JP2011192959A - 発光素子搭載用基板および発光装置 - Google Patents

発光素子搭載用基板および発光装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光反射率が高く、かつ腐食による反射率の低下の少ない反射層を備え、光の取出し効率が向上された発光装置用基板とその基板を用いた発光装置を提供する。
【解決手段】発光素子が搭載される搭載面を有する基板本体と、この基板本体の搭載面の一部に形成され、前記発光素子から発せられる光を反射させる銀を含む反射層と、この反射層上に形成されたガラス質絶縁層とを有し、前記ガラス質絶縁層が、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３とＢ２Ｏ３の少なくとも一方、およびアルカリ金属酸化物を構成成分とし、かつ各成分の酸化物基準のモル％表示の含有量で、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％、ＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下のガラスで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子搭載用基板および発光装置に係り、特に、反射率の低下を防止できる発光素子搭載用基板およびこれを用いた発光装置に関する。
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子のような発光素子の高輝度、白色化に伴い、照明、各種ディスプレイ、大型液晶テレビのバックライト等として発光素子を用いた発光装置が使用されている。一般に、発光素子を搭載する発光素子搭載用基板には、素子から発せられる光を効率よく反射する高反射性が求められる。
このため、従来から、発光素子から発光する光を可能な限り前方に反射させることを目的として、基板表面に反射層を施す試みがされている。このような反射層としては、高い反射率を有する銀を含む反射層（以下、銀反射層ということがある。）が用いられている。
しかし、銀は腐食しやすく、放置するとＡｇ２Ｓなどの化合物が生成して光反射率が低下しやすい。その対策として、銀の表面をシリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂でコートする方法が提案されている（特許文献１参照）。しかし、この方法では、樹脂中あるいは銀反射層と樹脂との界面から水分や腐食性の気体が入り、経時的に銀反射層を腐食させてしまうため、長期信頼性を求められる製品に使うことができなかった。
そこで、銀反射層の腐食を防止するため、銀の表面をガラス層でコートする方法が提案されている。（特許文献２参照）。しかし、この方法で形成されるガラス層は、焼成時に銀との反応により黄色から茶色に変色するため、反射率が低下し、製品に適用するには不十分であった。
一方、銀反射層を用いずに反射率を高くする方法として、高反射率のアルミナ材料等も提案されているが、１０００℃を超える高温での焼成が必要であるため、製造工程の負荷が大きいという問題があった。
特開２００７−０６７１１６号公報 特開２００９−２３１４４０号公報
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、光反射率が高くかつ腐食による反射率の低下の少ない反射層を備え、光の取出し効率が向上された発光装置用基板と、その基板を用いた発光装置の提供を目的とする。
さらなる課題は、反射層の形成において工程の負荷を抑えるため、基板上の反射層と、この反射層を保護するガラス質絶縁層とを同時に焼成することが可能な発光素子搭載用基板を提供することである。
本発明は、発光素子搭載用基板において、発光素子が搭載される搭載面を有する基板本体と、この基板本体の搭載面の一部に形成され、前記発光素子から発せられる光を反射させる銀を含む反射層と、この反射層上に形成されたガラス質絶縁層とを有し、前記ガラス質絶縁層は、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３とＢ２Ｏ３の少なくとも一方、およびアルカリ金属酸化物（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる少なくとも１種を含む）を構成成分とするガラスを含有するものであり、前記成分の酸化物基準のモル％表示での含有量で、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％であり、かつＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下を満足するものである。
詳細なガラス組成としては、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜２０％、Ｂ２Ｏ３を０〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を５超〜４０％で、ＣａＯを０〜４０％、ＳｒＯを０〜１４％、ＢａＯを０〜７％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有するガラスで構成されることを特徴とする発光装置用基板である。または、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３を５超〜２０％、Ｂ２Ｏ３を０〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を０〜５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有するガラスで構成される発光装置用基板である。または、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１５％、Ｂ２Ｏ３を７〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有するガラスで構成される発光装置用基板である。
また、発光素子搭載用基板において、前記ガラス質絶縁層は、前記ガラス以外にセラミックスフィラーを含有する。さらに、前記基板本体上に前記発光素子用の接続端子部が形成され、この接続端子部を除く領域に前記ガラス質絶縁層が形成されている。またさらに、前記基板本体が凹部を有し、この凹部の底面を前記発光素子搭載面とする。
本発明の発光装置は、上記発光素子搭載用基板と、該発光素子搭載用基板の前記ガラス質絶縁層上に搭載された発光素子と、該発光素子を被覆する蛍光体層を有することを特徴とする。
本発明の発光素子搭載用基板においては、ガラス質絶縁層で銀を含む反射層を被覆することによって、反射層の酸化や硫化等の変化（腐食による変化）を防げるので、反射層の反射率の低下を防止できる。
また、本発明においては、ガラス質絶縁層を構成するガラス中のアルカリ金属酸化物とＡｌ２Ｏ３との量的関係、およびＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３との量的関係を規定したことにより、反射層に含まれる銀がガラス中に拡散しても銀コロイドが形成されにくくなり、銀発色を防げる。
本発明の発光装置においては、上記した発光素子搭載用基板を用いることにより、反射層の反射率が低下しにくいので、長期間発光効率を維持することが期待できる。
本発明の発光素子搭載用基板の一例を示す断面図である。 本発明の発光素子搭載用基板の別の例であり、発光素子を配置した状態を示す断面図である。 本発明の発光装置の一例を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の発光素子搭載用基板の一例を示す断面図である。図に示すように、発光素子搭載用基板１０は、発光素子が搭載される搭載面１ａを有する基板本体１と、この基板本体１の搭載面１ａの一部に形成され、発光素子から発せられる光を反射させる銀を含む反射層（銀反射層）２と、この銀反射層２上に形成されたガラス質絶縁層３とを有している。図２は、本発明の発光素子搭載用基板１０の別の例を示す断面図であり、発光素子４を配置した状態を示す。図２において、発光素子４は、銀反射層２上に形成されたガラス質絶縁層３の上に搭載される。また、基板本体１の搭載面１ａには、銀反射層２とともに銀を主体とする配線導体層（銀導体層）２ａが形成されており、その一部を除く領域にガラス質絶縁層３が形成されている。そして、ガラス質絶縁層３で覆われない銀導体層２ａの一部は、発光素子４を接続する接続端子部５となっている。なお、接続端子部５の上には、接続端子部５の保護および後述するボンディングワイヤの接続強度確保のために金メッキ層６を形成できる。
ガラス質絶縁層３は、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３とＢ２Ｏ３の少なくとも一方、およびアルカリ金属酸化物（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる少なくとも１種を含む）を構成成分とし、前記成分の酸化物基準のモル％表示での含有量で、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％であり、かつＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下であるガラス（以下、本発明のガラスということがある。）を主成分として含有する。ガラス質絶縁層は、本発明のガラスの他に、セラミックスフィラーを含有できる。本発明のガラスは、例えば、以下の組成を有するガラスＡ、またはガラスＢ、もしくはガラスＣである。
ガラスＡは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜２０％、Ｂ２Ｏ３を０〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの少なくとも１種を５超〜４０％、ＣａＯを０〜４０％、ＳｒＯを０〜１４％、ＢａＯを０〜７％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有し、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％であり、かつＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下であるガラスである。
また、ガラスＢは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３を５超〜２０％、Ｂ２Ｏ３を０〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を０〜５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有し、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％であり、かつＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下であるガラスである。
さらに、ガラスＣは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１５％、Ｂ２Ｏ３を７〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有し、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％であり、かつＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下であるガラスである。
本発明の発光素子搭載用基板１０においては、ガラス質絶縁層３により銀反射層２が被覆されているので、銀反射層２の酸化や硫化等の変化（腐食による変化）が防止される。その結果、銀反射層２の反射率の低下が防止される。
基板本体１は、図１に示すように、全体が平板状に形成された部材や、図２に示すように、発光素子４が搭載される搭載面１ａが一段下の位置となるように凹部が形成された部材である。基板本体１を構成する材料は特に限定されないが、前記したガラス質絶縁層３の形成工程で、ガラスを主体とする組成物のペーストを塗布・焼成しても変形しないものが好ましく、無機材料が好ましい。熱伝導率や放熱性、強度、コストの観点から、無機材料の中でも、アルミナ、低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）（以下、ＬＴＣＣという。）、窒化アルミニウム等が好ましい。ＬＴＣＣの場合には、基板本体１と銀反射層２、および銀反射層２を被覆するガラス質絶縁層３を同時に焼成して形成できる。さらに、ＬＴＣＣで複数層を積層する構造の場合には、給電のための内部配線層を同時に焼成できる。基板本体１を構成する無機材料の原料組成、焼結条件等については、後述する製造方法において説明する。
銀反射層２の構成材料としては、反射率の高さから銀が主として用いられるが、銀パラジウム合金または銀白金合金等の銀合金も使用できる。
ガラス質絶縁層３は、下層の銀反射層２を腐食（特に、銀の酸化や硫化）などから保護するための層であり、緻密なガラスまたはガラスとセラミックスフィラーとで形成されるものである。ガラス質絶縁層３に含まれるガラスは、ガラス質絶縁層３を緻密にするための成分であり、反射率を低下させないように無色であることが好ましい。このガラスは銀反射層２と同時に焼成できるものが好ましく、銀反射層２と同時に焼成したときに発色（銀発色）を生じないものが好ましい。すなわち、銀反射層２とガラスを同時に焼成する場合、焼成温度が９００℃より高いと銀反射層２が変形してしまうので、ガラス質絶縁層３に含まれるガラスは、９００℃以下の温度で焼成して緻密化できることが必要である。
なお、銀発色は、ガラス質絶縁層３の焼成時に銀反射層２から銀イオンがガラス中に拡散し、その銀イオンがコロイド化して、黄色や赤色に発色するものである。
銀（銀イオンなど）のガラス中への拡散は、ガラスの軟化点が低いほど多くなる傾向がある。一方、焼成によって緻密なガラス質絶縁層３を得るためには、ガラスの軟化点を低くする必要がある。このため、焼成時にガラスがよく流動して緻密化することと、銀発色抑制の両立は困難であると考えられていた。
本発明者は、銀反射層２としての機能を低下させず、光吸収が非常に小さいガラス質絶縁層３として、ガラス組成を検討した結果、無色でかつ銀発色しない組成を見いだした。第１のガラス組成は、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３を０超〜２０％、Ｂ２Ｏ３を０〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの少なくとも１種を５超〜４０％、ＣａＯを０〜４０％、ＳｒＯを０〜１４％、ＢａＯを０〜７％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有し、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％、ＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下のものである（ガラスＡ）。また、第２のガラス組成は、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３を５超〜２０％、Ｂ２Ｏ３を０〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を０〜５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有し、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％、ＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下のものである（ガラスＢ）。さらに、第３のガラス組成は、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１５％、Ｂ２Ｏ３を７〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有し、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％であり、かつＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下のものである（ガラスＣ）。
以下、ガラス質絶縁層３についてさらに詳しく説明する。ガラス質絶縁層３は、ガラス単体の層またはガラスとセラミックスフィラーとを含む層である。
ガラス質絶縁層３の厚みは、典型的には５〜３０μｍである。５μｍ未満であると、被覆性が不十分になるおそれがあるため、５μｍ以上であることが好ましい。３０μｍを超えると、発光素子４の放熱性を阻害し発光効率が低下してしまうおそれがある。
ガラス質絶縁層３は、例えば、ガラス粉末、またはガラス粉末とセラミックスフィラーとの混合物をペースト化してスクリーン印刷し、焼成して形成されるが、５〜３０μｍの厚みの層を平坦に形成できる方法であれば、特に限定されるものではない。
ガラス質絶縁層３は、体積％表示でガラスを５０％以上含有することが好ましい。５０％未満であると、焼成時の焼結が不十分となり、被覆性を損ねるおそれがある。焼結性を向上するために、ガラスを７０％以上含有することがより好ましい。また、セラミックスフィラーを５０％以下含有する。セラミックスフィラーの含有量は典型的には５％以上である。セラミックスフィラーを含有することにより、ガラス質絶縁層３の強度を高くできる場合がある。また、ガラス質絶縁層３の放熱性を高くできる場合がある。
前記セラミックスフィラー（以下、絶縁層用セラミックスフィラーということがある。）は、光の吸収が少ない白色や透明なものが好ましく、具体的にはアルミナ粉末やシリカ粉末、ジルコニア粉末等が好ましい。絶縁層用セラミックスフィラーの粒度や形状などは特に限定されないが、例えば平均粒径Ｄ５０が０．５〜２μｍ程度のものが用いられる。なお、本明細書において５０％粒径（Ｄ５０）は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定したものをいう。
次に、ガラス質絶縁層３を構成するガラス（ガラスＡ、ガラスＢおよびガラスＣ）の各成分について説明する。なお、以下では、特に断らない限り組成はモル％表示のものとし、単に％と表記する。
ＳｉＯ２はガラスのネットワークフォーマーであり、化学的耐久性、特に耐酸性を高くする成分であり必須である。３５％未満では、耐酸性が不十分となるおそれがある。８５％超では、ガラス溶融温度が高くなる、またはガラス軟化点（Ｔｓ）が高くなりすぎるおそれがある。
Ｂ２Ｏ３は必須成分ではないが、ガラスのネットワークフォーマーであり、また軟化点を下げる成分でもあるので、含有することが好ましい。５％未満では、ガラス溶融温度が高くなりやすいか、またはガラスが不安定になるおそれがある。また、銀発色が生じやすくなるおそれがある。より好ましい含有量は７％以上である。２５％超では、安定なガラスを得にくくなる、または化学的耐久性が低下するおそれがある。なお、Ａｌ２Ｏ３を含有しない場合、銀発色の抑制にはＢ２Ｏ３を必須として含有することが好ましい。
Ａｌ２Ｏ３は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの少なくとも１種を含有し、かつその含有量の合計が５％以下である場合、必須であり、ガラスの安定性を高めるために５％超含有させる必要がある。２０％超では、ガラスの軟化点が上昇し、焼成時の焼結性を損ねるおそれがある。そのため、軟化点を下げるために、他の軟化点低下成分であるＢ２Ｏ３やＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量を増やすことが必要になり、銀発色が生じやすくなる。
ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの少なくとも１種を５％超含有する場合、ガラスの安定性、または化学的耐久性を高めるために、Ａｌ２Ｏ３は２０％以下の範囲で含有してもよい。４０％超ではガラスの軟化点が上昇し、焼成時の焼結性を損ねるおそれがある。そのため、軟化点を下げるために、他の軟化点低下成分であるＢ２Ｏ３やＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量を増やすことが必要になり、銀発色が生じやすくなる。
銀発色挙動へのＡｌ２Ｏ３の関係についてさらに説明する。まず、銀発色の発生メカニズムであるが、次のように説明できる。まず、銀反射層２を被覆するように焼成により形成されるガラス質絶縁層３には、焼成とともに銀がガラス質絶縁層３のガラス中に拡散していく。ガラス中の銀は、銀イオンの形で、通常Ａｇ＋で存在すると考えられる。さらに、銀イオンがガラス中で移動し、集まるとともに還元された場合、Ａｇ０となり、それがコロイド化すると光吸収を引き起こす。この光吸収が、いわゆる銀発色として検知される。
このメカニズムを考察すると、銀がガラス中で銀イオンの形のままで存在するならば、光吸収は引き起こされず、銀発色は検知されない。つまり、銀を銀イオンのままガラス中で留めておくことが、銀発色抑制の有効な手段であるといえる。
本発明においては、ガラスの安定性、原料の入手容易性、メッキ工程などで必要な化学耐久性の確保が容易であることから、ＳｉＯ２を骨格としたガラスを選定している。ＳｉＯ２を骨格としたガラス中のアルカリ成分とＡｌ２Ｏ３の関係については、以下のことが知られている。まず、ＳｉＯ２を骨格としたガラスにアルカリ成分を導入していくと、アルカリ金属原子は、ガラス中のケイ素原子と酸素原子との結合、すなわち、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの架橋を壊し、Ｓｉ−Ｏ−：Ｍ＋のイオン結合の形で入っていき、いわゆる非架橋酸素を生じていく。なお、Ｍはアルカリ金属原子を示す。
ここにＡｌ２Ｏ３を導入すると、まず、アルミニウムイオンであるＡｌ３＋はガラス中の非架橋酸素を引きつけて、４配位構造の［ＡｌＯ４］の形をとり、中心のＡｌは負の電荷を帯びた形になる。そして、この電荷補償のため、正の電荷を持つＭ＋（アルカリ金属イオン）を引きつける形をとる。同様の構造をとる元素としてＢ（ホウ素）も知られているが、Ａｌ（アルミニウム）の方がＢよりも優先的にこの構造をとりやすいといわれている。この構造をとるとき、ガラス全体の構造中の非架橋酸素の数は減り、ガラスネットワークの構造は強くなる。
ここで、Ａｇ（銀）について考察すると、Ａｇもアルカリ金属原子と同様に、１価の価数をとり、ガラス中でイオンとして存在するときにはＡｇ＋となり、アルカリ金属原子と同様の挙動を示すことが推察される。つまり、Ａｌ３＋はガラス中の非架橋酸素を引きつけて、４配位の［ＡｌＯ４］の形をとり、中心のＡｌは負の電荷を帯びた形になり、この電荷補償のために、正の電荷を持つＡｇ＋（銀イオン）を引きつける形をとる。ガラス中の銀イオンは発色の原因とはならないので、銀イオンで安定に存在できるこの構造をとる場合、銀発色は生じにくいと考えられる。
アルカリ金属酸化物であるＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、軟化点を低下させる成分であり、有用である。しかし、含有量が多すぎると銀発色が生じやすくなる。これは、ガラス中の非架橋酸素が増加し、ガラス中に銀が拡散しやすくなることが一因であるが、Ａｌ２Ｏ３を導入すると、銀発色は抑制される。本発明者は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計とＡｌ２Ｏ３の含有量の差が、銀発色に関係することを見いだした。すなわち、酸化物基準のモル％表示で成分を表したとき、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３は−２０〜１．５％であることが好ましい。この範囲にあると、銀がガラス中に拡散した場合でも、銀イオンの形で安定に存在できる構造をとると考えられる。−２０％未満である場合には銀発色が生じやすくなる。また、１．５％超である場合にも銀発色が生じやすくなる。好ましい（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）の範囲は１超〜７％、さらに好ましくは２〜７％である。
Ａｌ２Ｏ３が過剰な場合、ガラス中でＡｌは６配位構造をとり、いわゆる修飾元素として振る舞うことが知られている。この場合、Ａｌは非架橋酸素を増加させる方向に働くため、ガラスは隙間の多い構造をとることになる。さらに、ＡｌがＡｇ＋などの正の電荷を持つイオンを引きつける形とはならない。つまり、銀イオンをガラス中で安定化できなくなってくる。このとき、アルカリ金属原子および銀はガラス中で移動しやすくなり、銀が集まり、コロイド化する可能性が高まると推察される。本発明者は、ＳｉＯ２含有量と３倍のＡｌ２Ｏ３含有量との和が大きすぎると、銀発色が生じやすくなることを見いだした。すなわち、（ＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３）は９０％以下であることが好ましい。９０％超であると銀発色が生じやすくなる。より好ましいＡｌ２Ｏ３の範囲は５〜１５％である。
ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、いずれもＡｌ２Ｏ３が５％超であるときは必須ではないが、ガラスの溶融温度を低下させ、またガラスを安定化させるために有用である。しかし、含有量が多すぎるとガラスが不安定になる場合があり、また銀発色が生じやすくなる場合がある。ＣａＯは４０％以下含有してもよい。４０％超ではガラスが不安定になるおそれがある。３０％以下がより好ましい。ＳｒＯは１４％以下含有しても良い。１４％超では銀発色が生じやすくなるおそれがある。ＢａＯは７％以下含有しても良い。７％超では銀発色が生じやすくなるおそれがある。
Ａｌ２Ｏ３が５％以下であるときは、ガラスを安定化させるために、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯのいずれか１以上をその含有量の合計が５％超で含有させる必要がある。また、ガラスの溶融温度を低下させるために有用である。しかし、含有量が多すぎるとガラスが不安定になる場合があり、また銀発色が生じやすくなる場合がある。ＣａＯは４０％以下含有してもよい。４０％超ではガラスが不安定になるおそれがある。３０％以下がより好ましい。ＳｒＯは１４％以下含有しても良い。１４％超では銀発色が生じやすくなるおそれがある。ＢａＯは７％以下含有しても良い。７％超では銀発色が生じやすくなるおそれがある。
本発明においてガラス質絶縁層３を構成するガラス、すなわち本発明のガラスは、本質的に上記成分を主成分とするが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。そのような成分を含有する場合、それら成分の含有量の合計は１０％以下であることが好ましい。ただし、鉛酸化物は含有しない。
本発明の発光素子搭載用基板１０において、搭載される発光素子４としてはＬＥＤ素子が挙げられる。より具体的には、放射した光で蛍光体を励起して可視光を発光させるものであり、青色発光タイプのＬＥＤ素子や紫外発光タイプのＬＥＤ素子が例示される。ただし、これらに限定されるものではなく、蛍光体を励起して可視光を発光させることが可能な発光素子であれば、発光装置の用途や目的とする発光色等に応じて種々の発光素子を使用できる。
本発明の発光素子搭載用基板１０において、基板本体１を構成する材料は、その上に銀反射層２とそれを保護するガラス質絶縁層３を順に設けることができれば特に限定されないが、前記したように、アルミナや窒化アルミニウムのようなセラミックス、あるいはＬＴＣＣが好ましい。以下では、まず基板本体１がＬＴＣＣ基板である場合について説明し、次いで基板本体１がアルミナ基板のようなセラミックス基板である場合について説明する。
ＬＴＣＣ基板は、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを混合してなる組成物（以下、ガラスセラミックス組成物という。）を焼成して製造される基板であり、銀反射層２と同時に焼成して製造することが可能な基板である。
ＬＴＣＣ基板を構成するガラスの組成としては、例えば、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２が６０．４％、Ｂ２Ｏ３が１５．６％、Ａｌ２Ｏ３が６％、ＣａＯが１５％、Ｋ２Ｏが１％、Ｎａ２Ｏが２％である組成が挙げられる。
ＬＴＣＣ基板の製造に用いられるガラス粉末は、溶融法によって得られたガラスを粉砕して製造される。粉砕の方法は本発明の目的を損なわないものであれば限定されず、乾式粉砕でもよいし湿式粉砕でもよい。湿式粉砕の場合には、溶媒として水を用いることが好ましい。また、粉砕にはロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を適宜使用できる。ガラスは粉砕後、必要に応じて乾燥され、分級される。
セラミックスフィラーとしては、従来からＬＴＣＣ基板の製造に使われるものが使用できる。例えば、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、またはアルミナ粉末とジルコニア粉末との混合物を好適に使用できる。以下、セラミックスフィラーとしてアルミナ粉末が使用されたＬＴＣＣ基板について説明する。
アルミナ粉末の粒度や形状などは特に限定されないが、例えば平均粒径Ｄ５０が１〜５μｍ程度のものが用いられる。例えば、昭和電工社製のＡＬ−４５Ｈが挙げられる。ガラス粉末とアルミナ粉末の配合比率は、例えばガラス粉末４０質量％、アルミナ粉末６０質量％である。
基板本体１としてＬＴＣＣ基板を有する発光素子搭載用基板１０は、ガラス粉末と前記アルミナ粉末とを混合してなる組成物をグリーンシート化して使用し、以下に示すようにして製造できる。まず、ガラス粉末とアルミナ粉末に、ポリビニルブチラール樹脂やアクリル樹脂等の樹脂と、必要に応じてフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等の可塑剤等を添加して混合し、さらにトルエン、キシレン、ブタノール等の溶剤を添加してスラリーとする。このスラリーをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム上にドクターブレード法などによってシート状に成形する。最後に、このシート状に成形されたものを乾燥して溶剤を除去し、グリーンシート（ガラスセラミックスグリーンシート）とする。
このようなグリーンシートの表面に、銀あるいは銀パラジウム合金または銀白金合金等の銀合金の粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状とした銀ペーストを用い、スクリーン印刷等によって未焼成の銀反射層を形成する。また、必要に応じて、前記銀ペーストまたは公知の銀ペーストを用い、スクリーン印刷等によって未焼成の配線導体層を形成する。さらに、グリーンシートに層間接続用等のビアホールを形成し、このビアホール内に前記銀ペーストを充填することによって、未焼成の接続ビアやサーマルビアを形成できる。
次に、未焼成の銀反射層等の上に、前記した組成を有する本発明のガラスの粉末と前記した絶縁層用セラミックスフィラー（アルミナ粉末）を含む混合物のペースト（以下、ガラスペーストという。）を、スクリーン印刷等により印刷し、未焼成のガラス質絶縁層を形成する。
その後、前記グリーンシートの１枚または複数枚を重ねて一体化したものを、５００〜６００℃に加熱し、グリーンシート等に含まれる樹脂等のバインダーを分解・除去する脱脂を行った後、焼成を行い、次いで必要に応じて所望の形状に加工されて基板とされる。焼成は、典型的には８５０〜９００℃に２０〜６０分間保持して行われる。より典型的な焼成温度は８６０〜８８０℃である。この焼成により、前記した未焼成の銀反射層や未焼成の配線導体層、未焼成の接続ビア等も同時に焼成される。
銀反射層等をグリーンシートと同時に焼成する場合、焼成温度は８８０℃以下であることが好ましい。８８０℃超では、焼成時に銀または銀含有合金が軟化し、銀反射層や配線導体層、接続ビア等の形状が保持できなくなるおそれがある。より好ましい焼成温度は８７０℃以下である。こうして、基板本体１であるＬＴＣＣ基板の表面に銀反射層２が形成され、その上にガラス質絶縁層３が被覆された発光素子搭載用基板１０が得られる。
次に、基板本体１としてセラミックス基板を有する発光素子搭載用基板１０の製造方法について説明する。まず、セラミックスグリーンシートを作製し、セラミックス基板を製造する。セラミックスグリーンシートは、セラミックス粉末と焼結助剤とを含むセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、溶剤等を添加してスラリーを調製し、これをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させることで形成できる。
セラミックス粉末としては、アルミナ粉末や窒化アルミニウム粉末を使用できる。セラミックス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。セラミックス粉末のＤ５０が０．５μｍ未満の場合には、セラミックス粉末が凝集しやすく、取り扱いが困難となるばかりでなく、均一に分散させることが困難となる。一方、Ｄ５０が２μｍを超える場合には、焼結不足が発生するおそれがある。
焼結助剤としては、従来からセラミックス基板の製造に使われるものが使用できる。例えば、ＳｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物の混合物、希土類元素酸化物（特に、Ｙ２Ｏ３を主要成分とするＹ２Ｏ３系助剤）を好適に使用できる。焼結助剤のＤ５０は、０．５μｍ以上４μｍ以下であることが好ましい。
このようなセラミックス粉末と焼結助剤とを、例えばセラミックス粉末が８０質量％以上９９質量％以下、焼結助剤が１質量％以上２０質量％以下となるように配合し混合してセラミックス組成物を得る。このセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、溶剤等を添加しスラリーとする。
バインダーとしては、例えばポリビニルブチラール、アクリル樹脂等を好適に使用できる。可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等を使用できる。溶剤としては、トルエン、キシレン、ブタノール等の芳香族系またはアルコール系の有機溶剤を使用できる。さらに、分散剤やレベリング剤を併用することもできる。
こうして形成されたセラミックスグリーンシートを、必要に応じて所定の寸法に切断し、層間接続用のビアホール等を形成した後、１枚または複数枚重ねて加熱および加圧して一体化したものを、５００℃以上６００℃以下の温度で加熱し、グリーンシートに含まれる樹脂等のバインダーを分解・除去する脱脂を行う。その後、さらに１１００〜２２００℃程度の温度で加熱してセラミックス組成物を焼成し、セラミックス基板とする。
次いで、こうして得られたセラミックス基板の上に、前記銀ペーストをスクリーン印刷等によって印刷して未焼成の銀反射層を形成する。また、必要に応じて、前記銀ペースト等を用いて未焼成の配線導体層や未焼成の接続ビア、サーマルビア等を形成する。さらに、未焼成の銀反射層等の上に、前記したガラスペーストをスクリーン印刷等により印刷し、未焼成のガラス質絶縁層を形成する。
その後、未焼成の銀反射層および未焼成のガラス質絶縁層等が形成されたセラミックス基板を８５０〜９００℃の温度に２０〜６０分間加熱し、前記した銀ペーストとガラスペーストとを同時に焼成し、銀反射層２とガラス質絶縁層３とを同時に形成する。典型的な焼成温度は８６０〜８８０℃である。
なお、銀反射層２とガラス質絶縁層３とを別々に焼成（以下、個別焼成ということがある。）により形成することもできる。すなわち、セラミックス基板の上に銀ペーストをスクリーン印刷等により印刷した後、銀ペーストを焼成して銀反射層２を形成する。次いで、形成された銀反射層２の上にさらにガラスペーストを印刷し、このガラスペーストを焼成してガラス質絶縁層３を形成する。こうして、基板本体１であるセラミックス基板の上に銀反射層２が形成され、その上にガラス質絶縁層３が被覆された発光素子搭載用基板１０が得られる。
以上、本発明の発光素子搭載用基板１について説明したが、本発明の趣旨に反しない限度において、また必要に応じて、その構成を適宜変更することができる。
次に、本発明の発光装置について説明する。発光装置２０は、例えば図３に示すように、本発明の発光素子搭載用基板１０の上にＬＥＤ素子等の発光素子４が搭載された構造を有する。発光素子搭載用基板１０において、基板本体１の搭載面１ａには、銀反射層２とともに銀を主体とする配線導体層（銀導体層）２ａが形成されており、銀導体層２ａの一部は発光素子４の接続端子部５となっている。そして、この接続端子部５を除く領域がガラス質絶縁層３により覆われている。
発光素子４は、銀反射層２上に形成されたガラス質絶縁層３の上に、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等を用いて接着（ダイボンド）されており、発光素子４上面の電極（図示せず。）が金線等のボンディングワイヤ７を介して前記接続端子部５に電気的に接続されている。発光素子４の実装は、発光素子４の裏面に設けられた半田バンプ、Ａｕバンプ、Ａｕ−Ｓｎ共晶バンプ等のバンプ電極を、基板本体１のリード端子やパッド部にフリップチップ接続する方法などで行うこともできる。
そして、発光素子４やボンディングワイヤ７を覆うように、蛍光体層８が設けられている。蛍光体層８は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂のような透明樹脂中に蛍光体を混合・分散させたものである。蛍光体は、発光素子４から放射された光により励起されて可視光を発光し、この可視光と発光素子４から放射される光との混色によって、あるいは蛍光体から発光される可視光または可視光自体の混色によって、発光装置２０として所望の発光色を得るものである。蛍光体の種類は特に限定されるものではなく、目的とする発光色や発光素子４から放射される光等に応じて適宜に選択される。
また、発光素子４を直接覆うように透明樹脂等からなる被覆層を形成し、その被覆層の上に蛍光体層８を設けることも可能である。すなわち、蛍光体層８は、発光装置２０の発光素子４が形成された側の最上層に形成されることが好ましい。
さらに、この発光装置２０においては、基板本体１の搭載面１ａと反対側の非搭載面１ｂに、外部回路と電気的に接続される外部電極端子９が、例えば前記銀導体層２ａと同様に、銀ペーストの印刷・焼成により形成されている。そして、この外部電極端子８と前記発光素子の接続端子部５とを電気的に接続する接続ビア１１が、基板本体１を貫通しその内部に設けられている。また、基板本体１の内部には、熱抵抗を低減するためのサーマルビア１２が埋設されている。サーマルビア１２は、前記発光素子搭載基板１０の製造方法で述べたように、例えば銀ペーストの印刷・焼成により形成され、発光素子搭載部の直下に複数設けられている。
このように構成される本発明の発光装置２０によれば、銀反射層２の反射率が低下しにくいので、長期間発光効率を維持できる。
以下、本発明について実施例を参照してさらに詳細に説明する。
例１〜例５９において、ガラス質絶縁層を形成するためのガラスを調製した。すなわち、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｒ２Ｏ（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）、ＴｉＯ２およびＺｒＯ２の各成分が、表１〜表７に示す組成（モル％）となるように、ガラス原料を調合、混合し、この原料混合物を白金ルツボに入れて１５００〜１６００℃で６０分間溶融させた後、溶融状態のガラスを流し出し冷却した。得られたガラスを、アルミナ製ボールミルで水を溶媒として２０〜６０時間粉砕して、ガラス粉末を得た。
得られたガラス粉末の平均粒径Ｄ５０を、島津製作所社製ＳＡＬＤ２１００を用いて測定したところ、いずれもＤ５０＝１〜３μｍの範囲内であった。また、各ガラス粉末の軟化点Ｔｓ（単位：℃）を、ブルカーＡＸＳ社製熱分析装置ＴＧ−ＤＴＡ２０００を用いて昇温速度１０℃／分の条件で１０００℃まで測定した。測定結果を表１〜表７に示す。なお、例１〜例５９のいずれのガラスも、Ｔｓ測定時に結晶ピークは認められなかった。
例１〜例２６および例３６〜例５１に示す組成のガラスは、少なくともＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３とＢ２Ｏ３の少なくとも一方、およびＲ２Ｏを含有し、（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）が−２０〜１．５％で（ＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３）９０％以下である本発明のガラスであり、例２７〜例３５および例５２〜例５９に示す組成のガラスは、前記範囲から外れた組成の比較例のガラスである。
例１〜例３５については、表１〜表４に示す組成のガラス粉末のみを使用し、例３６〜例５９については、表５〜表７に示す組成のガラス粉末にアルミナ粉末（住友化学製ＡＡ−２）を同表に示す組成（体積％）で配合した混合粉末を使用した。そして、前記ガラス粉末または混合粉末を質量％表示で７０％、樹脂を溶剤に溶融したビヒクル成分を３０％としたものについて、磁器乳鉢中で１時間混練を行い、さらに三本ロールにて３回分散を行ってガラスペースト（Ｇ−１〜Ｇ−５９）を作製した。
また、導電性銀粉末（大研化学工業社製Ｓ４００−２）およびエチルセルロースを質量比８５：１５の割合で調合し、固形分の質量％表示濃度を８５％として溶剤（αテレピネオール）に分散した後、磁器乳鉢中で１時間混練を行い、さらに三本ロールにて３回分散を行って、銀ペースト（Ｓ）を作製した。
次に、ＬＴＣＣ基板を本体とし、その上に銀反射層とガラス質絶縁層が順に形成された発光素子搭載用基板を製造した。まず、以下に示すようにしてガラスセラミックスグリーンシートを作製した。すなわち、モル％表示でＳｉＯ２が６０．４％、Ｂ２Ｏ３が１５．６％、Ａｌ２Ｏ３が６％、ＣａＯが１５％、Ｋ２Ｏが１％、Ｎａ２Ｏが２％となるように原料を配合、混合し、この原料混合物を白金ルツボに入れて１６００℃で６０分間溶融させた後、この溶融状態のガラスを流し出し冷却した。このガラスをアルミナ製ボールミルにより４０時間粉砕して本体用ガラス粉末を製造した。なお、粉砕時の溶媒にはエチルアルコールを用いた。
この本体用ガラス粉末が４０質量％、アルミナ粉末（昭和電工社製、商品名：ＡＬ−４５Ｈ）が６０質量％となるように配合し、混合することによりガラスセラミックス組成物を製造した。このガラスセラミックス組成物５０ｇに、有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）１５ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）２．５ｇ、バインダーとしてのポリビニルブチラール（デンカ社製、商品名：ＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、さらに分散剤（ビックケミー社製、商品名：ＢＹＫ１８０）を配合し、混合してスラリーを調製した。
このスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させ、焼成後の厚さが１５０μｍとなるガラスセラミックスグリーンシートを作製した。
こうして得られたガラスセラミックスグリーンシートの上に前記銀ペースト（Ｓ）を印刷し乾燥した後、その上にガラスペースト（Ｇ−１〜Ｇ−５９）を印刷し、これを５５０℃に５時間保持して樹脂成分を分解除去した後、８７０℃に３０分間保持することにより、焼成を行った。また、例１、例３、例５、例９、例１２、例１７、例１８、例１９〜例３４、および例３７〜例５９に組成を示すガラスを使用したものについては、８４０℃および９００℃の各温度でも焼成を行った。こうして、ＬＴＣＣ基板を本体とし、銀反射層上にガラス質絶縁層が形成された発光素子搭載用基板を得た。
次に、例１、例３、例５、例９、例１２、例１７、例１８、例１９〜例３４、および例３７〜例５９に組成を示すガラスを使用し、アルミナ基板を本体とする発光素子搭載用基板を、銀ペースト層とガラスペースト層とを同時に焼成する方法（同時焼成法）で製造した。また、銀ペースト層とガラスペースト層とを別々に焼成する方法（個別焼成法）で製造した。
アルミナ基板（北陸セラミックス社製の９６％アルミナ基板）の上に、前記銀ペースト（Ｓ）を印刷し乾燥した後、その上にガラスペースト（Ｇ−１〜Ｇ−５９）を印刷し、８４０℃、８７０℃および９００℃の各温度に３０分間保持することにより、焼成を行った。こうして、アルミナ基板を本体とし、銀反射層上にガラス質絶縁層が同時焼成法により形成された発光素子搭載用基板を得た。
また、前記アルミナ基板の上に前記銀ペースト（Ｓ）を印刷して乾燥した後、８４０℃、８７０℃および９００℃の各温度に３０分間保持することにより、銀ペースト層の焼成を行った。次いで、こうして形成された銀層（反射層）の上にガラスペースト（Ｇ−１〜Ｇ−５９）を印刷し、８４０℃、８７０℃および９００℃の各温度に３０分間保持することにより、ガラスペースト層の焼成を行った。こうして、銀ペースト層とガラスペースト層とを別々に焼成して形成した。
次に、前記で得られたＬＴＣＣ基板を本体とする発光素子搭載用基板、アルミナ基板を本体とし銀ペースト層とガラスペースト層とを同時に焼成する方法、および個別に焼成する方法によりそれぞれ得られた発光素子搭載用基板において、表面の反射率をそれぞれ測定した。反射率はオーシャンオプティクス社の分光器ＵＳＢ２０００と小型積分球ＩＳＰ−ＲＦを用いて測定し、可視光域の４００〜８００ｎｍの平均値を反射率（単位：％）として算出した。また、例１〜例２０および例３１〜例３６については、ガラス質絶縁層の表面粗さを、サーフコム１４００Ｄ（機種名、東京精密社製）により測定した。測定結果を表１〜表７に示す。なお、表中の「−」は、表面粗さや反射率が未測定であることを示す。
Figure 2011192959
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発光素子搭載用基板の反射率については、ガラス質絶縁層のない銀反射層表面の反射率が９５％であることから、可能な限りそれに近い反射率が望ましい。実パッケージに発光素子を搭載し光量測定した結果と、本手法による測定の反射率との相関から考慮して、実施例で測定された反射率が８５％以下では、効率的に発光素子からの光を反射することができないため、ガラス質絶縁層としては好ましくないと考えられる。
本発明の発光素子搭載用基板およびこれを用いた発光装置は、例えば、携帯電話や大型液晶ディスプレイ等のバックライトに利用できる。
１…基板本体
２…銀反射層
３…ガラス質絶縁層
４…発光素子
５…接続端子部
７…ボンディングワイヤ
８…蛍光体層
９…外部電極端子
１０…発光素子搭載用基板
１１…接続ビア
１２…サーマルビア
２０…発光装置

Claims (8)

  1. 発光素子が搭載される搭載面を有する基板本体と、この基板本体の搭載面の一部に形成され、前記発光素子から発せられる光を反射させる銀を含む反射層と、この反射層上に形成されたガラス質絶縁層とを有し、前記ガラス質絶縁層は、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３とＢ２Ｏ３の少なくとも一方、およびアルカリ金属酸化物（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる少なくとも１種を含む）を構成成分とするガラスを含有するものであり、前記成分の酸化物基準のモル％表示での含有量で、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３が−２０〜１．５％であり、かつＳｉＯ２＋３×Ａｌ２Ｏ３が９０％以下であることを特徴とする発光素子搭載用基板。
  2. 前記ガラスが、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜２０％、Ｂ２Ｏ３を０〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を５超〜４０％で、ＣａＯを０〜４０％、ＳｒＯを０〜１４％、ＢａＯを０〜７％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有するものである請求項１記載の発光素子搭載用基板。
  3. 前記ガラスが、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３を５超〜２０％、Ｂ２Ｏ３を０〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を０〜５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有するものである請求項１記載の発光素子搭載用基板。
  4. 前記ガラスが、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１５％、Ｂ２Ｏ３を７〜２５％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種を０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を１超〜７％含有するものである請求項１記載の発光素子搭載用基板。
  5. 前記ガラス質絶縁層が前記ガラス以外にセラミックスフィラーを含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子搭載用基板。
  6. 前記基板本体上に前記発光素子用の接続端子部が形成され、この接続端子部を除く領域に前記ガラス質絶縁層が形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光素子搭載用基板。
  7. 前記基板本体が凹部を有し、この凹部の底面を前記発光素子搭載面とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光素子搭載用基板。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光素子搭載用基板と、該発光素子搭載用基板の前記ガラス質絶縁層上に搭載された発光素子と、該発光素子を被覆する蛍光体層を有することを特徴とする発光装置。
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KR1020100137790A KR20110095807A (ko) 2010-02-19 2010-12-29 발광 소자 탑재용 기판 및 발광 장치
CN2010106246168A CN102163680A (zh) 2010-02-19 2010-12-30 发光元件搭载用基板及发光装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013171924A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Stanley Electric Co Ltd 発光装置及びその製造方法
JP2014053547A (ja) * 2012-09-10 2014-03-20 Kyoto Elex Kk Ｌｅｄ用セラミックパッケージ用ペースト
US9117988B2 (en) 2013-09-24 2015-08-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting device

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10008637B2 (en) 2011-12-06 2018-06-26 Cree, Inc. Light emitter devices and methods with reduced dimensions and improved light output
EP2267799A1 (en) * 2008-04-18 2010-12-29 Asahi Glass Company, Limited Light-emitting diode package
EP2942823B1 (en) 2009-12-09 2021-05-05 LG Innotek Co., Ltd. Light emitting device, light emitting package, and lighting system
WO2012005308A1 (ja) * 2010-07-07 2012-01-12 旭硝子株式会社 発光素子用反射枠体、発光素子用基板、および発光装置
US10211380B2 (en) * 2011-07-21 2019-02-19 Cree, Inc. Light emitting devices and components having improved chemical resistance and related methods
US10686107B2 (en) * 2011-07-21 2020-06-16 Cree, Inc. Light emitter devices and components with improved chemical resistance and related methods
KR20140038553A (ko) 2011-07-21 2014-03-28 크리,인코포레이티드 향상된 화학적 내성을 위한 발광 장치 패키지들, 부품들 및 방법들 그리고 관련된 방법들
CN104247060A (zh) * 2011-12-01 2014-12-24 克利公司 发光器件、具有改进的化学耐性的部件以及相关方法
US9496466B2 (en) 2011-12-06 2016-11-15 Cree, Inc. Light emitter devices and methods, utilizing light emitting diodes (LEDs), for improved light extraction
US9240530B2 (en) 2012-02-13 2016-01-19 Cree, Inc. Light emitter devices having improved chemical and physical resistance and related methods
US9343441B2 (en) 2012-02-13 2016-05-17 Cree, Inc. Light emitter devices having improved light output and related methods
TW201405861A (zh) * 2012-07-09 2014-02-01 Ceramtec Gmbh Ｌｅｄ用途之反射光的基材
WO2014065068A1 (ja) * 2012-10-24 2014-05-01 シャープ株式会社 発光装置
DE102012111458B4 (de) * 2012-11-27 2022-12-08 Tdk Electronics Ag Halbleitervorrichtung
TWI550920B (zh) * 2012-12-13 2016-09-21 鴻海精密工業股份有限公司 發光二極體
JP6098200B2 (ja) * 2013-02-05 2017-03-22 旭硝子株式会社 発光素子用基板および発光装置
TWI572059B (zh) * 2013-10-30 2017-02-21 光寶光電（常州）有限公司 發光二極體裝置
CN104600173B (zh) * 2013-10-30 2018-02-06 光宝科技股份有限公司 发光二极管装置
JP6235045B2 (ja) * 2013-12-18 2017-11-22 シャープ株式会社 発光装置用基板、及び、発光装置
DE102014203191A1 (de) * 2014-02-21 2015-08-27 Osram Gmbh LED-Modul mit einer LED
US9799812B2 (en) * 2014-05-09 2017-10-24 Kyocera Corporation Light emitting element mounting substrate and light emitting device
KR102133239B1 (ko) * 2014-07-07 2020-07-13 도레이 카부시키가이샤 신틸레이터 패널, 방사선 검출기 및 그 제조 방법
CN104064659A (zh) * 2014-07-18 2014-09-24 中山市奥科特照明电器有限公司 一种led封装方法
KR102188500B1 (ko) 2014-07-28 2020-12-09 삼성전자주식회사 발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 조명장치
CN104617170A (zh) * 2015-01-21 2015-05-13 湖南师范大学 太阳光谱转换树脂及其制备方法与应用方法
CN108070853B (zh) * 2017-12-15 2020-01-21 广东昭信照明科技有限公司 一种陶瓷浆料、制备方法及复合陶瓷散热基板

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01252548A (ja) * 1987-12-28 1989-10-09 Asahi Glass Co Ltd ガラスセラミックス組成物
JP2001322831A (ja) * 2000-05-12 2001-11-20 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc オーバーコートガラス及び厚膜印刷基板
JP2007266172A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Kyocera Corp 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2010034487A (ja) * 2008-06-24 2010-02-12 Sharp Corp 発光装置、面光源、および発光装置用パッケージの製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3803420A1 (de) 1988-02-05 1989-08-17 Jenaer Glaswerk Veb Glaeser zur erzeugung ausgedehnter brechzahlverteilungen hoher transparenz
US5007948A (en) * 1990-03-19 1991-04-16 Corning Incorporated Essentially colorless silver-containing glasses through ion exchange
TW530424B (en) * 2000-02-09 2003-05-01 Nippon Leiz Corp Light source device
US6552368B2 (en) * 2000-09-29 2003-04-22 Omron Corporation Light emission device
JP2007067116A (ja) 2005-08-30 2007-03-15 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光装置
US7550319B2 (en) * 2005-09-01 2009-06-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Low temperature co-fired ceramic (LTCC) tape compositions, light emitting diode (LED) modules, lighting devices and method of forming thereof
JP2009231440A (ja) 2008-03-21 2009-10-08 Nippon Carbide Ind Co Inc 発光素子搭載用配線基板及び発光装置
JP2010034976A (ja) 2008-07-30 2010-02-12 Mitsubishi Electric Corp 誤り訂正符号化装置、誤り訂正復号装置及び誤り訂正符号化方法
JP2010257121A (ja) 2009-04-23 2010-11-11 Toshiba Mach Co Ltd ステータス表示切替

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01252548A (ja) * 1987-12-28 1989-10-09 Asahi Glass Co Ltd ガラスセラミックス組成物
JP2001322831A (ja) * 2000-05-12 2001-11-20 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc オーバーコートガラス及び厚膜印刷基板
JP2007266172A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Kyocera Corp 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2010034487A (ja) * 2008-06-24 2010-02-12 Sharp Corp 発光装置、面光源、および発光装置用パッケージの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013171924A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Stanley Electric Co Ltd 発光装置及びその製造方法
JP2014053547A (ja) * 2012-09-10 2014-03-20 Kyoto Elex Kk Ｌｅｄ用セラミックパッケージ用ペースト
US9117988B2 (en) 2013-09-24 2015-08-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting device

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