明細書
発明の名称
発光素子搭載用基板及び発光素子 技術分野
' 本発明は、 発光素子を搭載するための基徹び該基板に搭載された発光素子に関する。 背景技術
近年、 紫外光領域〜可視光〜近赤外光領域において発光機能を有する半導体発光素子カ¾¾¾ されそして実用化されてきている。 例えば Z n〇系などの波長 3 5 0 nm〜5 0 0 nm付近の 近紫外〜可視光領域で発光するものあるいは Z n C d S e系などの波長 4 5 0 nm〜 6 5 0 η m付近の可視光領域で発光するものあるいは A 1 G a I n P系などの波長 6 1 0 nm〜6 6 0 nm付近の可視光領域で発光するものあるいは A 1 G a A s系などの材料を主成分とする波長 7 6 0 n m~ 8 0 0 nm付近の近赤外光領域で発光するものものなど各種材料のものが用いら れる。 その中でも窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少な くとも 1種以上を主成分とする III一 V¾¾化物を用い、 これら主成分に Mg、 Z nなどの成分 をドーピングして P型半導体化した半導体薄 MS及び S iなどの成分をドーピングして N型半 導体化した薄膜層及び ¾gMg、 Z n、 S iなどのドーピング成分を用いてあるいはドーピン グ成分を用いずに形成した量子井戸構造などからなる発光層の少なくとも 3層以上からなる I II一 V族窒化物単結晶薄膜をサファイアあるいは炭化珪素単結晶などの基板にェピタキシャ ル成長させ緑色、 緑青色、 青色、 青紫色など 3 8 0 nm〜5 5 0 nmの範囲の比較的波長の短 い領域の可ネ! ½ (レーザ、一光も含まれる)、 あるいは波長 2 0 0 nm〜3 8 0 nmの範囲の紫外 光 (レーザ一光も含まれる) を発光する素子が開発されて来ている。 上記の窒化ガリウム、 窒 化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし少なく とも N型半 (本層、発光層、及び P型半 本層の 3層以上からなる III一 V; ^化物半導体発光 素子は信号機、 液晶用バックライト、 白熱電球や蛍光灯に代わる一般照明用などの光源や、 光 ディスク装置のレーザー光源などに使用されている。 用途によって発光素子からの光をそのま ま使用するか、蛍光体を用いて青色と黄色などの補色作用により白色光に変換して用いられる。 該発光素子は通常上記各窒化物あるいは各窒化物混晶の P型半導体及び N型半導体と発光層と から形成された二 素子 (ダイオード) 構造で直流電力を印加することで駆動する。
«、 上記発光素子は該発光素子からの光をできるだけ吸収することなく効率よく外部へ放 出させるために反射機能を有する金属リ一ド、 金属基板、 白色セラミック基板などに搭載しェ ポキシ翻! ^シリコーン樹脂などの透明樹脂で周囲を封止した状態で用いられる。 また、 最近 発光軒をこのような封止材料中に埋設せず気密封止状態で 4钠されたものも提案されている。 近年、 紫外光領域〜可視光〜近赤外光領域において発光機能を有する発光素子を高出力レー ザ一の光源として用いたり、 電球や蛍光灯などに代わる一般照明の光源として用いるなど発光 素子の高出力化が始まっている。 発光素子をこのような用途特に一般照明用光源に用いようと するとき発光素子搭載用基板としてはあらゆる方向へ放出される発光素子からの発光をできる だけ損失することなく効率よく基 部へ放出し易く、 発光^?からの発熱を基¾ ^部に逃が し易く、 高出力化に伴う大型素子の搭載が可能で、 さらに発光素子の駆動に伴い急熱急冷され ても発光軒と基板との接合性が麟され、 基板内部に多層配線を設けるなどコンパク卜な回 路設計が可能なもの、 などであることか望ましい。 発光素子を搭載するための基板として は発光素子からの発光をできるだけ損なわず効率よく外部に放出するために工夫された基板が
用いられている。 例えば特言午第 3 0 6 5 2 5 8号 おいては収納部が形成されている銅などの 金属製リ一ドゃ樹脂製基板に発光^?を搭載して発光させあらかじめ形成されている反射部に よって収納部から放出される発光を効率よく外部に放出している。 また、 例えば特許第 3 2 5 6 9 5 1号においては、 発光素子からの発光を反射する白色セラミック、 あるいはアルマイト などの薄膜状賺性雄を被覆したアルミニゥム基板が発光素子搭載用基板として驗され、 用いられている。 このような魏からの基板材料は発光素子からの発光を特定の方向に集光性 を高めることで効率よく発光素子からの発光を外部に放出できる。 ί ^からの発光 搭載用 基板は液晶のバックライト用など特定の方向に発光素子からの発光を放出する場合などは効果 が高い。 しかしながら、 一般照明などのように電球や蛍光灯などに代わる光源として発光素子 を用いる場合など、 該発光軒からの発光をあらゆる方向の空間に効率よく放出することが求 められる。 すなわち、 発光軒からの発光を特定の方向に放出できるだけでなく発光軒が搭 載された基板の上部空間側及び基板側の任意の方向へ放出できることが求められる。 このよう な場合は«からの発光素子搭糊基板は適当といえない。 またアルマイト被覆したアルミ二 ゥムを用いた基板などを用いた場合、 放出される光は直線的で人間の目に優しいものと言いに くい。 また、 例えば上記アルマイトで被覆したアルミニウム基板などを用いた場合該ァルミ二 ゥムは熱膨張率が発光素子の主成分である窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウム と異なつており高出力化に伴う発光素子の急熱急冷時の応力に耐えがたく、 大型発光素子の搭 載が灘しい。 さらに、 上記アルマイトで被覆したアルミニウム基板の上に形成される電気配線 板との接着力が小さく剥離し易いので接着剤などによる発光素子の取り付けを配線上に行 うことができにくいという欠点があり、 さらに基板内部には電気配線が形成できないため表面 のァレマイト被覆部分にしか電気配線を這わせなければならず基板設計に制約が生じたり基板 の小型化ができにくい、 などの欠点があつた。
上記のように高出力発光素子を搭載するための基板として発光素子からの発光を基 部へ 放出する際に光の強度制御を行ない易ぐ 放出される光を任意の方向に制御し易ぐ 放出され る光が人の目 優しく、 さらに腿性、 zJ、型化回路設計性、 大型発光素子の搭載性、 発光素子 と基板との接合信頼性などを同時に満足できるものがいまだに得られておらず、 特に今 ί秋き く発展するであろう一般照明用光源や高出力レーザー用光源を実現していくためには «から の基板にない優れた特性の基板の開発が求められていた。
上記のように基板に搭載した発光素子の場合、 該発光素子が本来有する発光特性例えば発光 強度などを十分に発現しあるいは発光強度を制御し、 あるいは発光素子からの発光方向が任意 に制御可能である、 などの特性をもった発光素子が得られていないという問題があった。 発明の開示
本発明は上記に示したような課題を解決するためになされたものである。 本発明者は紫外光 領域〜可視光〜近赤外光領域において発光機能を有する発光素子、 その中でも特に窒化ガリゥ ム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし 少なくとも Ν型半 (本層、 発光層、 及び Ρ型半導体層の 3層以上の積層体からなる発光軒を 搭載するための基板として放熱性や電気絶縁性に優れ、 発光素子を駆動させるための電気回路 をコンパクトに設計し易ぐ 大型の発光素子を搭載でき、 さらに発光素子と基板との接合信頼 性を高めるべく各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板を検討して きた。 その結果、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が高い謝云導率を有し、 熱膨張率が 発光素子と近く、 さらに良好な^ i 性のものが得られ、 発光素子搭棚基板として窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体の 性を利用することにより発光^?が搭載されている 基板面側だけでなくその反対の基板面側にも該発光素子からの発光が基板を ¾1することで基
部に効率よく放出されることを見出した。 また、 発光素子が搭載あるいは収納されている 基板の面と反対側の面を含めて発光素子からの発光を基棚囲空間の任意の方向に対して放出 することが可能であり、 その放出強度の制御が容易で発光素子からの発光の方向も制御可能な 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭 基板が得られることも見出し た。 さらに、 反射防止部材あるいは反射部材を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体を発光素子搭 基板として用いた 搭載された発光素子からの発光を基 部の特定の 方向へ放出し得ることを見出した。 また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子 搭 基板として用いた場合、発光素子からの放出光は人の目に優しいものとなり易い。また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭糊基板として用 ^場合光発光 か らの発熱を基 部に逃がし易く、 発光^?駆動用の電気回路を多層メタライズゃ薄膜メ夕ラ ィズなどを用いてコンパクトに設計し易い、 などの特徴を有している。
また、 発光素子搭載用基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体だけでなぐ 窒化 アルミニウム以外のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭棚基板として用いた ものであっても窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合と同様な効果が得られる ことが判明した。
さらに、 上記セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いることで本来の発光強 度が発現でき発光強度の制御が容易でさらに発光方向の制御を容易に行うことのできる発光素 子、 その中でも特に窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少 なくとも 1種以上を主成分とし少なくとも N型半 ¾ί本層、 発光層、 及び Ρ型半導体層の 3層以 上の積層体からなる発光素子が得られることが判明した。
本発明は上記のような知見に基づいてなされたものである。 '
すなわち本発明は、 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は光 性を有するセ ラミツク材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光^搭 ^ffl基板、 である。 また本発明は、 素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材が形成され たセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板、 である。
また本発明は、 発光軒を搭載するための基板であって、 該基板は反射部材が形成されたセ ラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭 基板、 である。 また本発明は、 過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載 されていることを特徴とする発光^?、 である。
また本発明は、 反射防止部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基 板に搭載されていること.を特徴とする発光^?、 である。
また本発明は、 反射部材が形成されたセラミック材料主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを特徴とする発光素子、 である。
上記本発明による発光素子搭載用基板に関しその詳細を項 1〜項 2 8 0に記載した。 また、 本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子に関してその詳細を項 1 0 0 1〜項 1 2 8 0に記載した。 図面の簡単な説明
図 1は、本発明による発光素子搭載用基板に搭載される発光素子の 1例を示す断面図である。 図 2は、本発明による発光^?搭糊基板に搭載される発光鮮の 1例を示す断面図である。 図 3は、 本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 4は、 本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 5は、 本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 6は、 本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 Ίは、 本発明による導通ビア有する発光素子搭棚基板及び発光素子の 1例を示す断面図 である。
図 8は、 本発明による導通ビア有する発光^?搭麵基板及び発光素子の 1例を示す断面図 である。
図 9は、 サブマウントを有する時の本発明による発光軒搭糊基板及び発光素子の 1例を 示す断面図である。
図 1 0は、 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板及び発光軒の 1例 を示す断面図である。
図 1 1は、 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板及び発光 の 1例 を示す断面図である。
図 1 2は、 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例 を示す断面図である。
図 1 3は、 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例 を示す断面図である。
図 1 4は、 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例 を示す断面図である。 ' '
図 1 5は、 基体と枠体との接合により得られる本発明による発光素子搭載用基板の 1例を示 す断面図である。
図 1 6は、 一体化した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる本発明による発光素 子搭載用基板の 1例を示す断面図である。
図 1 7は、 «からの発光素子搭載用基板を示す断面図である。
図 1 8は、 反射防止部材及び反射部材が形成されていない本発明による発光素子搭 基板 及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 1 9は、 反射防止部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 2 0は、 反射防止部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 2 1は、 反射防止部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 2 2は、 反射部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例 を示す断面図である。
図 2 3は、 反射部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例 を示す断面図である。
図 2 4は、 反射部材が形成されている本発明による発光素子搭 基板及び発光素子の 1例 を示す断面図である。
図 2 5は、 反射防止部材及び反射部材が同時に形成されている本発明による発光素子搭載用 基板及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 2 6は、 反射防止部材及び反射部材が同時に形成されている本発明による発光素子搭 基板及び発光素子の 1例を示す断面図である。
図 2 7は、 本発明による窒化アルミニウム焼結体の光透過率を示す図である。
図 2 8は、 直線的に光を透過する材料による光透過の様子を示す図である。
図 2 9は、 散舌 となって光を透過する材料による光 の様子を示す図である。
図 3 0は、 本発明による発光素子搭載用基板の基板厚みの 1例を示す断面図である。
図 3 1は、 本発明による発光素子搭載用基板の基板厚みの 1例を示す断面図である。
図 3 2は、 内部に電気回路が形成された本発明による発光素子搭 ¾J¾基板及び発光素子の 1 例を示す断面図である。
図 3 3封枠接は体合止、 内部に電気回路が形成された本発明による発光素子搭 基板及び発光素子の 1 例を示す断面立口図である。
図 3 4は、 内部に反射防止部材が形成された本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子 の 1例を示す断面図である。
図 3 5は、 内部に反射部材が形成された本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1 例を示す断面図である。
図 3 6は、 サーマルビアが形成された本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例 を示す断面図である。
図 3 7は、 サーマルビアが形成された本発明による発光素子搭載用基板の 1例を示す断面図 である。
図 3 8は、 サーマルビアが形成された本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子の 1例 を示す断面図である。
1 :発光素子作製用基板 (電気顯生)
2 :窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする N型半導体薄膜層
3 :窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化ァノレミニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする発光層
4:窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする P型半導体薄膜層
5 :外部電極
6 :外部電極
1 0 :発光素子作製用基板 (電気伝導性)
2 0 :発光素子搭載用基板
2 1 :発光素子
2 2:発光素子が搭載されている基板面側への放出光
2 3 :基板を ¾ して基 部へ放出される発光素子からの光
2 4:窪み空間を形成する側壁部分から基板を腿して基 部へ放出される発光 »から の光
2 5 ワイヤ
2 6
2 7
2 9 非ワイヤ状の接続材料
3 0 (キヤビティー) を有する発光素子搭載用基板
3 1 (キヤビティ )
3 2
3 3 窪み空間内部の側壁
3 4
3 5
3 6
3 7
3 8
4 0 導通ビア
4 1
4 2
4 3 内部電気回路
5 0
5 1 サブマウントに形成された電気回路
5 2 サブマウント側面に形成された電気回路
5 3 サブマウントに形成された導通ビア
6 0 発光素子が搭載されている基板面に照射される発光素子からの光
6 1 反射防止部材及び反射部材が形成されていない基板面の反射光
7 0 反射防止部材
7 1 基板を ¾1して基 部へ放出される発光素子からの光
7 2 基板を ¾ して基 部へ放出される発光素子からの光
7 3 基板を して基 部へ放出される発光素子からの光
7 4 反射防止部材が形成された基板を して基 部へ放出される発光素子からの光
8 0 反射部材
8 1 反射部材による反射光
8 2 反射部材が形成された基板を透過して基 部へ放出される発光素子からの光 8 3 窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部で反射部材により反射された反射光 8 4 反射部材の形成されていない基板部分を透過した放出光
8 5 窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部で反射部材により反射された反射光 8 6 反射部材の形成されていない部分の基板を透過した基板外部への放出光
8 7 反射防止部材の形成されている部分の基板を ¾iした基¾ ^部への放出光
8 8 窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部で反射部材により反射された反射光
9 0 発光素子から窪み空間を形成している側壁部分及び蓋へ向けて照射される光 9 1 反射防止部材が形成されている部分の基板を透過した基 部への放出光
9 2 反射防止部材が形成されている部分の基板を透過した基 部への放出光
1 0 0
1 0 1 反射部
1 0 2 発光素子からの発光
1 0 3 収納部
1 0 4 基板を した発光素子からの基¾ ^部への放出光
1 1 0 光を直線的に ¾ する材料
1 1 1 入射光
1 1 2
1 2 0 光が散舌 L¾となる材料
1 2 1 入射光
1 2 2 ¾ϋ光
1 3 0 サーマルビア 発明を実施するための最良の形態
本発明に関する図面は上記のように図 1〜図 3 8で示されている。 図 1〜図 3 8において用 いられている符号 (参照番号) の内容は以下に示される通りである。
すなわち、
1 :発光素子作製用基板 (電気画生)
2:窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主枠封接成分とする N型半導体薄膜層
体合止
3 :窒化ガ咅リウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする発光層
4:窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする P型半導体薄 l
5:外部電極
6:外部電極
1 0 :発光素子作製用基板 (電気伝導性)
2 0
2 1 発光素子
2 2 発光素子が搭載されている基板面側への放出光
2 3 基板を ¾ して基^部へ放出される発光素子からの光
2 4 窪み空間を形 る側壁部分から基板を ¾i して基 部へ放出される発光素子から の光
2 5 ワイヤ
2 6
2 7
2 9 非ワイヤ状の接続材料
3 0 窪み空間 (キヤビティ一) を有する発光^?搭載用基板
3 1 (キヤビティ一)
3 2
3 3 窪み空間内部の側壁
3 4
3 5
3 6
3 7
3 8
4 0 導通ビア
4 1
4 2
4 3 内部電気回路
5 0 サブマウント
5 1 サブマウントに形成された電気回路
5 2 サブマウント側面に形成された電気回路
5 3 サブマウントに形成された導通ビア
6 0 発光素子が搭載されている基板面に照射される発光素子からの光
6 1 反射防止部材及び反射部材が形成されていない基板面の反射光
7 0 反射防止部材
7 1 基板を透過して基¾ ^部へ放出される発光素子からの光
7 2 基板を透過して基¾ ^部へ放出される発光素子からの光
7 3 基板を ¾iして基¾ ^部へ放出される発光素子からの光
7 4 反射防止部材が形成された基板を翻して基 部へ放出される発光素子からの光
8 0 :反射部材
8 1 :反射部材による反射光
8 2 :反射部材が形成された基板を して基 部へ放出される発光素子からの光 8 3 :窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部で反射部材により反射された反射光 8 4:反射部材の形成されていない基板部分を透過した放出光
8 5 :窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部で反射部材により反射された反射光 8 6 :反射部材の形成されていない部分の基板を透過した基板外部への放出光
8 7 :反射防止部材の形成されている部分の基板を透過した基板外部への放出光
8 8 :窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部で反射部材により反射された反射光 9 0 :発光素子から窪み空間を形成している側壁部分及び蓋へ向けて照射される光
9 1 :反射防止部材が形成されている部分の基板を透過した基板外部への放出光
9 2 :反射防止部材が形成されている部分の基板を透過した基板外部への放出光
1 0 0 ··基板
1 0 1 反射部
1 0 2 発光素子からの発光
1 0 3 収納部
1 0 4 基板を ¾ した発光素子からの基 部への放出光
1 1 0 光を直線的に する材料
入射光
1 1 2
1 2 0 透過光が散舌^となる材料
1 2 1 入射光
1 2 2
1 3 0 サーマルビア
である。 本発明による発光素子搭 基板は光 ¾ 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体 からなる。 本発明は発光素子からの発光を赚からの反射機能だけによらずセラミック材料を 主成分とする焼結体の光翻性を利用して効率的に基 部へ放出できるようにした点に特徴 がある。 光 ¾ 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光^?搭糊基板として 用いることで、 発光^?からの発光を発光素子を中心とする空間のあらゆる方向に効率的に放 出することが可能となった。 すなわち、 発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基板面 側だけでなく該発光軒が搭載された面とは反対の基板面側にも ¾光素子からの発光を基板 外部に効率的に放出できる。 また、 反射防止部材を形成したセラミック材料を主成分とする焼 結体を発光素子搭糊基板として用いることにより発光^?搭 基板に光反射防止機能を付 与すれば発光^?からの発光を該¾¾ ^?が搭載された面とは反対の基板面側からより強く外 部に放出可能となる。 また、 反射部材を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を発光 素子搭 基板として用いることにより発光素子搭輋ffl基板に光反射機能を付与すれば発光素 子からの発光を特定の方向に強く放出させることも可能となる。 言い換えれば、 本発明の効果 は大きな損失を伴うことなく発光^?周囲のあらゆる空間方向に対して 光素子からの発光 の強さを比較的容易に制御できる点にもある。 すなわち、 光 性を有するセラミック材料を 主成分とする焼結体を発光^?搭 基板として用い、 さらに該発光軒搭 基板に光反射 防止機能あるいは光反射機能を付加することで大きな損失を伴うことなく発光素子周囲のあら ゆる空間方向に対して放出される該発光素子からの発光の強さを比較的容易に制御できる。
本発明において、 セラミック材料を主成分とする焼結体とは窒化物、 酸化物、 炭化物、 硼化 物、 珪化物、 などの無衡匕合物を 分とする焼結体のことであり、 金属や合金あるいは樹脂 などを主成分とする焼結体ではない。 本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体は通 常上記無衞匕合物を主成分とする微粒子を主体とする構造を有する。 また本発明によるセラミ ック材料を主成分とする焼結体には通常上記無衞ヒ合物を主成分とする微粒子以外に粒界相な どを含む構造のものも用いられる。 本発明に用いるセラミック材料を主成分とする焼結体は通 常の方法により容易に作製できる。 すなわち窒化物、 酸化物、 炭化物、 硼化物、 珪化物、 など の無 ^(匕合物を主成分とする微粉末を粉末成形体となしその後焼成して焼き固めて製造される。 本発明によるセラミック材料を主成分とする!^結体の例として、例えば窒化アルミニウム(A 1N)、 窒化硼素 (BN)、 窒化珪素 (S i3N4)、 窒化チタン (TiN)、 窒化ガリウム (Ga N) などの窒化物、 酸化アルミニウム (A 1303)、 酸化 « (ZnO)、 酸化ベリリウム (B e〇)、 酸化ジルコニウム (Zr〇2)、 酸化マグネシウム (Mg〇)、 アルミン酸マグネシウム (MgAl 204)、 酸化チタン(Ti〇2)、 チタン酸バリウム (BaTi〇3)、 チタン酸ジルコ ン醒(PZT:チタンとジルコニウムをモル数 1: 1の割合で含む複合酸化物)、 酸化イット リウム (Y203) などの希土 » (匕ネ勿、 酸ィ匕トリウム (Th〇2)、 各種フェライ卜 (Fe3〇4 あるいは Mn F e 2〇4など一般式 AF e 2〇4であらわされる複合酸化物:ただし、 Aは 2価の 金属元素)、 ムライト (3Α 1203 · 2 S i〇2)、 フォルステライト (2MgO- S i〇2)、 ス テアタイト (MgO · S i〇2) などの酸化物、 炭化珪素 (S i C)、 炭化チタン (T i C)、 炭 化硼素 (B4C)、 炭化タングステン (WC) などの炭化物、 硼化チタン (TiB2)、 硼化ジル コニゥム (ZrB2)、 硼化ランタン (LaB6) などの硼化物、 珪化モリブデン (MoS i2)、 珪化タングステン (WS i2) などの珪化物、 などの無機化合物を主成分とする焼結体があり、 その他にも結晶化ガラスを主成分とする焼結体が含まれる。
なお結晶化ガラスとは例えば硼 ガラス(通常 S 1〇2及ぴ 2〇3を主成分とし、その他に A 1203、 CaO、 BaO、 Pb〇などの成分を含む) などのガラス母体 (ガラスマトリック ス) 中にコージエライト、 ァノールサイト (灰長石)、 コランダム (A 1203)、 ムライト (3 A1203 · 2S i02)、 ウォラストナイト (CaO * S i〇2)、 珪酸マグネシウム (MgO- S i02)などの結晶成分が存在している構造を有しているものである。結晶化ガラスは通常ガ ラス粉末に纖アルミナ粉末、 シリカ粉末、 マグネシア粉末、 炭酸カルシウム粉末、 炭酸バリ ゥム粉末、酸化硼麵末、酸化膽末などを加え、さらに要すれば T i 02、 Z r〇2、 S n〇2、 ZnO、 L i 20などの成分を加えて混合し、一軸プレス法やシート成形法などで粉末成形体と なし、 その後焼成して上記粉末成形体を焼き固める方法により作製される。 の際上記 T i 〇2、 Zr〇2、 Sn〇2、 ZnO、 L i 2〇などの成分を ¾g¾口えたものを«すれば結晶化が 促進される場合が多い。 その他に結晶化ガラスは溶融して成形したガラス成形体を熱処理し、 該ガラス成形体中に結晶を析出させる方法などによっても作製し得る。
このように本発明において発光素子搭 基板としては単にセラミック材料を主成分とする 焼結体を用いるだけでは十分な効果が得られない。 前記のようにセラミック材料を主成分とす る焼結体としては 性のものを用いることが重要である。 本発明において上記のような光 透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで発光素子からの発光を該発光素 子が搭載された基板面側だけでなく該発光素子が搭載された面とは反対の基板面側にも該発光 素子からの発光を基 部に効率的に放出できる。 このような効果は通常光 ¾1率 1 %以上の 光 ¾性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体で得られる。 また上記 ½¾ 性のセラ ミック材料を主成分とする焼結体において 過率が 5 %以上でより大きな効果が得られるよ うになる。 また上記光透過性のセラミツク材料を主成分とする焼結体〖こおいて光透過率が 1 0 %以上で効果が明確に認められるようになる。 本発明において光透過性のセラミック材料を
主成分とする焼結体とは上記のように通常 1 %以上の光透過率を有するものである。
本発明における) 性とは少なくとも波長 2 0 0 ηπ!〜 8 0 0 nmの範囲の光に対しての ¾i 性を意味する。 本発明において特に断らない限り 「可視光」 とは波長3 8 0∑1111〜8 0 0 nmの範囲の光である。 また、 「紫外光」 とは波長 3 8 O nm以下の光のことである。本発明に おいて特に断らない限り 「可視 率」 とは波長 3 8 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対す る ¾ 率である。 また、 「紫外 率」 とは波長 3 8 O nm以下の光に対する ¾1率のことで ある。
本発明において特に断らない限り上記波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対しての光 M 率は、 波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光を代表して波長 6 0 5 nmの単色光を用い て測定されたものである。 その形状は直径 2 5. 4mm厚み 0. 5 mmのセラミック材料を主 成分とする焼結体を試料として測定されたものである。 通常分 度計などを用いて所定の波 長の光を上記発光素子搭糊基板試料に当て、 入射した光の強度と塵した光の強度を測定し その比を百分率で表わしたものである。 また本発明における 率は上記測定用試料を積分 球の窓を覆うようにセットして^ i光を集めこの^ i光と入射光との強度比を百分率で表 したものである。
本発明において発光素子搭糊基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体 としての光 ¾ 率の測定は通常上記のように直径 2 5. 4 mm厚み 0. 5 mmの形状の試料に より波長 6 0 5 nmの単色光を用いて測定されたものである。 しかしながら光«率を測定す る試料の形状、 大きさは特に上記に示したものでなくてもよく任意のものを用いることができ る。 例えば直径 l mm厚み 0. 5 mm程度の小さな形状のものであっても容易に測定すること ができる。 ス光 率の測定装置も分 度計を用いる方法だけに限らず 任意の方法を用 いることができる。
ガラスなどの透明体の光 ¾i率は通常直線 ¾ 率として求められるが、 一般に窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体などのセラミック材料の光透過率は入射光が焼結体内部で散乱され 直線的に透過されず、 散乱された状態であらゆる方向へ透過される。 したがって ¾ 光の強度 はこのような方向性のない散舌 [^をすベて集めたものとなる。 本発明において窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体をはじめその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率は このような全 ¾ 率として測定されたものであり、 ガラスなどの透明体の直線 ¾i 率とは異な る。
光 ¾i 率は試料の厚みによって変化し本発明による上記セラミック材料を主成分とする^;結 体を発光素子搭棚の基板などとして実際に用いる場合該基板の厚みを薄くして光 ¾ ^率を高 めることは例えば発光素子の発光効率を高める上で有効である。 通常発光素子搭載用の基板な どとしては厚み 0. 0 l mm以上のものを用いることが り扱い上の 3嫉の点からは好ましい。 又厚みが厚くなると光透過率が低下し易いので通常発光素子搭:載用の基板などとしては厚み 8. Omm以下のものを用いることが好ましい。 本発明において上記セラミック材料を主成分とす る焼結体はその厚みが少なくとも 0. 0 1 mm〜8. O mmの範囲において実際に使用される 状態の発光素子搭載用基板などが光 β性を有していれば有効である。 すなわち、 上記セラミ ック材料を主成分とする焼結体はその厚みが少なくとも 0. 0 1 mm〜8. Ommの範囲ある いはそれ以外であっても実際に使用される状態での光透過率が少なくとも 1 %以上であればよ いのであって、 例えば発光素子作製用の基板として実際に厚み 0. l mmあるいは 2. O mm など厚みが必ずしも 0. 5 mmではないものであっても光 性を有し光透過率が少なくとも 1 %以上であれば作製される発光素子の発光効率は向上し易い。
したがつて本発明による上記セラミック材料を主成分とする焼結体の光 率は該焼結体の 厚みには無関係であり、 実際該焼結体が用いられている状態での) ¾S過性が重要であり実際該
焼結体が用いられて る状態での光醒率を意味する。
基板厚みが実使用状態で 0. 5mmより薄い場合あるいは 0. 5mmより厚い場合は基板厚 み 0. 5 mmのとき測定した光透過率と異なり、 光 率は 0. 5mmより薄い場合は 0. 5 mmのとき測定したより高くなり易く 0. 5mmより厚い場合は 0. 5mmのとき測定した光 ¾i率より低くなり易い。 本発明においては発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基 板面側だけでなく該発光素子が搭載された基板面と反対側の方向にも放出し易くするために上 記実際に使用される状態で光 率が 1 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光 素子搭載用基板として用いることが好ましい。
本発明による発光素子搭糊基板に搭載される発光素子は前記のように 2 0 0 nm〜5 5 0 nmの範囲といった紫外光領域から可視光の比較的波長の短い領域の光を発光し得る。 このよ うな発光素子を照明用光源に使用する場合、 例えば該発光素子の発光波長より長い波長領域の 励起スペクトルを有する YAG (イットリウム ·アルミニウム 'ガーネット) などを主成分と する蛍光体を併用することで該蛍光体と ΐ ^光^?との補色関係により人間の目には連続スぺ クトルの白色光として感じるようになる。 本願発明者が波長 6 0 5 nmの光を薩率測定用の 光として選定した理由の 1っは該白色光の波長がおよそ 4 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲にあり 波長 6 0 5 nmの光はその中心付近にあるためである。 また本発明において、 ½¾ 性を有す るセラミック材料を主成分とする焼結体は通常波長 2 0 0 nm以上の光に対して ¾i 性を示す 場合が多い。 すなわち、 波長 2 0 0 nm〜2 5 0 nmの範囲の光に対して腿性を示し始め、 波長 2 5 0 nm〜3 5 0 nmの範囲の光に対して急激に ¾i性が上昇し紫外光から可視光領域 にかけての境界領域にある波長 3 5 0 nm〜4 0 0 nm以上の光に対してはほぼ一定の 率を有する傾向がある。 本願発明者が波長 6 0 5 nmの光を ¾¾i率測定用の波長として選定 した理由の 1つは光 ¾Μ率が可視光領域の波長 4 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲でほぼ一定とな り波長 6 0 5 nmの光はその中心付近にあるためでもある。
このように ¾¾i率として波長 6 0 5 nm以外の光あるい 続スぺクトルにおける測定値 を用いなくても波長 6 0 5 nmの光に対する光透過率を用いれば本発明による光透過性を有す るセラミック材料を主成分とする焼結体の発光素子搭 基板としての良否を代表して判別し 得る。
本発明による発光素子搭 基板においてセラミック材料を主成分とする焼結体は少なくと も発光^?を搭載するための 本あるいは収納容器としての機能も有し、 該発光^?搭載用 基板の形状として単なる板状だけでなく必要に応じて発光素子を搭載するためのへこみ空間
(キヤビティ一) や台座などの構造を有し、 また発光^?搭載部分には必要に応じて同時 « によるメタライズ、 厚«付けによるメタライズあるいは薄膜メタライズなどのメタライズを 施し、 ろう材 (P b _ S n系はんだ合金、 Au— S i系合金、 Au— S n系合金、 Au -G e 系合金、 S n含有合金、 I n含有合金、 金属 S n、 金属 I n、 P bフリ一はんだなどの低融点 ろう材、 あるいは銀ろうなどの高融点ろう材、 などを含む)、 低!^ガラス、 その他エポキシ樹 脂、 シリコーン樹脂などの有機樹脂を主成分とする導電性接 ijあるいは電気繊性接綱あ るいは高熱伝導性接着剤などの接続材料を用いてセラミック材料を主成分とする焼結体からな る基板に発光素子が固定され搭載される。 上記セラミック材料を主成分とする焼結体の発光素 子搭載部分に形成されるメタライズは必要に応じて発光素子と電気的に接続して該発光素子に 電気信号や電力を供給するための電気回路としての役目も果たす。
本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光 搭 ¾j¾基板と窒化ガリ ゥム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分と する発光素子とは熱膨張率が近いので、 觀光素子を基板に固定し搭載する際の加熱冷却時や 発光素子自体が駆動している際に生じる加熱冷却などにおいても固定部分における応力発生が
少ないので上記例示した接続材料以外のどのような接続材料であっても使用し得る。 なお、 上 記接続材料のうち導電性接着剤あるいは電気 性接着剤などの接着剤を用いて発光素子をセ ラミツク材料を主成分とする焼結体に固定する場合は該セラミック材料を主成分とする焼結体 は発光素子搭載部分に必ずしもメタライズが施されたものでなくてもよい。
また上記セラミック材料を主成分とする焼結体は必要に応じて発光素子を駆動させるための 同時 «などによる多層化メタライズゃ厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどの電気回 路、 さらに導通ビアを具備する。
上記窪み空間を有する発光素子搭載用基板において、 窪み空間を形成する方法として一体化 したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて窪み空間を形成する方法、 平板状の基体に 枠体を接合することで窪み空間を形成する方法がある。 本発明において上記窪み空間を有する 発光素子搭 基板としては、 一体化したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて窪み 空間を形成したもの、 あるいは平板状の謝本に他の材料例えば透明樹脂あるいはガラスからな る枠体を接合して窪み空間を形成したもの、 という構成のものが好ましい。 前記構成により本 発明による 素子搭 基板はより発光素子からの発光を外部に放出し易くなるばかりでな く藤性が まり、 電気回路がよりコンパクトに設計でき、 大型の発光素子が搭載できる。 上 記平板状の *ί本に枠体を接合することで窪み空間が形成された発光素子搭載用基板において発 光素子は通常上記平板状の基体に搭載される。 本発明において上記窪み空間を有する発光素子 搭棚基板において、 平板状の ¾ί本と枠体との接合により窪み空間が形成されたものでは平板 状の謝本及 体のうちいずれか一方がセラミック材料を主成分とする焼結体からなるか、 あ るいは平板状の Si本及び枠体いずれもセラミック材料を主成分とする焼結体からなる。 上記平 板状の ¾ (本あるいは枠体に〖秘要に応じて発光素子を駆動させるための多層化メタライズゃ厚 膜メ夕ライズあるいは薄膜メ夕ライズなどの電気回路、 さらに導通ビアが具備される。
上記平板状の ¾本あるいは枠体の材料としてセラミック材料を主成分とする焼結体以外では、 例えば各種金属、 各種樹脂、 各種ガラス、 各種セラミックなど必要に応じて使用できる。
また、 本発明による上記窪み空間を有する発光素子搭 mffl基板には必要に応じて窪み空間に 搭載された発光素子を封止するための蓋が形成される。 纖を用いた封止は封止材に金属、 合 金、 ガラスを用いた気密封止あるいは封止材に樹脂などを用いた非気密封止のいずれも行うこ とができる。 該蓋の材料として例えば各種金属、 各種樹脂、 各種ガラス、 各種セラミックなど が使用できる。 蓋に本発明による光 性のあるセラミック材料を主成分とする焼結体や、 他 の透明樹脂やガラスあるいはセラミックなどを用いることで発光素子からの発光を効率よく基 部に放出できる。 本発明による発光 »搭糊基板には上記にように蓋として1 ^性の あるセラミック材料を主成分とする焼結体を用いたものも含まれる。
本発明による発光素子搭 «w基板に搭載あるいは収納される発光素子としては通常紫外光領 域〜可視光〜近赤外光領域において発光機能を有するものであればどのようなものでも搭載し 得る。 具体的には例えば波長およそ 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光を発光し得るものであ ればどのような発光素子であっても搭載し得る。 例えば Z n O系などの材料を主成分とする波 長およそ 3 8 0 nm〜 5 5 0 nm付近の可視光領域の光を発光するものあるいは Z n C d S e 系などの材料を主成分とする波長およそ 4 5 0 nm〜6 5 0 nm付近の可視光領域の光を発光 するものあるいは A 1 G a I n P系などの材料を主成分とする波長およそ 6 0 0 nm〜6 6 0 nm付近の可視光領域の光を発光するものあるいは A 1 G aA s系などの材料を主成分とする 波長およそ 7 6 0 nm〜8 2 0 nm付近の可視光〜近赤外光領域の光を発光するものものなど 各種材料からなる発光素子が搭載し得る。 本発明〖こよる発光軒搭載用基板を用いることによ り本来の発光特性が十分発現された発光素子が実現し得る。 すなわち、 光透過性を有するセラ ミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光 ¾ΐ、 及び反射防止部材が形
成されたセラミック材料を主成分とする廳吉体からなる基板に搭載された発光素子、 及び反射 部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光素子、 である。
本発明による発光素子搭棚基板としては上記発光素子の中で窒化ガリゥム、 窒化ィンジゥ ム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし少なくと fcN型半 導体層、 発光層、 及び P型半導体層の 3層以上の積層体からなる発光素子を搭載するのにより 適している。 該窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なく とも 1種以上を主成分とする発光素子は波長 2 0 0 nm〜7 0 0 nm程度の範囲の光を発光し 得る。 なお、 以下本発明において特に断らない限り上記 「窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒 化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし少なくとも N型半導体層、 発光層、 及び P型半導体層の 3層以上の積層体からなる発光素子」 を単に 「窒化ガリウム、 窒 化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光 素子」 という。 該窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少な くとも 1種以上を主成分とする発光素子は上記で例示した他の発光素子に比べて光出力も高く 紫外光及 0¾長の短い可視光を発光することができ本発明による発光素子搭糊基板に搭載す ることで本来の発光特性が他の発光素子よりもさらに効果的に発現し得る。
上記窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする発光素子は通常例えば図 1あるいは図 2に示されるような構造を有する。 図 1は、 サファイアあるいは窒化アルミニウムを主成分とする単結晶や焼結体などの電気騰 性の発光素子作製用基板 1に MO CVDなどの方法によりェピタキシャル成長した窒化ガリウ ム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし さらに S iなどのドーピンク により N型半導体化された薄 MS 2が形成され、 さらにェピタ キシャル成長した窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少な くとも 1種以上を主成分とする例えば単一量子井戸構造、 多重量子井戸構造あるいはダカレへ テロ構造などからなる発光層 3が形成され さらにェピタキシャル成長した窒化ガリウム、 窒 化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分としさらに M g、 Z nなどのドーピング剤により P型半導体化された薄麵 4が形成され N型半 薄 膜層及び P型半導体薄膜層にはそれぞれ外部電極 5及び 6が形成されている発光素子の断面構 造を示す。図 1に示す発光軒において薄翻 2は P型半 本層としても形成することができ、 その場合薄麵 4は N型半 本層として形成される。 図 1に示されるように発光素子を作製す るための基板として電気絶縁性のものを用いた場合通常は外部電極 5及び 6は素子の形成され ている面側に配置される。 図 2は炭化珪素を主成分とする単結晶あるいは窒化ガリゥムを主成 分とする単結晶や焼結体あるいは酸化亜鉛を主成分とする単結晶や焼結体など導電性を有する 発光^?作製用基板 1 0に MO CVDなどの方法によりェピタキシャル成長した窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上からなる主成分に S iなどのドーピング剤などにより N型半導体薄膜層 2が形成され さらに上記窒化ガリウム、 窒化ィンジゥム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする量 子井戸構造を有する発光層 3が形成され、 さらに窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミ ニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上からなる主成分に Mgなどのドーピング剤によ り P型半難薄藤 4が形成され、 N型半 本薄翻及び P型半導体薄編にはそれぞれ外部 電極 5及び 6が形成されている発光素子の断面構造を示す。 図 2に示す発光素子において薄膜 層 2は P型半導体層としても形成することができ、 その場合薄 4は Ν型半導体層として形 成される。 図 2に示されるように発光素子を作製するための基板として導電性のものを用いた 場合通常電極 5は発光素子を形成するための基板 1 0の素子が形成されている面と反対側の面
に形成でき一方の電極 6は素子の形成されている面側に配置できる。 図 2の基板 1 0には上記 のように炭化珪素を主成分とする単結晶あるいは窒化ガリウムを主成分とする単結晶や焼結体 あるいは酸化亜鉛を主成分とする単結晶や焼結体など元来導電性を有する材料だけでなぐ 窒 化アルミ二ゥムなど電気纖性の材料であつても発光素子を形成するための基板内部に導通ビ ァが形成され該基板の発光素子が形成される面とその反対側の面とが電気的に接続可能なもの も含まれる。 なお、 図 1及び図 2において あるいは基板 1 0とェピタキシャル成長した N型半導体 (あるいは P型) の薄藤 2との間には通常窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化 アルミニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする薄 ΕΛッファ層が形 成される。 バッファ層は通常低温で形成され無定形、 多結晶、 あるいは配向性多結晶などの結 晶状態を有する場合が多い。 なお、 図 2で示される発光素子作製用に用いられる導電性の基板 1 0としては通常室温における抵抗率 1 X 1 04 Ω · c m以下であれば上下に電極を配した形状 の発光素子が作製でき十分機能し得る。 導電性を有する発光素子作製用基板の室温における抵 抗率としては室温において通常 1 X 1 0 2Ω · cm以下のものであれば少ない損失で十分な電力 を発光層に供給し得る。 導電性を有する発光素子作製用基板の室温における 率としては室 温において I X 1 0 Χ Ω · c m以下のものが好ましく、 I X 1 0。Ω · c m以下のものがより好 ましく、 I X 1 0 _ · c m以下のものがさらに好ましく、 1 X 1 0— 2 Ω · c m以下のものが 最も好ましい。
本発明で言う 「窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少な くとも 1種以上を主成分とする発光素子」 とは上記のようにサフアイァなどの基板上に窒化ガ リウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分 とするェピタキシャル成長した薄膜を N型半導体層、 発光層、 P型半導体層となしこれらを積 層して構成されたものであり、 電極に直流電位を印加することで発光層から光が発せられる。 発光の波長は該発光層の組成を調^ Tることなどで例えば紫外線領域から可視光領域の広い波 長範囲にわたって光を発することができる。 具体的にいえば例えば 2 0 0 nm〜7 0 0 nmの 波長範囲の光を発することができ、 通常 2 5 0 nm〜6 5 0 nmの波長範囲の光を発するよう に作製されることが多い。 上記発光素子は発光ダイオード (L ED) あるいはレーザ一ダイォ ード (LD) として広く使用され始めている。
上記のような窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なく とも 1種以上を主成分とするェピタキシャル成長した薄膜により構成される発光 を作製す るために用いられる基板は従来から用いられてきたサファイアなどのような単結晶よりも、 窒 化アルミニウムを主成分とする能結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化赚、 酸化ベリリゥム、 酸化アルミニウムのうちから選ばれた少なくともいずれかを主成分とする焼 結体、 さらに酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化イツトリ ゥムなどの希土^:素酸化物、 酸化トリウム、 ムライト、 結晶化ガラス、 などのうちから選ば れた少なくともいずれかを主成分とする焼結体など各種セラミック材料を主成分とする焼結体 の方が、 発光効率が少なくとも同等か最大 4〜5倍以上の発光素子が作製され得ることを本願 発明者は特願 2 0 0 3— 1 8 6 1 7 5、 特願 2 0 0 3 - 3 9 6 2 3 6などで提案してきた。 上 記各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いて作製される発光素子はサファ ィァなど«からの基板を用いて作製される発光素子の発光効率が 2 %〜8 %程度であるのに 対して発光効率が少なくとも同等の 8 %かそれ以上、 最大 4〜 5倍以上のものが作製でき 5 0 %以上の発光効率を有する発光素子も作製できる。 発明による発光素子搭載用基板には本願 発明者が提案したこのような高い発光効率を有する発光^?も問題なく搭載できる。
少なくとも図 1及び図 2に例示された構造の発光^?は発光層から波長 8 0 O nm以下、 通 常波長 6 5 0 nm以下さらに波長 5 5 0 nm以下の緑色光〜波長 2 0 0 nmまでの紫外光とい
つた波長範囲の光を発光し、 該発光素子の発光層からは通常あらゆる方向に上記波長範囲の光 が発せられる。 本発明による発光素子搭糊基板はこのような発光素子を搭載あるいは収納す るためのものである。
本発明による発光素子搭 基板の材料としては単にセラミック材料を主成分とする焼結体 というだけでは十分ではない。 セラミック材料を主成分とする 結体は例えば窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体などのように元来謝云導率が高ぐ 電気!^性があり、 さらに熱膨張 率が発光素子の主成分である窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムとほとんど一 致しており、 該発光^?からの発熱を効率よく基 »部へ逃がすのに好適であり、 多層化メタ ライズゃ薄膜メタライズなどを用いてコンパクトな回路基板設計力河能であり、 また発光素子 の βに伴う急熱急冷にも耐え、 さらに大型発光素子を搭載し収納することが可能なものが多 レ セラミック材料を主成分とする焼結体としては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体以 外にもその他前記したように例えば炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化 、 酸化ベリ リウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコン酸鉛、 酸化イットリウムなどの希土讓化 物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルステライト、 ステアタイト、 結晶化ガ ラス、 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする焼結体など各種セラミック材料 を主成分とする焼結体も発光素子搭載用基板として好適に用いること'ができる。 窒化アルミ二 ゥムを主成分とする!^体は上記例示した各種セラミック材料を主成分とする焼結体の中で特 に優れている。 このようにセラミック材料を主成分とする焼結体は上記のように基板材料とし て良好な特性を有するが発光素子搭載用基板としては十分でない。 すなわち、 発光素子が搭載 される基板としては觀光 *ΐからの発光が基板の外部に効率よく放出されることが重要であ り、 基板材料として窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体をはじめとするセラミック材料を 主成分とする焼結体がその他の面でいかに優れていても基 部への発光素子からの発光を効 率よく放出できなければ発光素子が搭載される基板としては十分でない。 発光素子からの発光 は通常あらゆる方向に放出される。 従来、 発光素子を搭載し収納するための基板は前記のアル マイト被覆し表面を絶縁化したアルミニウムなどの金属材料を主に用いていた。 そのため発光 素子を搭載あるいは収納するための基板において、 発光素子が搭載あるいは収納されている面 側からは発光素子搭載部分の反射率を高めたりあるいは »載部分の形状を工夫することで発 光^?の発光が基板の外部に比較的効率よく放出される。 一方、 発光素子からの発光が基板を 賞通して ¾ しにくいため発光素子が搭載あるいは収納されている基板の面と反対側の面から は発光素子からの発光が効率よく基¾ ^部に放出されない。 したがつて»からの基板では全 体的にみると発光素子からの発光は必ずしも基板外部に効率よく放出されているとは言いがた レ^ セラミック材料を主成分とする焼結体においても同様に発光 からの発光が基 部に 効率よく放出されなければ発光素子を搭載あるいは収納するための基板としては十分なもので あるとは云えない。
本発明において、 光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用 基板に用いることで発光^1からの発光 板を して外部に放出され易くなるので効率よ く基 部に放出することが可能となる。
さらに、 本発明は発光素子が搭載あるいは収納されている基板の面と反対側の面を含めて発 光素子からの発光を基板周囲の空間の任意の方向に対して放出すること力河能なセラミック材 料を主成分とする能結体からなる発光軒搭載用基板をも提供するものである。 上記発光素子 からの発光を基 TO囲の空間の任意の方向に放出可能ということは、 例えば発光素子からの発 光が基板周囲のすべての空間に均等に近い強さで放出できる、 あるい〖堪板周囲のすべての空 間に放出されるが特定の方向の空間により強く放出できる、 あるい 板周囲のすべての空間
には放出されないが特定の方向の空間により強く放出できる、 あるいは基板周囲の特定の方向 の空間に対してだけ放出できる、 ことなどを意味する。 本発明はこのように発光素子からの発 光の方向を制御可能である光素子搭載用基板をも提供するものである。 そのために本発明は基 板を構成する材料としてセラミック材料を主成分とする焼結体として ¾¾ϋ性を有するものを 用いることが有効である。 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる ことで発光素子からの発光《S板を貫通するように腿し、 発光素子が搭載あ いは収納され ている面側からは勿論、 発光素子が搭載あるいは収納されている基板の面と反対側の面からも 発光素子からの発光が効率よく基 部に放出されるように改善できる。 また、 本発明におい て発光素子からの発光の方向を制御可能である光軒搭糊基板として反射防止部材あるいは 反射部材などとセラミック材料を主成分とする焼結体とを組み合わせたものも有効である。 反 射防止部材あるいは反射部材などとセラミック材料を主成分とする焼結体とを組み合わせて用 いることで発光素子からの発光の方向制御比較的容易に行うことができるようになる。 また上 記反射防止部材あるいは反射部材と組み合わせるセラミック材料を主成分とする焼結体は光透 過性を有するものを用いることで発光^?からの発光の方向制御をさらに容易カゝっ確実に行え るようになる。 なお、 上記反射防止部材あるいは反射部材は½¾1率が 1 %より小さいかある いは実質的に光 ¾ 性を有しないセラミック材料を主成分とする焼結体に形成してもその反射 防止機能及び反射機能を発現し得る。
本発明による発光素子からの発光を基板周囲の空間の任意の方向に対しそ放出することが可 能な発光軒搭翻基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体は、 上記のよ うに反射防止部材ゃ反射部材などと組み合わせて用いれば必ずしも光透過性を有しないもので あってもその機能を発現し得るカ^ 発光素子からの発光方向を制御を容易にし該発光の基¾^ 部への放出効率を高めるためにできれば光 ¾ii性を有し要すれば高い光 率を有するものを 用いることが好ましい。
本発明による発光素子搭 基板に用いるセラミック材料を主成分とする焼結体は光 ¾ii性 を有するものである。 しかしながら本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体の光透 過性とガラスや樹脂などの材料の舰過性とは性状が異なる。 すなわち、 例えば 率が 8 0 %と同じものであってもガラスや樹脂などの材料は照射された光が直線的に透過していくの に対して本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体の場合は照射された光は該焼結体 の中を直線的に逸過されることは少なく大部分は散乱されながら し結果として ¾Mした光 の総量はガラスや樹脂材料と同じになる。 同じ光 ¾i率の材料であっても光透過の経路が異な るものであれば透過された光の人間の目による視覚的な感じ方に違いが生じるものと思われる。 すなわち発光素子からの光は透明樹脂や透明ガラスなどに対しては直線的に透過して目を突き 刺す輝くような光として人間の目は感じ易く、 一方セラミツク材料を主成分とする焼結体の場 合は散乱しながら するのでガラスや樹脂材料と比べて穏やかな光として人間の目には感じ 易いと思われる。 この様子を図 2 8及び図 2 9の模式図で示した。 図 2 8には光 ¾i性を有す るガラスあるいは樹脂など光が直線的に透過する材料を用いた時の光透過の様子を示す模式図 である。 図 2 8において光 ¾ 性を有するガラスあるいは樹脂などの材料 1 1 0に発光素子か らの光 1 1 1が照射されそのまま直線的に ¾ 光 1 1 2となって ¾iする。 図 2 9には¾¾§ 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を光が ¾iする時の様子を示す模式図である。 図 2 9において ¾¾1性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体 1 2 0に発光素子から の光 1 2 1が照射され散舌 L¾l 2 2となって ¾iiする。
また上記セラミック材料を主成分とする焼結体として例えば黒色、 灰黒色、 灰色、 褐色、 黄 色、 緑色、 青色、 あずき色、 赤色などに着色したものも用いることができる。 このような着色 したセラミック材料を主成分とする焼結体を透過した発光素子からの発光を穏やかな光として
人間の目に〖滅じ易くなる。例えば黒色、灰黒色、 灰色、褐色、 黄色、緑色、 青色、 あずき色、 赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を ¾i した発光素子からの発光は黒 色、 灰黒色、 灰色、 褐色、 黄色、 緑色、 青色、 あずき色、 赤色などに着色していない例えば白 色などのセラミック材料を主成分とする焼結体を透過した光と比べて異なる光調の穏やかな光 として人間の目には感じ易い。 したがって用途によっては白色など着色していないセラミック 材料を主成分とする焼結体よりも上記着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素 子搭輋拥翻反として用いることが好ましい場合がある。 ここで異なる光調という意味は目で感 じる光の感じ方が異なるということであり、 セラミック材料を主成分とする焼結体の色調が異 なれば焼結体を する光の輝き方、 穏やかさの程度、 色調などの要因が少しずつ異なる結果 発光素子からの発光は実際の目での感じ方が微妙に違ってくるものと思われる。 上記黒色、 灰 黒色、 灰色、 褐色、 黄色、 緑色、 青色、 あずき色、 赤色などに着色したセラミック材料を主成 分とする焼結体として例えは^ t o、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの遷移金属、 あるいは力一 ボンなどの成分を含むものが用いられる。 また、 黒色、 灰黒色、 灰色、 褐色、 黄色、 緑色、 青 色、 あずき色、 赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体としてその他の遷移 金属例えば鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、.ハフニウム、 コノルト、 銅、 亜 鉛などの成分を含むものも用いられる。 上記黒色、 灰黒色、 灰色、 褐色、 黄色、 緑色、 青色、 あずき色、 赤色など着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を得るために用いられる M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボン、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの成分は、 該セラミック材料を主成分とする焼結体を製 造するときに意図的に加えられたものであっても良いし焼結体作製用原料中など不可避不純物 として混入してくるものであっても良い。 また、 上記黒色、 灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、 青色、 あずき色、 赤色など着色したセラミック材料を主成分とする焼結体には Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コノルト、 銅、 亜鉗などの遷移金属、 あるいはカーボンなどの各成分をそれぞれ 1種ずつ単独で含まれて いてもよいしあるいは 2種以上が同時に含まれていてもよい。上記黒色、灰黒色、灰色、褐色、 黄色、 緑色、 青色、 あずき色、 赤色など着色したセラミック材料を主成分とする焼結体に含ま れる Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハ フニゥム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの遷移金属、 あるいは力一ボンなどの各成分の含有量は適 宜選択することができ、 含有量として通常 0. 1 p pm~ l p p m以上であればセラミック材 料を主成分とする焼結体を十分所望の着色されたものとすること力何能な場合が多い。 このよ うに通常上記各成分の種類とその含有量によりセラミツク材料を主成分とする焼結体に対して 所望の着色とその呈色の程度を制御し得る。 例えば酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に クロム成分を 0. l p pm〜l . 0 p pm程度あるいはそれ以上含むものはピンク色あるいは 赤色あるいはあずき色あるいは黒色などに呈色したものが得られ易い。
本発明による ½¾i性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載 用基板において、 発光素子からの発光は該セラミック材料を主成分とする焼結体中をいつたん ¾1した後基 部に放出される場合が多い。 上記セラミック材料を主成分とする焼結体は各 種セラミック材料を主成分とする微結晶からなる多結晶体である。 したがって発光素子からの 発光は該セラミック材料を主成分とする焼結体中を透過する際焼結体中で散舌 L¾となり易いの で、 基 部へ放出される該発光素子からの発光は発光舒から発せられる直接の光でなくあ らゆる方向を持っているので透明樹脂や透明ガラスなどを直線的に透過してきた目を突き刺す 輝くような光とは異なり穏やかな光となり易い。 したがって一般照明の光源として本発明によ る発光素子搭載用基板に搭載した発光素子を使用すれば人間の眼にやさしくかつ穏やかな光源 が得られ易い。
本発明による発光素子搭載用基板表面にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを 主成分として同時 «などにより形成されるメタライズ、 いったん焼成して得られるセラミツ ク材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、 スパッタあるいは 蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、 などにより焼結体内部あるい は焼結体表面に電気回路が設けられていても、 本発明による発光素子搭 基板がセラミック 材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は上記のように散舌 となり易く該 発光素子から発せられた光は形成されている電気回路からの損失を受けることが少なく該発光 素子搭載用基板を ¾ した光として効率よく基 »部に放出され得る。 すなわち基板内を醒 して外部へ放出される発光素子からの発光は焼結体表面に形成されている電気回路の影などに よる明るさの減少が生じにくい。
また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を 主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて 同時焼成などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、 あるいは導通ビアが形成さ れているものも用いることができる。 このように基板の内部に電気回路が形成されているもの であっても、 本発明による発光素子搭¾]¾基板として ¾¾i性を有するセラミック材料を主成 分とする焼結体を用いられるため発光^?からの発光は散舌 L¾となり易く該発光 から発せ られた光は形成されている電気回路、 あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板 を透過して効率よく基板外部に放出され得る。 すなわち基板内を透過して外部へ放出される発 光素子からの発光は焼結体内部に形成されている電気回路や導通ビアの影などによる明るさの 減少が生じにくい。
上記のように、 本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミ ック材料を主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成 分とした導電性材料を用いて同時焼成などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、 あるいは導通ピアが形成されているものも用いることができる。 さらに本発明による発光素子 搭載用基板は基板の表面に電気回路が形成され基板の内部にも同時にも電気回路が形成されて いるものも用いることができる。 このように基板の表面に電気回路が形成され基板の内部にも 同時にも電気回路が形成されているものであっても、 本発明による発光素子搭載用基板として 光 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いれば発光素子からの発光は散乱 光となり易いので顏光素子から発せられた光は形成されている電気回路、 あるいは導通ビア からの損失を受けることが少なく基板を ¾iした光として効率よく基¾ ^部に放出され得る。 すなわち基板内を ¾1して外部へ放出される発光^?からの発光は焼結体内部あるいは焼結体 表面に形成されている電気回路や導通ビアの影などによる明るさの減少が生じにくい。
図 3、 図 4、 図 5、 図 6、 図 7、 図 8、 図 9、 図 1 0、 図 1 1、 図 1 2、 図 1 3、 図 1 4、 図 1 5、 図 1 6、 図 3 2及び図 3 3、 図 3 6、 図 3 7、 図 3 8は本発明によるセラミック材料 を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 基板を例示した断面図である。 本発明において 発光素子搭棚基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体は ¾¾¾性を有す るものが好ましい。 上記各図において少なくとも図 3、 図 4、 図 5、 図 6、 図 7、 図 8、 図 9、 図 1 0は発光素子搭 ^基板として用いられるセラミツク材料を主成分とする焼結体力^ ¾ 性を有するものとして描かれている。 また、 図 3 2、 図 3 3、 図 3 7及び図 3 8は内部に電気 回路が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子搭*½基 板を例示した断面図である。 図 3 6、 図 3 7及び図 3 8にはさらに発光素子搭載部に素子から の発熱を基板外部へ放出するためのサーマルビアが形成されたものを示している。 発光素子は 必要に応じて透明樹脂などの封止材を用いて該封止材中に封止される。 特に窪み空間を有しな い平板状の発光素子搭糊基板を用いる場合、 搭載される発光素子は上記封止材中に封止され
た状態で使用されることが好ましい。
また、 図 3、 図 4、 図 5、 図 6、 図 7、 図 8、 図 9、 図 1 0、 図 1 1、 図 1 2、 図 1 3、 図 1 4、 図 3 2、 図 3 3、 図 3 6及び図 3 8は発光素子搭 基板に搭載された状態の発光素子 を例示している。
図 3において本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基 板 2 0に発光素子 2 1が搭載され、 基板 2 0の発光素子搭載面に形成されている同時 «によ るメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路 2 6と ワイヤ 2 5で電気的に接続されている。 基板 2 0の発光^?が搭載されている面において発光 素子 2 1からの発光 2 2は殆どさえぎられることなく基 部に放出される。 また、 発光素子 が搭載されている面と反対側においても発光素子 2 1から発せられた光が基板 2 0を した 光 2 3として基 部に放出される。 このように発光素子搭 mj¾基板に同時 «によるメタラ ィズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられていても、 本発明による発光素子搭 基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子 からの発光は散舌 (^となり易いので該発光^?から発せられた光は形成されている電気回路か らの損失を受けることが少なく基板 2 0を ¾iした光 2 3として効率よく基¾ ^部に放出され 得る。
また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を 主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて 同時^ gなどにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、 あるいは導通ピアが形成さ れているものも用いることができる。 このように基板の内部に電気回路が形成されているもの であっても、 本発明による発光素子搭 基板がセラミック材料を主成分とする焼結体である ため発光素子からの発光は散舌 L½となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されてい る電気回路、 あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板 2 0を透過した光 2 3と して効率よく基板外部に放出され得る。
なお、 図 3において発光素子 2 1は図 1で示した構造のものを例示した。
図 4において発光素子 2 1は図 1に示した構造のものが例示されている。 発光素子 2 1は図 1に示した状態から上下反転した状態でセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素 子搭 基板 2 0に搭載されている。 図 4において発光素子 2 1に形成されている外部電極の うち N型半導体層に接続されているものは基板 2 0の発光素子搭載面側に形成されている同時 焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回 路 2 6と低融点ろう材ゃ導電性接着剤などからなる非ワイヤ状の接続材料 2 9により固定され 電気的にも接続されている。 さらに該発光軒 2 1の P型半導体層に接続されている外部電極 板 2 0の発光素子搭載面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタ ライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路 2 6と低融点ろう材ゃ導電性接着剤な どからなる非ワイヤ状の接続材料 (図に示されていない) により固定され電気的にも接続され ている。 基板 2 0の発光素子が搭載されている面側において該発光素子からの発光 2 2は殆ど さえぎられることなく基 部に放出される。 また、 発光素子が搭載されている面と反対側に おいても発光素子から発せられた光が基板 20を ¾ した光 23として基 部に放出される。 このように発光素子搭載用基板に同時痴戎によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは 薄膜メ夕ライズなどにより電気回路が設けられていても、 本発明による発光素子搭載用基板が セラミツク材料を主成分とする焼結体であるため発光^?からの発光は散舌 となり易いので 該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路からの損失を受けることが少なく基板 2 0を透過した光 2 3として効率よく基¾ ^部に放出され得る。
また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を
主成分とする基板の内部に夕ングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて 同時 «などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、 あるいは導通ビアが形成さ れているものも用いることができる。 このように基板の内部に電気回路が形成されているもの であっても、 本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体である ため発光素子からの発光は散舌 L½となり易いので該発光^?から発せられた光は形成されてい る電気回路、 あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板 2 0を透過した光 2 3と して効率よく基 部に放出され得る。
なお、 図 4において発光素子 2 1は図 1で示した構造のものを例示した。
上記非ワイヤ状の接続材料は通常低融点ろぅ材ゃ導電性接 »jなどからなるが、、 w m の^!形態としては液状、ペースト状、球状、 円柱状、角柱状などの状態のものが用いられる。 図 5において発光素子 2 1は図 2に示した構造のものが例示されている。 図 5において本発 明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板 2 0に発光素子 2 1が搭載され発光素子 2 1の N型半導体層に接続されている外部電極は基板 2 0の発光素子搭 載面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタ ライズなどによる表面電気回路 2 6と低融点ろう材ゃ導電性接^などからなる非ワイヤ状の 接続材料 (図に示されていない)により固定され電気的にも接続され、 もう一方の P型の半導体 層に接続されている外部電極は基板 2 0の発光素子搭載面側に形成されている同時 «による メタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路 2 6とヮ ィャ 2 5で電気的に接続されている。 基板 2 0の発光素子が搭載されている面側において該発 光素子からの発光 2 2は殆どさえぎられることなく基¾ ^部に放出される。 また、 発光^?が 搭載されている面と反対側においても発光^?から発せられた光が基板 2 0を ¾ した光 2 3 として基 部に放出される。 このように発光素子搭 基板に同時 «によるメタライズぁ るいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられていても、 本発 明による発光素子搭 基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光^?から の発光は散舌 L¾となり易いので該発光^?から発せられた光は形成されている電気回路からの 損失を受けることが少なく基板 2 0を ¾1した光 2 3として効率よく基!^部に放出され得る。 また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を 主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて 同時 «などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、 あるいは導通ビアが形成さ れているものも用いることができる。 このように基板の内部に電気回路が形成されているもの であっても、 本発明による発光素子搭 rn^基板がセラミック材料を主成分とする焼結体である ため発光素子からの発光は散舌 L¾となり易いので該発光^?から発せられた光は形成されてい る電気回路、 あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板 2 0を衝愚した光 2 3と して効率よく基板外部に放出され得る。
図 6において発光素子 2 1は図 1に示した構造のものが例示されている。 また発光素子搭載 用基板は窪み空間を有するものである。 発光素子 2 1は図 1 に示した状態から上下反転した状 態で発光素子搭載用基板 3 0に搭載されている。 図 6における発光素子の搭載状態は図 4に示 した搭載状態と同様なものである。 図 6において本発明によるセラミック材料を主成分とする 焼結体からなる発光素子搭 基板 3 0は発光素子を収 するための窪み空間(キヤビティー) 3 1を有している。 窪み空間 3 1には発光素子 2 1が搭載され該発光素子 2 1に形成されてい る外部電極のうち N型半導体層に接続されているものは基板 2 0の発光素子搭載面側に形成さ れている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによ る電気回路 2 6と低融点ろう材ゃ導電性接着剤などからなる非ワイヤ状の接続材料 2 9により 電気的に接続されている。 さらに該発光素子 2 1の P型半導体層に接続されている外部電極は
基板 2 0の発光素子搭載面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メ夕ラ ィズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路 2 6と低融点ろう材ゃ導電性接着剤など からなる非ワイヤ状の接続材料 (図に示されていない) により電気的に接続されている。 基板 30の発光素子が搭載されている面側には必要に応じて窪み空間 3 1に搭載されている発光素 子を封止するために、 蓋 3 2がはんだ、 ろう材、 ガラス、 樹脂などの封止材料により封止部 3 7で発光^?搭義基板 30に取り付けられている。 蓋 32として光 ¾ii性のある窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体をはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体、 ある いは透明なガラスや棚旨を用いることで 光素子からの発光 2 2は実質的に殆ど吸収される ことなく基 部に放出される。 また、 発光素子が搭載されている面と反対側においても発光 素子から発せられた光が基板 3 0を した光 2 3として基 部に放出される。 さらに発光 素子から発せられた光は窪み空間 3 1の側壁 3 3からも基板を ¾iした光 2 4として基 部 に放出される。 このように窪み空間を有する基板に同時焼成によるメ夕ライズあるいは厚膜メ タラィズあるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられていても、 本発明による発光 素子搭載用基板がセラミツク材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱 光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路からの損失を受ける ことが少なく基板 30を ¾ した光 23として効率よく基 部に放出され得る。
また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を 主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて 同時焼成などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、 あるいは導通ビアが形成さ れているものも用いることができる。 このように基板の内部に電気回路が形成されているもの であっても、 本発明による発光素子搭 ¾ϋ基板がセラミック材料を主成分とする焼結体である ため発光素子からの発光は散舌!^となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されてい る電気回路、 あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板 30を ®愚した光 23と して効率よく基 部に放出され得る。
本発明において発光素子搭載用基板が図 6に示されるような窪み空間を有する場合において も発光素子としては図 2に示した構造のものも搭載できる。 また発光軒の搭載状態として、 図 3、 あるいは図 5に示したようなワイヤを用いる方法によっても本発明による発光素子搭載 用基板に搭載できる。 図 6において窪み空間部分 31を気密に封止するために設けられている 蓋 32は必ずしも必要でなく、 かつ発光素子からの発光を損失なく基 部に放出するために 蓋 3 2のない状態でも本発明の発光素子搭載用基板として使用できる。 蓋 3 2を設けない場合 発光素子からの発光はまったく p及収されることなく基 部に放出される。 発光素子からの発 光を損失なく基板外部に放出するためであれば蓋 32を必ずしも透明な光 ¾i性の材料を用い て設ける必要性はない。 蓋を設けない場合図 6における窪み空間部分 3 1の部分に光 ¾ 性の 樹脂(図 6には表示していない) を充填することでも発光素子の封止が可能で、 かつ発光素子 からの発光を効率よく基 部に放出できる。 このような光 ¾i性の蓋及び) 性の棚旨に 蛍光体などを加えることで発光素子からの発光を任意の色彩に変換可能である。
基板内音に導通ビア、 あるいはタングステン、 モリブデン、 銅などを主成分として用いた同 時焼成による単層又は多層化メタライズ、 あるいは厚膜メタライズ、 あるいは薄膜メタライズ などによる電気回路などが設けられた場合でも同じである。 図 7は板状の発光素子搭翻基板 内部に導通ビアが設けられた場合を例示する。 セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて 作製される発光素子搭載用基板 20の内部には該基板の発光素子が搭載されている面とその反 対側の面とを電気的に接続する導通ビア 40が形成されている。 導通ビア 40を介して発光素 子 21と基板の発光素子搭載面と反対側に設けられた同時焼成メタライズゃ厚膜メタライズぁ るいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路 41とが電気的に接続されている。 該電気回路
4 1から発光素子 2 1を βするための電力などが基 部から供給される。 図 7で示した本 発明による発光素子搭載用基板に同時焼成による単層又は多層化メタライズあるいは厚膜メタ ライズあるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられていても、 該基板がセラミック 材料を主成分とする焼結体であるため発光^?からの発光は散舌 L¾となりやすいので実質的に 電気回路からの損失を受けることなく該発光素子から発せられた光 板 2 0を醒した光 2 3として基 部に放出される。 また、 図 7に示すように基板として導通ビアが、形成されたも のであっても、 基板 2 0の発光^?が搭載されている面側において該発光素子からの発光 2 2 お員失を受けることが少なく基¾ ^部に放出され、 さらに該発光素子から発せられた光が基板 2 0を ¾i した光 2 3として効率的に基 部に放出されるという効果は同じである。
図 7に例示された導通ビアだけでなく基板内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは 銅などを主成分とする単層又は多層化メタライズ、 あるいは金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金な どを主成分とする厚膜メタライズ、 あるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられた 場合でも、 発光素子が搭載されている面と反対側において発光軒から発せられた光が損失を 受けることが少なく基板 2 0を透過した光 2 3として効率的に基¾ ^部に放出されるという効 果は同じである。 本発明による発光素子搭翻基板においては導通ビア 4 0により基板内部の 電気回路と表面の電気回路とを接続してより複雑な電気回路を有するものも製造できる。
また、 窪み空間を有する基板の内部に導通ビアあるいは同時滅による単層又は多層化メタ ライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる電気回路が設けられた場合 でも同じである。 図 8は窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部に導通ビアが設けられた場 合の状態を例示したものである。 図 8においてセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて 作製される窪み空間 3 1を有する発光素子搭載用基板 3 0の内部には基板の発光素子が搭載さ れている面とその反対側の面とを電気的に接続する導通ビア 4 0が形成されている。 導通ピア 4 0を介して発光素子 2 1と基板の発光軒搭載面と反対側に設けられた同時誠メタライズ、 あるいは厚膜メタライズ、 あるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路 4 1とが電気的に 接続されている。 また、 図 8に示すように基板として導通ビアが形成されたものであっても、 基板 3 0の発光^?が搭載されている面側において該発光素子からの発光 2 2は損失を受ける ことが少なく基 部に放出され、 さらに該発光素子から発せられた光が基板 3 0を ¾|した 光 2 3として効率的に基板外部に放出されるという効果は同じである。 また、 発光素子から発 せられた光は窪み空間 3 1の側壁 3 3からも基板を した光 24として基 部に放出され る。
図 8に例示された導通ビアだけでなく基板内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは 銅などを主成分とする単層又は多層化メタライズ、 あるいは金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金な どを主成分とする厚膜メタライズ、 あるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられた 場合でも、 発光 »が搭載されている面と反対側において発光素子から発せられた光が損失を 受けることが少なく基板 3 0を透過した光 2 3として効率的に基板外部に放出されるという効 果は同じである。 上記基板内部に導通ビア、 タングステンあるいはモリブデンあるいは銅など を主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層化メタライズ、 いったん焼成 することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メ 夕ライズ、 スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、 などによる電気回路が設けられる部分には図 8に例示したような基板底部だけでなく窪み空間 の側壁部分も含まれる。 本発明による発光素子搭載用基板においては導通ビア 4 0により基板 内部の電気回路と表面の電気回路とを接続してより複雑な電気回路を有するものも製造できる。 本発明による基板を実際発光^?搭 として使用する場合の形態としては、 上記図 3〜図 8で例示し説明してきたように 1個の基板に発光素子を直接搭載する形態で用いることができ
る。
本発明による基板と発光素子との電気的接続は図 3〜図 8で示したワイヤによる方法、 及び 低融点ろう材ゃ導電性接着剤など非ワイヤ状の接続材料を用いる方法をそれぞれ «Iであるい はこれらの方法を組み合わせて行うことができる。 また、 発光 を駆動するためのタンダス テンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あ るいは多層化メタライズ、 いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼 結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、 スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレ 一ティングなどによる薄膜メタライズ、 などによる電気回路は、 図 3〜図 8で示したように基 板の外部表面あるいは導通ビアなどと同様基板内部に設けることができる。 これら基板表面及 び基板内部の電気回路は導通ビアなどを¾ ^¾いて職で、 あるいは同時に組み合わせて設け ることができる。
発光素子の大きさが 1 mm前後と比較的小さい場合や基板へ直接搭載することが困難な など、 該発光素子の基板への実装性を高めるために該発光素子を一旦サブマウントに搭載した 後本発明による基板に搭載することもできる。 図 9及び図 1 0はサブマウントを用いて発光素 子を搭載する場合の本発明による基板の使用形態の断面を示している。
図 9は発光素子 2 1がサブマウント 5 0にいつたん搭載され該サブマウント 5 0が本発明に よる基板 2 0に搭載されている例が示されている。 図 9において発光素子 2 1との発光^搭 載用基板 2 0とはサブマウント 5 0の表面に設けられている同時舰メタライズ、 あるいは厚 膜メタライズ、 あるいは薄膜メタライズなどによる電気回路 5 1と基板 2 0の発光素子搭載面 側に設けられているタングステンあるいはモリブデンあるいは同などを主成分とする同時焼成 メタライズ、 レゝつたん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から 焼き付けて形成する厚膜メタライズ、 スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングな どによる薄膜メタライズ、 などによる表面電気回路 2 6とをワイヤ 2 5により接続することで 電気的に接続されている。 図 9において基板 2 0の発光素子が搭載されている面側において該 発光素子からの発光 2 2は殆どさえぎられることなく基 部に放出される。 また、 発光素子 が搭載されている面と反対側においても発光素子から発せられた光が基板 2 0を透過した光 2 3として基板外部に放出される。 本発明においてサブマウント 5 0として内部にタングステン あるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時! «などにより形成される単層あるい は多層化メタライズによる電気回路を有するものも用いることができる。
図 1 0は発光素子 2 1がサブマウント 5 0にいつたん搭載され該サブマウント 5 0が本発明 による窪み空間 3 1を有する発光素子搭載用基板 3 0に搭載されている例が示されている。 図 1 0において発光素子 2 1と発光^?搭 基板 3 0とはサブマウント 5 0の表面に設けられ ているタングステンあるいはモリブデンあるいは同などを主成分とする同時焼成メタライズ、 いったん «することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形 成する厚膜メタライズ、 スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜 メタライズ、 などによる電気回路 5 1と基板 3 0の発光素子搭載面側に設けられている厚膜あ るいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路 2 6とをワイヤ 2 5により接続することで電気 的に接続されている。 図 1 0において基板 3 0の発光軒が搭載されている面側において該発 光 からの発光 2 2は殆どさえぎられることなく基 部に放出される。 また、 発光^?が 搭載されている面と^:寸側においても発光^?から発せられた光が基板 3 0を した光 2 3 として基 部に放出される。 また、 発光軒から発せられた光は窪み空間 3 1の側壁からも 基板を透過した光 2 4として基板外部に放出される。 本発明においてサブマウント 5 0として 内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時 «などにより形 成される単層あるいは多層化メタライズによる電気回路を有するものも用いることができる。
サブマウントの形態は図 9、 図 1 0に例示されたものだけではなく各種形態のものが使用で きる。 また、 該サブマウントと本発明による基板との接続も図 9、 図 1 0に例示されたものだ けではなく各種方法が使用できる。 図 1 1及び図 1 2にサブマウントの形態、 及び該サブマウ ン卜と本発明による基板との接続状態の断面を例示した。
図 1 1はサブマウント 5 0の側面に同時焼成メタライズゃ厚膜メタライズあるいは薄膜メタ ライズなどによる電気回路 5 2が施されている例を示す。 図 1 1において発光素子 2 1はサブ マウント 5 0〖こいつたん搭載され該サブマウント 5 0が本発明による発光素子搭載用基板 2 0 に搭載されている。 図 1 1において発光素子 2 1と発光素子搭 ¾j¾基板 2 0とはサブマウント 5 0の表面に設けられている電気回路 5 1と基板 2 0の発光素子搭載面側に設けられているタ ングステンあるいはモリブデンあるいは同などを主成分とする同時焼成メタライズ、 いったん 焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚 膜メタライズ、 スパッ夕あるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライ ズ、 などによる表面電気回路 2 6とをサブマウント側面の電気回路 5 2により接続することで 電気的に接続されている。 本発明においてサブマウント 5 0として内部にタングステンあるい はモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層 化メタライズによる電気回路を有するものも用いることができ導通ビア 5 3により表面の電気 回路と接続してより複雑な電気回路を形成できる。
図 1 2はサブマウント 5 0の内部に導通ビア 6 3が施されている例を示す。 図 1 2において 発光素子 2 1はサブマウン卜 5 0にいつたん搭載され該サブマウント 5 0が本発明〖こよる発光 素子搭載用基板 2 0に搭載されている。 図 1 2において発光素子 2 1と発光素子搭 基板 2 0とはサブマウント 5 0の内部に設けられている導通ビア 5 3と基板 2 0の発光素子搭載面側 に設けられているタングステンあるいはモリブデンあるいは同などを主成分とする同時焼成メ 夕ライズ、 いったん «することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼 き付けて形成する厚膜メタライズ、 スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなど による薄膜メタライズ、 などによる電気回路 2 6とをサブマウント内部の導通ビア 5 3により 接 することで電気的に接続されている。 本発明においてサブマウント 5 0として内部にタン ダステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単 層あるいは多層化メタライズによる電気回路を有するものも用いることができ導通ビア 5 3に より表面の電気回路と接続してより複雑な電気回路を形成できる。
本発明による発光素子搭 基板に上記サブマウントを搭載する場合、 基板は任意の形態の ものを用いることができる。 図 9〜図 1 2以外にも基板として内部に導通ビア、 あるいはタン ダステン、 モリブデン、 銅などを主成分として同時焼成などにより形成される多層化メタライ ズ、 いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付け て形成する厚膜メタライズ、 スパッ夕あるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる 薄膜メタライズ、 などを有するものなどを用いることができる。 例えば、 1 ) 図 1 3の符号 2 0で示すような平板状で基板内部に導通ビア 4 0を有するもの、 2) 図 1 4の符号 3 0で示す ような窪み空間 3 1を有しさらに基板内部に導通ビア 4 0を有するもの、 などの形態を有する ものが使用できる。 なお、 図 1 3及び図 1 4は本発明による発光素子搭載用基板にサブマウン トを介して発光素子が搭載されている様子を示す断面図である。
また、サブマウントとして本発明による光 M 性を有する窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体をはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 基板 を用いることができる。 本発明による発光^?搭¾^基板は ¾¾ϋ性を有するセラミック材料 を主成分とする焼結体からなるが、 本発明による発光素子搭載用基板をサブマウントとして用 いることで発光 からの発熱を効果的に逃がし、 多層化メ夕ライズゃ薄膜メ夕ライズなどを
用いてコンパクトなサブマウント基板が設計でき、 発光素子の駆動に伴う急熱急冷にも耐え、 さらに光 ¾ϋ性を有するなど、 他の材料からなるサブマウントに比べて優れている。
本発明による発光素子搭¾«基板のうち発光素子が搭載されていない状態の窪み空間を有す るものの断面図を図 1 5及び図 1 6に例示する。
図 1 5において窪み空間を有する発光素子搭載用基板 3 0は平板状の甚体 3 4、 枠体 3 5及 びに蓥 3 2より構成されている。 平板状の Si本 3 4に枠体 3 5が齢部 3 6で接合されること で窪み空間 3 1が形成されている。 本発明において上記発光素子搭載用基板 3 0において基体 3 4あるいは枠体 3 5のうちいずれか一方がセラミック材料を主成分とする焼結体からなるか、 あるい 本 3 4あるいは枠体 3 5のどちらもセラミック材料を主成分とする焼結体からなる か、 いずれかである。 また、 本 3 4あるいは枠体 3 5の材料としてセラミック材料を主成分 とする焼結体以外に必要に応じて各種金属、 合金、 ガラス、 セラミック、 樹脂などを主成分と するものが^できる。 ¾f本 3 4あるいは枠体 3 5の材料として透明なガラス、 樹脂、 セラミ ックなどを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことなく基¾ ^部に放出できるの で好ましい。 また、 謝本 3 4あるいは枠体 3 5の材料として光を ¾l しにくい光不翻性の各 種金属、 合金、 ガラス、 セラミック、 樹脂などを主成分とするものを用いればその部分では発 光 »からの発光 板を しにくくなるので該発光を基 部に放出させたくない方向を 制御するために用いれば有効に機能する。 上記発光素子搭載用基板 3 0において窪み空間を封 止するための蓋 3 2が T又り付けられている。 蓋 3 2は通常発光素子を搭載した後に枠体に取り 付け、 その際篕 3 2は封止部 3 7においてはんだ、 ろう材、 ガラス、 樹脂などを主成分とする 封止材料で発光素子を封止する。 蓋 3 2の材料として各種金属、 合金、 ガラス、 セラミック、 樹脂などを主成分とする材料が用いることができる。 蓋 3 2の材料として光¾1性を有する窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結 体や透明なガラス、 棚旨などを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことなく蓋か ら基« ^部に放出できるので好ましい。 また、 蓋 3 2の材料として光を ¾Μしにくレゝ光不¾ 性の各種金属、 合金、 ガラス、 樹脂、 などを主成分とするもの、 あるいは各種セラミックを主 成分とする焼結体 (光を しにくい光不¾1性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体な どを含む) などを用いれば発光^?からの発光は蓋を ¾iiしにくくなるので蓋が又り付けられ る方向に該発光を放出させたくない場合には有効である。 また、 封止に際して蓋の材料として 金属、 合金、 ガラス、 各種セラミックを主成分とする焼結体など、 封止材としてはんだ、 ろう 材、 ガラスなどを用いれば気密封止が可能となる。 また、 なお蓋 3 2は必要に応じて用いなく てもよい。 その場合 の封止は窪み空間 3 1に透明な樹脂などを充填することで行うこ とができる。 図 1 5において ¾(本3 4には導通ビア 4 0、 基板の外部表面に形成されている表 面電気回路 4 1、 発光素子搭載側の基板表面にも表面電気回路 2 6が形成されている。 また、 必要に応じて上記導通ビア、 外部電気回路、 発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路 以外にも基板内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成 などにより形成される単層あるいは多層化された電気回路も設けることができる。 また、 必要 に応じて上記導通ビア、 外部電気回路、 発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路は枠 体 3 5にも設けることができる。 また、 必要に応じて上記導通ビア、 外部電気回路、 発光素子 搭載側の基板表面に形成される電気回路は適宜設けなくてもよい。 なお上記導通ビア及び各種 電気回路は同時 «によるメタライズ、 いったん «することで得られる 1 性のセラミツ ク材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、 スパッ夕あるいは 蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、 などにより形成することが好 ましい。 上記導通ビア、 あるいは外部表面に形成される電気回路、 あるいは発光素子搭載側の 基板表面に形成される電気回路、 あるいは基板内部の電気回路を設けないからといって本発明
による発光素子搭載用基板としての性能には特に影響はない。
図 1 5はそれぞれ別々の部材である Sf本 3 4と枠体 3 5とを接合する方法で発光素子搭¾^ 基板が構成されているように描いてある。 一方図 1 6に本発明による発光素子搭載用基板 3 0 として図 1 5に示した接合部 3 6のない状態で謝本 3 4と枠体 3 5とが一体化したものを例示 している。 図 1 5に示した 部 3 6のない状態で ¾{本 3 4と枠体 3 5とが一体化したものは 図 6、 図 8、 図 1 0、 図 1 4でも例示した。 このような一体化した発光軒搭 基板はセラ ミック材料を主成分とする焼結体では容易に作製し得る。 すなわち、 例えばあらかじめセラミ ック材料を主成分とする成形体を一体化した状態で作っておきその後該成形体を焼成する、 あ るいはいつたん作製した焼結体を例えば同質のセラミック材料からなる粉末ペーストで接着し その後焼成することで一体化する、 などの方法で容易に作製し得る。 一体化することにより窪 み空間 3 1が形成されている発光素子搭載用基板であっても、 蓋 3 2を用いて封止部 3 7にお いてはんだ、 ろう材、 ガラス、 測旨などを主成分とする封止材料で発光素子が封止できること には変わりがない。 また、 蓋 3 2〖漏常発光素子を搭載した後に枠体に取り付け、 その際蓋 3 2 扯部 3 7においてはんだ、 ろう材、 ガラス、 樹脂などを主成分とする封止材料で発光素 子を封止する。 蓋 3 2の材料として各種金属、 合金、 ガラス、 セラミック、 翻旨などを主成分 とする材料が用いることができる。 蓋 3 2の材料として ¾¾¾性を有するとする焼結体をはじ め各種セラミック材料を主成分とする焼結体や透明なガラス、 棚旨などを用いれば発光素子か らの発光があまり損失を伴うことなく蓋から基 部に放出できるので好ましい。 また、 蓋 3 2の材料として光を翻しにくい光不翻性の各種金属、 合金、 ガラス、 樹脂、 などを主成分 とするもの、 あるいは各種セラミックを主成分とする焼結体 (光を ¾ しにくい光不 ¾ϋ性の 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などを含む) などを用いれば発光素子からの発光は蓋 を透過しにくくなるので蓋が り付けられる方向に該発光を放出させたくない場合には有効で ある。 また、 封止に際して蓋の材料として金属、 合金、 ガラス、 各種セラミックを主成分とす る焼結体など、 封止材としてはんだ、 ろう材、 ガラスなどを用いれば気密封止が可能となる。 また、 なお蓋 3 2は必要に応じて用いなくてもよい。 その場合発光素子の封止は窪み空間 3 1 に透明な樹脂などを充填することで行うことができる。 図 1 6において発光素子搭 基板 3 0の発光素子が搭載される部分 3 8には導通ビア 4 0、 基板の外部表面に形成されている表面 電気回路 4 1、 発光素子搭載側の基板表面にも表面電気回路 2 6が形成されている。 また、 必 要に応じて上記導通ビア、 外部電気回路、 発光 »搭載側の基板表面に形成きれる電気回路以 外にも基板内部に夕ングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成な どにより形成される単層あるいは多層化された電気回路も設けることができる。 また、 必要に 応じて上記導通ビア、 外部電気回路、 発光軒搭載側の基板表面に形成される電気回路、 基板 内部に形成される内部電気回路は窪み空間を形成している側壁部分 3 3にも設けることができ る。 また、 必要に応じて上記導通ビア、 外部電気回路、 発光素子搭載側の基板表面に形成され る電気回路、 基板内部に形成される内部電気回路は適宜設けなくてもよい。 なお上記導通ビア 及び各種電気回路は同時 «によるメ夕ライズ、 レゝったん焼成することで得られるセラミック 材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、 スパッタあるいは蒸 着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、 などにより形成することが好ま しい。 上記導通ビア、 あるい〖 部電気回路、 あるいは発光素子搭載側の基板表面に形成され る電気回路、 あるい 板内部の電気回路を設けないからといって本発明による発光^?搭載 用基板としての性能には特に影響はない。
本発明において、 窪み空間を有する発光素子搭棚基板として図 1 5で例示したように謝本 と枠体との接合により窪み空間を形成したものを用いることができる。 この構成による窪み空 間を有する発光素子搭載用基板の場合、 ¾ (本あるいは枠体のどちらかが窒化ルミニニウムを主
成分とする焼結体であるか、 あるい :あるいは枠体のどちらも窒化ルミニニウムを主成分 とする焼結体であるか、 いずれかである。 また、 ¾ί本あるいは枠体の材料として窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体をはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体以外に必 要に応じて各種金属、 合金、 樹脂などを主成分とするものが使用できる。 基体あるいは枠体の 材料として透明なガラス、 樹脂などを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことな く基¾ ^部に放出できるので好ましい。 また、 謝本あるいは枠体の材料として光を 過しにく レ光不¾1性の各種金属、 合金、 ガラス、 樹脂、 などを主成分とするもの、 あるいは各種セラ ミックを主成分とする焼結体 (光を翻しにくい光不翻性の窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体などを含む) などを用いればその部分では発光^?からの発光 板を透過しにくく なるので該発光を基板外部に放出させたくない方向を制御するために用いれば有効に機能する。 上記本発明による Sf本と枠体との接合により得られる発光素子搭棚基板において、 窪み空間 を封止するためなどの目的で蓋を取り付けることができる。 蓋は通常発光素子を搭載した後に 枠体に取り付け、 その際蓋は封止部においてはんだ、 ろう材、 ガラス、 樹脂などを主成分とす る封止材料で発光^?を封止する。 蓋の材料として各種金属、 合金、 ガラス、 セラミック、 樹 脂などを主成分とする材料が用いることができる。 蓋の材料として光 ¾ 性を有する窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体をはじめ各種セラミック材料を主成分とする焼結体や透明なガ ラス、 樹脂などを用いれば発光^ Pからの発光があまり損失を伴うことなく蓋から基 部に 放出できるので好ましい。 また、 蓋の材料として光を透過しにくい光不透過性の各種金属、 合 金、 ガラス、 樹脂、 各種セラミックを主成分とする焼結体 (光を ¾iしにくい光不翻性の窒 化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体などを含む) などを用いれば発光舒からの発光は蓋を 透過しにくくなるので蓋が り付けられる方向に該発光を放出させたくない場合には有効であ る。 また、 封止に際して蓋の材料として金属、 合金、 ガラス、 各種セラミック材料を主成分と する焼結体など、封止材としてはんだ、ろう材、ガラスなどを用いれば気密封止が 能となる。 また、 なお蓋は必要に応じて用いなくてもよい。 その場合発光素子の封止は窪み空間に透明な 樹脂などを充填することで行うことができる。
また、 上記本発明による ¾ί本と枠体との齢により得られる発光素子搭糊基板において、 必要に応じて導通ビア、 基 ¾ ^部表面に形成される電気回路、 発光軒搭載側の基板表面に形 成される電気回路以外にも基板内部に単層あるいは多層化された電気回路も設けることができ る。 また、 必要に応じて上記導通ビア、 外部電気回路、 発光素子搭載側の基板表面に形成され る電気回路は枠体にも設けることができる。また、必要に応じて上記導通ビア、外部電気回路、 発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路、 基板内部に形成される内部電気回路は蒙 設けなくてもよい。 なお上記導通ビア及び各種電気回路は同時焼成によるメタライズ、 あるい はいつたん «することで得られる光 ¾ϋ性のセラミック材料を主成分とする焼結体に後から 焼き付けて形成する厚膜メタライズ、 あるいはスパッ夕、 蒸着あるいはイオンプレーティング などによる薄膜メタライズ、 などにより形成することが好ましい。 上記導通ビア、 あるいは外 部電気回路、 あるいは発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路、 あるいは基板内部の 電気回路を設けないからといって本発明による発光素子搭載用基板としての性能には特に影響 はない。
図 1 5に例示した窪み空間を有する発光素子搭 基板において、 上記基体 3 4と枠体 3 5 との接合を行うに際しては各種方法を ¾g用いることができる。 例えばガラスや樹脂などの接 着剤を用いる方法、 基体あるいは枠体の少なくともどちらかにメタライズあるいはめっきを施 しはんだやろう材などを用いて接合する方法、 熱圧着により接合する方法、 超音波を用いて接 合する方法、 摩擦により接合する方法などがある。 接着剤を用いる場合 ½¾i性の高い材料を 用いることが好ましい。
¾f本と枠体とがすべてセラミック材料を主成分とする焼結体である場合、 該セラミック材料 を主成分とする粉末成形体同士を同質のセラミック材料を主成分とする粉末ペーストなどを用 いて接着後同時焼成して接合する方法などもある。
¾ (本及び枠体のうちどちらか一方だけが光透過性のセラミツク材料を主成分とする焼結体で ある &、 通常塞本と枠体との間の熱膨張率が異なる場合が多い。 このように »ί本と枠体との 間の熱膨張率が異なる場合柔らかいシリコーン樹脂などの接着剤を用いて接合することが好ま しい。 該シリコーン樹脂などの接着剤は ¾¾¾性も高いので好ましい。 上記柔らかいシリコ一 ン樹脂などの接難 J〖湖本と枠体との間の熱膨張率が等しいか近い場合であっても使用できる。 また本発明において、 窪み空間を有する発光素子搭載用基板として図 1 6で例示したように セラミック材料を主成分とする焼結体により一体化した状態で窪み空間を形成したものも用い ることができる。 上記本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体により一体化した状 態で形成される発光素子搭載用基板において、 窪み空間を封止するためなどの目的で蓋を取り 付けることができる。 蓋《®常発光素子を搭載した後に枠体に取り付け、 その際蓋は封止部に おいてはんだ、 ろう材、 ガラス、 樹脂などを主成分とする封止材料で発光素子を封止する。 蓋 の材料として各種金属、 合金、 ガラス、 セラミック、 樹脂などを主成分とする材料が用いるこ とができる。 蓋の材料として ¾¾ 性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじ めとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体や透明なガラス、 樹脂などを用いれば発光 からの発光があまり損失を伴うことなく蓋から基 部に放出できるので好ましい。 また、 蓋の材料として光を ¾i しにくい光不¾ 性の各種金属、 合金、 ガラス、 樹脂、 各種セラミツ クを主成分とする焼結体 (光を翻しにくい光不翻性の窒化アルミニウムを主成分とする焼 結体などを含む) などを用いれば発光素子からの発光は蓋を透過しにくくなるので蓋が り付 けられる方向に該発光を放出させたくない場合には有効である。 また、 封止に際して蓋の材料 として金属、合金、ガラス、各種セラミックを主成分とする鶴吉体など、封止材としてはんだ、 ろう材、 ガラスなどを用いれば気密封止カ坷能となる。 また、 なお蓋は必要に応じて用いなく てもよい。 その場合発光^?の封止は窪み空間に透明な樹脂などを充填することで行うことが できる。
また、 上記本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体により一体化した状態で形成 される発光軒搭細基板において、 必要に応じて導通ビア、 基板表面に形成される電気回路 以外にも基板内部に単層あるいは多層化された電気回路も設けることができる。 また、 必要に 応じて上記導通ビアや電気回路は窪み空間を形成している側壁部にも設けることができる。 ま た、 必要に応じて上記導通ビア、 基板表面に形成される電気回路、 基板内部に形成される内部 電気回路は適宜設けなくてもよい。 なお上記導通ビア及び各種電気回路は同時焼成によるメタ ライズ、 あるいはいったん! «することで得られる ¾¾ϋ性のセラミック材料を主成分とする 焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、 あるいはスパッタ、 蒸着あるいはイオン プレーティングなどによる薄膜メタライズ、 などにより形成することが好ましい。 上記導通ビ ァ、 あるいは発光素子搭載側と反対側の基板表面に形成される電気回路、 あるいは発光素子搭 載側の基板表面に形成される電気回路、 あるいは基板内部の電気回路を設けないからといって 本発明による発光素子搭載用基板としての性能には特に影響はない。
図 3 2はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる板状の発光素子搭載用基板の内部に 電気回路が形成されている例を示す。 図 3 2においてセラミック材料を主成分とする焼結体か らなる発光素子搭棚基板 2 0には内部電気回路 4 3が形成されている。 発光軒搭糊基板 2 0には表面電気回路 2 7が形成され低融点ろう材ゃ導電性接着剤などの接続材料 (図に示さ れていない)により固定されている。電気回路 2 7は通常同時焼成によるメタライズあるいは厚 膜メタラィズぁるいは薄膜メ夕ライズなどによりセラミツク材料を主成分とする焼結体に形成
される。 発光素子搭糊基板 2 0の電気回路 2 7が形成された部分に発光素子 2 1力 荅載され ワイヤ 2 5によって発光素子搭載側の基板表面の電気回路 2 6と電気的に接続されている。 表 面電気回路 2 6は導通ビア 4 0によって内部電気回路 4 3に接続され さらに導通ビア 4 0に よって基板の外部表面に形成されている表面電気回路 4 1と接続されている。 本発明において はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光 搭奪 基板の内部あるいは該基板の 表面に図 3 2に示すような電気回路が形成されていても、 基板を ¾ して外部へ放出される発 光素子から発せられた光の強さが形成された電気回路によって減じられることが少ない。
図 3 3はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる窪み空間を有する 素子搭載用基 板の内部に電気回路が形成されている別の例を示す。 図 3 3においてセラミック材料を主成分 とする焼結体からなる窪み空間 3 1を有する発光素子搭載用基板 3 0には内部電気回路 4 3が 形成されている。 発光素子搭載用基板 3 0には発光素子 2 1が搭載され非ワイヤ状の接続材料 2 9 (もう一方の発光素子電極に接続される接続材料は図示せず) によって発光素子搭載側の 基板表面の電気回路 2 6と電気的に接続されている。 表面電気回路 2 6は導通ビア 4 0によつ て内部電気回路 4 3に接続され、 さらに該内部電気回路 4 3は導通ビア 4 0によって基板の発 光素子が搭載されている基板表面と反対側の基;^部表面に形成されている表面電気回路 4 1 及び基板の窪み空間内の側壁 3 3の反対側にある基板外部表面 (基板の側面) に形成されてい る表面電気回路 4 2と接続されている。 本発明においてはセラミック材料を主成分とする焼結 体からなる発光素子搭 mffl基板の内部あるいは該基板の表面に図 3 3に示すような電気回路が 形成されていても、 基板を ¾iして外部へ放出される発光素子から発せられた光の強さが形成 された電気回路によって減じられることが少ない。
図 3 6は発光素子搭載用基板に発光素子からの発熱を基板外部に放出し易くするためのサ一 マルビアが形成された例を示す。 すなわち図 3 6において発光素子搭載用基板 2 0の発光素子 搭載部にサーマルビア 1 3 0が形成されている。 図 3 6において発光素子搭糊基板 2 0には その他に導通ビア 4 0及び表面電気回路 4 1が形成されている。 図 3 6において実際発光素子 2 1が搭載されワイヤ 2 5により発光軒と発光軒搭糊基板とが電気的に接続されている。 図 3 7はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の内部に電気回 路が形成されさらに発光素子からの発熱を基¾ ^部に放出し易くするためのサーマルビアが形 成されている例を示す。 すなわち図 3 7において窪み空間 3 1を有する発光素子搭載用基板 3 0の発光素子搭載部 3 8にサ一マルビア 1 3 0が形成されている。 図 3 7において発光素子搭 載用基板 3 0にはその他に導通ビア 4 0及び表面電気回路 4 1及び 4 2、 さらに内部電気回路 4 3が形成され、 また窪み空間内部の発光軒搭載面に 面電気回路 2 6が形成されている。 図 3 8はサ一マルビアが形成された舰素子搭糊基板に搭載された発光素子の例を示す。 すなわち、 図 3 8は図 3 7に示したサ一マルビア 1 3 0が形成された窪み空間 3 1を有する発 光素子搭載用基板 3 0に発光素子 2 1が上下反転した状態で搭載されている様子を示す。 図 3 8において発光素子 2 1に形成されている外部電極のうち N型半 本層に接続されているもの は発光素子搭載用基板 3 0の面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メ 夕ライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路 2 6と低融点ろう材ゃ導電性接着剤 などからなる非ワイヤ状の接続材料 2 9により固定され電気的にも接続されている。 さらに発 光素子 2 1の P型半導体層に接続されている外部電極は基板 3 0の発光素子搭載面側に形成さ れている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによ る表面電気回路 2 6と低融点ろう材ゃ導電性接難 Jなどからなる非ワイヤ状の接続材料 (図に 示されていない) により固定され電気的にも接続されている。
図 1 7は«からの基板の例を示す断面図である。 図 1 6において反射部 1 0 1を有する基 板 1 0 0の収納部 1 0 3に発光軒 2 1が搭載されている。 発光^?からの発光 1 0 2が反射
部 1 0 1により反射され発光素子が搭載されている基板面側から基« ^部に放出される。 また 基板 1 0 0を構成する材料が例えばアルミニウムや白色セラミックあるいは樹脂を主成分とす るものなどのように、 発光素子からの発光に対して反射能力が高く該発光の大部分が基板搭載 面側の方へ反射されてしまうか、 あるいは該発光素子からの発光を散乱吸収し易いものである 、 あるい 板材料そのものが該発光素子からの発光に対して不醒性を有するものか、 な どであり結局該発光素子からの発光を基板の発光素子が搭載されているのと反対側の面へ することが困難である。
上記のように からの発光素子搭 基板では、 本発明による発光素子搭 基板で実現 されている発光素子からの発光が該発光素子搭載側の面とは反対側の面から基 部への放出
(符号 1 0 4の点線で記された矢印) は困難である。
本発明による発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体は 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめ通常どのような材料を主成分とするものであ つても問題なく用いることができる。 このようなセラミック材料を主成分とする焼結体のなか で 性を有するものであれば好ましい。 発光素子搭 ¾J¾基板として用いられるセラミック 材料を主成分する焼結体が ¾¾i性を有することの有効性は高く、 発光素子搭 基板として 該基板の内部あるい 面に導通ビアあるいは電気回路あるいはサーマルビアなどが形成され たものであっても通常基板を した発光素子からの光の明るさや強度が減じることは少ない。 セラミック材料を主成分とする焼結体は組成や «状態の微小な変化による内部微構造の不均 一性や焼結密度の低下あるいは内部欠陥の生成などの要因により光¾§性が小さかったり、 あ るいは光 ¾i性の無いものとなり易いが、 本発明によれば従来からの方法を用いることで比較 的容易に^ 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を得ることができる。 すなわ ち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の場合、 窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形 体をヘリウム、 ネオン、 アルゴン、 窒素などの少なくとも 1種以上を主体とする中性雰囲気あ るい〖お素、 一酸化炭素、 炭素、 炭化水素などの少なくとも 1種以上を含む S¾性雰囲気とい つた非酸化性雰囲気の常圧下で、 あるいは減圧下で、 あるいは加圧下で通常 1 5 0 0〜2 4 0 0°C程度の鍵範囲で加熱し製造される。 誠時間は通常 1 0分〜 3時間程度の範囲が用いら れる。 又真空中での焼成によっても製造され得る。 さらにホットプレス法あるいは H I P (熱 間静水圧加) £) «法によっても製造される。 ホットプレス法による焼成条件としては上記非 酸化性雰囲気中あるいは真空中通常 1 5 0 0〜2 4 0 0°C程度の; « 範囲及び 1 0分〜 3 時間程度の範囲の 時間及び 1 0 KgZcm2〜1 0 0 0 Kg/ c m2程度の圧力範囲が用い られる。 また H I P法による «条件としては上記非酸化性雰囲気を 5 0 0 KgZcm2〜l 0 0 0 0 !^ 8ノ0 1112程度の範囲に加圧し通常1 5 0 0〜2 4 0 0。C程度の焼成温度範囲及び 1 0分〜 1 0時間程度の範囲の; «時間が用いられる。 上記の焼成に際して窒化アルミニウム成 分が焼成雰囲気中に存在するような工夫を行うことでより光 性に優れた窒化アルミニゥム を主成分とする焼結体が得やすい。 すなわち、 窒化アルミニウムを主成分とする蒸気が誠雰 囲気中に存在することで 性に優れた窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体がより得易 くなる。 窒化アルミニウム成分を舰雰囲気中に存在させる方法としては例えば被舰物であ る窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体の誠中に該被誠物自体からの蒸発によって雰囲気中に供給するか、 あるいは謝皮誠物 以外から供給する方法がある。 具体的には例えば、 被誠物自体から窒化アルミニウム成分を 焼成雰囲気中に供給する方法として、 誰«物を窒化ほう素あるいはタングステン、 モリブ デンなどできるだけカーボンを含まない材料で作製された 「さや」 や 「こう鉢」 などの滅容 器あるいは「セッ夕一」 などの焼成治具に収納し焼成するか、 あるいは力一ボンを含んだ焼成 容器あるいは焼成治具を用いたとしてもその表面を窒化ほう素などでコ一ティングしたものを
用いるなど効果がある。 誠容器あるいは舰治具などに収納後さらに密閉度を高めた状態で 被! «物を «することにより^ i性に優れた窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体を作 製することもできる。 被誠物以外から窒化アルミニウム成分を滅雰囲気中に供給する方法 として、 被舰物を窒化アルミニウムを主成分とする材料で作製された 「さや」 や 「こう鉢」 などの焼成容器あるいは 「セッ夕一」 などの焼成治具に収納し «することで ½¾1性に優れ た窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することができる。 また、 被舰物を窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする粉末中に埋設して誠する方法は光腿性に優れた窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体が得やすい。 上記舰容器あるいは舰治具内に被誠物!^の窒化 アルミニウムを主成分とする粉末あるいは窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるい は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれか 1以上のも のを被焼成物とともに同時に存在させて «しても光 ¾i率に優れた窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体を作製することができる。 この方法では被焼成物をフリーな状態で «するこ とができるので製品の大量処理や複雑な形状のものを «する場合に好適である。 なお、 上記 焼成容器あるいは舰治具のうち窒化アルミニウムを主成分とする材料で作製された誠容器 あるいは «治具を用い、 被 «物以外の窒化アルミニウムを主成分とする粉末あるいは窒化 アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のう ちから選ばれた少なくともいずれか 1以上のものを被焼成物とともに同時に存在させて焼成し ても 率に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製すること力 きる。 上記 窒化アルミニゥム成分を焼成雰囲気中に存在させ舰過性に優れた窒化アルミ二ゥムを主成分 とする焼結体を作製する方法のなかで、 通常該窒化アルミニゥム成分を被焼成物自体からの蒸 発によって雰囲気中に供給するよりも被 物以外から供給する方がより 性に優れた窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体が作製し得る。 なお、 上記窒化アルミニウム成分を焼成 雰囲気中に存在させ) ra 性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製する方法 は、 通常焼結助剤などの添加物や原料中に含まれる酸素あるいは不可避不純物などの成分が焼 成中に揮散しないので粉末成形体とほとんど同じ組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体を作製することができる。
その他、 ホットプレス法や H I P法による舰に際しては窒化アルミニウムを主成分とする 粉末成形体をそのまま加圧焼成するよりも麵末成形体をいつたん焼成して窒化アルミニウム を主成分とする焼結体となし、 該焼結体をあらためて加圧焼成する方がより ¾¾i性に優れた 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得やすい。 また、 ホットプレス法や H I P法による 焼成においても、 上記焼成容器や «治具を用いるなど各 »法により; «雰囲気中に窒化ァ ルミニゥ成分を存在させて舰することがより 性に優れた窒化アルミニゥムを主成分と する焼結体を作製する上で好ましい。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光¾¾ '生を高めるために必要に応じて上記以外の 条件も選択できる。 例えば 1 7 5 0 °C以上の温度で 3時間以上の比較的長い時間をかけ要すれ ば ^性雰囲気中で «を行えば含まれる酸素や焼結助剤として用いられる希土^ ¾素化合物 やアルカリ土類金属化合物などの成分あるいは舰髓低減化剤として用いられるアルカリ金 属ゃ珪素などの成分あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を着色するために用いら れる Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分や力一ボンあるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外の不可避金属成分例えば鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハ フニゥム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの成分を飛散 · (?鉄し減少化できるので AL ON (酸窒化 アルミニウム:スピネル型結晶構造を有する A 1 Nと A 1 2〇3との間の化学反応で生じる化合 物) や上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物の含有量が低減 化されて A 1 N ¾mが高まりその結果 性が向上した窒化アルミニウムを主成分とする焼
結体が製造でき易い。
上記のように 1 7 5 0°C以上の温度で 3時間以上の比較的長い時間をかけ要すれば^性雰 囲気中で «を行うことで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の ¾¾ 性をより高めるこ とができるが、 該;«により窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒 子が成長し易くその結果粒子境界が減少することも ¾¾ 性が! ¾まり易くなることの要因の 1 つではないかと本願発明者は推測している。 .
上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の A 1 ^を高めあるいは窒化アル ミニゥム粒子が成長することで 性が向上した窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体を 製造するときの焼成温度として、 焼成時間を短縮する上で 1 9 0 0 以上がより好ましく、 2 0 5 0°C以上がさらに好ましく、 2 1 0 0 °C以上が最も好ましい。 2 0 5 0 °C以上はもちろん さらに 2 1 0 0 °C以上の高温であっても A 1 N成分自体は殆ど昇華することなく焼成できる。 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の A 1 N«を高めあるいは窒化アルミニウム粒子が 成長することで ^1^ ^性が向上した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を難するために 焼成温度 1 7 5 0°C〜1 9 0 0 °Cの範囲では焼成時間は通常 1 0時間以上とすることが好まし くさらに 2 4時間以上でより大きな効果が得られる。 m.1 9 0 o°c以上では舰時間 6 時間以上で十分 ½¾i性を高める効果が得られ、 さらに 1 0時間以上でさせる ½¾i率を高め るためのより大きな効果が得られる。 焼成 2 0 5 0 °C以上では焼成時間 4時間以上で十分 光¾¾性を高めるための効果が得られ、 さらに 6時間以上で 性を高めるためのより大き な効果が得られる。 また鍾 ? 2 1 0 0 °C以上では «時間 3時間以上で十分光扁性を高 めるための効果が得られさらに 4時間以上で光 ¾性を高めるためのより大きな効果が得られ る。 上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の A 1 を高め窒化アルミニゥ ム立子を成長させることにより該焼結体の光 ¾i性を高める上で焼成温度を高めれば焼成時間 を短くでき焼成温度を低くすれば焼成時間が長くなるという関係にあり、 焼成温度と焼成時間 は任意の条件のものを用いることができる。
上記のように A 1 を高めることにより高レ^ 過性を有する窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体を製造するときの焼成雰囲気は不純物をより揮散させ易くするために例えば水 素、 一酸化炭素、 炭素、 炭化水素などの少なくとも 1種以上を含 性雰囲気を用いること が好ましい。 M¾性雰囲気としては水素、 一酸化炭素、 炭素、 炭化水素などのうち少なくとも 1種以上を主体とするものでも良いが窒素、 ヘリウム、 ネオン、 アルゴンなどのうち少なくと も 1種以上を主体とする雰囲気中に水素、 一酸化炭素、 炭素、 炭化水素などのうち少なくとも 1種以上を例えば 0. l p pm程度の微» む雰囲気であっても良い。 囲気が窒素、 ヘリウム、 ネオン、 アルゴンなどのうち少なくとも 1種以上を主体とする雰囲気中に水素、一 酸化炭素、 炭素、 炭化水素などのうち少なくとも 1種以上を微量含む雰囲気である場合水素、 一酸化炭素、 炭素、 炭化水素などのうち少なくとも 1種以上を 1 O p pm以上含むものが窒化 アルミニゥムを主成分とする焼結体を高 化する上でより好ましい。 また前記^ ΰ性雰囲気 において水素、 一酸化炭素、 炭素、 炭化水素などのうち少なくとも 1種以上を 1 0 O p pm以 上含むものが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を高繊化し光翻性を高める上でさら に好ましい。
窒化アルミニウム粒子を成長させることで)1 ffi 性を高めた窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体を製造する時の雰囲気は特に還元雰囲気を用いる必要性はなく非酸化性の雰囲気であ れば十分である。
上記のような比較的長い時間焼成を行い A 1 Nの純度を高めあるいは窒化アルミニウム粒子 を成長させることで 性を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するとき、 窒化アルミニウム原料粉末を主成分とする粉末成形体を用いて; «してもよいし、 前言 末成
形体をいつたん焼成し焼結体としたものを用いても良い。 また、 主成分である窒化アルミニゥ ム に希土類 素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1 種以上を含む窒化アルミ二ゥムを主成分とする粉末成形体や焼結体を用いることも好ましい。
A 1 N繊の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を難するときには特に焼結助剤 を使用せず原料粉末をそのまま使つた粉末成形体や焼結体を用い好ましくは前記のような^ ¾ 性雰囲気中 1 7 5 0 °C以上の温度で 3時間以上加熱して含まれる成分を揮散 ·除去してもよい が、 上記のように希土 素化合物あるいはアル力リ土類金属化合物のうちから選ばれた少な くとも 1種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体や焼結体を用いることが A 1 N以外の成分を揮散 · 、 低減化し高繊化が達成され易いのでより好ましい。 また、 希 土類 素化合物から選ばれた化合物を少なくとも 1種以上及びアル力リ土類金属化合物から選 ばれた化合物を少なくとも 1種以上同時に含んだ窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体 あるいは粉末成形体をいつたん焼成して焼結体としたものを用いることで、 希土^ 5素化合物 あるいはアル力リ土類金属化合物をそれぞれ単独で用いた場合に比べて «温度を 5 0° (:〜 3 0 0 °C程度に低下することが可能となり効率的に窒化アルミニウム以外の成分を揮散 . 、 低減化し高 «化が達成され易くなるのでより好ましい。 このような方法により X線回折など の方法を用いた分析で実質的に A 1 N単一相からなる窒化アルミニウム焼結体も M できる。 本願発明において基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の A 1 N ^を 高めることは該焼結体を用いた発光素子搭載用基板の光 ¾i性を高めるために有効である。 また一方で窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光 軒搭載用基板として用いることも有効である。 すなわち例えば前記粉末成形体や焼結体を 1 7 5 ΟΤ:以上の で 3時間以上の比較的長い時間をかけて «を行って得られる窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体は窒化アルミニゥム粒子は大きく成長している一方で希土 素 化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、 あるいは酸素、 あるいは舰 低減化剤 として用いられるアル力リ金属や珪素などの成分、 あるいは窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体を着色するために用いられる M o、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分や力一ポ ンあるいは Mo、 W V、 N b、 T a、 T i以外の不可避金属成分例えば鉄、 ニッケル、 クロ ム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コノルト、 銅、 亜鉛などの成分、 あるいは AL O Nや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物、 などの成分が比 較的多く残存している場合がある。 このような窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含む 一方で窒化アルミニウム粒子が成長している焼結体であっても ¾¾i性は高まり易く、 該焼結 体を発光素子搭 基板として用いること力 効となる。 すなわち本発明において発光素子を 搭載するための基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は必ずしも A 1 N esの高いものでなくても焼結体中の窒化アルミニウム粒子を大きくすることが有効である ことを示している。 その理由として焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが増大化す れば粒界が減少するので粒界の影響が少なくなりこの大きく増大した A 1 N粒子が単結晶に近 い性質を発現し易くなり、 その結果光透過性が高まり易くなるためであろうと推測される。 窒 化アルミニゥム焼結体中の績は該焼結体を発光素子搭翻基板として用いるにあたり厚膜メ 夕ライズぁるいは薄膜メ夕ライズによる電気回路を形成する際の該メタライズの基板に対する 接合性、 あるいはガラスや樹脂などの封止材と基板との接合性、 あるいはその他接着剤やろう 材などによる 材料との接合性などに影響を与えるが場合が多い。 すなわち窒化アルミニゥ ム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光 »搭糊基板におい て、 A 1 N純度は特に高くなくても該メタライズの材料やその形成方法、 封止材の材質やその 形成方法、 接着剤やろう材の材質やその形成方法、 などに対応した A 1 N純度であればよい。 上記のように高い温度で長時間焼成すれば焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが
増大化するが通常それと同時に窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の焼結助剤、 添加物 などの揮散が生じ易い。 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒 子の大きさを増大化させるだけで A 1 N焼結体中の焼結助剤、 添加物などの揮散を抑制するた めには焼成雰囲気を水素、 一酸化炭素、 炭素、 炭化水素などの還元性成分の比較的少ない窒素 やアルゴンなどの非酸化性雰囲気を用いることが好ましい。 又 «炉もカーボン発熱体を用い る方式のものあるいは電¾導でカーボンを発熱させる方式のものあるいはカーボン製の炉材 を有するものなども用いることができるがそれ以外の例えば夕ングステン、 モリブデンなどの 高融点金属を発熱体とする方式のものあるいは電磁誘導でタングステン、 モリブデンなどの高 融点金属を発熱させる方式あるいはタングステン、 モリブデンなどの高融点金属製の炉材を用 いたものなどを用いることが有劾な場合がある。 また水素、 一酸化炭素、 炭素、 炭化水素など を含む^ δ性雰囲気中で焼成してもあるいはカーボン発熱体を用いる方式のものや電«導で カーボンを発熱させる方式の焼成炉を用いても、 前記粉末成形体や焼結体を窒化アルミニウム ゃ窒化ほう素あるいはタングステンなどできるだけ力一ボンを含まないセッ夕一や治具あるい はさや内に収納するか、 あるいは窒化アルミニウム粉末中に埋設するか、 あるいはカーボンを 含んだセッ夕一や治具あるいはさやを用いたとしても窒化アルミニウム粉末中に埋設するか、 あるいは上記セッ夕一や治具あるいはさや内に収納しさらに窒化アルミニゥム粉末中に埋設す るなど、 できるだけ Μ¾性雰囲気と隔絶した状態で焼成することも有効である。
上記のような焼結体の高 «化を抑制するような«法でなくカーボン発熱体を用いる ^ のものあるいは電 ¾導で力一ボンを発熱させる方式のものあるいはカーボン製の炉材を用い た焼成炉などを用いるか、 カーボン製のセッ夕一や治具あるいはさやを用いて前記粉末成形体 あるいは焼結体を焼成すれば自発的に一酸化炭素や炭素を含む ¾雰囲気が形成され易いので A 1 N以外の成分が揮散 · |5鉄され易くなり A 1 N繊が くかつ窒化アルミニウム粒子が成 長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を容易に得ることができるので好ましい。 通常 カーボン発熱体を用いる方式のものあるいは電 導でカーボンを発熱させる方式のものある いはカーボン製の炉材を用いた焼成炉などを用い、 同時にカーボン製のセッ夕一や治具あるい はさやを用いて前記粉末成形体あるいは焼結体を «することが A 1 N«が高くかつ窒化ァ ルミニゥム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を S¾tする上で好ましい。
A 1 N«カ搞くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼 結体は発光素子搭翻基板として好ましいが、 必ずしも A 1 Nの纖カ犒くなくても、 すなわ ち希土 素化合物やアルカリ土類金属化合物などの 結助剤、 あるいは酸素、 あるいは焼成 驢低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、 あるい〖擔色剤として用いら れる Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分やカーボン、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外の不可避金属成分、 あるいは AL〇Nや上記アルミニウム以外の金属成分 や珪素あるいはカーボンを含む化合物、 などの成分が比較的多く残存している窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウム粒子が成長したものであれば窒化ガリウ ム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とす る発光素子を搭載するための基板となり得る。 上記のような不純物が残存している一方で窒化 アルミニウム粒子が成長している窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても光 ¾1性 カ坏足していたりあるいは小さいものだけとは限らず、 波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の ½¾i率が 6 0 %~ 8 0 %の高いものも得られる。 このような窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体は窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素子を搭載するための優れた基板となり得る。
このような A 1 Ν φ¾の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミ二 ゥム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは A 1 N純度が高くかつ窒
化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は可視光あるいは紫外 光に対する 性カ搞まる。 さらに、 熱伝導率も例えば室温において 2 0 OW/mK以上あ るいは 2 2 OWZmK以上に向上できるという副次的な効果をもたらす。 窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体は熱伝導率が室温において少なくとも 5 OW/mK以上、 通常は 1 0 0 WZmK以上と高くそのため窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体を発光素子搭糊基板 として用いれば発光素子に加えられる電力を大きくできるので発光素子の発光出力が まると いう利点を有するが、 さらに例えば上記のような方法で謝云導率を室温において 2 0 OW/m K以上に高めることでさらに発光素子の発光出力を高めることができより好ましい。
さらに上記 A 1 Ν の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミ二 ゥム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は可視光及び/又は波長 2 0 0 η m〜3 8 0 nmの範囲の紫外光における光 性が Ί¾まり^ 率として 2 0〜4 0 %以上と 比較的高いものが得られ易いので発光素子からの光が基板で吸収される割合が減り発光^?の 発光効率が高まるという別の利点もある。
上記の高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 ¾!性を高めるためには 焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状はどのようなものでも用いることができるが同じ であれば立方体や長方体あるいは円柱状などのプロック状よりも例えば板状などより表面積の 大きなものを用いることが好ましい。また上記誠に供する粉末成形体や焼結体の形状でその 1 辺大きさが 8. 0 mm以下のものを用いることが高純度化された窒化アルミニゥムを主成分と する焼結体の光透過性を高める上で好ましい。 さらに上記の 1辺の大きさが 5mm以下のもの を用いることがより好ましく、 上記の 1辺の大きさが 2. 5 mm以下のものを用いることがさ らに好ましく、 1辺の大きさが l mm以下のものを用いることが最も好ましい。 上記 «に供 する粉末成形体や焼結体の形状が板状のときその厚みは 8 mm以下のものを用いることが高純 度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の 性を高める上で好ましい。 さらに 上記板状の粉末成形体や焼結体の厚みは 5 mm以下のものを用いることがより好ましく、 厚み 2. 5 mm以下のものを用いることがさらに好ましく、 厚み l mm以下のものを用いることが 最も好ましい。 上記に示したことを具体的に述べれば例えば、 組成が実質的に同じで実質的に A 1 N単一相の焼結体であっても上記立方体や長方体あるいは円柱状などのブロック状のもの あるいは 1辺が 5 mmを越える粉末成形体や焼結体を用いて S した高!^化された窒化アル ミニゥムを主成分とする 結体では板状あるいは 1辺が 8 mm以下の成形体や焼結体を用いて 製造したものに比べて光 ¾ ^性が低減化し、 場合によっては着色して ¾¾¾率がゼロに近いも のとなる場合がある。 その理由は必ずしも明確ではないが、 誠の過程で A 1 N以外の成分が 揮散 ·随されるに際して,散成分の圧力が高まり焼結体から急激な抜け方をしたり、 例え ば焼結助剤の Y 2 O 3など揮散中に X線回 化学分析では判別できにくレ微 分が窒化物や 炭化物などの還元生成物に変質するためではないかと推測される。
なお、 本発明において基板の厚みとは通常発光素子が搭載される部分の基娜みである。 ま た、 窪み空間を有する発光素子搭糊基板の場合は窪み空間を形成する側壁部分の基 みも 意味する。 これを図 (図 3 0及び図 3 1 ) により説明する。 すなわち、 図 3 0は発光^?搭載 用基板が板状である場合の例を示す断面図である。 図 3 0において基板 2 0の発光素子 2 1が 搭載される部分の t で示す寸法が上記発光軒が搭載される部分の基 みである。図 3 1は 発光素子搭糊基板が窪み空間を有する場合の例を示す断面図である。 図 3 1において窪み空 間 3 1が形成されている基板 3 0の発光素子 2 1が搭載されている部分の t で示した寸法が 上記発光素子が搭載される部分の基娜みであり、窪み空間を形成している基板部分の 1 2で示 した寸法が窪み空間を形成する側壁部分の基 ¾i¥みである。 本発明における基 «J?みとは、 通 常これら発光素子が搭載される部分の基; f¾?み及び窪み空間を形成する側壁部分の基 »みを
総称したものである。 本発明においては t丄及び 1 2それぞれが 8. 0 mm以下であることが好 ましい。
また、 図 3 0及び図 3 1は発光舒搭棚基板に搭載された状態の発光 ¾ΐを例示している。 上記例示した方法などを いることで窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体の、 1 ) 緻密度、 2 )気?しの ft^大きさ、 3 )焼結助剤などの量や分布、 4)酸素の含有量や存在状態、 5 ) 焼結助剤以外の不純物の量や分布、 6 ) 窒化アルミニウム粒子の大きさや粒度分布、 7 ) 窒化アルミニウム粒子の形状、 などを制御し光醒性を高めることができる。
また、 上記のように含まれるアルミニウム及び窒素以外の成分を飛散 · (5鉄し減少化させる 焼成法により製造された焼結体は通常の «法 (上記した減圧下、 常圧下、 雰囲気加圧下、 ホ ットプレス、 H I Pなどの方法を含む) により製造されたものに比べて光 ¾ 性が高くなり、 A 1 N繊も高くなり、 窒化アルミニウム粒子の大きさも大きくなる、 熱伝導率も高くなる、 といった特徴が、ある。 このような焼結体は多結晶体ではあるが粒界の影響が少なくなるので単 結晶の性状に近づく。 そのため該焼結体を窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウム のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光^?搭載用基板として用いた場合、 該発光素子として発光効率及び発光出力が向上したものを搭載し易い。 本発明はこのような高 化を目的とした «法により製造される A 1 N純度を高めた窒化アルミニウムを主成分と する焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子の大きさを成長させた窒化アルミニウムを主成分と する焼結体あるいは A 1 を高め窒化アルミニウム粒子の大きさを成長させた窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板を提供する。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の難に用いる原料粉末は酸化アルミニウムを 力ーポンなどで¾¾し窒化する酸化物^法、 あるいは金属アルミニゥムを直接窒化する金属 アルミニウムの直接窒化法、 あるいは塩化アルミニウム、 トリメチルアルミニウム、 アルミ二 ゥムアルコキシドなどのアルミニウム化合物を分解し気相中でアンモニアなどを用いて反応窒 化する CVD法、 といった方法で作製されたものが使用される。 焼結体の光¾ 性を高めるた めには原料として粒子径がサブミク口ンでシャープな粒度分布を有すること、 また成形体を作 製したとき該成形体の密度が高いこと、 さらに化学的な! ^の高いものが望ましい。 そのため 上記方法による原料のうち酸化アルミニウムをカーボンなどで還元し窒化する酸化物 法に より作製されたもの、 あるいは金属アルミニウムを直接窒化する金属アルミニウムの直接窒化 法により作製されたものをそれぞれ単独で用いるかあるいはこれらの原料を混合して用いるこ とが、好ましい。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の 過率は上記 $ϊϋ法を いることで 6 0〜 8 0 %程度あるいは 8 0〜 9 0 %以上のものが得られる。 本発明において窒化ガリウム、 窒化 ィンジゥム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素 子を搭載するための基板として ½¾ 性を有する窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体が用 いられる。 該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の 率は上記のように 1 %以上であ ることが好ましく、 該窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体を発光^?搭 基板として使 用したとき発光素子からの発光を基 部へ放出することが可能となる。 また ¾¾ 率は 5 % 以上であることがより好ましい。 このような光 ¾i率を有する窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体を発光軒搭翻基板として用いることで、 発光素子からの発光が織光»搭載用 基板内を ¾1しょり効率的に基¾ ^部へと放出されるようになり、 肉眼でも基板を ¾ した該 発光素子からの発光が明確に観察される。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の^ 率が 1 0 %以上であれば発光素子からの発 光が該発光素子搭載用基板内を透過しより効率的に基板外部へと放出されるようになり、 肉眼 でも基板を顯した觀光素子からの発光がより明確に謹され さら〖こその光編性を利用
して発光素子搭糊基板に搭載されている発光素子からの発光の基 部へ放出される方向の 制御を容易に行うことができるようになる。 この発光素子からの発光の方向制御を行う場合、 後述の反射防止部材ゃ反射部材が形成してある発光素子搭載用基板を用いることが効果的であ る。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光素子搭棚基板において麵匕アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体の光 ¾ϋ率は 2 0 %以上であることが好ましぐ 発光素子からの発 光が該発光軒搭糊基板内を しょり効率的に基麟部へと放出されるようになり、 肉眼 でも基板を ¾iした該発光素子からの発光力襁レ洸として明確に髓され、 基 部へ放出さ れる発光素子からの発光の方向制御をより容易に行うことができるようになる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光素子搭糊基板において纏化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体の光 ¾ 率は 4 0 %以上であることが好ましぐ 発光素子からの発 光が該発光^?搭細基板内を しさらに効率的に基 部へと放出されるようになり、 肉 眼でも基板を; ¾ した該発光素子からの発光が強い光としてより明確に嫌され 基 部へ 放出される発光素子からの発光の方向制御をさらに容易に行うことができるようになる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光素子搭糊基板において該窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体の光 ¾ 率は 6 0 %以上であることが好ましぐ 発光素子からの発 光が該発光素子搭糊基板内を しさらに効率的に基麟部へと放出されるようになり、 肉 眼でも基板を纖した該発光素子からの発光が強レ光としてより明確に謹され、 基 部へ 放出される発光素子からの発光の方向制御をさらに容易に行うことができるようになる。
また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光軒搭糊基板において該窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体の光 ¾i率は 8 0 %以上であることが好ましぐ 発光素子か らの発光が該発光^?搭 mffl基板内を しさらに効率的に基 部へと放出されるようにな り、 肉眼でも基板を翻した該発光素子からの発光が強い光としてより明確に鶴され、 基板 外部へ放出される発光軒からの発光の方向制御をさらに容易に行うことができるようになる。 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光素子搭糊基板におレて該窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体の光 ¾i率は 8 5 %以上であることが好ましぐ 発光素子からの発 光が該発光素子搭翻基板内を醒し最も効率的に基麟部へと放出されるようになり、 肉眼 でも基板を»した該発光素子からの発光が レ洸としてより明確に鶴され、 基 ¾^部へ放 出される発光素子からの発光の方向制御を最も容易に行うことができるようになる。
上記光 ¾i率は通常波長 6 0 5 nmの単色光で測定されたものであるが該方法により測定さ れた可視光に対する光 性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長 3 8 0 η m〜8 0 0 nmの範囲の全可視光領域でも同様な透過率を有する。 またこのような可視光に対 する) ¾¾¾性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長 2 0 0 nm〜3 8 0 nm の範囲の紫外領域の光に対しても同様の高い透過率を有する。
本発明において発光素子搭載用基板は)1 ffi 性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼 結体であり焼結体中の窒化アルミニウム粒子の結晶方位がランダムな方向を向いた多結晶体で ある。 したがって該上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中を翻した発光軒からの 発光はほとんど直進光とならず焼結体中の窒化アルミニウム粒子により散乱された光となって 基 部へと放出される。 本発明者は上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子 搭糊基板に用い、 該基板に搭載された窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムの うちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素子からの発光は該基板を ¾iして 基 部へ放出されるとき、 動夂出光は強い光であるにもかかわらず透明なガラスや樹脂など を透過した目に突き刺すような直進光と異なり穏やかで人間の目に優しい光となり易いことを 確認した。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の 率が高ければ、 本発明による窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭 mffi基板を ¾ した光は穩ゃカゝでより明るいも のとなり易い。
本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としては 窒化アルミニウムを 5 0髓%以上含むもので良好な 性のものが得られ易い。 窒化アル ミニゥムを 5 0髓%以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を窒化ガリウム、 窒化 インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素 子を搭載するための基板として用いることで該発光素子からの発光を基 部に効率よく放出 できるようになる。 また該発光の方向を制御することが可能となる。
なお窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板中の窒化アルミニウムの含有量は 焼結体に含まれる希土類 素、 アルカリ土類金属物、 酸素、 アルカリ金属、 珪素成分、 Mo、 I V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分、 カーボン、 あるいは Μο、 Ψ、 V、 Nb、 T a、 T i以外の遷移金属の不可避不純物、 ALON、 などアルミニウム及び窒素以外の成分の含有 量をそれぞれ元素腿して、 あるいは酸化物換算することにより容易に算定できる。 本発明に おいては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる上記希土 ¾素、 アルカリ土類金 属、 アルカリ金属、珪 有量は酸化物娜により求めた。上記酸素、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分、 力一ボン、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外 の遷移金属の不可避不純物については元素換算により求めた。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の上記各アルミニウム及び窒素以外 の成分の含有量を碰百分率 (體%) あるいは重量百分率 (重量%) のいずれかで求めた。 纏百分率の算定方法は含まれるアルミニウム及び窒素!^の成分を酸化物讓あるいは元素 換算により重量百分率で求め、 これら酸化物あるいは元素の密度から算定することで容易に求 めることができる。 なお AL ONの含有量は以下別^!ベるように X線回折により AL ONの 最強線と A 1 Nの最強線とを比^ Tる方法により求めた。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の^ 率は、 1 ) 焼結体の密度、 2) 焼結体内部 の気孔の有無や大きさ、 3) 焼結体の焼結助剤や着色剤の含有量、 4) 焼結体の酸素含有量、 5) 焼結体の焼結助剤及び酸素以外の不純物含有量、 6 ) 焼結体中の窒化アルミニウム立子の 大きさ、 7 ) 焼結体中の窒化アルミニウム立子の形状、 といった要因で変化するが、 上記の焼 結体の光透過率に影響を与える各要因を制御することで本発明による発光素子搭載用基板に使 用できる光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が製造できる。
本発明において、 発光素子搭載用基板として光 M 生を有する窒化アルミニウムを主成分と する焼結体を用いることが好ましい。 その光透過率は 1 %以上であることが好ましい。
本願発明者は発光軒搭糊基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 性に与える上記各要因について以下さらに詳しく調べた。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の密度であるが、 焼結体中で窒化アルミニウム粒子 や焼結助剤などが密に詰まった状態でないと光 性は高まらないであろうことは容易に推測 できる。 本発明による発光素子搭棚基板において 生の窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体を得るためには該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度は 9 5 %以上で あることが好ましく、 1 %以上の ¾¾¾率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が 得られ易い。 本発明による発光素子搭糊基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体の相対密度が 9 8 %以上であれば 5 %以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分と する焼結体が得られ易い。 また、 本発明による発光軒搭載用基板において窒化アルミニウム を主成分とする焼結体の相対密度が 9 9 %以上のもので 1 0 %以上の ¾¾ 率を有する窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体が得られ易い。 また、 本発明による発光素子搭載用基板にお
いて窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度が 9 9 . 5 %以上のもので 2 0 %以上 の ¾¾ϋ率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。
なお、 本発明において相対密度は焼結助剤や着色剤などの添加物を加えないで作製した窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウムの理論密度 ( 3. 2 6 1 g/ c m3) に 対するものであるが、 焼結助剤や着色剤などの添加物を加えて作製した窒化アルミニゥムを主 成分とする焼結体は窒化アルミ二ゥムの理論密度に対するものではなく窒化アルミニゥムと焼 結助剤などの成分が単に混合していていると見なしたとき計算上の密度に対する値で示した。 したがって窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度は焼結体組成に依存する。 具体 的に言えば例えば窒化アルミニウム (A 1 N) を 9 5重量%、 酸化イットリウム (Y203) を 5重量%含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、 A 1 Nの密度は 3. 2 6 1 g Z c m3であり、 Y2〇3の密度は 5 . 0 3 g/ c m3であるからこの組成の焼結体が完全に緻密 化したときの密度は 3. 3 1 9 gZ c m3であると算定されるので、実際得られた焼結体の密度 と前記計算上の密度との百分率が本発明で言う相対密度となる。 さらに具体例を示せば窒化ァ ルミニゥム (A 1 N) を 9 0重量%、 酸化エルビウム (E r 2〇3) を 1 0重量%含む窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体において、 E r 2〇3の密度は 8. 6 4 g/ c m3であるからこの 組成の焼結体が完全に緻密化したときの密度は 3 . 4 7 7 gZc m3であると算定されるので、 実際得られた焼結体の密度と前記計算上の密度との百分率が本発明で言う相対密度となる。 ま た窒化アルミニウム (A 1 N) を 9 9 . 5重量%、 酸化カルシウム (C a〇) を 0 . 5重量% 含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、 C a〇の密度は 3. 2 5 g/ c m3であ るからこの糸!^の焼結体が完全に緻密化したときの密度は 3. 2 6 1 gZ c m3であると算定さ れるので、 実際得られた; 結体の密度とこの計算上の密度との百分率が本発明で言う相対密度 となる。
本発明による発光素子搭糊基板として用いる上記範囲の相対密度を有する窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体において 率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、 最大 8 0 %〜8 5 %以上の光 ¾i 率を有するものが得られる。
また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部の気孔の大きさも小さいほうがう ^άΜ 率は 高くなるであろうことも容易に推測できる。 実際本発明による発光素子搭載用基板において窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体中の気孔の大きさが ¥均 1 m以下のもので窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体の 3"6¾ 率 5 %以上のものが得られ易い。 また、 気孔の大きさが 平均 0. 7 m以下のもので窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の)1 ά¾Μ率 1 0 %以上の ものが得られ易い。 また、 気孔の大きさが平均 0. 5 m以下のもので窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体の光 ¾ 率 2 0 %以上のものが得られ易い。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲の平均気孔の大きさを有する窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体において ¾¾ 率は前記で示したものよりもさらに高いもの が得られ、 最大 8 0 %〜 8 5 %以上の 1 ά¾過率を有するものが得られる。
上記のように気孔の平均大きさが小さくかつ相対密度の高い窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体が高い ¾¾ϋ率を有するものとなり易い。 焼結体の相対密度と焼結体中に含まれる気 孔の量とは逆の関係にある。 言い換えれば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度 が高くなれば焼結体中に含まれる気孔の量が小さくなることを意味する。 すなわち、 本発明に よる発光素子搭義基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の気孔率が 5 %以下 であることが好ましく、 率 1 %以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易 い。 また、 本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 の気孔率が 2 %以下であれば光翻率 5 %以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得 られ易い。 また、 本発明による発光素子搭纏基板において窒化アルミニウムを主成分とする
焼結体の気孔率が 1 %以下であれば光透過率 10 %以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼 結体が得られ易い。 さらに、 本発明による発光素子搭¾||基板において窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体の気孔率が 0. 5%以下であれば; ¾¾i率 20%以上の窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体が得られ易い。
本発明による発光素子搭棚基板として用いる上記範囲の気孔率を有する窒化アルミニウム を主成分とする焼結体において 率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、 最大 80%〜85%以上の光 率を有するものが得られる。
上記焼結体密度の向上、 及び焼結体内部気孔の減少あるいは内部気孔の大きさを小さくする ためには例えば以下の方法が有効である。 すなわち、 (1)焼結体難用原料として一次粒子が サブミクロンで粒子サイズの分布が均一なものを使用する、 (2)誠 を低減化し粒子成長 を抑制する、 (3)雰囲 m¾n圧誠やホットプレスあるいは HIPなど舰を 1^£Eより高い状 態で行う、 (4) において保持 を多段階に行う、 (5) 減圧焼成あるいは常圧 «と雰 囲気加圧焼成ゃホットプレスあるいは H I Pなどの 1気圧より高い雰囲気下での焼成とを組み 合わせて行う、 などである。 また、 上記方法を 2以上組み合わせて行うことも有効である。 また本発明による発光素子搭糊基板において、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は 主成分である窒化アルミニウム以外に焼;結助剤として例えば Sc203、 Y2〇3、 La2〇3、 C e〇2、 P r Nd2〇3、 Pm2〇3、 Sm203、 Eu2〇3、 Gd2〇3、 Tb4〇7、 Dy2 03、 Ho2〇3、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 Lu2〇3、 などの希土^ ΰ素酸化物あるい はその他 Sc、 Y、 La, Ce、 Pr、 Nd、 Pm、 Sm、 E Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Luなどの希土^ ¾素、 あるいは Sc、 Y、 La, Ce、 Pr、 Nd、 P m、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Luなどを含む炭酸塩、 硝酸 塩、 硫酸塩、 塩化物などの無機希土類化合物、 酢酸塩、 纖塩、 クェン酸塩などの有機希土類 ィ匕合物などの各種希土^素化合物、 BeO、 MgO、 CaO、 S r〇、 B a〇などのアル力 リ土類金属酸化物やその他 Be、 Mg、 Ca、 Sr、 B aなどのアルカリ土類金属、 あるいは Be、 Mg、 Ca、 Sr、 B aなどを含む炭酸塩、 硝酸塩、 硫酸塩、 塩化物などの無機アル力 リ土類金属化合物、 酢酸塩、 篠酸塩、 クェン酸塩などの有機アルカリ土類金属化合物などの各 種アル力リ土類金属化合物、 焼成温度低減化のために希土^素化合物とアル力リ土類金属化 合物を同時 ί并用で用いることや L i 2〇、 L i2C03、 L i F、 L i〇H、 Na2〇、 Na2CO 3、 NaF、 NaOH、 K20、 K2C〇3、 KF、 KOHなどのアルカリ金属を含む化合物や S i、 S i〇2、 S i 3N4、 S i Cなどの珪素を含む化合物、 着色をはかるために Mo (モリブデ ン)、 W (タングステン)、 V ひナジゥム)、 Nb (二オフ:)、 Ta (タンタル)、 T i (チタン) などを含む金属、 合金及び金属化合物やカーボンなどの成分を含んだものも用いることができ る。 これら焼結助剤や焼成、 低減化剤、 着色剤も焼結体の ¾¾ϋ率に影響を与えることは容 易に衡則できる。 実際本発明による発光素子搭棚基板において窒化アルミニウムを主成分と する焼結体は主成分である窒化アルミニゥム以外の成分の含有量が希土^ ¾素及びアル力リ土 類金属の場合これらのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量が ¾化物換算で 30体 積%以下、 アルカリ金属及び 素の場合はこれら成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上 の化合物の含有量が ¾化物換算で 5体積%以下、 上記着色をはかるための成分は上記着色をは かるための成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素,で 5体積%以下、 含 むものを用いることで、 少なくとも 1 %以上の光 ¾1率を有する窒化アルミニウムを主成分と する焼結体を得ることができるようになる。 このような窒化アルミニウム以外の成分を含む窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体を窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムの うちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素子搭 基板として用いることで 該発光素子からの発光を基板外部に効率よく放出できるようになる。 また該発光の方向を制御
することが可能となる。
上記焼結助剤ゃ舰髓低減化剤、 着色剤は窒化アルミニゥムと異なる化合物や結晶相を焼 結体内部に生じ易い。 上記焼結助剤や焼成 低減化剤、 着色剤により生成した化合物や結晶 相及び該化合物や結晶相の存在量が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の) ·6¾ϋ性に影響 を与えるものとも推測される。
なお上記焼結助剤や誠 低減化剤、 着色をはかるための成分などの窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体中の体 (# ^百分率) とは前記のように、 発光素子搭編基板である 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる窒化アルミニウム以外の各元素成分を酸 化物に しこの酸化物の密度と重量百分率とから算定したものである。 例えば前記基板に含 まれる窒化アルミニウム以外の各元素成分がお互いにあるいは酸素や遷移金属などの不可避混 入成分と反応して実際生じる反応物の髓百分率を意味するものではないが、 実際の焼結体の 緻密さを測る尺度になり得る。
具体的に言えば例えば窒化アルミニウム (A 1 N) を 9 5重量%、酸化イットリウム (Υ20 3) を 5重量%含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、 A 1 Nの密度は 3. 2 6 l g/cm3であり、 Y203の密度は 5. 0 3 gZ cm3であるから希土類 素化合物の含有量 は 3. 3 0體%であると算定される。 また窒化アルミニウム (A 1 N) を 9 0重量%、 酸化 エルビウム (E r 203) を 1 0重量%含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、 E r 203の密度は 8. 6 4 gZc m3であるから希土 素化合物の含有量は 4. 0 2#¾%で あると算定される。 また窒化アルミニウム (A 1 N) を 9 9. 5重量%、 炭酸カルシウム (C a C03) を酸化カルシウム (C a O)購で 0. 5重量%含む窒化アルミニウムを主成分とす る維体において、 C a〇の密度は 3. 2 5 gZcm3であるからアルカリ土類金属化合物の含 有量は 0. 5 ()■%であると算定される。
また、 例えば窒化アルミニウム (A 1 N) を 9 9重量%、 モリブデン (Mo) を 1重量%含 む窒化アルミニウムを主成分とする雄体において、 A 1 Nの密度は 3. 2 6 1 gZcm3であ り、 M oの密度は 1 0. 2 gZ c m3であるからモリブデンの含有量は 0. 3 2 # ^寳%であると 算定される。 また窒化アルミニウム (A 1 N) を 9 0重量%、 タングステン(W) を 1 0重量% 含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、 Wの密度は 1 9. l gZcm3であるか ら希土^ δ素化合物の含有量は 1. 8 6体積%であると算定される。
また、 本発明による発光軒搭糊基板は主成分である窒化アルミニウム以外に上記焼結助 剤としての成分、 着色をはかるための成分、 焼成温度の低減化を図るための成分だけでなく焼 結体 Slit用原料に含まれさらに SSi工程から混入し易い遷移金属の不可避不純物成分を含有す る。 このような不可避不純物は希土類 素及び Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外の遷移金 属例えば鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コノ レト、 銅、 亜鉛 などの成分を含むものである。 本発明において上記 「遷移金属の不可避不純物成分」 とは通常 特に断らない限り鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 m , を意味する。 また、 「遷移金属の不可避不純物成分を含有する」 とは上記鉄、 ニッケ ル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの各成分のうち 少なくとも 1種以上を含むことを意味する。 上記窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミ ニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板 において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる上記遷移金属などの不可避不純物 成分の含有量は元素露で 1重量%以下であることが好ましぐ 該不可避不純物量の基板を用 いることで 過率が 1 %以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができ易 い。 また、 本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 に含まれる上記遷移金属などの不可避不純物成分の含有量は元素 で 0. 5重量%以下であ
ることがより好ましく、 該不可避不純物量の基板を用いることで 率が 5 %以上の窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体を得ることができ易い。 また、 本発明による発光素子搭載用 基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる上記遷移金属などの不可避不 純物成分の含有量は元素換算で 0. 2重量%以下であることが好ましく、 該不可避不純物量の 基板を用いることで ¾¾¾率が 1 0 %以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得るこ とができ易い。 さらに、 本発明による発光鮮搭糊基板において窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体に含まれる上記遷移金属などの不可避不純物成分の含有量は元素換算で 0. 0 5 重量%以下であることが好ましく、 該不可避不純物量の基板を用いることで)1 ffi 率が 2 0 % 以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができ易い。 窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体の製造に際して高 «原料を使用しグリーンシートや粉末プレス用顆粒製造 あるいは «などの製造工程でセラミックが接触する部分に使用する部材の高純度化をはかる などの工夫で不可避不純物の混入を減少することができる
本発明による発光素子搭糊基板として用いる上記範囲のアルカリ土類金属化合物を含む窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高い ものが得られ、 最大 8 0 %〜8 5 %以上の ¾¾i率を有するものが得られる。
また、 本発明による ¾¾1性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる概 素子搭載用基板は主成分である窒化アルミニウム以外に上記焼結助剤としての成分、 黒色など の着色をはかるための成分、 焼成温度の低減化を図るための成分、 不可避金属不純物成分だけ でなく焼結体製造用原料に含まれさらに難工程から混入する酸素を含有する。 焼結体難用 原料には通常酸素が 0. 0 1〜5. 0重量%程度含まれ、 焼成中に一部揮散するが殆どこのま ま窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に取り込まれることが多く焼結助剤などを用いな いで された焼結体中にはスピネル型結晶構造の AL ON (酸窒化アルミニウム: A 1 Nと A 1 203との化合物) が生成されることが多い。 この AL ONは通常 J C P D Sファイル番号 3 6— 5 0に示される回折線を示す。 酸素は又焼結体中に ALONを生成するよう積極的に A 1 203を添加することにより含有される。 さらに、 焼結助剤や着色剤が ¾化物や複合酸化物な ど酸素を含む化合物である場合はこれらの分も含有される。 焼結体中の酸素量が 1 0重量%ょ り多いと窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部で AL ONあるいは焼結助剤と酸素、 着 色剤と酸素、 焼成 氐減化剤と酸素、 などの化合物の生成が多くなり該窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体の光 ¾ 率の低下をもたらし易い。 焼結体中での AL ONの生成量は酸素 量と希土 素化合物やアル力リ土類金属化合物などの焼結助剤量で制御できるが、 焼結助剤 を用いない場合は焼結体中の酸素量だけに依存する。 本発明による発光素子搭載用基板におい て窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の AL ONの含有量が 1 2 %以下のもので光 ¾ 率 は 5 %以上のものが得られ易いので好ましい。 また、 本発明による発光素子搭 mil基板におい て窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の AL ONの含有量が 7 %以下のもので)1 e¾i率 1 0 %以上のものが得られ易いのでより好ましい。 なお窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 の AL ONの含有量は該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面の X線回折 を行い AL ONのミラー指数 ( 3 1 1 ) 格子面からの回折線強度と A 1 Nのミラー指数 ( 1 0 0 ) 格子面からの回折線強度との比を百分率で求めたものである。 窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体中において 1 2 %以下の AL ONの量は焼結助剤などの添加剤を用いずに窒化ァ ルミニゥム原料粉末だけあるいは該原料粉末と A 1 203との混合粉末とだけで焼成された焼結 体において酸素量 5. 0重量%以下のもので形成され易い。 7 %以下の AL ONの量は焼結助 剤などの添加剤を用いずに窒化アルミニウム原料粉末だけあるいは^!料粉末と A 1 2〇3との 混合粉末とだけで焼成された焼結体において酸素量 3. 0重量%以下のもので形成され易い。 また、 本発明による発光素子搭翻基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の
AL ONの量が 2 0 %以下のものでは) 率は 1 %以上のものが得られ易いので好ましい。 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中において 2 0 %以下の AL ONの含有量は焼結助剤 などの添加剤を用いずに窒化アルミニウム原料粉末だけあるいは該原料粉末と A 1 2〇3との混 ^末とだけで焼成された焼結体において酸素量 1 0. 0重量%以下のもので形成され易い。 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に AL ONが 2 0 %より多く生成している場合該窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体の m 率は低下し、 率の低下した窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体を発光素子搭 基板として用いた場合発光素子からの発光は十 分効率よく基 部に放出されにくくなるので好ましくない。 このように窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体中で AL ONの量が多くなれば該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 の光 ¾i率は低下し易くなる。 その理由として本願発明者は AL ON結晶は A 1 Nのウルッ鉱 型結晶と結晶系が異なるスピネル型であるため発光素子からの発光が 結体内部に照射された とき該焼結体内部の AL ON粒子と窒化アルミニウム粒子という異なる結晶系を有する粒子間 で光散乱が多くなり結果として基板を光が透過しにくくなるものと推測している。
本発明による発光素子搭 基板として用いる上記範囲の ALONを含む窒化アルミニウム を主成分とする焼結体において 率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、 最大 8 0 %〜 8 5 %以上の光 ¾ 率を有するものが得られる。
本発明において 性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にお いて該焼結体中の窒化アルミニウム粒子を例えば 0. 5 程度と成長させずに、 すなわち原 料粉末の粒子の大きさと同じ状態で焼結したものでも)16¾¾性のものが得られ発光素子搭載用 基板として使用できる。 一方、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において該焼結体内部 に含まれる窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化すれば該窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体の)1^性が向上し易くなるので該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は発光素子 搭糊基板として好適に使用できる。 本発明による発光舒搭棚基板において窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体内部に含まれる窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 1 以上で あれば窒化アルミニウムを主成分とする 体の ¾¾ 率 1 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光素子搭棚基板において窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 5 以上の 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の舰過 率 5 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光素子搭 基板において窒化アルミ ニゥム粒子の大きさが平均 8 m以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体の ¾¾¾率 1 0 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明によ る発光素子搭載用基板において窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 1 5 z/m以上の窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体では窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の 率 2 0 % 以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光 搭載用基板において窒化アルミニウム 粒子の大きさが平均 2 5 m以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体の光 ¾ 率 3 0 %以上のものが得られ易い。 これは窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体内部の窒化アルミニウム粒子の大きさが大きくなれば窒化アルミニゥ ム結晶粒子の粒界の面積が減少し粒界の影響が減じるので窒化アルミニウム結晶粒子自体の性 質が反映され易くなり、 その結果光 ¾i率が向上し易くなるためであろうと推測される。 上記 のような窒化アルミニゥム粒子を大きくすることの効果 常どのような組成の窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭糊基板であっても見られる。 このような窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体の例としては前記した酸素、 あるいは焼結助剤として用い られる希土類 素ゃアル力リ土類金属などの成分、 あるいは舰 低減化剤として用いられ るアルカリ金属や珪素などの成分、 あるい 色剤として用いられる M o、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分、 あるいは力一ボンあるいは Mo、 I V、 N b、 T a、 T i以外の
不可避金属成分など、 さらに結晶相として AL ONなどを含むものである。 また、 このような 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の例としては原料粉末に焼結助剤を加えないで難さ れ実質的に希土観素あるいはアルカリ土類金属などの焼結助剤を含まない焼結体も含まれる。 上記で例示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において、 窒化アルミ二 ゥム粒子の大きさを増大することで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の )¾i性が向上 し易くなる。 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさを増 大化させることの効果はあとでも詳しく述べるが、 A 1 N繊を高めた窒化アルミニウムを主 成分とする能結体を用いることでより^ i性の高いものが得られ該焼結体は 素子搭 ¾i¾ 基板としてさらに好適に用いることができる。
本発明による発光素子搭糊基板として用いる上記範囲の窒化アルミニウム粒子の平均大き さを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において 率は前記で示したものより もさらに高いものが得られ、 最大 8 0 %〜8 5 %以上の) 率を有するものが得られる。 上記のような窒化アルミニゥム粒子を大きくすることの効果【¾1索どのような組成の窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体からなる基板であっても見られが、 焼結体中の A 1 Nの含有 量が少なくなるにつれて効果の程度は少なくなる傾向はある。 本発明による発光素子搭載用基 板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の A 1 Nの含有量が 5 0#¾%以上であれ ば 1 %以上の)1 率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。 上記の ような窒化アルミニウム粒子を大きくすることの効果を発現し易くするためには窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板における A 1 Nの含有量が 7 0体積% 以上であること力望ましい。 本発明による発光素子搭 基板において A 1 Nの含有量が 7 0 体積%以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であれば 5 %以上の光 ¾ 率を有する窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。
本発明による発光素子搭 基板として用いる上記範囲の A 1 N含有量の窒化ァレミニゥム を主成分とする焼結体において ½¾ 率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ 最大 8 0 %〜8 5 %以上の光 率を有するものが得られる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさを増大化させる ために通常舰渡を高めるか誠時間を長くすることが 果的である。 窒化アルミニウム粒 子の大きさを制御するためには窒化アルミニウムの原料粉末の由来や粒度、 あるいは成形体や 焼結体の組成にも依存しやすいが本発明によれば 1 7 5 0°C以上の温度で 3時間以上比較的長 い時間焼成することで平均 5 n m以上の窒化アルミニゥム粒子を有する窒化アルミ二ゥムを主 成分とする焼結体が得られ易い。 平均 8 m以上を有する窒化アルミニウム粒子の焼結体を得 るために 1 7 5 0°C以上の温度で 1 0時間以上、 1 9 0 0°C以上の温度では 3時間以上の焼成 を行うことが好ましい。 平均 1 5 m以上を有する窒化アルミニウム粒子の焼結体を得るため には 1 9 0 0 °C以上の温度で 6時間以上、 2 0 5 0 °C以上の温度で 3時間以上の焼成を行うこ とが好ましい。 平均 2 5 m以上を有する窒化アルミニウム粒子の焼結体を得るためには 2 0 5 0 °C以上の温度で 4時間以、 2 1 0 0 °C以上の温度で 3時間以上の焼成を行うことが好まし い。 このような «において窒化アルミニウム粒子の大きさが増大しているだけで酸素、 ある いは焼結助剤として用いられる希土 素ゃアルカリ土類金属などの成分、 あるいは誠? 低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、 あるいは着色剤として用いられる Mo、 I V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分、 あるいはカーボンあるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外の不可避金属成分など、 の成分の揮散 '除去を抑制しさらに含まれる結 晶相として AL ONなどを含有した状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得るため には前記したように還元性成分の比較的少ない窒素やアルゴンなどの非酸化性雰囲気を用いる ことが'好ましい。 一方窒化ァノレミニゥム; ^子の大きさ力 S増大しかつ A 1 N ^が'向上した窒ィ匕
アルミニウムを主成分とする焼結体を得るためには水素、 一酸化炭素、 炭素、 炭化水素などの ¾性成分を含む非酸化性雰囲気中で焼成することが好ましい。
また、 本発明による発光軒搭棚基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内 部に含まれる窒化アルミニウム粒子の形状は粒子の角が T又れた丸いものより多角形でお互いの 面や稜線、 多角形の頂点での重なり緊密なものであることが該焼結体の)16¾過率を 1 %以上と する上では好ましい。 これは窒化アルミニウム粒子の形状が角の取れた丸いものであれば焼結 体内部において焼結体粒子同士が隙間なく合体できず窒化アルミニウム以外の成分からなる粒 界相が介在し易く、 これら粒界相によって焼結体の ¾i率は低下し易いためであろうと搬則さ れる。 焼結体粒子が丸みを帯びたものは通常前記焼結助剤や 氐減化剤が過剰〖こ含まれ る場合に見られる。 すなわち焼成中過剰な焼結助剤によって »Jな液相が生成されその液相の 中で焼結体粒子が成長するので丸みを帯び易い。 焼結体粒子が丸みを帯び易くなるのは前記の 希土 素化合物やアル力リ土類金属元素化合物などの焼結助剤、 アル力リ金属元素化合物、 珪素化合物などの焼成温度低減化剤などが前記に示した範囲より多く含まれる場合に生じ易い ということを意味する。
なお上記発光素子搭棚基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製 造するための原料粉末中には通常 A 1 N成分以外に酸素を 0. 0 1重量%〜 5. 0重量%程度 含む。 本発明による発光軒搭糊基板において上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 に含まれる希土 ¾素の含有量は前記のように酸化物 で 3 0体 以下であることが好ま しい。 上記希土 素の好ましレ含有量は酸化物醇で 1 2. (H«%以下である。 より好ま しい含有量は酸化物騰で 7. 0碰%以下である。 なお、 上記希土 ¾素において酸化物換 算には S c 2〇3、 Y203、 L a 203、 C e〇2、 P r 6Oi N d 203、 Pm2〇3、 Sm203、 E u 203、 G d 2〇3、 T b 2〇3、 D y 203、 H o 2〇3、 E r 2〇3、 Tm407、 Y b 2〇3、 L u 203の各酸化物を基準の化合物として用いて含有量が算定される。 上記希土類 J£素は窒化アル ミニゥム粉末成形体の緻密化を ¾しながら原料中に含まれる酸素をトラップし粒界相として 析出させ焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子を高«化させる作用をするので、 全体として 得られた基板の熱伝導率を向上させる。 そのため発光素子搭糊基板として用いられる «後 の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体における希土類 素の存在形態は希土^素酸化物 あるいはアルミニウムとの複合酸化物である場合が多い。 アルミニウムとの複合酸化物として の存在は X線回折により容易に同定出来る。 該複合酸化物は希土類元素を L nで表した時、 ガ 一ネット型結晶構造の 3 L n 203 ' 5 A 1 2〇3、ぺロブスカイト型結晶; gitの L n 203 · A 1 2 03、単斜晶結晶構造 2 L n 203 · A 1 203、 など 3種類の結晶形のものである。 これら複合酸 化物のうちの一又 tt :以上を同時に含む。 上記複合酸化物は焼結体内部において主に窒化アル ミニゥム粒子間の粒界相として存在している。 本発明による窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体を用いた発光素子搭 «OT基板はこれら複合酸化物が形成されたものを含む。 これら複合 酸化物は窒化アルミニウム粒子のウルッ鉱型と異なる結晶構造を有している。 本発明による発 光軒搭糊基板において希土類 素化合物の含有量が谢匕物麟で 3 0体積%以下の窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体で光 ¾ 率 1 %以上のものが得られ易い。 該窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体中の希土^ ά素化合物が前記に示したように酸化物 で 3 0体積% より多いと 性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られにくくなる。 その理由 として本願発明者は焼結体中の希土類 素とアルミニウムとの複合酸化物の結晶は A 1 Nのゥ ルツ鉱型結晶と結晶系が異なるため発光^?からの発光が焼結体内部に照射されたとき該焼結 体内部の希土 素及びアルミニウムとの複合酸化物の粒子と窒化アルミニウム粒子という異 なる結晶系を有する粒子間で光散乱が多くなり結果として基板を光が透過しにくくなるものと 推測している。
本発明において発光素子搭糊基板において希土観素を含む窒化アルミニウムを主成分と する焼結体中の窒化アルミニウム粒子の形状は角が れた丸いものではなく多角形でお互いの 粒子同士面や稜線、あるいは多角形の頂点での重なりが隙間なく緊密なものとなり易い。また、 上記本発明による発光素子搭載用基板において希土 ®¾素の含有量カ戰化物騰で 12. 0体 積%以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中では光透過率 5 %以上のものが得られ易 レ。 また、 上記本発明による発光素子搭 ¾J¾基板において希土類 素の含有量力職化物騰で 7. 0#¾%以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中では光 率 10%以上のもの が得られ易い。 この窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の希土類 ¾ ^有量の減少に伴 う) ¾i性の向上は、 おそらく主として粒^ ffiとして する上記ガーネット型結晶構造の 3 Ln203- 5A 12〇3 (例えば 3Υ203 · 5A12〇3、 3Dy203 - 5A12〇3、 3Ηο203 · 5A12〇3、 3E r 203 · 5A 12〇3、 3 Yb 2〇3 · 5 A 12〇3、 など)、 ぺロブスカイト型 結晶構造の Ln203'Al 203 (例えば YA103、 LaAl〇3、 PrAl〇3、 NdAl〇3、 SmAl〇3、 EuA103、 GdA103、 DyAl〇3、 HoAl〇3、 ErA103、 YbA 103、 など)、 単斜晶結晶構造 2Ln2〇3 · A 12〇3 (例えば 2 Y2〇3 · A 1203、 2 Sm2 03 ·Α 1203、 2Eu203 - A 1203, 2 Gd 203 · A 12〇3、 2Dy 203 · A 12〇3、 2 Ηο2〇3·Α1203、 2Er203' Al2〇3、 2 Yb 203 · A 1203、 など) の生成量の減少 に伴うものであろうと推測される。
本発明による発光素子搭糊基板として用いる上記範囲の希土^ ¾素を含む窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体において^!率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ 最大 80%〜85%以上の光透過率を有するものが得られる。
本発明の発光素子搭翻基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にお いて上記アル力リ土類金属の含有量も前記の通り酸化物購で 30体積%以下であることが好 ましい。 好ましい含有量は酸化物騰で 5. 0碰%以下である。 より好ましい含有量は酸化 物購で 3. 0髓%以下である。 なお、 上記アルカリ土類金属において酸化物露には Be 0、 MgO、 CaO、 Sr〇、 B a Oの各酸化物を基準の化合物として用いて含有量が算定さ れる。 アル力リ土類金属は窒化アルミニウム粉末成形体の徽密化を鍵しながら原料中に含ま れる酸素をトラップし粒界相として析出させ窒化アルミニウム焼結体中の A 1 N結晶粒子を高 «化させる作用をするので、 全体として得られた基板の謝云導率を向上させる。 そのため発 光 搭糊基板として用いられる焼成後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体における アル力リ土類金属の存在形態はアルミニウムとの複合酸化物である場合が多い。 複合酸化物と しての存在は X線回折により容易に同定出来る。 該複合酸化物はアル力リ土類金属元素を A e で表した時、 3AeO · A 12〇3、 Ae · A 1203、 Ae · 2A 1203、 Ae · 6A 12〇3、 などの結晶形のものである。 これら複合酸化物のうちの一又は二以上を同時に含む。 上記アル 力リ土類金属を含む複合酸化物は焼結体内部において主に窒化アルミニゥム粒子間の粒界相と して存在している。本発明の発光素子搭翻基板はこれら複合酸化物が形成されたものを含む。 これら複合酸化物は窒化アルミニウム粒子のウルッ鉱型と異なる結晶構造を有している。 本発 明の発光素子搭糊基板においてアル力リ土類金属の含有量が ヒ物換算で 30体積%以下の 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中で光¾ 率 1 %以上のものが得られやすい。 本発明 の発光素子搭載用基板においてアル力リ土類金属が前記に示したように酸化物換算で 30体 積%より多いと 性〖こ優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られにくくなる。 その理由として本願発明者は焼結体中のアルカリ土類金属とアルミニウムとの複合酸化物の結 晶は A 1 Nのウルッ鉱型結晶と結晶系が異なるため発光^?からの発光が焼結体内部に照射さ れたとき該焼結体内部のアルカリ土類金属及びアルミニウムとの複合酸化物の粒子と窒化アル ミニゥム粒子という異なる結晶系を有する粒子間で光散乱が多くなり結果として基板を光が透
過しにくくなるものと推測している。
本発明による発光素子搭糊基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のアル 力リ土類金属の含有量が 化物,で 5. 0体賴%以下のものは焼結体中の窒化アルミニゥム 粒子の形状は多角形のもものが多く粒子同士お互いの面や稜線、 あるいは多角形粒子の頂点で の重なりが緊密なものとなり易い。本発明による発光素子搭細基板において酸化物購で 5. 0ィ機%以下の組成範囲のアル力リ土類金属を含む窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体で は ½¾ϋ率 5%以上のものが得られやすい。 また、 本発明による発光^?搭 基板において アル力リ土類金属の含有量力職化物換算で 3 , 0髓%以下の窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体では¾¾§率 10%以上のものが得られやすい。 この窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体中のアル力リ土類金属化合物量の減少に伴う 性の向上は、 おそらく主として粒 界相として存& Tる上記 3Ae〇■ Al 203、 Ae · Al 203、 Ae · 2A1203、 Ae · 6 A 1203、 などウルッ鉱型と異なる結晶構造を有する複合酸化物の生成量の減少に伴うもので あろうと推測される。
本発明による発光素子搭麵基板として用いる上記範囲のアル力リ土類金属化合物を含む窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体において光 ¾i率は前記で示したものよりもさらに高い ものが得られ、 最大 80%〜85%以上の ¾¾1率を有するものも得られる。
本発明による発光素子搭糊基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として焼 成温度の低減ィ匕を図るために L i、 Na、 Kなどのアルカリ金属、 あるいは L i 20、 L i 2C 03、 L i F、 L iOH、 Na2〇、 Na2C03、 NaF、 NaOH、 K2〇、 K2C〇3、 KF、 KOHなどのアルカリ金属化合物、 あるいは S i、 あるいは S i〇2、 S i 3N4、 S i Cなどの 珪素を含む化合物を有するものも用いることができる。 このような焼成 の低減化を «す るアルカリ金属あるいは珪素を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であってもその含 有量が 化物換算で 5浦%以下であれば) 性を有する窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体が得られる。 なお、 上記アルカリ金属及びアルカリ金属化合物において酸化物醇には L i20、 Na20、 K2〇、 Rb20、 C s 20の各酸化物を辨の化合物として用いて含有量が 算定される。 また、 珪素及び珪素を含む化合物において酸化物換算には S i〇2 (密度: 2. 6 5g/cm3) を基準の化合物として含有量が算定される。すなわち、 本発明による発光素子搭 載用基板においてアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量 が 化物霧で 5體%以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で光 ¾i率 1 %以上の ものが、得られる。 また、 本発明による発光素子搭 基板においてアルカリ金属あるいは珪素 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量が ¾化物換算で 3体積%以下の窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体では光 ¾ 率 5%以上のものが得られる。 また、 本発明による発光 素子搭細基板においてアル力リ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の 含有量が 化物換算で 1體%以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では½¾1率 1 0%以上のものが得られる。
本発明による発光素子搭糊基板として用いる上記範囲のアルカリ金属あるいは珪素のうち 力、ら選ばれた少なくとも 1種以上を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光 翻率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ 最大 80%〜85%以上の ¾¾i 率を有するものが得られる。
本発明による発光素子搭 基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として黒 色、 灰黒色、 灰色などの着色ィヒをはかるために Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Tiなどを含む金 属、 合金及び金属化合物やカーボンなどの成分を含んだものも用いることができる。 このよう な黒色などを呈する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることで本発明による発光 素子搭 «i¾基板から基 部へ放出される発光はより穏やかなものとなり易いので、 窒化アル
ミニゥムを主成分とする焼結体の黒色、 灰黒色、 灰色などの着色化は発光^搭載用基板とし て使用する場合有効なものである。 窒化アルミニウムを主成分とす 焼結体に上記に例示され た該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の着色化を «しゃすい成分を含んでいてもその 含有量が元素換算で 5職%以下であれば ¾¾ 生を有するものが得られる。 すなわち、 本発 明による発光素子搭載用基板において Mo、 W、 V、 Nb、 T a、 T i、 カーボンのうちから 選ばれた少なくとも 1種以上の成分の含有量が元素換算で 5体積%以下の窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体で光 率 1 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光素子搭 載用基板において Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分の含有量が元素腿で 3髓%以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 で^ 率 5 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光素子搭 基板において M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分の含 有量が元素 で 以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で) ¾率 1 0 %以 上のものが得られ易い。 本発明による発光素子搭細基板として用いる上記範囲の Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含む窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体において光 ¾i率は前記で示したものよりもさらに高いもの が得られ、 最大 8 0 %〜 8 5 %以上の光透過率を有するものも得られる。
本発明による発光 »搭糊基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含ま れる酸素は 分の A 1 Nと反応して AL ONとして存在するかあるいは焼結助剤の希土 素やアルカリ土類金属と反応して粒界相として存在するかあるいは焼結体中の A 1 N結晶粒子 の結晶格子に固溶するかいずれかで存在していると思われる。 本発明による発光素子搭載用基 板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる全酸素量は 1 0重量%以下が 好ましい。 本発明による発光素子搭載用基板において全酸素量が 1 0重量%以下の窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体では) 率 1 %以上のものが得られ易い。 本発明による発光素 子搭 基板において全酸素量が 5. 0重量%以下の窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体 では ^率 5 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光素子搭 ¾j¾基板において 全酸素量が 3. 0重量%以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では ¾¾¾率 1 0 %以 上のものが得られ易い。
なお、 本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土 素やアル力リ土類 金属を含む場合、 あるいはアルカリ金属や珪素を含む場合、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンなどを含む場合、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニゥ ム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 »などの不可避金属成分を含む場合、 などは上記範囲より 少ない量の酸素しカゝ含まないものであっても光透過率が低下する場合がある。 また、 逆に上記 範囲より多い量の酸素を含むものであっても光 ¾i率が低下せず比較的高レ^ 6¾率を有する ものが得られる場合がある。 すなわち、 本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体が希土 ¾素化合物やアル力リ土類金属化合物を含む場合、 あるいはアル力リ金属化合物や 珪素含有化合物を含む場合、 あるいは M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 力一ボンなどを含む 場合、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、ハフニウム、 コバルト、銅、 亜鉛などの不可避金属成分を含む場合、 含まれる酸素量が 1 0重量%以下であっても¾¾率 1 %以下のものが生じる場合があり、 含まれる酸素量が 5. 0重量%以下であっても光 ¾i率 5 %以下のものが生じる場合があり、 さらに含まれる酸素量が 3. 0重量%以下であっても光 透過率 1 0 %以下のものが生じる場合がある。 これはおそらく上記窒化アルミニゥム以外の成 分が含まれていれば焼成中に複雑な化合物が生成し焼結体の粒界相として析出して光 ¾ ^率が 阻害され易くなるものと推測される。 また、 本発明において窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体が希土 IS¾素やアル力リ土類金属を含む^、 あるいはアル力リ金属や珪素を含む場合、
あるいは M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンなどを含む場合、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの不可避金属成分を 含む場合、 含まれる酸素量が 1 0重量%以上であっても光 ¾1率 1 %以上のものが生じる場合 があり、 含まれる酸素量が 5. 0重量%以上であっても光 ¾i率 5 %以上のものが生じる場合 があり、 さらに含まれる酸素量が 3. 0重量%以上であっても 率 1 0 %以上のものが生 じる場合がある。 これはおそらく上記窒化アルミニウム以外の成分が窒化アルミニウム粒子な どから酸素を効果的に取り込み例えば 界相として析出させ酸素による 率の低下を防止 するものと推?則される。
本発明による発光素子搭棚基板として用いる上記範囲の酸素を含む窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体において^ 率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、 最大 8 0 %〜 8 5 %以上の光 ¾ii率を有するものが得られる。
上記のように酸素、 あるいは希土^ ¾素及びアル力リ土類金属など焼結助剤として用いられ る成分、 あるいは舰 低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、 あるい は着色化剤として用いられる M o、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分やカーボン、 あ るいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外の不可避金属成分、 あるいは AL ONなどを比較 的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても ¾¾ 率が前記で示した ¾¾ϋ 率よりもさらに高い 8 0 %〜 8 5 %以上のものが得られる。 実際実験的に光¾1率が 8 7 %の 高いものが得られた。 このように本発明においては A 1 が必ずしも高くない窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体であっても;) ^率の高いものが得られるので A 1 1^¾«が高く ない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても発光素子搭載用基板として用いること ができる。
本発明において上記アルカリ金属や珪素などの成分、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンなどの成分、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフ 二ゥム、 コバルト、 亂 »などの不可避金属成分、 あるいは酸素のうちから選ばれた少なく とも 1種以上の成分と、 焼結助剤として用いられる希土類 素及びアルカリ土類金属のうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上の成分とを同時に含んだ窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体を発光^?搭 ¾J¾基板として用いることもできる。 上記のようにアル力リ金属や珪素などの 成分、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンなどの成分、 あるいは鉄、 ニッケ ル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コノルト、 銅、 亜鉛などの不可避金属成 分、 あるいは酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分と、 希土 素及びアルカリ 土類金属の中から選ばれた少なくとも 1種以上の成分とを同時に含む窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体は希土 ¾素及びアルカリ土類金属を含まない場合に比べて焼結体 g時の焼 成、驢を低下することができるため製造が容易になり、 さらに された窒化アルミニゥムを 主成分とする焼結体の光 率を高めることも可能となる場合もあるので好ましい。
本願発明者は前記 1 7 5 0 °C以上の温度で 3時間以上、 還元性雰囲気中で焼成を行レゝ含まれ る酸素、 希土^ S素及びアルカリ土類金属など焼結助剤として用いられる成分、 あるいは焼成 ^低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分あるい 色剤として用いられ る Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分や力一ボンあるいは Mo、 I V、 N b、 T a、 T i以外の不可避金属成分などを飛散 し、 減少させ、 結晶相としての AL ONや 上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物の含有量が低減化され た A 1 N«の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の 性の向上についてさらに 検討し、 該焼結体を用いた窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ば れた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板としての特性向上を試 みた。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において A 1 N繊は誠' が高くなるほど 又焼成時間を長くするほど高くなる傾向がある。 焼成温度としては 1 9 0 0 °C以上がより好ま しく、 2 0 5 0 °C以上がさらに好ましく、 2 1 0 0 °C以上が最も好ましい。 窒化アルミニウム を主成分とする焼結体の A 1 N純度を高める上では焼成温度を高めれば焼成時間を短くでき焼 成、 を低くすれば! «時間が長くなるという関係にあり、 どちらでも効果は殆ど同じである。 A 1 Nの纖を高めるために焼成 1 7 5 0 °C〜1 9 0 0 °Cの範囲では焼成時間は通常 1 0 時間以上とすることが好ましい。 焼成温度 1 9 0 0°C以上では焼成時間 6時間以上、 焼成温度 2 0 5 0°C以上では焼成時間 4時間以上、 焼成温度 2 1 0 0°C以上では焼成時間 3時間以上と することが好ましい。 このような方法により本発明による A 1 N純度を高めた窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体として希土類 素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくと も 1種以上の含有量が元素麟で合計 0 · 5重量% ( 5 0 0 O p pm) 以下かつ酸齢有量が 0. 9重量%以下の組成のものを得ることができる。 そのためこのような組成の A 1 N純度を 高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光 ¾1率が向上し易い。 したがってこのよ うな組成の A 1 Νί«を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化ガリウム、 窒化 ィンジゥム、 窒化アルミニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素 子を搭載するための基板として優れたものとなり得る。 本発明による発光素子搭載用基板にお いて A 1 を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土^素及びアル力 リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量が元素換算で合計 0. 2重量% ( 2 0 0 O p pm) 以下かつ酸 有量が 0. 5重量%以下の組成を有するものを得ることができ 好ましい。 また本発明による発光舒搭棚基板において A 1 N繊を高めた窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体として希土^素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくと も 1種以上の含有量が元素麟で合計 0. 0 5重量% ( 5 0 O p pm) 以下かつ酸餘有量が 0. 2重量%以下の組成を有するものを得ることができより好ましい。 また、 本発明による発 光素子搭糊基板において A 1 N繊を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として 希土 ¾素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量が元素換算 で合計 0. 0 2重量% ( 2 0 O p pm) 以下かつ酸 ¾ ^有量が 0. 1重量%以下の組成を有す るものを得ることができさらに好ましい。 また、 本発明による発光素子搭載用基板において A 1 N純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類 素及びアル力リ土類 金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量が元素換算で合計 0. 0 0 5重量% ( 5 O p m) 以下かつ酸素量が 0. 0 5重量%以下の組成を有するものを得ることができ最も好 ましい。 本発明者は上記 A 1 N鍵を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素 子搭細基板に用いた場合であっても、 該基板に搭載された窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光^?からの発光 が該基板を ¾ して基 部へ放出されるとき、 出光は強い光であるにもカゝかわらず透明 なガラスや樹脂などを透過した目に突き刺すような直進光と異なり穏やかな散舌 となり易い ことを確認した。
本発明による魏素子搭麵基板において A 1 N繊を高めた窒化アルミニウムを主成分と する焼結体として希土^ S素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の 含有量が元素換算で合計 0. 5重量%以下かつ酸 有量が 0. 9重量%以下の組成を有する ものは光 ¾ 率 1 0 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光素子搭載用基板にお いて A 1 N ^を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土^ 6素及びアル力 リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量が元素^^で合計 0. 2重量%以 下かつ酸^^有量が 0. 5重量%以下の組成を有するものは ¾¾1率 2 0 %以上のものが得ら れ易く好ましい。 また、 本発明による発光素子搭 基板において A 1 N«を高めた窒化ァ
ルミニゥムを主成分とする焼結体として希土 ¾素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた 少なくとも 1種以上の含有量が元素換算で合計 0. 05重量%以下かつ酸素含有量が 0. 2重 量%以下の組成を有するものは 率 30%以上のものが得られ易くより好ましい。 また、 本発明による発光素子搭載用基板において A 1 N純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体として希土類 素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含 有量が元素換算で合計 0. 02重量%以下かつ酸素含有量が 0. 1重量%以下の組成を有する ものは光 ¾i率 40%以上のものが得られ易くさらに好ましい。 本発明による発光素子搭載用 基板において A 1 N纖を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土 素及 びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量が元素換算で合計 0. 0 05重量%以下かつ酸^ ^有量が 0. 05重量%以下の組成を有するものは¾¾1率 50 %以 上のものが得られ易く最も好ましい。
このような A 1 N純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において多結晶体で あるにもかかわらず;) 過率が前記よりもさらに高い 80%〜 85%以上のものも得られる。 実際実験的に)16¾¾率が 88 %の高いものが得られた。
上記 A 1 N純度を高めた組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる結晶相は A 1 Nが 95〜 98 %以上であり、 AL ONや希土 素化合物あるいはアル力リ土類金属化 合物などの結晶相は 2〜5%以下であり、 実質的に A 1N単一相のものも得られる。 なお、 窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体中の結晶相は X線回折による得られた各結晶相の示す回 折ピークの最強線を相対比 ることで容易に計測できる。
また、 上記の方法により酸素あるいは希土類 素やアル力リ土類金属以外にも焼成 低減 化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、 あるいは Mo、 W V (バナジウム)、 Nb、 Ta、 Ti、 Fe、 Ni、 Co、 Mn、 Cr、 Zr、 Cu、 Z nなどの遷移金属不純物、 あるいは力一ポンなどの成分、 あるいはその他に窒化アルミニゥム粉末原料や焼結体製造工程 から混入する不可避不純物が揮散 ·賊、 低減化できるので A 1 N|¾¾の高い窒化アルミニゥ ム焼結体を製造できる。 A 1 N純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として含 まれるアルカリ金属及び 素成分が元素騰で合計 0. 2重量%以下かつ酸素量が 0. 9重量% 以下の組成を有するものでは光 ¾i率 30%以上のものが得られ易い。 本発明による発光素子 搭翻基板として用いる上記範囲のアルカリ金属及ぴ 素成分を有する窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体において難過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ 最大 80%〜85%以上の光透過率を有するものが得られる。
A 1N ¾¾を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として Mo、 W、 V ひ ナジゥ ム)、 Nb、 Ta、 Ti、カーボンが元素騰で合計 0. 2重量%以下かつ酸素量が 0. 9重量% 以下の組成を有するものでは ½¾i率 30%以上のものが得られ易い。 本発明による発光素子 搭 基板として用いる上記範囲の Mo、 W、 V ひナジゥム)、 Nb、 Ta、 Ti、 カーボン を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光 ¾ 率は前記で示したものよりも さらに高いものが得られ、 最大 80 %〜 85 %以上の光透過率を有するものが得られる。 また、 A 1N續を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として Fe、 Ni、 Co、 Mn、 Cr、 Z r、 Cu、 Znが元素腿で合計 0. 2重量%以下かつ酸素量が 0. 9重量% 以下の組成を有するものでは光 ¾i率 30%以上のものが得られ易い。 本発明による発光素子 搭細基板として用いる上記範囲の Fe、 Ni、 Co、 Mn、 Cr、 Zr、 Cu、 Znを有す る窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光 ¾ 率は前記で示したものよりもさらに 高いものが得られ、 最大 80%〜85%以上の^ ¾ 率を有するものが得られる。
なお上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる希土 素化合物とは Sc、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Pm、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Y
b、 Luなどの希土類 素、 及び Sc 203、 Y203、 L a203> Ce〇2、 P r 6011¾ Nd2 03、 Pm2〇3、 Sm203、 Eu203、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho203、 Er2〇3、 Tm203、 Yb203、 Lu2〇3、 などの希土類 素酸化物あるいはその他 S c、 Y、 La、 C e、 Pr、 Nd、 Pm、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu、 な どを含む炭酸塩、 塩、 硫酸塩、 塩化物などの無機希土類化合物、 酢酸塩、 wm ,クェン 酸塩などの有機希土類化合物などの各種希土^ ¾素化合物であり、 さらに L nを希土類 素と して表したときガーネット型結晶構造の 3 Ln2〇3 · 5A 1203 (例えば 3Υ2〇3 · 5A12 03、 3Dy203 · 5Α 1203、 3Ho203 · 5 A 12〇3、 3 E r 2〇3 · 5 A 12〇3、 3 Yb2 〇3 · 5 A 1203、 など)、 ベロブスカイト型結晶構造の Ln2〇3 · A 12〇3 (例えば YA 1 O 3、 LaAl〇3、 PrAl〇3、 NdA103、 SmA 103、 EuAl〇3、 GdA103、 Dy A103、 HoA103、 ErA103、 YbAl〇3、 など)、 単斜晶結晶構造 2 L n 2〇3 · A 1 2〇3 (例えば 2Y2〇3 · A 12〇3、 2 Sm2〇3 · A 12〇3、 2 Eu2〇3 · A 1203、 2Gd2 03 ·Α 1203、 2Dy2〇3 · A 1203、 2Ho 203 · A 1203、 2 E r 2〇3 · A 12〇3、 2 Yb203 'Al2〇3、 など) などの各種希土 素を含む複合酸化物、 などである。 また上記 窒化アルミニウム焼結体中に含まれるアルカリ土類金厨匕合物とは Be、 Mg、 Ca、 S r、 B aなどのアルカリ土類金属、 及び Be〇、 Mg〇、 CaO、 S r〇、 B a〇などのアルカリ 土類金属酸化物やその他 Be、 Mg、 Ca、 S r、 B aなどを含む炭酸塩、 «塩、 硫酸塩、 塩化物などの無機アルカリ土類金属化合物、 酢酸塩、 嫌塩、 クェン酸塩などの有機アルカリ 土類金属化合物などの各種ァリレ力リ土類金属化合物であり、 さらに A eをアル力リ土類金属と して表したとき 3Ae〇 · A 12〇3、 Ae · A 1203、 Ae · 2A 1203、 Ae · 6A 1203 などのアルカリ土類金属を含む複合酸化物、 などである。
上記 性雰囲気中 1750°C以上の献で 3時間以上といった比較的長い時間加熱する方 法により得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の特徴は室温における熱伝導率が室 温において 20 OWZmK以上と高いものが得られ易い。 又窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体において不純物含有量が少ないものや A 1 N単一相からなるものの場合にはさらに室温 における熱伝導率が 22 OWZmK以上のものが得られ易い。 このような特徴に加えて上記 A IN純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は光 ¾i性の高いものが得られ易い。 これは希土 素やアル力リ土類金属以外にも誠 低減化剤として用いられるアル力リ金 属ゃ珪素などの成分あるい〖據色剤として用いられる Mo、 W、 V (バナジウム)、 Nb、 Ta、 Ti、 カーボンなどの成分あるいは Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 T i以外の窒化アルミニウム 粉末原料や炼結体 $¾i 程から混入する Fe、 Ni、 Co、 Mnなどの遷移金属不純物が揮散. 低減化されるためであろうと推測される。 また、 上記遷移金属などの不純物や焼結助剤 が残留している焼結体であっても室温における熱伝導率が 20 OW/mK以上さらに 220W ZmK以上の高熱伝導率を有するもの、 あるいはより 性に優れた窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体が得られる。 これはおそらく長時間加熱することで焼結体中の窒化アルミ二 ゥム粒子が大きく成長し粒界の影響が少なくなるために A 1 N本来の単結晶としての性質がよ り発現し易くなるためであろうと本願発明者は推測している。
本発明によれば上記高純度化を行う焼成過程で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の 窒化アルミニウム粒子の大きさが通常増大化する。 上記高^^化され A 1 N ^を高めた窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化することがさ らに高い光 率を与える大きな要因であると思われる。 焼成温度を高めるか焼成時間を長く することで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼結助剤など A 1 N以外の成分が揮散 · P鉄減少し焼結体中の窒化アルミニウム粒子内部ゃ窒化アルミニウム粒子の粒界に A 1 N以外 の成分が少なくなるかあるいは実質的にゼロに近くなるということに加えて焼結体中の窒化ァ
ルミニゥム結晶粒子の大きさが増大化する。 これは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に おいて窒化アルミニウム粒子内部ゃ窒化アルミニウム粒子の粒界に A 1 N以外の成分が少なく なるかあるいは実質的にゼロに近くなるということに加えて焼結体中の窒化アルミニウム粒子 の大きさが増大化すれば窒化アルミニウム粒子境界 (粒界) が減少するので粒界の影響が少な くなりこの大きく増大した窒化アルミニウム粒子自体も高讀匕されさらに結晶性も高まり純 度の高い単結晶の窒化アルミニウムに近い性質を発現し易くなるためであろうと推測される。 すなわち續の高い単結晶に近い状態の大きな結晶粒子からなる焼結体であるため ¾¾i性も 窒化アルミニウム単結晶の吸収端の波長 2 0 0 nm付近から長波長側で単結晶に匹敵する高い 光 ¾i 率を有するよう〖こなる。 またこの焼結体を発光素子搭 ¾ϋ基板として使用すれば搭載さ れている窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1 種以上を主成分とする発光素子からの発光が基板を透過して効率よく基¾ ^部へ放出でき、 該 放出光は強い光であるにもかかわらず透明なガラスや樹脂などを透過した目に突き刺すような 直進光と異なり穏やかな散舌 L¾となり易いことが本願発明者は確認できた。
本発明において焼成温度を高めあるいは «時間を長くすることで A 1 N純度を高めた窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体が $¾tされるがこの焼結体の窒化アルミニウム粒子の大き さは通常平均 5 m以上である。 通常焼成温度を高めていくかあるいは焼成時間を長くすれば 焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさも平均 2 5 m以上に増大する。 また実験上では窒 ィ匕ァリレミ二ゥム; ¾子の大きさ平均 1 0 0 / m程度のものが得られている。 このように増大ィ匕し た窒化アルミニウム粒子は A 1 も高まることから単結晶に近い状態であろうと思われる。 本発明による発光素子搭 基板において上記方法により高¾m化され A 1 を高めた窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 5 以上で は¾¾§率 1 0 %以上のものが得られ易い。 本発明による発光素子搭 i ffl基板において上記方 法により高純度化され A 1 N純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化ァ ルミニゥム粒子の大きさが平均 8 m以上では¾¾1率 2 0 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光^?搭 基板において上記方法により高!^化され A 1 N ¾Sを高めた窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 1 5 m以上 では光透過率 3 0 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光軒搭糊基板におい て上記方法により高纖化され A 1 N繊を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中 の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 2 5 m以上では光 ¾i率 4 0 %以上のものが得られ 易い。 このように焼結助剤など A 1 N以外の成分を揮散 · |^¾、 減少することで製造される高 麵匕された窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体の窒化アルミニゥム粒子の大きさは発光 素子搭載用基板として用いる場合重要である。 本発明においては上記のように焼結体中の窒化 アルミニウム粒子の大きさが平均 5 m以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からな る発光 »搭載用基板を提供でき、 該焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさ平均 1 0 0 β m程度のものは比較的容易に製造できる。
例えば平均粒径 1 m, 酸素を 1重量%含む高,搬窒化アルミニウム粉末を原料とし焼結助 剤として Y203を 3. 3im% (Yとして 3. 9重量%、 酸素として 1 . 1重量%を含む) 混 合した大きさ外形 6 0 X 6 0mm、厚み 0. 8 mmの板状正方形とした粉末成形体を 1 8 0 0°C 1時間焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は室温における熱伝導率 1 5 OW/mK:〜 1 8 OW/mKの範囲であり、 焼結助剤として用いられた Y2〇3中のイットリウ ム成分は殆どそのままの量焼結体中に残り 5〜2 0 %程度の量の Υ2〇3 · 5 A 1 2〇3、 YA 1 〇3、 2 Υ203 · Α 1 203、 Υ203などの希土 素化合物を主体とする粒界相が X線回折によ り存在することが認められる。 また原料の酸素及び焼結助剤として用いられた Υ2 ο3中の酸素 も殆どそのままの量焼結体中に残り、 該焼結体の波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対
する翻率は 1 0 %程度あるいはそれ以下である。 上記焼結体において窒化アルミニウム粒子 の大きさは平均 2〜4 m程度である。 この焼結体をさらに例えば一酸化炭素を 1 p pm〜l 0 0 O p pmの範囲で含む窒素雰囲気中で 2 0 5 0 °C〜2 2 0 0 °C 3時間〜 2 4時間焼成すれ ば用いた原料及び焼結助剤に含まれていた酸素は 0 · 5量%以下に減少し最も少ないもので 0 . 0 1 4重量%のものが得られた。 Y2〇3は殆ど揮散 · Ρ絲され含有量は 0. 2重量%以下とな り最も少ないもので 0 . 0 0 0 0 5重量% ( 0 . 5 pm) 以下の窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体が得られた。 波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対する ¾ 率は最低でも 1 0 %以上多くのものが 2 0 %〜 6 0 %以上であり最大 8 8 %のものが得られた。 焼結体の相 構成は A 1 N 9 8 %以上であり実質的に A 1 N単一相のものも容易に得られた。 室温における 熱伝導率は 2 0 0 WZmK〜2 2 0 WZmK以上となり最大 2 3 9WZmKのものが得られた。 この焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさは最低平均 5〜 8 m以上多くのものは平均 1 5 ^m~ 2 5 ti m以上に大きく成長しており最大で平均 7 4 w mのものが得られた。 上記例示 した «条件で焼結助剤を揮散 · ^し減少化する方法により作製し高繊化され A 1 N« が高められた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの 範囲の光において ¾i 率を測定したところ波長 6 0 5 nmにおいて 8 8 %の高いものであった。 その結果を図 2 7に示す。 なおこの扁率測定に用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体の Y (イットリウム) 含有量は 0 . 0 0 0 5重量%以下、 酸素含有量 0 . 0 3 4重量%、 構 成相は実質的に A 1 N単一相であり、 窒化アルミニウム粒子の大きさは平均 2 9 m/xである。 この窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の ¾¾ 率は図 2 7から明らかなように波長 2 1 0〜2 2 0 nmの光に対して 1 %以上の扁性を示し、 波長 2 2 0 nm〜2 3 0 nmの光に おいて 5 %以上の透過率であり、 波長 2 5 0 nmの光において透過率は 3 0 %以上であり、 波 長 3 0 0 nmの光において透過率は 6 0 %以上であり、 波長 3 3 0 nmの光で 8 0 %以上の透 過率を示すようになり、 波長 3 3 0 nm以上のすべての波長の光において 8 0 %以上の透過率 を示す。 又 ¾¾ 率の最大値は波長 4 8 0 nm〜6 5 0 nmの範囲の光において 8 5〜8 8 % と 8 5 %以上の高いものである。
上記の A 1 N繊を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭糊基板と して用いた時の主な有効性をまとめると、 1 ) 基板の波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光 率が高いので基板からの光吸収が少なく発光素子からの発光は効率よく基^^部へ放出さ れる、 2 ) 発光素子からの発光が基 部へ効率よく放出できるので反射防止部材あるいは反 射部材などを使用して該発光の基 部への放出方向を制御しやすい、 3 ) 基板の熱伝導率が 室温において 2 0 OW/mK以上と高いものが得られ易くこのような基板に搭載される発光素 子には大きな電力の印加が可能となり発光出力を高めることができる、 などの点である。 すな わち高効率、 高出力、 かつ低コストの発光素子搭載用基板の製造が可能となり産業に与える影 響は大である。
本発明において、 光 »性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常波長 2 0 0 nm以上の光において 性を示す。 図 2 7に例示したように波長 2 0 0 nm〜2 5 0 nm の範囲の光において翻性を示し始め、 波長 2 5 0 nm〜3 5 0 nmの範囲の光において急激 に透過性が上昇し波長 3 5 0 nm〜4 0 0 nm以上の光においてはほぼ一定の光 ¾ 率を有す る傾向があることが ϋ認された。 本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 率とは特に断らない限り 「波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の)1 β¾§率」 であり、 それ は特に断らない限り波長 6 0 5 nmの光において測定された腿率を意味しているが、 波長 6 0 5 nmの光における透過率を用いても本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 の光透過性能を代表して判別できる。 より具体的にいえば本発明において特に断らない限り 1 %以上の光 率とは波長 6 0 5 nmの光における透過率である。 このような 1 %以上の光
率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲 の光に対して波長 6 0 5 nm以外でも 1 %以上の ¾ 率を有するとは限らないがこの窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることで基板を した該発 光軒からの発光を基 部に放出できるようになる。 本発明において、 窒化ガリウム、 窒化 インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素 子を搭載するための基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長 2 0 0 n m〜8 0 0 nmの範囲の光に対して 1 %以上の MM率を有するものが ましい。
以上のように本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 ¾i率とは特に断 らない限り波長 6 0 5 nmの光において測定された ¾i 率を意味している。
本発明において A 1 N ^が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体は発光素子搭載用基板として好ましいが、 必ずしも A 1 Nの繊が高くな くても、すなわち希土類 素化合物やアルカリ土類金属化合物などの觸助剤、あるいは酸素、 あるいは 低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、 あるい 色剤 として用いられる Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分や力一ポン、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外の不可避金属成分、 あるいは A L ONや上記アルミニウム以外 の金属成分や珪素あるいは力一ボンを含む化合物、 などの成分が比較的多く残存している窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウム粒子が成長したものであれば 良好な発光素子搭翻基板となり得る。 このような窒化アルミニウム の成分を比較的多く 含み窒化アルミニゥム粒子が成長した窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体は前述のように できるだけ還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中 1 7 5 0 °C以上で 3時間以上の比較的高温、 長時間の条件で «することで作製できる。 すなわち、 本発明〖こよる発光素子搭載用基板にお いて上記のような希土類 素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 酸素、 アルカリ金属、 珪素、 M o、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分、 力一ポン、 Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外の不可避金属成分、 AL ON、 上記アルミニウム以外の金属成分、 などの成分を比較的 多く含む窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体内部に含まれる窒化アルミニゥム粒子の大き さが平均 1 m以上のものでは^ 率 1 %以上のものが得られ易い。 本発明による発光素子 搭糊基板におレて窒化アルミニゥム以外の成分を比較的多く含み窒化アルミニゥム粒子の大 きさが平均 5 m以上に成長した焼結体では光 ¾i 率 5 %以上のものが得られ易い。 また、 本 発明による発光^?搭載用基板において窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含み窒化ァ ルミニゥム粒子の大きさが平均 8 im以上に成長した焼結体では光 率 1 0 %以上のものが 得られ易い。 また、 本発明による発光^?搭載用基板において窒化アルミニウム以外の成分を 比較的多く含み窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 1 5 以上に成長した焼結体では光透 過率 2 0 %以上のものが得られ易い。 また、 本発明による発光素子搭 基板において窒化ァ ルミニゥム以外の成分を比較的多く含み窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 2 5 m以上に 成長した焼結体では^ I 率 3 0 %以上のものが得られ易い。 これは焼結体内部の窒化アルミ ニゥム粒子の大きさが大きくなれば窒化アルミニゥム結晶粒子の粒界の面積が減少し粒界の影 響が減じるので粒界で散乱吸収される光が減少するので光透過率が向上するものと推測される。 本発明において上記のようにできるだけ還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中焼成温度を高 めあるいは誠時間を長くすることで希土 素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 酸素、 ァ ルカリ金属、 珪素、 Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分、 カーボン、 Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外の不可避金属成分、 AL ON、 上記アルミニウム の金属成分、 などの成分を比較的多く含む窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体においても窒化アルミ二 ゥム粒子が成長したものが igiされるが、 この焼結体の成長した窒化アルミニゥム粒子の大き さは通常平均 5 im以上である。 通常誠 ¾を高めていくかあるいは誠時間を長くすれば
焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさも平均 8 m以上、 さらに平均 1 5 m以上、 さら に平均 2 5 以上に増大し、 実験上では窒化アルミニウム粒子の大きさ平均 1 0 0 m程度 のものも得られる。
本発明において上記のようにできるだけ還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中«温度を 高めあるいは焼成時間を長くすることで窒化アルミニウム粒子が成長し、 希土 ¾素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 酸素、 アルカリ金属、 珪素、 Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T iなど の金属成分、 力一ポン、 Mo、 W、 V、 Nb、 T a、 T i以外の不可避金属成分、 AL ON、 上記アルミニウム以外の金属成分、 などの成分を比較的多く含む窒化アルミ二ゥムを主成分と する焼結体としては窒化アルミニウムを主成分とする (例えば A 1 Nとして 5 0 以上含 む) ものであればどのような組成のものでも使用できるが、 その中で希土類 素化合物あるい はアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の化合物の含有量が 化物 換算で 2 0擁%以下、 酸 有量 1 0重量%以下、 アルカリ金属化合物あるいは珪餘有化 合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の化合物の含有量が 化物 で 5体積%以下、 Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含む化 合物の含有量が元素騰で 5体積%以下、 希土類 素及び o、 W、 V、 N b、 T a、 T i以 外の遷移金属を含む成分の含有量が元素麟で合計 1重量%以下、 A L ON含有量 2 0 %以下、 の組成のものを用いることが好ましい。 上記のような組成であれば必ずしも A 1 Nの純度が高 くない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウムの粒子が成長した ものは優れた窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくと も 1種以上を主成分とする発光素子搭載用の基板として使用し得る。
上記のように誠灘を高めあるいは誠時間を長くすることで窒化アルミニウム粒子が成 長し、 希土類 素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 酸素、 アルカリ金属、 珪素、 Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T iなどの金属成分、 カーボン、 M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i以外の不 可避金属成分、 AL〇N、 上記アルミニウム以外の金属成分、 などの成分を比較的多く含む窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体はできるだけ水素や一酸化炭素、 炭素、 炭化水素などの
S¾性成分を含まない焼成雰囲気で焼成することにより得られ易い。
本発明において窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少な くとも 1種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板を S ^するとき上記の高 S化 された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の雄過率を高めるためには誠に供する粉末 成形体や焼結体の形状は例えば立方体や長方体あるいは円柱状などどのようなものでも用いる ことができるが基板状に加工し易いあらかじめ板状のものを用いることが好ましい。 同じ体 であれば立方体や長方体あるいは円柱状などのブロック状よりも表面積の大きなものを用いる ことが好ましい。 また上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状でその 1辺大きさが 8mm 以下のものを用いることが高!^化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の ¾¾ 率 を高める上で好ましい。 さらに上記の 1辺の大きさが 5mm以下のものを用いることがより好 ましく、 1辺の大きさが 2. 5mm以下のものを用いることがさらに好ましく、 1辺の大きさ が 1 mm以下のものを用いることが最も好ましい。 上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形 状が板状のときその厚みは 8 mm以下のものを用いることが高fM匕された窒化アルミニゥム を主成分とする焼結体の) ¾ 率を高める上で好ましい。 さらに上記板状の粉末成形体や焼結 体の厚みは 5 mm以下のものを用いることがより好ましく、 厚み 2. 5mm以下のものを用い ることがさらに好ましく、 厚み l mm以下のものを用いることが最も好ましい。 上記に示した ことを具体的に述べれば例えば、 組成が実質的に同じで実質的に A 1 N単一相の焼結体であつ ても上記立方体や長方体あるレは円柱状などのプロック状のものあるいは 1辺が 8 mmを越え る粉末成形体や焼結体を用いて した高! ^化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結
体では板状あるいは 1辺が 8 mm以下の成形体や焼結体を用いて製造したものに比べて光 率が低減化し、 場合によっては変色化が高まって光¾1率がさらに低下する場合がある。 窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒ィ匕アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上 を主成分とする発光軒を搭載するために本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体からなる基板 (すなわち発光素子搭 ¾i¾基 表面の平滑度は任意のものを用いることがで きる。 基板表面が例えば平均表面粗さ R aが 1 0 O nm以下の比較的平滑性の高い状態であつ ても纏化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の発光素子からの発光に対する反 射率は比較的低く最大 1 5 %前後である。 上記基板の反射率を 1 5 %以下にするためには平均 表面粗さ R aが 1 0 0 nm以上とすることカ赞ましい。 さらに上記基板の反射率を 1 0 %以下 にするためには平均表面粗さ R aが 2 0 0 0 nm以上とすることが好ましい。
本発明において上記の平均表面粗さ R aを有する発光素子搭糊基板は窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体の焼き放し (a s— f i r e ) 表面やラップ研削、 ブラシ研磨、 鏡 ®研磨 された表面などにおいて得ることができる。 2 0 0 0 nm以上の平均表面粗さ R aを有する発 光軒搭棚基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼き放し (a s— f i r e) 表 面やラッフ Iff削、 ブラシ研磨された表面などにおいて得ることができる。 1 0 O nm以上の平 均表面粗さ R aを有する発光素子搭載用基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼き 放し (a s— f i r e) 表面やラッフ 削、 ブラシ研磨された表面などにおいて得ることがで きる。 1 0 0 nm以上の平均表面粗さ R aを有する発光素子搭義基板は窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体の焼き放し (a s— f i r e) 表面やブラシ研磨、 あるいは鏡藤 ii磨され た表面などにおいて得ることができる。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭糊基板におい ては窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以 上を主成分とする発光素子からの発光を基板外部へ放出するに際し、 発光素子搭載用基板に反 射防止部材ゃ反射部材などを形成して戴出光の方向を制御し易くするために、 窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭棚基板の表面状態、 表面平滑性を ¾高める ことで該発光素子搭載用基板の光 ¾ 性あるいは反射率を向上し得る場合もある。
この表面状態、 表面平滑性は例えば 1 7 5 0°C以上の温度で 3時間以上の比較的長い時間焼 成することなどで得られる A 1 N が高められ窒化アルミニウム粒子が大きく成長した窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体、 あるいは A 1 N繊が高くなく窒化アルミニウム粒子が 大きく成長した窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体など、 率が高められた窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板とした場合も同様である。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の ¾i率を高めるためには焼結体の化 学組成ゃ微構造などの焼結体そのものの特性を改善する以外に基板の厚みを薄くすることも有 効である。 基板の厚みが 8. 0 mm以下であれば波長 2 0 0 nm〜 8 0 0 nmの範囲の光に対 して ¾1性を,し得る。 ¾i性を »できるということは窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体からなる基板の厚みが 8. Ommであっても ¾ii率が 1 %以上であるということを意味 する。 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の厚みが 0. 5mmのものを用い て測定した時の透過率が例えば波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対して 6 0〜8 0 % の範囲の高い 率を有するものでも基板の厚みが厚くなれば ¾ ^率は減少していく。 基板の 厚みが 0. 5 mmのものを用いて測定した時の波長 2 0 0 nm〜 8 0 0 nmの範囲の光に対す る ¾i率が例えば 8 0 %の基板の場合その厚みが 8. 0 mmであつても波長 2 0 0 n m〜 8 0 0 n mの範囲の光において透過率は 1 %以上である。 基板の厚みが 5 , 0 mm以下であれば透 過率は 5 %以上のものが得られる。 基板の厚みが 2. 5mm以下であれば透過率は 1 0 %以上 のものが得られる。 さらに基板の厚みが 1. O mm以下であれば ¾ 率は 6 0 %以上のものが
得られる。 基板の厚みが 0. 2mm以下と薄くなれば ¾ 率は 9 0 %以上のものが得られる。 基板の厚みが 0. 0 5 mm以下の場合 ¾i率は 9 5 %以上のものが得られる。 また基板の厚み が 0. 5 mmのものを用いて測定した時の波長 2 0 0 nm〜 8 0 0 nmの範囲の光に対する透 過率が例えば 1 . 0 %の基板の場合その厚みが 0. 2 mmと薄くなれば ¾ 率 1 0 %以上のも のが得られる。 基板の厚みが 0. 1 mm以下の場合 ¾1率は 2 0 %以上のものが得られる。 ま た基板の厚みが 0. 0 5 mm以下の場合 ¾ii率は 4 0 %以上のものが得られる。 このように波 長 2 0 0 ηπ!〜 8 0 0 nmの範囲の光に対して 6 0 %以上の高い ¾ 率を有する窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体からなる基板において厚み 1. 0mm以下では 3 0 %以上の ¾i率 を有し、 0. 2 mm以下の厚みでは 9 0 %以上殆ど透明に近い 率を有するものが得易い。 実質的に 1 0 0 %に近い ¾1率を有するものも得られる。 通常基板の厚みは薄いほど 率は 高まる傾向を有するが機械的強度が小さくなるので基板として窒化ガリゥム、窒化ィンジゥム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素子を搭載する 場合の作業時にクラックや欠けが生じ始めるという欠点があるので基板の厚みは 0. 0 1 mm 以上であることが好ましく、 0. 0 2 mm以上であることがより好ましく、 0. 0 5 mm以上 であることがさらに好ましい。 上記のように本発明による窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼 結体からなる基板を窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少 なくとも 1種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板として用いる場合光 ¾ii性の観点 からみて (すなわち本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に発光 素子を形成した時の優位性) 基板の厚みは 8mm以下であることが好ましく、 5. 0 mm以下 であることがより好ましい。 また基板の厚みは 2. 5mm以下であることがさらに好ましく、 基板の厚みは 1 . 0mm以下であることが最も好ましい。 このような厚みの基板において機械 的強度の観点からは 0. 0 l mm以上であることが好ましく、 0. 0 2 mm以上であることが より好ましく、 0. 0 5 mm以上であることがさらに好ましい。
本発明による発光素子搭¾^基板として用いられる^ 性を有するセラミック材料を主成 分とする焼結体は前記のように窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体だけでなく光 性を 有するものであればどのようなものであっても問題なく用いることができる。例えば酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウム、 炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウムのうちから選ばれた 少なくとも 1種以上を主成分とする焼結体、 さらに酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 ァ ルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコン酸鉛、 酸化イット リウムなどの希土難化物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルステライト、 ステアタイト、 結晶化ガラス、 などのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする焼 結体であっても比較的容易に製造することができ、 そして本発明による発光素子搭 基板と して問題なく用いることができる。
すなわち、 炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 酸化アルミ二 ゥム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン 酸パリゥム、 チタン酸ジルコン醒、 酸化ィットリゥムなどの希土靈化物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルステライト、 ステアタイト、 結晶化ガラスなどを主成分と する微粉末に 結助剤、 ノインダ一、分散剤などを混合した粉末成形体を高温で «し焼 結体としたものである。
焼成条件はそれぞれ各種セラミック材料の原料粉末の驢ゃ組成に依存するが、 舰 と して例えば炭化珪素で 1 5 0 0。C〜2 5 0 0 °C、 窒化珪素で 1 6 0 0 °C〜2 1 0 0。C、 窒化ガ リウムで 1 1 0 0 〜 1 Ί 0 0 、 酸ィ匕亜鉛で 1 1 0 0 °C〜1 7 0 0 、 酸化ベリリウムで 1 1 0 0 °C〜2 0 0 0 、 酸化アルミニウムで 1 1 0 0 °C〜2 0 0 0 °C、 などの が用いられ る。 焼成時の雰囲気として炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウムなどの非酸化物はアルゴン、 へ
リウム、 窒素、 水素、 一酸化炭素、 力一ボンなどを主成分とする非酸化性雰囲気や 760 To r r未満の減圧状態あるいは 1 X 10一3 To r r以下の高真空状態が用いられ、 酸化亜鉛、 酸 化ベリリウム、 酸化アルミニウムなどの酸化物は上記非酸化性雰囲気や減圧状態あるいは高真 空状態以外にも大気、 酸素、 二酸化炭素などを主成分とする酸化性雰囲気などが用いられる。 焼成時の圧力は上記減圧状態あるいは高真空状態 にも常圧«で用いられる 1 KgZcm 2 (76 OTo r r) 前後の圧力、 及び加圧 «、 ホットプレス、 H I Pなどで用いられる 50 0 OKgZcm2程度以下の圧力が問題なく使用できる。
上記炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 及ぴ 化アルミニゥ ムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体の組成としては焼結助剤などの添 加物を含まずそれぞれの材料の主成分だけ含むもの、 あるいは主成分の他に難焼結助剤、 着 色剤、 あるいは原料中の不純物、 などの成分を単独であるいは複数含むものであっても問題な く使用できる。 すなわち、 例えば炭化珪素を主成分とする焼結体の組成としては実質的に S i Cだけからなるもの、 あるいはカーボン成分、 あるいは B、 B4C、 BNなどの硼素成分、 ある いは Y203、 Er 203、 Yb2〇3などの希土類 素成分、 B e〇、 MgO、 Ca〇、 S r〇、 B a〇などのアルカリ土類金属成分、 あるいは A 1203などのアルミニウム成分、 あるいは S i〇2などの珪素成分、 これらの成分を戦あるいは複数含むものなどである。窒化珪素を主成 分とする焼結体の組成としては実質的に S i 3N4だけからなるもの、 あるいは Y203、 Er2 〇3、 Yb2〇3などの希土類元素成分、 BeO、 MgO、 Ca〇、 S r〇、 Ba〇などのアル力 リ土類金属成分、あるいは A 1203などのァ Jレミニゥム成分、あるいは S ί 02などの珪素成分、 あるいはモリブデン、 タングステン、 バナジウム、 ニオブ、 タンタル、 チタン、鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 赚などの遷移金属成分、 あ るいはカーボンなど、 これらの成分を単独あるいは複数含むものなどである。 窒化ガリウムを 主成分とする焼結体の糸滅としては実質的に G a Νだけからなるもの、 あるいは Y203、 Er2 〇3、 Yb2〇3などの希土類 素成分、 Be〇、 MgO、 Ca〇、 S r〇、 Ba〇などのアル力 リ土類金属成分、あるいは A 1203などのアルミニウム成分、あるいは S i 02などの珪素成分、 あるいはカーボン、 モリブデン、 タングステンなどの黒色化羅成分、 あるいは Ti〇2、 Cr 2〇3、 MnO、 CoO、 Ni〇、 F e 2〇3などの遷移金属成分、 これらの成分を職あるいは 複合で含むものなどである。 酸化亜鉛を主成分とする焼結体の組成としては実質的に Z ηθだ けからなるもの、 あるいは Y2〇3、 Er2〇3、 Yb2〇3などの希土^素成分、 あるいは Be 〇、 MgO、 Ca〇、 SrO、 B a Oなどのアルカリ土類金属成分、 あるいは A 1203などの アルミニウム成分、 あるいは S i〇2などの珪素成分、 あるいはモリブデン、 タングステン、 バ ナジゥム、 ニオブ、 タンタル、 チタン、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 八 フニゥム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの遷移金属成分など、 これらの成分を単独あるいは複数含 むものなどである。 酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体の組成としては実質的に B e Oだけ からなるもの、あるいは Y2〇3、 Er203、 1)2〇3などの希土^¾素成分、あるいは MgO、 CaO、 S rO、 B a〇などのアルカリ土類金属成分、 あるいは A 1203などのアルミニウム 成分、 あるいは S どの珪素成分、 あるいはモリブデン、 タングステン、 ノナジゥム、 二 ォブ、 タンタル、 チタン、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コ ノ t>レト、 銅、 亜鉛などの遷移金属成分、 あるいは力一ボンなど、 これらの成分を単独あるいは 複数含むものなどである。 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成としては実質的に A 1203だけからなるもの、 あるいは Y2〇3、 Er203、 Yb2〇3などの希土贩素成分、 ある いは; BeO、 MgO、 CaO、 S r 0、 B a〇などのア^/カリ土類金属成分、 あるいは S i〇2 などの珪素成分、 あるいはモリブデン、 タングステン、 ノナジゥム、 ニオブ、 タンタル、 チタ ン、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 、など
の遷移金属成分、 あるいはカーボンなど、 これらの成分を単独あるいは複数含むものなどであ る。
このような焼結体について具体的な例を示す。
上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体において、 «\¾ ^に BeO、 MgO、 Ca〇、 S rO、 B a〇などのアルカリ土類金属成分、 あるいは Sc203、 Y203、 La203、 Ce02、 Pr6 0X1> Nd2〇3、 Pm203、 Sm203、 Eu203、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho20 3、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 Lu203などの希土類 素成分、 あるいは S i〇2などの 珪素成分、 あるいはモリブデン、 タングステン、ノナジゥム、 ニオブ、 タンタル、 チタン、鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 »などの遷移金 属成分、 あるいはカーボン、 あるいはアルミニウム成分を含有するもの、 などが比較的容易に 作製できそれらの中で光 ¾ 性を有するものが作製でき本発明による発光素子搭載用基板とし て用いることができる。
上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体は COや H2などを含む還元性雰囲気、 あるいは Ar、 Η e、 N2などを含む非酸化性雰囲気、 あるいは減圧状態、 あるいはホットプレスなどによる高圧 状態などの雰囲気中で焼成することで比較的高い 過性を有するものが作製できる。 特にこ のような雰囲気を用いず常圧の大気中で «を行ったものであっても比較的高い ¾¾ϋ性を有 するものを作製可能である。 すなわち、 酸化亜鉛を主成分とする焼結体はどのような組成のも のであっても少なくとも波長 380 nm以上の可視光及び可視光より波長の長い光に対して光 性を有するものが作製し得る。 例えば、 酸化亜鉛を主成分とする焼結体はどのような組成 のものであっても光 ¾ 率 1 %以上のものが作製し得る。 通常酸化亜鉛成分を Z n 0換算で 5 5. 0モル%以上含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体において光透過率 1 %以上のものが 作製し得る。 また、 例えば添加物を用いず! «し実質的に ZnOだけからなる酸化亜鉛を主成 分とする焼結体では麵過率 10%以上のものが作製し得る。 なお、 本発明において酸化亜鉛 を主成分とする焼結体の光 ¾ 率は少なくとも波長 200 nm〜800 nmの範囲の光に対し てのものである。 上記光透過率は波長 605 nmの光に対して測定されたものである。 本発明 におレ ^は今後特に断らない限り酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光 率には上記測定値を 用いた。
本発明においてアルミニウム成分あるいは希土^ ΰ素成分それぞれ単独であるいは両成分を 同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光 性を有するものが作製し得る。 上記アルミ ニゥム成分あるいは希土類 素成分それぞれ単独であるいは両成分を同時に含む酸化亜鉛を主 成分とする焼結体の光透過率としては 1 %以上のものが作製できる。 例えばアルミニウム成分 を A 12〇3換算で 45. 0モル%以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は通常光透 過率 1%以上のものが作製し得る。また、アルミニウム成分を A 1203騰で 0. 001モル% 〜45. 0モル%の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光 ¾ 率 10%以上に向上し たものが得られ易くなるので好ましい。 また、 希土類 素成分を酸化物■で 10· 0モル% 以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は通常光 率 1 %以上のものが作製し得る。 上記希土贩素成分を酸化物換算で 0. 0002モル%〜10. 0モル%の範囲で含む酸化亜 鉛を主成分とする焼結体は光 ¾i率が 10%以上に向上し易くなるので好ましい。 さらに上記 アルミニウム成分と希土^ ¾素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体ではさらに 光 ¾ϋ率 20 %以上、 30 %以上、 40 %以上、 50 %以上、 60 %以上さらに 80 %以上の ものも作製し得るのでより好ましい。 なお上記光 率とはガラスなどの透明体の直線 ¾1率 ではなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と同様に 率を意味する。 なお、 本発明においてアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は^ 性の 他に導電性を有するものが作製し得る。
詳しく説明すれば、 このような 過性を有する酸化 ¾を主成分とする焼結体は他に B e 〇、 Mg〇、 C a Oなどのアルカリ土類金属成分、 あるいは Mn〇、 CoO、 N i 0、 Fe20 3、 C r 203、 T i 02などの遷移金属成分、 あるいは S i〇2などの珪素成分、 あるいは S c 2 03、 Y2〇3、 La2〇3、 Ce〇2、 P r6Otl, Nd2〇3、 Pm2〇3、 Sm203、 Eu2〇3、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy2〇3、 Ho203、 Er203、 Tm2〇3、 Yb203、 Lu2〇3などの 希土類 J£素成分、 などの金属成分がアルミニウム成分以外に含まれていたとしても ½¾i性あ るいは導電性が減じることは少ない。 その中で例えば A 1203などのアルミニウム成分と同時 に Sc、 Y、 La、 Ce、 P r、 Nd、 Pm、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Luなどの希土類 J5素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化 物換算で 10. 0モル%以下含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体であっても光 ¾ϋ率 20%以 上のものを得ることができる。 また、 上記希土 素成分を酸化物換算で 0. 0002モル% 〜 10. 0モル%の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体はさらに 率が向上し易く なり ¾¾i率 30%以上のものが得られ易くなり、 本発明においては駄 84%のものも得ら れた。 すなわちアルミニゥム成分を A 12 O 3騰で 45. 0モル%以下含み同時に希土 素 成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 0, 0002モル%〜 10. 0モル%の範囲で含む酸化 «、を主成分とする焼結体は ½¾i率 30 %以上のものが得 られ易い。 また、 アルミニウム成分を A 12〇 3騰で 45. 0モル%以下含みさらに希土 ¾ 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物購で合計 0. 0006モル% 〜 6. 0モル%の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は ¾¾ 率 40 %以上のものが得 られ易い。 また、 アルミニウム成分を A 1203購で 45. 0モル%以下含みさらに希土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物丽で合計 0. 001モル%〜 6. 0モル%の範囲で含む酸化 »を主成分とする焼結体は^ i率 50 %以上のものが得ら れ易い。 また、 アルミニウム成分を A 12〇 3換算で 45. 0モル%以下含みさらに希土類元素 成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 0. 002モル%〜 3: 0モル%の範囲 む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は) ¾¾¾率 60 %以上のものが得られ易 い。
なお、 上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体に含まれる希土類 素成分の含有量の に用い る酸ィ匕物とは S c 203、 Y2〇3、 La203、 Ce〇2、 Ρι^Ο Nd2〇3、 Pm2Os、 Sm 2〇3、 Eu2〇3、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy2〇3、 Ho203、 Er203、 Tm2〇3、 Yb2〇 3、 Lu203を意味する。 また、 上記ァリレミニゥム成分と希土類 素成分とを同時に含む酸化亜 鉛を主成分とする焼結体におけるアルミニウム成分の含有量は A 12〇3換算で 0. 001モ ル%〜45. 0モル%の範囲であることが光 ¾ 性を高める上では好ましい。 このようにアル ミニゥム成分と希土類 素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体はより ¾¾性 の優れたものが得られ易いが、 アルミニウム成分と希土類 素成分とを同 むことによって 導電性が損じられることは少ない。
上記のように、 アルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は比較的高い光藤 率とともに導電性を有するものが比較的容易に作製し得る。
上記のような酸化亜鉛などの導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは 導電性と同時に i性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭 基板 として用いれば、 基板自体が発光素子駆動用の電気回路の一部としての機能を有することが可 能となり、 基板に発光素子駆動用の微細な配線を施すことが省略し得るので基板に進入した光 を配線が吸収したり散乱するおそれが無く好ましい。 また、 微細な配線が省略できるため基板 の小型化が容易に行えるという特徴を有する。
本発明による発光素子搭 ¾ϋ基板として導電性を有するセラミック材料を主成分とする »
体を用いる場合その抵抗率は室温において 1 X 104Ω · cm以下、 通常は 1 X 102Ω · cm 以下であれ〖堪板自体が発光素子駆動用の電気回路の一部としての機能を十分発現し得るので 好ましい。
酸化亜鉛を主成分とする焼結体においてアルミニウム成分を含まないものの導電性は通常小 さいが、 上記アルミニウム成分を A 12〇3購で 45. 0モル%以下の範囲で含む酸化 ¾を 主成分とする焼結体の導電性は向上する。 具体的にいえば、 アルミニウム成分を A 12〇3換算 で 0. 001モル%〜 45. 0モル%の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の導電性は 向上し例えば室温における » [率が少なくとも 1 X 102Ω · cm以下のものが得られ易い。ァ ルミニゥム成分を Al 203購で 0. 005モル%〜45. 0モル%の範囲含む酸化 を主 成分とする能結体で 温における抵抗率が少なくとも 1 X 10丄0 · cm以下のものが得られ 易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが^ J能となるので好ましい。 また、 アル ミニゥム成分を A 1203m で 0. 02モル%〜45. 0モル%の範囲で含む酸化亜鉛を主成 分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも 1 X 10。Ω · cm以下のものが得られ易 く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるのでより好ましい。 アルミ二 ゥム成分を A 12〇 3 で 0. 08モル%〜 35. 0モル%の範囲で含む酸化亜鉛を主成分と する焼結体では室温における抵抗率が少なくとも 1 X 10一1 Ω · cm以下のものが得られ易く 該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるのでさらに好ましい。 アルミ二 ゥム成分を Α12〇3 で 0. 2モル%〜25. 0モル%の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とす る焼結体では室温における抵抗率が少なくとも 1 X 10_2Ω · cm以下のものが得られ易く、 1-2X 10一3 Ω · cm程度のより低い抵抗率を有するものも得られる。 このような導電性を 有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は特に基板の上下表面を電気的に接続するための導通ビ ァを設ける必要がないので好ましい。 また、 上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体は B e 0、 M gO、 C a Oなどのアルカリ土類金属成分、 あるいは MnO、 CoO、 N i〇、 Fe2〇3、 C r 2〇3、 T i〇2などの遷移金属成分、 あるいは S i〇2などの珪素成分、 あるいは S c 203、 Y203、 La203、 Ce〇2、 P r 60l Nd2〇3、 Pm203、 Sm203、 Eu203、 Gd2 〇3、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho203、 Er2〇3、 Tm203、 Yb2〇3、 Lu203などの希土 類元素成分、 などのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分がアルミニウム成分以外に含 まれていたとしても導電性が損なわれる程度は少ない。 上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体中 に含まれるアルミニウム以外の成分として導電性が損なわれる程度が小さければどのような含 有量であってもよい。 通常該ァルミニゥム以外の成分の含有量として酸化物換算で 10. 0モ ル%以下であることが導電性が損なわれる程度が小さいので好ましい。
また、 導電性を有する酸化菌を主成分とする焼結体 鉛以外の成分としてアルミニゥム 成分だけでなく、 Mn〇、 CoO、 NiO、 Fe2〇3、 Cr203、 T i〇2などの遷移金属成分 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で 10モル%以下含有するもので も得ることが可能である。 通常上記遷移金属成分として F e及び C rのうちから選ばれた少な くとも 1種以上の成分を酸化物騰で 10モル%以下含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体 が比較的抵抗率の小さいものが作製し得るので好ましい。 あるいは、 Sc2〇3、 Y2〇3、 La2 03、 Ce〇2、 P r 6Oi Nd2〇3、 Pm203、 Sm203、 Eu203、 Gd2〇3、 Tb407、 Dy2〇3、 Ho203、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 1^\12〇3などの希土^¾素成分を上記 遷移金属成分と同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体でも導電性を有する酸化亜鉛を主成 分とする焼結体を作製し得る。
また、 上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体において、 ベリリウム以外に Mg〇、 Ca 0、 S rO、 B a Oなどのアルカリ土類金属成分、 あるいは Sc203、 Y203、 La203、 C e02、 Pr 601X, Nd2〇3、 Pm2〇3、 Sm2〇3、 Eu203、 Gd203、 Tb407、 Dy2
03、 Ho203、 Er2〇3、 Tm203、 Yb2〇3、 L u 203などの希土 素成分、 あるいは S i 02などの珪素成分、あるいはモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、 チタン、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コノルト、 銅、 亜鉛 などの遷移金属成分、 あるいはカーボン、 あるいはアルミニウム成分を含有するもの、 などが 比較的容易に作製できそれらの中で光 ¾ii性を有するものが作製でき本発明による発光素子搭 載用基板として用いることができる。
上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は通常 COや H2などを含 ϋ ¾性雰囲気、あるい は Ar、 He、 N2などを含む非酸化性雰囲気、 あるいは減圧状態、 あるいはホットプレスなど による高圧状態などの雰囲気中で誠することで高い ¾¾ϋ性を有するものが作製できるが、 このような雰囲気を用いず常圧の大気中で焼成を行つたものであつても比較的高い光 性を 有するものが得られる。 すなわち、 酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はどのような組成の ものであっても少なくとも波長 200 nm以上の紫外光、 可視光及び可視光より波長の長い光 に対して ¾¾i性を有するものが作製し得る。 例えば、 酸化ベリリウムを主成分とする焼結体 はどのような組成のものであっても光 ¾i率 1 %以上のものが作製し得る。 通常酸化ベリリウ ム成分を BeO で 65. 0モル%以上含有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体にお いて光 率 1%以上のものが作製し得る。 また、 例えば添加物を用いず焼成し実質的に Be 〇だけからなる酸化ベリリウムを主成分とする焼結体では光透過率 10%以上のものが作製し 得る。 なお、 本発明において酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光 率は少なくとも波 長 200 nm〜800 nmの範囲の光に対してのものである。 上記光透過率は波長 605 nm の光に対して測定されたものである。 本発明においては今後特に断らない限り酸化ベリリウム を主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
また、 上記のようにマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうちから選ばれた少な くとも 1種以上の成分を酸化物換算で合計 35. 0モル%以下の範囲で含む酸化ベリリウムを 主成分とする焼結体でも¾¾1率が 10%以上のものが作製し得る。 さらに、 上記のようにマ グネシゥム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を 酸化物換算で合計 0. 0002モル%〜35. 0モル%の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分 とする焼結体は1 率が 20%以上に向上したものが得られ易く、 率 30%以上、 4
0%以上、 50%以上、 60%以上、 さらに 80%以上のものも作製し得る。 なお上記;) 率とはガラスなどの透明体の直線透過率ではなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 透過率と同様に全透過率を意味する。
詳しく説明すれば、 上記に示すような酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は Mg〇、 Ca 0、 S rO、 Ba〇、 Mn〇、 CoO、 N i 0、 Fe2〇3、 Cr2〇3、 T i〇2、 Sc2〇3、 Y 203、 La2〇3、 Ce02、 P r 6Oxl Nd2〇3、 Pm203、 Sm203、 Eu2〇3、 Gd20 3、 Tb4〇7、 Dy2〇3、 Ho203、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 Lu203など、 マグネ シゥム成分、 カルシウム成分、 珪素成分以外の他の金属成分が含まれていたとしても ½¾ 性 が減じることは少ない。 その中で例えば Mg〇などのマグネシウム成分、 C a Oなどのカルシ ゥム成分、 S i 02などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分と同時に S c、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Pm、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Y b、 L uなどの希土^素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で 合計 5. 0モル%以下含む酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体であっても^ 率 20 %以 上のものを得ることができる。また、上記希土 ^素成分を酸化物 で 0. 00005モル% 〜5. 0モル%の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はさらに 率が向上し 易くなり 率 30%以上のものが得られ易くなり、 本発明においては最大 81%のものも 得られた。 すなわちマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうちから選ばれた少なく
とも 1種以上の成分を酸化物換算で合計 35. 0モル%以下の範囲で含み、 さらに希土 素 成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 0. 00005モル% 〜 5. 0モル%の範囲で含む酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体は光透過率 30 %以上のも のが得られ易い。 また、 マグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうちから選ばれた少 なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 35. 0モル%以下の範囲で含み、 さらに希土類 元素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で合計 0. 0005モ ル%〜 3. 0モル%の範囲で含む酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体は光 ¾率 40 %以上 のものが得られ易い。 また、 マグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうちから選ばれ た少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 35. 0モル%以下の範囲で含み、 さらに希 土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 0. 002モ ル%〜 3. 0モル%の範囲で含む酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体は光 ¾ ^率 50 %以上 のものが得られ易い。 また、 マグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうちから選ばれ た少なくとも 1種以上の成分を酸化物醇で合計 35. 0モル%以下の範囲で含み、 さらに希 土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 0. 005モ ル%〜3. 0モル%の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率 60 %以上 のものが得られ易い。
なお、 上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体に含まれる希土類 素成分の含有量の購 に用いる酸化物とは S c203、 Y203、 La203、 Ce〇2、 P r 6011¾ Nd203、 Pm2〇3、 Sm2〇3、 Eu203、 Gd2Os、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho203、 Er203、 Tm203、 Yb 203、 Lu203である。 また、 上記マグネシウム成分、 カリレシゥム成分、 珪素成分のうち少な くとも 1種以上を含み、 さらに希土 ¾素成分を含む酸化べリリゥムを主成分とする焼結体に おいて、 マグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以 上の成分の含有量としては酸化物騰で合計 0. 0002モル%〜 35. 0モル%の範囲であ ることが、 光 glii性を高める上では好ましい。
また、 上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において、 アルミニウム以外に Be〇、 Mg〇、 CaO、 S r〇、 B a Oなどのアルカリ土類金属成分、 あるいは Sc203、 Y2〇3、 La203、 Ce〇2、 P r 6011¾ Nd203、 Pm2〇3、 Sm203、 Eu203、 Gd2〇3、 Tb 407、 Dy2〇3、 Ho203、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 11203などの希土¾¾素成分、 あるいは S i〇2などの珪素成分、 あるいはモリブデン、 タングステン、 ノナジゥム、 ニオブ、 タンタル、 チタン、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの遷移金属成分、 あるいはカーボンを含有するもの、 などが比較的容易に作製で きそれらの中で ¾¾1性を有するものが作製でき本発明による発光素子搭載用基板として用い ることができる。
上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体 «®常 COや H2などを含 性雰囲気、ある いは Ar、 He、 N2などを含む非酸化性雰囲気、 あるいは減圧状態、 あるいはホットプレスな どによる高圧状態などの雰囲気中で焼成することで高いう ^過性を有するものが作製できるが、 このような雰囲気を用いず常圧の大気中で «を行ったものであっても比較的高い ¾¾¾性を 有するものが得られる。 すなわち、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はどのような組成 のものであっても少なくとも波長 160n m以上の紫外光、 可視光及び可視光より波長の長い 光に対して) ¾¾ 生を有するものが作製し得る。 例えば、 酸化アルミニウムを主成分とする焼 結体はどのような組成のものであっても光 ¾率 1 %以上のものが作製し得る。 通常酸化アル ミニゥム成分を A 12〇3換算で 55. 0モル%以上含有する酸化アルミニウムを主成分とする 焼結体において 率 1%以上のものが作製し得る。 また、 例えば添加物を用いず «し実 質的に A 1203だけからなる酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率 10%以上
のものが作製し得る。 なお、 本発明において酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の ¾¾ 率は少なくとも波長 160 nm〜800 nmの範囲の光に対してのものである。 上記の光 ¾i 率は波長 605 nmの光に対して測定されたものである。 本発明においては今後特に断らない 限り酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の)1^率には上記測定値を用いた。
また、 上記のようにマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分を含む酸化アルミニウム を主成分とする焼結体のうち、 少なくとも MgOなどのマグネシウム成分及び C a Oなどの力 ルシゥム成分及び S ί〇2などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸 化物購で合計 45. 0モル%以下の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は通 常^ I率が 10%以上のものが作製し得る。 さらに、 マグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体のうち、 少なくとも MgOなどのマグ ネシゥム成分及び C a Oなどのカルシウム成分及び S i 02などの珪素成分のうちから選ばれ た少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 0. 001モル%〜 45. 0モル%の範囲で 含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常 率が 20 %以上に向上したものが得 られ易く、 ¾¾ 率 30%以上、 40%以上、 50%以上、 60%以上、 さらに 80%以上の ものも作製し得る。 なお、 上記 ½¾ 率とはガラスなどの透明体の直線 ¾ 率ではなく窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体の光 率と同様に全 率を意味する。
詳しく説明すれば、 このような酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は Be〇、 MnO、 Co〇、 Ni〇、 Fe203、 Cr203、 T i 02、 Sc2〇3、 Y203、 La2〇3、 Ce〇2、 P r 60lx, Nd2〇3、 Pm203、 Sm203、 Eu203、 Gd203、 Tb407、 Dy203、 Ho 203、 Er203、 Tm203、 Yb2〇3、 Lu2〇3など、 マグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分以外の他の金属成分が含まれていたとしても 性が減じることは少ない。 その中 で例えば MgOなどのマグネシウム成分及び C a Oなどのカルシウム成分及び S i 02などの 珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分とを同時に含み、 さらに Sc、 Y、 L a、 Ce、 Pr、 Nd、 Pm、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 L uなどの希土 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で 10. 0モル%以下含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても¾¾1率 20 %以上のも のを得ること力 きる。また、上記希土類 素成分を酸化物騰で 0. 0002モル%〜10. 0モル%の範囲で含む酸化アルミニゥムを主成分とする焼結体はさらに 過率が向上し易く なり ¾¾ 率 30%以上のものが得られ易くなり、 本発明においては最大 82%のものも得ら れた。 すなわち、 マグネシウム成分及びカルシウム成分及び 素成分のうちから選ばれた少な くとも 1種以上の成分を同時に酸化物換算で合計 45, 0モル%以下含み、 さらに希土 ¾素 成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 0. 0002モル%〜 10. 0モル%の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は耀過率 30%以上の ものが得られ易い。 また、 マグネシウム成分及びカルシウム成分及ぴ 素成分のうちから選ば れた少なくとも 1種以上の成分を同時に酸化物 で合計 45. 0モル%以下含み、 さらに希 土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で合計 0. 001モ ル%〜6. 0モル%の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光 ¾率 40%以 上のものが得られ易い。 また、 マグネシウム成分及びカルシウム成分及び 素成分のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上の成分を同時に酸化物換算で合計 45. 0モル%以下含み、 さら に希土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で合計 0. 00 5モル%〜 6. 0モル%の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率 5 0 %以上のものが得られ易い。 また、 マグネシウム成分及びカルシウム成分及び 素成分のう ちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を同時に酸化 で合計 45. 0モル%以下含み、 さらに希土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で合計 0.
01モル%〜3. 0モル%の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は 率 6 0 %以上のものが得られ易い。
また、 上記マグネシウム成分及びカルシウム成分及ぴ 素成分のうちから選ばれた少なくと も 1種以上の成分を同時に含みさらに希土類 素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする 焼結体において、 含まれるマグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ば れた少なくとも 1種以上の成分は酸化物,で合計 0. 001モル 〜 45. 0モソレ%の範囲 であることが、 光透過性を高める上では好ましい。
なお、 上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に希土類 素成分と同時に含まれるマグ ネシゥム成分及びカルシウム成分及び珪素成分としては通常これらのうちの少なくとも 2種以 上を用いることが光 ¾i率をより向上させる上で好ましい。 Mg〇などのマグネシウム成分及 び C a〇などのカルシウム成分及び S i〇2などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 2 種以上の成分を含むということは具体的にはマグネシウム成分と珪素成分とを同時に含む、 あ るいはカルシウム成分と珪素成分とを同時に含む、 あるいはマグネシウム成分とカルシウム成 分とを同時に含む、 あるいはマグネシウム成分とカルシウム成分及び珪素成分の 3成分を同時 に含むということを意味する。 マグネシウム成分、 カリレシゥム成分、 珪素成分の含有量の換算 に用いる酸化物とはそれぞれマグネシウム成分で MgO、 カルシウム成分で CaO、 珪素成分 で S i〇2である。 また、上記酸化アルミニウムを主成分とする^;結体に含まれる希土類 £素成 分の含有量の鶴に用いる酸化物とは Sc 203、 Y2〇3、 La2〇3、 Ce〇2、 P Γ^^, N d203、 Pm2〇3、 Sm2〇3、 Eu203、 Gd2〇3、 Tb4〇7、 Dy2〇3、 Ho203、 E r 2 03、 Tm203、 Yb203、 Lu2〇3を意味する。
上記窒化ガリゥムを主成分とする焼結体は COや H2などを含 性雰囲気及び A r、 H e、 N2などを含む非酸化性雰囲気の常圧中、 あるいは減圧中、 あるいはホットプレスや HI Pなど による高圧下で誠することにより比較的高い) ¾¾性を有するものが作製し得る。すなわち、 窒化ガリウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても通常少なくとも波長 3 60 nm以上の可概及び 視光より波長の長い光に対して^ 性を有するものが作製し得 る。 例えば、 窒化ガリウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても光 率 1%以上のものが作製し得る。 通常ガリウム成分を G a N換算で 55. 0モル%以上含有する 窒化ガリウムを主成分とする焼結体において光透過率 1%以上のものが作製し得る。 また、 例 えば添加物を用いず «し実質的に GaNだけからなる窒化ガリウムを主成分とする焼結体で は光 ¾i率 10%以上のものが作製し得る。 なお、 本発明において窒化ガリウムを主成分とす る焼結体の光 ¾i率は少なくとも波長 200 nm〜800 nmの範囲の光に対してのものであ る。 上記光 率は波長 605 nmの光に対して測定されたものである。 本発明においては今 後特に断らない限り窒化ガリウムを主成分とする焼結体の)1 έ¾§率には上記測定値を用いた。 その中で例えば B e〇、 M g〇、 C a 0、 S r〇、 Ba Oなどのアル力リ土類金属成分及び Sc 203、 Y2〇3、 La2〇3、 Ce〇2、 P Γ 60:ι. Nd2〇3、 Pm2〇3、 Sm2〇3、 Eu2 03、 Gd2〇3、 Tb4〇7、 Dy2〇3、 Ho203、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 Lu203 などの希土類元素成分は窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光 ¾i性に有効な作用を及ぼす。 アル力リ土類金属成分及び希土^ 5素成分は窒化ガリゥムを主成分とする焼結体中にそれぞれ 単独で含まれていてもよいしあるいは同時に含まれていてもよい。 該ァルカリ土類金属成分及 び希土 M¾素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で 30. 0モ ル%以下含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体は光 率 10 %以上のものが作製し得る。 また、 上記アルカリ土類金属成分及び希土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上 の成分を酸化物 で 20. 0モル%以下含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体はさらに光 腦性が向上し易くなり;)1 έ¾1率 20%以上のものが得られ易い。 また、 アルカリ土類金属成
分及び希土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で 10. 0 モル%以下含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体は ½¾1率 30 %以上のものが得られ易い。 また、 アルカリ土類金属成分及 r ^土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成 分を酸化物換算で 6. 0モル%以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は光 ¾ 率 40 % 以上のものが得られ易い。 また、 アルカリ土類金属成分及び希土類 素成分のうちから選ばれ た少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で 3. 0モル%以下含む窒化ガリゥムを主成分とす る焼結体は¾¾¾率 50%以上のものが得られ易い。 また、 アルカリ土類金属成分及び希土類 元素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物,で 0. 0001モル%〜 3. 0モル%以下含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体は¾¾¾率 60 %以上のものが得ら れ易い。 さらに)1 ¾ 率 80%以上のものも作製し得る。 本発明においては ¾¾ϋ率が駄 8 6%の fcのが得られた。
その他、 Mn〇、 Co〇、 Ni〇、 Fe2〇3、 Cr2〇3、 T i 02、 Mo03、 W〇3、 Nb2 〇5、 Ta2〇5、 V2〇5などの雕金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分 を元素換算で 10. 0モル%以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では) 率 10% 以上のものが作製し得る。 また、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Teのうちから選ばれ た少なくとも 1種以上の成分を元素換算で 10. 0モル%以下の範囲で含む窒化ガリゥムを主 成分とする焼結体では光透過率 10%以上のものが作製し得る。 さらに、 アルミニウム及びィ ンジゥム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素換算で 40. 0モル% 以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では 率 10%以上のものが作製し得る。 ま た、 アルミニウム及びインジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元 素換算で 30. 0モル%以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率 20%以上 のものが作製し得るので好ましい。
また、 上記アル力リ土類金属成分及 «土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以 上の成分、あるいは Mn〇、 CoO、 N i〇、 Fe2〇3、 Cr 203、 T i02、 Mo〇3、 W03、 Nb205、 Ta2〇5、 V2〇5などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上 の成分、 あるいは Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 T eのうちから選ばれた少なくとも 1 種以上の成分、 あるいはアルミニウム及びインジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分、 といつた成分を少なくとも 2種以上同時に含む窒化ガリゥムを主成分とする 焼結体であっても¾¾1性のものが作製し得る。 例えば、 BeO、 MgO、 CaO、 S rO、 B aOなどのアルカリ土類金属成分及び S c203、 Y2〇3、 La2〇3、 Ce02、 P r 6Οχ1, Nd203、 Pm2〇3、 Sm2〇3、 Eu2〇3、 Gd2〇3、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho203、 Er 203、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 Lu2〇3などの希土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1 種以上の成分を酸化 で 30. 0モル%以下含み同時に MnO、 CoO、 N i 0、 Fe20 3、 Cr2〇3、 Ti02、 Mo03、 W〇3、 Nb2〇5、 Ta2〇5、 V2〇5などの灘金属元素成 分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素換算で 10. 0モル%以下含む窒化ガ リゥムを主成分とする焼結体、 あるいは上記範囲のアル力リ土類金属成分及び希土類元素成分 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含み同時に Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 S e、 Teのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素換算で 10. 0モル%以下の範 囲で含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体、 あるいは上記範囲のアル力リ土類金属成分及び 希土^ ¾素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含み同時にアルミニウム及び インジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素換算で 40. 0モ ル%以下含む窒化ガリゥムを主成分とする能結体、 であってもそれぞれ ½¾ 率 10 %以上の ものが作製し得る。
なお、 上記アルカリ土類金属成分及び希土 ϋ¾素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以
上の成分、あるいは MnO、 CoO、 NiO、 Fe203、 Cr2〇3、 T i〇2、 Mo03、 W〇3、 Nb205、 Ta205、 V205などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上 の成分、 あるいは Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 T eのうちから選ばれた少なくとも 1 種以上の成分、 あるいはアルミニウム及びインジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分、 といつた成分を少なくとも 2種以上同時に含む窒化ガリゥムを主成分とする 焼結体であっても、 ½M性は、 上記アルカリ土類金属成分及び希土類 素成分のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上の成分、 あるいは MnO、 Co〇、 NiO、 Fe2〇3、 Cr203、 T i〇2、 Mo〇3、 W03、 Nb2〇5、 Ta2〇5、 V205などの遷移金属元素成分のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上の成分、 あるいは Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Teのう ちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分、 あるいはアルミニゥム及びィンジゥム及び 素の うちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分、 といった成分をそれぞ « [で含む窒化ガリウ ムを主成分とする焼結体を用いたものに比べて通常は同じ程度であり、 該光透過性が大きく低 下するなどの変化は少ない。
窒化ガリウムを主成分とする焼結体は窒化ガリゥム粒子からなり従つて粒界が 在しており、 単結晶や薄膜などのように比較的均質に近い状態ではないにもかかわらず通常導電性を有する ものが得られる齡が多い。 化ガリウムを主成分とする焼結体が Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素などの成分を実質的に含まないものであっても室温におけ る霞率 1Χ108Ω · cm以下の導電性を有するものが得られる場合が多い。 また、 Be、 M g、 Zn、 Cd、 C S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上 を含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体の導電性は向上し易いので好ましい。 すなわち、 B e、 Mg、 Zn、 Cd、 C, S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素などの成分を実質的に含まない窒 化ガリウムを主成分とする焼結体は室温における抵抗率が必ずしも 1 X 104Ω · cm以下の導 電性を有するとは限らないが Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体の導電性は室 温における抵抗率が IX 104Ω · cm以下に向上し易いので好ましい。 より具体的に言えば、 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素換算で 10. 0モル%以下含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体の導電性は 向上し例えば室温における抵抗率が少なくとも 1 X 104Ω · cm以下のものが得られ易い。 ま た、 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なく とも 1種以上の成分を元素騰で 0. 00001モル%~ 10. 0モル%の範囲含む窒化ガリ ゥムを主成分とする焼結体の導電性は向上し例えば室温における抵抗率が少なくとも 1 X 10 3Ω · cm以下のもの力得られ易い。 また、 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 T e、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素騰で 0. 00001モル% 〜 7. 0モル%の範囲含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少な くとも 1 X 10 · cm以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いる ことが^ T能となるので好ましい。 また、 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C, S i、 Ge、 Se、 T e、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素 で 0. 00001モル%〜 5. 0モル%の範囲で含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少な くとも 1 X 100Ω · cm以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いる ことが 倉 となるのでより好ましい。 また、 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C, S i、 Ge、 Se、 T e、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素騰で 0. 00001モル% 〜 3. 0モル%の範囲で含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少 なくとも 1 X 10一1 Ω · cm以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用 いることが可能となるのでさらに好ましい。 このような組成の窒化ガリゥムを主成分とする焼
結体において室温における抵抗率が 1 X 10— 2Ω · cm以下あるいはさらに:!〜 2 X 10一3 Ω · cm程度のより低い抵抗率を有するものも得られる。 このような導電性を有する窒化ガリ ゥムを主成分とする焼結体は特に基板の上下表面を電気的に接続するための導通ビアを設ける 必要がないので好ましい。
また、 上記窒化ガリゥムを主成分とする焼結体は C a 0、 S r 0、 B a Oなどのアル力リ土 類金属成分、 及び Sc203、 Y203、 La203、 Ce02、 P r6011¾ Nd203 Pm203、 Sm2〇3、 Eu203、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho2〇3、 Er203、 Tm2〇3、 Yb 2〇3、 Lu2〇3などの希土類 素成分、 及 Ό¾ίηΟ、 CoO、 N i 0、 Fe2〇3、 Cr203、 Ti〇2、 Mo03、 WO 3, Nb2〇5、 Ta2〇5、 V205などの遷移金属元素成分、 及びアル ミニゥム成分、 ィンジゥム成分などのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分が B e、 M g、 Zn、 Cd、 C S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上 の成分以外に含まれて としても導電性が損なわれる程度は少ない。 上記窒化ガリウムを主 成分とする維体中に含まれる Be、 Mg> Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分以外の成分の含有量は導電性が損なわれる程度 が小さければどのようなものであってもよい。 通常該 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C, S i、 G e、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分以外の成分の含有量とし てアルカリ土類金属成分及び希土類元素成分は酸化物換算で 10. 0モル%以下、 遷移金属元 素成分は元素換算で 10. 0モル%以下、 アルミニウム成分及びインジウム成分は元素換算で 40. 0モル%以下であることが導電性が損なわれる程度が小さいので好ましい。
また、導電性を有する窒化ガリウムを主成分とする; ^体はガリウム の成分として B e、 Mg、 Zn、 Cd C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以 上の成分だけでなく、 CaO、 SrO、 B aOなどのアルカリ土類金属成分及び S c 203、 Y2 03、 La203> Ce02、 Ρ r 6Οι Nd203、 Pm2〇3、 Sm203、 Eu2〇3、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho203、 Er203、 Tm203、 Yb203、 Lu203などの希土誕素 成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物騰で 10. 0モル%以下、 ある いは MnO、 CoO、 NiO、 Fe 203、 Cr 203、 T i 02、 Mo03、 W〇3、 Nb205、 T a 2〇 5、 V 2 O 5などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元 素 で 10. 0モル%以下、 あるいは成分アルミニウム成分及びインジウムのうちから選ば れた少なくとも 1種以上の成分を元素 で 40. 0モル%以下含有するものでも得ることが 可能である。
また、 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少 なくとも 1種以上の成分を含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体は導電性を有するだけでな く ½¾i性を有するものが作製し得る。 上記 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 T e、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含む窒化ガリゥムを主成分とする 焼結体の 率としては 1%以上のものが作製し得る。 上記のように Be、 Mg、 Zn、 C d、 C, S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素 換算で 10..0モル%以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は上記のように導電性を有 するだけでなく ½¾1率 10%以上に向上したものが作製し得る。 また、 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元 素 で 0. 00001モル%〜10. 0モル%の範囲で含む窒化ガリウムを主成分とする焼 結体は導電性を有するだけでなく) 率 20%以上のものが作製し得、 さらに光纏率が 3 0%以上、 40%以上、 50%以上、 60%以上さらに 80%以上のものも作製し得る。 また、 このような導電性を有しさらに ½¾ϋ性を有する窒化ガリゥムを主成分とする焼結体 において、 Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te, 酸素のうちから選ばれた
少なくとも 1種以上の成分が含まれているものだけでなく同時に C a 0、 S r 0、 B a〇など のアルカリ土類金属成分及び S c 203、 Y203、 La2〇3、 Ce02、 P r 6011¾ Nd2〇3、 Pm2〇3、 Sm2〇3、 Eu203、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy2〇3、 Ho2〇3、 Er2〇3、 Tm 2〇3、 Yb2〇3、 Lu2〇3などの希土 |g¾素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成 分を含むもの、 あるいは Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうち から選ばれた少なくとも 1種以上の成分と同時に Mn〇、 CoO、 NiO、 Fe2〇3、 Cr2〇 3、 Ti02、 Mo〇3、 WO 3, Nb2〇5、 Ta2〇5、 V2〇5などの遷移金属元素成分のうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むもの、 あるいは Be、 Mg, Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分と同時にアルミ二 ゥム及びインジウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むものであったとして も上記導電性あるいは光 ¾ 生が減じることは少ない。 導電 'ί'生を有しさらに^ f生を有する 窒化ガリゥムを主成分とする焼結体において、 上記の例示した成分をそれぞれ 1種ずつ計 2種 含むものだけでなく、 どちらかの成分を少なくとも 2種以上計 3種以上の成分,を含むものであ つても上記導電性あるいは 性が減じることは少ない。 本発明において、 例えば上記アル 力リ土類金属成分及び希土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分及び Z n、 Cd、 C, S i、 Ge、 Se、 T eのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を同時に含 む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は室温における抵抗率 1 X 104Ω . cm以下の導電性を 有しかつ光 ¾1性を有するものが作製し得るが、 このような組成の窒化ガリゥムを主成分とす る焼結体において室温における抵抗率 1. 7X10"2Ω - c mを有し光 ¾Μ率 82%と高い導 電性と同時に高い光 ¾率を有するものもが得られた。
なお上記光 率とはガラスなどの透明体の直線透過率ではなく窒ィ匕アレミニゥムを主成分 とする焼結体の 率と同様に^ S過率を意味する。
窒化ガリウムを主成分とする焼結体が上記のような高い^ '生を有する理由について〖 ずしも明確ではないが、 比較的均質で緻密な組織を有するものが容易に作製し得ることが大き な要因であろうと推測される。 さらに上記組成の窒化ガリゥムを主成分とする焼結体において より均質で緻密な «を有するものが作製し得るため ¾¾i性の高いものが得られるものと思 われる。
窒化ガリゥムを主成分とする焼結体は通常窒化ガリゥムを主成分とする粉末を主体とする成 形体を非酸化性雰囲気中 1000°C〜1700°C程度の で焼成することにより比較的容易 に作製できる。 光 ¾ 性を高めるためには通常 1200°C以上で焼成することが好ましい。 上 記の窒化ガリゥムを主成分とする焼結体を作製するために使用する窒化ガリゥムの原料粉末は どのようなものでも使用できるが、 焼結性に優れたものを用いることが ½¾i性の窒化ガリウ ムを主成分とする焼結体を作製する上で好ましい。 通常平均粒径 10 m以下の微粉末であれ ば謹に用いることができ 性の窒化ガリウムを主成分とする焼結体が作製し得る。 また、 平均お 11圣 5. 0 m以下のものがより好ましく、 平均樹圣 2. O zm以下のものがさらに好ま しい。 また、 平均! Ϊ^Ι. 0 m以下のものも用いることができる。 なお、 平均立径 10 m より大きいものであってもポールミルゃジエツトミルなどで粉碎することにより 1 O m以下 の微粉末とすることにより好適に用いることができる。 このような窒化ガリゥムを主成分とす る原料粉末としては、 1) 金属ガリウムを窒素やアンモニアなどの窒素含有物質などを用いて 直接窒化反応せしめて作製したもの、 2) 酸化ガリウムをカーボンなどの ^剤と窒素やアン モニァなどの窒餘有物質とを用いて ¾¾窒化して作製したもの、 3) ガリウム化合物 (例え ばトリメチルガリゥムなどの有機ガリゥム化合物や塩化ガリゥムなどの無機ガリゥム化合物) を気体となして窒素ゃァンモニァなどの窒素含有物質と反応させて (要すれぱ水素などの;^ ガスを共存させ) 作製した化学輸送法によるもの、 などが好適に用いられる。 また、 その他市
販のものも用いることができる。 金厲ガリゥムを直接窒化して窒化ガリゥム粉末を作製する方 法として、 例えば金属ガリウムは融点が低いので通常アルゴン、 ヘリウムなどの不活性雰囲気 中、 あるいは水素などの還元雰囲気中で 300°C〜1700°C程度の温度で加熱し金属ガリゥ ムを気化させた後、 該気体となった金属ガリゥムを窒素やアンモニアなどの窒素成分を含むガ スと 300°C〜1700°C程度の で反応させて窒化ガリウム粉末を作製するといつた方法 がある。 酸化ガリウムを 窒化して窒化ガリウム粉末を作製する方法として、 例えば攮化ガ リゥム粉末をカーボン粉末とともに混合し窒素ゃァンモニァなどの窒素成分を含むガスと 40 0。C〜1600°C程度の温度で加熱して酸化ガリウムの還元と窒化反応を行ない窒化ガリウム 粉末を作製するといつた方法がある。 なお反応物中に残留カーボンがあれば大気などの酸化雰 囲気中で加熱するなどして^ ¾する。 ガリゥム化合物を気化させて窒化ガリゥム粉末を作製す る方法として、 例えば塩化ガリウム、 匕ガリウムあるいはトリメチルガリウムなどのガリゥ ム化合物をアルゴン、 ヘリウム、 窒素などの非酸化性雰囲気中、 あるい〖お _Κ素などの^ 5雰囲 気中で 50°C〜1800°C程度の で加熱し該塩化ガリウム、 匕ガリウムあるいはトリメ チルガリウムなどのガリウム化合物を気化させた後、 気体となった該塩化ガリウム、 匕ガリ ゥムあるいは卜リメチルガリゥムなどのガリゥム化合物を窒素やアンモニアなどの窒素成分を 含むガスさらに要すれば水素などの還元ガスを加えた窒素ゃァンモニァなどの窒素成分を含む ガスと 300°C〜1800°C程度の で反応させて窒化ガリウム粉末を作製するといつた方 法がある。 このような焼結体作製用の原料として用い得る窒化ガリゥムを主成分とする粉末に は不純物として酸素が含まれる場合があるがこのような不純物酸素を含む原料粉末を用いて作 製される窒化ガリゥムを主成分とする ^^体であっても緻密で)1 ffi 性を有するもの、 導電性 を有するものが作製し得る。 通常窒化ガリウム粉末の酸 有量が 10重量%以下であれば該 粉末を用いて作製される窒化ガリウムを主成分とする焼結体の ¾¾ 性あるいは導電性は発現 し得る。 窒化ガリウム粉末の酸絵有量が 5. 0重量%以下であれば少なくとも:)1 ^率 5% 以上あるいは室温における抵抗率 1 X 104Ω · cm以下の窒化ガリウムを主成分とする 体 が得られ易くなるので好ましい。
なお、 上記本発明による窒化ガリゥムを主成分とする粉末とは通常ガリゥム成分を G a N換 算で 55. 0モル%以上含む粉末を意味する。
上記窒化ガリゥムを主成分とする焼結体に含まれるアル力リ土類金属成分の含有量の換算に 用いる酸化物とは Be 0、 MgO、 Ca〇、 S r 0、 Ba〇を意味し、 希土^ S素成分の含有 量の騰に用いる酸化物とは Sc203、 Y203、 La203、 Ce02、 P r60lx, Nd2〇3、 Pm2〇3、 Sm203、 Eu2〇3、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho2〇3、 Er2〇3、 Tm 2〇3、 Yb2〇3、 Lu203を意味する。
なお、 上記のような酸化亜鉛を主成分とする焼結体あるいは窒化ガリゥムを主成分とする焼 結体などの導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を図 2に示す発光素子作製用 の基板 10として用いて発光素子を作製すれば、 図 2に示すような上下に電極を配して電極と 素子との電気的接続をはかるという形状の発光素子が作製し得る。 導電性を有するセラミック 材料を主成分とする焼結体を用いる場合該焼結体の室温における抵抗率としては 1 X 104 Ω , cm以下であれば上下に電極を配した形状の発光素子が作製し得る。 導電性を有する焼結 体の室温における抵抗率としては室温において通常 1 X 102Ω · cm以下のものであれば少な い損失で十分な電力を発光層に供給し得る。 導電性を有する焼結体の室温における抵抗率とし ては室温において 1 X 10^ · cm以下のものが好ましく、 1 X 10。Ω · cm以下のものが より好ましく、 IX 10_ · cm以下のものがさらに好ましく、 1X10—2Ω · cm以下の もの力 s最も好ましい。
上記のように酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウム、 窒化ガリウムそれぞれを主成
分とする焼結体は比較的高い光 ¾ϋ性のものが得られることが示された。
また、本発明において酸化アルミニウム、酸化 »、酸化ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素、 窒化ガリウムなどを主成分とする焼結体だけでなぐ 上記のように酸化ジルコニウム、 酸化マ グネシゥム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコン酸 鉛、 酸化イットリウムなどの希土類 素酸化物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルステライト、 ステアタイト、 結晶化ガラス、 など各種セラミック材料を主成分とする焼 結体においても ¾¾1性を有するものを得ることが可能である。 具体的には光透過率として少 なくとも 1%以上通常 10%以上を有するものが作製し得る。 また上記酸化ジルコニウム、 酸 化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコ ン醒(特に希土贩素成分を含むもの)、 酸化イットリウムなどの希土 素酸化物、 酸化ト リウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルステライト、 ステアタイト、 結晶化ガラス、 など を主成分とする焼結体は ½¾Μ率が 50%以上のものが作製でき、 最大 80%以上のものも作 製し得る。 上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体のうちで酸化ジルコニウム、 酸化マ グネシゥム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化イットリウムなどの希土類沅素酸化物、 酸化トリ ゥム、 ムライト、 結晶化ガラスを主成分とする焼結体は特に ¾¾ 生に優れ、 纖焼結助剤を 添加して常圧誠 (例えば大気中、 あるいは Η2などの ¾性ガス中、 あるいは Ν2などの非酸 化性ガス中、 あるいは C〇2などの弱酸化性ガス中)、 減圧焼成、 ホットプレスなどの定法によ り比較的容易に 性のものを作製することができる。 大気中での常圧焼成であっても光透 過率 10%以上、 通常 ¾¾¾率 20%以上あるいは光透過率 30%以上のものを作製すること ができる。 また水素中での焼成あるいはホットプレスあるいは減圧焼成などによって ¾¾i率 40 %以上、 通常は)1 έ¾ 率 50 %以上あるいは^ 率 60 %以上のものを作製することが でき、 光 i 率 80%以上のものも作製できる。
¾¾ 性を向上させるために例えば褫化ジルコニウムの は S c 203、 Y2〇3、 L a203、 Ce〇2、 P r 6011¾ Nd2〇3、 Pm2〇3、 Sm203、 Eu203、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy 2〇3、 Ho203、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb203、 L u2〇3など希土 ¾素成分を含む酸化物 などの化合物あるいは B e 0、 MgO、 C a 0、 S r 0、 Ba Oなどアレカリ土類金属成分を 含む酸化物などの化合物、 などを含むものを好適に用いることができる。 また、 酸化マグネシ ゥムの: ^は S c2〇3、 Y203、 La2〇3、 Ce〇2、 P r 6011¾ Nd2〇3、 Pm2〇3、 Sm 2〇3、 Eu203、 Gd2〇3、 Tb4〇7、 Dy2〇3、 Ho2〇3、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb20 3、 Lu2〇3など希土類 素成分を含む酸化物などの化合物あるいは Be〇、 Ca〇、 S r 0、 B a〇などアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいは L i F、 N a Fなどァレ カリ金属成分を含む弗化物などの化合物あるいは S どの珪素化合物、などを含むものを 好適に用いることができる。 また、 アルミン酸マグネシウムの場合は Sc2〇 3、 Y203、 La2 〇3、 Ce〇2、 P r 6011¾ Nd203、 Pm2〇3、 Sm2〇3、 Eu2〇3、 Gd2〇3、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho2〇3、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 L u203など希土^;素成分を含む酸 ィ匕物などの化合物あるいは Be〇、 Mg〇、 CaO, S r〇、 B a〇などアルカリ土類金属成 分を含む酸化物などの化合物あるいは S 1〇2などの珪素化合物、などを含むものを醜に用い ることができる。 また、 酸化イットリウムなどの希土 素酸化物の場合は A 1203などアル ミニゥム成分を含む酸化物などの化合物あるいは S c203、 Y203、 La203、 Ce〇2、 P r eOn, Nd2〇3、 Pm2〇3、 Sm2〇3、 Eu203、 Gd203、 Tb407、 Dy203、 Ho2 〇3、 Er203、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 Lu203などの中から選ばれた少なくとも 1種以上の 主成分と異なる希土 ¾素成分を含む酸化物などの化合物あるいは B e 0、 Mg〇、 C a〇、 S r〇、 B a Oなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物、 などを含むものを好適 に用いることができる。 また、 酸化トリウムの場合は Sc203、 Y203、 La203、 Ce02、
P r 6011¾ Nd203、 Pm203、 Sm203、 Eu203、 Gd203、 Tb407、 Dy203、 H o203、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 Lu2〇3など希土類 素成分を含む酸化物などの化 合物あるいは Be〇、 MgO、 CaO, SrO、 B a Oなどアルカリ土類金属成分を含む酸化 物などの化合物、 などを含むものを に用いることができる。 また、 ムライトの場合は Sc2 03、 Y203、 La203、 Ce02、 Pr^^, Nd203、 Pm203、 Sm203、 Eu203、 Gd203、 Tb4〇7、 Dy2〇3、 Ho2〇3、 Er 203、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 Lu203など希 土類 素成分を含む酸化物などの化合物あるいは B e〇、 MgO、 C a〇、 S r 0、 B a〇な どアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいは S i〇2などの鶴化合物、などを 含むものを贿に用いることができる。 また、結晶化ガラスの場合は Sc2〇3、 Y203、 La2 03、 Ce〇2、 P r 6011¾ Nd203、 Pm203、 Sm2〇3、 Eu2〇3、 Gd2〇3、 Tb4〇7、 Dy203、 Ho203、 Er2〇3、 Tm2〇3、 Yb2〇3、 L u2〇3など希土類 素成分を含む酸 化物などの化合物あるいは Be〇、 MgO、 Ca〇、 S r〇、 B a Oなどアルカリ土類金属成 分を含む酸化物などの化合物あるいは S i〇2などの珪素化合物、などを含むものを赚に用い ることができる。
また、 これら酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化イット リウムなどの希土類 素酸化物、 酸化トリウム、 ムライト、 結晶化ガラスを主成分とする焼結 体にはそれぞれ上記例示した成分以外に例えばモリブデン、 タングステン、 バナジウム、 ニォ ブ、 タンタル、 チタン、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバ ルト、 銅、 »などの遷移金属成分、 あるいは力一ボンなどの成分を含むものも好適に用いる ことができ、 これらの成分を含むものは黒色、 灰黒色、 灰色、 褐色、 黄色、 緑色、 青色、 あず き色、 赤色などに呈色したものが得られ易く、 呈色したものであっても光 ¾ 性を有するもの が得られる。
なお、 結晶化ガラスを主成分とする焼結体についてさらに詳しく説明する。 上記のように結 晶ガラスを主成分とする焼結体であっても 過性のものが得られ光¾ 率 1 %以上のものが 作製し得る。 通常 率 10%以上のものが比較的容易に作製できる。 硼珪酸ガラスと酸化 アルミニゥムを混合して作製される結晶化ガラスを主成分とする焼結体の場合などは通常光透 過率 20 %以上のものが作製し得る。 また例えば L a 203や Y203などの希土類元素やアル力 リ土類金属を含むものは光 ¾1性がより向上し易いので好ましい。 上記希土類 素あるいはァ ルカリ土類金属を含むものは光透過率 30%以上のものが作製でき、 希土類元素を含むものは ½¾i率 50%以上のものも比較的容易に作製し得るので好ましい。 また希土 ¾素の種類や 含有量などを « 択することで光 ¾i率 70%以上のものも作製し得る。 また結晶化ガラス を主成分とする焼結体はドクターブレード法などによるシート状成形体を積層する方法などに よって銀や銅などを主成分とする低抵抗の導体を内部あるいは表面あるいは内部及び表面同時 有するものが作製できるので電気特性に優れる。 また、 結晶化ガラスを主成分とする焼結体に は銀や銅などの高熱伝導性材料を用いてサ一マルビアも形成できるので発光素子などの高発熱 性半 本^?搭載したときの放熱性に優れるという特徴があるので好ましい。 さらに結晶化ガ ラスを主成分とする^;結体は通常ガラス母体中に結晶成分が存在している構造を有しているの で; として 700°C〜1100°C程度の比較的低温で該焼結体を作製することが可能で あるという特徴がある。 また、 例えば Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Tiなどの遷移金属、 ある いは力一ボンなどの成分、 あるいはその他の纖金属例えば鉄、ニッケル、 クロム、マンガン、 ジルコニウム、ハフニウム、 コバルト、銅、亜鉛などの成分を含有させることで黒色、灰黒色、 灰色、 褐色、 黄色、 緑色、 青色、 あずき色、 赤色などに着色した結晶化ガラスを主成分とする 焼結体を作製することも可能である。
なお、 本発明において上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体の 率は少なくと
も波長 2 0 0 ηπ!〜 8 0 0 nmの範囲の光に対してのものである。 上記光透過率は波長 6 0 5 nmの光に対して測定されたものである。 本発明においては今後特に断らない限り各種セラミ ック材料を主成分とする焼結体の ¾¾¾率には上記測定値を用いた。
なお、 本発明において特に断らない限り上記の酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アル ミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコン酸鉛、 酸化イツトリ ゥムなどの希土^素酸化物、酸ィ匕トリウム、各種フェライト、ムライト、 フオレステライト、 ステアタイト、 結晶化ガラス、 など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光 ¾ 率は窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体と同様直径 2 5. 4mm厚み 0. 5mmの円盤状で表面 を鏡面に研磨した状態の試料を用い所定の波長の光を上記焼結纖料に当て、 Altした光の強 度と透過した光の強度を分光光度計などで測定しその比を百分率で表わしたものである。 波長 としては通常特に断らない限り 6 0 5 nmのものを用いて測定されたものである。 本発明にお ける ¾¾ 率は上記測定用試料を積分球の内部にセットして 光を集めこの全 ¾ 光と入 射光との強度比を百分率で表した全 ¾1率として求めたものである。 なお、 光 率として波 長 6 0 5 nm以外の光に対するものを測定していなくても波長 6 0 5 nmの光に対しての光透 過率を腿していれば本発明による酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネ シゥム、 酸化チタン、 チタン酸パリゥム、 チタン酸ジルコン隱、 酸化ィットリゥムなどの希 土 ¾素酸化物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルステライト、 ステアタイ ト、 結晶化ガラス、 など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の性能、 すなわち例えば発 光素子作製用の基板として用いたとき作製される発光素子の発光効率を判定し得る。
光翻率は試料の厚みによって変化し本発明による上記酸化ジルコニウム、 酸化マグネシゥ ム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコン 、 酸化 イットリウムなどの希土 素酸化物、 酸ィ匕トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルス テライト、 ステアタイト、 結晶化ガラス、 など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を発 光»搭糊基板などとして実際に用いる場合該基板の厚みを薄くして ½¾i率を高めること は例えば発光素子の発光効率を高める上で有効である。 通常発光素子搭載用基板などとしては 厚み 0. 0 lmm以上のものを用いることが又り扱い上の強度の点からは好ましい。 又厚みが 厚くなると光透過率が低下し易いので通常発光素子搭 ¾i¾基板としては厚み 8. 0 mm以下の ものを用いることが好ましい。 本発明において上記酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 ァ ルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコン蘭、 酸化イット リウムなどの希土類 素酸化物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フオルステライ ト、 ステアタイト、 結晶化ガラス、 など各種セラミック材料を主成分とする焼結体はその厚み が少なくとも 0. 0 1 mm〜8. 0mmの範囲において実際に使用される状態の発光素子搭載 用基板が 性を有していれば有効である。 すなわち、 上記酸化ジフレコニゥム、 酸化マグネ シゥム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコン酸鉛、 酸化イットリウムなどの希土 ϋ¾素酸ィ匕物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォ ルステライト、 ステアタイト、 結晶化ガラス、 など各種セラミック材料を主成分とする焼結体 はその厚みが少なくとも 0. 0 1 mm〜 8. 0 mmの範囲あるいはそれ以外であっても実際に 使用される状態での光透過率が少なくとも 1 %以上であればよいのであって、 例えば発光素子 作製用の基板として実際に厚み 0. 1 mmあるいは 2. 0mmなど厚みが必ずしも 0. 5mm ではないものであっても光 ¾i性を有し例えば光 ¾i率が少なくとも 1 %以上であれば作製さ れる発光素子の発光効率は向上し易い。
したがって本発明による上記酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシゥ ム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコン蘭、 酸化イットリウムなどの希土類 元素酸化物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フ: ルステライト、 ステアタイト、
結晶化ガラス、 など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光 ¾ 率は該焼結体の厚みに は無関係であり、 実際該焼結体が用いられている状態での光 性カ壞要で実際該焼結体が用 いられている状態での光 ¾1率を意味する。
酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バ リウム、 チタン酸ジルコン 、 酸化イットリウムなどの希土 素酸化物、 酸ィ匕トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルステライト、 ステア夕イト、 結晶化ガラス、 など各種セラ ミック材料を主成分とする焼結体の厚みが実使用状態で 0. 5 mmより薄い場合あるいは 0. 5 111111ょり厚ぃ場合½¾¾)¥み0. 5mmのとき測定した光¾¾率と異なり、 ½¾i率は 0. 5mmより薄い場合は 0. 5mmのとき測定したより高くなり易く 0. 5mmより厚い場合は 0. 5mmのとき測定した光 ¾ ^率より低くなり易い。 本発明においては上記実際に使用され る状態で ¾¾i率が少なくとも 1 %以上の酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸 マグネシウム、 酸化チタン、 チタン^ Λリウム、 チタン酸ジルコン酸鉛、 酸化イットリウムな どの希土類 素酸化物、 酸 ί匕トリウム、 各種フェライ卜、 ムライト、 フォルステライト、 ステ ァタイト、 結晶化ガラス、 など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いることが好ま しい。
上記のような酸化亜鉛あるいは窒化ガリゥムなどの導電性を有するセラミック材料を主成分 とする焼結体を発光素子搭糊基板として用いれば、 基板自体が発光軒駆動用の電気回路の 一部としての機能を有すること力河能となり、 基板に発光素子 β用の微細な配線を施すこと が省略し得るので基板の小型化が容易に行えるという特徴を有する。
本発明による発光素子搭 基板として導電性を有するセラミック材料を主成分とする能結 体を用いる場合その抵抗率は室温において 1 X 1 04Ω - c m以下、 通常は 1 X 1 02Ω · cm 以下であれ ^板自体が発光素子駆動用の電気回路の一部としての機能を十分発現し得るので 好ましい。 より好ましくは室温において 1 X 1 0 °Ω - cm以下の抵抗率を有するものである。 さらに好ましくは室温において 1 X 1 - cm以下の抵抗率を有するものである。 また、 最も好ましくは室温において 1 X 1 0— 2Ω · c m以下の抵抗率を有するものである。
本発明において導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体として上記例示した酸 化 あるいは窒化ガリウム以外に例えば炭化珪素を主成分とする焼結体あるいは窒化珪素を 主成分とする焼結体なども好適に用いることができる。 炭化珪素を主成分とする焼結体は前記 例示した焼結助剤などを含む組成のもので比較的容易に導電性のものが作製し得るが、 窒化珪 素を主成分とする焼結体は焼結助剤など以外〖こ例えば窒化チタン、 窒化ジルコニウムなどの導 電性材料と複合化することで導電性のものが比較的容易に作製し得る。
本発明において、 発光素子搭載用基板として導電性と同時に 性を有するものを用いれ ば微細な配線力省略可能で、 基板に進入した光を配線が吸収したり散乱するおそれが無いので 基板の光 ¾i性がそのまま利用できるので好ましい。 また、 基板のより一層の小型化が容易に 行えるという特徴を有する。
窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上 を主成分とする発光素子を搭載するために本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体 からなる基板(すなわち発光素子搭載用基 表面の平、滑度は任意のものを用いることができ る。 基板表面が例えば平均表面粗さ R aが 1 0 O nm以下の比較的平滑性の高い状態であって も該セラミツク材料を主成分とする焼結体からなる基板の発光軒からの発光に対する反射率 は比較的低く最大 1 5 %前後である。 上記基板の反射率を 1 5 %以下にするためには平均表面 粗さ R aが 1 0 0 nm以上とすることが好ましい。 さらに上記基板の反射率を 1 0 %以下にす るためには平均表面粗さ R aが 2 0 0 0 nm以上とすることが好ましい。
本発明において上記の平均表面粗さ R aを有する発光素子搭載用基板はセラミック材料を主
成分とする焼結体の焼き放し (a s— f i r e) 表面やラッフ ¾ff削、 ブラシ研磨、 鏡 磨さ れた表面などにおいて得ることができる。 2 0 0 0 nm以上の平均表面粗さ R aを有する発光 素子搭載用基板はセラミック材料を主成分とする焼結体の焼き放し (a s— f i r e) 表面や ラップ研削、 ブラシ研磨された表面などにおいて得ることができる。 l O O nm以上の平均表 面粗さ R aを有する発光素子搭載用基板はセラミック材料を主成分とする焼結体の焼き放し
(a s - f i r e)表面やラッフ ¾Jf削、ブラシ研磨された表面などにおいて得ることができる。 1 0 O nm以上の平均表面粗さ R aを有する発光素子搭 基板はセラミック材料を主成分と する焼結体の焼き放し (a s— ί i r e) 表面やブラシ研磨、 あるいは鏡面研磨された表面な どにおいて得ることができる。
本発明においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板において は窒化ガリウム、 窒化ィンジゥム、 窒化アルミニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上 を主成分とする発光素子からの発光を基 部へ放出するに際し、 発光^?搭義基板に反射 防止部材ゃ反射部材などを形成して該放出光の方向を制御し易くするために、 セラミック材料 を主成分とする焼結体からなる発光素子搭糊基板の表面状態、 表面平滑性を 高めること で該発光 ¾Τ搭載用基板の;) ¾¾性あるいは反射率を向上し得ることもある。
セラミツク材料を主成分とする焼結体からなる基板の透過率を高めるためには焼結体の化学 組成ゃ微構造などの焼結体そのものの特性を改善する以外に基板の厚みを薄くすることも有効 である。 基板の厚みが 8 · Omm以下であれば波長 2 0 0 ηπ!〜 8 0 0 nmの範囲の光に対し て ¾1性を Hitし得る。 ¾ 性を »できるということはセラミック材料を主成分とする焼結 体からなる基板の厚みが 8. Ommであっても ¾i率が 1 %以上であるということを意味する。 セラミツク材料を主成分とする焼結体からなる基板の厚みが 0. 5 mmのものを用いて測定し た時の透過率が例えば波長 2 0 0 ηπ!〜 8 0 0 nmの範囲の光に対して 6 0〜8 0 %の範囲の 高レ、翻率を有するものでも基板の厚みが厚くなれば ¾ 率は減少していく。基板の厚みが 0. 5 mmのものを用いて測定した時の波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対する透過率が 例えば 8 0 %の基板の場合その厚みが 8. Ommであっても波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範 囲の光において透過率は 1 %以上である。 基板の厚みが 5. 0 mm以下であれぱ¾1率は 5 % 以上のものが得られる。 基板の厚みが 2. 5 mm以下であれば透過率は 1 0 %以上のものが得 られる。 さらに基板の厚みが 1. Omm以下であれば 率は 6 0 %以上のものが得られる。 基板の厚みが 0. 2 mm以下と薄くなれは ¾i 率は 9 0 %以上のものが得られる。 基板の厚み が 0. 0 5mm以下の場^ ¾ 率は 9 5 %以上のものが得られる。 また基板の厚みが 0. 5m mのものを用いて測定した時の波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対する透過率が例え ば 1. 0 %の基板の場合その厚みが 0. 2 mmと薄くなれば ¾i率 1 0 %以上のものが得られ る。 基板の厚みが 0. 1 mm以下の場合 ¾ 率は 2 0 %以上のものが得られる。 また基板の厚 みが 0 · 0 5mm以下の場合 率は 4 0 %以上のものが得られる。 このように波長 2 0 O n m〜8 0 O nmの範囲の光に対して 6 0 %以上の高い ¾ 率を有するセラミック材料を主成分 とする焼結体からなる基板において厚み 1. 0 mm以下では 3 0 %以上の透過率を有し、 0. 2 mm以下の厚みでは 9 0 %以上殆ど透明に近い透過率を有するものが得易い。 実質的に 1 0 0 %に近い ¾1率を有するものも得られる。 通常基板の厚みは薄いほど 率は高まる傾向を 有するが機械的強度が小さくなるので基板として窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミ ニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光素子を搭載する場合の作業 時にクラックや欠けが生じ始めるという欠点があるので基板の厚みは 0. 0 1 mm以上である ことが好ましく、 0. 0 2 mm以上であることがより好ましく、 0. 0 5 mm以上であること がさらに好ましい。 上記のように本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる 基板を窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種
以上を主成分とする薄膜を形成するための基板として用いる場合光 ¾ii性の観点からみて (す なわち本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に発光素子を形成した 時の優位性) 基板の厚みは 8 mm以下であることが好ましく、 5. 0mm以下であることがよ り好ましい。また基板の厚みは 2. 5mm以下であることがさらに好ましぐ基板の厚みは 1. 0 mm以下であることが最も好ましい。 このような厚みの基板において機械的強度の観点から は 0. 0 l mm以上であることが好ましく、 0. 0 2mm以上であることがより好ましく、 0. 0 5 mm以上であることがさらに好ましい。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめとするセラミック材料を主成 分とする焼結体を用いて作製される発光素子搭 基板には導通ピアを設けることができる。 該導通ビアは通常セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 mffl基板の内部に 設けられる。 該導通ビアは単に基板の上下の表面 (すなわち発光素子が搭載されている側の表 面と発光 が搭載されている側と反対側の表面) を電気的に接^ τるだけでなぐ 基板内部 に電気回路が形成されている場合該基板内部の電気回路同士を電気的に接続したりあるいは該 基板内部の電気回路と基板の発光^?搭載側の表面、 基板の発光 »搭載側と反対側の表面、 基板の外部側面とを電気的に接 , する場合にも ¾!:設けることができる。 導通ビアは例えば窒 化アルミニウムなどのセラミック材料を主成分とするグリーンシートなどのセラミック粉末成 形体にスルーホール (貫通孔) を形成してそこにあらかじめ金属などを主成分とする導電性粉 末を入れ同時誠する、 スルーホールが形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体から なる基板を溶融金属に含浸し該スル一ホ 分に溶融金属導入する、 基板のスルーホールに 導電性ペーストを導入し加熱あるいは «する、 などの方法で容易に形成できる。 本発明によ る導通ビアとして図 7、 図 8、 図 1 3、 図 1 4、 図 1 5、 図 1 6の各図において符号 4 0で例 示されたものなどが'ある。 該導通ビアは本発明による発光素子搭載用として用いられるセラミ ック材料を主成分とする焼結体からなる基板 (符号 2 0または符号 3 0で示される) 内部に形 成されている。
本発明において上記導通ビアの大きさ及び形状は適宜選定でき、 どのような大きさのもので あってもあるいはどのような形状のものであつてもセラミツク材料を主成分とする焼結体の良 好な光 ¾1性をできるだけ阻害しないように工夫されたものであればよい。 通常導通ビアの大 きさはセラミック材料を主成分とする焼結体の良好な 性を阻害しないようにするために 5 0 0 m以下であることが好ましい。 導通ビアの大きさが 5 0 0 m以下であれば基板内を 透過して外部へ放出.される発光素子からの発光に導通ピアの影などによる明るさの減少が生じ にくくなる。 このような現象が生じるのは該基 部へ放出される発光素子からの発光 «S板 内部のセラミック多結晶粒子により散乱された散舌 であるためと思われる。 通常導通ビアの 大きさはセラミック材料を主成分とする焼結体形成するときのグリーンシ一トや焼結体に対す る加工性を容易化することを考慮すると 2 5 0 m以下であることが好ましい。 導通ビアの大 きさが 2 5 0 m以下であれば基板内を ¾1して外部へ放出される発光 からの発光には導 通ビアの影などによる明るさの減少がより生じにくい。 導通ビアの大きさとして 1 0 以 下であることがより好ましい。 導通ビアの大きさが 1 0 0 m以下であれば基板内を透過して 外部へ放出される発光素子からの発光には導通ビアの影などによる明るさの減少がより生じに くレ^ 導通ビアの大きさとして 5 O m以下であることがさらに好ましい。 導通ビアの大きさ が 5 0 m以下であれば基板内を M して外部へ放出される発光素子からの発光には導通ビア の影などによる明るさの減少がさらに生じにくくなるので好ましい。 導通ビアの大きさとして セラミック材料を主成分とする焼結体形成するときのグリーンシートゃ焼結体に対する加工性 を容易化することを考慮すると 2 5 m以下であることが最も好ましい。 導通ビアの大きさが 2 5 m以下であれ 板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光には導通ビアの
影などによる明るさの減少がほとんど生じにくくなる。
なお、 本発明において導通ビアの大きさとは断面の最大寸法で示す。 すなわち断面カ植径 2 0 0 mの円形の場合導通ビアの大きさはそのまま 2 0 0 mであり、 一辺 1 5 0 mの正方 形の場合導通ビアの大きさは 2 1 2 mである。
また導通ビアの断面形状は任意のものが使用できるが加工性の点から断面が円形のものを用 いることが好ましい。
図 7、 図 8、 図 1 3、 図 1 4、 図 1 5、 図 1 6の各図において導通ビアは 2個形成されたも のが例示されているが本発明による発光素子搭載用基板中には適宜 1個あるいは 3個以上複数 個の導通ビアを設けることができる。 多数の導通ビアが設けてあっても本発明による発光素子 搭 ¾¾¾基板の ½¾i性は該基板の材料としてセラミック材料を主成分とする焼結体という基板 の透過光が散舌 L½となり易いものを用いているので ¾i 光の導通ビアなどの影による明るさの 減少はほとんど生じにくい。 この導通ビアを有する基板に発光素子を搭載したとき該発光素子 を駆動するための電力あるいは電気信号を基板内部の該導通ビアを経由して基板の発光素子が 搭載された反対側の面から供給することができるので発光素子搭 基板としてコンパクトな 設計ができる。
導通ビアを形成するために上記のように窒化アルミニウムなどのセラミック材料を主成分と するグリーンシートなどのセラミック粉末成形体にスルーホールを形成する方法として通常行 われているニードルを用いたパンチング法以外に例えば炭酸ガスレーザーや Y AGレーザ一あ るいはエキシマレ一ザ一などによるレーザー加工法が微細な穴あけ加工法としては好ましい。 上記レーザー加工法は焼成後の焼結体への薪 Lにも適する。 レーザー加工法を用いることで 5 以下、 1 m程度までの導通ビアが形成できる。 «により得られるセラミック材料を 主成分とする焼結体内部に形成された導通ビアの大きさが 5 0 mからさらに小さくなり 1 mに近づくにつれ該セラミック材料を主成分とする焼結体による発光素子搭 基板内を翻 して外部へ放出される発光素子からの発光には導通ビアの影などが生じて 光の明るさが減 少していくことがほとんど生じにくくなり特に好ましい。
導通ビアに用いられる導電性材料としてはどのようなものでも用い得るが、 特に発光素子搭 載用基板を形成しているセラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易ぐ さらに該導電 性材料を形成中にセラミック材料を主成分とする焼結体と有害な反応を生じるなどにより該セ ラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光 ¾i性を阻害しにくく発光素子から発せられる 光が該焼結体を透過した後も光強度が低下しにくいものであればどのような材料でも用いるこ とができる。 このような材料は例えば金、 銀、 銅、 アルミニウム、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 タングステン、 モリブ デン、 窒化チタン及び窒化ジルコニウムなどのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分 とするものなどである。 このような材料からなる導通ビアであれば、 上記セラミック材料を主 成分とする焼結体と一体化し易ぐ さらに該セラミツク材料を主成分とする焼結体の良好な光 透過性を阻害しにくい。 また導通ビアの材料として上記の主成分に窒化アルミニウム、 炭化珪 素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウム、 希土類沅素化 合物、 アル力リ土類金属化合物などのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を加えたも のは基板のセラミック材料を主成分とする焼結体料とより一体化し易いだけでなく、 該セラミ ック材料を «分とする焼結体の良好な光 ¾1性をより阻害しにくくなる。 上記の導通ビアの 材料の中で金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジ ルコニゥムの中から選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするもの 板の窒化アルミニゥ ム焼結体を始めとする材料とより一体化し易いだけでなぐ 該セラミツク材料を主成分とする 焼結体の良好な ½¾ 性をさらに阻害しにくくなる。 また、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、
モリブデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも 1種 以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、 酸化アルミニウム、 希土類 素化合物、 ァ ルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むものはセラミック 材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけでなぐ 該セラミツク材料を主成分とする 焼結体の良好な光 ¾ϋ性をさらに阻害しにくくなる。
この導通ビアを形成する材料に含まれる窒化アルミニウム、 炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリ ゥム、 酸化碰、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウム、 希土類 素化合物、 アルカリ土類金属 ィ匕合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分の含有量は合計で 30重量%以下である ことが好ましく該導通ビアに用いられる材料の室温における抵抗率が 1 X 10一3 Ω · cm以下 となり易いので好ましい。 30重量%より多いと室温における抵抗率が 1 X 10— 3Ω · cmよ り高いものとなり易いので好ましくない。 より好ましい含有量は 20重量%以下であり室温に おける抵抗率は 1 X 10— 4Ω · cm以下となり易いのでより好ましい。 さらに好ましい含有量 は 10重量%以下であり室温における抵抗率は 5 X 10~5Ω · cm以下となり易いのでより好 ましい。 もっとも好ましい含有量は 5重量%以下であり、 この材料の室温における抵抗率は 1 X 10一5 Ω · cm以下となり易いので好ましい。 なお、 上記導通ビアの主成分として用いられ るモリブデン及び夕ングステンは金属だけでなく炭化物や窒化物としても用いることができる。 このように導通ビアの材料の中で金、銀、銅、パラジウム、 白金、モリブデン、 タングステン、 窒化チ夕ン、 窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするものや、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウム の中から選ばれた少なくとも 1種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、 酸化アル ミ二ゥム、 希土類 素化合物、 アル力リ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以 上の成分を含むもの、 あるいは該導通ビアが形成されるセラミックネオ料を主成分とする焼結体 に含まれる成分を含むものが、 セラミック材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけ でなぐ 該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光 ¾i性をさらに阻害しにくく発光 素子から発せられる光が該焼結体を ¾1した後も光強度が低下しにくくなる理由は必ずしも明 確でないが、 セラミック材料を主成分とする焼結体と反応しにくく、 かつ反応しにくいにもか かわらず該セラミック材料を主成分とする焼結体のスルーホール内でアンカー効果がより発現 し易い性状を有するためであろうと思われる。
なお、上記導通ビアに用いられる希土類 素化合物とは Sc、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Dy、 Ho、 Er、 Yb、 Luなどの希土類 素、 及び Sc 203、 Y2〇3、 La2〇3、 Ce02、 P r 6Oxl, Nd2〇3、 Sm2〇3、 Eu2〇3、 Gd2〇3、 Dy2〇3、 Ho 2〇3、 Er2〇3、 Yb203、 Lu2〇3、 などの希土類 5素酸化物あるいはその他 S c、 Y、 L a、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Dy、 Ho、 Er、 Yb、 Lu、 などを含む炭酸 塩、 塩、 硫酸塩、 塩ィ匕物などの無機希土類 ί匕合物、 酢酸塩、 «塩、 クェン酸塩などの有 機希土類化合物などの各種希土 ^素化合物などであり、 さらに L ηを希土 素として表し たときガ一ネット型結晶構造の 3Ln2〇3 · 5A 12〇3 (例えば 3 Y2〇3 · 5 A 12〇3、 3D y2〇3' 5Al2〇3、 3Ho203 · 5 A 1203、 3 E r 203 · 5 A 1203、 3Yb2〇3 ' 5A 12〇3、 など)、 ぺロブスカイト型結晶構造の Ln203 'Al2〇3 (例えば YA1〇3、 LaA 1〇3、 PrAl〇3、 NdAl〇3、 SmAl〇3、 EuAi〇3、 GdAl〇3、 DyAl〇3、 HoAl〇3、 ErAl〇3、 YbAl〇3、 など)、 単斜晶結晶職 2 L n 2〇3 · A 1203 (例 えば 2 Y203 · A 1203、 2 Sm2〇3 · A 1203、 2 Eu2〇3 · A 12〇3、 2Gd2Os - A 1 2〇3、 2Dy2〇3 · Al 2〇3、 2Ho203 · Al 203、 2 E r 203 · A 12〇3、 2Yb203 - Al 2〇3、 など) などの希土 ¾素を含む複合酸化物、 などである。 また上記導通ビアに用い られるアル力リ土類金属化合物とは M g、 C a、 S r、 B aなどのアル力リ土類金属、 及び M
g O、 C a O、 S r〇、 B a〇などのアルカリ土類金属酸化物やその他 Mg、 C a、 S r、 B aなどを含む炭酸塩、 硝酸塩、 硫酸塩、 塩化物などの無機アルカリ土類金属化合物、 酢酸塩、 據酸塩、 クェン酸塩などの有機アルカリ土類金属化合物などの各種アルカリ土類金属化合物で あり、さらに A eをアルカリ土類金属として表したとき 3 A e O ' A l 2〇3、 A e · Α 1 2〇3、 A e · 2 A 1 2〇3、 A e · 6 A 1 203などのアルカリ土類金属を含む複合酸化物、 である。 本発明において、 導通ビアに用いられる前記金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリプデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも 1種以上の成分を 主成分としさらに窒化アルミニウム、 酸化アルミニウム、 希土 素化合物、 アルカリ土類金 属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むもの、 あるいは導通ビアが形成 されるセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を加えたもの以外の各材料におい てもその室温における抵抗率は 1 X 1 0— 3 Ω · c m以下程度の導電性があれば好ましく、 室温 における抵抗率が 1 X 1 0— 4 Ω · c m以下であることがより好ましく、 さらに室温における抵 抗率が I X 1 0— 5 Ω · c m以下であることがさらに好ましい。 い。
本発明において上記導通ビアが形成される基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で ある場合焼結助剤、 焼成 低減ィヒ剤、 着色剤、 不可避不純物、 AL ONなどのうち少なくと も 1種以上を含むものであっても良いし、 高績化され結晶相として A 1 Nを 9 5 %以上含む ものあるいは A 1 Nを 9 8 %以上含むものあるいは実質的に A 1 N単一相からなるものであつ てもよく、 いずれの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体も用いることができる。 窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体に形成される導通ビアの材料が金、銀、銅、パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも 1種 以上の成分を主成分とするもの、 あるいは金、 銀、 亂 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タン ダステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも 1種以上の成分を主成 分としさらに窒化アルミニウム、 酸化アルミニウム、 希土観素化合物、 アルカリ土類金属ィ匕 合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むものを用いれば窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体を高純度化し光 ¾1率を高めるために行われる高温で長時間の熱処理中に も揮散されることが台どないので導通ビアを有する基板が容易に M 可能となり、 高熱伝導率 で¾¾ 性を有し熱膨張率が窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする発光^?に近くさらに基板の上下表面あるい 板 の内部電気回路と基板表面とを電気的に接続できる優れた基板が低コストで提供でき産業界に 与える影響はさらに大きい。
また、 本発明において導通ビアの形態として導電性材料がセラミック材料を主成分とする焼 結体のスルーホール内に密に充填されたものゃ該スルーホールの側壁に導電性材料を形成した ものなど各種形態のものが使用できる。 その中でスル一ホール内に導電性材料が緻密な状態で 形成されたいわゆる充填ビアの形態のものが好ましぐ セラミック材料を主成分とする能結体 との一体化し易い、 あるいは該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な ¾¾ 性を阻害 しにくレ など利点が多い。
導通ビアを設けることで元来通常のものは電気的には!^体であるセラミック材料を主成分 とする焼結体からなる発光^?搭糊基板の上下表面あるい《S板の内部電気回路と基板表面 とを電気的に接続できる。 発光軒搭糊基板に導通ビアを形成することで発光素子の実装を 行う場合該発光素子搭載用基板の小型化及び設計自由度が高まり有利となる。
本発明による窒化アルミニウムをはじめとするセラミック材料を主成分とする焼結体からな る発光素子搭載用基板には電気回路を設けることができる。 該電気回路は通常セラミック材料 を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 基板の表面あるいは内部あるいは表面及び内部 同時に設けられる。 該電気回路は通常発光素子を駆動させるための電気信号や電力を供給する
ために設けられる。 該電気回路を基板の内部に設け導通ビアを用いて表面の電気回路と接続す ることで多層電気回路を有する発光素子搭 基板を得ることができる。 発光素子搭 «J¾基板 に多層電気回路を形成することで小型化された基板を得ることができる。
本発明においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の発光素 子搭載部分には発光素子をろう材ゃ導電性接着剤などの接続材料を用いて固定し搭載するため のメタライズが必要に応じて形成される。 本発明でいう電気回路には発光素子をろう材ゃ導電 性接着剤などの接続材料を用いて基板に固定し搭載するための前記メタライズも含まれる。 該 メタライズはセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光^?搭糊基板に対して発光 素子を単に機械的に固定するだけでなく、 発光素子と電気的に接続して電気信号や電力を発光 素子に供給する機能も併せて有することが可能である。
セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 基板の内部に電気回路を形成 するためには常法により窒化アルミニウムをはじめとするセラミック材料を主成分とするダリ 一ンシー卜などのセラミック粉末成形体に例えば導電性材料からなるペース卜を用いて回路パ ターンを形成し上記グリーンシートなどのセラミック粉末成形体を内部に回路パターンが配さ れるように 2以上積層し乾燥、 脱バインダ一を行つた後 «することで導電性材料とセラミツ ク材料を主成分とする成形体とがー体となって同時焼成され内部に電気回路が形成されたセラ ミック材料を主成分とする焼結体が得られる。 前記同時; «法を用いれ堪板内部に電気回路 を形成した発光素子搭載用基板が得られるだけでなく、 基板の表面に電気回路が形成された発 光素子搭糊基板が得られる。 さらに、 前記同時誠法を用いれば基板内部及び基板表面に同 時に電気回路を形成した多層電気回路を有する発光素子搭載用基板が得られる。
本発明において電気回路に用いられる導電性材料としてはどのようなものでも用い得るが、 特に発光素子搭 基板を形成しているセラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易く、 さらに該導電性材料を形成中にセラミック材料を主成分とする焼結体と有害な反応を生じるな どにより該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光 性を阻害しにくく発光素子か ら発せられる光が該焼結体を ¾1した後も光強度が低下しにくいものであればどのような材料 でも用いることができる。 このような材料としては例えば金、 銀、 銅、 アルミニウム、 鉄、 コ バル卜、 ニッケル、 ルテニウム、 酸化ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリ ジゥム、 白金、 タングステン、 モリブデン、 クロム、 チタン、 ジルコニウム、 窒化チタン、 窒 化ジルコニウム、窒化タンタル、ニッケル一クロム合金、などのうちから選ばれた少なくとも 1 種以上を主成分とする金属、 合金あるいは金属窒化物などを主成分する導電性材料である。 こ のような導電性材料で電気回路を形成すれば、 上記セラミック材料を主成分とする焼結体と一 体化し易く、 該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な 性を阻害しにくく発光素 子から発せられる光が該焼結体を ¾ した後も光^^が低下しにくい。 また電気回路の材料と して上記の主成分に窒化アルミニウム、 炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化亜鉛、 酸化 ベリリウム、 酸化アルミニウム、 希土類 素化合物、 アルカリ土類金属化合物などのうちから 選ばれた少なくとも 1種以上の成分を加えたもの、 あるいは電気回路が形成されるセラミック 材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を加えたものは基板のセラミック材料を主成分とす る焼結体料とより一体化し易いだけでなぐ 該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な 光顧性をより阻害しにくくなる。 上記の電気回路形成用材料の中で金、 銀、 銅、 ニッケル、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムの中から選ば れた少なくとも 1種以上を主成分とするものは基板の窒化アルミニウム焼結体を始めとする材 料とより一体化し易いだけでなぐ 該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な 性 をさらに阻害しにくくなる。 また、 金、 銀、 銅、 ニッケル、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも 1種以上の成分を
主成分としさらに窒化アルミニウム、 酸化アルミニウム、 希土類 J£素化合物、 アルカリ土類金 属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むものはセラミック材料を主成分 とする焼結体とより一体化し易いだけでなぐ 該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好 な光透過性をさらに阻害しにくくなる。
本発明において電気回路は上記例示した導電性材料を用いて必要に応じたパターン形状に加 ェして形成される。 その形状は任意に選択できるが例えば発光素子を搭載する部分に形成され る場合は発光素子と同じかあるいは少し大きい形状のものが用いられる。 すなわち発光素子の 大きさが例えば 3 mm X 3 mmの場合は 3mm X 3mm〜5mmX 5 mmの比較的大きなベタ 状パターンが用いられる。 電気回路を線状として形成する場合微細なパターンが必要な場合は 光リソグラフィ一やレーザーあるいはイオンミリングなどの加工 »ϊや加工機を用いてライン アンドスペース 5 j m〜2 0 //m程度の寸法のものが同時焼成法や厚 寸け法あるいは薄膜 法などの方法を用いて形成できる。 本発明においては電気回路が微細な線状パターンから比較 的大きな寸法のベタ状パターンであってもセラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透 過 'ί生を |5且害しにくい。
これらの導電性材料を用いて同時焼成により形成する、 あるいはいったん焼成して得られる セラミック材料を主成分とする焼結体に後からこれらの導電性材料を厚膜として焼き付けて接 合したりあるいは有機樹脂を含む導電性接着剤として接着することにより形成する、 スパッ夕 あるいは蒸着あるいはイオンプレ一ティングなどによる薄膜として形成する、 などの方法によ つてセラミック材料を主成分とする焼結体内部あるいは焼結体表面に電気回路を形成すること ができる。
なお、本発明においていつたん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体とは、 同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面と内部のどちらにも電気回路が形成されたもの、 あるいは導通ビアが形成されたもの、 あるいは同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面 と内部のどちらにも電気回路が形成されさらに導通ビアが形成されたもの、 も含まれる。
上記電気回路を形成するために用いられる材料に含まれる窒化アルミニウム、 炭化珪素、 窒 化珪素、 窒化ガリウム、 酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウム、 希土 素化合物、 アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分、 あるいは電気回路が 形成されるセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を加えたものの含有量は合計 で 3 0重量%以下であることが好ましく該電気回路に用いられる材料の室温における抵抗率が 1 X 1 0 _3Ω · c m以下となり易いので好ましい。 3 0重量%より多いと室温における抵抗率 が 1 X 1 0— 3Ω · c mより高いものとなり易いので好ましくない。 より好ましレ含有量は 2 0 重量%以下であり室温における ί厳率は 1 X 1 0 _4Ω · c m以下となり易いのでより好ましい。 さらに好ましレ含有量は 1 0重量%以下であり室温における抵抗率は 5 X 1 0 _5 Ω · c m以下 となり易いのでさらに好ましい。 もっとも好ましレ ^含有量は 5重量%以下であり室温における 抵抗率は 1 X 1 0— 5 Ω · cm以下となり易いので好ましい。
焼結体内部に電気回路を形成する場合は上記導電性材料のうち例えば夕ングステン、 モリブ デン、 銅などをメタライズ成分として MS択してセラミック材料を主成分とする焼結体と同 時 «法により該焼結体内部に電気回路を形成することが好ましい。 同時焼成法を用いればセ ラミック材料を主成分とする焼結体の表面にも電気回路が形成でき容易に多層電気回路が形成 された基板を製造することができる。 また、 レゝつたん «して得られるセラミック材料を主成 分とする焼結体に後から導電性材料を接合する方法を用いれば金、 銀、 銅、 白金、 パラジウム などを主成分とする低抵抗の材料を厚膜メタライズとして慰寸けるあるいは導電性接^ ijとし て接着するなど比較的簡便に電気回路が形成できるという利点がある。 また、 上記導電性材料 のうち例えばアルミニウム、 クロム、 チタン、 窒化タンタル、 ニッケル一クロム合金などのよ
うに同時焼成や焼付け法及び導電性接着剤を用いた接着法では電気回路の形成が困難な場合ス パッタあるいは蒸着あるいはイオンプレ一ティングなどによる薄膜メタライズとしてセラミツ ク材料を主成分とする焼結体に電気回路を形成することができる。 上記薄膜による電気回路と してセラミック材料を主成分とする焼結体に対して例えばアルミニウム、 窒化タンタル、 ニッ ケルーク口ム合金、 酸化ルテニウムなど単一の材料だけを用いた 1層構造のメタライズとして 形成されたものも用いることができる。 またその他にクロム、 チタン、 ジルコニウムなどをセ ラミック材料を«分とする焼結体との密着金属として用い、さらに鉄、コバルト、ニッケル、 ロジウム、 ノ、。ラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒ィ匕チ タン、 窒化ジルコニウムなどをバリア金属として ¾Mい、 さらに金、 銀、 銅、 アルミニウム などの低抵坊ォ才料を適宜形成した例えばクロム Z銅、 チタン Zモリブデン Z金、 チタン Zタン ダステン/ニッケル、チタン Zタングステン Z金、チタン Z白金 Z金、チタン Zニッケル Z金、 ジルコニウム,タングステン/金、 ジルコニウム Z白金/金、 など薄 E 層構造のものも電気 回路として用いることができる。 またさらに窒ィ匕タン夕レ、 ニッケレークロム合金、 酸化ルテ ニゥムなどを上記多層薄膜上に形成したものも用いることができる。 上記窒化タンタル、 ニッ ケルークロム合金、 酸化ルテニウム、 などを主成分とする材料は電気回路の抵抗体として用い ることが好ましい。 導電性材料を薄膜で形成すればより微細な電気回路が形成できるのでより 小型の発光素子搭載用基板が得られ易い。
同時 «法により電気回路を形成する場合導電性材料として例えば銅、 モリブデン、 タンダ ステンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなるものを用いること が好ましい。 上記で例示した銅、 モリブデン、 タングステンなどの導電性材料で電気回路を形 成すれば、 セラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易く、 該セラミック材料を主成分 とする焼結体の良好な光 ¾if生を阻害しにくい。 また、 上記で例示した銅、 モリブデン、 タン ダステンなどの導電性材料にさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土 素化合物、 アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むものはセラミツ ク材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけでなく、 該セラミック材料を主成分とす る焼結体の良好な光 ¾ii性をさらに阻害しにくくなるのでより好ましい。
導電性材料をいつたん焼成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に厚膜として焼き付 けて接合したりあるいは有機樹脂を含む導電性ペーストとして接着して電気回路を形成する場 合、 導電性材料として例えば金、 銀、銅、 ニッケル、ルテニウム、酸化ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タングステンのうちから選ばれた 少なくとも 1種以上を主成分とする材料を用いることが好ましい。 該導電性材料を用いて電気 回路を形成すれば、 セラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易ぐ 該セラミック材料 を主成分とする焼結体の良好な 性を阻害しにくい。 また、 上記で例示した導電性材料に さらに窒化アルミニウム、 炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウム、 希土類沅素化合物、 アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくと も 1種以上の成分を含むものはセラミック材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけ でなぐ 該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光 性をさらに阻害しにくくなる のでより好ましい。
なお、本発明においていつたん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体とは、 同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面と内部のどちらにも電気回路が形成されたもの、 あるいは導通ビアが形成されたもの、 あるいは同時 «により表面あるいは内部あるい〖錢面 と内部のどちらにも電気回路が形成されさらに導通ビアが形成されたもの、 も含まれる。
導電性材料をいつたん焼成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に薄膜として電気回 路を形成する場合、 導電性材料として例えば金、 銀、 銅、 アルミニウム、 ニッケル、 ルテニゥ
ム、 酸ィ匕ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 クロム、 チタン、 窒化チタン、 窒ィ匕ジルコニウム、 窒化タンタル、 ニッケル一 クロム合金、 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料を用いることが好ま しい。 該導電性材料を用いて電気回路を形成すれば、 セラミック材料を主成分とする焼結体と 一体化し易ぐ 該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な遞過性を阻害しにくい。 さ らに光リソグラフィーゃレーザーあるいはイオンミリングなどの加工技術、 加工機を用いてラ インアンドスペースが 5 程度の微細パターンが形成できる。 上記で例示した導電性材料に さらに窒化アルミニウム、 炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化 «、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウム、 希土類 J£素化合物、 アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくと も 1種以上の成分を含むものはセラミック材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけ でなく、 該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をさらに阻害しにくくなる のでより好ましい。
なお、本発明においていつたん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体とは、 同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面と内部のどちら〖こも電気回路が形成されたもの、 あるいは導通ビアが形成されたもの、 あるいは同時焼成により表面あるいは内部あるい〖錢面 と内部のどちらにも電気回路が形成されさらに導通ビアが形成されたもの、 も含まれる。
本発明において電気回路を形成する方法として上記で例示したように同時焼成による方法、 あるいはいったん «して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から導電性材料 を焼付けあるいは接着する方法、 あるいは導電性材料を薄膜として形成する方法、 という少な くとも 3つの方法があるがそのうちの 2以上の方法を ¾1¾且み合わせて行うこともできる。 電 気回路を上記 2以上の方法を組み合わせて行えばそれぞれの方法における長所を生かしてより 高性能の発光^?搭糊基板を得ることが可能となる。 例えば同時焼成法で基板内部に電気回 路が形成された発光素子搭載用基板を作製し基板表面に形成される電気回路の少なくとも 1部 を薄膜で形成すればより小型化された多層電気回路を有する発光^?搭義基板を得ることが 可能となる。 また、 例えば同時舰法で基板内部に電気回路が形成された発光素子搭糊基板 を作製し基板表面に形成される電気回路の少なくとも 1部を厚膜メタライズで形成すれば小型 化された多層電気回路を有する発光素子搭載用基板を簡便に得ることが可能となる。
上記発光素子搭載用基板の内部に形成される電気回路は通常基板内部の導通ビアと電気的に 接続し組み合わせて多層化された電気回路として用いることが好ましい。
これらの金属、 合金あるいは金属窒化物材料などを主成分とする導電性材料は単一層だけで なぐ 上記薄膜による電気回路の形成で示したように多層化した状態でも用いることができる。 上記導電性材料を多層化して作製した電気回路は上記導電性材料の中の異なる材料同士であつ ても良いし同一の材料を多層化して形成したものであっても良い。 導電性材料の多層化方法も めっきやスピンコート、 浸漬コート、 印刷などにより纖熱処理を施すことで好適に行うこと ができる。 例えば多層化された電気回路の例として夕ングステンあるいはモリブデンあるいは 銅などを主成分とした同時 により得られるメタライズにニッケルめっき及び金めつきを施 すことによって形成されたものであっても良い。 またメタライズの表面を金、 銀、 白金、 ニッ ケル、 アルミニウムを主成分とする材料で被覆すればワイヤやろう材などの接続材料との接続 性が向上し翻環境性も向上するので好ましい。 例えばタングステン、 モリブデン、 銅などを主 成分として同時! «法により形成されたメ夕ライズには通常表面に金メツキを施し前記のよう な接続性、 而操境性の向上を図られる。
本発明において少なくとも上記で例示した導電性材料を用いてセラミック材料を主成分とす る焼結体の内部あるいは焼結体の表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であれば、 形成された該電気回路によって該基板を麵して外部へ放出される発光素子から発せられた光
の強さが減じられることは少ない。
なお、 上記電気回路が形成される焼結体表面とは以下で説明するセラミック材料を主成分と する焼結体からなる発光素子搭糊基板において、 発光素子が搭載される面、 発光素子が搭載 される面と反対側の面、 窪み空間を有する発光素子搭載用基板の窪み空間側の側面、 窪み空間 を有する発光素子搭 基板の窪み空間と反対側の側面、 などセラミック材料を主成分とする 焼結体内部以外の発光素子搭載用基板が有する表面を意味する。
本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板には上記の ように必要に応じて発光素子を基板に固定し搭載するためのメタライズが施される。 これらの メタライズは上記のように同時焼成法によるもの、 厚 寸け法によるもの、 あるいはスパッ タ、 蒸着、 イオンプレーティングなどによる薄膜によるものなどが好適に用いられる。 これら のメタライズが施された部分にろう材 (P b— S n系はんだ合金、 Au— S i系合金、 Au - S n系合金、 Au— G e系合金、 S n含有合金、 I n含有合金、 金属 S n、 金属 I n、 P bフ リーはんだなどの低 ろう材、 あるい〖纖ろうなどの高融点ろう材、 などを含む)、 低 ¾ ガ ラス、 その他例えばエポキシ樹脂、 シリコーン樹脂などの有機樹脂を主成分とする導電性接着 剤あるいは電気 «性接着剤あるいは高熱伝導性接着剤などの接続材料を用いてセラミック材 料を主成分とする焼結体に発光素子が固定、 搭載される。 本発明によるセラミック材料を主成 分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板は例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 などのように窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくと も 1種以上を主成分とする発光素子とは熱膨張率が近いものが多いので、 難光軒を基板に 固定し搭載する際には該固定部分における応力発生が少なく上記接続材料以外のどのような接 続材料であっても使用し得る。なお、上記接続材料のうち低鬲 $ 、ガラス、またはエポキシ樹脂、 シリコーン樹脂などの有機樹脂を主成分とする導電性接着剤あるいは電気絶縁性接着剤あるい は高熱伝導性接着剤などの接着剤を用いて発光素子をセラミック材料を主成分とする焼結体に 取り付ける場合は該セラミック材料を主成分とする焼結体は発光素子搭載部分に必ずしもメタ ライズが施されたものでなくてもよい。
また、 上記低融点ガラス、 又はエポキシ樹脂、 シリコーン樹脂などの有機樹脂を主成分とす る導電性接着剤あるいは電気!^性接^』あるいは高熱伝導性接 などは^ §性を有する ものが得られるので発光素子を搭載するための接続材料としては好ましい。
本発明において少なくとも上記で例示した導電性材料を用いてセラミック材料を主成分とす る焼結体の発光^?を搭載する部分にメタライズが形成された発光素子搭糊基板であれば、 形成されたメタライズによって基板を ¾iして外部へ放出される発光素子から発せられた光の 強さが減じられることは少ない。
本発明が示すようにセラミック材料を主成分とする焼結体特に光 ¾ 性を有する焼結体を発 光素子搭綱基板として用いることで、 発光素子からの発光が該基板を藤して発光素子が搭 載されている面とは反対の基板面側へ放出されることが可能となり、 発光素子を中心とする空 間のあらゆる方向に発光 からの発光を効率的に外部に放出することが可能である。
性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板であってもその表面で発光素子 からの光 (すなわち、 少なくとも波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光) を 5 %程度 反射することがある (すなわち、 セラミック材料を主成分とする焼結体の反射率は最大 1 5 % 程度である)。特に基板の表面平滑性が い齢など発光素子からの概が上記の割合で反射さ れ易い。 上記セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭糊基板の発光素子か らの光に対する反射率をセラミツク材料を主成分とする焼結体が本来有するもの以下に抑制し 発光軒からの発光を発光素子が搭載されているのとは反対側の基板面側により強く ¾iさせ 易くするために、 光^?搭 基板に反射防止機能を付与することが好ましい。 なお、 上
記反射率は少なくとも波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対するものである。 また上記 波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対する反射率とは波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範 囲のいずれか特定の波長の光で測定された反射率を意味する。
本発明において反射防止部材の形成されているセラミック材料を主成分とする; ¾結体を発光 素子搭:載用基板として用いることで発光 ¾■?搭輋 ½基板に反射防止機能を付与することが 能 となる。 すなわち例えば本発明による発光素子搭 基板としてセラミック材料を主成分とす る焼結体の反射率が該セラミック材料を主成分とする焼結体が本来有するものより低下し得る 材料を反射防止部材として用いれば比較的容易に発光素子搭糊基板に反射防止機能を付与す ることが可能となる。 本発明による発光素子搭 基板に形成される反射防止部材としては通 常セラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以下の材料を用いるこ とが好ましい。 このような材料を用いることで発光素子からの発光に対して十分な反射防止機 能を発現し得る。 該反射防止機能の付与は例えば各種ガラス、 各種樹脂、 各種無機材料など比 較的屈折率の小さレ、材料でさらに要すれば透明な材料を発光^?搭載用基板に形成することに より行うことができる。 通常このような材料を謹状で形成することが好ましく反射防止部材 として機肯する。 通常このような材料は屈折率 2. 3以下の材料から ¾g¾択して用いること が好ましい。 通常このような材料を要すれば^ Μ状で発光素子搭 基板に形成することによ り反射防止部材として機倉 gし、 発光素子からの光が発光^?搭 mil基板を ¾ して基 部へ より強く放出され易くなるので好ましい。 なお、 屈折率が 2. 3以上の材料であっても謝才料 を形成するセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以下のもので あれば十分反射防止部材として使用し得る。 セラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率よ り大きい材料を用いた場合は十分な反射防止機能が発現し得なくなり易いので好ましくない。 すなわち、 このような材料を形成した発光素子搭 基板においては該発光素子搭«^基板を 透過して基板外部へ放出される発光素子からの光の強さあるいは明るさは大きくなりにくいの で好ましくない。 上記反射防止部材は屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率 と同等かあるいはそ¾¾下であるとともに透明性が高いことが好ましい。 反射防止部材の透明 性が低ければ発光 ¾ΐ搭義基板を透過して基 部へ放出される発光^?からの光の強さあ るいは明るさは大きくなりにくいので好ましくない。 すなわち、 性を有するセラミック 材料を主成分とする焼結体からなる基板であってもその表面で発光素子からの光を 0 % 程度反射することがある。 特に基板の表面平滑性が高い場合など発光軒からの発光が上記の 割合で反射され易い。 屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるい はそれ以下でさらに要すれば透明な材料からなる部材を発光素子搭載用基板に形成することで (通常〖錢板の発光軒を搭載する面) 発光素子からの光の反射を防止するように機能するた め (すなわち発光^?からの光に対して反射率が 2 0 %より小さくなる)、 発光^?搭 基板 を する発光素子からの光が増加し、 基¾ ^部へより多くの発光が放出されるようになる。 通常上記反射防止部材として用いる材料の屈折率は 2. 1以下であることがより好ましい。 ま た、 上記反射防止部材として用いる材料の屈折率は 2. 0以下であることがさらに好ましい。 なお、 本発明の発光素子搭載用基板に用いるセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率 を例示すれば以下の通りである。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で 2. 1、 炭化珪素を主成分とする焼結体で 2. 6、 酸化亜鉛を主成分とする焼結体で 2. 0、 酸化ベリ リウムを主成分とする焼結体で 1 . 7、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体で 1. 7、 酸 化ジルコニウムを主成分とする炼結体で 2. 2、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体で 1. 7、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体で 1 . 7、 酸化チタンを主成分とする焼結 体で 2. 7、 チタン酸バリウムを主成分とする焼結体で 2. 4、 チタン酸ジルコン酸鉛を主成 分とする焼結体で 2. 5、 酸化イットリウムを主成分とする焼結体で 1 . 9、 ムライトを主成
分とする焼結体で 1 . 6、 結晶化ガラスを主成分とする焼結体で 1 . 6、 などである。
なお、 屈折率や反射率などの測定は通常のエリプソメ一ターなどを用いた偏)1 斤法、 繰り 返し干渉顕微鏡法、 プリズムカップラー方式、 あるいはその他分 度計 (S p e c t r o p h o t ome t e r ) などの光学機器を用いて容易に行うことができる。
また、 発光素子搭載用基板として前記黒色、 灰黒色、 灰色、 褐色、 黄色、 緑色、 青色、 あず き色、 赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる場合、 反射防止部材 を形成したものを用いることが好ましい。上記黒色、灰黒色、 灰色、褐色、黄色、緑色、青色、 あずき色、赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする; ¾結体としては例えば lVlo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバ ルト、 銅、 碰などの遷移金属、 あるいは力一ボンなどの成分を含むものが通常用いられる。 すなわち、 着色したセラミック材料を主成分とする焼結体は通常上記遷移金属やカーボンなど によって該焼結体の内部に進入した光を吸収し易い性質となり易いので、 該焼結体を醒する 光の強度を高めるために該焼結体に対して発光素子からの光をできるだけ効率よく進入させる 必要がある。 そのために該焼結体に反射防止部材を形成したものを用いれば反射防止部材が形 成されていないものに比べて該焼結体表面での反射が防止できるので該着色したセラミック材 料を主成分とする焼結体に進入し、 する光の強度が高まる。
該反射防止部材は本発明による発光素子搭 «)¾基板に対して図 1 9に例示したような発光素 子が搭載されている面以外にも、 図 2 0あるいは図 2 1に例示したように窪み空間を有する発 光素子搭 基板の窪み空間を形成している側面、 あるいは窪み空間を有する発光素子搭載用 基板の蓋など適宜目的に応じて任意の位置に形成できる。 また必要に応じて図 3 4に例示した ようにセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の内部にも形成することができる。 通常該反射防止部材は該発光素子搭載用基板の発光素子が搭載されている側の面に形成される こと力好ましい。 該反射防止部材の形成位置として発光素子搭載用基板が平板状の場合は該基 板の発光軒が搭載されている側の表面に形成することが好ましい。 すなわち、 発光素子搭載 用基板が窪み空間を有するものであれば発光素子が搭載されている側の表面、 あるいは発光素 子が搭載されている側の窪み空間の側壁、 あるいは蓋の発光素子が搭載されている側の面に形 成されることが好ましい。 本発明による発光素子搭載用基板において上記反射防止部材が形成 された部分からは発光素子からの発光がより強く基 部へ放出される。
なお上記反射防止部材において 「透明」 という意味は光 ¾ 率が少なくとも 3 0 %以上であ ることを意味する。 該透明な反射防止部材は通常ガラスや樹脂あるいは無機結晶などのように 光を直線的に腦する材料、 あるいは各種無機焼結体材料などのように焼結体内部の多結晶粒 子によって光を散舌 として ¾1する材料、 などからなる。 このような反射防止部材の透明性 は発光素子搭載用基板に形成される厚みによつて変化するが、 どのような厚みであつても形成 されている状態で 率が 3 0 %以上であることが反射防止部材として機能する上では好ま しい。 例えば発光素子搭載用基板に形成されている厚みが 1 O nm程度の薄いものであっても その厚みの状態で光 ¾1率が 3 0 %より小さければ本発明による反射防止部材としては好まし くない。 逆に発光^?搭纏基板に形成されている厚みが 1 0 0 m程度の比較的厚いもので あってもその厚みの状態で光透過率が 3 0 %以上であれば本発明による反射防止部材として好 ましい。 上記反射防止部材の光翻率は 5 0 %以上であることがより好ましい。 また、 上記反 射防止部材の光透過率は 8 0 %以上であることがさらに好ましい。 反射防止部材の厚みはどの ようなものであってもよいが通常 l nm以上の範囲でその光透過性の優劣とともに適 51択さ れる。 反射防止部材の厚みはどのようなものであってもよいが通常 1 nm〜l 0 0 mの範囲 のものを用いること実用上好ましい。
また、 本発明における反射防止部材の上記反射率、 屈折率、 光 率は少なくとも波長 2 0
0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対してのものである。
このように本発明においては反射防止部材として上記屈折率が 2. 3以下で、 要すれば透明 で、 さらに要すれば反射率を 1 5 %以下となり得る材料を用いることが好ましいう。
図 1 9、 図 2 0、 図 2 1、 図 3 4に本発明による反射防止部材の形成されているセラミック 材料を主成分とする焼結体を用いた発光軒搭棚基板の断面図が例示してある。 図 1 8は反 射防止部材の効果をより説明し易くするための発光素子搭載用基板の断面図であり、 図 1 8に 示されている発光素子搭糊基板 2 0は反射防止部材が形成される前の状態を示している。 図 1 9に示すセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭義基板 2 0及び図 2 0、 図 2 1、 図 3 4に示すセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板 3 0 には反射防止部材 7 0が形成されている。
また、 図: L 8は反射防止部材が形成される前の発光素子搭載用基板に搭載された発光素子を 例示している。 図 1 9、 図 2 0、 図 2 1、 及ぴ図 3 4は反射防止部材が形成された発光素子搭 載用基板に搭載された発光 を例示している。
図 1 8において発光^? 2 1からの発光は該発光 が搭載されている面側への放出光 2 2 と該発光素子が搭載されている面と反対側の面への放出光 7 3として基;)^部へ放出される。 図 1 8において、 発光素子 2 1が搭載されている基板面に照射されている光 6 0はその一部が 該基板面で反射され反射光 6 1として発光素子が搭載されて基板面側の基 部へ放出され易 い。 したがって発光素子 2 1が搭載されている基板面に照射されている光 6 0が基板を し て発光^?が搭載されている基板面とは反対の基板面側から基¾ ^部へ放出される光 7 3は弱 いものになり易い。 なお、 反射防止部材が形成されていない場合セラミック材料を主成分とす る焼結体からなる発光素子搭載用基板面に照射される光 6 0からの反射光 6 1の強度は ¾½6 0に対して最大 1 5 %程度である。
なお、 上記図 1 8における放出光 7 3は、 以下図 1 9、 図 2 0、 図 2 1、 図 3 4で示される 反射防止部材が形成される前の基板部分を ¾iして基 部へ放出される光 7 1と反封防止部 材が形成されない部分の基板を¾1して基 部へ放出される光 7 2との合計である。
図 1 9において、 セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板 2 0に は反射防止部材 7 0が形成されている。 該反射防止部材 7 0は発光素子 2 1が搭載されている 基板面に形成されている。 図 1 9において発光素子が搭載されている基板面に照射されている 光 6 0は基板表面での反射が抑制されるためほとんど反射されずに基板を透過して発光素子が 搭載されている基板面とは反対の基板面側から基 部へ放出されるので、 反射防止部材が形 成されている基板部分からの放出光 7 4の強度は図 1 8のように反射防止謝が形成される前 の状態の放出光 7 1と比べて大きくなる。 したがって発光素子 2 1が搭載されている基板面と は反対の基板面側から基板外部へ放出される全部の放出光 7 3の強度も大きなものとなる。 な お、 上記図 1 9における放出光 7 3は、 図 1 9で示される反射防止部材が形成される部分の基 板を透過して基 部へ放出される光 7 4と反射防止部材が形成されない部分の基板を逸過し て基¾ ^部へ放出される光 7 2との合計である。
このように図 1 9において、 反射防止部材 7 0が形成されている: ^発光素子から基板面に 照射される光 6 0は基板表面での反射が抑制されるので図 1 8のように反射防止部材が形成さ れていない場合に比べて効率よく発光素子搭載用基板 2 0を透過して発光素子が搭載されてい る反対側の面から基 部により強い光 7 4として放出される。
なお、 反射防止部材が形成されている発光^?搭糊基板としては、 図 1 9に描かれている ように発光素子 2 1から少しはなれた基板面に反射防止部材が形成されているものだけでなく 発光素子 2 1の近辺の基板面あるいは発光素子搭載部分の基板面に形成されているものも本発 明に含まれる。 すなわち、 反射防止部材は発光素子搭載用基板表面のどのような位置にも形成
でき、形成された反射防止部材の効果 板表面の形成位置に影響されず同様な効果を有する。 また、 反射防止部材 7 0は形成される面積が基板面積に対してその割合が高ければ発光素子が 搭載される基板面と反対の基板面側からの放出光 7 1及び 7 3をより増加させ易くなる。 図 2 0は窪み空間 (キヤビティー) が形成されている発光素子搭棚基板〖こ反射防止部材が 形成されている例を示す。 図 2 0において窪み空間 3 1を有するセラミック材料を主成分とす る焼結体からなる発光素子搭載用基板 3 0の窪み空間を形成する側壁に反射防止部材 7 0が形 成されている。 また図 2 0においては蓋 3 2の発光素子搭載側の面の一部にも該反射防止部材 7 0が、形成されている。 発光素子 2 1から窪み空間を形成する側壁部分及び蓋へ向けて照射さ れる光 9 0は側壁及び蓋に形成されている反射防止部材 7 0でほとんど反射されることなく基 板を画して光 9 1として基 部へ放出される。 図 2 0に示すように反射防止部材が形成さ れている部分から基 »部へ放出される光 9 1は、 反射防止部材が形成される前に比べてより 強度の大きいものとなり易い。
図 2 1は反射防止部材が窪み空間 (キヤビティー) を有する発光素子搭載用基板に形成され ている例を示す。 反射防止部材 7 0は窪み空間 3 1を有するセラミック材料を主成分とする焼 結体からなる発光素子搭載用基板 3 0の発光素子が搭載されている面及び窪み空間を形成して いる側壁全体に形成されている。 また蓋 3 2の発光素子搭載側の面全体にも反射防止部材 7 0 が形成されている。
本発明において上記反射防止部材の形成される発光素子搭載用基板として図 1 9に示される 平板状ものだけでなぐ 例えば図 7、 図 1 3に例示されているように平板状のものに導通ビア が形成されているもの、 図 2 0及び図 2 1に例示されているように単に窪み空間 (キヤビティ 一) を有するものだけでなく、 図 8、 図 1 4、 図 1 5、 図 1 6に例示されているように窪み空 間を有する形状のものに導通ビアが形成されているもの、 などが挙げられる。 これら発光 用基板において、 通常反射防止部材は該発光素子搭載用基板の発光軒が搭載されている側の 面に形成されることが好ましい。 窪み空間を有する発光^?搭¾)1基板の封止などに使用する 蓋においては、 封止の際の加熱で反射防止部材と封止材などとが反応して変質する場合など該 反射部材は発光素子が搭載される反対側の面に形成されてもよい。
上記反射防止部材として用いられる透明で屈折率が比較的小さい材料として例えば 英ガラ ス、 高珪酸ガラス、 ソ一ダ石灰ガラス、 鉛ソーダガラス、 カリガラス、 鉛カリガラス、 アルミ ノ珪酸塩ガラス、 硼珪酸ガラス、 無アルカリガラス、 カルコゲン化物ガラス、 テルライドガラ ス、 «塩ガラス、 ランタンガラス、 リチウム含有ガラス、 バリウム含有ガラス、 亜鉛含有ガ ラス、 フッ ¾ ^有ガラス、 鉛含有ガラス、 窒餘有ガラス、 ゲルマニウム含有ガラス、 クラウ ンガラス、 硼酸クラウンガラス、 重クラウンガラス、 希土 ®¾素あるいはニオブ、 タンタルを 含むクラウンガラス、 フリントガラス、 軽フリントガラス、 重フリントガラス、 希土類 素あ るいはニオブ、 タンタルを含むフリントガラス、 はんだガラス、 光学ガラス、 各種結晶化ガラ スなどのガラス材料を用いることが好ましい。 これらのガラス材料は薄膜状あるいは厚膜状あ るいは板状など各種形態のものを用いることができる。
また、 上記反射防止部材として例えばエポキシ樹脂、 シリコーン樹脂、 ポリイミド樹脂、 フ ェノール樹脂、 ビスマレイミドトリアジン樹脂(B Tレジン)、 不!^口ポリエステル、 P TF E や P FAあるいは F E Pあるいは P V d Fなどのフッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、 ポリメチルメタクリレート翻旨(PMMA)、スチレン 'アクリロニトリル共重合樹脂(S AN)、 ァリルジグリコ一ルカ一ポネ一ト樹脂(AD C)、 ウレタン樹脂、 チォウレタン樹脂、 ジァリル フタレート樹脂 (DAP), ポリスチレン、 ポリエーテルエーテルケ卜ン (P EEK;)、 ポリエ チレンナフタレート (P EN)、 熱可塑性ポリイミド樹脂、 ポリアミドイミド (PA I )、 飽和 ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(P E T)、ポリプチレンテレフタレート(P B T)、
ポリ力一ポネート (PC)、 ポリアミド、 ポリフエ二レンスルフイド (PPS)、 ポリフエニレ ンエーテル (PPE)、 ポリフエ二レンオキサイド (PPO)、 ポリエーテルイミド (PEI)、 ポリエ一テルスルホン (PES)、 ポリメチルペンテン (PMP)、 ポリエチレン (PE)、 ポリ プロピレン (PP)、 エチレンビニルアルコール共重合体、 ポリスルホン、 ポリアリレート、 ジ ァリルフタレート、 ポリァセタールなどのうちから選ばれる少なくとも 1種以上を主成分とす る樹脂材料を用いることが好ましい。 これらの樹脂材料は薄膜状あるいは厚膜状あるいは板状 など各種形態のものを用いることができる。
また、 上記反射防止部材として例えばベリリウム (Be)、 マグネシウム (Mg)、 カルシゥ ム (Ca)、 ストロンチウム (S r)、 ノ リゥム (Ba)、 スカンジウム (Sc)、 イットリウム (Y)、 ランタン (La)、 セリウム (Ce)、 プラセォジゥム (Pr)、 ネオジゥム (Nd)、 サ マリゥム (Sm)、 ユーロピウム (Eu)、 ガドリニウム (Gd)、 デイスプロシゥム (Dy)、 ホルミウム (Ho)、 エレビゥム (Er)、 イッテルビウム (Yb:)、 ルテチウム (Lu)、 ジル コニゥム(Zr)、ハフニウム(Hf)、ニオブ(Nb)、 タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、 タングステン (W)、 » (Zn)、 硼素 (B)、 アルミニウム (Al)、 ガリウム (Ga)、 イン ジゥム (In)、 珪素 (S i)、 ゲルマニウム (Ge;)、 錫 (Sn)、 アンチモン (Sb)、 のうち から選ばれる少なくとも 1種以上を主成分とする金属酸化物、 金属窒化物、 金属炭化物などの 無機材料からなる薄膜、 厚膜、 単結晶あるいは多結晶体、 焼結体などとして用いることが好ま しい。 これらの金属酸化物、 金属窒化物、 金属炭化物などの無機材料は結晶質の状態のものだ けでなく無定形状態のものも用い得る。 これらの金属酸化物、 金属窒化物、 金属炭化物などの 無機材料は薄膜状あるいは厚膜状あるいは板状など各種形態のもの用いることができるが、 通 常謹状で用いることが好ましい。上記例示した反射防止部材として用い得る材料は屈折率 2. 3以下のものが好ましいが、 本発明の反射防止部材として用い得るのは上記材料に限らず、 形 成する相手のセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以下でさら に要すれば透明な材料であればどのようなものであってもよい。
このような反射防止部材の発光素子搭細基板への形成方法 記各種ガラス材料、 樹脂材 料、 無機材料を板状あるいは箔状としたものを例えば接着剤、 はんだ、 ろう材などを用いたり 圧着するなどにより該発光素子搭棚基板に接合する方法、 該各種ガラス材料、 棚材料、 無 機材料をスパッ夕、 蒸着、 イオンプレーティング、 めっき、 CVD、 スピンコートなどで薄膜 状としたものを該発光素子搭載用基板に接合する方法、 あるいは該各種ガラス材料、 無機材料 を主成分とする粉末ペーストゃゾルゲルペーストなどをセラミック材料を主成分とする焼結体 と同時焼成により形成する、 あるいはすでに作製されたセラミック材料を主成分とする焼結体 に該各種ガラス材料、 樹脂材料、 無機材料を主成分とする粉末べ一ストゃゾルゲルペーストな どをあとから焼き付けたり接着することなどにより該発光素子搭 基板に接合する方法、 な どがあり ¾¾定できる。
通常上記反射防止部材としてアルミナ、 シリカ、 マグネシアなどの皮膜を用いることが好適 である。 また、 上記反射防止部材の中で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、 窒化珪素を 主成分とする焼結体、 あるいは炭化珪素を主成分とする焼結体、 あるいは窒化ガリウムを主成 分とする焼結体などの非酸化物を主成分とする焼結体の自己酸化皮膜も好適に用いることがで きる。 該自己酸化皮膜は母材である上記非酸化物を主成分とする焼結体の反射率を 15%以下 に低下することができる。 該自己酸化^ 常上記非酸化物を主成分とする焼結体を例えば 700°C〜1500°Cといった高温の大気中などの酸化雰囲気中で加熱することで容易に形成 できる。 該自己酸化纖は例えば 匕アルミニウムあるいは酸化珪素などからなり母材である 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、 窒化珪素を主成分とする焼結体、 あるいは炭化珪素 を主成分とする焼結体、 あるいは窒化ガリゥムを主成分とする焼結体などの非酸化物を主成分
とする焼結体との密着性は高い。 該自己酸化雄は酸化アルミニウムあるいは酸化珪素あるい は酸化ガリゥムなどから成るので紫外線の波長領域までの光に対する 性も高いので好まし レ^ 厚みも 1 0 m以下のものが容易に得られる。
該反射防止部材は本発明による発光素子搭載用基板に対して図 1 9、 図 2 0、 図 2 1に例示 したように発光素子が搭載されている面、 あるいは窪み空間を有する発光素子搭糊基板の窪 み空間を形成している側面、 あるいは窪み空間を有する発光素子搭 基板の蓋など適宜目的 に応じて任意の位置に形成できる。 本発明においては発光素子搭載用基板として光透過性を有 するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることができるので該反射防止部材はセラミ ック材料を主成分とする焼結体の内部にあってもその反射防止機能を発現できる。 光 ¾i 性を 有する基板を用いることで反射防止部材が形成された基板内部にまで発光素子からの光が到達 し該反射防止部材による反射防止機能が発現できる。
反射防止部材を発光素子搭 基板内部に形成する方法は上記各種ガラス材料、 樹脂材料、 無機材料を板状あるいは箔状としたものを例えば該発光素子搭 tOT基板で挟み接着剤、 はんだ、 ろう材などを用いたり圧着するなどにより接合する方法、 該各種ガラス材料、 樹脂材料、 無機 材料をスパッ夕、 蒸着、 イオンプレーティング、 めっき、 CVD、 スピンコートなどで薄膜状 としたものを 2以上の発光 搭¾^基板に形成後これら発光素子搭 ¾]¾基板同士を接合する 方法、 あるいは該各種ガラス材料、 無機材料を主成分とする粉末ペーストやゾルゲルペースト などをセラミック材料を主成分とする焼結体と同時焼成により形成する方法、 あるいはすでに 作製されたセラミック材料を主成分とする焼結体に該各種ガラス材料、 棚旨材料、 無機材料を 主成分とする粉末ペーストゃゾルゲルペーストなどをあとから焼き付けるたり接着するなどに より 2以上の発光素子搭 ¾]¾基板に形成しこれら発光素子搭 基板同士を する方法、 な どがあり ¾M定できる。
図 3 4には反射防止部材がセラミック材料を主成分とする焼結体の内部に形成した例が示さ れている。 図 3 4において反射防止部材 7 0は窪み空間 3 1を有するセラミック材料を主成分 とする焼結体からなる発光素子搭糊基板 3 0の発光軒が搭載されている部分の内部及び窪 み空間を形成している側壁 3 3の内部に形成されている。
このように該反射防止部材はセラミック材料を主成分とする焼結体の内部又 面いずれか 一方に形成することができるし、 さらにセラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面 の両方に同時に形成することもできる。
上記のように、 本発明において耀過性を有するセラミツク材料を主成分とする焼結体を発 光素子搭糊基板として用いさらに該発光素子搭糊基板に反射防止部材を形成することで、 発光^?からの発光を該発光素子が搭載された基板面側だけでなく該発光素子が搭載された面 とは反対の基板面側にも放出され発光^?周囲のあらゆる空間方向に効率的に放出することが 可能となった。
なお、 本発明において発光素子搭«¾¾基板として用いる上記反射防止部材を形成したセラミ ック材料を主成分とする能結体〖 、ずしも) 性を有するものでなくても発光素子からの光 の放出方向を制御することが可能である。 すなわち光 ¾g性のないセラミック材料を主成分と する焼結体であっても反射防止部材を形成することにより発光素子搭 ^ffl基板として用いるこ とができる。
一方、 本発明による反射部材の形成されているセラミック材料を主成分とする焼結体を発光 素子搭載用基板として用い発光素子搭輋 ½基板に光反射機能を することで、 発光素子から の発光を特定の方向により強く放出させることも可能である。 反射機能を発光素子搭載用基板 に付与し発光素子からの発光の一部または全部を反射させることで、 光素子からの発光が 光藤性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭糊基板を顯し
て 光素子が搭載された面とは反対の基板面側へ放出されることを {©1あるいは抑制するこ とが可能である。 すなわち、 本発明による発光素子搭 ^基板に反射機能が付与されていない 場合に比べて発光素子搭 基板の発光^?搭載側の面からより強い発光を放出することもで きるし、あるいは発光素子搭棚基板の発光素子搭載側の面からだけ発光を放出できる。逆に、 本発明による発光素子搭 基板に反射機能が付与されていない場合に比べて発光素子搭載用 基板の発光^?が搭載されている反対側の面からより強い発光を放出することもできるし、 あ るいは発光素子搭«¾¾基板の発光素子が搭載されている反対側の面からだけ発光を放出できる。 光 性を有するセラミツク材料を主成分とする焼結体からなる基板においてその表面で発光 素子からの光 (すなわち、 少なくとも波長 2 0 0 nm〜8 0 O nmの範囲の光) を駄1 5 % 程度しか反射しない場合が多い。 本発明による発光素子搭載用基板に形成する反射部材として は反射機能を高めるために発光素子からの発光に対して少なくとも 1 5 %以上の反射率を有す るものを用いることが好ましい。 また発光素子からの発光に対する反射率が 5 0 %以上の材料 を用いることがより好ましい。 また発光素子からの発光に対する反射率が 7 0 %以上の材料を 用いることがさらに好ましい。 また発光素子からの発光に対する反射率が 8 0 %以上の材料を 用いることが最も好ましい。 なお、 上記発光素子からの発光に対する反射率とは少なくとも波 長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対する反射率である。 また、 波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対する反射率とは波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲のいずれか特定の波長 の光で測定された反射率を意味する。 本発明においては特に断らない限り通常波長 6 0 5 nm の光に対する反射率を用いた。 本発明による発光素子搭 基板に形成される反射部材の反射 率が上記範囲にあれば発光素子からの発光に対して十分な反射機能を発現し得る。 このように 本発明においては発光素子搭載用基板に光反射機能を付加することで発光素子周囲のあらゆる 空間方向に対して該発光素子からの発光の強さを比較的容易に制御することが可能となる。 本発明において発光素子搭載用基板として用いる上記反射部材を形成したセラミック材料を 主成分とする焼結体は光透過性を有するものであってもよいし光 ¾1性を有しないものであつ てもよく、 発光素子からの光の放出方向を制御することが可能である。 すなわちセラミック材 料を主成分とする焼結体の ¾¾¾性の有無にかかわらずに該 結体に反射防止部材を形成する ことにより発光素子搭棚基板として用いること力できる。
発光素子搭 基板として前記黒色、 灰黒色、 灰色、 褐色、 黄色、 緑色、 青色、 あずき色、 赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる場合、 反射部材を形成した ものを用いることが好ましい。上記黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、 緑色、青色、 あずき色、 赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする雄体としては例えば Mo、 W、 V、 Nb,、 T a、 T i、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの遷移金属、 あるいはカーボンなどの成分を含むものが通常用いられる。 すなわち、 着色したセラミック材料を主成分とする焼結体は白色など着色していないセラミック材料を主 成分とする焼結体と比べて通常焼結体表面における光の反射率が小さく、 上記遷移金属や力一 ボンなどによって該焼結体の内部に進入した光を吸収し易い性質となり易いので、 該焼結体表 面で反射される光の強度を高めるために該焼結体の発光素子からの光をできるだけ効率よく反 射させる必要がある。 そのために該焼結体に反射部材を形成したものを用いれば反射部材が形 成されていないものに比べて該焼結体表面での反射が向上できるので該着色したセラミック材 料を主成分とする焼結体から反射された光の強度が高まる。
本発明において上記反射部材の形成されているセラミック材料を主成分とする能結体を発光 素子搭載用基板として用いた例として図 2 2、 図 2 3、 図 2 4、 図 3 5を示す。 図 2 2、 図 2 3、図 2 4»^:発明による反射部材が形成されている発光素子搭糊基板を示す断面図である。 本発明による反射部材が形成されている発光素子搭載用基板としては図 2 2で示される平板状
もの、 あるいは図 2 3及び図 2 4で示される窪み空間 (キヤビティ一) を有するものだけでな く、 例えば図 7、 図 1 3に例示されているように平板状のものに導通ビア 4 0が形成されてい るもの、 図 8、 図 1 4、 図 1 5、 図 1 6に例示されているように窪み空間を有する形状のもの に導通ビア 4 0が形成されているもの、 などが挙げられる。 該反射部材は本発明による発光素 子搭糊基板に対して図 2 2、 図 2 3、 図 2 4に例示したように発光素子が搭載されている基 板面、 あるいは窪み空間 (キヤビティ一) を有する発光素子搭載用基板の窪み空間を形成して いる側面、 あるいは窪み空間 (キヤビティー) を有する発光素子搭載用基板の蓋など適宜目的 に応じて任意の位置に形成できる。 また、 反射部材は必要に応じてセラミック材料を主成分と する焼結体からなる発光素子搭 基板の内部にも形成することができる。 図 3 5に反射部材 がセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 基板の内部に形成された例を 示す。 通常該反射部材は該発光素子搭載用基板の発光素子が搭載されている基板面に形成され ることが好ましい。 該反射部材の形成位置として発光素子搭 基板が平板状の場合は該基板 の発光素子が搭載されている側の基板表面に、 また発光^?搭翻基板が窪み空間を有するも のであれば発光素子が搭載されている側の基板表面、 あるいは発光素子が搭載されている側の 窪み空間を形成している側壁、 あるいは蓋の発光素子が搭載されている側の面に形成されるこ とが好ましい。
また、 図 2 2、 図 2 3、 図 2 4及び図 3 5は反射部材が形成された発光素子搭載用基板に搭 載された発光素子を例示している。
図 2 2は反射部材が形成された発光素子搭載用基板の例を示す断面図である。 反射部材が形 成されていることの効果をより明確にするために、 反射部材が形成される前の発光素子搭載用 基板として前記の図 1 8を再度用いて比較しながら説明する。 図 1 8に示されている発光素子 搭載用基板 2 0は反射部材が形成される前の状態を示している。 すなわち、 図 1 8において発 光 2 1からの発光は該発光素子が搭載されている面側への放出光 2 2と ¾光素子が搭載 されている面と反対側の面への放出光 7 3として基板外部へ放出される。 図 1 8において、 発 光素子 2 1が搭載されている基板面に照射されている光 6 0はその一部が該基板面で反射され 反射光 6 1として発光素子が搭載されて基板面側の基 部へ放出され易い。 また基板面に fl 射されている光 6 0の大部分 板を醒して発光素子が搭載されている基板面とは反対の基 板面側から基 部へ光 7 1として放出され易い。 なお、 反射部材が形成されていない場合セ ラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光^?搭 基板面に照射される光 6 0からの 反射光 6 1の強度は該光 6 0に対して最大 1 5 %程度である。
一方、 図 2 2に示すように発光素子搭糊基板 2 0に反射部材 8 0が形成されていれば発光 - 1からの発光のうち発光素子が搭載されている面に照射される光 6 0は反射光 8 1とな り発光^?が搭載されている面側の基 部へ放出され易い。 該反射光 8 1の強度は反射部材 が形成されていない場合の反射光 6 1 (図 1 8に示されている) の強度に比べて高い。 したが つて発光素子搭糊基板に反射部材 8 0が形成されていれば発光素子 2 1からの発光は反射部 材が形成されていない場合に比べてより多く発光軒 2 1が搭載されている面側から放出され る。 図 2 2に示すように反射部材 8 0が形成されることにより、 発光素子 2 1からの発光のう ち発光素子が搭載されている面に照射される光 6 0は発光素子 2 1が搭載されている面側へ反 射される。 したがって反射部材 8 0が形成されることにより、 発光素子搭載用基板 2 0を透過 して発光^?が搭載されている反対の基板面側から放出される光 8 2は、 反射部材がない場合 に比べて弱い光として基板外部に放出されるかあるいは実質的に基¾ ^部へ放出されなくなる 場合が生じる。
なお、 反射部材が形成されている発光素子搭載用基板としては、 図 2 2に描かれているよう に発光素子 2 1から少しはなれた基板面に反射部材 8 0が形成されているものだけでなく発光
素子 2 1の近辺の基板面あるいは発光素子搭載部分の基板面に形成されているものも本発明に 含まれる。 すなわち、 反射部材は発光素子搭載用基板表面のどのような位置にも形成でき、 形 成された反射部材の効果は基板表面の形成位置に影響されず同様な効果を有する。 また、 反射 部材 8 0は形成される面積が基板面積に対してその割合が高ければ反射光 8 1が増大し発光素 子が搭載される基板面側からの放出光をより増加させ易くなる。
図 2 3において、 窪み空間 (キヤピティー) を有する発光素子搭載用基板 3 0には反射部材 8 0が形成されている。 反射部材 8 0は窪み空間を形成する側壁と篕 3 2の発光素子が搭載さ れている側の面とに形成されている。 該反射部材 8 0は発光素子が搭載されている基板面には 形成されていない。 図 2 3において窪み空間を有する発光素子搭載用基板 3 0の窪み空間を形 成する側壁に反射部 8 0が形成されている。 また図 2 3においては蓋 3 2の発光素子搭載側の 面の一部にも該反射部材 8 0が形成されている。 魏素子 2 1から該反射部材 8 0が形成され ている側壁部分と蓋へ向けて照射される発光 9 0は反射部材で反射され反射部材が形成されて いる側壁と蓋の部分から基 部へ放出される光の強度は小さくなり易い。 該発光 9 0は窪み 空間の内部で反射光 8 3となって反射部材の形成されていない基板部分を透過し放出光 8 4と なって基 部へ放出される。 図 2 3に示すように反射部材が形成されている時に発光^?搭 載面から基 部へ放出される光 8 4は、 反射部材が形成されていない場合に比べてより強度 の大きいものとなり易い。
図 2 4は、 反射部材が窪み空間を有する発光素子搭載用基板に接合されている蓋の発光素子 搭載側の面全体に形成されている様子を例示するものである。 図 2 4において反射部材 8 0は 蓋 3 2の発光素子搭載側の面全体に形成されている。 図 2 3で例示した発光素子搭載用基板に おいては蓋に形成されている反射部材 8 0は該蓋の一部にしか形成されていないが、 図 2 4に 例示した発光^?搭 基板においては反射部材 8 0は蓋の全面に形成されている。 したがつ て発光素子 2 1から反射部材 8 0が形成されている側壁部分と蓋へ向けて照射される発光 9 0 は反射部材で反射され該側壁及び蓋から基¾ ^部へは放出されにくくなつている。 図 2 4にお いて、 反射部材が形成されている側壁と蓋の部分から基 部へ放出される光の強度は小さく なり易い。 したがって図 2 4において発光^? 2 1から反射部材 8 0が形成されている側壁部 分と蓋へ向けて照射される発光 9 0は、 図 2 3で示された窪み空間内部の反射光 8 3より強度 の高い反射光 8 5となって発光素子搭 基板を透過しより強度の高い光 8 6となって基板外 部へ放出される。 図 24に示すように反射部材が の全面に形成されている時に発光素子搭載 面から基板外部へ放出される光 8 6は、 図 2 3に示すように反射部材^ ¾の一部にしか形成さ れていないものに比べてより強度の大きいものとなり易い。
また図 2 4に示した発光軒搭翻基板において、 発光素子 2 1からの発光を反射部材でほ とんど反射させて実質的に発光^?搭 基板の側面及び蓋 3 2力 ^ら 部に放出されず 発光^?が搭載されている基板面だけから放出することも可能となる。
なお、 反射部材を形成することで発光素子から発せられる光を該反射部材で反射させセラミ ック材料を主成分とする焼結体からなる基板を ¾iしない強レ洸として基 部へ直接放出こ ともできる。 本発明においては基板を形成するセラミック材料を主成分とする焼結体が高い光 率を有したものであっても発光素子からの発光を実質的に基板を させずに基;^部へ 放出できる。 すなわち本発明において反射部材をセラミック材料を主成分とする焼結体に形成 することで発光素子からの発光方向をより細かく制御することができる。
上記反射機能は本発明による発光素子搭載用基板に容易に付与できる。 例えば該反射機能は 通常各種金属材料あるいは合金材料を反射部材として適^ 6¾1性のセラミック材料を主成分 とする焼結体からなる発光素子搭 基板に形成することで得られる。 上記の各種金属材料あ るいは合金材料から構成される反射部材は発光軒からの発光を低損失で反射することができ
る。 このような金属材料あるいは合金材料として例えば遮 i!Be、 Mg、 Sc、 Y、 希土類金 属、 Ti、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 Ta、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Re、 Fe、 Co、 Ni、 Ru、 Rh、 Pd、 Os、 I r、 P t、 Cu、 Ag、 Au、 Zn、 B、 Al、 Ga、 I n、 S i、 Ge、 Sn、 Pb、 Sb、 B iなどのうちから 1種以上を主成分とするものを使用できる。 これらの金属あるいは合金の波長 605 nmの光に対する反射率は通常 15%以上であり十分 反射部材として使用し得る。 これらの金属材料あるいは合金材料は単一層だけでなく多層化し た状態でも使用できる。 金属材料あるいは合金材料を多層化して作製した反射材料は異なる材 料同士であつても良いし同一の材料を多層化して形成したものであっても良い。 上記材料の多 層化方法もめつきやスピンコート、 浸漬コート、 印刷などの方法を用いることができ、 要すれ ば多層化後 ¾g熱処理を ϊίΤΤことも行うことができる。 例えば多層化された材料として夕ング ステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分とした同時焼成によるメタライズにニッケ ルめっきや金めつきを施すことによって形成されたものであっても良い。 またこれらの金属材 料、 合金材料は結晶質の状態のものだけでなく無定形状態のものも用い得る。 これらの金属材 料あるいは合金材料のうち C u、 Ag、 Au、 Al、 Mg、 Zn、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 C o、 Ni、 Rh、 Pd、 〇s、 I r、 P tのうちから選ばれた 1種以上を主成分とする金属あ るいは合金が波長 605 nmの光に対する反射率が 50%以上と高いものが得やすく損失が小 さいので好ましい。 また、 上記金属材料あるいは合金材料のうち Cu、 Ag、 Au、 Al、 M g、 Zn、 Fe、 Co、 Ni、 Rh、 Pd、 Os、 I r、 P tのうちから選ばれた 1種以上を 主成分とする金属あるいは合金が波長 605 nmの光に対する反射率が 70%以上とより高く 損失がさらに小さいので好ましい。 これら金属あるいは合金のなかで銅/タングステン、 銅/ モリブデン、 銀 Zタングステン、 銀 Zモリブデン、 金 Zタングステン、 金 Zモリブデンなど C u、 Ag、 Auと W、 Moとの合金などもあらゆる組成範囲において波長 605 nmの光に対 する反射率が 50%以上のものが得易くさらに組成によっては反射率が 70%以上とより高い ものも得られるので反射部材として好適に用いることができる。 上記例示した反射率 70 %以 上の 14種類の金属あるいは合金のうち Rh、 Pd、 Os、 I r、 P tなどの白金族のうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする金属又は合金は作製条件により反射率 80%以 上のものが得られるので好ましい。 また、 これら反射率 70%以上の金属あるいは合金材料の うち Cu、 Ag、 Au、 A 1を主成分とする金属あるいは合金は波長 605 nmの光に対する 反射率 80 %以上の高いものが得やすく損失が最も小さいので好ましい。
このように上記各種金属あるいは合金材料は本発明による発光素子搭 基板に形成する反 射部材として用いた場合発光素子からの発光に対する良好な反射機能を有する。
また、 本発明において例えば反射部材として好適に用いられる上記各種金属材料あるいは合 金材料が前記電気回路を形成する導電性材料と同質の材料である場合など、 前記電気回路の一 部を反射部材として用いることができる。
上記各種金属材料あるいは合金材料からなる反射部材を発光素子搭載用基板へ形成するため の方法は該金属材料あるいは合金材料の板あるいは箔を該発光素子搭載用基板に例えば接着剤、 はんだ、 ろう材などを用いたり圧着するなどにより接合する方法、 該金属材料あるいは合金材 料をスパッ夕、 蒸着、 イオンプレーティング、 めっき、 CVD、 浸漬法、 スピンコ一卜などで 薄膜状にしたものを該発光素子搭載用基板に接合する方法、 該金属材料あるいは合金材料を主 成分とする粉末ペーストをセラミック材料を主成分とする焼結体と同時焼成により形成するあ るいはすでに作製されたセラミツク材料を主成分とする焼結体にあとから焼き付けることによ り厚膜として該発光素子搭載用基板に接合する方法、 などがあり «:選定できる。 上記のよう な反射部材の厚みはどのようなものであってもよいが通常 1 nm以上であれば十分効果を発揮 し得る。 また 1 nm以上であればどのような厚みであってもよいが実用上は通常 100 m以
下、 また 1 0 /xm以下であることが好ましい。
本発明による発光素子搭 基板への上記反射機能の付与は 光素子搭載用基板に用いる セラミツク材料を主成分とする炼結体の主成分が する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折 率を有する材料を用いることでも比較的容易に行うことができる。 例えばセラミック材料を主 成分とする難体の主成分が窒化アルミニウムである場合、 屈折率 2. 1以上の材料を窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体に形成することで反射率が飛躍的に向上し易い。 また、 例え ばセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分カ戰化アルミニウムである場合、 屈折率 1. 7以上の材料を酸化アルミニゥムを主成分とする ¾結体に形成することで反射率が飛躍的に向 上し易い。 実際本発明において発光素子からの発光 (すなわち、 少なくとも波長 2 0 0 nm〜 8 0 0 nmの範囲の光) は上記反射部材として用いられる屈折率 2. 1以上の材料を形成した 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、 及び屈折率 1. 7以上の材料を形成した酸化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体において反射率が飛躍的に向上することが見出された。 窒ィ匕アル ミニゥムを主成分とする觸吉体自身、 あるいは酸化アルミニウムを主成分とする焼結体自身の 反射率は波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対して最大 1 5 %程度であり通常は 1 0 % 〜 1 5 %であるが、、それぞれ屈折率 2. 1以上の材料及び、屈 ί斤率 1. 7以上の材料を形成するこ とで飛躍的に増大する。 例えば波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対して屈折率が 2. 4〜2. 8の T i〇2を主成分とする皮膜をスパッ夕などで窒化アルミニウムを主成分とする焼 結体に形成したものでは反射率が 8 0 %以上に向上する。 また、 例えば屈折率が 1. 9〜2. 1の Z n〇を主成分とする皮膜をスパッ夕などで酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に形 成したものでは反射率が 8 0 %以上に向上する。皮膜である T i〇2自身あるいは Z n〇自身の 反寸率は波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対してそれぞれ最大 2 0 %程度であり通常 は 1 0 %〜2 0 %であるが、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、 及び 化アルミニウム を主成分とする焼結体に形成することでそれぞ 虫では見られない反射率の飛躍的な向上が 達成される。 これはおそらく上記^ Eと窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、 あるいは酸 化アルミニウムを主成分とする焼結体との界面で全反射が生じるため反射率の飛躍的な向上が もたらされるものと撤則される。 反射部材としてこのようなセラミック材料を主成分とする焼 結体の主成分の有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料を用いることで全 反射が生じ易くなると思われるので発光^?からの発光を容易に方向制御し得る。 このような セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分の有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折 率を有する材料を用いた反射機能は全反射により発現されると思われるので発光素子からの発 光をほとんど損失することなく方向制御し基板外部に放出し得るようになり好ましい。 セラミ ック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有 する材料を用いることで発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする 焼結体の反射率は 3 0 %以上に向上し易くなるので好ましい。 反射部材として用いる材料の屈 折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が する屈折率よりも小さければ謝才料 が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体の反射率が低下し易いので好ましくない。 これは上記反射部材とセラミック材料を主成分とする焼結体との界面での全反射が該反射部材 の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ 以上で生じるためであろうと推測される。 また、 上記反射部材の屈折率はセラミック材料を主 成分とする焼結体の主成分が する屈折率より少なくとも 0. 2以上大きいものであることが より好ましい。 反射部材の屈折率としてセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有す る屈折率より少なくとも 0. 2以上大きい材料が形成されたセラミック材料を主成分とする焼 結体の反射率は 5 0 %以上に向上し易い。 また、 上記反射部材の屈折率はセラミック材料を主 成分とする焼結体の主成分が有する屈折率より少なくとも 3以上大きいものであることが
さらに好ましい。 反射部材の屈折率としてセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有 する屈折率より少なくとも 0. 3以上大きい材料が形成されたセラミック材料を主成分とする 焼結体の反射率は 7 0 %以上に向上し易い。
例えば屈折率 2. 1以上の材料が形成された窒化アルミニウム焼結体の反射率は 3 0 %以上 に向上し易くなるので好ましい。 反射部材として用いる材料の屈折率が 2. 1より小さいと窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成したとき反射率が低下し易いので好ましくない。 これは上記反射部材の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との界面での全反射が該反射部 材の屈折率 2. 1以上で生じるためであろうと推測される。また、上記反射部材の屈折率は 2. 3以上であることがより好ましい。 屈折率 2. 3以上の材料が形成された窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体の反射率は 5 0 %以上に向上し易い。 また、 上記反射部材の屈折率は 2. 4以上であることがさらに好ましい。 屈折率 2. 4以上の材料が形成された窒化アルミニウム を主成分とする焼結体の反射率は 7 0 %以上に向上し易い。 また、 例えば屈折率 1 . 7以上の 材料が形成された酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、 酸化ベリリウムを主成分とする焼 結体、 酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結 体、 及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体の反射率は 3 0 %以上に向上し易くなるので好ま しい。 反射部材として用いる材料の屈折率が 1 . 7より小さいと酸化アルミニウムを主成分と する焼結伴あるいは酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体あるいは酸化マグネシウムを主成分 とする焼結体あるいはアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体に形成したとき反射率が 低下し易いので好ましくない。 これは上記反射部材の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体 あるいは酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体あるいは酸化マグネシウムを主成分とする焼結 体あるいはアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体あるいは結晶化ガラスを主成分とす る焼結体との界面での全反射が該反射部材の屈折率 1 . 7以上で生じるためであろうと推測さ れる。 また、 上記反射部材の屈折率は 1. 9以上であることがより好ましい。 屈折率 1. 9以 上の材料が形成された酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、 酸化ベリリウムを主成分とす る焼結体、 酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする 焼結体、 及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体の反射率は 5 0 %以上に向上し易い。 また、 上記反射部材の屈折率は 2. 0以上であることがさらに好ましい。 屈折率 2. 0以上の材料が 形成された酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、 酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、 酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、 及 び結晶化ガラスを主成分とする焼結体の反射率は 7 0 %以上に向上し易い。
さらに、 例えば屈折率 1 . 9以上の材料が形成された酸化ィットリゥムを主成分とする炼結 体の反射率は 3 0 %以上に向上し易くなるので好ましい。 反射部材として用いる材料の屈折率 が 1. 9より小さいと酸化イットリウムを主成分とする焼結体に形成したとき反射率が低下し 易いので好ましくない。 これは上記反射部材の酸化ィットリゥムを主成分とする焼結体との界 面での全反射が該反射部材の屈折率 1 . 9以上で生じるためであろうと插則される。 また、 上 記反射部材の屈折率は 2. 1以上であることがより好ましい。 屈折率 2. 1以上の材料が形成 された酸化イットリウムを主成分とする焼結体の反射率は 5 0 %以上に向上し易い。 また、 上 記反射部材の屈折率は 2. 2以上であることがさらに好ましい。 屈折率 2. 2以上の材料が形 成された酸化ィットリゥムを主成分とする焼結体の反射率は 7 0 %以上に向上し易い。
また、 例えば屈折率 2. 0以上の材料が形成された酸化亜鉛を主成分とする焼結体の反射率 は 3 0 %以上に向上し易くなるので好ましい。 反射部材として用いる材料の屈折率が 2. 0よ り小さいと酸化亜鉛を主成分とする焼結体に形成したとき反射率が低下し易いので好ましくな い。 これは上記反射部材の酸化亜鉛を主成分とする焼結体との界面での全反射が該反射部材の 屈折率 2. 0以上で生じるためであろうと推測される。 また、 上記反射部材の屈折率は 2. 2
以上であることがより好ましい。 屈折率 2. 2以上の材料が形成された酸化亜鉛を主成分とす る焼結体の反射率は 50%以上に向上し易い。 また、 上記反射部材の屈折率は 2. 3以上であ ることがさらに好ましい。 屈折率 2. 3以上の材料が形成された酸化 »を主成分とする焼結 体の反射率は 70%以上に向上し易い。
また、 例えば屈折率 2. 2以上の材料が形成された酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体 の反射率は 30%以上に向上し易くなるので好ましい。 反射部材として用いる材料の屈折率が 2. 2より小さいと酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体に形成したとき反射率が低下し易 いので好ましくない。 これは上記反射部材の酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体との界面 での全反射が該反射部材の屈折率 2. 2以上で生じるためであろうと推測される。 また、 上記 反射部材の屈折率は 2. 4以上であることがより好ましい。 屈折率 2. 4以上の材料が形成さ れた酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体の反射率は 50%以上に向上し易い。 また、 上記 反射部材の屈折率は 2. 5以上であることがさらに好ましい。 屈折率 2. 3以上の材料が形成 された酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体の反射率は 70 %以上に向上し易い。
上記セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上 の屈折率を有する材料からなる反射部材としてはさらに 率 30 %の高い材料であること が好ましく、 該光 ¾ 率は 50 %以上であることがより好ましく、 該光 率は 80 %以上で あることがさらに好ましい。 反射部材として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体の主 成分が する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料の光 率を高めることで 該反射部材による発光素子からの発光の吸収や散乱などを防止して該反射部材の全反射機能が より発現しやすくなる。 なお、 上記屈折率及!^!^率は通常少なくとも波長 。。!!!!^^^
0 Onmの範囲の光に対してのものである。 上記セラミック材料を主成分とする焼結体の主成 分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する反射部材として例えば金属あるい は合金材料、 元素単体、 金属の酸化物、 金属の窒ィ匕物、 金属の炭化物、 金属の珪素化物などを 主成分とする材料を用いることができる。 より具体的には、 屈折率 1. 7以上の材料としては Be〇、 Mg〇、 Al2〇3、 MgAl2〇4、 Y2〇3などの希土類 素酸化物、 ZnO、 Z rS i04、 Gd3Ga5〇12、 鉛ガラス、 など、 また屈折率 2.1以上の材料として例えば T i 02、 BaT i〇3、 S rT i〇3、 CaT i03、 PbT i〇3、 PZT 〔Pb (Zr、 T i) 〇3〕、 PLZT 〔(Pb、 La) (Z r、 T i) 〇3〕、 PLT 〔(Pb、 La) Ti03〕、 Z r02、 Z nO、 ZnSe、 Nb205、 Ta205、 L iNb〇3、 L iTa〇3、 SBN C(S τ ^B&J Nb2〇6〕、 BNN (Ba2NaNb5015), B i 12Ge〇20、 B i 12TiO20、 B i 2W〇6、 PbMo04、 PbMo〇5、 Te〇2、 S i C、 S i 3N4、 A 1 N、 GaN、 I nN、 ダイヤモ ンド、 S i、 Ge、 カルコゲナイドガラスなどを主成分とする材料を好適に用いることができ る。 上記材料のうち Ti〇2、 SrTi〇3、 PbTi〇3、 PZT 〔Pb (Zr、 T i) 03〕、 PLZT 〔(Pb、 La) (Z r、 T i) 03〕、 PLT 〔(Pb、 La) Ti〇3〕、 ZnSe、 N b2〇5、 B i 12Ge〇20、 B i 12Ti〇20、 B i 2W〇6、 Te〇2、 S i C、 ダイヤモンド、 カルコゲナイドガラスなどを主成分とするものが屈折率 2. 4以上のものが得られ易いのでよ り好ましい。例えば上記材料の中で Zn〇、 Ti〇2、 Z r02、 Nb2〇5、 Ta2〇5、 A 1 N、 GaN、 I nN、 S i 3N4、 S i C、 ダイヤモンドなどを^ ¾分とするものを酸化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体あるいは酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体あるいは酸化マグネシ ゥムを主成分とする焼結体あるいはアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体に形成した とき該基板の反射率が 90%以上となり易いのでさらに好ましい。 また、 例えば上記材料の中 で Ti〇2、 Z r〇2、 Nb205、 Ta2〇5、 A 1 N、 GaN、 I nN、 S i 3N4、 S i C、 ダ ィャモンドなどを主成分とするものを酸化ィットリゥムを主成分とする能結体に形成したとき 該基板の反射率が 90%以上となり易いのでさらに好ましい。 また、 例えば上記材料の中で T
i 02、 N b 205、 T a 205、 G a N、 I n N、 S i C、 ダイヤモンドなどを主成分とするもの を酸化亜鉛を主成分とする焼結体に形成したとき該基板の反射率が 9 0 %以上となり易いので さらに好ましい。 また、 例えば上記材料の中で T i 02、 I nN、 S i ダイヤモンドなどを 主成分とするものを酸化ジルコニウムを主成分とする觸吉体に形成したとき該基板の反射率が 9 0 %以上となり易いのでさらに好ましい。 また、 例えば上記材料の中で T i 02、 S r T i O 3、 P bT i 03、 B i 1 2G e O20、 B i 1 2T i O20、 B i 2W〇6、 G a N、 I nN、 S i 3N4、 S i Cなどを主成分とするものを窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成したとき該基 板の反射率が 9 0 %以上となり易いのでさらに好ましい。また、例えば上記材料の中で T i 02、 G a N、 I nN、 S i 3N4、 S i Cを主成分とするものを窒化アルミニウムを主成分とする焼 結体からなる基板あるいは酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したと き該基板の反射率が 9 5 %前後の高いものが得られ易いので特に好ましい。 これらの金属ある いは合金材料、 元素単体、 金属の酸化物、 金属の窒化物、 金属の炭化物、 金属の珪素化物など を主成分とする材料は結晶質の状態のものだけでなく無定形状態のものも用い得る。
上記セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上 の屈折率を有する材料からなる反射部材を発光素子搭棚基板に形成する方法として、 板状あ るいは箔状とした反射部材を例えば接着剤、 はんだ、 ろう材などを用いたり圧着するなどによ り ¾光素子搭 基板に接合する方法、 上記セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分 が有する屈折率と同等あるいはそ 上の屈折率を有する材料をスパッ夕、 蒸着、 イオンプレ 一ティング、 めっき、 CVD、 スピンコート、 ゾルゲルペーストへの浸漬法などで薄膜状とし て該発光 »搭 に接合する方法、 あるいは上記セラミツク材料を主成分とする焼結体 の主成分が 「する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料を主成分とする粉末べ ーストゃゾルゲルペーストなどをセラミツク材料を主成分とする! ¾結体と同時 «によりある いはすでに作製されたセラミック材料を主成分とする焼結体にあとから焼き付けることにより 厚膜として該発光素子搭 ¾)¾基板に接合する方法、 などがあり適1¾定できる。 上記のような 屈折率の高さを利用した反射部材の厚みはどのようなものであってもよいが通常 l nm以上で あれば十 効果を発揮し得る。 また 1 nm以上であればどのような厚みであってもよいが実用 上は通常 1 0 0 m以下、 また 1 0 m以下であることが、好ましい。
上記反射部材 発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 基板に対して図 2 2、 図 2 3、 図 2 4に例示したように発光素子が搭載されている面、 あるい は窪み空間を有する発光素子搭載用基板の窪み空間を形成している側面、 あるいは窪み空間を 有する発光素子搭 基板の蓋など適宜目的に応じて任意の位置に形成できる。 本発明におい ては発光素子搭 基板として光 ¾1性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用い ることができるので該反射部材はセラミック材料を主成分とする焼結体の内部にあってもその 反射機能を発現できる。 ¾ ^性を有する基板を用いることで反射部材が形成された基板内部 にまで発光軒からの光が到達し該反射部材による反射機能が発現できる。 すなわち該反射部 材は必要に応じてセラミック材料を主成分とする焼結体の内部又は表面いずれか一方に形成す ることができるし、 さらに必要に応じてセラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面 の両方に同時に形成することもできる。
反射部材を発光素子搭載用基板内部に形成する方法として上記各種金属材料あるいは合金材 料あるいは屈折率 2. 1以上の材料を板状あるいは箔状としたものを例えば該発光素子搭載用 基板で挟み接着剤、 はんだ、 ろう材などを用いたり圧着するなどにより接合する方法、 該各種 ガラス材料、樹脂材料、無機材料をスパッ夕、蒸着、 イオンプレ一ティング、 めっき、 CVD、 スピンコート、 ゾルゲルペーストへの浸漬法などで薄膜状としたものを 2以上の発光素子搭載 用基板に形成後これら発光素子搭糊基板同士を接合する方法、 あるいは該各種ガラス材料、
無機材料を主成分とする粉末ペーストなどをセラミック材料を主成分とする焼結体と同時 « により形成する方法、 あるいはすでに作製されたセラミック材料を主成分とする焼結体に該各 種ガラス材料、 棚材料、 無機材料を主成分とする粉末べ一ストやゾルゲルぺ一ストなどをあ とから焼き付けるたり接着するなどにより 2以上の発光素子搭 基板に形成しこれら発光素 子搭載用基板同士を接合する方法、 などがあり ii^i定できる。
図 3 5は反射部材がセラミック材料を主成分とする焼結体内部に形成されている様子を示す 断面図である。 図 3 5において反射部材 8 0は窪み空間 3 1を有するセラミック材料を主成分 とする焼結体からなる発光素子搭 ί¾¾基板 3 0の発光^?が搭載されている部分の内部及び窪 み空間を形成している側壁 3 3の内部に形成されている。
このように該反射部材はセラミック材料を主成分とする焼結体の内部又 面いずれか一方 に形成することができるし、 さらにセラミツク材料を主成分とする焼結体の内部及び表面の両 方に同時に形成することもできる。
上記の図 1 9〜図 2 4で例示してきたように反射防止部材及び反射部材を発光素子搭載用基 板に対してそれぞれ別個に形成したものだけでなぐ 反射防止部材と反射部材とを同じセラミ ック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 基板に同時に形成したものも本発明に 含まれる。 図 2 5及び図 2 6にこのような発光素子搭 基板を例示する。 なお、 図 2 5及び 図 2 6は上記反射防止部材と反射部材とを同じ発光素子搭載用基板に同時に形成したものの断 面図である。 なお、 反射防止部材と反射部材とを同時に形成したセラミック材料を主成分とす る焼結体からなる発光素子搭載用基板において、 該反射防止部材あるいは反射部材はセラミツ ク材料を主成分とする焼結体の内部又 面いずれか一方にだけ形成したものであってもよい し、 セラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面の両方どちらにも形成したものであ つてもよい。
また、 図 2 5及び図 2 6は反射防止部材及び反射部材が同時に形成された発光素子搭載用基 板に搭載された発光素子も例示している。
図 2 5に例示された発光 搭糊基板は、 図 2 3で示された反射部材がすでに形成されて いる発光素子搭 基板の発光^?が搭載された基板面に反射防止部材 7 0がさらに形成され たものである。 図 2 5で示されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載 用基板 3 0において反射光 8 3は反射防止部材 7 0にいつたん照射されセラミック材料を主成 分とする焼結体からなる基板を して発光素子が搭載された面から光 8 7として基 部に 放出される。 該放出光 8 7は図 2 3に示された放出光 8 4より強度の高いものとなり易い。 図 2 6に例示された発光軒搭棚基板は、 図 2 0で示された反射防止音附がすで〖こ形成さ れている発光素子搭翻基板の発光素子が搭載された基板面に反射部材 8 0がさらに形成され たものである。 図 2 6で示されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載 用基板 3 0において窪み空間を形成している側壁部及ぴ蓋 3 2から基板外部へと放出される発 光軒からの発光 9 2の強度は、 反射部材による反射光 8 8が加わるため反射部材 8 0が形成 されていない場合に比べて高いものとなり易い。 また反射部材 8 0が形成されている発光素子 が搭載されている基板面から外部へ放出される光は弱いものとなり易い。
図 1 9〜図 2 6で例示した反射防止部材及び反射部材が形成されている窪み空間を有する発 光素子搭義基板として前記図 1 5で示したような 本 3 4と枠体 3 5を接合部 3 6で接合す ることにより形成されたものも用いることができる。 Si本と枠体との接合により得られた窪み 空間を有する発光軒搭翻基板において、 ¾ί本あるいは枠体のいずれか一方が光 性を有 するセラミック材料を主成分とする焼結体からなるものであるか、 あるい 本及 体のど ちらも光 ¾i 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなるものであるか、 いずれ かである。
また、 図 1 9〜図 2 6で例示した反射防止部材及び反射部材が形成されている窪み空間を有 する発光素子搭 基板として前記図 1 6で例示した発光素子搭義基板 3 0及び蓋 3 2が使 用できる。
また、 図 1 9〜図 2 6で例示した反射防止部材及び反射部材が形成されている窪み空間を有 する発光素子搭糊基板を使用する際〖こ、 蓋の材料として各種金属、 合金、 ガラス、 セラミツ ク、 樹脂などを主成分とする材料が用いることができる。 蓋 3 2の材料として ¾¾i性を有す るセラミック材料を主成分とする焼結体や透明なガラス、 樹脂、 セラミックなどを用いれば発 光素子からの発光があまり損失を伴うことなく蓋 3 2から基;^部に放出できるので好ましい。 また、 蓋 3 2の材料として光を しにくい光不 Mi 性の各種金属、 合金、 ガラス、 翻旨、 各 種セラミックを主成分とする焼結体 (光を顯しにくい光不翻性の窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体を含む) などを主成分とするものを用いれば発光素子からの発光は蓋 3 2を透 過しにくくなるので蓋 3 2が り付けられる方向に該発光を放出させたくない場合には有効で ある。 また、 封止に際して蓋 3 2の材料として金属、 合金、 ガラス、 セラミックなど、 封止材 としてはんだ、 ろう材、 ガラスなどを用いれば気密封止が可能となる。 また、 なお蓋 3 2は必 要に応じて用いなくてもよい。 その場合発光素子の封止は窪み空間 3 1に透明な樹脂などを充 填することで行うことができる。
本発明において発光 搭 ¾j¾基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体 は ¾¾i性を有するものが好ましい。 上記反射防止部材及び反射部材が形成されている状態を 例示した各図 (図 1 9〜図 2 6) において少なくとも図 1 9、 図 2 0、 図 2 2'、 図 2 3、 図 2 4、 図 2 5、 図 2 6は発光^?搭細基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼 結体が光 ¾i 性を有するものとして描かれている。
上記のように本発明により、 発光素子搭糊基板に反射防止部材又は反射部材を用いて、 あ るいは反射防止部材及び反射部材を同時に用いて発光素子からの発光の強度あるいは発光の方 向を比較的容易に制御することが可能となる。
本発明において反射防止部材あるいは反射部材などセラミック材料を主成分とする焼結体以 外の部材を特に用いず、 あるいはその他の反射防止機能や反射機能を発光素子搭載用基板に付 加することなく発光素子からの発光の強度あるいは発光の方向を比較的容易に制御することも 可能である。
すなわち、 発光素子搭義基板として光 率 5 0 %以下のセラミック材料を主成分とする 焼結体を用いることで発光素子からの発光を発光素子が搭載されている基板の特定方向に効率 的に放出することが可能である。 この方法は、 上記の反射防止部材ゃ反射部材の付加、 あるい はその他の反射防止機能や反射機能の付加に頼ることなく発光^?搭糊基板材料として用い るセラミック材料を主成分とする焼結体自体の 率を 5 0 %以下とすることで発光素子か らの発光を効率的に基 ¾^部の特 向へ放出できるようにした点に特徴がある。 すなわち、 発光素子搭棚基板材料として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体自体の^ 率を 5 0 %以下とすることで発光素子からの発光を該発光軒が搭載されている基板面側に強く放 出し、 発光^?が搭載されている基板面と反対側の基板からの光放出を減じたものである。 本 方法において、 上記発光軒からの発光を灘光素子が搭載されている基板面側だけから強く 放出し、 発光素子が搭載されている基板面と反対側の基板からの光放出をゼロにすることも可 能である。
この方法では発光素子搭 基板として光 ¾ϋ率 5 0 %以下のセラミック材料を主成分とす る焼結体を用いることが好ましい。 光 ¾1率 5 0 %以下のセラミック材料を主成分とする焼結 体を発光素子搭糊基板として用いることで、 発光素子からの発光〖雄板を ¾ して該発光素 子が搭載されている基板面側と反対の方向からの放出が抑制され易く ,光素子が搭載されて
いる基板面側から効率的に強い光放出が行なわれ易くなる。 上記発光素子搭糊基板において 光 率が 3 0 %以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることでより効果が得ら れるようになる。 また上記発光素子搭 基板において ¾¾ϋ率が 1 0 %以下のセラミック材 料を主成分とする能結体を用いることでより効果が明確に認められるようになる。 また上記発 光素子搭 基板において光 率が 5 %以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用い ることでより効果がさらに明確に認められるようになる。 また上記発光素子搭 基板におい て 率が 1 %以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで発光素子からの 発光は発光素子搭¾¾基板を ¾iして該発光素子が搭載されている基板面側と反対の方向から 放出されることが実質的に生じにくくなるので特に好ましい。 上記発光素子搭 基板におい て ½¾ 率が 0 %のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで発光素子からの発光 は発光素子搭載用基板を»して該発光素子が搭載されている基板面側と反対の方向から放出 されることが実質的に生じないのでもっとも好ましい。
本法において、 ¾¾ϋ率が 5 0 %を越える 性を有するセラミック材料を主成分とする 焼結体を発光素子搭棚基板として用いれば、 発光素子からの発光が基板を翻して発光素子 が搭載あるいは収納されている基板の面と反対側の面からも基板外部に多く放出されるように なり易いので好ましくない。 したがって上記光透過率が 5 0 %を越える光 ¾1性を有するセラ ミック材料を主成分とする焼結体を発光軒搭 «i¾基板として用いることは、 発光素子からの 発光を特定の方向に効率よく放出するためには適当であると云えない。
本方法による発光素子搭 基板として光 ¾1率が 3 0 %〜5 0 %の範囲のセラミック材料 を主成分とする焼結体を用いた場合、 発光素子が搭載された基板面側からは該発光^?から直 接発せられた強い光が放出され発光素子が搭載された基板面と反対側の面からはそれよりも弱 く穏やかな散舌 が放出されているように肉眼では観察される。 また発光軒搭載用基板とし て用いるセラミック材料を主成分とする焼結体の光 ¾1率が 1 0 %〜3 0 %の範囲では光 ¾i 率が 3 0 %カゝら 1 0 %に低下していくにしたがって上記の発光素子が搭載された基板面と反対 側の面から放出される穩やかな散舌 ϋ¾は次第に弱まつていく様子が肉眼で観察される。 このと き発光素子が搭載された基板面側からは光 ¾ 率が 3 0 %〜 5 0 %の範囲のセラミック材料を 主成分とする焼結体を用いた場合よりも強い光が発光素子から放出される。 また、 発光素子搭 載用基板として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体の 率が 1 %〜 1 0 %の範囲 では上記の発光^?が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散舌 I ^はさらに 弱まっていく様子が肉眼で観察される。 またこの範囲において光 ¾ 率が 5 %以下のセラミツ ク材料を主成分とする焼結体を発光素子搭 基板として用いたとき、 発光 が搭載された 基板面と反対側の面から放出される穏やかな散舌 L½は一層弱まつていく様子が肉眼で され る。 このとき発光素子が搭載された基板面側からは光 ¾ 率が 1 0 %〜3 0 %の範囲のセラミ ック材料を主成分とする焼結体を用いた場合よりもさらに強い光が発光 から放出される。 セラミック材料を主成分とする焼結体の) 率が 1 %より小さくなると上記の発光 が搭 載された基板面と反対側の面からの穏やかな散舌 L¾は肉眼でほとんど されにくくなり、 こ のとき発光^?が搭載された基板面 Iからは光 ¾ii率が 1 %〜 1 0 %の範囲のセラミツク材料 を主成分とする焼結体を用いた場合よりも強い光が発光素子から放出される。 セラミック材料 を主成分とする焼結体の光 率が 0 %では上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面 からの穏やかな散舌 は肉眼では!^されなくなり、 このとき発光 »が搭載された基板面側 からは 率が 1 %より小さいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合とほとん ど同様の強い光が発光素子から放出される。 このように本発明において発光^?搭糊基板と して用いるセラミック材料を主成分とする焼結体としては ¾¾ϋ率が 3 0 %以下のものを用い ることがより好ましい。 さらに本発明において発光素子搭載用基板として用いる 性を有す
るセラミツク材料を主成分とする焼結体としては) 率が 1 0 %以下のものを用いることが さらに好ましい。
なお、 本方法でいうセラミック材料を主成分とする焼結体の^ 率は少なくとも波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対してのものである。
本方法において、 基 みが実使用状態で 0. 5麵より薄い場合 み 0. 5 mmの とき測定した光腿率と異なり、 率が 5 0 %より高く上昇し易ぐ 発光軒からの発光 板を して 光素子が搭載された基板面側と反対側の方向に放出され易くなる。 本発 明においては上記実際に使用されている状態の基板厚みにおける光 ¾ 率が 5 0 %以下のセラ ミック材料を主成分とする 結体を用いることが好ましい。また、実使用状態で基 Si?みが 0. 5 mmより厚い場合は通常 0. 5匪で測定したときの^ i 率よりも低下し易い。 本法にお いては発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基板面側の方向に効率的に放出するため に実際に使用されている状態の基 ¾J¥みにおける 率が 5 0 %以下のセラミツク材料を主 成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることが好ましい。
上記のように光 ¾1率 5 0 %以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭 基板として用いることで、 発光素子からの発光を発光素子が搭載されている基板の特定方向に 効率的に放出することが可能となった。 すなわち、 発光素子からの発光を該発光素子が搭載さ れた基板面側の方向に効率的に放出できる。
また、 本法において必要に応じて発光素子搭載用基板に光反射防止機能あるいは光反射機能 を付与すればより効果的に強く基 部の特定方向に放出可能となる。 言い換えれば、 y 率 5 0 %以下のセラミック材料を主成分とする焼結体に本発明による反射防止部材ゃ反射部材 を必要に応じて付加することで発光素子からの発光を発光素子が搭載されている基板の特定方 向にさらに効率的に放出することが可能となる。 すなわち、 発光素子からの発光を該発光 が搭載された基板面側の方向に効率的に放出できるという効果がさらに増大する。
本法に用いる 過率 5 0 %以下のセラミツク材料を主成分とする焼結体として熱伝導率あ るいは電気絶縁性などの特性を大きく損なわないものである限りどのようなものでも用いるこ とができる。 例えばセラミック材料を主成分とする焼結体として窒化アルミニゥムを主成分と する能結体を用いる場合該焼結体中の窒化アルミニウムの含有量は 5 0体積%以上であること が好ましい。 ¾¾¾率 5 0 %以下の窒化アルミニウムを主成分とする^;結体 «®常は Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンなど窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の着色を促進す る成分を含むものや希土観素及ぴ¾1。、 W、 V、 Nb、 T a、 T i以外の遷移金属の不可避 不純物成分例えば鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジレコニゥム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 «などを含むもの、 などで得ることができる。 これらの成分以外にも例えば 素や、 窒 化アルミニゥムと結晶系の異なる AL ONや、 珪餘有化合物と窒化アルミニゥムとが反応し て生じる S I ALON (珪素、 アルミニウム、 酸素、 窒素との化合物)、 あるいはアルカリ金属 化合物などが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に生成されるか含有したものは) 率 5 0 %以下となり易いので好ましい。 希土類 素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼 結助剤を含む場合は通常)1 SSii率 5 0 %以上のものが得易いが、 例えば焼結助剤の含有量が多 い場合などは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の ½¾i率が 5 0 %以下となり易いので 好ましい。 また、 酸 ¾ ^有量が多い場合などは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透 過率が 5 0 %以下となり易いので好ましい。
また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の 率が 1 %以下となり易いのは上記窒 化アルミニウム以外の成分のうち比較的多量の希土類 素あるいはアルカリ土類金属を含むも のである。 すなわち、 希土 素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1 種以上の含有量が ¾化物換算で 3 0 ¾%以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では
光翻率 1 %以下のものが得易い。 また、 希土類 素あるいはアルカリ土類金属のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上の含有量が ¾化物換算で 4 0鐘%以上の窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体の ½¾i率は 0 %となり易いので好ましい。 上記希土類 素あるいはアルカリ 土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量が 化物換算で 5 0#¾%以下であ ることが好ましい。 上記希土類 素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量が 化物換算で 5 0纖%より多い窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体 では電気絶縁性の低下や室温における熱伝導率が 5 0 W/mKより低くなるなど特性低下が生 じ易くなるので好ましくない。
言い換えるならば、 酸化物^^で 5 (Hffi%以下〜 4 0#¾%の範囲の希土類^素あるいは アルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含む窒化アルミニウムを主成分と する焼結体では光 ¾i 率 0 %のものが得易い。また、酸化物換算で 4 0体積%以下〜 3 0#¾% の範囲の希土 ¾素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含む 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光 率 1 %以下のものが得易い。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の 率が 1 %以下となり易いのは上記窒化アル ミニゥム以外の成分のうち比較的多量のアル力リ金属あるいは珪素成分を含むものである。 す なわち、 アル力リ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量カ雙 化物騰で 5纖%以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では¾¾§率 1 %以下のも のが得易い。 また、 アルカリ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の 含有量が避化物纏で 1 0纖%以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の ¾¾ 率は 0 %となり易いので好ましい。 上記アルカリ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なく とも 1種以上の含有量カ壞化物購で 2 0體%以下であることが好ましい。 上記アルカリ金 属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の含有量カ艘化物換算で 2 0体 積%より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性の低下や室温における熱 伝導率が 5 0 WZmKより低くなるなど特性低下が生じ易くなるので好ましくない。
言い換えるならば、 酸化物購で 2 0赚%以下〜 1 0髓%の範囲のアルカリ金属あるい は珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼 結体では¾¾¾率 0 %のものが得易い。 また、 酸化物■で 1 0#¾%以下〜 5 ¾%の範囲 のアルカリ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含む窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体では光透過率 1 %以下のものが得易い。
また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の) 過率が 1 %以下となり易いのは上記窒 化アルミニウム以外の成分のうち比較的多量の Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンを 含むものである。 すなわち、 M o、 I V、 N b、 T a、 T i、 力一ボンのうちから選ばれた 少なくとも 1種以上の成分を元素騰で 5纖%以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼 結体では光¾§率 1 %以下のものが得易い。 また、 M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボ ンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素 で 2 0#¾%以上含む窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体の 率は 0 %となり易いので好ましい。 上記 Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分の含有量は元素換 算で 5 0籠%以下であることが好ましい。 上記 M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 力一ボン のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分含有量が元素^:で 5 0#¾%より多い窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体では電気絶縁性が低下し室温における抵抗率が 1 X 1 0 8 Ω · c mより低くなつたり室温における熱伝導率が 5 OWZmKより低くなるなど特性低下が 生じ易くなるので好ましくない。 また、 上記 Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンのう ちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分含有量が元素騰で 2 0体積%以下の窒化アルミ二 ゥムを主成分とする廳吉体では電気 «性が向上し室温における抵抗率 1 X 1 0 Ω · c m以上
のものが得やすくなるので好ましい。 また、 上記 M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボン のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分含有量が元素換算で 5 以下の窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体では電気絶縁性がさらに向上し室温における抵抗率 1 X 1 0 1 1 Ω · c m以上のもの力 S得やすくなるのでより好ましい。
言い換えるならば、 元素纏で 5 0髓%以下〜 2 0髓%の範囲の Mo、 W、 V、 N b、 T a、 Τ i、 力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含む窒化アルミニゥム を主成分とする焼結体では ¾¾ 率 0 %のものが得易い。
また、 元素 で 2 0#¾%以下〜 5 ¾%の範囲の M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カー ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼 結体では¾¾§率 1 %以下のものが得易い。
上記 M o、 I V、 N b、 T a、 T i、 力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の 成分含有量が元素 で 1 0体積%以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では室温に おける抵抗率 1 X 1 0 1 0 Ω · c m以上と電気絶縁性が向上したものが得やすい。
また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の 率が 1 %以下となり易いのは上記窒 化アルミニウム以外の成分のうち希土^ 5素及び o、 W、 V、 N b、 T a、 T i の遷移 金属の不可避不純物成分を比較的多量含むものである。 すなわち、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マ ンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 ¾などのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素換算で 1重量%以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光 透過率 1 %以下のものが得易い。 また、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハ フニゥム、 コバルト、 銅、 »のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を元素換算で 2 0重量%以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 ¾ 率は 0 %となり易いので好 ましい。 上記鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分の含有量は元素換算で 5 0重量%以下であ ることが好ましい。 上記鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバ ルト、銅、菌のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分の含有量が元素騰で 5 0M% より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気纖性が低下し室温における抵抗率 が 1 X 1 0 8 Ω · c mより低くなつたり室温における熱伝導率が 5 O WZmKより低くなるなど 特性低下が生じ易くなるので好ましくない。 また、 上記鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジ ルコニゥム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分 含有量が元素換算で 2 0重量%以下の窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体では電気絶縁性 が向上し室温における 率 1 X 1 09Ω · c m以上のものが得やすくなるので好ましい。また、 上記鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 »のう ちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分含有量が元素騰で 1重量%以下の窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体では電気 »性がさらに向上し室温における抵抗率 1 X 1 0 · c m以上のものが得やすくなるのでより好ましい。
言い換えるならば、元素騰で 5 0重量%以下〜 2 0重量%の範囲の鉄、ニッケル、クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛のうちから選ばれた少なくとも 1 種以上の成分を含む窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体では避過率 0 %のものが得易い。 また、 元素換算で 2 0重量%以下〜 1重量%の範囲の鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジ ルコニゥム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分 を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率 1 %以下のものが得易い。
上記元素換算で 1 0重量%以下の鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジリレコニゥム、 ハフ二 ゥム、 コバルト、 銅、 亜鉛のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含む窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率 I X 1 0 1 0Ω · c m以上のものが得やすく
なる。
なお、 本発明において 「遷移金属の不可避不純物成分」 とは、 通常特に断らない限り鉄、 二 ッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コノル卜、 銅、 亜鉛、 を意味する。 また、 「遷移金属の不可避不純物成分を含有する」 とは上記鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コノルト、 銅、 麵などの各成分のうち少なくとも 1種以上を含 むことを意味する。
また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 ¾i率が 1 %以下となり易いのは上記窒 化アルミニウム以外の成分のうち比較的多量の酸素を含むものである。 すなわち、 酸素を 1 0 重量%以上含む窒化ァフレミ二ゥムを主成分とする 体は光 ¾率 1 %以下のものが得易い。 . また、 酸素を 1 5重量%以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 ¾ 率は 0 %と なり易いので好ましい。 上記酸素の含有量は 2 5重量%以下であることが好ましい。 上記酸素 の含有量が 2 5重量%より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気 生の低下 や室温における謝云導率が 5 0 WZmKより低くなるなど特性低下が生じ易くなるので好まし くない。
言い換えるならば、 2 5重量%以下〜 1 5重量%の範囲の酸素を含む窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体では光透過率 0 %のものが得易い。 また、 1 5重量%以下〜 1 0重量%の範 囲の酸素を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光 率 1 %以下のものが得易い。 なお、 本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類 素化合物やアル力 リ土類金属化合物を含む場合、 あるいはアルカリ金属化合物や珪餘有化合物を含む場合、 あ るいは Mo、 I V、 N b、 T a、 T i、 力一ボンなどを含む場合、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 などの不可避金属成分を 含む場合、 などは上記範囲より少ない量の酸素しか含まないものであっても光 ¾i率が低下す る場合がある。 また、 逆に上記範囲より多い量の酸素を含むものであっても光 ¾i率が低下せ ず比較的高 光 ¾ 率を有するものが得られる場合がある。 すなわち、 本発明において窒化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体が希土 素化合物やアルカリ土類金属化合物を含む場合、 あるいはアルカリ金属化合物や珪¾ 有化合物を含む場合、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンなどを含む場合、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニゥ ム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの不可避金属成分を含む場合、 含まれる酸素量が 1 5重量%以下〜 1 0重量%までの範囲であっても光 ¾ 率 0 %のものが生じる場合がある。 こ れはおそらく上記窒化アルミニゥム以外の成分が含まれていれば誠中に複雑な化合物が生成 し焼結体の粒界相として析出して ¾¾ 率が阻害され易くなるものと推測される。 また、 本発 明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類 素化合物やアルカリ土類金属化 合物を含む場合、 あるいはアルカリ金属化合物や珪 有化合物を含む場合、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 力一ボンなどを含む場合、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マン ガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの不可避金属成分を含む場合、 含 まれる酸素量が 2 5重量%以下〜 1 5重量%までの範囲であっても光透過率が 0 %より大きく さらに 1 %以上のものが生じる場合がある。 これはおそらく上記窒化アルミニウム以外の成分 が窒化アルミ二ゥム'粒子などから酸素を効果的に取り込み例えば粒界相として析出させ酸素に よる光 ¾ϋ率の低下を防止するものと推現 ijされる。
また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の) ¾¾ 率が 1 %以下となり易いのは上記窒 化アルミニウム以外の成分のうち比較的多量の AL ONを含むものである。 すなわち、 AL O Nを 2 0 %以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は ½¾1率 1 %以下のものが得易 レ^また、 ALONを 4 0 %以上含む窒化アルミニウムを主成分とする撫結体の^ 率は 0 % となり易いので好ましい。 上記 A L ONの含有量は 5 0 %以下であることが好ましい。 上記 A
L ONの含有量が 5 0 %より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性の低 下や室温における熱伝導率が 5 0 WZmKより低くなるなど特性低下が生じ易くなるので好ま しくない。
言い換えるならば、 5 0 %以下〜 4 0 %の範囲の AL ONを含む窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体では光 ¾率 0 %のものが得易い。 また、 4 0 %以下〜 2 0 %の範囲の AL ON を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率 1 %以下のものが得易い。
なお、 上記 AL ONの含有量は前記のように X線回折法により AL ONと A 1 Nのそれぞれ の最強回折線を比較しその比を百分率として求めたものである。
上記のように窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体の光 ¾i 率を 5 0 %以下にするために 用いられる比較的多量の希土類 素化合物及びアル力リ土類金歸匕合物などの焼結助剤、 ある いはアルカリ金属や珪素などの成分、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンな ど焼結体の着色を促進するための成分、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコ二 ゥム、 ハフニウム、 コバルト、 亂 亜鉛などの不可避金属成分、 あるいは酸素を複数同時に含 んだ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光軒搭載用基板として用いることもできる。 例えば希土類沅素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分と、 ァ ルカリ金属や珪素などの成分、 あるいは Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 力一ボンなどの成 分、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの不可避金属成分、 あるいは酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分とを 同時に含む窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体は希土類 素及びアル力リ土類金属を含ま ない場合に比べて焼結体製造時の を低下することができるため S¾tが容易になるので 好ましい。
本発明において上記で例示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 の、 例えば炭化 珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化 、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウムのうちから選 ばれた少なくともいずれかを主成分とする焼結体、 さらに酸化ジルコニウム、 酸化マグネシゥ ム、 アレミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジフレコン M 酸化 イットリウムなどの希土纖化物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルステラ イト、 ステアタイト、 結晶化ガラス、 のうちから選ばれた少なくともいずれかを主成分とする 焼結体などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体においても光透過率 5 0 %以下のもの が作製し得る。上記)16S§率 5 0 %以下のセラミック材料を主成分とする焼結体には通常 Mo、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛などの遷移金属、 あるいはカーボンなどの各成分を少なくとも 1種以上含 まれる。 その含有量は通常 0. 1 p p m〜 1 p p m以上であれば上記セラミツク材料を主成分 とする焼結体は着色し易く該焼結体の 率を 5 0 %以下のもめとすることが 能な場合が 多い。
本発明による ¾¾ 率 5 0 %以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭 «W 基板として用いることで発光素子が搭載された基板面側から強い光が放出可能となり、 特定の 方向への発光が必要な例えば壁パネル照明や天井照明など平面状の照明用に好適に応用できる。 本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子搭 基板 は発光素子を 2個以上の複数個搭載したときに同じ基板内で反射防止部材あるいは反射部材の 材料、 形成位置、 形状などをそれぞれの発光素子搭載部分ごとに変化させることで各発光素子 からの発光の方向が個別に制御可能である。 その結果基板全体から放出される光はより高度に 方向の制御と明るさの制御を受けたものとなり、 発光素子を 1個だけ搭載した同じ複数個の基 板からの光よりも、 例えば局部的により明るく照射できる、 などの利点がある。 発光素子搭載 用基板に 2個以上の複数個発光素子を搭載し基板外部に放出される光が局部的に明るさが増大
したものであってもセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板を Si した光は目に優しく穏やかなものである。
発光素子を 2個以上搭載する場合、 搭載される該発光素子としては発光波長がすべて同じも のであってもよいし例えば赤、 黄、 緑、 胄、 紫、 紫外光など異なる波長の光を発光するものが それぞれ 1以上であってもよい。 異なる波長の光を発光する発光素子を搭載したときこれら発 光素子からの光は混合し元の波長と異なる色調のものとなり得るが、 本発明による ¾¾i性を 有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 ¾]¾基板を用いれば該基板を ¾i過した光は焼結体内部で散乱され易いので異なる波長の光の混合性が まり易いという効果 がある。 このような光の混合性カ搞まり易い理由の 1つとしてセラミック材料を主成分とする 焼結体は結晶方位の異なる微結晶粒子からなる構造を有する めであろうと插則される。 より 具体的に言えば、 例えば赤色と青緑色をそれぞれ発光する発光素子、 あるいはオレンジ色と青 色をそれぞれ発光する発光素子、 あるいは黄色と青紫色をそれぞれ発光する発光素子、 などを 同時に搭載すれば白色光が得ることが可能であるが、 単にこれら波長の異なる光を発光する発 光素子を並べこれらの発光素子から発光された直接の混合光よりも本発明による光 ¾i 性を有 する発光素子搭 基板を した混合光のほうがより白色性が高く感じられる場合が多い。 また、 このような発光素子からの混合光として本発明による発光素子搭 基板に形成された 反射防止部材を羅したものあるいは反射部材によって反射されたものは発光素子から発光さ れた直接の混合光よりより白色性が く感じられる塲合が多い。 このような現象が生じるのは 発光素子から発光された直接の混合光には該発光素子が発光した元の色調が残っているためで あろうと思われる。
また、 このような異なる波長のものが混合した光であつても本発明による光透過性を有する 発光素子搭載用基板を ¾ することにより目に優しく穏やかなものとなり得る。
また、 このような発光素子からの光が混合したものであっても本発明による発光素子搭¾¾ 基板に形成された反射防止部材あるいは反射部材によって光の方向制御は可能である。
以下、 本発明による発光軒搭糊基板について実施例により具体的に説明する。 以下に記 載する実施例には本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光^?搭載用 基板を用いることで該基板に搭載された発光素子の優位性も同時に示されている。
実施例 1
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 M 性に関して焼結体の組成や^!吉体の羅造 などの特性による影響を調べた。 また得られた各種焼結体を発光 搭 基板として用いた 時の基板を透過する光の性状について調べた。
焼結体作製用原料粉末として高献窒化アルミニウム粉末 (徳山曹達株式会社 (現:株式会 社トクャマ) 製 「F」 グレード) を用意した。 この原料粉末は酸化物 ig¾法にて されたも のである。 この原料粉末は不純物として酸素を 0. 9重量%含む。 この原 1粉末に ¾M結助 剤や着色剤などを加えエタノールとともにポールミルで 2 4時間粉碎混合後乾燥しエタノ一ル を揮散した後パラフィンワックスを粉末混合体に対して 5重量%加え成形用粉末を作製し、 直 径 3 2mmX厚み 1. 5 mmの円形成形体を一軸プレス成形により得た。その後減圧下 3 0 0°C でパラフィンワックスを脱脂し、 «用治具として窒化アルミニウム製あるいはタングステン 製のセッター、 さやを使用して還元性雰囲気にならないよう純窒素雰囲気中で常圧焼成、 雰囲 rn^m. (ガス JE«)、 ホットプレス、 H I P (ホットアイソスタチックプレス:静水圧加 圧焼結) により各種窒化アルミニウムを主成分とする觸吉体を得た。 得られた焼結体を直径 2 5. 41^!1 厚み0. 5 mmの寸法に研削、 さらに表面を鏡 Wf磨加工した。 なお、 上記粉末 成形体の誠に際して添加物を用いないもの、添加物として炭酸カルシウムを酸化物騰で 3. 0體%含むもの、 S i及び S i 3Ndを酸化 でそれぞれ 0. 0 2髓%及び 2. 5碰%
含むものは焼成治具としてタングステン製のものをそのままの状態で用い常圧焼成あるいは雰 囲気加圧焼成を行つた。 それ以外の組成の粉末成形体は焼成に際して夕ングステン製のセッ夕 一に別に用意した窒化アルミニウム粉末だけを用いて作製した粉末成形体を同時において舰 する力 窒化アルミニウム製のセッターを用いて焼成した。 又ホットプレス及び H I Pに際し ては添加物を用いないものを除いて粉末成形体をいつたん 1 8 2 O で 1時間窒素中で常圧焼 成しいつたん焼結体としたものを用いて加圧焼成を行った。
得られた各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成、相対密度、気孔の平均大きさ、 Α 1 ΝΙΪ子の大きさ、 全酸素量、 AL ON量、 6 0 5 nmの単色光を用いた 率、 及び該 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を鏡面研磨した後の基板表面の平滑性、 の測定を行つ た。 なお、 避過率の測定は日立製作所製の分光光度計 U— 4 0 0 0を用い積分球内に作製し た窒化アルミニウムを主成分とする基板を入れ該焼結体に入射する光の強度と透過する光をす ベて集めてその強度を測定し、 光と AM光との強度の百分率比を算出して光 ¾ 率とし た。 上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の特性の測定結果を表 1に示す。 得られた各 種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、 原料粉末に不純物として存在しているも のや添加したアルミナなどから混入する酸素、 あるいは添加した希土類 素化合物やアル力リ 土類金属化合物などの焼結助剤、 あるいは添加したアル力リ金属化合物や珪素現有化合物、 あ るいは添加したモリブデン、 タングステン、 ニオブ、 チタン、 カーボンなどの着色を促進する 成分、 あるいは添加した鉄、 ニッケルなどの成分は原料粉末に添加した添加物が台ど揮散 ·除 去されないで粉末成形体中と同量存在している。 すなわち得られた窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体の組成 ί謝末製形態の組成と同様である。 したがつて得られた窒化アルミニゥム を主成分とする焼結体の組成としては全酸素量以外特に表 1には記載してない。 上記窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体を作製するとき添加したアルミナ量は酸化物購により算定し たものであり、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の酸素量は元素換算で測定したもの である。 なお、 基板の表面平滑性は表 1には示してないが平均表面粗さ (R a) = 2 0 nm〜 4 5 nmの範囲にあった。 その後上記表面を鏡面研劇 ϋ:した直径 2 5. 4mmX厚み 0. 5 mmの各種基板を 1 OmmX 1 Ommの大きさに切断し片面に T i /P t ZAu薄膜により幅 5 0 mの発光素子を駆動するための電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。 作製 した発光鮮搭糊基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n N と G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 O mAの電力を印加し て発光させ該発光の基板からの 状態を肉眼により確認した。 なお、 この発光素子の大きさ は 1 mm角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする棚旨で接着されている。 また、 上記発光^?の中心発光波長 4 6 0 nmである。
その結果、 表 1において実験 N o. 6で作製した基板を除きすベての窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体を用いた基板において発光素子が搭載された基板面の反対側で発光素子から の発光が観察された。 これは明らかに窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体の光透過率が 1 %以上のものを基板として用いることで発光素子からの発光が基板を ¾ して基¾ ^部に放 出されることを示している。 実験 N o . 6の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は AL〇 Nの含有量が 5 0 %以上であり A I Nの含有量が 5 0 %より少なく酸素も 1 0重量%より多い ため^ lii性が発現しにくいと思われる。
表 1において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の Y、 G d、 D y、 H o、 E r、 Y b の各元素を含む希土観素化合物及び c aを含むアル力リ土類金属化合物の含有量が 化物換 算でそれぞ 3 0 ¾%以下のものでは 率が 1 %以上であり、 実際上得られたものは少 なくとも 2 0 %以上の光 ¾1率を有するものであった。 また窒化アルミニウムを主成分とする
焼結体の L iを含むアルカリ金属化合物及び 素化合物の含有量がそれぞれ 5 以下のも のでは^ 率が 1%以上である。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の Mo、 W、 V、 Ti、 Nbの各元素を含む着色をはかるための化合物の含有量が窗匕物換算でそれぞれ 5 体積%以下のものでは光通率は 1%以上であり、 実際上得られたものは少なくとも 10%以 上の光透過率を有するものであった。 また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の Fe、 N iの各元素を含む不可避不純物成分を酸化物 でそれぞれ 1重量%以下含むものでは 3¾¾ 過率は 1 %以上であり、 実際上得られたものは少なくとも 20 %以上の) 率を有するもの であった。 また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の酸餘有量が 10重量%以下のも のでは光 率は 1 %以上であり、 実際上得られたものは少なくとも 20 %以上の^ i率を 有するものであった。また、窒化アル 5二ゥムを主成分とする焼結体の AL ON含有量が 20% 以下のものでは光 ¾ 率は 1 %以上であった。 本実施例において作製した窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体は常圧«においても 50 %〜60 %以上の 過率を有するものが得ら れた。 又ホッ卜プレス焼成で光 ¾ 率 81 %のものが得られた。
表 1において実験 N o . 6の窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体を除きその他のすべて の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は A 1 Nの含有量が 50%以上であり、 光透過率 1 %以上である。
表 1においてすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が相対密度 95 %以上であり、 実験 No. 6の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を除き光 ¾1率が 1 %以上である。 表 1においてすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が平均気孔径 1 m以下であ り、実験 No. 6の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を除き ¾¾i率が 1%以上である。 表 1においてすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が A 1 N粒子の平均大きさが 1 m以上でであり、 実験 No. 6の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を除き 率 が 1%以上である。
表 1において実験 No. 8〜10の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には A 1 Nim に 5Y203 · 3A 1203が、、 No. 13には 1^¾外に5¥203 ' 3八1203及び丫八10 3が、 No. 15には A 1 N以外に YA 103及び 2 Y203 · A 1203が、 No. 16〜; 18に は A 1 N以外に 2 Υ203· A 1203及び Y203が X線回折により検出される。また、実験 No. 19 A 1 N以外にの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には 2 Gd203 · A 1203¾t G d203が X線回折により検出される。 また、 実験 No. 20の窒化アルミニウムを主成分とす る編 §体には A 1 N以外に DyA 103¾^2Dy203-A 12〇3が X線回折により検出される。 また、実験 No. 21の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には A 1 N に HoA 1〇3 及び 2Ho203 · A 1203が X線回折により検出される。 また、 実験 No. 22の窒化アルミ 二ゥムを主成分とする能結体には A 1 N以外に 5 E r 2〇3 · 3 A 1203が X線回折により検出 される。 また、 実験 No. 23の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には A IN以外に E rAl〇3及び 2Er2〇3'Al2〇3及び Er2〇3が X線回折により検出される。 また、実験 N 0. 24の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には A 1 N以外に 2Er203 'Al203及 び Er2〇3が X線回折により検出される。 また、 実験 No. 25の窒化アルミニウムを主成分 とする嫌吉体には A 1 N以外に 5 Y b 2〇 3 · 3 A 12 O 3及ぴ Y b A 1 O 3が X線回折により検出 される。
また、実験 N o. 1 の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には A 1 NJ^Mこ 3 C a〇 · A 1203及び C a〇 · A 1203と思われる化合物が X線回折により検出される。
本実施例において実験 N o . 6以外の各窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて前 記のように 1 Ommx 1 OmmXO. 5 mmの発光素子搭載用基板を作製して市販の発光素子 を搭載し該発光軒に 3. 5VX 350mAの電力を印加して発光させ基板からの翻状態を
肉眼により確認したが、 作製したすべての発光素子搭 基板で基板を透過した光が観察され た。 この際、 上記該¾§光において窒化アルミニウムを主成分とする能結体からなる基板表面 に形成された薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど權察されなかった。
比較のために光透過率 8 0 %の巿販のガラス板を l OmmX I OmmX O . 5 mmの大きさ の基板に加工し同じ発光素子を同じくエポキシ樹脂で接着して搭載し発光させて該ガラス基板 からの ¾ ^を した。 その結果、 明らかに発光素子からの直進光であるため目に付き刺す ような輝きが肉眼で観察される。 一方本発明による実験 N o. 9の光透過率 8 1 %の窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体を用いた基板を用いた場合ほとんど同じ透過率であるにもかか わらず基板を ¾iした光は目を突き刺すような輝きをあまり感じな 穏やかなものであった。 本実施例で得た光 ¾ 性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭 基板とし て用いたものは該基板を ®iした光はすべて目を突き刺すような輝きをあまり感じない穏やか なものであった。
また、 実験 N o. 2 9〜 3 6で作製した光 ¾i性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 は黒色、 灰黒色、 灰色に呈色していた。 黒色、 灰黒色、 灰色に呈色した該焼結体を発光素子搭 載用基板として用いたものでは該基板を ¾ した光は目を突き刺すような輝きをあまり感じな い穏やかなものであったが、 その光調は実験 N o. 1〜 5及び実験 N o. 7〜2 8で作製した 光 ¾ 性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板からの ¾ 光と微妙に異なる ものでありより穏やかさを有するものであるように観察された。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素 子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光¾§性を有するものであれば 基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが萑認でき、 セラミ ック材料を主成分する焼結体が ¾¾i性を有することの有効性カ職認できた。 また呈色しかつ 光腿性を有するセラミック材料を主成分する焼結体の有効性が ¾認できた。
実施例 2
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として高鍵窒化アルミニウム粉末 (徳山曹難式会社(現:株式会社トクャマ) 製 「H」 グレード) を用意した。 この原料粉末 は酸化物還元法にて製造されたものである。 この原料粉末は酸素を 1. 0重量%不純物として 含む。 この原料粉末に航 Y203粉末を 3. 3籠%加えたもの、 E r 2〇3粉末を 4. 0 2体 積%加えたもの、及び C a C〇3粉末を C a O購で 0. 6髓%加えたものをトルエンおよび ィソプロピルアルコーリレとともにポールミルで 2 4時間粉砕混合後ァクリルパインダーを粉末 原料 1 0 0重量部に対して 1 2重量部加えさらに 1 2時間混合することでペースト化しドク夕 一ブレード法で厚み 0. 7 5 mmの 3種類の組成を有するダリ一ンシートを作製した。 又別に 上記 3種類の組成からなる厚み 0. 3 mmのグリーンシートも作製した。 上記グリーンシート のうち厚み 0. 7 5 mmのグリーンシートから一辺 3 5 mmの正方形状のシ一トを作製しこの シートにパンチング機及び Y AGレーザーで表裏面を貫通する直径 2 5 m、 5 0 urn, 2 5 0 / mの円形スルーホールを形成した。 次に溶媒として テルビネオ一ル、 ノ ンダ一として ァクリル樹脂を加え導電性成分として純タングステン粉末、 5 0体積%タングステン + 5 0体 積%銅の混合粉末および純銅粉末の 3種類の粉末を用いて導通ビア用ペーストを作製して上記 のスルーホール内に充填した。 銅を含む導通ビア用ペーストを充填したグリーンシートに対し て厚み 0. 3 mmのグリーンシ一トを両面に積層密着した。 両側に積層密着した厚み 0. 3m mのグリーンシートはスルーホールなどを形成していないグリーンシート成形した状態のまま のものである。 本実施利においては両側にダリ一ンシートを密着したのは焼成中銅の揮散が生 じないように考慮したものであるが場合によっては必ずしも必要としない。 その後乾燥し、 適 宜窒素又は窒素 Z二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダ一を行つた後 N 2
中 1 8 2 0 °Cで 2時間常圧純窒素雰囲気中で同時焼成し導通ビアが内部に形成された窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体を得た。 焼成に際しては実施例 1で示した方法と同様、 被焼成 物であるスルーホールに導通ビアペーストカ统填されたグリーンシートの脱脂物をタンダステ ン製セッターに置き纖舰物とは別に窒化アルミニウム粉末成形体を同時に置き周囲をタン ダステンの枠で囲んで行った。 蘭匕アルミニウムを主成分とする焼結体において最初ダリ一 ンシートのスルーホールに充填した金属成分は焼結あるいは溶融凝固により十分緻密化し導電 性が発現しており窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とも緊密に一体化し導通ビアとして 機能している。 タングステン、 5 0ί機%タングステン + 5 0體%銅、 銅の各導通ビア材料 と MS化アルミニウムを主成分とする焼結体との間には反応が認められない。 得られた導通ビ ァの大きさは焼成後 «し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部でそれぞれ直径 2 0 8 〜2 1 6 m、 4 0〜4 4 m及び 2 0〜2 3 mになっていた。 次に得られた焼結体を直径 2 5. 4mmX厚み 0 . 5 mmの寸法に両面研削、 及び鏡 ®#勵ロェし内部の導通ビアを露出 させ導通ピアを有する基板状の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。 鏡藤 if磨 後の表面平滑性は平均表面粗さ (R a) = 2 6 nm程度であった。 なお上記導通ビアは 1 O m mx 1 Ommの面積に 1〜3 0個形成されるように配されている。 このようにして得られた導 通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて波長 6 0 5 nmの単色光に対 する光 ¾ 率を測定しその後導通ビアの室温における抵抗を 法で測定し導通ビアの形状 から室温における抵抗率を算出した。 その結果導通ビアが形成されたいずれの窒化アルミニゥ ムを主成分とする能結体においても光¾§率は 1 %以上であり、 実際上得られたものは少なく とも 5 0 %以上の ¾¾率を有するものであった。 導通ピアの室温における抵抗率は 2. 0 X 1 0 _6 Ω - c m~ 7. 7 X 1 0一6 Ω · c mの範囲であった。 これらの結果を表 2に示す。 次に本実施例において得られた直径 2 5. 4mmX厚み 0. 5 mmの寸法に研削、 及び鏡面 研劇ロェした導通ピアを有する窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体をそれぞれ 1 0 mm X 1 Ommの大きさに切断し、 片面に T i /P t ZAu薄膜により幅 5 0 mの該発光素子駆動 用の電気回路を形成し発光^?搭棚基板を作製した。 作製した発光舒搭糊基板に市販の 窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を 主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G a Nとの混晶を用いて作製さ れた発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透 過状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭 基 板とはエポキシ棚旨を主成分とする樹脂で接着されている。 その結果作製したすべての発光素 子搭 基板で基板を透過した光が観察された。 該透過光は穏やかで明るいものであった。 ま た、 該翻光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された導通 ビアの影は 1〜 3 0個いずれの数量の導通ビアを有する基板においても!^されなかった。 ま た、 上記該 ¾ 光において窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成さ れた薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
なお、 本実施例において得られた実験 N o . 3 7〜 5 1で作製した窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体の室温における謝云導率はすべて 1 5 OW/mK〜l 8 OW/mKの範囲のも のであった。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素 子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光 性を有するものであれば 基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいこと力 歸忍でき、 セラミ ック材料を主成分する焼結体が光扁性を有することの有効性ヵ 認できた。
実施例 3
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として実施例 1及び実施例 2で用い
た 2種類の酸化アルミニウムの 法による原料のほかに金属アルミニウムの直接窒化法によ り作製された 2種類の窒化アルミニウム粉末 (東洋アルミニウム株式会社製 「TOYAL N I TE」及びドイツ S t a r e k觀「G r a d e Bj) を用意した。 これらの原料のうち金属 アルミニウムの直接窒化法により作製された原料粉末は 2種類それぞ lMで、 さらに酸化ァ ルミ二ゥムの 法によるものと金属アルミニウムの直接窒化法により作製された原料とをそ れぞれ 5 0重量%ずつ混合したものを実施例 1と同様の方法で成形、 脱脂を行った後窒素中 1 9 5 0°CX 2時間、 3 0 0 Kg/ cm2でホットプレスを行い窒化アルミニウムを主成分とする 6種類の焼結体を得た。 得られた焼結体を直径 2 5. 4 mm X厚み 0. 5 mmの寸法に研削、 及び鏡面研戲ロェし表面平滑度 R a = 2 7 nmの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体から なる基板を作製した。 X線回折により原料に 「T〇YALN I TE」 だけを用いた焼結体は主 相が A 1 Nでその他 1. 6 %の AL ONが検出される。 また原料に 「G r a d e B」 だけを 用いた焼結体は主相が A 1 Nでその他 2. 2 %の AL ONが検出される。 又酸化アルミニウム の^ ϋ法によるものとアルミニウム金属の直接窒化法により作製された原料との混合原料から 作製された焼結体も同様主相は A I Nであり 1 . 2〜1. 9 %の AL ONを含む。 これら 6種 類の焼結体の相対密度はすべて 9 8 %以上である。 上記鏡面研磨加工された基板を用いて波長
6 0 5 nmの単色光に対する光透過率を測定した。 その結果金属アルミニウムの直接窒化法に よる原料だけを用いて作製した 2種類の焼結体の光¾1率は 「T〇YALN I TE」 を用いた ものが 6 9 %、「G r a d e BJを用いたものが 5 3 %と、レずれの願を用いたものも 5 0 % 以上の光透過率を示した。 一方、 酸化物の還元法で作製された原料だけを用いて作製した 2種 類の焼結体の 率は「H」 グレードを用いたものが 5 9 %、 「F」 グレードを用いたものが
7 0 %と、 いずれの原料を用いたものも 5 0 %以上の ¾¾i率を示した。 さらに、 金属アルミ 二ゥムの直接窒化法による原料と酸化物の S¾法で作製された原料とを 5 0重量%ずつ混合し た原料から作製された 体において、 「TOYALN I TE」 + 「H」 グレードの混合原料粉 末から得られた焼結体の 率は 5 8 %、 「T〇YALN I TE」 + 「F」 グレードを用いた ものが 6 7 %と、 いずれの原料を用いたものも 5 0 %以上の光 ¾i率を示した。
上記 6種類の窒化アルミニウムを主成分とする能結体からそれぞれ 1 OmmX 1 OmmX 0. 5 mmの鏡面研磨された基板を切り出し、 片面に T i ZP t /"Au薄膜により幅 5 0 mの該 発光素子 β用の電気回路を形成し発光素子搭 基板を作製した。 作製した発光素子搭載用 基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくと も 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I η Νと G a Nとの混晶を 用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ ¾光の 基板からの透過状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光 素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする觀旨で接着されている。 その結果作製したすべ ての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。 該透 i ¾は穏やかで明るいもので あった。 また、 上記該扁光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表 面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
なお、 本実施例において得られた 6種類の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の室温に おける熱伝導率は 7 6WZmK〜8 7 WZmKの範囲のものであった。
本実施例〖こより、 セラミツク材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素 子搭 基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光 ¾1性を有するものであれば 基板を ¾i した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが ϋ認でき、 セラミ ック材料を主成分する焼結体が光腿性を有することの有効性が確認できた。
実施例 4
実施例 1と同様の方法で新たに 1 1種類の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製し
実施例 1と同様の方法でこれら焼結体の特性を調べた。 本実施例により得られた窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体の光 ¾1率はすべて 1 %以上であり、 実際得られたものはすべて 3
0 %以上の光 ¾i率を有していた。 焼結体の特性の測定結果を表 3に示す。 なお表 3には記し てないが鏡 ®研磨後の表面平滑性は平均表面粗さ (R a) = 2 6 nm〜3 2 nmの範囲にあつ た。 波長 6 0 5 nmの単色光で測定した 率はすべて 3 0 %以上の範囲にあった。 また希 土類 J£素化合物、 カルシウム化合物、 アルミナを添加して作製されたものはすべて光 ¾ 率が
5 0 %以上であった。
上記 1 1種類の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からそれぞれ 1 OmmX 1 OmmX 0 . 5 mmの鏡面研磨された基板を切り出し、 片面に T i /P t /Au薄膜により幅 5 Ο ΙΏ の觀光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。 作製した発光素子搭 載用基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少な くとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G a Nとの混 晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 O mAの電力を印加して発光させ該発 光の基板からの腿状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは l mm角であり 発光 »搭糊基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。 その結果作製した すべての発光素子搭 «W基板で基板を透過した光が観察された。 該¾¾光は穏やかで明るいも のであった。 また、 上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基 板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素 子搭 基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光 ¾i性を有するものであれば 基板を 愚した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいこと力 歸忍でき、 セラミ ック材料を主成分する焼結体が光 ¾i 性を有することの有効' f生が ¾認、できた。
実施例 5
実施例 1及び実施例 4において作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長 3 0 0 nmの光に対する透過率を測定した。 測定は光が紫外線に代わった以外は実施例 1と同様の 方法で行った。 その結果を表 4に示す。 この結果は波長 3 0 0 nmの光に対する ¾i 率も 1 % 以上であることが示された。 また明らかに可視光領域での光透過率の高い窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体は紫外光においても高い ¾i 率を有する傾向があることが示された。 3 0 0 nmの紫外光に対しても光透過率は最大 7 2 %と高いものであった。
実施例 6
本実施例において窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいはあらかじめ 済の 焼結体を長時間加熱することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の特性につい て調べた。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として酸化物 (酸化アルミニウム) の 法により織された高鐘窒化アルミニウム粉末 (徳山曹達株式会社 (現:株式会社ト クャマ) 製 「H」 グレード) 及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製された東洋アルミ ニゥム株式会 ¾S¾ 「T〇YAL N I TE」 を用意し、 焼結助剤として各種希土 素化合物、 アルカリ土類金属化合物粉末を用意した。 分析の結果 「H」 グレードには酸素が 1 · 2重量% 「T〇YALN I TE」 には不純物として酸素が 1. 4重量%含まれる。 粉末の平均粒子径は それぞれ 9 111と1 . 1 mである。 又その他に添加物として酸化アルミニウム、 力一ポ ン、 珪素などを用意した。 これらの原料を用いて実施例 1と同様の方法により各種組成の粉末 成形体を作製した。 またこのようにして得た粉末成形体の一部を用いてできるだけ焼結助剤な どが揮散しないよう実施例 1と同じ方法により 1 8 0 0 °Cで 1時間常圧焼成しあらかじめ焼成 済の焼結体も作製した。該ぁらかじめ «済の能結体は本実施例の内容を示す表 6の実験 N o .
1 1 8〜1 2 1のサンプルがそれである。 前記のようにして得た粉末成形体及びあらかじめ焼 成済の焼結体を力一ボン製のセッタ一に置いた後カーボン製のさやに入れカーボン炉を用い一 酸化炭素 1 0 0 0 p pm含む常圧の窒素雰囲気中で各種温度及び時間条件により高温長時間焼 成し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。 得られた焼結体の組成分析、 X線回折に よる A 1 N結晶相の定量、 窒化アルミニウム粒子の大きさ測定を行った。 X線回折による A 1 N結晶相の定量は A 1 N以外の結晶相の回折ピークを測定しそれと A 1 Nの最強回折ピークと の比を百分率で求め、 全体の結晶相の量から該 A 1 N以外の結晶相の量を差し引くことにより 求めた値である。 次に得られた廳吉体の表面を 3 0 nmに鏡画磨して厚み 0. 5 mmに加工 し波長 6 0 5 nmの単色光で光 ¾1率を測定した。 これらの結果を表 5及び表 6に示す。 表 5 には酸化物 ¾法による原料を用いて作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用 粉末成形体の組成と! «条件及 辱られた焼結体の組成、 特性が記してある。 表 6には金属ァ ルミ二ゥムの直接窒化法による原料を用いて作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 作製用粉末成形体の組成と ^^条件及 辱られた焼結体の組成、 特性が記してある。 また、 表
6には長時間焼成するサンプルとしてあらかじめ; M済の焼結体を用いて作製された長時間焼 成後の焼結体の例も示されている (実験 N o. 1 1 8〜1 2 1 )。
本実施例において得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の ¾¾1率はすべて 1 % 以上であった。 上記 1 7 5 0°C以上の温度で 3時間以上の比較的長い時間焼成する方法により A 1 を高めた窒化アルミニウムを主 とする焼結体が得られ、 カゝっこれらの焼結体の 光透過率は 4 0 %以上のものであった。 焼結助剤として希土類元素化合物及びアル力リ土類金 属化合物を含^末成形体あるいはあらかじめ みの焼結体において、 より低い? でか つ短い時間で焼結助剤などの成分が揮散 · され該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 の A 1 Nの繊が高まりやすい傾向がある。 また希土観素化合物及びアル力リ土類金属化合 物を同時に含む粉末成形体あるいはあらかじめ; «済みの焼結体において、 さらに低レゝ で かつ短い時間で嫌吉助剤などの成分が揮散 .除去され該窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体の A 1 Nの純度が高まりやすい傾向がある。
その結果、 希土 ^素化合物及びアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤あるいは S i、 M o、 C (カーボン)、 F e、 N iなどの成分を含まなレ粉末成形体であっても高温で長時間 « することにより、 窒化アルミニゥム粒子の大きさが増大化し希土^ δ素化合物及びアル力リ土 類金属化合物が揮散 · 鉄された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られる。 これら の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の窒化アルミニウム粒子の平均大きさは 5 m以上 である。 これらの焼結体の光 ¾i 率はすべて 4 0 %以上であつた。
また本実施例において、 焼結助剤として希土 素化合物及びアルカリ土類金属化合物を含 む粉末成形体あるいはあらかじめ «済みの焼結体を高温で長時間焼成することにより、 窒化 アルミニウム粒子の大きさが増大化し希土観素化合物及びアルカリ土類金属化合物が揮散. ^¾された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られる。 これらの窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体の窒ィ匕アルミニウム粒子の平均大きさは 5 zm以上であり、 希土 素化 合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の化合物の含有量が 元素換算で合計 0. 5重量%以下かつ酸素含有量が 0. 9重量%以下の組成からなるであった。 これらの焼結体の ¾¾ϋ率はすべて 4 0 %以上であった。 これらの焼結体において最高 8 8 % の)1^率を有するものが得られた。 また、 光麵率に対して原料粉末による影響はほとんど 見られずいずれの原料であっても良好な ¾¾ 率を有する窒化アルミニゥムを主成分とする焼 結体が得られる。 また室温における熱伝導率も 2 0 OWZmK以上と高くなり、 実験 N o. 1 2 0のもので 2 3 7WZmKであった。
(比較例)
比較のために実験 N o. 1 0 0と同じ粉末成形体をタングステン製のセッ夕一に置き夕ング ステン製のさやに入れ、 夕ングステン炉材と発熱体からなるタングステン炉により純窒素雰囲 気中で 2 2 0 0 °Cの温度において 8時間焼成したが焼結助剤である酸化イットリウムはほとん ど揮散 .除去されす粉末成形体のまま残り高純度化されていない。 又熱伝導率も 2 0 OWZm K以下と低く光透過性も小さかった。
本実施例で得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からそれぞれ 1 O mmx 1 Om mX 0. 5 mmの鏡面研磨された基板を切り出し、 片面に T iノ P t ZAu薄膜により幅 5 0 mの該発光素子 β用の電気回路を形成し発光素子搭 基板を作製した。 作製した発光素 子搭糊基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた 少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G aNと の混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 O mAの電力を印加して発光させ 該発光の基板からの ¾i 状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角で あり発光素子搭糊基板とエポキシ樹脂を主成分とする棚旨で接着されている。 その結雜製 したすベての発光素子搭 基板で基板を透過した光が観察された。 該¾§光は穏やかで明る いものであった。 また、 上記該¾ 光〖こおいて窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中から なる基板表面に形成された薄膜電気回路による影は観察されなかった。
本実施例により、 セラミツク材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素 子搭載用基板であつてもセラミツク材料を主成分する焼結体が光 性を有するものであれば 基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、 セラミ ック材料を主成分する焼結体力 1 έ¾過性を有することの有効性が確認できた。
実施例 7
実施例 6で作製した粉末成形体を用い焼成雰囲気を一酸化炭素 1 5 0 p pmを含む窒素、 水 素 6 0 p pmを含む窒素、 炭化水素 2 4 0 p pm含む窒素、 一酸化炭素 1 8 0 O p pmを含む アルゴン、 の 4種類のものに代えた以外は実施例 1 1で使用した実験 N o . 1 0 4の粉末成形 体を用い、 実施例 1 1と同様の力一ポンセッター、 カーボンさや、 カーボン炉を使用して 2 2 0 0 の で 4時間誠し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。 その結果上記す ベての雰囲 で焼成したものが実施例 6と同様ィットリゥム及びカルシウムの含有量はそれぞ れ 0. 5 p pm以下となった。 窒化アルミニウム粒子も 3 0 m〜4 5 に成長し厚み 0. 5 mmで測定した ¾¾率もすベて 8 0 %を超えた。
本実施例で得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体から 1 OmmX 1 Ommx 0. 5 mmの鏡丽磨された基板を切り出し、 片面に T i ZP t ZAu薄膜により幅 5 0 mの該 発光 »隱用の電気回路を形成し発光素子搭棚基板を作製した。 作製した発光素子搭載用 基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくと も 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G a Nとの混晶を 用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光の 基板からの透過状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光 素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。 その結果作製したすべ ての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が された。 該¾1 ^は穏やかで十分明るいも のであった。 また、 上記該¾1光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基 板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど養擦されなかった。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素 子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光 ¾i性を有するものであれば 基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいこと力 雀認でき、 セラミ ック材料を主成分する焼結体が避過性を有することの有効性が確認できた。
実施例 8
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として高繊窒化アルミニウム粉末 (徳山曹纖式会社 (現:株式会社トクャマ) 製 「H」 グレード) を用意した。 この原料粉末 は酸化物 ¾法にて難されたものである。 この原料粉末に Y2〇3粉末を 5重量%加えたもの と、 Υ203粉末 5重量%及び C a C 03粉末を C a〇醇で 0. 5重量%加えたものをトルエン およびィソプロピルアルコールとともにポールミルで 2 4時間粉碎混合後ァクリルバインダー を粉末原料 1 0 0重量部に対して 1 2重量部加えさらに 1 2時間混合することでペースト化し ドク夕一ブレード法で厚み 0. 8 mmの 2種類の組成を有するグリーンシ一トを作製した。 こ のグリーンシ一卜から一辺 3 5 mmの正方形状のシートを作製しこのシートに YAGレーザー で を貫通する直径 2 5 m及び 5 0 mの円形スルーホールを形成した。 次に溶媒とし て aテルピネオ一レ、 バインダーとしてァクリル樹脂を使用し導電†生成分として夕ングステン 粉末を用いさらに該タングステン粉末に対して上記窒化アルミニゥム粉末を 0〜 3 0重量%の 範囲で加えて混合し導通ビア用べ一ストを作製した。 各混合比の粉末ペーストを上記スルーホ ールに充填し乾燥後、 ¾1 ^素又は窒素 Z二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バ ィンダ一後、 次の 2つの舰条件で同時誠により導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成 分とする飾体を作製した。;«条件は、 1 ) 純 N2雰囲気中 1 8 2 0 °Cにおいて 2時間常 « 成する、 2 ) —酸化炭素を 2 0 0 p pm含む窒素雰囲気中 2 2 0 0 °Cにおいて 4時間常圧焼成 する、 という 2条件である。 このようにして導通ビアが内部に形成された窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体を得た。 いずれの焼結体においても最初グリーンシートのスルーホール内 に充填した導電性成分は十億密化し導電性が発現しており窒化アルミニゥムを主成分とする 焼結体とも一体化しており導通ビアとして機能している。 上記 2 2 0 0 °Cで 4時間 «したも のは焼結助剤が揮散しイットリウム及びカルシウムの含有量が合計で 5 0 p pm以下になって いる。 また窒化アルミニウム粒子も 3 5 ^m〜4 5 に成長している。 得られた導通ビアが 形成された板状の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を厚み 0 . 5 mmに研削及び鏡面研 磨した。 該導通ビアを有する厚み 0. 5 mmの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5の単色光で測定した難過率も 8 0 %以上であった。 舰を 1 8 2 0 °Cで 2時間及び 2 2 0 0 °Cで 4時間行って得られたいずれの焼結体においても、 導通ビア用タングステンペース ト中の窒化アルミニゥム含有量が増加するにしたがつて得られた窒化アルミ二ゥムを主成分と する焼結体の光透過率は増加する傾向を示した。 次に導通ビアの室温における抵抗を4^?法 で測定し導通ビアの形状から室温における抵抗率を算出した。 導通ビアの大きさは焼成後収縮 しそれぞれ直径 4 0〜4 4 m及び 2 0〜2 3 mになっていた。 これらの結果を表 7に示し た。 導通ビアの室温における抵抗率は窒化アルミニウムの含有量や焼成条件及 ϋ導通ビアの径 などにより変化したが 6 . 8 X 1 0 _6 Ω · c m〜l 3 2 X 1 0一6 Ω · c mの範囲であった。 な お、 上記導通ビアは 1 O mmX 1 O mmの面積に 1〜3 0個形成されるように配されている。 次に本実施例において得られた導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を それぞれ 1 O mmX 1 O mmX 0. 5 mmの鏡丽磨された基板を切り出し、 片面に T i /P t ZAu薄膜により幅 5 0 mの該発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を 作製した。 作製した発光素子搭棚基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミ ニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光 層として I n Nと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3 . 5 V X 3 5 O mA の電力を印加して発光させ該発光の基板からの ¾1状態を肉眼により確認した。 なおこの発光 素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭翻基板とエポキシ翻旨を主成分とする翻 で接着 されている。その結果作製したすべての発光素子搭 基板で基板を透過した光が観察された。 該 は穏やかで明るいものであった。 また、'該 ¾i¾において窒化アルミニウムを主成分
とする焼結体からなる基板に形成された導通ビアによる明るさの減少は 1〜 3 0個いずれの数 量の導通ビアを有する基板においてほとんど観察されなかった。 また、 上記該透過光において 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明 るさの減少もほとんど観察されなかつた。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する焼結体の内部及び表面に導通ビアあるいは電 気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透 過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにく いことカ據認でき、 セラミック材料を主成分する焼結体が^ 性を有することの有効性が確 認できた。
実施例 9
実施例 2で作製した 3種類の組成の窒化アルミニウムを主成分とする厚み 0. 7 5mmのグ リーンシートを用いて一辺 3 5 mmの正方形状のシートを作製した。 なおこれらグリーンシー 卜はそれぞれ焼結助剤として Y203を 3. 3体積%、 E r 203を 4. 0 2體%、 C a C03 を C a O騰で 0. 6#¾%有している。 次に溶媒としてひテルピネオール、 ノ fンダ一とし てァクリル樹脂を加え導電性成分として純タングステン、 5 0体積%タングステン + 5 0体 積%銅の混合粉末および純銅粉末の 3種類の粉末を用いて電気回路形成用ペーストを作製して 上記の各シートに幅 2 0 0 mの配線をピツチ 1 mm間隔でスクリーン印刷し、 該配線が内部 になるよう該シ一トを積層し、 草纖後、 ¾1¾素又は窒素 Z二酸化炭素混合ガスを主成分とす る雰囲気中で脱バインダー後、 1 )純 N2雰囲気中 1 8 2 0 °Cにおいて 2時間常 する、 2) 一酸化炭素を 2 0 0 p pm含む窒素雰囲気中 2 2 0 0 °Cにおいて 4時間常圧舰する、 という 2つの条件で同時舰し電気回路が内部に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 を得た。 1 8 2 0°Cで焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はダリ ーンシートのとき多量に存在した Y203、 C a〇、 E r 2〇3の各成分はほとんどそのままの量 残存し、 原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。 一方 2 2 0 0 °Cで焼成して得ら れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在した Y2〇3、 C a O、 E r 203の各成分はほとんど揮散し、 3種類すベての組成のグリーンシートから得ら れた焼結体において Y203、 C a O、 E r 203の含有量は丫、 C a、 E r元素 ^ で 1 0 0 ρ pm以下であった。 また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて 3 0 O p pm以下で あった。 窒化アルミニウム粒子も 3 0 π!〜 4 5 xmに成長していた。 これらの焼結体におい て電気回路を形^る導電性成分と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との反応は見られ ない。 その後内部に電気回路が形成された窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体を厚み 0. 5 mmに研削及び鏡 磨した。 このようにして得られた内部に電気回路が形成された厚み 0. 5 mmの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの単色光に対する ¾¾¾率 はすべて 5 0 %以上であった。 そのうち 2 2 0 0 Cで 4時間焼成したものは光 率がすべて 8 0 %以上であった。 また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の内部に形成された電気 回路の室温における抵抗率を 法を用いて測定したところ 2. 2 X 1 0— 6 Ω · c m〜8. 6 X 1 0— 6 Ω · c mの範囲であった。 これらの測定結果を表 8に示した。
次に本実施例において得られた内部電気回路を有する窒化アルミニウムを主成分とする能結 体をそれぞれ 1 O mmX 1 OmmX 0. 5 mmの鏡面研磨された基板を切り出し、 片面に T i /P t ZAu薄膜により幅 5 0 mの発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板 を作製した。 作製した発光素子搭糊基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アル ミニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発 光層として I nNと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 V X 3 5 0 m Aの電力を印加して発光させ該発光の基板からの ¾i状態を肉眼により確認した。 なおこの発
光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする棚旨で接 着されている。 その結果作製したすべての発光素子搭¾]¾基板で基板を透過した光が養驟され た。 該透過光は穏やかで十分明るいものであった。 また、 該透過光において窒化アルミニウム を主成分とする焼結体を用いた基板の内部に同時焼成により形成された電気回路による明るさ の減少はいずれの基板においてもほとんど観察されなかった。 また、 上記該透過光において窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明る さの減少もほとんど観察されなかった。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する焼結体の内部及び表面に電気回路が形成され た発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光 性を有するもの であれば 板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことカ權認でき、 セラミツク材料を主成分する焼結体が光 ¾i 性を有することの有効性カ礫認できた。
実施例 1 0
実施例 2で作製した窒化アルミ二ゥムを主成分とする厚み 0. 7 5 mmのグリーンシートと 導通ビア用ペーストを用い実施例 2と同様の方法で導通ビアべ一ストがスルーホール内に形成 されたグリーンシートを作製した。 この導通ビアペーストが形成されているグリーンシートを 用いて実施例 9で作製した電気回路形成用ペーストを用い、 実施例 9と同様の方法で配線パ夕 ーンを形成して積層し内部に配線パターンが形成されたグリーンシートを作製した。 その後該 グリーンシ一トを難し、 遊窒素又は窒素/二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で 脱バインダ一後、 1 )純 N2雰囲気中 1 8 2 0°Cにおいて 2時間常圧舰する、 2)—酸化炭素 を 2 0 0 p pm含む窒素雰囲気中 2 2 0 0°Cにおいて 4時間常圧«する、 という 2つの条件 で同時焼成し内部に導通ビアと電気回路が同時に形成された窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体を得た。 1 8 2 0"Όで焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成 はグリーンシートのとき多量に存在した Y203、 C a〇、 E r 2〇3の各成分はほとんどそのま まの量残存し、 原料中の酸素もほとんどそのままの ¾¾存していた。 一方 2 2 0 0 °Cで焼成し て得られた窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在した Y 2〇3、 C a O、 E r 2〇3の各成分はほとんど揮散し、 3種類すベての糸賊のグリーンシートか ら得られた焼結体において Y203、 C a O、 E r 203の含有量は Y、 C a、 E r元素騰で 1 0 0 pm以下であった。 また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて 3 0 0 p pm 以下であった。 窒化アルミニウム粒子も 3 0 IX!〜 4 5 / mに成長していた。 これらの焼結体 において導通ビアを形成する導電性成分及び電気回路を形成する導電性成分と窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体との反応は見られない。 このようにして得られた内部に導通ビアと電 気回路が同時に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの単色光 による)1 ά¾§率はすべて 5 0 %以上であった。 そのうち 2 2 0 0でで 4時間誠したものは光 率がすべて 8 0 %以上であった。
次に本実施例において得られた内部に導通ビアと電気回路を同時に有する窒化アルミニウム を主成分とする焼結体をそれぞれ l OmmX I OmmX O . 5 mmの鏡面研磨された基板を切 り出し、 片面に T i ZP t ZAu薄膜により幅 5 0 mの発光軒駆動用の電気回路を形成し 発光素子搭棚基板を作製した。 作製した発光^?搭糊基板に市販の窒化ガリウム、 窒化ィ ンジゥム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキ シャル膜を積層し発光層として I nNと G aNとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの 状態を肉眼により確 認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭 基板とエポキシ樹脂を主 成分とする樹脂で接着されている。 その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透 過した光が観察された。 該透過光は穏やかで十分明るいものであった。 また、 該透過光におい
て窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体を用いた基板の内部に同時誠により形成された導 通ビア及び電気回路による明るさの減少はいずれの基板においてもほとんど観察されなかった。 また、 上記該腿光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板表面に形成 された薄膜電気回路による明るさの減少もほとんど観察されなかった。
本実施例により、 セラミツク材料を主成分する焼結体の内部及び表面に導通ビアあるいは電 気回路が形成された発光素子搭糊基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透 過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにく いことカ據認でき、 セラミック材料を主成分する焼結体が光翻性を有することの有効性が H 認できた。
実施例 1 1
実施例 2で作製した窒化アルミ二ゥムを主成分とするグリーンシ一トのうち厚み 0. 3 mm のものを用いて一辺 3 5 mmの正方形状のシートを作製した。 なおこれらグリーンシートはそ れぞれ能結助剤として Y203を 3. 3im%, E r 2〇3を 4. 0 2体積%、 〇&〇〇3を〇& 0 換算で 0. 6体積%含む 3種類の組成を有している。 次に溶媒としてひテルビネオール、 ノィ ンダ一としてアクリル樹脂を加え導電性成分として純タングステン、 5 (H機%タングステン + 5 0体積%銅の混合粉末および純銅粉末の 3種類の粉末を用いて電気回路形成用ペーストを 作製して上記の各シートに幅 5 0 mの配線をピッチ 0. 5mmの間隔で形成し、 該配線が内 部及び表面に形成されるよう該シートを 2難層し、 卓纖後、 素又は窒素/二酸化炭素 混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、 1 )純 N2雰囲気中 1 8 2 0°Cにおいて 2 0寺間常圧焼成する、 2) —酸化炭素を 2 0 0 p pm含む窒素雰囲気中 2 2 0 0°Cにおいて 4時 間常圧焼成する、 という 2つの条件で同時焼成し電気回路が内部及び表面に形成された厚み 0. 5mmの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。 1 8 2 0°Cで して得られた窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在した γ2ο3、 C a O、 E r 203の各成分はほとんどそのままの量残存し、 原料中の酸素もほとんどそのままの 量残存していた。 一方 2 2 0 0 °Cで焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 はグリーンシートのとき多量に存在した Y2〇3、 C a〇、 E r 203の各成分はほとんど揮散し、 3種類すベての組成のグリーンシートから得られた焼結体において Y203、 C a O、 E r 2〇3 の含有量は Y、 C a、 E r元素 で 1 0 0 p pm以下であった。 また原料に含まれていた酸 素の含有量も減少しすべて 3 0 O pm以下であった。 窒化アルミニウム粒子も 3 0 m〜4 5 mに成長していた。 これらの焼結体において電気回路を形成する導電性成分と窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体との反応は見られない。 このようにして得られた内部に電気回路 が形成された厚み 0. 5mmの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの単 色光に対する光 率はすべて 5 0 %以上であった。 そのうち 2 2 0 0°Cで 4時間焼成したも のは光¾¾率がすべて 8 0 %以上であつた。
次に本実施例において得られた内部電気回路を有する窒化アルミニウムを主成分とする!^結 体から 1 0 mmx 1 0 mmx 0. 5 mmの基板を切り出し、 表面の配線パターンには N i /A uめっきを施して発光素子麵用の電気回路を形成し発光素子搭糊基板を作製した。 作製し た発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから 選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I nNと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 0mAの電力を印加して 発光させ 光の基板からの ¾ 状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭糊基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。 その 結果作製したすべての発光^?搭 基板で基板を透過した光が¾された。 該¾^光は穩ゃ かで十分明るいものであった。 また、 該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結
体を用いた基板の内部及び表面に同時焼成により形成された電気回路による明るさの減少はい ずれの基板においてもほとんど観察されなかった。
本実施例により、 セラミツク材料を主成分する焼結体の内部及び表面に電気回路が形成され た発光素子搭載用基板であつてもセラミツク材料を主成分する焼結体が 6»性を有するもの であれば基板を した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことカ聰認でき、 セラミック材料を主成分する焼結体が光 性を有することの有効性が確認できた。
実施例 1 2
実施例 2で作製した窒化アルミ二ゥムを主成分とするグリ一ンシートのうち厚み 0. 3 mm のものを用いて一辺 3 5 mmの正方形状のシートを作製した。 なおこれらグリーンシートはそ れぞれ 結助剤として Y203を 3 . 3 ¾%、 E r 203を 4. 0 2#¾%、 & (〇3を〇&〇 換算で 0 . 6 %含む 3種類の組成を有している。 上記窒化アルミ二ゥムを主成分とするグ リ一ンシ一トと導通ビア用べ一ストを用い実施例 2と同様の方法で導通ビアペーストがスルー ホール内に形成されたグリーンシートを作製した。 この導通ビアペーストが形成されているグ リーンシートを用いて実施例 9で作製した電気回路形成用ペース卜を用い、 実施例 9と同様の 方法で配線パターンを形成した後該グリーンシートを 2 ¾¾層し内部及び表面に配線パターン が形成されたグリーンシートを作製した。 その後該グリーンシートを乾燥し、 蘇窒素又は窒 素 Ζ二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で! ½ インダー後、 1 )純 Ν2雰囲気中 1 8 2 0 °Cにおいて 2時間常¾«する、 2 )—酸化炭素を 2 0 0 p pm含む窒素雰囲気中 2 2 0 0 °C において 4時間常圧«する、 という 2つの条件で同時! «し内部に導通ビアと電気回路が同 時に形成された窒化アルミニウムを主成分とする厚み 0. 5 mmの焼結体を得た。 1 8 2 0 °C で誠して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多 量に存在した Y203、 C a〇、 E r 2〇3の各成分はほとんどそのままの量残存し、 原料中の酸 素もほとんどそのままの *¾存していた。 一方 2 2 0 0 °Cで «して得られた窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在した Y2〇3、 C a〇、 E r 2〇3の 各成分はほとんど揮散し、 3種類すベての組成のグリーンシートから得られた焼結体において Y2〇3、 C a〇、 £ !" 2〇3の含有量は丫、 C a、 E r元素騰で 1 0 0 p pm以下であった。 また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて 3 0 0 pm以下であった。 窒化アルミ ニゥム粒子も 3 0 ηι〜4 5 mに成長していた。 これらの焼結体において導通ビアを形成す る導電性成分及び電気回路を形成する導電性成分と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と の反応は見られない。 このようにして得られた内部に導通ビアと電気回路が同時に形成された 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの単色光による光透過率はすべて 5 0 %以上であった。 そのうち 2 2 0 0 °Cで 4時間誠したものは½¾率がすべて 8 0 %以上 であった。
次に本実施例において得られた内部に導通ビアと電気回路を同時に有する窒化アルミニウム を主成分とする焼結体から l O mmX I O mmX O . 5 mmの基板を切り出し、 表面の配線パ ターンには N i ZA uめっきを施して発光素子 ,β用の電気回路を形成し発光素子搭 基板 を作製した。 作製した発光素子搭棚基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アル ミニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発 光層として I n Nと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 V X 3 5 O m Aの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。 なおこの発 光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする翻旨で接 着されている。 その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察され た。 該 ¾ϋ½は穏やかで十分明るいものであった。 また、 該 ¾i光において窒化アルミニウム を主成分とする焼結体を用いた同時焼成により形成された基板の内部及び表面の電気回路、 及
び基板内部に形成されている導通ピアによる明るさの減少はいずれの基板においてもほとんど 観察されなかった。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する 結体の内部及び表面に導通ビアあるいは電 気配線などの電気回路が形成された発光素子搭 基板であつてもセラミツク材料を主成分す る焼結体が光 ¾ι性を有するものであれ 板を »した光の明るさが大きく減少するような ことは生じにくいことが II認でき、 セラミック材料を主成分する焼結体が光 ¾i性を有するこ との有効性が ϋ認できた。
実施例 1 3
酸化物 法にて製造された高繊窒化アルミニウム粉末 (徳山曹達株式会社 (現:株式会 社トクャマ) 製 「Η」 グレード) を用意した。 この窒化アルミニウム原料粉末に焼結助剤とし て酸化ィットリウムを 5重量%含む混^末を用いて外形サイズを直径 3 2 mmの円盤状とし た各種厚みの粉末成形体を作製した。 この粉末成形体を脱パインダ一後実施例 1と同 生 にならないよう,鍵素雰囲気中 1 8 0 0°Cで 2時間焼成し各種厚みの窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体を得た。 又一方で上記粉末成形体を実施例 6と同様力一ボン製のセッター、 力 一ボン製のさやを用いカーボン炉にて 1 0 0 0 p pmの一酸化炭素を含有する窒素雰囲気中 2 2 0 0°Cで 8時間' «した。 1 8 0 0°Cで «して得られた窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体は粉末成形体のとき多量に存在した Y2〇3成分はほとんどそのままの量残存し、 原料中 の酸素もほとんどそのままの量残存していた。 一方 2 2 0 0°〇で«して得られた窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体はすべての厚みにおいて粉末成形体のとき多量に存在した Υ203 成分はほとんど揮散し Υ203の含有量は Υ元素 で 2 0 0 p pm以下であった。 また原料に 含まれていた酸素の含有量も減少しすべて 5 0 0 p pm以下であった。 窒化アルミニウム粒子 も 3 0 m〜4 5 mに成長していた。 その結果、 ¾素雰囲気中 1 8 0 0 で«して得ら れた窒化アルミ二ゥムを主成分とする 体の厚み 0. 5 mmにおける 率 6 5 %であつ た。 なお ^ffi 率の測定値は波長 6 0 5 nmの単色光に対するものである。 この焼結体におい て厚み 5 mmのものの光透過率は 1. 6 %であった。 また、 2. 5 mmの厚みのもので光 ¾1 率は 6 %、 0. 2 mmの厚みで ¾¾i率は 8 2 %、 0. 0 5 mmの厚みで光 ¾i 率は 9 1 %で めった。
一方 1 0 0 0 p pmの一酸化炭素を含有する窒素雰囲気中 2 2 0 0°〇で«して得られた窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚み 0. 5 mmにおける光透過率 8 4 %であった。 該 焼結体の厚み 8 mmのものでは光 ¾率は 1. 9 %、 5. 0 mmの厚みのもので光 ¾i率は 7 %、 2. 5 mmの厚みのもので光透過率は 1 4 %、 1. 0mmの厚みのもので光透過率は 6 4 %、 0. 5 mmの厚みのもので光 ¾i率は 8 3 %、 0. 2 mmの厚みのもので光透過率は 9 2 %、 0. 0 5 mmの厚みのもので光透過率は 9 6 %であった。
次に本実施例において得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそれぞれ 1 0mm X 1 0mmの鏡面研磨された基板を切り出し、 片面に T iノ P t /Au薄膜により幅 5 0 xm の該発光^?駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。 なお、 純窒素雰囲気 中 1 8 0 0でで舰して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の厚み は 0. 0 5 mmとし、 1 0 0 0 p p mの一酸化炭素を含有する窒素雰囲気中 2 2 0 0 で焼成 して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の厚みは 0. 2mmのもの を用いた。 いずれの基板 率 9 0 %以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体から なる。
作製した発光素子搭糊基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムの うちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I nNと G aNとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 0 mAの電力を
印加して発光させ M¾光の基板からの ¾状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大 きさは 1 mm角であり発光素子搭糊基板とエポキシ樹脂を主成分とする測 で接着されてい る。 その結果作製したすべての発光素子搭 基板で基板を透過した光が観察された。 rnm 光は穏やかで明るく光調が ゃかなものに変化しているものの発光素子がもともと発する光が そのままの強度で基板を されているように された。 また、 上記該 ¾光において窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさ の減少もほとんど観察されなかった。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する焼結体に電気回路が形成された発光^?搭載 用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光¾¾生を有するものであれ 板を 過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、 セラミック材 料を主成分する焼結体が光翻性を有することの有効性カ 認できた。 . '
実施例 14
¾ ^例 2で作製した Y2〇3を 3. 3#¾%、 Er2〇3を 4. 02#¾%、 〇&< 03を0&〇 換算で 0. 6体積%含む 3種類の組成を有する厚み 0. 3 mmのグリーンシートを用いてそれ ぞれ 2髓層し 35 mm角の正方形状に切り出したシートを用意した。 一方、 厚み 75m mで上記 3種類の組成を有するグリーンシートを用意しそのままの厚みで 35 mm角の正方形 状に切り出したシートを用意した。 これらのシートを大気中 550°Cで脱パインダー後、 窒化 アルミニウム製のセッターに粉末成形体を乗せ純窒素雰囲気中 1800°Cで 2時間焼成して窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。 厚み 0. 75mmのグリーンシ一トから作製し た焼結体を厚み 0. 5 mmにラップ研磨及び鏡面研磨してその表面の反射率と 過率を測定 した。 なお、 厚み 3mmを 2 層したグリーンシートから作製した焼結体は厚み 0. 5 mmであり焼きつ放し (a s— f i r e) 面の状態で反射率と ½¾i率を測定した。 反射率及 び光透過率は波長 605 nmの単色光を用いて測定した。
次いで上記各表面状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を大気中 1000°Cで 1時 間加熱し表面に自己酸化皮膜を形成した。 形成された自己酸化皮膜の厚みはおよそ 0. 3 τη であり酸化アルミニウムからなる。 さらに珪酸ェチルを用いて CVD法により厚み 0. 4 m のシリカ纖を上記各表面状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成した。 又厚み 0. 3 mの酸化マグネシウムのスパッタ纖を上記各表面状態の窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体に形成した。 自己酸化皮膜、 シリカ雄、 及びマグネシア繊を有する窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体の光透過率を測定した。
これらの結果を表 9に示した。 表 9に示すように自己酸化舰、 シリカ雄、 及びマグネシ ァ皮膜を形成する前の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は組成にあまり影響さ れず焼きつ放し (a s— f i r e) 面で 9〜12%、 鏡面研磨面で 13〜16 %、 ラッフ 磨 面で 10〜12%であった。 又光 率は 56%〜65%であった。 それに対して自己酸化皮 膜、 シリカ趙、 及びマグネシア趙形成後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透 過率は 67 %〜 76%へとおよそ 10%〜11%向上した。これは自己酸化舰、シリカ皿 及びマグネシア雄の屈折率がそれぞれ 1. 69、 1. 44、 1. 67と窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体の屈折率 2. 1より小さくまた光 性も高いため反射防止部材として機 能したためであろうと思われる。 なお、 シリカ皮膜、 及びマグネシア皮膜の屈折率は厚さ lm mの溶融石英ガラスに形成し波長 605 nmの単色光で測定したものである。
なお、 上記雄の屈斤率は米国 「S C I (S c i e n t i f i c C omp u t i ng I n t e rna t i on a 1) 社」 製の^ ¾光度計(Spe c t ropho t ome t e r) 「製 品名: F i lmTe k4000」 を用いて測定した。 また。 焼結体の反射率及び纖形成前後 の光 率は実施例 1と同様日立製作所製の分光光度計 ϋ一 4000を用いた。
次に本実施例において得られた自己酸化^ Μ、 シリカ^^、 及びマグネシア^ E形成前およ び形成後の窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体をそれぞれ l OmmX I O mmX O . 5 m mの大きさに切り出し、 片面に A g/P dを主成分とする厚膜ペーストにより幅 1 0 O mの 配線パターンを形成して発光素子漏用の電気回路を作製し発光素子搭糊基板を得た。 作製 した発光素子搭糊基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I nN と G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印カロし て発光させ該発光の基板からの ¾1状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭糊基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。 そ の結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を 過した光が観察された。 該¾ ^は穏 やかで十分明るいものであった。 その中で自己酸化皮膜、 シリカ皮膜、 及びマグネシア皮膜形 成後の窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体を用いた基板からの ¾ ½は穏やかでより明る いものであり醒光の強度が高まっている。 また、 上記 ¾ϋ光において窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体を用いた基板表面に形成された厚膜電気回路〖こよる明るさの減少もほとんど されなかった。
このように本実施例において窒化アルミニウムを主成分とする能結体に形成した自己酸化皮 膜、 シリカ舰、 及びマグネシア趙が反射防止部材として機能し基板を翻する発光素子か らの発光の強度を制御することが可能であることが ¾認できた。 すなわち、 セラミック材料を 主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の小さい材料を用いた皮膜が反射防止部材として機 能し基板を «する発光素子からの発光の強度を制御することが可能であると思える。
実施例 1 5
実施例 1 4で使用した Y2〇3を 3. 3權%、 E r 203を 4. 0 2體%、 〇& (:03を〇& 〇 で 0. 6体積%含む 3種類の組成を有する 3 5 mm X厚み 0. 7 5 mmのグリ一ンシ一 トを用い大気中 5 5 0 °Cで脱バインダー後窒化ほう素を塗布した力一ポンセッターを用いて純 窒素雰囲気中 1 8 0 0 °Cで 2時間カーボンヒー夕一炉で常圧焼成を行ない窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体を作製した。 得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は灰色〜灰 黒色を呈していた。 次に実施例 1 4と同様に得られた各組成の窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体の表面状態として焼き放し (a s— f i r e) のままのもの、 及び厚み 0. 5 mmに ラップ研磨及び鏡面研磨したものとを作製した。 これらの各焼結体について反射率を測定した ところ 8 %〜1 4 %の範囲であつた。 また上記各焼結体の 率を測定したところ Y 2〇 3を 3. 3f稀%含むもので 1 2. 7 %、 E r 2〇3を 4. 0 2 ^責%含むもので 8. 4 %、 C a O を 0. 6# ^むものは 0 %であった。 次に得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 にアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金の蒸着雄を片側全面に形成した。 該蒸着皮 膜の厚みはいずれも 0. である。 作製した蒸着雄が形成された窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体の反射率と光透過率を測定した。 反射率及び光 ¾ii率は波長 6 0 5 nmの単 色光を用いて測定した。 蒸着皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透 過率はいずれのものも 0 %であった。
これらの結果を表 1 0〖こ示した。 但し、 表 1 0には光 率の測定結果は示されていない。 表 1 0に示すように蒸着雄が形成された窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体の反射率は いずれも 7 0 %以上と高いものであった。 特に鏡 磨された窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体にアルミニウム、 金、 銀、 銅が形成されたものは反射率が 9 0 %以上であった。 次に実施例 2で作製したグリーンシ一トを用いて一体化した窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体により窪み空間 (キヤビティー) を有する発光素子搭載用基板を作製した。 該窪み空 間 (キヤビティー) を有する発光素子搭載用基板は図 6、 8、 1 0、 1 4、 1 5、 1 6、 2 0、
2 1、 2 3、 2 4、 2 5、 2 6における符号 3 0で例示されるような形態を有したものである。 また、 難み空間 (キヤビティ一) を有する発光素子搭載用基板の外形寸法は 1 O mmX 1 0 mmx 2 mmであり 素子搭載面及び窪み空間側壁の基; Wみはそれぞれ 0. 5mmである。 また窪み空間内の発光素子搭載面にはタングステンを用いた同時焼成により線幅 1 5 O zmの 発光 *ΐ駆動用の電気回路が形成され N i /Auめっきが施されている。 作製した 素子搭 載用基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少な くとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G a Nとの混 晶を用いて作製された発光^?を搭載し、 実施例 1 4における自己酸化鎌、 シリカ纖、 マ グネシァ皮膜、 あるいは本実施例における蒸着皮膜などを形成していないそのままの窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体と本実施例で作製した全面に蒸着雄を有する窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体とを蓋として用いてエポキシ樹脂で接着し発光素子を封止した。 その 後 3. 5 V X 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの ¾i状態を肉眼により 確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を 主成分とする樹脂で接着されている。 その結果、 実施例 1 4における自己酸化滅 シリカ皮 膜、 マグネシア雄、 あるいは本実施例における蒸着雄などを形成していない窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは基板全体から基板を衝 した光が観察さ れた。 該透 は穏やかで十分明るいものであった。 一方、 本実施例で作製した蒸着皮膜が全 面に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは明らかに蓋 部分において該蓋を透過した光は¾されず、 発光素子を搭載した基板側 (窪み空間を有する 発光素子搭¾¾基板側) で基板を透過した光が観察された。 該透過光は穏やかであるが明るさ は蒸着皮膜を形成していない蓋を用いた基板のものよりかなり大きいものであった。 このこと は蓋に形成された蒸着^ J3Iが反射部材として十分機能していることを示している。 なお、 上記 各基板における ¾i¾において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板表面に形 成された同時焼成メタライズにより形成された電気回路による明るさの減少はほとんど観察さ れなかった。
このように本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した高い反射率を有 する雄が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、 さらに発光強度の制御が可 能であることが歸忍できた。 またこの反射部材としての機能はセラミック材料を主成分する焼 結体の ¾¾i性の有無によらないことも確認できた。
実施例 1 6
実施例 1 4で作製した外形寸法 1 O mmX 1 O mmX 0. 5 mmの自己酸化皮膜、 シリカ皮 膜、 マグネシア雄及ぴ蒸着皮膜などを形成していないそのままの窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体を ¾f本として用意した。 該¾{本には A g/P dを主成分とする厚膜メタライズ線 幅 1 5 0 mの配線が発光素子駆動用の電気回路として形成した。 又一方では外形寸法 1 O m mX l OmmX l . 5]!1111、 内寸法7 ]11111 7 111111 1. 5 mmの高 ¾Sアルミニウムからな る枠体を用意した。 これら ¾(本及び枠体はそれぞれ図 1 5に例示されている符号 3 4及び符号 3 5の部品に相当する。 この謝本と枠体とを市販のエポキシ樹脂及びシリコーン樹脂で接着し 図 1 5に示されているような窪み空間 (キヤビティー) を有する発光素子搭載用基板を得た。 作製した該発光軒搭載用基板の謝本部分に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アル ミニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発 光層として I n Nと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載した。 次いで実施例 1 5で作製した金属アルミニウムが蒸着された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を蓋とし て用意し発光素子搭 基板に市販のエポキシ樹脂及びシリコーン樹脂で接着し発光素子を封 止した。 封止後 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光素子を発光させ該発光の基板から
の透過状態を肉眼により確認、した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭載 用基板とエポキシ樹脂を主成分とする棚旨で接着されている。 その結果作製したすべての発光 素子搭載用基板で基板を ¾i した光が された。 該¾§光は発光素子搭載用基板における発 光素子が搭載された謝本部分からだけしカ壩測されなかった。 該顯光は穏やかであつたが実 施例 1 5で観測した ¾i光より一段と明るく観測された。
このように本実施例において窒化アルミニウムを主成分する焼結体に形成したアルミニウム 皮膜が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、 さらに発光強度の制御力河能で あることが 認できた。 またこの反射部材としての機能は窒化アルミニゥムを主成分する焼結 体の光透過性の有無によらないことも確認できた。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる雄と高績アルミニウムからなる枠 体とをエポキシ樹脂及びシリコーン樹脂を用いて接合して作製した発光素子搭 基板基体に おいて、 該接合部分の長期信頼性について調べたがシリコーン翻旨を用いて接合したものは急 熱急冷などの熱衝撃に対して極めて強靭であることカ權認された。 すなわち一 4 0 °C〜+ 1 2 5 °C間の冷熱衝撃テストを 3 0 0 0サイクル以上繰り返しても接合部分にクラックなどの不具 合が生じにくく接着強度も低下しにくい。 これは上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 と高«アルミニウムという熱膨張率差が大きい材料同士の接合であっても、 シリコーン樹脂 の持つ柔らかさがこの熱膨張率差に起因する応力を吸収し易いため接合の信頼性高くなるもの と思われる。 したがって 本と枠体との接合にシリコーン樹脂を用いた作製した発光素子搭載 用基板は大きなパヮ一が繰り返し断続的に加えられる発光素子を搭載する用途に最適であると いえる。
実施例 1 7
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として高繊窒化アルミニウム粉末 (徳山曹達株式会社 (現:株式会社トクャマ) 製 「H」 グレード) を用意した。 この原料粉末 は酸化物 jg¾法にて されたものである。 この原料粉末に Y2〇3粉末を 5重量%加えたもの と、 Υ203粉末 5重量%及び C a C03粉末を C a O騰で 0. 5重量%加えたもの、 E r 203 粉末を 9重量%加えたもの、 £ 1" 2〇3粉末3重量%及び〇& ( 03粉末を(3 & 0難で0. 5重 量%加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにポールミルで 2 4時間粉碎 混合後アクリルパインダーを粉末原料 1 0 0重量部に対して 1 2重量部加えさらに 1 2時間混 合することでペースト化しドクターブレード法で厚み 0. 3 mmの 4種類の組成を有するグリ ーンシートを作製した。 得られた 4種類の組成の窒化アルミニウムを主成分とする厚み 0. 3 mmのグリーンシートを用いて一辺 3 5 mmの正方形状のシートを作製した。 これらのシート にパンチング機で表裏面を貫通する直径 1 5 0 の円形スルーホールを形成した。 次に溶媒 として αテルピネオール、 ノィンダ一としてァクリル樹脂を加え導電性成分としてタンダステ ン粉末を用いさらに該夕ングステン粉末に対して上記窒化アルミニウム粉末を 0〜 3 0重量% の範囲で加えて混合し導通ビア用ペーストを作製して上記のスルーホール内に充填した。 又別 に導通ビア用ペーストと同様溶媒としてひテルピネオール、 ノ^ fンダ一としてアクリル樹脂を 使用し導電性成分として夕ングステン粉末を用いさらに該夕ングステン粉末に対して上記窒化 アルミニウム粉末を 0〜3 0重量%の範囲で加えて混合し電気回路用べ一ストを作製した。 次 に上記の導通ビア用ペーストカ统填された各シートに電気回路用ペーストで幅 1 5 0 imの配 線をピッチ 0. 6mm間隔でスクリーン印刷し、 該配線が内部及び表面に形成されるよう該シ ートを 2 層した。 このグリーンシート積層体の片側表面には 1 . 5mm角のベタ状パター ンが電気回路用べ一ストにより形成されている。 なお、 上記ダリ一ンシート積層体を作製する に当って導通ビア用ペースト及び電気回路用ペーストに含まれる導電性成分であるタングステ ン及び窒化アルミニウムが同じ組成になるものを用いた。 得られたグリーンシート積層体を乾
燥後、 MS素又は窒素 Z二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、 1 ) 純 N2雰囲気中 1 8 2 0 °Cにおいて 2時間常 する、 2) 一酸化炭素を 2 0 O p pm含む窒 素雰囲気中 2 2 0 0 °Cにおいて 4時間常圧焼成する、 という 2つの条件で同時焼成し電気回路 が内部及び表面に形成されさらに内部に導通ビア力 S形成された厚み 0. 5mmの窒化アルミ二 ゥムを主成分とする板状焼結体を得た。 1 8 2 0 °Cで舰して得られた窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在した Y2〇3、 C a O、 E r 2〇3の 各成分はほとんどそのままの量残存し、 原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。 一方 2 2 0 0 °Cで誠して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はグリーンシート のとき多量に存在した Y2〇3、 C a O、 E r 2〇3の各成分はほとんど揮散し、 4種類すベての 組成のグリーンシートから得られた焼結体において Y2〇3、 C a O、 E r 2〇3の含有量は Y、 C a、 E r元素騰で 1 0 0 p pm以下であった。 また原料に含まれていた酸素の含有量も減 少しすベて 3 0 0 p pm以下であった。 窒化アルミニウム粒子も 3 0 m〜4 5 mに成長し ていた。 «を 1 8 2 0 °Cで 2時間及び 2 2 0 0°Cで 4時間行って得られたいずれの焼結体に おいても、 電気回路用タングステンペースト中の窒化アルミニウム含有量が増加するにしたが つて得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 ¾i率は増加する傾向を示した。 こ れらの焼結体において電気回路を形成する導電性成分及 通ビアを形成する成分と窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体との反応は見られない。 このようにして得られた電気回路が内 部及び表面に形成されさらに内部に導通ビアが形成された厚み 0. 5 mmの窒化アルミニウム を主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの単色光に対する 率はすべて 5 0 %以上であつ た。そのうち 2 2 0 0 °Cで 4時間献したものは¾¾1率がすべて 8 0 %以上であった。また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の内部に形成された電気回路の室温における抵抗率を 4ϋ去を用いて測定したところ 6. 9 X 1 0 ~6 Ω · c m~ 1 6 6 X 1 0 -6 Q - c mの範囲で あった。 上記光 ¾ 率及び抵抗率の測定結果を表 1 1に示した。
次に本実施例において得られた内部及び表面に電気回路を有しさらに内部に導通ビアを有す る 4種類の組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からそれぞれ 1 OmmX 1 OmmX 0. 5mmの基板を切り出し、 表面の配線パターン及びベタ状パターンには N i /Auめっき を施して発光素子駆動用の電気回路を形成し図 3 2で例示したものと同様な発光^?搭 基 板を作製した。 作製した各基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムの うちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G a Nとの混晶を用いて作製された 1 mm角の発光素子を S nを主成分とする低融点 ろう材を用いて固着することで搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光 の基板からの 状態を肉眼により確認、した。 その結果作製したすべての発光^?搭 基板 で基板を ¾iした光が観察された。 該 ¾i½は穏やかで十分明るいものであった。 また、 該透 過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の内部及び表面に同時焼成 により形成された電気回路による明るさの減少はいずれの基板においてもほとんど観察されな かった。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する焼結体の内部に導通ビア及び電気配線などの 電気回路が形成された発光素子搭 基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光 透過性を有するものであれ 板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じに くいことカ擁認でき、 セラミック材料を主成分する焼結体が 性を有することの有効性が 確認できた。
実施例 1 8
実施例 1 7で作製した異なる 4種類の組成を有するダリ一ンシートをそれぞれ 1 0 Omm角 の大きさに切断したものを用意し、 さらに実施例 1 7で作製した導通ビア用ペースト及び電気
回路用ペーストを用いて内部及び表面に電気回路を有し内部に導通ビアが形成された窪み空間 を有する発光素子搭載用基板の形状になるよう上記ダリ一ンシ一トを加工した。 用いた導通ビ ァ用ペースト及び電気回路用べ一ストは窒化アルミニウムが 5重量%含まれたものである。 加 ェは窪み空間を有する発光素子搭載用基板の大きさが焼成後 1 O mmX 1 O mmX厚み 2 mm になるよう行った。 また、 窪み空間内の発光素子が搭載される部分の基板厚みは焼成後 0 . 5 mmになるように加工した。 したがって窪み空間の深さは焼成後 1 . 5 mmになるよう加工さ れている。 又窪み空間側壁部の基 みは; «後 1 . 5 mmになるよう加工されている。 この ようにして得られたグリーンシート加工体を乾燥後、 素又は窒素ノニ酸化炭素混合ガス を主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、常圧の純 N2雰囲気中 1 8 2 0 °Cにおいて 2時間同 時焼成し電気回路が内部及び表面に形成されさらに内部に導通ビアが形成された窪み空間を有 する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。 得られた窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在した Y2〇3、 C a〇、 E r 203の各成分は ほとんどそのままの量残存し、 原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。
得られた各組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちそれぞれ一部のものを選ん で窪み空間を形成している側壁部分を研削により取り除き厚み 0 . 5讓の平板状に加工した。 研削のとき基板表面に形成されている電気回路が削り取れないようにした。 このようにして得 られた内部及び表面に電気回路が形成された焼結体の波長 6 0 5 nmの単色光に対する ¾¾i 率を各組成のものを用いて測定した。 その結果はすべて 5 0 %以上であり、 Y2〇3を 5重量% 有するものがう 率 6 5 %、 丫2〇3 5重量%及び〇&〇を0 . 5重量%有するものが ¾¾ 率 6 1 %、 E r 203を 9重量%有するものが)1 S® 率 6 4 %、 E r 203 3重量%及び C a Oを 0 . 5重量%有するものが1 ¾1率 6 2 %であった。
次に窪み空間を形成する側壁を研削しなかった残りの焼結体の窪み空間表面の電気回路及び 外部表面の電気回路に N i /A uめっきを施しスナップ割りによつて 1 O mmX 1 O mmX 2 mmの大きさ切断し図 3 3で例示したものと同様な発光素子搭載用基板を作製した。 この発光 素子搭載用基板は上記 4種類の組成を有する窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体それぞれ について作製した。 作製した各基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニゥ ムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層と して I n Nと G a Nとの混晶を用いて作製された l mm角の発光素子を I nを主成分とする低 融点ろう材を用いて図 3 3に示されるように固着、 反転実装することで搭載し金属アルミニゥ ム製の蓋をもちいてシリコーン樹脂で封止した。 その後発光素子に 3 . 5 V X 3 5 O mAの電 力を印加して発光させ該発光の基板からの 状態を肉眼により確認した。 その結果作製した すべての発光素子搭載用基板で基板を透過した明るく強い光が観察されたがその透過光は穏ゃ かなものであった。 また、 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた発光軒搭翻基 板において同時焼成により基板の内部及び表面に形成された電気回路によって ¾i 光の明るさ が減少するという現象はいずれの基板においてもほとんど観察されなかった。
本実施例により、 セラミック材料を主成分する焼結体の内部に導通ビア及び電気配線などの 電気回路が発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光 ¾ 性を有 するものであれ を ¾ϋした光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが 確認でき、セラミツク材料を主成分する條結体力 ¾¾¾性を有することの有効性が ¾認できた。 実施例 1 9
実施例 1 7で作製した異なる 4種類の組成を有するグリーンシートを用いそれぞれ 3枚ずつ 積層して 3 5 mm角 X厚み 0 . 9 mmの正方形に切断したものを用意した。 各グリーンシート を乾燥後、 窒素雰囲気中で Ι½ 、インダー後、 1 ) 純 Ν2雰囲気中 1 8 0 0 °Cにおいて 2時間常圧 焼成する、 2 ) —酸化炭素を 2 O O p pm含む窒素雰囲気中 2 2 0 0 °Cにおいて 4時間常圧焼
成する、 という 2つの条件で焼成し窒化アルミニウムを主成分とする板状焼結体を得た。 18 00°Cで舰して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートの とき多量に存在した Y203、 CaO、 Er2〇3の各成分はほとんどそのままの量歹曳存し、 原料 中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。 一方 2200°Cで焼成して得られた窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在した Y2〇3、 CaO、 E r 2 03の各成分はほとんど揮散し、 4種類すベての組成のグリーンシートから得られた;^結体にお いて Y2〇3、 Ca〇、 Er2〇3の含有量は Y、 Ca、 E r元素禱で 100 p pm以下であつ た。 また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて 30 Oppm以下であった。 窒化ァ ルミニゥム粒子も 30 m〜45 mに成長していた。 得られた各焼結体を直径 25. 4mm X厚み 0. 5 mmの寸法の円形に両面研削しその後片面を平均表面粗さ 24 nmに表面を鏡面 研勵ロ工した。 このようにして得られた焼結体の波長 605 nmの単色光に対する) 率は すべて 50%以上であった。 そのうち 2200°Cで 4時間焼成したものは光 ¾1率がすべて 8 0 %以上であった。 これらの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の鏡面研磨面に対して表 12に示した金属酸化物、炭化珪素、窒化珪素、シリコンからなる各種皮膜をスパッタにより、 あるいは蒸着により、 あるいは C VDにより、 あるいはゾルゲル液への浸漬後 «し焼き付け る方法により形成した。なお皮膜のうち PZTと記したものの組成は 50モル%PbT i〇3 +
50モル%PbT i 03であり、 PLZTと記したものの組成は 50モル% 〔(90モル%?13 +10モル% &) Z r〇3〕 +50モル% 〔(90モル%Pb+l 0モル%La) T i 03〕 で ある。 その後得られた各種雄が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長 6 05 nmの単色光に対する反射率を測定した。 なお形成した各種纏の厚みは 2. 0 mであ る。 また、 別途上記各種 を厚さ lmmの溶融 ガラスに 2. 0 mの厚みで形成し波長
605 nmの単色光で反射部材自体の屈折率及び 率を測定した。 作製した各種雄の屈折 率はすべて 2. 1以上であった (ただし、 シリコンを除く)。 又そのとき各種皮膜自体の光 率も測定し、 シリコンの光 ¾ 率がゼロであつた以外すベての皮膜の光透過率は 80 %以上と 透明性が高いことを確認した。 これらの測定結果を表 12に示した。
が形成されていない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では波長 605 nmの単色 光に対する反射率 10 %〜 14 % (180 °C 2時間焼成したもの: Y2〇3を 5重量%有す るものの反 It率 14%、 Y2〇35重量%及び CaOを 0. 5重量%有するものの反射率 12%、 Er203を 9重量%有するものの反射率 13%、 E r2033重量%及び CaOを 0. 5重量% 有するものが反射率 11%、 2200°CX 4時間焼成したもの: Y2〇3を 5重量%有するもの の反射率 12%、 丫2035重量%及ぴで&〇を0. 5重量%有するものの反射率 11%、 Er2 〇 3を 9重量%有するものの反射率 12%、 E r2033重量%及び C a〇を 0. 5重量%有する ものが反射率 10%) であったのに対して、 上記各種^ Eが形成された窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体では屈折率が 2. 1以上の皮膜が形成されたもので反射率が少なくとも 3 0%以上に向上した。 又屈折率が 2. 3以上の を形成した窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体の反射率は 50%以上に向上した。 さらに屈折率が 2. 4以上の 1fe ^を形成した窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は 70%以上に向上した。 このように各種皮膜を 形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は形成した鎌の屈折率の向上に伴 い増大化する傾向がある。 なおシリコンは屈折率を測定できなかつたものの反射率は 50 %以 上であった。 これらの雄の中で T i 02、 S rT i〇3、 PbT i〇3、 B i 12GeO20、 B i 12T i 02。、 B i 2W06を形成した窒化アルミニウムを主成分とする 結体の反射率が 90% 以上であり優れている。 これはおそらく上記各 の屈折率が窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体の屈折率 2. 1より大きいことと、 そのほか光 ¾ 率も高く窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体と形成した上記各 との界面で全反射された光が吸収されることがほとんど
無いためであろうと思われる。 これら 6種類の^ Eの中で T i 02を形成した窒化アルミニウム を主成分とする焼結体の反射率が 95 %を有するものが得られ特に優れている。
なお、 ^ ^の屈折率 国 「SCI (Sc i ent i f i c C omp u t i ng I n t ernat iona l)社」製の^ 6光度計 (S ec t rop ot ome t e r)「製品名: Fi lmTek4000」 を用いて測定した。 また。 趣の 率及び皮膜形成前後の焼結 体の反射率は実施例 1と同様日立製作所製の分光光度計 U— 4000を用いた。
次に本実施例において作製した上記各種纖を形成した基板状の窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体を用いそれぞれ 1 OmmX 1 OmmXO. 5mmの大きさを切り出し、 片面に T iZP tZAu薄膜により幅 50/mの発光素子 β用の電気回路を形成し発光素子搭綱基 板を作製した。 まずその中から実験 No. 198、 207、 210、 213、 216、 19 で作製した T i〇2雄が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用い作製した 基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくと も 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G a Nとの混晶を 用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5VX350mAの電力を印加して発光させ該発光の 基板からの放出状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光 素子搭載用基板とエポキシ棚旨を主成分とする翻旨で接着されている。 その結果作製したすべ ての発光素子搭糊基板で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を翻した光 は弱くほとんど纏されない。 発光素子からの発光は該発光素子が搭載されている基板面側の 方へ鋭く強い光となって基板外部へと放出されていた。なお、参考のため T i〇2皮膜を形成し ていない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光軒搭糊基板で〖雄 板を通した発光素子からの明るい穏やかな光が鶴される。 このように T i 02雄及び窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体はそれぞれ高い光 率を有するにもかかわらず T i〇2 趙が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製された発光^?搭載用 基板で 板を ¾ する発光 からの光の強度が劇的に減少することが観察される。 このこ とは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対して形成した T i 02皮膜が発光素子搭載用 基板においても反射部材として機能していることを示している。
また、 本実施例において作製した実験 No. 201の炭化珪素皮膜 (S i C:屈折率 2. 6 5) を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として作製し発 光軒を搭載して該発光軒を発光させて聽してみたが、 T i 02颇を形成した窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体と同様窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を透 過した光は弱くほとんど fi膝されず、 発光素子からの光は該発光素子が搭載されている基板面 側の方へ鋭く強い光となって基 »部へと放出される現象が!^された。 このことは窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体に対して形成した S i C皮膜が発光素子搭載用基板においても 反射部材として機能していることを示している。
このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を ¾する光の減少ィ匕ある いは実質的に基板を翻する光が謹されないという現象、 及び発光素子からの光は該発光素 子が搭載されている基板面側の方へ強い光となって基 部へと放出される現象は本実施例で 作製した T i〇2及び S i C以外の皮膜を形成した発光素子搭載用基板すべてで観察された。 次に実施例 17で作製した 4種類組成のグリーンシートを用いて、 焼成を 1800°Cで 2時 間焼成行ったものと、 2200°Cで 4時間焼成を行ったものの 2条件で窪み空間を有する窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。 これらの焼結体の大きさは 1 OmmX 10m mx 2mmであり発光素子搭載部分の基板厚みは 0. 5mmである。 したがって窪み空間の深 さは 1. 5mmである。 又側壁の厚みは 0. 5mmである。 その後窪み空間内の発光素子搭載 部分に T iZP tZAu薄膜により幅 50 zmの発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子
搭糊基板を作製した。 上記電気回路には発光素子固着用電極も含まれる。 又、 に蓋として 用いる 1 OmmX 1 OmmX O . 5 mmの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる板 状基板を用意した。 次に薄膜による電気回路が形成された発光素子搭 基板の窪み空間内の 側壁と、 上記蓋として用いる板状基板の片面に T i〇2雄を 2. 0 mの厚みで形成した。 窪 み空間内の発光素子が搭載される面には T i〇2皮膜が形成されていない。 この発光素子搭載用 基板は上記 4種類の組成を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体それぞれについて作 製した。 作製した各基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n N と G a Nとの混晶を用いて作製された l mm角の発光素子を Au ( 1 0重量%) /S nを主成 分とする合金製低融点ろう材を用いて図 2 4に示されるように固着、 反転実装することで搭載 し、あらかじめ作製しておいた片面に T i〇2 を形成した窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体からなる板状基板を蓋として用いはんだにより封止した。 その後発光素子に 3. 5 VX 3 5 O mAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの ¾ii状態を肉眼により確認した。 そ の結雜製したすべての発光舒搭載用基板で蓋及び基板側壁からの翻光の強さは弱くある いはほとんど観察されな力 た。 一方蓋及び基板側壁以外の部分 (すなわち基板の発光素子が 搭載されている面と反対側の表面) から 板を した強く明るい光が観察されたがその透 過光〖^やかなものであった。 この基板を透過した光の強さは 4種類の組成を有するグリーン シ一卜から作製した基板すべてにおいて、 1 8 0 0°Cで; «して作製したものからよりも 2 2 0 0°Cで! «して作製したものからの方がより大きいものに された。 このことは窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体に対して形成した T i〇2皮膜が発光素子搭載用基板において も反射部材として機能していることを示している。
また、上記 T i〇2皮膜に代えて S i C皮膜を形成した発光素子搭糊基板を作製し該基板に よる発光^?からの光の ¾ 状態を観察した。 すなわち、 上記窪み空間を有する発光^?搭載 用基板の み空間内の側壁と、 蓋として用いる板状基板の片面に S i C皮膜を 2. O ^mの 厚みで形成した。 窪み空間内の発光素子が搭載される面には S i C皮膜が形成されていない。 この発光^?搭義基板は上記 4種類の組成を有する窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体 それぞれについて作製した。 作製した各基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化ァ ルミニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し 発光層として I nNと G aNとの混晶を用いて作製された l mm角の発光素子を Au ( 1 0重 量%) ZS nを主成分とする合金製低融点ろう材を用いて図 2 4に示されるように固着、 反転 実装することで搭載し、 あらかじめ作製しておいた片面に S i C皮膜を形成した窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体からなる板状基板を蓋として用いはんだにより封止した。 その後発 光素子に 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼 により確認した。 その結果作製したすべての発光素子搭 ¾J¾基板で蓋及び基板側壁からの 光の強さは弱くあるいはほとんど養擦されなかった。 一方蓋及び基板側壁以外の部分 (すなわ ち基板の発光素子が搭載されている面と反対側の表面) から «S板を ¾ϋした強く明るい光が 観察されたがその ¾ 光は穏やかなものであった。 この基板を ¾ ^した光の強さは 4種類の組 成を有するグリーンシートから作製した基板すべてにおいて、 1 8 0 0°Cで焼成して作製した ものからよりも 2 2 0 0 で焼成して作製したものからの方がより大きいものに観察された。 このことは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対して形成した S i C纏が発光素子搭 載用基板においても反射部材として機能していることを示している。
このように本実施例においてセラミツク材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の 高い材料を用いた皮膜が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、 さらに発光強 度の制御が可能であることが ϋ認できた。
実施例 2 0
本実施例においては実施例 1 5で作製したアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金の 蒸着離を片側全面に形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の他に、 厚み 0. 4 mのマグネシウム、亜鉛、ニッケル、 タングステン、 モリブデン、及びタングステン 7 0重量% と銅 3 0重量%との合金の雄を片側全面に形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 を作製した。 これら のうちマグネシウム、 亜鉛、 ニッケルの は蒸着法により形成した ものであり、 タングステン、 モリブデン、 及びタングステン 7 0重量%と銅 3 0重量%との合 金の はスパッ夕法により形成したものである。 これらの を形成した窒化アルミニウム を主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの単色光に対する反射率を測定した。 その結果を表 1 3に示した。表 1 3に示すようにマグネシウム及ぴ 鉛の蒸着 が形成された窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体の反射率はいずれも 7 0 %以上と高いものであった。 特に鏡面研磨 した窒化アルミニウムを主成分とする ¾結体ではすべて 8 0 %以上であった。 また、 タンダス テン (7 0重量%) と銅 (3 0重量%) との合金の雄が形成された窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体の反射率は 7 0 %以上であった。 ニッケル、 タングステン及びモリブデンの皮 膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率はいずれも 5 0 %以上であつ た。
実施例 2 1
焼結体作翻原料粉末として高繊窒化アルミニウム粉末 (徳山曹達株式会社 (現:株式会 社トクャマ) 製 「H」 グレード) を用意した。 この原料粉末は酸化物 ¾法にて製造されたも のである。 この原料粉末は不純物として酸素を 0 . 8重量%含む。 この原料粉末に 焼結助 剤や着色剤などを加えエタノールとともにポールミルで 2 4時間粉砕混合後乾燥しエタノール を揮散した後パラフィンワックスを粉末混合体に対して 5重量%加え成形用粉末を作製し、 直 径 3 6 mm X厚み 2. 0 mmの円形成形体を一軸プレス成形により得た。その後減圧下 3 0 0 °C でパラフィンワックスを脱脂し、 窒化アルミニウム製、 BN製、 タングステン製、 あるいは部 粉末を表面にコ一ティングしたカーボン製のセッター及びさやを使用して純窒素雰囲気中で常 圧誠し各種組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。 舰は希土 ¾素化合物 及びアルカリ土類金属化合物を焼結助剤として加えた粉末成形体は 1 8 0 0 °C X 2時間で行つ た。 また、 希土 素化合物及びアルカリ土類金属化合物を加えない粉末成形体は 1 9 5 0 °C X 2時間で; Kした。 得られた焼結体はすべて相対密度 9 5 %以上に緻密化している。
次に得られた焼結体を直径 2 5. 4mmX厚み 0. 5mmの寸法に研削、 さらに表面を鏡面 研磨加工し各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の全酸素量、 AL ON量、 6 0 5 nm の単色光を用いた ½¾i率の測定を行った。 また、 一部のサンプルでは熱伝導率、 抵抗率の測 定も行った。 この測定結果を表 1 4〜表 1 8に示す。 得られた各 匕アルミニウムを主成分 とする焼結体において、 原料粉末に不純物として存在しているものや添加したアルミナなどか ら混入する酸素、 あるいは添加した希土 素化合物やアル力リ土類金属化合物などの焼結助 剤、 あるいは添加したアルカリ金属化合物や珪餘有化合物、 あるいは添加したモリブデン、 タングステン、 ニオブ、 チタン、 カーボンなどの着色を促進する成分、 あるいは添加した鉄、 ニッケルなどの成分は原料粉末に添加した添加物が台ど揮散 · (^されないで粉末成形体中と 同量存在している。 すなわち得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成 «Ιθ末製 形態の組成と同様である。 したがって得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成 としては全酸素量以外特に各表には記載してない。 上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体を作製するとき添加したアルミナ量は酸化物換算により算定したものであり、 窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体中の酸素量は元素換算で測定したものである。 表 1 4には添加物と して Α 1 2〇3を用いた例が示してある。 表 1 5には添加物として希土類 素化合物、 アルカリ
土類金属化合物を用いた例が示してある。 表 1 5の実験例では室温における謝云導率の測定結 果も示されている。 表 1 6には添加物として珪齢有化合物、 及びアルカリ金属化合物を用い た例が示してある。 表 1 7には添加物として M o、 W、 V、 N b、 T a、 T i、 カーボンを用 いた例が示してある。 表 1 8には添加物として鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニゥ ム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛を用いた例が示してある。 表 1 7及び表 1 8に示す実験 例では室温における抵抗率の測定結果も示されている。 なお、 鏡面研磨後の窒化アルミニウム を主成分とする 結体の表面平滑性は平均表面粗さ (R a) = 2 l nm〜3 6 nmの範囲にあ つた。
表 1 4〜表 1 8で示すように本実施例において光 ¾ 率 5 0 %以下の窒化アルミニウムを主 成分とする «体が得られた。 また比較的多量の酸素(A l 2〇3として用いた)、 あるいは希土 素化合物及びアル力リ土類金属化合物、 あるいは珪餘有化合物及びアル力リ金属化合物、 あるいは Mo、 I V、 N b、 T a、 T i、 カーボン、 あるいは鉄、 ニッケル、 クロム、 マン ガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 «\ を含むものは 率が 1 0 %以下 に低下しやすく、 ¾¾ 率が 0 %のものも容易に得られた。 表 1 5に示した実験例で作製した 窒化アルミニウムを主成分とする^ 体は窒化アルミニウムの含有量が 5 以上である ため室温における熱伝導率はすべて 5 0 WZmK以上であり、 最大 1 7 2 WZmKであつた。 また、 表 1 7及び表 1 8に示した実験例で作製した窒化アルミニウムを主成分とする離体は 窒ィ匕アルミニウムの含有量が 5 0#¾%以上であるため室温における抵抗率はすべて 1 X 1 0 8 Ω · c m以上であり電気的^^性を有していた。
その後本実施例で作製した表面を鏡面研磨加工した直径 2 5. 4mmx厚み 0. 5mmの各 種組成の窒化アルミニウムを主成分とする^ 体から 1 O mmX 1 Ommの大きさのものを切 り出し片面に T i /P t ZAu薄膜により幅 5 O ^mの発光素子を駆動するための電気回路を 形成し 素子搭糊基板を作製した。作製した基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、 窒ィ匕アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を 積層し発光層として I n Nと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 V X 3 5 O mAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。 な おこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光 搭 基板とエポキシ樹脂を主成分とする 樹脂で接着されている。 また、 上記発光素子の中心発光波長 4 6 0 nmである。
その結果、 率が 3 0 %〜 5 0 %の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用 いた場合、 発光素子が搭載された基板面側からは 光素子から直接発せられた強い光が放出 され発光素子が搭載された基板面と反対側の面からはそれよりも弱く穏やかな散 SL½が放出さ れているように肉眼では鶴された。 また発光素子搭糊基板として用いる窒化アルミニウム を主成分とする;^ §体の ¾¾¾率が 1 0 %〜 3 0 %の範囲では 率が 3 0 %から 1 0 %に 低下していくにしたがって上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏 やかな散舌 L¾は次第に弱まっていく様子が観察された。 このとき発光素子が搭載された基板面 側からは 率が 3 0 %〜5 0 %の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする 体を用いた 場合よりも強い光が発光素子から放出されるように観された。 また、 発光素子搭糊基板と して用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 ¾i率が 1 %〜 1 0 %の範囲では上記 の発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散舌 [^はさらに弱まって いく様子が!^された。 またこの範囲において)1 ά¾ϋ率が 5 %以下の窒化アルミニウムを主成 分とする ¾ ^体を発光素子搭載用基板として用いたとき、 発光素子が搭載された基板面と反対 側の面から放出される穏やかな散 は一層弱まつていく様子が^^された。 このとき発光素 子が搭載された基板面側からは 率が 1 0 %〜3 0 %の範囲の窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体を用レ ^た場合よりもさらに強い光が発光素子から放出されるように された。
窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体の光透過率が 1 %より小さくなると上記の発光素子が 搭載された基板面と反対側の面からの穏やかな散舌 [^は肉眼でほとんど観察されにくくなり、 このとき発光素子が搭載された基板面側からは¾¾1率が 1 %〜 1 0 %の範囲の窒化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体を用いた場合よりも強レ光が発光素子から放出されるように!^さ れた。 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 率が 0 %では上記の発光素子が搭載さ れた基板面と反対側の面からの穏やかな散舌 は肉眼では観察されなくなり、 このとき発光素 子が搭載された基板面側からは¾¾1率が 1 %より'小さレ窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼 結体を用いた場合とほとんど同様の強い光が発光素子から放出されているように された。 なお、 発光素子を駆動するための電気回路として上記 T i ZP t ZA u薄膜に代わり T iノ /Au, T i N i /Au, C rZC u、 A 1の材料構成からなる各薄膜を用いたものにも 発光素子を搭載して肉眼!^したが発光素子から放出される光の様子は T i ZP t ZAu薄膜 を用いたものと同様であった。
本実施例により、 セラミツク材料を主成分する焼結体が光 性を有することの有効性力鳩 認できた。 ' '
実施例 2 2
本実施例では窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が焼結助剤である希土類 素化合物及 びアルカリ土類金属化合物と 時に酸素(A 1 203)、 あるいは珪素含有化合物及びアルカリ金 属化合物、 あるいは Mo、 W、 V、 力二ボン、 あるい 教とを含む場合の効果について調べた。 実施例 2 1と同様、 慰吉体作製用原料粉末として高繊窒化アルミニウム粉末 (徳山曹纖' 式会社 (現:株式会社トクャマ) 製 「HJ グレード) を用意した。 この原料粉末に 助 剤及 ½種成分を加えエタノールとともにポールミルで 2 4時間粉碎混合後! しエタノール を揮散した後パラフィンワックスを粉末混合体に対して 5重量%加え成形用粉末を作製し、 直 径 3 6mmX厚み 2. 0mmの円形成形体を一軸プレス成形により得た。その後減圧下 3 0 0。C でパラフィンワックスを脱脂し、 窒化アルミニウム製、 BN製、 タングステン製、 あるレ'は部 粉末を表面にコーティングしたカーボン製のセッ夕一及びさやを使用して純窒素雰囲気中 1 8 0 0°CX 2時間常圧 «し各種組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体 得た。 . 次に得られた焼結体を直径 2 5. 4mmx厚み 0. 5mmの寸法に研削、 さらに表面を鏡面 研勵ロェし各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の全酸素量、 AL ON量、 6 0 5 nm の単色光を用いた光 ¾ 率の測定を行った。また、一部のサンプルでは 率の測定も行った。 この測定結果を表 1 9に示す。得られた各種窒化アルミニウムを主成分とする雄体において、 原料粉末に不純物として存在しているものや添加したアルミナなどから混入する酸素、 あるい は添加した希土 素化合物やアル力リ土類金属化合物などの焼結助剤、 あるいは添加したァ ルカリ金属化合物や珪素現有化合物、 あるいは添加したモリブデン、 タングステン、 ニオブ、 チタン、 力一ボンなどの着色を促進する成分、 あるいは添加した鉄、 ニッケルなどの成分は原 料粉末に添加した添加物が ど揮散 ·驗されないで粉末成形体中と同量存在している。 すな わち得られた窒化アルミニウムを主成分とする離体の組成 ¾ ^末製形態の誠と同様である。 したがって得られた窒化アルミニウムを主成分とする燒結体の組成としては全酸素量¾^ に 各表には記載してない。表 1 9に示した粉末成形体中に混合する上記添加物のうちモリブデン、 タングステン、 バナジウム、 カーボン、 鉄の各成分を含む化合物の添加量は元素換算によるも のである。 それ以外のアルミナ、 酸化イットリウム、'酸化エルビウム、 炭酸カルシウム、 炭酸 リチウム、 珪素の添加量は酸化物贿によるものである。 また、 麵加量は上記各添加物のう ち鉄が重量百分率 (重量%) である以外はすべて 百分率 m ) である。 なお、 鏡面研 鎌の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面平滑性は平均表面粗さ (R a) = 2 4 n m~ 3 5 nmの範囲にあった。
その結果 ¾ ^助剤を用いることで得られた 体は 8 0 0 であるにもかかわら ぺて相対密度 9 5 %以上に緻密化している。 率は麵例 2 1で作製した麟助剤を 含ま (A l a03として用いた)、 あるい 化合物及びアルカリ金属化合物、 ある いは Mo、 W、 V、 カーボン、 あるい だけ含んた犬態で腿して得られる窒化アルミニゥ ムを主成分とする赠体に比べて向上し易い傾向を有する。 しかしながら本難例においても
^ m率 5 o %以下の窒化アルミニウムを 分とする鶴 得られた。 多量の酸素
(A 1 203として用いた)、 あるい 有化合物及びアルカリ^!化合物、 あるい ίま Μο、 W、 V、 カーボン、 あるい赚を含むもの 率が 1 0 %以下に低下しやすく、光碰率 が 0 %のものも容易に得られた。 また、室温における霞率は 例 2 1で作製した膽助剤 を含ま m^ (A 1 203として用いた)、 あるいは ¾m^ f匕合物及ひ "7ルカリ金厲化合物、 あ るいは Mo、 W、 V、 カーボン、 あるい « ^だ^んだ状態で誠して得られる窒化アルミ二 ゥムを主成分とする 体に比べて 1桁前後高くなり電^^が向上し易い傾向を有する。 本細例で作製した蜜化アルミニウムを主戯とする藤体は窒化アルミニウム "^有量が 5 0体積 以上であるため室温における^ ί率はすべて 1 X 1 08Ω · cm以上であり電気的絶緣 性を有していた。
次に^ 例 2 1と同様に本実施例で作製した表面を鏡面研 ^¾ェした直径 2 5. 4mmX厚 み 0, 5 mmの各種 «の窒化アルミニウムを主成分とする 体から 1 Omm 1 Ommの 大きさのものを切り出し片面に T i /P t ZAu薄膜により幅 5 0 mの発^?を駆動する ための電気回路を 成し発^?搭 基板を作製した。作製した基板に市販の窒化ガリゥム, 窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1観上を主成分とするェ ピタキシャル膜を積層し発光層として I nNと G aNとの混晶を用いて作製された発光素子を 搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの を肉眼に より麵した。 なおこの発 子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭翻基板とエポキシ樹 脂を主離とする樹脂で接着されている。 また、 上記舰索子の中心 波長 4 6 0 nmであ る。
その結果、 率が 1 0 %~ 2 0 %の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする雌体を用 いた場合、 が搭載され; feS板面側から ¾¾赫子から直 ^ら 強い光が放出 され発光素子が搭載された基板面と反対側の面からはそれよりもかなり弱く穏やかな散刮光が 放出されているように肉眼では された。 また発光^?搭 TO基板として用いる窒化アルミ 二ゥムを主成分とする «体の 率が 1 %〜 1 0 %の範囲では光 率が 1 0 %から 1 % に低下していくにしたがって上記の ^?が搭載された ¾S面と反対側の面から放出される 穏やかな散 SI光は次第に弱まっていく が観察された。 このとき発 が搭載された基板 而側からは 率が 1 0 %〜2 0 %の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする舰体を用い た船よりも強い光が発光針から放出されるように鍵された。 またこの範囲において光透 過率が 5 %以下の窒化アルミニウムを 分とする焼結体を舰軒搭飾基板として用いた とき、 発光 が搭載され Jtg漏と反対側の面から放出される穏ゃカな散 SL½は一層弱まゥ ていく様子力 された。 このとき^ 力 された 面側から [率が 5 %〜 1 0 %の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする ^体を用いた場合よりもさらに強い光が発光 素子から放出されるように纖された。窒化アルミニウムを主颇とする歸体の) ^率が 1 ¾より 、さくなると上記の発^^が搭載された基板面と反対側の面からの穩やかな散 ¾光 は肉眼でほとんど鶴されにくくなり、 このとき発)^が搭載された基板面側からは光翻 率が 1 %〜 5 %の麵の窆化アルミニウムを:^分とする焼^:を用いた場合よりも強い光が 素子から放出されるように^^された。 窒化アルミ二ゥムを とする «体¾¾i^ 率が 0 ¾では上記の発光^?が搭載された S»と反対側の面からの穏やかな散舌! ^は肉眼で
は鍵されなくなり、 このとき発光素子が搭載された基板面側からは光 ¾i率が 1 %より小さ ぃ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合とほとんど同様の強い光が発光素子か ら放出されているように観察された。
本実施例により、 セラミツク材料を主成分する焼結体が光 ¾1性を有することの有効性が 確認できた。
実施例 2 3
本実施例は酸化亜鉛を主成分とする觸吉体の)1 ^性などの特性について調べた例を示す。 まず、 酸化亜鉛 (Z n O) 粉末として関東化学株式会機の特級難粉末を用意し、 アルミ ナ (A 1 203) 粉末としてアルコア社製の商品名 「A— 1 6 S G」 を原料として用意し、 実施 例 1と同様の方法によりこれらの粉末を所定の組成になるようポールミルで混合後パラフィン ワックスを加えて成形用粉末を作製し、 該成形用粉末を実施例 1と同様の大きさの成形体に同 じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、 その後 1 4 6 0 °Cで 1時間大気中で常圧焼成してアルミ二 ゥム成分を各種割合で含有する酸化 «を主成分とする;^体を作製した。 これらの^ g体は いずれも相対密度 9 8 %以上に緻密化していた。 このようにして作製した酸化 «を主成分と する焼結体はアルミニウム成分を含まないものでは淡黄白色であつたが、 アルミニウム成分を 含むものでは青色への呈色が見られるようになりアルミニウム成分の含有量が増加するにつれ てより濃い青色へと呈色が進み、 3. 0モル%の A 1 2〇3を含むもので最も濃い青色を呈し、 その後アルミニゥム成分の含有量が増加するにつれて青色化の程度は弱くなり青白色の色調へ と次第に変化した。
その他別に株式会社 繊化^ ¾所製の繊 9 9. 9 9 %以上の F e 2Os粉末及び離 9 9. 9 %以上の。 〇3粉末を用意した。 また、 希土類 素化合物として信越化学工業株式会 社製の « 9 9. 9 9 %以上の Y203粉末、! £¾ 9 9. 9 9 %以上の E r 203粉末、 ¾9 9. 9 9 %以上の Y b 203粉末、 9 9. 9 9 %以上の D y203粉末、 ½¾ 9 9. 9 9 %以上の H o 203粉末を用意した。 次に本実施例で示した方法と同様の方法により、 上記各粉末を酸化 末及びアルミ: m末と共に所定量ポ—ルミルで混合後一軸プレス成形し 1 4 6 0 °Cで 1 時間大気中常圧焼成して鉄成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする «体、 クロム成分だ けを含有する酸化 «を主成分とする焼結体、 イツトリゥム成分だけを含有する酸化 «を主 成分とする腿体、 エルビウム成分だけを含有する酸化 を主成分とする総体、 イツテル ビゥム成分だけを含有する酸化菌を«分とする焼結体、 アルミニウム成分と鉄成分とを同 時に含有する酸化亜铅を主成分とする焼結体、 アルミニウム成分とクロム成分とを同時に含有 する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、 及びアルミニウム成分と各種希土 ¾素成分とを同時に 含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を作製した。
上記のようにして得られた各焼結体の室温における抵抗率を 4 法で測定した。 その後得 られた各焼結体を樹圣 0. 0 2 のコロイド状酸化珪素を主成分とする研麟 Jで褫丽磨し、 さらに塩化メチレン及び I P Aで超音波洗浄し直径 2 5 · 4mmX厚み 0. 5mmの基板を作 製した。 鏡賺藤の基板の平均表面粗さ R aは 6. 9 nm〜7. 7 nmの範囲であった。 研 磨麦の基板を用いて波長 6 0 5 nmの光に対する 率を実施例 1と同様の方法により測定 した。
このようにして得られた酸化亜鉛を主成分とする «体の特性を表 2 0及びに示す。 作製し た上記酸化»を主成分とする焼結体のうちアルミニゥム成分だけを含むもの、 及びアルミ二 ゥム成分を含まずクロム成分、 鉄成分、 イットリウム成分、 エルビウム成分、 イッテルビウム 成分だけを含むものの特性は表 2 0に記載した。 さらに、 アルミニウム成分とクロム成分、 鉄 成分、 各種希土類 素成分とを同時に含む酸化 «を主成分とする焼結体の特性も表 2 0に記 載し 7こ。 .
表 20において、 実験 No. 328〜339がアルミニウム成分だけを添加して «した酸 化碰を主成分とする焼結体に関する実験結果であり 「誠」 の欄に該觸吉体のアルミニウム 成分の含有量が A 1203換算で示されている。 表 20において、 実験 No. 340が鉄成分だ けを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり 「組成」 の檷に 該焼結体の鉄成分の含有量が F e 203纏で示されている。 表 20において、 実験 No. 34 1がクロム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であ り 「組成」 の攔に該腿体のクロム成分の含有量が Cr203換算で示されている。 表 20にお いて、 実験 N o. 342がイットリゥム成分だけを添加して誠した酸化亜鉛を主成分とする 体に関する実験結果であり 「組成」 の欄に該!^吉体のィットリゥム成分の含有量が Y 2〇 3 換算で示されている。 表 20において、 実験 No. 343がエルビウム成分だけを添加して焼 成した酸化 ¾を主成分とする!^体に関する実験結果であり 「糸滅」 の欄に該焼結体のエル ビゥム成分の含有量が Er2〇3騰で示されている。 表 20において、 実験 No. 344がィ ッテルビウム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果で あり 「組成」 の欄に該爆吉体のイッテルビウム成分の含有量が Yb2〇3纏で示されている。 表 20に示すように、 本実施例で作製した酸化 «を主成分とする焼結体はアルミニウム成 分を含まないものは電気 «体であり、 アルミニウム成分の含有量が増加するにつれて抵抗率 が低下し、 A 1203騰で 3. 0モル%のアルミニウム成分を含むもので室温における慰率 が 1. 6 X 10 _ 3 Ω · c mと最も小さくなつた。 その後アルミニゥム成分の含有量が増加する につれて抵抗率が増大化し始め、 A 1203騰で 50. 0モル%のアルミニウム成分.を含むも ので電気 体となった。
また、 表 20の実験 N 0. 340及び 341で示すようにアルミニゥム成分を含まず鉄成分 及びクロム成分をそれぞれ Fe 203纏で 1. 0モル%、 〇1"203騰で1. 0モル%含有す る酸化 «を主成分とする^ (本は導電性を示し室温において 8. 7X10-^ - cm, 3. 4X10_1Ω - cmと比較的低い抵抗率であった。
表 20に示すようにアルミニウム成分と同時に鉄成分、 クロム成分、 各種希土 ¾素成分と を複合で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体はすべて導電性を示し室温における抵抗率 7. -4 X 10ΧΩ · cn!〜 1. 7X10— 3Ω cmの範囲であった。 またその ί職率はアルミニウム成 分だけを含む酸化 «を主成分とする «体の »C率に対して余り変化しておらず ど同じレ ベルであった。
表 20に示すようにアルミニウム成分を添加せずに誠され実質的に原料中あるいは雄体 ®ϋ時に混入する不純物!^は含まない酸化亜鉛を主成分とする ^^体の波長 605 nmの光 に対する光 ¾ 率は 16 %であつたがアルミニゥム成分の含有量が増加するにつれ光 ¾|率は 上昇する傾向を示し、 Al2〇3換算で 3. 0モル%のアルミニウム成分を含むものは 56%に 達した。 その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれ^ ά¾§率は次第に低下する傾向を 示し、 Α 1203露で 50. 0モル%のアルミニウム成分を含む酸化 «を主成分とする焼結 体では½¾1率が 17%となり、 アルミニウム成分を含まない実質的に酸化 «だけからなる 焼結体の光透過率と殆ど同じになった。 ,
また、 表 20の実験 Ν ο. 340及び 3· 41で示すようにアルミニゥム成分を含まず鉄成分 及びクロム成分をそれぞれ F e 203藤で 1. 0モル%、 Cr 203»で 1. 0モル%含有す る酸化 ¾を主成分とする焼結体の波長 605 nmの光に対する ¾¾i率はそれぞれ 6. 9%、 9.. 2%であった。
また、 表 20の実験 N o. 342、 343、 及び 344で示すようにアルミニゥム成分を含 まずィットリゥム成分だけを Y 203換算で 0. 04モル%、 エルビウム成分だけを E r 203換 算で 0. 04モル%及び、ィッテルビウム成分だけを Y 203,で 0. 04モル%をそれぞれ
含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの光に対する光透過率は 5 7 %、 5 3 %、 5 4 %となり、 アルミニウム成分を含まない実質的に酸化亜鉛だけからなる焼結体の光 ¾ 率より上昇した。
さらに、 表 2 0に示すようにアルミニウム成分を A 1 203娜で 3. 0モル%含み同時に鉄 成分あるいはクロム成 れぞれ F e 203換算で 0. 2モレ%、 C r 203腿で 0. 2モル% 含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾i率は 5 3 %、 5 5 %であり、 アルミニウム成分だけを A 1 203購で 3. 0モル%含む酸化亜鉛を主成分とす る焼結体の光透過率と殆ど同じであった。
また、 表 2 0に示されているようにアルミニウム成分を A 1 203換算で 0. 0 3モル%含み 同時にイットリウム成分を Y203^:で 0. 0 0 0 1モル%〜1 2. 0モル%の範囲で含む酸 化亜鉛を主成分とする焼結体は、 イツトリゥム成分を Υ 203換算で 0. 0 0 0 1モル%含有す るものの波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾ 率は 2 8 %とアルミニウム成分だけを A 1 2〇3換 算で 0. 0 3モル%含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率と殆ど同じであった。 さら にイットリウム成分の含有量が増加するにつれ光 ¾ 率も上昇し Y203換算で 0. 0 0 0 4モ ル%のイットリウム成分を含むもので 3 7 %、 Υ2〇3 で 0. 0 0 0 8モル%のイットリウ ム成分を含むもので 4 5 %、 Υ203換算で 0. 0 0 1 5モル%のイットリウム成分を含むもの で 5 6 %、 Υ203騰で 0. 0 0 5モル%のイットリウム成分を含むもので 6 4 %、 Υ203換 算で 0. 0 4モル%のィットリゥム成分を含むもので 6 8 %に達した。 その後ィットリゥム成 分の含有量が増加するにつれ 率は次第に低下し Υ2〇3鍵で 1 2. 0モル%のイツトリ ゥム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする嫩吉体では波長 6 0 5 nmの光に対する光透過率は 2 4 %となり、 アルミニゥム成分だけを A 1 20 0. 0 3モル%含む酸化亜鉛を主成分と する焼結体の光 ¾ 率と殆ど同じとなった。
また、 表 2 0に示されているようにイットリウム成分を Y203騰で 0. 0 4モル%含み同 時にアルミニウム成分を A 1 203 で0. 0 0 2モル%〜5 0. 0モル%の範囲で含む酸化 «を主成分とする焼結体は、 アルミニウム成分を A 1 203騰で 0. 0 0 2モ哈有するも のの波長 6 0 5 nmの光に対する ½¾1 [率は 6 2 %であり、 さらにアルミニウム成分の含有量 が増加するにつれ光 率も上昇し A 1 203換算で 1 . 0モル%及び 3. 0モル%のアルミ二 ゥム成分を含むもので 8 4 %に達した。 その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれ光 ¾i率は次第に低下し A 1 2〇3換算で 3 0. 0モル%のアルミニウム成分を含むもので光 ¾i 率は 6 6 %であったが、 A 1 203騰で 5 0. 0モル%のアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を 主成分とする焼結体では波長 6 0 5 nmの光に対する光透過率は 2 7 %となった。
また、 表 2 0に示されているようにアルミニウム成分を A 1 2〇3購で0. 1 0モル%含み 同時にエルビウム成分を E r 203換算で 0. 0 4モル%含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は 波長 6 0 5 nmの光に対する光透過率は 6 8 %であった。
また、 表 2 0に示されているようにアルミニウム成分を A 1 2〇3禱で 3. 0モル%含み同 時に希土 ¾素成分としてジスプロシウム成分を D y 203換算で 0. 0 4モレ%、 ホルミウム 成分を H o 2〇3購で 0. 0 4モル%、 エルビウム成分を E r 2〇3騰で 0. 0 4モル%、 ィ ッテルビウム成分を Y b 203 ^で 0. 0 4モル%、 含有するものの波長 6 0 5 nmの光に対 する光透過率はそれぞれ 7 7 %、 8 0 %、 7 8 %、 8 1 %高いものであった。
また、 表 2 0に示されているようにアルミニウム成分を A 1 203 で 1. 0モル%含みさ らにィットリゥム成分を Y203 で 0. 0 2モル%含みさらにエルビウム成分を E r 2〇 3換 算で 0. 0 2モル%含む 3成分を同時に含む酸化 を主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nm の光に対する光 ¾i率は 8 3 %と高いものであった。
次に本実施例において得られた各焼結体を l O mmX I OmmX O . 5 mmの大きさに切断
し発光素子搭載用基板を作製した。 作製した発光素子搭糊基板に実施例 1と同様に市販の窒 化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主 成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I nNと G aNとの混晶を用いて作製され た発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 0mAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの 状態を肉眼により確認した。 なお、 実験 N o . 3 2 7、 3 3 9、 及び 3 6 6の酸化亜鉛を主成 分とする焼結体を用いて作製した発 素子搭載用,基板は片面に T i /P t ZAu薄膜により幅 5 の発光素子を駆動するための電気回路パターンを形成したものを用いた。 そ ΰΙΛの 発光素子搭載用基板は l mm角の電極を T iノ P t ZAu薄膜により 2ケ所形成しただけで電 気回路パターンの形成をしなかった。 1ケ所の電極と発光素子の電極の一つとはワイヤで接続 されている。 発光素子搭糊基板の残り 1ケ所の電極へは電位カ鄉加され酸化 »を主成分と する焼結体自体の導電性を利用してワイヤを経由して駆»«位が発光素子へ印加される。 また 発光素子の電極のもう一つはワイヤが接続され駆動電位が発光素子へ印加される。
その結果、 本実施例で発光素子駆動作製した T i ZP t ZAu薄膜により電気回路パターン を形成したものを含むすべての酸化亜鉛を主成分とする 体を用いた基板において発光素子 が搭載された基板面の反対側で発光素子からの発光が された。 これは明らかに電気回路パ ターンを形成したものであっても酸ィ匕亜鉛を主成分とする焼結体の光 ¾ 率が 1 %以上のもの を基板として用いることで発光素子からの発光が基板を 愚して基¾ ^部に放出されることを 示している。 また、 基板を ¾ ^した光の強さは明らかに該基板を構成する酸化 »を主成分と する焼結体の光透過率に比例しているように観察された。
このように本実施例により酸化亜鉛を主成分する焼結体においても光透過性を有するもので あれ ¾S板を ¾iした光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことカ 認でき Γ セラミック材料を主成分する焼結体が光 ¾ 性を有することの有効性力 窗認できた。
実施例 2 4
本実施例は酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体の光 ¾i性について調べた例を示ず。 まず、 酸化ベリリウム (B e O) 粉末として株式会社高績化^ ^所製の,搬 9 9 %のも のを用意し、マグネシア(Mg〇)粉末として株式会社高 ^ί匕 ^ ¾ f製の 9 9. 9 9 % のものを用意し、 炭酸カルシウム (C a C.03)粉末として株式会社高 S化学職所製の ¾ 9 9. 9 9 %のものを用意し、 シリカ (S i〇2)粉末として株式会社アドマテック製の純度 9 9. 9 %の 「S O— E 2J グレードを用意した。 これらの粉末を所定の組成になるよう実施例 1と同様の方法によりポールミルで粉碎混合後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製 し、 形用粉末を実施例 1と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、 その後 1 5 0 0 °Cで 3時間大気中で常圧焼成してマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素 分を各種割合で含有する酸化ベリ.リゥムを主成分とする 体を作製した。 これらの焼結体は いずれも相対密度 9 8 %以上に緻密化していた。 得られた焼結体を粒径 0. 0 5 mのコロイ ド状のアルミナを主成分とする研 »Jを用いて鏡面 if磨し塩化メチレン及び I P Aで超音波洗 浄し直径 2 5. 4mmX厚み 0. 5讓の基板を作製した。 鏡藤磨した基板の平均表面粗さ R aは 8.+ 6 nm〜9. 5 nmの範囲にあった。 研激臭の基板を用いて波長 6 0 5 nmの光に 対する ½¾ 率を実施例 1と同様の方法により測定した。
このようにして得られた酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板の特性を表 2 1 に示す■。 ..
表 2 1に示すようにマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分及びその他の成分を添カロ せずに焼成され原料中の不純物以外は含まない実質的に酸化ベリリゥムだけからなる焼結体の 波長 6 0 5 nmの光に対する光 率は 1 4 %であったがマグネシウム成分、カリレシゥム成分、 珪素成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇する傾向を示しカルシウム成分を C a O換
算で 0. 4 5モル%含むものは 5 7 %に達した。 その後マグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分の含有量が増加するにつれ光 率は次第に低下しマグネシウム成分を M g〇換算で
3 0. 0モル%含む酸化べリリゥムを主成分とする焼結体では波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾ 率は 2 4 %となり、 マグネシウム成分を M g 0換算で 4 0. 0モル%含む酸化べリリゥム を主成分とする焼結体では光透過率が 7. 6 %となつた。
また、 本実施例において実施例 2 3で用いたものと同じ希土^ ^化物粉末を用いて該希土類 元素成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を作製した。 マグネシウム成分、 カルシ ゥム成分、 珪素成分のうち少なくとも 1種以上を酸化物騰で合計 3 5. 0モル%以下の範囲 で み、 さらに希土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物纏で 合計 0. 0 0 0 0 5モル%〜 5. 0モル%の範囲で含む酸化べリリゥムを主成分とする焼結体 は波長 6 0 5 nmの光に対する^^率 3 0 %以上のものが得られ易いこと力擁認された。 さ らに、 8 0 %以上の光 ¾ 率を有する酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体が製造し得ること も確認された。
すなわち表 2 1に示されるように、 カルシウム成分を C a O で 0. 0 0 0 4モル%含み さらにイットリウム成分を Y2〇3鍵で 0. . 0 0 0 2モル%同時に含む酸化ベリリウムを主成 分とする雕体は波長 6 0 5 nmの光に対する^ 率が 3 5 %であった。 その後ィットリウ ム成分が増加するにつれ 率は増大する傾向を示し、 カルシウム成分を C a 0騰で 0.
4 5モル%含みさらにィットリゥム成分を Y203^:で 0. 0 4 0モル%同時に含む酸化ベリ リウムを主成分とする^ |§体は波長 6 0 5 nmの光に対する ¾¾i率が 8 1 %であった。 さら にその後はイットリウム成分が増加するにつれ光 ¾1率は低下するする傾向を示し、 カルシゥ ム成分を C a〇露で 0. 0 0 0 4モル%含みさらにイットリウム成分を Y203換算で 4. 0 モル%同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長 6 0 5 nmの光に対する 率は 3 7 %であり、 カルシウム成分を C a〇換算で 0. 0 0 0 4モル%含みさらにィットリウ ム成分を Y203纏で 6. 0モル%同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする雌体は波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾ 率は 2 8 %であった。
また、 上記のようにカルシウム成分を C a O換算で 0. 4 5モル%含みさらにイットリウム 成分を Y203換算で 0 ·.· 0 4 0モル 含 酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾1率は 8 1 %であったが、カルシウム成分を C a O換算で 0. 4 5モル% 含みさらにィットリゥム以外の希土類 素成分を酸化 f ^で 0. 0 4 0モル%含む酸化べリ リゥムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの光に対する光¾1率も 7 5 %〜 8 0 %と高い ものであった。 すなわち、 カルシウム成分を C a O換算で 0. 4 5モル%含みさらに希土^ 5 素成分としてジスプロシウム成分を D y 203騰で 0. 0 4 0モル%同時に含む酸化ベリリウ ムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾g率は 7 6 %であり、 ホルミウム 成分を H o 203騰で 0. 0 4 0モル%同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする腿体の光 ¾i率は 7 5 %であり、 エルビウム成分を E r 2〇3醇で0. 0 4 0モル%同時に含む酸化べ リリウムを主成分とする ^^体の 率は 8 0 %であり、 イッテルビウム成分を Y b 203換 算で 0. 0 4 0モル%同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光 率は 7 8 %で あった。 さらに、 カルシウム成分を C a
4 5モル%含みかつ珪素成分を S i〇2換 算で 0. 2 0モル%含みさらにイットリウム成分を Y203換算で 0. 0 4 0モル%の 3成分を 同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長 6 0 5 nmの光に対する 率は 8 0 %であった。
次に本実施例において得られた各焼結体を 1 OmmX 1 OmmX 0. 5 mmの大きさに切断 し片面に T i ZP tノ Au薄膜により幅 5 0 mの発光素子を駆動するための電気回路を形成 し発光素子搭棚基板を作製した。 作製した発光素子搭糊基板に実施例 1と同様に市販の窒
化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主 成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I nNと G aNとの混晶を用いて作製され た発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの ¾1 状態を肉眼により確認した。
その結果、 本実施例で作製した T i /P t ZAu薄膜により電気回路パターンを形成したも のを含むすべての酸化ベリリゥムを主成分とする焼結体を用いた基板において発光素子が搭載 された基板面の反対側で発光素子からの発光が された。 これは明らかに電気回路パターン を形成したものであっても酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率が 1 %以上のもの を基板として用いることで発光素子からの発光が基板を して基« ^部〖こ放出されることを 示している。 また、 基板を透過した光の強さは明らかに該基板を構成する酸化ベリリウムを主 成分とする焼結体の光 ¾ 率に比例しているように観察された。 ,
このように本実施例により酸化ベリリゥムを主成分する焼結体においても光 ¾ 性を有する ものであれ ¾S板を ¾iiした光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが 認 でき、 セラミツク材料を主成分する焼結体が ¾¾性を有することの有効性カ權認できた。 実施例 2 5
本実施例は酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 ¾1性について調べた例を示す。 まず、 酸化アルミニウム (A l 2〇3) 粉末として日本 属株式会機の 「A— 3 1」 ダレ ードを用意し、 マグネシア (Mg O) 粉末として株式会社高«化^ 所製の離 9 9. 9 9 %のものを用意し、 炭酸カルシウム (C a C03)粉末として株式会社高!^ィ匕^ ^所製の 9 9. 9 9 %のものを用意し、 シリカ (S i〇2)粉末として株式会社アドマテック製の純 度 9 9. 9 %の 「S〇一 E 2」 グレードを用意した。 これらの粉末を所定の組成になるよう実 施例 1と同様の方法によりポ一ルミルで粉碎混合後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を 作製し、 該成形用粉末を実施例 1と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形観脂 し、 その後 1 5 5 0°Cで 3時間大気中で常 ffiKしてマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪 素成分を各種割合で含有する酸化アルミニゥムを主成分とする廳体を作製した。 これらの焼 結体はレ vfれも相対密度 9 8 %以上に緻密化していた。 得られた能結体を粒径 0. 0 5 mの コロイド状のアルミナを主成分とする研 を用いて鏡面研磨し塩化メチレン及び I PAで超 音波 '洗浄し直径 2 5. 4mmX厚み 0. 5 mmの基板を作製した。 鏡面研磨した基板の平均表 面粗さ R aは 6. 7 nm〜7. 6 nmの範囲にあった。 研^ ¾の基板を用いて波長 6 0 5 nm の光に対する光翻率を実施例 1と同様の方法により測定した。
このよう〖こして得られた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の特性を表 2 2に示す。
表 2 2に示すようにマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分及びその他の成分を添加 せずに舰され実質的に原料中あるいは維体 時に混入する不純物 は含まない酸化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾i率は 1 8 %であったが マグネシウム成分、 カレシゥム成分、 逢素成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇する 傾向を示しマグネシウム成分を Mg〇換算で 1. 2 0モル%含むものは 5 7 %に達した。 その 後マグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分の含有量が増加するにつれ光 ¾i率は次第に 低下しカルシウム成分を C a 0麟で 2 0. 0モル%及碰素成分を S i〇2騰で 2 0. 0モ ル%同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする 結体では波長 6 0 5 nmの光に対する光透 過率は 2 2 %となり、 マグネシウム成分を MgO で 2 0. 0モル%及び ¾ ^成分を S i〇2 換算で 3 0. 0モル%同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では^ ϋ率が 6. 4 %となった。
また、 本実施例において実施例 2 3で用いたものと同じ希土 «化物粉 を用いて該希土類
元素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。 マグネシウム成分、 カル シゥム成分、 珪素成分のうち少なくとも 1種以上を酸化物換算で合計 4 5. 0モル%以下の範 囲で含みさらに希土 ®¾素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で 合計 0. 0 0 0 2モル%〜1 0 . 0モル%の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結 体の光 ¾ 率は、 上記と同じ量のマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうち少なく とも 1種以上を含むが実質的に希土類 素成分を含まない酸化アルミ二ゥムを主成分とする焼 結体の^ 率と比較して減少するなどの変化がほとんど見られないことがI認された。 すな わち、 カルシウム成分を C a〇換算で 0 . 0 5 0モル%含む酸化アルミニウムを主成分とする 焼結体の波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾1率は 3 6 %であるが、 カルシウム成分を C a〇換 算で 0. 0 5 0モル%及びィットリゥム成分を Y 203購で 0. 0 4モル%同時に含む酸化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体の光 率は 3 7 %とほとんど変化せず、 酸化アルミニウム を主成分とする焼結体にマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分以外に希土 ¾素成分 が含まれることによる影響はあまり見られないことカ雕認された。 さらに、 マグネシウム成分 を M g〇購で 1 . 2 0モル%含む酸化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nm の光に対する光腿率は 5 7 %と比較的高い光翻率を有していたが、 マグネシウム成分を M g O娜で 1 . 2 0モル%及び、ィットリゥム成分を Y203騰で 0. 0 4モル%同時に含む酸 化アルミニウムを主成分とする燃結体の ¾¾i率も 5 9 %、 マグネシウム成分を M g〇 で 1 . 2 0モル%及びホルミウム成分を H o 203謹で 0. 0 4モル%同時に含む酸化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体の光透過率も 5 6 %、 マグネシウム成分を M g〇換算で 1 . 2 0モ ル%及びイッテルビウム成分を Y b 2〇3騰で 0. 0 4モル%同時に含む酸化アルミニウムを 主成分とする焼結体の光 ¾1率も 5 8 %、 と比較的高く、 イットリウムをはじめとする希土類 元素成分が含ま ή ことによって 率が大きく低下し悪い影響を与えるという現象は見ら れなかった。 、
表 2 2において、 カルシウム成分を C a O^ 0. 0 5 0モル%含みさらにィットリゥム 成分を Y 2 O 3換算で 8. 0モル%同時に含む酸化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体は波長 6 0 5 nmの光に対する 率は 3 6 %であり、カルシウム成分を C a O騰で 0. 0 5モル% 含みさらにイットリウム成分を Y2Q3醇で 1 2. 0モル%同時に含む酸化アルミニウムを主 成分とする焼結体は波長 6 0 5 nmの光に対する ½¾ 率は 2 7 %であった。 このように、 本 実施例においてマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうち少なくとも 1種以上を酸 化物騰で合計 4 5. 0モル%以下の範囲で含み、 さらに希土観素成分のうちから選ばれた 少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で合計 0 . 0 0 0 2モル%〜 1 0 . 0モル%の範囲で 含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長 6 0 5 nmの光に対する)1 έ¾ϋ率 3 0 %以 上のものが作製し得ることが 認された。
さらに、 本実施例においてマグネシウム成分、 カルシウム成分、 珪素成分のうち少なくとも いずれか 2種以上を含み、 同時に希土^ ¾素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成 分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はより高い^ 1率を有するものが作製し得 ることが ¾認された。 また、 最高 8 0 %以上の 率を有する酸化アルミニウムを主成分と する焼結体が製造し得ることも確認された。 すなわち、 表 2 2に示されるように、 マグネシゥ ム成分を M g〇換算で 0. 6 0モル%、 カルシウム成分を C a〇換算で 0. 8 0モル%及び珪 素成分を S i〇 2醇で 0 . 8 0モル%同時に含み、さらにィットリゥム成分を Y 2 O 3購で 0. 0 0 8 0モル%、 ジスプロシウム成分を D y 2〇 で 0 . 0 4 0モル%それぞれ含む酸化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体は波長 6 0 5 nmの光に対する遞過率がそれぞれ 5 7 %、 7 8 %に増大した。 また、 マグネシウム成分を M g〇換算で 0. 6 0モル%及ぴ 素成分を S 1〇2騰で0. 2 0モル%同時【こ含みさらにイットリウム成分を Y2〇3鶴で 0 . 0 4モル%
含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長 6 0 5 nmの光に対する) 率が 6 9 % であった。 さらに、 マグネシウム成分を Mg O購で 1 . 0モル%及びカルシウム成分を C a 〇購で 0. 2 0モル%同時に含み、 さらにイットリウムなどの希土類 素成分を酸化物換算 で 0. 0 4 0モル%含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの光に対す る光 率は 8 1 %〜 8 2 %の高いものであった。 すなわち、 上記量のマグネシウム成分及び カルシウム成分と同時に希土類 素成分としてイットリウム成分を Y2〇3騰で 0. 0 4 0モ ル%含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾ 率が 8 2 %であり、 エルビウム成分を E r 2〇3纏で 0. 0 4モル%同時に含む酸化アルミニウムを 主成分とする焼結体では光 ¾i率が 8 1 %であった。
その他、 本実施例において上記酸化アルミニゥム原料粉末に関東化学株式会機特級纖の T i 02、 C r 2〇3、 Mn〇2、 Mo 03粉末を加えて上記と同様の条件で混合後成形し、水素を 1 2. 5髓%含有する窒素雰囲気中 1 5 5 0 °Cで 3時間焼成しチタン、 クロム、 マンガン、 モリブデン各成分をそれぞれ T i〇2、 C r 2〇3、 Mn〇2、 Mo〇3騰で 0. 3 0モル%含む 酸化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体を作製し、 さらにマグネシウム成分を M g〇購で 2. 0モル%、 カルシウム成分を C a〇騰で 2. 0モル%及ぴ 素成分を S 1 02購で 4. 0モ ル%含み同時にチタン、 クロム、 マンガン、 モリブデン各成分をそれぞれ T i〇2、 C r 2〇3、 Mn〇2、 M o 03霧で 0. 3 0モル%含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体も作製し た。 また、 水素を 1 2. 5体積%含有する窒素雰囲気中 1 5 5 0°Cで 3時間焼成しチタン及び クロム成分を T i〇2及び C r 2〇3^^でそれぞれ0. 3 0モル%ずつ同時に含む酸化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体を作製し、 さらにマグネシウム成分を Mg O で 2. 0モル%、 カルシウム成分を C a O騰で 2. 0モル%及ぴ 素成分を S i 02騰で 4. 0モル%含み同 時にチタンおよびクロム各成分をそれぞれ T i O 2及び C r 203 で 0. 3 0モル%ずつ含む 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体も作製した。 得られた核焼結体を研削及び鏡画磨し て直径 2 5. 4mmX厚み 0. 5 mmの基板としたものを用いてその光透過性を調べた。 これ らの結果も表 2 2に示されている。 これらの遷移金属成分を含む酸化アルミニウムを主成分と する焼結体はそれぞれ黒色 (チタン成分を含むもの、 モリブデン成分を含むもの、 及びチタン とクロム成分を同時に含むもの)、 あずき色 (クロム成分を含むもの)、 黄色 (マンガンを含む もの) に呈色している一方で、 クロム成分 (チタン成分を含まないもの) 及びマンガン成分を 含むものはそれぞれ ¾¾¾性を有していることが確認された。
次に本実施例において得られた各焼結体を l O mmX I OmmX O . 5 mmの大きさに切断 し片面に T i ZP t /A u薄膜により幅 5 0 mの発光素子を駆動するための電気回路を形成 し発光素子搭載用基板を作製した。 作製した発光素子搭糊基板に実施例 1と同様に市販の窒 化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主 成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I nNと G a Nとの混晶を用いて作製され た発光^?を搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの ¾ 状態を肉眼により確認した。
その結果、 本実施例で作製した T i ZP t ZAu薄膜により電気回路パターンを形成したも のを含むすべての酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板において発光^?が搭 載された基板面の反対側で発光 からの発光が された。 これは明らかに電気回路パター ンを形成したものであっても酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光 ¾i率が 1 %以上の ものを基板として用いることで発光素子からの発光が基板を ¾ して基 部に放出されるこ とを示している。 また、 基板を ¾ した光の強さは明らかに該基板を構成する酸化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体の光 ¾ϋ率に比例しているように観察された。
また、 上記遷移金属成分を含有する着色した酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用い
て作製した発光素子搭 ¾j¾基板であっても、 同様の光 ¾1率を有する実験 N o. 4 0 3、 4 0 4、 4 2 0で作製した遷移金属成分を実質的に含有せず着色していなレ酸化アルミニウムを主 成分とする焼結体を用いて作製した発光素子搭 «U¾基板に比べて基板を透過した光の強さが低 下しているようには観察されなかった。 むしろ透過した光は穏やかであるがその強度は向上し ているように観察された。
このように本実施例により酸化アルミニウムを主成分する焼結体においても ½¾ 性を " るものであれば基板を逸過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確 認でき、 セラミック材料を主成分する焼結体が ½¾i性を有することの有効性が 認できた。 実施例 2 6
本実施例は酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化イツトリ ゥム、 及び結晶ィ匕ガラスを主成分とする焼結体についてその光 ¾i性を調べた例を示すもので ある。
本実施例においては以下に示 法により酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン 酸マグネシウム、 酸化イットリウム、 及び結晶化ガラスを主成分とする^体を作製した。 す なわち、 酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体としては安定化剤として Y203を 3モル%含 む東ソ一株式会社製部分安定化ジルコニァ 「Τ Ζ— 3 YJ グレードを原料として用意し、 原料 粉末に焼結助剤は加えず実施例 1と同様〖こしてパラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製 し、 該成形用粉末を実施例 1と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、
1 5 0 0 °Cで 3時間大気中で常圧焼成したものと、 1 4 0 0 °Cで 2時間、 圧力 1 5 O K g/ c m2、 大気中でホットプレスした 2種類の酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体を作製した。 酸化マグネシウムを主成分とする焼結体としては関東化学株式会社製の特級!^粉末を原料と して用意し、 焼結助剤を加えない の及び焼結助剤として C a Oと Y203をそれぞれ 1重量% ずつ加えたものを実施例 1と同様にポールミルで粉砕混合し、 その後パラフィンワックスを加 えて成形用粉末を作製し、 該成形用粉末を実施例 1と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸 プレス成形後脱脂し、 焼結助剤を加えないものは 1 5 5 0 で 3時間大気中で常圧 «し、 焼 結助剤を加えたものは 1 6 0 0 °Cで 6時間大気中で常圧 «して 2種類の酸化マグネシウムを 主成分とする焼結体を作製した。 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体としては株式 会社高麵匕 所製の繊 9 9 . 9 %の微粉末を原料として用意し、 焼結助剤を加えない もの及び焼結助剤として C a〇と Y203をそれぞれ 0 . 1重量%ずつ加えたものを実施例 1と 同様にポールミル- »枠混合し、 その後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、 該 成形用粉末を実施例 1と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形疆脂し、 焼結助 剤を加えないものは 1 6 0 0 Cで 3時間大気中で常圧焼成し、 焼結助剤を加えたものは 1 6 5 0 で 8時間水素気流中で常圧焼成して 2種類のアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結 体を作製した。 また、 酸化イットリウムを主成分とする焼結体としては実施例 2 3、 2 4、 及 び 2 5で用いたものと同じ Y203粉末、 D y 2〇3粉末、 H o 203粉末を用意し、 主成分として 上記 γ2〇3粉末だけを用いてポールミルで粉 麦パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作 製し、 形用粉末を鍾例 1と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形鍾脂し、
1 6 0 0°Cで 3時間大気中で常圧焼成して酸化イットリウムを主成分とする焼結体を作製した。 また別に上記 Y 2〇 3粉末 9 9. 5重量%に焼結助剤として上記 D y 2〇 3及び Ή o 203粉末それ ぞれ 0 . 2 5重量%ずつ加えてポールミルで粉碎混合し、 その後パラフィンワックスを加えて 成形用粉末を作製し、 該成形用粉末を実施例 1と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレ ス成形繊脂し、 2 1 0 0 °Cで 3時間水素気流中で常 1¾¾して酸化ィットリゥムを主成分と する焼結体を作製した。 結晶化ガラスを主成分とする焼結体としては市販の硼珪酸ガラス粉末 と肢化学工業株式会社製の 「AR L— M4 1」 グレードを原料粉末として用いた。 その他に
添加剤として用いるために信越化学工業株式会機の難 9 9. 9 %の L a 2〇3粉末、及び Y2 03粉末を用意した。 これらの原料粉末を用いて次の 3種類の組成を有する混^^末を実施例 1 と同様にポールミルで粉碎混合し作製した。 すなわち (1 ) 硼珪酸ガラス: 5 5重量%+酸化 アレミニゥム: 4 5重量%、 (2) 硼珪酸ガラス: 5 4. 7 2 5重量%+酸化アルミニウム: 4 4. 7 7 5重量% + L a 2〇3: 0. 5 0重量%、 (3) 硼續ガラス: 5 4. 7 2 5重量%+酸 化アルミニウム: 4 4. 7 7 5重量% + Y203: 0. 5 0重量%、 の 3難である。 これらの 3種類これらの混合粉末にパラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、 該成形用粉末を 実施例 1と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形謹脂し、 9 0 0°Cで 2時間大 気中で常圧 «して 3種類の組成を有する結晶ィ匕ガラスを主成分とする焼結体を作製した。 な お上記の原料として用いた硼珪酸ガラス粉末の組成を蛍光 X線分析すると S i 02 : 4 8. 5重 量%、 B 2〇3: 1 0. 6重量%、 A 1 203: 2 2. 4重量%、 C aO: 1 4. 5重量%、 Mg 0: 4. 0重量%であった。
次に本実施例で作製した各セラミック材料を主成分とする焼結体を研肖咖工後粒径 0. 0 5 mのコロイド状酸化アルミニウムからなる研 ^を用いて鏡 ®W磨しアセトン及びイソプロ ピルアルコールで洗浄して直径 2 5. 4mm厚み 0. 5 mmの円盤状基板を作製した。
このようにして作製した基板について波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾ 性を測定したがす ベての基板は) 性を有することが確認された。
これらの結果を表 2 3に示した。
酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化イットリウム、 及び 結晶化ガラスを主成分とする焼結体からなる基板も平均表面粗さ R aが 1 0 nm以下のものが 作製し得ることカ敏認された。 また、 本実施例で作製した酸化ジルコニウム、 酸化マグネシゥ ムを主成分とする 結体からなる基板は平均表面粗さ R aが 5 nm以下のものが作製し得るこ とが ϋ認された。 また本実施例で作製したセラミック材料を主成分とする焼結体はすべて光透 過率も 2 0 %以上であり、 その中で酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体で最高 5 9 %、 酸 化マグネシウム主成分とする焼結体で最高 8 3 %、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼 結体では最高 7 9 %、 酸化イットリウムを主成分とする焼結体で最高 8 2 %、 結晶化ガラスを 主成分とする焼結体で最高 7 1 %のもの 作製し得ることカ 認された。
実施例 2 7
本実施例は、 セラミック材料を主成分とする焼結体へ比較的屈折率の低い皮膜を形成したと きの)16¾¾率の変化について調べたものである。
まず、 実施例 2 3、 実施例 2 4、 実施例 2 5、 及 施例 2 6で作製した鏡丽磨された表 面状態を有する基板状の酸化亜鉛を主成分とする焼結体、 酸化ベリリウムを主成分とする焼結 体、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、 酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、 酸化 マグネシウムを主成分とする焼結体、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、 酸化ィ ットリウムを主成分とする焼結体、 及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。 次いでスパッタリング法により厚み 0. 2〃mの酸化アルミニウム (A 1 2〇3:アルミナ) 雄、 厚み 0. 2 mの二酸化ケイ素 (S i 02:シリカ) 舰 及び厚み 0. 3〃mの酸化マ グネシゥム (Mg O :マグネシア) の皮膜を上記各セラミック材料を主成分とする焼結体の鏡 面研磨面に形成し、 該アルミナ雄、 シリカ纖、 及びマグネシア雌を有する各セラミック 材料を主成分とする焼結体の 率を測定した。
これらの結果を表 2 4に示した。 表 2 4に示すようにアルミナ皮膜、 シリカ 、 及びマグ ネシァ皮膜を有する各セラミック材料を主成分とする焼結体の ¾¾ 率は該アルミナ皮膜、 シ リ力皮膜、 及びマグネシア皮膜を形成する前の各セラミック材料を主成分とする焼結体と比較 しておよそ 1 0 %〜1 7 %向上した。 これはアルミナ皮膜、 シリカ皮膜、 及びマグネシア皮膜
の屈折率がそれぞれ 1. 71、 1. 44、 及び 1. 67であり該アルミナ皮膜、 シリカ皮膜、 及びマグネシア皮膜を形成した各セラミック材料を主成分とする焼結体自体の屈折率 (酸化亜 鉛を主成分とする焼結体で 2. 0、 酸化ベリリウムを主成分とする焼結体で 1. 7、 酸化アル ミニゥムを主成分とする焼結体で 1. 7、 酸化ジルコニウムを主成分とする雌体で 2. 2、 酸化マグネシウムを主成分とする焼結体で 1. 7、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼 結体で 1. 7、 酸化イットリウムを主成分とする焼結体で 1. 9、 及び結晶化ガラスを主成分 とする焼結体で 1. 6) よりも小さく ¾¾i性も高いため反射防止部材として機能した結果で あろうと思われる。 なお、 表 24に示すようにアルミナ颇、 シリカ纖、 及びマグネシア皮 膜を形成する前の各セラミック材料を主成分とする焼結体の反射率はセラミック材料の違いに あまり影響されず 8〜14%であった。
なお、 皮膜の屈折率は実施例 14と同 国 「SC I (Sc i en t i f i c C omp u t i n I n t e rna t i ona l) 社」 製の分光光度計 (Spe c t r opho t om e t e r) 「製品名: F i 1 mT e k 4000」 を用いて測定した。 また。 能結体の反射率及び 雄形成前後の焼結体の ½¾ 率は実施例 14と同様日立製作所製の分光光度計 U— 4000 を用いた。
次に本実施例において得られたアルミナ雄、 シリカ雄、 及びマグネシア雄形成前およ び形成後の各セラミック材料を主成分とする焼結体をそれぞれ 10 mmx 10 mmX 0. 5m mの大きさに切り出し、 片面に Ag/Pdを主成分とする厚膜ペーストにより幅 100 mの 配^ ターンを 軒,睡用の電気回路として形成し発光^?搭糊基板を作製した。なお、 酸化 »を主成分とする焼結体のうち実施例 23の実験 No. 334、 及び 360で作製した ものには発光素子駆動用の電位を印加するための 1 mm角の電極を A g/P dを主成分とする 厚膜ペーストにより 2ケ所形成した.だけで電気回路パターン形成しなかった。 このうち 1ケ所 の電極と発光素子の電極の一つとはワイヤで接続されている。 発光素子搭載用基板の残り 1ケ 所の電極へは電位が印加され酸化亜鉛を主成分とする焼結体の導電性を利用してワイヤを経由 して β電位が発光素子へ印加される。 また発光素子の電極のもう一つはワイヤが接続され駆 動電位が発光素子へ印加される。 すなわち実施例 23と同様酸化赚を主成分とする焼結体自 体の電気伝導性を禾 IJ用して発光素子に駆動電力を供給した。
このようにして作製した発光素子搭糊基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化 アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層 し発光層として I ηΝと GaNとの混晶を用いて作製された発光素子を Au/S nはんだで接 合することにより搭載し 3. 5VX 350mAの電力を印加して発光させ ¾光の基板からの 状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭載用 基板とエポキシ棚旨を主成分とする樹脂で接着されている。 その結果作製したすべての発光素 子搭糊基板で基板を翻した光が藤された。該 ¾i½は穏やかで十分明るいものであった。 その中でアルミナ皮膜、 シリカ皮膜、 及びマグネシア^ E形成後の各セラミック材料を主成分 とする焼結体を用いた基板からの ¾光は を形成していないものに比べて穩ゃカゝでより明 るいものであり ¾ 光の強度が高まっている。 また、 実験 No. 464で作製したシリカ皮膜 及びマグネシア が形成されたクロム成分を含有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結 体を用いた基板からの は一層穏やかなものと感じられた。 また、 上記^ ¾において各 セラミック材料を主成分とする焼結体を用いた基板表面に形成された厚膜電気回路による明る さの減少もほとんど観察されなかった。
なお、 上記電極を 2ケ所形成しただけの酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いて作製した基 板において、 搭載した発光素子の電極 (2つある) のうちの 1つと該基板に形成した電極のう ちの 1ケ所とを金線によるワイヤボンディングで電気的に接続し電気配線によらず該基板自体
の電気伝導性を禾翻して該基板に形成した残り 1ケ所の電極から睡電力 (マイナス電位) を 印加した。 その際、 発光素子のもう一方の電極には別に金線を接続して駆動電力 (プラス電位) を印加しした。
このように本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の 小さい材料を用いた^ mが反射防止部材として機能し基板を¾1する発光素子からの発光の強 度を制御することが可能であることカ雕認できた。
実施例 2 8
本実施例は、 セラミック材料を主成分とする焼結体へ反射部材を形成したときの反射率の変 化について調べたものである。
まず、実施例 2 3、 実施例 2 4、 実施例 2 5、 及び実施例 2 6で作製した鏡面研磨された表面 状態を有する基板状の酸化碰を主成分とする嫵結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、 酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、 酸化マグ ネシゥムを主成分とする焼結体、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、 酸化イット リゥムを主成分とする焼結体、 及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。
次に上記各セラミック材料を主成分とする能結体にアルミニウム、金、銀、銅、ノ、。ラジウム、 白金の蒸着皮膜を鏡面研磨面に形成した。 該蒸着皮膜の厚みはいずれも 0. 4 mである。 作 製した蒸着皮膜が形成された各セラミック材料を主成分とする焼結体の反射率と光 ¾ 率を測 定した。 反射率及び^ 率は波長 6 0 5 nmの単色光を用いて測定した。 蒸着皮膜が形成さ れた各セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率はいずれのものも 0 %であった。 これらの結果を表 2 5に示した。 但し、 表 2 5には^ 率の測定結果は示されていない。 表 2 5に示すように蒸着^ Eが形成された各セラミック材料を主成分とする焼結体の反射率は いずれも 7 0 %以上と高いものであった。 特に各セラミック材料を主成分とする焼結体にアル ミニゥム、 金、 銀、 銅が形成されたものは反射率が 9 0 %以上であった。
次に実施例 2 3、 実施例 2 4、 実施例 2 5、 及び実施例 2 6で作製した酸化亜鉛を主成分と する成形用粉末、 酸化ベリリウムを主成分とする成形用粉末、 酸化アルミニウムを主成分とす る成形用粉末、 酸化ジルコニウムを主成分とする成形用粉末、 酸化マグネシウムを主成分とす る成形用粉末、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする成形用粉末、 酸化イットリウムを主成 分とする成形用粉末、 及び結晶化ガラスを主成分とする成形用粉末を用意した。 これらの成形 用粉末〖鉢実施例でアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金の蒸着雄を形成するため に用いた酸化亜鉛を主成分とする焼結体、 酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、 酸化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体、 酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、 酸化マグネシウムを 主成分とする焼結体、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、 酸化イットリウムを主 成分とする焼結体、 及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を作製するために用いた成形用粉 末と同じ組成のものである。 すなわち、 酸化亜鉛を主成分とする成形用粉末は実施例 2 3にお いて表 2 0の実験 N o. 3 2 7、 3 3 4、 3 4 2、 及び 3 6 3に示した酸化; «を主成分とす る焼結体を作製するため〖こ用いたものと同じものである。 酸化ベリリウムを主成分とする成形 用粉末は実施例 2 において表 2 1の実験 N 0 . 3 7 3、 3 8 0、 及び 3 9 5に示した酸化べ リリウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。 酸化アルミ二 ゥムを主成分とする成形用粉末は実施例 2 5において表 2 2の実験 N o. 4 0 3、 4 1 3、 4 3 0、 及び 44 2に示した酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたも のと同じものである。 酸化ジルコニウムを主成分とする成形用粉末は実施例 2 6において表 2 3の実験 N o. 4 4 3、 及び 4 4 4に示した酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体を作製す るために用いたものと同じものである。 酸化マグネシウムを主成分とする成形用粉末は実施例 2 6において表 2 3の実験 N o . 4 4 5、 及び 4 4 6に示した酸化マグネシウムを主成分とす
る焼結体を作製するために用いたものと同じものである。 アルミン酸マグネシウムを主成分と する成形用粉末は実施例 2 6において表 2 3の実験 N o. 4 4 7、 及び 4 4 8に示したアルミ ン酸マグネシウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。酸化 イツトリゥムを主成分とする成形用粉末は実施例 2 6において表 2 3の実験 N o. 4 4 9、 及 び 4 5 0に示した酸化イットリウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じ ものである。結晶化ガラスを主成分とする成形用粉末は実施例 2 6において表 2 3の実験 No. 4 5 1、 4 5 2、 及び 4 5 3に示した結晶化ガラスを主成分とする焼結体を作製するために用 いたものと同じものである。
上記各成形用粉末を用いて窪み空間 (キヤビティー) を有する成形体を圧力 5 0 0 KgZc m2で金型を用いた一軸プレス法により作製した。作製した粉末成形体を脱バインダー後にそれ ぞれの組成に従って実施例 2 3、 2 4、 2 5、 及び実施例 2 6で示したものと同じ条件で焼成 を行ない (酸化疆を主成分とする各粉末成形体は実施例 2 3で示したもの、 酸化ベリリウム を主成分とする各粉末成形体は実施例 2 4で示したもの、 酸化アルミニウムを主成分とする各 粉末成雜は実施例 2 5で示したもの、 酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体及び ¾化マグ ネシゥムを主成分とする焼結体及びアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体及び酸化ィ ットリウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体は実施例 2 Θで示し たもの)、難み空間(キヤビティー)を有する舰素子搭糊基板を作製した。難み空間(キ ャビティー) を有する発光^?搭糊基板は図 6、 8、 1 0、 1 4、 1 5、 1 6、 2 0、 2 1、 2 3、 2 4、 2 5、 2 6における 3 0で例示されるような形態を有したものである。また、 ¾み空間 (キヤビティ一) を有する発光素子搭載用基板の外形寸法は 1 OmmX 1 OmmX 2 mmであり発光^?搭載面及び窪み空間側壁の基 みはそれぞれ 0. 5mmである。 また 窪み空間内の発光素子搭載面には T.i ZP t ZAu薄膜により幅 5 0 mの発光素子駆動用の 電気回路を形成した。 さらに み空間 (キヤビティー) の内面には全面 (側壁面及び発光素 子が搭載される面) 本実施例で用いたアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金の蒸着皮 膜を厚み 0. 4 形成した。 なお該蒸着 ^は発光^?駆動用電気回路と電気的に «を図 るために隙間 (スペース) を設けて形成してある。 このようにして作製した発光素子搭載用基 板に市販の窒化ガリウム、 窒化イン ウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G a Nとの混晶を用 いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 OmAの電力を印加して発光させ該発光の基 板からの ¾ 状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素 子搭糊基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。 その結果、 発光軒から の発光は基板を透過したものは観察されず (すなわち、 発光素子が搭載された窪み空間部と反 対側の基板側の面から 軒の光は纏されず)、基板の窪み空間から上部の方向に向かう光 だけが^された (すなわち、 発光素子が搭載された窪み空間部のある基板側からだけ発光素 子の光は実質的に放出される状況が観察された)。
次に上記本実施例で作製した各セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製された窪 み空間 (キヤビティー) を有する発光素子搭載用基板を用意した。 窪み空間内の発光素子搭載 面には T i ZP t ZAu薄膜により幅 5 0 mの発光素子駆動用の電気回路が形成されている が、 上記のようなアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金などの蒸着雄は形成されて いない。 用意した発光素子搭糊基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミ二 ゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層 として I nNと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、 実施例 2 7におけるァ ルミナ皮膜、 シリカ皮膜、 マグネシア皮膜、 あるいは本実施例における蒸着皮膜などを形成し ていないそのままの各セラミック材料を主成分とする 結体と本実施例で作成した全面に蒸着
摸を有する各セラミック材料を主成分とする能結体とを蓋として用いてエポキシ樹脂で接着 し発光軒を封止した。 その後 3. 5 VX 3 5 0mAの電力を印加して発光させ該発光の基板 からの 状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子 搭糊基板とエポキシ樹脂を主成分とする棚 で接着されている。 その結果、 実施例 2 7にお けるアルミナ皮膜、 シリカ雄、 マグネシア雌、 あるいは本実施例における蒸着雄などを 形成していないセラミック材料を主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは基板全体から 基板を翻した光が鶴された。 該麵光〖耀やかで十分明るいものであった。 一方、 本実施 例で作製した蒸着皮膜が全面に形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を蓋として用 いたものでは明らかに蓋部分において該蓋を ¾ した光は観察されず、 発光^?を搭載した基 板側 (窪み空間を有する発光素子搭載用基板側) で基板を藤した光が鹏された。 該翻光 は穏やかであるが明るさは蒸着皮膜を形成していない蓋を用いた基板のものよりかなり大きい ものであった。 このことは蓋に形成された蒸着 «が反射部材として十分機能していることを 示している。 なお、 上記各基板における においてセラミック材料を主成分とする焼結体 を用いた基板表面に形成された電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。 なお、本実施例において用いた酸化 を主成分とする^体のうち実施例 2 3の実験 N o. 3 3 4及び 3 6 3で作製したものを用いた発光素子搭載用基板では実施例 2 3及び実施例 2 7 と同様発光軒嶋用の電気回路パターンは特に設けず、 発光軒駆動用の電位を印加するた めの 1 mm角の電極を T i ZP t /Au薄膜により 2ケ所形成しただけで電気回路パターン形 成しなかった。 すなわち実施例 2 3及び実施例 2 7と同様に酸ィ1»を主成分とする焼結体自 体の電気伝導性を利用して発光素子に駆動電力を供給した。
このように本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した雄が反射謝 として機能し発光素子の発光方向を制御でき、 さらに発光強度の制御力河能であること力 ¾|認 できた。 またこの反射部材としての機能はセラミック材料を主成分する 体の光 性の有 無によらないことも確認できた。
実施例 2 9
本実施例は、 セラミツク材料を主成分とする焼結体へ比較的高い屈折率を有する皮膜を形成 したときの上記各焼結体の反射率の変化について調べたものである。
まず実施例 2 3、 実施例 2 4、 実施例 2 5、 及び実施例 2 6で作製した鏡面研磨された表面 状態を有する基板状の酸化亜鉛を主成分とする 結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、 酸化ジルコニウムを主成分とする舰体、 酸化マグ ネシゥムを主成分とする焼結体、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、 酸化イット リゥムを主成分とする焼結体、 及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。
次にこれらの各セラミック材料を主成分とする! ¾結体の鏡丽开磨面に対して Z n〇、 S i 3N 4、 Z r〇2、 A 1 N、 N b 2〇5、 T a 2〇5、 ダイヤモンド、 S i C、 T i 02の各雄をスパッ 夕法及び CVD法により形成した。 形成した各皮膜の厚みはそれぞれ 2. 0 mである。 その 後雄が形成された各セラミック材料を主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの単色光に対す る反射率を測定した。 また、 別 記各種雄を厚さ l mmの溶融石英ガラスに 2 · 0 mの 厚みで形成し波長 6 0 5 nmの単色光で反射部材自体の屈折率を測定した。 作製した各種雄 の屈折率はすべて 2. 1以上であった。 又そのとき各種謹自体の光 ¾ 率も測定し、 すべて の の ¾¾ 率は 8 0 %以上と透明性カ搞いことを確認した。 これらの測定結果を表 2 6に 示し 7こ。
雄が形成されていない各セラミック材料を主成分とする焼結体では波長 6 0 5 nmの単色 光に対する反射率が 8 %〜1 5 %であったのに対して、 上記各種雄が形成された各セラミツ ク材料を主成分とする焼結体ではすべて反射率が 7 0 %以上に向上し、 ほとんどすベてのもの
で反射率が 90%以上に向上した。 これは恐らく形成した各皮膜の屈折率が各セラミック材料 を主成分とする焼結体自体の屈折率 (酸化 «を主成分とする維体で 2. 0、 酸化ベリリウ ムを主成分とする焼結体で 1. 7、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体で 1. 7、 酸化ジ ルコニゥムを主成分とする焼結体で 2. 2、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体で 1. 7、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体で 1. 7、 酸化ィットリゥムを主成分とする焼 結体で 1. 9、 及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体で 1. 6) よりも大きいため全反射が 生じた結果であろうと思われる。 また形成した各皮膜のほとんどのものは屈折率がそれぞれの セラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率よりも 0. 3以上高いため反射率が 90%以上 に向上したものと思われる。
なお、 皮膜の屈折率は実施例 19と同様に米国 「SCI (Sc i ent i f i c C omp u t i n g Internat iona l)社」 製の 光度計 (Spec t rophoto me ter) 「製品名: F i lmTek4000」 を用いて測定した。 また。 の ½¾i率及 び^!形成前後の焼結体の反射率は実施例 19と同様日立製作所製の分光光度計 U— 4000 を用いた。
次に本実施例において作製した上記各皮膜を形成した基板状のセラミック材料を主成分とす る焼結体すベてを用いそれぞれ 1 OmmX 1 OmmX 0. 5 mmの大きさを切り出し、 片面に T i /P t/Au薄膜により幅 50 mの発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用 基板を作製した。 このように作製した発光 »搭糊基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジ ゥム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャ ル膜を積層し発光層として InNと GaNとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5VX 350mAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの放出状態を肉眼により確認し た。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分 とする翻旨で接着されている。 その結果作製したすべての発光素子搭翻基板でセラミック材 料を主成分とする焼結体からなる基板を g¾した光は弱くほとんど観察されない。 発光^?か らの発光は觀光軒が搭載されている基板面側の方へ鋭く強レ光となって基 部へと放出 されていた (すなわち、 発光素子が搭載されている基板面より上部の方に向かう光だけが実質 的に «された)。なお、 ·参考のため 記各皮膜を形成していないセラミック材料を主成分とす る焼結体を用いて作製した発光素子搭 基板では基板を菌 した発光素子からの明るい穏ゃ かな光が鶴される。 このように上記各雄及び各セラミック材料を主成分とする焼結体はそ れぞれ高い 率を有するにもかかわらず上記各 ^ ^が形成されたセラミック材料を主成分 とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板で〖堪板を ¾ する発光 からの光の 強度が劇的に減少することが観察される。 このことは酸化亜鉛を主成分とする焼結体、 酸化べ リリウムを主成分とする焼結体、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、 酸化ジルコニウム を主成分とする焼結体、 酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、 アルミン酸マグネシウムを 主成分とする焼結体、 酸化イットリウムを主成分とする焼結体、 及び結晶化ガラスを主成分と する焼結体に対して形成した Zn〇、 S i3N4、 Zr〇2、 A 1 N、 Nb2〇5、 Ta2〇5、 ダイ ャモンド、 SiC、 Ti02の各雄が発光 »搭糊基板においても反射部材として機能して いることを示している。
このようなセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を透過する光の減少あるいは 実質的に基板を翻する光が観察されないという現象、 及び発光素子からの光は該発光軒が 搭載されている基板面側の方へ強レ^光となって基 部へと放出される現象 実施例におい て各皮膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用 基板だけでなぐ セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製されるすべての発光素子 搭細基板において、 該セラミック材料を主成分とする能結体として該セラミック材料を主成
分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以上の屈折率を有する材料が形成されたものを 用いた発光素子搭載用基板で観察される。
次に実施例 28で作製した各セラミック材料を主成分とする焼結体 (酸化亜鉛を主成分とす る雌体、 酸化ベリリウムを主成分とする離体、 酸化アルミニウムを主成分とする 結体、 酸化ジルコニウムを主成分とする能結体、 酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、 アルミン 酸マグネシウムを主成分とする焼結体、 酸化イットリウムを主成分とする焼結体、 及び結晶化 ガラスを主成分とする焼結体) を用いて作製された窪み空間 (キヤビティ一) を有する発光素 子搭載用基板を用意した。 窪み空間内の発光素子搭載面には T i/P tZAu薄膜により幅 5 0 mの発光素子画用の電気回路が形成されている。 上記電気回路には発光素子固着用電極 も含まれる。 またその他の例えばアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金などの蒸着皮 膜などは形成されていなレ^ 又、 別に蓋として用いる 1 OmmX 1 OmmXO. 5mmの各セ ラミック材料を主成分とする焼結体からなる板状基板を用意した。 次に薄膜による電気回路が 形成された発光素子搭載用基板の窪み空間内の側壁と、 上記蓋として用いる板状基板の片面に ZnO、 S i3N4、 Zr〇2、 A 1 N、 Nb2〇5、 Ta205、 ダイヤモンド、 S i C、 T i 02 の各 をそれぞれ厚み 2. 0 m形成した。 これら各 実施例の表 26で示したセラ ミック材料に対応したものと同じ組み合わせで形成した。 例えば酸化亜鉛を主成分とする焼結 体の は鍾としては T i 02、 Nb2〇5、 S i C、 及び A 1 Nであり、酸化アルミニウムを 主成分とする焼結体の場合は皮膜としては A 1N、 Ta2〇5、 Ti〇2、 及び ZnOである。 ま た、 これら の形成は表 26に記載されたものと同じ方法を用いた。 一方、 窪み空間内の発 光^?が搭載される面にはこれら ZnO、 S i3N4、 Zr〇2、 A 1 N、 Nb2Os、 Ta2〇5、 ダイヤモンド、 S i C、 Ti〇2の各皮膜は形成されていない。 このようにして各セラミック材 料を主成分とする焼結体に対応した皮膜を形成した発光素子搭糊基板を作製した。 作製した 各基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なく とも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として InNと GaNとの混晶 を用いて作製された lmm角の発光素子を Au (10重量%) /S nを主成分とする合金製低 融点ろう材を用いて図 24に示されるように固着、 反転実装することで搭載し、 あらかじめ作 製しておいた Zn〇、 S i 3N4、 Z r02y A 1 N、 Nb2〇5、 Ta2〇5、 ダイヤモンド、 S i C、 T i 02の各皮膜を形成したセラミック材料を主成分とする 体からなる板状基板を蓋と して用いはんだにより封止した。 その観光軒に 3. 5VX 350 mAの電力を印加して発 光させ該発光の基板からの ¾ 状態を肉眼により確認した。 その結; ^乍製したすべての発光素 子搭 ¾)¾基板で蓋及び基板側壁からの ¾ 光の強さは弱くあるいはほとんど されなかった。 一方蓋及び基板側壁以外の部分(すなわち基板の発光素子が搭載されている面と反対側の表面) から ¾S板を ¾ した強く明るい光が! ^されたがその ¾i光は穏やかなものであった。 この ことは各セラミック材料を ^^分とする焼結体に対して形成した Zn〇、 S i3N4、 Zr〇2、 A IN, Nb2〇5、 Ta2〇5、 ダイヤモンド、 S i C、 T i 02などの各雄が舰素子搭麵 基板においても反射部材として機能していることを示している。
なお、本実施例において用いた酸化亜鉛を主成分とする 体のうち実施例 23の実験 No. 334及び 363で作製したものを用いた発光素子搭棚基板では実施例 23、 実施例 27及 び実施例 28と同様発光素子駆動用の電気回路パターンは特に設けず、 発光素子駆動用の電位 を印加するための lmm角の電極を T iZP tZAu薄膜により 2ケ所形成しただけで電気回 路パターン形成しなかった。 すなわち実施例 23、 実施例 27及び実施例 28と同様酸化亜鉛 を主成分とする焼結体自体の電気伝導性を利用して発光素子に駆動電力を供給した。
このように本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の 高い材料を用いた雄が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、 さらに発光強
度の制御力河能であることが 認できた。 またこの反射部材としての機能はセラミック材料を 主成分する焼結体の光 ¾1性の有無によらないことも確認できた。
実施例 3 0
本実施例は実施例 2 8で作製したアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金の蒸着雄 を片側全面に形成したセラミック材料を主成分とする焼結体の他に、 厚み 0 . 4 mのマグネ シゥム、 亜鉛、 ニッケル、 タングステン、 モリブデン、 及びタングステン (7 0重量%) と銅
( 3 0重量%)との合金の雄を片側全面に形成したセラミック材料を主成分とする雄体 (酸 ィ匕蘭を主成分とする焼結体、 酸化ベリリウムを主成分とする觸吉体、 酸化アルミニウムを主 成分とする焼結体、 酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、 酸化マグネシウムを主成分とす る焼結体、 アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、 酸化イットリウムを主成分とする 焼結体、 及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体) の反射率を調べたものである。
セラミック材料を主成分とする'焼結体として実施例 2 3、 実施例 2 4、 実施例 2 5、 及び実 施例 2 6で作製した酸化亜鉛を主成分とする焼結体、 酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、 酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、 酸化マグ ネシゥムを主成分とする能結体、 ァフレミン酸マグネシウムを主成分とする焼糸吉体、 酸化イット リウムを主成分とする焼結体、 及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意し、 それぞれの 焼結体の鏡面研磨した面に対して厚み 0 . 4 mのマグネシウム、 亜鉛、 ニッケル、 タンダス テン、 モリブデン、 及びタングステン (7 0重量%) と銅 (3 0重量%) との合金の各雄を 形成した。 これら のうちマグネシウム、 亜鉛、 ニッケルの は蒸着法により形成したも のであり、 タングステン、 モリブデン、 及びタングステン 7 0重量%と銅 3 0重量%との合金 の皮膜はスパッタ法により形成したものである。 これらの皮膜を形成した各セラミック材料を 主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの単色光に対する反射率を測定した。 その結果を表 2 Ί に示した。 表 2 7に示すようにマグネシウム、 及ぴ 鉛の蒸着纏が形成されたセラミック材 料を主成分とする焼結体の反射率はいずれも 8 0 %以上と高いものであった。 また、 タンダス テン (7 0重量%) と銅 (3 0重量%) との合金の皮膜が形成されたセラミック材料を主成分 とする焼結体の反射率は 7 0 %以上であった。 また二ッゲル、 夕ングステン及びモリブデンの 舰が形成されたセラミック材料をま成分とする焼結体の反射率はいずれも 5 0 %以上であつ た。
実施例 3 1
本実施例は焼結体内部に電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光 ¾1性 について調べた例を示す。調べたセラミック材料は酸化アルミニウム及び結晶化ガラスである。 まず、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体について調べた例を述べる。
酸化アルミニウム (A 1 203)原料粉末として做化学ェ纖式会觀の「AR L— M4 1 J グレードを用意し、 難化アルミニウム粉末に酸化マグネシウム粉末を Mg O騰で 2. 0モ ル%、 炭酸カルシウム (C a C〇3) 粉末を C a O騰で 2 . 0モル%、 シリカ粉末を S i〇2 換算で 4. 0モル%加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにポールミル で 2 4時間粉碎混合後ァクリルバインダ一を粉末原料 1 0 0重量部に対して 9重量部加えさら に 1 2時間混合することでペースト化しドク夕一ブレード法で厚み 0 . 3 0 mm及び 0. 6 0 mmのグリーンシ一トを作製した。 又別に上記酸化アルミニウム粉末に酸化マグネシウム粉末 を Mg O騰で 1 . 0モル%、炭酸カルシウム(C a C 03)粉末を C a〇騰で 0 . 2モル%、 酸化イットリウム粉末を Y203^ で 0. 0 4モル%加えたものをトルエンおよびイソプロピ ルアルコールとともにポーソレミルで 2 4時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料 1 0 0 重量部に対して 9重量部加えさらに 1 2時間混合することでペースト化しドクターブレード法 で厚み 0 . 3 0 mm及び 0 . 6 0 mmのグリーンシートを作製した。 さらに上記酸化アルミ二
ゥム粉末に酸化マグネシウム粉末を Mg〇 で 2 . 0モル%、 炭酸力 Jレシゥム (C a C〇3) 粉末を C a〇騰で 2. 0モル%、 シリカ粉末を S i〇2讓で 4. 0モル%、酸化チタン粉末 を T i〇2麟で 0. 3モル%、及確化クロム粉末を〇1" 203騰で 0. 3モル%加えたもの をトルエンおよびィソプロピルアルコールとともにボールミソレで 2 4時間粉碎混合後ァクリル バインダ一を粉末原料 1 0 0重量部に対して 9重量部加えさらに 1 2時間混合することでベー スト化しドクターブレード法で厚み 0 . 3 0 mm及び 0 . 6 0 mmのグリーンシートを作製し た。 作製した上記 2種類の組成を有するグリーンシ一卜から一辺 3 5 mmの正方形状のシート を作製しこのシートにパンチング機及び YAGレーザーで表裏面を貫通する直径 2 5 ; m、 5 0 am, 2 5 0 iimの円形スルーホールを形成した。 一部の厚み 0 . 6 mmのシートは窪み空 間を形成するために 8 mm角の正方形の穴が打ち抜いてある。 次に溶媒として αテルピネオ一 ル、 パインダ一としてアクリル樹脂を加え導電性成分として純タングステン粉末、 5 oim% タングステン + 5 0体積%銅の混合粉末および純銅粉末を用いて 3種類の導電性ぺ一ストを作 製した。 このペーストの一部を用い上記のスルーホール内に充填した。 またペーストの一部を 用いて各シ一トに幅 1 0 0 mの配線を印刷した。 その後厚み 0. 3 mmのシートを 2枚積層 し内部に導通ビアと電気配線を有し表面にも電気配線を有するシートを作製した。 また厚み 0.
6 mmのシ一ト 1枚と四角の穴が打ち抜いてあるシ一ト 2枚とを積層して内部に導通ビアと電 気配線を有し表面にも電気配線を有しカゝっ窪み空間 (キヤビティ一) を有するシートを作製し た。 これら積層されたシートを草纖後水素 1 2 . 5 を含む湿り窒素雰囲気中 1 5 5 0 °C で 2時間常圧焼成し内部に導通ビアと電気配線を有し表面にも電気配線を有する酸化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体を得た。 得られた各焼結体の外形寸法は収縮し 2 9mmx 2 9 mm 角〜 3 O mmX 3 O mm角の大きさであった。 厚み 0. 6 mmのシ一トを積層して作製した酸 化アルミニウムを主成分とする焼結体にはおよそ 6 . 7 mmx 6. 7mmX深さ 1 . O mmの 窪み空間が形成されている。 焼結体全体の厚みはおよそ 1 . 5 mmであり、 窪み空間部の基板 厚みはおよそ 0. 5 mmであった。 また 0. 3 mmのシートを積層して得られた平板状の焼結 体の厚みはおよそ 0. 5 mmであった。 得られた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体にお いて、 最初グリーンシートのスルーホールに充填した金属成分は焼結あるいは溶融凝固により 十分緻密化し導電性が発現しており各組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体とも緊密 に一体化し導通ビアとして機能している。 また内部の電気配線も各組成の酸化アルミニウムを 主成分とする焼結体と緊密に一体化し電気回路として機能している。タングステン、 5 oim% タングステン + 5 (H機%銅、 銅の各導電性材料と各組成の酸化アルミニウムを主成分とする 焼結体との間には反応が認められない。 得られた導通ビアの大きさは«後 し酸化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体内部でそれぞれ直径 2 1 4〜2 2 1 m、 4 1〜4 4 m及び 2 1〜2 3 になっていた。 電気配線の幅は 8 3 m^ S 7 mであった。 作製された酸化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体の表面に形成されているタングステン配線、 タングステン 5 0体積%+銅 5 0体積%配線、 及び銅配線にはそれぞれ N iノ A uめっきを施した。 なお上記 導通ビアは 1 O mmX 1 Ommの面積に 1〜3 0個形成されるように配されている。 また、 チ タン及びクロム成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は黒色に呈色している。 こ のようにして得られた導通ビア及び電気配線を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体 を用いて波長 6 0 5 nmの単色光に対する光透過率を測定しその後導通ビアの室温における抵 抗を 4»法で測定し導通ビアの形状から室温における抵抗率を算出した。 ¾¾ 率は 0 . 3 mmのシートを積層して得られた厚みおよそ 0. 5 mmの平板状の焼結体の表面をブラシで洗 浄した焼き放し (a s— f i r e ) 状態のものを用いて測定した。 その結果上記酸化アルミ二 ゥムを主成分とする焼結体のうちマグネシウム成分を Mg〇換算で 2. .0モル%、 カルシウム 成分を C a 0換算で 2 . 0モル%、 及び 素成分を S i 02換算で 4. 0モル%含むものは内部
に導通ビア及び電気配線などの電気回路が形成されているものであってもタングステンを導体 としたもので光透過率 5 7 %、 タングステン +銅の合金を導体としたもので ½¾i率 5 3 %、 銅を導体としたもので 率 5 2 %と優れたものであった。 マグネシウム成分を Mg〇換算 で 1. 0モル%、 カルシウム成分を C a O雖で 0. 2モル%、 及びイットリウム成分を Y2〇 3藤で 0. 0 4モル%含むものは内部にタングステンの導通ビア及び電気配線などの電気回路 が形成されているもので光 M 率 8 3 %、 タングステン +銅の導通ビア及び電気配線が形成さ れているもので光 率 8 1 %、 銅の導通ビア及び電気配線が形成されているものであっても 光 率 8 0 %とさらに優れたものであった。 一方マグネシウム成分を Mg 0,で 2. 0モ ル%、 カルシウム成分を C a〇購で 2. 0モル%、 珪素成分を S i〇2^で 4. 0モル%、 チタン成分を T i 02纏で 0. 3モル%、及びクロム成分を C r 203購で 0. 3モル%含む 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の 率はすべて 0 %であった。 これは内部に導通 ビア及び電気配線などの電気回路が形成されているどうかにかかわらずもともと上記組成の酸 化アルミニウムを主成分とする焼結体自体が光 ¾ϋ性を有しないものであることが原因である と思われる。なお、 導通ビアの室温における鹏率は 1. 9 X 1 0— 6Ω · <:πι〜8. 2 X 1 0一 6Ω · cmの範囲であった。 これらの結果を表 2 8に示した。
以下、 結晶化ガラスを主成分とする焼結体について調べた例を述べる。
原料粉末として市販の硼珪酸ガラス粉末と上記 ft¾化学工業株式会 ¾ の「ARL— M4 1」 グレードを用意した。その他に添加剤として用いるために信謝匕学工難式会社製の纖 9 9. 9 %の1^ 2〇3粉末、 及び Y203粉末を用意した。 なお、 上記市販の硼珪酸ガラス粉末の組成 を蛍光 X線分析すると S i 02: 4 8. 5重量%、 B 203: 1 0. 6重量%、 A 1 2〇3: 2 2. 4重量%、 C a O: 1 4. 5重量%、 Mg O: 4. 0重量%であった。
次に上記硼珪酸ガラス粉末 5 5重量%と酸化アルミニウム粉末 4 5重量%とをトルエンおよ びィソプロピルアルコールとともにボールミルで 2 4時間粉碎混合後ァクリルパインダーを粉 末原料 1 0 0重 に対して 1 2重量部加えさらに 1 2時間混合することでぺ一スト化しドク ターブレード法で厚み 0. 3 0mm及び 0. 6 0mmのダリ一ンシ一トを作製した。 又別に上 記硼珪酸ガラス粉末 5 4. 7 2 5重量%、 酸化アルミニウム粉末 4 4. 7 7 5重量%、 及び L a 2〇3粉末 0. 5 0重量%とをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにポールミルで 2 4時間粉碎混合後アクリルバインダーを粉末原料 1 0 0重量部に対して 1 2重量部加えさら に 1 2時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み 0. 3 0mm及び 0. 6 0 mmのグリーンシートを作製した。 さらに上記硼珪酸ガラス粉末 5 4. 7 2 51tM%、 酸化ァ ルミニゥム粉末 4 4. 7 7 5重量%、 及び Y203粉末 0. 5 0重量%とをトルエンおよびイソ プロピルアルコールとともにポ一ルミルで 2 4時間粉碎混合後ァクリフレパインダーを粉末原料 1 0 0重量部に対して 1 2重量部加えさらに 1 2時間混合することでペースト化しドクターブ レ一ド法で厚み 0. 3 0mm及び 0. 6 0mmのグリーンシートを作製した。 作製した上記 3 種類の組成とそれぞれの組成において厚み 0. 3mm及び 0. 6 mmを有するグリーンシート から一辺 3 5 mmの正方形状のシートを作製しこのシ一トにパンチング機及び Y A Gレーザ一 で表裏面を貫通する直径 2 5 m、 5 0 ^m、 2 5 0 mの円形スルーホールを形成した。 厚 み 0. 6 mmのシートの一部は窪み空間を形成するために 8 mm角の正方形の穴が打ち抜いて ある。 次に溶媒として αテルピネオール、 ノインダ一としてアクリル樹脂を加え導電性成分と して純銀粉末および純銅粉末を用いて銀を主成分とするもの及び銅を主成分とするものとの 2 種類の導電性ぺ一ストを作製した。 このペーストの一部を用い上記のスルーホール内に充填し た。 またべ一ストの一部を用いて各シートに幅 1 0 0〃mの配線を印刷した。 その後厚み 0. 3 mmのシートを 2枚積層し内部に導通ビアと電気配線を有し表面にも電気配線を有するシー トを作製した。 また厚み 0. 6mmのシート 1枚と四角の穴が打ち抜いてあるシート 2枚とを
積層して内部に導通ビアと電気配線を有し表面にも電気配線を有しかつ窪み空間 (キヤビティ 一) を有するシ一トを作製した。 なお、 窪み空間内の発光素子搭載部には上記スル一ホールに 導電性ペーストを充填することによりサーマリレビアが形成されている。 これら積層されたシー トのうち純銀粉末の導電性ペーストを用いたものは大気中 9 0 0°Cで 2時間常圧焼成し内部に 銀を主成分とする導通ビアと電気配線を有し表面にも銀を主成分とする電気配線を有する結晶 化ガラスを主成分とする焼結体を得た。 また、 積層されたシートのうち純銅粉末の導電性べ一 ストを用いたものは窒素中 9 0 0°Cで 2時間常 j£Kし内部に銅を主成分とする導通ビアと電 気配線を有し表面にも銅を主成分とする電気配線を有する結晶化ガラスを主成分とする焼結体 を得た。 得られた各^;結体の外形寸法は収縮し 2 9 mmX 2 9mm角〜 3 OmmX 3 Omm角 の大きさであった。 厚み 0. 6mmのシートを積層して作製した結晶化ガラスを主成分とする 焼結体にはおよそ 6. 7 mmX 6. 7 mmX深さ 1. 0 mmの窪み空間が形成されている。 焼 結体全体の厚みはおよそ 1. 5 mmであり、 窪み空間部の基板厚みはおよそ 0. 5 mmであつ た。 また 0. 3mmのシートを積層して得られた平板状の焼結体の厚みはおよそ 0. 5mmで あった。 得られた結晶ィ匕ガラスを主成分とする焼結体において、 最初グリーンシートのスルー ホールに充填した金属成分は十分緻密化し導電性が発現しており各組成の結晶化ガラスを主成 分とする焼結体とも緊密に一体化し導通ビアとして機能している。 また内部の電気配線も各組 成の結晶化ガラスを主成分とする焼結体と緊密に一体化し電気回路として機能している。 また 銀及び銅の各導電性材料と各組成の結晶化ガラスを主成分とする焼結体との間には反応が認め られない。 得られた導通ビアの大きさは «後収縮し結晶化ガラスを主成分とする焼結体内部 でそれぞれ直径 2 1 2〜2 2 0 m、 4 1〜4 3 m及び 2 0〜2 3 mになっていた。 電気 配線の幅は 8 2 m- 8 6 mであった。 作製された結晶化ガラスを主成分とする焼結体表面 の銅配線には N i ZAuめっきを施した。 なお上記導通ビアは 1 OmmX 1 Ommの面積に 1 〜3 0個形成されるように配されている。 このようにして得られた導通ビア及び電気配線を有 する結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いて波長 6 0 5 nmの単色光に対する光 ¾i 率を 測定しその後導通ビアの室温における抵抗を 法で測定し導通ビアの形状から室温におけ る抵抗率を算出した。 光羅率は 0. 3mmのシートを積層して得られた厚みおよそ 0. 5m mの平板状の焼結体の表面をブラシで洗浄した焼き放し (a s— : f i r e ) 状態のものを用い て測定した。 その結果上記結晶化ガラスを主成分とする焼結体のうち硼珪酸ガラス粉末 5 5重 量%と酸化アルミニウム粉末 4 5重量%との混合により作製されたものは内部に導通ビア及び 電気配線などの電気回路が形成されているものであっても銀を導体とし大気中焼成されたもの で光 ¾i率 3 6 %であり、 銅を寧体とし窒素中で焼成されたもので光透過率 3 3 %であった。 また、 上記結晶化ガラスを主成分とする焼結体のうち硼珪酸ガラス粉末 5 4. 7 2 5重量%、 酸化アルミニウム粉末 4 4. 7 7 5重量%、 及び L a 2〇3粉末 0. 5 0重量%の 3成分混合に より作製されたものは内部に導通ビア及び電気配線などの電気回路が形成されているものであ つても銀を導体とし大気中焼成されたもので光透過率 5 5 %であり、 銅を導体とし窒素中で焼 成されたもので) 率 5 3 %と優れたものであった。 また、 上記結晶化ガラスを主成分とす る焼結体のうち硼珪酸ガラス粉末 5 4. 7 2 5重量%、 酸化アルミニウム粉末 4 4. 7 7 5重 量%、 及び Y203粉末 0. 5 0重量%の 3成分混合により作製されたものは内部に導通ビア及 び電気配線などの電気回路が形成されているものであっても銀を導体とし大気中焼成されたも ので 率 7 4 %であり、 銅を導体とし窒素中で «されたもので) ·6 ^率 7 0 %とさらに 優れたものであった。 なお、 導通ビアの室温における抵抗率は 2. 0 X 1 0 '6Ω - cm~2. 7 X 1 0 ~6Ω - c mの範囲であった。 これらの結果を表 2 8に示した。
本実施例による結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いて作製される窪み空間を有する発 光素子搭 基板は図 3 7に例示したような形状を有するものである。 すなわち図 3 7を用い
て説明すれば発光素子搭載用基板 3 0の内部及び表面には導通ビア 4 0及び電気回路 4 1、 4 2、 及び 4 3が形成され窪み空間 3 1の発光素子搭載部 3 8にはサ一マルビア 1 3 0が形成さ れている。
また、 本実施例による酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製される窪み空間 を有する発光素子搭«½基板は上記の図 3 7に例示したようなサーマルビアのない形状のもの である。 すなわち、 図 3 3で例示したような形状のものである。
実施例 3 2
本実施例はセラミツク材料を主成分する焼結体内部に電気回路を有するセラミック材料を主 成分とする焼結体を用いて作製した発光素子搭載用基板の特性について調べた例を示す。 調べ たセラミック材料は酸化アルミニウム及び結晶化ガラスである。 酸化アルミニウムを主成分と する焼結体及び結晶ィ匕ガラスを主成分とする焼結体それぞれの 性、 及びこれらの焼結体 に形成した反射防止部材、 反射部材の効果について調べた。
実施例 3 1で作製した窪み空間を有する謝匕アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化 ガラスを主成分とする焼結体から MSみ空間が中央に位置するよう 1 OmmX 1 Ommの外形 寸法に切り出すことにより発光素子搭棚基板を作製した。 発光素子搭糊基板を作製するた めに用いた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体は 実施例 3 1で作製したすべての組成のものを用いた。 該窪み空間 (キヤビティ一) を有する発 光素子搭糊基板は図 6、 8、 1 0、 1 4、 1 5、 1 6、 2 0、 2 1、 2 3、 2 4、 2 5、 2 6、 3 7における符号 3 0で例示されるような形態を有したものである。なお、 み空間(キ ャビティ一) 内の発光素子搭載面には実施例 3 1に記載されたように発光素子藤用の電気回 路が形成されている。 また結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭 載用基板の発光素子搭載部にサーマルビアが形成されている。
次に作製した発光素子搭翻基板に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニゥ ムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層と して I n Nと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、 3. 5 VX 3 5 0mAの 電力を印加して発光させ該発光の基板からの翻状態を肉眼により確認した。 なおこの発光素 子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭載用基板とエポキシ觀旨を主成分とする樹脂で接着さ れている。 その結果、 チタン成分とクロム成分とを含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結 体を用いて作製された発光素子搭糊基板を除き、 実施例 3 1で作製した焼結体を用いて作製 した発光^? ~搭«^基板すべてにおいて基板を ¾1した発光^?からの光が «された。 該透 過光は穏やかで十分明るいものであった。 特に MgO換算で 1. 0モル%、 カルシウム成分を 〇& 0換算で0. 2モル%、 及びイットリウム成分を Y2〇 3購で 0. 0 4モル%含む酸化ァ ルミ二ゥムを主成分とする焼結体、 及び硼珪酸ガラス粉末 5 4. 7 2 5重量%、 酸化アルミ二 ゥム粉末 4 4'. 7 7 5重量%、 及び Υ 2〇 3粉末 0. 5 0重量%の 3成分混合により作製された 結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭纏基板ではより明るレ^ ϋ½が観察 された。 ¾ 光の明るさは同じ組成のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製され た発光素子搭 «W基板であれば導通ビア及び電気配線に用いた導体材料の種類にかかわらずほ とんど同等であるように!^された。 このように内部に導通ビアや電気配線などの電気回路が 形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板であ つても十分発光素子からの光を ¾ し得ることがI認された。
次に酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用い て作製した発光素子搭載用基板すべてに対してその窪み空間内のすべての面に実施例 2 7と同 様の方法でシリカ^ ^を形成した。 その後市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミ ニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光
層として I nNと G aNとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、 3. 5 VX 3 5 0m Aの電力を印加して発光させ該発光の基板からの ¾ 状態を肉眼により確認した。 なおこの発 光素子の大きさは 1醒角であり発光素子搭載用基板とエポキシ翻旨を主成分とする翻旨で接 着されている。 その結果、 チタン成分とクロム成分とを含む酸化アルミニウムを主成分とする 焼結体を用いて作製された発光素子搭 基板を除き、 実施例 3 1で作製した焼結体を用いて 作製した発光素子搭 ¾i¾基板すべてにおいて基板を 過した発光素子からの光が された。 該透 は穏やかで十分明るいものであった。 該透過光はシリ力皮膜を形成していないものに 比べてより明るいものであるように観察された。 このように比較的屈折率の小さい材料を用い て を形成すればセラミツク材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭 基板を する発光素子からの光はより明るいものとなりうることカ權認された。 これは上記の皮膜が反 射防止部材として機能したためであろうと推測される。
次に酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用い て作製した発光素子搭載用基板すべてに対してその窪み空間内のすべての面に実施例 2 8及び 実施例 3 0と同様の方法でアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 マグネシウム、 亜 鉛、 ニッケル、 タングステン、 モリブデン、 及びタングステン 7 0重量%+銅 3 0重量%合金 の各雄を形成した。 その後市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうち から選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G aNとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、 3. 5 VX 3 5 0mAの電力を印 加して発光させ 光の基板からの ¾1状態を肉眼により確認した。 なおこの発光^?の大き さは 1 mm角であり発光素子搭糊基板とエポキシ樹脂を主成分とする棚旨で接着されている。 また上記皮膜は窪み空間内に形成されている発光素子駆動用の電気回路と電気的に絶縁を図る ために隙間 (スペース) を設けて形成してある。 その結果、 作製したすべての発光素子搭載用 基板において発光 からの発光 板を¾¾したものは観察されず (すなわち、 発光^?が 搭載された窪み空間部と反対側の基板側の面から発)1^?の光は され )、基板の窪み空間 から上部に向かう光だけが された (すなわち、 発光素子が搭載された窪み空間部のある基 板側から発光素子の光は放出される状況が鶴された)。 また、 アルミニウム、 金、 銀、 銅、 パ ラジウム、 白金、 マグネシウム、 亜鉛、 及びタングステン 7 0重量%+銅 3 0重量%合金の各 が形成された発光素子搭載用基板において発光素子からの光は他の皮膜が形成されたもの よりより明るいことが鶴された。 そのうちアルミニウム、 金、 銀、 銅、 マグネシウムの各皮 膜が形成された発光素子搭 基板において発光素子からの光は他の皮膜が形成されたものよ りさらに明るいことが観察された。 このような現象が生じるのはアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 マグネシウム、 亜鉛、 ニッケル、 タングステン、 モリブデン、 及びタンダ ステン 7 0重量%+銅 3 0重量%合金の各皮膜が反射部材として機能したことによると思われ る。 このようにセラミックを主成分とする焼結体が い光 ¾ 性を有するものであっても発光 搭載用基板において反射部材として機能する^ Eが形成された部分では発光素子からの光 は ¾i しにくレ
このように本実施例において発光素子からの発光方向を制御でき、 さらに発光強度の制御が 可能であることが示された。
次に酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用い て作製した発光素子搭載用基板すべてに対してその窪み空間内のすべての面に実施例 2 9と同 様の方法で、 酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に対しては T i〇2、 S i C、 T a 2〇5、 A 1 N、 Z ηθの各皮膜を、 結晶化ガラスを主成分とする焼結体に対しては S i C、 A 1 N、 S i 3N4、 Z n Oの各趣を形成した。 その後市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化ァ ルミニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積層し
発光層として I nNと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、 3. 5 V X 3 5 0 mAの電力を印加して発光させ ¾光の基板からの ¾i状態を肉眼により確認した。 なおこ の発光素子の大きさは 1 mm角であり発光軒搭糊基板とエポキシ棚旨を主成分とする棚旨 で接着されている。 その結果作製したすべての魏素子搭糊基板でセラミック材料を主成分 とする焼結体からなる基板を ¾ した光は弱くほとんど されない。 発光素子からの発光は 該発光素子が搭載されている窪み空間より上部の方へ強い光となって基 部へと放出されて いた (すなわち、 発光素子が搭載されている基板面より上部の方に向かう光だけが実質的に観 察された)。 このような現象が生じるのは形成した T i 02、 S i C、 T a 2〇5、 A 1 N、 S i 3 N4、 Z n〇の各雄の屈折率カ戰化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは結晶化ガラス を主成分とする爆吉体と同等かあるいは大きいので該ネ «が反射部材として機能したことによ ると撤則される。 このようにセラミックを主成分とする焼結体が高い ¾¾ϋ性を有し、 さらに 劍莫自体も高い光 ¾i性を有するものであってもセラミックを主成分とする焼結体と屈折率が 同等かあるいは屈折率の大きい材料を用いて^ J膜を形成すれば は反射部材として機能し 易くなり、 発光素子からの光は該被膜が形成された発光素子搭 基板の部分を 過しにくく なる。
このように本実施例において発光素子からの発光方向を制御でき、 さらに発光強度の制御が 可能であることが示された。
次に、 実施例 2 5の実験 N o. 4 3 0で作製した 板状の酸化アルミニウムを主成分とする 焼結体及び実施例 2 6の実験 N o . 4 5 3で作製した平板状の結晶化ガラスを主成分とする焼 結体を用意した。 また、 実施例 2 8で作製したアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金 の各雄が形成された平板状の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主 成分とする; ¾結体を用意した。 また.、 実施例 2 9で作製した1^ 02、 T a 205、 A I N, Z n Oの各雄を形成した平板状の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び A 1 N、 S i 3N4、 Z n Oの各雄を形成した結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。 また、 本実施例に おいて実施例 2 5で作製した鏡 ®研磨された平板状の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体 及び実施例 2 6で作製した鏡面研磨された平板状の結晶化ガラスを主成分とする焼結体の該鏡 面研磨面に実施例 2 9と同様のスパッタリング法で S i C皮膜をそれぞれ形成したものも用意 した。 さらに、 実施例 3 0で作製したマグネシウム、 藤、 ニッケル、 タングステン、 モリブ デン、 及びタングステン 7 0重量%+銅 3 0重量%合金の各纖を形成した平板状の酸化アル ミニゥムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。 これら各 種皮膜が形成された焼結体を 1 OmmX 1 0mm (厚みは 0. 5 mmである) の大きさに切り 出し窪み空間を有する発光軒搭棚基板の蓋として用いたときの状況について調べた。 すな わち本実施例で作製したすべての窪み空間を有する発光素子搭載用基板のうち皮膜 (アルミ二 ゥム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 マグネシウム、 亜鉛、 ニッケル、 タングステン、 モリ ブデン、 及びタングステン 7 0重量%+銅 3 0重量%合金の各^^^び T i〇2、 S i C、 T a 2〇5、 A I N, S i 3N4、 ∑1 0の各¾]|1) が形成されていないものに市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェ ピタキシャル膜を積層し発光層として I n Nと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を 搭載した。 なおこの発光素子の大きさは 1 mm角であり発光素子搭載用基板とエポキシ棚旨を 主成分とする樹脂で接着されている。 その後上記の蓋をエポキシ觀旨を主成分とする接糊で 接着し発光素子を封止した。 次に発光素子に 3. 5 VX 3 5 0mAの電力を印加して発光させ 該発光の基板からの 状態を肉眼により確認した。 その結果、 各種^ Eを形成していない酸 化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を蓋として用い たものでは基板全体から基板を透過した光が観察された。 該透過光は穏やかで十分明るいもの
であった。 ただしチタン及びクロム成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用い た発光素子搭 基板では蓋の部分からだけ基板を逸週した光が ^された。 一方、 各種皮膜 が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは明らかに蓋部分 において驢を ¾iした光は濃されず、 発光軒を搭載した基板側 (窪み空間を有する発光 素子搭載用基板側) で基板を透過した光が観察された。 該; ϋは穏やかであるが明るさは皮 膜を形成していな ί 蓋を用いた基板のものよりかなり大きいものであった。 このことは蓋に形 成された蒸着皮膜が反射部材として十分機能していることを示している。
本実施例において、 セラミック材料を主成分する焼結体の内部に導通ビア及び電気配線など の電気回路さらにサーマルビアが形成された発光素子搭 mffl基板であってもセラミック材料を 主成分する焼結体が光 ¾ 性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少す るようなことは生じにくいことが萑認でき、 セラミック材料を主成分する焼結体が 性を 有することの有効性力 萑認できた。
また本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の小さい 材料を用いた皮膜が反射防止部材として機能し基板を Si する発光素子からの発光の強度を制 御することが可能であることが ¾認、できた。
また本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の高い材 料を用いた皮膜が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、 さらに発光強度の制 御力河能であること力 ¾1認できた。 さらに反射率の高い も反射部材として機能し発光素子 の発光方向を制御でき、 さらに発光強度の制御力河能であることが萑認できた。 この反射部材 としての機能はセラミック材料を主成分する焼結体の) 性の有無によらないことも確認で きた。
実施例 3 3
本実施例は窒化ガリウムを主成分とする焼結体についてその特性を調べた例を示す。
最初に窒化ガリゥムの原料粉末を次の方法により用意した。
1 ) まず高純度化学 ^所製の純度 4 Nの金属ガリウムを用意した。 加熱部と反応部を有す る石英管製の反応容器の加熱部に該金属ガリゥムをアルミナ容器に入れて置き、 水素 5體% を含むアルゴンガス気流中 1 2 0 ο°ςで加熱して金属ガリウムを気化させてアルゴンガス気流 で反応部に導き、反応部に窒素ガスを導入して気化した金属ガリウム 1 1 0 0°Cで反応させた。 その結果 の低い反応容器の出口付近に灰白色粉末の析出が認められ X線回折の結果窒化 ガリウムであることが 認された。 粉末の平均樹圣は 1 4 であった。 なお、 反応容器は 1 本の石英管であり加熱部と反応部とは直接つながっており、 容器の入り口にはアルゴンガスな どのキャリアガス導入口を設け、 容器の反応部には窒素ガス、 アンモニアガスなどの反応ガス の導入口が設けてある。 容器の加熱部と反応部¾ ^部ヒーターで加熱される。 容器のガス出入 り口部分には特に加熱用のヒーターは設けず自然?^されされている。 得られた粉末をポール ミルで粉砕し平均樹圣 1 . 7 の窒化ガリウム粉末を作製した。 また、 この窒化ガリウム粉 末には酸素が 1 . 1重量%含まれていた。 かくして金属の直接窒化法による窒化ガリウム粉末 を作製した。
2 ) つぎに高!^化^ ¾所製の!^ 4 Nの酸化ガリウム (G a.2〇3)粉末と市販の力一ポ ンブラック粉末を用意し、 酸化ガリウム粉末 3 0 0グラムとカーボンブラック粉末 9 0グラム とをポールミルで享试混合した。 この混 ^^末を力一ボン容器に入れカーボン製の加熱炉にて 窒素ガス中 1 3 5 0 °Cで 5時間加熱し反応させた。 加熱後混合粉末を取り出しその後大気中 5 0 で 2時間加熱して残留していたカーポンプラックを酸化除去した。 残った粉末を X線回 折で分析したところ明らかに窒化ガリゥムのピークだけであること力 歸忍された。 またこの粉 末の平均粒径は 0. 9 mであった。 またこの粉末の酸素含有量は 0. 8重量%であった。 か
くして酸化物 ¾法による窒化ガリゥム粉末を作製した。
3 ) 次に高純度化学研麵製の純度 5 Nの三塩化ガリウム (G a C l 3) を用意した。 該三塩 化ガリウムを石英容器中に入れて 9 0°Cで加熱して溶融し水素 2 0体積%を含む窒素ガスでパ プリングして三塩化ガリゥム気体を石英管製の反応容器に導き、 反応容器にアンモニアガスを 導入して気化した三塩化ガリウムと 1 0 5 0 °Cで反応させた。 その結果^ Sの低い反応容器の 出口付近に灰白色粉末の析出が認められ、 X線回折の結果窒化ガリゥムであることが ϋ認され た。 粉末の平均粒径は 0. 4 mであった。 またこの粉末の酸素含有量は 1. 3重量%であつ た。 力べして化学輸送法による窒化ガリウム粉末を作製した。
次に希土類 素成分として信越化学工業株式会社製の敏 9 9. 9 9 %以上の Υ2〇3粉末、 E r 2〇3粉末、 Yb 2〇3粉末、 D y 203粉末、 H o 203粉末を用意し、 アルカリ土類金属成分 として C a C03粉末、珪素成分として S i 3N4粉末、 アルミニウム成分として A 1 N粉末、遷 移金属成分として Mo〇3粉末を用意し、 これらの粉末を本実施例で作製した窒化ガリウム原料 粉末に航表 2 9に示した量を加えてエタノールを溶媒にしてポールミルで 2 4B寺間湿式混合 後、 乾燥してエタノールを揮散させた。 これら ¾ ^後の混^^末にパラフィンワックスを 5重 量%加え成形用粉末を作製し、該粉末を圧力 5 0 O K gZc m2で一軸プレス成形し直径 3 2m mx厚み 1. 5 mmの円盤状成形体を得た。 なお、 成形用粉末及び成形体として上記各添加成 分を加えず本実施例で作製した 3種類の窒化ガリゥム原料粉末だけをそのまま使用したものに ついても作製した。 これら成形体を 3 0 0°Cで減圧脱脂後窒素雰囲気中 1 4 5 0°Cで 2時間焼 成し窒化ガリゥムを主成分とする焼結体を得た。 焼成後の焼結体はいずれの原料を用いたもの も 9 9 %以上の相対密度に緻密化していた。 得られたこれらの焼結体表面をコロイド状シリカ からなる研菌 Jを用いて鏡丽磨した後ァセトンで超音波洗浄し基板を作製した。 鏡丽離 の焼結体の平均表面粗さ R aは 1 7.n m〜 2 4 n mの範囲であつた。 得られた焼結体の室温に おける氐抗率、 波長 6 0 5 nmの光に対する光 ¾ϋ性を測定した。 これらの測定結果を表 2 9 に し/こ。
室温における抵抗率は表 2 9に示すように作製したすべての窒化ガリゥムを主成分とする焼 結体で 1 X 1 0 8 Ω . cm以下であった。 さらに珪素を含む窒化ガリウムを主成分とする!^体 が 1 X 1 04Ω · c m以下の導電性を有することカ 認された。 また、 珪素を元素購で 0. 0 0 0 0 1モル%〜 1 0. 0モル%の範囲含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体では室温にお ける抵抗率が少なくとも 1 X 1 0 3 Ω · c m以下のものが得られ易い。 また、珪素を元素^^で 0. 0 0 0 0 1モル%〜 7. 0モル%の範囲含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体では室温 における ί氐抗率が少なくとも 1 X 1 0 丄 0 · c m以下のものが得られた。 また、珪素を元素^: で 0. 0 0 0 0 1モル%〜 5. 0モル%の範囲含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体では室 温における嫌率が少なくとも 1 X 1 0 0Ω · cm以下のものが得られた。 また、珪素を元素換 算で 0. 0 0 0 0 1モル%〜 3. 0モル%の範囲で含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体で は室温における抵抗率が少なくとも 1 X 1 0一1 Ω · c m以下のものが得られた。 さらに作製し た窒化ガリゥムを主成分とする焼結体において最高で室温における抵抗率が 1 . 4 X 1 0一3 Ω · c mの高い導電性を有するものが得られた。
また、 表 2 9に示すように作製した殆どの窒化ガリウムを主成分とする焼結体で ¾¾ 性を 有するものが得られた。 その中で添加物を含まず金属元素として実質的にガリウム成分だけか らなる窒化ガリゥムを主成分とする焼結体であっても ½¾ 性を有するものが得られた。 添加 物としてアル力リ土類金属及び希土類 素成分は窒化ガリゥムを主成分とする焼結体の 性に有効に働き、 アルカリ土類金属及び希土類 素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の 成分を酸化物換算で 3 0. 0モル%以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では¾¾率 1 0 %以上のものが作製し得る。 また、 上記アルカリ土類金属成分及び希土類 素成分のうち
から選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物 で 2 0. 0モル%以下含む窒化ガリウム を主成分とする^!吉体はさらに)1 έ¾ϋ性が向上し易くなり光 ¾率 2 0 %以上のものが得られ た。 また、 アルカリ土類金属成分及び希土 ¾素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上 の成分を酸化物換算で 1 5. 0モル%以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光 率 3 0 %以上のもめが得られた。 また、 アルカリ土類金属成分及び希土 素成分のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で 1 0. 0モル%以下含む窒化ガリウムを主 成分とする焼結体では光 ¾ 率 4 0 %以上のものが得られた。 また、 アルカリ土類金属成分及 び希土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を酸化物換算で 8. 0モル% 以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では^ 率 5 0 %以上のものが得られた。 また、 アルカリ土類金属成分及 土類 素成分のうちから選ばれた少なくとも 1種以上め成分を酸 化物 で 6. 0モル%以下含む窒化ガリゥムを主成分とする焼結体では光 ¾ 率 6 0 %以上 のものが'得られることが 認、された。 本実施例において酸化イットリウムを Y203換算で 0. 0 1モル%含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は) 率 8 6 %と最大のものが得られた。 アル力リ土類金属成分及び希土 素成分が同時に含まれる窒化ガリゥムを主成分とする焼結 体であってもそれぞれ単独で含まれるものと同様良好な光 ¾i性を有することが 認された。 また、 モリブデン成分を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光 率 1 0 %以上 のものが得られた。 また、 窒化珪素を含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体でも)1 έ¾ϋ 率 1 0 %以上のものが得られた。 また、 窒化アルミニウムを含有する窒化ガリウムを主成分と する焼結体でも光 率 1 0 %以上のものが得られた。
本実施例において作製した窒化 S¾を纏換算で 0. 0 1モル%及ぴ谶化イットリウムを Y2 〇3^:で 0. 0 1モル%同時に含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は光 率 8 2 %室温 における抵抗率 1. 7 X 1 0— 2 Ω ' .c mと高い光 率と同時に高い導電性を有するものもの であった。また、窒化珪素を珪素 で 0. 0 1モル%及び酸化カルシウムを C a〇 で 0. 2モル及び%酸化イットリウムを Y203騰で 0. 2モル%計 3種類の成分を同時に含む窒化 ガリウムを主成分とする焼結体も光 ¾ 率 7 6 %室温における抵抗率 2. 4 X 1 0— 2 Ω · c m と高い光 ¾ 率と同時に高い導電性を有するものものであった。
次に本実施例において得られた各焼結体を 1 OmmX 1 OmmX 0 · 5 mmの大きさに切断 し発光素子搭載用基板を作製した。 該発光素子搭 基板には発光素子へ駆動電位を印加する ために l mm角の電極を T i ZP tノ A u薄膜により 2ケ所形成しただけで電気回路パターン 形成しなかった。 1ケ所の電極と発光素子の電極の一つとはワイヤで接続されている。 発光素 子搭載用基板の残り 1ケ所の電極へは電位が印加され酸化亜鉛を主成分とする焼結体自体の導 電性を利用してワイャを経由して麵電位が発光素子へ印加される。 また発光舒の電極のも う一つはワイヤが接続され駆動電位が発光素子へ印加される。
作製した発光舒搭翻基板に実施例 1と同様に市販の窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒 化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とするェピタキシャル膜を積 層し発光層として I nNと G a Nとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し 3. 5 VX 3 5 O mAの電力を印加して発光させ該発光の基板からの翻状態を肉眼により確認した。
その結果、 本実施例で作製したすべての窒化ガリゥムを主成分とする焼結体を用いた基板に おいて発光素子が搭載された基板面の反対側で発光素子からの発光が された。 これは明ら かに窒化ガリゥムを主成分とする焼結体の ¾¾ 率が 1 %以上のものを基板として用いること で発光素子からの発光が基板を ¾iして基¾ ^部に放出されることを示している。 また、 基板 を ¾iした光の強さは明らかに該基板を構成する窒化ガリウムを主成分とする焼結体の) ¾ 率に比例しているように観察された。
このように本実施例により窒化ガリゥムを主成分する焼結体においても 1 B¾¾性を有するも
のであれ ^堪板を した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことがi認で き、 セラミック材料を主成分する焼結体が光 性を有することの有効性力,認できた。 実施例 3 4
本実施例は反射防止部材、 及び反射部材を形成した窒化ガリゥムを主成分とする能結体を用 いて作製した発光素子搭«^基板の特性について調べた例を示す。
まず、 本実施例の実験 N o. 5 6 1で作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて 直径 2 5. 4mmX厚み 0. 5 nunの鏡藤 i磨した基板を作製した。 この基板の反射率は 9 % であり光透過率は 7 1 %であった。 この基板に実施例 2 7と同様にスパッタリング法により厚 み 0. 2 mの酸化アルミニウム皮膜、 厚み 0. 2 zmのシリカ皮膜、 及び厚み 0. 3〃mの 酸化マグネシウム雄を形成し、 該ァルミナ皮膜、 シリカ皮膜、 及びマグネシア纏を有する 各セラミック材料を主成分とする焼結体の ½¾ 率を測定した。 その結果アルミナ雄を形成 したもので 8 2 %、 シリカ皮膜を形成したもので 8 4 %、 マグネシア皮膜を形成したもので 8 3 %とそれぞれこれらの皮膜を形成していないものに比べて ¾¾M性の向上が歸忍された。 次に実施例 3 3と同様にして上記各皮膜が形成された基板及び比較のために皮膜を形成して いない基板に発光素子を搭載し該発光素子を駆動して基板の透¾^の観察を肉眼で行った。 そ の結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を した光が観察された。 該¾ ^は穩 やかで十分明るいものであった。 その中でアルミナ皮膜、 シリカ皮膜、 及びマグネシア皮膜形 成後の窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いた基板からの ¾ϋ光は^!を形成していない ものに比べて穏やかでより明るいものであり透 ii½の強度が高まっている。 このようにアルミ
^-m シリカ 及びマグネシア &ϋは窒化ガリウムを主成分とする焼結体に形成される ことで反射防止部材として機能し得ることが確認された。
次に実験 N o. 5 6 2で作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて直径 2 5. 4 mmx厚み 0. 5 mmの鏡蘭磨した基板を作製した。 この基板の反射率は 9 %であり 率は 8 6 %であった。 この基板に実施例 2 8と同様にアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、 白金の蒸着雄を形成した。 該蒸着纏の厚みはいずれも 0. 4 mである。 蒸着雄が形成 された窒化ガリゥムを主成分とする焼結体の反射率と ½¾1率を測定した。 反射率及び ½¾ 率は波長 6 0 5 nmの単色光を用いて測定した。 蒸着皮膜が形成された窒化ガリウムを主成分 とする焼結体の光 ¾i率はいずれも 0 %であった。 反射率はアルミニウム皮膜を形成したもの で 9 3 %、 金皮膜を形成したもので 9 3 %、 銀皮膜を形成したもので 9 6 %、 銅皮膜を形成し たもので 9 2 %、 パラジウム皮膜を形成したもので 8 3 %、 白金皮膜を形成したもので 8 3 % であった。
次に実施例 3 3と同様にして上記各蒸着皮膜が形成された基 び比較のために蒸着皮膜を 形成していない基板に発光素子を搭載し該発光素子を駆動して基板の透過光の観察を肉眼で行 つた。 その結果、 蒸 ¾¾ が形成されていない基板において 板を ¾ した光と発光素子が 搭載されている基板側の方向に放出されている光とが養擦されたのに対して、 蒸着皮膜が形成 された基板においては基板を透過した光は されずすべての光は発光素子が搭載されている 基板側の方向に放出されていた。 このようにアルミニウム、 金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金の 各皮膜は窒化ガリゥムを主成分とする焼結体に形成されることで反射部材として機能し得るこ とが 認された。
次に上記実験 N o. 5 6 2で作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した 基板を別に用意した。 この基板に実施例 2 9と同様に S i C及び T i 02の をスパッタリン グ法により形成した。 形成した各皮膜の厚みはそれぞれ 2. 0 mである。 その後皮膜が形成 された窒化ガリウムを主成分とする焼結体の波長 6 0 5 nmの単色光に対する反射率を測定し た。 皮膜が形成されていない各セラミック材料を主成分とする焼結体では波長 6 0 5 nmの単
色光に対する反射率が 9 %であったのに対して、上記 S i C及び T i 02の細が形成された窒 化ガリウムを主成分とする焼結体ではそれぞれ反射率が 9 6 %及び 9 4 %に大きく向上した。 次〖こ実施例 3 3と同様にして上記各スパッ夕皮膜が形成された基 び比較のためにスパッ タ^ ^を形成していなレ基板に発光素子を搭載し 光素子を »して基板の ¾i光の を 肉眼で行った。 その結果、 スパッタ皮膜が形成されていない基板においては基板を透過した光 と発光素子が搭載されている基板側の方向に放出されている光とが聽されたのに対して、 ス パッ夕皮膜が形成された基板においては基板を透過した光の強度は弱くほとんどすべての光は 発光素子が搭載されている基板側の方向に放出されていた。 このように S i C及び T i〇2の各 皮膜は窒化ガリゥムを主成分とする焼結体に形成されることで反射部材として機能し得ること 力 された。
以上本発明による発光素子搭載用基板及び発光素子を実施例により説明した。
〔表 1〕
* 1)添加物の量は酸化物換算による。 実験 No. 35、 36の添加量は重量%である。
* 2) 実験 No. 29~36の添加物の添加量は金属元素換算によるものである。
* 3)焼成条件:① 1950 4時間;1^2中常圧焼成、 ©1950 Χ 12時間; N2中ガス圧焼成 (9KgZcm3)
③ 1800·ΠΧ2時間; N2中ホットプレス (30 OKg/cm3)
④ 1900 :x3時間; HI P焼成 (200 OKg/cm3), ©1800¾Χ 1時間; N2中常圧焼成
〔表 2〕
スル一 導通ビア
夹 験 ホール を有する 導通ビアの抵抗率
No.. 導通ビア材料 焼結助剤 の 焼結体の
大きさ 光透過率 (X 10- 6Ω· cm)
(βΐΏ.) (%) (室温において)
37 Y203 25 64 7. 4
38 100% 50 61 6. 9
39 タングステン E r 203 25 63 7. 7
40 250 60 6. 6
41 50体積% Υ2θ3 25 66 4. 9
42 タングステン 50 65 4. 4
43 + Ε r 203 25 61 5. 0
44 50体積%銅 50 63 4. 8
45 C aO 25 56 5. 6
46 Υ203 25 67 3. 4
47 250 68 2. 9
48 100%銅 Ε r 203 25 63 3. 9 '
49 50 65 3. 1
50 C aO 25 52 2. 7
51 250 55 2. 0
〔表 3〕
* 1) 添加物の量は酸化物換算による。
* 2) を記した実験 No. 61~62のものは元素換算である。
* 3) 焼成条件:
① 1820で X 2時間、 1気圧 N2中ホットプレス (300Kg/cm3)
② 1900で X 2時間、 1気圧 N2中ホットプレス (300Kg/cm3)
③ 182 時間、 N2中常圧焼成
〔表 4〕
焼結体基板
使用した基板 糸 7ト 3©华
( 0 \ N \ /ο )
■ T
Ό 実施例 1 1 2 4 -r-
Ό 4 実施例 1 2 4 1 f
D 5 実施例 1 3 3 7
6 6 実施例 1 9 7 2
6 7 実施例 1 1 2 6 3
6 8 実施例 1 1 5 5 7
6 9 実施例 1 1 9 4 3
7 0 実施例 1 - 2 0 6 0
7 1 実施例 1 2 1 5 5
7 実施例 1 2 3 5 8 o
7 3 実施例 1 2 ¾ 5 4
( 4 実施例 1 2 6 6 . 2
7 5 実施例 1 2 7 1 . 5
7 b 実施例 1 2 9 4 8
7 7 実施例 1 3 5 4 1
7 8 実施例 4 5 2 4 9
7 9 実施例 4 5 3 2 9 実施例 4 5 4 6 2
8 1 実施例 4 5 5 4 6
8 2 実施例 4 .· 5 6 , 4 9
8 3 実施例 4 5 7 6 7
8 4 実施例 4 5 8 5 0
8 5 実施例 4 5 9 5 4
8 6 実施例 4 6 0 4 7
〔表 5〕
* 1) 焼結助剤の含有量は酸化物換算したものである。
* 2) 焼成条件:
① 180 O X 2時間 ©195 OtX 12時間 ®2200V.X 4時間
©1800ΌΧ 12時間 ⑥ 2100 :x 4時間 ⑩ 2200 :x 8時間
③ 1800"CX 24時間 ⑦ 2100"CX 12時間 ©220 CCX 2時間
©1950 Χ 4時間 ®210 OtX 24時間
* 3) 焼結体中の焼結助剤の含有量は 100万分の 1単位の重量割合で示した。
含有量は元素換算での値である。
〔表 6〕
* 1) 焼結助剤の含有量は酸化物換算したものである。
* 2) 焼成条件:
① 1800で>< 2時間 (1)1950で乂12時間 ®2200"CX 4時間
② 1800*0X12時間 ⑥ 2100で < 4時間 ⑩ 2200^Χ 8時間 @1800 24時間 ©2100で 12時間 ©220 CCX 12時間 ④ 1950¾Χ 4時間 ⑧ 2100^X24時間
* 3) 焼結体中の焼結助剤の含有量は 100万分の 1単位の重量割合で示した。
又含有量は元素換算での値である。 '
* 4) 焼成済焼結体の組成は粉末成形体の時の配合組成で助剤の量は酸化物換算したものである
〔表 7〕
導通ビア用 導通ピアが
タングステン グリーン グリーン スルー 形成された 導通ビアの抵抗率 実験 ペースト中の シート シ一卜 ホール A 1 N焼結体
No. A 1 N含有量 中の の 径 の
焼結助剤 焼成条件 光透過率 (X 1 0一6 Ω· cm)
(重量%) (βΐη) (%) (室温において)2 2 0. 0 2 5 6 0 7. 02 3 1. 0 2 5 6 2 7. 524 5. 0 Y2O3 1 8 0 0 °C 2 5 64 9. 12 5 1 0. 0 5重量% X 2時間 2 5 6 6 3 72 6 20. 0 2 5 6 8 6 92 7 3 0. 0 2 5 6 7 1 3 228 0. 0 25 80 6. 8 ί? 0 γ 12 ο ? 00 T o
υ 5重量% X 4時間 7 4
+ 7 C aO
Q Q 0. 5 1 800 Ό 50 57 8. o34 5. 0 重量% X 2時間 50 6 5 9. 0 3 5 0. 1 50 8 0 6. 93 6 1. 0 ·· Y2O3 2 20.0で 5 0 8 3 6. 93 7 5. 0 X 4時間 50 84 8. 23 8 1 0. 0 50 8 5 3 2
〔表 8〕
* 1 ) 焼成条件:
① 1820°CX2時間、 N2中常圧焼成
©2200°CX4時間、 N2中常圧焼成 (CO: 200 p pm含む)
〔表 9〕
反射防止部材形成前の焼結体 反射防止部材形成後の焼結体 実 験 焼結助剤 平均表面 焼結体 焼結体の 光透過率 )
No. 表面処理 粗さ の 光透過率 反射防止部材
の方法 a 反射率 自 Ξ シリカ マ〃ネ
(nm) ( ) (%) 酸化皮膜 皮膜 シァ皮膜
154 160 9 61 74 73 74
155 γ2ο3 鏡面研磨 28 13 64 73 71 76
156 ラッフ。研磨 870 10 58 70 69 73
157 as-fire 190 11 59 72 70 70
158 E r 2Os 鏡面研磨 27 16 65 76 74 75
159 ラツフ。研磨 750 12 61 72 74 70
160 as-fire 320 12 57 70 68 71
161 C aO 鏡面研磨 30 15 61 74 72 74
162 ラッ 研磨 910 12 56 69 70 68
〔表 10〕
反射部材形成前の焼結体 反射部材形成後の焼結体
焼結体の表面状態 反射率 (%)
実験 焼結助剤 表面状態 平均表面粗さ 反射率 反射部材
No. 及び R a アルミ 金 銀 銅 パラジ 白金
.表面処理法 (nm) (%) ニゥム ゥム63 a s 1 6 0 9 8 9 8 8 9 1 88 76 7 7 γ2ο3 — f i r e
64 鏡面研磨 28 1 3 92 9 1 9 6 92 82 8 165 ラップ研磨 870 8 83 82 8 5 84 72 7466 a s 1 90 10 87 89 90 90 79 78
E r 203 — f i r e
67 鏡面研磨 27 14 93 92 97 9 1 83 8068 ラップ研磨 7 50 1 0 80 84 87 8 1 74 7 1 69 a s 320 9 86 87 92 87 7 7 77
C aO — f i r e
70 鏡面研磨 30 1 2 9 1 92 97 92 80 8 171 ラップ研磨 9 1 0 9 8 1 80 84 8 1 74 7 2
〔表 1 1〕
〔表 1 2〕
* ) 反射率は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成後のものである。
〔表 13〕
反射部材形成前の焼結体 反射部材形成後の焼結体 焼結体の表面状態 反射率 (%) 宝驗 平 表囬 反射部材
1ST π 站旦 表面状態 粗さ タングステン: 及ぴ マクオ、 亜鉛 ニッ タノり モリブ 70重量% 面処埋活 κ a ンゥム ケル ステン +
nm) 銅: 30重量% a s 160 82 80 62 54 D ύ 74 2リ 3 — f i r e
25 鏡囬 燈 Q P D 7 Q
/ D y O 7 77 7 n 81 79 60 52 51 72 97 a s 190 83 80 63 53 54 75
E r 020¾ — f i r e
28 鏡面研磨 27 88 84 66 56 56 76 29 ラップ研磨 750 84 77 64 51 52 73 30 a s 320 86 84 63 53 52 74
C aO — f i r e
31 鏡面研磨 30 87 85 66 57 55 79 32 ラップ研磨 910 83 84 59 52 51 73
〔表 14〕
添加物
実験 v^ U虽 ALON 光诱過率 No. 添 †3、、ノ JロW物 Ύi名 Ί V r+^ /oノ
* 1) (重量%) (o/0) (%)
233 なし 0. 9 1. 3 A A
234 A 1203 0. 5 1. 0 2. 1 27
235 A 1203 2. 5 2. 1 5. 4 16
236 A 1203 7. 0 4. 8 10 7. 4
237 A 1203 12. 0 7. 7 17 3. 9
238 A 1203 18. 0 10. 9 25 0. 7
239 A 1203 24. 0 14. 1 34 0. 6
240 A 1203 30. 0 17. 5 41 0. 0
241 A 1203 36. 0 20. 7 47 0. 0
* 1 ) 添加物の量は酸化物換算 よ 。
〔表 1 5〕
〔表 16〕
* 1) 添加物の量は酸ィヒ物換算による。
〔表 17〕
* 1) 添加物の量は元素換算による。
〔表 18〕
* 1) 添加物の量は元素換算による。
〔表 1 9〕 182
〔表 20) 183
酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板の特性
焼結体組成
実験 〔成分含有量〕 抵抗率 光透過率 N o . (モル% 酸化物換算)
含有成分 (Ω · cm) ゾ レ^ーヮム ア レ —ゥム以外 (MM)
327 >1 X 108 16
3 2 8 η U . U U Z 6. 8 X 101 2 2
32 9 n 7. 9 X 1 0 ° 24 n U . r U\ o q
3 3 0 7. 4 X 1 0一1 2 7
331 U . Li 8. 4X10— 2 36 2 7 * 7X 10—3 44
333 1 n 2. 9X 10 d 53 4 Π 1. 6X 10 6 56
335 Q . 3 X 1 0 Δ 52
Q Q β n n o - y x u 乙 Q 7 o 0 u . u
o 4±. n n ( . S U
Q Q Λ u o 4 U 丄 · υ e 2υ 8. 7X 10 1 6. 9
. υ 、し r 2 D 3_ί 3. 4 X 10— 1 9. 2
U . U 4 2 3, > 1 X 108 57
343 u . n υ 4 Ά r 2
3ヽ > 1 X 108 53 o 44 0. 04 (Y D 203) > 1 X 108 54
345 3, 0 0. 2 (F e 203) 2. 3X 10一3 53
346 3. 0 0. 2 (Cr 2〇3) 1. 9 X 10- 3 55
347 0. 03 0. 000 1 (Y2O3) 7. 3 X 10 -1 28
348 0. 03 0. 0004 (Y203) 7. 4X 10- 1 37
349 0. 03 0. 0008 (Y2〇3) 7. 4X 10 1 45
350 0. 03 0. 0015 (Y203) 7. 6 X 10 -1 56
351 0. 0.3 0. 005 (Y203) 7. 5 X 10"1 64
352 0. 03 0. 04 ' (Y203) 7. 8 X 10- 1 68
353 0. 03 0, 2 (Y203) 7- 7X10 -1 65
354 0. 03 1. 0 (Y203) 7. 9X 10 -1 62
355 · 0. 03 5. 0 (Y203) 8. 2 X 10- 1 54
356 0. 03 8. 0 (Y203) 8. 7 X 10- 1 37
357 0. 03 12. 0 (Y203) 9. 2 X 10- 1 24
3 58 0. 002 0. 04 (Y203) 7. 4X 101 62
359 0. 008 0. 04 (Y2〇3) 8. 2 10° 66
36-0 0. 10 0. 04 (Y203) 8. 8X 10-2 71
361 0. 30 0. 04 (Y203) 8. 2 X 10— 3 75
362 1. 0 0. 04 (Y203) 3. 3 X 10- 3 84
363 3. 0 0. 04 (Y203) 1. 7X 10-3 84
364 10. 0 0. 04 (Y203) 6. 9X10-3 74
365 30. 0 0. 04 (Y203) 9. 5X10-2 66
366 50. 0 0. 04 (Y203) >1 X108 27 '
367 0. 10 0. 04 (E r 203) 8. 9 X 10 -2 68 .
368 3. 0 0. 04 (Dy 203) 2. 2 10- 3 77
369 3. 0 0. 04 (Ho 203) 1. 8X10 -3 80
370 3. 0 0. 04 (E r 203) 1. 9X10-3 78
371 3. 0 0. 04 Yb203) 2. OX 10- 3 81
372 3. 0 0. .04 (Y203) 3. 5X10 -3 83
+ 0. 04 (E r 203)
〔表 2 1〕
〔表 2 2〕 185
〔表 23〕
各種セラミック材料を主成分とする焼結体基板の特性
麵 焼結助剤、 平均表面粗さ 光透過率
No. 主成分 及び添加剤 焼成法 R a
(含有量) (nm) (%)
443 ィ 1 2リ 3 女 中 'Ι¾Β? 7 1 1 9 7 ジレコニゥム (3モル%)
酸化 ェ 2リ 3
1 4 9
444 ジルコニウム (3モル%) プレス
445 酸化 助剤なし 大気中焼成 7. 9 34 マグネシウム
r a α Ο
446 酸化 大気中焼成 4. 4 83 マグネ 1 シゥ 2 3
(1重量%)
447 アルミン酸 助剤なし 大気中焼成 8. 4 32 マグネシウム
C aO
448 アルミン酸 (0. 1重量%) 水素中焼成 5. 7 79 マグネシウム + Y203
(0. 1重量%)
449 酸化 助剤なし 大気中焼成 6. 9 42 ィッ卜リウム
Dy203
450 酸化 (0. 25重量%) 水素中焼成 7. 6 8 2 イツトリゥム + Ho203
(0. 25重量%)
51 結晶化ガラス 添加剤なし 大気中 9. 4 3 4 52 結晶化ガラス L a 203 大気中 7. 9 52
(0. 50重量%)
53 '結晶化ガラス 2O3 大気中 7. 4 71
(0. 50重量%)
〔表 2 4〕
反射防止部材形成前の焼結体 反射防止部材形成後の焼結体 実験 ifflしナ- 條枯^ k 徳結 光透過率 (%)
N o . ェ 結 ·&の の の 反射防止部材
作製実験 Ν 反射率 光孫過率 マ)し :? +
ノレ Πリノ J ヾ ソ ィ、 ノマ o . (%) /t¾朕 Λ¾ 5 4 Q o 1 Q 1 ft a 9 Q 9 7 5 5 耐 k面船 Q Q q a fi 7 7 π fi Q 5 6 Q A 9 1 1 « Q a 7 f 1 5 7 3 6 0 8 7 i 8 1 8 3 8 1 5 8 3 7 3 1 4 1 4
5 9 ベリリウム 3 8 0 1 4 5 7 ― 7 0 - 6 0 3 9 4 1 3 6 7 7 Q
6 1 4 0 3 1 2 1 8 - 2 9 2 8 6 2 酸化 4 1 3 1 4 4 6 u
6 3 アルミニウム 4 2 7 1 3 6 9 8 l 7 9 6 4 4 3 Q Q 1 4 3 1 3 0 6 5 酸ィ匕 4 4 3 1 2 2 7 4 0 4 3 1 6 6 ジルコニウム 4 4 4 1 5 9 7 1 6 9 7 2 6 7 酸化 4 4 5 1 1 3 4 5 1
マグネシウ
6 8 アルミン酸 4 4 7 f •1 3 3 2 4 9
マグネシウム
6 9 酸化 4 4 9 1 2 4 2 5 5 5 4 5 8 イットリウム
7 0 結晶化ガラス 4 5 2 1 0 5 2 6 6
〔表 2 5〕
反射部材形成前の焼結体 反射部材形成後の焼結体 実験 使用し 焼結体 反射率 ( )
N o . 主成分 焼結体の の 反射部材
作製実験 N 反射率 レ^ パ
o . (%) ニゥム ゥム 7 1 3 2 7 3 9 2 9 0 Q g 1 8
7 2 酸化亜 i& 3 3 4 9 9 2 9 2 Q 9 2 g 2 7 3 3 4 2 1 1 9 1 9 1 9 6 9 o 8 0 8 1 7 4 3 6 3 9 9 3 9 2 9 7 9 2 δ 3 g 2 7 5 酸化 3 7 3 1 4 9 3 9 1 g 7 9 i δ i g o 7 6 ベリリウム 3 8 0 1 4 9 2 9 0 9 6 9 o 8 3 8 2 7 7 3 9 5 1 2 9 3 9 2 9 7 9 2 8 3 8 1 7 8 4 0 3 1 2 9 1 9 2 9 6 9 o 8 0 8 1 7 9 酸化 4 1 3 1 4 9 2 9 2 9 7 9 2 8 0 8 1 8 0 アルミニウム 4 3 0 1 2 9 1 9 2 9 5 i 8 0 8 l 8 1 4 4 2 8 9 3 9 1 9 7 9 2 8 2 8 2 8 2 酸化 4 4 3 1 2 . 9 3 9 0 9 5 9 2 8 0 7 9 8 3 ジレコニゥム 4 4 4 1 9 1 9 2 9 7 9 1 8 3 8 2 8 4 酸化 4 4 5 1 1 9 0 9 0 9 6. 9 0 8 1 8 1 8 5 マグネシウム . 4 4 6 1 4 9 2 9 1 9 7 9 2 8 2 8 0 8 6 アルミン酸 4 4 7 1 3 ' 9 3 1 9 6 9 2 8 1 7 9 8 7 マグネシウム 4 4 8 1 5 9 2 9 2 9 6 9 0 8 3 8 0 8 8 酸化 4 4 9 1 2 9 1 9 1 9 7 9 1 8 0 8 0 8 9 イットリウム 4 5 0 1 5 9 1 9 3 9 7 9 3 8 2 8 2 9 0 4 5 1 1 1 9 0 9 2 9 4 9 1 8 2 7 8 9 1 晶化ガラス 4 5 2 1 3 9 2 9 1 9 6 9 3 8 0 8 1 9 2 4 5 3 1 4 9 3 9 2 9 6 9 2 8 3 8 2
〔表 26〕
皮膜形成前の焼結体 皮膜
^:驗
j
N o . (%) ( )
493 327 13 T i O 2 スパッタ 2. 67 94
494 酸化亜鉛 334 9 N b„0.5 スパッタ 2. 32 9 l
495 3 2 12 s i c スパッ夕 2. 65 95
496 363 9 A 1 スパッタ 2. 07 87
497 酸化 373 14 Z nO スパッタ 2. 02 96
498 ベリリウム 380 14 ダイヤモンド CVD 2. 41 93
499 395 12 A 1 スパッタ 2. 07 92
50 0 40 3 1 2 S i , スパッタ 2. 14 9 1
501 酸化 13 1 T a.O. スパッ夕 2. 32 92
502 アルミニウム 430 ' 12 T i 02 スパッタ 2. 67 93
503 442 8 Z nO スパッ夕 2. 02 94
504 酸化 443 12 T i 02 CVD 2. 72 96
505 ジルコニウム 444 14 S i C スパッタ 2. 65 91
506 酸化 . 445 I 1 A 1 N スパッタ 2. 07 92
507 マグネシウム 446 ' 14. Z nO スパ'ソタ 2. 02 96
508 アルミン酸 447 13 Z rOa スパッタ 2. 15 93
509 マグネシウム 448 15 Nb2Os CVD 2. 41 91
510 酸化 449 12 Z nO スパッタ 2. 02 90
511 イットリウム 450 15 T i Oa スパッタ 2. 67 92
512 451 11 Z nO スパッタ 2. 02 92
513 結晶化ガラス 452 13 S i 3N4 スパッタ 2. 14 91
514 453 1 A 1 N スパッタ 2. 07 93
〔表 27〕
反射部材形成前の焼結体 反射部材形成後の焼結体
反射率 (%)
実験 使用した 焼結体 反射部材
No. 主成分 焼結体の の タングステン: 作製実験 反射率 マグネ 亜鉛 ニッ タンダ モリプ 70重量%
No. シゥム ケル ステン +
{%) 銅: 30重量%
515 327 13 87 89 67 58 58 77
516 酸化亜鉛 334 9 90 8.7 68 59 57 78
517 342 11 91 87 67 57 56 77
518 363 9 91 89 69 59 58 79
519 373 14 87 84 65 57 55 76
520 ベリ 380 14 90 83 68 55 58 78
521 リウム 395 .12 89 85 57 9
522 酸化 403 12 88 84 g § q
523 アル? 413 14 87 87 66 56 55 78
524 ニゥム 430 2
525 442 8
526 ¾ 厶 87 84 65 58 59 78 ? c n
ニゥム
528 a c
529 、 89 87 68 56 59 79 シゥム
530 アルミン酸 447 13 87 84 63 57 56 .77
531 マグネ 448 15 90 86 66 59 56 80
シゥム
532 449 12 89 83 67 56 57 79
533 イツ卜 450 15 89 87 65 58 56 78
リウム
534 451 11 86 84 65 55 54 79
535 結晶化ガラ 452 13 89 85 64 57 57 81
536 ス 453 14 91 86 66 57 58 80
〔表 2 8〕
* ) ただし、 結晶化ガラスを主成分とする焼結体の添加剤含有量は酸ィヒ物換算による重量%である t
〔表 29〕
窒化ガリゥムを主成分とする焼結体の特性
焼結体組成
実験 原料 〔成分含有量] *) 光 抵抗率
No. CD (モル%) 透過率
作製法 含有成分 (Ω · cm) アルカリ土類金属 希土類元素 その他の成分 (%) (室温) (成分) (成分) (成分)
552 一 - 一 6. 2 4. 4X 1 02
553 金属の 5. 0 (C aO) 一 -一 47 測定せず
554 直接 - 0. 5 (Y2Oa) 一 66 9. 4 101
555 窒化法 0. 2 (C aO) 0. 2 (Y203) 一 62 7. 7 X 1 01
556 - 一 0. 05 (S i 3N4) 25 2. 4X10一3
557 - - ― 34 9. 4 X 101
558 0. 01 (C aO) ― . ― 82 9. 2 X 1 01
559 0. 5 (C aO) 一 - 74 7. 8 X 1 01
560 12. 0 (C aO) 一 一 27 9. 1 X 101
561 一 0. 001 (Υ203) 一 71 5. 9 X 101
562 一 0.. 01 (Y2Oa) - 86 7. 5 X 1 01
563 一 1. 0 (Y203) - 73 7. 2 X 1 01
564 酸化物 12. 0 (Υ203) 23 測定せず
565 還兀法 24. 0 (Υ203) 1 1. 4X 1 02
566 7. 0 (Dy203) 56 9. 3 X 1 01
567 1. 0 (Ηο203) 67 8. 4X 1 01
568 1. 0 (E r 203) 71 8. 8X 101
569 1..0 (Yb203) 70 7. 9 X 101
570 0. 001 (S i aN4) 31 2. 5 X 10
571 0. 01 (Υ203) 0. 01 (S i 3N4) 82 1. 7 X 10 -2
572 0. 05 (A 1 N) 34 8. 1 X 103
573 24. 0 (A I N) 26 1. 7 X 1 02
574 0. 05 (Mo03) 31 8. 9 X 1 01
575 31. 9. 0 X 1 01
576 化学 0. 2 '(C aO) 0. 2 .(Υ203) 0. 01 (S i 3N4) 76 2. 4X 1 0-2
577 輸送法 2. 0 (Υ203) 66 測定せず
578 1. 0 (S i 30 7. 6 X 1 0—2
次に本発明についてさらに詳しく説明を行う。
(発明の態様)
本発明は上記のように発光素子搭載用基板に関するものでありその態様は、 1) 性を 有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子搭 ¾J¾基板、 2) 反射防止部材 が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光 搭 基板、 3) 反射部 材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板、 である。 本発明による上記発光素子搭載用基板に関してその詳細を項 1〜項 2 8 0に記載した。
なお、 項 2 8 1〜項 3 2 2には本発明による発光軒搭載用基板に用いる窒化アルミニウム を主成分とする焼結体の製造方法に関してについて記載した。
また本発明は上記発光素子搭載用基板に搭載された発光素子に関するものでありその態様は、 4) 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光素 子、 5) 反射防止部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載 された発光素子、 6) 反射部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基 板に搭載された発光素子、 である。 本発明による上記発光素子に関してその詳細を項 1 0 0 1 〜項 1 2 8 0に記載した。
以下本発明の態様について詳細を説明する。
項 1. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は¾¾1性を有するセラミック材料 を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板。
項 2. 光 ¾ 率 1 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを とする 項 1に記載された発光素子搭載用基板。
項 3. 光 ¾ 率 5 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを,とする 項 1又は 2に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 4. 光透過率 1 0 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とす る項 1、 2又は 3に記載されたいずれかの発光素子搭義基板。
項 5. 率 2 0 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを «とす る項 1、 2、 3又は 4に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 6. 光透過率 3 0 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とす る項 1、 2、 3、 4又は 5に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 7. ^ 4 0 %以上のセラミツク材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とす る項 1、 2、 3、 4、 5又は 6に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 8. 光 ¾ 率 5 0 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とす る項 1、 2、 3、 4、 5、 6又は 7に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 9. 光透過率 6 0 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とす る項 1、 2、 ' 3、 4、 5、 6、 7又は 8に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 1 0. 率 8 0 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴と する項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8又は 9に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 1 1. ¾¾M率 8 5 %以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴と する項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9又は 1 0に記載されたいずれかの発光素子搭載用 項 1 2. セラミック材料を主成分とする焼結体の ½¾i性あるいは^ §率が少なくとも波 長 2 0 0 nm〜8 0 O nmの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 1 0又は 1 1に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 1 3. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材が形成されたセラ ミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板。
項 1 4. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材が形成された通 過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 1 0、 1 1、 1 2又は 1 3に記載されたいずれかの発光素子搭載用 項 1 5. 反射防止部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあ るいはそれ以下であることを特徴とする項 1 3又は 1 4に記載されたいずれかの発光軒搭載 用基板。
項 1 6. 反射防止部材が屈折率 2. 3以下の材料からなることを特徴とする項 1 3、 1 4又 は 1 5に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 1 7. 反射防止部材が屈折率 2. 1以下の材料からなることを とする項 1 6に記載さ れた発光素子搭載用基板。
項 1 8. 反射防止部材が屈折率 2. 0以下の材料からなることを特徴とする項 1 6又は 1 7 に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 1 9.反射防止部材が ¾¾ 率 3 0 %以上の材料からなることを i [とする項 1 3、 1 4、
1 5、 1 6、 1 7又は 1 8に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 2 0. 反射防止部材が 率 5 0 %以上の材料からなることを特徴とする項 1 9に記載 された発光素子搭載用基板。
項 2 1. 反射防止部材が ¾¾¾率 7 0 %以上の材料からなることを特徴とする項 1 9又は 2 0に記載された発光素子搭載用基板。
項 2 2. 反射防止部材が^ 1率 8 0 %以上の材料からなることを特徴とする項 1 9、 2 0 又は 2 1に記載された発光素子搭 基板。
項 2 3. 反射防止部材の屈折率及.び 率がそれぞれ少なくとも波長 2 0 0 nm〜8 0 0 nmの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項 1 5、 1 6、 1 7、 1 8、 1 9、 2 0、 2 1又は 2 2に記載されたいずれかの発光素子搭 mffl基板。
項 2 4. 反射防止部材がガラス、 樹脂、 金属酸化物、 金属窒化物、 金属炭化物のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを とする項 1 3、 1 4、 1 5、
1 6、 1 7、 1 8、 1 9、 2 0、 2 1、 2. 2又は 2 3に記載されたいずれかの発光鮮搭載用 項 2 5. 反射防止部材として用いられるガラスが ¾ ^ガラス、 高珪酸ガラス、 ソーダ石灰ガ ラス、 鉛ソーダガラス、 カリガラス、 鉛カリガラス、 アルミノ珪酸塩ガラス、 硼珪酸ガラス、 無アルカリガラス、 カルコゲン化物ガラス、 テルライドガラス、 燐酸塩ガラス、 ランタンガラ ス、 リチウム含有ガラス、 ノ リゥム含有ガラス、 含有ガラス、 フッ^ "有ガラス、 有 ガラス、 窒素含有ガラス、 ゲルマニウム含有ガラス、 クラウンガラス、 βクラウンガラス、 重クラウンガラス、 希土^素あるいはニオブ、 タンタルを含むクラウンガラス、 フリントガ ラス、 軽フリントガラス、 重フリントガラス、 希土^ ¾素あるいはニオブ、 タンタルを含むフ リントガラス、 はんだガラス、 光学ガラス、 各種結晶化ガラスのうちから選ばれた 1種以上の 材料からなることを特徴とする項 2 4に記載された発光素子搭載用基板。
項 2 6. 反射防止部材として用いられる樹脂がエポキシ樹脂、 シリコーン樹脂、 ポリイミド 棚旨、 フエノール樹脂、 ビスマレイミドトリアジン棚旨 (ΒΤレジン)、 不飽和ポリエステル、 P TFEや P FAあるいは FE Pあるいは PV d Fなどのフッ素棚旨、 アクリル樹脂、 メタク リル樹脂、 ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA)、 スチレン ·アクリロニトリル共重合樹 脂 (S AN)、 ァリルジグリコールカ一ポネート樹脂 (AD C)、 ウレタン樹脂、 チォウレタン 樹脂、 ジァリルフ夕レート欄旨(DAP)、 ポリスチレン、 ポリエーテルエ一テルケトン (P E EK)、 ポリエチレンナフタレ一ト (P EN)、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド(P
AI)、 飽和ポリエステル、 ポリエチレンテレフタレート (PET)、 ポリブチレンテレフタレ 一卜(PBT)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリフエ二レンスルフィド(PPS)、 ポリフエ二レンェ一テル (PPE)、 ポリフエ二レンオキサイド (PPO)、 ポリエーテルイミ ド (PEI)、 ポリエ一テルスルホン (PES)、 ポリメチルペンテン (PMP)、 ポリエチレン (PE)、 ポリプロピレン (PP)、 エチレンビニルアルコール共重合体、 ポリスルホン、 ポリ ァリレート、 ジァリルフタレ一ト、 ポリァセタールなどのうちから選ばれる少なくとも 1種以 上を主成分とする材料からなることを特徴とする項 24に記載された発光^?搭載用基板。 項 27. 反射防止部材として用いられる金属酸化物、 金属窒化物、 金属炭化物がベリリウム (Be), マグネシウム (Mg)、 カレシゥム (Ca)、 ストロンチウム (S r)、 バリウム (B a)、 スカンジウム (Sc)、 イットリウム (Y)、 ランタン (La)、 セリウム (Ce)、 プラセ ォジゥム (Pr)、 ネオジゥム (Nd)、 サマリウム (Sm)、 ユーロピウム (Eu)、 ガドリニ ゥム (Gd)、 デイスプロシゥム (Dy)、 ホルミウム (Ho)、 エルビウム (Er)、 イツテル ビゥム (Yb)、 ルテチウム (Lu)、 ジルコニウム (Zr)、 ハフニウム (Hf)、 ニオブ (N b)、 タンタル (Ta)、 モリブデン (Mo)、 タングステン » (Zn)、 硼素 (B)、 アルミニウム (Al)、 ガリウム (Ga)、 インジウム (I n)、 珪素(S i)、 ゲルマニウム (G e)、 錫 (Sn)、 アンチモン (Sb)、 のうちから選ばれる少なくとも 1種以上の金属を主成分 とする材料からなることを特徵とする項 24に記載された発光素子搭載用基板。
項 28. 反射防止部材が 化アルミニウム、 酸化ゲイ素、 酸化マグネシウムのうちから選ば れる少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項 24又は 27に記載 されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 29. 反射防止部材がセラミック材料を主成分とする焼結体の自己酸化皮膜からなること を特徴とする項 24、 27又は 28に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 30. 発光軒を搭載するための基板であって、 該基板は反射部材が形成されたセラミツ ク材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板。
項 31. 発光舒を搭載するための基板であって、 該基板は反射部材が形成された 性 を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 L2, .13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29又は 30に記載されたいずれかの発 光素子搭載用基板。
項 32. 反射部材が反射率 15%以上の材料からなることを,とする項 30又は 31に記 載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 33. 反射部材が反射率 30%以上の材料からなることを特徴とする項 32に記載された 発光素子搭載用基板。
項 34. 反射部材が反射率 50 %以上の材料からなることを とする項 32又は 33に記 載されたいずれかの発光素子搭 f ^基板。
項 35. 反射部材が反射率 70 %以上の材料からなることを特徴とする項 32、 33又は 3 4に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 36. 反射部材が反射率 80%以上の材料からなることを特徴とする項 32、 33、 34 又は 35に記載されたいずれかの発光素子搭 基板。
項 37. 反射部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるい はそれ以上であることを特徴とする項 30、 31、 32、 33、 34、 35又は 36に記載さ れたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 38. 反射部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率より少なくとも 0. 2以上大きいことを特徴とする項 37に記載された発光素子搭載用基板。
項 39. 反射部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率より少なくとも
0. 3以上大きいことを特徴とする項 37又は 38に記載されたいずれかの発光素子搭 基 板。
項 40. 反射 が 率 30%以上の材料からなることを驗とする項 30、 31、 3 2、 33、 34、 35、 36、 37、 38又は 39に記載されたいずれかの発光素子搭糊基 板。
項 41. 反射部材が光 ¾1率 50%以上の材料からなることを特徴とする項 40に記載され た発光素子搭載用基板。
項 42. 反射部材が) ¾¾ϋ率 80 %以上の材料からなることを特徴とする項 40又は 41に 記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 43. 反射部材の反射率、 屈折率及び光 ¾i率がそれぞれ少なくとも波長 200nm〜8 0 Onmの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41又は 42に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 44. 反射部材が金属、 合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料 からなることを體とする項 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36又は 43に記載され たいずれかの発光素子搭載用基板。
項 45. 反射部材が Be、 Mg、 Sc、 Y、 希土類金属、 T i、 Z r、 Hf、 V、 Nb、 T a、 Cr、 Mo, W、 Mn、 Re、 Fe、 Co、 N i、 Ru、 Rh、 Pd、 Os、 I r、 P t、 Cu、 Ag、 Au、 Zn、 B、 Al、 Ga、 I n、 S i、 Ge、 Sn、 Pb、 Sb、 B iのう ちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを 1 [とする項 30、 3
1、 32、 33、 34、 35、 36又は 37に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 46. 反射部材が Cu、 Ag、 .Au、 Al、 Mg、 Zn、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 Co、
N i、 Rh、 Pd、 Os、 I r、 P t、
Mo/Cu合金、 W/Ag合金、 Mo /A g合金、 WZA u合金、 Mo/Au合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分 とする材料からなることを特徴とする項 45に記載された発光素子搭載用基板。
項 47. 反射部材が Cu、 Ag、 Au、 Al、 Mg、 Zn、 Fe、 Co、 Ni、 Rh、 Pd、 〇s、 I r、 P t、 W/Cii合金、 Mo "Cu合金、 WZAg合金、 Mo/Ag合金、 W/A u合金、 MoZAu合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる ことを特徵とする項 45又は 46に記載されたいずれかの発光素子搭 基板。
項 48. 反射部材が Cu、 Ag、 Au、 A 1を主成分とする材料からなることを特徴とする 項 45、 46又は 47に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 49. 反射部材が元素単体、 金属の酸化物、 金属の窒化物、 金属の炭化物、 金属の珪素化 物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを ^とする項 3 0、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42又は 43に 記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 50. 反射部材が Ti〇2、 BaTi03、 S rTi〇3、 CaTi〇3、 PbTi〇3、 PZ T 〔Pb (Zr、 T i) 〇3〕、 PLZT 〔(Pb、 La) (Z r、 T i) 03〕、 PLT 〔(Pb、 La) T i〇3〕、 Z r〇2、 ZnO、 ZnSe、 Nb2〇5、 Ta205、 L iNb〇3、 L i Ta 〇3、 SBN C(S r!_xBax) Nb2〇6〕、 BNN (B a2NaNb5〇15)、 B i 12Ge〇20、 B i 12T i〇2。、 B i 2W06、 PbMo〇4、 PbMo〇5、 Te02、 S i C、 S i 3N4、 ダ ィャモンド、 A1N、 GaN、 I nN、 S i、 Ge、 カルコゲナイドガラスのうちから選ばれ た少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項 49に記載された発光 項 51.反射部材が T i 02、 S rT i〇3、 PbT i 03、 PZT [Pb (Z r、 T i) 〇3〕、
PLZT 〔(Pb、 La) (Zr、 T i) 03〕、 PLT 〔(Pb、 L a) Ti〇3〕、 Zr〇2、 Z n〇、 ZnSe、 Nb2〇5、 Ta2〇5、 B i 12GeO20, B i 12Ti〇20、 B i 2W06、 Te 02、 S i C、 S i3N4、 ダイヤモンド、 A1N、 GaN、 I nN、 カルコゲナイドガラスのう ちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを ^とする項 49又は 50に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 52. 反射部材が Ti〇2、 S rTi〇3、 PbTi〇3、 Zr〇2、 ZnO、 Nb205、 T a2〇5、 B i 12GeO20、 B i 12TiO20、 B i 2W〇6、 S i C、 S i 3N4、 ダイヤモンド、 A IN, GaN、 I nNのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる ことを特徴とする項 49、 50又は 51に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 53. 反射部材が Ti〇2、 Z r〇2、 Zn〇、 Nb2〇5、 Ta2〇5、 S i C、 S i 3N4、 ダイヤモンド、 A INを主成分とする材料からなることを特徴とする項 49、 50、 51又は 52に記載されたいずれかの発光^?搭載用基板。
項 54. 反射部材が少なくとも波長 200 nm〜800 nmの範囲の光に対して全反射する 材料からなることを纖とする項 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52又 は 53に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 55. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材及び反射部材のう ちから選ばれた少なくともいずれかが形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からな ることを 1とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、
43、 44、 45、 46、 47、 4.8、 49、 50、 51、 52、 53又は 54に記載された いずれかの発光素子搭載用基板。
項 56. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材及び反射部材が同 時に形成されたセラミツク材料を主成分とする焼結体からなることを とする項 55に記載 された発光素子搭載用基板。
項 57. 発光素子を搭載するため 基板であって、 該基板は反射防止部材及び反射部材のう ちから選ばれた少なくともいずれかがセラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面の うちから選ばれた少なくともいずれかに形成されたものからなることを [とする項 55又は
56に記載されたいずれかの発光素子搭 基板。
項 58. 発光軒を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材及び反射部材が同 時にセラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面のうちから選ばれた少なくともいず れかに形成されたものからなることを特徴とする項 55、 56又は 57に記載されたいずれか の発光素子搭載用基板。
項 59. セラミック材料を主成分とする焼結体が;),^^!性を有するものであることを特徴と する項 55、 56、 57又は 58〖こ記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 60. 発光軒を搭載するための基板であって、 該基板はセラミック材料を主成分とする 焼結体からなり発光素子からの発光を任意の方向に放出可能であることを特徴とする発光軒 項 61. 発光 »を搭載するための基板であって、 該基板は) 性を有するセラミック材 料を主成分とする繊吉体からなり発光素子からの発光を任意の方向に放出可能であることを特 徵とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 1 6、 17、 18、 19、 20、 21、 22、.23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 3 0、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 4
4、 4 5、 4 6、 4 7、 4 8、 4 9、 5 0、 5 1、 5 2、 5 3、 5 4、 5 5、 5 6、 5 7、 5 8、 5 9 X« 6 0に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 6 2 . 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材が形成されたセラ ミック材料を主成分とする焼結体からなり発光 からの発光を任意の方向に放出可能である ことを特徴とする項 6 0又は 6 1に記載されたいずれかの発光素子搭輋 基板。
項 6 3 . 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射部材が形成されたセラミツ ク材料を主成分とする焼結体からなり発光素子からの発光を任意の方向に放出可能であること を特徴とする項 6 0、 6 1又は 6 2に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 6 4. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材及び反射部材が同 時〖こ形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなり発光素子からの発光を任意の方 向に放出可能であることを特徴とする項 6 0、 6 1、 6 2又は 6 3に記載されたいずれかの発 光軒搭載用基板。
項 6 5. 発光^からの発光をすベての空間方向に放出可能であることを特徴とする項 6 0、 6 1、 6 2、 6 3又は 6 4に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 6 6 . 発光素子からの発光を基板の »搭載面と反対側の方向にも放出可能であるこ とを特徴とする項 6 0、 6 1、 6 2、 6 3、 6 4又は 6 5に記載されたいずれかの発光素子搭 糊基板。
項 6 7 . 発光 »からの発光が基板を して基板の 素子搭載面と反対側の方向に放出 可能であることを特徴とする項 6 6に記載された発光^?搭載用基板。
項 6 8 . 窪み空間を有する発光素子搭棚基板であって、 発光軒からの発光は該基板の側 面から放出されることを特徴とする項 6 0、 6 1、 6 2、 6 3、 6 4、 6 5、 6 6又は 6 7に 記載されたいずれかの発光^?搭載用基板。
項 6 9 . 窪み空間を有する発光軒搭糊基板であって、 発光素子からの発光は窪み空間内 部の側壁を ¾|して基板の側面から放出されることを とする項 6 8に記載された発光 ¾ΐ 搭載用基板。
項 7 0 . 発光軒を搭載するための基板であって、 発光素子からの発光が主として該基板の 発光^?搭載面側に放出されること とする項 6 0、 6 1、 6 2、 6 3、 6 4、 6 5、 6 6、 6 7、 6 8又は 6 9に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 7 1 . 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は)16¾ 率 5 0 %以下のセラミツ ク材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、
9、 1 0、 1 2、 1 3、 1 4、 1 5、 1 6、 1 7、 1 8、 1 9、 2 0、 2 1、 2 2、 2 3、 2 4、 2 5、 2 6、 2 7、 2 8、 2 9、 3 0、 3 1、 3 2、 3 3、 3 4、 3 5、 3 6、 3 7、 3 8、 3 9、 4 0、 4 1、 4 2、 4 3、 4 4、 4 5、 4 6、 4 7、 4 8、 4 9、 5 0、 5 1、 5 2、 5 3、 5 4 , 5 5、 5 6、 5 7、 5 8、 5 9、 6 0、 6 1、 6 2、 6 3、 6 4、 6 5、 6 6、 6 7、 6 8、 6 9又は 7 0〖こ記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 7 2 . 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は避過率 3 0 %以下のセラミツ ク材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 7 1に記載された発光素子搭載用基 板。
項 7 3 . 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は光 ¾ 率 1 0 %以下のセラミツ ク材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 7 1又は 7 2に記載されたいずれか の発光素子搭載用基板。
項 7 4. 発光 を搭載するための基板であって、 該基板は避過率 5 %以下のセラミック 材料を主成分とする焼結体からなることを とする項 7 1、 7 2又は 7 3に記載されたいず れかの発光素子搭翻基板。
項 7 5. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は光 ¾1率 1 %以下のセラミック 材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 7 1、 7 2、 7 3又は 7 4に記載され たいずれかの発光素子搭載用基板。
項 7 6. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は光 ¾1率 0 %のセラミック材料 を主成分とする焼結体からなることを とする項 7 1、 7 2、 7 3、 7 4又は 7 5に記載さ れたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 7 7. 発光 »を搭載するための基板であって、 該基板は 率 5 0 %以下のセラミツ ク材料を主成分とする焼結体からなり、 発光素子からの発光が主として基板の発光素子搭載面 側に放出されることを特徴とする項 7 1、 7 2、 7 3、 7 4、 7 5又は 7 6に記載されたいず れかの発光軒搭載用基板。
項 7 8. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材及び反射部材のう ちから選ばれた少なくともどちらか 1以上が形成された 過率 5 0 %以下のセラミック材料 を主成分とする焼結体からなり、 発光素子からの発光が主として基板の発光素子搭載面側に放 出されることを特徴とする項 7 1、 7 2、 7 3、 7 4、 7 5、 7 6又は 7 7に記載されたいず れかの発光素子搭載用基板。
項 7 9. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は反射防止部材及び反射部材が同 時に形成された ¾»率 5 0 %以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、 発光素 子からの発光が主として基板の発光素子搭載面側に放出されることを«とする項7 8に記載 された発光素子搭載用基板。
項 8 0. セラミック材料が窒化物、 酸化物、 炭化物、 硼化物、 珪化物、 及び結晶化ガラスの うちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを !ff i [とする項: 2、 3、 4、 5、 6、 7、
8、 9、 1 0、 1 1 、 1 2、 1 3、 ュ 4、 1 5、 1 6、 1 7、 1 8、 • 9、 2 0、 2 1、 2 2、
2 3、 2 4、 2 5、 2 6、 2 7、 2 8、 2 9、 3 0、 3 1、 3 2、 3 3、 3 4、 3 5、 3 6、
3 7、 3 8、 3 9、 4 0、 4 1、 4 2、 4 3、 4 4、 4 5、 4 6、 4 7、 4 8、 4 9、 5 0、 5 1、 5 2、 5 3、 5 4、 5 5、 5 6、 5 7、 5 8、 5 9、 6 0、 6 1、 6 2、 6 3、 6 4、 6 5、 6 6、 6 7、 6 8、 6 9、 7 0、 7 1、 7 2、 7 3、 7 4、 7 5、 7 6、 7 7、 7 8又 は 7 9に記載されたいずれかの発光素子搭 mffl基板。
項 8 1. 窒化物が窒化アルミニウム、 窒化硼素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 及び窒化チタン のうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを特徴とする項 8 0に記載された発光素子 項 8 2. 酸化物が 化アルミニウム、 酸化碰、 酸化ベリリウム、 酸化ジルコニウム、 酸化 マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジルコン 酸鉛、 希土 ¾素酸化物、 酸化トリウム、 各種フェライト、 ムライト、 フォルステライト、 及 びステアタイトのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを特徴とする項 8 0に記載 された発光素子搭載用基板。
項 8 3. 炭化物が炭化珪素、 炭化チタン、 炭化硼素、 及び炭化タングステンのうちから選ば れた少なくとも 1種以上であることを特徴とする項 8 0に記載された発光素子搭載用基板。 項 8 4. 硼化物が ϋ化チタン、 硼化ジルコニウム、 及 化ランタンのうちから選ばれた少 なくとも 1種以上であることを特徴とする項 8 0に記載された発光素子搭載用基板。
項 8 5. 珪化物が ¾ (匕モリブデン、 及ぴ 化タングステンのうちから選ばれた少なくとも 1 種以上であることを特徴とする項8 0に記載された発光素子搭載用基板。
項 8 6. セラミック材料が窒化アルミニウム、 酸化アルミニウム、 酸化亜鉛、 酸化ベリリウ ム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 ァ Jレミン酸マグネシウム、 希土 ¾素酸ィ匕物、 及 び結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを とする項 8 0、 8 1
又は 8 2に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 8 7. 希土類元素酸化物力戰化ィットリゥムである ' とを とする項 8 6に記載された 項 8 8. 結晶化ガラスが硼珪酸ガラス及ぴ 化アルミニウムの混合物を主成分とするもので あることを特徴とする項 8 6〖こ記載された発光素子搭 基板。
項 8 9. セラミック材料がアルカリ土類金属及び希土^ δ素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含むものであることを ^とする項 8 0、 8 1、 8 2、 8 3、 8 4、 8 5、 8 6、 8 7又は 8 8に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 9 0. セラミック材料が遷移金属元素及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以 上を含むものであることを體とする項 8 0、 8 1、 8 2、 8 3、 8 4、 8 5、 8 6、 8 7、 8 8又ま 8 9に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 9 1 . 遷移金属元素がモリブデン、 タングステン、 バナジウム、 ニオブ、 タン夕リレ Γチタ ン、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 麵であ ることを特徴とする項 9 0に記載された発光素子搭載用基板。
項 9 2. セラミック材料が谢匕 «、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウム、 窒化ガリウム、 窒化アルミニウム、 窒化珪素、 及び炭化珪素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上であるこ とを特徴とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 1 0、 1 1、 1 2、 1 3、 1 4、
5、 1 6、 1 7、 1 8、 1 9、 2 0、 2 1、 2 2、 2 3、 2 4、 2 5、 2 6、 2 7、 2 8、 9、 3 0、 3 1、 3 2、 3 3、 3 4、 3 5、 3 6、 3 7、 3 8、 3 9、 4 0、 4 1、 4 2、 3、 4 4、 4 5、 4 6、 4 7、 4 8、 4 9、 5 0、 5 1、 5 2、 5 3、 5 4、 5 5、 5 6、 7、 5 8、 5 9、 6 0、 6 1、 6 2、 6 3、 6 4、 6 5、 6 6、 6 7、 6 8、 6 9、 7 0、 1、 7 2、 7 3、 7 4、 7 5、 7 6 , 7 7、 7 8、 7 9、 8 0、 8 1、 8 2、 8 3、 8 4、 5、 8 6、 8 7、 8 8、 8 9、 9 0又は 9 1に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 9 3.セラミック材料を主成分とする;^結体が導電性を有することを «とする項 1、 2、
3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 1 0、 1 2、 1 3、 1 4、 1 5、 1 6、 1 7、 1 8、 1 9、 2 0、 2 1、 2 2、 2 3、 2 4、 2 5、 2 6、 2 7、 2 8、 2 9、 3 0、 3 1、 3 2、 3 3、 3 4、 3 5、 3 6、.. 3 7、 3 8、 3 9、 4 0、 4 1、 4 2、 4 3、 4 4、 4 5、 4 6、 4 7、 4 8、 4 9、 5 0、 5 1、 5 2、 5 3、 5 4、 5 5、 5 6、 5 7、 5 8、 5 9、 6 0、 6
6 2、 6 3、 6 4、 6 5、 6 6、 6 7、 6 8、 6 9、 7 0、 7 1、 7 2、 7 3、 7 4、 7
5、 7 6、 7 7、 7 8、 7 9、 8 0、 8 1、 8 2、 8 3、 8 4> 8 5、 8 6、 8 7、 8 8、 8 9、 9 0、 9 1又は 9 2に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 9 4. 室温における抵抗率 1 X 1 04Ω · c m以下のセラミック材料を主成分とする焼結体 からなることを とする項: 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 1 0、 1 1、 1 2、 1 3.
1 4、 1 5、 1 6、 1 7、 1 8、 1 9、 2 0、 2 1、 2 2、 2 3、 2 4、 2 5、 2 6、 2 7 2 8、 2 9、 3 0、 3 1、 3 2、 3 3、 3 4、 3 5、 3 6、 3 7、 3 8、 3 9、 4 0、 4 1 4 2、 4 3、 4 4、 4 5、 4 6、 4 7、 4 8、 4 9、 5 0、 5 1、 5 2、 5 3、 5 4、 5 5 5 6、 5 7、 5 8、 5 9、 6 0、 6 1、 6 2、 6 3、 6 4、 6 5、 6 6、 6 7、 6 8、 6 9 7 0、 7 1、 7 2、 7 3、 7 4、 7 5、 7 6、 7 7、 7 8、 7 9 , 8 0 , 8 1、 8 2、 8 3 8 4、 8 5、 8 6、 8 7、 8 8、 8 9、 9 0、 9 1、 9 2又は 9 3に記載されたいずれかの発 光素子搭載用基板。
項 9 5. 室温における職率 1 X 1 0 2Ω · cm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体 からなることを特徴とする項 9 4に記載された発光素子搭 基板。
項 9 6. 室温における ί職率 1 X 1 0 °Ω - c m以下のセラミック材料を主成分とする焼結体 からなることを特徴とする項 9 4又は 9 5に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 97. 室温における抵抗率 1 X 10— 1 Ω · c m以下のセラミック材料を主成分とする焼結 体からなることを とする項 94、 95又は 96に記載されたいずれかの発光素子搭 基 板。
項 98. 室温における抵抗率 1 X 10— 2Ω · cm以下のセラミック材料を主成分とする焼結 体からなることを とする項 94、 95、 96又は 97に記載されたレずれかの発光素子搭 棚基板。
項 99. セラミック材料を主成分とする焼結体が導電性を有しかつ光透過性をすることを特 徴とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 1 6、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 3
0、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 4
4、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 5
8、 59、 60、 61、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 7
2、 73、 74、 75、 76、 77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 8
6、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97又は 98に記載さ れたいずれかの発光素子搭糊基板。
項 100. セラミック材料を主成分とする焼結体が 化亜鉛を主成分とする焼結体であるこ とを體とする項 93、 94、 95、 96、 97、 98又は 99に記載されたいずれかの発光 i 01. 酸化 «を主成分とする焼結体が少なくともアルミニウム成分を含むことを碰 とする項 100に記載された発光素子搭載用基板。
項 102. セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウムを主成分とする焼結体であ ることを體とする項 93、 94、 .95、 96、 97、 98又は 99に記載されたいずれかの 発光素子搭載用基板。
項 103. 窒化ガリウムを主成分とする 体が Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを特徴とする項 1 02に記載された発光素子搭 基板。
項 104. 窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルカリ土類金属及び希土類元素のうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを特徴とする項 102又は 103に記載され たいずれかの発光 »搭載用基板。
項 105. 窒化ガリウムを主成分とする焼結体がインジウム及びアルミニウムのうちから選 ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを とする項 102、 103又は 104に記載 されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 106. 窒化ガリウムを主成分とする能結体が Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分と同時にアルカリ土類金属及 び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを特徴とする項 102、 103、 104又は 105に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 107. 窒化ガリウムを主成分とする攝吉体が Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 Ge、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分と同時にアルミニウム及びィ ンジゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを i [とする項 102、 1 03、 104、 105又は 106に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 108. 窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルカリ土類金属及び希土類 素のうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上の成分と同時にアルミニウム及びインジウムのうちから選ばれ た少なくとも 1種以上の成分を含むことを特徴とする項 102、 103、 104、 105、 1 06又は 107に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 109. セラミック材料を主成分とする能結体が炭化珪素を主成分とする焼結体であるこ とを とする項93、 94、 95、 96、 97、 98又は 99に記載されたいずれかの発光 項 110. セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化珪素を主成分とする焼結体であるこ とを體とする項 93、 94、 95、 96、 97、 98又は 99に記載されたいずれかの発光 項 111.セラミック材料が窒化アルミニウムであることを とする項 80、 81、 86、 89、 90、 91又は 92に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 112. セラミック材料が窒化アルミニウムであり、 該窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体が窒化アルミニウムを 50丫權%以上含むものであることを特徴とする項 111に記載 された発光素子搭載用基板。
項 113. 希土類 素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化 物纏で 50体積%以下含む窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体からなることを體とす る項 111は 112に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 114. 希土類 素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化 物鶴で 40体積%以下含む窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体からなることを特徴とす る項 113に記載された発光素子搭載用基板。
項 115. 希土類 素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化 物纏で 30 ί機%以下含む窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体からなることを特徴とす る項 113又は 114に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 116. 希土^素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化 物騰で 12體%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを體とす る項 113、 114又は 115に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 117. 希土 素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化 物^^で 7#¾%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを とする 項 113、 114、 115又は 116に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 118. 希土 素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化 物 で 5 以下含む窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体からなることを とする 項 113、 114、 115、 116又は 117に記載されたいずれかの発光素子搭棚基板。 項 119. 希土^ δ素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化 物 で 3 以下含む窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする 項 113、 114、 115、 116、 117又は 118に記載されたいずれかの発光素子搭載 用基板。
項 120. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土観素あるいはアルカリ土類金属 のうちいずれか一方だけを含むものであることを特徴とする項 113、 114、 115、 11 6、 117、 118又は 119に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
l 1. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土 素及びアルカリ土類金属を同 時に含むものであることを特徴とする項 113、 114、 115、 .116、 117、 118、 119又は 120に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 122. アル力リ金属及び 素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物購で 2 以下含む窒化アルミニウムを主成分とする 結体からなることを特徴とする項 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120又は 121に記載されたいずれか の発光素子搭載用基板。
項 123. アル力リ金属及び 素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物 で 1
0ίΦ¾%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 122 に記載された発光素子搭 基板。
項 124. アル力リ金属及ぴ 素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物騰で 5 ^責%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを體とする項 122又 は 123に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 125. アルカリ金属及ぴ 素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物換算で 3 體%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 122、 123又ま 124に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 126. アルカリ金属及ぴ 素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物贿で 1 以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 122、 123、 124又は 125に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 127. アルカリ金属及び 素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含みさらに希土 類 素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を同時に含む窒化アルミ 二ゥムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117, 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 12 5又は 126に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 128. Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及び力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素購で 50髓%以下含む窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体からなるこ とを ^とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 11 9、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126又は 127に記載されたいず れかの発光軒搭棚基板。
項 129. Mo、 W、 V、 Nb、 .Ta、 T i、 及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素 で 20 %以下含む窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体からなるこ とを特徴とする項 128に記載された発光素子搭 基板。
項 130. Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及び力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素讓で 10職%以下含む窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体からなるこ とを特徴とする項 128又は 129 記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 131. Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素醇で 5體%以下含む窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体からなること を特徵とする項 128、 129又は 130に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 132. Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素購で 3體%以下含む窒化アルミ二ゥムを主成分とする焼結体からなること を特徴とする項 128、 129、 130又は 131に記載されたいずれかの発光素子搭載用基 板。
項 133. Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及び力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素難で 1 以下含む窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体からなること を ^とする項 128、 129、 130、 131又は 132に記載されたいずれかの発光素子 項 134. Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含みさらに希土 素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以 上を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを纖とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 12 2、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132又 は 133に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 135. 遷移金属の 避不純物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素■で 5 0重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 12 2、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133又は 134に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 136. 遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素購で 2 0重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 135 に記載された発光^?搭載用基板。
項 137. 遷移金属の^ ^純物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素購で 1 0重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 135 又は 136に記載されたいずれかの発光 搭載用基板。
項 138.遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素露で 1. 0重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 135、 136又は 137に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 139. 金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素 で 0. 5重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 135、 136、 137又は 138に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 140. 金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素^^で 0, 2重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 135、 136、 137、 138又は 139に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 141. 遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含みさらに希 土 S¾素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を同時に含む窒化アル ミニゥムを主成分とする焼結体からなることを とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124, 12 5、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139又は 140に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 142. 遷移金属の不可避不純物が鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジリレコニゥム、 ハ フニゥム、 コバルト、 銅、 ¾、であることを特徴とする項 135、 136、 137、 138、 139、 140又ま 141に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 143. 酸素を 25重量%以下含む窒化アルミニウムを主 とする焼結体からなること を 15 [とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 13 0、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141又は 1 +42に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 144.酸素を 15重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなること を特徴とする項 1 3に記載された発光素子搭載用基板。
項 145. 酸素を 10重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなること を特徴とする項 143又は 144に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 146. 酸素を 5重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを 特徴とする項 143、 144又は 145に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 147. 酸素を 3重量%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを fS [とする項 143、 144、 145又《;146に記載されたいずれ力、の発光素子 t答義基板。 項 148. 酸素を含みさらに希土!^素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくと も 1種以上を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項
111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 12
1、 122, 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 14
2、 143、 144、 145、 146又は 147に記載されたいずれかの発光素子搭糊基板。 項 149. ALONを 50%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなること を體とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、
120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 13
0、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147又は 148に記載されたいずれか の発光素子搭載用基板。
項 150. ALONを 40%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする能結体からなること を特徴とする項 149に記載された発光^?搭載用基板。
項 151. ALONを 20%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなること を特徴とする項 149又は 150に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 152. ALONを 12%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなること を特徴とする項 149、 150又は 151に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 153, ALONを 7%以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを 霞とする項 149、 150、 151又は 152に記載されたいずれかの発光^?搭糊基板。 項 154. ALONを含みさらに希土^ ¾素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少な くとも 1種以上を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とす る項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、
121、 122、 123、 124、 .125、 126、 127、 128、 129、 130、 13
1、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 15 2又は 153〖こ記載されたいずれかの発光素子搭 基板。
項 155. 窒化アルミニウム成分を 95#¾%以上含有する窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体からなることを とする項 11.1、 112、 113、 114、 115、 116、 1 17、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124, 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 13 8、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153又は 154に記載されたいずれかの発光素子搭載用 項 156. 希土類 素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素 纏で合計 0: 5重量%以下かつ酸素を 0. 9重量%以下含有する窒化アルミニウムを主成分 とする! ^結体からなることを とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124, 125、 126、 12
7、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 14
8、 149、 150、 151、 152、 153、 154又は 155に記載されたいずれかの発 項 157. 希土 素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素 藤で合計 0. 2重量%以下かつ酸素を 0. 5重量%以下含有する窒化アルミニウムを主成分 とする焼結体からなることを特徴とする項 156に記載された発光素子搭載用基板。
項 158. 希土類 素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素
換算で合計 0. 05重量%以下かつ酸素を 0. 2重量%以下含有する窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体からなることを特徴とする項 156又は 157に記載されたいずれかの発光素 子搭糊基板。
項 159. 希土類 素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素 換算で合計 0. 02重量%以下かつ酸素を 0. 1重量%以下含有する窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体からなることを特徴とする項 156、 157又は 158に記載されたいずれか の発光素子搭載用基板。
項 160. 希土類 素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素 で合計 0. 005重量%以下かつ酸素を 0. 05重量%以下含有する窒化アルミニゥムを 主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 156、 157、 158又は 159に記載さ れたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 161. アルカリ金属及ぴ 素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素騰で合計 0. 2重量%以下かつ酸素を 0. 9重量%以下含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体からなることを霞とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 12
8、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 14
9、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159又 は 160に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
l 62. Mo、 W、 V (バナジウム)、 Nb、 Ta、 Ti、 及び力一ボンのうちから選ばれ た少なくとも 1種以上を元素換算で合計 0. 2重量%以下かつ酸素を 0. 9重量%以下含有す る窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 111、 112、 11
3、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 13
4、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 15
5、 156、 157、 158、 159、 160又は 161に記載されたいずれかの発光 ¾:?搭 項 163. Fe、 Ni、 Co、 Mn、 Cr、 Z r、 Cu、 及び Z nのうちから選ばれた少な くとも 1種以上を元素換算で合計 0. 2重量%以下かつ酸素を 0. 9重量%以下含有する窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 111、 112、 113、 1 14、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 13
5、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 15
6、 157、 158、 159、 160、 161又は 162に記載されたいずれかの発光素子搭 項 164. 結晶相として A 1 Nを 95%以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体からなることを特徴とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 12
8、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 14
9、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 162又は 163に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 165. 結晶相として A 1 Nを 98%以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする能結 体からなることを特徴とする項 164に記載された発光素子搭載用基板。
項 166. 結晶相として実質的に A 1 N単一相の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体か らなることを特徴とする項 164又は 165に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 167. 相対密度 95%以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特 徴とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 1 20、 121、 122、 123、 124, 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 14
1、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 16
2、 163、 164、 165又は 166に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 168. 相対密度 98%以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特 徵とする項 167に記載された発光素子搭載用基板。
項 169. 空孔の大きさが平均 l m以下である窒化アルミニウムを主成分とする焼結体か らなることを特徴とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 11
8、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 13
9、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 16 0、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 167又は 168に記載されたいず れかの発光素子搭載用基板。
項 170. 窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 1 m以上である窒化アルミニウムを主成 分とする焼結体からなることを特徴とする項 111、 112、 113、 114、 115、 11
6、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 13
7、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 15ひ、 151、 152, 153、 154、 155、 156、 157、 15
8、 159、 160、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 167、 168又 は 169に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 171. 窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 5 m以上であることを特徴とする項 17 0に記載された発光 搭載用基板。
項 172. 窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 8 m以上であることを特徴とする項 17 0又は 171に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 173. 窒化アルミニウム、粒子の大きさが平均 15 m以上であることを難とする項 1 70、 171又は 172に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 174. 窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 25 m以上であることを ¾とする項 1 70、 171、 172又は 173に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 - 項 175. 窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 100 m以下である窒化アルミニウムを 主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 12
6、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 14
7、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、 164, 165、 166、 167、 16
8、 169、 170、 171、 172、 173又は 174に記載されたいずれかの発光素子搭 項 176. 室温における抵抗率が 1 X 108Ω · cm以上の窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体からなることを特徴とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 11
7、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 13
8、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 15
9、 160、 161、 162、 163、 164, 165、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 172, 173、 174又は 175に記載されたいずれかの発光素子搭載用 項 177.室温における抵抗率が 1 X 109Ω · cm以上の窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体からなることを特徴とする項 176に記載された発光素子搭載用基板。
項 178. 室温における抵抗率が 1 X 1010Ω - cm以上の窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体からなることを特徴とする項 1 Ί 6又は 177に記載されたいずれかの発光素子搭載 用基板。
項 179. 室温における抵抗率が IX 1 Ο1^ · cm以上の窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体からなることを,とする項 176、 177又は 178に記載されたいずれかの発光 項 180. 室温における熱伝導率 5 OWZmK以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結 体からなることを特徴とする項 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 ュ 22、 123、 124、 125、 126、 127、 12
8、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 14
9、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、 164, 165、 166、 167、 168、 169、 17 0、 171、 172、 173、 174, 175、 176、 177、 178又は 179に記載さ れたいずれかの発光素子搭載用基板。
i 81. 室温における熱伝導率が 10 OW/mK以上の窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体からなることを特徴とする項 180に記載された発光^?搭載用基板。
項 182. 室温における熱伝導率が 15 OW/mK以上の窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体からなることを特徴とする項 180又は 181に記載されたいずれかの発光素子搭載用 項 183. 室温における熱伝導率が 17 OWZmK以上の窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体からなることを特徴とする項 180、 181又は 182に記載されたいずれかの発光素 子搭載用基板。
項 184. 室温における熱伝導率が 20 OWZmK以上の窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体からなることを特徴とする項 180、 181、 182又は: 183に記載されたいずれか の発光素子搭載用基板。
項 185·.室温における熱伝導率が 22 OWZmK以上の窒化アルミニウムを主成分とする 焼結体からなることを特徴とする項 180、 181、 182、 183又は 184に記載された いずれかの発光軒搭載用基板。
項 186. 発光^?を搭載するための基板であって、 該基板は平均表面粗さ R a 2000η m以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを樹敷とする項 1、 2、 3、 4、
5、 6、 7、 8、 9、 10、 11. 12、 13、 14、 5、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、
35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、
49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、
63、 64、 65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、
77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 101、 102、 103、 104、 105、 106、 107、 108、 109、 110、 11、 112、 113、 11 4、 115、 116、 117、 1: 8、 119、 120、 12 、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 32、 133、 134、 13
5、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 15
6、 157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、 164, 165、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 172、 173、 174、 175、 176、 17
7、 178、 179、 180、 181、 182、 183、 184又は 185に記載されたいず れかの発光 搭載用基板。
項 187. 平均表面粗さ Ra 1000 nm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体から なることを特徴とする項 186に記載された発光^?搭載用基板。
項 188. 平均表面粗さ Ra 10 Onm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からな ることを特徴とする項 186又は 187に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 189. 平均表面粗さ Ra 20 nm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる ことを特徴とする項 186、 187又は 188に記載されたいずれかの発光素子搭 基板。 項 190. 発光 »を搭載するための基板であって、 該基板は平均表面粗さ R a 2000η m以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを,とする項: 2、 3、 4、
5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 101、 102、 103、 104、 105、 106、 107、 108、 109、 110、 111、 112、 113、 11
4、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 13
5、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 15
6、 157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 172、 173、 17.4、 175、 176、 17
7、 178、 179、 180、 181、 182、 183、 184、 185、 186、 187、 188又ま 189に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 191. 基板表面が焼きつ放し (a s— f i r e)、 ラップ研磨あるいは鏡面研磨のうちか ら選ばれた少なくともいずれかの状態を有することを とする項 186、 187、 188、 189又は 190に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 192. 基板表面が鏡曜磨された状態を有することを ^とする項 186、 187、 1
88、 189、 190又は 191に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 193. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は厚みが 8. 0mm以下のセラ ミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、
37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64、
65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、
79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 0 02、 103、 ] 04、 1 05、 106、 107、 08、 109、 110、 11 ■、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 11 8、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 12 6、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、
137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 14
7、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 167、 16
8、 169、 170、 171、 172、 173、 174, 175、 176、 177、 178、 179、 180、 181、 182、 183、 184、 185、 186、 187、 188、 18
9、 190、 191又は 192に記載されたいずれかの発光^?搭載用基板。
項 194. 基板の厚みが 5· 0mm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなるこ とを特徴とする項 193に記載された発光素子搭載用基板。
項 195. 基板の厚みが 2. 5mm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなるこ とを特徴とする項 193又は 194に記載されたいずれかの発光素子搭 基板。
項 196. 基板の厚みが 1. 0 mm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなるこ とを特徴とする項 193、 194又 fま 195に記載されたいずれかの発光^?搭載用基板。 項 197. 発光軒を搭載するための基板であって、 該基板は厚みが 0. 01mm以上のセ ラミツク材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項: 2、 3、 4、 5、 6、 7、
8、 9、 10、 1 ] 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 L 9、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、
37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64、
65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、
79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 , 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 101、 102、 103、 : 04、 1 05、 : 106、 107、 108、 109、 110、 111、 112、 113、 114、 115、 116、 7、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 12
6、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 14
7、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 1.62、 163、 164、 165、 166、 167、 16
8、 169、 170、 171、 172、 173, 174、 175、 176、 177、 178、 179、 180、 181、 182、 183、 184、 185、 186、 187、 188、 18
9、 190、 191、 192、 193、 194、 195又は 196に記載されたいずれかの発 光素子搭載用基板。
項 198. 基板の厚みが 0. 02 mm以上である; .とを特徴とする項 197に記載された発 光素子搭糊基板。
項 199. 基板の厚みが 0. 05 mm以上である; .とを特徴とする項 197又は 198に記 載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 200. 基板の厚みが 8. 0 mm以下でありかつ光透過率が 1 %以上であることを特徴と する項 193、 194、 195、 196、 197、 198又は 199に記載されたいずれかの 発光素子搭糊基板。
項 201. 基板の厚みが 0. 0 lmm以上でありかつ光 ¾ 率が 1%以上であることを とする項 193、 194、 195、 196、 197、 198、 199又は 200に記載された いずれかの発光靜搭載用基板。
項 202. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は導通ビアを有するセラミック 材料を主成分とする 結体からなることを とする項: 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、
10、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、
52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64、 65、
66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、 79、
80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、
94、 95、 96、 97、 98、 99、 00、 101、 102、 103、 104、 05、
106、 107、 08、 109、 110、 111、 112、 113、 114、 115、 1
6、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 ユ 31、 132、 133、 134、 135、 136、 13
7、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 15
8、 159、 160、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 172、 173、 174, 175、 176、 177、 1 78、 17
9、 180、 181、 1.82、 183, 184、 185、 186、 187、 188、 189、 190、 191、 192、 193、 194、 195、 196、 197、 198、 199、 20 0又は 201に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 203. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は導通ビアを有する光 ¾ 性の セラミック材料を主成分とする焼結体からなることを ¾とする項 202に記載された発光素 子搭載用基板。
項 204. 導通ビアが金、 銀、 銅、 アルミニウム、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、チタン、 モリブデン、 タングステン、 クロム、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とす る材料からなることを特徴とする項 202又は 203に記載されたいずれかの発光素子搭載用 巷や反。
項 205. 導通ビアが金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チ タン、 窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる ことを特徴とする項 204に記載された発光素子搭載用基板。
項 206. 導通ビアが金、 銀、 銅、 アルミニウム、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 ルテニウム、 ロジウム、パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 チタン、 モリブデン、 タングステン、 クロム、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 さらにセラミツク材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを とする項 2
0 2、 2 0 3、 2 0 4又は 2 0 5に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 · 項 2 0 7. 導通ビアが金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チ タン、 窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 さらにセラミ ック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項 2 0 6に記載さ れた発光素子搭載用基板。
項 2 0 8. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミ 二ゥム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化碰、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 希土觀素化合物、 アル力 リ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス、 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であ ることを特徴とする項 2 0 6又は 2 0 7に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。, 項 2 0 9. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミ 二ゥム、 酸化アルミニウム、 希土誕素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス、 結 晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを とする項 2 0 8に記載さ れた発光素子搭載用基板。
項 2 1 0. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 3 0重量%以下であることを mとする項 2 0 6、 2 0 7、 2 0 8又は 2 0 9に記載されたいず れかの発光素子搭載用基板。
項 2 1 1 . 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 2 0重量%以下であることを特徴とする項 2 1 0に記載された発光素子搭載用基板。
項 2 1 2. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 1 0重量%以下であることを特徴とする項 2 1 0又は 2 1 1に記載されたいずれかの発光素子搭 項 2 1 3. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 5 重量%以下であることを繊とする項 2 1 0、 2 1 1又は 2 1 2に記載されたいずれかの発光 素子搭棚基板。
項 2 1 4. 導通ビアの室温における抵抗率が 1 X 1 0 _3 Ω · c m以下であることを特徴とす る項 2 0 2、 2 0 3、 2 0 4、 2 0 、 2 0 6、 2 0 7、 2 0 8、 2 0 9、 2 1 0、 2 1 1、 2 1 2又は 2 1 3に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 2 1 5. 導通ビアの室温における抵抗率が 1 X 1 0 _4Ω■ c m以下であることを特徴とす る項 2 1 4に記載された発光素子搭載用基板。
項 2 1 6. 導通ビアの室温における抵抗率が 5 X 1 0 _5 Ω · c m以下であることを ^とす る項 2 1 4又は 2 1 5に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 2 1 7. 導通ビアの室温における抵抗率が 1 X 1 0— 5 Ω · c m以下であることを とす る項 2 1 4、 ' 2 1 5又は 2 1 6に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 2 1 8. 導通ビアの大きさが 5 0 0 m以下であることを特徴とする項 2 0 2、 2 0 3、 2 0 4, 2 0 5、 2 0 6、 2 0 7、 2 0 8、 2 0 9、 2 1 0、 2 1 1、 2 1 2、 2 1 3、 2 1 4、 2 1 5、 2 1 6又は 2 1 7に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 2 1 9. 導通ビアの大きさが 2 5 0 以下であることを特徴とする項 2 1 8に記載され た発光素子搭載用基板。
項 2 2 0. 導通ビアの大きさが 1 0 以下であることを碰とする項 2 1 8又は 2 1 9 に記載されたいずれかの発光素子搭 基板。
項 2 2 1. 導通ピアの大きさが 5 0 以下であることを特徴とする項 2 1 8、 2 1 9又は 2 2 0に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 2 2 2. 導通ビアの大きさが 2 5 m以下であることを特徴とする項 2 1 8、 2 1 9 , 2
20又ま 221に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 223. 導通ビアの大きさが 1 m以上であることを特徴とする項 202、 203、 20 4、 205、 206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 213、 214、 215、 216、 217、 218、 219、 220、 221又は 222に記載されたいずれか の発光素子搭糊基板。
項 224. 発光軒を搭載するための基板であって、 該基板は電気回路を有するセラミック 材料を主成分とする; «体からなることを,とする項: 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、
10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、
24、 25、 26、 2マ、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、
38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、
52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64、 65、
66、 6 Ί、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 01、 : 02、 103、 104、 105、 106、 107、 108、 109、 1 ] 0、 1: . 1: 2、 3、 114、 115、 11 6、 1: 7、 118、 119、 120、 121、 22、 23、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 30、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 13
7、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 15
8、 159、 160、 161、 162、 163、 164, 165、 166、 167、 168, 169、 170、 171、 172、 173、 174、 175、 176、 177、 178、 17
9、 180、 181、 182、 18.3、 184、 185、 186、 187、 188、 189、 190、 191、 192、 193、 194、 195、 196、 197、 198、 199、 20
0、 201、 202、 203、 204、 205、 206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 213、 214、 215、 216、 217、 218、 219、 220、 22
1、 222又は 223に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 225. 発光素子を搭載するた の基板であって、 該基板は電気回路を有する^ ii性の セラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 224に記載された発光素 子搭糊基板。
項 226. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は内部に電気回路を有するセラ ミック材料を主成分とする焼結体からなることを [とする項 224又は 225に記載された いずれかの発光素子搭載用基板。
項 227. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は内部に電気回路を有する髓 過性のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 224, 225又は 226に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 228. 発光 »を搭載するための基板であって、 該基板は内部に電気回路を有し、 かつ 導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを i [とする項 202、 203、 204、 205、 206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 21 3、 214、 215、 216、 217、 218、 219、 220、 221、 222、 223、 224、 225、 226又は 227に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 229. 発光素子を答載するための基板であって、 該基板は表面に電気回路を有するセラ ミック材料を主成分とする焼結体からなることを 1ί [とする項 224、 225、 226、 22 7又は 228に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 230. 発光軒を搭載するための基板であって、 該基板は表面に電気回路を有し、 かつ
導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを とする項 202、 203、 204, 205、 206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 21 3、 214、 215、 216、 217、 218、 219、 220、 221、 222、 223、 224、 225、 226、 227、 228又は 229に記載されたいずれかの発光素子搭載用 項 231. 発 3 ^子を搭載するための基板であって、 該基板は内部及び表面に同時に電気回 路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 224、 225、 226、 227、 228、 229又は 230に記載されたいずれかの発光素子 ί荅載用基板。 項 232. 発光軒を搭載するための基板であって、 該基板は内部及び表面に同時に電気回 路を有し、 かつ導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを と する項 202、 203、 204、 205、 206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 213、 214、 215、 216、 217、 218、 219、 220、 221、 22 2、 223、 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230又は 231に記載さ れたいずれかの発光素子搭糊基板。
項 233. 電気回路が金、 銀、 銅、 アルミニウム、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 ルテニウム、 酸化 Jレテニゥム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タン ダステン、 クロム、 チタン、 ジルコニウム、 窒化チタン、 窒化ジルコニウム、 窒化タンタル、 ニッケル一クロム合金、 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる ことを特徴とする項 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231又は 232に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 234. 電気回路が金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チ タン、 窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる ことを特徴とする項 233に記載された発光素子搭載用基板。
項 235. 電気回路が金、 銀、 銅、 アルミニウム、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 ルテニウム、 酸化ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タン ダステン、 クロム、 チタン、 ジレコ二ゥム、 窒化チタン、 窒化ジレコニゥム、 窒化タンタル、 二ッケル一クロム合金、 .·のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 さらにセラミ ック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを とする項 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233又は 234に記載された いずれかの発光素子搭載用基板。
項 236. 電気回路が金、 銀、 鉱 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チ タン、 窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 さらにセラミ ック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項 235に記載さ れた発光素子搭載用基板。
項 237. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミ 二ゥム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化 、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 希土 素化合物、 アル力 リ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス、 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であ ることを特徴とする項 235又は 236に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 238. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミ 二ゥム、 窒化ガリウム、 酸化アルミニウム、 希土 素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 硼 珪酸ガラス、 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを特徴とする項 237に記載された発光素子搭載用基板。
項 239. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 3
0重量%以下であることを憶とする項 2 3 5、 2 3 6、 2 3 7又は 2 3 8に記載されたいず れかの発光素子搭載用基板。
項 2 4 0. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 2 0重量%以下であることを特徴とする項 2 3 9に記載された発光素子搭載用基板。
項 2 4 1 . 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 1 0重量%以下であることを體とする項 2 3 9又は 2 4 0に記載されたいずれかの発光素子搭 項 2 4 2. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 5 重量%以下であることを特徴とする項 2 3 9、 2 4 0又は 2 4 1に記載されたいずれかの発光 項 2 4 3. 電気回路が少なくとも 2以上の層からなることを [とする項 2 2 4、 2 2 5、 2 2 6、 2 2 7、 2 2 8、 2 2 9、 2 3 0、 2 3 1、 2 3 2、 2 3 3、 2 3 4、 2 3 5、 2 3 6、 2 3 7、 2 3 8、 2 3 9、 2 4 0、 2 4 1又は 2 4 2に記載されたいずれかの発光素子搭 項 2 4 4. 電気回路が銀、 銅、 モリブデン、 及びタングステンのうちから選ばれた少なくと も 1種以上を主成分とする層と、 さらにチタン、 白金、'金、 アルミニウム、 銀、 パラジウム、 及びニッケルのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる層が形成さ れた少なくとも 2以上の層からなることを とする項 2 4 3に記載された発光素子搭 t¾¾基 板。
項 2 4 5. 電気回路が銀、 銅、 モリブデン、 タングステンのうちから選ばれた少なくとも 1 種以上を主成分とする層と、 さらにチタン、 白金、 金、 アルミニウム、 銀、 パラジウム、 及び ニッケルのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる層、 さらに金、 銀、 鉱 及びアルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からな る層の少なくとも 3以上の層からなることを特徴とする項 2 4 3又は 2 4 4に記載されたいず れかの発光素子搭載用基板。
項 2 4 6. 電気回路がクロム、 チタン、 ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以 上を主成分とする層と、.さらに金、 錁、 銅、 アルミニウム、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 ロジゥ ム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒ィ匕チタン、 窒化ジルコニウム、 窒化タンタル、 ニッケル一クロム合金、 のうちから選ばれた少なくとも 1 種以上を主成分とする少なくとも 2以上の層からなることを特徴とする項 2 4 3に記載された 発光素子搭載用基板。
項 2 4 7. 電気回路がクロム、 チタン、 ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以 上を主成分とする層と、 さらに鉄、 コバルト、ニッケル、 ロジウム、パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムのうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層と、 さらに金、 銀、 銅、 アルミニウム、 窒化タン タル、 ニッケル一クロム合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層の少な くとも 3以上の層からなることを特徴とする項 2 4 3又は 2 4 6に記載されたいずれかの発光 項 2 4 8. 電気回路がクロム、 チタン、 ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以 上を主成分とする層と、. さらに鉄、 コバルト、ニッケル、 ロジウム、パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムのうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層と、 さらに金、 銀、 銅、 アルミニウム、 のうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層と、 さらに窒化タンタル、 ニッケル一クロム 合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層の少なくとも 4以上の層からな
ることを特徴とする項 243、 246又〖ま 247に記載されたいずれかの発光素子搭 基板。 項 249. 電気回路がセラミック材料を主成分とする焼結体との同時^^により形成された ものであることを^ [とする項 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234, 235、 236、 237、 238、 239、 240、 24 1、 242、 243、 244、 245、 246、 247又は 248に記載されたいずれかの発 光素子搭載用基板。
項 250. 電気回路がいったん焼成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に焼付け又 は接着により形成されたものであることを Mとする項 224、 225、 226、 227、 2 28、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 237、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 246、 247又は 248に記 載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 251. 電気回路が薄膜からなることを赚とする項 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 237、 23 8、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 246、 247又は 248 に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 252. 電気回路がセラミック材料を主成分とする焼結体との同時焼成により形成された もの、 あるいはいったん誠されたセラミック材料を主成分とする焼結体に嫩寸け又は接着に より形成されたもの、 あるいはセラミック材料を主成分とする焼結体に薄膜として形成された もの、 のうちから選ばれた少なくとも 2以上の方法を組み合わせることにより形成されたもの であることを特徴とする項 224、 225、 226, 227、 228、 229、 230、 23 1、 232、 233、 234、 235、 236、 237、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 .246、 247、 248、 249、 250又は 251に記 載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 253. 電 回路が銀、 銅、 モリブデン、 タングステンのうちから選ばれた少なくとも 1 種以上を主成分とし、 セラミック材料を主成分とする焼結体との同時 «により形成されたも のであることを特徴とする項 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 2 31、 232、 233、..234、 23,5、 236、 237、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 246、 247、 248、 249、 250、 251又は 2 52に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 254. 電気回路が銀、 銅、 モリブデン、 タングステンのうちから選ばれた少なくとも 1 種以上を主成分とし、 さらにセラミツク材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有する ことを特徴とする項 253に記載された発光 搭載用基板。
項 255. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミ 二ゥム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化碰、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 希土類 素化合物、 アル力 リ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス、 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であ ることを特徴とする項 235、 又は 254に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 256. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミ 二ゥム、 窒化ガリウム、 酸化アルミニウム、 希土 素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 硼 珪酸ガラス、 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを特徴とする項 254又は 255に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 257. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 3 0重量%以下であることを とする項 255又は 256に記載されたいずれかの発光素子搭
項 258. 電気回路がいったん誠したセラミック材料を主成分とする焼結体に銀、 銅、 二 ッゲル、 ルテニウム、 酸化ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白 金、 モリブデン、 夕ングステンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料を 慰寸け又は接着することにより形成した層と、 さらに金を主成分とする層が形成された少なく とも 2以上の層からなることを特徴とする項 243、 250又は 252に記載されたいずれか の発光素子搭糊基板。
項 259.電気回路がいったん誠したセラミック材料を主成分とする婦吉体に金、銀、銅、 ニッケレ、 ロジウム、 ノ、 °ラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タンダステ ンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料を; ^寸けあるいは接着すること により形成した層と、 さらにルテニウム、 酸化ルテニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする材料からなる層が形成された少なくとも 2以上の層からなることを«と する項 243、 250、 252又は 258に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 260. 電気回路の室温における »ί率が 1 X 10— 3Ω · cm以下であることを特徴とす る項 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236, 237、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 24 4、 245、 246、 247、 248、 249、 250、 251、 252、 253、 254、 255、 256、 257、 258又は 259に記載されたいず、れかの発光素子搭載用基板。 項 261. 電気回路の室温における抵抗率が 1 X 10— 4Ω · cm以下であることを特徴とす る項 260に記載された発光素子搭載用基板。
項 262. 電気回路の室温における抵抗率が 5 X 10— 5Ω · cm以下であることを特徴とす る項 260又は 261に記載された発光素子搭載用基板。
項 263. 電気回路の室温における抵抗率が 1 X 10_5Ω · cm以下であることを特徴とす る項 260、 261又は 262に記載された発光素子搭載用基板。
項 264. 電気回路が、 発光素子を «するための電気信号及び電力供給用として機能する ものであるか、 あるいは発光素子を基板に固定するためのメタライズとして機能するものであ るか、 あるいは発光素子を駆動するための電気信号及び電力供給用として機能するものである か、 あるいは発光素子を基板に固着 :るためのメタライズとして機能するものであるか、 少な くともいずれか 1以上であることを特徵とする項 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 237、 238、 23 9、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 246、 247、 248、 249、 250、 251、 252、 253、 254, 255、 256、 257、 258、 259、 26 0、 261、 262又は 263に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 265.板状のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを とする項 1、 2、
3、 4、 5、 .6、 7、 8、 9、 10、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 9、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 3、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 7、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、
62、 63、 64、 65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、
5、 76、 77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 9、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 00, 10 10 2、 103、 104, 105、 106、 107、 108、 09、 110、 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 12 3、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 14
4、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、 164、 16
5、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 172、 173、 174、 175、 176、 177、 178、 179、 180、 181、 182、 183、 184、 185、 18
6、 187、 188、 189、 190、 191、 192、 193、 194, 195、 196、 197、 198、 199、 200、 201、 202、 203、 204, 205、 206、 20
7、 208、 209、 210、 211、 212、 213、 214, 215、 216、 217、 218、 219、 220、 221、 222、 223、 224, 225、 226、 227、 22
8、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 237、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 246、 247、 248、 24
9、 250、 251、 252、 253、 254, 255、 256、 257、 258、 259、 260、 261、 262、 263又は 264に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 266. 窪み空間を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを とす る項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 1
7、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 3
32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 4
5、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 5 9、 60、 61、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 7 3、 74、 75、 76、 77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 8 7、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94, 95、 96、 97、 98、 99、 100、 101、 102、 103、 104、 105、 106、 107、 108、 109、 110、 11 1、 112、 113、 114、 1: 5、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 13
2、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 15
3、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、
164, 165、 166、 167、 168^ 169、 170、 171、 172、 173、 17
4、 175、 176、 177、 178、 179、 180、 181、 182、 183、 184、 185、 186、 187、 188、 189、 190、 191、 192、 193、 194、 19
5、 196、 197、 198、 199、 200、 201、 202、 203、 204、 205、
206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 213、 214、 215、 21
6、 217、 218、 219、 220、 221、 222、 223、 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 23
7、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 246、 247、 248、 249、 250、 251、 252、 253、 254、 255、 256、 257、 25
8、 259、 260、 261、 262、 263、 264又は 265に記載されたいずれかの発 光素子搭載用基板。
項 267. 窪み空間を有し、 該窪み空間を封止するために設けられる蓋がセラミック材料を 主成分とする焼結体からなることを體とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、
25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、
39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74> 75、 76、 77、 78、 79、 80、
81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 101、 102、 103、 104、 105、 106、 107、 108、 109、 110、 111、 112、 113、 114、 115、 116、 11
7、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124, 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 13
8、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 15
9、 160、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 172、 173、 174、 175、 176、 177、 178、 179、 18
0、 181、 182、 183、 184、 185, 186、 187、 188, 189、 190、 1,91、 192、 193、 194、 195、 196、 197、 198、 199、 200、 20
1、 202、 203、 204、 205、 206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 213、 214、 215、 216、 217、 218、 219、 220、 221、 22
2、 223、 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 237、 238、 239、 240、 241、 242、 24
3、 244、 245、 246、 247、 248、 249、 250、 251、 252、 253、 254, 255、 256、 257、 258、 259、 260、 261、 262、 263、 26
4、 265又は 266に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 268. 基体及び枠体との接合により形成され 該 Si本及 体のうちいずれか 1以上が セラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 2.7、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、
36、 3 ' 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、
50、 51、 52, 53 、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、
64、 65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、
78、 79、 80, 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97, 98、 99、 100 , 101、 102、 103、 10
4、 105、 106, 107, 108、 109、 110、 11、 112、 1 ] 3、 1: 4、 115 、 116, 117、 118 . 119、 120、 12 , 122、 123、 124、 12
5、 126、 127, 128、 1 29、 113300、、 113311、、 132、 133、 134、 135、 136、 137, 138 , 139 , 14 0、 141、 142、 143、 144、 145、 14
6、 1 47、 148, 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157 、 158, 159 , 160 , 16 1、 162、 163、 164、 165、 166、 16
7、 168、 169、 170, 171、 172"、 173、 174、 175、 176、 177、 178、 179, 180. 181 > 18 2、 183、 184, 185、 186、 187、 18
8、 1 89、 190、 191、 192、 193、 194、 195、 196、 197、 198、 199 、 20 0. 201. 202. 20 3、 204, 205、 206、 207、 208、 20
9、 210、 211, 212, 213、 214、 215、 216、 · 217、 218、 219、 220、· 22 1、 222. 223 , 22 4、 225、 226、 227、 228、 229、 23
0、 231、 232, 233、 2 34、 235、 236、 237、 238、 239、 240, 241、 24 2、 243 , 244 , 24 5、 246、 247、 248、 249、 250、 25
1、 2 52、 253、 254、 255、 256、 257、 258、 25.9、 260、 261、 262 、 26 3、 264. 265. 266又は 267に記載されたいずれかの発光素子搭載用
項 269. ¾ί本が板状であることを とする項 268に記載された発光素子搭 基板。 項 270. Si本及び枠体とがシリコーン樹脂を主成分とする接着剤により接合されているこ とを特徴とする項 268又は 269に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 271. 発光素子搭載用基板が一体化したセラミック材料を主成分とする焼結体からなる とを特徴とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、
15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64, 65、 66、 6 Ί、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、
85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、
99、 100、 101、 102、 103、 104、 105、 106、 107、 08、 109、 110、 111、 112、 1: 3、 114、 115、 116、 117, 11 8、 9、 12 0、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 29、 130、
131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 14
1、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 16
2、 163、 164, 165、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 172、 173、 174、 175、 176、 177、 178、 179、 180、 181、 182、 18
3、 184、 185、 186、 187、 188、 189、 190、 191、 192、 193、 194、 195、 196、 197、 198、 199、 200、 201、 202、 203、 20
4、 205、 206、 207、 20.8、 209、 210、 211、 212、 213、 214、 215、 216、 217、 218、 219、 220、 221、 222、 223、 224、 22
5、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 237、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 24
6、 247、 248、 249、 250、 251、 252、 253、 254、 255、 256、 257、 258、 259、 260、 261, 262、 263、 264、 265、 266、 26
7、 268、 269又は 270に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 272. セラミック材料を主成分とする焼結体力 1 έ¾¾性を有するものであることを特徴 とする項 265、 266、 267、 268、 269、 270又は 271に記載されたいずれか の発光素子搭載用基板。
項 273. 発光軒を搭載するための基板であって、 該基板はセラミック材料を主成分とす る焼結体からなり、 該基板は少なくとも 2以上の発光素子が搭載されるものであることを特徴 とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64, 65、 66、 67、 68、. 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 101、 102、 103、 104、 105、 106、 107、 108、 109、 110、 11
1、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 13
2、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、
143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 15
3、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 172、 173、 17
4、 175、 176、 177、 178、 179、 180、 181、 182、 183、 184、 185、 186、 187、 188、 189、 190、 191、 192、 193、 194、 19
5、 196、 197、 198、 199、 200、 201、 202、 203、 204, 205、 206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 213、 214、 215、 21
6、 217、 218、 219、 220、 221、 222、 223、 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 23
7、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 246、 247、 248、 249、 250、 251、 252、 253、 254、 255、 256、 257、 25
8、 259、 260、 261、 262、 263、 264, 265、 266、 267、 268、 269、 270、 271又は 272に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 274. 少なくとも 2以上の発光^?が同じ波長の光を発光するものであることを特徴と する項 273に記載された発光素子搭載用基板。
項 275. すべての発光素子が同じ波長の光を発光するものであることを特徴とする項 27 3又ま 274に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 276. 少なくとも 2以上の発光素子が異なる波長の光を発光するものであることを特徴 とする項 273又は 274に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 277. すべての発光 が異なる波長の光を発光するものであることを とする項 2 73又は 276に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 278. 発光素子が少なくとも波長 200 nm〜800 nmの範囲の光を発光するもので あることを體とする項 1、 2、 3 4、 5、 6、 7、 8、 9、 12、 13、 1
4、 15、 16、 17、 18、 19. 20、 21、 22、 23、 4、 25、 26、 27、 2
8、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 4 2、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 5 6、 57、 58、 59、 60、 61、, 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68、 69、 7 0、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 8 4、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 9 8、 99、 100、 101、 102、 103、 104、 105、 106、 107、 08、 1 09, 1 ] 0、 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 12 22、 123、 124、 125、 126、 127、 128、 129、 13 0、 131、 32、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、
141、 14.2、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 15
1、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、 164, 165、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 17
2、 173、 174、 175、 176、 177、 178、 179、 180、 181、 182、 183、 184、 185、 186、 187、 188、 189、 190, 191、 192、 19
3、 194, 195、 196、 197、 198、 199、 200、 201、 202、 203、 204、 205、 206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 213、 21
4、 215、 216、 217、 218、 219, 220、 221、 222、 223、 224, 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234, 23
5、 236、 237、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 246、 247、 248、 249、 250、 251、 252、 253、 254、 255、 25
6、 257、 258、 259、 260、 261、 262、 263、 264、 265、 266、 267、 268、 269、 270、 271、 272、 273、 274、 275、 276又は 2 77に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項 279. 発光軒が窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれ た少なくとも 1種以上を主成分とするものであることを特徴とする項 2、 3、 4、 5、 6、
7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、
36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 •50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、
64、 65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、
78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 101、 102、 103、 10 4、 105、 06、 107、 108、 109、 11 0、 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117, 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 12
5、 126、 127、 128、 129、 130、 13 1、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 . 142、 143、 144、 145、 14
6、 147、 148、 149、 150、 151、 52、 153、 154、 155、 156、
157、 158、 159、 160、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 16
7、 168、 169、 170、 171、 172、 173、 174、 175、 176、 177、 178、 179、 180、 181、 182、 183、 184、 185、 186、 187、 18
8、 189、 190、 191、 192、 193、 194、 195、 196、 197、 198、 199、 200、 201、 202、 .203、 204、 205、 206、 207、 208、 20
9、 210、 211、 212、 213、 214、 215、 216、 217、 218、 219、 220、 221、 222、 223、 224、 225、 226、 227、 228、 229、 23
0、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 237、 238、 239、 240、 241、 242、 243、 244、 245、 246、 247、 248、 249、 250、 25
1、 252、 253、 254、 255 256、 257、 258、 259、 260、 261、 262、 263、 264、 265、 266、 267、 268、 269、 270、 271、 27
2、 273、 274、 275、 276、 277又は 278に記載されたいずれかの発光^ ^搭 項 280. 発光軒が窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれ た少なくとも 1種以上を主成分とし少なくとも N型半導体層、 発光層、 及び P型半導体層の 3 層以上の積層体からなることを とする項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 1
1、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 2
5、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 3 9、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 5
3、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64, 65、 66、 6
7、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、 79、 80、 8
1、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 9
5、 96, 97、 98、 99、 100、 101、 : 102、 103、 104、 105、 106、
107、 108、 109、 110、 111、 1: 2、 113、 114、 1: 5、 116、 11 7、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124, 125、 126、 127、
128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 13 8、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、
149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 15 9、 160、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 167、 168、 169、 170、 171、 172、 173、 174、 175、 176、 177、 178、 179、 18
0、 181、 182、 183、 184、 185、 186、 187、 188、 189、 190、 191、 192、 193、 194、 195、 196、 197、 198、 199、 200、 20
1、 202、 203、 204、 205、 206、 207、 208、 209、 210、 211、 212、 213、 214、 215、 216、 217、 218、 219、 220、 221、 22
2、 223、 224, 225、 226、 227、 228、 229、 230、 231、 232、 233、 234、 235、 236、 237、 238、 239、 240、 241、 242、 24
3、 244、 245、 246、 247、 248、 249、 250、 251、 252、 253、 254、 255、 256、 257、 258、 259、 260、 261、 262、 263、 26
4、 265、 266、 267、 268、 269、 270、 271、 272、 273、 274、 275、 276、 277、 278又は 279に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。 項 281. 発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、 該基板が原料として酸化ァ ルミ二ゥムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製され たもののうちから選ばれたいずれかをそれぞ 虫かあるいは酸化アルミニウムの ¾法によ り作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたものを混合したものか 少なくともいずれかを用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなること を特徴とする発光素子搭載用基板の製造方法。
項 282. 発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、 該基板が窒化アルミニウム を主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度 1500°C以上で 10分間 以上 «することにより得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴 とする発光素子搭載用基板の製造方法。
項 283. 発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、 該基板が原料として酸化ァ ルミ二ゥムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製され たもののうちから選ばれたいずれかをそれぞ; W独かあるいは酸化アルミニウムの ¾法によ り作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたものを混合したものか 少なくともいずれかを用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結 体を非酸化性雰囲気中 500°C以上で 10分間以上 «することにより得られる窒 化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを體とする項 281又は 282に記載さ れたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項284. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が^ 性を有することを特徴とする項 281、 282又は 283に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 285. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光¾1率 1 %以上を有することを難 とする項 281、 282、 283又は 284に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製 造方法。
項 286. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が 率 5%以上を有することを籠 とする項 285に記載された発光素子搭載用基板の製造方法。
項 287. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光 ¾i率 10%以上を有することを特 徵とする項 285又は 286に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 288. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が 率 20%以上を有することを特 徴とする項 285、 286又は 287に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。 項 289. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が 過率 30%以上を有することを特 徴とする項 285、 286、 287又は 288に記載されたいずれかの発光軒搭翻基板の
製造方法。
項 2 9 0. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ¾¾ 率 4 0 %以上を有することを特 徵とする項 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8又は 2 8 9に記載されたいずれかの発光素子搭載 用基板の 方法。
項 2 9 1 . 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が^ 1率 5 0 %以上を有することを特 徴とする項 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9又は 2 9 0に記載されたいずれかの発光 素子搭載用基板の製造方法。
項 2 9 2 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が 率 6 0 %以上を有することを特 徴とする項 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9、 2 9 0又は 2 9 1に記載されたいずれ かの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 2 9 3. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ¾¾ 率 8 0 %以上を有することを特 徵とする項 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9、 2 9 0、 2 9 1又は 2 9 2に記載され たいずれかの発光素子搭載用基板の S 方法。
項 2 9 4. 窒化アルミニゥムを主成分とする焼結体がう16¾¾率 8 5 %以上を有することを特 徵とする項 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9、 2 9 0、 2 9 1、 2 9 2又は 2 9 3に 記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 2 9 5. 窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を窒化アルミニウム成分 を含む非酸化性雰囲気中 5 0 0°C以上で 1 0分間以上 «することで得られる窒化 アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項 2 8 1、 2 8 2、 2 8 3、 2 8 4、 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9、 2 9 0、 2 9 1、 2 9 2、 2 9 3又は 2 9 4に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 2 9 6. 窒化アルミニウム成分が被^^物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成 形体又は焼結体から舰雰囲気である非酸化性雰囲気中に供給され、 該非酸化性雰囲気中誠 « 1 5 0 0 °C以上で 1 0分間以上被! «物を焼成することで得られる窒化アルミニウムを主 成分とする焼結体からなることを とする項 2 9 5に記載された発光 搭 基板の製造 方法。
項 2 9 7. 窒化アルミニウム成分が被焼成物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成 形体又は焼結体以外から誠雰囲気である非酸化性雰囲気中に供給され 該非酸化性雰囲気中 mm i 5 0 0°C以上で 1 0分間以上被«物を «することで得られる窒化アルミニウム を主成分とする; ¾結体からなることを特徴とする項 2 9 5に記載された発光^?搭 基板の 項 2 9 8. 窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を窒化アルミニウムを主 成分とする材料からなる焼 β ^器あるいは «治具を用いて焼成することを特徴とする項 2 9 5又は 2 9 7 fo記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 2 9 9. 被誠物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体と該被焼 成物以外の窒化アルミニウムを主成分とする粉末、 あるいは窒化アルミニウムを主成分とする 粉末成形体、 あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくとも いずれか 1以上のものとを焼成容器あるいは焼成治具内に同時に存在させて «することを特 徴とする項 2 9 7又は 2 9 8に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 3 0 0. 窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を窒化アルミニウム、 夕 ングステン、 モリブデン、 窒化ほう素、 窒化ほう素を塗布した力一ボンのうちから選ばれた少. なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる舰容器あるいは舰治具を用いて舰するこ とを特徴とする項 2 9 5、 2 9 6、 2 9 7、 2 9 8又は 2 9 9に記載されたいずれかの発光素 子搭載用基板の製造方法。
項 3 0 1. 窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体をいつたん焼成して窒化アルミニゥ ムを主成分とする焼結体となし、 該焼結体をホットプレス法あるいは熱間静水 ΕΕίΠ圧 (H I P) 法によりカロ "ることを特徴とする項 2 8 1、 2 8 2、 2 8 3、 2 8 4、 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9、 2 9 0、 2 9 1、 2 9 2、 2 9 3、 2 9 4, 2 9 5、 2 9 6 , 2 9
7、 2 9 8、 2 9 9又は 3 0 0に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。 項 3 0 2. 発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、 該基板が窒化アルミニウム を主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度 1 7 5 0°C以上で 3時間以 上加熱することを とする項 2 8 1、 2 8 2、 2 8 3、 2 8 4、 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9、 2 9 0 , 2 9 1、 2 9 2、 2 9 3、 2 9 4、 2 9 5、 2 9 6、 2 9 7、 2 9
8、 2 9 9、 3 0 0又は 3 0 1に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。 項 3 0 3. 発光軒を搭載するための基板の製造方法であって、 該基板が希土 素化合物 及びアル力リ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の化合物を含む窒化アル ミニゥムをま成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度 1 7 5 0°C以上で 3時間以上 «し含まれる成分のうち少なくとも希土 素化合物及びアル力リ土類金属化合 物及び酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を飛散 · |¾¾し減少させることで得 られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを とする項 2 8 1、 2 8 2、 2 8 3、 2 8 4、 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9、 2 9 0、 2 9 1、 2 9 2、 2 9 3、 2 9 4、 2 9 5、 2 9 6、 2 9 7、 2 9 8、 2 9 9、 3 0 0、 3 0 1又は 3 0 2に記載さ れたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 3 0 4. 焼成温度が 1 9 0 0 °C以上であることを特徴とする項 3 0 2又は 3 0 3に記載さ れたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 3 0 5. 焼成 が 2 0 5 0°C以上であることを特徴とする項 3 0 2、 3 0 3又は 3 0 4 に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 3 0 6. 焼成 fi¾が 2 1 0 0 °C以上であることを特徴とする項 3 0 2、 3 0 3、 3 0 4又 は 3 0 5に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 3 0 7 , 発光軒を搭載するための基板の製造方法であって、 該基板が希土類 素化合物 のうちから選ばれた少なくとも 1種 上の化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ば れた少なくとも 1種以上の化合物を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又 は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度 1 7 5 0°C以上で 3時間以上焼成し含まれる成分のうち 少なくとも希土 ¾素化合物及びアル力リ土類金属化合物及び 素のうちから選ばれた少なく とも 1種以上の成分を飛散 ·随し減少させることで得られる窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体からなることを繊とする項 2 8 1、 2 8 2、 2 8 3、 2 8 4、 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9、 2 9 0、 2 9 1、 2 9 2、 2 9 3、 2 9 4, 2 9 5、 2 9 6、 2 9 7、 2 9 8、 2 9 9、 3 0 0、 3 0 1、 3 0 2、 3 0 3、 3 0 4、 3 0 5又は 3 0 6に記載された いずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 3 0 8. 発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、 該基板が窒化アルミニウム を主成分とする粉末成形体を焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からな り、 該粉末成形体は窒化アルミニウム原料粉末を主成分とするグリーンシートからなることを 特徴とする項 2 8 1、 2 8 2、 2 8 3、 2 8 4、 2 8 5、 2 8 6、 2 8 7、 2 8 8、 2 8 9、 2 9 0、 2 9 1、 2 9 2、 2 9 3、 2 9 4, 2 9 5、 2 9 6、 2 9 7、 2 9 8、 2 9 9、 3 0 0、 3 0 1、 3 0 2、 3 0 3、 3 0 4、 3 0 5、 3 0 6又は 3 0 7に記載されたいずれかの発 光素子搭載用基板の製造方法。
項 3 0 9. 発光軒を搭載するための基板の製造方法であって、 該基板が窒化アルミニウム を主成分とする粉末成形体を焼成して得られる焼結体をさらに «して得られる窒化アルミ二
ゥムを主成分とする焼結体からなり、 該粉末成形体は窒化アルミニウム原料粉末を主成分とす るグリーンシートからなることを特徴とする項 281、 282、 283、 284、 285、 2 86、 287、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 294、 295、 296、 297、 298、 .299、 300、 301、 302、 303、 304、 305、 306、 30 7又は 308に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 310. 750°C以上で 10時間以上焼成を行うことを特徴とする項 281、
282、 283、 284. 285、 286、 287、 288、 289、 290、 291、 29
2、 293、 294、 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 303、 304、 305、 306、 307、 308又は 309に記載されたいずれかの発光素 子搭載用基板の製造方法。
項 311. 焼成 900°C以上で 6時間以上 «を行うことを特徴とする項 281、 2 82、 283、 284、 285、 286、 287、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 294、 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 30
3、 304、 305、 306、 307、 308、 309又は 310に記載されたいずれかの発 光素子搭載用基板の難方法。
項 312. 焼成温度 2050°C以上で 4時間以上焼成を行うことを特徴とする項 281、 2 82、 283、 284, 285、 286、 287、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 294, 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 30 3、 304、 305、 306、 307、 308、 309、 310又は 311に記載されたいず れかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 313. 焼成温度 2100°C以上で 3時間以上焼成を行うことを特徴とする項 281、 2 82、 283、 284、 285、 286, 287、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 294, 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 30
3、 304、 305、 306、 307、 308、 309、 310、 311又は 312に記載さ れたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 314. 焼成雰囲気が窒素、 ヘリウム、 ネオン、 アルゴンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含むものであることを^とする項 281、 282、 283、 284、 285、 2 86、 287、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 294、 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 303、 304、 305、 306、 30 7、 308、 309、 310、 311、 312又は 313に記載されたいずれかの発光軒搭 載用基板の難方法。
項 315. 焼成雰囲気が^ δ性雰囲気であることを特徴とする項 281、 282、 283、
284, 285、 286、 287、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 29
4、 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 303、 304、
305、 306、 307、 308、 309、 310、 311、 312、 313又は 314に記 載されたいずれかの発光素子搭載用基板の^ i方法。
項 316. 焼成雰囲気が水素、 炭素、 一酸化炭素、 炭化水素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含むものであることを特徴とする項 281、 282、 283、 284、 285、 2 86、 287、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 294、 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 303、 304、 305、 306、 30 7、 308、 309、 310、 311、 312、 313、 314又は 315に記載されたいず れかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 317. «雰囲気が水素、 炭素、 一酸化炭素、 炭化水素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を 0. 1 ppm以上含むものであることを特徴とする項 314、 315又は 316に
記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 318. 焼成される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体の最小寸法が 8mm以下であることを特徴とする項 281、 282、 283、 284、 285、 286、 2 87、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 294、 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 303、 304、 305、 306、 307、 30
8、 309、 310、 311、 312、 313、 314、 315、 316又は 317に記載さ れたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 319. 焼成される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体が板状であり その厚みが 8mm以下であることを特徴とする項 281、 282、 283、 284、 285、
286、 287、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 294, 295、 29 6、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 303、 304, 305、 306、
307、 308、 309、 310、 311、 312、 313、 314, 315、 316、 31 7又は 318に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項 320. 発光^?が少なくとも波長 200 nm〜800 nmの範囲の光を発光するもので あることを ¾とする項 281、 282、 283、 284、 285、 286、 287、 288、
289、 290、 291、 292、 293、 294, 295、 296、 297、 298、 29
9、 300、 301、 302、 303、 304, 305、 306、 307、 308、 309、
310、 311、 312、 313、 314、 315、 316、 317、 318又は 319に記 載されたいずれかの発光素子搭載用基板の^ t方法。
項 321. 発光^?が窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれ た少なくとも 1種以上を主成分とするものであることを特徴とする項 281、 282、 283、
284, 285、 286、 287、 88、 289、 290、 291、 292、 293、 29
4、 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 303、 304、
305、 306、 307、 308、 309、 310、 311、 312、 313、 314、 31
5、 316、 317、 318、 319又は 320に記載されたいずれかの発光^?搭糊基板 の製造方法。
項 322. 発光素子が窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれ た少なくとも 1種以上を主成分とし少なくとも N型半導体層、 発光層、 及び P型半導体層の 3 層以上の積層体からなることを特徴とする項 281、 282、 283、 284、 285、 28
6、 287、 288、 289、 290、 291、 292、 293、 294、 295、 296、 297、 298、 299、 300、 301、 302、 303、 304、 305、 306、 30
7、 308、 309、 310、 311、 312、 313、 314、 315、 316、 317、 318、 319、 320又は 321に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。 項 100 Γ. ½¾ 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載さ れていることを特徵とする発光素子。
項 1002. 率 1%以上のセラミック材料を主成分とする «体からなる基板に搭載 されていることを特徴とする項 1001に記載された発光 *?。
項 1003. 率 5%以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載 されていることを特徴とする項 1001又は 1002に記載されたいずれかの発光素子。 項 1004. 率 10%以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを纖とする項 1001、 1002又は 1003に記載されたいずれかの発 光
項 1005· 光 ¾1率 20%以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを體とする項 1001、 1002、 1003又は 1004に記載されたい
ずれかの発光素子。
項 1006. ½¾率 30%以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを [とする項 1001、 1002、 1003、 1004又は 1005に記 載されたいずれかの発光素子。
項 1007. 光 ¾率 40%以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを赚とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005又は 1 006に記載されたいずれかの発光素子。
項 1008. ¾¾i率 50%以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを體とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 10 06又は 1007に記載されたいずれかの発光^?。
項 1009. 光¾1率 60%以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを特徴とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 10
06、 1007又は 1008に記載されたいずれかの発光素子。
項 1010. 率 80%以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 10 06、 1007、 1008又は 1009に記載されたいずれかの発光^?。
項 1011. mi率 85%以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを特徴とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 10 06、 1007、 1008、 1009又は 1010に記載されたいずれかの発光^?。
項 1012. セラミック材料を主成分とする焼結体の) 性あるいは ^1^^!率が少なくと も波長 200nm〜800 nmの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項 1001、
1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 10 10又は 1011に記載されたいずれかの発光素子。
項 1013. 反射防止部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板 に搭載されていることを特徴とする発光軒。
項 1014. 反射防止部材が形成された光 ¾i 性を有するセラミック材料を主成分とする焼 結体からなる基板に搭載されているを ^とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012又は 1 013に記載されたいずれかの発光素子。
項 1015. 反射防止部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする ¾結体の屈折率と同等 かあるいはそれ以下であることを i [とする項 1013又は 1014に記載されたいずれかの 発光素子。
項 1016.反射防止謝が屈折率 2. 3以下の材料からなることを赚とする項 1013、 1014又は 1015に記載されたいずれかの発光素子。
項 1017. 反射防止部材が屈折率 2. 1以下の材料からなることを體とする項 1016 に記載された発光素子。
項 1018. 反射防止部材が屈折率 2. 0以下の材料からなることを漏とする項 1016 又は 1017に記載されたいずれかの発光素子。
項 1019. 反射防止部材が光 ¾i率 30%以上の材料からなることを ^とする項 101 3、 1014、 1015、 1016、 1017又は 1018に記載されたいず、れかの 素子。 項 1020. 反射防止部材が光 ¾1率 50%以上の材料からなることを とする項 101 9に記載された発光素子。
項 1021. 反射防止部材が光 ¾i率 70%以上の材料からなることを ^とする項 101 9又は 1020に記載された発光素子。
項 1022. 反射防止部材が光醒率 80%以上の材料からなることを體とする項 101 9、 1020又は 1021に記載された発光素子。
項 1023, 反射防止部材の屈折率及び光; ® 率がそれぞれ少なくとも波長 200 nm〜8 00 nmの範囲の光に対してのものであることを體とする項 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021又は 1022に記載されたいずれかの発光素子。 項 1024. 反射防止部材がガラス、 測旨、 金属酸化物、 金属窒化物、 金属炭化物のうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項 1013、 1 014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 102 2又は 1023に記載されたいずれかの発光素子。
項 1025. 反射防止部材として用いられるガラスが石英ガラス、 高珪酸ガラス、 ソーダ石 灰ガラス、 鉛ソ一ダガラス、 カリガラス、 鉛カリガラス、 アルミノ珪酸塩ガラス、 硼珪酸ガラ ス、 無アルカリガラス、 カルコゲン化物ガラス、 テルライドガラス、 '«塩ガラス、 ランタン ガラス、 リチウム含有ガラス、 ノ リウム含有ガラス、 亜 有ガラス、 フッ素含有ガラス、 鉛 含有ガラス、 窒素含有ガラス、 ゲルマニウム含有ガラス、 クラウンガラス、 硼酸クラウンガラ ス、 重クラウンガラス、 希土類 素あるいはニオブ、 タンタルを含むクラウンガラス、 フリン トガラス、 軽フリントガラス、 重フリントガラス、 希土^ £素あるいはニオブ、 タンタルを含 むフリントガラス、 はんだガラス、 光学ガラス、 各種結晶化ガラスのうちから選ばれた 1種以 上の材料からなることを とする項 1024に記載された発光素子。
項 1026. 反射防止部材として用いられる樹脂がエポキシ樹脂、 シリコーン樹脂、 ポリイ ミド翻 、 フエノール樹脂、 ビスマレイミドトリアジン棚旨(BTレジン)、 不 ロポリエステ ル、 PTFEや PFAあるいは FEPあるいは PVdFなどのフッ素測旨、 アクリル樹脂、 メ タクリル樹脂、 ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA)、 スチレン ·アクリロニトリル共重 合観旨 (SAN)、 ァリルジグリコールカーボネート棚旨 (ADC)、 ウレタン樹脂、 チォウレ タン棚旨、ジァリルフタレート樹脂(DAP)、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン(P EEK)、 ポリエチレンナフタレート (PEN)、 熱可塑性ポリイミド棚旨、 ポリアミドイミド (PAD, 飽和ポリエステル、 ポリエチレンテレフタレート (PET)、 ポリブチレンテレフ タレ一ト (PBT)、 ポリカーボネート (PC)、 ポリアミド、 ポリフエ二レンスルフイド (P PS)、 ポリフエ二レンエーテル (PPE)、 ポリフエ二レンオキサイド (PPO)、 ポリエーテ ルイミド (PEI)、 ポリエーテルスルホン (PES)、 ポリメチルペンテン (PMP)、 ポリエ チレン(PE)、 ポリプロピレン(PP)、エチレンビエルアルコール共重合体、ポリスルホン、 ポリアリレ一ト、 ジァリルフタレート、 ポリアセタールなどのうちから選ばれる少なくとも 1 種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項 1024に記載された発光素子。 項 1027. 反射防止部材として用いられる金属酸化物、 金属窒化物、 金属炭化物がベリリ ゥム (Be)、 マグネシウム (Mg)、 カルシウム (Ca)、 ストロンチウム (S r)、 ノ リウム (Ba)、 スカンジウム (Sc;)、 イットリウム (Y)、 ランタン (La)、 セリウム (Ce)、 プ ラセォジゥム (Pr)、 ネオジゥム (Nd)、 サマリウム (Sm)、 ユーロピウム (Eu)、 ガド リニゥム (Gd)、 デイスプロシゥム (Dy)、 ホルミウム (Ho)、 エルビウム (Er)、 イツ テルビウム (Yb)、 ルテチウム (Lu)、 ジルコニウム (Zr)、 /、フニゥム (Hf)、 ニオブ
(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、碰(Zn)、硼素(B)、 アルミニウム (Al)、 ガリウム (Ga)、インジウム (In)、珪素 (S i)、 ゲルマニウム (G e)、 錫 (Sn)、 アンチモン (Sb)、 のうちから選ばれる少なくとも 1種以上の金属を主成分 とする材料からなることを特徴とする項 1024に記載された発光素子。
項 1028. 反射防止部材カ礮化アルミニウム、 酸化ゲイ素、 酸化マグネシウムのうちから 選ばれる少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを特徵とする項 1024又は 1
027に記載されたいずれかの発光素子。
項 1029. 反射防止部材がセラミック材料を主成分とする腿体の自己酸化雄からなる ことを特徴とする項 1024, 1027又は 1028〖こ記載されたいずれかの発光素子。 項 1030. 反射部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを特徴とする発光素子。
項 1031. 反射部材が形成された光 ¾ 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体 からなる基板に ί答載されていることを纖とする項 1001、 1002、 1003、 1004、
1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 10 13、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029又は 1 030に記載されたいずれかの発光素子。
項 1032. 反射部材が反射率 15%以上の材料からなることを特徴とする項 1030又は 1031に記載されたいずれかの発光^?。
項 1033. 反射部材が反射率 30%以上の材料からなることを特徴とする項 1032に記 載された発光素子。
項 1034. 反射部材が反射率 50 %以上の材料からなることを とする項 1032又は 1033に記載されたいずれかの発光素子。
項 1035. 反射部材が反射率 70%以上の材料からなることを »とする項 1032、 1 033又は 1034に記載されたいずれかの発光素子。
項 1036. 反射部材が反射率 80%以上の材料からなることを ^とする項 1032、 1 033、 1034又は 1035に記載されたいずれかの発光素子。
項 1037. 反射部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあ るいはそれ以上であることを特徴とする項 1030、 1031、 1032、 1033、 103 4、 1035又は 1036に記載されたいずれかの発光素子。
項 1038. 反射部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率より少なく とも 0. 2以上大きいことを特徴とする項 1037に記載された発光素子。
項 1039. 反射部材の屈折率が ラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率より少なく とも 0. 3以上大きいことを特徴とする項 1037又は 1038に記載されたいずれかの発光 項 1040. 反射部材がう 過率 30%以上の材料からなることを特徴とする項 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038又は 1 039に記載されたいずれかの発光^?。
項 1041. 反射部材カ 率 50 %以上の材料からなることを特徴とする項 1040に 記載された発光素子。
項 1042. 反射部材ヵ 率 80%以上の材料からなることを特徵とする項 1040又 は 1041に記載されたいずれかの発光素子。
項 1043. 反射部材の反射率、 屈折率及び; 率がそれぞれ少なくとも波長 20 Onm 〜80 Onmの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項 1032、 1033、 10
34、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041又は 104 2に記載されたいずれかの発光素子。
項 1044. 反射部材が金属、 合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする 材料からなることを髓とする項 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 10
35、 1036又は 1043に記載されたいずれかの発光素子。
項 1045. 反射謝が Be、 Mg、 Sc、 Y、希土類金属、 Ti、 Zr、 Hf、 V、 Nb、
Ta、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Re、 Fe、 Co、 Ni、 Ru、 Rh、 Pd、 Os、 I r、 P t、 Cu、 Ag、 Au、 Zn、 B、 Al、 Ga、 I n、 S i、 Ge、 Sn、 Pb、 Sb、 B i のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを とする項 10 · 30、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036又は 1037に記載さ れたいずれかの発光素子。
項 1046. 反射部材が Cu、 Ag、 Au、 Al、 Mg、 Zn、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 C o、 Ni、 Rh、 Pd、 〇s、 I r、 P t、 WZCu合金、 MoZCu合金、 WZAg合金、 MoZAg合金、 WZAu合金、 MoZAu合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主 成分とする材料からなることを特徴とする項 1045に記載された発光素子。
項 1047. 反射部材が Cu、 Ag、 Au、 Al、 Mg、 Zn、 Fe、 Co、 Ni、 Rh、 Pd、 Os、 I r、 P t、 W/Cu合金、 MoZCu合金、 WZAg合金、 Mo/Ag合金、 WZAu合金、 MoZAu合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料か らなることを特徴とする項 1045又は 1046に記載されたいずれかの発光素子。
項 1048. 反射部材が Cu、 Ag、 Au、 A 1を主成分とする材料からなることを特徴と する項 1045、 1046又は 1047に記載されたいずれかの発光素子。
項 1049. 反射部材が元素単体、 金属の酸化物、 金属の窒化物、 金属の炭化物、 金属の珪 素化物のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを mとする 項 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1
038、 1039、 1040、 1041、 1042又は 1043に記載されたいずれかの発光 素子。
項 1050. 反射部材が Ti〇2、 BaTiOs、 SrTi03、 CaTi〇3、 PbTi03、 PZT 〔Pb (Zr、 T i) 03〕、 LZT 〔(Pb、 La) (Z r、 T i) 〇3〕、 PLT 〔(P b、 La) Ti03〕、 Zr02、 Zn〇、 ZnSe、 Nb2〇5、 Ta205、 L iNb03、 L i Ta〇3、 SBN C(S r !_xBax) Nb206〕、 BNN (B a 2N aNb 5〇15)、 B i 12GeO 20、 B i 12T i〇20、 B i 2W〇6、 PbMo04、 PbMo〇5、 Te〇2、 S i C、 S i 3N4、 ダイヤモンド、 A1N、 GaN、 I nN、 S i、 Ge、 カルコゲナイドガラスのうちから選ば れた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを«とする項 1049に記載され た発光素子。
項 1051. 反射部材が Ti〇2、 SrTi〇3、 PbTi〇3、 PZT [Pb (Zr、 T i) 〇3〕、 PLZT 〔(Pb、 La) (Z r、 T i) 03〕、 PLT 〔(Pb、 La) Ti03〕、 ZrO 2、 Zn〇、 ZnSe、 Nb2〇5、 Ta205、 B i 12Ge〇2。、 B i12Ti〇20、 B i 2W06、 Te〇2、 S i C、 S i3N4、 ダイヤモンド、 A 1 N、 GaN、 I nN、 カルコゲナイドガラス のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなることを mとする項 10
49又は 1050に記載されたいずれかの発光素子。
l 52. 反射部材が T i〇2、 S rT i 03、 PbT i〇3、 Z r02> Zn〇、 Nb2〇5、 Ta2〇5、 B i 12Ge〇20、 B i 12T i O20、 B i 2W〇6、 S i C:、 S i 3N4、ダイヤモンド、 A 1 N、 GaN、 I nNのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる ことを特徴とする項 1049、 1050又は 1051に記載されたいずれかの発光素子。
項 1053. 反射部材が Ti〇2、 Zr〇2、 Zn〇、 Nb2〇5、 Ta2〇5、 S i C、 S i 3 N4、 ダイヤモンド、 A 1 Nを主成分とする材料からなることを ®とする項 1049、 105 0、 1051又は 1052に記載されたいずれかの発光素子。
項 1054. 反射部材が少なくとも波長 200 nm〜800 nmの範囲の光に対して全反射 するネ才料からなることを とする項 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 10
43、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052又は 1053に記載されたいずれかの発光素子。
項 1055. 反射防止部材及び反射部材のうちから選ばれた少なくともいずれかが形成され たセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載されていることを特徴とする項 1 001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 100 9、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024, 1025、 10 26、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 10 43、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052又は 1053に記載されたいずれかの発光素子。
項 1056. 反射防止部材及ぴ反射部材が同時に形成されたセラミック材料を主成分とする 焼結体からなる基板に搭載されていることを特徴とする項 1055に記載された発光素子。 項 1057. 反射防止部材及び反射部材のうちから選ばれた少なくともいずれかがセラミツ ク材料を主成分とする焼結体の内部及び表面のうちから選ばれた少なくともいずれかに形成さ れたものからなる基板に搭載されていることを とする項 1055又は 1056に記載され たいずれかの発光素子。
項 1058. 反射防止部材及び反射部材が同時にセラミック材料を主成分とする焼結体の内 部及び表面のうちから選ばれた少なくともいずれかに形成されたものからなる基板に搭載され ていることを とする項 1055、 1056又は 1057に記載されたいずれかの発光素子。 項 1059. セラミック材料を主成分とする焼結体が^性を有するものであることを特 徴とする項 1055、 1056、 1.057又は 1058に記載されたいずれかの発光素子。 項 1060. セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光軒であ つて、 難光素子からの発光を任意の方向に放出可能であることを特徴とする発光素子。 項 1061. ½¾ 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載さ れた発光素子であって、 該発光素子からの発光を任意の方向に放出可能であることを特徵とす る項 1001、 1002、 1003、, 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 10 17、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024, 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 1032、 1033、 10 34、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 10 51、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059 又は 1060·に記載されたいずれかの発光素子。
項 1062. 反射防止部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板 に搭載された発光素子であつて、 該発光^?からの発光を任意の方向に放出可能であることを 特徴とする項 1060又は 1061に記載されたいずれかの発光素子。
項 1063. 反射部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載された発光素子であって、 該発光素子からの発光を任意の方向に放出可能であることを特徴 とする項 1060、 1061又は 1062に記載されたいずれかの発光素子。
項 1064. 反射防止部材及び反射部材が同時に形成されたセラミック材料を主成分とする 焼結体からなる基板に搭載された発光素子であって、 觀光軒からの発光を任意の方向に放 出可能であることを ¾とする項 1060、 1061、 1062又は 1063に記載されたい ずれかの発光素子。
項 1065. 発光をすベての空間方向に放出可能であることを特徴とする項 1060、 10 61、 1062、 1063又は 1064に記載されたいずれかの発光素子。
項 1066. セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光 »であ つて、 該¾¾素子からの発光が基板の発光^?搭載面と反対側の方向に放出可能であることを 特徴とする項 1060、 1061、 1062、 1063、 1064又は 1065に記載された いずれかの発光素子。
項 1067. セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光素子であ つて、 該発光素子からの発光が基板を ¾ して基板の発光素子搭載面と反対側の方向にも放出 可能であることを特徴とする項 1066に記載された発光素子。
項 1068. 窪み空間を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載さ れた発光軒であって、 該発光素子からの発光が基板の側面から放出されることを特徴とする 項 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065、 1066又は 1067に 記載されたいずれかの発光素子。
項 1069. 窪み空間を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載さ れた発光^?であって、 該¾¾素子からの発光は窪み空間内部の側壁を翻して基板の側面か ら放出されることを特徴とする項 1068に記載された発光素子。
項 1070. セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光軒であ つて、 該発光素子からの発光が主として基板の発光素子搭載面側に放出されることを特徴とす る項 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065、 1066、 1067、 1068又は 1069に記載されたいずれかの発光素子。
項 1071. ½¾i率 50%以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを特徴とする項 1.001、 1002、 1003、 1004、 1005、 10 06、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 10 23、 1024, 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 10 40、 1041、 1042、 1043, 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 10 57、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065、 1066、 1067、 1068、 1069又は 1070に記載されたいずれかの発光素子。 項 1072. ¾¾ϋ率 30%以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを特徴とする項 1071に記載された発光素子。
項 1073. ¾¾1率 10%以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭 載されていることを特徴とする項 1071又は 1072に記載されたいずれかの発光素子。 項 1074. ¾¾i率 5%以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載 されていることを特徴とする項 1071、 1072又は 1073に記載されたいずれかの発光 素子。
項 1075. ½¾i率 1%以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載 されていることを特徴とする項 1071、 1072、 1073又は 1074に記載されたいず れかの発光素子。
項 1076. 率 0%のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載され ていることを特徴とする項 1071、 1072、 1073、 1074又は 1075に記載され たいずれかの発光素子。
項 1077. ¾¾1率 50%以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭
載された発光素子であって、 該発光素子からの発光が主として基板の発光素子搭載面側に放出 されることを特徴とする項 1071、 1072、 1073、 1074、 1075又は 1076 に記載されたいずれかの発光素子。
項 1078. 反射防止部材及び反射部材のうちから選ばれた少なくともどちらか 1以上が形 成された ½¾ 率 50 %以下のセラミック材料を主成分とする'焼結体からなる基板に搭載され た発光素子であって、 該発光素子からの発光が主として基板の発光素子搭載面側に放出される ことを特徴とする項 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076又は 10 77に記載されたいずれかの発光素子。
項 10 9. 反射防止部材及び反射部材が同時に形成された)1 ^率 50 %以下のセラミッ ク材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光舒であつて、 難光軒からの 発光が主として基板の発光素子搭載面側に放出されることを特徴とする項 1078に記載され た発光素子。
項 1080. セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光素子であ つて、 該セラミック材料が窒化物、 酸化物、 炭化物、 硼化物、 珪化物、 及び結晶化ガラスのう ちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを特徴とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 10 12、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 10 29、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045, 10 46、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1.058、 1059、 1060、 1061、 1062、 10 63、 1064、 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078又は 1079に記 載されたいずれかの発光素子。
項 1081. 窒化物が窒化アルミニウム、 窒化硼素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 及び窒化チ タンのうちから選ばれた少なくとも 1,種以上であることを特徴とする項 1080に記載された 発光素子。
項 1082.酸化物力獺化アルミニウム、 酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 酸化チタン、 チタン酸バリウム、 チタン酸ジル コン ,、希土^ ¾素酸化物、謝匕トリウム、各種フェライト、ムライト、 フォルステラィト、 及びステアタイトのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを Μ [とする項 1080 に記載された発光素子。
項 1083: 炭化物が炭化珪素、 炭化チタン、 炭化硼素、 及び炭化タングステンのうちから 選ばれた少なくとも 1種以上であることを特徴とする項 1080に記載された発光素子。
項 1084. 硼化物力濯化チタン、 硼化ジルコニウム、 及 化ランタンのうちから選ばれ た少なくとも 1種以上であることを特徴とする項 1080に記載された発光素子。
項 1085. 珪化物が 化モリブデン、 及び 化タングステンのうちから選ばれた少なくと も 1種以上であることを特徴とする項 1080に記載された発光素子。
項 1086. セラミック材料が窒化アルミニウム、 酸化アルミニウム、 酸化 、 酸化ベリ リウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、希土類 素酸化物、 及び結晶ィ匕ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを とする項 1080、 1081又は 1082に記載されたいずれかの発光素子。
項 1087. 希土観素酸化物が避化ィットリゥムであることを特徴とする項 1086に記
載された発光素子。
項 1088.結晶化ガラスが namガラス及び 化アルミニウムの混合物を主成分とするも のであることを特徴とする項 1086に記載された発光素子。
項 1089. セラミック材料がアルカリ土類金属及び希土類 素のうちから選ばれた少なく とも 1種以上を含むものであることを とする項 1080、 1081、 1082、 1083、 1084、 1085、 1086、 1087又は 1088に記載されたいずれかの発光素子。 項 1090. セラミック材料が遷移金属元素及び力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1 種以上を含むものであることを ^とする項 1080、 1081、 1082、 1083、 10 84、 1085、 1086、 1087、 1088又は 1089に記載されたいずれかの発光素 子。
項 1091. 遷移金属元素がモリブデン、 タングステン、 バナジウム、 ニオブ、 タンタル、 チタン、 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛 であることを特徵とする項 1090に記載された発光素子。
項 1092. セラミック材料が 化碰、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニウム、 窒化ガリウ ム、 窒化アルミニウム、 窒化珪素、 及び炭化珪素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上であ ることを とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 10 07、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 10 24、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 10 41、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1.053、 1054、 1055、 1056、 1057、 10 58、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064, 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 10 75、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 1083、 1084、 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090又は 1091に記 載されたいずれかの発光素子。 ,
項 1093. セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光素子であ つて、該セラミック材料を主成分とする攝吉体が導電性を有することを とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 10 10、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024, 1025、 1026、 10 27、 1028、 1029、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034, 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043, 10 44、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 10 61、 1062、 1063、 1064, 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、.1076、 1077、 10 78、 1079、 1080、 1081、 1082、 1083、 1084, 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091又は 1092に記載されたいずれかの発 光素子。
項 1094. セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光^?であ つて、該セラミック材料を主成分とする磁吉体が室温における抵抗率 1 X 104Ω · cm以下で あることを糊毀とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1
007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 101 5、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、
1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 10 32、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 10 49、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065、 10 66、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、
1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 10 83、 1084、 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092又は 1093に記載されたいずれかの発光素子。
項 1095. セラミック材料を主成分とする焼結体が室温における抵抗率 IX 102Ω · cm 以下であることを特徴とする項 1094に記載された発光素子。
項 1096. セラミック材料を主成分とする 結体が室温における抵抗率 1 X 10°Ω · cm 以下であることを特徴とする項 1094又は 1095に記載されたいずれかの発光素子。 項 1097. セラミック材料を主成分とする焼結体が室温における ί氐抗率 1 X 10-χΩ · c m以下であることを特徴とする項 1094、 1095又は 1096に記載されたいずれかの発 光素子。
項 1098. セラミック材料を主成分とする焼結体が室温における抵抗率 1 X 10— 2Ω · c m以下であることを體とする項 1094、 1095、 1096又は 1097に記載されたい ずれかの発光素子。
項 1099. セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載された発光素子であ つて、 該セラミツク材料を主成分とする焼結体が導電性を有しかつ光 ¾i性をすることを特徴 とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 100 8、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 10
25、 1026、 1027、 1028,、 1.029、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 10 42、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 10 59、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064, 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 107 , 1075、 10 76、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 1083、 1084、 1085、 1.086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 10 93、 1094、 1095、 1096、 1097又は 1098に記載されたいずれかの発光素 子。
項 1100. セラミック材料を主成分とする焼結体が 化亜鉛を主成分とする焼結体である ことを特徴とする項 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098又は 10 99に記載されたいずれかの発光素子。
項 1101. 酸化亜鉛を主成分とする焼結体が少なくともアルミニウム成分を含むことを特 徴とする項 1100に記載された発光素子。
項 1102. セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウムを主成分とする焼結体で あることを赚とする項 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098又は 1099に記載されたいずれかの発光素子。
項 1103. 窒化ガリウムを主成分とする焼結体が Be、 Mg、 Zn、 Cd、 (、 S i、 G e、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを とする 項 1102に記載された発光素子。
項 1104. 窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルカリ土類金属及 «土^¾素のうち から選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを特徴とする項 1102又は 1103に記 載されたいずれかの発光素子。
項 1105. 窒化ガリウムを主成分とする焼結体がインジウム及びアルミニウムのうちから 選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを特徵とする項 1102、 1103又は 110 4に記載されたいずれかの発光素子。
項 1106. 窒化ガリウムを主成分とする焼結体が Be、 Mg、 Zn、 Cd、 (:、 S i、 G e、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分と同時にアルカリ土類金 属及び希土類 素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを とする項 1 102、 1103、 1104又は 1105に記載されたいずれかの発光素子。
項 1107. 窒化ガリウムを主成分とする觸吉体が Be、 Mg、 Zn、 Cd、 C、 S i、 G e、 Se、 Te、 酸素のうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分と同時にアルミニウム及 びインジウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上の成分を含むことを特徴とする項 110 2、 1103、 1104、 1105又は 1106に記載されたいずれかの発光素子。
項 1108. 窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルカリ土類金属及び希土! ^素のうち から選ばれた少なくとも 1種以上の成分と同時にアルミニウム及びィンジゥムのうちから選ば れた少なくとも 1種以上の成分を含むことを特徴とする項 1102、 1103、 1104、 1 105、 1106又は 1107に記載されたいずれかの発光素子。
項 1109. セラミック材料を主成分とする焼結体が炭化珪素を主成分とする焼結体である ことを特徴とする項 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098又は 10 99に記載されたいずれかの発光素子。
項 1110. セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化珪素を主成分とする焼結体である ことを特徴とする項 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098又は 10 99に記載されたいずれかの発光素子。 .
項 1111. セラミック材料が窒化アルミニウムであることを特徴とする項 1080、 10 81、 1086、 1089、 1090、 1091又は 1092に記載されたいずれかの発光素 子。
項 1112. セラミック材料が窒化アルミニウムであり、 該窒化アルミニウムを主成分とす る焼結体が窒化アルミニウムを 50体積%以上含むものであることを特徴とする項 1111に 記載された発光素子。
項 1113. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土 素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物騰で 50#¾%以下含むことを特徴とする項 1111又は 1112に記載されたいずれかの発光素子。
項 1114. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土観素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物 で 40#¾%以下含むことを特徴とする項 1113に記載された発光素子。
項 1115. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土誕素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物 で 30#¾%以下含むことを特徴とする項 1113又は 1114に記載されたいずれかの発光素子。
項 1116. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類 素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物 で 12ィ«%以下含むことを特徴とする項
1113、 1114又は 1115に記載されたいずれかの発光素子。
項 1117. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類沅素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物 で 7 以下含むことを とする項 1 113、 1114、 1115又は 1116に記載されたいずれかの発光素子。
項 1118. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土 素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物 で 5 %以下含むことを特徴とする項 1 113、 1114、 1115、 1116又は 1117に記載されたいずれかの発光素子。
項 1119. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類 素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を酸化物騰で 3體%以下含むことを特徴とする項 1 113、 1114、 1115、 1116、 1117又は 1118に記載されたいずれかの発光' 項 1120. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類 素あるいはアルカリ土類金 属のうちいずれか一方だけを含むものであることを特徴とする項 1113、 1114、 111 5、 1116、 1117、 1118又は 1119に記載されたいずれかの発光素子。
項 1121. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類^素及びアルカリ土類金属を 同時に含むものであることを特徵とする項 1113、 1114、 1115、 1116、 111 7、 1118、 1119又は 1120に記載されたいずれかの発光素子。
項 1122. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属及ぴ 素のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を酸化物 で 2 (H«%以下含むことを とする項 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120又は 1121に記 載されたいずれかの発光素子。
項 1123. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属及 0¾素のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を酸化物換算で 10体積%以下含むことを特徴とする項 1122に 記載された発光素子。
項 1124. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属及び 素のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を酸化物換算で 5体積%以下含むことを特徴とする項 1122又は 1123に記載されたいずれかの発光素子。
項 1125. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属及ぴ 素のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を酸化物換算で 3#¾%以下含むことを特徴とする項 1122、 1 123又は 1124に記載されたいずれかの発光素子。
項 1126. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属及び 素のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を酸化物換算で 以下含むことを特徴とする項 1122、 1 123、 1124又は 1125に記載されたいずれかの発光素子。
項 1127'. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属及ぴ 素のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を含みさらに希土 ^素及びアル力リ土類金属のうちから選ばれた 少なくとも 1種以上を同時に含むことを i [とする項 1111、 1112、 1113、 111 4、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125又は 1126に記載されたいずれかの発光素子。
項 1128. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素換算で 50体積%以下含むことを ¾とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1 118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 11 6又は 1127に記載されたいずれかの発光素子。
項 1129. 窒化アルミニウムを主成分とする鶴体が Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、
及び力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素 で 20#¾%以下含むことを 特徴とする項 1128に記載された発光素子。
項 1130. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及び力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素換算で 10ίΦ¾%以下含むことを 、特徴とする項 1128又は 1129に記載されたいずれかの発光素子。
項 1131. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素換算で 5 %以下含むことを特 徵とする項 1128、 1129又は 1130に記載されたいずれかの発光素子。
項 1132..窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及び力一ボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素 で 3 以下含むことを特 徴とする項 1128、 1129、 1130又は 1131に記載されたいずれかの発光素子。 項 1133. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素^:で 以下含むことを特 徴とする項 1128、 1129、 1130、 1131又は 1132に記載されたいずれかの発 光素子。
項 1134. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が Mo、 W、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 及び力一ポンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を含みさらに希土類 素及びアル力リ土 類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を同時に含むことを特徴とする項 1111、 1 112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 112 0、 1121、 1122、 1123、 1124, 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132又は 1133に記載されたいずれかの発光素子。 項 1135. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が遷移金属の不可避不純物のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上を元素藤で 50重量%以下含むことを體とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 11 20、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、
1129、 1130、 1131、 1132、 1133又は 1134に記載されたいずれかの発 光素子。 : , .
項 1136. 窒化アルミニウムを主成分とする; ¾結体が遷移金属の不可避不純物のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上を元素^ で 20重量%以下含むことを «とする項 1135に 記載された発光素子。
項 1137. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が遷移金属の不可避不純物のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上を元素 で 10重量%以下含むことを とする項 1135又 は 1136に記載されたいずれかの発光素子。
項 1138'. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が遷移金属の不可避不純物のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上を元素騰で 1.0重量%以下含むことを ^とする項 1135、
1136又は 1137に記載されたいずれかの発光素子。
項 1139. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が遷移金属の不可避不純物のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上を元素藤で 0.5重量%以下含むことを とする項 1135、 1136、 1137又は 1138に記載されたいずれかの発光素子。
項 1140. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が遷移金属の不可避不純物のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上を元素^:で 0.2重量%以下含むことを とする項 1135、 1136、 1137、 1138又は 1139に記載されたいずれかの発光素子。
項 1141. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が遷移金属の不可避不純物のうちから 選ばれた少なくとも 1種以上を含みさらに希土 素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれ
た少なくとも 1種以上を同時に含むことを特徴とする項 1111、 1112、 1113、 11 14、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 11 31、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139 又は 1140に記載されたいずれかの発光素子。
項 1142. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる遷移金属の不可避不純物が 鉄、 ニッケル、 クロム、 マンガン、 ジルコニウム、 ハフニウム、 コバルト、 銅、 亜鉛であるこ とを特徴とする項 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140又は 114 1に記載されたいずれかの発光素子。
項 1143. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ¾素を 25重量%以下含むことを特 徴とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 11 18、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 11
35、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141又は 1142に記載さ れたいずれかの発光素子。
項 1144. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ¾素を 15重量%以下含むことを特 徴とする項 1143に記載された発光素子。
項 1145. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ¾素を 10重量%以下含むことを特 徴とする項 1143又は 1144に記載されたいずれかの発光素子。
項 1146. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体力戰素を 5重量%以下含むことを とする項 1143、 1144又は 1145に記載されたいずれかの発光素子。
項 1147. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体力雙素を 3重量%以下含むことを とする項 1143、 1144、 1145又は 1146に記載されたいずれかの発光素子。 項 1148. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ¾素を含みさらに希土類 素及びァ ルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を同時に含むことを特徴とする項 11 l i、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123·、 1124、 1125、 1126、 1127、 11 28、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 11
45、 1146又は 1147に記載されたいずれかの発光素子。
項 1149. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ALONを 50%以下含むことを特 徴とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 11 18、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 11 35、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147又は 1148に記載されたいずれかの発光 ¾÷。 項 1150. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ALONを 40%以下含むことを特 徴とする項 1149に記載された発光素子。
項 1151. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ALONを 20%以下含むことを特 徴とする項 1149又は 1150に記載されたいずれかの発光素子。
項 1152. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ALONを 12%以下含むことを特 徴とする項 1149、 1150又は 1151に記載されたいずれかの発光素子。
項 1153. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ALONを 7%以下含むことを 11 とする項 1149、 1150、 1151又は 1152に記載されたいずれかの発光素子。
項 1154. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が ALONを含みさらに希土類 素及 びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を同時に含むことを特徴とする項
1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 11
19、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、
1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 11
36、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、
1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152又は 1 153に記載されたいずれかの発光素子。
項 1155. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウム成分を 95体積% 以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを憶とする項 1111、
1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 11
20、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、
1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 11
37、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、
1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153又は 1 154に記載されたいずれかの発光素子。
項 1156. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土 素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素換算で合計 0, 5重量%以下かつ酸素を 0. 9重 量%以下含有することを特徴とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、
1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 11 24、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 11 41、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154又は 1155に記載されたいず、れかの発 光素子。
項 1157. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土 素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なぐとも 1種以上を元素換算で合計 0. 2重量%以下かつ酸素を 0. 5重 量%以下含有することを特徴とする項 1156に記載された発光素子。
項 1158. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土 素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素^^で合計 0· 05重量%以下かつ酸素を 0. 2 重量%以下含有することを とする項 1156又は 1157に記載されたいずれかの発光素 子。
項 1159. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土^ ΰ素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素換算で合計 0. 02重量%以下かつ酸素を 0. 1 重量%以下含有することを體とする項 1156、 1157又は 1158に記載されたレずれ かの発光素子。
項 1160. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土 素及びアルカリ土類金属の うちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素換算で合計 0. 005重量%以下かつ酸素を 0. 05重量%以下含有することを とする項 1156、 1157、 1158又は 1159に記 載されたいずれかの発光素子。 '
項 1161. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属及び 素のうちから選 ばれた少なくとも 1種以上を元素換算で合計 0. 2重量%以下かつ酸素を 0. 9重量%以下含 有することを特徴とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、
1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 11
25、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 11 42、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 11 59又は 1160に記載されたいずれかの発光素子。
項 1162. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が Mo、 W、 V (バナジウム)、 Nb、 Ta、 Ti、 及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素 で合計 0. 2重 量%以下かつ酸素を 0. 9重量%以下含有することを とする項 1111、 1112、 11 13、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 11 30、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 11 47、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 1160又は 1161に記載されたいずれかの発 光舒。
項 1163. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が Fe、 Ni、 Co、 Mn、 Cr、 Z r、 Cu、 及び Znのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を元素換算で合計 0. 2重量%以 下かつ酸素を 0. 9重量%以下含有することを纖とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 11 22、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 11 39、 1140、 1141、 1142, 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 11 56、 1157、 1158、 1159、 1160、 1161又は 1162に記載されたいずれ かの発光素子。
項 1164. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が結晶相として A 1 Nを 95 %以上含 有することを特徴とする項 1111、, 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 11 25、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 11 42、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 11 59、 1160、 1161、 1162又は 1163に記載されたいずれかの発光軒。
項 1165. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が結晶相として A 1 Nを 98%以上含 有することを特徴とする項 1164に記載された発光素子。
項 1166. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が結晶相として実質的に A 1 N単一相 からなることを特徴とする項 1164又は 1165に記載されたいずれかの発光素子。
項 1167. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が相対密度 95%以上であることを特 徴とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 11 18、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 11 35、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 11 52、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 1160、
1161、 1162、 1163、 1164、 1165又は 1166に記載されたいず、れかの発 光素子。
項 1168. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が相対密度 98%以上であることを特 徴とする項 1167に記載された発光素子。
項 1169. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の空孔の大きさが平均] L m以下で あることを特徴とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1 117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 112 5、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 11 42、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 11 59、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 1167 又は 1168に記載されたいずれかの発光素子。
項 1170. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が平均 1 m以上の窒化アルミニウム 立子からなることを ^とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 11 16、 1117、 1118、 1 ί τ9、 1120、 1121、 1122, 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 11 33、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 11 50、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 11 67、 1168又は 1169に記載されたいずれかの発光^?。
項 1171. 窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 5 m以上であることを特徴とする項 1 170に記載された発光素子。
項 1172. 窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 8 m以上であることを特徴とする項 1 170又は 1171に記載されたいずれかの発光素子。
項 1173. 窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 15 m以上であることを特徴とする項 1170、 1171又は 1172に記載されたいずれかの発光^?。
項 1174. 窒化アルミニウム粒子の大きさが平均 25 m以上であることを特徴とする項 1170、 1171、 1172又は 1173に記載されたいずれかの発光素子。
項 1175. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が平均 100 m以下の窒化アルミ二 ゥム: ¾子からなることを霞とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 11 24、 112.5、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 11 41、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 11 58、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164, 1165、 1166、 1167、 1168、 1169、 1170、 1171、 1172、 1173又は 1174に記 載された.いずれかの発光素子。
項 1176.窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温において 1 X 108Ω · cm以上 の抵抗率であることを特徴とする項 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1 116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 112 4、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、
1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 11 41、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 11 58、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 1167、 1168、 1169、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174又は 1 175に記載されたいずれかの発光素子。
項 1177.窒化アルミニウムを主成分とする能結体が室温において 1 X 109Ω · cm以上 の抵抗率であることを特徴とする項 1176に記載された発光素子。
項 1178. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温において 1 X 1010Ω · cm以 上の抵抗率であることを^ [とする項 1176又は 1177に記載されたいずれかの発光素子。 項 1179. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温において 1 X 10Χ1Ω · cm以 上の抵抗率であることを鍾とする項 1176、 1177又は 1178に記載されたいずれか の発光^?。
項 1180. 窒化アルミニウムを主成分とする 結体が室温において 5 OWZmK以上の熱 伝導率を有することを特徴とする項 1111、 111,2、 1113、 1114、 1115、 1 116、 1117、 1118、 1119、 1120、.1121、 1122、 1123、 112 4、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 : 38、 1139、 1140、 11 41、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 ; 55、 1156、 1157、 11 58、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 164、 1165、 1166、 1167、 1168、 1169、 1.170、 1171、 : 72、 1173、 1174、 11 75、 1176、 1177、 1178又は 1179に記載されたいずれかの発光素子。
項 1181. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温において 10 OW/mK以上の 謝云導率を有することを特徴とする項 1180に記載された発光素子。
項 1182. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温において 15 OWZmK以上の 熱伝導率を有することを とする項 1180又は 1181に記載されたいずれかの発光素子。 項 1183. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温において 17 OW/mK以上の 熱伝導率を有することを特徴とする項 1180、 1181又は 1182に記載されたいずれか の発光素子。
項 1184. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温において 20 OWZmK以上の 熱伝^ を有することを ί(#1数とする項 1180、 1181、 1182又は 1183に記載され たいずれかの発光素子。
項 1185·. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温において 22 OW/mK以上の 熱伝導率を有することを體とする項 1180、 1181、 1182、 1183又は 1184 に記載されたいずれかの発光素子。
項 1186. 平均表面粗さ Ra 2000 nm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体か らなる基板に荅載されていることを特徴とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 10 13、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 10 30、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 10 47、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、
1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 10 64、 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 10 81、 1082、 1083、 1084, 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 10 98、 1099、 1100、 1101、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 11
15、 1116、 11 17、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 11
32、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、
1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 11
49、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、
1158、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 11 66、 1167、 1168、 1169、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174, 1175、 1176、 1177、 1178、 1179、 1180、 1181、 1182、 11 83、 1184又は 1185に記載されたいずれかの発光素子。
項 1187. セラミック材料を主成分とする焼結体が平均表面粗さ R a 1000 nm以下で あることを特徴とする項 1186に記載された発光素子。
項 1188. セラミック材料を主成分とする焼結体が平均表面粗さ R a 100 nm以下であ ることを特徵とする項 1186又は 1187に記載されたいずれかの発光素子。
項 1189. 平均表面粗さ R a 20 nm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からな ることを特徴とする項 1186、 1.187又は 1188に記載されたいずれかの発光素子。 項 1190. 発光素子を搭載するための基板であって、 該基板は平均表面粗さ R a 2000 nm以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを とする項 1001、 10 02、 1003、 1004, 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 10 19、 1020、 102.1、 1022? 1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 10 36、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 10 53、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 10 70、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1+080、 1081、 1082、 1083、 1084、 1085、 1086、 10 87、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098、 1099、 1100、 1101、 1102、 1103、 11 04、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、
1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 .1119、 1120、 11
21, 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、
1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 11
38、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、
1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 11 55、 1156、 1157、 1158、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 1167、 1168、 1169、 1170、 1171、 11
72、 1173、 1174, 1175、 1176、 1177、 1178、 1179、 1180、 1181、 1182、 1183、 1184、 1185、 1186、 1187、 1188又は 1 189に記載されたいずれかの発光素子。
項 1191. 焼きつ放し (a s— f i r e)、 ラッフ ¾ff磨あるいは鏡画f磨のうちから選ばれ た少なくともいずれかの表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板 に搭載されていることを特徴とする項 1186、 1187、 1188、 1189又は 1190 に記載されたいずれかの発光素子。
項 1192. 鏡丽开磨されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載され ていることを特徴とする項 1186、 1187、 1188、 1189、 1190又は 1191 に記載されたいずれかの発光^?。
項 1193. 厚みが 8. 0 mm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に ί荅載されていることを特徴とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1
006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 101 4、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、
1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 10 31、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 10 48、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064, 10 65、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 10 82、 1083、 1084、 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094, 1095、 1096、 1097、 1098、 10 99、 1100、 1101、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 11 16、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128., 1129、 1130、 1131、 1132、 11 33、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 11 50、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 11 67、 1168、 1169、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176、 1177、 1178、 1179、 1180、 1181、 1182、 1183、 11 84、 1185、 1186、 1187、 1188、 1189、 1190、 1191又は 119 2に記載されたいずれかの発光^?。
項 1194. 基板の厚みが 5. 0mm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる 基板に搭載されていることを特徴とする項 1193に記載された発光素子。
項 1195. 基板の厚みが 2. 5 mm以下のセラミツク材料を主成分とする焼結体からなる 基板に搭載されていることを特徴とする項 1193又は 1194に記載されたいずれかの発光
196. 基板の厚みが 1. 0mm以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる :搭載されていることを特徴とする項 1193、 1194又は 1195に記載されたいず れかの発光素子。
項 1197. 厚みが 0. 0 lmm以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板
に搭載されていることを ^とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 10
14、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 10
31、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 10
48、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064, 10 65、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 10 82、 1083、 1084, 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098、 10 99、 1100、 1101、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 11 16、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 11 33、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 11 50、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 11 67、 1168、 1169、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176、 1177、 1178、 1.179、 1180、 1181、 1182、 1183、 11 84、 1185、 1186、 1187、 1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1193、 1194、 1195又は 1196に記載されたいずれかの発光素子。
項 1198. 基板の厚みが 0. 02 mm以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からな る基板に搭載されていることを特徴とする項 1197に記載された発光素子。
項 1199. 基板の厚みが 0. 0 mm以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からな る基板に搭載されていることを特徴とする項 1197又は 1198に記載されたいずれかの発 光素子。
項 1200. 基板の厚みが 8. 0 mm以下でありかつ光透過率が 1 %以上のセラミック材料 を主成分とする 結体からなる基板に搭載されていることを特徴とする項 1193、 1194、 1195、 1196、 1197、 1198又は 1199に記載されたいずれかの発光素子。 項 1201. 基板の厚みが 0. 01 mm以上でありかつ光透過率が 1 %以上のセラミック材 料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載されていることを特徴とする項 1193、 119 4、 1195、 1196、 1197、 1198、 1199又は 1200に記載されたいずれか の発光素子。
項 1202. 導通ピアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載さ れていることを赚とする項 1001、 1002、 1003、 10.04、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 10
15、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 10
32、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 10
49、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、
1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064, 1065、 10 66、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074, 1075、 1076、 1077、 1078、 1079, 1080、 1081、 1082、 10 83、 1084, 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098、 1099、 11 00、 1101、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116, .11 17、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 11 34、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、
1143、 1144、 1145、 1146、 147、 1148、 1149、 1150、 11 51、 11 52, 1153、 1154、 55、 1156、 1157、 1158、 1159、
1160、 1161、 1162、 1163、 164、 1165、 1166、 1167、 11 68、 11 69、 11 70、 1171、 1 72、 1173、 1174、 1175、 1176、
1177、 1178、 1179、 1180、 181、 11 82、 1183、 1184、 11
85、 1186、 11 87、 1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1193、 1194、 1195、 1196、 1197、 1198、 11 99、 1200又は 1201に記 載されたいずれかの発光 »。
項 1203. 導通ピアを有する ¾¾ 性のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基 板に搭載されていることを,とする項 1202に記載された発光素子。
項 1204. 導通ビアが、金、 銀、銅、 ァノレミニゥム、鉄、 コハレト、 ニッケル、 レテ二ゥム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、.イリジウム、 白金、 チタン、 モリブデン、 タングステン、 クロム、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とす る材料からなることを特徴とする項 1202又は 1203に記載されたいずれかの発光^?。 項 1205. 導通ビアが金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化 チタン、 窒化ジノレコニゥムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からな ることを特徴とする項 ί 204に記攀された発光素子。
項 1206. 導通ビアが金、 銀、銅、 アルミニウム、鉄、 コバルト、 ニッケル、 ルテニウム、 ロジウム、パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 チタン、 モリブデン、 タングステン、 クロム、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 さらにセラミツク材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを とする項 1 202、 1203、 1204又は 1205に記載されたいずれかの発光素子。
項 1207. 導通ビアが金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化 チタン、 窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 さらにセラ ミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項 1206に記 載された発光素子。
項 1208. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アル ミニゥム、 炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニゥ ム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 希土 素化合物、 ァ ルカリ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス、 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上 であることを特徴とする項 1206又は 1207に記載されたいずれかの発光素子。
項 1209. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アル ミニゥム、 酸化アルミニウム、 希土類沅素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス、 結晶ィ匕ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを特徴とする項 1208に記
載された発光素子。
項 1210. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 30重量%以下であることを特徴とする項 1206、 1207、 1208又は 1209に記載 されたいずれかの発光素子。
項 1211· 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 20重暈%以下であることを特徴とする項 1210に記載された発光素子。
項 1212. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 10重量%以下であることを特徴とする項 1210又は 1211に記載されたいずれかの発光 素子。
項 1213. 導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 5重量%以下であることを體とする項 1210、 1211又は 1212に記載されたいずれ かの発光素子。
項 1214. 導通ビアの室温における抵抗率が 1 X 10— 3Ω · cm以下であることを と する項 1202、 1203、 1204、 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212又は 1213に記載されたいずれかの発光素子。
項 1215. 導通ビアの室温における抵抗率が 1 X 10— 4Ω · cm以下であることを體と する項 1214に記載された発光素子。
項 1216. 導通ビアの室温における抵抗率が 5 X 10—5Ω · cm以下であることを と する項 1214又は 1215に記載されたいずれかの発光素子。
項 1217. 導通ビアの室温における抵抗率が 1 X 10— 5Ω · cm以下であることを赚と する項 1214、 1215又は 1216に記載されたいずれかの発光素子。
項 1218. 導通ビアの大きさ力 S .500 m以下であることを特徴とする項 1202、 12 03、 1204, 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 1213、 1214、 1215、 1216又は 1217に記載されたいずれかの発 光素子。
項 1219. 導通ビアの大きさが 250 m以下であることを特徴とする項 1218に記載 された発光素子。
項 1220. 導通ビアの大きさが 100 m以下であることを特徴とする項 1218又は 1 219に記載されたいずれかの発光素子。
項 1221. 導通ビアの大きさが 50 zm以下であることを特徴とする項 1218、 121 9又 ίま 1220に記載されたいずれかの発光^?。
項 1222. 導通ビアの大きさが 25 m以下であることを i [とする項 1218、 121 9、 1220又は 1221に記載されたいずれかの発光素子。
項 1223:導通ビアの大きさ力 SI m以上であることを,とする項 1202、 1203、 1204、 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 12 12、 1213、 1214、 1215、 1216、 1217、 1218、 1219、 1220、 1221又は 1222に記載されたいずれかの発光素子。
項 1224. 電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載さ れていることを■とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 10 15、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024, 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 10 32、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 10
49、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065、 10 66、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 10 83、 1084, 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098、 1099、 11 00、 1101、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 11 17、 1118、 11.19、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 11
34、 1135、 11 36、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 11 51、 1152、 11 53、 1 ί 54、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、
1160、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 1167、 11 68, 1: 69、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176、
1177、 1178、 1179、 1180、 1181、 1182、 1183、 1184、 11
85、 1186、 1187、 1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1193、 1194、 1195、 1196、 1197、 : 98、 1199、 1200、 1201、 12
02、 1203、 1204、 1205、 1206、 .207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 1213、 1214、 12 5、 1216、 1217、 1218、 12 19、 1220、 1221、 1222又は 1223に記載されたいずれかの発光素子。
項 1225. 電気回路を有する ½¾ 生のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基 板に搭載されていることを特徴とする項 1224に記載された発光素子。
項 1226. 内部に電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に 搭載されていることを特徴とする項 1224又は 1225に記載されたいずれかの発光素子。 項 1227. 内部に電気回路を有する遞過性のセラミック材料を主成分とする焼結体から なる基板に搭載されていることを特徵とする項 1224、 1225又は 1226に記載された いずれかの発光素子。
項 1228. 内部に電気回路を有し、 カゝっ導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする 焼結体からなる基板に搭載されていることを特徴とする項 1202、 1203、 1204、 1 205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 121
3、 1214、 1215、 1216、 1217、 1218、 1219、 1220、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226又は 1227に記載されたいずれかの発 光素子
項 1229. 表面に電気回路を有するセラミック材料を主成分とする嫵結体からなる基板に 搭載されていることを特徴とする項 1224、 1225、 1226、 1227又は 1228に 記載されたいずれかの発光^?。
項 1230. 表面に電気回路を有し、 かつ導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする 焼結体からなる基板に ί荅載されていることを特徴とする項 1202、 1203、 1204、 1 205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 121 3、 1214, 1215、 1216、 1217、 1218、 1219、 1220、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 1228又は 1229に記 載されたいずれかの発光素子。
項 1231. 内部及び表面に同時に電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体
からなる基板に搭載されていることを特徴とする項 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229又は 1230に記載されたいずれかの発光素子。
項 1232. 内部及び表面に同時に電気回路を有し、 カゝっ導通ビアを有するセラミック材料 を主成分とする 結体からなる基板に搭載されていることを とする項 1202、 1203、 1204, 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 12 12、 1213、 1214、 1215、 1216、 1217、 1218、 1219、 1220、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 12 29、 1230又は 1231に記載されたいずれかの発光素子。
項 1233. 電気回路が金、 銀、銅、 アルミニウム、鉄、 コバルト、 ニッケル、 ルテニウム、 酸ィ匕レテニゥム、 ロジウム、 八。ラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タン ダステン、 クロム、 チタン、 ジルコニウム、 窒化チタン、 窒化ジルコニウム、 窒化タンタル、 ニッケル一クロム合金、 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる ことを特徴とする項 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 123 0、 1231又は 1232に記載されたいずれかの発光素子。
項 1234. 電気回路が金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化 チタン、 窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からな ることを特徴とする項 1233〖こ記載された発光素子。
項 1235. 電気回路が金、 銀、銅、 アルミニウム、鉄、 コバルト、 ニッケル、 ルテニウム、 酸化リレテ二ゥム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タン ダステン、 クロム、 チタン、 ジルコニウム、 窒化チタン、 窒化ジルコニウム、 窒化タンタル、 ニッケル一クロム合金、 のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 さらにセラミ ック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項 1224、 12 25、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233 又は 1234に記載されたいずれかの発光素子。
項 1236. 電気回路が金、 銀、 銅、 パラジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化 チタン、 窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 さらにセラ ミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項 1235に記 載された発光素子。
項 1237. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アル ミニゥム、 炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化亜鉛、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニゥ ム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 希土 素化合物、 ァ ルカリ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス、 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上 であることを特徴とする項 1235又は 1236に記載されたいずれかの発光素子。
項 1238·. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アル ミニゥム、 窒化ガリウム、 酸化アルミニウム、 希土 素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス、 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを特徴とする 項 1237に記載された発光素子。
項 1239. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 30重量%以下であることを特徴とする項 1235、 1236、 1237又は 1238に記載 されたいずれかの発光素子。
項 1240. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 20重量%以下であることを特徴とする項 1239に記載された発光素子。
項 1241. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 10重量%以下であることを特徴とする項 1239又は 1240に記載されたレずれかの発光
素子。
項 1242 , 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 5重量%以下であることを特徴とする項 1239、 1240又は 1241に記載されたいずれ かの発光素子。
項 1243. 電気回路が少なくとも 2以上の層からなることを特徵とする項 1224、 12 25、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 1235、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241又は 1 242に記載されたいずれかの発光素子。
項 1244. 電気回路が銀、 亂 モリブデン、 及びタングステンのうちから選ばれた少なく とも 1種以上を主成分とする層と、 さらにチタン、 白金、金、 アルミニウム、銀、パラジウム、 及びニッケルのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる層が形成さ れた少なくとも 2以上の層からなることを特徴とする項 1243に記載された発光素子。 項 1245. 電気回路が銀、 銅、 モリブデン、 タングステンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層と、 さらにチタン、 白金、 金、 アルミニウム、 銀、 パラジウム、 及 びニッケルのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる層、 さらに金、 銀、 銅、 及びアルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からな る層の少なくとも 3以上の層からなることを特徴とする項 1243又は 1244に記載された いずれかの発光素子。
項 1246. 電気回路がクロム、 チタン、 ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする層と、 さらに金、 銀、 銅、 アルミニウム、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 ロジ ゥム、パラジウム、 オスミウム、イリジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、窒化チタン、 窒化ジルコニウム、 窒化タンタル、 .ニッケル一クロム合金、 のうちから選ばれた少なくとも 1 種以上を主成分とする少なくとも 2以上の層からなることを とする項 1243に記載され た発光素子。
項 1247. 電気回路がクロム、 チタン、 ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする層と、 さらに鉄、 コバルト、 ニッケル、 ロジウム、 パラジウム、 ォスミゥ ム、 イリジウム、 白金、.·モリブデン、,タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコニウムのうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層と、 さらに金、 銀、 銅、 アルミニウム、 窒化 タンタル、 ニッケル一クロム合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層の 少なくとも 3以上の層からなることを特徴とする項 1243又は 1246に記載されたいずれ かの発光素子。
項 1248. 電気回路がクロム、 チタン、 ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種 以上を主成分とする層と、 さらに鉄、 コバルト、 ニッケル、 ロジウム、 パラジウム、 ォスミゥ ム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タングステン、 窒化チタン、 窒化ジルコ'ニゥムのうちか ら選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層と、 さらに金、 銀、 銅、 アルミニウム、 のう ちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層と、 さらに窒化タンタル、 二ッケル一ク ロム合金のうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする層の少なくとも 4以上の層か らなることを とする項 1243、 1246又は 1247に記載されたいずれかの発光^?。 項 1249. 電気回路がセラミック材料を主成分とする焼結体との同時焼成により形成され たものであることを 毁とする項 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 12 29、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234, 1235、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 12 46、 1247又は 1248に記載されたいずれかの発光素子。
項 1250. 電気回路がいったん焼成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に焼付け
又は接着により形成されたものであることを特徴とする項 1224、 1225、 1226、 1 227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 123 5、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247又は 1248に記載されたいずれかの発光素子。 項 1251. 電気回路が薄膜からなることを特徴とする項 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 12 35、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247又は 1248に記載されたいずれかの発光素子。 項 1252. 電気回路がセラミック材料を主成分とする焼結体との同時焼成により形成され たもの、 あるいはいったん舰されたセラミック材料を主成分とする焼結体に酣け又は接着 により形成されたもの、 あるいはセラミック材料を主成分とする焼結体に薄膜として形成され たもの、 のうちから選ばれた少なくとも 2以上の方法を組み合わせることにより形成されたも のであることを 5 [とする項 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 1235、 1236、 1237、 12 38、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 1249、 1250又は 1251に記載されたいずれかの発光素子。 項 1253. 電気回路が銀、 銅、 モリプデン、 タングステンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 セラミツク材科を主成分とする能結体との同時焼成により形成された ものであることを赚とする項 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 122 9、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 1235、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 12 46、 1247、 1248、 124.9、 1250、 1251又は 1252に記載されたいずれ かの発光^?。
項 1254. 電気回路が銀、 銅、 モリブデン、 タングステンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とし、 さらにセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有す ることを特徴とする項 1253に記載された発光素子。
項 1255. 電気回路中のセラミ ク材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アル ミニゥム、 炭化珪素、 窒化珪素、 窒化ガリウム、 酸化碰、 酸化ベリリウム、 酸化アルミニゥ ム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 アルミン酸マグネシウム、 希土 ¾素化合物、 ァ ルカリ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス、 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上 であることを特徴とする項 1235、 又は 1254に記載されたいずれかの発光素子。
項 1256. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アル ミニゥム、 窒化ガリウム、 酸化アルミニウム、 希土類 素化合物、 アルカリ土類金属化合物、 硼珪酸ガラス; 結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも 1種以上であることを mとする 項 1254又は 1255に記載されたいずれかの発光素子。
項 1257. 電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が 30重量%以下であることを特徴とする項 1254、 1255又は 1256に記載されたいず れかの発光素子。
項 1258. 電気回路がいったん焼成したセラミック材料を主成分とする焼結体に銀、 銅、 ニッケル、 ノレテニゥム、 酸化ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タングステンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料 を^ (寸け又は接着することにより形成した層と、 さらに金を主成分とする層が形成された少な くとも 2以上の層からなることを特徴とする項 1243、 1250又は 1252に記載された いずれかの発光素子。
項 1259. 電気回路がいったん焼成したセラミック材料を主成分とする焼結体に金、 銀、 亂 ニッケル、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金、 モリブデン、 タンダ ステンのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料を焼付けあるいは接着する ことにより形成した層と、 さらにルテニウム、 酸化ルテニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分とする材料からなる層が形成された少なくとも 2以上の層からなることを特 徴とする項 1243、 1250、 1252又は 1258に記載されたいずれかの発光素子。 項 1260. 電気回路の室温における抵抗率が 1 X 10_3Ω · cm以下であることを ¾と する項 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234, 1235、 1236、 1237、 1238、 1239、 12 40、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 1249、 1250、 1251、 1252、 1253、 1254、 1255、 1256、 12 57、 1258又は 1259に記載されたいずれかの発光素子。
項 1261. 電気回路の室温における抵抗率が 1 X 10— 4Ω · cm以下であることを特徴と する項 1260に記載された発光素子。
項 1262. 電気回路の室温における抵抗率が 5 X 10— 5Ω · cm以下であることを特徴と する項 1260又は 1261に記載された発光素子。
項 1263. 電気回路の室温における抵抗率が 1 X 10— 5Ω · cm以下であることを體と する項 1260、 1261又は 1262に記載された発光素子。
項 1264. 電気回路が、 発光素子を駆動するための電気信号及び電力供給用として機能す るものであるか、 あるいは発光素子を基板に固定するためのメタライズとして機能するもので あるか、 あるいは発光素子を駆動するための電気信号及び電力供給用として機能するものであ るか、 あるいは発光素子を基板に固着するためのメタライズとして機能するものであるか、 少 なくともいずれか 1以上であることを體とする項 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234, 1235、 12 36、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 1249、 1250、 1251、 1252、 12 53、 1254, 125.5、 1256,、 1257、 1258、 1259、 1260、 1261、 1262又は 1263に記載されたいずれかの発光素子。
項 1265. 板状のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載されているこ とを«とする項1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 10 16、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 1032、 10 33、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 10 50、 1051、 1052、 1053、 1054, 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065、 1066、 10 67、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074, 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 1083、 10 84、 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094, 1095、 1096、 1097、 1098、 1099、 1100、 11 01、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 11 18、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123\ 1124、 1125、 1126、
1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1 33、 1134 35、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141 1142、 11 43、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151
52、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 11 60、
1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 1167、 1168
69、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176、 11 77、
1178、 1179、 1180、 1181、 1182、 1183、 1184、 1185
86、 1187、 1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1193、 11 94、 1195、 1196、 1197、 1198、 1199、 1200、 1201、 1202、 12 03、 1204、 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 1213、 1214、 12 5、 12 6、 1217、 1218、 1219、 12
20、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 1235、 1236、 12 37、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 1249、 1250、 1251、 1252、 1253、 12 54、 1255、 1256、 1257、 1258、 1259、 1260、 1261、 1262、 1263又は 1264に記載されたいずれかの発光^?。
項 1266. 窪み空間を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に れていることを^ [とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 10 06、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 10 15、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1.027、 1028、 1029、 1030、 1031、 10 32、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 10 40、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048 、 10 49、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 10 57、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065 、 10 66、 1067、 106/8、 1069 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 10 83、 1084、 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098、 1099、 11 00、 1101、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 11 17、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 11 34、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 11 51、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、
1160、 1161、 1162、 163、 1164、 1165、 .1166、 1167、 11 68、 1169、 1170、 1 71、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176、
1177、 1178、 1179、 180、 1181、 1182、 1183、 1184 85, 1186、 1187、 1 88、 1189、 1190、 1191、 1192、 11 93、 1194、 1195、 1196、 197、 1198、 1199、 1200、 1201、 12 02、 1203、 1204、 1205、 1206、 1207、 12.08、 1209、 1210、 1211、 1212、 1213、 1214, 1215、 1216、 1217、 1218、 12
19、 1220、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234, 1235、 12 36、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 1249、 1250、 1251、 1252、 12 53、 1254、 1255、 1256、 1257、 1258、 1259、 1260、 1261、 1262、 1263、 1264又は 1265に記載されたいずれかの発光素子。
項 1267. 窪み空間を有し、 該窪み空間を封止するために設けられる蓋がセラミック材料 を主成分とする 結体からなる基板に搭載されていることを特徴とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 10 11、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 10 28、 1029、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 10 45、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 10 62、 1063、 1064, 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078、 10 79、 1080、 1081、 1082、 1083、 1084、 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 10 96、 1097、 1098、 1099、 1100、 1101、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 11 13、 1114、 1115、 1116, 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 11 30、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 11 47、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159, 1160、 1161、 1162、 1163、 11 64、 1165、 1166、 1167、 1168、 1169、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176、 1177、 1178、 1179、 1180、 11 81、 1182、 1183、 1184, 1185、 1186、 1187、 1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1193、 1194、 1195、 1196、 1197、 11 98、 1199、 1200、 1201、 1202、 1203、 1204, 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 1213、 1214、 12 15、 1216, 1217、 1218、 1219、 1220、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 12 32、 1233、 1234、 1235、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 12 49、 1250、 1251、 1252、 1253、 1254、 1255、 1256、 1257、
1258、 1259、 1260、 1261、 1262、 1263、 1264、 1265又は 1
266に記載されたいずれかの発光素子。
項 1268. 本及 体との接合により形成され、 該 本及び枠体のうちいずれか 1以上 がセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載されていることを特徴とする項 1 001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 100 9、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、
1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 10 26、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 10 43、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 10 60、 1061、 1062、 1063、 1064, 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 107.6、 10 77、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 1083、 1084, 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 10 94、 1095、 1096、 1097、 1098、 1099、 1100、 1101、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 11 11、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 11 28、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1 43、 1144、 11 45、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 1 60、 1161、 11
62、 1163、 11 64、 1165、 1166、 1167、 168 1169、 1170、
1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 : 76、 1177、 1178、 11
79、 1180、 1181、 1182、 1183、 1184、 185、 1186、 1187、
1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1 93、 1194, 1195、 11 96、 1197、 1198、 1199, 1200、 1201、 .202、 1203、 1204、 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 12 0、 1211、 1212、 12 13、 1214、 1215、 1216、 1217、 1218、 .219、 1220、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 12 30、 1231、 1232、 1233、 1234, 1235、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1.241、 1242, 1243、 1244、 1245、 1246、 12 47、 1248、 1249、 1250: 1251、 1252、 1253、 1254、 1255、 1256、 1257、 1258、 1259、 1260、 1261、 1262、 1263、 12 64、 1265、 1266又は 1267に記載されたいずれかの発光素子。
項 1269. ¾ί本が板状であることを特徴とする項 1268〖こ記載された発光素子。
項 1270. ¾ί本及び枠体とがシリコーン棚旨を主成分とする接着剤により接合されている ことを特徴とする項 1268又は 1269に記載されたいずれかの発光素子。
項 1271: —体化したセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に搭載されてい ることを赚とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 10 07、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 10 24、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030, 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 10 41、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 10 58、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074, 10 75、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 1083、
1084、 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 10 92、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098、 1099、 1100、 1101、 1102、 1103、 1104, 1105、 1106、 1107、 1108、 11 09、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 11 26、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 11 43、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 11 59. 11 60、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 1167、 1168、 1169、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176, 11
77, 1178、 1179、 1180、 1181、 1182、 1183、 1184、 1185、 1186、 1187、 1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1193, 11 94、 1195、 1196、 1197、 1198、 1199、 1200、 1201、 1202、 1203、 1204、 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210, 12 11, 12 2、 1213、 1214、 1215、 1216、 1217、 1218、 1219、 1220、 221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 12 28、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 1235、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 12 45、 1246、 1247、 1248、 1249、 1250、 1251、 1252、 1253、 1254、 1255、 1256、 1257、 1258、 1259、 1260、 1261、 12 62、 1263、 1264、 126.5、 1266、 1267、 1268、 1269又は 127 0に記載されたいずれかの発光素子。
項 1272. セラミック材料を主成分とする焼結体が ¾¾ 性を有するものであることを特 徴とする項 1265、 1266、 1267、 1268、 1269、 1270又は 1271に記 載されたいずれかの発光素子。
項 1273. セラミック材料を主球分とする焼結体からなる基板に少なくとも 2以上搭載さ れていることを ^[とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 1014、 10 15、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 10 32、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 10 49、 105.0、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 1065、 10 66、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074, 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 10 83、 1084, 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098、 1099、 11 00、 1101、 1102、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 11 17、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 11 34、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、
1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 11 51、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164, 1165、 1166、 1167、 11 68、 1169、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176、 1177、 1178、 1179、 1180、 1181、 1182、 1183、 1184、 11 85、 1186、 1187、 1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1193、 1194、 1195、 1196、 1197、 1198、 1199、 1200、 1201、 12 02、 1203、 1204、 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 1213、 1214、 1215、 1216、 1217、 1218、 12 19、 1220、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 1235、 12 36、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 1249、 1250、 1251、 1252、 12 53、 1254、 1255、 1256、 1257、 1258、 1259、 1260、 1261、
1262、 1263、 1264、 1265、 1266, 1267、 1268, 1269、 12 70、 1271又は 1272に記載されたいずれかの発光素子。
項 1274. 少なくとも 2以上が同じ波長の光を発光するものであることを特徴とする項 1
273に記載された発光素子。
項 1275. すべて同じ波長の光を発光するものであることを特徴とする項 1273又は 1 274に記載されたいずれかの発光素子。
項 1276. 少なくとも 2以上が異なる波長の光を発光するものであることを特徴とする項 1273又は 1274に記載された.いずれかの発光素子。
項 1277. すべて異なる波長の光を発光するものであることを特徴とする項 1273又は 1276に記載されたいずれかの発光素子。
項 1278. 少なくとも波長 200nm〜800 nmの範囲の光を発光することを特徵とす る項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012, 1013、 1014、 1015、 1016、 10 17、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 102 , 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 1031、 1032、 1033、 10 34、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 1048、 1049、 1050、 10 51、 1052、 1053、 1054, 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 106 , 1065、 1066、 1067、 10 68、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 1082、 1083、 1084、 10 85、 1086, 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098、 1099、 1100、 1101、 11 02、 1103、 1104、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 11 19、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 1133、 1134、 1135、 11 36、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 1150、 1151、 1152、 11 53、 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 1160、 1161,
1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 1167、 1168、 1169, 11 70、 1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176、 1177、 1178、 1179、 1180、 1181、 1182、 1183、 1184、 1185、 1186、 11 87、 1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1193、 1194、 1195、 1196、 1197、 1198、 1199、 1200、 1201、 1202、 1203、 12 04、 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 1213、 1214、 1215、 1216、 1217、 1218、 1219、 1220、 12 21、 1222、 1223、 1224, 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 1235、 1236、 1237、 12 38、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 1249、 1250、 1251、 12 52、 1253、 1254, 12 55、 1256、 1257、 1258、 1259、 1260、 1261、 1262、 1263、 1264、 1265, 1266、 1267、 1268、 12 69、 1270、 1271、 12 72、 1273、 1.274、 1275、 1276又は 1277に記載されたいずれかの発光素 子。
項 1279. 窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニゥムのうちから選ばれた少なく とも 1種以上を主成分とするものであることを特徴とする項 1001、 1002、 1003、 1004, 1005、 1006、 1007、 1008、 10 09、 1010 1011、 10 12、 1013、 1014、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、 1023、 1024、 1025、 1026、 1027 1028、 10 29、 1030、 1031、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1.041、 1042、 1043、 1044 1045、 10 46、 1047、 1048、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057, 1058、 1059、 10 60、 1061 1062、 10 63、 1064、 1065、 1066、 1067、 1068、 1069、 10 70、 1071、 1072、 1073、 1074, 1075、 1076、 10 77、 1078 1079、 10 80、 1081、 108-2、 1083、 1084、 1085、 1086、 10 87、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095 1096、 10 97、 1098、 1099、 1100、 1101、 1102、 1103、 11 04、 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112 1113、 11 14、 1115、 1116、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 11 28、 1129 1130、 11 31、 1132、 1133、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1.141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146 1147、 11 48、 1149、 1150、 1151、 1152、 1153、 1154、 1155、 1156、
1157、 1158、 1159、 1160、 1161、 11 62、 1163. 1164、 11 65、 1166、 1167、 1168、 1169、 1170、 1171、 11 72、 1173、 1174、 1175、 1176、 1177、 1178、 11 79, 1180. 1181、 11 82、 1183、 1184、 1185、 1186、 1187、 1188、 11 89、 1190、 1191、 1192、 1193s 1194, 1195、 1196、 1197- 1198、 11 99、 1200、 1201、 1202、 1203、 1204、 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 1213、 1214- 1215、 12 16、 1217、 1218、 1219、 1220、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 12 30、 1231. 1232、 12
33、 1234、 1235、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 1249、 12 50、 1251、 1252, 1253、 1254、 1255, 1256、 1257、 1258、 1259、 1260、 1261、 1262、 1263、 1264、 1265、 1266、 12 67、 1268、 1269、 1270、 1271、 1272、 1273、 1274、 1275、 1276、 1277又は 1278に記載されたいず'れかの発光素子。
項 1280. 窒化ガリウム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なく とも 1種以上を主成分とし少なくとも N型半導体層、 発光層、 及び P型半導体層の 3層以上の 積層体からなることを特徴とする項 1001、 1002、 1003、 1004、 1005、 1
006、 1007、 1008、 1009、 1010、 1011、 1012、 1013、 101 4、 1015、 1016、 1017、 1018、 1019、 1020、 1021、 1022、
1023、 1024, 1025、 1026、 1027、 1028、 1029、 1030、 10 31、 1032、 1033、 1034、 1035、 1036、 1037、 1038、 1039、 1040、 1041、 1042、 1043、 1044、 1045、 1046、 1047、 10 48、 1049、 1050、 1051、 1052、 1053、 1054、 1055、 1056、 1057、 1058、 1059、 1060、 1061、 1062、 1063、 1064、 10 65、 1066、 1067、 1068、 1069、 1070、 1071、 1072、 1073、 1074、 1075、 1076、 1077、 1078、 1079、 1080、 1081、 10 82、 1083、 1084、 1085、 1086、 1087、 1088、 1089、 1090、 1091、 1092、 1093、 1094、 1095、 1096、 1097、 1098、 10 99、 1100、 1101、 1102、 1103、 1104, 1105、 1106、 1107、 1108、 1109、 1110、 1111、 1112、 1113、 1114、 1115、 11 16、 1117、 1118、 1119、 1120、 1121、 1122、 1123、 1124、 1125、 1126、 1127、 1128、 1129、 1130、 1131、 1132、 11 33、 1134、 1135、 1136、 1137、 1138、 1139、 1140、 1141、 1142、 1143、 1144、 1145、 1146、 1147、 1148、 1149、 11
50、 1151、 115,2、 1153, 1154、 1155、 1156、 1157、 1158、 1159、 1160、 1161、 1162、 1163、 1164、 1165、 1166、 11
67, 1168、 1169、 1170、 1171、 1172、 1173、 1174、 1175、 1176、 1177、 1178、 1179、 1180、 1181、 1182、 1183、 11 84、 1185、 1186、 1187、 1188、 1189、 1190、 1191、 1192、 1193、 1194、 1195、 1196、 1197、 1198、 1199、 1200、 12 01、 1202、 1203、 1204、 1205、 1206、 1207、 1208、 1209、 1210、 1211、 1212、 1213、 1214、 1215、 1216、 1217、 12 18、 1219、 1220、 1221、 1222、 1223、 1224、 1225、 1226、 1227、 1228、 1229、 1230、 1231、 1232、 1233、 1234、 12 35、 1236、 1237、 1238、 1239、 1240、 1241、 1242、 1243、 1244、 1245、 1246、 1247、 1248、 1249、 ュ 250、 1251\ 12 52、 1253、 1254、 1255、 1256、 1257、 1258、 1259、 1260、 1261、 1262、 1263、 1264、 1265、 1266、 1267、 1268、 12 69、 1270、 1271、 1272, 1273、 1274、 1275、 1276、 1277、 1278又は 1279に記載されたいずれかの発光素子。
産業上の利用分野
発光素子搭載用基板として ¾¾ 性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、 あるい は反射防止部材、 反射部材を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで基 板に搭載した発光素子からの発光を基麟部へ効率よく放出しその放出強度の制御が容易で、 かつ基板外部へ放出される発光の方向を任意の方向に制御できる。 さらに、 この基板は光 ¾i 性の多結晶体からなるため基板を βして基 部へ放出される発光素子からの発光は散舌 L½ となり易いので透明なガラスや樹脂あるいは大気などを直線的に透過した目を突き刺すような 輝きを持った光と異なり穏やかで人間の目に優しい光となり易いという碰を有する。 特にこ の基板は焼結体であるため簡便かつ安価であり広範囲な用途に応用でき産業に与える影響は大 さい。
また、 上記セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用い して搭載することで 本来の発光強度などの特性が十分に発現され発光強度の制御が容易で、 さらに発光方向の制御 を容易に行うことのできる発光素子が実現できる。 その中でも特に上記特性を有する窒化ガリ ゥム、 窒化インジウム、 窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも 1種以上を主成分と し少なくとも N型半 本層、 発光層、 及び P型半謝本層の 3詹以上の積層体からなる発光素子 が実現できょうになった。