CN102347426A - 发光元件搭载用基板、其制造方法及发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供具备反射率高且因腐蚀而造成的反射率的下降较少的银反射层、出光效率有所提高的发光装置用基板。发光元件搭载用基板(1)包括基板主体(2)、形成于基板主体(2)的以银或银合金为主体的银反射层(6)、以覆盖银反射层(6)的整面的方式形成且包含玻璃的保护层，保护层(7)含有氧化铝类填料，且构成保护层(7)的玻璃中包含呈扩散状态的银离子。保护层(7)的玻璃中包含的银离子的浓度为0.5质量％以上5.0质量％以下。

Description

发光元件搭载用基板、其制造方法及发光装置

技术领域

本发明涉及发光元件搭载用基板、其制造方法及发光装置，特别涉及可防止出光效率(日文：光の取出し効率)的下降的发光元件搭载用基板和发光元件搭载用基板的制造方法及使用了该发光元件搭载用基板的发光装置。

背景技术

近年来，伴随发光二极管(LED)这样的发光元件的高亮度化、白色化，使用发光元件的发光装置被用作照明、各种显示器、大型液晶电视的背光源等。一般要求搭载发光元件的发光元件搭载用基板具备能够高效地反射由元件发射的光的高反射性。

因此，目前以使由发光元件发射的光尽可能地向前方反射为目的，尝试在基板表面设置反射层(光反射层)。作为反射层，可例举以具备高反射率的银为主体的反射层(以下称为银反射层)。

但是，银易腐蚀，因此如果以露出状态放置，则银反射层的表面会发生氧化或硫化而易使反射率(光反射率)下降。因此，提出了用有机硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等被覆银反射层的表面以防止反射率下降的方法。但是，采用该方法时水分或腐蚀性气体可能会从树脂中通过或从树脂和银反射层的界面侵入，无法充分防止银反射层的腐蚀(氧化或硫化)所导致的反射率的下降。

因此，近年来为了防止银反射层的腐蚀，提出了用由玻璃形成的保护层被覆银反射层的表面的方法(例如参照专利文献1)。玻璃保护层与树脂保护层相比密封性优良，且光透射率高，到达银反射层的光量增加，因此可获得高反射率。另外，玻璃的热传导性优良，因此设置玻璃层作为银反射层的保护层时，可获得优于设置树脂层时的高散热性。

但是，设置玻璃层作为保护层时，一般由于玻璃在未烧成状态下的流动性高，容易在烧成时产生由翘曲等引起的变形，因此玻璃层表面的平坦度下降。所以，在玻璃层上搭载发光元件时，发光元件和玻璃层的接触面积变小，热阻增加。另外，搭载部存在凹凸时，发光元件可能会倾斜着被固定，也可能会因之后的引线接合而造成损伤并发生光轴偏离。

为了解决这一问题，近年来对设置含陶瓷填料的玻璃层作为银反射层的保护层的技术方案进行了探讨。通过用玻璃粉末和陶瓷填料的混合物的烧结体来形成保护层，未烧成状态下的流动性下降，平坦度提高。另外，玻璃层含有陶瓷填料时，可使从发光元件入射至玻璃层的光的反射方向分散，还可降低配光特性的不均一。

但是，如图5(a)所示，在银反射层51上设置有例如包含以Al₂O₃为主成分的氧化铝类填料52的玻璃层53时，烧成过程中银离子会从银反射层51向玻璃层53转移(迁移)。发生了迁移的银离子如图(b)所示，集中在氧化铝类填料52的表面及其周边，形成高浓度的银离子层54。另外，出现集中在氧化铝类填料52的表面等部位的银离子层54的一部分从玻璃层53的表面露出的现象。然后，如图5(c)所示，在该玻璃层53上搭载发光元件并用有机硅树脂等的密封层55进行了密封时，露出于玻璃层53表面的银离子层54中包含的高浓度的银离子(Ag⁺)与密封层55所含的铂催化剂等接触而被还原为Ag⁰，如图5(d)所示，发生凝集而胶粒化。接着，该凝集的银粒子(胶体粒子)56在玻璃层53和有机硅树脂等的密封层55的界面显色，即发生被称为所谓的银显色的现象。其结果是，反射率下降，作为发光装置的光度(亮度)可能会下降。

专利文献1：日本专利特开2010-34487号公报

发明内容

本发明是为了解决以上问题而完成的发明，其目的是提供具备反射率高且因腐蚀而造成的反射率的下降较少的银反射层、出光效率得到了提高的发光装置用基板及使用了该基板的发光装置。

本发明的发光元件搭载用基板是包括具有搭载发光元件的搭载面的基板主体、形成于所述基板主体的所述搭载面的以银或银合金为主体的反射层、以覆盖所述反射层的整面的方式形成且包含玻璃的保护层，其特征在于，所述保护层含有氧化铝类填料，且含有包含呈扩散状态的银离子的玻璃。

本发明的发光元件搭载用基板中，所述玻璃中包含的银的浓度换算成Ag₂O的浓度较好为0.5质量％以上5.0质量％以下。所述保护层中包含的氧化铝类填料的含量较好为5质量％以上70质量％以下。所述保护层中包含的氧化铝类填料的含量较好为3体积％以上60体积％以下。

本发明的发光元件搭载用基板中，较好是所述保护层含有至少以SiO₂、Al₂O₃及CaO为构成成分的玻璃。所述玻璃较好是由以氧化物基准的摩尔％表示含有40～70％的SiO₂、1～20％的Al₂O₃、5～25％的B₂O₃、5～40％的CaO及0～8％的选自Li₂O、Na₂O及K₂O的至少1种氧化物的玻璃粉末烧成而得。

本发明的发光元件搭载用基板的制造方法是制造所述本发明的发光元件搭载用基板的方法，其特征在于，包括制作用于形成所述基板主体的第一生片(green sheet)的工序，在所述第一生片的成为所述搭载面的表面形成用于形成所述反射层的反射层用糊料层的工序，以覆盖所述反射层用糊料层的整面的方式形成用于形成所述保护层的前体层的工序，对通过所述工序获得的未烧结发光元件搭载用基板进行烧成的工序。

本发明的发光元件搭载用基板的制造方法中，所述形成前体层的工序可具备印刷含有所述玻璃粉末和所述氧化铝类填料的玻璃陶瓷糊料的步骤。另外，所述形成前体层的工序可具备层叠由含有所述玻璃粉末和所述氧化铝类填料的玻璃陶瓷组合物制得的第二生片的步骤。

本发明的发光装置的特征在于，包括所述本发明的发光元件搭载用基板和搭载于该发光元件搭载用基板的搭载部的发光元件。此外，本发明的发光装置较好是所述保护层的表面的一部分或全部以包含铂催化剂的有机硅树脂密封。

本发明的发光元件搭载用基板以覆盖银反射层的整面的方式设置保护层，银离子以扩散在玻璃中的状态包含于该保护层，藉此可防止保护层表面的银离子的凝集及胶粒化，可防止银显色以及反射率的下降。此外，由于保护层中含有氧化铝类填料，因此能够获得热阻小且发光元件搭载部的平坦性得到了提高的发光元件搭载用基板。另外，由于可同时烧成形成基板上的银反射层和设于该银反射层上的保护层，因此可减轻工序负荷。

本发明的发光装置采用所述发光元件搭载用基板，藉此可使反射层的反射率不易下降，因此可长期维持高发光亮度。另外，发光元件的倾斜及受损得到抑制，因此可获得无配光特性不均的良好的发光状态。

附图说明

图1是表示本发明的发光元件搭载用基板的一例的剖视图。

图2是将本发明的发光元件搭载用基板中的保护层及其周边放大表示的剖视图。

图3是表示本发明的发光装置的一例的剖视图。

图4是表示本发明的实施例及比较例的发光装置的亮度的经时变化的图。

图5是模式地表示现有的发光元件搭载用基板中银离子向保护层转移及凝集的状态的剖视图。

符号说明：1…发光元件搭载用基板，2…基板主体，3…连接端子，4…外部电极端子，5…贯通导体，6…银反射层，7…保护层，10…搭载部，11…发光元件，12…接合线，13…密封层，20…发光装置，21…玻璃层，22…氧化铝类填料，23…扩散含有银离子的玻璃层。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是表示本发明的发光元件搭载用基板的一例的剖视图。发光元件搭载用基板1具有近似平板状的基板主体2。基板主体2的一侧主面为搭载如LED元件等发光元件的搭载面2a。在搭载面2a设有与发光元件电连接的连接端子3。此外，基板主体2的另一侧主面为不搭载发光元件的非搭载面2b，在该非搭载面2b设有与外部电路电连接的外部电极端子4。并且，在基板主体2的内部设有将连接端子3和外部电极端子4电连接的贯通导体5。

在基板主体2的搭载面2a的大致中央部设有用于反射来自发光元件的光的银反射层(中央部反射层)6，在该银反射层6上以覆盖其整个表面(上表面及侧面)的方式设有保护层7。保护层7的一部分成为搭载发光元件的搭载部10。该保护层7由含有玻璃及氧化铝类填料的材料构成，且构成保护层7的玻璃中包含呈扩散状态的银离子。

在基板主体2的搭载面2a的周边部也设有用于反射来自发光元件的光的银反射层(周边部反射层)6，在该银反射层6上也以覆盖其整个表面的方式设有保护层7。设置在该周边部反射层6上的保护层7与设置在所述中央部反射层6上的保护层7同样，也由含有玻璃及氧化铝类填料的材料构成，且较好是玻璃中包含呈扩散状态的银离子。

通过以覆盖银反射层6的整面的方式来设置该保护层7，不仅可抑制气体或液体侵入银反射层6以防止银反射层6的氧化及硫化，还可防止保护层7表面的银离子的凝集及胶粒化，可防止银显色以及反射率的下降。

银反射层6是例如由银、银钯合金或银铂合金等银合金形成的层。采用银合金时，从反射率的角度考虑，银含量优选为90质量％以上。具体来讲，采用银钯合金时，钯的含量至多为10质量％，采用银铂合金时，铂的含量至多为3质量％。银反射层6优选具备高反射率，特好为银层。银反射层6可如下形成：在银或所述银合金的粉末中添加乙基纤维素等载体和根据需要采用的溶剂等而制成糊状，将该糊状物通过丝网印刷等方法印刷在基板主体2的搭载面2a上，进行烧成从而形成银反射层6。

保护层7是用于保护下层的银反射层6不发生氧化或硫化等腐蚀的层，由含有玻璃及氧化铝类填料的烧结体(以下称为玻璃陶瓷烧结体)构成。本说明书中，“氧化铝类填料”是指作为化学成分含有50质量％以上的氧化铝(Al₂O₃)的陶瓷填料。作为氧化铝(Al₂O₃)以外的成分，可例举二氧化硅(SiO₂)或氧化锆(ZrO₂)、氧化铈(CeO₂)、氧化钛(TiO₂)、氧化锌(ZnO)等。本发明的发光元件搭载用基板1的构成保护层7的玻璃中，银离子(Ag⁺)并不是局部存在，而是以扩散的状态包含其中。玻璃中含有的银离子的浓度(含有比例)换算成Ag₂O浓度较好为0.5～5.0质量％。以下的记载中，银离子浓度以换算成Ag₂O浓度的浓度表示。银离子浓度更好为1.0～5.0质量％，特好为2.0～5.0质量％。

作为形成所述保护层7的前体，采用通过烧成形成所述玻璃陶瓷烧结体的玻璃糊料或生片。保护层7的前体的形成方法如后所述。

保护层7的前体采用玻璃糊料时，烧成后的保护层7的厚度较好为5～30μm。如果低于5μm，则被覆性可能不充分，因此优选5μm以上。更好是10μm以上。如果超过30μm，则可能会影响发光元件的散热性，导致发光效率下降。较好为25μm以下。

但是，保护层7本身的热传导率高时，散热性不会受到影响。作为使热传导率提高的方法，可在保护层中大量含有热传导率高于玻璃的陶瓷填料。因此，将可实现玻璃和陶瓷填料的高分散化的生片用作为前体时，与前体采用玻璃糊料时相比，可使保护层7中含有更多的陶瓷填料。

保护层7的前体采用生片时，烧成后的保护层7的厚度较好为10～300μm。如果低于10μm，则层叠保护层时生片会出现裂缝等，被覆性可能不充分。更好是50μm以上，进一步更好是80μm以上。如果超过300μm，则可能会影响发光元件的散热性，导致发光效率下降。较好为200μm以下，更好是150μm以下。

保护层7中包含的氧化铝类填料的50％粒径(D₅₀)较好为0.5μm以上4μm以下。本说明书中，D₅₀是采用激光衍射/散射式粒度分布测定装置测得的值。

氧化铝类填料的含量以质量％表示时较好是占构成保护层7的材料的总量的5质量％以上70质量％以下。氧化铝类填料的含量低于5质量％时，加热保护层7的前体时的未烧成状态下的流动性过高，烧成时会发生翘曲等，保护层7表面的平坦性可能会下降。另外，银离子不稳定，可能出现银显色。即，要使银离子以离子的形式实现稳定化，必须要有抗衡阴离子，从氧化铝类填料熔入玻璃中的4配位的铝离子起到所述抗衡阴离子的作用。因此，氧化铝类填料的含量低于5质量％时，银离子在玻璃中不能够实现足够稳定化，可能出现银显色。氧化铝类填料的含量较好为10质量％以上，更好为15质量％以上。

另一方面，氧化铝类填料的含量如果超过70质量％，则很难获得均一组成的烧结体。较好为65质量％以下，更好为60质量％以下。保护层7在含有氧化铝粉末这样的氧化铝类填料的同时还可含有二氧化硅粉末或氧化钛粉末、氧化锆粉末这样的氧化铝类填料以外的陶瓷填料。这种情况下，氧化铝类填料以外的陶瓷填料的含量优选占构成保护层7的材料的总量的25质量％以下。氧化铝类填料和除此以外的陶瓷填料的总含量占构成保护层7的材料的总量的70质量％以下。

氧化铝类填料的含量以体积％表示时较好是占构成保护层7的材料的总量的3体积％以上60体积％以下。氧化铝类填料的含量低于3体积％时，保护层7的未烧成状态下的流动性过高，烧成时会发生翘曲等，保护层7表面的平坦性可能会下降。较好为7体积％以上，更好为12体积％以上。另一方面，氧化铝类填料的含量如果超过60体积％，则很难获得均一组成的烧结体。较好为55体积％以下，更好为50体积％以下。含有所述氧化铝类填料以外的陶瓷填料时，其含量较好为15体积％以下。氧化铝类填料和除此以外的陶瓷填料的总含量占构成保护层7的材料的总量的60体积％以下。

构成保护层7的玻璃优选为由以氧化物基准的摩尔％表示含有40～70％的SiO₂、1～20％的Al₂O₃、5～25％的B₂O₃、5～40％的CaO及0～8％的选自Li₂O、Na₂O及K₂O的至少1种氧化物的玻璃粉末烧成而得的烧结体。

本发明者对于发生银显色的原因进行了探讨，得到如下结果：构成保护层7的玻璃的烧成时从银反射层6转移至玻璃中的银离子局部存在于氧化铝类填料的表面及其周边时，银离子易被还原，容易发生凝集而胶粒化，因此容易发生银显色。接着，找到了银离子不会局部存在于氧化铝类填料的周边而是以扩散状态包含、可不发生银显色的玻璃组成。因为构成保护层7的玻璃由将上述组成的玻璃粉末烧成而得的烧结体形成，所以烧成时从银反射层6转移至玻璃中的所述浓度(0.5～5.0质量％)的银离子能够以扩散于玻璃中的状态包含其中。

即，构成保护层7的玻璃由以氧化物基准的摩尔％表示含有40～70％的SiO₂、1～20％的Al₂O₃、5～25％的B₂O₃、5～40％的CaO及0～8％的选自Li₂O、Na₂O及K₂O的至少1种氧化物的玻璃粉末烧成而得时，如图2(a)～(b)所示，烧成过程中从银反射层6转移至玻璃层21的银离子不会局部存在于氧化铝类填料22的表面及其周边，而是以均匀地扩散于整个玻璃层22的状态包含其中。因此，在如上所述扩散含有银离子的玻璃层23上搭载发光元件(未图示)，并如图2(c)所示，用有机硅树脂等的密封层24进行了密封时，也不会发生因银离子的凝集而导致的胶粒化，可防止银显色。

接着，对用于获得构成保护层7的玻璃的原料(玻璃粉末)的成分进行说明。以下，如无特别限定，组成以摩尔％表示，简单记为％。

SiO₂为玻璃的网络形成成分，是提高化学耐久性、特别是耐酸性所必需的成分。如果SiO₂的含量(比例)低于40％，则耐酸性可能会不足。如果高于70％，则玻璃熔融温度可能提高，或玻璃软化点(Ts)可能变得过高。

Al₂O₃是用于提高玻璃的稳定性、化学耐久性的成分，是抑制保护层和有机硅树脂密封层的界面的显色的必需的成分。Al₂O₃的含量低于1％时，对于保护层和有机硅树脂密封层的界面的显色的抑制不够充分。另一方面，Al₂O₃的含量超过20％时，软化点可能变得过高。优选的玻璃组成中的Al₂O₃含量较好为1％以上20％以下，更好为4％以上15％以下。

B₂O₃是玻璃的网络形成成分，也是降低软化点的成分，因此是必需的成分。如果B₂O₃的含量(比例)低于5％，则玻璃熔融温度易提高，或者玻璃可能变得不稳定。如果超过25％，则难以获得稳定的玻璃，且化学耐久性也可能下降。

CaO是提高玻璃的稳定性且使软化点下降的成分。CaO的含量低于5％时，无法充分提高玻璃的稳定性，且可能也无法使软化点充分降低。另一方面，CaO的含量如果超过40％，则玻璃的稳定性可能反而下降。优选的玻璃组成中的CaO的含量较好为5％以上40％以下，更好为7％以上35％以下。

作为与CaO大致相同地提高玻璃的稳定性且使软化点下降的成分，可含有选自MgO、BaO及SrO的至少1种。此时，MgO、BaO及SrO的含量与CaO的含量总计为40％以下。CaO、MgO、BaO及SrO的总含量如果超过40％，则玻璃的稳定性可能下降。优选的玻璃组成中的CaO、MgO、BaO及SrO的总含量较好为5％以上40％以下。优选的玻璃组成中的MgO、BaO及SrO(CaO除外)的总含量较好为10％以下，更好为8％以下。

作为碱金属氧化物的Li₂O、Na₂O及K₂O不是必需成分，但是使软化点下降的成分，因此优选含有该成分。可含有Li₂O、Na₂O及K₂O中的1种或2种。其总含量如果超过6％，则化学耐久性、特别是耐酸性可能下降，且可能会促进保护层和有机硅树脂密封层的界面的显色。优选的玻璃组成中的Li₂O、Na₂O及K₂O的总含量较好为0％以上8％以下，更好为2％以上7％以下。

构成保护层7的玻璃的原料较好由上述成分构成，但在无损本发明的目的的前提下也可含有其它成分。含有其它成分时，其总含量为10％以下，较好为5％以下。

以上玻璃组成中，特别是以60.4％的SiO₂、15.6％的B₂O₃、总计3.0％的Na₂O及/或K₂O、15.0％的CaO、6.0％的Al₂O₃的玻璃组成为基本组成的玻璃中即使含有规定量的氧化铝类填料，也可高效地完成烧结，且银离子不会局部存在于氧化铝类填料的周边而是以扩散的状态包含于玻璃中，因此适合用作为保护层7用玻璃材料。

本发明的发光元件搭载用基板1中基板主体2是近似平板状的构件，也可以是形成有凹部(空腔)使得发光元件搭载部位于低一台阶的位置的构件。对于构成基板主体2的材料无特别限定，优选即使在所述保护层7的形成工序中涂布、烧成以玻璃为主体的组合物的糊料后也不发生变形的材料，较好是使用无机材料。从热传导性、散热性、强度、制造成本等角度考虑，无机材料中可优选使用氧化铝、低温共烧陶瓷(以下称为LTCC)、氮化铝等。特别是采用LTCC作为基板主体2时，可通过共烧形成基板主体2、连接端子3及外部电极端子4等外部配线以及贯通导体5这样的内部配线。另外，可通过共烧形成该LTCC基板和所述银反射层6及保护层7，因此能够以低成本高效地制造发光元件搭载用基板1。

由LTCC形成的基板主体2及具备基板主体2的发光元件搭载用基板1例如可如下制造。

首先形成基板主体用生片。基板主体用生片可以如下制造：向包含基板主体用玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物中添加粘合剂以及根据需要采用的增塑剂、溶剂等而制成浆料，将该浆料通过刮刀法等成形为片状，使其干燥而制得生片。

对基板主体用玻璃粉末并没有限定，但较好是玻璃化温度(Tg)为550℃以上700℃以下的玻璃粉末。玻璃化温度(Tg)低于550℃时，后述的脱脂可能会变得困难。另一方面，玻璃化温度(Tg)高于700℃时，收缩起始温度升高，尺寸精度可能会降低。

作为该基板主体用玻璃粉末，较好是例如包含57摩尔％以上65摩尔％以下的SiO₂、13摩尔％以上18摩尔％以下的B₂O₃、9摩尔％以上23摩尔％以下的CaO、3摩尔％以上8摩尔％以下的Al₂O₃、合计0.5摩尔％以上6摩尔％以下的选自K₂O和Na₂O的至少一方的玻璃粉末。

基板主体用玻璃粉末可以如下获得：通过熔融法制造具有如上所述的玻璃组成的玻璃，通过干式粉碎法或湿式粉碎法进行粉碎。采用湿式粉碎法的情况下，较好是使用水或乙醇作为溶剂。粉碎可以使用例如辊式粉碎机、球磨机、喷射磨等粉碎机进行。还有，基板主体用玻璃粉末并不局限于仅由上述成分形成的玻璃粉末，也可以在满足玻璃化温度等各特性的范围内包含其它成分。包含其它成分的情况下，其它成分的总含量较好是在10摩尔％以下。

基板主体2用玻璃粉末的50％粒径(D₅₀)较好是0.5μm～2μm。基板主体2用玻璃粉末的D₅₀小于0.5μm时，玻璃粉末容易凝集，处理变得困难，而且难以使其均匀地分散。另一方面，玻璃粉末的D₅₀大于2μm时，可能导致玻璃软化温度的上升或烧结不足。粒径的调整例如可以通过在粉碎后根据需要进行分级来完成。

作为陶瓷填料，可以使用一直以来用于制造LTCC基板的陶瓷填料，例如可以优选使用氧化铝粉末、氧化锆粉末或者氧化铝粉末和氧化锆粉末的混合物。陶瓷填料的D₅₀例如较好是0.5μm～4μm。

通过将这样的基板主体用玻璃粉末和陶瓷填料以例如玻璃粉末为30质量％以上50质量％以下、陶瓷填料为50质量％以上70质量％以下的比例掺合、混合，从而获得玻璃陶瓷组合物。

此外，通过向该玻璃陶瓷组合物中添加粘合剂以及根据需要采用的增塑剂、溶剂等，可获得浆料。作为粘合剂，可以优选使用例如聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂等。作为增塑剂，可以使用例如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯等。此外，作为溶剂，可以使用甲苯、二甲苯、丁醇等芳香族类或醇类的有机溶剂。另外，还可以使用分散剂或均化剂。

将该浆料通过刮刀法等成形为片状并使其干燥，从而可制成基板主体用生片。将这样制成的基板主体用生片用冲裁模或冲床切割成规定尺寸的方材，同时在规定位置冲孔形成层间连接用的贯通孔。

在基板主体用生片的表面通过丝网印刷等方法印刷导电金属的糊料，从而形成未烧成的导体图案。此外，通过在所述的层间连接用的贯通孔内填充导体金属的糊料，从而形成未烧成的层间连接部。藉此，形成未烧成连接端子、未烧成外部电极端子、未烧成贯通导体。作为导电金属的金属糊料，可以使用例如在以铜、银、金等为主要成分的导电金属粉末中添加乙基纤维素等载体以及根据需要采用的溶剂等制成糊状而得的糊料。

此外，在基板主体用生片表面的规定部位通过丝网印刷等方法印刷在银或所述银合金的粉末中添加乙基纤维素等载体及根据需要使用的溶剂等而得的糊状物，藉此形成未烧成银反射层，然后在其上形成通过烧成形成保护层7的前体层(未烧成保护层)。

这里，保护层7的前体使用玻璃糊料时，通过丝网印刷等印刷包含具有所述保护层用组成的玻璃粉末(以下称为保护层用玻璃粉末)和氧化铝类填料的混合物的玻璃糊料而形成玻璃糊料层，将该层作为未烧成保护层。玻璃糊料层的形成方法只要是可平坦地形成烧成后的厚度达到5～30μm的层的方法即可，并不限定于印刷法。

保护层7的前体使用生片时，使用包含保护层用玻璃粉末和氧化铝类填料的混合物，与所述基板主体用生片同样地制得生片(保护层用生片)，将该保护层用生片重叠于未烧成银反射层之上，进行加热和加压而一体化，藉此形成未烧成保护层。

接着，将数块如上所述形成有未烧成的导体图案、未烧成银反射层、未烧成保护层等的基板主体用生片对位重叠，进行加热和加压而一体化后，例如在500℃以上600℃以下的温度下保持1小时以上10小时以下，从而进行分解除去基板主体用生片所含的树脂等粘合剂的脱脂。然后，例如在850℃～900℃的温度下保持20分钟～60分钟，从而对构成基板主体用生片的玻璃陶瓷组合物进行烧成。通过该烧成，形成于玻璃陶瓷基板内部和表面的金属糊料和未烧成保护层(玻璃糊料层或保护层用生片)也同时被烧成，可制成具有连接端子3、外部电极端子4、贯通导体5、银反射层6及保护层7的基板主体2。

脱脂温度低于500℃或脱脂时间少于1小时的情况下，可能无法充分除去粘合剂等。另一方面，如果脱脂温度超过600℃，则存在促进玻璃的烧结的可能性，粘合剂等的除去可能不完全。脱脂时间如果超过10小时，则可能生产性等下降。

烧成中，烧成温度低于850℃、烧成时间少于20分钟时，可能难以获得致密的产物。另一方面，如果烧成温度超过900℃，则很难实现导体图案等的形状的保持。烧成时间如果超过60分钟，则生产性等可能下降。烧成特别好是在860℃～880℃的温度下进行。银反射层6的形成使用包含以银为主成分的金属粉末的金属糊料的情况下，如果烧成温度高于880℃，则金属糊料过度软化，可能无法维持规定的形状。

以上，对本发明的发光元件搭载用基板1进行了说明，但只要不违背本发明的技术思想，可根据需要适当改变其构成。

下面，对本发明的发光装置进行说明。本发明的发光装置如图3所示，在设于本发明的发光元件搭载用基板1的搭载面2a上的保护层7的搭载部10搭载有LED等发光元件11。发光元件11用粘接剂固定于保护层7上，未图示的电极通过接合线12与连接端子3电连接。并且，以覆盖发光元件11和接合线12的方式设有由模塑树脂形成的密封层13，从而构成发光装置20。

作为形成密封层13的模塑树脂，例如有机硅树脂在耐光性、耐热性方面良好，因此优选使用。通过在该有机硅树脂中添加铂、钛等催化剂，可以使模塑树脂快速固化。

通过使荧光体等混合或分散于密封用模塑树脂，可将作为发光装置20而得到的光适当调整为所要的发光色。即，通过使荧光体混合、分散于密封层，被从发光元件11射出的光激发的荧光体发出可见光，该可见光与从发光元件11射出的光混色，可获得作为发光装置20所要的发光色。对于荧光体的种类无特别限定，可根据从发光元件射出的光的种类及目标发光色适当选择。配置荧光体时也不限定于上述混合分散于密封层13的方法，例如也可以是在密封层13上设置荧光体层。

本发明的发光装置20中，含有氧化铝类填料且银离子以扩散状态包含于玻璃中的保护层7以覆盖银反射层6的整面的方式设置。利用该构成，不仅银反射层6的氧化及硫化得到防止，还可防止保护层7表面的银离子的凝集及胶粒化，并可防止银显色。因此，从发光元件11供给的光的损失少，可形成能够获得高发光亮度的发光装置20。

此外，本发明的发光装置20中，采用搭载部10的平坦度好且热阻小的发光元件搭载用基板1，藉此可抑制发光元件11的温度的过度升高，使其发出高亮度的光。

上述本发明的发光装置20可以很好地用作为例如手机或大型液晶显示器等的背光源、汽车用或装饰用照明或者其它光源。

实施例

以下，参照实施例对本发明进行更详细的说明。

实施例1～12、比较例

首先，调制保护层用玻璃陶瓷组合物。即，掺合、混合玻璃原料，使得SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、CaO、Na₂O及K₂O各成分为表1所示的组成(摩尔％)，将该原料混合物加入铂坩埚中，在1500～1600℃熔融60分钟后，倒出该熔融状态的玻璃并冷却。通过氧化铝制球磨机粉碎所得玻璃20～60小时，制成玻璃粉末。还有，粉碎时的溶剂采用乙醇。

用激光衍射/散射式粒度分布测定装置(株式会社岛津制作所(島津製作所社)制，商品名：SALD2100)测定了以上得到的保护层用玻璃粉末的平均粒径D₅₀(μm)。所有组成的玻璃粉末的平均粒径(D₅₀)均在1～3μm的范围内。

接着，在上述的保护层用玻璃粉末中按照表1所示的比例(质量％及体积％)掺入D₅₀为2μm、比表面积为4.5m²/g的氧化铝粉末(昭和电工株式会社(昭和電工社)制，商品名：AL-45H)并混合，从而制成实施例1～10及比较例中使用的保护层用玻璃陶瓷组合物。此外，与所述氧化铝粉末一起按照表1所示的比例(质量％及体积％)还掺入D₅₀为0.5μm、比表面积为8.0m²/g的氧化锆(ZrO₂)粉末(第一稀有元素化学工业株式会社(第一稀元素化学工業社)制，商品名：HST-3F)并混合，从而获得了实施例11及12中使用的保护层用玻璃陶瓷组合物。

然后，在实施例1～9中，按照60∶40的质量比掺合所述保护层用玻璃陶瓷组合物和树脂成分，在瓷研钵中进行1小时的混炼，再通过三辊机进行3次分散，调制出保护层用玻璃糊料。树脂成分使用以85∶15的质量比调和分散乙基纤维素和α-萜品醇而得的成分。

实施例10～12中，在50g所述保护层用玻璃陶瓷组合物中掺入15g有机溶剂(将甲苯、二甲苯、2-丙醇、2-丁醇以质量比4∶2∶2∶1混合而得的溶剂)、2.5g增塑剂(邻苯二甲酸二-2-乙基己酯)、5g作为粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛(电气化学工业株式会社(デンカ社)制，商品名：PVK#3000K)以及0.5g分散剂(毕克化学公司(ビツクケミ一社)制，商品名：BYK180)并混合，制成浆料后，将该浆料通过刮刀法涂布于PET膜上并使其干燥，制成烧成后的厚度达到表1所示的厚度的保护层用生片。

然后，制造基板主体用生片。首先以60.4摩尔％的SiO₂、15.6摩尔％的B₂O₃、6.0摩尔％的Al₂O₃、15摩尔％的CaO、1摩尔％的K₂O、2摩尔％的Na₂O的比例掺合、混合原料，将该原料混合物加入铂坩埚中，在1600℃熔融60分钟后，倒出该熔融状态的玻璃并冷却。通过氧化铝制球磨机以乙醇为溶剂粉碎所得玻璃40小时，制得基板主体用玻璃粉末。

按照该基板主体用玻璃粉末为35质量％、氧化铝粉末(昭和电工株式会社制，商品名：AL-45H)为40质量％、氧化锆粉末(第一稀有元素化学工业株式会社制，商品名：HSY-3F-J)为25质量％的条件掺合、混合，从而制成基板主体用玻璃陶瓷组合物。向50g所得的玻璃陶瓷组合物中掺入15g有机溶剂(将甲苯、二甲苯、2-丙醇、2-丁醇以质量比4∶2∶2∶1混合而得的溶剂)、2.5g增塑剂(邻苯二甲酸二-2-乙基己酯)、5g作为粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛(电气化学工业株式会社制，商品名：PVK#3000K)以及0.5g分散剂(毕克化学公司制，商品名：BYK180)并混合，制成浆料。

将该浆料通过刮刀法涂布于PET膜上并使其干燥，制成烧成后的厚度为0.15mm的基板主体用生片。

另一方面，以质量比85∶15的比例掺合银粉末(大研化学工业株式会社(大研化学工業社)制，商品名：S550)和作为载体的乙基纤维素，按照固体成分为85质量％的条件分散于作为溶剂的α-萜品醇后，在瓷研钵中进行1小时的混炼，再通过三辊机进行3次分散，制成银糊料。

使用钻孔机在基板主体用生片的与未烧成贯通导体对应的部分形成直径0.3mm的贯通孔，通过丝网印刷法填充所述银糊料而形成未烧成贯通导体层，并且分别形成未烧成连接端子、未烧成外部电极端子。

将所述生片重叠并通过热压接一体化后，在搭载面的中央部通过丝网印刷法印刷形成了反射层用银糊料。实施例1～9及比较例中，在其上通过丝网印刷法涂布所述保护层用玻璃糊料而获得未烧成发光元件搭载用基板。实施例10～12中，在反射层用银糊料上重叠所述保护层用生片并压接，获得未烧成发光元件搭载用基板。反射层用银糊料如下制得：以质量比85∶15的比例掺合银粉末(大研化学工业株式会社制，商品名：S400-2)和作为载体的乙基纤维素，按照固体成分为85质量％的条件分散于作为溶剂的α-萜品醇后，在瓷研钵中进行1小时的混炼，再通过三辊机进行3次分散，得到银糊料。

接着，将以上得到的未烧成发光元件搭载用基板在550℃保持5小时分解除去树脂成分，再在870℃保持30分钟进行烧成，从而制成发光元件搭载用基板。形成于基板主体上银反射层的厚度为20μm，保护层的厚度如表1所示。

在此状态下测定保护层中包含的银离子(Ag⁺)的浓度(含量)。即，用荧光X射线测定整个保护层中包含的Ag浓度。然后用电子探针微区分析仪(Electron Probe Micro Analyzer(EPMA))测定构成保护层的玻璃中的Ag浓度。玻璃中是指不含氧化铝粉末而只有玻璃的区域。该区域成为EPMA检测区域。测定结果作为换算成Ag₂O的值示于表1。明确在实施例1～12的发光元件搭载用基板中，构成保护层的玻璃中以规定比例扩散含有银。

接着，在实施例1～12及比较例获得的各发光元件搭载用基板上搭载发光二极管(LED)元件而制成图3所示的发光装置。即，在保护层的搭载部上通过小片接合材料(信越化学工业株式会社(信越化学工業社)制，商品名：KER-3000-M2)固定1个LED元件(昭和电工株式会社制，商品名：GQ2CR460Z)，将该电极通过接合线与连接端子电连接。然后，使用密封剂形成模塑密封层。作为密封剂，采用密封用有机硅树脂(信越化学工业株式会社制，商品名：SCR-1016A)。

接着，对于实施例1～12及比较例中制得的发光装置，用电压/电流发生器(爱德万测试株式会社(アドバンテスト社)制，商品名：R6243)施加35mA，使LED元件发光。然后，分别测定在发光初期(0小时后)、在温度80％、湿度80％的环境下放置100小时后及在相同环境中放置250小时后的从发光装置获得的总光束量(流明)。总光束量的测定中，将发光装置设置于积分球(直径6英寸)内，使用总光束测定装置(斯贝克托拉考普株式会社(スペクトラコ一プ社)制，商品名：SOLIDLAMBDA·CCD·LED·MONITOR·PLUS)进行。测定结果示于表1及图4。

还有，表1及图4中，将实施例1～12及比较例的各自的发光初期(0小时后)的光束量的测定值设为100，将100小时后及250小时后的各光束量的测定值作为以所述各测定值为基准的相对值(亮度的比例)表示。

由表1可明确，实施例1～12的发光元件搭载用基板中由具有特定玻璃组成的玻璃粉末和氧化铝粉末的混合物烧成而得的烧结体构成了保护层。另外，构成保护层的玻璃中银离子以扩散状态且以规定浓度(0.5～5.0质量％)包含其中。使用了该发光元件搭载用基板的发光装置中，保护层和有机硅树脂密封层的界面不会出现银显色，几乎不会随着时间的推移发生亮度(总光束量)的下降。对应于此，使用了比较例的发光元件搭载用基板的发光装置中，从下层的银反射层转移至保护层的银离子并不是以扩散状态包含于构成保护层的玻璃中，而是以高浓度全部聚集在氧化铝粉末的表面附近，因此使用了该发光元件搭载用基板的发光装置中，在保护层和有机硅树脂密封层的界面的银显色会导致亮度大幅下降。

Claims (11)

1.发光元件搭载用基板，该基板包括具有搭载发光元件的搭载面的基板主体、形成于所述基板主体的所述搭载面的以银或银合金为主体的反射层、以覆盖所述反射层的整面的方式形成且包含玻璃的保护层，其特征在于，所述保护层含有氧化铝类填料，且含有包含呈扩散状态的银离子的玻璃。

2.如权利要求1所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述玻璃中包含的银离子的浓度换算成Ag₂O的浓度为0.5质量％以上5.0质量％以下。

3.如权利要求1或2所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述保护层中包含的氧化铝类填料的含量为5质量％以上70质量％以下。

4.如权利要求1或2所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述保护层中包含的氧化铝类填料的含量为3体积％以上60体积％以下。

5.如权利要求1～4中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述保护层含有至少以SiO₂、Al₂O₃及CaO为构成成分的玻璃。

6.如权利要求5所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述玻璃由以氧化物基准的摩尔％表示含有40～70％的SiO₂、1～20％的Al₂O₃、5～25％的B₂O₃、5～40％的CaO及0～8％的选自Li₂O、Na₂O及K₂O的至少1种氧化物的玻璃粉末烧成而得。

7.发光元件搭载用基板的制造方法，该方法用于制造权利要求1～6中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，包括制作用于形成所述基板主体的第一生片的工序，在所述第一生片的成为所述搭载面的表面形成用于形成所述反射层的反射层用糊料层的工序，以覆盖所述反射层用糊料层的整面的方式形成用于形成所述保护层的前体层的工序，对通过所述工序获得的未烧结发光元件搭载用基板进行烧成的工序。

8.如权利要求7所述的发光元件搭载用基板的制造方法，其特征在于，所述形成前体层的工序具备印刷含有所述玻璃粉末和所述氧化铝类填料的玻璃陶瓷糊料的步骤。

9.如权利要求7所述的发光元件搭载用基板的制造方法，其特征在于，所述形成前体层的工序具备层叠由含有所述玻璃粉末和所述氧化铝类填料的玻璃陶瓷组合物制得的第二生片的步骤。

10.发光装置，其特征在于，包括权利要求1～6中任一项所述的发光元件搭载用基板和搭载于所述发光元件搭载用基板的搭载部的发光元件。

11.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，所述保护层的表面的一部分或全部以包含铂催化剂的有机硅树脂密封。

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