JPWO2017073680A1 - 発光素子搭載用基板および発光装置 - Google Patents

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Abstract

本開示の発光素子搭載用基板は、セラミックスからなる基体と、該基体上に位置し、主成分が銅である金属層と、該金属層上に位置し、白色系の色調を有し、チタンおよび酸素を含む化合物を含有するガラス層とを備える。【選択図】 図１

Description

本開示は、発光素子搭載用基板および発光装置に関する。
消費電力の少ない発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が注目されている。そして、このようなＬＥＤの搭載には、絶縁性の基板が用いられ、この基板上には、回路（配線）となる金属層が設けられている。
このような構成において、ＬＥＤの出力時の熱は、ＬＥＤの性能や信頼性に影響を及ぼすものであるため、基板材質としては、低出力のＬＥＤであれば樹脂、中出力以上のＬＥＤにはセラミックスが用いられている。
そして、上記構成の基板における金属層上に発光素子を備える発光装置には、発光効率の向上および金属層の保護等を目的に、基板および基板上に位置する金属層を白色系の色調の樹脂（以下、白色樹脂と記載する。）で覆うことが行なわれている（特許文献１参照）。
特開２００９−１２９８０１号公報
本開示の発光素子搭載用基板は、セラミックスからなる基体と、該基体上に位置し、主成分が銅である金属層と、該金属層上に位置し、白色系の色調を有し、チタンおよび酸素を含む化合物を含有するガラス層とを備える。
本開示の発光素子搭載用基板を備える発光装置の一例を示す断面図である。
近年における高輝度化にあたり、金属層には、多くの熱が伝わる。そして、金属層の熱伝導率は高く、白色樹脂にも多くの熱が伝わることとなる。このように、白色樹脂に多くの熱が伝わったときには、金属層と白色樹脂との密着性が低くなりやい。そして、白色樹脂が金属層から剥離してしまえば、発光効率が低下するとともに、金属層を保護することができず、ＬＥＤが有する高い発光効率を長期間にわたって発揮させることができない。
本開示の発光素子搭載用基板は、高輝度かつ高い発光効率を長期間にわたって発揮させることができる。以下に、本開示の発光素子搭載用基板について、図面を参照しながら詳細する。
図１は、本開示の発光素子搭載用基板を備える発光装置の一例を示す断面図である。
図１に示すように、本開示の発光素子搭載用基板４は、セラミックスからなる基体１と、基体１上に位置し、主成分が銅である金属層２と、基体１および金属層２上に位置するガラス層３とを備えている。
ここで、金属層２における主成分とは、金属層２を構成する全成分の合計１００質量％のうち、５０質量％以上含有する成分のことである。このように、金属層２は、主成分が銅であることから、電気抵抗率が低く放熱性が高いものである。なお、金属層２は、銅の他にジルコニウム、チタン、モリブデン、スズ等を含有していてもよい。
また、本開示の発光装置１０は、上述した構成の発光素子搭載用基板４における金属層２ａ上に発光素子５が搭載されてなるものである。なお、図１においては、発光素子５がボンディングワイヤ６により、金属層２ａに並設された金属層２ｂに電気的に接続されている例を示している。また、図１においては、発光素子搭載用基板４における発光素子５を含む、発光素子５の搭載された側の面を封止材７で覆っている例を示している。この封止材７は、波長変換のための蛍光物質等を含有したものであってもよい。
そして、本開示の発光素子搭載用基板４におけるガラス層３は、基体１および金属層２の少なくとも一部に存在するものであり、白色系の色調を有するものである。また、ガラス層３は、チタンおよび酸素を含む化合物を含有する。このように、ガラス層３が、チタンおよび酸素を含む化合物を含有していることにより、本開示の発光素子搭載用基板４におけるガラス層３は、可視光領域において高い反射率を有する。
ここで、可視光領域において高い反射率を有することができるのは、チタンおよび酸素からなる化合物（例えば、ＴｉＯ２）の屈折率が高いことによって、可視光を効率よく反射できるためである。なお、チタンおよび酸素を含む化合物とは、チタンおよび酸素からなる化合物を核とし、その他の化合物が覆うように形成される形態でも構わない。このような化合物の大きさは、直径が０．２μｍ以上 ２．０μｍ以下であってもよい。
また、ガラス層３が、チタンおよび酸素を含む化合物を含有していることにより、ガラス層３と、主成分が銅である金属層２との熱膨張係数差が小さくなるため、発光素子５の出力時に生じる熱が伝わった際の剥離が抑制される。それ故、本開示の発光素子搭載用基板４は、優れた反射率と、ガラス層３の剥離抑制により、高輝度かつ高い発光効率を長期間にわたって発揮させることができる。
ここで、ガラス層３に含まれる化合物は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いてガラス層３を測定し、得られた結果をＪＣＰＤＳカードと照合することにより確認すればよい。
または、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に付設のエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）を用いて、ガラス層３に含まれる化合物を確認することもできる。まず、発光素子搭載用基板４を切断し、クロスセクションポリッシャー（ＣＰ）にて研磨する。次に、研磨した断面を観察面として、ＳＥＭを用いて１０００倍以上１００００倍以下の倍率で観察する。次に、ＳＥＭに付設のＥＤＳにより、粒子として視認される箇所にＸ線を照射する。そして、この箇所にＴｉおよびＯの存在が確認されば、チタンおよび酸素を含む化合物が存在しているとみなすことができる。
または、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）を用いて、粒子として視認される箇所における元素マッピングにおいて、Ｔｉが存在する領域と、Ｏが存在する領域が重なるのであれば、チタンおよび酸素を含む化合物が存在しているとみなすことができる。
また、本開示の発光素子搭載用基板４は、ガラス層３における化合物の面積占有率が２４面積％以上６０面積％以下であってもよい。このような構成を満たすときには、ガラス層３がより白色となり、可視光領域における反射率をさらに向上させることができる。また、発光素子５の出力時に生じる熱が伝わった際に、ガラス層３の剥離をさらに抑制することができる。
そして、ガラス層３における化合物の面積占有率は、例えば以下の方法で算出すればよい。まず、ＳＥＭを用いて３０００倍で上述した観察面を観察し、写真を撮影する。次に、撮影した写真に対し、画像解析ソフトを用いて、ガラス層３内の測定領域が２２０μｍ２となるように選択した後、チタンおよび酸素の化合物の箇所を色づけすることで２値化を行なう。次に、測定領域における色づけ箇所の比率を算出することで、化合物の面積占有率を求める。そして、この作業を任意の５箇所で行ない、得られた測定値の平均をガラス層３における化合物の面積占有率とする。
また、本開示の発光素子搭載用基板４は、ガラス層３の表面３ａにおける算術平均粗さＲａが０．１８μｍ以上０．３μｍ以下であってもよい。このような構成を満たすときには、ガラス層３の表面３ａにおける可視光の反射効率が高まるため、可視光領域における反射率がさらに向上する。
ここで、ガラス層３の表面３ａにおける算術平均粗さＲａは、接触型もしくは非接触型粗さ測定器を用いて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に基づいて、ガラス層３の表面３ａを測定し、算出すればよい。なお、ガラス層３の表面３ａの測定は、任意の５箇所で行ない、得られた測定値の平均をガラス層３の表面３ａにおける算術平均粗さＲａとする。
また、本開示の発光素子搭載用基板４におけるガラス層３は、銅または亜鉛を含み、ガラス層３において、銅および亜鉛の合計の含有量は、表面側領域よりも金属層側領域の方が多くてもよい。このような構成であるときには、ガラス層３の表面３ａにおける可視光の反射効率を高く維持しつつ、金属層２とガラス層３との密着強度が向上するため、ガラス層３の剥離をさらに抑制することができる。
なお、ガラス層３の表面側領域とは、発光素子搭載用基板４を厚み方向に切断した断面のガラス層３において、ガラス層３の金属層２から表面３ａまでの距離である厚みを３等分したうち、表面３ａを含むガラス層３の厚みの１／３の領域のことである。また、ガラス層３の金属層側領域とは、金属層２とガラス層との界面を含むガラス層３の厚みの１／３の領域のことである。また、ガラス層３において、表面側領域と金属層側領域とに挟まれた領域を中間領域と言う。
また、本開示の発光素子搭載用基板４は、ガラス層３において、銅および亜鉛の合計の含有量は、表面側領域から金属層側領域にかけて漸次増加していてもよい。このような構成であるときには、金属層２とガラス層３との密着強度がより向上するため、ガラス層３の剥離をより一層抑制することができる。なお、漸次増加とは、銅および亜鉛の合計の含有量において、金属層側領域＞中間領域＞表面側領域の関係を満たす場合のことを言う。
また、ガラス層３の金属層側領域における銅および亜鉛の合計の含有量が、３質量％以上であるならば、金属層２とガラス層３との密着強度がより一層向上する。
ここで、ガラス層３における銅および亜鉛の合計の含有量は、以下の方法で算出すればよい。まず、発光素子搭載用基板４を厚み方向に切断し、ＣＰにて研磨する。次に、研磨した断面を観察面として、ＳＥＭを用いて１０００倍以上１００００倍以下の倍率で観察する。そして、ＳＥＭに付設のＥＤＳにより、ガラス層３の表面側領域、中間領域、金属層側領域のそれぞれにＸ線を照射し、銅および亜鉛の含有量を測定する。そして、銅および亜鉛の合計の含有量が、表面側領域よりも金属層側領域の方が多いか否かは、また、漸次増加しているか否かについては、表面側領域、中間領域、金属層側領域における、銅および亜鉛の合計の含有量を確認すればよい。
また、本開示の発光素子搭載用基板４は、ガラス層３が、ジルコニアを含んでいてもよい。このような構成であるときには、ジルコニアは屈折率が高く、チタンおよび酸素を含む化合物とジルコニアとの屈折率が異なることから、反射率がさらに向上する。
そして、本開示の発光素子搭載用基板４を構成する基体１はセラミックスからなるが、セラミックスとしては、酸化アルミニウム質セラミックス、酸化ジルコニウム質セラミックス、酸化アルミニウムおよび酸化ジルコニウムの複合セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックス、炭化珪素質セラミックスまたはムライト質セラミックス等を用いることができる。なお、基体１を酸化アルミニウム質セラミックスで構成すれば、加工性が比較的容易でありながら機械的強度に優れているものとなる。また、基体１を窒化アルミニウム質セラミックスで構成すれば、より放熱性に優れているものとなる。
ここで、例えば酸化アルミニウム質セラミックスとは、酸化アルミニウムを主成分としたセラミックスであり、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち、酸化アルミニウムを７０質量％以上含有するものである。そして、本開示の発光素子搭載用基板４を構成する基体１の材質は、以下の方法により確認することができる。まず、ＸＲＤを用いて測定し、得られた結果をＪＣＰＤＳカードと照合することにより、酸化アルミニウムの存在を確認する。次に、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析装置（ＩＣＰ）または蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）を用いて、アルミニウム（Ａｌ）の定量分析を行なう。そして、ＩＣＰまたはＸＲＦで測定したＡｌの含有量から酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に換算した含有量が７０質量％以上であれば、酸化アルミニウム質セラミックスである。なお、他のセラミックスについても同様である。
また、基体１には、貫通孔を形成してもよい。基体１に貫通孔を形成し、その貫通孔に導電性物質からなる貫通電極を形成すれば、外部電源と接続することができる。また、その貫通孔に高熱伝導性物質からなるサーマルビアを形成すれば、基体１の放熱特性を向上させることができる。
次に、ガラス層３としては、Ｒ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系（Ｒ：アルカリ金属元素）、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系、Ｒ２Ｏ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系のいずれかを主成分とするものがよい。なお、これらにおける軟化点は、７００℃以上７８０℃以下である。
以下、本開示の発光素子搭載用基板４の製造方法の一例について説明する。まず、基体１として、公知の成形方法および焼成方法により、例えば、窒化アルミニウム質セラミックスや酸化アルミニウム質セラミックスを準備する。なお、酸化アルミニウム質セラミックスの作製にあたっては、基体１の反射率を向上させるべく、酸化バリウム（ＢａＯ）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を含ませてもよい。
なお、基体１に貫通孔を形成する場合は、成形体の形成時に外形状とともに孔を形成すればよい。または、外形状のみが加工された成形体に対して、パンチング、ブラストまたはレーザーによって孔を形成すればよい。または、焼結体にブラストまたはレーザーによって孔を形成すればよい。なお、基体１の厚みは、例えば、０．１５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。
次に、金属層２は、公知の銅を主成分とする金属ペーストを用いて、基体１に配線および電極のパターンをスクリーン印刷した後、窒素雰囲気にて焼成することによって形成することができる。なお、金属層２の厚みは、例えば、１０μｍ以上１８μｍ以下である。ここで、金属層２の厚みを所望の厚みとするには、印刷、乾燥および熱処理を繰り返したり、印刷および乾燥までの工程を複数回行なった後に一括して熱処理したりすればよい。
次に、ガラス層３を形成するために、ガラスペーストを準備する。まず、Ｒ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系（Ｒ：アルカリ金属元素）、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系、Ｒ２Ｏ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系のいずれかを主成分とするガラス粉末を準備する。なお、ガラス粉末の平均粒径としては、例えば、２μｍ以上４μｍ以下である。
また、平均粒径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下である酸化チタン粉末を準備する。そして、酸化チタン粉末を、ガラス粉末１００質量部に対して１５質量部以上２５質量部以下となるように秤量する。
次に、有機ビヒクルを準備する。なお、有機ビヒクルとは、有機バインダを有機溶剤に溶解したものであり、例えば、有機バインダと有機溶剤との質量比率は、有機バインダ１に対し、有機溶剤が２〜６である。そして、有機バインダとしては、例えば、ポリブチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル類、ニトロセルロース、エチルセルロース、酢酸セルロース、ブチルセルロース等のセルロース類、ポリオキシメチレン等のポリエーテル類、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のポリビニル類から選択される１種もしくは２種以上を混合して用いることができる。
また、有機溶剤としては、例えば、カルビトール、カルビトールアセテート、テルピネオール、メタクレゾール、ジメチルイミダゾール、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルホルムアミド、ジアセトンアルコール、トリエチレングリコール、パラキシレン、乳酸エチル、イソホロンから選択される１種もしくは２種以上を混合して用いることができる。
そして、ガラス粉末、酸化チタン粉末、有機ビヒクルを所望量秤量して混合することにより、ガラスペーストを作製する。このときの配合量としては、例えば、ガラスペースト１００質量部に対し、ガラス粉末および酸化チタン粉末の混合粉末の量を６０質量部以上８０質量部以下とし、残部を有機ビヒクルとすればよい。
なお、ガラス層３がジルコニアを含むものとするには、平均粒径が０．１μｍ以上２μｍ以下であるジルコニア粉末を準備し、ガラス粉末１００質量部に対して０．１質量部以上５質量部以下となるように秤量し、上記ガラスペーストに添加すればよい。
そして、得られたガラスペーストを、基体１や金属層２における所望領域を覆うように印刷し、８０℃以上１４０℃以下の温度で乾燥、脱脂を行なう。
また、ガラス層３が銅または亜鉛を含有し、ガラス層３において、銅および亜鉛の合計含有量を、表面側領域よりも金属層側領域の方が多くするには、以下のようにガラスペーストを作製し、所望領域を覆うように印刷すればよい。まず、上記ガラスペースト作製する際に、銅粉末や亜鉛粉末を添加し、銅および亜鉛の合計の含有量が異なる３種類のガラスペーストを作製する。具体的には、ガラス層３において、金属層側領域となる第１ガラスペースト、中間領域となる第２ガラスペースト、表面側領域となる第３ガラスペーストを作製する。ここで、第１ガラスペーストは、第３ガラスペーストよりも銅および亜鉛の合計含有量が多くなるように作製する。そして、基体１や金属層２における所望領域を覆うように第１ガラスペーストを、第１ガラスペースト上に第２ガラスペーストを、第２ガラスペースト上に第３ガラスペーストを、印刷すればよい。
また、銅および亜鉛の合計の含有量が、第１ガラスペースト＞第２ガラスペースト＞第３ガラスペーストの関係を満たすように各ガラスペーストを作製すれば、ガラス層３において、銅および亜鉛の合計含有量が、表面側領域から金属層側領域にかけて漸次増加するものとなる。
次に、印刷したガラスペーストを、窒素雰囲気下で８００℃以上９５０℃以下の最高温度で２分以上１５分以下保持して熱処理する。ここで、熱処理の最高温度が高いほど、また、熱処理の時間が長いほど、チタンおよび酸素の化合物をより多く析出できるが、最高温度が９５０℃以上、最高温度の保持時間が１５分以上の場合、脱脂時に抜けきれなかった炭素が破裂し、ガラス層３の内部にピンホールを形成し、白色化を妨げることとなる。
なお、ガラス層３の厚みは、例えば、１０μｍ以上２０μｍ以下である。そして、以上の工程までを経ることにより、本開示の発光素子搭載用基板４を得ることができる。
また、ガラス層３の表面における算術平均粗さＲａの調整方法としては、平面研削盤を用いて、ガラス層３の表面を研削すればよい。
また、ガラス層３で覆わない金属層２の表面には、部分的にめっき処理を行なってもよい。このようにめっき処理を行なうことによって、発光素子５やボンディングワイヤ６等の密着処理がしやすくなり、酸化による金属層２の腐蝕を抑制することができる。なお、めっきの種類としては公知のめっきであればよく、例えば、金めっき、銀めっき、ニッケル−金めっき、またはニッケル−パラジウム−金めっき等が挙げられる。
さらに、本開示の発光素子搭載用基板４の作製において、分割溝が形成された基体１を用いて、上述した方法により金属層２およびガラス層３を形成し、その後分割すれば、多数個の発光素子搭載用基板４を効率よく作製可能である。なお、本開示の発光素子搭載用基板４の製造方法は上述した製造方法に限るものではない。
次に、本開示の発光装置１０については、例えば、本開示の発光素子搭載用基板４の金属層２ａ上に発光素子５を搭載することにより得ることができる。このようにして作製された本開示の発光装置１０は、高輝度かつ高い発光効率を長期間にわたって発揮することができる。
以下、本開示の実施例を具体的に説明するが、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
構成の異なる試料を作製し、反射率およびヒートサイクル試験を行なった。まず、基体として、厚さ１．０ｍｍの酸化アルミニウム質セラミックスを準備した。次に、銅を主成分とする金属ペーストを用いて、基体にスクリーン印刷した後、窒素雰囲気にて焼成することによって、厚さ１４μｍの金属層を形成した。
次に、平均粒径が３μｍのＲ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系（Ｒ：アルカリ金属元素）のガラス粉末を準備した。また、平均粒径が１μｍの酸化チタン粉末を準備した。そして、酸化チタン粉末を、ガラス粉末１００質量部に対して表１に示す量となるように秤量した。
次に、有機ビヒクルを準備し、ガラス粉末、酸化チタン粉末、有機ビヒクルを所望量秤量して混合することにより、ガラスペーストを作製した。このときの配合量としては、ガラス粉末および酸化チタン粉末の合計で７０質量部とし、残部を有機ビヒクルとした。
そして、得られたガラスペーストを、基体や金属層における所望領域を覆うように印刷し、１２０℃の温度で乾燥、脱脂を行なった。
次に、印刷したガラスペーストを、窒素雰囲気下で表１に示す最高温度で５分保持して熱処理を行なうことにより、ガラス層の厚さが１６μｍ、縦×横が１７ｍｍ×１７ｍｍである、試料Ｎｏ．１〜１１を得た。なお、各試料は、ヒートサイクル試験を行うために、それぞれ複数個作製した。
そして、各試料につき、ＳＥＭを用いて３０００倍で観察し得られた写真に対し、画像解析ソフトを用いて、ガラス層内の測定領域が２２０μｍ２となるように選択した後、チタンおよび酸素の化合物の箇所を色づけすることで２値化した。次に、測定領域における色づけ箇所の比率を算出することで、化合物の面積占有率を求めた。そして、この作業を任意の５箇所で行ない、得られた測定値の平均を化合物の面積占有率を算出した。
また、各試料のガラス層につき、分光測色計（ミノルタ製 ＣＭ−３７００Ａ）を用いて、基準光源Ｄ６５、波長範囲３６０〜７４０ｎｍ、視野１０°、照明径３×５ｍｍの条件で測定を行ない、測定結果から５００ｎｍの反射率を測定した。
また、ヒートサイクル試験は、以下の方法で行なった。まず、各試料を１６個用意し、冷熱衝撃試験装置を用いて、各試料の環境温度を室温（２５℃）から−４０℃に降温して３０分保持してから、昇温して１２５℃で３０分保持した後、室温まで降温するというサイクルを１サイクルとし、このサイクルを繰り返した。そして、２５００サイクル〜４５００サイクルの間において、１００サイクル毎に各試料につき１つずつ取出して、ガラス層の表面上にポリエステルフィルムを貼り付け、それを上方へ引くことによってピール試験を行なった。そして、このピール試験により、金属層からのガラス層の剥離が確認されたときのサイクル数を調べた。結果を表１に示す。
Figure 2017073680
表１に示すように、試料Ｎｏ．１は、チタンおよび酸素を含む化合物の存在が確認されておらず、５００ｎｍの反射率が４０％以下であり、サイクル数が２８００回であった。また、試料Ｎｏ．７および１１は、熱処理後において、ガラス層にピンホールが生じているとともに、金属層に膨れが生じていたため、ヒートサイクル試験を行なわなかった。
これに対し、試料Ｎｏ．２〜６および試料Ｎｏ．８〜１０は、５００ｎｍの反射率が４０％以上であり、サイクル数が３５００回以上であった。
この結果より、ガラス層がチタンおよび酸素を含む化合物を含有していることにより、高輝度かつ高い発光効率を長期間にわたって発揮させることができる発光素子搭載用基板となることがわかった。
また、試料Ｎｏ．４〜６および試料Ｎｏ．８〜１０は、５００ｎｍの反射率が４８．８％以上であり、サイクル数が４０００回であることから、ガラス層における化合物の面積占有率が２４面積％以上６０面積％以下であることが好適とわかった。
次に、ガラス層の表面における算術平均粗さＲａを異ならせた試料を作製し、反射率の測定を行なった。なお、試料の作製にあたっては、実施例１の試料Ｎｏ．６と同様とし、試料Ｎｏ．１３〜１６については、平面研削盤を用いて、ガラス層の表面における算術平均粗さＲａを異ならせる研削を行なった。ここで、試料Ｎｏ．１２は、実施例１の試料Ｎｏ．６と同じ試料である。
そして、実施例１と同様の方法により、反射率を測定した。結果を表２に示す。
Figure 2017073680
表２に示すように、試料Ｎｏ．１３〜１５は、反射率の向上が見られた。この結果より、ガラス層の表面における算術平均粗さＲａが０．１８μｍ以上０．３μｍ以下であることにより、反射率が向上することがわかった。
次に、ガラス層の銅および亜鉛の含有量を異ならせた試料を作製し、ヒートサイクル試験および反射率の測定を行なった。なお、試料の作製にあたっては、実施例１のＮｏ．６の化合物の面積占有率となるとともに、表３に示す銅および亜鉛の含有量となるように、実施例１のようにガラスペースト作製する際に、銅粉末や亜鉛粉末を添加し、銅および亜鉛の含有量が異なる３種類のガラスペーストを作製した。具体的には、ガラス層において、金属層側領域となる第１ガラスペースト、中間領域となる第２ガラスペースト、表面側領域となる第３ガラスペーストを作製した。そして、基体や金属層における所望領域を覆うように第１ガラスペーストを、第１ガラスペースト上に第２ガラスペーストを、第２ガラスペースト上に第３ガラスペーストを印刷した。そして、他の条件は、実施例１の試料Ｎｏ．６と同様とした。
次に、ガラス層における銅および亜鉛の含有量を、以下の方法で算出した。まず、各試料を厚み方向に切断し、ＣＰにて研磨した。次に、研磨した断面を観察面として、ＳＥＭを用いて３０００倍の倍率で観察した。そして、ＳＥＭに付設のＥＤＳにより、各試料のガラス層の表面側領域、中間領域、金属層側領域のそれぞれにＸ線を照射し、銅および亜鉛の含有量を測定した。
また、実施例１と同様の方法により、化合物の面積占有率を求めた。その結果、全ての試料のガラス層において、化合物の面積占有率は４４面積％であった。
そして、実施例１と同様の方法により、ヒートサイクル試験および反射率を測定した。結果を表３に示す。
Figure 2017073680
表３に示すように、試料Ｎｏ．１７〜１９、２１〜２６は、５００ｎｍの反射率が５０％以上であり、サイクル数が４１００回以上であった。この結果より、ガラス層において、銅および亜鉛の含有量が、表面側よりも金属層側の方が多ければ、ガラス層の表面における可視光の反射効率を高く維持しつつ、金属層とガラス層との密着強度がさらに向上することがわかった。
また、試料Ｎｏ．１９、２１、２２、２５、２６は、試料５００ｎｍの反射率が５１％以上であり、サイクル数が４３００回以上であった。この結果より、ガラス層において、銅および亜鉛の含有量が、表面側から金属層側にかけて漸次増加していることが、より好適とわかった。
ガラス層におけるジルコニアの有無を異ならせた試料を作製し、反射率の測定を行なった。なお、試料の作製にあたっては、試料Ｎｏ．２７は実施例２の試料Ｎｏ．１４と同様とし、試料Ｎｏ．２８については、ジルコニア粉末を２質量部添加し、その分ガラス粉末を減らしたこと以外は、実施例２の試料Ｎｏ．１４と同様の方法により作製した。
そして、実施例１と同様の方法により、反射率を測定した。結果を表４に示す。
Figure 2017073680
表４に示すように、ガラス層がジルコニアを含んでいることにより、反射率が向上することがわかった。
１：基体
２：金属層
３：ガラス層
４：発光素子搭載用基板
５：発光素子
６：ボンディングワイヤ
７：封止材
１０：発光装置

Claims (7)

  1. セラミックスからなる基体と、
    該基体上に位置し、主成分が銅である金属層と、
    該金属層上に位置し、白色系の色調を有し、チタンおよび酸素を含む化合物を含有するガラス層とを備える発光素子搭載用基板。
  2. 前記ガラス層における前記化合物の面積占有率が２４面積％以上６０面積％以下である請求項１に記載の発光素子搭載用基板。
  3. 前記ガラス層の表面における算術平均粗さＲａが０．１８μｍ以上０．３μｍ以下である請求項１または請求項２に記載の発光素子搭載用基板。
  4. 前記ガラス層が、銅または亜鉛を含み、前記ガラス層において、前記銅および前記亜鉛の合計の含有量は、表面側領域よりも前記金属層側領域の方が多い請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光素子搭載用基板。
  5. 前記ガラス層において、前記銅および前記亜鉛の合計の含有量は、前記表面側領域から前記金属層側領域にかけて漸次増加している請求項４に記載の発光素子搭載用基板。
  6. 前記ガラス層が、ジルコニアを含む請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発光素子搭載用基板。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発光素子搭載用基板における金属層上に発光素子を備える発光装置。
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