CN102714259A - 发光元件搭载用基板及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光元件搭载用基板，该发光元件搭载用基板中，减少了透过基板而漏到入射方向以外的光，提高了反射率，且降低了面方向的烧成收缩率。本发明的发光元件搭载用基板由玻璃陶瓷(10)构成，该玻璃陶瓷(10)包含玻璃(1)和分散在玻璃(1)中的平均长宽比为25以上的扁平状的氧化物类陶瓷填料(2)。陶瓷填料(2)以与基板的面方向平行地取向的状态含有，玻璃陶瓷(10)不含构成填料的陶瓷以外的晶体。该基板对可见光区域的光具有反射率为84％以上(厚300μm)的极高的反射率。

Description

发光元件搭载用基板及发光装置
技术领域
本发明涉及发光元件搭载用基板及使用该发光元件搭载用基板的发光装置，特别涉及可见光区域的光的反射率高的发光元件搭载用基板及使用该发光元件搭载用基板的发光装置。
背景技术
近年来，伴随发光二极管(LED)元件的高亮度化、白色化，开发出了使用LED元件的发光装置作为手机和大型液晶电视的背光源等。这样的发光装置中，作为搭载LED元件等发光元件的基板，要求导热性高而将由发光元件产生的热量迅速地散发，并且对可见光区域的光的反射率高且容易制造。
为了应对这样的要求，正在研究采用低温共烧陶瓷基板(以下称为LTCC基板)作为发光元件搭载用基板。LTCC基板如下所述获得：将规定块数的由玻璃和陶瓷填料(例如氧化铝填料)形成的生片重叠，通过热压接将其一体化后对其进行烧成。
这样的LTCC基板的制造过程中，重要的是将烧成时的收缩率(烧成收缩率)抑制得较低。作为烧成收缩率的控制方法，有通过制造工艺来控制的方法和通过构成基板的材料来控制的方法。通过制造工艺进行的控制也有已实用化的方法，但存在工艺成本升高等问题。另一方面，关于通过构成材料来控制烧成收缩率的技术，现状是尚未充分研究。
此外，改变加压条件、烧成条件等制造条件时以及构成材料的批次发生变化的情况下，一般会产生烧成收缩率变动的问题，每次都需要更换印刷掩模和冲孔(片材的冲裁)数据等。因此，难以大幅改变制造条件，而且对于构成材料大多要设置非常严格的标准。
还有，LTCC基板中，由于玻璃和陶瓷填料的折射率之差大且它们的界面多，因此与氧化铝基板这样的陶瓷基板相比光的反射率更高。但是，作为发光元件搭载用基板，要求具有更高的反射率的基板。
一直以来，为了提高玻璃陶瓷基板的反射率，研究了使其含有具有比氧化铝更高的折射率的陶瓷填料(高折射率填料)的方法。但是，含有高折射率填料的玻璃陶瓷基板与含有氧化铝和氧化硅(SiO2)等填料的玻璃陶瓷基板相比烧结性较差，因此无法增大高折射率填料的含量，或者玻璃的组成受到很大限制。因此，存在设计的自由度减小的问题。于是，为了能从较大的范围内选择玻璃组成，要求开发出使用与玻璃的烧结性良好的氧化铝填料等来提高光的反射率的技术。
作为使用长宽比高的具有扁平形状的粒子作为陶瓷填料的玻璃陶瓷基板，以往提出了如下所示的技术方案。即，提出了一种玻璃陶瓷基板的制造方法，该方法中，对由玻璃粉末和包含扁平粒子的填料形成的生片以扁平粒子与面方向平行地取向的状态进行烧成。(例如参照专利文献1)
但是，利用专利文献1记载的方法，无法得到具有足以作为发光元件搭载用基板的高反射率的基板。即，虽然以扁平粒子的形式使用由氧化物形成的陶瓷粉末或金属粉末，但作为陶瓷粉末使用的是长宽比为5左右的陶瓷粉末，含有具有这种程度的长宽比的填料的基板无法实现高反射率。
此外，虽然也使用具有比上述陶瓷粉末更高的长宽比的金属填料(例如铝填料)，但由于下述原因，含有金属填料的基板无法得到高反射率。即，金属(例如铝)具有在反射光时吸收入射光的一部分的性质。此外，已知如下现象：一般来说，光入射到含有填料的玻璃基板时，在直至从基板反射为止的过程中会在玻璃和填料的界面上发生多次反射。因此，含有金属铝作为金属填料的基板中，入射的光的大部分在多次反射时被金属填料吸收，所以从基板发出的反射光大幅减少，反射率降低。
此外，提出了一种玻璃陶瓷基板，该基板中，使长宽比为4以上的陶瓷填料分散在玻璃和/或玻璃结晶而成的基质中，从而提高导热系数(散热性)。(例如参照专利文献2)
但是，专利文献2记载的玻璃陶瓷基板中，由于分散含有长宽比为10以下的陶瓷填料，因此也无法实现足够高的反射率。
还提出了一种高反射率的光反射体，该光反射体是含有玻璃和陶瓷粒子(包含长宽比为3以上的陶瓷粒子)的玻璃陶瓷基板，玻璃陶瓷的结晶度为50％以上。(例如参照专利文献3)
但是，专利文献3记载的光反射体通过在烧成过程中使玻璃结晶而产生微细的晶体来实现高反射率，用结晶玻璃的粉末来制造。而且，使用结晶玻璃的粉末来使其稳定地发生结晶是很困难的，因此依赖于玻璃的结晶的高反射体存在反射率的偏差大的问题。此外，对晶体势(日文：結晶化ポテンシヤル)很高的基板进行烧成时，基板的端部可能会发生翘曲。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平09-071472号公报
专利文献2：日本专利特开2002-111210号公报
专利文献3：日本专利特开2007-121613号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是为了解决上述问题而完成的发明，其目的是提供一种发光元件搭载用基板，该发光元件搭载用基板中，基板的面方向的烧成收缩率低，且可任意地控制烧成时的平面收缩率，而且减少了透过基板而漏到入射方向以外(即出射)的光，提高了反射率。本发明的目的特别在于提供一种能在15.0％以下的范围内进行平面收缩率的控制的发光元件搭载用基板。此外，本发明的目的还在于提供使用上述发光元件用基板的高发光亮度的发光装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的发光元件搭载用基板是玻璃陶瓷基板，该玻璃陶瓷基板由包含玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物的烧结体构成，不含构成所述填料的陶瓷以外的晶体，所述填料是由氧化物形成的平均长宽比为25以上的扁平状的陶瓷填料，其特征在于，
所述陶瓷填料与所述基板的面方向平行地取向，可见光区域的整个区域内的光(具体是指400～700nm的波长范围内的光)的反射率在厚度为300μm的条件下为84％以上。
较好是所述陶瓷填料的平均长径为1μm以上5μm以下。此外，较好是所述扁平状的陶瓷填料的平均长宽比为25以上200以下。此外，较好是所述玻璃陶瓷组合物中的所述陶瓷填料的配比为30～60体积％。此外，较好是所述玻璃陶瓷组合物中，所述陶瓷填料的配比为30～60体积％，玻璃粉末的配比为40～70体积％。此外，较好是所述玻璃陶瓷组合物中，所述玻璃粉末是非结晶玻璃。这里所说的非结晶玻璃是指在与所述陶瓷填料共烧时不会结晶。还有，较好是将构成所述玻璃粉末的玻璃的折射率设为a、将构成所述填料的陶瓷的折射率设为b时，b-a的绝对值为0.15以上。还有，较好是所述陶瓷填料的(平均长宽比×含有比例×与玻璃的折射率之差)/平均长径的值为130以上，所述含有比例的单位是体积％，所述平均长径的单位是μm。
本发明的发光装置的特征在于，包括上述的本发明的发光元件搭载用基板和搭载于所述发光元件搭载用基板的发光元件。
发明的效果
根据本发明，通过使用由氧化物类陶瓷形成的平均长宽比为25以上的扁平状的填料，以与基板的面方向平行地取向的状态含有该扁平状的陶瓷填料，可提高发光元件搭载用基板对可见光区域的光的反射率，能在发光元件搭载用基板的厚度为300μm的条件下实现84％以上的高反射率。而且，通过在该发光元件搭载用基板上搭载发光元件，可获得高亮度且特性良好的发光装置。
附图的简单说明
图1是模式地表示构成本发明的发光元件搭载用基板的玻璃陶瓷的厚度方向的微细结构的纵剖视图。
图2是表示本发明的发光装置的一例的剖视图。
实施发明的方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
本发明的发光元件搭载用基板由玻璃陶瓷构成，该玻璃陶瓷是包含玻璃粉末和平均长宽比为25以上的扁平状(即薄片状)的陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物的烧结体。扁平状的陶瓷填料的平均长宽比的上限较好为200以下，更好为100以下。如果平均长宽比过大，则扁平填料的厚度变薄，因此在制造浆料时的球磨机混合操作过程中可能会被陶瓷球粉碎。此外，如果长宽比过大，则表面积增大且容易发生粒子间相互作用的扁平面的比例增多，因此在制造浆料时难以使填料均匀地分散。因此，生片发生组成的偏离，难以使膜厚均匀，可能会对后续的LTCC制造工序带来障碍。
该玻璃陶瓷10如图1所示，含有玻璃1和分散在玻璃1中的扁平状的陶瓷填料2。扁平状的陶瓷填料2以使其长径与基板的面方向(图中以箭头表示)平行地取向的状态含有。
本发明中，长宽比是指如图1所示将扁平状的填料粒子2的长径(将扁平面设为xy平面，例如x轴方向的直径)除以厚度(与扁平面垂直的z轴方向的长度)而得的值。本发明中，使用该具有长宽比平均为25以上的扁平的薄片形状的陶瓷填料2。此外，也可以将多种扁平状的陶瓷填料混合使用，此时，将各陶瓷填料的长宽比乘以其存在比例而得的值求和，将由此求得的值作为平均长宽比。
本发明的玻璃陶瓷中，不含构成填料的陶瓷以外的晶体的含义是：几乎不生成来自玻璃粉末的玻璃组成且在烧成时从玻璃析出的晶体。即，其含义是：与陶瓷填料共烧时，玻璃粉末起到非结晶性玻璃的作用。玻璃陶瓷10的结晶度和晶体的种类可通过测定XRD(X射线衍射)来考察。例如其含义是：测得的XRD图谱中，将来自填料的陶瓷的峰的最高强度(绝对值)设为100时，不出现具有绝对值为10以上的强度的来自玻璃的峰。如上所述，由于烧成时几乎不生成来自玻璃组成的晶体，因此不易发生烧结不足。此外，由于烧成时不产生玻璃陶瓷的热膨胀系数的变化，因此基板不易发生翘曲等不良现象。还有，几乎不生成来自玻璃组成的晶体就意味着玻璃陶瓷中的玻璃的量不会减少，因此可增加能稳定地提高反射率的扁平填料的导入量。
本发明的玻璃陶瓷基板中，因为使用了平均长宽比为25以上的扁平状的陶瓷填料2，以该陶瓷填料2的长径与基板的面方向平行地取向的状态含有该陶瓷填料2，所以能在厚度为300μm的条件下在可见光区域的光(波长400～700nm)的整个区域内实现84％以上的极高的反射率。即，因玻璃和陶瓷的折射率的差异，从基板上方入射至基板内部的光在玻璃1和陶瓷填料2的界面上反复进行反射或折射。本发明的玻璃陶瓷基板中，因为具有长宽比为25以上的极高的扁平形状的陶瓷填料2与基板的面方向平行地取向而分散，所以与分散含有长宽比更小的陶瓷填料的基板相比，入射光与玻璃和陶瓷的界面碰撞的次数增多。由于该界面上的碰撞(即反射或折射)次数的增多，在厚度方向上透过基板而漏到上方以外(即出射)的光减少。因此，可增大返回至基板上方的反射光量。
此外，如下所述，本发明的玻璃陶瓷基板的烧成时的面方向的收缩得到抑制，因此可实现高尺寸精度。此外，通过调整陶瓷填料的含量和平均长宽比，可任意地控制烧成时的平面收缩率。其原因在于，针对改变加压条件、烧成条件等制造条件时以及材料的批次发生变化的情况下产生的烧成收缩率变动的问题，可迅速且准确地施以对策，这对于玻璃陶瓷基板的制造非常好。
作为构成本发明的玻璃陶瓷基板的陶瓷填料2，例如有氧化铝、氧化硅、云母、氧化锆、勃姆石、滑石之类的氧化物类陶瓷等。使用具有平均长宽比为25以上的扁平形状的陶瓷填料。氧化物类陶瓷填料2的平均长宽比小于25时，可能难以实现足以作为发光元件搭载用基板的高反射率(即在基板厚度为300μm的条件下为84％以上)。此外，陶瓷填料2在玻璃陶瓷基板中所占的比例较好为30体积％～60体积％。还可以将具有多种长宽比的陶瓷填料2混合。此外，氧化物类陶瓷填料与金属填料相比，与玻璃的烧结性更好，因此可进一步增大陶瓷填料的含量。因此，具有不易受到玻璃组成的限制的优点。
此外，也可以将以上述陶瓷填料为代表的扁平状的陶瓷填料2的一部分置换成Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、MgO、富铝红柱石、AlN、Si3N4、SiC、镁橄榄石等非扁平的平均长宽比小于25的粒状的填料。粒状的填料的置换量较好是最多占到整个玻璃陶瓷基板的20体积％的量。
还有，为了得到高反射率，陶瓷填料2的长径的平均值较好为1μm以上5μm以下。可以含有长径小于1μm的陶瓷填料，其含量至多为整个玻璃陶瓷基板的20体积％。超过20体积％时，因表面积的增大而导致烧成时玻璃的流动性下降，烧结性可能会变差。此外，可以含有长径大于5μm的陶瓷填料，其含量至多为整个玻璃陶瓷基板的20体积％。超过20体积％时，由于陶瓷填料和玻璃的界面减少，因此反射率降低。此外，扁平状的陶瓷填料所具有的烧成时的平面方向的约束力减弱，可能无法期待降低烧成收缩率的效果。
构成本发明的玻璃陶瓷基板的玻璃1只要是与陶瓷填料共烧时在烧成温度范围内不易生成晶体的组成即可，并不限定于此。欲使用大量生成晶体的结晶玻璃、利用晶体部分和非晶体部分的界面上产生的折射率差来实现高反射的情况下，在烧成时难以稳定地析出晶体，因此所得基板的反射率可能会产生很大偏差，难以稳定地获得高反射率。此外，基板可能会发生翘曲。此外，构成本发明的玻璃陶瓷基板的玻璃1和陶瓷填料2的折射率差较好为0.15以上。即，将由所述玻璃粉末形成的玻璃的折射率设为a、将陶瓷填料的折射率设为b时，｜b-a｜(b-a的绝对值)较好为0.15以上，更好为0.17以上，进一步更好为0.19以上。玻璃和陶瓷填料的折射率差小于0.15时，界面上的散射程度降低，因此难以实现高反射率。
作为这样的玻璃，可例举氧化铝硼硅酸盐玻璃、更好是SiO2-B2O3-Al2O3-MO系(M：碱土金属)玻璃。为了实现高反射率，较好是玻璃和陶瓷的折射率差大。玻璃的折射率可用阿本(APPEN)系数算出。包含碱金属的硅酸盐玻璃中的各成分的加合性因子(系数)示于表1。(出处：A．A．APPEN：玻璃的化学，日苏通信社(日ソ通信社)(1974)PP.318)
[表1]
  加合性因子
  SiO2   1．46～1.48
  B2O3   1.46～1.71
  Al2O3   1．52
  MgO   1．61
  CaO   1．73
  SrO   1．78
  Na2O   1.59
  K2O   1.58
  TiO2   2.13
  ZrO2   2.20
  LiO   1.70
  ZnO   1．71
从制造折射率低的玻璃的角度考虑，作为玻璃的网络形成成分的SiO2和B2O3以及提高玻璃的稳定性、化学耐久性和强度的Al2O3必须含有一定比例以上。SiO2+B2O3+Al2O3的总含量较好为57摩尔％以上，更好为62摩尔％以上，进一步更好为67摩尔％以上。
本发明中使用的玻璃粉末的玻璃组成中，为了提高玻璃的稳定性并降低玻璃熔融温度和玻璃化温度(Tg)，较好是添加10～35摩尔％的碱土金属氧化物。碱土金属氧化物的含量低于10摩尔％时，玻璃熔融温度可能会变得过高。另一方面，碱土金属氧化物的含量高于35摩尔％时，玻璃的折射率提高，玻璃和陶瓷填料(例如氧化铝填料)的折射率差减小，因此无法期待高反射率。碱土金属氧化物的含量较好为15～30摩尔％，更好为20～30摩尔％。
为了降低玻璃化温度(Tg)而添加的K2O、Na2O等碱金属氧化物可添加0～10摩尔％。这些碱金属氧化物与碱土金属氧化物相比，提高折射率的程度明显更低，因此从制造低折射率的玻璃的角度考虑，较好是含有。但是，K2O和Na2O的总含量高于10摩尔％时，化学耐久性、特别是耐酸性可能会下降，电绝缘性也可能下降。K2O和Na2O的总含量较好为1～8摩尔％，更好为1～6摩尔％。
为了与碱土金属氧化物同样地降低软化点，可添加ZnO、TiO2、SnO。但是，这些成分与其它添加成分相比，提高折射率的程度更高，因此较好是将添加量控制在20摩尔％以下。
还有，玻璃并不局限于仅由上述成分形成的玻璃，也可以在满足与陶瓷填料的折射率差等各特性的范围内包含其他成分。包含其他成分的情况下，其他成分的总含量较好是在10摩尔％以下。
本发明的实施方式的发光元件搭载用基板、即玻璃陶瓷基板可如下所述制造。首先，在包含玻璃粉末和平均长宽比为25以上的扁平状的陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物中添加粘合剂和根据需要采用的增塑剂、溶剂、均化剂、分散剂等，调制成浆料。将该浆料通过刮刀法等成形为片状并使其干燥，从而制成生片。
玻璃粉末可通过如下方法获得：按照成为上述组成的玻璃的条件掺合、混合玻璃原料，通过熔融法制造玻璃，将该玻璃通过干式粉碎法或湿式粉碎法粉碎。湿式粉碎法的情况下，较好是使用水作为溶剂。粉碎可以使用例如辊式粉碎机、球磨机、喷射磨等粉碎机进行。
玻璃粉末的粒径较好是50％粒径(D50)为0.5μm以上3μm以下。玻璃粉末的50％粒径小于0.5μm时，玻璃粉末容易凝集，不仅处理变得困难，而且难以使其均匀地分散。另一方面，玻璃粉末的50％粒径大于3μm时，可能会发生玻璃软化温度的上升或烧结不足。粒径的调整例如可以通过在粉碎后根据需要进行分级来完成。还有，本说明书中所示的粉末的粒径是采用基于激光衍射-散射法的粒径测定装置(日机装株式会社(日機装社)制，商品名:MT3100II)测得的值。
将扁平状的陶瓷填料和所述玻璃粉末按照陶瓷填料的比例为30体积％以上60体积％以下的条件掺合、混合，从而可得到玻璃陶瓷组合物。陶瓷填料的更优选的配比是35体积％以上55体积％以下的范围。陶瓷填料的配比低于30体积％时，所得的玻璃陶瓷基板中，入射至基板内的光与玻璃和陶瓷的界面的碰撞次数不足，因此难以获得高反射率。此外，也无法充分抑制烧成时的基板的面方向的收缩。陶瓷填料的配比高于60体积％时，玻璃的配比过少，因此存在烧结性变差的不良情况。该玻璃陶瓷组合物中，玻璃粉末的配比较好是在40体积％以上70体积％以下的范围内，玻璃粉末的更优选的配比是40体积％以上60体积％以下的范围。玻璃粉末的配比低于40体积％时，玻璃的量过少而烧结不足，可能会使基板强度降低，而且表面粗糙度增大，因而与LED芯片的界面上的接触热阻增大，因此不理想。另一方面，玻璃粉末的配比高于70体积％时，玻璃和陶瓷的界面减少，因而入射光透过基板背面的比例增大，可能无法实现高反射率，因此不理想。
通过向该玻璃陶瓷组合物中添加粘合剂以及根据需要采用的溶剂(有机溶剂)、增塑剂等，可获得浆料。
作为粘合剂，可以优选使用例如聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂等。作为增塑剂，可以使用例如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯等。此外，作为溶剂，可以使用甲苯、二甲苯、丁醇等芳香族类或醇类的有机溶剂。优选混合使用芳香族类溶剂和醇类溶剂。另外，还可以并用分散剂或均化剂。
浆料的组成例如为：固体成分(玻璃粉末+陶瓷填料)54.1质量％、有机溶剂(甲苯、二甲苯、异丙醇(2-丙醇)和2-丁醇的混合溶剂)36.5质量％、分散剂0.8质量％、增塑剂3.2质量％、作为粘合剂的树脂5.4质量％。
制备浆料时，根据需要在有机溶剂中混合均化剂和分散剂，在所得混合溶剂中添加玻璃粉末和平均长宽比为25以上的陶瓷填料，用以ZrO2为介质的球磨机搅拌。向其中添加使作为粘合剂的树脂溶解于有机溶剂而成的介质，用带螺旋桨的搅拌棒搅拌后，用筛网过滤器过滤。一边抽真空一边搅拌，从而能将封闭在内部的气泡脱泡。
将玻璃粉末和扁平状的陶瓷填料等在有机溶剂中用球磨机搅拌、混合的工序中，可能会发生陶瓷填料的开裂。但是，陶瓷填料的平均长径为5μm以下，远小于搅拌、粉碎用的球的直径，因此可以认为，当球之间发生碰撞时，陶瓷填料进入球的间隙等，粉碎的概率极低。因此，在使玻璃粉末和扁平状的陶瓷填料分散在有机溶剂中的混合时间内，几乎不会发生陶瓷填料开裂而长宽比减小的情况。
下述实施例中，添加平均长宽比为最大值(70)的氧化铝填料，用球磨机进行搅拌、粉碎，调制成浆料。然后，用SEM(扫描型电子显微镜)观察烧成后得到的基板的剖面，结果氧化铝填料未见开裂，氧化铝粒子维持着高长宽比。
接着，将所得浆料用例如刮刀涂布在涂布有脱模剂的PET膜上，成形为片材并使其干燥，从而制成生片。如上所述制造的生片中，所述扁平状的陶瓷填料的长径方向与面方向平行地取向，认为其原因如下所述。即，用刮刀法涂布时，包含玻璃粉末和陶瓷填料等的浆料通过由刮刀装置的刀片部的前端和膜的表面形成的间隙，因此浆料的流动(流线)顺着膜的搬运方向。此时，分散在浆料中的陶瓷填料也顺着浆料的流动通过所述间隙。因此，生片内的陶瓷填料的扁平面的方向与片材的面方向平行地取向。
生片上可以形成未烧成的布线图案或层间连接用导体、外部电极端子等。未烧成的布线图案或外部电极端子的形成方法无特别限定，可通过用丝网印刷法涂布导体糊料来进行。此外，未烧成的层间连接用导体可通过如下方法形成：在生片上通过冲孔(冲裁)等方法形成层间连接用的孔(通孔)，通过丝网印刷在孔内填充导体糊料。作为导体糊料，可以使用例如在以铜、银、金、铝等为主要成分的金属粉末中添加乙基纤维素等介质以及根据需要采用的溶剂等制成糊状而得的糊料。
接着，将多块所述生片对齐并重叠后，通过热压接将其一体化。然后，进行用于分解除去粘合剂等的脱脂后，进行烧成，使玻璃陶瓷组合物烧结。由此得到发光元件搭载用的玻璃陶瓷基板。
脱脂例如可通过在500℃以上600℃以下的温度下保持1小时以上10小时以下来进行。脱脂温度低于500℃或脱脂时间少于1小时的情况下，可能无法充分分解除去粘合剂等。另一方面，如果脱脂温度为600℃左右且脱脂时间为10小时左右，则可以充分地除去粘合剂等，超出该时间，反而可能使生产性等下降。
烧成例如可以在850℃以上900℃以下的温度下保持20分钟以上60分钟以下来进行，特别好是在860℃以上880℃以下的温度下进行。烧成温度低于850℃或烧成时间少于20分钟时，可能无法获得致密的烧结体。如果烧成温度为900℃左右且烧成时间为60分钟左右，则可以获得足够致密的产物，如果超出该范围，反而可能使生产性等下降。此外，使用含有以银为主要成分的金属粉末的导体糊料时，如果烧成温度高于900℃，则过度软化，因此可能无法维持规定的形状。
如果以所述扁平状的陶瓷填料与生片的面方向平行地取向的状态进行烧成，则陶瓷填料的取向保持原状，只有玻璃粉末熔融。此时，虽然熔融的玻璃会填入陶瓷填料间的间隙，但由于与面方向平行地取向的陶瓷填料的面方向的动作受到约束，因此陶瓷填料间的面方向的间隙(尺寸)得以保持，只有厚度方向的间隙尺寸减少。因此，在生片烧成时，仅在厚度方向上产生收缩，面方向的收缩得到抑制。由此，即使不施加来自外部的压力，也能降低面方向的烧成收缩率，因此可获得尺寸精度高的玻璃陶瓷基板。
此外，如上所述得到的玻璃陶瓷基板中，由于由氧化物陶瓷形成的平均长宽比为25以上的扁平状的陶瓷填料、较好是平均长宽比为25以上200以下的扁平状的陶瓷填料与基板的面方向平行地取向，因此具有高光反射率。
以上，对本发明的发光元件搭载用基板举出一例进行了说明，但只要不违背本发明的技术思想，可根据需要适当改变其构成。下面，对本发明的发光装置进行说明。
如图2所示，本发明的发光装置20是在所述发光元件搭载用基板11的搭载部搭载发光二极管(LED)芯片之类的发光元件12而构成的。发光元件12用粘接剂13固定于搭载部，发光元件12的电极(省略图示)通过焊丝15与形成在发光元件搭载用基板11上的连接端子14电连接。并且，以覆盖发光元件12和焊丝15的方式设有由树脂等形成的模塑密封层16。符号17表示设于发光元件搭载用基板11背面的外部电极端子，符号18表示将外部电极端子17和所述连接端子14电连接的贯通导体。也可以不使用模塑密封层16，而是用由玻璃等透光性材料形成的盖体进行密封，也可以将模塑密封层16与盖体并用。此外，也可以采用在模塑密封层16中含有荧光体来对由发光元件12发出的光进行波长转换的构成。
根据本发明的发光装置20，通过使用具有高反射率的发光元件搭载用基板11，可使来自发光元件12的发光以高反射率向上方反射，得到高亮度的发光。此外，发光元件搭载用基板11的烧成时的面方向收缩率降低，尺寸精度好，因此可获得特性良好的发光装置。这样的本发明的发光装置20可以很好地用作例如手机或大型液晶显示器等的背光源、汽车用或装饰用的照明或者其他光源。
实施例
下面，基于具体的实施例对本发明的发光元件搭载用基板进行说明。
(实施例1～6)(比较例1～2)
按照以下述氧化物换算的摩尔％表示成为SiO2 58.5摩尔％、B2O3 7.7摩尔％、Al2O3 8.0摩尔％、CaO 19.1摩尔％、K2O 1.5摩尔％、Na2O 1.5摩尔％、MgO 1.6摩尔％、LiO 0.3摩尔％、SrO 1.8摩尔％的组成的玻璃的条件掺合、混合各玻璃原料，将该原料混合物加入铂坩埚，于1550～1600℃使其熔融60分钟后，将熔融状态的玻璃倒出冷却。然后，用氧化铝制球磨机以乙醇为溶剂将该玻璃粉碎20～60小时，得到玻璃粉末。
用热分析装置(默克公司(マツクサイエンス社)制，商品名：TG-DTA2000)以升温速度10℃/分钟的条件测定所得玻璃粉末的玻璃化温度(Tg)，结果Tg为643℃。此外，软化温度(Ts)为811℃。
接着，将该玻璃粉末和作为陶瓷填料的氧化铝填料按照表2所示的比例混合，该氧化铝填料具有表2所示的平均长宽比(A)和平均长径(d)。
实施例1中使用平均长宽比为25且平均长径为2μm的氧化铝填料；实施例2中使用平均长宽比为37.5的氧化铝填料，该填料由平均长宽比为25且平均长径为2μm的氧化铝填料和平均长宽比为50且具有相同的平均长径(2μm)的氧化铝填料以1:1的质量比混合而成；实施例3～5中使用平均长宽比为50且平均长径为2μm的氧化铝填料；实施例6中使用平均长宽比为70且平均长径为5μm的氧化铝填料；比较例1中使用平板长宽比为5且平均长径为2μm的氧化铝填料；比较例2中使用平板长宽比为30且平均长径为10μm的氧化铝填料。
向50g所得的玻璃陶瓷混合粉末(玻璃陶瓷组合物)中分别掺入、混合15g有机溶剂(将甲苯、二甲苯、2-丙醇、2-丁醇以质量比4:2:2:1混合而得的溶剂)、2.5g增塑剂(邻苯二甲酸二-2-乙基己酯)、5g作为粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛(电气化学工业株式会社(デンカ社)制，商品名:PVK#3000K)以及0.5g分散剂(毕克化学公司(ビツクケミ一社)制，商品名:BYK180)，制成浆料。
将该浆料通过刮刀法涂布在PET膜上，干燥后切割，制成厚度为200μm的40mm见方(长40mm×宽40mm)的生片。
接着，将1块或规定块数的多块该生片重叠，于80℃施加10MPa的压力，将其一体化。然后，在烧成炉中于550℃保持5小时而分解除去粘合剂树脂后，于870℃保持30分钟，进行烧成。由此得到用于特性评价的玻璃陶瓷基板。制造评价用基板的过程中，仅对1块生片进行烧成，或者将层叠的生片的块数改为2块、3块，从而分别制成烧成后的基板厚度约为120μm、240μm、360μm的三种厚度的基板。
对于由此得到的评价用基板，测定面方向的尺寸，算出烧成导致的面方向的收缩率。
此外，对于各厚度的评价用基板，用海洋光学公司(オ一シヤンオプテイクス社)制的分光器USB2000和小型积分球ISP-RF测定整个可见光区域的光(400-700nm)的反射率。使用硫酸钡作为参比，将涂布有硫酸钡的面的反射率设为100％进行计算。然后，将所得的反射率的测定值相对于评价用基板的厚度作图，对该图进行线性内插，从而算出评价用基板的厚度为300μm时的反射率。
还测定了构成评价用基板的玻璃陶瓷的XRD。然后，根据所得的XRD图谱，考察将来自填料的氧化铝的峰的最高强度(绝对值)设为100时具有绝对值为10以上的强度的来自玻璃的峰，算出玻璃的结晶度。此外，计算了如下所示的参数P的值。参数P=(氧化铝填料的平均长宽比(A)×氧化铝填料的配比(c)(体积％)×氧化铝填料和玻璃的折射率差)/氧化铝填料的平均长径(d)(μm)
构成填料的氧化铝的折射率为1.76，玻璃的折射率的计算值为1.55，因此求得氧化铝填料和玻璃的折射率差为0.21，将其作为所述P值。由此算出的基板的反射率和烧成时的面方向的收缩率以及根据XRD图谱求得的玻璃的结晶度分别示于表2。
[表2]
Figure BDA00001885563300151
由表2可知，使用平均长宽比为25以上的扁平状的氧化铝填料、以与基板的面方向平行地取向的状态含有该氧化铝填料的实施例1～6的玻璃陶瓷基板，与使用平均长宽比小于25的扁平状的氧化铝填料的比较例1的玻璃陶瓷基板及使用平均长径大至10μm的氧化铝填料的比较例2的玻璃陶瓷基板相比，可见光区域的光的反射率大幅提高，在厚度为300μm的条件下具有84％以上的极高的反射率。此外，这些实施例的基板的面方向的烧成收缩率降低。由玻璃的结晶度的测定结果可知，实施例1～6的玻璃陶瓷基板几乎不含氧化铝填料以外的晶体。即，实施例1～6的XRD图谱中，将来自氧化铝填料的最大峰的强度设为100时，未观察到来自除此之外的晶体成分的强度为10以上的峰，可以确认未见来自玻璃粉末的晶体。
此外还确认，烧成时的平面收缩率根据氧化铝含量、氧化铝填料的平均长宽比等的不同而呈线性变化，可以在某个范围内任意地控制平面收缩率。
产业上利用的可能性
根据本发明，通过使用由氧化物类陶瓷形成的平均长宽比为25以上的扁平状的填料，以与基板的面方向平行地取向的状态含有该扁平状的陶瓷填料，可提高发光元件搭载用基板对可见光区域的光的反射率，能在发光元件搭载用基板的厚度为300μm的条件下实现84％以上的高反射率。而且，通过在该发光元件搭载用基板上搭载发光元件，可获得高亮度且特性良好的发光装置。
另外，这里引用2010年2月5日提出申请的日本专利申请2010-024630号的说明书、权利要求书、附图以及摘要的全部内容作为本发明的揭示。
符号的说明
1…玻璃
2…陶瓷填料
10…玻璃陶瓷
11…发光元件搭载用基板
12…发光元件
15…焊丝
16…模塑密封层
20…发光装置

Claims (9)

1.一种发光元件搭载用基板，该基板是玻璃陶瓷基板，该玻璃陶瓷基板由包含玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物的烧结体构成，不含构成所述填料的陶瓷以外的晶体，所述填料是由氧化物形成的平均长宽比为25以上的扁平状的陶瓷填料，其特征在于，
所述陶瓷填料与所述基板的面方向平行地取向，可见光区域的光的反射率在厚度为300μm的条件下为84％以上。
2.如权利要求1所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述扁平状的陶瓷填料的平均长径为1μm以上5μm以下。
3.如权利要求1或2所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述扁平状的陶瓷填料的平均长宽比为25以上200以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述玻璃陶瓷组合物中，所述陶瓷填料的配比为30～60体积％。
5.如权利要求1～4中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述玻璃陶瓷组合物中，所述陶瓷填料的配比为30～60体积％，玻璃粉末的配比为40～70体积％。
6.如权利要求1～5中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，由包含玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物的烧结体构成，所述玻璃粉末由非结晶玻璃形成，所述填料是由氧化物形成的平均长宽比为25以上的扁平状的陶瓷填料。
7.如权利要求1～6中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，将所述玻璃的折射率设为a、将构成所述陶瓷填料的陶瓷的折射率设为b时，b-a的绝对值为0.15以上。
8.如权利要求1～7中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述陶瓷填料的(平均长宽比×配比×与玻璃的折射率之差)/平均长径的值为130以上，所述配比的单位是体积％，所述平均长径的单位是μm。
9.一种发光装置，其特征在于，包括：
权利要求1～8中任一项所述的发光元件搭载用基板；
搭载于所述发光元件搭载用基板的发光元件。
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