２とすると、その界面に垂直に入射する光の反射率Ｒは、式（１）で表すことができる。
Ｒ＝（ｎ１−ｎ２）２／（ｎ１＋ｎ２）２ ・・・（１）
従って、発光装置１００の光取り出し面が空気と接する場合には、光取り出し面である透光性部材５の上面５ａの最表面が、母材５１である樹脂よりも、より低屈折率、すなわち空気との屈折率差の小さい第１充填剤５２とする方が、空気との界面での光反射を低減することができる。その結果として、発光装置１００の光取り出し効率を高めることができる。
また、相対的に高屈折率な媒体から低屈折率な媒体に光が伝播する場合は、スネルの法則に基づいて、界面で光が全反射される。透光性部材５と空気との界面における屈折率差を小さくすることで、当該界面で全反射される光量を低減することができる。つまり、全反射を低減する点からも、外部への光取り出し効率を高めることができる。
また、発光装置１００を、例えば、画像表示装置の画素として用いる場合において、発光装置１００の上面に、蛍光灯などの照明光が外光として入射することがある。発光装置１００の上面が平坦面である場合は、当該上面は光沢面となり、外光の多くの成分が正反射（鏡面反射）される。図２Ｃに示すように、外光として光Ｌ３が透光性部材５の上面５ａに入射した場合、その多くが光Ｌ５のように正反射される。このため、外光が正反射される方向（光Ｌ５の進行方向）から観察すると、外光の正反射光成分の影響で発光装置１００の表面が明るく光って見え、発光装置１００の本来の出射光の明暗のコントラストが低下する。すなわち、表面のいわゆる「テカリ」によって、画像表示装置が表示する画像の視認性が低下する。
ここで、上面５ａに第１充填剤５２の粒径に起因する突起を設けることで、光Ｌ３を光Ｌ４のように拡散反射させることができる。言い換えれば、正反射光成分を低減することができる。このため、外光が正反射される方向から観察しても、発光装置１００からの出射光の明暗のコントラストの低下を低減することができる。
なお、遮光性部材４の上面４ａにおいても透光性部材５の上面５ａと同様に、外光である光Ｌ６は、一部が上面４ａで光Ｌ８のように正反射される。ここで、上面４ａに第２充填剤４２の粒径に起因する突起を設けることで、光Ｌ６を光Ｌ７のように拡散反射させることができる。このため、外光が正反射される方向（光Ｌ８の進行方向）から観察しても、発光装置１００からの出射光の明暗のコントラストの低下を低減することができる。
なお、上面５ａ及び上面４ａの表面粗さは、前記した範囲とすることが好ましい。表面が粗過ぎると、発光装置１００の上面５ａ及び上面４ａが白濁して見え、発光装置１００の明暗のコントラストが却って低下することがある。第１充填剤５２及び第２充填剤４２の粒径を前記した範囲とし、上面５ａ及び上面４ａに、第１充填剤５２及び第２充填剤４２に起因する突起を設けることで、表面粗さを適切な範囲とすることができる。
［発光装置の製造方法］
次に、第１実施形態に係る発光装置の製造方法について、図３〜図６Ｂを参照して説明する。
図３は、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。図４Ａは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法のパッケージ準備工程で準備されるパッケージの構成を示す断面図である。図４Ｂは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の発光素子実装工程を示す断面図である。図４Ｃは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の樹脂供給工程を示す断面図である。図４Ｄは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の樹脂硬化工程を示す断面図である。図４Ｅは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程を示す断面図である。図５Ａは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、研磨剤を投射する方向の第１の例を示す平面図である。図５Ｂは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、研磨剤を投射する方向の第２の例を示す平面図である。図５Ｃは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、研磨剤を投射する方向の第３の例を示す平面図である。図６Ａは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、第１工程を示す断面図である。図６Ｂは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法のブラスト加工処理工程において、第２工程を示す断面図である。
なお、図４Ａ〜図４Ｅにおいて、パッケージ２は、凹部２ａの底面２ｂ及び側壁を構成する上部のみを示し、下部は省略している。
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法は、パッケージ２に発光素子１が載置された後に、発光素子１を覆う透光性部材５を形成する工程と、透光性部材５及びパッケージ２のそれぞれの上面にブラスト加工処理を施す工程と、を含む。透光性部材５を形成する工程において、透光性部材５は、母材５１として透光性樹脂を用い、母材５１よりも屈折率の低い透光性の第１充填剤５２の粒子を含有した樹脂材料を用いて形成される。ブラスト加工処理を施す工程によって、透光性部材５の上面において、第１充填剤５２の粒子の一部を透光性部材５の母材５１から露出させる。
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法は、パッケージ準備工程Ｓ１１と、発光素子実装工程Ｓ１２と、透光性部材形成工程Ｓ１３と、ブラスト加工処理工程Ｓ１４と、を含んでいる。また、透光性部材形成工程Ｓ１３は、樹脂供給工程Ｓ１３１と、樹脂硬化工程Ｓ１３２と、を含んでいる。
パッケージ準備工程Ｓ１１は、リード電極３が底面２ｂに配置され、遮光性部材４を側壁として囲まれて上方に開口する凹部２ａを有するパッケージ２を準備する工程である。
具体的には、本工程において、まず、板金をプレス加工で穴抜きすることで、リード電極３の外形を備えたリードフレームを形成する。次に、遮光性部材４の形状に相当する空洞を有する上下金型でリードフレームを挟み込む。次に、金型内の空洞に、母材４１となる樹脂に第２充填剤４２を含有した樹脂材料を注入し、樹脂材料を固化又は硬化後に金型から取り出すことで、遮光性部材４がリード電極３と一体的に形成される。次に、遮光性部材４の側面から突出しているリード電極３を、遮光性部材４の側面及び下面に沿って折り曲げることで、パッケージ２が準備される。
なお、本工程で準備されるパッケージ２において、遮光性部材４の上面４ａ近傍に配置されている第２充填剤４２は、母材４１で被覆されている。
発光素子実装工程Ｓ１２は、パッケージ２の凹部２ａ内に、発光素子１を実装する工程である。本工程において、発光素子１（１１〜１３）は、リード電極３３上にダイボンドされ、ワイヤ６を用いて、各発光素子１が対応するリード電極３１〜３４と電気的に接続される。
透光性部材形成工程Ｓ１３は、凹部２ａ内に発光素子１を実装された後に、凹部２ａ内に発光素子１を被覆する透光性部材５を形成する工程である。前記したように、透光性部材形成工程Ｓ１３は、樹脂供給工程Ｓ１３１と樹脂硬化工程Ｓ１３２とを含んでいる。
まず、樹脂供給工程Ｓ１３１において、母材５１となる未硬化の樹脂に第１充填剤５２（５２ａ，５２ｂ）を含有した樹脂材料を、例えば、ディスペンサ７１を用いたポッティング法で凹部２ａに供給する。
次に、樹脂硬化工程Ｓ１３２において、ヒーターやリフロー炉などの加熱装置７２を用いて加熱することで、樹脂材料を硬化させる。これによって、透光性部材５が形成される。
なお、本工程で形成される透光性部材５において、上面５ａ近傍に配置されている第１充填剤５２は、母材５１で被覆されている。
ブラスト加工処理工程Ｓ１４は、透光性部材５の上面５ａ及び遮光性部材４の上面４ａにブラスト加工処理を施す工程である。本工程により、上面５ａ近傍に配置されている第１充填剤５２及び上面４ａ近傍に配置されている第２充填剤４２を露出させ、上面５ａに第１充填剤５２に起因する突起が形成されるとともに、上面４ａに第２充填剤４２に起因する突起が形成される。
第１充填剤５２及び第２充填剤４２が露出するようにブラスト加工処理を施すことで、上面５ａ及び上面４ａが微細に荒らされるため、上面５ａ及び上面４ａの光拡散性が向上し、これらの面において反射防止効果を得ることができる。
ブラスト加工処理は、ウェットブラスト法で行うことが好ましく、例えば、純水に研磨剤７４を含有させたスラリーをノズル７３から加工対象面に投射することで行われる。ウェットブラスト法は、ドライブラスト法に比べて、加工対象物に対する研磨剤７４による衝撃を小さくすることができる。このため、第１充填剤５２や第２充填剤４２に用いられる無機物の粒子に大きな損傷を与えずに、比較的に軟質な樹脂材料を選択的に削り取ることで除去することできる。また、ウェットブラスト法によれば、より小径の研磨剤７４を用いることができるため微細な加工に適している。このため、透光性部材５の上面５ａや遮光性部材４の上面４ａに粗い凹凸を形成することなく、第１充填剤５２や第２充填剤４２の表面を被覆する母材５１及び母材４１を除去することができる。これによって、上面５ａ及び上面４ａに、それぞれ第１充填剤５２の粒子及び第２充填剤４２の粒子が露出して、第１充填剤５２の粒子及び第２充填剤４２の粒子に起因する突起を形成することができる。
具体的には、上面５ａ近傍の第１充填剤５２の上方を被覆する母材５１及び上面４ａ近傍の第２充填剤４２の上方を被覆する母材４１を除去する際に、第１充填剤５２及び第２充填剤４２ができる限りそれぞれ母材５１及び母材４１から剥離しないように、ブラスト加工処理を行うことが好ましい。
具体的には、研磨剤７４の粒径は、３μｍ以上１４μｍ以下程度とすることが好ましい。また、ウェットブラスト法により、純水に研磨剤７４を含有させたスラリーを用いる場合、スラリーにおける研磨剤７４の含有量は、５体積％以上３０体積％以下程度とすることが好ましい。
また、研磨剤７４は、ブラスト加工処理によって除去される母材５１及び母材４１よりも硬度の高いものが好ましく、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ステンレス、ジルコニア（ＺｒＯ２）、ガラスなどを挙げることができる。
また、研磨剤７４を含有するスラリーの投射角度７３ａは、加工処理の対象面である上面５ａ及び上面４ａに対して、１５°以上４５°以下とすることが好ましく、３０°近傍とすることがより好ましい。
加工処理の対象面に対して垂直（９０°）に近い投射角度７３ａで研磨剤７４を投射すると、研磨剤７４が母材４１や母材５１に突き刺さり、ブラスト加工処理後のパッケージ２に残存し易くなる。また、水平に近い投射角度７３ａで研磨剤７４を投射すると、研磨剤７４で母材４１や母材５１を除去する効率が低下することがある。従って、投射角度７３ａを前記した範囲とすることで、母材５１及び母材４１を効率よく除去することができる。
また、ウェットブラスト法では、前記したスラリーを圧縮空気とともに噴射銃のノズル７３から加工処理の対象面に向かって噴射させる。このときの圧縮空気の圧力（噴射銃のガン圧）は、ノズル７３の形状や投射角度７３ａ、研磨剤７４の材質や形状、粒径などによって最適値は異なるが、例えば、０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａ程度とすることができる。
また、前記した投射角度７３ａで研磨剤７４を、平面視で一方向Ｄ１のみから投射すると、第１充填剤５２の片側（図６Ａにおいて、左側）の母材５１が除去され、反対側の母材５１が残存し易くなる。このため、方向Ｄ１から研磨剤７４を投射した後で、ノズル７３の向きを変更して、反対方向（図６Ｂにおいて、右側）である方向Ｄ２からも研磨剤７４を投射することが好ましい。
更に、平面視で、方向Ｄ１，Ｄ２と直交する方向Ｄ３，Ｄ４からも研磨剤７４を投射するようにしてもよい。また、例えば、平面視で、互いに１２０°ずつ異なる３方向から、研磨剤７４を投射するようにしてもよい。
なお、複数の方向から研磨剤７４を投射する場合は、上面５ａ及び上面４ａの全面に対して一方向に処理を施した後に、順次にノズル７３の方向を変更して処理を行う。また、ノズル７３は、発光装置１００に対して相対的に方向を変更すればよく、ノズル７３を固定したままで、発光装置１００の向きを変更するようにしてもよい。
以上は、透光性部材５の上面５ａについて説明したが、発光装置１００の上面全体に一様にブラスト加工処理を施すことで、遮光性部材４の上面４ａについても、第２充填剤４２の表面から母材４１が除去される。
以上説明したように各工程を行うことにより、発光装置１００が製造される。
＜応用例＞
［画像表示装置の構成］
次に、第１実施形態に係る発光装置１００の応用例として、発光装置１００を用いた画像表示装置について、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。
図７Ａは、第１実施形態に係る発光装置を用いた画像表示装置の構成を示す斜視図である。図７Ｂは、第１実施形態に係る発光装置を用いた画像表示装置の構成を示す分解斜視図である。
画像表示装置２００は、回路基板２１０と、回路基板２１０の上面に実装されている複数の発光装置１００と、発光装置１００及び回路基板２１０の電極や配線部を被覆する保護部材２２０と、複数の発光装置１００の間を覆うように設けられている枠部材２３０と、を備えている。画像表示装置２００は、１個の発光装置１００を１画素として用いるものである。
画像表示装置２００は、３×３のマトリクス状に９個の発光装置１００が回路基板２１０に実装されているが、更に多くの発光装置１００が実装されるように構成してもよい。また、例えば、３×３の発光装置１００が搭載されている回路基板２１０を１ユニットとして、複数のユニットを配列して用いることで、更に画素数の多い画像表示装置を構成するようにしてもよい。
回路基板２１０は、複数の発光装置１００を機械的に保持するとともに電気的に接続するための基板である。回路基板２１０は、矩形平板状に形成されている。また、回路基板２１０は、具体的には、発光装置１００を駆動する駆動制御回路や通信回路などを実装したガラスエポキシなどからなる基板で構成することができる。
保護部材２２０は、発光装置１００の内部に外気中の雨水や湿気などの水分が浸入することを防止するものである。保護部材２２０は、シリコーン樹脂などの防水性材料を用いることができ、回路基板２１０上において、発光装置１００の側面を覆うように形成されている。
枠部材２３０は、回路基板２１０及び回路基板２１０上の保護部材２２０を保護するための部材である。枠部材２３０は、矩形平板状に形成され、回路基板２１０と略同じ面積で形成されている。また、枠部材２３０には、個々の発光装置１００の面積に対応した開口部２３０ａが、発光装置１００と同じ個数だけ形成されている。そして、枠部材２３０は、開口部２３０ａから発光装置１００の上面が露出するように配置され、回路基板２１０とネジ部材などによって接合される。
また、枠部材２３０は、金属、樹脂、セラミックスなどを用いて形成することができるが、上面は粗面化するなどして、外光の正反射を抑制するように構成することが好ましい。
発光装置１００は、前記したように上面側に複数の突起を設けることで、外光の正反射光成分が低減されている。このため、発光装置１００を画素として用いた画像表示装置２００は、外光の影響が低減され、観察方向に依らずに画素の明暗や色彩を良好に認識できることができる。
＜第２実施形態＞
［発光装置の構成］
次に、第２実施形態に係る発光装置について、図８Ａ〜図８Ｃを参照して説明する。
図８Ａは、第２実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。図８Ｂは、第２実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。図８Ｃは、第２実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であり、図８ＢのＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣ線における断面を示す。
なお、図８Ｃにおいて、２種類の第１充填剤を円形及び菱形で示し、第２充填剤を円形で示し、波長変換物質を五角形で示している。これらの形状は該当する部材の具体的な形状を示すものではなく、充填剤の粒子の種類を区別するために便宜的に用いている。
第２実施形態に係る発光装置１００Ａは、平面視形状が長方形であり、上面側に開口する凹部２Ａａを有するパッケージ２Ａと、凹部２Ａａ内に実装される発光素子１と、凹部２Ａａ内に設けられて発光素子１を封止する透光性部材５Ａと、を備えている。また、パッケージ２Ａは、リード電極３Ａと遮光性部材４Ａとを有し、発光素子１は、ワイヤ６を用いて凹部２Ａａの底面に設けられているリード電極３Ａと電気的に接続されている。また、発光装置１００Ａは、凹部２Ａａ内に、保護素子８が実装されている。
なお、保護素子８は、例えば、ツェナーダイオードであり、発光素子１を静電放電による破壊から保護する素子である。
第２実施形態に係る発光装置１００Ａは、第１実施形態に係る発光装置１００のパッケージ２と外形形状が異なるパッケージ２Ａを備えている。更に、発光装置１００Ａは、実装されている発光素子１が１個であること、保護素子８が実装されていること、及び、透光性部材５Ａに、第１充填剤５２（５２ａ，５２ｂ）に加えて、波長変換物質５３の粒子が含有されていること、が発光装置１００と異なる。
パッケージ２Ａは、リード電極３Ａと遮光性部材４Ａとから構成されており、平面視で略長方形の外形形状を有し、上面側に開口を有する凹部２Ａａが設けられている。凹部２Ａａは、発光素子１を実装するための領域であり、凹部２Ａａの底面２Ａｂは、リード電極３Ａと、遮光性部材４Ａとで構成されている。また、凹部２Ａａの側壁は、遮光性部材４Ａで構成されている。
また、パッケージ２Ａの下面は、平坦面であるとともに、リード電極３１Ａ，３２Ａが露出するように設けられており、当該下面が発光装置１００Ａの実装面となっている。
リード電極３Ａは、平板状のリード電極３１Ａ及びリード電極３２Ａからなり、互いに離間してパッケージ２Ａの底部に設けられている。リード電極３１Ａ，３２Ａは、外周の端部に、下面側が凹むように段差が設けられており、遮光性部材４Ａから剥がれ難いように構成されている。
リード電極３１Ａ，３２Ａは、上面の一部が凹部２Ａａの底面２Ａｂを構成しており、リード電極３１Ａ上に発光素子１がダイボンドされているとともに、リード電極３２Ａ上に保護素子８がダイボンドされている。また、発光素子１は、ワイヤ６を介してリード電極３１Ａ，３２Ａと電気的に接続されている。保護素子８は、下面側に設けられている一方の電極がダイボンドされることでリード電極３２Ａと電気的に接続され、上面側に設けられている他方の電極がワイヤ６を介してリード電極３１Ａと電気的に接続されている。
遮光性部材４Ａは、第１実施形態における遮光性部材４と同様の材料を用いて形成することができ、上面４Ａａに第２充填剤４２の粒子の一部が露出している。
透光性部材５Ａは、凹部２Ａａ内に設けられ、発光素子１及び保護素子８を封止している。透光性部材５Ａは、母材５１に第１充填剤５２（５２ａ，５２ｂ）に加えて、波長変換物質５３の粒子を含有している。透光性部材５Ａは、上面５Ａａに第１充填剤５２の粒子の一部が母材５１から露出している。また、波長変換物質５３は、主として発光素子１の周囲及び凹部２Ａａの底面２Ａｂの近傍に配置され、上面５Ａａから露出しないように配置されている。
なお、母材５１及び第１充填剤５２は、第１実施形態における透光性部材５と同様の材料を用いることができる。
波長変換物質５３は、発光素子１からの光の一部又は全部を吸収して、異なる波長の光を発することで波長変換する蛍光体である。
例えば、青色光を発する発光素子１と、青色光を吸収して黄色光を発する波長変換物質５３とを組み合わせることで、白色光を生成することができる。なお、波長変換物質５３は、１種類に限定されず、発光色が異なる複数種類を用いるようにしてもよい。
波長変換物質５３としては、発光素子１からの光を吸収し、波長変換するものを用いることができる。波長変換物質５３は、製造時における未硬化の透光性部材５Ａの母材５１よりも比重が大きいものが好ましい。波長変換物質５３は、未硬化の母材５１よりも比重が大きいと、製造時の透光性部材５Ａを形成する際に波長変換物質５３の粒子を沈降させて、発光素子１やリード電極３１Ａ，３２Ａの表面の近傍に配置することができる。
波長変換物質５３を発光素子１やリード電極３１Ａ，３２Ａの表面の近傍に配置することで、波長変換の効率を高めることができる。また、波長変換物質５３を上面５Ａａから露出しないように配置することで、外気との接触による波長変換物質５３の劣化や変質を抑制することができる。
波長変換物質５３としては、具体的には、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表されるＹＡＧ蛍光体やシリケートなどの黄色蛍光体、あるいは、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表されるＣＡＳＮ蛍光体やＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎで表されるＫＳＦ蛍光体などの赤色蛍光体、を挙げることができる。
［発光装置の動作］
発光装置１００Ａは、発光素子１からの光の一部又は全部が、波長変換物質５３によって波長変換されて光取り出し面である透光性部材５Ａの上面５Ａａから外部に取り出される。
なお、発光装置１００Ａの上面に照射される外光の少なくとも一部が、上面５Ａａ及び上面４Ａａに設けられた複数の突起によって拡散反射されることで、表面の「テカリ」が低減されることは、第１実施形態と同様である。また、透光性部材５Ａの上面５Ａａから第１充填剤５２の一部が露出することで、光取り出し効率が向上することも、第１実施形態と同様である。
［発光装置の製造方法］
次に、第２実施形態に係る発光装置の製造方法について、図８Ａ〜図８Ｃ及び図９を参照して説明する。
図９は、第２実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。
第２実施形態に係る発光装置１００Ａの製造方法は、パッケージ準備工程Ｓ２１と、発光素子実装工程Ｓ２２と、透光性部材形成工程Ｓ２３と、ブラスト加工処理工程Ｓ２４と、を含んでいる。また、透光性部材形成工程Ｓ２３は、樹脂供給工程Ｓ２３１と、波長変換物質沈降工程Ｓ２３２と、樹脂硬化工程Ｓ２３３と、を含んでいる。
パッケージ準備工程Ｓ２１は、パッケージ２Ａを準備する工程である。準備するパッケージの形状は異なるが、第１実施形態におけるパッケージ準備工程Ｓ１１と同様の方法でパッケージ２Ａを準備することができる。
なお、本工程で準備されるパッケージ２Ａにおいて、遮光性部材４Ａの上面４Ａａ近傍に配置されている第２充填剤４２は、母材４１で被覆されている。
発光素子実装工程Ｓ２２は、パッケージ２Ａの凹部２Ａａ内に発光素子１を実装する工程である。発光素子１は、第１実施形態における発光素子実装工程Ｓ１２と同様の方法で行うことができる。
なお、本工程において、凹部２Ａａ内に保護素子８も実装する。
透光性部材形成工程Ｓ２３は、凹部２Ａａ内に透光性部材５Ａを形成する工程であり、前記したように、樹脂供給工程Ｓ２３１と波長変換物質沈降工程Ｓ２３２と樹脂硬化工程Ｓ２３３とを含んでいる。
樹脂供給工程Ｓ２３１は、第１実施形態における樹脂供給工程Ｓ１３１と同様の方法で行うことができる。凹部２Ａａ内に供給する樹脂材料は、未硬化の母材５１に、第１充填剤５２と波長変換物質５３とを含有するように調製する。また、波長変換物質５３及び母材５１は、波長変換物質５３が未硬化の母材５１よりも比重が大きくなるようにそれぞれの材料を選択することが好ましい。
波長変換物質沈降工程Ｓ２３２は、樹脂供給工程Ｓ２３１において、凹部２Ａａ内に未硬化の樹脂材料を供給した後、樹脂材料に含有されている波長変換物質５３を沈降させる工程である。具体的には、未硬化の母材５１よりも比重の大きな波長変換物質５３が、重力によって沈降して、発光素子１やリード電極３１１，３２Ａの表面近傍に来るまで放置する工程である。
樹脂硬化工程Ｓ２３３は、第１実施形態における樹脂硬化工程Ｓ１３２と同様に行うことができるため、説明は省略する。
ブラスト加工処理工程Ｓ２４は、第１実施形態におけるブラスト加工処理工程Ｓ１４と同様に行うことができるため、説明は省略する。
なお、波長変換物質５３を沈降させない場合は、樹脂供給工程Ｓ２３１後に、速やかに樹脂硬化工程Ｓ２３３が行われる。
以上の工程を行うことで、発光装置１００Ａを製造することができる。
次に、本発明の実施例について説明する。
図１Ａに示した形態の発光装置及び図８Ａに示した形態の発光装置を、それぞれ前記した製造方法で作製した。このとき、ブラスト加工処理の条件を変えて、複数のサンプルを作製した。
（発光装置の形状及び材料：第１実施形態のサンプル）
・透光性部材：
母材：エポキシ樹脂（屈折率１．５３）
第１充填剤：シリカ（ＳｉＯ２）（屈折率１．４６、粒径１．５μｍ、含有量４０質量％）
・遮光性部材（光吸収性部材）：
母材：ポリフタルアミド樹脂
第２充填剤：カーボンブラック（粒径３μｍ、含有量１質量％）
・パッケージ：
平面視での外形寸法：１辺が３ｍｍ
透光性部材の開口径：１辺が２．６ｍｍ
・発光素子：青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤを各１個実装
（発光装置の形状及び材料：第２実施形態のサンプル）
・透光性部材：
母材：シリコーン樹脂（屈折率１．５２）
第１充填部材：シリカ（ＳｉＯ２）（屈折率１．４６、粒径６μｍ、含有量１５質量％）
波長変換物質：ＹＡＧ系蛍光体
・遮光性部材（光反射性部材）：
母材：エポキシ樹脂
第２充填剤：ＴｉＯ２（粒径０．３μｍ、含有量１７質量％）
・パッケージ：
平面視での外形寸法：長辺が３ｍｍ、短辺が１．４ｍｍ
透光性部材の開口径：長辺が２．６ｍｍ、短辺が１．０ｍｍ
・発光素子：青色ＬＥＤを１個実装
（ブラスト加工処理の条件：各実施形態のサンプルに共通）
・研磨液（スラリー）：
溶媒：純水
研磨剤：アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）（粒径３μｍ（Ｄ５０）、含有量５体積％）
・投射角度：３０°／９０°
・投射方向：１方向／２方向／４方向
・ガン圧：０．２／０．３／０．４（ＭＰａ）
・加工処理速度：４０ｍｍ／秒
上記の各条件で、空気圧を加えて研磨液をノズルから霧状に噴射することで、発光装置のサンプルの上面にブラスト加工処理を施した。
（評価）
ブラスト加工処理の条件を変えて作製した各サンプルについて、ブラスト加工処理を行わないサンプルを基準としたときの、光出力、上面の光反射防止効果、上面の表面粗さ、フィラー（第１充填剤及び第２充填剤）の脱落の有無、について確認した。
何れの条件でブラスト加工処理を行ったサンプルも、加工面においてフィラーが露出していることが確認された。
ガン圧を高くするほどフィラーの露出量が多くなり、表面からフィラーが脱落しているサンプルも確認されたが、他の条件が同じ場合は、ガン圧が高いほど光出力（光束）が高くなることが確認された。光出力の向上は、第１実施形態の各サンプルで１〜２．９％、第２実施形態の各サンプルで、０．３〜０．９％である。
投射角度を９０°、すなわち、加工面に垂直に研磨剤を投射した場合は、同じガン圧で比較すると、投射角度を３０°とした場合よりもフィラーの露出量が少なかった。
また、投射角度を３０°としたときに、一方向から投射した場合は、投射方向に対向するフィラーの面は露出しているが、反対側の面は、フィラー自身の陰になるため、あまり露出していなかった。投射方向を二方向、更には四方向とすることで、フィラーの露出量が増加し、投射角度９０°としたときよりも露出量が増加した。投射角度を垂直よりも小さくすることで、研磨剤が樹脂を剥ぎ取り易くなったものと考えられる。投射角度を９０°、ガン圧を０．４ＭＰａとしたときのサンプルと、投射角度を３０°、ガン圧を０．２ＭＰａ、投射方向を四方向としたときにサンプルとが、光出力が同程度に向上することが確認できた。
また、各サンプルとも、ブラスト加工処理を施さないサンプルに比べて、外光の反射防止効果があることが、目視で確認できた。
なお、各サンプルとも、上面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、ブラスト加工処理を施してないサンプルと略同程度であった。つまり、ブラスト加工処理によって樹脂部材である透光性部材の本体に対して大きな凹凸ができるようなダメージを与えることなく、フィラーの表面を被覆する樹脂のみが除去されていることが確認できた。
本開示の実施形態に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内などの各種表示装置、更には、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナなどにおける画像読取装置、プロジェクタ装置などに利用することができる。
１ 発光素子
１１，１２，１３ 発光素子
２，２Ａ パッケージ（基台）
２ａ，２Ａａ 凹部
２ｂ，２Ａｂ 底面
３，３Ａ リード電極
３１，３２，３３，３４ リード電極
３１Ａ，３２Ａ リード電極
４，４Ａ 遮光性部材
４ａ，４Ａａ 上面
４ｂ 切り欠き部
４１ 母材
４２ 第２充填剤
５，５Ａ 透光性部材
５ａ，５Ａａ 上面
５１ 母材
５２，５２ａ，５２ｂ 第１充填剤
５３ 波長変換物質
６ ワイヤ
７１ ディスペンサ
７２ 加熱装置
７３ ノズル
７３ａ 投射角度
７４ 研磨剤
１００ 発光装置
２００ 画像表示装置
２１０ 回路基板
２２０ 保護部材
２３０ 枠部材
２３０ａ 開口部

Claims (21)

  1. 基台と、
    前記基台に載置される発光素子と、
    前記発光素子を覆う透光性部材と、を備え、
    前記透光性部材及び前記基台は、それぞれの上面に複数の突起を有し、
    前記透光性部材は、前記透光性部材の母材よりも屈折率の低い透光性の第１充填剤の粒子を含有し、
    前記第１充填剤の粒子の一部が、前記透光性部材の上面において前記透光性部材の母材から露出している発光装置。
  2. 前記基台は、リード電極及び前記リード電極を固定する遮光性部材を備える、請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記基台は、上面に開口を有する凹部を成し、
    前記発光素子が前記凹部内に載置され、
    前記凹部を囲む側壁の上面に前記突起が形成されている、請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記第１充填剤と前記透光性部材の母材との屈折率差が、０．０３以上である請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の発光装置。
  5. 前記透光性部材及び前記遮光性部材は、母材として透光性を有する樹脂を用いる請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の発光装置。
  6. 前記透光性部材の上面に設けられる前記突起は、前記第１充填剤の粒子に起因する請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置。
  7. 前記第１充填剤は、空気透過法又はＦｉｓｈｅｒ−ＳｕｂＳｉｅｖｅ−Ｓｉｚｅｒｓ―Ｎｏ．で規定される粒径が、０．５μｍ以上１０μｍ以下である請求項６に記載の発光装置。
  8. 前記透光性部材の上面は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１：２０１３で規定される算術平均粗さＲａが、０．０９５ｎｍ以上０．２２０ｎｍ以下である請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の発光装置。
  9. 前記第１充填剤は、ＳｉＯ２である請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の発光装置。
  10. 前記透光性部材の母材は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂から選択される材料からなる請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の発光装置。
  11. 前記遮光性部材は、樹脂からなる母材に第２充填剤の粒子を含有し、前記第２充填剤の粒子の一部が、前記遮光性部材の上面において前記遮光性部材の母材から露出しており、前記遮光性部材の上面に設けられる前記突起は、前記第２充填剤の粒子に起因する請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の発光装置。
  12. 前記透光性部材は、前記発光素子からの光を異なる波長の光に変換する波長変換物質の粒子を更に含有し、
    前記波長変換物質の粒子は、前記透光性部材の母材から露出しないように設けられている請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の発光装置。
  13. 基台と、前記基台に載置される発光素子と、前記発光素子を覆う透光性部材と、を備える発光装置の製造方法であって、
    前記基台に前記発光素子が載置された後に、前記発光素子を覆う前記透光性部材を形成する工程と、
    前記透光性部材及び前記基台のそれぞれの上面にブラスト加工処理を施す工程と、を含み、
    前記透光性部材を形成する工程において、前記透光性部材は、母材として透光性樹脂を用い、当該母材よりも屈折率の低い透光性の第１充填剤の粒子を含有した樹脂材料を用いて形成され、
    前記ブラスト加工処理を施す工程によって、前記透光性部材の上面において、前記第１充填剤の粒子の一部を前記透光性部材の母材から露出させる発光装置の製造方法。
  14. 前記基台は、リード電極及び前記リード電極を固定する遮光性部材を備える、請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
  15. 前記基台は、上面に開口を有する凹部を成しており、前記凹部内に前記発光素子が載置されている、請求項１３又は請求項１４に記載の発光装置の製造方法。
  16. 前記第１充填剤の粒子は、空気透過法又はＦｉｓｈｅｒ−ＳｕｂＳｉｅｖｅ−Ｓｉｚｅｒｓ―Ｎｏ．で規定される粒径が、０．５μｍ以上１０μｍ以下である請求項１３乃至請求項１５の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
  17. 前記ブラスト加工処理は、水と研磨剤とを含有するスラリーを投射するウェットブラスト加工処理である請求項１３乃至請求項１６の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
  18. 前記ブラスト加工処理は、前記透光性部材の上面に対して、１５°以上４５°以下の角度で前記スラリーを投射する請求項１７に記載の発光装置の製造方法。
  19. 前記ブラスト加工処理は、平面視において異なる２以上の方向から、前記スラリーを順次に投射する請求項１８に記載の発光装置の製造方法。
  20. 前記遮光性部材は、母材として樹脂を用い、当該母材に第２充填剤の粒子を分散した樹脂材料を用いて形成され、
    前記ブラスト加工処理によって、前記遮光性部材の上面において、前記第２充填剤の粒子の一部を前記遮光性部材の母材から露出させる請求項１３乃至請求項１９の何れか一項に記載に発光装置の製造方法。
  21. 前記透光性部材は、前記第１充填剤の粒子に加えて、前記発光素子からの光を異なる波長の光に変換する波長変換物質の粒子を前記透光性部材の母材に更に含有した樹脂材料を用いて形成され、
    前記透光性部材を形成する工程において、前記第１充填剤の粒子及び前記波長変換物質の粒子を含有する未硬化の前記樹脂材料を前記凹部内に供給し、前記波長変換物質の粒子が沈降した後で、前記樹脂材料を硬化させる請求項１３乃至請求項２０の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
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