(57)【要約】【課題】可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基板表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れた反射層を有する発光素子搭載用窒化アルミニウム基板、およびこの窒化アルミニウム基板を用いた発光デバイスを提供すること。【解決手段】本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０は、窒化アルミニウム基材１１と、窒化アルミニウム基材１１の表面に設けられ、発光素子が搭載される配線１２と、窒化アルミニウム基材１１の表面に設けられ、酸化アルミニウムを主成分とする白色の反射層１５と、を備える。本発明に係る発光デバイス１は、発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０に発光素子２０を搭載したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化アルミニウム基材と、
この窒化アルミニウム基材の表面に設けられ、発光素子が搭載される配線と、
前記窒化アルミニウム基材の表面に設けられ、酸化アルミニウムを主成分とする白色の反射層と、
を備えることを特徴とする発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。
【請求項２】
前記酸化アルミニウムを主成分とする白色の反射層は、前記配線の表面の一部にさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。
【請求項３】
前記反射層は波長４３０ｎｍ、５５０ｎｍおよび７００ｎｍの光の反射率がいずれも６０％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。
【請求項４】
前記反射層は厚さが３μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。
【請求項５】
前記反射層は、窒化アルミニウム基板を構成する窒化アルミニウム基材表面が加熱酸化されて形成されたものであることを特徴とする請求項１、３および４のいずれか１項に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。
【請求項６】
前記反射層は、窒化アルミニウム基板表面にアルミナペーストを塗布し焼成したものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板に発光素子を搭載したことを特徴とする発光デバイス。
【請求項８】
前記発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする請求項７記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記発光ダイオードが白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項８記載の発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が搭載され反射特性を具備した発光素子搭載用窒化アルミニウム基板に関し、詳しくは、表面に反射層が設けられた発光素子搭載用窒化アルミニウム基板、およびこの窒化アルミニウム基板を用いた発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子を搭載するための放熱基板としてアルミナ基材に配線を形成したアルミナ基板等が用いられてきた。近年、より発熱密度の高いＬＥＤ素子を搭載するため、アルミナ基材よりも熱伝導率が高く放熱性が高いＡｌＮ焼結体からなる窒化アルミニウム基材に配線を形成した窒化アルミニウム基板を用いることが検討されている。
【０００３】
しかし、ＡｌＮ焼結体からなる窒化アルミニウム基材は透光性物質であり光の反射率が低い。このため、窒化アルミニウム基板表面にＬＥＤを搭載した場合には、ＬＥＤから発光された光の一部が窒化アルミニウム基材を透過してしまい、ＬＥＤの発光効率が低下する。
【０００４】
これに対し、窒化アルミニウム基材表面に、アルミニウムや銀等の金属からなる高反射率材料からなる反射層を形成し、基板表面の反射特性を改善することによりＬＥＤの発光効率を向上させる技術が提案されている。
【０００５】
たとえば、国際公開第２００５／０３１８８２号公報（特許文献１）には、窒化アルミニウム基材の表面の一部に反射層として金属蒸着膜を形成した発光装置が開示されている。この発光装置は、小型で、放熱性が優れ、発光効率が高い。
【０００６】
また、反射層を形成する方法として、メッキ法やスパッタリング等も知られている。
【特許文献１】国際公開第２００５／０３１８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、反射層の製造方法として、蒸着法、メッキ法やスパッタリングを用いると、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
また、反射層がアルミニウムや銀等のように導電性を有する場合は、窒化アルミニウム基材表面上の配線と反射層とが短絡しないように、絶縁用のギャップを形成する必要がある。このため、反射層の面積を広く取れず、また配線の設計の自由度が小さくなるという問題も生じる。
【０００９】
さらに反射層が金属層であると、耐食性が十分でないおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基材表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れた反射層を有する発光素子搭載用窒化アルミニウム基板、およびこの窒化アルミニウム基板を用いた発光デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、窒化アルミニウム基板表面に酸化アルミニウムを主成分とする白色の反射層を設ければ、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基材表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層を有する発光素子搭載用窒化アルミニウム基板が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板は、上記問題点を解決するものであり、窒化アルミニウム基材と、この窒化アルミニウム基材の表面に設けられ、発光素子が搭載される配線と、前記窒化アルミニウム基材の表面に設けられ、酸化アルミニウムを主成分とする白色の反射層と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る発光デバイスは、上記問題点を解決するものであり、前記発光素子搭載用窒化アルミニウム基板に発光素子を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板および発光デバイスは、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基材表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（発光素子搭載用窒化アルミニウム基板）
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第１実施形態の断面図である。図２は、図１に示す窒化アルミニウム基板を反射層側から見た平面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、第１実施形態として示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０は、窒化アルミニウム基材１１と、窒化アルミニウム基材１１の表面に設けられ、図示しない発光素子が搭載される配線としての表面側電極１２と、窒化アルミニウム基材１１の表面および表面側電極１２の表面の一部に設けられ、窒化アルミニウムを主成分とする白色の反射層１５とを備える。
【００１７】
窒化アルミニウム基材１１は、結晶粒が密に詰まった構造を有する高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体である。窒化アルミニウム基材１１は、熱伝導率が、通常１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらには２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
【００１８】
窒化アルミニウム基材１１は、窒化アルミニウムのみで形成されていてもよいが、窒化アルミニウム以外の成分を含んでいてもよい。窒化アルミニウム基材１１に含まれる窒化アルミニウム以外の成分としては、たとえば、イットリウムが挙げられる。このイットリウムは、窒化アルミニウム基材１１の焼成前の原料であるグリーンシートを窒化アルミニウムスラリーを用いて作製する場合に、この窒化アルミニウムスラリーに焼結助剤として含まれる酸化イットリウムのイットリウムが残存したものである。残存したイットリウムは窒化アルミニウム粉末の不純物酸素等と反応してＹＡＧ、ＹＡＭ、ＹＡＬ等のイットリウムアルミニウム酸化物になっている。また、２５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体であると酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）として残存する場合もある。なお、残存形態についてはＸ線回折法により特定することが可能である。
【００１９】
窒化アルミニウム基材１１は、透光性が高いため、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光の全反射の反射率が、通常４０％未満と低い。特に熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらには２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高熱伝導性になればなるほど透光性が上がる。
【００２０】
窒化アルミニウム基材１１の反射層１５側の表面には表面側電極１２（１２ａ、１２ｂ）が設けられ、窒化アルミニウム基材１１の裏面側には裏面側電極１３（１３ａ、１３ｂ）が設けられる。窒化アルミニウム基材１１には厚さ方向に貫通するフィルドビア１４、１４が設けられており、表面側電極１２ａと裏面側電極１３ａとが、および表面側電極１２ｂと裏面側電極１３ｂとが、それぞれフィルドビア１４により電気的に接続される。
【００２１】
反射層１５は、酸化アルミニウム（アルミナ）を主成分とする無機物からなり、可視光の反射率が高い白色の被覆層である。ここで、酸化アルミニウムを主成分とするとは、反射層１５が酸化アルミニウムを９０質量％〜１００質量％含むことを意味する。
【００２２】
反射層１５は、酸化アルミニウムのみで形成されていてもよいが、酸化アルミニウム以外の成分を含んでいてもよい。反射層１５に含まれる酸化アルミニウム以外の成分としては、たとえば、イットリウムが挙げられる。このイットリウムは、反射層１５をアルミナペーストを用いて作製する場合に、このペーストに焼結助剤として含まれる酸化イットリウムのイットリウムが残存したものである。反射層１５にイットリウムが含まれる場合、イットリウムは、通常、窒化アルミニウム中にＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）等のイットリウムアルミニウム酸化物の形態で含まれる。
【００２３】
反射層１５がイットリウム成分を含む場合、反射層１５はイットリウム成分をイットリウム換算で７質量％以下、好ましくは０．１質量％〜７質量％、さらに好ましくは０．３質量％〜７質量％、特に好ましくは０．３質量％〜１質量％の量で含む。イットリウム成分が７質量％以下の範囲内で含まれると、反射層１５の生成のためのアルミナペーストの焼成温度が低くなりやすいため好ましい。
【００２４】
反射層１５は、反射層１５を構成する無機物の理論密度に対する相対密度（（実測値／理論密度）×１００）が、通常、５０％〜９０％、好ましくは６０％〜８５％である。
【００２５】
ここで、反射層１５を構成する無機物の理論密度とは、反射層１５が窒化アルミニウムのみからなる場合は窒化アルミニウムの理論密度３．２６ｇ／ｃｍ３を意味し、反射層１５が窒化アルミニウム以外にイットリウム等の他の成分を含む場合はイットリウム等の他の成分を含む窒化アルミニウムの理論密度（ｇ／ｃｍ３）を意味する。なお、実測値はアルキメデス法により測定するものとする。
【００２６】
反射層１５は外観が白色である。ここで、反射層１５が白色であるとは、Ｄ６５光源の白色光を反射層１５に照射して得られた反射光の国際照明委員会（ＣＩＥ：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  ｌ‘Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）のＸＹＺ色度図における色度が、このＸＹＺ色度図中に下記式（１）で表される完全放射体軌跡曲線の０．２６≦ｘ≦０．４０の範囲内の曲線に対して色差０．０１５以下の範囲内にあることを意味する。  
［化１］
ｙ＝−２．６８１３ｘ２＋２．６６５５ｘ−０．２５０７          （１）
【００２７】
図３は、ＣＩＥのＸＹＺ色度図に完全放射体軌跡曲線Ａを示した図である。色差０．０１５以下とは、ＸＹＺ色度図中において座標点（ｘ、ｙ）と完全放射体軌跡曲線Ａとの距離が０．０１５以下であることを示す。
【００２８】
反射層１５は、厚さが、通常３μｍ〜５０μｍ、好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。
【００２９】
反射層１５の厚さが３μｍ未満であると、波長４３０ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの可視光に対する反射率が低くなるおそれがある。また、反射層１５の厚さが５０μｍを超えると、厚さが５０μｍ以下の場合に比べて可視光の反射率が向上しないため経済的でなく、また窒化アルミニウムよりも熱伝導率が低い酸化アルミニウムの反射層の割合が増えて窒化アルミニウム基板の熱伝導を阻害し、さらに反射層１５の設ける位置によっては発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）の実装位置が高くなりＬＥＤランプの薄型化が困難になるおそれがある。
【００３０】
反射層１５は、波長４３０ｎｍ、５５０ｎｍおよび７００ｎｍの光の全反射の反射率がいずれも、通常６０％以上、好ましくは６５％〜８５％になる。
【００３１】
窒化アルミニウム基板１０は、たとえば、反射層１５が形成されていない窒化アルミニウム基板の表面に、アルミナペーストを塗布し、焼成して反射層１５を形成することにより製造される。
【００３２】
図４は、反射層１５が形成されていない窒化アルミニウム基板の断面図である。図５は、図４に示す窒化アルミニウム基板を反射層１５を形成する表面側から見た平面図である。
【００３３】
反射層１５が形成されていない窒化アルミニウム基板３０は、図１および図２に示す窒化アルミニウム基板１０に対して反射層１５が形成されていない点以外は同じであるため、同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用についての説明を省略または簡略化する。
【００３４】
窒化アルミニウム基板３０は、たとえば、窒化アルミニウムグリーンシートを作製し、このグリーンシートにフィルドビア１４用の図示しないビアホールの穴あけを行い、タングステンペーストを用いて窒化アルミニウムグリーンシートの表面に配線を印刷したりビアホールの穴埋めを行ったりした後、焼成する同時焼成法により得られる。
【００３５】
窒化アルミニウムグリーンシートは、窒化アルミニウム粉末を含むグリーンシートであり、たとえば、窒化アルミニウム粉末と、焼結助剤としての酸化イットリウムを窒化アルミニウム粉末に対して２．５質量％〜４質量％と、バインダーと、溶剤とを含む窒化アルミニウムスラリーをシート成形して得られる。
【００３６】
窒化アルミニウムグリーンシートおよびタングステンペーストの焼成は、たとえば、窒素ガス雰囲気中、１６００℃〜１９００℃で２時間〜８時間行う同時焼成法により製造される。このように高温で焼成すると、緻密な構造を有し、高導電性で、透光性のある窒化アルミニウム焼結体からなる窒化アルミニウム基材１１が得られる。
【００３７】
反射層１５を形成するアルミナペーストは、アルミナ粉末と、バインダーと、溶剤とを含み、必要により焼結助剤を含む。
【００３８】
アルミナペーストに用いられるアルミナ粉末は、平均粒径Ｄ５０が、通常１μｍ〜５μｍである。アルミナ粉末の平均粒径Ｄ５０が１μｍ〜５μｍであると、反射膜を平坦に印刷しやすくなるため好ましい。
【００３９】
アルミナペーストに用いられるバインダーとしては、たとえばエチルセルロースが挙げられる。アルミナペーストに用いられる溶剤としては、たとえばα−テルピネオールが挙げられる。
【００４０】
アルミナペーストに必要により用いられる焼結助剤としては、たとえば酸化イットリウムが挙げられる。アルミナペーストに酸化イットリウムが配合される場合、酸化イットリウムの配合量は、アルミナ粉末に対して０．５質量％〜５質量％である。
【００４１】
アルミナペーストは、たとえば、アルミナ粉末と焼結助剤と溶剤とを混合し混合物中の粉末をボールミル等で解砕してスラリー化しこのスラリーを乾燥させた後、得られた乾燥体を乳鉢等で粉砕し、得られた粉末と有機バインダーと溶剤とを混練することにより作製することができる。
【００４２】
アルミナペーストは、窒化アルミニウム基板３０の反射層形成箇所、たとえば、窒化アルミニウム基材１１の表面と、表面側電極１２の表面の一部とに塗布される。
【００４３】
窒化アルミニウム基板３０の表面に塗布されたアルミナペーストを、大気中、通常１０００℃〜１４００℃、好ましくは１２００℃〜１３００℃で、通常１時間〜８時間、好ましくは３時間〜６時間焼成すると、反射層１５が形成され、窒化アルミニウム基板１０が得られる。
【００４４】
アルミナペーストの焼成温度１０００℃〜１４００℃は、アルミナペーストを昇温していくときに酸化アルミニウム（アルミナＡｌ２Ｏ３）の焼結の緻密化が始まる温度域であるが、焼結の緻密化が完全には行われない温度域である。このため、この温度域で焼成することにより、未焼結、すなわち、低密度の酸化アルミニウム焼結体を作製することができる。
【００４５】
反射層１５を設けた窒化アルミニウム基板１０は、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基板表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層１５を有する。反射層１５は、ＡｇやＡｌのような金属でなく、酸化アルミニウムを主成分とする無機物であるため耐食性が高い。
【００４６】
また、窒化アルミニウム基板１０の反射層１５をアルミナペースト等を用いて形成する場合、表面側電極１２や必要により設けられる表面側電極１２以外の配線の上に反射層１５を形成することが容易である。
【００４７】
なお、窒化アルミニウム基板１０では、反射層１５は、窒化アルミニウム基材１１の表面と表面側電極１２の表面の一部とを被覆するが、窒化アルミニウム基材１１の表面に表面側電極１２以外の配線が形成される場合はこの配線を被覆する構成としてもよいし、窒化アルミニウム基材１１の表面のみを被覆する構成としてもよい。
【００４８】
反射層１５が表面側電極１２以外の配線を被覆する構成や、反射層１５が窒化アルミニウム基材１１の表面のみを被覆する構成は、窒化アルミニウム基板１０と同様の効果を奏する。
【００４９】
［第２実施形態］
図６は、本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第２実施形態の断面図である。図７は、図６に示す窒化アルミニウム基板を反射層側から見た平面図である。
【００５０】
図６および図７に第２実施形態として示す窒化アルミニウム基板１０Ａは、図１および図２に第１実施形態として示した窒化アルミニウム基板１０に対して、反射層１５に代えて反射層１５Ａを設けた点以外は同じであるため、同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用についての説明を省略または簡略化する。
【００５１】
反射層１５と反射層１５Ａとは酸化アルミニウムを主成分とする無機物からなる点で材質が同じである。しかし、反射層１５Ａは窒化アルミニウム基材１１の表面の一部が酸化アルミニウムを主成分とする無機物に変質することにより窒化アルミニウム基材１１の表面にのみ設けられたものであるため、窒化アルミニウム基材１１に変質がなく窒化アルミニウム基材１１の表面および表面側電極１２の表面の一部にアルミナペースト等の塗布により形成された反射層１５とは窒化アルミニウム基材１１との接合の仕方が異なる。
【００５２】
反射層１５Ａは、窒化アルミニウム基材１１が加熱酸化されることにより、窒化アルミニウム基材１１の表面から窒化アルミニウム基材１１の厚さ方向の途中までの部分が酸化アルミニウムを主成分とする無機物に変質したものである。
【００５３】
このため、反射層１５Ａは、反射層１５のように表面側電極１２（１２ａ、１２ｂ）の表面に形成されることはなく、窒化アルミニウム基材１１が露出していた部分に形成される。
【００５４】
また、図６では、便宜上、窒化アルミニウム基材１１の厚さ方向における反射層１５Ａと窒化アルミニウム基材１１との界面を明確に表している。しかし、実際は、反射層１５Ａの酸化アルミニウムへの変質の度合は窒化アルミニウム基材１１の厚さ方向に深くなるほど低下するため、窒化アルミニウム基材１１の厚さ方向における反射層１５Ａと窒化アルミニウム基材１１との界面は明確でない。
【００５５】
このため、反射層１５Ａは窒化アルミニウム基材１１に対して密着性が非常に高い。なお、反射層１５Ａの厚さとは、反射層１５Ａの表面から、酸化アルミニウムが窒化アルミニウムよりも質量％においてリッチな部分の限界までの距離を意味する。
【００５６】
反射層１５Ａは、形成範囲、窒化アルミニウム基材１１との界面の状態や厚さの定義以外は反射層１５と同じであるためこの他の説明を省略する。
【００５７】
窒化アルミニウム基板１０Ａは、たとえば、反射層１５Ａが形成されていない窒化アルミニウム基板を構成する窒化アルミニウム基材１１の表面を加熱酸化して反射層１５Ａを形成することにより製造される。
【００５８】
反射層１５Ａが形成されていない窒化アルミニウム基板３０は、図４および図５に示される、反射層１５が形成されていない窒化アルミニウム基板３０と同じであるため、構成および作用の説明を省略または簡略化する。
【００５９】
窒化アルミニウム基板１０Ａは、反射層１５Ａが形成されていない窒化アルミニウム基板３０を、大気中、通常９００℃〜１３００℃、好ましくは１１００℃〜１３００℃で、通常１時間〜８時間、好ましくは２時間〜５時間焼成すると、反射層１５Ａが形成され、窒化アルミニウム基板１０Ａが得られる。
【００６０】
焼成温度９００℃〜１３００℃は、大気中で窒化アルミニウム基材１１の窒化アルミニウムが酸化アルミニウム（アルミナＡｌ２Ｏ３）に変質する温度域であるが、生成した酸化アルミニウムの緻密化が完全には行われない温度域である。このため、この温度域で焼成することにより、未焼結、すなわち、低密度の酸化アルミニウム焼結体を作製することができる。
【００６１】
窒化アルミニウム基板１０Ａは、可視光域での優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基板表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層１５Ａを有する。反射層１５Ａは、ＡｇやＡｌのような金属でなく、酸化アルミニウムを主成分とする無機物であるため耐食性が高い。
【００６２】
また、反射層１５Ａは、窒化アルミニウム基材１１の表面を加熱酸化して酸化アルミニウムを主成分とする無機物に変質させたものであり、元々窒化アルミニウム基材１１の一部分であったため、窒化アルミニウム基材１１から剥離しにくい。
【００６３】
さらに、反射層１５Ａは、反射層１５Ａが形成されていない窒化アルミニウム基板３０を、大気中、所定温度で焼成するだけで作製することができるため、作製が容易である。
【００６４】
（発光デバイス）
本発明に係る発光デバイスは、本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板に発光素子を搭載したものである。発光素子としては、たとえば白色発光ダイオード等の発光ダイオードが挙げられる。
【００６５】
本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０（１０Ａ）の反射層１５（１５Ａ）は、白色であり波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの広範囲の可視光にわたり反射率が高いため、発光素子として紫色、青色、緑色、黄色、赤色、白色等の発光ダイオード等を用いることができ、特に、白色発光ダイオード等の白色光を照射する発光素子に好適である。なお、発光ダイオードは単色の発光ダイオードをそのまま用いても良いし、発光ピーク波長４００ｎｍ未満の紫外線発光ダイオードまたは発光ピーク波長４００〜４８０ｎｍの青色発光ダイオードと各色の蛍光体を組合せて白色を含めた各色に発光する発光ダイオードを用いることができる。本発明では４００ｎｍ〜７００ｎｍの広範囲の可視光にわたり反射率が高いため、白色光のように青・緑・赤の幅広い波長領域を用いる発光ダイオードに好適である。
【００６６】
［第３実施形態］
図８は、図１に示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０を用いたＬＥＤランプの実施形態（第３実施形態）の断面図である。
【００６７】
図８に第３実施形態として示すＬＥＤランプ１は、図１に第１実施形態として示した窒化アルミニウム基板１０に対して、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）２０と、ボンディングワイヤ２１と、封止樹脂層２５とを設けた点以外は同じであるため、同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用についての説明を省略または簡略化する。
【００６８】
ＬＥＤチップ２０は、下側面が図示しないリード等で表面側電極１２ａに電気的に接続されるとともに、ＬＥＤチップ２０の上側面がボンディングワイヤ２１を介して表面側電極１２ｂに電気的に接続される。
【００６９】
ＬＥＤチップ２０は、表面側電極１２ａ、１２ｂに電気的に接続されることにより、通電されると発光するようになっている。
【００７０】
発光ダイオードチップ１０の種類は、特に限定されないが、たとえば、紫色ＬＥＤチップ２０、青色ＬＥＤチップ２０、緑色ＬＥＤチップ２０、黄色ＬＥＤチップ２０、赤色ＬＥＤチップ２０が挙げられる。
【００７１】
また、ＬＥＤチップ２０を複数個組み合わせるマルチチップ方式を採用することにより、白色等の所望の色を発光するＬＥＤランプ（発光デバイス）を作製してもよい。たとえば、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップおよび赤色ＬＥＤチップを組み合わせて用いると白色ＬＥＤランプが得られる。
【００７２】
封止樹脂層２５は、ＬＥＤチップ２０およびボンディングワイヤ２１を封止する。封止樹脂層２５は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透明樹脂が硬化したものであり、ＬＥＤチップ２０を保護、固定するとともに、ＬＥＤチップ２０の発光する光を放射面２６側に導く。
【００７３】
封止樹脂層２５には、必要により透明樹脂中に蛍光体粉末を分散させてもよい。たとえば、ＬＥＤチップ２０が青色ＬＥＤチップである場合、青色光を受光して黄色光を放射する黄色蛍光体粉末を透明樹脂中に分散させておくと、青色ＬＥＤチップからの青色光と黄色蛍光体粉末からの黄色光とが作用して、白色光を放射する白色ＬＥＤランプが得られる。
【００７４】
（作用）
ＬＥＤランプ１の作用について説明する。ＬＥＤチップ２０は通電等により光を放射し、多くの光はＬＥＤランプ１の放射面２６から外部に放射される。ＬＥＤチップ２０が発光した光の一部は、封止樹脂層２５内で反射層１５側に反射されたり、ＬＥＤチップ２０から直接反射層１５側に放射されたりすることにより反射層１５側に導かれる。これらの反射層１５側に導かれた光は、反射層１５で放射面２６側に反射されるため、ＬＥＤランプ１の輝度が高くなる。
【００７５】
ＬＥＤランプ１は、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基板表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層１５を有する。反射層１５は、ＡｇやＡｌのような金属でなく、酸化アルミニウムを主成分とする無機物であるため耐食性が高い。
【００７６】
［第４実施形態］
図９は、図６に示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０Ａを用いたＬＥＤランプの他の実施形態（第４実施形態）の断面図である。
【００７７】
図９に第４実施形態として示すＬＥＤランプ１Ａは、図８に第３実施形態として示したＬＥＤランプ１に対し、窒化アルミニウム基板１０に代えて窒化アルミニウム基板１０Ａを用いた点以外は同じである。このため、ＬＥＤランプ１Ａは、ＬＥＤランプ１と同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用についての説明を省略または簡略化する。
【００７８】
（作用）
ＬＥＤランプ１Ａの作用は、反射層１５Ａの形成面積がＬＥＤランプ１の反射層１５よりも少なくなる点以外は、ＬＥＤランプ１と同じであるため、説明を省略する。
【００７９】
ＬＥＤランプ１Ａは、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基板表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層１５Ａを有する。反射層１５Ａは、ＡｇやＡｌのような金属でなく、窒化アルミニウムを主成分とする無機物であるため耐食性が高い。
【００８０】
なお、ＬＥＤランプ１、１Ａでは、ＬＥＤチップ２０と表面側電極１２ｂとをボンディングワイヤ２１で電気的に接続しているが、フリップチップ法のようにボンディングワイヤ２１を用いずにＬＥＤチップ２０と表面側電極１２ｂとを電気的に接続する構成としてもよい。たとえば、ＬＥＤチップ２０の底部に２組の電極を設け、ハンダボール等で、一方の電極を表面側電極１２ａに接続するとともに、他方の電極を表面側電極１２ｂに接続することにより、ボンディングワイヤ２１を用いない電気的な接続が可能になる。
【００８１】
ボンディングワイヤ２１を用いない構成のＬＥＤランプは、ＬＥＤランプ１、１Ａと同様の効果を奏する。
【実施例】
【００８２】
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。
【００８３】
［実施例１］
窒化アルミニウム粉末（平均粒径Ｄ５０：１．２μｍ）と、窒化アルミニウム粉末に対して３質量％の酸化イットリウム粉末（平均粒径Ｄ５０：１．８μｍ）と、有機バインダーと、溶剤とを混合し、得られた混合物をドクターブレード法によりシート成形して、窒化アルミニウムグリーンシートを得た。
【００８４】
このグリーンシートの表面上に、タングステン粉末（平均粒径Ｄ５０：０．９μｍ）と、有機バインダーと、分散剤とを混合してなるタングステンペーストを印刷し、窒素雰囲気中、１７５０℃で５時間同時焼成して、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ０．６３５ｍｍの窒化アルミニウム基材の表面にタングステンからなる配線が形成された窒化アルミニウム基板を作製した。
【００８５】
この窒化アルミニウム基板を大気中にて１２５０℃で２時間熱酸化処理したところ、窒化アルミニウム基板の表面に、窒化アルミニウム基板の一部が酸化されてなる酸化アルミニウムを主成分とする反射層が形成された。直接酸化しているので反射膜は酸化アルミニウム１００質量％であった。
【００８６】
形成された反射層について、色および反射率を測定した。反射層の色は、色度計を用い、反射層にＤ６５の白色光を照射して得た反射光のＣＩＥのＸＹＺ色度図における色度から判定した。具体的には、Ｄ６５の白色光を照射して得た反射光の色度をＣＩＥのＸＹＺ色度図の座標（ｘ座標、ｙ座標）上に表し、色度がＸＹＺ色度図の白色領域内にある色を「白」と判定した。ここで、白色領域とは、上記式（１）で表される完全放射体軌跡曲線の０．２６≦ｘ≦０．４０の範囲内の曲線に対して色差０．０１５以下の範囲内にある領域を意味する。
【００８７】
反射層の反射率は、分光光度計を用い、全反射率で求めた。
【００８８】
反射層の厚さは、その断面を観察した結果５μｍと算出された。
【００８９】
また、反射層のＴＣＴ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｙｃｌｅ  Ｔｅｓｔ）特性を測定した。ＴＣＴ特性は１２５℃×３０分→２５℃×１０分→−４５℃×３０分→２５℃×１０分の熱処理を１サイクルとし、窒化アルミニウム基板にこの熱処理を１０００サイクル行った後における反射層のフクレや剥がれの有無を観察することにより行った。反射層にフクレや剥がれが確認できないものを「合格（○）」、フクレや剥がれが確認できたものを「不合格（×）」と評価した。
【００９０】
結果を表１に示す。
【００９１】
［実施例２〜４］
熱酸化処理の条件を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして反射層の形成された窒化アルミニウム基板を作製した。得られた窒化アルミニウム基板について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００９２】
［実施例５〜７］
アルミナ粉末と、アルミナ粉末に対して１質量％の酸化イットリウム粉末と、溶剤とを、ボールミルを用いて混合し、粉末を解砕してスラリー化した後、乾燥させた。この乾燥体を、乳鉢を用いて粉砕した後、得られた粉末と、有機バインダーとを三本ロールで混練して、反射層作製用のアルミナペーストを作製した。
【００９３】
このアルミナペーストを実施例１と同様の窒化アルミニウム基板の表面の反射層形成箇所に塗布した後、大気中、表１に示す条件で焼成したところ、窒化アルミニウム基板の表面に酸化アルミニウムを主成分とする反射層が形成された。
【００９４】
得られた窒化アルミニウム基板について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００９５】
［比較例１］
反射層をＡｇ蒸着膜とした以外は実施例１と同様にして反射層の形成された窒化アルミニウム基板を作製した。得られた窒化アルミニウム基板について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００９６】
［比較例２］
反射層を設けなかった以外は実施例１と同様にして窒化アルミニウム基板を作製した。得られた窒化アルミニウム基板について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【表１】
2010010469.tif 000003
【００９７】
表１から分かる通り、実施例に係る窒化アルミニウム基板は、反射率およびＴＣＴ特性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第１実施形態の断面図。
【図２】図１に示す窒化アルミニウム基板を反射層側から見た平面図。
【図３】ＣＩＥのＸＹＺ色度図に完全放射体軌跡曲線を示した図。
【図４】反射層が形成されていない窒化アルミニウム基板の断面図。
【図５】図４に示す窒化アルミニウム基板を反射層を形成する表面側から見た平面図。
【図６】本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第２実施形態の断面図。
【図７】図６に示す窒化アルミニウム基板を反射層側から見た平面図。
【図８】図１に示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第１実施形態を用いたＬＥＤランプの断面図。
【図９】図６に示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第２実施形態を用いたＬＥＤランプの断面図。
【符号の説明】
【００９９】
１、１Ａ  ＬＥＤランプ（発光デバイス）
１０、１０Ａ  窒化アルミニウム基板（反射層を設けた窒化アルミニウム基板）
１１  窒化アルミニウム基材
１２、１２ａ、１２ｂ  表面側電極（配線）
１３、１３ａ、１３ｂ  裏面側電極
１４  フィルドビア
１５、１５Ａ  反射層
２０  発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）
２１  ボンディングワイヤ
２５  封止樹脂層
２６  放射面
３０、３０Ａ  窒化アルミニウム基板（反射層を設けていない窒化アルミニウム基板）
Ａ  完全放射体軌跡曲線
【図１】
2010010469.tif 000004
【図２】
2010010469.tif 000005
【図３】
2010010469.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010010469.tif 000010
【図８】
2010010469.tif 000011
【図９】
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