WO2012105092A1 - 発光装置用パッケージ - Google Patents

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Definitions

  • the present invention also relates to a light emitting device package that houses a light emitting element.
  • a conventional light emitting device is disclosed in Patent Document 1.
  • This light-emitting device includes a package that houses a light-emitting element such as an LED.
  • the package is formed of, for example, a sintered body mainly composed of glass ceramic made of borosilicate glass and alumina.
  • the sintered body contains a high refractive index material such as zirconia (ZrO 2 ) or zinc oxide (ZnO) having a higher refractive index than glass ceramics.
  • the powder of the high refractive index material and the glass ceramic raw material are mixed, formed into a predetermined shape, and then fired to form a sintered body of the package.
  • the package has a base on which a wiring conductor is formed and an annular reflecting portion that is bonded and fixed on the base.
  • the light emitting element is housed inside the reflecting portion and connected to the wiring conductor by wire bonding or the like. Then, the light emitting element is sealed by filling the inside of the reflection portion with a sealing material made of a transparent resin.
  • the light emitted from the light emitting element is guided through the sealing material, reflected by the substrate surface and the inner wall of the reflecting portion, and guided upward. Thereby, light is emitted in a predetermined range from the upper surface of the light emitting device.
  • the package Since the package has a high refractive index material, the amount of reflected light at the interface between the two increases due to the difference in refractive index between the glass ceramic particles and the high refractive index material particles. Thereby, the reflectance of a package can improve and the light emission efficiency of a light-emitting device can be improved.
  • JP2009-164111A pages 8 to 26, FIG. 3
  • the high refractive index material chemically reacts with the surrounding glass components and changes its quality when the package is baked.
  • garnite is formed during firing. For this reason, there is a problem that the refractive index of the high refractive index material is lowered and the reflectance of the package is lowered.
  • the reflectance of the package can be kept high.
  • the bonding strength at the boundary between the glass ceramic and the high refractive index material is low, there is a problem that the strength of the package is lowered.
  • An object of the present invention is to provide a light emitting device package having high reflectivity and strength.
  • the present invention comprises a sintered body containing glass ceramics as a main component and a high refractive index material having a higher refractive index than that of the glass ceramics.
  • the high refractive index material is made of a silicate compound.
  • the light emitting device package is fired after forming a mixture of a high refractive index material composed of a silicate compound and a glass ceramic material into a predetermined shape.
  • the package for light emitting devices of the sintered compact which has glass ceramics as a main component and contains a high refractive index material is formed.
  • the present invention is characterized in that the silicate compound is zircon in the light emitting device package having the above-described configuration.
  • the present invention is characterized in that the content of zircon is 5 wt% or more in the light emitting device package having the above structure.
  • the present invention is characterized in that the content of zircon is 10 wt% or more in the light emitting device package having the above configuration.
  • the present invention is characterized in that the content of zircon is 40 wt% or less in the light emitting device package having the above configuration.
  • the light emitting device package is made of a sintered body containing a silicate compound as a high refractive index material in glass ceramics, a light emitting device package with high reflectance and strength can be obtained.
  • FIG. 1 The perspective view which shows the light-emitting device of embodiment of this invention.
  • Front sectional drawing which shows the light-emitting device of embodiment of this invention
  • FIG. 1 The conceptual diagram which shows the internal cross section of the package of the light-emitting device of embodiment of this invention.
  • Process drawing which shows the manufacturing process of the package of the light-emitting device of embodiment of this invention
  • the figure which shows the relationship between the reflectance of the package of the light-emitting device of embodiment of this invention, and the compounding ratio of a high refractive index material.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a light emitting device according to an embodiment.
  • the light emitting device 1 includes a sintered package 10 mainly composed of glass ceramics 21 (see FIG. 3). On the upper surface of the package 10, a hole 10a for accommodating the light emitting element 2 made of LED is recessed. Light emitted from the light emitting element 2 is reflected by the peripheral wall and the bottom wall of the hole 10a and guided in a predetermined direction.
  • the hole 10 a is filled with a sealing material 3 for sealing the light emitting element 2.
  • the sealing material 3 is made of a transparent resin containing dispersed phosphor particles for wavelength conversion of light.
  • the light emitting element 2 emits blue light, and the phosphor converts the wavelength of the blue light into yellow light.
  • Other various phosphors and light emitting elements may be used.
  • FIG. 2 shows a front sectional view of the light emitting device 1.
  • the package 10 is formed by laminating a plurality of ceramic sheets 12.
  • the ceramic sheet 12 at the top of the package 10 is formed with a through hole that forms a hole 10a.
  • the heat dissipation via 18 and the electrode via 19 penetrate the ceramic sheet 12 at the bottom of the package 10.
  • the heat radiating via 18 and the electrode via 19 are filled with a conductive material.
  • a heat transfer portion 14 is formed on the upper surface of the heat dissipation via 18, and a heat dissipation portion 16 is formed on the lower surface.
  • the light emitting element 2 is fixed on the heat transfer section 14 by adhesion or the like and is installed on the bottom surface of the hole 10a.
  • the heat generated by the light emitting element 2 is transmitted from the heat transfer section 14 to the heat radiating section 16 through the heat radiating via 18 and radiated.
  • a terminal 13 is formed on the upper surface of the electrode via 19, and an electrode 17 is formed on the lower surface.
  • the terminal 13 and the electrode 17 are electrically connected by the electrode via 19.
  • the light emitting element 2 is connected to the terminal 13 by wire bonding of the wire 4.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing an internal cross section of the package 10.
  • the package 10 containing the glass ceramic 21 as a main component contains particles of a high refractive index material 23 having a higher refractive index than that of the glass ceramic 21.
  • glass ceramics 21 for example, glass ceramics containing borosilicate glass and alumina (refractive index of about 1.5), glass ceramics containing soda lime glass and alumina (refractive index of about 1.5) can be used.
  • the glass content in the glass ceramic 21 is 35 to 60 wt%, and the ceramic content is 40 to 60 wt%.
  • the refractive index of the glass ceramics 21 can be increased by adding titanium oxide or tantalum oxide to the borosilicate glass.
  • the high refractive index material 23 is made of a silicate compound.
  • silicate compound manganese silicate (Mn 2 SiO 4 ), calcium silicate (CaSiO 3 ), zircon (ZrSiO 4 ) or the like can be used.
  • FIG. 4 is a process diagram showing the manufacturing process of the package 10.
  • the raw material of the glass ceramic 21 and the raw material of the high refractive index material 23 are mixed to produce a mixture.
  • the raw material of the glass ceramics 21 and the raw material of the high refractive index material 23 are formed by, for example, powder pulverized to a predetermined particle size.
  • the mixture produced in the mixing step is formed into a sheet having a thickness of 0.1 mm, for example, by a method such as a doctor blade method, and the material of the ceramic sheet 12 is formed.
  • the material of the ceramic sheet 12 is punched to form through holes that serve as the hole 10a, the heat dissipation via 18, and the electrode via 19.
  • conductors to be terminals 13, electrodes 17, heat transfer portions 14, and heat dissipation portions 16 are formed on the material of the ceramic sheet 12 by printing.
  • the materials of the ceramic sheets 12 are temporarily bonded by low-temperature heating and pressurization to be laminated. Thereby, the material of the housing 10 is formed.
  • the material of the housing 10 is fired at about 900 ° C. in a firing furnace to form the housing 10 made of a sintered body.
  • the terminal 13, the electrode 17, the heat transfer part 14, and the heat dissipation part 16 are plated. Thereby, the housing 10 is obtained.
  • the blue light emitted from the light emitting element 2 is guided through the sealing material 3 and is converted into yellow light when reaching the phosphor. Then, the wavelength-converted yellow light and the blue light that does not reach the phosphor are mixed, and white light is emitted from the upper surface of the hole 10a.
  • the light guided through the sealing material 3 is reflected by the bottom wall and the peripheral wall of the hole 10a of the housing 10 and is emitted from the upper surface of the hole 10a. Thereby, the light-emitting device 1 emits light in a range corresponding to the size of the hole 10a.
  • FIG. 5 is a diagram showing the result of measuring the reflectance (unit:%) using the blending ratio (unit: wt%) of the high refractive index material 23 of the package 10 as a parameter.
  • FIG. 6 is a diagram showing the results of measuring the bending strength (unit: MPa) using the blending ratio (unit: wt%) of the high refractive index material 23 of the package 10 as a parameter.
  • a glass ceramic 21 containing borosilicate glass and alumina is used, and zircon is used as the high refractive index material 23.
  • the measurement wavelength is 450 nm.
  • the mixing ratio of the high refractive index material 23 when the mixing ratio of the high refractive index material 23 is increased, the reflectance of the package 10 can be increased. Further, when the blending ratio of the high refractive index material 23 is reduced, the bending strength of the package 10 can be increased.
  • zircon containing silicate ions easily reacts with the glass component in the glass ceramic 21 as compared with zirconia or the like, and hardly reacts as compared with zinc or the like.
  • the mixture ratio of the high refractive index material 23 is small, the particles of the high refractive index material 23 chemically react with the glass ceramic 21 surrounding the periphery, and the bending strength of the package 10 is increased.
  • the blending ratio of the high refractive index material 23 is small, the reflectance of the package 10 becomes low.
  • the blending ratio of the high refractive index material 23 is large, particles of the high refractive index material 23 are aggregated. For this reason, although the particle
  • the package 10 having a desired reflectance and bending strength can be obtained.
  • the package 10 having a high reflectivity of 90% or more at a wavelength of 450 nm can be obtained.
  • the compounding ratio of zircon is 10 wt% or more
  • the package 10 having a high reflectivity of about 94% or more at a wavelength of 450 nm can be obtained.
  • the blending ratio of zircon is 20 wt% or more
  • the package 10 having a high reflectance of about 95% or more at a wavelength of 450 nm can be obtained.
  • the package 10 having a high bending strength of about 250 MPa or more can be obtained. Further, when the blending ratio of zircon is 30 wt% or less, the package 10 having a high bending strength of 250 MPa or more can be surely obtained.
  • the high refractive index material 23 is a silicate compound containing silicate ions such as manganese silicate and calcium silicate, the reflectance and bending strength of the package 10 are increased by selecting the blending ratio as described above. can do.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the reflectance (unit:%) and the wavelength (unit: nm) of the package 10.
  • a glass ceramic 21 containing borosilicate glass and alumina is used, and the blending ratio of the high refractive index material 23 made of zircon is 20 wt%. According to the figure, a high reflectance of about 95% can be obtained in the blue region having a wavelength of around 450 nm, and a high reflectance of 90% or more can be obtained in the green and red regions.
  • the package 10 is made of a sintered body containing a silicate compound as the high refractive index material 23 in the glass ceramic 21, the package 10 having high reflectance and strength can be obtained.
  • the silicate compound is made of zircon, the package 10 having high reflectance and strength can be easily obtained.
  • the zircon content is 5 wt% or more, the package 10 having a high reflectivity of 90% or more can be obtained.
  • the package 10 having a high reflectivity of about 94% or more can be obtained.
  • the zircon content is 40 wt% or less, the package 10 having a high bending strength of 250 MPa or more can be obtained.
  • the present invention can be used for an edge light type backlight, a light source for a scanner, an LED illumination, etc., in which a light emitting device in which a light emitting element is housed in a light emitting device package is mounted.

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Abstract

【課題】反射率及び強度の高い発光装置用パッケージを提供する。 【解決手段】ガラスセラミックス21を主成分としてガラスセラミックス21よりも屈折率の高い高屈折率材23を含有し、発光素子2を収納するとともに発光素子2の出射光を所定方向に反射させる発光装置用パッケージ10において、高屈折率材23がケイ酸塩化合物から成る。

Description

発光装置用パッケージ
 また本発明は、発光素子を収納する発光装置用パッケージに関する。
 従来の発光装置は特許文献1に開示されている。この発光装置はLED等の発光素子を収納するパッケージを備えている。パッケージは例えば、ホウ珪酸ガラス及びアルミナから成るガラスセラミックスを主成分とする焼結体により形成される。焼結体にはガラスセラミックスよりも屈折率の高いジルコニア(ZrO2)や酸化亜鉛(ZnO)等の高屈折率材が含有される。高屈折率材の粉体及びガラスセラミックス原料を混合し、所定形状に成形した後に焼成してパッケージの焼結体が形成される。
 パッケージは配線導体を形成した基体と基体上に接着固定される環状の反射部とを有している。発光素子は反射部の内部に収納され、ワイヤーボンディング等により配線導体に接続される。そして、反射部の内部に透明樹脂から成る封止材を充填して発光素子が封止される。
 発光素子の発光は封止材を導光し、基体表面及び反射部の内壁で反射して上方に導かれる。これにより、発光装置の上面から所定の範囲に光が出射される。
 パッケージは高屈折率材を有するため、ガラスセラミックスの粒子と高屈折率材の粒子との屈折率の差によって両者の界面での反射光量が増加する。これにより、パッケージの反射率が向上して発光装置の発光効率を向上させることができる。
特開2009-164311号公報(第8頁-第26頁、第3図)
 しかしながら、上記従来の発光装置用のパッケージによると、パッケージの焼成時に高屈折率材が周囲のガラスの成分と化学反応して変質する。例えば、高屈折率材として酸化亜鉛を用いると、焼成時にガーナイトが形成される。このため、高屈折率材の屈折率が低下し、パッケージの反射率が低下する問題があった。
 一方、高屈折率材としてガラスとの化学反応が少ないジルコニアを用いるとパッケージの反射率を高く維持することができる。しかしながら、ガラスセラミックと高屈折率材との境界の接合強度が低いため、パッケージの強度が低くなる問題があった。
 本発明は、反射率及び強度の高い発光装置用パッケージを提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために本発明は、ガラスセラミックスを主成分として前記ガラスセラミックスよりも屈折率の高い高屈折率材を含有した焼結体から成り、発光素子を収納するとともに前記発光素子の出射光を所定方向に反射させる発光装置用パッケージにおいて、前記高屈折率材がケイ酸塩化合物から成ることを特徴としている。
 この構成によると、発光装置用パッケージはケイ酸塩化合物から成る高屈折率材の原料とガラスセラミックス原料とを混合した混合物を所定の形状に成形した後焼成される。これにより、ガラスセラミックスを主成分とし、高屈折率材を含有する焼結体の発光装置用パッケージが形成される。
 また本発明は、上記構成の発光装置用パッケージにおいて、前記ケイ酸塩化合物をジルコンにしたことを特徴としている。
 また本発明は、上記構成の発光装置用パッケージにおいて、ジルコンの含有量を5wt%以上にしたことを特徴としている。
 また本発明は、上記構成の発光装置用パッケージにおいて、ジルコンの含有量を10wt%以上にしたことを特徴としている。
 また本発明は、上記構成の発光装置用パッケージにおいて、ジルコンの含有量を40wt%以下にしたことを特徴としている。
 本発明によると、発光装置用パッケージがガラスセラミックスに高屈折率材としてケイ酸塩化合物を含有した焼結体から成るので、反射率及び強度の高い発光装置用パッケージを得ることができる。
本発明の実施形態の発光装置を示す斜視図 本発明の実施形態の発光装置を示す正面断面図 本発明の実施形態の発光装置のパッケージの内部断面を示す概念図 本発明の実施形態の発光装置のパッケージの製造工程を示す工程図 本発明の実施形態の発光装置のパッケージの反射率と高屈折率材の配合比率との関係を示す図 本発明の実施形態の発光装置のパッケージの抗折強度と高屈折率材の配合比率との関係を示す図 本発明の実施形態の発光装置のパッケージの反射率と波長との関係を示す図
 以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は一実施形態の発光装置を示す斜視図である。発光装置1はガラスセラミックス21(図3参照)を主成分とした焼結体のパッケージ10を備えている。パッケージ10の上面にはLEDから成る発光素子2を収納する孔部10aが凹設される。発光素子2の発光は孔部10aの周壁及び底壁で反射して所定方向に導かれる。
 孔部10aには発光素子2を封止する封止材3が充填される。封止材3は光を波長変換する蛍光体の粒子を分散して含有した透明樹脂から成る。本実施形態では発光素子2は青色光を発光し、蛍光体は青色光を黄色光に波長変換する。その他の各種の蛍光体や発光素子を用いてもよい。
 図2は発光装置1の正面断面図を示している。パッケージ10は複数のセラミックシート12を積層して形成される。パッケージ10の上部のセラミックシート12には孔部10aを形成する貫通孔が形成される。パッケージ10の下部のセラミックシート12には放熱ビア18及び電極ビア19が貫通する。放熱ビア18及び電極ビア19には導電性材料が充填される。放熱ビア18の上面には伝熱部14が形成され、下面には放熱部16が形成される。
 発光素子2は接着等により伝熱部14上に固着して孔部10aの底面に設置される。発光素子2の発熱は伝熱部14から放熱ビア18を介して放熱部16に伝えられて放熱する。電極ビア19の上面には端子13が形成され、下面には電極17が形成される。電極ビア19によって端子13と電極17とが導通する。発光素子2はワイヤー4をワイヤーボンディングして端子13に接続される。
 図3はパッケージ10の内部断面を示す概念図である。ガラスセラミックス21を主成分とするパッケージ10内にはガラスセラミックス21よりも屈折率の高い高屈折率材23の粒子が含有される。
 ガラスセラミックス21として、例えば、ホウ珪酸ガラス及びアルミナを含むガラスセラミックス(屈折率約1.5)、ソーダ石灰ガラス及びアルミナを含むガラスセラミックス(屈折率約1.5)等を用いることができる。ガラスセラミックス21に含まれるガラスの含有量は35~60wt%であり、セラミックスの含有量は40~60wt%である。尚、ホウ珪酸ガラスに酸化チタンや酸化タンタルを添加してガラスセラミックス21の屈折率を高くすることもできる。
 また、高屈折率材23はケイ酸塩化合物から成る。ケイ酸塩化合物として、ケイ酸マンガン(Mn2SiO4)、ケイ酸カルシウム(CaSiO3)、ジルコン(ZrSiO4)等を用いることができる。
 図4はパッケージ10の製造工程を示す工程図である。混合工程ではガラスセラミックス21の原料及び高屈折率材23の原料を混合して混合物を生成する。ガラスセラミックス21の原料及び高屈折率材23の原料は例えば、所定の粒径に粉砕された粉体により形成される。
 シート形成工程では混合工程で生成した混合物をドクターブレード法などの方法によって、例えば、厚さ0.1mmのシート状に成形し、セラミックシート12の素材を形成する。打ち抜き工程ではセラミックシート12の素材を打ち抜き、孔部10a、放熱ビア18及び電極ビア19となる貫通孔を形成する。電極形成工程では印刷によってセラミックシート12の素材上に端子13、電極17、伝熱部14及び放熱部16となる導体を形成する。
 積層工程では各セラミックシート12の素材が低温加熱及び加圧により仮圧着して積層される。これにより、ハウジング10の素材が形成される。焼成工程ではハウジング10の素材が焼成炉により約900℃で焼成され、焼結体から成るハウジング10が形成される。
 メッキ工程では端子13、電極17、伝熱部14及び放熱部16にメッキが施される。これにより、ハウジング10が得られる。
 上記構成の発光装置1において、発光素子2により発光した青色光は封止材3を導光し、蛍光体に到達すると黄色光に波長変換される。そして、波長変換された黄色光と蛍光体に到達しない青色光とが混合して白色光が孔部10aの上面から出射される。また、封止材3を導光した光はハウジング10の孔部10aの底壁及び周壁で反射して孔部10aの上面から出射される。これにより、発光装置1は孔部10aの大きさに応じた範囲に光を出射する。
 この時、パッケージ10に入射する光は屈折率の差によってガラスセラミックス21の粒子と高屈折率材23の粒子との界面で反射する。これにより、パッケージ10の反射率を向上させることができる。
 図5はパッケージ10の高屈折率材23の配合比率(単位:wt%)をパラメータとして反射率(単位:%)を測定した結果を示す図である。図6はパッケージ10の高屈折率材23の配合比率(単位:wt%)をパラメータとして抗折強度(単位:MPa)を測定した結果を示す図である。図5、図6において、ホウ珪酸ガラス及びアルミナを含むガラスセラミック21を用い、高屈折率材23としてジルコンを用いている。また、図5において測定波長を450nmにしている。
 これらによると、高屈折率材23の配合比率を大きくすると、パッケージ10の反射率を高くすることができる。また、高屈折率材23の配合比率を小さくすると、パッケージ10の抗折強度を高くすることができる。
 これは、ガラスセラミック21内のガラス成分に対し、ケイ酸イオンを含むジルコンがジルコニア等に比して化学反応しやすく、亜鉛等に比して化学反応しにくいためと考えられる。これにより、高屈折率材23の配合比率が小さい場合には高屈折率材23の粒子が周囲を取り囲むガラスセラミック21と化学反応してパッケージ10の抗折強度が高くなる。この時、高屈折率材23の配合比率が小さいためパッケージ10の反射率は低くなる。
 一方、高屈折率材23の配合比率が大きいと高屈折率材23の粒子が凝集される。このため、外周部の粒子がガラスセラミック21と化学反応するが、内周部の粒子とガラスセラミック21内のガラス成分との化学反応が抑制される。これにより、パッケージ10の抗折強度が低くなるが、パッケージ10の反射率を高くすることができる。また、高屈折材料23の増加によるパッケージ10の反射率の向上もある。
 従って、高屈折率材23の配合比率を選択することにより、所望の反射率及び抗折強度のパッケージ10を得ることができる。
 この時、高屈折率材23として用いられるジルコンの配合比率を5wt%以上にすると、450nmの波長において90%以上の高い反射率のパッケージ10を得ることができる。また、ジルコンの配合比率を10wt%以上にすると、450nmの波長において約94%以上の高い反射率のパッケージ10を得ることができる。また、ジルコンの配合比率を20wt%以上にすると、450nmの波長において約95%以上の高い反射率のパッケージ10を得ることができる。
 また、ジルコンの配合比率を40wt%以下にすると、約250MPa以上の高い抗折強度のパッケージ10を得ることができる。また、ジルコンの配合比率を30wt%以下にすると、確実に250MPa以上の高い抗折強度のパッケージ10を得ることができる。
 尚、高屈折率材23がケイ酸マンガンやケイ酸カルシウム等のケイ酸イオンを含むケイ酸塩化合物であれば、上記と同様に配合比率の選択によってパッケージ10の反射率及び抗折強度を高くすることができる。
 図7はパッケージ10の反射率(単位:%)と波長(単位:nm)との関係を示す図である。ホウ珪酸ガラス及びアルミナを含むガラスセラミック21を用い、ジルコンから成る高屈折率材23の配合比率を20wt%にしている。同図によると、波長が450nm近傍の青色の領域で約95%の高い反射率を得ることができるとともに、緑色及び赤色の領域においても90%以上の高い反射率を得ることができる。
 本実施形態によると、パッケージ10がガラスセラミックス21に高屈折率材23としてケイ酸塩化合物を含有した焼結体から成るので、反射率及び強度の高いパッケージ10を得ることができる。
 また、ケイ酸塩化合物がジルコンから成るので、容易に反射率及び強度の高いパッケージ10を得ることができる。
 また、ジルコンの含有量を5wt%以上にしたので、90%以上の高い反射率のパッケージ10を得ることができる。
 また、ジルコンの含有量を10wt%以上にしたので、約94%以上の高い反射率のパッケージ10を得ることができる。
 また、ジルコンの含有量を40wt%以下にしたので、250MPa以上の高い抗折強度のパッケージ10を得ることができる。
 本発明によると、発光装置用パッケージ内に発光素子を収納した発光装置を搭載するエッジライト型バックライト、スキャナ用光源、LED照明等に利用することができる。
   1  発光装置
   2  発光素子
   3  封止材
   4  ワイヤー
  10  パッケージ
  10a 孔部
  12  セラミックシート
  13  端子
  14  伝熱部
  16  放熱部
  17  電極
  18  放熱ビア
  19  電極ビア
  21  ガラスセラミックス
  23  高屈折率材

Claims (5)

  1.  ガラスセラミックスを主成分として前記ガラスセラミックスよりも屈折率の高い高屈折率材を含有した焼結体から成り、発光素子を収納するとともに前記発光素子の出射光を所定方向に反射させる発光装置用パッケージにおいて、前記高屈折率材がケイ酸塩化合物から成ることを特徴とする発光装置用パッケージ。
  2.  前記ケイ酸塩化合物をジルコンにしたことを特徴とする請求項1に記載の発光装置用パッケージ。
  3.  ジルコンの含有量を5wt%以上にしたことを特徴とする請求項2に記載の発光装置用パッケージ。
  4.  ジルコンの含有量を10wt%以上にしたことを特徴とする請求項3に記載の発光装置用パッケージ。
  5.  ジルコンの含有量を40wt%以下にしたことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の発光装置用パッケージ。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007129191A (ja) * 2005-09-01 2007-05-24 E I Du Pont De Nemours & Co 低温同時焼成セラミック(ltcc)テープ組成物、発光ダイオード(led)モジュール、照明デバイス、およびそれらの形成方法
JP2007194524A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光モジュールとその製造方法
JP2008010872A (ja) * 2006-06-26 2008-01-17 Avago Technologies General Ip (Singapore) Private Ltd 上面熱消散手段を有するledデバイス
WO2011105372A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 日本電気硝子株式会社 光反射基材およびそれを用いた発光デバイス

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007129191A (ja) * 2005-09-01 2007-05-24 E I Du Pont De Nemours & Co 低温同時焼成セラミック(ltcc)テープ組成物、発光ダイオード(led)モジュール、照明デバイス、およびそれらの形成方法
JP2007194524A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光モジュールとその製造方法
JP2008010872A (ja) * 2006-06-26 2008-01-17 Avago Technologies General Ip (Singapore) Private Ltd 上面熱消散手段を有するledデバイス
WO2011105372A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 日本電気硝子株式会社 光反射基材およびそれを用いた発光デバイス

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