CN103635611A - 绝缘反射基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种绝缘反射基板，所述绝缘反射基板能够提供具有优异的绝缘性和优异的扩散反射率的发光元件。本发明的绝缘反射基板(1)包括铝层(2)和设置在所述铝层(2)的表面上的氧化铝层(3)。所述的氧化铝层(3)具有80μm至300μm的厚度(包括端点)，并且所述氧化铝层(3)在所述氧化铝层的表面中具有各自具有开口的大凹坑(4)。所述大凹坑(4)具有大于1μm但30μm以下的平均开口直径和80μm以上但小于所述氧化铝层(3)的厚度的平均深度。两个大凹坑(4)之间的平均距离是10μm以上但小于所述氧化铝层(3)的厚度。所述大凹坑(4)的开口的总面积与所述氧化铝层(3)的表面积的比率为10％至40％(包括端点)。每个大凹坑(4)具有小凹坑(5)，所述小凹坑在所述大凹坑(4)的内表面中各自具有开口，并且所述小凹坑(5)具有5-1,000nm的平均开口直径。

Description

绝缘反射基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种可以在发光元件中使用的绝缘反射基板，并且更具体地涉及一种可以在发光二极管(在下文中称为“LED”)中使用的绝缘反射基板及其制造方法。

背景技术

据称，LED通常使用在荧光灯中消耗电力的百分之一并具有荧光灯寿命四十倍的寿命(40,000小时)。包括省电和更长的寿命的特性，是在重视环境的社会中采用LED所依据的重要因素。

特别是，白光LED还具有包括优异的显色性和相比于荧光灯更简单的电源回路的优点，因此对于它们在照明光源中的应用的期待正在上升。

近来，具有作为照明光源所需的高发光效率(30至150Lm/W)的白光LED在市场上不断出现，且在实际应用中，在光利用效率上取代了荧光灯(20至110Lm/W)。

这急剧加速了取代荧光灯的白光LED的实际应用的趋势，并且在液晶显示器件中采用白光LED用于背光和照明光源的情形的数量日益增加。

作为可以在如上所述的白光LED中使用的基板，专利文献1描述了″一种光反射基板，所述光反射基板至少包括：绝缘层；和与所述绝缘层接触设置的金属层，其中光在大于320nm且不大于700nm的波长范围内的全反射率不小于50％，并且光在300nm至320nm的波长范围内的全反射率不小于60％(权利要求1和12)。

引用列表

专利文献

专利文献1：WO 2010/150810

发明概述

技术问题

本发明的发明人对专利文献1中描述的光反射基板进行了研究并且作为结果发现该光反射基板具有足够的绝缘性和反射率，但所使用的LED依赖于铝基板的表面形状可能具有减少的扩散反射率并且难以代替荧光灯使用。

因此，本发明的目标在于提供一种能够提供具有优异的绝缘性和高扩散反射率两者的发光器件的绝缘反射基板及其制造方法，以及使用所述绝缘反射基板的电路板和发光器件。

解决问题的方式

本发明的发明人进行深入的研究以实现以上目标，并且作为结果发现，通过使用具有特定的大凹坑和小凹坑的氧化铝层作为绝缘层，可以同时获得优异的绝缘性和高扩散反射率，并且从而完成了本发明。

具体地，本发明提供以下(1)至(8)。

(1)一种绝缘反射基板，所述绝缘反射基板包括：

铝层和在所述铝层的表面上形成的氧化铝层，

其中所述氧化铝层具有80μm以上但至多300μm的厚度；

其中所述氧化铝层具有大凹坑，所述大凹坑的开口存在于在所述氧化铝层的表面处，

其中所述大凹坑具有大于1μm但至多30μm的平均开口尺寸，

其中所述大凹坑具有80μm以上但小于所述氧化铝层的厚度的平均深度，

其中所述大凹坑之间的平均距离为10μm以上但小于所述氧化铝层的厚度，

其中所述大凹坑的所述开口的总面积与所述氧化铝层的表面积的比率为10％以上但至多40％，

其中所述大凹坑具有小凹坑，所述小凹坑的开口存在于所述大凹坑的内表面处，并且

其中所述小凹坑具有5至1,000nm的平均开口尺寸。

(2)根据(1)所述的绝缘反射基板，其中所述氧化铝层的厚度与所述铝层的厚度之间的比率(氧化铝层/铝层)为0.6至5.0。

(3)根据(1)或(2)所述的绝缘反射基板，其中所述绝缘反射基板是在LED发光器件的其上观察发光的那一侧上形成的基板。

(4)一种制造绝缘反射基板的方法，所述方法包括以下步骤：

对铝基板从其表面在深度方向上延伸的部分进行阳极氧化处理，以获得所述绝缘反射基板，所述绝缘反射基板包括铝层和在所述铝层的表面上形成的氧化铝层，

其中所述铝层是所述铝基板的未经历所述阳极氧化处理的残留部分，

其中所述氧化铝层是通过所述阳极氧化处理从所述铝基板形成的阳极氧化膜，

其中所述铝基板具有80μm以上的厚度，

其中所述铝基板具有大凹坑，所述大凹坑的开口存在于所述铝基板的表面处，

其中所述大凹坑具有大于1μm但至多30μm的平均开口尺寸，

其中所述大凹坑具有80μm以上但小于所述铝基板的厚度的平均深度，

其中所述大凹坑之间的平均距离为10μm以上但小于所述铝基板的厚度，并且

其中所述大凹坑的所述开口的总面积与所述铝基板的表面积的比率为10％以上。

(5)根据(4)所述的制造绝缘反射基板的方法，其中所述铝层和所述氧化铝层的总厚度与所述铝基板的厚度的比率为90至100％。

(6)根据(4)或(5)所述的制造绝缘反射基板的方法，其中通过对所述铝基板进行盐酸电解而形成所述大凹坑。

(7)一种电路板，所述电路板包括：

根据(1)至(3)中的任一项所述的绝缘反射基板；和

金属互连层，所述金属互连层在所述绝缘反射基板的其上形成有绝缘层的那一侧上形成在所述绝缘反射基板的上部。

(8)一种白光LED发光器件，所述白光LED发光器件包括：

根据(7)所述的电路板；

蓝光LED发光器件，所述蓝光LED发光器件在所述电路板的其上形成有所述金属互连层的那一侧上设置在所述电路板的上部；和

荧光发光体，所述荧光发光体至少设置在所述蓝光LED发光器件的上部。

本发明的有益效果

如后面将描述的，本发明可以提供一种能够提供具有优异的绝缘性和高扩散反射率两者的发光器件的绝缘反射基板及其制造方法，以及使用所述绝缘反射基板的电路板和发光器件。

因此，可以有益地使用本发明的发光器件代替荧光灯并且因此是有用的。

根据本发明的制造绝缘反射基板的方法是极其有用的，因为可以在约3至4小时内形成具有约100μm的膜厚度的氧化铝层(阳极氧化膜)。

附图简述

图1是显示本发明的绝缘反射基板的优选实施方案的示意性局部截面图。

图2是用于计算相邻的大凹坑之间的平均距离(L)的示意图。

图3是显示铝基板的优选实施方案的示意性局部截面图。

图4是可以在本发明的绝缘反射基板的制造中用于进行阳极氧化处理的阳极氧化装置的示意图。

图5是显示本发明的白光LED发光器件的构造的实例的示意性截面图。

图6是显示在比较例3中的绝缘反射基板的制造中可以用于进行电化学砂目化处理的交流电波形的图。

图7是显示在比较例3中的绝缘反射基板的制造中采用交流电的电化学砂目化处理中的径向电解池的示意图。

实施方案详述

[绝缘反射基板]

接下来，详细描述根据本发明的绝缘反射基板。

本发明的绝缘反射基板是这样一种绝缘反射基板，所述绝缘反射基板包括：铝层和在所述铝层的表面上形成的氧化铝层，其中所述氧化铝层具有80μm以上但至多300μm的厚度；其中所述氧化铝层具有大凹坑，所述大凹坑的开口存在于在所述氧化铝层的表面处，其中所述大凹坑具有大于1μm但至多30μm的平均开口尺寸，其中所述大凹坑具有80μm以上但小于所述氧化铝层的厚度的平均深度，其中所述大凹坑之间的平均距离为10μm以上但小于所述氧化铝层的厚度，其中所述大凹坑的开口的总面积与所述氧化铝层的表面积的比率为10％以上但至多40％，其中所述大凹坑具有小凹坑，所述小凹坑的开口存在于所述大凹坑的内表面处，并且其中所述小凹坑具有5至1,000nm的平均开口尺寸。

接下来，参考图1描述本发明的绝缘反射基板的整体构造。

图1是显示本发明的绝缘反射基板的优选实施方案的示意性局部截面图。

如图1中给出的，根据本发明的绝缘反射基板1包括铝层2和形成在铝层2的表面上的氧化铝层3。

如图1中给出的，氧化铝层3还包括满足特定平均开口尺寸的大凹坑4和小凹坑5，所述小凹坑5的开口在氧化铝层3的表面和大凹坑4的内表面处并且满足特定平均开口尺寸。

下面分别详细描述铝层和氧化铝层的材料和尺寸。

[铝层]

对可以在本发明的绝缘反射基板中使用的铝层没有特别地限定，条件是它是主要由铝组成的金属层。然而，在防止归因于后面描述的氧化铝层形成所致的缺陷的方面，铝层优选为在通过对铝基板从其表面在深度方向上延伸的部分进行阳极氧化处理而形成氧化铝层之后的铝基板的残留部分。

在本发明的绝缘反射基板中，对铝层的厚度没有特别地限定，并且为优选0.1至2.0mm并且更优选0.2至1.0mm。

在使用本发明的绝缘反射基板的电路板的良好的耐电压性(绝缘性)的方面，后面描述的氧化铝层的厚度与铝层的厚度之间的比率(氧化铝层/铝层)优选为0.6至5.0，并且在绝缘性与热导率(热散逸性)之间良好的平衡的方面，更优选为1.0至2.0。

[氧化铝层]

对可以在本发明的绝缘反射基板中使用的氧化铝层没有特别地限定，条件是它是主要由氧化铝组成的绝缘层。然而，如上所述，在防止归因于氧化铝层形成所致的缺陷的方面，氧化铝层优选为通过对铝基板从其表面在深度方向上延伸的部分进行阳极氧化而形成的阳极氧化膜。

在本发明的绝缘反射基板中，氧化铝层的厚度为80μm以上但至多300μm，优选100至300μm并且更优选100至200μn。

上面定义的范围内的氧化铝层的厚度是优选的，因为使用本发明的绝缘反射基板的电路板展现良好的绝缘性，并且后面将描述的根据本发明的制造绝缘反射基板的方法具有可以在短至约3至4小时的时间内形成绝缘反射基板的显著效果。

<大凹坑>

氧化铝层具有大凹坑，所述大凹坑的开口存在于氧化铝层的表面处(参见图1的附图标记4)。

在使用本发明的绝缘反射基板的发光器件的热散逸性和反射率之间的平衡的方面，大凹坑具有大于1μm但至多30μm并且优选2至20μm的平均开口尺寸。

大凹坑具有80μm以上但小于氧化铝层的厚度并且优选150μm以下的平均深度。

大凹坑之间的平均距离为10μm以上但小于氧化铝层的厚度并且优选30μm以下。

在使用本发明的绝缘反射基板的发光器件的热散逸性与反射率之间的平衡的方面，大凹坑的开口的总面积与氧化铝层的表面积的比率(在下文中也称为″开口面积率″)为10％以上但至多40％并且优选10％以上但至多30％。应当注意的是氧化铝层的表面积也包括大凹坑的开口的面积。

大凹坑的平均开口尺寸和平均深度，大凹坑之间的平均距离及其开口面积率可以通过用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察测量。对于后面将描述的在本发明的制造绝缘反射基板的方法中的铝基板中存在的大凹坑也是这样的。

更具体地，大凹坑可以用FE-SEM(由Hitachi，Ltd.制造的S-900)根据下面描述的方法和条件观察。

(大凹坑的平均开口尺寸)

调节显示放大率以使得在用FE-SEM摄取氧化铝层的表面获得的图像的显示区域包括一个或两个可视觉辨别的大凹坑；并且在所调节的放大率下作为数字数据捕获FE-SEM图像并观察。

在所捕获的图像可以确定为大凹坑的凹进处中，凹坑的边缘在x和y方向上指出；计算每个方向上的开口尺寸；并且将在x和y方向上的测量的平均值取做大凹坑的开口尺寸。

重复该过程以测量20个大凹坑的开口尺寸，并且通过算术平均运算计算大凹坑的平均开口尺寸。

(大凹坑的平均深度)

将绝缘反射基板埋在包埋树脂中并且抛光以露出截面表面。

调节显示放大率以使得在用FE-SEM摄取截面表面获得的图像的显示区域包括至少20个可辨别的大凹坑；并且在所调节的放大率下作为数字数据捕获FE-SEM图像并观察。

在所捕获的图像中，测量每个大凹坑从其开口(氧化铝层的表面)的深度并且通过算术平均运算计算大凹坑的平均深度。

(相邻的大凹坑之间的平均距离)

调节显示放大率以使得在用FE-SEM摄取氧化铝层的表面获得的图像的显示区域包括至少20个可辨别的大凹坑；并且在所调节的放大率下作为数字数据捕获FE-SEM图像并观察。

之后，如在下面的式中给出的，从所摄取的图像区域的面积和所测量的大凹坑的数目算术确定相邻的大凹坑之间的间距(L+Da)；并且将大凹坑的平均开口尺寸(Da)从间距(L+Da)减去以确定相邻的大凹坑之间的平均距离(L)。

相邻的大凹坑之间的平均距离(L)＝{Sa/(Np×0.866)}^0.5-Da

其中Sa表示图像区域的面积，Np表示图像区域中的大凹坑的数目，并且Da表示大凹坑的平均开口尺寸。

更加具体地，该式如下得出：

这里如图2中给出的，假设大凹坑密堆积，特定三角形包括对应于阴影(阴影线)部分的大凹坑的一半。

特定三角形的面积St由下式表示：

$\begin{array}{c}\mathrm{St}=1/2\&times;(L+\mathrm{Da})\&times;\{\sqrt{}3\&times;(L+\mathrm{Da})/2\}\\ =\sqrt{}3/4\&times;{(L+\mathrm{Da})}^2\end{array}$

因此，图像区域(面积：Sa)中存在的大凹坑的数目(Np)由下式表示：

$\begin{array}{c}\mathrm{Np}=\mathrm{Sa}/(\mathrm{St}\&times;2)=\mathrm{Sa}/\left[\right\{\sqrt{}3/4\&times;{(L+\mathrm{Da})}^2\}\&times;2]\\ =\mathrm{Sa}\&times;2/\sqrt{}3\&times;{(L+\mathrm{Da})}^{-2}\end{array}$

相邻的大凹坑之间的平均距离(L)可以通过将上式如下变形得到：

$\begin{array}{c}{(L+\mathrm{Da})}^2=\mathrm{Sa}\&times;2/\sqrt{}3/\mathrm{Np}\\ L+\mathrm{Da}={\{\mathrm{Sa}\&times;2/\sqrt{}3/\mathrm{Np}\}}^{0.5}\\ L={\{\mathrm{Sa}\&times;2/\sqrt{}3/\mathrm{Np}\}}^{0.5}-\mathrm{Da}\\ ={\{\mathrm{Sa}/(\sqrt{}3/2\&times;\mathrm{Np})\}}^{0.5}-\mathrm{Da}\\ ={\{\mathrm{Sa}/(0.866\&times;\mathrm{Np})\}}^{0.5}-\mathrm{Da}\end{array}$

(开口面积率)

使用用于确定相邻的大凹坑之间的平均距离的图像使用下式计算开口面积率：

(开口面积率)＝(Np×1/4×Da²×π)/Sa×100(％)

其中Np表示图像区域中的大凹坑的数目，Da表示大凹坑的平均开口尺寸，并且Sa表示图像区域的面积。

<小凹坑>

大凹坑具有小凹坑，所述小凹坑的开口存在于大凹坑的内表面处(参见图1的附图标记5)。

小凹坑具有5至1,000nm的平均开口尺寸，优选10至100nm，并且更优选20至50nm。

通过在大凹坑的内表面带有具有如上面定义的平均开口尺寸的小凹坑，使用本发明的绝缘反射基板的发光器件具有好的扩散反射率。这据推测因为在垂直于基板的平面的方向上形成的孔的数目极大地减少，以使得更容易散射入射光。

在本发明的绝缘反射基板中，不仅大凹坑4的内表面而且氧化铝层3的表面都可以具有如图1中给出的小凹坑。

(小凹坑的平均开口尺寸)

小凹坑的平均开口尺寸可以与大凹坑的测量类似地通过用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察测量。

更具体地，调节显示放大率以使得在通过用FE-SEM摄取氧化铝层的表面获得的图像的显示区域中包括一个或两个可视觉辨别的小凹坑；并且在所调节的放大率作为数字数据捕获FE-SEM图像并观察。

在图像中可以确定为小凹坑的凹进处中，凹坑的边缘在x和y方向上指出；计算每个方向上的开口尺寸；并且将在x和y方向上的测量的平均取做大凹坑的开口尺寸。

重复该过程以测量50个大凹坑的开口尺寸，并且通过算术平均运算计算小凹坑的平均开口尺寸。

[制造绝缘反射基板的方法]

下面详细描述根据本发明的制造绝缘反射基板的方法(在下文中简称为″本发明的制造方法″)。

本发明的制造方法包括以下步骤：对铝基板从其表面在深度方向上延伸的部分进行阳极氧化处理，以获得所述绝缘反射基板，所述绝缘反射基板包括铝层和在所述铝层的表面上形成的氧化铝层，其中所述铝层是所述铝基板的未经历所述阳极氧化处理的残留部分，其中所述氧化铝层是通过所述阳极氧化处理从所述铝基板形成的阳极氧化膜，其中所述铝基板具有80μm以上的厚度，其中所述铝基板具有大凹坑，所述大凹坑的开口存在于所述铝基板的表面处，其中所述大凹坑具有大于1μm但至多30μm的平均开口尺寸，其中所述大凹坑具有80μm以上但小于所述铝基板的厚度的平均深度，其中所述大凹坑之间的平均距离为10μm以上但小于所述铝基板的厚度，并且其中所述大凹坑的开口的总面积与所述铝基板的表面积的比率为10％以上。

下面详细描述铝基板、阳极氧化处理条件等。

[铝基板]

可以使用任意已知的铝基板作为用于在本发明的制造方法中使用的铝基板(原材料)。示例性实例包括纯铝基板；主要由铝构成并含有痕量的其他元素的合金板；由其上已经气相沉积有高纯度铝的低纯铝(例如，循环材料)构成的基板；基板如其表面已经通过如气相沉积或溅射的方法覆盖有高纯度铝的硅晶片、石英或玻璃；以及其上已经层压有铝的树脂基板。

可以存在于合金基板中的其他元素包括硅、铁、铜、锰、镁、铬、锌、铋、镍和钛。合金中其他元素的含量优选不大于10重量％。

对如上所述的铝基板的组成或制备方法(例如，铸造方法)没有特别地限定，并且可以适当地采用专利文献1的第[0031]至[0051]段中描述的组成、制备方法等。

图3是显示铝基板的优选实施方案的示意性局部截面图。

如图3中给出的，铝基板20具有其开口存在于铝基板20的表面处的大凹坑24。

在本发明的制造方法中，对铝基板的厚度没有特别地限定，并且基于与上述本发明的绝缘反射基板中氧化铝层和铝层的厚度的关系，为至少80μm，优选约0.1至约2mm，更优选0.15至1.5mm并且再更优选0.2至1.0mm。

<大凹坑>

铝基板具有大凹坑，所述大凹坑的开口存在于铝基板的表面处(参见图3的附图标记24)。

从在后面要描述的阳极氧化处理中使用的电解液透入凹坑的内部以在大凹坑的内表面形成小凹坑的角度，大凹坑具有大于1μm但至多30μm，并且优选2至20μm的平均开口尺寸。

大凹坑具有80μm以上但小于铝基板的厚度并且优选150μm以下的平均深度。

为了防止归因于后面描述的通过阳极氧化处理形成的氧化铝层的形成所致的缺陷，换言之，为防止铝基板(铝)在大凹坑之间残留，大凹坑在其之间具有10μm以上但小于铝基板的厚度，并且优选30μm以下的平均距离。

大凹坑的开口的总面积与铝基板的表面积的比率(在下文中也称为″开口面积率″)为10％以上，优选10％以上但至多40％，并且更优选10％以上但至多30％。应当注意的是铝基板的表面积也包括大凹坑的开口的面积。

<形成大凹坑的方法>

在本发明的制造方法中，对形成大凹坑的方法没有特别地限定，并且大凹坑可以通过，例如，使用直流电对铝基板进行盐酸电解形成。

(退火处理)

作为盐酸电解之前的预处理，优选将铝基板进行退火处理而结晶。

对退火处理没有特别地限定，并且优选的处理包括将铝基板在120至600℃的温度烘烤。

退火处理时间随烘烤温度变化并且因此不特别地限定。处理时间优选在约5分钟至约50小时的范围内。

(盐酸电解)

对盐酸电解的处理条件没有特别地限定，并且电解液中盐酸的浓度为优选0.2至30g/L。

电解液优选具有5至50℃的温度。

此外，电流密度为优选0.05至20A/dm²。

[阳极氧化处理(形成氧化铝层和小凹坑的方法)]

在本发明的制造方法中，具有铝层和形成在其表面上的氧化铝层的绝缘反射基板可以通过对铝基板从其表面在深度方向上延伸的部分进行阳极氧化处理而获得。

本文使用术语″深度方向上的一部分″以排除其中将全部深度阳极氧化的实施方案，并且未阳极氧化的部分(铝基板的残留部分)构成上述本发明的绝缘反射基板中的铝层。

在本发明的制造方法中，阳极氧化处理可以通过本领域中已知的方法进行，换言之，例如，应用至平版印刷版载体的制造或其他方法。

更具体地，可以在阳极氧化处理中使用的电解液可以含有酸如硫酸、磷酸、铬酸、草酸、氨基磺酸(sulfamic acid)、苯磺酸、氨基磺酸(amidosulfonic acid)、丙二酸、柠檬酸、酒石酸和硼酸，以及碱金属和碱土金属的氢氧化物，如氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钾和氢氧化钙。酸和氢氧化物可以或者单独或者以两种以上的组合使用。

通常存在于至少铝基板、电极、自来水、地表水等中的成分存在于电解液中是可接受的。此外，可以加入第二和第三成分。这里，“第二和第三成分”包括，例如，金属的离子如Na、K、Mg、Li、Ca、Ti、Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn；阳离子如铵离子；和阴离子如硝酸根离子、碳酸根离子、氯离子、磷酸根离子、氟离子、亚硫酸根离子、钛酸根离子、硅酸根离子和硼酸根离子。这些可以以约0至10,000ppm的浓度存在。

在本发明的制造方法中，阳极氧化处理条件取决于所使用的电解液而变化，且因此不能严格指定。然而，通常适合的是，溶液的电解质浓度为1至80重量％且其温度为5至70℃，并且电流密度为0.5至60A/dm²，电压为1至600V，且电解时间为15秒至20小时。可以调节这些条件以获得想要的阳极氧化膜重量(氧化铝层厚度)。

此外，在本发明的制造方法中，还可以使用例如JP 54-81133 A、JP57-47894 A、JP 57-51289 A、JP 57-51290 A、JP 57-54300 A、JP 57-136596A、JP 58-107498 A、JP 60-200256 A、JP 62-136596 A、JP 63-176494 A、JP 4-176897 A、JP 4-280997 A、JP 6-207299 A、JP 5-24377 A、JP 5-32083A、JP 5-125597A和JP 5-195291中描述的方法进行阳极氧化处理。

特别是，如JP 54-12853A和JP 48-45303A中描述的，优选的是使用硫酸溶液作为电解液。电解液具有优选10至300g/L的硫酸浓度，以及优选1至25g/L并且更优选2至10g/L的铝离子浓度。这种电解液可以通过将化合物如硫酸铝加入至具有50至200g/L的硫酸浓度的稀硫酸制备。

在本发明的实施中，当在含有硫酸的电解液中进行阳极氧化处理时，可以在铝基板和对电极之间施加直流电或交流电。

当向铝板施加直流电时，电流密度优选为1至60A/dm²，更优选为5至40A/dm²。

为了防止归因于当在本发明的制造方法中作为连续过程进行阳极氧化处理时电流的集中而在铝基板的一部分上出现烧焦沉积物(burntdeposits)，优选的是在阳极氧化处理开始以在5至10A/dm²的低密度施加电流，并且随着阳极氧化处理进行将电流密度增加至30至50A/dm²以上。当作为连续过程进行阳极氧化处理时，这优选使用通过电解液对铝基板施加功率的系统完成。

此外，在本发明的制造方法中的阳极氧化处理中可以使用的电解设备的实例包括JP 48-26638 A、JP 47-18739 A和JP 58-24517 B中描述的那些。在这些中，有益地使用如图4中给出的装置。

图4是显示用于阳极氧化铝基板的表面的示例装置的示意图。在阳极氧化装置410中，如通过图4中的箭头所给出地传输铝基板416。铝基板416由容纳电解液418的电源池412中的电源电极420充正(+)电。之后将铝基板416通过设置在电源池412中的辊422向上传输，在轧辊424上转向下并且传输至容纳电解液426的电解池414以通过辊428转向水平方向。之后，铝基板416通过电解电极430充负(-)电以在基板表面上形成阳极氧化膜。之后将从电解池414出来的铝基板416传输至用于随后的步骤的部分。在阳极氧化装置410中，辊422、轧辊424和辊428构成方向改变装置，并且将铝基板416通过转向辊422、424和428的方式以山形和反U形传输穿过电源池412和电解池414。电源电极420和电解电极430连接至DC电源434。

图4中给出的阳极氧化装置410特征性质是将铝基板416以山形和反U形传输通过由单个池壁432分离的电源池412和电解池414。该构造能够使得保持在两个池中的铝基板416的长度最短。因此，可以缩短阳极氧化装置410的总长度，从而允许设备成本上的降低。铝基板416以山形和反U形的传输消除对形成用于使铝基板416穿过池412与414之间的池壁432的开口的需要。从而可以抑制用于将池412和414的液面的每一个保持在所需高度需要的电解液的量，以能够降低运行成本。

在本发明的制造方法中，阳极氧化处理可以是在一组处理条件下的单一处理，但当要控制阳极氧化膜，例如，从一个地方到另一个地方或在其深度方向上的形状时，可以组合并相继进行在两种以上不同组条件下的阳极氧化处理。

在本发明的制造方法中，用于形成以蜂巢阵列排列的小凹坑的阳极氧化处理优选根据，例如，JP 3,714,507 B、JP 2002-285382 A、JP 2006-124827A、JP 2007-231339 A、JP 2007-231405 A、JP 2007-231340和JP2007-238988A中描述的方法进行，因为具有形成在其中的阳极氧化膜的本发明的发光器件的全反射率(绝缘性)提高。

这些处理优选是在以上专利和已公开专利申请描述的处理条件下的那些。

具有铝层和形成在其表面上的氧化铝层的绝缘反射基板可以通过对铝基板从其表面在深度方向上延伸的部分进行上述阳极氧化处理制造。

如上所述，铝层是铝基板未经历阳极氧化处理的残留部分，并且氧化铝层是由铝基板通过阳极氧化处理形成的阳极氧化膜。

通过进行阳极氧化处理，铝基板的大凹坑构成上述本发明的绝缘反射基板中的氧化铝层含有的大凹坑，并且此外，上述本发明的绝缘反射基板中的氧化铝层(大凹坑)含有的小凹坑形成在大凹坑的内表面处。

在本发明的制造方法中，铝层和氧化铝层的总厚度与铝基板的厚度的比率(在下文中也称为″保持率″)可以是90至100％。

这可以说是极其优异的效果，因为当使用不具有大凹坑的铝基板时，需要持续长达约1,000分钟以上的时间期间的处理以形成具有约100μm的厚度的氧化铝层，但是这种延长的阳极氧化处理会导致在初始阶段形成的阳极氧化膜溶解，并且因为该原因不能保持铝层和氧化铝层的总厚度。

<封孔处理>

在本发明的制造绝缘反射基板的方法中，当氧化铝层(阳极氧化膜)是多孔的时，在本发明的发光器件的热散逸性的方面，可以进行用于密封膜中存在的小凹坑的封孔处理。

可以使用任何已知方法进行封孔处理，其示例性实例包括沸水处理、热水处理、水蒸汽处理、硅酸钠处理、亚硝酸盐处理和乙酸铵处理。封孔处理可以通过使用，例如，在JP 56-12518 B、JP 4-4194 A、JP 5-202496 A和JP 5-179482 A中描述的装置和方法进行。

<冲洗处理>

在本发明的制造绝缘反射基板的方法中，在上述处理的每一个之后优选用水冲洗。在冲洗中可以使用的水包括纯水、井水和自来水。夹持器件还可以用于防止将处理液带至下一个步骤。

[其他处理]

此外，在本发明的绝缘反射基板的制造方法中，可以任选地对绝缘反射基板的表面进行多种处理。

例如，为了提高本发明的发光器件的白色(散射性)，可以形成由白色绝缘材料如氧化钛制成的无机绝缘层或有机绝缘层如白色抗蚀剂。

由氧化铝制成的绝缘层可以通过，例如，电沉积为所需的颜色而不是白色，从而被着色。更具体地，着色可以通过在含有如Anodization，由Metal Finishing Society of Japan编辑，Metal Surface Technology Course B(1969，第195-207页)和New Alumite Theory，Kallos Publishing Co.，Ltd.(1997，第95-96页)中描述的可染色离子物种的电解液中电解而进行，更详细地，所述可染色离子物种为Co离子、Fe离子、Au离子、Pb离子、Ag离子、Se离子、Sn离子、Ni离子、Cu离子、Bi离子、Mo离子、Sb离子、Cd离子、As离子等。

例如，还可以在也由氧化铝层形成的绝缘层上根据如JP6-35174A的第[0016]至[0035]段中描述的溶胶-凝胶方法形成层以便进一步提高绝缘性和高反射率。

溶胶-凝胶方法是包括将一般由金属醇盐制成的溶胶通过水解缩聚反应转化为不具有流动性的凝胶，并且将凝胶加热以形成氧化物层(陶瓷层)的方法。

对金属醇盐没有特别地限定，并且从形成具有均匀厚度的层的角度，其实例包括Al(O-R)n、Ba(O-R)n、B(O-R)n、Bi(O-R)n、Ca(O-R)n、Fe(O-R)n、Ga(O-R)n、Ge(O-R)n、Hf(O-R)n、In(O-R)n、K(O-R)n、La(O-R)n、Li(O-R)n、Mg(O-R)n、Mo(O-R)n、Na(O-R)n、Nb(O-R)n、Pb(O-R)n、Po(O-R)n、Po(O-R)n、P(O-R)n、Sb(O-R)n、Si(O-R)n、Sn(O-R)n、Sr(O-R)n、Ta(O-R)n、Ti(O-R)n、V(O-R)n、W(O-R)n、Y(O-R)n、Zn(O-R)n和Zr(O-R)n(其中R表示可以具有取代基的直链的、支链的或环状烃基并且n表示任意自然数)。

这些中，具有与绝缘层的高反应性和溶胶-凝胶层的优异的可形成性的Si(O-R)n是更优选的。

在本发明的实施中，对形成溶胶-凝胶层的方法没有特别地限定，并且为了控制层厚度，包括涂布溶胶溶液和将所涂布的溶液加热的方法是优选的。

溶胶溶液优选具有0.1至90重量％，更优选1至80重量％并且最优选5至70重量％的浓度。

在本发明中的溶胶-凝胶层的形成之后，在高反射率和绝缘性的方面，其厚度优选为0.01μm至20μm，更优选0.05μm至15μm并且最优选0.1μm至10μm。可以将溶胶溶液重复地涂布以增加层厚度。

[电路板]

下面详细描述本发明的电路板。

本发明的电路板是一种电路板，所述电路板包括上述本发明的绝缘反射基板；以及金属互连层，所述金属互连层在所述绝缘反射基板的其上形成有绝缘层的那一侧上形成在所述绝缘反射基板的上部。

对金属互连层的材料没有特别地限制，只要它是导电材料即可，并且其具体实例包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(A1)、镁(Mg)和镍(Ni)。这些可以单独使用或以其两种以上的组合使用。

在这些中，铜因为其低电阻而优选使用。可以将金层或镍/金层形成为铜互连层的表面层以提高引线接合的容易性。

在本发明的电路板中，在传导可靠性和堆积密集度的方面，金属互连层优选具有0.5至1,000μm，更优选1至500μm并且最优选5至250μm的厚度。

在本发明的电路板中，金属互连层优选形成在本发明的绝缘反射基板中的氧化铝层的大凹坑的上面，因为金属互连层具有优异的互连粘附性。

在本发明的实施中，对形成金属互连层的方法没有特别地限定，并且示例方法包括任选地形成掩模层并且其后进行，例如，多种镀覆处理如电镀、无电镀覆和置换镀覆；溅射；或气相沉积中的任一种。

[白光LED发光器件]

下面详细描述本发明的发光器件。

本发明的发光器件是一种白光LED发光器件，所述白光LED发光器件包括：上述本发明的电路板；蓝光LED发光器件，所述蓝光LED发光器件在所述电路板的其上形成有所述金属互连层的那一侧上设置在所述电路板的上部；和荧光发光体，所述荧光发光体至少设置在所述蓝光LED发光器件的上部。

上述本发明的电路板可以对所使用的发光器件的形状和LED的类型不带有任何限制地在多种应用中使用。

接下来，参考图5描述本发明的白光LED发光器件的构造。

图5是显示本发明的发光器件的优选实施方案的示意性截面图。小凹坑(参见图1中的附图标记5)因为比例原因未在图5中给出。

在图5中给出的发光器件10中，将蓝光LED8用含有YAG荧光粒子11的透明树脂12模制。由YAG荧光粒子11发射的光和蓝光LED8的余辉使得发光器件发射白色光，并且蓝光LED8线连接至具有也充当用于外部连接的电极的金属互连层6的本发明的电路板7。

使用图5中所示的包含形成在基板上的由半导体如GaAlN、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs、AlN、InN、AlInGaP、InGaN、GaN或AlInGaN制成的发光层的蓝光LED。

所述半导体是，例如，同质结构的、异质结构的或含有MIS结、PIN结或PN结的双重异质结构的。光发射波长可以可变地在从紫外光到红外光的范围内选择，这取决于半导体层的材料和它们的混合比率。

图5中给出的透明树脂的材料优选为热固性树脂。

优选使用选自由以下各项组成的组的至少一种作为热固性树脂：环氧树脂、改性的环氧树脂、硅氧烷树脂、改性的硅氧烷树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂和聚酰亚胺树脂。环氧树脂、改性的环氧树脂、硅氧烷树脂和改性的硅氧烷树脂是特别优选的。

为了保护蓝光LED，透明树脂优选是硬的。

优选使用具有优异的耐热性、耐候性和耐光性的树脂用于透明树脂。

也可以将选自由以下各项组成的组的至少一种混合至透明树脂中以赋予其预定功能：填料、扩散剂、颜料、荧光材料、反射材料、UV吸收剂和抗氧化剂。

此外，图5中给出的荧光粒子应当是能够将从蓝光LED吸收的光转化为具有不同的波长的光的类型。

更详细地，荧光粒子由以下各项制成：例如，主要通过镧系元素如Eu和Ce活化的氮化物磷光体、氧氮化物磷光体、SiAlON磷光体和β-SiAlON磷光体；主要通过镧系元素如Eu和过渡金属元素如Mn活化的碱土卤素磷灰石磷光体、碱土金属硼酸盐卤素磷光体、碱土金属铝酸盐磷光体、碱土硅酸盐磷光体、碱土硫化物磷光体、碱土硫化镓酸盐磷光体、碱土氮化硅磷光体和锗酸盐磷光体；主要通过镧系元素如Ce活化的稀土铝酸盐磷光体和稀土硅酸盐磷光体；以及主要通过镧系元素如Eu活化的有机配合物。这些可以单独或以其两种以上的组合使用。

另一方面，也可以使用本发明的电路板作为使用UV蓝光LED和从UV蓝光LED吸收光并且在可见光区域中发射荧光的荧光发光体的磷光体色彩混合型白光LED发光器件的电路板。

荧光发光体吸收来自蓝光LED的蓝光以发射荧光(黄色荧光)，并且荧光和蓝光LED的余辉使得发光器件发射白色光。

这是使用蓝光LED芯片作为光源并组合黄色磷光体的通常所说的″假白光发射型(pseudo-white light-emitting type)″。本发明的电路板可以在使用其他已知的发光系统如使用UV近-UV LED芯片作为光源并且组合数种类型的红色/绿色/蓝色磷光体的″UV近-UV光源型″，以及发射从红色、绿色和蓝色的三个光源白光的″RGB光源型″的发光单元中的发光器件的基板中使用。

将LED器件安装在本发明的电路板上的方法包括加热，并且在涉及包括回流焊接和倒装焊接的热压焊的安装方法中，在均匀性和可靠安装的方面，所达到的最大温度为优选220℃至350℃，更优选240℃至320℃并且最优选260℃至300℃。

从以上角度，优选将所达到的最大温度保持2秒至10分钟，更优选5秒至5分钟，并且最优选10秒至3分钟。

为了防止归因于金属基板与阳极氧化膜之间热膨胀系数上的不同而在阳极氧化膜中出现裂纹，也可以在达到最大温度之前在所需的恒定温度进行热处理优选5秒至10分钟，更优选10秒至5分钟并且最优选20秒至3分钟。所需的恒定温度为优选80℃至200℃，更优选100℃至180℃并且最优选120℃至160℃。

在可靠的安装的方面，通过在优选80℃至300℃，更优选90℃至250℃并且最优选100℃至200℃的温度焊接安装LED器件。加热时间优选为2秒至10分钟，更优选5秒至5分钟并且最优选10秒至3分钟。

实施例

以下以实施例的方式更具体地描述本发明。然而，本发明不应理解为限于下列实施例。

(实施例1)

<铝基板的制备>

从由0.06重量％硅，0.30重量％铁，0.005重量％铜，0.001重量％锰，0.001重量％镁，0.001重量％锌和0.03重量％钛，余量为铝和不可避免的杂质组成的铝合金制备熔体。对铝合金熔体进行熔融金属处理并过滤，之后通过直接冷硬铸造法浇铸为500mm厚，1,200mm宽的锭。

之后，将锭用修整机修整，从表面移除平均10mm材料，之后在550℃均热约5小时。当温度降至400℃时，将锭用热轧机轧制为2.7mm的板厚度。

此外，在500℃在没有在连续退火机中的保留时间的情况下进行热处理，其后在250℃以上的温度进行冷轧以完成0.24mm的厚度的铝板，从而获得JIS 1050铝基板。

将铝基板切割为1,030mm的宽度，在300℃加热1小时并且之后进行下面描述的相应的处理。

<大凹坑的形成>

用DC电压对铝基板进行电化学砂目化处理以在铝基板的表面形成大凹坑。

更具体地，在60℃的温度使用含有4.5g/L的盐酸的水溶液作为电解液，并且使用碳电极作为对电极以在恒定电流处理中的电流密度为3.8A/dm²的这种条件下处理铝基板10分钟。

之后通过用水喷雾冲洗基板。

<小凹坑的形成(阳极氧化处理)>

对具有形成在其中的大凹坑的铝基板用70g/L的硫酸电解液在20℃并且在15V的电压进行恒电压阳极氧化，以将直至所形成的大凹坑的底部的铝变化为阳极氧化膜，从而制备在阳极氧化膜的表面(包括大凹坑的内表面)处具有小凹坑的绝缘反射基板。

从阳极氧化处理过程中的电流密度确定是否铝基板完全变化为阳极氧化膜。更具体地，电解刚好达到恒定值之后电流密度逐渐地降低的点被认为是″全部变化点″。达到该变化点所需的(处理)时间如表1中所示。

<形状分析>

从前表面和断裂表面方向使用FE-SEM(由Hitachi，Ltd.制造的S-900)对于大凹坑在500X至100X的放大率并且对于小凹坑在10,000X至100,000X的放大率观察所制备的绝缘反射基板的形状(氧化铝层的厚度、铝层的厚度、大凹坑的形状和小凹坑的形状)。结果在表1中给出。

计算相应的层的厚度之间的比率(氧化铝层/铝层)和保持率[(氧化铝层的厚度+铝层的厚度)/铝基板的厚度]。结果在表1中给出。

在表1-2中，大凹坑的开口面积率是指大凹坑的开口的总面积与氧化铝层的表面积的比率。

(实施例2)

除了将在用于形成大凹坑的处理中使用的电解液的温度改变为30℃之外，重复实施例1，从而制备绝缘反射基板。

(实施例3)

除了将用于形成大凹坑的处理中的处理时间改变为20分钟之外，重复实施例1，从而制备绝缘反射基板。

(实施例4)

除了在用于形成小凹坑的处理中，在25V的电压和15℃的处理温度进行阳极氧化处理之外，重复实施例1，从而制备绝缘反射基板。

(实施例5)

除了在用于形成大凹坑的处理之后但在用于形成小凹坑的处理之前，进行包括将铝基板在60℃浸渍在氢氧化钠(1％水溶液)中以从铝基板溶解10g/m²的材料的碱蚀处理之外，重复实施例1以制备绝缘反射基板。

(比较例1)

除了不进行用于形成大凹坑的处理之外，重复实施例1从而制备绝缘反射基板。

(比较例2)

除了不进行用于形成大凹坑的处理并且进行用于形成小凹坑的处理直至获得与实施例1中形成的阳极氧化膜的厚度(120μm)相同的厚度之外，重复实施例1从而制备绝缘反射基板。

(比较例3)

除了在下面给出的条件下进行用于形成大凹坑的处理之外，重复实施例1从而制备绝缘反射基板。

更具体地，用AC电压在60Hz对铝基板进行连续电化学砂目化处理。电解液为含有7.5g/L的盐酸和5g/L的铝离子，并且具有35℃的温度的水溶液。AC电源波形在图6中给出，并且进行电化学砂目化处理一段时间TP，直至电流从0.8ms的零以1∶1的占空比达到峰值，使用具有梯形波形的交流电，用碳电极作为对电极。使用铁氧体用于辅助阳极。使用图7中给出的类型的电解池。电流峰处的电流密度为25A/dm²。电量，换言之当铝板充当阳极时的总电量为300C/dm²。之后将基板通过用水喷雾冲洗。

(比较例4)

除了在下面给出的条件下进行用于形成小凹坑的处理之外，重复实施例1从而制备绝缘反射基板。

更具体地，将用作阳极的目标铝基板在用作电解液的硼酸铵水溶液(10％)中在设定为90℃的池温阳极氧化。

在电解过程中，在将池搅拌的同时以1mA/cm²的恒定电流密度进行处理直至电压达到100V。在电压达到100V之后，将处理切换为恒定电压处理用于将电压保持在100V并且进行恒定电压处理30分钟。

<耐电压性(绝缘性)>

根据JIS C2110方法测量所制备的绝缘反射基板的击穿电压(kV)。结果在表1中给出。

<热导率(热散逸性)>

用由ULVAC-RIKO，Inc.制造的激光快速热扩散测量系统TC-9000根据t1/2方法测量所得到的绝缘基板的热导率。结果在表1中给出。

可以将具有约10W/mK以上的热导率的样品评价为具有优异的热散逸性。

(反射率)

使用由X-rite，incorporated制造的SP-64积分球光度计测量所制备的绝缘反射基板在400至700nm的全反射率(SPIN模式下的总平均值)和扩散反射率(SPEX模式下的总平均值)。结果在表1中给出。

[表3]

表1-3

表1中给出的结果揭示，当氧化铝层的厚度小时(比较例1)，其中氧化铝层不具有大凹坑的绝缘反射基板具有低的耐电压性、差的绝缘性以及低的扩散反射率。还揭示的是，即使当氧化铝层的厚度与实施例中的厚度大约相同时(比较例2)，热散逸性差并且扩散反射率低。另一方面，所揭示的是，即使当氧化铝层具有大凹坑时，大凹坑的平均开口尺寸大，并且当平均深度小时，反射率(特别是扩散反射率)减少(比较例3)，并且当氧化铝层不具有小凹坑(比较例4)时，反射率(特别是扩散反射率)也减少。

相反，所揭示的是在氧化铝层中具有特定的大凹坑和小凹坑的绝缘反射基板各自具有高的耐电压性和良好的绝缘性，并且还具有高的反射率(特别是高扩散反射率)，并且使用该基板的发光器件全部可用作荧光灯的替代(实施例1至5)。

实施例1至5所揭示的是，其中氧化铝层的厚度与铝层的厚度之间的比率(氧化铝层/铝层)在0.6至5.0的范围内的实施例1至4展现出优异的绝缘性。

特别是，实施例1与比较例2之间的比较揭示，在实施例1中，在形成具有相同膜厚度的氧化铝层的情况下，通过使用具有预先形成在其中的大凹坑的铝基板，不仅扩散反射率是优异的，而且用于阳极氧化处理所需的时间也显著减少。

附图标记说明

1        绝缘反射基板

2        铝层

3        氧化铝层

4        大凹坑

5        小凹坑

6        金属互连层

7        电路板

8        蓝光LED

9        线

10       发光器件

11       荧光粒子

12       透明树脂

20       铝基板

24       大凹坑

31       铝箔

32       径向转鼓辊

33a、33b 主电极

34       电解处理液

35       电解液进料口

36       狭缝

37       电解液通道

38       辅助阳极

39a、19b 闸流管

40       AC电源

41       主电解池

42       辅助阳极池

410       阳极氧化装置

412       电源池

414       电解池

416       铝基板

418、426  电解液

420       电源电极

422、428  辊

424       轧辊

430       电解电极

432       池壁

434       DC电源

Claims (8)

1.一种绝缘反射基板，所述绝缘反射基板包括：

铝层和在所述铝层的表面上形成的氧化铝层，

其中所述氧化铝层具有80μm以上但至多300μm的厚度；

其中所述氧化铝层具有大凹坑，所述大凹坑的开口存在于在所述氧化铝层的表面处，

其中所述大凹坑具有大于1μm但至多30μm的平均开口尺寸，

其中所述大凹坑具有80μm以上但小于所述氧化铝层的厚度的平均深度，

其中所述大凹坑之间的平均距离为10μm以上但小于所述氧化铝层的厚度，

其中所述大凹坑的所述开口的总面积与所述氧化铝层的表面积的比率为10％以上但至多40％，

其中所述大凹坑具有小凹坑，所述小凹坑的开口存在于所述大凹坑的内表面处，并且

其中所述小凹坑具有5至1,000nm的平均开口尺寸。

2.根据权利要求1所述的绝缘反射基板，其中所述氧化铝层的厚度与所述铝层的厚度之间的比率(氧化铝层/铝层)为0.6至5.0。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘反射基板，其中所述绝缘反射基板是在LED发光器件的其上观察发光的那一侧上形成的基板。

4.一种制造绝缘反射基板的方法，所述方法包括以下步骤：

对铝基板从其表面在深度方向上延伸的部分进行阳极氧化处理，以获得所述绝缘反射基板，所述绝缘反射基板包括铝层和在所述铝层的表面上形成的氧化铝层，

其中所述铝层是所述铝基板的未经历所述阳极氧化处理的残留部分，

其中所述氧化铝层是通过所述阳极氧化处理从所述铝基板形成的阳极氧化膜，

其中所述铝基板具有80μm以上的厚度，

其中所述铝基板具有大凹坑，所述大凹坑的开口存在于所述铝基板的表面处，

其中所述大凹坑具有大于1μm但至多30μm的平均开口尺寸，

其中所述大凹坑具有80μm以上但小于所述铝基板的厚度的平均深度，

其中所述大凹坑之间的平均距离为10μm以上但小于所述铝基板的厚度，并且

其中所述大凹坑的所述开口的总面积与所述铝基板的表面积的比率为10％以上。

5.根据权利要求4所述的制造绝缘反射基板的方法，其中所述铝层和所述氧化铝层的总厚度与所述铝基板的厚度的比率为90至100％。

6.根据权利要求4或5所述的制造绝缘反射基板的方法，其中通过对所述铝基板进行盐酸电解而形成所述大凹坑。

7.一种电路板，所述电路板包括：

根据权利要求1至3中的任一项所述的绝缘反射基板；和

金属互连层，所述金属互连层在所述绝缘反射基板的其上形成有绝缘层的那一侧上形成在所述绝缘反射基板的上部。

8.一种白光LED发光器件，所述白光LED发光器件包括：

根据权利要求7所述的电路板；

蓝光LED发光器件，所述蓝光LED发光器件在所述电路板的其上形成有所述金属互连层的那一侧上设置在所述电路板的上部；和

荧光发光体，所述荧光发光体至少设置在所述蓝光LED发光器件的上部。

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