發(fā)光裝置的制造方法、發(fā)光裝置的色度調(diào)整方法及發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的發(fā)光裝置是具有發(fā)出藍(lán)色光的LED元件和發(fā)出紅色及綠色熒光的熒光體的白色LED發(fā)光裝置。LED元件被分散有熒光體的封固樹脂所封固。其周圍被透明樹脂所封固，具有炮彈型形狀。在透明樹脂的表面上形成有透明膜，該透明膜具有透光性且反射混合光中的藍(lán)色成分的一部分。
【專利說明】發(fā)光裝置的制造方法、發(fā)光裝置的色度調(diào)整方法及發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光裝置的制造方法，發(fā)光裝置的色度調(diào)整方法以及發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在各個領(lǐng)域中逐漸開始使用LED (Light Emitting Diode:發(fā)光二極管)作為光源的發(fā)光裝置，特別是發(fā)出白色光的白色LED的需求高漲。
[0003]作為白色LED的發(fā)光方式，有通常所說的單芯片方式和多芯片方式。單芯片方式是通過組合發(fā)出藍(lán)色光的LED元件和如黃色、紅色或綠色熒光體，以使LED元件發(fā)出的光和從熒光體發(fā)出的有色光相互混合而得到近似白色光的方式。多芯片方式的一例是，分別由不同的LED元件發(fā)出藍(lán)色、紅色及綠色，同樣得到白色光的方式。
[0004]以單芯片方式為例，LED光源的色度是由封固LED元件的透光性樹脂內(nèi)的熒光體的材料、材料量以及材料的分布等進(jìn)行調(diào)整。由于制造偏差等原因，一旦色度超出所要求的范圍，該發(fā)光裝置就成為不良品。為了避免不良品的發(fā)生而將透光性樹脂進(jìn)行固化之后再調(diào)整色度的技術(shù)的一例，已廣為人知的有如專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)2。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4292794號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開第2009-231569號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0010]在專利文獻(xiàn)I中，作為透光性樹脂，在LED元件的附近具有含有熒光體的波長變換層，并在光源裝置的表面?zhèn)染哂胁缓袩晒怏w的非波長變換層，通過研磨非波長變換層調(diào)整色度。但是，這種具有研磨工序的色度調(diào)整方法，當(dāng)非波長變換層的表面不平坦時，例如為球面的情況下，會出現(xiàn)調(diào)整困難的問題。
[0011]在專利文獻(xiàn)2中，先使用分布有第I熒光體的封固樹脂封固LED元件，在封固樹脂固化之后，在封固樹脂上形成分布有第2熒光體的第2樹脂作為調(diào)整色度的手段。但是，在專利文獻(xiàn)2的色度調(diào)整方法中，由于是在封固樹脂的形成及色度測定之后再形成第2樹脂，所以很難形成均勻的色度調(diào)整層。另外，還存在因樹脂層的形成對外形造成影響，所以在形成第2樹脂以后的再調(diào)整變困難的問題。
[0012]本發(fā)明解決上述問題，其目的在于，提供一種在非平坦或者平坦表面上通過對外形的影響小的構(gòu)造得到所希望的色度的發(fā)光裝置的制造方法、發(fā)光裝置的色度調(diào)整方法以及發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置。
[0013]解決問題的方案[0014]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第I方案的發(fā)光裝置的制造方法的特征在于，具有:
[0015]搭載發(fā)光元件的搭載工序；
[0016]搭載熒光體的熒光體搭載工序，該熒光體被所述發(fā)光元件發(fā)出的光所激發(fā)而發(fā)出突光；
[0017]使用透光部件封固所述發(fā)光元件的封固工序；
[0018]使所述發(fā)光元件發(fā)光，測定與所述熒光混合的混合光的色度的測定工序；
[0019]根據(jù)所述測定的色度，在所述透光部件上形成反射膜的反射膜形成工序，該反射膜具有透光性和比所述透光部件的折射率更大的折射率、且反射所述混合光中的規(guī)定波長的光。[0020]也可以對超出規(guī)定的合格色度范圍的發(fā)光元件，具有在所述透光部件的外側(cè)的表面上，以50nm以下的膜厚形成反射所述混合光中短波長側(cè)的光的規(guī)定部分的反射膜的反射膜形成工序；
[0021]根據(jù)調(diào)整色度，決定所述反射膜的折射率及所述膜厚。
[0022]也可以通過ALD (Atomic Layer Deposition)法形成所述反射膜.[0023]也可以通過派鍍法或者CVD (Chemical Vapor Deposition)法形成所述反射膜。
[0024]也可以將通過封固工序所形成的多個封固體設(shè)置在同一處理室內(nèi)，以提供給所述反射膜形成工序。
[0025]也可以根據(jù)事先測定的所述發(fā)光裝置的色度，將所述發(fā)光裝置進(jìn)行分組，并將同等色度范圍的所述發(fā)光裝置設(shè)置在同一處理室內(nèi)，同時進(jìn)行處理。
[0026]所述透光部件的折射率與所述反射膜的折射率之差也可以為0.3以上。
[0027]所述發(fā)光裝置也可以具有:發(fā)出所述短波長側(cè)的藍(lán)色光的發(fā)光二極管元件；以及熒光體，該熒光體被所述藍(lán)色光所激起而發(fā)出比所述藍(lán)色光更高波長側(cè)的熒光。
[0028]上述透光部件也可以具有炮彈型形狀。
[0029]所述反射膜的材料可以是從由TiO2、ZnO、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、HfO2以及Al2O3構(gòu)成的群組中選出的一種材料。
[0030]所述透光部件可以具有一層或者多層，其最外層由硅樹脂形成。
[0031]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第2方案的發(fā)光裝置的色度調(diào)整方法，該發(fā)光裝置射出發(fā)光體發(fā)出的多色混合光，在射出面上形成有透光部件，該色度調(diào)整方法的特征在于，
[0032]測定所述發(fā)光裝置射出的光的色度；
[0033]根據(jù)所述色度，在所述透光部件的表面形成反射膜，該反射膜具有透光性和比所述透光部件的折射率更大的折射率、且反射所述發(fā)光體發(fā)出的光中的規(guī)定波長的光。
[0034]針對超出規(guī)定的合格色度范圍的發(fā)光裝置，在所述透光部件外側(cè)的表面上，以50nm以下的膜厚形成反射所述發(fā)光體發(fā)出的光中的短波長側(cè)的光的規(guī)定的一部分的反射膜，
[0035]也可以根據(jù)調(diào)整色度決定所述反射膜的折射率及所述膜厚。
[0036]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第3方案的發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置是發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置，其特征在于，具有:
[0037]測定裝置，測定所述發(fā)光裝置射出的光的色度；以及
[0038]反射膜形成裝置，用于在所述發(fā)光裝置外側(cè)的表面上形成反射膜，該反射膜具有透光性且反射由所述反光裝置射出的光中的規(guī)定波長的光；
[0039]根據(jù)所述測定裝置的輸出，決定所述反射膜的折射率及所述膜厚，
[0040]所述發(fā)光裝置射出發(fā)光體發(fā)出的多色混合光，在射出面形成透光部件，
[0041]所述反射膜的折射率大于所述透光部件的折射率。
[0042]所述反射膜形成裝置可以以50nm以下的膜厚形成反射所述發(fā)光體發(fā)出的光中的短波長側(cè)的光的規(guī)定的一部分的反射膜。
[0043]所述反射膜形成裝置可以是ALD (Atomic Layer Deposition)裝置。
[0044]上述反射膜形成裝置可以設(shè)置成將通過封固工序所形成的多個封固體設(shè)置于同一處理室內(nèi)，同時形成所述反射膜。
[0045]發(fā)明效果
[0046]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種在非平坦或平坦表面上以對外形影響小的構(gòu)造得到所希望的色度的發(fā)光裝置的制造方法、發(fā)光裝置的色度調(diào)整方法及發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1為示出本發(fā)明的第I實施方式的發(fā)光裝置的剖視圖。
[0048]圖2為示出圖1所示的發(fā)光裝置的制造方法的流程圖。
[0049]圖3A、3B為示出發(fā)光裝置的制造工序的剖視圖。
[0050]圖4A、4B為示出接續(xù)圖3的發(fā)光裝置的制造工序的剖視圖。
[0051]圖5為示出接續(xù)圖4的發(fā)光裝置的制造工序的剖視圖。
[0052]圖6為示出顯示圖5的制造工序的變形例的剖視圖。
[0053]圖7為示出接續(xù)圖5的發(fā)光裝置的制造工序的示意圖。
[0054]圖8A?C示出發(fā)光裝置的色度(x，y)的圖表。
[0055]圖9為示出接續(xù)圖7的發(fā)光裝置的制造工序的示意圖。
[0056]圖1OA?C為示出本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光裝置的制造方法的一工序的示意圖。
[0057]圖11為示出本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光裝置的制造方法的一工序的示意圖。
[0058]圖12為示出與本發(fā)明的第4實施方式有關(guān)的發(fā)光裝置的剖視圖。
[0059]圖13為示出圖12所示的發(fā)光裝置的制造方法的一工序的示意圖。
[0060]圖14為示出本發(fā)明的第5實施方式的發(fā)光裝置的制造方法的一工序的示意圖。
[0061]圖15為示出接續(xù)圖14的發(fā)光裝置的制造工序的示意圖。
【具體實施方式】
[0062]下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0063](第I實施方式)
[0064]圖1示出本實施方式的發(fā)光裝置10。發(fā)光裝置10為所謂的炮彈型發(fā)光裝置，包括:導(dǎo)電體12a、12b，LED元件13，連線14a、14b，封固樹脂15，熒光體16，透明樹脂17，以及透明膜18。
[0065]導(dǎo)電體12a、12b相互分開設(shè)置,導(dǎo)電體12a、12b的各自一端部露出到外部，另一端部被透明樹脂17所封固。在導(dǎo)電體12b的另一端部，即安裝LED元件13的一側(cè)形成有反射部19，該反射部19是倒圓錐臺形狀或者倒角錐臺形狀的凹部。
[0066]LED元件13是通過施加電流發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光元件。LED元件13形成為芯片狀的元件，其表面上設(shè)有如后所述的兩個電極13a、13b。
[0067]連線14a、14b分別與LED元件13的2個電極和導(dǎo)電體12a、12b電連接，連線14a、14b可以用例如Au等金屬材料制成。
[0068]封固樹脂15填滿反射部19以封固LED元件13的上面及側(cè)面，形成為向圖示上方凸起的曲面。封固樹脂15由具有密封性、耐熱性及透光性的材料制成，例如，使用環(huán)氧樹脂或娃樹脂等。
[0069]突光體16在封固樹脂15內(nèi)分散分布,突光體16被LED兀件13發(fā)出的光所激發(fā)而發(fā)出突光。本實施方式的突光體16使用了紅色突光體和綠色突光體的兩種。
[0070]透明樹脂17形成為覆蓋整個封固樹脂15，基本呈半球狀。由于此種形狀，發(fā)光裝置10發(fā)出的光基本呈半球狀地擴散。透明樹脂17具有透光性，與封固樹脂同樣由環(huán)氧樹脂或硅樹脂等制成。在本實施方式中，由硅樹脂制成。
[0071]透明膜18是在透明樹脂17的表面形成的薄膜。透明膜18的折射率大于透明樹脂17的折射率。在本實施方式中，把硅樹脂用作透明樹脂17的材料，TiO2用作透明膜18的材料。
[0072]透光膜18最好使用具有透光性、且對波長450nm的折射率為1.7以上的材料。若透光膜18對波長450nm的折射率為1.9以上則更好，可提高反射規(guī)定波長光的效果?；蛘撸詈脤⑼该髂?8與透明樹脂17的折射率之差設(shè)為0.3以上。透明膜18與透明樹脂17的折射率之差在0.5以上則更好。通過加大透明膜18與透明樹脂17的折射率之差，可以提高色度的調(diào)整幅度?？梢詫⑼该髂?8的折射率的上限設(shè)為3.0。作為容易入手的材料，可以設(shè)透明膜18的折射率的上限為2.6。透明膜18也可以是透明無機膜。通過使用透明無機膜，可以得到上述折射率之差?；蛘?，也可以是通過添加Ti等金屬提高了折射率的樹脂材料。作為比較例，在硅樹脂上形成SiO2膜時，色度雖然發(fā)生變化，但變化量較小。在硅樹脂上形成Al2 O 3膜時，與SiO2膜形成時相比，色度變化量變大，在作為生產(chǎn)裝置進(jìn)行色度調(diào)整時，透明膜18與透明樹脂17的折射率之差最好設(shè)為0.3以上。
[0073]另外，透明膜18的厚度最好定為IOOnm以下。通過設(shè)厚度為IOOnm以下,可以使光束的減少量微小。更為優(yōu)選的是設(shè)透明膜18的厚度為50nm以下。另外，當(dāng)透明樹脂17使用如硅樹脂那樣的線膨脹系數(shù)大的材料時，雖然有時在成膜中在樹脂膜上產(chǎn)生熱過程，但由于透明膜18的厚度較小，可以減少熱過程的影響。
[0074]下面，對本發(fā)明的發(fā)光裝置10的動作進(jìn)行說明。
[0075]對發(fā)光裝置施加規(guī)定的電流時，LED元件13發(fā)出藍(lán)色光。熒光體16被該藍(lán)色光激勵，發(fā)出紅色和綠色的光。從而，來自LED元件13的藍(lán)色光、來自熒光體16的紅色光及綠色光相混合，作為近似白色的光透過封固樹脂15、透明樹脂17及透明膜18后，射出到外部。
[0076]此時，光的一部分因被透明膜18反射而沒有射出到外部。具體而言，一部分藍(lán)色光從透明膜18向透明樹脂17的內(nèi)部反射。由此，從透明膜18射出的白色光與透過透明樹脂17的光相比，色度的平衡會趨向紅色及綠色略微強的方向變化。由于被透明膜18反射的光的波長范圍及反射率，根據(jù)透明膜18與透明樹脂17之間的折射率之差以及透明膜的厚度不同而有所差異，因此，只要根據(jù)調(diào)整色度來決定透明膜的材料及厚度就可以。
[0077]下面，根據(jù)圖2的流程圖，說明本實施方式的發(fā)光裝置10的制造方法。下面，附圖是用于說明各制造工序的示意圖，而非實際尺寸。
[0078]首先，將LED元件13安裝于導(dǎo)電體12a、12b上(步驟S10)。如圖3A所示，將導(dǎo)電體12a和具有凹部(反射部19)的導(dǎo)電體12b設(shè)置在規(guī)定位置。在導(dǎo)電體12b的反射部19的底面，以使電極13a、13b位于上部的形式搭載LED元件13。接著，如圖3B所示，使用焊接裝置31，用連線14a將LED元件13的電極13a和導(dǎo)電體12a進(jìn)行電連接。同樣，用連線14b將LED元件13的電極13b電連接到導(dǎo)電體12b。
[0079]接著，填充熒光體及封固樹脂(步驟S20)。在此，如圖4A所示，使用充填裝置(在圖4A僅表不了噴嘴32)將封固樹脂15及突光體16的混合體充填到導(dǎo)電體12b的凹部，以封固連接了連線14a、14b的LED元件13。此后，如圖4B所示，在封固樹脂15基本形成為球面狀外形的狀態(tài)下，使封固樹脂15固化(步驟S30)。
[0080]接著，進(jìn)一步封固在上一工序中由封固樹脂15形成的封固體、露出的連線14a、14b、導(dǎo)電體12a、12b的一部分(步驟S40)。
[0081]首先，如圖5所示，導(dǎo)電體12a、12b以前端部朝上的方式設(shè)置在注塑模33上。例如，在由金屬制成的注塑模33上，與透明樹脂17部分的形狀相吻合地形成有凹部。使由封固樹脂15形成的封固體進(jìn)入該凹部，并借助未圖示的支撐手段，使封固體在注塑模33的凹部入口被卡止。接著，使用充填裝置(在圖5中僅表示噴嘴34)，從注塑模33的規(guī)定入口向凹部內(nèi)填充透明樹脂17。圖5中為大體全部填滿透明樹17的狀態(tài)。因此，導(dǎo)電體12a，12b的前端部沒有被透明樹脂17澆注而露出。此后，使?jié)沧⒌耐该鳂渲?7固化。在本說明書中，設(shè)此狀態(tài)為后述的半成品100。
[0082]另外，如圖6所示，也可以同時形成多個發(fā)光裝置。在這種情況下，在圖6的注塑模33上設(shè)有多個凹部，可以利用充填裝置的噴嘴34依次向凹部填充透明樹脂17。在圖3及圖4所示的工序中，也可以同時進(jìn)行多個處理。
[0083]接下來，調(diào)整LED發(fā)光裝置的色度(步驟S50)。在該工序中，首先，使用如圖7所示結(jié)構(gòu)，測定半成品100的色度。
[0084]光特性測定裝置40具有:光特性測定室41，電源42，探測部件43，測定裝置44以及控制部48。
[0085]將半成品100設(shè)置在光特性測定室41內(nèi)，將導(dǎo)電體12a、12b與電源42相連接。在光特性測定室41內(nèi)的半成品100的透明樹脂17的上方設(shè)置探測部件43。探測部件43是檢測來自半成品100的光的受光體。在本實施方式中，探測部件43具有碗狀(bowl)形狀，其內(nèi)面朝向半成品100的透明樹脂17。探測部件43與測定裝置44相連接。測定裝置44是測定探測部件43檢測出的光，輸出如圖8所示的可用作基于CIE (國際照明委員會)-XYZ顯色系的色度(X, Y)的測定結(jié)果的裝置?？刂撇?8由CPU (Central Processing Unit)、RAM (Rondom Access Memory)以及 ROM (Read Only Memory)等構(gòu)成,控制光特性測定裝置40的全盤動作。在實施例中，雖然由碗狀(bowl)的探測部件接受全方位的光，但也可以接受指定角度方向的光。或者，也可以使用可移動的探測部件分別接受各個角度方向的光。另外，在本工序中，在測定色度的同時測定全光束，但是，也可以不限于色度、全光束，而是測定各種光特性。
[0086]基于圖7的色度測定的結(jié)果，用例如圖8A?C的X標(biāo)記標(biāo)注。在圖8A?C中，作為一例，對9個發(fā)光裝置標(biāo)注了測定結(jié)果。對各個發(fā)光裝置分別附上了 1-9的樣品編號，在該圖中示出了測定結(jié)果和對應(yīng)的樣品編號。該結(jié)果，在作為發(fā)光裝置的規(guī)定的合格范圍內(nèi)沒有問題，但是，圖8A的X標(biāo)記的一例均設(shè)為藍(lán)色較強且色度超出合格范圍。
[0087]針對色度在合格范圍外的半成品100，使用如圖9所示的ALD裝置，通過ALD(Atomic Layer Deposition:原子層沉積)法在透明樹脂17的表面形成透明膜18。另夕卜，也可以使用ALD法中的例如熱ALD法以及PE-ALD (Plasma Enhanced Atomic LayerDeposition)法。特別是，在如本說明書中所記載的這種發(fā)光裝置中，最好選用溫度較低且可以形成致密層的PE-ALD法。
[0088]在本實施方式中，使用TiO2作為透明膜18的材料。由TiO2形成的透明膜18具有比由硅樹脂形成的透明樹脂17的材料的折射率(約1.41)更高的約2.42的折射率，起到反射短波長側(cè)的光的作用，即在本實施方式中起到反射藍(lán)色光的反射膜的作用，因此，具有使得發(fā)光裝置10向外部射出的光的色度向長波長側(cè)變化的效果。可根據(jù)圖8A的X標(biāo)記所示的色度的測定結(jié)果，通過透明膜18的厚度調(diào)整這種效果。
[0089]使用ALD裝置50形成透明膜18。ALD裝置50具有:成膜室51，供氣部52，排氣裝置53，以及控制部58。供氣部52以及排氣裝置53與成膜室51相連?？刂撇?8由CPU，RAM以及ROM等構(gòu)成，控制ALD裝置50的全盤動作。
[0090]透明膜18的成膜工序大體如下。首先，將半成品100設(shè)置在成膜室51內(nèi)的規(guī)定位置，從供氣部52向成膜室51供給含有Ti的原料氣體。在實施例中，使用了四異丙醇鈦(Titanium-Tetraisopropoxide, TTIP),但原料氣體的種類不限于此。在使Ti原子吸附到半成品100的表面之后，利用排氣裝置53凈化原料氣體。此后，向成膜室51內(nèi)供給氧化氣體以使得半成品100的Ti原子氧化而形成Ti02。在成膜室51凈化氧化氣體之后，不斷進(jìn)行上述循環(huán)作業(yè)直到形成預(yù)期的膜厚為止。在本實施方式中，在樣品編號1-3的發(fā)光裝置、樣品編號4-6的發(fā)光裝置、樣品編號7-9的發(fā)光裝置上分別形成10nm、20nm、30nm的Ti02。
[0091]在半成品100上形成完透明膜18之后，使用圖7的光特性測定裝置40對該半成品100再次測定色度。圖8A?C的□標(biāo)記表示再測定的結(jié)果。圖8A、8B、8C分別表示形成了10nm、20nm、30nm的TiO2時的色度變化。與X標(biāo)記同樣，□標(biāo)記也由各自的樣品編號表示，觀察同一樣品編號的標(biāo)記可以看出色度由X標(biāo)記分別向□標(biāo)記發(fā)生變化。這意味著通過藍(lán)色被透明膜18反射而藍(lán)色成分減少，作為全體射出光，長波長側(cè)的紅色及綠色變強。另夕卜，透明膜18的厚度越大色度變化就越大，由此可知可通過調(diào)整膜厚來調(diào)整色度。
[0092]通過標(biāo)注為圖8A的□標(biāo)記，表明作為發(fā)光裝置的色度進(jìn)入合格范圍內(nèi)，至此，完成制作圖1所示的發(fā)光裝置10。
[0093]對色度進(jìn)入合格范圍內(nèi)的發(fā)光裝置10的全光束進(jìn)行實際測定的結(jié)果表明，形成IOnm的TiO2的樣品編號1-3的發(fā)光裝置的平均變化率為-1.4%，形成20nm的TiO2的樣品編號4-6的發(fā)光裝置的平均變化率為-3.1%，形成30nm的TiO2的樣品編號7-9的發(fā)光裝置的平均變化率為-4.2%。與形成透明膜18之前相比，光束變化量非常微小，由此獲得了可在調(diào)節(jié)色度的同時將全光束減少控制在微量程度的、傳統(tǒng)技術(shù)所沒有的效果。
[0094]同樣，準(zhǔn)備通過供給含有Nb的原料氣體而形成Nb2O5膜的樣品，以及通過供給含有Ta的原料氣體而形成Ta2O5膜的樣品，并對這些樣品進(jìn)行色度測定及全光束測定的結(jié)果，確認(rèn)了均能夠抑制全光束減少且色度發(fā)生了變化的情況。
[0095]在本實施方式中，對發(fā)光裝置的半成品100，在透明樹脂17的表面形成透明膜18。由于透明膜18的膜厚極薄，為數(shù)十nm，因此對于發(fā)光裝置外形的影響極小。另外，根據(jù)如本實施方式的ALD法，可以一層一層地形成原子層，所以容易控制膜厚，并且，可以形成均勻性較高的膜層。因此，可以通過在生產(chǎn)線上追加色度調(diào)整工序，提高產(chǎn)品的成品率。另外，在半成品100的生產(chǎn)工序中，設(shè)定與最終產(chǎn)品所要求的色度不同的目標(biāo)色度，只要在色度調(diào)整工序中采用可實現(xiàn)預(yù)期色度的構(gòu)造，則可以更好地提高制品的成品率。例如，將色度坐標(biāo)的X值或者y值設(shè)定為比最終產(chǎn)品所要求的色度偏小的目標(biāo)值來制成半成品100，再形成各自所需的膜厚的TiO2膜來增加X值或y值。
[0096]另外，在本實施方式中，為了便于說明，設(shè)沒有形成透明膜18的狀態(tài)的發(fā)光裝置為半成品100，但是，對所謂成品發(fā)光裝置也可以進(jìn)行色度的調(diào)整。也就是說，通過追加形成具有規(guī)定的色度調(diào)整效果的透明膜，可以控制對外形的影響，同時能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的色度。如上所述，根據(jù)本實施方式，可以提供即使表面為非平坦面也可以具有均勻且對外形影響小的色度調(diào)整層(透明膜18)的發(fā)光裝置、發(fā)光裝置的制造方法以及發(fā)光裝置的色度調(diào)整方法。
[0097](第2實施方式)
[0098]在第I實施方式中，通過ALD法形成了透明膜18，但是，也可以如本實施方式，通的派鍍法(sputtering)或者CVD (Chemical Vapor Deposition:化學(xué)氣相成長)法形成合適的透明膜18。
[0099]如圖1OA所示，濺鍍裝置60具有:成膜室61，供氣部62，排氣裝置63，靶源64a、64b,電源65，以及控制部68。供氣部62及排氣裝置63與成膜室61連接設(shè)置。靶源64 (a)、64b配置在成膜室61內(nèi)的規(guī)定位置上，與電源65連接?？刂撇?8由CPU、RAM及ROM等構(gòu)成，控制濺鍍裝置60的全盤動作。
[0100]首先，在連接設(shè)置了供氣部62和排氣裝置63的成膜室61內(nèi)的規(guī)定位置，設(shè)置半成品100。在半成品100的上方，相互對置地配置由作為透明膜18的材料Ti形成的2個靶源64a、64b。S卩，最好將祀源64a、64b配置成分別處于半成品100的斜上方。
[0101]此后，將成膜室61內(nèi)設(shè)成例如O2與Ar的混合氣體氛圍，對靶源64a、64b施加規(guī)定的電壓，以對半成品100進(jìn)行濺鍍。由此，在半成品100上形成透明膜18。在實施例中使用了 Ti祀源,但是,也可以通過采用了 TiO2祀源的RF (Radio Frequency:高頻)派鍍法形成TiO2膜。采用了 TiO2靶源時，因成膜速度慢，具有容易控制膜厚的優(yōu)點。在形成了規(guī)定厚度的透明膜18以后，與第I實施方式同樣進(jìn)行色度的測定來確認(rèn)處于合格范圍內(nèi)，由此完成發(fā)光裝置10。
[0102]在透明膜18的形成中，也可以如圖1OB所示使用具有多個靶源的濺鍍裝置60。在圖1OB中，作為一例示出了靶源64和電源50的3組組合。通過使靶源64分別面對炮彈型的半成品100的上面及側(cè)面，可以在半成品100的整面上形成均勻的透明膜18。為了形成均勻膜，也可以在成膜過程中驅(qū)動半成品100或靶源64旋轉(zhuǎn)。在實施例中，實施了將ZnO作為靶源的RF濺鍍，形成了由ZnO構(gòu)成的透明膜18。并且，確認(rèn)了與TiO2同樣抑制全光束減少，且色度發(fā)生了變化的情況。[0103]另外，也可以使用如圖1OC所示的具有成膜室51、供氣部52、排氣裝置53及控制部58的CVD裝置55。在實施例中，從供氣部52向成膜室51內(nèi)供給四異丙醇鈦(Titanium-Tetraisopropoxide, TTIP)、気氣、氧氣，以 CVD 法形成 TiO2 透明膜 18。只要供給含有Ti的原料氣體、氧氣及稀有氣體，氣體種類不限于實施例。
[0104](第3實施方式)
[0105]在第I實施方式中，例舉說明了在I個半成品上形成透明膜18的例子。除此之外，也可以如本實施方式所示，將多個半成品100聚集在一起通過ALD法形成透明膜18。
[0106]如圖11所示，例如在成膜室51內(nèi)的規(guī)定位置上排列設(shè)置10個半成品100。在這種狀態(tài)下，與第I實施方式同樣，使用供氣部52及排氣部53分別向成膜室51內(nèi)供給原料氣體及氧化氣體，并進(jìn)行凈化。由此，在半成品100的表面形成透明膜18。反復(fù)進(jìn)行該循環(huán)操作直到達(dá)到預(yù)期的膜厚。在本實施方式中，預(yù)先對多個半成品100的色度進(jìn)行測定和分組，并同時處理同等色度范圍的半成品100。通過同時處理同等色度范圍的半成品100，形成同樣厚度的透明膜18，由此可以使多個制品同時達(dá)到合格范圍的色度。
[0107]由于通過ALD法，也能夠利用氣體在多個半成品100上形成高均勻性的透明膜18，所以特別適合如LED發(fā)光裝置這種批量生產(chǎn)的制品。另外，圖示中只示出了 10個半成品100的例子，但是也可以根據(jù)ALD裝置的規(guī)格和/或半成品100的大小、透明膜18的成膜條件來適當(dāng)決定可供I次處理的數(shù)量。
[0108](第4實施方式)
[0109]在第I實施方式中，以炮彈型的發(fā)光裝置10為例進(jìn)行了說明，但是發(fā)光裝置的形狀不限于此。例如，可以使用如本實施方式那樣的表面安裝型的發(fā)光裝置。
[0110]如圖12所示，發(fā)光裝置20具有:基板21，導(dǎo)電體22a、22b，LED元件23，連線24a、24b，封固樹脂25，熒光體26，以及透明膜28。
[0111]在由樹脂、陶瓷等形成的基板21的一個表面上，形成倒圓錐臺形或者倒三角錐臺形的凹部的反射部29。LED元件23搭載在反射部29的底面。因此，從發(fā)光裝置20射出的光按照反射部29的傾斜面的角度進(jìn)行擴散。
[0112]導(dǎo)電體22a、22b通過澆注(mold)等方法固定到基板21上，導(dǎo)電體22a、22b的一部分露出于反射部29的底面以及基板21的外部。LED元件23的2個電極通過連線24a、24b分別與導(dǎo)電體22a、22b電連接。
[0113]分布有熒光體26的封固樹脂25封固LED元件23，并且填充到形成于基板21上的反射部29內(nèi)。LED元件23、封固樹脂25及熒光體26可以分別使用與第I實施方式相同的LED元件13、封固樹脂15及熒光體16。
[0114]在本實施方式中,封固樹脂25的表面及其周圍的基板21的表面為同一平面,透明膜28形成在該同一平面上。在本實施方式中沒有形成與第I實施方式的透明樹脂17相當(dāng)?shù)牟糠?，但也可以在封固樹?5上另外形成透明樹脂，且在其上形成透明膜28。
[0115]接著，對本實施方式的發(fā)光裝置20的制造方法中的特別是透明膜28的形成工序進(jìn)行說明。
[0116]如圖13所示，本實施方式中透明膜28的形成是通過使用濺鍍裝置60的濺鍍法來進(jìn)行。另外，對于具有與上述實施方式相同功能的構(gòu)成物標(biāo)注相同的符號(以下相同)。
[0117]首先，在連接設(shè)置了供氣部62和排氣裝置63的成膜室61內(nèi)的規(guī)定位置上，設(shè)置半成品200。在此，與發(fā)光裝置的半成品100 —樣，半成品200也是指沒有形成發(fā)光裝置20中的透明膜28的制品。
[0118]在成膜室61內(nèi)的半成品200的上方，靶源64與半成品200對置設(shè)置。與第2實施方式的情況相同，靶源64由Ti形成。并且，靶源64與電源65相連接。
[0119]在該狀態(tài)下，將成膜室61內(nèi)設(shè)成例如O2和Ar的混合氣體氛圍，對靶源64施加規(guī)定的電壓，以對半成品200進(jìn)行濺鍍。由此形成TiO2膜，成為如圖13所示的透明膜28。與第I實施方式同樣，可根據(jù)色度測定的結(jié)果決定透明膜28的厚度。
[0120]如上所示，對于這種表面為平坦?fàn)畹谋砻姘惭b型的發(fā)光裝置20，如圖13所示，可以使用單靶源型的濺鍍法。另外，根據(jù)發(fā)光裝置表面的形狀等條件，也可以通過如上述實施方式那樣的ALD法、濺鍍法或CVD法形成透明膜28。
[0121](第5實施方式)
[0122]在第I實施方式中，半成品100的色度測定工序和透明膜18的形成工序是分別使用不同的光特性測定裝置40和ADL裝置50來進(jìn)行的。除此之外，也可以如本實施方式，將兩個裝置的功能放在一個室內(nèi)進(jìn)行。
[0123]如圖14所示，本實施方式中，使用了將光特性測定裝置40和ADL裝置50的功能集于一個處理室71進(jìn)行的混合(hybrid)型成膜裝置70。因此,在本實施方式中，通過使半成品100移動，實施色度的測定和透明膜的成膜。
[0124]在處理室71的規(guī)定位置上設(shè)置半成品100。在半成品100的上方設(shè)置探測部件43。在本實施方式中，半成品100固定于支架(arm)46上。半成品100可通過驅(qū)動機構(gòu)45從圖示的位置向左右方向移動。另外，也可以將半成品100固定在支架(arm)46上，通過支架(arm)46相對于驅(qū)動機構(gòu)45的移動，使半成品100在左右方向上移動。另外，控制部78由CPU、RAM及ROM所構(gòu)成，控制混合(hybrid)型成膜裝置70的全盤動作。
[0125]在色度的測定中，如圖14所示，探測部件43設(shè)置于半成品100的上方，即設(shè)置于與光的射出方向的相對置的位置。之后，與第I實施方式同樣，使用電源42、探測部件43以及測定裝置44測定半成品100的色度。
[0126]接下來，在透明膜18的形成工序中，如圖15所示，使半成品100移到離開探測部件43的位置上。圖中雖沒有表示，但也可以設(shè)置用于使得探測部件43免受原料氣體等的影響的密封件等。在圖15的狀態(tài)下，使用供氣部52和排氣部53，與第I實施方式同樣，通過ALD法在半成品100的表面形成透明膜18。
[0127]之后，再使半成品100返回到圖14的位置，再次測定色度。當(dāng)色度達(dá)到合格范圍內(nèi)時，發(fā)光裝置10的制作完成。
[0128]通過采用本實施方式的這種結(jié)構(gòu)，可以在I個處理裝置中實施色度的測定工序、透明膜的形成工序及膜形成后的色度再測定工序。由此可以實現(xiàn)工序時間的縮短及制造成本的降低。在圖14及圖15中，僅對在I個半成品100上形成透明膜18的例進(jìn)行了說明，但是也可以同時處理多個半成品。
[0129]另外，本發(fā)明不限于上述的實施方式及具體例，可以進(jìn)行各種變形和應(yīng)用。
[0130]例如，在上述的各種實施方式中，作為透明膜的材料使用的是Ti02、ZnO、Ta2O5,Nb2O5，除此之外，還可以使用Zr02、HfO2等高折射率的材料。實際測量各個實施方式及比較例中所使用的材料的波長450nm的折射率結(jié)果如下=TiO2的折射率為2.4，ZnO的折射率為1.9，Ta2O5的折射率為2.2，Nb2O5的折射率為2.4，ZrO2的折射率為2.1，HfO2的折射率為
2.0，SiO2的折射率為1.5，Al2O3的折射率為1.7。
[0131]在上述各個實施方式中示出了在半成品上形成了透明膜的構(gòu)造，對于色度超出了合格范圍的不良品可以實施第I至第5實施方式。由于只要將上述各個實施方式中的半成品替換為不良品即可，所以在此省略詳細(xì)說明。對于雖然是成品但是色度超出了合格范圍的不良品，則通過使用第I至第5實施方式來調(diào)整色度，可以挽救過去作為不良品而廢棄的制品。通過在LED發(fā)光裝置生產(chǎn)線的最終工序中設(shè)置本實施方式的色度調(diào)整工序，可以提高生產(chǎn)線的合格率。
[0132]另外，在上述各個實施方式中，對在所謂的炮彈型及表面安裝型LED發(fā)光裝置上的透明膜的形成進(jìn)行了說明，但是LED裝置的形狀不限于此?？梢愿鶕?jù)該形狀等條件，適當(dāng)使用的PE-ALD法、CVD法、濺鍍法、多靶源型的濺鍍法以及單靶源型的濺鍍法。
[0133]另外，在上述的各實施方式中，對藍(lán)色LED元件、紅色及綠色熒光體的組合進(jìn)行了說明。除此之外，本說明書的制造方法特別是色度調(diào)整方法也可以適用于藍(lán)色LED元件和黃色熒光體的組合，或組合了藍(lán)色、紅色及綠色LED元件等的多芯片方式的發(fā)光裝置。
[0134]另外，可以將散熱器(heat sink)等部件與發(fā)光裝置形成為一個整體。
[0135]另外，本發(fā)明可以在不脫離本發(fā)明的廣義的精神以及范圍的情況下，形成各種實施形態(tài)及變更，不由此限定本發(fā)明的范圍不受限定。也就是說，本發(fā)明的范圍不是由實施方式而是由權(quán)利要求的范圍所表示。并且，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)以及與其同等的發(fā)明意義的范圍內(nèi)所實施的各種變形都視為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0136]并且，使用在與公知文獻(xiàn)(特開2010-16029號)對比中的以下的模擬實驗結(jié)果，說明本申請發(fā)明的特征說明。
[0137]如模擬實驗結(jié)果所示，與公知文獻(xiàn)的封固材料(本申請中為透光部件)的折射率相t匕，透明薄膜(本發(fā)明中為反射膜)的折射率的大小有很大的差異。
[0138]首先，如公知文獻(xiàn)所示，在(封固材料的折射率)>(透明薄膜的折射率)的情況下，反射率模擬實驗結(jié)果如參考圖1、2所示。模擬實驗的條件設(shè)定為:封固材料的折射率為1.53,透明薄膜的折射率為1.48,透明薄膜的膜厚為304nm、380nm、10nm、30nm、50nm、lOOnm。另外，參考圖2是為了更加便于觀察參考圖1而放大了圖1的比例的視圖。
[0139]參考圖2表示與公知文獻(xiàn)圖3相同的結(jié)果。S卩，在參考圖2中，在304nm時，黃色光的反射率降低，在380nm時，藍(lán)色光的反射率減低。
[0140]接著，以本申請的發(fā)明為例，參考圖3示出在(封固材料的折射率)<(透明薄膜的折射率)時的反射率模擬實驗結(jié)果。模擬實驗的條件設(shè)定為:封固材料的折射率為1.41，透明薄膜的折射率為2.42,透明薄膜的膜厚為304nm、380nm、10nm、30nm、50nm、lOOnm。
[0141]為了調(diào)整色度，重要的是與作為對象的波長相對應(yīng)的反射率的變化量(變化幅度)。即，可以說假設(shè)對波長A的反射率a聞，對波長B的反射率b低時的反射率之差(a_b)大的一方有利于色度調(diào)整。有關(guān)這一點上，對參考圖1、2與參考圖3進(jìn)行比較可知，在現(xiàn)有文獻(xiàn)記載的發(fā)明與本申請的發(fā)明中，在反射率的變化幅度上有著很大差別。
[0142]在這一點上，與現(xiàn)有文獻(xiàn)(參考圖1、2)相比，可以明顯看出本申請的發(fā)明(參考圖3)所取得的反射率之差(a-b)非常大。例如，在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，即使附上300nm的膜厚，也只能獲得1%左右(參考圖2)的反射率變化幅度(波長400nm到波長750nm之間的變化)，與此相比，本申請的發(fā)明在30nm的薄膜時可以獲得10%以上(參考圖3)的反射率變化幅度。即，使用現(xiàn)有文獻(xiàn)1/10的厚度可以獲取現(xiàn)有文獻(xiàn)的10倍的變化幅度。
[0143]另外，這種差異在透明薄膜的膜厚小的情況下更為明顯。在公知文獻(xiàn)的例中，例如IOnm這樣的膜厚極薄時的反射率幾乎沒有變化。與此相比，本申請的發(fā)明中，即使是例如IOnm的極薄膜，也可以使得反射率發(fā)生變化。參考圖2中的IOnm的反射率的變化幅度(從波長400nm到750nm之間的變化)不到0.05%,與此相比，參考圖3中IOnm的反射率的變化幅度(從波長400nm到750nm之間的變化)達(dá)到5%左右，由此可知，參考圖3在同樣厚度時可以得到100倍左右的變化幅度。另外，具有如下顯著的效果:通過在這種極薄膜中使色度變化量充分大，能夠在抑制全光束減少的同時容易進(jìn)行色度調(diào)整。另外，當(dāng)把如硅樹脂那樣的線膨脹系數(shù)大的材料用作透光部件時，透明薄膜厚度越大越在成膜中越容易在樹脂膜上產(chǎn)生熱過程，但是，通過厚度為50nm以下,可以具有減小熱過程(heat history)影響的效果。 [0144]另外，在如公知文獻(xiàn)的(封固材料的折射率)> (透明薄膜的折射率)的情況下，如參考圖4的反射率模擬實驗結(jié)果表明，在膜厚為50nm以下的薄膜時，與長波長側(cè)相比更多地切斷(反射)短波長側(cè)的光較為困難。加之，當(dāng)(封固材料的折射率)>(透明薄膜的折射率)時，從參考圖4可以清楚地看出，即使加大折射率之差，反射率的變化幅度還是很小。
[0145]與此相比，在本申請的發(fā)明例中，如參考圖5的反射率模擬實驗結(jié)果所示，能夠用膜厚為50nm以下的膜容易得到對短波長側(cè)的光的切斷比對長波長側(cè)的光的切斷更大的結(jié)構(gòu)。
[0146]如以上說明，在技術(shù)上，封固材料的折射率和透明薄膜的折射率的大小相差很大。
[0147]
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波長[麵】
[0148]參考圖1 (引用文獻(xiàn)I)封固材料:1.53，透明薄膜:1.48
[0149]
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，具有: 搭載發(fā)光元件的搭載工序； 搭載熒光體的熒光體搭載工序，該熒光體被所述發(fā)光元件發(fā)出的光所激發(fā)而發(fā)出熒光; 使用透光部件封固所述發(fā)光元件的封固工序； 使所述發(fā)光元件發(fā)光，測定與所述熒光混合的混合光的色度的測定工序；以及 根據(jù)所述測定的色度，在所述透光部件上形成反射膜的反射膜形成工序，該反射膜具有透光性和比所述透光部件的折射率更大的折射率、且反射所述混合光中的規(guī)定波長的光。
2.如權(quán)利要求1所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 針對超出規(guī)定的合格色度范圍的發(fā)光元件包括反射膜形成工序，在該反射膜形成工序，在所述透光部件的外側(cè)表面上以50nm以下的膜厚形成反射膜，該反射膜反射所述混合光中的短波長側(cè)的光的規(guī)定部分； 根據(jù)調(diào)整色度，決定所述反射膜的折射率及所述膜厚。
3.如權(quán)利要求1或2所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，通過原子層沉積法形成所述反射膜。
4.如權(quán)利要求1或2所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，通過濺鍍法或者化學(xué)氣相沉積法形成所述 反射膜。
5.如權(quán)利要求3所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，將通過封固工序形成的多個封固體設(shè)置在同一個處理室內(nèi)，以提供給所述反射膜形成工序。
6.如權(quán)利要求4所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，根據(jù)事先測定的所述發(fā)光裝置的色度，將所述發(fā)光裝置進(jìn)行分組，并將同等色度范圍的所述發(fā)光裝置設(shè)置在同一處理室內(nèi)，同時進(jìn)行處理。
7.如權(quán)利要求1或2所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，所述透光部件的折射率與所述反射膜的折射率之差為0.3以上。
8.如權(quán)利要求1或2所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，所述發(fā)光裝置具有:發(fā)出所述短波長側(cè)的藍(lán)色光的發(fā)光二極管元件；以及熒光體，該熒光體被所述藍(lán)色光所激起而發(fā)出比所述藍(lán)色光更高波長側(cè)的熒光。
9.如權(quán)利要求1或2所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，所述透光部件具有炮彈型形狀。
10.如權(quán)利要求1或2所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，所述反射膜的材料是從由Ti02、ZnO、Ta2O5, Nb2O5, ZrO2, HfO2以及Al2O3構(gòu)成的群組中選出的一種材料。
11.如權(quán)利要求1或2所記載的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，所述透光部件具有一層或者多個層，其最外層由硅樹脂形成。
12.一種發(fā)光裝置的色度調(diào)整方法，該發(fā)光裝置射出發(fā)光體發(fā)出的多色混合光，在射出面上形成有透光部件，該色度調(diào)整方法的特征在于， 測定所述發(fā)光裝置射出的光的色度； 根據(jù)所述色度，在所述透光部件的表面形成反射膜，該反射膜具有透光性和比所述透光部件的折射率更大的折射率、且反射所述發(fā)光體發(fā)出的光中的規(guī)定波長的光。
13.如權(quán)利要求12所記載的發(fā)光裝置的色度調(diào)整方法，其特征在于，針對超出規(guī)定的合格色度范圍的發(fā)光裝置，在所述透光部件外側(cè)表面上以50nm以下的膜厚形成反射膜，該反射膜反射所述發(fā)光體發(fā)出的光中的短波長側(cè)的光的規(guī)定的一部分； 根據(jù)調(diào)整色度來決定所述反射膜的折射率及所述膜厚。
14.一種發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置，其特征在于，具有: 測定裝置，測定所述發(fā)光裝置射出的光的色度；以及 反射膜形成裝置，在所述發(fā)光裝置的外側(cè)表面上形成反射膜，該反射膜具有透光性且反射由所述反光裝置射出的光中的規(guī)定波長的光， 根據(jù)所述測定裝置的輸出，決定所述反射膜的折射率及所述膜厚， 所述發(fā)光裝置射出發(fā)光體發(fā)出的多色混合光，在射出面形成透光部件， 所述反射膜的折射率大于所述透光部件的折射率。
15.如權(quán)利要求14所記載的發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置，其特征在于，所述反射膜形成裝置以50nm以下的膜厚形成反射膜，該反射膜反射所述發(fā)光體發(fā)出的光中的短波長側(cè)的光的規(guī)定部分。
16.如權(quán)利要求14所記載的發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置，其特征在于，所述反射膜形成裝置為原子層沉積裝置。
17.如權(quán)利要求14所記載的發(fā)光裝置的色度調(diào)整裝置，其特征在于，所述反射膜形成裝置將通過封固工序所形成的多個封固體設(shè)置于同一處理室內(nèi)，同時形成所述反射膜。
【文檔編號】H01L33/00GK103594566SQ201310343931
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月13日
【發(fā)明者】吉田武史, 石塚勇史 申請人:株式會社昭和真空