TW201108470A - Light-emitting device - Google Patents

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TW201108470A
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Katsuyoshi Nakayama
Toshihisa Okada
Yasuko Osaki
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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201108470 六、發明說明： 【發明所屬之技術句域】 技術領域 本發明係有關一種形成照明裝置之發光裝置，及用於 其之安裝基板，係包含有發光二極體（以下有時會記述為 LED ) $ 置、jij 冗度 _一極體背光（high brightness diode back light)、與顯示器相關聯之光源、汽車照明、裝飾照明、標 誌、廣告照明、及資訊顯示器用途者。 C :¾¾'才支冬好】 背景技術 近年’伴隨著LED等發光裝置的高亮度化、白色化， 開始在手機或大型液晶電視等的背光使用LED的發光裝 置。為使LED燈適用在各種用途，獲取白色光變得極為重 要。 以LED燈實現白色光之方式有：使用發出藍色、綠色 及紅色各色之3種LED晶片之方式、組合藍色發光之LED晶 片與黃色或橙色發光之螢光體的方式、組合藍色發光LED 晶片與從其光而激發紅、綠色之螢光體的方法、組合紫外 線發光LED晶片與藍色、綠色及紅色發光之三色混合螢光 體之方法。組合LED晶片與螢光體之方式，眾所皆知有砲 彈型構造，其係注入已混合螢光體之環氧樹脂（eP〇xy resin ) 或石夕氧樹脂（silicone resin)等透明樹月曰並使其固化’而形 成含有螢光體之樹脂層者。又，在主表面形成有配線圖案 的基板上安裝LED晶片，進而在該基板上形成由透明樹脂 201108470 而成之密封部之構造亦廣為眾知。 在LED燈中，在已安裝之LED晶片的周圍基板上形成 銀等光反射層。且，利用該光反射層，使放射至基板側之 來自LED晶片之發光或從螢光體所激發發出之螢光，朝前 方反射，而提升光的擷取效率。 但，銀容易腐蝕，一經放置便會產生Ag2S等化合物， 而容易減低光反射率。因此，雖可在銀的上面形成樹脂密 封層來防止反射率之減低，但作為一般密封劑使用的環氧 樹脂或矽氧樹脂之密封性能很低，無法使用在要求長期可 靠性之產品上。 爰此，為防止銀導體層的腐蝕，乃提出一在銀的表面 塗上石夕氧樹脂、丙稀酸酯樹脂（aery late resin )、環氧樹脂、 聚胺酯樹脂（polyurethane resin )等樹脂的方法（參考專利 文獻1)。 然而，即便塗上樹脂，由於水分或腐蝕性的氣體容易 從樹脂中或銀導體層與樹脂的界面進入，使銀導體層隨著 時間經過，而腐蝕，因此在長期可靠性上會有問題。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :特開2007-67116號公報 【發明内容】 發明概要 發明欲解決之課題 本發明者為解決前述問題，嘗試了使用玻璃膜覆蓋基 201108470 板表面之銀導體層的方法（曰本專利特願2008-212591 )， 但因為玻璃的熱傳導率低，因此LED所發散之熱的放射性 不佳，在LED發熱量大時，會發生使用在LED的電壓下降、 發光效率降低、LED的壽命減短等問題。 本發明之目的在於’提供一種發光裝置，其光反射率 高、且腐姓造成之反射率降低較少，而可提升光之掏取效 率。 又，本發明之目的亦在於，在形成上述光反射層時盡 量抑制程序的負荷。 用以解決課題的手段 本發明為解決上述課題，第1態樣之發明係一種發光裝 置，具備穴部，而使光反射用導體層之一部分露出者，並 具有：陶瓷基板，係内藏前述光反射用導體層者；及，發 光元件，係配置成透過前述穴部而導通於前述陶瓷基板上 者，且，其特徵在於前述發光元件配置面與前述光反射用 導體層間之上部陶瓷層的厚度為5〜ΙΟΟμτη者。 第2態樣之發明係一種發光裝置，其特徵在於包含：陶 竟基板’係具有下部陶竟層、形成在該下部喊層面之期 望區域之歧射科體層、及覆蓋該光反射科體層之至 少一部份區域而形成之上部喊層者；及，發光元件，係 配置在前述陶錄板之上部喊層的上側者；X，前述上 部陶瓷層之厚度為5〜1〇〇师。 ，第3態樣之發明，在第2態樣之發明的發光裝置中，其 特徵在於與前述陶板之下部㈣層的前述發光元件相 201108470 反之相反面’係形成有外部電極端子’該外部電極端子與 前述光反射用導體層係透過貫穿下部陶瓷層而形成之通路 導體（via conductor)導通。 第4態樣之發明，在第1至3態樣中任一態樣之發明的發 光裝置中，其係具有密封樹脂層’該密封樹脂層係形成包 含前述發光元件，且包含藉由前述發光元件放射之光激發 而發出可視光的螢光體者。 第5態樣之發明，在第1至4態樣中任一態樣之發明的發 光裝置中，前述上部陶瓷層為白色。 第6態樣之發明，在第1至5態樣中任一態樣之發明的發 光裝置中，前述上部陶瓷層，係由以質量％表示，包含40% 〜60%之玻璃成分與4〇%〜60%之陶瓷填料成分之玻璃陶 瓷所構成。 第7態樣之發明，在第6態樣之發明的發光裝置中，前 迷陶瓷填料成份為氧化鋁。 第8態樣之發明，在第6或7態樣之發明的發光裝置中， 其破螭係前述玻璃成分以氧化物基準之莫耳％表示，含有 Sl〇2為 62〜85%、B203為 5〜25%、Al2〇3為 0〜5%、Na20及 K2〇之任一種以上合計為0〜5%，且當Si02與A1203之含量 合計為62〜85%，並含有由MgO、CaO、SrO及BaO之群中 選出之至少一種以上時，其含量合計為1〇。/。以下。 第9態樣之發明，在第6至8態樣中任一態樣之發明的發 光裝置中，前述玻璃成分以氧化物基準之莫耳％表示，係 芑有81〇2為78 〜82%、B2〇3為 16〜180/〇 ' Na20及K20之任一 201108470 種以上合計為0.9〜4%。 第10態樣之發明，在第1至9態樣中任一態樣之發明的 發光裝置中’前述上部陶瓷層係由玻璃陶瓷構成，該玻璃 陶曼在85C之ρΗ1·68的卓酸溶液（oxalic acid solution)中 浸泡了 1小時時之溶析量為lOOpg/cm2以下。 又’本發明之發光裝置用陶瓷基板係具有反射發光元 件之光的光反射用導體層者’並由下部陶瓷層、位於下部 陶瓷層上之光反射用導體層、及位於該光反射用導體層上 與前述下部陶瓷層上之上部陶瓷層所構成，並在位於前述 光反射用導體層上之前述上部陶瓷層，形成有開口孔。且， 前述上部陶瓷層以5〜ΙΟΟμιη之厚度為佳。 對應上述第1態樣之發明的穴部，係指形成在上部陶瓷 層之開口孔，其作用在使内藏於陶瓷基板之光反射性導體 層之一部分露出。在上部陶瓷層之上配置發光元件；而在 上述穴部’則有連接於發光元件之連接導線（bonding wire) 導通光反射性導體層。 本發明者為了保護光反射用導體層，係將光反射用導 體層内藏在陶瓷基板，而實現不使反射率降低且具優異放 熱性之發光裝置。 而，在本專利申請說明書中，「〜」意指在無特殊的 規疋下，包含其前後記載之數值來作為下限值及上限值。 發明的效果 本發明之發光裝置由於係在基板主要面形成光反射率 極高之光反射用導體層，因此可以將來自發光元件之光（往 201108470 基板側放射者），以高反射率往與基板相反側之開口方向反 射。藉此，可提升光之擷取效率，進而實現發光效率之提 升。 又，由於具有螢光體層（從發光元件之光激發而發出 可視光者），從該螢光體層發出之可視光亦可藉由光反射用 導體層以高反射率往與基板相反側之開口方向反射，因此 可使從螢光體層發出之可視光、與從發光元件反射之光之 混色所得之白色光之擷取效率提高。 又，在光反射用導體層之上設置有以光吸收少之玻璃 陶瓷所構成之上部陶瓷陶瓷層，藉由該層，下層之光反射 用導體層可被化學性地保護。故，可防止光反射用導體層 之腐蝕而抑制光反射率之降低。又，上部陶瓷層係熱傳導 率高，不易阻絕LED晶片之散熱，故可防止發光效率之降 低或壽命之短縮。 圖式簡單說明 第1圖係陶瓷基板之剖面圖之一例，其係内藏用於本發 明之光反射用導體層者。 第2圖係本發明之發光裝置之剖面圖之一例。 第3圖係本發明之發光裝置之剖面圖之一例，其係在光 反射用導體層表面施以電鍍者。 I：實施方式：！ 用以實施發明之最佳形態 如第2圖及第3圖所示，本發明之發光裝置的陶瓷基板1 係由上部陶瓷層3、光反射導體層2、與下部陶瓷層10所形 201108470 成。且，在上部陶瓷層3之上側配置有發光元件6。在與陶 究基板1之下部陶瓷層1〇之發光元件6之相反面形成有外部 電極端子8,外部電極端子8與光反射用導體層2係透過貫穿 下部陶究層10所形成之通路導體（via conductor)導通。在 前述上部陶瓷層3之所期望部份形成開口孔u，在此開口孔 η接有連接導線7，透過該連接導線7導通發光元件6與光反 射用導體層2。在圖中之5為密封樹脂層，其包含發光元件 6’且覆蓋上部陶瓷層3與光反射導體層2之所期望之區域而 形成’此密封樹脂層5包含藉從發光元件放射之光所激發而 發出可視光之螢光體。 第3圖所表示之例，係於光反射導體層2露出之表面， 亦即’未形成上部陶瓷層3，而與上部陶瓷層3形成有開口 孔11之部分對應之光反射導體層2之所期望區域表面，形成 鍍金層9，以防止因光反射導體層2之變色而產生之特性劣 化（property degradation )者。 在本發明中，就上述的光反射用導體層而言，特別優 異者係可作為一導體且光反射性亦佳之銀導體。以下，有 時會將光反射用導體層記述為「銀導體層」。以下，以使用 此銀導體層者為代表例來說明本發明。 如上述，本發明之發光裝置，係包含内藏銀導體層之 陶瓷基板（以下有時會記述為「本發明之基板」），與用以 與銀導體層導通而配置在本發明之基板上的發光元件。在 此’本發明之基板係由上部陶瓷層、光反射導體層與下部 陶瓷層所形成者。 201108470 本發明之基板，為搭載發光元件之平板狀構件，其特 徵在於包含用來反射從發光元件朝向下方之光（即，朝向 第2圖與第3圖之箭頭A方向之光）的銀導體層。 本發明之基板的上部陶瓷層係用來從腐蝕等保護銀導 體層之層者，以含有玻璃成分與陶瓷填料成分者為佳。典 型上為LTCC( Low Temperature Co-fired Ceramics)基板（低 溫共燒陶瓷基板）。本發明之基板的上部陶瓷層由於含有玻 璃成分，因此密封性能高，可充分保護内部的銀導體層； 又，由於含有陶瓷填料成分，因此熱傳導率高。又，由於 厚度很薄’僅ΙΟΟμπι以下，因此不易吸收銀導體層所反射 之光，而可獲取高反射率。 在本發明之基板中，構成下部陶瓷層之材料只要是可 燒融銀導體等之陶瓷即無特別限定，但從熱傳導率或放熱 性、強度、成本之觀點來看，以上述LTCC基板為佳。LTCC 為可與銀導體共燒之陶瓷，只要構成本發明之基板的上部 陶瓷層與下部陶瓷層皆為LT C C，便可有效率地形成上部陶 瓷層、下部陶瓷層與銀導體層呈一體之本發明基板。 在本發明中’發光元件係LED元件，例如有用放射出 之光來激發螢光體而使可視光發出之類型者。例如，有藍 色發光型之LED晶片或紫外發光型之led晶片。然而，不 限定於該等物者，亦可對應發光裝置之用途或目的之發光 色等來使用各種發光元件。 舉例而言，發光元件之安裝係由以下方法進行：將led 晶片以環氧樹脂或矽氧樹脂黏接（晶片黏合：die_b〇nd)在 201108470 基板上，並將晶片上面之電極透過金線等之連接導線，連 接到陶瓷基板之墊（Pad)部、或將設置在LED晶片背面之 焊接凸塊、金凸塊（au bumps )、金錫共晶凸塊（au_sn叫故如 bumps )專之凸塊電極，倒裝晶片（犯卩dip)連接到陶瓷 基板之導線端子（lead terminal)或墊部等。 螢光體因發光元件所放射之光激發而發出可視光，可 藉由從该可視光與從發光元件放射之光之混色、或從螢光 體發出之可視光或可視光本身之混色，得到所期望的發光 色而作為發光裝置。螢光體的種類無特別之限定，可與從 作為目的之發光色或發光元件所放射之光等對應，來適宜 地選擇。包含此種登光體之勞光體層，係作為使營光體混 合並分散到如環氧樹脂或⑪氧樹脂之透日月樹輯形成。榮 光體層係形成用來覆蓋發光元件之外側。 以下，就本發明之實施形態作說明，但本發明並未受 限於此。 本發明之基板的下部陶竟層，只要可設置銀導體層與 保護銀導體層之上部m (絕緣體），即無特別限定。以 下’以本發明之基板全體為LTCC基板之情況作說明。 LTCC基板係可與銀導體層同時燒製製造之基板。 LT C C基板通常係藉由將玻璃粉與料填料粉做成生胚薄 片（g_ sheet)戶斤燒製而製造。即，首先將破璃粉與氧化 鋁粉末、聚乙烯丁醛樹脂或丙烯酸樹脂等樹脂、酞酸-丁 酯、酞酸二辛酯、酞酸丁基苯甲酯等可塑劑、甲笨广= 苯、丁料㈣、與分散解添加作絲液，在聚對狀^ 11 201108470 乙二醋等薄膜上，用别刀成膜法(doctor blade method)使該 漿液成形為薄片狀。將成形為該薄片狀者乾燥並除去溶劑 後，作成生胚薄片。就該等生胚薄片因應需要，使用銀膠 (silver paste)以網版印刷等來形成配線圖案或通路等，一 般會將複數片積層燒製。 以LTCC形成本發明之基板的方法不受限定，尚具有下 列幾種燒製方法：於稍後將成為下部陶瓷層之生胚薄片 上，用銀膠印刷將成為銀導體層之銀導體，且積層將成為 上部陶瓷層之其它生胚薄片；在已印刷銀導體而將成為下 部陶瓷層之生胚薄片上，印刷將成為上部陶瓷層之玻璃陶 瓷膠；在生胚薄片上用銀膠印刷銀導體，燒製後，印刷將 形成上部陶瓷層之玻璃陶瓷膠。 生胚薄片係加工、燒製成所期望之形狀而作為基板。 此時，被燒製體係一片或重疊複數片的相同生胚薄片者。 前述燒製’典型上係以850〜900t保持20〜60分鐘來進 行。更典型者為保持在燒製溫度86〇〜88〇°c來進行。 而’在形成銀導體層時，燒製溫度以880。(3以下為佳。 若超過880C ’燒製時’會有銀或含銀導體軟化而無法保持 導體圖案形狀之虞。更好係在87(rc以下。 上部陶瓷層之厚度以5〜100μιη為佳 。由於未滿5 μηι時 銀導體層表面的粗繞’在配置發光元件時，會有發光元件 谷易傾斜、光掏取效率變差之虞。超過1〇〇哗則有阻礙發 光元件之放熱性而使發光效率降低之虞。《，會有因光被 吸收、反射率降低，而造成光之操取效率變差之虞。 12 201108470 本u之基板的上部料層以玻璃成分與陶竟填料成 以該比例包含後述本 發明之玻璃與喊填料成分的玻璃陶究， 陶瓷。 ^成之玻璃H所構成者為佳。其比例係陶究填料成分 為40〜60質量％ ’其餘為破璃成分 以下稱為第1玻璃 前述陶究填料係以提升熱傳導為目的而混合者，以高 熱傳導率且在可視光範_光吸收少之材料為佳。典裂上 使用乳化紹。在將玻璃成分與料填料成分之含量作成⑽ 時’混合量為4G〜6G質量。未滿娜者，熱傳導率無法上 升’對減舰之效果彳M、。超侧％相讨阻礙燒結 (sintering)性而使銀導體層之保護變料足之虞。 本發明之基板的上部陶竟層係以光之吸收少者為佳， 且以白色為佳。 本發明之基板的上部陶竟層，係例如將第i玻璃陶免膠 化後，網版印刷而燒製形成者。或將⑸玻璃喊作成生胚 薄片而燒製形成者。但，典型上只要是可平坦地形成5〜 ΙΟΟμπι之厚度者的方法，便無特別限定。 包含在第1玻璃陶瓷内之玻璃成分，以氧化物基準之莫 耳％表示，含有Si02為62〜85%、Β2〇3為5〜25%、Α12〇3為0 〜5%、Na20及Κ20之任一種以上合計為〇〜5%，且當si〇2 與AI2O3之含量合計為62〜85%，並含有由MgO、CaO、SrO 及BaO之群中選出之至少—種以上時，其含量合計為1〇%以 下之玻璃者（以下，稱為「本發明之玻璃」）為佳。 本發明之玻璃係藉熔融法獲取，粉碎後變成玻璃粉。 13 201108470 粉碎的方法只要不損害本發明之目的，並未限定，可適宜 採用乾式軋碎或濕碎法。在濕碎法時，以使用水作溶劑為 佳。又，粉碎也可適當地使用輥磨機（roll mU1)、球磨機 (ball mill)、喷射磨機（jet miU)等粉碎機。玻璃在粉碎 後，視需要將其乾燥、分級。 氧化鋁之粒度或形狀等無特別之限定，典型上係使用 平均粒徑D5〇為1〜5μηι者。前述氧化鋁有例如昭和電工社製 造之AL —47Η。在本說明書中的平均粒徑D5〇，係指使用雷 射繞射/散射式粒度分布測定裝置所測定者。 光反射用導體層以從銀導體形成者為佳，且亦可為從 銀合金導體形成者。銀導體以外之材料，有例如銀一鈀合 金、銀一白金合金等。從再提高光反射用導體層之反射率的 觀點看來，以不包含其它無機成分者為佳。 以LTCC構成本發明之基板的下部陶瓷層時，構成下部 陶竞層之第2玻璃陶瓷，與構成上部陶瓷層之第1玻璃陶 瓷’亦可為同樣組成。 又’本發明之玻璃，亦可適用於作為用來形成下部陶 瓷層之玻璃所選定之玻璃。為提高LTCC基板之強度，用於 第2玻璃陶瓷（形成下部陶瓷層者）之玻璃組成，例如，以 莫耳％表示，以含有Si02為57〜65%、B2〇3為13〜18°/〇、A12〇3 為3〜8%、CaO為9〜23。/。、κ2〇及Na20之至少一方為0.5〜 6%者為佳。又，陶瓷填料典型上為氧化鋁。 在此情形’玻璃粉與氧化鋁粉末之混合比例典型上為 玻蹲粉40質量％、氧化铭填料質量％。 14 201108470 接著，就本發明之破璃作說明。而，以下若無特別註 明，組成係莫耳％表示者，且僅以％為表記。
Si〇2係玻璃的網狀結構形成物（netw〇rk f〇rmer )，為必 要者°若未滿62% ’會有容易發生銀顯色、基板之反射率 降低之虞。宜在64。/。以上、更宜在74%以上。若超過85〇/〇， 則會有玻璃炫融溫度變高、或玻璃的軟化溫度（Ts)變高、 必要之燒製溫度變高之情形。宜在84%以下、更宜在82%以 下。 B2〇3係玻璃的網狀結構形成物，為必要者。若未滿 5%，會有玻璃熔融溫度變高、或Ts變得過高之虞。宜在1〇% 以上、更宜在12。/。以上。若超過25%，則會有難以獲取穩定 之玻璃、或化學耐久性降低之虞。宜在22%以下、更宜在 18%以下。
Ab〇3雖非必要，但為提高玻璃之穩定性或化學耐久 性’亦可含有5以下之範圍。若超過5%，在銀導體上燒製 時谷易產生黃色顯色（銀顯色）。宜在1%以下、更宜在0.5% 以下。 又’ Si〇2與ΑΙΑ之含量合計為62〜85%。若未滿62% ’ 會有化學耐久性不足之虞。宜在64%以上、更宜在74%以 上。若超過85%，則會有玻璃熔融溫度變高、或Ts變得過高， 而使在低溫之燒製變得困難之虞。宜在84%以下、更宜在 82%以下。
NasO及K2〇雖非必要，但由於係使Ts降低之成分，因 此可合計含有5¼為止。若超過5%，會有化學耐久性、尤其 15 201108470 是耐酸性惡化之虞、或燒製體之電絕緣性降低之虞。宜在 4%以下、更宜在3%以下。又，以含有0.9%以上者為佳。
MgO、CaO、SrO及BaO之任一雖皆非必要，但由於係 可使Ts降低或穩定玻璃，因此可合計含有ι〇%為止。若超過 10%，容易產生銀顯色。宜合計在7%以下、更宜合計在5〇/〇 以下。 本發明之玻璃本質上由上述成分組成，但在不損害本 發明之目的的範圍内，可含有其它成分。在含有其它成分 時’這些成分之含量合計以10%以下為佳。但，不含錯氧 化物。 當欲進一步提高上部陶瓷層之耐酸性時，本發明之玻 璃以含有Si〇2為78〜82%、B2〇3為16〜18%、Na2〇及κ2〇之 任一種以上合計為〇·9〜4% ’ Al2〇3之含量為〇 5%以下、CaO 之含篁為1%以下之玻璃（以下，稱為「本發明之玻璃A」） 為佳。 接著’就本發明之玻璃A之組成作說明。本發明之玻璃 A為本發明之玻璃，特別係適用於光反射用導體層的反射性 能不因上述陶瓷層受損，而欲提高反射率之情況者。
Si〇2係玻璃之網狀結構形成物，為必要者。若未滿 78% ’化學耐久性會降低。宜在go%以上。若超過82%，會 有玻璃熔融溫度變高、或Ts變得過高之虞。 B2〇3係玻璃之網狀結構形成物，為必要者。若未滿 16% ’會有玻璃熔融溫度變高、或丁8變得過高之虞；若超過 18°/。’會有難以獲取穩定之玻璃、或化學耐久性降低之虞。 16 201108470 宜在17%以下。 ai2o3為雖非必要，但為提高玻璃之穩定性或化學财久 性，可含有0.5%以下之範圍。若超過0.5%，玻璃炫融溫度 會變高、或Ts會變得過高。
Na20及K20係可使Ts降低之成分’因此宜至少包含其 中任一者。若其合計未滿0.9%，會有玻璃熔融溫度變高、 或Ts變得過高之虞。宜在1.0%以上、更宜在1·5%以上。若 超過4%，會有化學耐久性、尤其是耐酸性惡化之虞’或’ 會有燒製體之電絕緣性降低之虞。宜在3%以下、更宜在2〇/〇 以下·。
CaO雖非必要，但因可使Ts降低或穩定玻璃，因此可包 含1 %以下之範圍。若超過1%，玻璃熔融溫度會變得過低、 或促進結晶化而造成無法獲取透明的玻璃層。宜在0.6°/〇以 下。 本發明之玻璃A本質上由上述成分組成’但在不損害本 發明之目的的範圍内，得含有其它成分。在含有那些成分 時’其等成分之含量合計以在10%以下者為佳。但，不含 錯氣化物。 實施例 由以下方法製作下部陶瓷層形成用之生胚薄片。換言 之’以莫耳％表示，將玻璃原料調合並混合，使成為Si02 為64%、B2〇3為 15.6%、Al2〇3為 6%、CaO為 15%、K20為 1%、 Na2〇為2%之組成，並將該已混合之原料放入白金熔罐 (meltingp〇t)中，以1550〜1600。〇熔融60分鐘後，將熔融 17 201108470 玻璃倒出並冷卻。將所得之玻璃，使用氧化鋁製球磨機在 乙醇中粉碎20〜60小時，作成玻璃粉。粉末之D50用島津製 造所社製.SALD2100測定時，為2.5μιη。軟化點Ts(單位： C )' 結晶峰（crystallization peak)溫度Tc (單位：°C )以 Bruker AXS社製.熱分析裝置TG-DTA2000，在升溫速度 l〇°C/分之條件下，測定到100°C為止時，Ts為不明，而Tc 則為850°C。 以質量％表示，於前述玻璃粉40%與昭和電工社製•氧 化鋁粉末AL-45H以60%之比例混合之粉末50g中，混合有機 溶劑（曱苯、二曱苯、2-丙醇、2-丁醇以質量比4 : 2 : 2 : 1 混合者）15g、可塑劑（g太酸二-2-乙基己: di(2-ethylhexyl) phthalate) 2.5g、樹脂（電氣化學工業社製•聚乙烯丁醛 PVK#3000K)5g、與分散劑（BYK社製· DISPERBYK180)， 作成漿液。利用刮刀成膜法將該漿液塗抹在PET薄膜上，乾 燥後獲取厚度為0.2mm之下部陶瓷層形成用之生胚薄片。 例1至例18為使用該生胚薄片形成下部陶瓷層。 (例1至例18) 利用以下方法，製作上部陶瓷層形成用之玻璃陶瓷 膠。即，如同表1至表3之各例，分別調合、混合原料，使 其成為從Si02到Zr02之欄中以莫耳％表示之組成，並將各個 已混合之原料放入白金熔罐，以1550〜1600°C熔融60分鐘 後，將炫融玻璃倒出並冷卻。將所得之玻璃，用氧化紹製 球磨機，在乙醇中粉碎20〜60小時，如前述獲取玻璃粉。 獲取之各玻璃粉的D50 (單位：μηι )用島津製造所社 18 201108470 製· SALDUOO測定。又，軟化點Ts (單位：°C )、結晶峰 溫度Tc (單位：。〇)以Bruker AXS社製•熱分析裴置tg — DTA2000，以升溫速度l〇°C/分之條件下測定到1000°cg 止。就各組成之玻璃粉所測定之D5〇 (单位.μηι)、軟化點 Ts (單位：°C)、結晶峰溫度Tc (單位：。〇）之各個數值表 示在表1至表3之各欄中。在Ts之欄註明「不明」者係表示 Ts之曲折點為不明者。而在丁0之欄註明r 〇〇」者則係表示 到1000°C為止無法認定出結晶峰者。 將各玻璃粉與氧化鋁粉末AL — 45H混合，獲取玻璃陶 瓷混合粉（氧化鋁粉末之含量為表丨至表3之填料添加量攔 中，以質量％表示之比例）。以質量％表示，將各混合粉作 成60%、將乙基纖維素（ethy丨ceuui〇se)與萜品醇（^ -terpineol)以質量比85 :丨5之比例調合之有機媒劑（〇rgank vehicle)作成40%，在瓷研缽（p〇rcdainm〇rtar)中捏合一 小時’再用二親機進行三次分散，製作成玻璃陶竟膠。例】 至例11為本發明之玻璃㈣之例。又，例i至例7為使用本 發明之玻璃的本發明之玻璃陶曼之例。 (陶瓷基板之製作及其評價） 將銀粉（大研化學工業社製· S400_2)、與前述有機 媒劑以質量比85: 15之比例調合，在:£研妹中捏合—小時， 再用三輥機使其分散，來製作銀膠。 將觉層形成用之生胚薄片積層6片，且印刷上述 銀膠，乾燥後，將例1至例18之上部㈣層形成用之各玻璃 陶究膠印财轉上，絲㈣。C軸㈣、分解除去 19 201108470 樹脂成分後，以87(TC保持30分鐘進行燒製，如第1圖所示， 積層下部陶瓷層1〇、銀導電體層2、與上部陶瓷層3，且獲 取銀導體層2内藏到其端部之陶瓷基板（LTCc基板）1。 將各LTCC基板1之主要面的反射率，使用海洋光學 (Ocean Optics)社的分光儀USB2000與小型積分球ISP — RF來測疋’將以可視光範圍之4〇〇〜8〇〇nmi平均值作為反 射率（單位：％)算出。結果顯示在表1至表2中。反射率 宜在90%以上，愈高愈好。 又’採用以下之方法來評價上部陶瓷層之耐酸性。即， 以模具將前述玻璃陶瓷混合粉4g加壓燒製，來獲取直徑 14mm、高l.5cm左右之燒結體後，將該燒結體浸泡在溫度 85 C之pHl.68确酸鹽緩衝液700cm3中，測定經過一小時後 之質量減少量。而，浸泡後之質量係以l〇〇°c乾燥丨小時後 才進行。燒製體之每單位表面積的質量減少量（單位：μηι /cm )顯示在表1至表3的财酸性欄中。对酸性以 cm2以下為佳’且以3〇μηι/αη2以下更佳。若超過ΐ〇〇μηι/ cm2’會有在電鍍溶液中溶出玻璃中的成分而變得無法連續 運轉、或有侵蝕上部陶瓷層而使光之吸收增加之虞。 熱放散性係使用嶺光音電機株式會社製之熱電阻測定 器（型號：TH—2167)測定。LED晶片係將昭和電工株式 會社之GQ2CR460Z串連4個’晶片黏合則係使用信越化學 工業株式會社之KER — 3000 —M2 ^密封劑係使用信越化學 業株式會社之SCR — 1016A。施加電流為35mA ’通電到 電壓下降飽和之時間為止，並藉由從LED晶片之溫度—電 20 201108470 壓下降特性導出已下降電壓之溫度係數，算出飽和溫度Tj (°C )。飽和溫度宜未滿50°C，更宜為45°C以下。一旦高於 50°C，則電壓下降會變大，有造成LED晶片之光擷取效率 變差、或使壽命降低之虞。 表1 例 1 2 3 4 5 6 7 Si02 81.6 81.6 78 81.6 80.7 80 85 B2〇3 16.6 16.6 18 16.6 16.6 13 5 Al2〇3 0 0 0 0 0.3 0 0 CaO 0 0 0 0 0.6 3 6 SrO 0 0 0 0 0 0 0 BaO 0 0 0 0 0 0 0 MgO 0 0 0 0 0 0 0 Li2〇 0 0 0 0 0 0 0 K20 1.8 1.8 4 0.9 0.9 4 4 Na20 0 0 0 0.9 0.9 0 0 Zr02 0 0 0 0 0 0 0 D50 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 Ts 775 775 760 776 780 不明 不明 Tc 〇〇 〇〇 〇〇 〇〇 〇〇 〇〇 〇〇 填料添加量 50 60 60 60 60 50 50 反射率 91 90 90 90 90 82 80 耐酸性 0 0 0 0 2 1 3 飽和溫度 47 42 45 45 46 46 45 表2 例 8 9 10 11 12 13 14 Si02 60.4 60.4 63.2 63.2 81.6 81.6 78 B2〇3 15.6 15.6 7.6 7.6 16.6 16.6 18 AI2O3 6 6 11.3 11.3 0 0 0 CaO 13 13 4.7 4.7 0 0 0 SrO 0 0 4.9 4.9 0 0 0 BaO 0 0 2 2 0 0 0 MgO 0 0 5.3 5.3 0 0 0 Li20 0 0 1 0 0 0 0 K20 1 1 0 1 1.8 1.8 4 Na20 2 2 0 0 0 0 0 Zr02 2 2 0 0 0 0 0 D50 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 Ts 856 856 751 750 775 775 760 Tc 〇〇 〇〇 〇〇 CO 〇〇 〇〇 〇〇 21 201108470
依據本u ’可獲取使光反射率高且因腐蚀造成之反 射率之降低y，並提升光之触效率之發光裝置該發光 褒置’可賴在彳|帶式電話、大魏晶電視等之背光、或 各種照明機器等。 而，本發明之揭示，係引用、納入2009年6月23日所申 凊之曰本專利申請案2009— 148577號的說明書、申請專利 範圍、圖式及摘要的全内容者。 【圖式簡單說明】 第I圖係陶瓷基板之剖面圖之一例，其係内藏用於本發 明之光反射用導體層者。 22 201108470 ，其係在光 第2圖係本發明之發光裝置之剖面圖之一例 第3圖係本發明之發光裝置之剖面圖之一例 反射用導體層表面施以電鍍者。 【主要元件符號說明】 1···陶瓷基板（LTCC基板） 7…連接導線 8···外部電極端子 9…鑛金 10…下部陶瓷層 11…開口孔 2···光反射用導體層（銀導體 層、導體層） 3…上部陶瓷層 4…通路導體 5…密封樹脂層（含螢光體） 6…發光元件 23

Claims (1)

  1. 201108470 七、申請專利範圍： 1. 一種發光裝置，係具備穴部，而使光反射用導體層之一 部分露出者，並具有： 陶瓷基板，係内藏前述光反射用導體層者；及 發光元件，係配置成透過前述穴部而導通於前述陶瓷 基板上者； 且，其特徵在於： 前述發光元件配置面與前述光反射用導體層間之上部 陶究層的厚度為5〜ΙΟΟμηι者。 2. —種發光裝置，係包含： 陶瓷基板，係具有下部陶瓷層、形成在該下部陶瓷層 面之期望區域之光反射用導體層、及覆蓋該光反射用導體 層之至少一部份區域而形成之上部陶瓷層者；及 發光元件，係配置在前述陶瓷基板之上部陶瓷層的上 側者； 又，其特徵在於： 前述上部陶瓷層之厚度為5〜ΙΟΟμιη。 3. 如申請專利範圍第2項之發光裝置，其中與前述陶瓷基 板之下部陶瓷層的前述發光元件相反之相反面係形成有外 部電極端子，該外部電極端子與前述光反射用導體層係透 過貫穿下部陶瓷層而形成之通路導體（via conductor )導通。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之發光裝置，其係具 有密封樹脂層，該密封樹脂層係形成包含前述發光元件， 且包含藉由前述發光元件放射之光激發而發出可視光的螢 24 201108470 光體者。 5_如申請專利範圍第丨 14項中任一項之發光裝置，其中前 述上部陶瓷層為白色。 圍第…項中任-項之發光裝置，其中前 乂 Μ竞層係由以質量0/。表示包含僻。〜·。之玻璃 成刀，、4G%〜6G%之陶兗填料成分之玻璃陶究所構成。 7·如申請專利範圍第6項之發光裝置，其中前述陶竟填料 成份為氧化紹。 8. 如申請專利範圍第6或7項之發光裝置，其玻璃係前述玻 璃成分以氧化物基準之財％表^含有叫為、 B2〇A5〜25%、Al2〇3為〇〜5%、叫⑽⑽之任一種以上 合計為G〜5%，且當Si〇2與A丨2G3之含量合計為62〜85%， 並含有由MgO、CaO、SrO及BaO之群中選出之至少一種以 上時，其含量合計為10%以下。 9. 如申請專利範圍第6至8項中任一項之發光裝置，其中前 述玻璃成分以氧化物基準之莫耳％表示，係含有為Μ 至82%、B2〇3為16至18%、Nae及K2〇之任一種以上合計為 0.9至4%。 10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之發光裝置，其中前 述上部陶瓷層係由玻璃陶瓷構成，該玻璃陶瓷在85。〇之 ρΗ1.68的草酸溶液（oxalic acid solution)中浸泡h】、時後之 溶析量為l〇〇pg/cm2以下。 11. 一種發光裝置用陶瓷基板’係具有反射發光元件之光的 光反射用導體層者，並由下部陶瓷層、位於下部陶瓷層上 25 201108470 之光反射用導體層、及位於該光反射用導體層上與前述下 #陶資*層上之上部陶瓷層所構成’且，在位於前述光反射 用導體層上之前述上部陶瓷層，形成有開口孔。 12_如申請專利範圍第11項之發光裝置用陶瓷基板，其中前 述上。卩陶竟層之厚度為5μηι至ΙΟΟμηι。 11如申請專利範圍第11或12項之發光裝置用陶瓷基板，其 中前述上部陶瓷層及前述下部陶瓷層，係由以質量％表示 含有40%〜60%之玻璃成份、與40°/◦〜60%之陶瓷填料成份 之玻璃陶瓷所構成。 14.如申請專利範圍第13項之發光裝置用陶瓷基板，其中玻 璃係前述玻璃成分以氧化物基準之莫耳％表示，含有Si02 為 62〜85%、B2〇3為 5〜25%、Al2〇3為 0〜5%、Na20及K20 之任一種以上合計為0〜5%，且當Si02與Α12〇3之含量合計 為62〜85%，並含有MgO、CaO、SrO及BaO之群中選出至 少一種以上時，其含量合計為10%以下。 26
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