JP2016115745A - 発光装置用基板及び発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】信頼性を向上できる発光装置用基板及び発光装置を提供する。【解決手段】本発明の実施形態によれば、発光装置用基板は、金属板と、発光素子と接続される電極層と、金属板と電極層との間に設けられた絶縁層と、を含む。絶縁層は、シリコン酸化物を含む第1母体と第1母体に分散された複数の第1微細構造体とを含む第1領域と、第1領域と金属板との間に設けられた第2領域であって、シリコン酸化物を含む第2母体と第2母体に分散された複数の第2微細構造体とを含む第2領域と、第1領域と第2領域との間に設けられシリコン酸化物を含む第3領域と、を含む。第3領域中における第1微細構造体の濃度は、第1領域中における第1微細構造体の濃度よりも低い。第3領域中における第2微細構造体の濃度は、第2領域中における第2微細構造体の濃度よりも低い。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、発光装置用基板及び発光装置に関する。
発光装置において、例えば、LEDなどの発光素子が基板上に実装される。このような発光装置において高い光束密度(luminous flux density)が望まれている。光束密度の上昇とともに発光装置の温度が高まり、信頼性を劣化させる。
本発明の実施形態は、信頼性を向上できる発光装置用基板及び発光装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、発光装置用基板は、金属板と、発光素子と接続される電極層と、前記金属板と前記電極層との間に設けられた絶縁層と、を含む。前記絶縁層は、シリコン酸化物を含む第1母体と前記第1母体に分散された複数の第1微細構造体とを含む前記第1領域と、前記第1領域と前記金属板との間に設けられた第2領域であって、シリコン酸化物を含む第2母体と前記第2母体に分散された複数の第2微細構造体とを含む第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間に設けられシリコン酸化物を含む第3領域と、を含む。前記第3領域中における前記第1微細構造体の濃度は、前記第1領域中における前記第1微細構造体の濃度よりも低い。前記第3領域中における前記第2微細構造体の濃度は、前記第2領域中における前記第2微細構造体の濃度よりも低い。
本発明の実施形態によれば、信頼性を向上できる発光装置用基板及び発光装置が提供される。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1の実施形態)
図1(a)及び図1(b)は、第1の実施形態に係る発光装置用基板を例示する模式的断面図である。
図1(b)は、図1(a)に示す部分PA1を拡大して示している。
図1(a)及び図1(b)に示すように、本実施形態に係る発光装置用基板15は、金属板10と、電極層11と、絶縁層80と、を含む。電極層11は、後述するように、発光素子(例えばLED(Light Emitting Diode))などと接続される。絶縁層80は、金属板10と電極層11との間に設けられる。絶縁層80は、例えば、金属板10と接する。絶縁層80は、例えば、電極層11と接する。
図1(a)及び図1(b)は、第1の実施形態に係る発光装置用基板を例示する模式的断面図である。
図1(b)は、図1(a)に示す部分PA1を拡大して示している。
図1(a)及び図1(b)に示すように、本実施形態に係る発光装置用基板15は、金属板10と、電極層11と、絶縁層80と、を含む。電極層11は、後述するように、発光素子(例えばLED(Light Emitting Diode))などと接続される。絶縁層80は、金属板10と電極層11との間に設けられる。絶縁層80は、例えば、金属板10と接する。絶縁層80は、例えば、電極層11と接する。
金属板10から電極層11に向かう方向をZ軸方向とする。Z軸方向に対して垂直な1つの軸をX軸方向とする。Z軸方向とX軸方向とに対して垂直な方向をY軸方向とする。
絶縁層80は、実装領域16と、周辺領域17と、を含む。周辺領域17は、実装領域16の周りに設けられる。すなわち、X−Y平面内において、周辺領域17は、実装領域16の周りに設けられる。実装領域16の上に設けられる電極層11の上に、発光素子が配置される。後述するように、例えば、複数の発光素子が設けられ、これに対応して複数の電極層11が設けられる。
絶縁層80は、第1領域81と、第2領域82と、第3領域83と、を含む。第1領域81、第2領域82及び第3領域83は、実装領域16及び周辺領域17において設けられる。
第1領域81は、第1母体81a(第1マトリクス)と、複数の第1微細構造体81bと、を含む。第1母体81aは、シリコン酸化物を含む。複数の第1微細構造体81bは、第1母体81aに分散されている。第1母体81aは、例えば透明である。例えば、第1領域81は、光反射性である。
第2領域82は、第1領域81と金属板10との間に設けられる。第2領域82は、第2母体82a(第2マトリクス)と、複数の第2微細構造体82bと、を含む。第2母体82aは、シリコン酸化物を含む。複数の微細構造体82bは、第2母体82aに分散される。第2領域82は、例えば、金属板10と接する。第2母体82aは、例えば透明である。
第3領域83は、第1領域81と第2領域82との間に設けられる。第3領域83は、シリコン酸化物を含む。
この例では、絶縁層80は、周辺構造体32をさらに含む。周辺構造体32は、周辺領域17に設けられる。この例では、周辺領域17において、周辺構造体32と第3領域83との間に第1領域81が配置される。
すなわち、金属板10の上に、絶縁層80の第2領域82が設けられる。第2領域82の上に第3領域83が設けられる。第3領域83の上に第1領域81が設けられる。実装領域16において、第1領域81の上に電極層11が設けられる。実装領域16の周りの周辺領域17において、第1領域81の上に、周辺構造体32が設けられる。
例えば、電極層11の上に、発光素子が設けられ、発光素子を覆うように波長変換層などの樹脂層が設けられる。周辺構造体32は、樹脂層を囲むバンクとなる。
絶縁層80の第3領域83中における第1微細構造体81bの濃度は、絶縁層80の第1領域81中における第1微細構造体81bの濃度よりも低い。第3領域83中における第2微細構造体82bの濃度は、絶縁層80の第2領域82中における第2微細構造体82bの濃度よりも低い。すなわち、第3領域83に含まれる微細構造体の量は少ない。例えば、第3領域83中における第1微細構造体81bの濃度(例えば重量パーセント)は、第1領域81中における第1微細構造体81bの濃度(例えば重量パーセント)の1/10未満である。例えば、第3領域83中における第2微細構造体82bの濃度(例えば重量パーセント)は、第2領域82中における第2微細構造体82bの濃度(例えば重量パーセント)の1/10未満である。
例えば、第3領域83は、微細構造体を実質的に含まない。例えば、第3領域83は、第1微細構造体81bを含まず、第2微細構造体82bを含まない。
実施形態において、第1母体81a、第2母体82a及び第3領域83は、シリコン酸化物を含む。例えば、絶縁層として、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂などの有機樹脂を用いる参考例においては、発光素子の動作により生じる熱により、これらの樹脂が劣化することがある。所望の絶縁性能を得ることが困難であり、信頼性が低い。これに対して、本実施形態においては、シリコン酸化物を含む材料を絶縁層80に用いる。シリコン酸化物の耐熱性は高い。これにより、高い信頼性が得られる。
実施形態において、第1母体81a、第2母体82a及び第3領域83の少なくともいずれかは、シロキサン結合をもった分子をさらに含んでも良い。すなわち、第1母体81a、第2母体82a及び第3領域83の少なくともいずれかには、例えば、シリコン酸化物と、シロキサン結合をもった分子と、を含むハイブリット材料を用いても良い。これにより、例えば、熱衝撃への耐性が向上する。そして、機械的衝撃への耐性が向上する。
例えば、第1母体81a、第2母体82a及び第3領域83の少なくともいずれかがシロキサン結合をもった分子を含む場合、シロキサン結合をもった分子の割合は、10%以下である。これにより、耐熱性の高い材料となる。
周辺構造体32の材料は、第1母体81a、第2母体82a及び第3領域83の少なくともいずれかに含まれる材料を含んでも良い。すなわち、周辺構造体32の材料として、第1母体81a、第2母体82a及び第3領域83の少なくともいずれかと同じ材料を用いても良い。例えば、周辺構造体32は、シリコン酸化物を含む。これにより、高い信頼性が得られる。周辺構造体32は、シロキサン結合をもった分子をさらに含んでも良い。この場合、周辺構造体32におけるシロキサン結合をもった分子の割合は、10%以下である。
例えば、第2母体82aの材料は、第1母体81aの材料と同じでも良い。例えば、第3領域83の材料は、第1母体81aの材料と同じでも良い。例えば、同じ材料が、第1領域81、第2領域82及び第3領域83に用いられ、微細構造体の分散状態が互いに異なっても良い。
例えば、第1領域81に含まれる第1微細構造体81bは、例えば、酸化シリコン粒子(SiOx粒子)を含む。複数の第1微細構造体81bの平均のサイズは、1マイクロメートル(μm)以上10μm以下である。複数の第1微細構造体81bの平均のサイズは、2μm以上5μm以下でも良い。
例えば、第2領域82に含まれる第2微細構造体82bは、例えば、ダイヤモンド粒子を含む。複数の第2微細構造体82bの平均のサイズは、1μm以上15μm以下である。例えば、複数の第2微細構造体82bの平均のサイズは、2μm以上10μm以下でも良い。
実施形態において、金属板10は、例えば、アルミニウムを含む。金属板10として、例えば、アルミニウム板が用いられる。金属板10として、Cu、Cu合金、アルミニウム合金などを用いても良い。
このように、本実施形態においては、基板として、金属の板が用いられる。基板として例えば、窒化アルミニウムなどのセラミックを用いる参考例がある。この参考例においては、金属の板を用いる場合に比べて、熱伝導率が低い。このため、放熱性が十分ではない。そして、セラミックの基板においては、金属の板を用いる場合に比べて、加工が困難である。
これに対して、実施形態においては、基板として金属の板が用いられる。これにより、高い熱伝導率が得られ、高い放熱性が得られる。そして、加工性も良い。
基板として金属板10を用い、その上に電極層11を設ける場合に、それらの間に絶縁層80を設けることで、電気的な絶縁が得られる。既に説明したように、絶縁層として、有機樹脂などを用いる参考例においては、耐熱性が低いため、十分な信頼性が得られない。
これに対して、本実施形態として、絶縁層80として、シリコン酸化物を主体とする材料を用いる。この材料は、例えば、ガラス質である。絶縁層80としてシリコン酸化物を含む材料を用いることで、熱による劣化が抑制でき、高い信頼性が得られる。
しかしながら、基板として金属の板を用い、その上に、シリコン酸化物を含む材料の絶縁層を設ける場合には、絶縁層にクラックが生じやすいことが分かった。すなわち、発光素子の動作中に多量の熱が発生する。この熱により金属の板が膨張する。金属の熱膨張係数は、酸化シリコンを含む材料の熱膨張係数よりも大きい。この熱膨張係数の差により、酸化シリコンを含む材料の絶縁層に面内方向の引っ張り応力が加わる。これにより、酸化シリコンを含む材料の絶縁層にクラックが生じる。
なお、絶縁層として有機樹脂を用いる参考例においては、有機樹脂の熱膨張係数は、比較的大きく、金属の板との熱膨張係数の差が小さい。このため、高温時の応力が生じにくい。さらに、有機樹脂の柔軟性は比較的高いため、有機樹脂の絶縁層に応力が加わったとしても、クラックは生じ難い。
すなわち、基板として金属の板を用いつつ、絶縁層として酸化シリコンを含む材料を用いる場合に、クラックが特別に生じやすい。さらに、光束密度が高い場合には、面内での温度分布が特に大きくなる。例えば、高い密度で発光素子が配置された実装領域16の中心部では、熱が集中し、非常に高温になる。一方、周辺領域17では、実装領域16の中心に比べて温度は低い。このように、温度の面内分布が形成され、温度変化も激しくなる。このように、高い放熱性を得るために金属の板を用い、かつ、高い信頼性を得るために酸化シリコンを含む絶縁層を用いる場合に、特別にクラックが生じやすい。
クラックが、金属板10と電極層11とに繋がるように発生すると、金属板10と電極層11との間の絶縁耐圧が低くなる。例えば、ショートが発生する。
本願発明者は、絶縁層80において、微細構造体(例えばフィラー)を含む2つの領域の間に、微細構造体を含まない(または微細構造体の濃度が低い)中間領域を設けることで、クラックの発生が実質的に抑制できることを見出した。例えば、絶縁層80の第3領域83においては、微細構造体が、第1領域81よりも少なく、第2領域82よりも少ない。このため、例えば、第3領域83における柔軟性が相対的に高い。例えば、第3領域83においては、応力を緩和する効果が得られる。
例えば、熱に起因する応力が第1領域81に加わった場合においても、その応力が第3領域83で緩和される。例えば、熱に起因する応力が第1領域81に加わり第1領域81にクラックが生じた場合にも、第3領域83において、そのクラックが生じた場所に繋がるようなクラックが生じにくい。例えば、熱に起因する応力が第1領域81に加わり第1領域81及び第3領域83にクラックが生じた場合にも、そのクラックは、第3領域83で止まり、第2領域82には、生じ難い。このため、電極層11と金属板10との間を繋ぐクラックの発生が抑制できる。これにより、絶縁耐圧の低下が抑制できる。
このように実施形態においては、クラックの発生を抑制する。実施形態においては、クラックによる絶縁耐圧の低下を抑制できる。これにより、信頼性を向上できる発光装置用基板が提供できる。
一般に、窒化物半導体を用いた半導体発光素子(例えば、発光ダイオード)が、照明などの発光装置に用いられている。このような発光装置において、高効率化と共に、安定した動作が重要である。高光束密度を有する発光装置において、効率的な放熱性と、絶縁耐性と、が求められる。
実施形態に係る発光装置用基板を用いることで、発光装置において、熱的に安定で、かつ、電気的に安定した動作が得られる。高光束密度の場合にも、高い放熱性と、高密度の実装と、が得られる。そして、高い絶縁性が得られ、落雷などの電気的な外的要因による故障を抑制することができる。
以下、本実施形態に係る発光装置用基板15の製造方法の例について説明する。
例えば、Alの金属板10の上に、第2領域82となる第1材料層を塗布により形成する。380℃で熱処理し第2領域82が得られる。この第1材料層は、酸化シリコン系材料と、シロキサン結合をもった分子と、を含むハイブリット材料(第2母体82a)と、ダイヤモンドの微粒子(例えば微結晶粒、第2微細構造体82b)と、を含む。ダイヤモンドの微粒子の大きさは、2μm〜10μmである。第2領域82の厚さは、約100μm(例えば、80μm以上120μm以下)である。
例えば、Alの金属板10の上に、第2領域82となる第1材料層を塗布により形成する。380℃で熱処理し第2領域82が得られる。この第1材料層は、酸化シリコン系材料と、シロキサン結合をもった分子と、を含むハイブリット材料(第2母体82a)と、ダイヤモンドの微粒子(例えば微結晶粒、第2微細構造体82b)と、を含む。ダイヤモンドの微粒子の大きさは、2μm〜10μmである。第2領域82の厚さは、約100μm(例えば、80μm以上120μm以下)である。
第2領域82の上に、第3領域83となる第2材料層を塗布により形成する。350℃で熱処理し第3領域83が得られる。この第3材料層は、酸化シリコン系材料と、シロキサン結合をもった分子と、を含むハイブリット材料である。このハイブリット材料は、例えば、上記の第2母体82aと同じである。そして、第3材料層は、微細構造体は含まない。第3領域83の厚さは、約50μm(例えば40μm以上60μm以下)である。
第3領域83の上に、第1領域81となる第3材料層を塗布により形成する。380℃で熱処理し第1領域81が得られる。この第3材料層は、酸化シリコン系材料と、シロキサン結合をもった分子と、を含むハイブリット材料(第1母体81a)と、SiOxの微粒子(第1微細構造体81b)と、を含む。SiOxの微粒子の大きさは、2μm〜5μmである。第1領域81の厚さは、約50μm(例えば40μm以上60μm以下)である。
第1領域81の上に、Cu膜を形成する。このとき、例えば、第1のCu膜をスパッタにより形成し、その上に第2のCu膜をめっきにより形成する。第1のCu膜の厚さは、例えば100ナノメートル(nm)である。第2のCu膜の厚さは、例えば、100μmである。Cu膜の表面を研磨により平坦化する。
Cu膜の上に、所定の形状のレジスト膜を形成し、エッチングによりCu膜の一部を除去する。これにより、配線パターンが形成される。その後、無電解めっきにより、Ni膜、Pd膜及びAu膜をこの順で形成する。Ni膜の厚さは、例えば、約50nm(例えば40nm以上60nm以下)である。Pd膜の厚さは、例えば、約50nm(例えば40nm以上60nm以下)である。Au膜の厚さは、例えば、約200nm(例えば160nm以上240nm以下)である。これにより、電極層11が形成される。これにより、発光装置用基板15が形成される。
この後、電極層11の上に、フリップチップ型のLEDチップを配置する。例えば、LEDチップの電極に、AuSnのはんだ層が形成されている。このはんだ層を用いて、リフローによりLEDと電極層11との電気的な接続が行われる。
その後、例えば、LEDチップが実装された実装領域16の周りに、周辺構造体32を形成する。例えば、周辺構造体32として、散乱体を含むシリコン樹脂を用いても良い。この場合には、散乱体を含むシリコーン樹脂の層を形成し、150℃により硬化させる。例えば、周辺構造体32として、酸化シリコン系材料と、シロキサン結合をもった分子と、を含むハイブリット材料(透明材料)を用いても良い。周辺構造体32として、SiOの結合を有する材料(透明材料)を用いても良い。周辺構造体32として、これらの材料と、蛍光体と、を含む材料を用いても良い。
周辺構造体32で囲まれた領域内において、LEDチップを覆うように、蛍光体と、樹脂(例えばシリコーン樹脂)と、を含む蛍光体樹脂層を形成し、130℃で硬化させる。これにより、発光装置が、形成される。
一方、金属板の代わりにAlN板を用いた参考例の発光装置が形成される。この参考例においては、点灯時に、所定の投入電力のときの室温からの温度上昇が140度である。
一方、本実施形態に係る発光装置においては、室温からの温度上昇が140度であるときの投入電力は、この参考例の投入電流電力の1.5倍である。本実施形態において投入電力が高いのは、基板としてAlN板ではなく金属板10を用いることで、高放熱が得られることによる。
さらに、本実施形態において、金属板10として、Alを用いる。Alの反射率は比較的高い。例えば、基板として、AlN板を用いる場合においては、AlNの反射率が低く、発光素子から放出された光の一部は、AlNにより吸収され、損失となり、さらに熱が生じる。これに対して、本実施形態においては、Alの金属板10を用いることで、損失が抑制でき、熱の発生も抑制できる。これにより、高い効率が得られる。
絶縁層として、酸化シリコン系材料と、シロキサン結合をもった分子と、を含むハイブリット材料の1つの層を用いる参考例においては、クラックが生じ易い。クラックにより絶縁耐圧が低下する。絶縁層として、ハイブリット材料の2層を用いる別の参考例においても、クラックの抑制は十分ではない。
実施形態においては、微細構造体を含む第1領域81と、微細構造体を含む第2領域82と、の間に、微細構造体を含まない(または微細構造体の濃度が低い)第3領域83を設ける。これにより、応力が緩和されクラックを抑制できる。クラックが発生した場合もクラックの発生する場所を局所的な場所に限定できる。これにより高い絶縁耐圧が得られる。
すなわち、本実施形態においては、歪に関する設計が行われている。3つの領域において、応力が異なる。これにより、クラックが抑制され、絶縁耐圧の低下が抑制できる。発光装置の寿命が向上する。実施形態においては、クラックが発生した場合においても、金属板10に到達するクラックの発生を抑制できる。絶縁耐圧が低下したときも、絶縁耐圧は、仕様を満足できる。
実施形態においては、例えば、絶縁層80中の応力が、領域によって異なる。例えば、第1領域81における応力は、第3領域83における応力よりも大きい。第2領域82における応力は、第3領域83における応力よりも大きい。第2領域82における応力が、第1領域81における応力よりも大きくても良い。
例えば、第1領域81における応力は、約6MPa(4.5MPa以上7.5MPa未満)である。第2領域82における応力は、約8MPa(7.5MPa以上9MPa以下)である。第3領域83における応力は、約1MPa(0.1MPa以上2MPa以下)である。応力は、例えば、赤外吸収、ラマンまたはハイパーラマンにおける基準スペクトルのシフト量で評価しても良い。応力は、応力測定装置で測定しても良い。
実施形態において、絶縁層80に第1領域81、第2領域82及び第3領域83を設け、これらの領域に含まれる有機鎖を変えても良い。例えば、これらの領域に含まれる微細構造体の濃度を同じにし、領域により有機鎖を変えることで、応力を変更しても良い。これらの領域に微細構造体を設けず、領域により有機鎖を変えることで、応力を変更しても良い。
実施形態において、例えば、第1微細構造体81bの屈折率は、第1母体81aの屈折率と異なる。例えば、第1微細構造体81bの屈折率と、第1母体81aの屈折率と、の差の絶対値は、0.02以上である。例えば、第1母体81aが酸化シリコンとシリコーンとを含む場合において、第1母体81aの屈折率は、約1.48〜1.6程度となる。一方、例えば、第1微細構造体81bが、酸化シリコン粒子を含む場合、第1微細構造体81bの屈折率は、約1.46である。第1微細構造体81bの屈折率が第1母体81aの屈折率と異なることで、例えば光の散乱が生じる。例えば、発光素子から放出された光を効率良く散乱反射できる。
第1微細構造体81bとして、例えば、酸化ジルコニウムなどを用いても良い。この場合、第1微細構造体81bの屈折率は、約2.1である。
実施形態において、第1微細構造体81bの屈折率が第1母体81aの屈折率よりも低くても良く、第1微細構造体81bの屈折率が第1母体81aの屈折率よりも高くても良い。第1微細構造体81bの屈折率が第1母体81aの屈折率と実質的に同じでも良い。この場合には、第1領域81は、散乱反射の効果が実質的に得られないものの、例えば、金属板10による反射により、光を有効に活用できる。
実施形態において、第1微細構造体81bの屈折率が第1母体81aの屈折率よりも低くても良く、第1微細構造体81bの屈折率が第1母体81aの屈折率よりも高くても良い。第1微細構造体81bの屈折率が第1母体81aの屈折率と実質的に同じでも良い。この場合には、第1領域81は、散乱反射の効果が実質的に得られないものの、例えば、金属板10による反射により、光を有効に活用できる。
実施形態において、複数の第2微細構造体82bの平均のサイズは、複数の第1微細構造体81bの平均のサイズよりも大きくても良い。例えば、複数の第1微細構造体81bの平均のサイズを小さくすることで、高い反射率が得られる。一方、複数の第2微細構造体82bの平均のサイズを大きくすることで、高い熱伝導率が得られ、高い放熱性が得られる。
実施形態において、複数の第2微細構造体82bの熱伝導率は、第2母体82aの熱膨張係数よりも高い。例えば、複数の第2微細構造体82bを分散させることで、第2領域において、高い熱伝導性が得られる。
実施形態において、複数の第2微細構造体82bの熱伝導率は、複数の第1微細構造体81bの熱伝導率よりも高くても良い。すなわち、金属板10に近い第2領域82に設けられる第2微細構造体82bの熱伝導率を高くすることで、高い熱伝導率が得られる。これにより、高い放熱性が得られる。一方、発光素子から放出される光が入射する第1領域81においては、熱伝導率よりも、光学特性が重視される。これにより、高い反射率が得られ、高い効率が得られる。光の利用効率が高まり、結果として信頼性が向上する。
実施形態において、例えば、複数の第2微細構造体82bの熱膨張係数は、第2母体82aの熱膨張係数よりも低い。第2微細構造体82bを第2母体82a中に分散させることで、第2領域82における機械的強度が高まる。例えば、第2母体82aが酸化シリコンを含む材料である場合に、第2微細構造体82bとして、ダイヤモンド微粒子を用いる。これにより、第2領域82における機械的強度が高まる。
例えば、複数の第1微細構造体81bの熱膨張係数は、第1母体81aの熱膨張係数よりも低い。第1微細構造体81bを第1母体81a中に分散させることで、第1領域81における機械的強度が高まる。例えば、第1母体82aが、酸化シリコンと、シロキサン結合をもった分子と、を含むハイブリット材料である場合に、第1微細構造体81bとして、SiOx微粒子を用いる。これにより、第1領域81における機械的強度が高まる。
例えば、第1領域81の熱膨張係数は、第3領域83の熱膨張係数よりも低い。例えば、第2領域82の熱膨張係数は、第3領域83の熱膨張係数よりも低い。第3領域83の熱膨張係数と金属板10の熱膨張係数との差の絶対値は、第1領域81の熱膨張係数と金属板10の熱膨張係数との差の絶対値よりも小さい。第3領域83の熱膨張係数と金属板10の熱膨張係数との差の絶対値は、第2領域82の熱膨張係数と金属板10の熱膨張係数との差の絶対値よりも小さい。
実施形態において、例えば、第2領域82の厚さt82(金属板10から電極層11に向かうZ軸方向の厚さ)は、第1領域81の厚さt81(Z軸方向の厚さ)よりも厚くても良い。例えば、第2領域82の厚さt82は、第1領域81の厚さt81の1.1倍以上4倍以下である。例えば、第2領域82の厚さt82は、第3領域83の厚さt83(Z軸方向の厚さ)よりも厚くても良い。例えば、第2領域82の厚さt82は、第3領域83の厚さt83の1.1倍以上4倍以下である。この場合において、例えば、第1領域81にクラックが生じ第2領域82にクラックが生じていない場合においても、所定の絶縁耐圧が維持できる。
例えば、発光装置用基板15を用いた発光装置においては、発光装置用基板15の電極層11に接続される発光素子(例えばLED)において熱が生じる。この熱は、例えば、電極層11から絶縁層80を介して金属板10に伝達する。例えば、絶縁層80のうち発光素子に近い部分(第1領域81)の温度は、絶縁層80のうち金属板10に近い部分(第2領域82)の温度よりも高くなる。第1領域81においてよりクラックが生じ易い。第1領域81においてクラックが生じ、そのクラックが第3領域83中にも存在する場合、発光装置用基板15における絶縁耐圧は、第2領域82の絶縁耐圧に実質的に依存する。このため、例えば、第2領域82の厚さt82を第1領域81の厚さt81よりも厚くすることで、実用的な絶縁耐圧を高く維持することができる。
(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態に係る発光装置用基板を例示する模式的断面図である。
図2に示すように、本実施形態に係る発光装置用基板15aも、金属板10と、電極層11と、絶縁層80と、を含む。
図2は、第2の実施形態に係る発光装置用基板を例示する模式的断面図である。
図2に示すように、本実施形態に係る発光装置用基板15aも、金属板10と、電極層11と、絶縁層80と、を含む。
この例においても、絶縁層80は、実装領域16と、周辺領域17と、を含む。周辺領域17は、実装領域16の周りに設けられる。実装領域16の上に設けられる電極層11の上に、発光素子が配置される。この例でも、絶縁層80は、周辺構造体32を含む。そして、絶縁層80は、第1領域81、第2領域82及び第3領域83を含む。
この例では、周辺領域17において、第1領域81と第3領域83との間に、周辺構造体32が設けられている。
すなわち、実装領域16においては、金属板10の上に、第2領域82、第3領域83及び第1領域81が、この順で設けられる。そして、第1領域81の上に、電極層11が設けられる。一方、周辺領域17においては、金属板10の上に、第2領域82及び第3領域83が設けられ、第3領域83の上に周辺構造体32が設けられる。周辺構造体32の上に、第1領域81が設けられる。これ以外は、第1の実施形態と同様なので説明を省略する。
本実施形態に係る発光装置用基板15aにおいても、クラックの発生が特性できる。例えば、第1領域81にクラックが発生した場合においても、第2領域82でのクラックの発生が抑制できる。これにより、高い絶縁耐圧が維持できる。これにより、信頼性を向上できる発光装置用基板が提供できる。
さらに、発光装置用基板15aにおいては、周辺構造体32の上に、絶縁層80の一部(第1領域81)が延在する。これにより、絶縁層80の上面において、第1領域81は、実装領域16と周辺領域17との間において連続的である。実装領域16と周辺領域17との間の領域が不連続である場合に比べて、光の損失が抑制できる。これにより、実装領域16と周辺領域17との間の領域においても、高い反射率が得られ、高い効率が得られる。結果として信頼性が向上できる。
本実施形態に係る発光装置用基板15aの製造方法の例について説明する。
第1の実施形態と同様に、例えば、Alの金属板10の上に、第2領域82となる第1材料層を塗布し380℃で熱処理して、第2領域82を形成する。そして、第2領域82の上に、第3領域83となる第2材料層を塗布し350℃で熱処理して、第3領域83を形成する。
第1の実施形態と同様に、例えば、Alの金属板10の上に、第2領域82となる第1材料層を塗布し380℃で熱処理して、第2領域82を形成する。そして、第2領域82の上に、第3領域83となる第2材料層を塗布し350℃で熱処理して、第3領域83を形成する。
第3領域83の上の所定の位置に、周辺構造体32を形成する。例えば、酸化シリコンを含む材料(例えば低融点ガラス)を所定の形状で塗布し、350℃で硬化することで、周辺構造体32が形成される。
第3領域83及び周辺構造体32の上に、第1領域81となる第3材料層を塗布により形成し、380℃で熱処理する。これにより、第1領域81が得られる。この第3材料層は、例えば、酸化シリコン系材料と、シロキサン結合をもった分子と、を含むハイブリット材料(第1母体81a)と、酸化ジルコニウム(例えばZrOx)の微粒子(第1微細構造体81b)と、を含む。ZrOxの微粒子の大きさは、2μm〜20μmである。第1領域81の厚さは、約50μm(例えば40μm以上60μm以下)である。
第1領域81の上に、第1の実施形態と同様にして電極層11を形成することで、発光装置用基板15aが形成される。さらに、LEDチップを実装し、蛍光体樹脂層を形成することで、発光装置が形成される。
例えば、実施形態に係る発光装置用基板は、金属基板と、その上に設けられた絶縁性散乱層と、その上に設けられ発光素子が実装される電気配線と、を含む。絶縁性散乱層は、例えば、ガラスを含み、白色である。絶縁性散乱層は、下層と、上層と、下層と上層との間に設けられた中層と、を含む。中層の内部応力は、下層の内部応力とは異なる。中層の内部応力は、上層の内部応力とは異なる。例えば、中層の内部応力(X−Y面内の応力)は、下層の内部応力(X−Y面内の応力)よりも小さい。中層の内部応力は、上層の内部応力(X−Y面内の応力)よりも小さい。例えば、下層及び上層の少なくともいずれかは、SiOの主鎖を有する第1ガラス系樹脂(例えば、低融点ガラス)と、第1ガラス系樹脂に分散された複数の粒子(例えばSiO粒子など)と、を含む。例えば、蛍光体を塗布する領域を囲むバンクが設けられ、上層がこのバンクを覆っても良い。素子実装部分の最表面層と、バンクを覆う上層と、が連続になる。例えば、高い光束密度においても、熱的及び電気的に、安定した動作が得られる。
以下、上記の実施形態に係る発光装置用基板を用いた発光装置の例について説明する。 図3(a)及び図3(b)は、実施形態に係る発光装置を例示する模式図である。
図3(a)は平面図である。図3(b)は、図3(a)のA1−A2線断面を例示す断面図である。
図3(a)及び図3(b)に表したように、実施形態に係る発光装置110(発光モジュール)は、発光部40と、放熱部材51と、熱伝導部材52と、を含む。
図3(a)は平面図である。図3(b)は、図3(a)のA1−A2線断面を例示す断面図である。
図3(a)及び図3(b)に表したように、実施形態に係る発光装置110(発光モジュール)は、発光部40と、放熱部材51と、熱伝導部材52と、を含む。
放熱部材51の上に、発光部40が設けられる。放熱部材51と発光部40との間に、熱伝導部材52が設けられる。
図3(a)に表したように、放熱部材51は、例えば板状である。放熱部材51の平面形状は、例えば矩形である。放熱部材51は、例えば、第1〜第4辺55a〜55dを有する。第2辺55bは、第1辺55aから離間する。第3辺55cは、第1辺55aの一端と、第2辺55bの一端と、を接続する。第4辺55dは、第3辺55cと離間し、第1辺55aの他端と、第2辺55bの他端と、を接続する。放熱部材51の平面形状のコーナー部は、曲線状でも良い。放熱部材51の平面形状は、矩形でなくても良く、任意である。放熱部材51の縁部51rは、例えば、曲線状でも良い。
放熱部材51には、例えば、金属などの基板が用いられる。放熱部材51には、例えば、銅やアルミニウムなどが用いられる。
発光部40は、光を放出する。発光部40は熱を発生する。熱伝導部材52は、発光部40で発生した熱を、放熱部材51に効率良く伝導する。熱伝導部材52には、例えば、はんだなどが用いられる。この場合、熱伝導部材52は、発光部40と放熱部材51とを接合する。例えば、熱伝導部材52には、例えば、AuSn合金などが用いられる。熱伝導部材52の厚さt52は、例えば、10μm以下である。
熱伝導部材52には、液体状または固体状の潤滑油(グリース)などを用いても良い。熱伝導部材52には、シリコーンにアルミナなどの金属粒を混合した導電性を有する潤滑油(導電性グリース)などを用いても良い。
発光部40は、発光装置用基板15と、発光素子部35と、を含む。発光装置用基板15は、金属板10と、絶縁層80と、電極層11と、を含む。金属板10は、Al及びCuの少なくともいずれかを含む。金属板10は、第1主面10aと、第2主面10bと、を有する。第2主面10bは、第1主面10aとは反対側の面である。放熱部材51は、金属板10の第2主面10bと対向する。第1主面10aは、実装領域16を含む。実装領域16は、第1主面10aの外縁10r(縁部10ue)から離間している。この例では、実装領域16は、第1主面10aの中央部分に設けられる。第1主面10aは、周辺領域17をさらに含む。周辺領域17は、実装領域16の周りに設けられる。
図4(a)及び図4(b)は、発光装置を例示する模式的平面図である。
図4(a)は、金属板10の第1主面10aを例示する。図4(b)は、電極層11のパターンを例示する。
図4(b)に示したように、電極層11は、第1主面10a上に設けられる。電極層11は、複数の実装パターン11pを含む。複数の実装パターン11pは、実装領域16に設けられる。複数の実装パターン11pの2つは、互いに離間している。複数の実装パターン11pは、例えば、第1実装パターン11pa及び第2実装パターン11pbなどを含む。
図4(a)は、金属板10の第1主面10aを例示する。図4(b)は、電極層11のパターンを例示する。
図4(b)に示したように、電極層11は、第1主面10a上に設けられる。電極層11は、複数の実装パターン11pを含む。複数の実装パターン11pは、実装領域16に設けられる。複数の実装パターン11pの2つは、互いに離間している。複数の実装パターン11pは、例えば、第1実装パターン11pa及び第2実装パターン11pbなどを含む。
複数の実装パターン11pのそれぞれは、例えば、第1実装部分11aと、第2実装部分11bと、を含む。この例では、実装パターン11pは、第3実装部分11cをさらに含む。第3実装部分11cは、第1実装部分11aと第2実装部分11bとの間に設けられ、第1実装部分11aと第2実装部分11bとを繋ぐ。
電極層11は、複数の実装パターン11pを互いに接続する接続部44をさらに含んでも良い。この例では、電極層11は、第1コネクタ用電極部45eと第2コネクタ用電極部46eとをさらに含む。第1コネクタ用電極部45eは、複数の実装パターン11pの1つと電気的に接続される。第2コネクタ用電極部46eは、複数の実装パターン11pのその1つとは別の1つと電気的に接続される。1つの実装パターン11pの一部の上に半導体発光素子が配置される。この半導体発光素子により、第1コネクタ用電極部45eが、実装パターン11pの1つと電気的に接続される。さらに、別の1つの実装パターン11pの一部の上に半導体発光素子が配置される。この半導体発光素子により、第2コネクタ用電極部46eが、別の1つの実装パターン11pの1つと電気的に接続される。
この例では、発光部40は、第1主面10a上に設けられた第1コネクタ45と、第2コネクタ46と、をさらに含む。第1コネクタ45は、第1コネクタ用電極部45eと電気的に接続される。第2コネクタ46は、第2コネクタ用電極部46eと電気的に接続される。この例では、第1コネクタ用電極部45eの上に、第1コネクタ45が設けられている。第2コネクタ用電極部46eの上に、第2コネクタ46が設けられている。第1コネクタ45と、第2コネクタ46と、の間に発光素子部35が配置される。これらのコネクタを介して、発光部40に電力が供給される。
発光素子部35は、金属板10の第1主面10a上に設けられる。発光素子部35は、複数の半導体発光素子20と、封止層30と、を含む。発光素子部35の上面35uは、例えば、平面である。封止層30として、波長変換層31が用いられる。
複数の半導体発光素子20は、第1主面10a上に設けられる。複数の半導体発光素子20のそれぞれは、光を放出する。半導体発光素子20は、例えば窒化物半導体を含む。半導体発光素子20は、例えば、InyAlzGa1−x−yN(0≦x≦1,0≦y≦1,x+y≦1)を含む。
複数の半導体発光素子20は、例えば、第1半導体発光素子20a及び第2半導体発光素子20bなどを含む。複数の半導体発光素子20のそれぞれは、複数の実装パターン11pのうちのいずれかの実装パターン11pと、複数の実装パターン11pのうちの上記のいずれかの隣の別の実装パターン11pと、電気的に接続されている。
例えば、第1半導体発光素子20aは、複数の実装パターン11pのうちの第1実装パターン11paと、第2実装パターン11pbと、電気的に接続されている。第2実装パターン11pbは、第1実装パターン11paの隣の別の実装パターン11pに相当する。
例えば、複数の半導体発光素子20の1つは、第1導電形の第1半導体層21と、第2導電形の第2半導体層22と、発光層23と、を含む。例えば、第1導電形はn形であり、第2導電形はp形である。第1導電形がp形であり、第2導電形がn形でも良い。
第1半導体層21は、第1の部分(第1半導体部分21a)と、第2の部分(第2半導体部分21b)と、を含む。第2半導体部分21bは、Z軸方向と交差する方向(例えば、X軸方向)において、第1半導体部分21aと並ぶ。
第2半導体層22は、第2半導体部分21bと発光装置用基板15との間に設けられる。発光層23は、第2半導体部分21bと第2半導体層22との間に設けられる。半導体発光素子20は、例えばフリップチップ型のLEDである。
例えば、第1半導体層21の第1半導体部分21aが、実装パターン11pの第1実装部分11aと対向している。第2半導体層22が、実装パターン11pの第2実装部分11bと対向している。第1半導体層21の第1半導体部分21aが、第1実装部分11aと電気的に接続される。第2半導体層22が、第2実装部分11bと電気的に接続される。この接続には、例えば、はんだや金バンプなどが用いられる。この接続は、例えば、金属溶融はんだ接合により行われる。または、この接続は、例えば、金バンプを用いた超音波熱圧着法により行われる。
例えば、発光素子部35は、第1接合金属部材21eと、第2接合金属部材22eと、を含む。第1接合金属部材21eは、第1半導体部分21aと、いずれかの実装パターン11p(例えば第1実装部分11a)と、の間に設けられる。第2接合金属部材22eは、第2半導体層22と、別の実装パターン11p(例えば、第2実装パターン11pb)と、の間に設けられる。第1接合金属部材21e及び第2接合金属部材22eの少なくともいずれかは、はんだ、または、金バンプを含む。これにより、第1接合金属部材21e及び第2接合金属部材22eのそれぞれの断面積(X−Y平面で切断したときの断面積)を大きくできる。これにより、第1接合金属部材21e及び第2接合金属部材22eを介して、熱を効率良く、発光装置用基板15に伝えることができ、放熱性が高まる。
封止層30(波長変換層31)は、複数の半導体発光素子20の少なくとも一部を覆う。波長変換層31は、複数の半導体発光素子20から放出される光(例えば第1光)の少なくとも一部を吸収し、第2光を放出する。第2光の波長(例えばピーク波長)は、第1光の波長(例えばピーク波長)とは、異なる。波長変換層31には、例えば、蛍光体などの複数の波長変換粒子と、複数の波長変換粒子が分散された光透過性樹脂と、を含む。第1光は、例えば青色光を含む。第2光は、第1光よりも波長が長い光を含む。第2光は、例えば、黄色光及び赤色光の少なくともいずれかを含む。波長変換層31の光透過性樹脂として、例えば、シリコーン樹脂が用いられる。封止層30として、酸化シリコンを含む光透過性の材料を用いても良い。
この例では、発光素子部35は、光反射性の周辺構造体32をさらに含む。周辺構造体32は、X−Y平面内で波長変換層31を囲む。周辺構造体32には、例えば、金属酸化物などの複数の粒子と、その粒子が分散された光透過性樹脂と、を含む。金属酸化物などの粒子は、光反射性を有する。この金属酸化物などの粒子として、例えば、TiO2及びAl2O3の少なくともいずれか用いることができる。周辺構造体32を設けることで、半導体発光素子20から放出された光が、積層方向に沿った方向(例えば上方向)に沿って効率良く出射できる。
発光部40は、例えば、チップオンボード(COB)型のLEDモジュールである。
本実施形態においては、発光素子部35から放出される光の光束発散度は、10ルーメン/平方ミリメートル(lm/mm2)ルーメン/平方ミリメートル)以上、100ルーメン/平方ミリメートル以下である。望ましくは、20ルーメン/平方ミリメートル以上である。すなわち、本実施形態においては、発光素子部35から放出される光の発光面積に対する比(光束発散度)が、非常に高い。発光面積は、実質的に実装領域16の面積に対応する。本実施形態に係る発光装置110は、例えば、投光器などに利用される。
図3(b)に表したように、発光装置110は、例えば、照明装置部材71の上に配置される。照明装置部材71と発光装置110との間に、照明装置用接続部材53が設けられる。照明装置用接続部材53には、例えば、はんだ、または、グリースなどが用いられる。例えば、発光装置110の熱は、照明装置用接続部材53により、照明装置部材71に伝導されて、放熱される。
図3(a)及び図3(b)は、発光装置110を含む照明装置210(照明器具)の構成の例も表している。照明装置210は、照明装置部材71と、発光装置110と、を含む。照明装置210は、照明装置用接続部材53をさらに含んでも良い。照明装置用接続部材53は、照明装置部材71と発光装置110との間に設けられ、発光装置110の放熱部材51と、照明装置部材71と、に接する。照明装置用接続部材53は、発光装置110に含めても良い。
本実施形態に係る発光装置110においては、放熱部材51をX−Y平面に投影したときに、放熱部材51は、実装領域16の面積の5倍以上の面積を有する。実装領域16の面積に対して、放熱部材51の面積が非常に大きく設定されている。これにより、実装領域16の上に設けられた発光素子部35で生じる熱を、面積の大きい放熱部材51により、X−Y面内に広げる。そして、面内方向に拡がった熱が、例えば、照明装置部材71に向けて、伝達され、効率良く放熱される。
図4(a)に表したように、例えば、実装領域16のパターンは、実質的に円形である。実装領域16の中心は、例えば、金属板10の中心に実質的に一致する。例えば、周辺領域17の面積は、実装領域16の面積よりも大きい。周辺領域17の面積は、実装領域16の面積の4倍以上である。周辺領域17の面積は、実装領域16の面積の9倍以下である。
例えば、第1主面10aに対して平行で実装領域16の中心を通る1つの方向(例えばX軸方向)に沿った、第1主面10aの端(外縁10r)と、実装領域16との間の距離(最短距離)は、上記の中心を通る方向(X軸方向)に沿った実装領域16の幅の1/2以上である。例えば、X軸方向に沿った外縁10rと、実装領域16との間の距離17xa(最短距離)は、実装領域16の幅16xの1/2以上である。例えば、X軸方向に沿った外縁10rと、実装領域16との間の距離17xb(最短距離)は、実装領域16の幅16xの1/2以上である。例えば、Y軸方向に沿った外縁10rと、実装領域16との間の距離17ya(最短距離)は、実装領域16の幅16yの1/2以上である。例えば、Y軸方向に沿った外縁10rと、実装領域16との間の距離17yb(最短距離)は、実装領域16の幅16yの1/2以上である。
これにより、周辺領域17の面積は、実装領域16の面積よりも大きくなる。熱が発生する実装領域16の面積よりも、周辺領域17の面積を大きくすることで、発生した熱は、面内方向に沿って効率良く広がる。これにより放熱性が高まる。
図4(b)に表したように、電極層11の一部である複数の実装パターン11pは、実装領域16内に設けられる。この例では、複数の実装パターン11pは、円形の領域内に設けられている。複数の実装パターン11pが設けられている領域が、実装領域16となる。実装領域16は、X−Y平面に投影したときの複数の実装パターン11pを内包する領域である。複数の実装パターン11pどうしの間の領域は、実装領域16に含まれる。複数の実装パターン11pのうちの外側に配置される実装パターン11pの外縁を最短距離で繋いだ線の内側が、実装領域16となる。
図4(b)に表したように、複数の実装パターン11pは、例えば、略円形の領域内に配置される。これにより、光束発散度が高まる。実用的には、複数の実装パターン11pを内包する略円形の領域を実装領域16として用いても良い。
実装領域16は、X−Y平面に投影したときの、複数に実装パターン11pが設けられる領域を含む。実装領域16は、X−Y平面に投影したときの、接続部44、第1コネクタ用電極部45e及び第2コネクタ用電極部46eが設けられる領域を含まない。この領域は、周辺領域17に含まれる。
互いに隣接する独立した2つの実装パターン11pは、それらの上に配置される半導体発光素子20により電気的に接続される。複数の半導体発光素子20の一部は、例えば、直列に接続される。直列に接続された複数の半導体発光素子20は、例えば、X軸方向に沿って並ぶ。
例えば、複数の実装パターン11pの2つは、接続部44により接続される。これにより、直列に接続された複数の半導体発光素子20の群が、さらに接続される。X軸に沿って並び直列に接続された複数の半導体発光素子の群が、Y軸方向に沿って並ぶ。直列に接続された複数の半導体発光素子の群は、互いに並列に接続される。
さらに、実装パターン11pは、配線パターン44cを介して、第1コネクタ用電極部45eまたは第2コネクタ用電極部46eと電気的に接続される。第1コネクタ用電極部45eの上に設けられた第1コネクタ45と、第2コネクタ用電極部46eの上に設けられた第2コネクタ46と、を介して、実装パターン11pに電流が供給される。その電流が半導体発光素子20に供給され、光が生じる。実施形態に係る発光装置は、例えば、投光器などの照明装置として利用することができる。
実施形態によれば、信頼性を向上できる発光装置用基板及び発光装置が提供される。
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、発光装置用基板に含まれる金属板、電極層及び絶縁層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した発光装置用基板及び発光装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての発光装置用基板及び発光装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10…金属板、 10a…第1主面、 10b…第2主面、 10r…外縁、 10ue…縁部、 11…電極層、 11a…第1実装部分、 11b…第2実装部分、 11c…第3実装部分、 11g…位置、 11p…実装パターン、 11pa…第1実装パターン、 11pb…第2実装パターン、 11s…側面、 11su…コーナー部、 11u…上面、 15、15a…発光装置用基板、 16…実装領域、 16r…外縁、 16x、16y…幅、 17…周辺領域、 17xa、17xb、17ya、17yb…距離、 20…半導体発光素子(発光素子)、 20a…第1半導体発光素子、 20b…第2半導体発光素子、 21…第1半導体層、 21a…第1半導体部分、 21b…第2半導体部分、 21e…第1接合金属部材、 22…第2半導体層、 22e…第2接合金属部材、 23…発光層、 30…封止層、 31…波長変換層、 31a…波長変換粒子、 31b…光透過性樹脂、 32…周辺部構造体、 35…発光素子部、 35u…上面、 40…発光部、 44…接続部、 44c…配線パターン、 45…第1コネクタ、 45e…第1コネクタ用電極部、 46…第2コネクタ、 46e…第2コネクタ用電極部、 51…放熱部材、 51r…縁部、 52…熱伝導部材、 53…照明装置用接続部材、 55a〜55d…第1〜第4辺、 71…照明装置部材、 80…絶縁層、 81…第1領域、 81a…第1母体、 81b…第1微細構造体、 82…第2領域、 82a…第2母体、 82b…第2微細構造体、 83…第3領域、 110…発光装置、 210…照明装置、 PA1…部分、 t52、t81、t82、t83…厚さ
Claims (9)
- 金属板と、
発光素子と接続される電極層と、
前記金属板と前記電極層との間に設けられた絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、
シリコン酸化物を含む第1母体と前記第1母体に分散された複数の第1微細構造体とを含む前記第1領域と、
前記第1領域と前記金属板との間に設けられた第2領域であって、シリコン酸化物を含む第2母体と前記第2母体に分散された複数の第2微細構造体とを含む第2領域と、
前記第1領域と前記第2領域との間に設けられシリコン酸化物を含む第3領域と、
を含み、
前記第3領域中における前記第1微細構造体の濃度は、前記第1領域中における前記第1微細構造体の濃度よりも低く、
前記第3領域中における前記第2微細構造体の濃度は、前記第2領域中における前記第2微細構造体の濃度よりも低い発光装置用基板。 - 前記複数の第2微細構造体の熱膨張係数は、前記第2母体の熱膨張係数よりも低く、
前記複数の第1微細構造体の熱膨張係数は、前記第1母体の熱膨張係数よりも低く、
前記第1領域の熱膨張係数は、前記第3領域の熱膨張係数よりも低く、
前記第2領域の熱膨張係数は、前記第3領域の前記熱膨張係数よりも低い請求項1記載の発光装置用基板。 - 前記複数の第2微細構造体の熱膨張係数は、前記複数の第1微細構造体の熱膨張係数よりも低く、
前記複数の第2微細構造体の熱伝導率は、前記複数の第1微細構造体の熱伝導率よりも高い請求項1または2に記載の発光装置用基板。 - 前記第2微細構造体は、ダイヤモンド粒子を含む請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光装置用基板。
- 前記第1微細構造体は、酸化シリコン粒子を含む請求項1〜4のいずれか1つに記載の発光装置用基板。
- 前記第3領域中における前記第1微細構造体の前記濃度は、前記第1領域中における前記第1微細構造体の前記濃度の1/10未満であり、
前記第3領域中における前記第2微細構造体の前記濃度は、前記第2領域中における前記第2微細構造体の前記濃度の1/10未満である請求項1〜5のいずれか1つに記載の発光装置用基板。 - 前記複数の第1微細構造体の平均のサイズは、1マイクロメートル以上10マイクロメートル以下であり、
前記複数の第2微細構造体の平均のサイズは、前記複数の第1微細構造体の平均のサイズよりも大きい請求項1〜6のいずれか1つに記載の発光装置用基板。 - 前記絶縁層は、実装領域と、前記実装領域の周りに設けられた周辺領域と、を含み、
前記実装領域の上に設けられる前記電極層の上に前記発光素子が配置され、
前記絶縁層は、前記周辺領域に設けられシリコン酸化物を含む周辺構造体をさらに含み、
前記周辺領域において、前記周辺構造体と前記第3領域との間に前記第1領域は配置され、
前記周辺構造体の材料は、前記第1母体、前記第2母体及び前記第3領域の少なくともいずれかに含まれる材料を含む請求項1〜7のいずれか1つに記載の発光装置用基板。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載の発光装置用基板と、
前記発光素子と、
を備えた発光装置。
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-
2014
- 2014-12-12 JP JP2014251703A patent/JP2016115745A/ja active Pending
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