TW201312806A - 發光元件用基板及發光裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可在製成發光裝置之際，以該發光裝置為中心對其全方向放射出略均等之光的發光元件用基板及發光裝置。一種發光元件用基板及於該發光元件用基板上搭載有發光元件之發光裝置，前述發光元件用基板具備基板本體，該基板本體係由包含玻璃粉末及陶瓷粉末之玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成且上面具有搭載發光元件之搭載部；前述發光元件用基板之特徵在於：前述玻璃粉末之折射率與前述陶瓷粉末之折射率的差在0.1以下，且在前述基板本體中，自前述上面側穿透至下面側之可見光的穿透率在80%以上。

Description

發光元件用基板及發光裝置 發明領域
本發明係有關於一種發光元件用基板及具有搭載於該發光元件用基板上之發光元件的發光裝置。
發明背景
近年，伴隨著發光二極體(Light Emitting Diode；LED)元件(晶片)的高亮度及白色化，作為照明、各種顯示器及大型液晶TV的背光裝置等常使用利用白色LED元件等之發光裝置。在此種發光裝置中，有就其用途進行以下嘗試：使從發光元件發出之光在靠近其光軸的範圍以強烈的指向性進行集光；或，使從發光元件發出之發光不具指向性地以較廣角進行放射而加以利用。
例如，專利文獻1中有記載一種發光裝置，係在已安裝發光元件之基體上以圍繞發光元件的方式設有框體，並設有其內側具有反射面之反射構件。自具有上述構成之發光裝置使從發光元件放射之光藉由反射面反射，藉此照射對發光裝置的前側方向具有強烈指向性之光。
又，專利文獻2中有記載一種將圍繞著發光元件設置的框體製作為透明材料之發光裝置。並記載著一種技術，將框體作成透明，藉此以提高從發光元件側面放射之光的擷取效率，且可獲得對發光裝置的前側方向具有廣角配光特性之光。
此外，最近亦獲悉有一種發光裝置，其設計係以抑制伴隨反射的能量損失並充分提高作為裝置整體之發光效率為目的，且以貫通基板上下方向的方式形成缺口或貫通孔，使從搭載成將之封阻的發光元件之上下兩面所發出之光得以廣角放射(例如參照專利文獻3)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第4480407號公報
專利文獻2：日本特開2008-270791號公報
專利文獻3：日本特開2009-182151號公報
發明概要
本發明目的在於提供一種可在製作成發光裝置之際，以該發光裝置為中心對其全方向放射出略均等之光的發光元件用基板及發光裝置。
本發明之發光元件用基板具備基板本體，該基板本體係由包含玻璃粉末及陶瓷粉末之玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成且上面具有搭載發光元件之搭載部；其特徵在於：前述玻璃粉末之折射率與前述陶瓷粉末之折射率的差在0.1以下，且在前述基板本體中，自前述上面側穿透至下面側之可見光的穿透率在80%以上。而，以下在本說明書中，有時亦會將發光元件用基板稱為元件基板。
在本發明之元件基板中，係以下述構成為宜：更具有由包含玻璃粉末及陶瓷粉末之玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成之框體，該框體係接合於前述基板本體之前述上面，且設置成圍繞著搭載於前述搭載部之前述發光元件；在前述框體中，從內壁面側穿透至外壁面側之可見光的穿透率在80%以上。
在此，一般而言，框體的壁厚在框體全周多不相同。當框體的壁厚不相同時，就上述可見光的穿透率而言，係使用在各形狀的元件基板中一般於測定壁厚時作為基準使用的位置上於壁厚方向所測定之值。
例如，在框體的水平方向截面外周形成為矩形且內周形成為圓形或橢圓形之框體的情況下，框體的壁厚係指在形成框體外周之矩形的4邊之各中間點進行測定的壁厚。此時，使用在該位置上於壁厚方向所測定之合計4點的可見光穿透率之平均值即可。
在本發明之元件基板中，相對於前述玻璃陶瓷組成物總量，前述玻璃粉末之含量為85~95質量%，且前述陶瓷粉末之含量為5~15質量%。前述陶瓷粉末係用以提升元件基板強度的成分，而其含量低於5質量%時，會變得難以獲得充分的強度。另一方面，其含量超過15質量%時，有玻璃陶瓷組成物的燒結性恐會降低而變成容易在元件基板內部形成空洞，使強度降低之虞。理想為8~12質量%。
在本發明之元件基板中，前述玻璃粉末的折射率在1.48~1.52之範圍為宜。
在本發明之元件基板中，前述玻璃粉末以換算成氧化物之莫耳%表示，宜含有：SiO2：62~84%、B2O3：10~25%、Al2O3：0~5%、合計0~5%之選自於由Na2O及K2O所構成群組中之至少1種氧化物、MgO：0~10%、及合計0~5%之選自於由CaO、SrO及BaO所構成群組中之至少1種氧化物；並且，以換算成氧化物之莫耳%表示，該玻璃粉末中SiO2與Al2O3之合計含量為62~84%，且前述陶瓷粉末為二氧化矽粉末。此外，前述玻璃粉末以換算成氧化物之莫耳%表示，宜含有：SiO2：78~84%、B2O3：16~18%、合計0.9~4%之選自於由Na2O及K2O所構成群組中之至少1種氧化物、Al2O3：0~0.5%、及CaO：0~0.6%。
又，在本發明之元件基板中，前述陶瓷粉末之50%粒徑(D50)以5~10μm為宜。
在本發明之元件基板中，電性連接前述發光元件之電極與外部電路的配線導體係配設成自前述基板本體之上面貫通內部而通至下面為宜。又，於前述搭載部之正下方宜具有埋設於前述基板本體之熱孔。
在本發明之元件基板中，在搭載前述發光元件來製成發光裝置之際，在令距離該發光裝置的光軸上之發光裝置中心點100mm之位置(基準位置)的光度為100%時，從前述光軸起算在左右120°之角度範圍內，在距離前述發光裝置中心點100mm之位置(評估位置)測定的光度具有70%以上的配光特性為宜。
本發明之發光裝置之特徵在於具有：上述本發明 之元件基板；及搭載於前述元件基板之搭載部的發光元件。在本發明之發光裝置中，於前述基板本體之上面宜更具有包含螢光體之密封層，且該密封層係以覆蓋前述發光元件的方式形成。
在未有特別定義的情況下，顯示上述數值範圍之符號「~」係以包含其前後所記載之數值作為下限值及上限值之意義作使用，以下在本說明書中符號「~」皆以同樣意義作使用。
依據本發明，可提供一種可在製成發光裝置之際，以該發光裝置為中心對其全方向放射出略均等之光的發光元件用基板及發光裝置。
圖式簡單說明
第1圖係說明使用本發明元件基板的發光裝置的配光特性之圖。
第2(a)、(b)圖係顯示本發明元件基板之實施形態之一例的俯視圖及剖面圖。
第3(a)、(b)圖係顯示使用第2圖所示元件基板之本發明發光裝置之一例的俯視圖及剖面圖。
第4(a)、(b)圖係顯示本發明元件基板實施形態之另一例的俯視圖及剖面圖。
第5(a)、(b)圖係顯示使用第4圖所示元件基板之本發明發光裝置之一例的俯視圖及剖面圖。
第6(a)、(b)圖係顯示第使用4圖所示元件基板之本發明 發光裝置之另一例的俯視圖及剖面圖。
用以實施發明之形態
以下說明本發明實施形態。而，本發明並非限定於下述說明作解釋者。
本發明之元件基板係具備基板本體之發光元件用基板，該基板本體係由包含玻璃粉末及陶瓷粉末之玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成且上面具有搭載發光元件之搭載部；其特徵在於：前述玻璃粉末之折射率與前述陶瓷粉末之折射率的差在0.1以下，且在前述基板本體中，自前述上面側穿透至下面側之可見光的穿透率在80%以上。
本發明之元件基板係將搭載發光元件之基板本體的構成材料製成包含折射率差在0.1以下之玻璃粉末及陶瓷粉末之玻璃陶瓷組成物的燒結體，且從基板本體之上面側穿透至下面側之可見光的穿透率在80%以上。使玻璃粉末及陶瓷粉末之折射率差在0.1以下，藉此可使入射至燒結體內部之光不會亂射且易於穿透。此外，由於元件基板本體的穿透率在80%以上，因此可減低與不從發光元件穿透基板本體而放射之光量間之差。因此，於該元件基板搭載發光元件製成發光裝置之際，可以該發光裝置為中心對其全方向放射出略均等之光。
又，在本發明之元件基板中，包含構成基板本體之玻璃粉末及陶瓷粉末的玻璃陶瓷組成物可藉由成形為生胚薄片並以低溫燒成而製成燒結體。例如，作為包含玻璃 粉末及陶瓷粉末的玻璃陶瓷組成物可適當使用低溫共燒陶瓷(LTCC)。因此，可藉由共燒將元件基板一般具有的配線導體作為高電傳導性之銅、銀配線作配設，係相當有利。
而，在未有特別說明的情況下，在本說明書中所用之折射率係波長589nm下之折射率。以下，上述玻璃陶瓷組成物含有之玻璃粉末之折射率與陶瓷粉末之折射率的差稱為「折射率差△n」。此外，含有折射率差△n在0.1以下之玻璃粉末及陶瓷粉末的玻璃陶瓷組成物則因應需求稱為「低折射率差玻璃陶瓷組成物」。
在本說明書中，陶瓷粉末係將以其粉末的構成成分而言含量超過50質量%之成分作為粉末名稱使用。例如，將含有SiO2超過50質量%之陶瓷粉末稱為二氧化矽粉末。
在本說明書所用之可見光係400~800nm波長區域下之光。以下，可見光的穿透率有時亦僅稱為「穿透率」。
在本發明之元件基板中，基板本體係主面略平坦的板狀形狀，基板本體中搭載發光元件之側的主面稱為上面，而相反側之非搭載側的主面稱為下面。惟，於元件基板搭載發光元件而實際使用之際，無需使該上面位在上側，本發明之元件基板於使用時設置於任何方向皆可。在本說明書中，主面略平坦係表示上面及下面皆可在目測水準下辨識為平坦狀之程度。同樣地，在未有特別說明之情況下附有「略」之表記係指可在目測水準下辨識之程度。又，在基板本體中，從上面側穿透至下面側之可見光的穿透率-即在基板本體厚度方向的穿透率-有時亦僅稱為「基 板本體的穿透率」。
在本發明之元件基板中，上述玻璃陶瓷組成物含有之玻璃粉末之折射率與陶瓷粉末之折射率的差△n在0.1以下，又以0.07以下為宜，且以0.05以下較佳。折射率差△n愈小，愈可提高獲得之玻璃陶瓷組成物的燒結體之透明性。基板本體的穿透率雖由構成材料與厚度決定，但只要折射率差△n在0.1以下，便可使基板本體之厚度大概在0.5mm以下，藉此可將基板本體的穿透率製作在80%以上。折射率差△n愈小且基板本體之厚度愈薄，愈可提高基板本體的穿透率。此外，藉由折射率差△n與基板本體之厚度所調整之基板本體的穿透率宜在85%以上，且在90%以上較佳。
只要基板本體的穿透率在80%以上，製成發光裝置之際，來自搭載於基板本體上面之發光元件的發光亦會穿透至基板本體之下面側，並可以發光裝置為中心對其全方向放射出略均等之光。
於本發明之元件基板上宜更設有框體，該框體係圍繞搭載於搭載部之發光元件，且從內壁面側穿透至外壁面側之可見光的穿透率在80%以上。該框體與構成上述基板本體之材料同樣地係由玻璃粉末之折射率與陶瓷粉末之折射率的差△n在0.1以下之低折射率差玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成。元件基板藉由具有該框體，可在製成發光裝置之際有利於形成因應需求而配設的密封層，該密封層係覆蓋搭載於基板本體上面之發光元件且含有螢光體等。 而，在框體中從內壁面側穿透至外壁面側之可見光的穿透率-即框體壁厚方向的穿透率-有時亦僅稱為「框體的穿透率」。
框體的穿透率與基板本體的穿透率同樣地可藉由折射率差△n及框體的壁厚來作調整。從製成發光裝置之際可使來自於發光元件之發光略均等地放射於全方向之觀點看來，以85%以上為宜，且以90%以上較佳。
在本發明之元件基板中，雖亦取決於構成元件基板之其他構成要素，但仍舊從低折射率差玻璃陶瓷組成物的燒結體構成基板本體及因應需求而形成的框體，且基板本體以及框體兩者的穿透率皆在80%以上。藉由此構成，在製成發光裝置之際令基準位置上的光度為100%時，於該光軸左右120°之角度範圍內，可實現在評估位置所測定的光度為70%以上的配光特性。
第1圖係說明使用本發明元件基板的發光裝置的配光特性之圖。評估發光裝置10的配光特性時，首先，在元件基板上已搭載發光元件(未圖示)之發光裝置的光軸Z(在第1圖紙面中延伸於其上方之軸線)上，測定在距離發光裝置中心點O預定距離L之位置(基準位置)L1測定的光度並將此作為基準。而，以下因應需求將該基準光度稱為「光軸光度」。接下來，於在光軸左右180°之角度範圍內-即發光裝置周圍360°之範圍內-依序測定從發光裝置中心點起距離預定距離L之位置(評估位置)之第1圖中以虛線表示之位置的光度，並與基準光度作比較。
在使用本發明之元件基板的發光裝置中，令上述預定距離L為100mm且令在光軸上所測定的光度為100%時，於光軸左右120°之角度範圍內在第1圖中以虛線表示之位置-此時係指與發光裝置中心點O距離100mm之位置-測定的光度宜在70%以上。放射於發光裝置周圍360°之光在發光裝置中心點起距離預定距離之位置的光度測定，可藉由例如在分光裝置(Spectra Co-op公司製、商品名：SOLIDLAMBDA‧CCD‧LED‧MONITOR‧PLUS)上裝設LED光度測定台(Spectra Co-op公司製、商品名：MAS-L0702)來進行測定。
在本發明之元件基板中，雖亦取決於使用發光裝置之用途以及構成元件基板之其他構成要素，但在第1圖所示之虛線上的位置中，光軸Z上基準位置L1之光度成為70%以上之角度範圍仍以於光軸左右起超過120°之角度範圍至150°為止之角度範圍較佳，且以180°之角度範圍即成為發光裝置周圍360°之全方向最佳。又，依使用發光裝置之用途，以於左右120°之角度範圍內光度成為光軸上光度之80%以上較佳，且在同角度範圍內，有時亦以光度成為光軸上光度之90%以上更佳。
以下，將參照圖式說明本發明元件基板中之實施形態。
第2圖係顯示本發明元件基板1A之實施形態一例的俯視圖(a)及其X-X線剖面圖(b)。
元件基板1A具有以其為主而構成為略平板狀且 從上方觀看之形狀為略長方形的基板本體2。基板本體2具有製成元件基板之際搭載發光元件之主面作為上面21，且在本例中將其相反側之面作為下面23。基板本體2係由後述低折射率差玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成，且厚度係調整成穿透率在80%以上。雖會依使用之低折射率差玻璃陶瓷組成物的種類而有所不同，但作為穿透率在80%以上之基板本體2的厚度係以0.2~0.5mm為宜，且以0.3~0.4mm較佳。又，基板本體2的大小無特別限制，可製成同於一般的發光元件用配線基板。
元件基板1A更具有框體3，該框體3係接合於基板本體2之上面21的周緣部以使構成孔腔4，且該孔腔4係以基板本體2之上面21的中央略橢圓形部分作為底面24。在元件基板1A中，孔腔4之底面24的略中央部為搭載1個發光元件之搭載部22，且孔腔4的側面係以框體3的內側壁面所構成。亦即，框體3係設置成圍繞著搭載於搭載部22之發光元件。在本實施形態中，配設框體3之目的在於：於藉由設置框體3而形成的孔腔4內充填密封材而製得具充分厚度的密封層，且該密封材係任意含有用以進行波長轉換的螢光體。
在第2圖所示之例中，孔腔4的側面係設置成相對於其底面24呈略垂直。即，框體3係在上下成形成開口部為相同形狀且接合於基板本體2之上面21的周緣部。框體3與基板本體2同樣地係以後述低折射率差玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成，且從框體3的內側壁面至外側壁面為止之距離-換言之即壁厚-與基板本體2同樣地係調整成穿透率在 80%以上。雖會依使用之低折射率差玻璃陶瓷組成物的種類而有所不同，但就穿透率在80%以上之框體3的壁厚而言，以0.2~0.5mm為宜，且以0.3~0.4mm較佳。
而，如第2圖(a)顯示，在此所謂之框體3的壁厚係在形成框體外周之略長方形4邊的各中間點之框體的壁厚t1、t2、t3、及t4的平均值。即，框體3在壁厚方向的可見光穿透率係調整成於上述t1、t2、t3及t4的壁厚所測定之穿透率的平均值在80%以上。
上述孔腔4的側面與發光元件之搭載部22的端緣間之距離的具體數值係依據所搭載之發光元件的輸出或大小(尺寸)，此外因應需求還會依據例如後述密封層含有之螢光體的種類與其含量及轉換效率等。
又，上述孔腔4的側面高度，即從孔腔4的底面24至框體3之最高位置為止之距離(框體3之高度)雖會依發光裝置之設計例如所搭載之發光元件的輸出、或與上述發光元件搭載部之端緣的距離等而變動，但從搭載發光裝置之製品形狀、及有效率地充填任意含有用以進行波長轉換之螢光體的密封材等觀點看來，宜比已搭載發光元件時之發光元件的最高部之高度高100~500μm。而，框體3之高度係以在發光元件的最高部之高度加上450μm之高度以下較佳，且在加上400μm之高度以下更佳。
基板本體2及框體3皆含有玻璃粉末及陶瓷粉末，且皆以兩者的折射率差△n在0.1以下之低折射率差玻璃陶瓷組成物的燒結體構成。藉由以上述材料構成基板本體2 及框體3，可在將基板本體2之厚度及框體3的壁厚維持成與一般元件基板相同範圍的狀態下，使基板本體2在厚度方向的可見光穿透率及框體3在壁厚方向的可見光穿透率皆在80%以上。
又，在元件基板1A構成基板本體2及框體3的低折射率差玻璃陶瓷組成物可藉由成形為生胚薄片且低溫燒成而製成燒結體，因而可藉由共燒來配設元件基板1A具有的後述配線導體。
低折射率差玻璃陶瓷組成物含有的玻璃粉末及陶瓷粉末只要是折射率差△n在0.1以下之組合即未有特別限制。如上述，折射率差△n更以0.07以下為宜，且以0.05以下較佳。為了提高低折射率差玻璃陶瓷組成物的燒結體之透明性，折射率差△n愈小愈適宜。
在此，為了提高低折射率差玻璃陶瓷組成物的燒結體之透明性使基板本體2的穿透率及框體3的穿透率皆在80%以上，低折射率差玻璃陶瓷組成物中之陶瓷粉末含量宜為少量。另一方面，若思慮到藉由低折射率差玻璃陶瓷組成物成形為生胚薄片且低溫燒成而製成燒結體之際的尺寸穩定性及所獲得之燒結體的強度等，陶瓷粉末含量必須在一定量以上。
雖依低折射率差玻璃陶瓷組成物含有的玻璃粉末及陶瓷粉末之折射率差△n而有所不同，但為了兼顧燒結體之透明性以及燒結體的尺寸穩定性及強度等，低折射率差玻璃陶瓷組成物中之玻璃粉末及陶瓷粉末之含量以相對 於玻璃陶瓷組成物總量，玻璃粉末含量為85~95質量%且陶瓷粉末含量為5~15質量%為宜。
作為低折射率差玻璃陶瓷組成物含有的玻璃粉末及陶瓷粉末的理想組合及兩者的含有比率，具體而言，可舉如下述一例：玻璃粉末以換算成氧化物之莫耳%表示，含有：SiO2：62~84%、B2O3：10~25%、Al2O3：0~5%、合計0~5%之選自於由Na2O及K2O所構成群組中之至少1種氧化物、MgO：0~10%、及合計0~5%之選自於由CaO、SrO及BaO所構成群組中之至少1種氧化物；並且，以換算成氧化物之莫耳%表示，該玻璃粉末中SiO2與Al2O3之合計含量為62~84%，且陶瓷粉末為二氧化矽粉末；相對於玻璃陶瓷組成物總量，玻璃粉末含量為85~95質量%且二氧化矽粉末含量為5~15質量%。
以下，就上述玻璃粉末之組成作說明。而，在玻璃組成之記載中，在未特別說明的情況下符號「%」係顯示以換算成氧化物之莫耳%作表示。
在上述玻璃粉末中，SiO2係玻璃的網狀組織成形物，為了提高化學耐久性，尤其是耐酸性，乃必須成分。SiO2含量一旦低於62%，耐酸性恐不夠充分。另一方面，SiO2含量一旦超過84%，玻璃軟化點或亦表記為Tg之玻璃轉移點恐會過度增高。
B2O3係成為玻璃的網狀組織成形物的必須成分。B2O3含量一旦低於10%，軟化點恐會過度增高，又亦有玻璃變不穩定之虞。另一方面，B2O3含量一旦超過25%， 恐難以獲得穩定的玻璃，又亦有化學耐久性降低之虞。B2O3含量理想在12%以上。
Al2O3係用以提高玻璃穩定性及化學耐久性而可在5%以下之範圍作添加的任意成分。Al2O3含量超過5%時，玻璃的透明性恐會降低，又有變得容易產生銀顯色之虞。
而，該玻璃粉末中之SiO2含量與Al2O3含量合計係在62%以上且在84%以下。SiO2含量與Al2O3含量合計一旦低於62%，化學耐久性恐變得不夠充分。另一方面，SiO2含量與Al2O3含量合計一旦超過84%，軟化點及玻璃轉移點恐會過度增高。
Na2O及K2O係用以使軟化點及玻璃轉移點降低而可在合計含量不超過5%之範圍內作添加的任意成分。Na2O及K2O的含量合計一旦超過5%，化學耐久性-尤其是耐酸性-恐會降低，且亦有電絶緣性降低之虞，更有變得容易產生銀顯色之虞。
Na2O及K2O宜含有選自於該等之至少1種氧化物，且Na2O及K2O的合計含量宜在0.9%以上。
MgO係用以使軟化點及玻璃轉移點降低並同時提高玻璃穩定性，而可在不超過10%之範圍內作添加的任意成分。MgO含量一旦超過10%，恐會變得容易產生銀顯色。MgO含量理想在8%以下。
CaO、SrO、BaO係用以使軟化點及玻璃轉移點降低並同時提高玻璃穩定性，而可在該等合計含量不超過 5%之範圍內作添加的任意成分。CaO、SrO、BaO的含量合計一旦超過5%，耐酸性恐會降低，又有變得容易產生銀顯色之虞。
在本發明中，上述玻璃粉末中，又以含有SiO2：78~84%、B2O3：16~18%、合計0.9~4%之選自於由Na2O及K2O所構成群組中之至少1種氧化物、Al2O3：0~0.5%、及CaO：0~0.6%之玻璃粉末(以下表示為「玻璃粉末A」)為宜。
以下，就「玻璃粉末A」之組成作說明。
SiO2係玻璃的網狀組織成形物。SiO2含量一旦低於78%，化學耐久性恐會降低。另一方面，SiO2含量一旦超過84%，軟化點及玻璃轉移點恐會過度增高。SiO2含量理想在80%以上。又，SiO2含量理想在82%以下。
B2O3係玻璃的網狀組織成形物。B2O3含量低於16%時，軟化點及玻璃轉移點恐會過度增高。另一方面，B2O3含量一旦超過18%，恐難以獲得穩定的玻璃，且化學耐久性亦恐會降低。B2O3含量理想在17%以下。
為了提高玻璃穩定性及化學耐久性，亦可在0.5%以下之範圍內添加Al2O3。Al2O3含量一旦超過0.5%，軟化點及玻璃轉移點恐會過度增高，又有變得容易產生銀顯色之虞。
Na2O、K2O係用以使軟化點及玻璃轉移點降低而添加，且必須含有Na2O或K2O之至少其中一方。Na2O及K2O的含量合計低於0.9%時，軟化點及玻璃轉移點恐會過度增 高。另一方面，Na2O及K2O的含量合計超過4%時，化學耐久性尤其是耐酸性恐會降低，且電絶緣性亦有降低之虞，又有變得容易產生銀顯色之虞。Na2O及K2O的含量合計理想在1.0%以上，較理想在1.5%以上。又，Na2O及K2O的含量合計理想在3%以下，較理想在2%以下。
為了使軟化點及玻璃轉移點降低並同時提高玻璃穩定性，亦可在不超過0.6%之範圍內添加CaO。CaO含量一旦超過0.6%，軟化點及玻璃轉移點恐會過度降低，又有為了促進結晶化而無法獲得透明的玻璃之虞，更有變得容易產生銀顯色之虞。
而，玻璃粉末並不限於僅由上述成分所構成者，在不損害本發明效果之範圍內，可含有上述以外之成分。而，在此實施形態中係不含有鉛氧化物。含有上述以外之成分時，其合計含量以在10%以下為宜。
又，就玻璃粉末而言，係不限於上述組成之玻璃粉末，只要在滿足上述本發明條件內，亦可使用與該等相異組成的玻璃粉末。
本發明使用之玻璃粉末係以可成為如上述之玻璃而將玻璃原料摻混、混合，並藉由熔融法來製造玻璃，並且藉由乾式粉碎法或濕式粉碎法粉碎所獲得之玻璃而取得。在濕式粉碎法的情況下，以溶媒而言宜使用水。粉碎則係使用例如輥磨機、球磨機、及噴射磨機等粉碎機來進行即可。
上述玻璃粉末之50%粒徑(D50)係以0.5~4μm為 宜。玻璃粉末之50%粒徑低於0.5μm時，玻璃粉末會變得易於凝聚且難以處理，同時亦有粉末化所需時間變得過長之虞。另一方面，玻璃粉末之50%粒徑一旦超過4μm，恐會發生玻璃軟化溫度上升及燒結不足的現象。粒徑的調整例如可在粉碎後，因應需求藉由分級來進行。
而，在本說明書中，50%粒徑係使用雷射繞射/散射式粒度分布測定裝置所測定者。就雷射繞射/散射式粒度分布測定裝置而言，係使用島津製作所公司製之雷射繞射/散射式粒度分布測定裝置(商品名：SALD2100)。
又，玻璃粉末的最大粒徑宜在20μm以下。最大粒徑一旦超過20μm，恐有玻璃粉末之燒結性降低而於燒結體中殘留未熔解成分使穿透率降低之虞。玻璃粉末的最大粒徑較理想在10μm以下。
在上述玻璃粉末中，折射率之範圍以1.48~1.52為宜。該折射率可藉在上述範圍內調整玻璃組成而適宜選擇。
另一方面，作為在低折射率差玻璃陶瓷組成物中與上述玻璃組成之玻璃粉末作組合使用的二氧化矽粉末，係以SiO2含量在99質量%以上之二氧化矽粉末為宜。SiO2的折射率為1.45，但只要是SiO2含量在98質量%以上之二氧化矽粉末，則可使折射率之範圍大概在1.43~1.47。
而，上述玻璃組成的玻璃粉末及二氧化矽粉末係從該等中組合成兩者的折射率差△n為0.1以下來使用。
上述二氧化矽粉末之50%粒徑(D50)係以5~10μm為宜，且以7~8μm較佳。二氧化矽粉末之50%粒徑低 於5μm時，恐有二氧化矽粉末凝聚且分散性易於降低而變得難以處理，同時因燒結不足而獲得之燒結體發生光度不均之虞。另一方面，二氧化矽粉末之50%粒徑一旦超過10μm，容易因沉降而使分散性降低，且容易發生燒結不足。又，獲得之燒結體恐發生光度不均。
粒徑的調整雖然可藉由例如將粒徑大的二氧化矽粒子於粉碎後因應需求進行分級來進行，但在藉由此種方法而獲得的破碎粉末中，有時會有分散性降低而發生光度不均的情形。此主要是因為破碎粉末的形狀非球狀。因此，作為二氧化矽粉末宜使用球狀者。
而，同樣地，在低折射率差玻璃陶瓷組成物中使用二氧化矽粉末以外之陶瓷粉末時，理想的形狀及粒徑與上述二氧化矽粉末相同。
將上述玻璃粉末及二氧化矽粉末組合成兩者的折射率差△n為0.1以下，並以上述比率進行摻混混合，藉此獲得低折射率差玻璃陶瓷組成物，而上述比率即為相對於玻璃陶瓷組成物總量，玻璃粉末含量為85~95質量%且二氧化矽粉末含量為5~15質量%之比率。
又，同樣地在使用上述玻璃組成以外之玻璃粉末及二氧化矽粉末以外之陶瓷粉末時，如上述同樣地組合成兩者的折射率差△n為0.1以下並以上述比率進行摻混、混合，藉此獲得低折射率差玻璃陶瓷組成物。
為了將低折射率差玻璃陶瓷組成物成形為生胚薄片後進行燒成而製成燒結體，首先在從上述獲得之低折 射率差玻璃陶瓷組成物中添加黏結劑，且視需求添加可塑劑、分散劑及溶劑等，藉此來調製漿料。作為黏結劑，可適當使用例如聚乙烯丁醛及丙烯酸樹脂等。作為可塑劑，可使用例如酞酸二丁酯、酞酸二辛酯及酞酸丁基苄基酯等。又，作為溶劑，可適當使用甲苯、二甲苯、2-丙醇及2-丁醇等有機溶劑。
接下來，藉由下述方法可獲得燒結體：以刮刀法等成形成燒成後之形狀‧膜厚為上述期望範圍內之預定的形狀及膜厚之薄片狀並使其乾燥，且令低折射率差玻璃陶瓷組成物之調製時使用的玻璃粉末之轉移點溫度+80℃為下限溫度，並在製成燒結體之際不會產生翹曲等變形之溫度範圍內進行燒成，例如在使用上述玻璃組成之玻璃粉末及二氧化矽粉末的情況下，該溫度範圍理想係770~820℃。
在第2圖顯示之元件基板1A中，於佔據基板本體2之上面21一部分的孔腔4之底面24上設有一對元件連接端子5，該一對元件連接端子5係包夾著該發光元件之搭載部22且相對向設置在兩側，且該一對元件連接端子5係分別電性連接於發光元件具有的一對電極。而，在第2圖(a)中，發光元件之搭載部22係以點線顯示。一對元件連接端子5之一端部係延伸出孔腔4之底面24的周緣方向，並將框體3配置成覆蓋於其上。而，元件連接端子5的平面形狀及配設位置等不受圖示限定。
從一般用於形成的金屬糊中之金屬粒子粒徑為數μm左右、且有燒結金屬糊以使具充分量的金屬粒子存在 之需求等觀點看來，元件連接端子5的膜厚宜為5~15μm，且以7~12μm之範圍較佳。
此外，在上述元件基板1A中，於基板本體2之下面23設有一對外部連接端子6，該一對外部連接端子6係在製成發光裝置時與外部電路焊接合而進行電性連接。而且，於基板本體2內部設有一對與上述元件連接端子5及外部連接端子6電性連接的貫通導體7。該等元件連接端子5、外部連接端子6及貫通導體7係分別構成用以電性連接搭載於元件基板之發光元件的電極及外部電路之配線導體的一部分，以下，有時亦將該等總稱為「配線導體」作使用。
元件連接端子5、外部連接端子6及貫通導體7的構成材料一般只要是與使用於元件基板之配線導體同樣的構成材料，即可未有特別限制地加以使用。作為該等配線導體之構成材料，具體而言可舉如以銅、銀、金等為主成分的金屬材料。上述金屬材料中，又適合使用由銀所構成之金屬材料、由銀及鉑所構成之金屬材料、或由銀及鈀所構成之金屬材料。
配線導體係將包含上述金屬材料粉末的金屬糊加以燒成而形成者。作為上述金屬材料粉末以外之金屬粉末，亦可使用於導電性金屬粒子表面覆著金屬氧化物而成之複合金屬粉末。作為複合金屬粉末，例如可使用已使銀粒子表面覆著有磷氧化物與釔氧化物之複合銀粉末。
而，在元件連接端子5及外部連接端子6中，其構成宜為在由該等金屬材料所構成之金屬層上形成有保護該 層不受氧化及硫化，且具有導電性之導電性保護層(未圖示)覆蓋著包含其端緣之整體。作為導電性保護層，只要是以具有保護上述金屬層之機能的導電性材料所構成，即無特別限制。具體而言，可舉如由鍍鎳、鍍鉻、鍍銀、鍍鎳/銀、鍍金、及鍍鎳/金等所構成之導電性保護層。
在本發明中，從例如可獲得與用於後述發光元件之電極連接的接合線及與其他連接材料的良好接合等觀點看來，該等中作為被覆保護上述元件連接端子5及外部連接端子6之導電性保護層，宜使用至少最外層具有鍍金層之鍍金屬層。導電性保護層雖可僅以鍍金層形成，但以在鍍鎳之上又施加鍍金之鍍鎳/金層的積層構成所形成較佳。此時，就導電性保護層的膜厚而言，以鍍鎳層為2~20μm且鍍金層為0.1~1.0μm為宜。
又，為了減低基板本體2的熱電阻，則在位於孔腔4之底面24略中央部的發光元件搭載部22之正下方設有熱孔8貫通基板本體2。作為構成熱孔8之材料只要是具有散熱性之材料即無特別限定，但宜為含銀之金屬材料，具體而言，宜為由銀所構成之金屬材料、由銀及鉑所構成之金屬材料、或由銀及鈀所構成之金屬材料。
熱孔8的配設位置與形狀、大小及個數等並不限於第2圖所示者，可適宜調整。惟，若將熱孔配設成相對於基板本體2之主面為水平方向的面積變寬，則在製成發光裝置之際，可獲得光軸光度為70%以上光度之光的角度範圍可能會變窄，因此如第2圖顯示宜僅在搭載發光元件之搭載 部22的正下方配設熱孔8。藉由如上所述地配置熱孔8，可獲得充分的放熱，並同時可維持光軸左右120°且在兩側300°的角度範圍。
而，於本例元件基板1A上搭載發光元件並製成發光裝置之際，若在孔腔4內設置已充填含有用以進行波長轉換的螢光體之密封材的密封層時，發光元件發出之光的顏色會不同於從發光裝置放射之光的顏色。例如，當搭載藍色LED元件等發光元件時，從發光元件發出之藍色光在通過密封層之際一旦照射至螢光體，便會激發螢光體而發出波長與藍色相異之可見光，且所發出之可見光與從發光元件發出之藍色光會混色，則從發光裝置會放射出白色等所期望顏色的光。
在本實施形態中，因為是使用可見光穿透率為80%以上之基板本體2及框體3，因此此時從發光元件上面及側面所發出的藍色光會受螢光體的影響而以白色光從發光裝置放射，而從發光元件下面所發出的藍色光則會穿透基板本體2直接從發光裝置下側放射。在發光裝置的下側，與從被發光元件所發出之藍色光激發的螢光體發出之藍色光之波長相異的可見光雖然亦會穿透基板本體2而放射，但比例上係以藍色光居多。因此，雖然在發光裝置之光軸左右120°即兩側240°之角度範圍內可獲得光軸光度為70%以上光度之光，但相對於從發光裝置上側至側面可獲得白色光，從下側則可獲得帶藍色之顏色光。
如第2圖顯示之元件基板1A的基板本體2，只要 將熱孔8配設在發光元件之搭載部22的正下方，不僅有利於散熱性一點，同時亦可抑制發光裝置中上述放射光之顏色不均的發生。而，為了更高度地抑制發光裝置中放射光之顏色不均的發生，熱孔8宜形成為其截面與發光元件下面相同或比其更大。或，亦可在以下的發光裝置中，令搭載發光元件時使用的固晶劑為如導電性固晶劑之光穿透性低的材料，藉此來抑制發光裝置中放射光之顏色不均的發生。
以上，已就本發明元件基板之實施形態加以說明，而，例如使用上述第2圖顯示之元件基板1A並於其搭載部22搭載發光二極體元件等發光元件11，藉此，可製作出例如在第3圖顯示其俯視圖(a)及其X-X線剖面圖(b)的發光裝置10。
如第3圖顯示，發光裝置10A之構成係藉由聚矽氧固晶劑或導電性固晶劑等固晶劑14，於位於元件基板1A具有之孔腔4的底面24略中央之搭載部搭載發光二極體元件等發光元件11，並藉由接合線12將其未圖示之1對電極分別連接至1對元件連接端子5。此外，發光裝置10A係藉由在孔腔4之底面24設置密封層13而構成，且該密封層13係設置成覆蓋如上述所配設之發光元件11及接合線12且同時充填孔腔4。
構成密封層13之材料-即密封材-可使用例如聚矽氧樹脂或環氧樹脂，尤其因聚矽氧樹脂在耐光性及耐熱性之點上相當優異，故為理想。
而，構成密封層13之密封材亦可視需求含有一般使用於 發光裝置之密封層的螢光體。藉此，例如可從藍色LED元件等發光元件11發出之放射光通過密封層13時激發螢光體而發出可見光，且所發出之可見光與從發光元件11放射之光會混色，而作為發光裝置10A即可獲得白色等所期望之發光色。
或者，亦可於構成密封層13之密封材混合分散例如會發出紅色、綠色及藍色之光的三原色之螢光體等。藉此，例如從紫外LED元件等發光元件11發出之放射光通過密封層13時會激發螢光體而發出光的三原色，且所發出之三原色會混色，而可獲得例如白色等期望之發光色。而，螢光體的種類並無特別限定，可因應從發光元件11放射之光的種類及目的之發光色作適宜選擇。
第4圖係顯示本發明元件基板1B之實施形態另一例的俯視圖(a)及其X-X線剖面圖(b)。
以下，省略說明第4圖顯示之元件基板1B與第2圖顯示之元件基板1A相同點，並僅就相異點作說明。第4圖顯示之元件基板1B具有以此為主要構成之略平板狀且從上方觀看之形狀為略正方形的基板本體2。元件基板1B更具有框體3，該框體3係接合於基板本體2之上面21的周緣部以構成孔腔4，且該孔腔4係以基板本體2之上面21中央的略圓形部分作為底面24。
基板本體2及框體3係由低折射率差玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成且可見光穿透率在80%以上。而，在元件基板1B中，框體3的壁厚如第4圖(a)顯示係指在形成框 體外周之略正方形4邊的各中間點之框體的壁厚t1、t2、t3及t4的平均值，且框體3在壁厚方向的可見光穿透率係調整成於上述t1、t2、t3及t4的壁厚所測定之穿透率的平均值在80%以上。構成基板本體2及框體3之材料可使用同於元件基板1A之低折射率差玻璃陶瓷組成物的燒結體，又，亦可用與元件基板1A相同之方法，將該燒結體作為構成材料使用來將基板本體2及框體3製作成可見光穿透率為80%以上。
在元件基板1B中，基板本體2與元件基板1A係同樣地分別具有1對之元件連接端子5、外部連接端子6及貫通導體7作為配線導體。又，在元件基板1B中，基板本體2具有4個熱孔8，該熱孔8係自孔腔4之底面24的中心點配設成同心圓狀，且從基板本體2之上面21貫通至下面23。熱孔8除了配設位置與個數不同以外，係以同於元件基板1A之方式製成。
如第4圖顯示，元件基板1B中之發光元件的搭載部22係整個覆蓋上述4個熱孔8之區域，且在該搭載部22可搭載1個發光元件。又，於元件基板1B上亦可在4個熱孔8的正上方各自搭載1個共計4個的發光元件。
如此一來，使用元件基板1B則可製作至少2種類的發光裝置。第5圖係顯示於元件基板1B上搭載有1個發光元件的發光裝置10B之俯視圖(a)及其X-X線剖面圖(b)；第6圖係於元件基板1B上搭載有4個發光元件的發光裝置10C之俯視圖(a)及其X-X線剖面圖(b)。
發光裝置10B之構成係藉由聚矽氧固晶劑或導電性固晶劑等固晶劑14，於位於元件基板1B具有之孔腔4的底面24略中央之搭載部搭載發光二極體元件等發光元件11，並藉由接合線12將其未圖示之1對電極分別連接至1對元件連接端子5。發光裝置10B係更藉由在孔腔4之底面24設置密封層13而構成，該密封層13係設置成覆蓋如上述所配設之發光元件11及接合線12並同時填充孔腔4。密封層13之構成可以同於上述發光裝置10A之方式製成。
發光裝置10C係藉由聚矽氧固晶劑或導電性固晶劑等固晶劑14，於顯出在元件基板1B具有之孔腔4的底面24之4個熱孔8的正上方各自搭載有1個共計4個的發光二極體元件等發光元件11。發光元件11各具有1對未圖示之電極，在第6圖(a)之俯視圖中，位於上側的2個發光元件11係藉由接合線12在1對元件連接端子5之間相互串聯。又，位於下側的2個發光元件11亦同於上側2者以接合線12相互串聯。發光裝置10C係更藉由在孔腔4之底面24設置密封層13而構成，該密封層13係設置成覆蓋如上述所配設之4個發光元件11及接合線12並同時充填孔腔4。密封層13之構成係可以同於上述發光裝置10A之方式製成。
依據本發明實施形態之發光裝置10A、10B、10C，可藉由使用上述本發明實施形態之元件基板1A、1B，從發光裝置幾乎均等地朝向全方向放射出光。較具體而言，例如亦可如第1圖顯示，於發光裝置之光軸左右120°之角度範圍內放射出光軸光度為70%以上光度之光。
如上述本發明發光裝置，係可適當地使用在要求從發光裝置朝向全方向放射光的用途，例如作為裝飾用照明及其他光源。
以上，已就本發明元件基板中之實施形態舉例加以說明，惟本發明之元件基板並不受限於該等。只要在不違反本發明主旨的限度下，亦可因應需求適宜地變更其構成。
又，就本發明元件基板之製造方法，以第2圖顯示之元件基板1A為例，於下作說明。第2圖顯示之元件基板1A例如可藉由包含以下步驟之製造方法來製造：(A)生胚薄片製作步驟(以下亦稱為(A)步驟)；(B)金屬糊層形成步驟(以下亦稱為(B)步驟)；(C)積層步驟(以下亦稱為(C)步驟)；及(D)燒成步驟(以下亦稱為(D)步驟)。而，有關使用於製造之構件係賦予與完成品之構件相同的符號進行說明。例如，基體本體與基體本體用生胚薄片同樣以2之符號作表記；又，元件連接端子與元件連接端子用糊層同樣以5之符號作表記，其他亦同。
(A)生胚薄片製作步驟((A)步驟)
(A)步驟係使用包含玻璃粉末及陶瓷粉末之玻璃陶瓷組成物，來製作構成元件基板之基板本體的基板本體用生胚薄片2及構成框體的框體用生胚薄片3之步驟。具體而言，基板本體用生胚薄片2及框體用生胚薄片3係如上述可藉由刮刀法等將漿料成形為燒成後之形狀‧膜厚為上述期望範圍內之預定的形狀及膜厚之薄片狀，並使其乾燥來製作薄 片狀成形物，且前述漿料係於包含折射率差△n為0.1以下之玻璃粉末及陶瓷粉末的低折射率差玻璃陶瓷組成物中，添加黏結劑且視需求添加可塑劑、分散劑、及溶劑等所調製。
有關基板本體用生胚薄片2，係將上述所製得之薄片狀成形物經過(B)糊層形成步驟後供於(C)步驟中之積層。有關框體用生胚薄片3，則是在本步驟中藉由一般方法於上述所製得之薄片狀成形物的中央部，將貫通孔形成成孔腔4的底面24之形狀(圓形)，並將所製得物供於(C)步驟中之積層。基板本體用生胚薄片2及框體用生胚薄片3無須由單一生胚薄片所構成，亦可為積層有複數片之生胚薄片者。
(B)金屬糊層形成步驟((B)步驟)
在(B)步驟中，係以下述方法於上述所製得之基板本體用生胚薄片2上形成配線導體用糊層(元件連接端子用糊層5、外部連接端子用糊層6、及貫通導體用糊層7)及熱孔用金屬糊層8等用以共燒的金屬糊層。
首先，使用金屬糊於基板本體用生胚薄片2上形成貫通導體用糊層7及熱孔用金屬糊層8。具體而言，係在基板本體用生胚薄片2的上述預定位置，以下述方式形成貫通導體用糊層7及熱孔用金屬糊層8：分別設置一對用以配設一對貫通導體7且係從上面貫通至下面的貫通孔、及用以配設熱孔8的貫通孔，並分別充填該等貫通孔。
接下來，在基板本體用生胚薄片2的上面21以覆蓋貫通導體用糊層7的方式形成上述預定形狀的元件連接端子用糊層5。又，在基板本體用生胚薄片2的下面23形成 與貫通導體用糊層7電性連接的一對外部連接端子用糊層6。
就金屬糊而言，例如可使用在以銅、銀、金等為主成分之金屬粉末中添加乙基纖維素等媒液且視需求添加溶劑及添加劑等並製成糊狀者。而，作為上述金屬粉末，可適當使用由銀所構成之金屬粉末、由銀及鉑所構成之金屬材料、或由銀及鈀所構成之金屬粉末。又，亦可使用已於球狀的銀粒子表面覆著有磷氧化物及釔氧化物之複合銀粉末。
作為元件連接端子用糊層5、外部連接端子用糊層6、貫通導體用糊層7及熱孔用金屬糊層8之形成方法，可舉如：藉由網板印刷法將上述金屬糊塗佈之方法、或進行塗佈且充填之方法。元件連接端子用糊層5及外部連接端子用糊層6之膜厚係調整成最終獲得之元件連接端子5及外部連接端子6的膜厚可成為預定之膜厚。
(C)積層步驟
於上述(B)步驟所製得之已形成有金屬糊層的基板本體用生胚薄片2上，積層上述(A)步驟中所製作之框體用生胚薄片3而獲得未燒結元件基板1A。
(D)燒成步驟((C)步驟)
上述(C)步驟後，就所製得之未燒結元件基板1A因應需求進行除去黏結劑等之脫脂，並進行用以使玻璃陶瓷組成物等燒結的燒成。
脫脂條件係例如係在500℃以上且在600℃以下 的溫度下保持1小時以上且10小時以下。在脫脂溫度低於500℃或脫脂時間少於1小時的情況下，恐有無法充分除去黏結劑樹脂等之虞。另一方面，只要令脫脂溫度在600℃左右且脫脂時間在10小時左右，即可充分除去黏結劑樹脂等，而超過此範圍反而會有生產性等降低之虞。
又，考慮到基板本體2及框體3之緻密構造的獲得及生產性、以及在配線導體與熱孔等使用以銀為主成分之金屬時其等形狀的維持，燒成係以低折射率差玻璃陶瓷組成物之調製時使用的玻璃粉末之轉移點溫度+80℃作為下限溫度，並在製成燒結體時不會生成翹曲等變形之溫度範圍內適宜地調整時間。
例如，在低折射率差玻璃陶瓷組成物之調製使用上述玻璃粉末A及二氧化矽粉末時，宜在760~820℃的溫度下保持20~60分鐘。尤其宜因應低折射率差玻璃陶瓷組成物中之二氧化矽粉末含量來調整燒成溫度。具體而言，在二氧化矽粉末為5質量%之摻混量下，係以760~780℃之溫度為宜；在二氧化矽粉末為10質量%之摻混量下，係以780~800℃之溫度為宜；而在二氧化矽粉末為15質量%之摻混量下，則係以800~820℃之溫度為宜。
在燒成溫度低於760℃時，恐無法將基板本體2及框體3作成緻密構造而獲得。另一方面，燒成溫度一旦超過820℃，恐有基板本體變形等生產性等降低之虞。
以上述方法可燒成未燒結元件基板1A而獲得元件基板1A，而燒成後可因應需求個別形成如上所說明之鍍 鎳、鍍鉻、鍍銀、鍍鎳/銀、鍍金、及鍍鎳/金等之一般在元件基板中使用於導體保護用之導電性保護層，來被覆元件連接端子4及外部連接端子5整體。該等中又適合使用鍍鎳/金之2層構成的保護層，例如鍍鎳層可使用胺磺酸鎳浴等，而鍍金層可使用氰化金鉀浴等，分別藉由電鍍來形成。
以上，已就本發明元件基板之實施形態一例說明其製造方法，有關上述各部之形成順序等，可在可製造元件基板的限度下適宜地作變更。
又，本發明之元件基板依其尺寸，亦可藉由下述方法來製作：先製出一般在製造如元件基板之配線基板時使用的多腔連結基板，並經由將之分割的步驟來製作各配線基板。屆時，分割的時序只要是在上述燒成後，則可在搭載發光元件之前，且亦可在發光元件搭載後，或可在焊固定‧安裝於印刷配線基板等之前。
實施例
以下說明本發明實施例。而，本發明並非限定於該等實施例者。
[玻璃陶瓷組成物漿料之調製例]
以下述方法製造以下實施例及比較例之元件基板製作使用的玻璃粉末。
調合混合玻璃原料使SiO2、B2O3、Al2O3、CaO、Na2O及K2O各成分成為表1中顯示之組成(莫耳%)玻璃，並將該原料混合物放入鉑坩堝並在1500~1600℃的溫度下熔融60分 鐘後，倒出熔融狀態玻璃並加以冷卻。藉由鋁製球磨機將製得之玻璃粉碎20~60小時而獲得2種類的玻璃粉末1及玻璃粉末2。而，粉碎時的溶媒係使用乙醇。
使用雷射繞射/散射式粒度分布測定裝置(島津製作所公司製、商品名：SALD2100)測定所獲得之玻璃粉末1及玻璃粉末2之50%粒徑(μm)。又，使用微差熱分析裝置(Bruker AXS公司製、商品名：TG-DTA2000)在升溫速度10℃/分的條件下升溫至溫度1000℃，並測定玻璃粉末1及玻璃粉末2之軟化點。使用折射率測定裝置(Kalnew光學工業公司製、商品名：KPR-2)測定玻璃粉末1及玻璃粉末2的折射率。折射率的測定係令鈉燈(Na-D線)為光源，在波長589nm下進行。
(玻璃陶瓷組成物漿料之調製)
藉由摻混混合使上述所製得之玻璃粉末1成為90質量 %且二氧化矽粉末(D50：7μm、折射率：1.45)成為10質量%而製造出玻璃陶瓷組成物A。於50g之該玻璃陶瓷組成物A中摻混混合15g之有機溶劑(以質量比4：2：2：1的比例混合有甲苯、二甲苯、2-丙醇及2-丁醇者)、2.5g之可塑劑(酞酸二-2-乙基己酯)、5g之聚乙烯丁醛(電氣化學工業公司製、商品名：PVK#3000K)作為黏結劑、還有0.5g之分散劑(畢克公司製、商品名：BYK180)，而調製出玻璃陶瓷組成物漿料A。
另一方面，藉由摻混混合使上述所製得之玻璃粉末2成為35質量%、氧化鋁粉末(D50：2μm、折射率：1.76)成為40質量%、且氧化鋯粉末(D50：0.6μm、折射率：2.40)成為25質量%，而製造出玻璃陶瓷組成物B。除了使用玻璃陶瓷組成物B來替代上述玻璃陶瓷組成物A以外，以同於上述之方法調製出玻璃陶瓷組成物漿料B。
而，所用的陶瓷粉末之50%粒徑(D50)及折射率係以同於上述玻璃粉末之方法進行測定。
[實施例1]
使用上述製得之玻璃陶瓷組成物漿料A來製作與第2圖顯示者相同的元件基板1A，並進一步製作與第3圖顯示者相同的發光裝置10A。而，在以下說明中係同上述，於燒成前後構件所使用之符號乃使用相同符號。
即，積層藉由刮刀法將上述製得之玻璃陶瓷組成物漿料A塗佈至PET薄膜上且業已乾燥的生胚薄片，並製造出略平板狀且燒成後之厚度為0.5mm的基板本體用生胚薄 片2及框體用生胚薄片3，而該框體用生胚薄片3係框外形狀與基板本體用生胚薄片2相同，且框內形狀在燒成後為短徑1.4mm且長徑2.2mm的略橢圓形狀，並且框高度為0.5mm。而，在本實施例中係將元件基板1A製造成多腔連結基板，並於後述的燒成後分割成一個個而製成外部尺寸為3mm×2mm之略長方形的元件基板1A。以下記載係就多腔連結基板中分割後成為1個元件基板1A之一區塊進行說明。
另一方面，以質量比85：15之比例摻混導電性粉末(銀粉末：大研化學工業公司製、商品名：S550)及作為媒液之乙基纖維素，並分散至作為溶劑之α萜品醇中使固體成分成為85質量%後，在瓷器研缽中進行1小時揑合，並進一步以三輥機進行3次分散而製造出金屬糊。
就基板本體用生胚薄片2在相當於一對貫通導體7的部分以及相當於熱孔8的部分，使用打孔機形成直徑0.3mm之貫通孔及直徑0.6mm之貫通孔，並藉由網板印刷法充填上述所製得之金屬糊而形成貫通導體用糊層7及熱孔用金屬糊層8。
接下來，於基板本體用生胚薄片2之上面21以覆蓋貫通導體用糊層7的方式形成上述預定形狀的元件連接端子用糊層5。又，於基板本體用生胚薄片2之下面23形成與貫通導體用糊層7電性連接的一對外部連接端子用糊層6。如此而獲得附金屬糊層之基板本體用生胚薄片2。
於上述所製得且已形成有各種金屬糊層的基板本體用生胚薄片2之上面21上，重疊上述製作的框體生胚薄 片3，並藉由熱壓整體而獲得未燒成多腔連結基板。
於上述所製得之未燒成多腔連結基板上作出使未燒成元件基板1之各區塊在燒成後成為外部尺寸為3mm×2mm之分割用切割線後，在550℃的溫度下保持5小時進行脫脂，並進一步在790℃的溫度下保持30分鐘進行燒成而製造出多腔連結基板。沿著切割線分割所製得之多腔連結基板而製造出元件基板1A。
藉由導電性固晶劑14於位於元件基板1A具有之孔腔4的底面24略中央之搭載部搭載發光二極體(LED)元件11，並藉由接合線12將其1對電極分別連接至1對元件連接端子5。並且進一步使用密封劑形成模封層而獲得發光裝置10A。而，作為密封劑係使用密封用聚矽氧樹脂(信越化學工業公司製、商品名：SCR-1016A)。又，所用之密封劑含有相對於密封用聚矽氧樹脂比率佔20質量%的螢光體(化學OPTNICS公司製、商品名P46-Y3)。
[比較例1]
除了使用玻璃陶瓷組成物漿料B來替代實施例1中之玻璃陶瓷組成物漿料A，並令燒成條件為溫度870℃且30分鐘之保持以外，以同於上述實施例1之方式來製作與第2圖顯示者相同的比較例1之元件基板1Ca，並進一步製作出與第3圖顯示者相同的比較例1之發光裝置10Ca。
[實施例2]
使用上述製得之玻璃陶瓷組成物漿料A來製作與第4圖顯示者相同的元件基板1B，並進一步製作出與第5圖顯示者 相同的發光裝置10B。
即，積層藉由刮刀法將上述製得之玻璃陶瓷組成物漿料A塗佈至PET薄膜上且業已乾燥的生胚薄片，並製造出略平板狀且燒成後之厚度為0.5mm的基板本體用生胚薄片2及框體用生胚薄片3，而該框體用生胚薄片3係框外形狀與基板本體用生胚薄片2相同，且框內形狀在燒成後為直徑4.4mm的略圓形狀，並且框高度為0.5mm。而，在本實施例中係將元件基板1B製造成多腔連結基板，並於後述的燒成後分割成一個個而製成外部尺寸為5mm×5mm之略長方形的元件基板1B。以下記載係就多腔連結基板中分割後成為1個元件基板1B之一區塊進行說明。
就基板本體用生胚薄片2在相當於一對貫通導體7的部分以及相當於4個熱孔8的部分，使用打孔機形成直徑0.3mm之貫通孔及直徑0.5mm之貫通孔，並藉由網板印刷法充填與上述實施例1相同的金屬糊而形成貫通導體用糊層7及熱孔用金屬糊層8。
接下來，於基板本體用生胚薄片2之上面21以覆蓋貫通導體用糊層7的方式形成上述預定形狀的元件連接端子用糊層5。又，於基板本體用生胚薄片2之下面23形成與貫通導體用糊層7電性連接的一對外部連接端子用糊層6。如此而獲得附金屬糊層之基板本體用生胚薄片2。
於上述所製得且已形成各種金屬糊層的基板本體用生胚薄片2之上面21上，重疊上述製作的框體生胚薄片3，並藉由熱壓整體而獲得未燒成多腔連結基板。
於上述製得之未燒成多腔連結基板作出使未燒成元件基板1之各區塊在燒成後成為外部尺寸為5mm×5mm之分割用切割線後，在550℃的溫度下保持5小時進行脫脂，並進一步在790℃的溫度下保持30分鐘進行燒成而製造出多腔連結基板。沿著切割線分割所製得之多腔連結基板而製造出元件基板1B。
藉由導電性固晶劑14以覆蓋上述4個熱孔8的方式，於位於元件基板1B具有之孔腔4的底面24略中央之搭載部搭載1個發光二極體(LED)元件11，並藉由接合線12將其1對電極分別連接至1對元件連接端子5。並且進一步使用密封劑形成模封層而獲得發光裝置10B。而，密封層13之構成係與上述實施例1相同。
[比較例2]
除了使用玻璃陶瓷組成物漿料B來替代實施例2中之玻璃陶瓷組成物漿料A，並令燒成條件為溫度870℃且30分鐘之保持以外，以同於上述實施例2之方式來製作與第4圖顯示者相同的元件基板1Cb，並進一步製作出與第5圖顯示者相同的發光裝置10Cb。
[實施例3]
使用實施例2中製得的元件基板1B來製作出與第6圖顯示者相同的發光裝置10C。
即，藉由導電性固晶劑14以分別覆蓋上述4個熱孔8的方式，於元件基板1B具有之孔腔4的底面24搭載4個發光二極體(LED)元件11。將LED元件11以接合線12連接，使在第 6圖(a)之俯視圖中位於上側的2個LED元件11在1對元件連接端子5之間相互串聯。又，亦將位於下側的2個LED元件11與上側2者同樣地藉由接合線12串聯。進一步使用密封劑形成模封層而獲得發光裝置10C。而，密封層13之構成係與上述實施例1相同。
[比較例3]
使用比較例2中製得的元件基板1Cb來製作出與第6圖顯示者相同的發光裝置10Cc。
[評估] (1)穿透率
就上述實施例1、2及比較例1、2中製得之元件基板，使用OCEANOPTICS公司製之積分球FOIS-1，在分光器USB4000下分別測定基體本體在厚度方向的可見光穿透率及框體在壁厚方向的可見光穿透率(%)。又，測定係使用鎢絲鹵素光源LS-1。並於該光源與積分球之間隙設置被測定對象物來進行測定。結果顯示於表2。
而，就實施例1及比較例1而言，框體在壁厚方向的可見光穿透率係如第2圖(a)顯示，使用於形成框體外周之略長方形4邊的各中間點之框體的壁厚t1、t2、t3、t4所測定的4點可見光穿透率的平均值。又，就實施例2及比較例2而言亦同樣地，框體在壁厚方向的可見光穿透率係如第4圖(a)顯示，使用於形成框體外周之略正方形4邊的各中間點之框體的壁厚t1、t2、t3、t4所測定的4點可見光穿透率的平均值。
(2)配光特性
於分光裝置(Spectra Co-op公司製、商品名：SOLIDLAMBDA‧CCD‧LED‧MONITOR‧PLUS)上裝設LED光度測定台(Spectra Co-op公司製、商品名：MAS-L0702)，來測定上述實施例1~3及比較例1~3中所獲得之從發光裝置取得之光的配光特性。此時，使用電壓/電流發生器(ADVANTEST公司製、商品名：R6243)針對作為發光元件之LED元件施加35mA。結果顯示於表3。
具體而言，配光特性之測定係如第1圖顯示，以距離發光裝置‧發光元件之光軸Z上的發光裝置‧發光元件中心點100mm之位置L1作為起點，於左右180°之角度範圍內-即全周360°之範圍-於每0.5°測定光度。在從該測定獲得之配光曲線中，令L1位置之光度為100%來求出於左右120°之角度範圍內的最低值(%)及平均值(%)。結果顯示於表3。
產業上之可利用性
依據本發明，可獲得一種可在製成發光裝置之際，以該發光裝置為中心對其全方向放射出略均等之光的發光元件用基板及發光裝置。上述本發明之發光裝置可適當地使用作為裝飾用照明、一般照明及其他光源。
而，在此係引用已於2011年6月30日提出申請之日本專利申請案2011-145198號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要之全部內容，並納入作為本發明之揭示。
1A、1B‧‧‧元件基板(未燒結元件基板)
2‧‧‧基板本體(基板本體用生胚薄片)
3‧‧‧框體(框體用生胚薄片)
4‧‧‧孔腔
5‧‧‧元件連接端子(元件連接端子用糊層)
6‧‧‧外部連接端子(外部連接端子用糊層)
7‧‧‧貫通導體(貫通導體用糊層)
8‧‧‧熱孔(熱孔用金屬糊層)
10、10A、10B、10C‧‧‧發光裝置
11‧‧‧發光元件(發光二極體元 件、LED元件)
12‧‧‧接合線
13‧‧‧密封層
14‧‧‧固晶劑
21‧‧‧基板本體之上面
22‧‧‧發光元件搭載部
23‧‧‧基板本體之下面
24‧‧‧孔腔之底面
L‧‧‧距離
L1‧‧‧基準位置
O‧‧‧中心點
t1、t2、t3、t4‧‧‧框體的壁厚
Z‧‧‧光軸
X‧‧‧X-X線
第1圖係說明使用本發明元件基板的發光裝置的配光特性之圖。
第2(a)、(b)圖係顯示本發明元件基板之實施形態之一例的俯視圖及剖面圖。
第3(a)、(b)圖係顯示使用第2圖所示元件基板之本發明發光裝置之一例的俯視圖及剖面圖。
第4(a)、(b)圖係顯示本發明元件基板實施形態之另一例的俯視圖及剖面圖。
第5(a)、(b)圖係顯示使用第4圖所示元件基板之本發明發光裝置之一例的俯視圖及剖面圖。
第6(a)、(b)圖係顯示第使用4圖所示元件基板之本發明發光裝置之另一例的俯視圖及剖面圖。
1A‧‧‧元件基板
2‧‧‧基板本體
3‧‧‧框體
4‧‧‧孔腔
5‧‧‧元件連接端子
6‧‧‧外部連接端子
7‧‧‧貫通導體
8‧‧‧熱孔
21‧‧‧基板本體之上面
22‧‧‧發光元件搭載部
23‧‧‧基板本體之下面
24‧‧‧孔腔之底面
t1、t2、t3、t4‧‧‧壁厚
X‧‧‧X-X線

Claims (12)

  1. 一種發光元件用基板，具備基板本體，該基板本體係由包含玻璃粉末及陶瓷粉末之玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成且上面具有搭載發光元件之搭載部；其特徵在於：前述玻璃粉末之折射率與前述陶瓷粉末之折射率的差在0.1以下，且在前述基板本體中，自前述上面側穿透至下面側之可見光的穿透率在80%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光元件用基板，其更具有由前述玻璃陶瓷組成物的燒結體所構成之框體，該框體係接合於前述基板本體之前述上面，且設置成圍繞著搭載於前述搭載部之前述發光元件；在前述框體中，從內壁面側穿透至外壁面側之可見光的穿透率在80%以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之發光元件用基板，其中相對於前述玻璃陶瓷組成物總量，前述玻璃粉末之含量為85~95質量%，且前述陶瓷粉末之含量為5~15質量%。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之發光元件用基板，其中前述玻璃粉末的折射率在1.48~1.52之範圍。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之發光元件用基板，其中前述玻璃粉末以換算成氧化物之莫耳%表示，含有：SiO2：62~84%、B2O3：10~25%、Al2O3：0~5%、合計0~5%之選自於由Na2O及K2O所構成群組中之 至少1種氧化物、MgO：0~10%、及合計0~5%之選自於由CaO、SrO及BaO所構成群組中之至少1種氧化物；並且，以換算成氧化物之莫耳%表示，該玻璃粉末中SiO2與Al2O3之合計含量為62~84%，且前述陶瓷粉末為二氧化矽粉末。
  6. 如申請專利範圍第5項之發光元件用基板，其中前述玻璃粉末以換算成氧化物之莫耳%表示，含有：SiO2：78~84%、B2O3：16~18%、合計0.9~4%之選自於由Na2O及K2O所構成群組中之至少1種氧化物、Al2O3：0~0.5%、及CaO：0~0.6%。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之發光元件用基板，其中前述陶瓷粉末之50%粒徑(D50)為5~10μm。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之發光元件用基板，其中電性連接前述發光元件之電極與外部電路的配線導體係配設成自前述基板本體之上面貫通內部而通至下面之形態。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之發光元件用基板，其係於前述搭載部之正下方以埋設於前述基板本體之形態具有熱孔。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之發光元件用基板，其在搭載前述發光元件來製成發光裝置之際，在令距離該發光裝置的光軸上之發光裝置中心點100mm之位置處的光度為100%時，從前述光軸起算在左右120°之角度範圍內，在距離前述發光裝置中心點100mm之位置測定的光度係在70%以上。
  11. 一種發光裝置，其特徵在於具有：如申請專利範圍第1至10項中任一項之發光元件用基板；及搭載於前述發光元件用基板之搭載部的發光元件。
  12. 如申請專利範圍第11項之發光裝置，其係於前述基板本體之上面更具有包含螢光體之密封層，且該密封層係以覆蓋前述發光元件的方式形成。
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