JP2007266647A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型に形成することが可能であり、また放熱性が優れ、より大きな電流を流すことができ、発光効率が高く輝度を大幅に増加させることが可能な発光装置を提供する。
【解決手段】窒化アルミニウム基板１１の表面に発光ダイオード１２が搭載された発光装置１０であり、上記窒化アルミニウム基板１１の発光ダイオード１２が搭載される表面が０．３μｍＲａ以下の表面粗さを有すると共に、上記窒化アルミニウム基板１１の発光ダイオード１２搭載面側には発光ダイオード１２からの発光の反射率が９０％以上であるアルミニウムまたは銀から成る反射用金属層１４を有し、上記発光ダイオード１２が搭載される窒化アルミニウム基板１１の表面と裏面とを貫通し発光ダイオード１２に裏面から導通させるためのビアホール１５が形成されていることを特徴とする発光装置１０である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を絶縁基板表面に搭載した発光装置に係り、特に小型に形成することが可能であり、また放熱性が優れ、より大きな電流を流すことができ、かつ発光効率が高く輝度を大幅に増加させることが可能な発光装置に関する。
発光ダイオード（以下、ＬＥＤチップともいう。）は、電圧を印加すると光源として作用する発光素子であり、二つの半導体の接触面（ｐｎ接合）付近での電子と正孔との再結合によって発光する光を利用する発光素子である。この発光素子は小型で電気エネルギーの光への変換効率が高いため、家電製品や照光式操作スイッチ、ＬＥＤ表示器として広く用いられている。
また、フィラメントを用いる電球とは異なり、半導体素子であるために球切れがなく、初期駆動特性に優れ、振動や繰り返しのＯＮ／ＯＦＦ操作にも優れた耐久性を有するため、自動車用ダッシュボードなどの表示装置のバックライトとしても用いられる。特に、太陽光に影響されずに高彩度で鮮やかな色の発光が得られるため、屋外に設置される表示装置、交通用表示装置や信号機等にも、今後その用途が拡大される状況である。
上記のＬＥＤチップのような発光素子を搭載した従来の発光装置としては、例えば図４に示す発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この発光装置１は導体配線２を内部に配し凹状開口部を有するセラミックスパッケージ３と、この凹状開口部内においてボンディングワイヤ４を介して上記導体配線２と電気的に接続された発光素子としてのＬＥＤチップ５と、上記凹状開口部側壁に形成された第１の金属層６および第２の金属層７と、上記凹状開口部を封止する樹脂モールド８とを備えて構成されている。
上記従来の発光装置によれば、凹状開口部内に設けた第１の金属層６によってセラミックスパッケージ３との密着性が高まると共に、ＬＥＤチップ５からの光が第２の金属層７によって反射され、光損失を低減でき、ディスプレイなどのコントラストの向上が可能とされている。
特開平１０−２１５００１号公報
しかしながら、上記従来の発光装置においては、ＬＥＤチップを搭載したセラミックスパッケージがアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主体とする熱伝導率が低いセラミックス材で形成されており、またＬＥＤチップを封止する樹脂モールドの熱伝導率も低かったために、放熱性が極めて悪い致命的な欠点があった。そのため、高電圧・高電流を印加すると、発熱によりＬＥＤチップが破壊されてしまうことになる。したがって、ＬＥＤチップに印加できる電圧が低く、電流値も数十ｍＡ程度に制限されるため、発光輝度が低い問題点があった。
なお従来のＬＥＤチップを使用した発光装置では、要求される発光輝度も小さかったため、上記従来の発光装置における通電量でも実用上は大きな障害もなく用いられていた。しかしながら、近年においてＬＥＤ発光装置の具体的な応用範囲が拡大されるにしたがって、より高出力で通電量が数Ａ程度までに高めることが可能であり、発光輝度を大きくできる構造を実現することが技術上の課題となっている。
また、図４に示すような従来の発光装置では、ワイヤボンディング法を使用してＬＥＤチップと導体配線とを電気的に接合していたために、ボンディングワイヤが立ち上がった部分が厚さ方向に突出することになり、またボンディングワイヤの端部を接続するための大きな電極領域が必要となるため、配線構造も含めたＬＥＤパッケージが大型化する難点があった。
さらに、上記ボンディングワイヤが厚さ方向に突出する影響を回避するために、図４に示すように、凹状開口部内にＬＥＤチップを収容するように構成すると、ＬＥＤチップからの発光が凹状開口部内壁に吸収されて光の損失が増加して発光効率が低下してしまう問題点もあった。そのために、前記公知例では凹状開口部内壁に、光を反射する金属層を形成し光の吸収損失を低減している。しかしながら、曲面状の内壁を有する凹状開口部内に反射用金属層を均一に形成することは極めて困難であり、部分的に発光が内壁に吸収されて光の損失が生じることになり、また凹状開口部内壁自体が光の進行を妨げる構造であるために、発光輝度が低下する問題点があった。
本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、小型に形成することが可能であり、また放熱性が優れ、より大きな電流を流すことができ、発光効率が高く輝度を大幅に増加させることが可能な発光装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、窒化アルミニウム基板の表面に発光ダイオードが搭載された発光装置であり、上記窒化アルミニウム基板の発光ダイオードが搭載される表面が０．３μｍＲａ以下の表面粗さを有すると共に、上記窒化アルミニウム基板の発光ダイオード搭載面側には発光ダイオードからの発光の反射率が９０％以上であるアルミニウムまたは銀から成る反射用金属層を有し、上記発光ダイオードが搭載される窒化アルミニウム基板の表面と裏面とを貫通し発光ダイオードに裏面から導通させるためのビアホールが形成されていることを特徴とする。
また、上記発光装置において、前記金属蒸着膜がアルミニウムまたは銀から成ることが好ましい。さらに、前記発光素子としてＬＥＤチップが搭載されている他に逆電流防止用のダイオード、抵抗、サーミスタの少なくとも１種の周辺部品が窒化アルミニウム基板に搭載されていることが好ましい。
また、上記発光装置において、前記発光素子が搭載される窒化アルミニウム基板の表面粗さが０．１μｍＲａ以下であることが、さらに好ましい。
さらに、上記発光装置において、前記発光素子が、フリップチップ法により窒化アルミニウム基板に実装されていることが好ましい。
すなわち、本発明に係る発光装置おいては、ＬＥＤチップを搭載するセラミックス基板（ＬＥＤ用パッケージ）として、熱伝導率が高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のコファイア基板（同時焼成基板）を使用する。特に、熱伝導率が高い窒化アルミニウム基板を使用しているため、発光装置の放熱性が大幅に高まり、通電限界量が増大し大電流を流すことが可能になるために、発光輝度を大幅に高めることが可能になる。
また、発光素子が搭載される基板表面が鏡面研摩されているために、研摩面での反射率が高くなり発光素子の接合面側からの発光が効果的に基板表面側に反射され、発光強度（輝度）を実質的に上昇させることができる。なお、鏡面研摩面の表面粗さは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ０６０１）で規定される算術平均粗さ（Ｒａ）基準で０．３μｍＲａ以下とされる。この表面粗さが０．３μｍＲａを超えるように粗くなると、上記研摩面での発光の乱反射や吸収が起こり易く、発光強度が低下し易くなる。そのため、上記鏡面研摩面の表面粗さは０．３μｍＲａ以下とされるが、０．１μｍＲａ以下とすることにより、さらに発光の反射率を高めることができる。
さらに、発光素子の周囲となる窒化アルミニウム基板表面に、発光素子からの発光の反射率が９０％以上である金属蒸着膜を形成することにより、発光素子の裏面側からの発光が効果的に金属蒸着膜によって反射され基板表面側に反転されるため、基板表面側への発光強度（輝度）をさらに高めることができる。なお、反射率が９０％以上である金属蒸着膜としては、アルミニウムまたは銀から構成することが好ましい。この金属蒸着膜は化学的蒸着法（ＣＶＤ法）やスパッタリング法によって、厚さが１〜５μｍ程度となるように形成する。なお、上記反射率は、入射光の発光強度に対する反射光の発光強度の比で与えられる。
また、発光素子が搭載される窒化アルミニウム基板の表面と裏面とを貫通し発光素子に裏面から導通させるためのビアホールが形成されているため、発光素子への通電は窒化アルミニウム基板の裏面からこのビアホールを介して表面側の発光素子になされる。そのため、基板の表面側においてワイヤボンディング法によって配線を接続する必要がなく、配線構造が簡素化される上に、ボンディングワイヤの厚さ方向への突出がないため、発光装置を薄く小型に形成できる。
さらに、窒化アルミニウム基板に、発光素子としてＬＥＤチップを搭載する他に逆電流防止用のダイオード、抵抗、サーミスタの少なくとも１種の周辺部品を搭載するように構成することにより、基板表面における部品実装密度を高めることも可能であり、発光装置を、より小型に形成できる。
また、上記発光装置において、発光素子が搭載される窒化アルミニウム基板の表面と裏面とを貫通し発光素子に裏面から導通させるためのビアホールが形成されているため、発光素子をフリップチップ法により窒化アルミニウム基板に実装することが可能になる。すなわち、ＬＥＤチップなどの発光素子の接続端部にソルダバンプなどの金属バンプを形成し、このバンプをビアホールおよび配線導体端部に設けたランドを介して、基板の裏面に配置した通電配線と接続するフェイスダウン方式による配線が可能になる。このフェイスダウン方式による配線構造によれば、発光素子表面の任意の位置から電極を取り出すことが可能であるため、発光素子と配線導体とが最短距離で接続可能である上に、電極数が増加しても発光素子としてのＬＥＤチップのサイズが大型化せず、しかも超薄型実装も可能になる。
また、上記発光装置において、前記金属蒸着膜が形成されている領域以外で窒化アルミニウム基板の表面が露出している部位に白色のレジスト膜が塗布されていることが望ましい。
金属蒸着膜は発光素子からの発光を効果的に反射する機能を発揮すると共に、発光素子に給電する導電層としても機能する。したがって、＋−の導電層を区分けするために発光素子の直下部において導電層パターン間に金属蒸着膜が形成されない隙間が必然的に形成される。また通常、窒化アルミニウム基板の表面積より金属蒸着膜の形成領域の面積が小さいために、必然的に窒化アルミニウム基板の周縁部に金属蒸着膜が形成されない領域、すなわち窒化アルミニウム基板が露出した領域が形成される。この状態で発光素子を発光させると、放出された光が上記金属蒸着膜が形成されない領域や隙間から窒化アルミニウム基板を経て背面側に逸散する割合が増加してしまうために、正面側に放出される光の強度が低下してしまう。この傾向は、窒化アルミニウム基板の熱伝導率を高めるべく高純度化を図るに伴ってＡｌＮ基板の透明度が高まるので顕著になる。
しかるに、上記金属蒸着膜が形成されている領域以外で窒化アルミニウム基板の表面が露出している部位に白色のレジスト膜を塗布することにより、発光素子から放出された光が窒化アルミニウム基板を通り逸散することが効果的に防止でき、発光輝度を向上させることが可能になる。特に放出される光の反射率を高めるために、レジスト膜の色は白色であることが必要である。
さらに、上記発光装置において、前記レジスト膜がソルダーレジストインクから成り、スクリーン印刷法で形成されていることが好ましい。このソルダーレジストインクは、プリント配線板等の特定領域に施す耐熱性被覆部材であり、半田バンプ等を形成する領域以外に半田が付着しないようにする被覆材である。したがって、レジスト膜をソルダーレジストインクから構成することにより、フリップチップを接続するバンプが滲んで前記前期導電層パターン間を短絡させることが効果的に防止できる上に、レジスト膜をスクリーン印刷法で効率的に形成することができる。
上記構成に係る発光装置によれば、ＬＥＤチップを搭載する基板（ＬＥＤ用パッケージ）として、熱伝導率が高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のコファイア（ｃｏ−ｆｉｒｅ）基板（同時焼成基板）を使用しているため、発光装置の放熱性が大幅に高まり、通電限界量が増大し大電流を流すことが可能になるために、発光輝度を大幅に高くすることが可能になる。
また、発光素子が搭載される基板表面が鏡面研摩されているために、研摩面での反射率が高くなり発光素子の接合面側からの発光が効果的に基板表面側に反射され、発光強度（輝度）を実質的に上昇させることができる。
さらに、窒化アルミニウム基板表面の発光素子の搭載部に、発光素子からの発光の反射率が９０％以上である金属蒸着膜が形成されているために、光の反射強度を高めることができる。
さらに、発光素子が搭載される窒化アルミニウム基板の表面と裏面とを貫通し発光素子に裏面から導通させるためのビアホールが形成され、発光素子への通電は窒化アルミニウム基板の裏面からこのビアホールを介して表面側の発光素子になされるため、基板の表面側においてワイヤボンディング法によって配線を接続する必要がなく、配線構造が簡素化される上に、ボンディングワイヤの厚さ方向への突出がないため、発光装置を薄く小型に形成できる。
また、窒化アルミニウム基板の表面と裏面とを貫通し発光素子に裏面から導通させるためのビアホールが形成されているため、発光素子をフリップチップ法によりフェイスダウン方式による配線が可能になる。このフェイスダウン方式による配線構造によれば、発光素子表面の任意の位置から電極を取り出すことが可能であるため、発光素子と配線導体とが最短距離で接続可能である上に、電極数が増加しても発光素子としてのＬＥＤチップのサイズが大型化せず、しかも超薄型実装も可能になる。
さらに、導電層パターン間など、金属蒸着膜が形成されている領域以外で窒化アルミニウム基板の表面が露出している部位に白色のレジスト膜を塗布することにより、光の反射強度をさらに高めることが可能になる。
次に本発明に係る発光装置の実施形態について添付図面を参照してより具体的に説明する。
［実施例１〜２４および比較例１〜１１］
各実施例用および比較例用の基板として、表１に示すような厚さおよび熱伝導率を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板，エポキシ樹脂基板およびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板を多数用意した。各実施例用の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板および比較例用のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板は、同時焼成法によって製造されたものであり、基板の厚さ方向に貫通するビアホールが形成されていると共に、ビアホールの基板裏面側の端部には部品のリードを接合するための端子導体部分としてのランドが形成されている。
次に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板およびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板の発光素子としてのＬＥＤチップが搭載される表面が表１に示すように０．１〜０．３μｍＲａの表面粗さを有するように鏡面研摩した。さらに、発光素子としてのＬＥＤチップの周囲となる基板表面に、表１に示す厚さで銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）から成る金属蒸着膜を化学蒸着法によって形成した。
一方、比較例１においては、エポキシ樹脂基板を使用し金属蒸着膜は形成していない。また、比較例２〜３においては、熱伝導率が低いアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板のチップ搭載部周辺の基板表面にＡｇまたはＡｌから成る金属蒸着膜を形成したものである。さらに、比較例４〜１１は、焼結後に基板表面に残る付着物を除去する程度に軽く研摩することによりＬＥＤチップ搭載面の表面粗さを、本発明で規定する値よりも過大に調整した以外は実施例１と同様の工程で調製したものである。
さらに、上記各基板表面に同一仕様の青色発光ＬＥＤチップを搭載し、基板背面（裏面）側のランドに通電端子を接合し、ビアホールを介してＬＥＤチップに通電するように配線を接続した。最後に、搭載したＬＥＤチップを覆うように黄色発光蛍光体（ＹＡＧ）を装着することにより、白色光を発する各実施例および比較例に係る発光装置を製造した。
こうして調製された各実施例に係る発光装置１０は、図１および図２に示すように、熱伝導率が高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板１１と、このＡｌＮ基板１１の表面に搭載された青色発光ＬＥＤチップ１２と、このＬＥＤチップ１２表面を覆うように装着された黄色発光蛍光体１３と、上記ＡｌＮ基板１１の表面に形成された金属蒸着膜１４と、ＡｌＮ基板１１を厚さ方向に貫通するように形成されたビアホール１５と、このビアホール１５の、基板背面側の端部に形成されたランド１６とを備え、ＡｌＮ基板１１の背面（裏面）側のランド１６に通電端子を接合し、ビアホール１５を介してＬＥＤチップ１２に通電するように配線を接続した構造を有する。
上記のように調製した各実施例および比較例に係る発光装置について、各基板の仕様（材料種類、厚さ、熱伝導率）、ＬＥＤチップ搭載面の表面粗さ、金属蒸着膜の仕様（種類、厚さ、光反射率）をまとめるとともに、各ＬＥＤチップへの通電量を徐々に増加せしめ、ＬＥＤチップが破壊されずに安定的に発光する範囲で最大の電流値を測定した。また、各発光装置における最大の発光強度を測定して表１に示す結果を得た。なお、発光強度はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板を使用した比較例２に係る発光装置の発光強度を１００％（基準値）として相対的に表示した。
Figure 2007266647
上記表１に示す結果から明らかなように、青色発光ＬＥＤチップ１２を搭載する基板（ＬＥＤ用パッケージ）として、熱伝導率が高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板１１を使用し、ＬＥＤチップ搭載面を鏡面研摩し、さらにＡｌＮ基板１１表面に所定の金属蒸着膜を形成した各実施例に係る発光装置においては、放熱性が改善されているため、通電可能な最大電流値を大幅に高めることができ、発光強度を飛躍的に増大させることが可能になった。
一方、ＬＥＤチップ１２の搭載基板として、熱伝導率が低いエポキシ樹脂基板やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板を使用した比較例１〜３に係る発光装置においては、放熱性が低いために通電可能な電力が制限されるため、最大電流値は相対的に低く発光強度についての改善も期待できないことが再確認できた。また、ＡｌＮ基板を用いてもＬＥＤチップ搭載面の表面粗さが過大である比較例４〜１１においては、通電可能な電流値は高いが、チップの接合面における光の乱反射・吸収が多くなり、発光がＡｌＮ基板へ吸収される割合が増加するため発光強度が低下した。
図３は実施例１および比較例１〜２に係る発光装置における通電電流値と発光光度関係を示すグラフである。ＬＥＤチップ１２の搭載基板として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板１１を使用した実施例１に係る発光装置は、樹脂基板やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板を使用した比較例１，２に係る発光装置と比較して、通電可能な最大電流値を大幅に増加させることができ、発光光度を飛躍的に高めることが可能になった。
上記各実施例に係る発光装置１０によれば、青色発光ＬＥＤチップ１２を搭載する基板（ＬＥＤ用パッケージ）として、熱伝導率が高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のコファイア基板（同時焼成基板）１１を使用しているため、発光装置１０の放熱性が大幅に高まり、通電限界量が増大し大電流を流すことが可能になるために、発光輝度を大幅に高くすることが可能になる。
また、発光素子としての青色発光ＬＥＤチップ１２が搭載されるＡｌＮ基板１１の表面が鏡面研摩されているために、研摩面での反射率が高くなりＬＥＤチップ１２の接合面側からの発光が効果的に基板表面側に反射され、発光強度（輝度）を実質的に上昇させることができる。
さらに、ＬＥＤチップ１２が搭載される窒化アルミニウム基板１１の表面と裏面とを貫通しＬＥＤチップ１２に裏面から導通させるためのビアホール１５が形成され、ＬＥＤチップ１２への通電は窒化アルミニウム基板１１の裏面からこのビアホール１５を介して表面側のＬＥＤチップ１２になされるため、基板１１の表面側においてワイヤボンディング法によって配線を接続する必要がなく、配線構造が簡素化される上に、ボンディングワイヤの厚さ方向への突出がないため、発光装置１０を薄く小型に形成できる。
また、窒化アルミニウム基板１１の表面と裏面とを貫通しＬＥＤチップ１２に裏面から導通させるためのビアホール１５が形成されているため、ＬＥＤチップ１２をフリップチップ法によりフェイスダウン方式による配線が可能になる。このフェイスダウン方式による配線構造によれば、ＬＥＤチップ１２表面の任意の位置から電極を取り出すことが可能であるため、ＬＥＤチップ１２と配線導体とが最短距離で接続可能である上に、電極数が増加しても発光素子としてのＬＥＤチップのサイズが大型化せず、しかも超薄型実装も可能になる。
次に、導電層パターン間など、金属蒸着膜が形成されている領域以外で窒化アルミニウム基板の表面が露出している部位に白色のレジスト膜を塗布した発光装置の実施形態について説明する。
［実施例２５］
図５（ａ）、（ｂ）で示すように、実施例１で調製した発光装置で導電層となる金属蒸着膜１４、１４間に形成される隙間（パターン間ギャップ）１７に、白色のソルダーレジストインクをスクリーン印刷によって塗布印刷して白色レジスト膜１８を形成した。しかる後に、フリップチップ用バンプ１９を介して発光素子としてのＬＥＤチップ１２を金属蒸着膜１４上に搭載固定することにより、実施例２５に係る発光装置を製造した。
［比較例１２］
一方、図６（ａ）、（ｂ）で示すように、金属蒸着膜１４、１４間に形成される隙間１７に、白色レジスト膜を形成しない点以外は、上記実施例２５と同様に処理し、フリップチップ用バンプ１９を介してＬＥＤチップ１２を金属蒸着膜１４上に搭載固定することにより、比較例１２に係る発光装置を製造した。
こうして調製した実施例２５および比較例１２に係る発光装置に通電量を徐々に増加させた時の発光光度の経時変化を測定し図７に示す結果を得た。
図７に示す結果から明らかなように、金属蒸着膜１４、１４間に形成される隙間１７に白色レジスト膜１８を形成した実施例２５に係る発光装置においては、白色レジスト膜１８の反射・遮蔽効果によりＡｌＮ基板の裏面方向への光の逸散が効果的に抑制されており、定格電流範囲における発光強度を、比較例１２と比較して２８〜３２％程度も向上できることが実証された。
一方、白色レジスト膜を形成しない比較例１２に係る発光装置においては、図６（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１２からの発光が隙間１７から矢印で示すようにＡｌＮ基板１１の背面側に逸散するために、発光光度が相対的に低下した。
上記構成に係る発光装置によれば、ＬＥＤチップを搭載する基板（ＬＥＤ用パッケージ）として、熱伝導率が高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のコファイア（ｃｏ−ｆｉｒｅ）基板（同時焼成基板）を使用しているため、発光装置の放熱性が大幅に高まり、通電限界量が増大し大電流を流すことが可能になるために、発光輝度を大幅に高くすることが可能になる。
また、発光素子が搭載される基板表面が鏡面研摩されているために、研摩面での反射率が高くなり発光素子の接合面側からの発光が効果的に基板表面側に反射され、発光強度（輝度）を実質的に上昇させることができる。
さらに、窒化アルミニウム基板表面の発光素子の搭載部に、発光素子からの発光の反射率が９０％以上である金属蒸着膜が形成されているために、光の反射強度を高めることができる。
さらに、発光素子が搭載される窒化アルミニウム基板の表面と裏面とを貫通し発光素子に裏面から導通させるためのビアホールが形成され、発光素子への通電は窒化アルミニウム基板の裏面からこのビアホールを介して表面側の発光素子になされるため、基板の表面側においてワイヤボンディング法によって配線を接続する必要がなく、配線構造が簡素化される上に、ボンディングワイヤの厚さ方向への突出がないため、発光装置を薄く小型に形成できる。
また、窒化アルミニウム基板の表面と裏面とを貫通し発光素子に裏面から導通させるためのビアホールが形成されているため、発光素子をフリップチップ法によりフェイスダウン方式による配線が可能になる。このフェイスダウン方式による配線構造によれば、発光素子表面の任意の位置から電極を取り出すことが可能であるため、発光素子と配線導体とが最短距離で接続可能である上に、電極数が増加しても発光素子としてのＬＥＤチップのサイズが大型化せず、しかも超薄型実装も可能になる。
さらに、導電層パターン間など、金属蒸着膜が形成されている領域以外で窒化アルミニウム基板の表面が露出している部位に白色のレジスト膜を塗布することにより、光の反射強度をさらに高めることが可能になる。
本発明に係る発光装置の一実施例を示す断面図。 図１に示す発光装置の平面図。 実施例１および比較例１〜２に係る発光装置における通電電流値と発光光度との関係を示すグラフ。 従来の発光装置の構成例を示す断面図。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれレジスト膜を形成した発光装置の構成例を示す平面図および断面図。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれレジスト膜を形成しない発光装置の構成例を示す平面図および断面図。 図５および図６に示す発光装置における通電電流値と発光光度との関係を示すグラフ。
符号の説明
１，１０ 発光装置
２ 導体配線
３ セラミックスパッケージ
４ ボンディングワイヤ
５ ＬＥＤチップ（発光素子）
６，７ 金属層
８ 樹脂モールド
１１ 窒化けい素基板（ＡｌＮ基板）
１２ 発光素子（青色発光ＬＥＤチップ）
１３ 黄色発光蛍光体（ＹＡＧ）
１４ 金属蒸着膜、反射用金属層（Ａｇ蒸着膜，Ａｌ蒸着膜）
１５ ビアホール
１６ ランド（端子導体部分）

Claims (12)

  1. 窒化アルミニウム基板の表面に発光ダイオードが搭載された発光装置であり、上記窒化アルミニウム基板の発光ダイオードが搭載される表面が０．３μｍＲａ以下の表面粗さを有すると共に、上記窒化アルミニウム基板の発光ダイオード搭載面側には発光ダイオードからの発光の反射率が９０％以上であるアルミニウムまたは銀から成る反射用金属層を有し、上記発光ダイオードが搭載される窒化アルミニウム基板の表面と裏面とを貫通し発光ダイオードに裏面から導通させるためのビアホールが形成されていることを特徴とする発光装置。
  2. 前記反射用金属層が発光ダイオードに給電する導体層としても機能していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  3. 発光ダイオードへの通電可能な最大電流値が１１００ｍＡ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記発光ダイオードを覆うように蛍光体を装着することにより、前記発光装置が白色光を発することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光装置。
  5. 前記発光ダイオードの他に逆電流防止用のダイオード、抵抗、サーミスタの少なくとも１種の周辺部品が前記窒化アルミニウム基板に搭載されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
  6. 前記発光ダイオードが搭載される窒化アルミニウム基板の表面粗さが０．１μｍＲａ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
  7. 前記発光ダイオードが、フリップチップ法により窒化アルミニウム基板に実装されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
  8. 前記発光ダイオードは金属バンプを介して通電配線と接続されていることを特徴とする請求項７記載の発光装置。
  9. 前記反射用金属層が形成されている領域以外で窒化アルミニウム基板の表面が露出している部位に白色のレジスト膜が塗布されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の発光装置。
  10. 前記レジスト膜がソルダーレジストインクから成り、スクリーン印刷法で形成されていることを特徴とする請求項９記載の発光装置。
  11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の発光装置を用いたことを特徴とする表示装置。
  12. 前記表示装置が家電製品、自動車用表示装置、屋外に設置される表示装置、交通用表示装置、信号機の少なくとも１種であることを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
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