JPWO2013002348A1 - 発光素子用基板および発光装置 - Google Patents

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Abstract

発光装置とした際に、該発光装置を中心としてその全方向への略均等な光の放射を可能とする発光素子用基板および発光装置を提供する。ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなり、上面に発光素子の搭載される搭載部を有する基板本体を具備する発光素子用基板であって、前記ガラス粉末の屈折率と前記セラミックス粉末の屈折率との差が０．１以下であり、前記基板本体において前記上面側から下面側に透過する可視光の透過率が８０％以上であることを特徴とする発光素子用基板および該発光素子用基板に発光素子が搭載された発光装置。

Description

本発明は、発光素子用基板およびこの発光素子用基板に搭載された発光素子とを有する発光装置に関する。
近年、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）素子（チップ）の高輝度、白色化に伴い、照明、各種ディスプレイ、大型液晶ＴＶのバックライト等として白色ＬＥＤ素子等を用いた発光装置が使用されている。このような発光装置においては、その用途に応じて、発光素子から発せられる光をその光軸に近い範囲に強い指向性をもって集光させる試みや、発光素子からの発光に指向性を与えずにより広角に放射させて利用する試みがなされている。
例えば、特許文献１には、発光素子を実装した基体上に、発光素子を囲繞するように枠体を設け、その内側に反射面を有する反射部材を設けた発光装置が記載されている。このような構成の発光装置からは、発光素子から放射される光を反射面により反射させることで、発光装置の前方向に強い指向性をもった光が照射される。
また、特許文献２には、発光素子を囲繞するように設けられた枠体を透明な材料とした発光装置が記載されている。枠体を透明とすることにより、発光素子の側面から放射される光の取り出し効率を上げ、発光装置の前方向に広角な配光特性を有する光を得る技術が記載されている。
さらに、最近では反射に伴うエネルギー損失を抑え装置全体としての発光効率を十分に高めることを目的として、基板の上下方向に貫通するように切欠または貫通孔を形成し、これを塞ぐように搭載された発光素子の上下両面からの発光を広角度に放射する設計の発光装置も知られるようになった（例えば、特許文献３参照）。
日本特許第４４８０４０７号公報 日本特開２００８−２７０７９１号公報 日本特開２００９−１８２１５１号公報
本発明は、発光装置とした際に、該発光装置を中心としてその全方向への略均等な光の放射を可能とする発光素子用基板および発光装置の提供を目的とする。
本発明の発光素子用基板は、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなり、上面に発光素子の搭載される搭載部を有する基板本体を具備する発光素子用基板であって、前記ガラス粉末の屈折率と前記セラミックス粉末の屈折率との差が０．１以下であり、前記基板本体において前記上面側から下面側に透過する可視光の透過率が８０％以上であることを特徴とする。なお、以下、本明細書では発光素子用基板を素子基板という場合もある。
本発明の素子基板においては、さらに、前記基板本体の前記上面に接合し、前記搭載部に搭載される前記発光素子を囲繞するように設けられた、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなる枠体を有し、前記枠体において内壁面側から外壁面側に透過する可視光の透過率が８０％以上である構成が好ましい。
ここで、一般的には、枠体の壁厚は枠体全周において同一でない場合が多い。枠体の壁厚が同一でない場合、上記可視光の透過率としては、各形状の素子基板において一般的に壁厚を測定する際に基準として用いられる位置において壁厚方向に測定した値が用いられる。
例えば、枠体の水平方向断面において外周が矩形であって、内周が円形や楕円形に形成された枠体の場合には、枠体の壁厚とは、枠体の外周を形成する矩形の４辺の各中間点において測定される壁厚をいう。この場合には、この位置において壁厚方向に測定した計４点の可視光透過率の平均値を用いればよい。
本発明の素子基板においては、前記ガラスセラミックス組成物全量に対する前記ガラス粉末の含有量が８５〜９５質量％であり、前記セラミックス粉末の含有量が５〜１５質量％である。前記セラミックス粉末は素子基板の強度向上のための成分であり、その含有量が５質量％未満では十分な強度が得られにくくなる。一方、その含有量が１５質量％超ではガラスセラミックス組成物の焼結性が低下し、素子基板内部に空洞が形成されやすくなり強度低下のおそれがある。好ましくは、８〜１２質量％である。
本発明の素子基板においては、前記ガラス粉末の屈折率が、１．４８〜１．５２の範囲であることが好ましい。
本発明の素子基板においては、前記ガラス粉末が、酸化物換算のモル％表示で、ＳｉＯ２を６２〜８４％、Ｂ２Ｏ３を１０〜２５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０〜５％、ＭｇＯを０〜１０％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０〜５％含有し、該ガラス粉末における酸化物換算のモル％表示でのＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計含有量が６２〜８４％であって、前記セラミックス粉末がシリカ粉末であることが好ましい。さらに、前記ガラス粉末は、酸化物換算のモル％表示で、ＳｉＯ２を７８〜８４％、Ｂ２Ｏ３を１６〜１８％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．９〜４％、Ａｌ２Ｏ３を０〜０．５％、ＣａＯを０〜０．６％含有することが好ましい。
また、本発明の素子基板においては、前記セラミックス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は５〜１０μｍが好ましい。
本発明の素子基板においては、前記発光素子の電極と外部回路を電気的に接続する配線導体が、前記基板本体の上面から内部を貫通して下面に配設されてることが好ましい。また、前記搭載部の直下に前記基板本体に埋設されるサーマルビアを有することが好ましい。
本発明の素子基板においては、前記発光素子を搭載し発光装置とした際の、該発光装置の光軸上における発光装置の中心点から１００ｍｍの位置（基準位置）の光度を１００％としたときに、前記光軸から左右に１２０°の角度範囲において前記発光装置の中心点から１００ｍｍの位置（評価位置）で測定される光度が、７０％以上の配光特性を有することが好ましい。
本発明の発光装置は、上記本発明の素子基板と、前記素子基板の搭載部に搭載される発光素子とを有することを特徴とする。本発明の発光装置においては、前記基板本体の上面に、前記発光素子を覆うように形成された蛍光体を含む封止層をさらに有することが好ましい。
上記した数値範囲を示す「〜」とは、特段の定めがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、以下本明細書において「〜」は、同様の意味をもって使用される。
本発明によれば、発光装置とした際に、該発光装置を中心としてその全方向への略均等な光の放射を可能とする発光素子用基板および発光装置が提供できる。
本発明の素子基板を用いた発光装置の配光特性を説明する図である。 本発明の素子基板の実施形態の一例を示す平面図および断面図である。 図２に示す素子基板を用いた本発明の発光装置の一例を示す平面図および断面図である。 本発明の素子基板の実施形態の別の一例を示す平面図および断面図である。 図４に示す素子基板を用いた本発明の発光装置の一例を示す平面図および断面図である。 図４に示す素子基板を用いた本発明の発光装置の別の一例を示す平面図および断面図である。
以下に、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、下記説明に限定して解釈されるものではない。
本発明の素子基板は、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなり、上面に発光素子の搭載される搭載部を有する基板本体を具備する発光素子用基板であって、前記ガラス粉末の屈折率と前記セラミックス粉末の屈折率との差が０．１以下であり、前記基板本体において前記上面側から下面側に透過する可視光の透過率が８０％以上であることを特徴とする。
本発明の素子基板は、発光素子を搭載する基板本体の構成材料を、屈折率差が０．１以下のガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体とし、基板本体の上面側から下面側に透過する可視光の透過率を８０％以上としている。ガラス粉末とセラミックス粉末の屈折率差を０．１以下とすることにより、焼結体内部に入射した光が乱反射せずに透過しやすくなる。さらに、素子基板本体の透過率が８０％以上であるので、発光素子から基板本体を透過せずに放射される光量との差を低減できる。したがって、該素子基板に発光素子を搭載して発光装置とした際に、該発光装置を中心としてその全方向への略均等な光の放射を可能とした。
また、本発明の素子基板において、基板本体を構成するガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物は、グリーンシートに成形して低温焼成することで焼結体とできる。例えば、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物としては、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）が好ましく使用できる。このため、素子基板が通常有する配線導体を高電気伝導性の銅、銀配線として同時焼成により配設可能であり、有利である。
なお、本明細書で用いる屈折率は、特に断りのない限り波長５８９ｎｍにおける屈折率である。以下、上記ガラスセラミックス組成物が含有するガラス粉末の屈折率とセラミックス粉末の屈折率との差を「屈折率差Δｎ」という。さらに、屈折率差Δｎが０．１以下のガラス粉末とセラミックス粉末を含有するガラスセラミックス組成物を必要に応じて「低屈折率差ガラスセラミックス組成物」という。
本明細書において、セラミックス粉末とは、その粉末の構成成分として含有量が５０質量％を超える成分を粉末の名称として用いる。例えば、ＳｉＯ２を、５０質量％を超えて含有するセラミックス粉末をシリカ粉末という。
本明細書で用いる可視光とは、４００〜８００ｎｍの波長領域の光をいう。以下、可視光の透過率を、単に「透過率」ということもある。
本発明の素子基板において、基板本体は主面が略平坦な板状形状であり、基板本体の発光素子が搭載される側の主面を上面といい、反対側の非搭載側の主面を下面という。ただし、素子基板に発光素子が搭載されて実際に使用される際に、必ずしも該上面が上側に位置する必要はなく、本発明の素子基板は使用時にいずれの向きに設置されてもよい。本明細書において、主面が略平坦とは、上面および下面がともに目視レベルで平坦であると認識できる程度をいう。同様に、「略」を付けた表記は、特に断らない限り目視レベルで認識できる程度をいう。また、基板本体において上面側から下面側に透過する可視光の透過率、すなわち基板本体の厚さ方向における透過率を、単に「基板本体の透過率」ということもある。
本発明の素子基板において、上記ガラスセラミックス組成物が含有するガラス粉末の屈折率とセラミックス粉末の屈折率の差Δｎは０．１以下であるが、０．０７以下が好ましく、０．０５以下がより好ましい。屈折率差Δｎが小さい程、得られるガラスセラミックス組成物の焼結体の透明性を高くできる。基板本体の透過率は構成材料と厚さにより決まるが、屈折率差Δｎが０．１以下であれば、基板本体の厚さを概ね０．５ｍｍ以下とすることで、基板本体の透過率を８０％以上とすることができる。屈折率差Δｎが小さく、基板本体の厚さが薄い程、基板本体の透過率は高められる。屈折率差Δｎと基板本体の厚さにより調整される基板本体の透過率は、さらに８５％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。
基板本体の透過率が８０％以上であれば、発光装置とした際に基板本体の上面に搭載された発光素子からの発光が基板本体の下面側にも透過し、発光装置を中心としてその全方向への略均等な光の放射が可能となる。
本発明の素子基板には、さらに、搭載部に搭載される発光素子を囲繞し、内壁面側から外壁面側に透過する可視光の透過率が８０％以上である枠体を設けることが好ましい。この枠体は、上記基板本体を構成する材料と同様にガラス粉末の屈折率とセラミックス粉末の屈折率の差Δｎが０．１以下である低屈折率差ガラスセラミックス組成物の焼結体からなる。素子基板は、該枠体を有することで、発光装置とした際に、必要に応じて配設される、基板本体の上面に搭載された発光素子を覆う蛍光体等を含有する封止層を形成するのに有利である。なお、枠体において内壁面側から外壁面側に透過する可視光の透過率、すなわち枠体の壁厚方向における透過率を、単に「枠体の透過率」ということもある。
枠体の透過率は、基板本体の透過率と同様に屈折率差Δｎと枠体の壁の厚さで調整可能である。発光装置とした際に、発光素子からの発光を全方向に略均等に放射させる観点から、８５％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。
本発明の素子基板において、素子基板を構成する他の構成要素にもよるが、基板本体および必要に応じて形成される枠体を低屈折率差ガラスセラミックス組成物の焼結体から構成し、かつ透過率を基板本体、枠体ともに８０％以上としている。この構成により、発光装置とした際に、基準位置での光度を１００％としたときに、該光軸から左右に１２０°の角度範囲において、評価位置で測定される光度が７０％以上という配光特性を実現できる。
図１は、本発明の素子基板を用いた発光装置の配光特性を説明する図である。発光装置１０の配光特性を評価する場合、まず、素子基板に発光素子（図示されず）を搭載した発光装置の光軸Ｚ（図1の紙面において、その上方に伸びる軸線）上において、発光装置の中心点Ｏから所定の距離Ｌを置いた位置（基準位置）Ｌ１で測定される光度を測定しこれを基準とする。なお、この基準の光度を、以下必要に応じて「光軸光度」という。続いて、光軸から左右に１８０°の角度の範囲、すなわち発光装置の周囲３６０°の範囲において発光装置の中心点から所定の距離Ｌを置いた位置（評価位置）、図１において破線で示される位置の光度を順次測定し、基準の光度と比較する。
本発明の素子基板を用いた発光装置では、上記所定の距離Ｌを１００ｍｍとして、光軸上で測定した光度を１００％とし、光軸から左右に１２０°の角度範囲で図１において破線で示される位置、この場合、発光装置の中心点Ｏから１００ｍｍの位置で測定される光度が７０％以上となることが好ましい。発光装置の周囲３６０°に放射する光の、発光装置の中心点から所定距離を置いた位置での光度の測定は、例えば、分光装置（スペクトラコープ社製、商品名：ＳＯＬＩＤＬＡＭＢＤＡ・ＣＣＤ・ＬＥＤ・ＭＯＮＩＴＯＲ・ＰＬＵＳ）にＬＥＤ光度測定ステージ（スペクトラコープ社製、商品名：ＭＡＳ−Ｌ０７０２）を装着することで測定できる。
本発明の素子基板においては、発光装置が用いられる用途や、素子基板を構成する他の構成要素にもよるが、図１に示す破線上の位置において、光軸Ｚ上の基準位置Ｌ１の光度の７０％以上となる角度範囲が、光軸から左右に１２０°の角度範囲を超えて１５０°まで角度範囲となることがより好ましく、１８０°の角度範囲、すなわち発光装置の周囲３６０°の全方向となることが最も好ましい。また、発光装置が用いられる用途によっては、左右に１２０°の角度範囲において光度が光軸上の光度の８０％以上となることがより好ましく、同じ角度範囲で光度が光軸上の光度の９０％以上となることがさらに好ましい場合もある。
以下に、図面を参照しながら本発明の素子基板における実施形態を説明する。
図２は、本発明の素子基板１Ａの実施形態の一例を示す平面図（ａ）、およびそのＸ−Ｘ線断面図（ｂ）である。
素子基板１Ａは、これを主として構成する略平板状の、かつ上から見た形状が略長方形の基板本体２を有する。基板本体２は素子基板とした際に発光素子が搭載される主面を上面２１として有し、本例においてはその反対側の面を下面２３とする。基板本体２は後述の低屈折率差ガラスセラミックス組成物の焼結体からなり、厚さは透過率が８０％以上となるように調整されている。用いる低屈折率差ガラスセラミックス組成物の種類によるが、透過率が８０％以上となるような基板本体２の厚さとしては、０．２〜０．５ｍｍが好ましく、０．３〜０．４ｍｍがより好ましい。また、基板本体２の大きさは特に制限されず、通常の発光素子用配線基板と同様とできる。
素子基板１Ａは、さらに、基板本体２の上面２１の中央の略楕円形部分を底面２４とするキャビティ４を構成するように基板本体２の上面２１の周縁部に接合された枠体３を有する。素子基板１Ａにおいては、キャビティ４の底面２４の略中央部が１個の発光素子が搭載される搭載部２２となっており、キャビティ４の側面は、枠体３の内側の壁面で構成されている。つまり、枠体３は、搭載部２２に搭載される発光素子を囲繞するように設けられている。本実施形態において枠体３は、枠体３を設けることで形成されるキャビティ４内に、波長変換のための蛍光体を任意に含有する封止材を充填して十分な厚さの封止層を得ることを目的として配設される。
図２に示す例では、キャビティ４の側面は、その底面２４に対して略垂直となるように設けられている。すなわち、枠体３は、上下で開口部が同じ形状に成形され、基板本体２の上面２１の周縁部に接合されている。枠体３は、基板本体２と同様に後述の低屈折率差ガラスセラミックス組成物の焼結体からなり、枠体３の内側の壁面から外側の壁面までの距離、言い換えれば壁の厚さは、基板本体２と同様に透過率が８０％以上となるように調整されている。用いる低屈折率差ガラスセラミックス組成物の種類によるが、透過率が８０％以上となるような枠体３の壁の厚さとしては、０．２〜０．５ｍｍが好ましく、０．３〜０．４ｍｍがより好ましい。
なお、ここでいう枠体３の壁の厚さとは、図２（ａ）に示す、枠体の外周を形成する略長方形の４辺の各中間点における枠体の壁厚ｔ１、ｔ２、ｔ３、およびｔ４の平均値である。すなわち、枠体３の壁厚方向における可視光透過率は、上記ｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４の壁厚において測定される透過率の平均値として８０％以上となるように調整されている。
上記キャビティ４の側面と発光素子の搭載部２２の端縁との間の距離の具体的な数値は、搭載される発光素子の出力や、大きさ（サイズ）、さらに、必要に応じて、例えば、後述の封止層に含有させる蛍光体の種類やその含有量、変換効率等による。
また、上記キャビティ４の側面の高さ、すなわちキャビティ４の底面２４から枠体３の最高位までの距離（枠体３の高さ）は、発光装置の設計、例えば、搭載される発光素子の出力や、上記発光素子搭載部の端縁からの距離等にもよるが、発光装置を搭載する製品の形状や波長変換のための蛍光体を任意に含有する封止材を効率よく充填する等の観点から、発光素子が搭載されたときの発光素子の最高部の高さより１００〜５００μｍ高くすることが好ましい。なお、枠体３の高さは発光素子の最高部の高さに４５０μｍを加えた高さ以下がより好ましく、４００μｍを加えた高さ以下がさらに好ましい。
基板本体２および枠体３は、ともに、ガラス粉末とセラミックス粉末を含有し、両者の屈折率差Δｎが０．１以下である低屈折率差ガラスセラミックス組成物の焼結体で構成される。基板本体２および枠体３をこのような材料で構成することにより、基板本体２の厚さや枠体３の壁厚を通常の素子基板と同様の範囲に維持したまま、基板本体２の厚さ方向における可視光透過率および枠体３の壁厚方向における可視光透過率を８０％以上とすることができる。
また、素子基板１Ａにおいて基板本体２および枠体３を構成する低屈折率差ガラスセラミックス組成物は、グリーンシートに成形して低温焼成することで焼結体とできるため、素子基板１Ａが有する後述の配線導体を同時焼成により配設可能である。
低屈折率差ガラスセラミックス組成物が含有するガラス粉末およびセラミックス粉末は、屈折率差Δｎが０．１以下となる組合せであれば特に制限されない。上記の通り、屈折率差Δｎは、さらに０．０７以下が好ましく、０．０５以下がより好ましい。低屈折率差ガラスセラミックス組成物の焼結体の透明性を高めるためには屈折率差Δｎは小さい程好ましい。
ここで、低屈折率差ガラスセラミックス組成物の焼結体の透明性を高めて、基板本体２の透過率や枠体３の透過率を８０％以上とするためには、低屈折率差ガラスセラミックス組成物におけるセラミックス粉末の含有量が少ないことが好ましい。一方、低屈折率差ガラスセラミックス組成物をグリーンシートに成形して低温焼成することで焼結体とする際の寸法安定性や、得られる焼結体の強度等を勘案すると、セラミックス粉末の含有量は一定量以上が必要とされる。
低屈折率差ガラスセラミックス組成物が含有するガラス粉末およびセラミックス粉末の屈折率差Δｎにもよるが、焼結体の透明性、ならびに焼結体の寸法安定性および強度等を両立するために、低屈折率差ガラスセラミックス組成物におけるガラス粉末とセラミックス粉末の含有量は、ガラスセラミックス組成物全量に対するガラス粉末の含有量が８５〜９５質量％であり、セラミックス粉末の含有量が５〜１５質量％であることが好ましい。
低屈折率差ガラスセラミックス組成物が含有するガラス粉末およびセラミックス粉末の好ましい組合せおよび両者の含有割合として、具体的には、ガラス粉末が、酸化物換算のモル％表示で、ＳｉＯ２を６２〜８４％、Ｂ２Ｏ３を１０〜２５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０〜５％、ＭｇＯを０〜１０％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０〜５％含有し、該ガラス粉末における酸化物換算のモル％表示での、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計含有量が６２〜８４％であり、セラミックス粉末がシリカ粉末であって、ガラスセラミックス組成物全量に対するガラス粉末の含有量が８５〜９５質量％であり、シリカ粉末の含有量が５〜１５質量％である例が挙げられる。
以下、上記ガラス粉末の組成について説明する。なお、ガラス組成の記載において「％」は、特に断りのない限り、酸化物換算のモル％表示を表す。
上記ガラス粉末において、ＳｉＯ２はガラスのネットワークフォーマとなり、化学的耐久性、とくに耐酸性を高くするために必須の成分である。ＳｉＯ２の含有量が６２％未満であると、耐酸性が不十分となるおそれがある。一方、ＳｉＯ２の含有量が８４％を超えると、ガラスの軟化点やＴｇとも表記されるガラス転移点が過度に高くなるおそれがある。
Ｂ２Ｏ３はガラスのネットワークフォーマとなる必須の成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量が１０％未満であると、軟化点が過度に高くなるおそれがあり、またガラスが不安定となるおそれもある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が２５％を超えると、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性が低下するおそれもある。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１２％以上である。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの安定性、化学的耐久性を高めるために５％以下の範囲で添加してもよい任意の成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が５％を超える場合、ガラスの透明性が低下するおそれがあり、また、銀発色が生じやすくなるおそれがある。
なお、このガラス粉末におけるＳｉＯ２の含有量とＡｌ２Ｏ３の含有量の合計は、６２％以上８４％以下である。ＳｉＯ２の含有量とＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が６２％未満であると、化学的耐久性が不十分になるおそれがある。一方、ＳｉＯ２の含有量とＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が８４％を超えると、軟化点やガラス転移点が過度に高くなるおそれがある。
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、軟化点やガラス転移点を低下させるために、合計した含有量が５％を超えない範囲で添加できる任意の成分である。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が５％を超えると、化学的耐久性、特に耐酸性が低下するおそれがあり、電気絶縁性も低下するおそれがあり、さらに、銀発色が生じやすくなるおそれがある。
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、これらから選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましく、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計した含有量が０．９％以上であることが好ましい。
ＭｇＯは、軟化点やガラス転移点を低下させると共に、ガラスの安定性を高めるために１０％を超えない範囲で添加してもよい任意の成分である。ＭｇＯの含有量が１０％を超えると、銀発色が生じやすくなるおそれがある。ＭｇＯの含有量は、好ましくは８％以下である。
ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、軟化点やガラス転移点を低下させると共に、ガラスの安定性を高めるために、これらを合計した含有量が５％を超えない範囲で添加してもよい任意の成分である。ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量の合計が５％を超えると、耐酸性が低下するおそれがあり、また、銀発色が生じやすくなるおそれがある。
本発明においては、このようなガラス粉末のうちでも、ＳｉＯ２を７８〜８４％、Ｂ２Ｏ３を１６〜１８％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．９〜４％、Ａｌ２Ｏ３を０〜０．５％、ＣａＯを０〜０．６％を含有するガラス粉末（以下、「ガラス粉末Ａ」と示す。）が好ましい。
以下に、「ガラス粉末Ａ」の組成について説明する。
ＳｉＯ２はガラスのネットワークフォーマとなる。ＳｉＯ２の含有量が７８％未満であると、化学的耐久性が低下するおそれがある。一方、ＳｉＯ２の含有量が８４％を超えると、軟化点やガラス転移点が過度に高くなるおそれがある。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは８０％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは８２％以下である。
Ｂ２Ｏ３はガラスのネットワークフォーマとなる。Ｂ２Ｏ３の含有量が１６％未満の場合、軟化点やガラス転移点が過度に高くなるおそれがある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が１８％を超えると、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性が低下するおそれもある。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１７％以下である。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの安定性、化学的耐久性を高めるために０．５％以下の範囲で添加してもよい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が０．５％を超えると、軟化点やガラス転移点が過度に高くなるおそれがあり、また、銀発色が生じやすくなるおそれがある。
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは、軟化点やガラス転移点を低下させるために添加され、Ｎａ２ＯまたはＫ２Ｏの少なくともいずれか一方を含有することが必要である。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が０．９％未満の場合、軟化点やガラス転移点が過度に高くなるおそれがある。一方、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が４％を超える場合、化学的耐久性、特に耐酸性が低下するおそれがあり、電気絶縁性も低下するおそれがあり、また、銀発色が生じやすくなるおそれがある。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計は、好ましくは１．０％以上、より好ましくは１．５％以上である。また、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計は、好ましくは３％以下、より好ましくは２％以下である。
ＣａＯは、軟化点やガラス転移点を低下させると共に、ガラスの安定性を高めるために０．６％を超えない範囲で添加してもよい。ＣａＯの含有量が０．６％を超えると、軟化点やガラス転移点が過度に低くなるおそれがあり、また結晶化を促進するため、透明なガラスを得られないおそれがあり、さらに銀発色が生じやすくなるおそれがある。
なお、ガラス粉末は、必ずしも上記成分のみからなるものに限定されず、本発明の効果を損なわない範囲で上記以外の成分を含有できる。なお、この実施形態では鉛酸化物は含有していない。上記以外の成分を含有する場合、その合計した含有量は１０％以下が好ましい。
また、ガラス粉末としては、上記組成のガラス粉末に限定されず、上記本発明における条件を満足する限りにおいて、これらとは異なる組成のガラス粉末を使用してもよい。
本発明に用いるガラス粉末は、上記したようなガラスとなるようにガラス原料を配合し、混合し、溶融法によってガラスを製造し、得られたガラスを乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕することで得られる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水を用いることが好ましい。粉砕は、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて行えばよい。
上記ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は、０．５〜４μｍが好ましい。ガラス粉末の５０％粒径が０．５μｍ未満の場合、ガラス粉末が凝集しやすく、取り扱いが困難となると共に、粉末化に要する時間が長くなりすぎるおそれもある。一方、ガラス粉末の５０％粒径が４μｍを超えると、ガラス軟化温度の上昇や焼結不足が発生するおそれがある。粒径の調整は、例えば粉砕後に必要に応じて分級により行うことができる。
なお、本明細書において、５０％粒径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定したものをいう。レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置としては、島津製作所社製、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（商品名：ＳＡＬＤ２１００）を使用した。
また、ガラス粉末の最大粒径は２０μｍ以下が好ましい。最大粒径が２０μｍを超えると、ガラス粉末の焼結性が低下し、焼結体中に未溶解成分が残留して、透過率を低下させるおそれがある。ガラス粉末の最大粒径は、より好ましくは１０μｍ以下である。
上記ガラス粉末においては屈折率の範囲が、１．４８〜１．５２であるのが好ましい。かかる屈折率は、上記範囲内でガラス組成を調整することで適宜選択可能である。
一方、低屈折率差ガラスセラミックス組成物に、上記ガラス組成のガラス粉末と組み合わせて用いるシリカ粉末としては、ＳｉＯ２含有量が９９質量％以上のシリカ粉末が好ましい。ＳｉＯ２の屈折率は、１．４５であるが、ＳｉＯ２含有量が９８質量％以上のシリカ粉末であれば、屈折率の範囲を概ね１．４３〜１．４７とできる。
なお、上記ガラス組成のガラス粉末とシリカ粉末は、これらのうちから、両者の屈折率差Δｎが０．１以下となるように組み合わせて用いられる。
上記シリカ粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は、５〜１０μｍが好ましく、７〜８μｍがより好ましい。シリカ粉末の５０％粒径が５μｍ未満の場合、シリカ粉末が凝集して、分散性が低下しやすく取り扱いが困難となると共に、焼結不足により得られる焼結体に光度ムラが発生するおそれがある。一方、シリカ粉末の５０％粒径が１０μｍを超えると、沈降により分散性が低下しやすく、焼結不足が発生しやすい。また、得られる焼結体に光度ムラが発生するおそれがある。
粒径の調整は、例えば、粒径が大きなシリカ粒子を粉砕後に必要に応じて分級することで行えるが、このようにして得られる破砕粉では、分散性が低下し光度ムラが発生する場合がある。これは破砕粉の形状が球状でないことが要因である。したがって、シリカ粉末としては球状のものを使用することが好ましい。
なお、低屈折率差ガラスセラミックス組成物においてシリカ粉末以外のセラミックス粉末を用いる場合にも、好ましい形状および粒径は上記シリカ粉末と同様である。
このようなガラス粉末とシリカ粉末とを両者の屈折率差Δｎが０．１以下となるように組み合わせて、上記割合、すなわち、ガラスセラミックス組成物全量に対するガラス粉末の含有量が８５〜９５質量％であり、シリカ粉末の含有量が５〜１５質量％となる割合で配合、混合することにより低屈折率差ガラスセラミックス組成物を得る。
また、上記ガラス組成以外のガラス粉末とシリカ粉末以外のセラミックス粉末を用いる場合にも、上記同様に両者の屈折率差Δｎが０．１以下となるように組み合わせて上記割合で配合、混合することにより低屈折率差ガラスセラミックス組成物を得る。
低屈折率差ガラスセラミックス組成物をグリーンシートに成形後、焼成して焼結体とするには、まず、上記で得られた低屈折率差ガラスセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加することによりスラリーを調製する。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用いる。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用いる。また、溶剤としては、トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノール等の有機溶剤を好適に用いる。
ついで、ドクターブレード法等により、焼成後の形状・膜厚が上記所望の範囲内となるような所定の形状、膜厚のシート状に成形し、乾燥させ、低屈折率差ガラスセラミックス組成物の調製時に用いたガラス粉末の転移点の温度＋８０℃を下限の温度とし、焼結体とした際に反り等の変形を生じない温度範囲で、例えば、上記ガラス組成のガラス粉末とシリカ粉末を用いた場合、好ましくは７７０〜８２０℃で焼成することで、焼結体が得られる。
図２に示す素子基板１Ａにおいては、基板本体２の上面２１の一部を占めるキャビティ４の底面２４上に、発光素子が有する一対の電極とそれぞれ電気的に接続される一対の素子接続端子５が、この発光素子の搭載部２２を挟んで両側に対向するように設けられている。なお、図２（ａ）において、発光素子の搭載部２２は点線をもって表示している。一対の素子接続端子５の一方の端部は、キャビティ４の底面２４の周縁方向に延出され、その上を覆うように枠体３が配置されている。なお、素子接続端子５の平面形状と配設位置等は、図示に限定されない。
素子接続端子５の膜厚は、形成に通常用いられる金属ペースト中の金属粒子の粒径が数μｍ程度であり、かつ金属ペーストを焼結して十分な量の金属粒子を存在させる必要があることから、５〜１５μｍが好ましく、７〜１２μｍの範囲がより好ましい。
さらに、このような素子基板１Ａにおいて、基板本体２の下面２３には、発光装置としたときに外部回路と半田接合されて電気的に接続される一対の外部接続端子６が設けられている。そして、基板本体２の内部に、上記素子接続端子５と外部接続端子６とを電気的に接続する一対の貫通導体７が設けられている。これらの、素子接続端子５、外部接続端子６および貫通導体７はそれぞれ、素子基板に搭載される発光素子の電極と外部回路を電気的に接続するための配線導体の一部を構成しており、以下、これらを「配線導体」と総称して用いることもある。
素子接続端子５、外部接続端子６および貫通導体７の構成材料は、通常、素子基板に用いられる配線導体と同様の構成材料であれば特に制限なく使用できる。これら配線導体の構成材料として、具体的には、銅、銀、金等を主成分とする金属材料が挙げられる。このような金属材料のなかでも、銀からなる金属材料、銀と白金からなる金属材料、または銀とパラジウムからなる金属材料が好ましく用いられる。
配線導体は、このような金属材料の粉末を含む金属ペーストを焼成して形成されたものである。上記金属材料の粉末以外の金属粉末としては、導電性金属粒子の表面に金属酸化物が被着されてなる複合金属粉末の使用も可能である。複合金属粉末としては、例えば、銀粒子の表面に、リン酸化物とイットリウム酸化物とを被着させた複合銀粉末を使用できる。
なお、素子接続端子５や外部接続端子６においては、これらの金属材料からなる金属層上にこの層を酸化や硫化から保護し、かつ導電性を有する導電性保護層（図示せず）が、その端縁を含む全体を覆うように形成された構成が好ましい。導電性保護層としては上記金属層を保護する機能を有する導電性材料で構成されていれば、特に制限されない。具体的には、ニッケルメッキ、クロムメッキ、銀メッキ、ニッケル／銀メッキ、金メッキ、ニッケル／金メッキ等からなる導電性保護層が挙げられる。
本発明においては、これらのうちでも、上記素子接続端子５および外部接続端子６を被覆保護する導電性保護層として、例えば、後述する発光素子の電極との接続に用いるボンディングワイヤやその他接続材料との良好な接合が得られる等の点から、少なくとも最外層に金メッキ層を有する金属メッキ層を用いることが好ましい。導電性保護層は、金メッキ層のみで形成されていてもよいが、ニッケルメッキの上に金メッキを施したニッケル／金メッキ層の積層構成として形成されていることがより好ましい。この場合、導電性保護層の膜厚としては、ニッケルメッキ層が２〜２０μｍ、金メッキ層が０．１〜１．０μｍが好ましい。
また、基板本体２の熱抵抗を低減するために、キャビティ４の底面２４の略中央部に位置する発光素子搭載部２２の直下には、基板本体２を貫通してサーマルビア８が設けられている。サーマルビア８を構成する材料としては、放熱性を有する材料であれば特に限定されないが、銀を含む金属材料、具体的には、銀からなる金属材料、銀と白金からなる金属材料、または銀とパラジウムからなる金属材料が好ましい。
サーマルビア８の配設される位置や形状、大きさ、個数等は、図２に示されるものに限定されず、適宜調整できる。ただし、サーマルビアを基板本体２の主面に対して水平方向の面積が広くなるように配設すると、発光装置とした際に、光軸光度の７０％以上の光度の光が得られる角度範囲が狭くなることが懸念されるため、図２に示すように発光素子が搭載される搭載部２２の直下にのみサーマルビア８を配することが好ましい。サーマルビア８をこのような配置とすることで、十分な放熱が得られるとともに、光軸の左右１２０°、両側で３００°の角度範囲を維持することも可能となる。
なお、本例の素子基板１Ａに発光素子を搭載して発光装置とする際に、キャビティ４内に波長変換のための蛍光体を含有する封止材を充填した封止層を設ける場合には、発光素子が発光する光の色と発光装置から放射される光の色は異なる。例えば、青色ＬＥＤ素子等の発光素子を搭載した場合、発光素子から発せられた青色の光が封止層を通過する際に、蛍光体に照射すると蛍光体が励起されて青色と波長の異なる可視光を発光し、発光された可視光と発光素子から発せられる青色光とが混色して、発光装置からは白色などの所望の光が放射される。
本実施形態においては、可視光透過率８０％以上の基板本体２および枠体３を用いているため、この場合、発光素子の上面および側面から発せられる青色光は蛍光体の影響を受けて白色光として発光装置から放射されるが、発光素子の下面から発せられる青色光は、基板本体２を透過してそのまま発光装置の下側から放射される。発光装置の下側には、発光素子から発せられた青色光で励起した蛍光体から発せられる青色と波長の異なる可視光も基板本体２を透過して放射されるが、割合としては青色光が多くなる。したがって、発光装置の光軸の左右１２０°、両側で２４０°の角度範囲で光軸光度の７０％以上の光度の光が得られたとしても、発光装置の上側から側面にかけては白色光が得られるのに対して下側からは青味がかった色が得られることになる。
図２に示す素子基板１Ａの基板本体２のように、サーマルビア８を発光素子の搭載部２２の直下に配設すれば、放熱性の点で有利になると同時に、発光装置におけるこのような放射光の色ムラ発生の抑制が可能となる。なお、発光装置における放射光の色ムラの発生をより高度に抑制する場合には、サーマルビア８は、その断面が発光素子の下面と同じか、これより大きくなるように形成されることが好ましい。または、以下の発光装置において、発光素子を搭載する際に用いるダイボンド剤を導電性ダイボンド剤のような光の透過性の低い材料とすることで、発光装置における放射光の色ムラの発生を抑制してもよい。
以上、本発明の素子基板の実施形態について説明したが、例えば、上記図２に示す素子基板１Ａを用いて、その搭載部２２に発光ダイオード素子等の発光素子１１を搭載することで、例えば、図３にその平面図（ａ）、およびそのＸ−Ｘ線断面図（ｂ）を示す発光装置１０を作製できる。
図３に示すように、発光装置１０Ａは、素子基板１Ａが有するキャビティ４の底面２４の略中央に位置する搭載部にシリコーンダイボンド剤や導電性ダイボンド剤等のダイボンド剤１４により発光ダイオード素子等の発光素子１１が搭載され、その図示しない１対の電極がボンディングワイヤ１２によって、１対の素子接続端子５のそれぞれに接続された構成である。発光装置１０Ａは、さらに、キャビティ４の底面２４に上記のように配設された発光素子１１やボンディングワイヤ１２を覆いながら、キャビティ４を充填するように封止層１３が設けられることにより構成されている。
封止層１３を構成する材料、すなわち封止材には、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂が使用でき、特にシリコーン樹脂は、耐光性、耐熱性の点で優れているため好ましい。
なお、封止層１３を構成する封止材には、必要に応じて、発光装置の封止層に通常用いられる蛍光体が含有されていてもよい。これにより、例えば青色ＬＥＤ素子等の発光素子１１からの放射光が封止層１３を通過する際に、蛍光体が励起されて可視光を発光し、発光された可視光と発光素子１１から放射される光とが混色して、発光装置１０Ａとして白色などの所望の発光色が得られる。
あるいは、封止層１３を構成する封止材に、例えば赤色、緑色、青色の光の三原色を発光する蛍光体等を混合、分散させてもよい。これにより、例えば紫外ＬＥＤ素子等の発光素子１１からの放射光が封止層１３を通過する際に、蛍光体が励起されて光の三原色を発光し、発光された三原色が混色して、例えば白色等の所望の発光色を得ることができる。なお、蛍光体の種類は特に限定されるものではなく、発光素子１１から放射される光の種類や目的とする発光色に応じて適宜に選択される。
図４は、本発明の素子基板１Ｂの実施形態の別の一例を示す平面図（ａ）、およびそのＸ−Ｘ線断面図（ｂ）である。
以下、図４に示す素子基板１Ｂと図２に示す素子基板１Ａと同じ点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図４に示す素子基板１Ｂは、これを主として構成する略平板状の、かつ上から見た形状が略正方形の基板本体２を有する。素子基板１Ｂは、さらに、基板本体２の上面２１の中央の略円形部分を底面２４とするキャビティ４を構成するように基板本体２の上面２１の周縁部に接合された枠体３を有する。
基板本体２および枠体３は、低屈折率差ガラスセラミックス組成物の焼結体からなり、可視光透過率が８０％以上である。なお、素子基板１Ｂにおいて枠体３の壁の厚さは、図４（ａ）に示す、枠体の外周を形成する略正方形の４辺の各中間点における枠体の壁厚ｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４の平均値についていい、枠体３の壁厚方向における可視光透過率は、上記ｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４の壁厚において測定される透過率の平均値として８０％以上となるように調整されている。基板本体２および枠体３を構成する材料は、素子基板１Ａと同様の低屈折率差ガラスセラミックス組成物の焼結体が使用可能であり、また、この焼結体を構成材料として用いて基板本体２および枠体３を可視光透過率が８０％以上とする方法も素子基板１Ａと同様とできる。
素子基板１Ｂにおいて基板本体２は、配線導体として、素子基板１Ａと同様に素子接続端子５、外部接続端子６および貫通導体７をそれぞれ１対ずつ有する。また、素子基板１Ｂにおいて基板本体２は、キャビティ４の底面２４の中心点から同心円状に配設された４個の基板本体２の上面２１から下面２３に貫通するサーマルビア８を有する。サーマルビア８は配設位置と個数が異なる以外は、素子基板１Ａと同様にできる。
図４に示す通り、素子基板１Ｂにおける発光素子の搭載部２２は、上記４個のサーマルビア８を全て覆う領域であり、該搭載部２２に１個の発光素子が搭載可能である。また、素子基板１Ｂには、４個のサーマルビア８の直上に１個ずつ計４個の発光素子を搭載することもできる。
このように素子基板１Ｂを用いて、少なくとも２種類の発光装置が作製できる。図５は、素子基板１Ｂに１個の発光素子を搭載した発光装置１０Ｂの平面図（ａ）、およびそのＸ−Ｘ線断面図（ｂ）を示し、図６は素子基板１Ｂに４個の発光素子を搭載した発光装置１０Ｃの平面図（ａ）、およびそのＸ−Ｘ線断面図（ｂ）である。
発光装置１０Ｂは、素子基板１Ｂが有するキャビティ４の底面２４の略中央に位置する搭載部にシリコーンダイボンド剤や導電性ダイボンド剤等のダイボンド剤１４により発光ダイオード素子等の発光素子１１が搭載され、その図示しない１対の電極がボンディングワイヤ１２によって、１対の素子接続端子５のそれぞれに接続された構成である。発光装置１０Ｂは、さらに、キャビティ４の底面２４に上記のように配設された発光素子１１やボンディングワイヤ１２を覆いながら、キャビティ４を充填するように封止層１３が設けられることにより構成されている。封止層１３の構成は、上記発光装置１０Ａと同様にできる。
発光装置１０Ｃは、素子基板１Ｂが有するキャビティ４の底面２４に表出する４個のサーマルビア８の直上に、シリコーンダイボンド剤や導電性ダイボンド剤等のダイボンド剤１４により、各１個ずつ計４個の発光ダイオード素子等の発光素子１１が搭載されている。発光素子１１は図示しないが１対ずつの電極を有し、図６（ａ）の平面図において上側に位置する２個が１対の素子接続端子５の間でボンディングワイヤ１２により直列に接続されている。また、下側に位置する２個も上側の２個と同様にボンディングワイヤ１２により直列に接続されている。発光装置１０Ｃは、さらに、キャビティ４の底面２４に上記のように配設された４個の発光素子１１やボンディングワイヤ１２を覆いながら、キャビティ４を充填するように封止層１３が設けられることにより構成されている。封止層１３の構成は、上記発光装置１０Ａと同様にできる。
本発明の実施形態の発光装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃによれば、上記本発明の実施形態の素子基板１Ａ、１Ｂを用いることで、発光装置からほぼ全方向に向けて均等に光を放射することができる。より具体的には、例えば図１に示すように、発光装置の光軸から左右に１２０°の角度範囲で光軸光度の７０％以上の光度の光を放射することも可能となる。
このような本発明の発光装置は、発光装置から全方向への光の放射が求められる用途、例えば、装飾用の照明、その他の光源として好適に用いることができる。
以上、本発明の素子基板における実施形態について例を挙げて説明したが、本発明の素子基板はこれらに限定されない。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できる。
また、本発明の素子基板の製造方法について、図２に示される素子基板１Ａを例にして以下に説明する。図２に示される素子基板１Ａは、例えば、以下の（Ａ）グリーンシート作製工程（以下、（Ａ）工程とも称する。）、（Ｂ）金属ペースト層形成工程（以下、（Ｂ）工程とも称する。）、（Ｃ）積層工程（以下、（Ｃ）工程とも称する。）、（Ｄ）焼成工程（以下、（Ｄ）工程とも称する。）、を含む製造方法により製造できる。なお、製造に用いる部材については、完成品の部材と同一の符号を付して説明する。例えば、基体本体と基体本体用グリーンシートとは、同じ２の符号をもって表記し、また、素子接続端子と素子接続端子用ペースト層とは、同じ５の符号をもって表記しており、他も同様である。
（Ａ）グリーンシート作製工程（（Ａ）工程）
（Ａ）工程は、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物を用いて素子基板の基板本体を構成する基板本体用グリーンシート２および枠体を構成する枠体用グリーンシート３を作製する工程である。具体的には、基板本体用グリーンシート２および枠体用グリーンシート３は、上述した通り屈折率差Δｎが０．１以下のガラス粉末とセラミックス粉末とを含む低屈折率差ガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加して調製されたスラリーを、ドクターブレード法等により、焼成後の形状・膜厚が上記所望の範囲内となるような所定の形状、膜厚のシート状に成形し、乾燥させることでシート状成形物を作製できる。
基板本体用グリーンシート２については、上記で得られたシート状成形物が、（Ｂ）ペースト層形成工程を経て（Ｃ）工程での積層に供される。枠体用グリーンシート３については、上記で得られたシート状成形物の中央部に、この工程で、通常の方法によりキャビティ４の底面２４の形（円形）に貫通孔を形成し、得られたものが（Ｃ）工程での積層に供される。基板本体用グリーンシート２、枠体用グリーンシート３は必ずしも単一のグリーンシートからなる必要はなく、複数枚のグリーンシートを積層したものであってもよい。
（Ｂ）金属ペースト層形成工程（（Ｂ）工程）
（Ｂ）工程では、上記で得られた基板本体用グリーンシート２に、以下の方法で配線導体用ペースト層（素子接続端子用ペースト層５、外部接続端子用ペースト層６、および貫通導体用ペースト層７）およびサーマルビア用金属ペースト層８等の同時焼成するための金属ペースト層を形成する。
基板本体用グリーンシート２には、まず、金属ペーストを用いて貫通導体用ペースト層７およびサーマルビア用金属ペースト層８を形成する。具体的には、基板本体用グリーンシート２の上記所定位置に、それぞれ一対の貫通導体７を配設するための上面から下面に貫通する一対の貫通孔とサーマルビア８を配設するための貫通孔を作製し、これらの貫通孔をそれぞれ充填するように貫通導体用ペースト層７およびサーマルビア用金属ペースト層８を形成する。
次いで、基板本体用グリーンシート２の上面２１に貫通導体用ペースト層７を覆うように上記所定の形状の素子接続端子用ペースト層５を形成する。また、基板本体用グリーンシート２の下面２３に貫通導体用ペースト層７と電気的に接続する一対の外部接続端子用ペースト層６を形成する。
金属ペーストとしては、例えば銅、銀、金等を主成分とする金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤、添加剤等を添加してペースト状としたものを使用できる。なお、上記金属粉末としては、銀からなる金属粉末、銀と白金からなる金属材料または銀とパラジウムからなる金属粉末が好ましく用いられる。また、球状の銀粒子の表面に、リン酸化物とイットリウム酸化物とを被着させた複合銀粉末も使用できる。
素子接続端子用ペースト層５、外部接続端子用ペースト層６、貫通導体用ペースト層７およびサーマルビア用金属ペースト層８の形成方法としては、上記金属ペーストをスクリーン印刷法により塗布する方法、あるいは塗布し充填する方法が挙げられる。素子接続端子用ペースト層５および外部接続端子用ペースト層６の膜厚は、最終的に得られる素子接続端子５および外部接続端子６の膜厚が所定の膜厚となるように調整される。
（Ｃ）積層工程
上記（Ｂ）工程で得られた、金属ペースト層が形成された基板本体用グリーンシート２上に上記（Ａ）工程で作製した枠体用グリーンシート３を積層して、未焼結素子基板１Ａを得る。
（Ｄ）焼成工程（（Ｃ）工程）
上記（Ｃ）工程後、得られた未焼結素子基板１Ａについて、必要に応じてバインダー等を除去するための脱脂を行い、ガラスセラミックス組成物等を焼結させるための焼成を行う。
脱脂条件は、例えば５００℃以上６００℃以下の温度で１時間以上１０時間以下保持する。脱脂温度が５００℃未満もしくは脱脂時間が１時間未満の場合、バインダー樹脂等を十分に除去できないおそれがある。一方、脱脂温度は６００℃程度、脱脂時間は１０時間程度とすれば、十分にバインダー樹脂等を除去でき、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。
また、焼成は、基板本体２および枠体３の緻密な構造の獲得と生産性および配線導体、サーマルビア等に銀を主成分とする金属を用いた場合にはそれらの形状の維持を考慮して、低屈折率差ガラスセラミックス組成物の調製時に用いたガラス粉末の転移点温度＋８０℃を下限の温度とし、焼結体とした際に反り等の変形を生じない温度範囲で、適宜時間を調整する。
例えば、低屈折率差ガラスセラミックス組成物の調製に上記ガラス粉末Ａとシリカ粉末を用いた場合、７６０〜８２０℃の温度で２０〜６０分間保持することが好ましい。特に低屈折率差ガラスセラミックス組成物におけるシリカ粉末の含有量に応じて焼成温度を調整することが好ましい。具体的には、シリカ粉末が５質量％の配合量では、７６０〜７８０℃が好ましく、シリカ粉末が１０質量％の配合量では、７８０〜８００℃が好ましく、シリカ粉末が１５質量％の配合量では、８００〜８２０℃が好ましい。
焼成温度が７６０℃未満では、基板本体２および枠体３が緻密な構造として得られないおそれがある。一方、焼成温度は８２０℃を超えると基板本体が変形するなど生産性等が低下するおそれがある。
このようにして、未焼結素子基板１Ａが焼成され素子基板１Ａが得られるが、焼成後、必要に応じて素子接続端子４および外部接続端子５の全体を被覆するように、上に説明した、ニッケルメッキ、クロムメッキ、銀メッキ、ニッケル／銀メッキ、金メッキ、ニッケル／金メッキ等の通常、素子基板において導体保護用に用いられる導電性保護層をそれぞれ形成できる。これらのうちでも、ニッケル／金メッキの２層構成の保護層が好ましく用いられ、例えば、ニッケルメッキ層はスルファミン酸ニッケル浴等を使用して、金メッキ層はシアン化金カリウム浴等を使用して、それぞれ電解メッキによって形成できる。
以上、本発明の素子基板の実施形態の一例について、その製造方法を説明したが、上記各部の形成順序等については、素子基板の製造が可能な限度において適宜変更できる。
また、本発明の素子基板は、そのサイズにより、通常、素子基板のような配線基板を作製する際に用いられる、多数個取りの連結基板を作製し、これを分割する工程を得て個々の配線基板を作製する方法により作製されてもよい。その場合、分割のタイミングは、上記焼成後であれば、発光素子を搭載する前でもよいし、発光素子搭載後、プリント配線基板等に半田固定・実装される前でもよい。
以下に、本発明の実施例を説明する。なお本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［ガラスセラミックス組成物スラリーの調製例］
以下の実施例および比較例の素子基板の作製に用いるガラス粉末を以下のようにして製造した。
ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの各成分が表１に示す組成（モル％）のガラスとなるように、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により２０〜６０時間粉砕して２種類のガラス粉末１、ガラス粉末２を得た。なお、粉砕時の溶媒にはエチルアルコールを用いた。
得られたガラス粉末１、ガラス粉末２の５０％粒径（μｍ）を、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（島津製作所社製、商品名：ＳＡＬＤ２１００）を用いて測定した。また、ガラス粉末１、ガラス粉末２の軟化点を、示差熱分析装置（ブルカーＡＸＳ社製、商品名：ＴＧ−ＤＴＡ２０００）を用いて昇温速度１０℃／分の条件で１０００℃まで昇温して測定した。ガラス粉末１、ガラス粉末２の屈折率を屈折率測定装置（カルニュー光学工業社製、商品名：ＫＰＲ−２）を用いて測定した。屈折率の測定は、光源をナトリウムランプ（Ｎａ−Ｄ線）として、波長５８９ｎｍで行った。
Figure 2013002348
（ガラスセラミックス組成物スラリーの調製）
上記で得られたガラス粉末１が９０質量％、シリカ粉末（Ｄ５０：７μｍ、屈折率：１．４５）が１０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Ａを製造した。このガラスセラミックス組成物Ａ５０ｇ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）０．５ｇを配合し、混合してガラスセラミックス組成物スラリーＡを調製した。
一方、上記で得られたガラス粉末２が３５質量％、アルミナ粉末（Ｄ５０：２μｍ、屈折率：１．７６）が４０質量％、ジルコニア粉末（Ｄ５０：０．６μｍ、屈折率：２．４０）が２５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Ｂを製造した。上記ガラスセラミックス組成物Ａのかわりにガラスセラミックス組成物Ｂを用いた以外は、上記同様にしてガラスセラミックス組成物スラリーＢを調製した。
なお、用いたセラミックス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）および屈折率は上記ガラス粉末と同様の方法で測定した。
［実施例１］
上記で得られたガラスセラミックス組成物スラリーＡを用いて図２に示すのと同様な素子基板１Ａを作製し、さらに図３に示すのと同様な発光装置１０Ａを作製した。なお、以下の説明においては、上記同様、焼成の前後で部材に用いる符号は同じものを用いた。
すなわち、上記で得られたガラスセラミックス組成物スラリーＡをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させたグリーンシートを積層して、略平板状であって焼成後の厚さが０．５ｍｍとなる基板本体用グリーンシート２、および枠外の形状が基板本体用グリーンシート２と同様であり、枠内の形状が焼成後において、短径１．４ｍｍ、長径２．２ｍｍの略惰円形状あって、枠高さが０．５ｍｍである枠体用グリーンシート３を製造した。なお、本実施例においては、素子基板１Ａを多数個取りの連結基板として製造し、後述の焼成後に、１個ずつに分割して、３ｍｍ×２ｍｍの外寸の略長方形の素子基板１Ａとした。以下の記載は、多数個取り連結基板のうちの、分割後、１個の素子基板１Ａとなる一区画について説明する。
一方、導電性粉末（銀粉末：大研化学工業社製、商品名：Ｓ５５０）、ビヒクルとしてのエチルセルロースを質量比８５：１５の割合で配合し、固形分が８５質量％となるように溶剤としての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回分散を行って金属ペーストを製造した。
基板本体用グリーンシート２について、一対の貫通導体７に相当する部分、およびサーマルビア８に相当する部分に、孔空け機を用いて直径０．３ｍｍの貫通孔、および直径０．６ｍｍの貫通孔を形成し、スクリーン印刷法により上記で得られた金属ペーストを充填して貫通導体用ペースト層７およびサーマルビア用金属ペースト層８を形成した。
次いで、基板本体用グリーンシート２の上面２１に貫通導体用ペースト層７を覆うように上記所定の形状の素子接続端子用ペースト層５を形成した。また、基板本体用グリーンシート２の下面２３に貫通導体用ペースト層７と電気的に接続する一対の外部接続端子用ペースト層６を形成した。こうして金属ペースト層付きの基板本体用グリーンシート２を得た。
上記で得られた、各種金属ペースト層が形成された基板本体用グリーンシート２の上面２１に、上記で作製した枠体グリーンシート３を重ね合わせて、全体を熱圧着することで未焼成多数個取り連結基板を得た。
上記で得られた未焼成多数個取り連結基板に、未焼成素子基板１の各区画が焼成後に３ｍｍ×２ｍｍの外寸となるような分割用のカットラインを入れた後、５５０℃で５時間保持して脱脂を行い、さらに７９０℃で３０分間保持して焼成を行って多数個取り連結基板を製造した。得られた多数個取り連結基板をカットラインに沿って分割して素子基板１Ａを製造した。
素子基板１Ａが有するキャビティ４の底面２４の略中央に位置する搭載部に導電性ダイボンド剤１４により発光ダイオード（ＬＥＤ）素子１１を搭載し、その１対の電極をボンディングワイヤ１２によって、１対の素子接続端子５のそれぞれに接続した。さらに封止剤を用いてモールド封止層を形成して発光装置１０Ａを得た。なお、封止剤としては、封止用シリコーン樹脂（信越化学工業社製、商品名：ＳＣＲ−１０１６Ａ）を用いた。また、用いた封止剤は、封止用シリコーン樹脂に対して蛍光体（化学オプトニクス社製、商品名Ｐ４６−Ｙ３）を２０質量％の割合で含有する。
［比較例１］
実施例１においてガラスセラミックス組成物スラリーＡのかわりにガラスセラミックス組成物スラリーＢを用い、焼成条件を８７０℃で３０分間の保持とした以外は上記実施例１と同様にして図２に示すのと同様な比較例１の素子基板１Ｃａを作製し、さらに図３に示すのと同様な比較例１の発光装置１０Ｃａを作製した。
［実施例２］
上記で得られたガラスセラミックス組成物スラリーＡを用いて図４に示すのと同様な素子基板１Ｂを作製し、さらに図５に示すのと同様な発光装置１０Ｂを作製した。
すなわち、上記で得られたガラスセラミックス組成物スラリーＡをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させたグリーンシートを積層して、略平板状であって焼成後の厚さが０．５ｍｍとなる基板本体用グリーンシート２、および枠外の形状が基板本体用グリーンシート２と同様であり、枠内の形状が焼成後において、直径４．４ｍｍの略円形状あって、枠高さが０．５ｍｍである枠体用グリーンシート３を製造した。なお、本実施例においては、素子基板１Ｂを多数個取りの連結基板として製造し、後述の焼成後に、１個ずつに分割して、５ｍｍ×５ｍｍの外寸の略長方形の素子基板１Ｂとした。以下の記載は、多数個取り連結基板のうちの、分割後、１個の素子基板１Ｂとなる一区画について説明する。
基板本体用グリーンシート２について、一対の貫通導体７に相当する部分、および４か所のサーマルビア８に相当する部分に、孔空け機を用いて直径０．３ｍｍの貫通孔、および直径０．５ｍｍの貫通孔を形成し、スクリーン印刷法により上記実施例１と同様の金属ペーストを充填して貫通導体用ペースト層７およびサーマルビア用金属ペースト層８を形成した。
次いで、基板本体用グリーンシート２の上面２１に貫通導体用ペースト層７を覆うように上記所定の形状の素子接続端子用ペースト層５を形成した。また、基板本体用グリーンシート２の下面２３に貫通導体用ペースト層７と電気的に接続する一対の外部接続端子用ペースト層６を形成した。こうして金属ペースト層付きの基板本体用グリーンシート２を得た。
上記で得られた、各種金属ペースト層が形成された基板本体用グリーンシート２の上面２１に、上記で作製した枠体グリーンシート３を重ね合わせて、全体を熱圧着することで未焼成多数個取り連結基板を得た。
上記で得られた未焼成多数個取り連結基板に、未焼成素子基板１の各区画が焼成後に５ｍｍ×５ｍｍの外寸となるような分割用のカットラインを入れた後、５５０℃で５時間保持して脱脂を行い、さらに７９０℃で３０分間保持して焼成を行って多数個取り連結基板を製造した。得られた多数個取り連結基板をカットラインに沿って分割して素子基板１Ｂを製造した。
素子基板１Ｂが有するキャビティ４の底面２４の略中央に位置する搭載部に導電性ダイボンド剤１４により１個の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子１１を上記４個のサーマルビア８を覆うように搭載し、その１対の電極をボンディングワイヤ１２によって、１対の素子接続端子５のそれぞれに接続した。さらに封止剤を用いてモールド封止層を形成して発光装置１０Ｂを得た。なお、封止層１３の構成は上記実施例１と同様であった。
［比較例２］
実施例２においてガラスセラミックス組成物スラリーＡのかわりにガラスセラミックス組成物スラリーＢを用い、焼成条件を８７０℃で３０分間の保持とした以外は上記実施例２と同様にして図４に示すのと同様な素子基板１Ｃｂを作製し、さらに図５に示すのと同様な発光装置１０Ｃｂを作製した。
［実施例３］
実施例２で得られた素子基板１Ｂを用いて、図６に示すのと同様な発光装置１０Ｃを作製した。
すなわち、素子基板１Ｂが有するキャビティ４の底面２４に導電性ダイボンド剤１４により４個の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子１１を上記４個のサーマルビア８をそれぞれ覆うように搭載した。ＬＥＤ素子１１を、図６（ａ）の平面図において上側に位置する２個が１対の素子接続端子５の間で直列に接続されるようにボンディングワイヤ１２で接続した。また、下側に位置する２個のＬＥＤ素子１１も上側の２個と同様にボンディングワイヤ１２により直列に接続した。さらに封止剤を用いてモールド封止層を形成して発光装置１０Ｃを得た。なお、封止層１３の構成は上記実施例１と同様であった。
［比較例３］
比較例２で得られた素子基板１Ｃｂを用いて図６に示すのと同様な発光装置１０Ｃｃを作製した。
［評価］
（１）透過率
上記実施例１、２および比較例１、２で得られた素子基板について、それぞれ基体本体の厚さ方向における可視光透過率および枠体の壁厚方向における可視光透過率（％）を、ＯＣＥＡＮＯＰＴＩＣＳ社製の積分球ＦＯＩＳ−１を用いて分光器ＵＳＢ４０００にて測定した。また測定にはタングステンハロゲン光源ＬＳ−１を用いた。この光源と積分球の間隙に被対象物を設置して測定した。結果を表２に示す。
なお、枠体の壁厚方向における可視光透過率は、実施例１、比較例１については、図２（ａ）に示す、枠体の外周を形成する略長方形の４辺の各中間点における枠体の壁厚ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、を用いて測定した４点の可視光透過率の平均値である。また、実施例２、比較例２についても同様に、図４（ａ）に示す、枠体の外周を形成する略正方形の４辺の各中間点における枠体の壁厚ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、を用いて測定した４点の可視光透過率の平均値である。
Figure 2013002348
（２）配光特性
上記実施例１〜３および比較例１〜３で得られた発光装置から得られる光の配光特性を、分光装置（スペクトラコープ社製、商品名：ＳＯＬＩＤＬＡＭＢＤＡ・ＣＣＤ・ＬＥＤ・ＭＯＮＩＴＯＲ・ＰＬＵＳ）にＬＥＤ光度測定ステージ（スペクトラコープ社製、商品名：ＭＡＳ−Ｌ０７０２）を装着して測定した。この際、発光素子としてのＬＥＤ素子に対し、電圧／電流発生器（アドバンテスト社製、商品名：Ｒ６２４３）を用いて３５ｍＡを印加した。結果を表３に示す。
配光特性の測定は、具体的には、図１に示すように発光装置・発光素子の光軸Ｚ上の発光装置・発光素子の中心点から１００ｍｍの距離の位置Ｌ１を始点として左右に１８０°の角度範囲、すなわち全周３６０°の範囲を、０．５°毎に光度を測定した。この測定で得られた配光曲線においてＬ１の位置の光度を１００％として、左右に１２０°の角度範囲における最低値（％）および平均値（％）を求めた。結果を表３に示す。
Figure 2013002348
本発明によれば、発光装置とした際に、該発光装置を中心としてその全方向への略均等な光の放射を可能とする発光素子用基板および発光装置が得られる。このような本発明の発光装置は、装飾用の照明、一般照明、その他の光源として好適に使用できる。
なお、２０１１年６月３０日に出願された日本特許出願２０１１−１４５１９８号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
１Ａ，１Ｂ…素子基板（未焼結素子用基板）、２…基板本体（基板本体用グリーンシート）、３…枠体（枠体用グリーンシート）、４…キャビティ、５…素子接続端子（素子接続端子用ペースト層）、６…外部接続端子（外部接続端子用ペースト層）、７…貫通導体（貫通導体用ペースト層）、８…サーマルビア（サーマルビア用金属ペースト層）、１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ…発光装置、１１…発光素子、１２…ボンディングワイヤ、１３…封止層、１４…ダイボンド剤、２１…基板本体の上面、２２…発光素子搭載部、２３…基板本体の下面、２４…キャビティの底面

Claims (12)

  1. ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなり、上面に発光素子の搭載される搭載部を有する基板本体を具備する発光素子用基板であって、
    前記ガラス粉末の屈折率と前記セラミックス粉末の屈折率との差が０．１以下であり、前記基板本体において前記上面側から下面側に透過する可視光の透過率が８０％以上であることを特徴とする発光素子用基板。
  2. さらに、前記基板本体の前記上面に接合し、前記搭載部に搭載される前記発光素子を囲繞するように設けられた、前記ガラスセラミックス組成物の焼結体からなる枠体を有し、前記枠体において内壁面側から外壁面側に透過する可視光の透過率が８０％以上である請求項１記載の発光素子用基板。
  3. 前記ガラスセラミックス組成物全量に対する前記ガラス粉末の含有量が８５〜９５質量％であり、前記セラミックス粉末の含有量が５〜１５質量％である請求項１または２記載の発光素子用基板。
  4. 前記ガラス粉末の屈折率が、１．４８〜１．５２の範囲である請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子用基板。
  5. 前記ガラス粉末が、酸化物換算のモル％表示で、ＳｉＯ２を６２〜８４％、Ｂ２Ｏ３を１０〜２５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０〜５％、ＭｇＯを０〜１０％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０〜５％含有し、該ガラス粉末における酸化物換算のモル％表示でのＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計含有量が６２〜８４％であって、前記セラミックス粉末がシリカ粉末である請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子用基板。
  6. 前記ガラス粉末が、酸化物換算のモル％表示で、ＳｉＯ２を７８〜８４％、Ｂ２Ｏ３を１６〜１８％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．９〜４％、Ａｌ２Ｏ３を０〜０．５％、ＣａＯを０〜０．６％含有することを特徴とする請求項５記載の発光素子用基板。
  7. 前記セラミックス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）が５〜１０μｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光素子用基板。
  8. 前記発光素子の電極と外部回路を電気的に接続する配線導体が、前記基板本体の上面から内部を貫通して下面に通じるかたちに配設された請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光素子用基板。
  9. 前記搭載部の直下に前記基板本体に埋設されるかたちでサーマルビアを有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光素子用基板。
  10. 前記発光素子を搭載し発光装置とした際の、該発光装置の光軸上における発光装置の中心点から１００ｍｍの位置の光度を１００％としたときに、前記光軸から左右に１２０°の角度範囲において前記発光装置の中心点から１００ｍｍの位置で測定される光度が、７０％以上である請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光素子用基板。
  11. 請求項１〜１０のいずれか１項記載の発光素子用基板と、
    前記発光素子用基板の搭載部に搭載される発光素子と
    を有することを特徴とする発光装置。
  12. 前記基板本体の上面に、前記発光素子を覆うように形成された蛍光体を含む封止層をさらに有する請求項１１記載の発光装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005035864A (ja) * 2002-10-15 2005-02-10 Kenichiro Miyahara 発光素子搭載用基板
WO2009128354A1 (ja) * 2008-04-18 2009-10-22 旭硝子株式会社 発光ダイオードパッケージ
WO2010021367A1 (ja) * 2008-08-21 2010-02-25 旭硝子株式会社 発光装置
JP2010195655A (ja) * 2009-02-26 2010-09-09 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc ガラスセラミックス焼結体およびそれを用いた反射体および発光素子搭載用基板
JP2011071554A (ja) * 2010-12-27 2011-04-07 Kyocera Corp 発光素子用配線基板ならびに発光装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005035864A (ja) * 2002-10-15 2005-02-10 Kenichiro Miyahara 発光素子搭載用基板
WO2009128354A1 (ja) * 2008-04-18 2009-10-22 旭硝子株式会社 発光ダイオードパッケージ
WO2010021367A1 (ja) * 2008-08-21 2010-02-25 旭硝子株式会社 発光装置
JP2010195655A (ja) * 2009-02-26 2010-09-09 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc ガラスセラミックス焼結体およびそれを用いた反射体および発光素子搭載用基板
JP2011071554A (ja) * 2010-12-27 2011-04-07 Kyocera Corp 発光素子用配線基板ならびに発光装置

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