(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の表面に設けられた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。【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た窒化アルミニウムを主成分とする白色の反射層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】
前記窒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も設けられてい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、イットリウム成分をイットリウム換算で７質量％以下含む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、この反射層を構成する無機物の理論密度に対する相対密度が６５％〜９５％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表面に窒化アルミニウムペーストを塗布し１３５０℃〜１６５０℃で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６】
前記反射層は波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光の反射率が４０％以上であることを特徴とする請求項１ないし５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】
前記反射層は厚さが１０μｍ以上であることを特徴とする請求項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。
【請求項８】
請求項１ないし７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９】
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８記載の発光デバイス。
【請求項１０】
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９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等の発光素子が搭載される絶縁基板には、絶縁性に加え、発光素子からの光を発光面側に反射する反射性が求められてきた。この発光素子が搭載される絶縁基板としては、たとえば、可視光域で反射率の高いアルミナ基材に配線を形成したアルミナ基板が用いられてきた。
【０００３】
近年、ＬＥＤの高出力化に伴いアルミナ基板では放熱性が不十分になるという問題が生じてきた。このため、発光素子が搭載される絶縁基板として、アルミナ基材よりも熱伝導が高く放熱性のよい窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基材に配線を形成した窒化アルミニウム基板が用いられるようになってきた。
【０００４】
しかし、窒化アルミニウム基材は、一般的に熱伝導が大きいものほど透光性が高くなり反射特性が低下する。このため、熱伝導が大きい窒化アルミニウム基材を用いた基板にＬＥＤが搭載された場合、ＬＥＤの光の一部が窒化アルミニウム基材を透過してＬＥＤの発光効率が低下するという問題があった。
【０００５】
これに対し、窒化アルミニウム基材の表面に、アルミニウムや銀等の高反射率材料からなる反射層を形成して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。
【０００６】
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。
【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、特許文献１に開示された金属蒸着膜を形成することはコストが高いという問題がある。
【０００８】
また、発光装置に対し、金属蒸着膜に代えてメッキによる反射層（メッキ層）を形成することが考えられる。しかし、金属との濡れ性が悪い窒化アルミニウム基材の表面にメッキ層を形成する場合には、直接メッキ法は利用が難しく、通常、窒化アルミニウム基材とメッキ層との間に濡れ性改善のためのＴｉ等の活性金属層を形成する必要があり、コストが高いという問題がある。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ため反射率の低下が起こり長期の安定性を確保できないおそれがある。
【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窒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た窒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）
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、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、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がイットリウム成分を含む場合、窒化アルミニウム基材１１はイットリウム成分をイットリウム換算で通常１．１質量％〜７質量％の量で含む。また、イットリウム成分としては酸化イットリウム等が挙げられる。また、イットリウムに代えてイットリウム以外の希土類元素やカルシウム等を使用することも可能である。
【００２０】
窒化アルミニウム基材１１は、窒化アルミニウム基材１１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９５％以上、好ましくは９８％〜１００％である。なお、実測値とはアルキメデス法により測定された値である。
【００２１】
ここで、窒化アルミニウム基材１１を構成する無機物の理論密度とは、窒化アルミニウム基材１１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、窒化アルミニウム基材１１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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
反射層１５は、窒化アルミニウム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、窒化アルミニウムを主成分とするとは、反射層１５が窒化アルミニウムを９０質量％以上含むことを意味する。
【００２５】
反射層１５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。反射層１５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、反射層１５を窒化アルミニウム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。
【００２６】
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％〜５質量％、特に好ましくは１質量％〜５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の生成のための窒化アルミニウムペーストの焼成温度が低くなりやすいため好ましい。
【００２７】
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６５％〜９５％、好ましくは７５％〜９０％である。なお、実測値とはアルキメデス法により測定された値である。
【００２８】
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。
【００２９】
反射層１５は、窒化アルミニウムを主成分とする無機物が、相対密度で通常６５％〜９５％の範囲内にあり、結晶粒間に微細な空隙を有し、可視光を乱反射するため、白色となり可視光を反射する。
【００３０】
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）
【００３１】
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。
【００３２】
反射層１５は、厚さが、通常１０μｍ以上、好ましくは１０μｍ〜１００μｍ、さらに好ましくは２０μｍ〜８０μｍである。
【００３３】
反射層１５の厚さが１０μｍ未満であると、可視光の反射率が低くなるおそれがある。反射層１５の厚さが１００μｍを超えると、厚さが１００μｍ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。
【００３４】
反射層１５は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光の全反射の反射率が、通常４０％以上、好ましくは５０％〜８０％になる。
【００３５】
反射層１５を構成する窒化アルミニウムを主成分とする無機物と、窒化アルミニウム基材１１の構成材料である窒化アルミニウムとは、相対密度や光の反射率の点で区別することができる。
【００３６】
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、窒化アルミニウムペーストを塗布し、焼成して反射層１５を形成することにより製造される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、焼成する方法（同時焼成法）により得られる。
【００４０】
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、１６５０℃〜１９００℃で２時間〜８時間行う同時焼成法を用いることが好ましい。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。
【００４１】
反射層１５を形成する窒化アルミニウムペーストは、窒化アルミニウム粉末と、バインダーと、溶剤とを含み、必要により焼結助剤を含む。
【００４２】
窒化アルミニウムペーストに用いられる窒化アルミニウム粉末は、平均粒径Ｄ５０が、通常０．８μｍ〜２μｍである。窒化アルミニウム粉末の平均粒径Ｄ５０が１．０μｍ〜１．５μｍであると、印刷性が良好であるため好ましい。
【００４３】
窒化アルミニウム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。
【００４４】
窒化アルミニウム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。
【００４５】
窒化アルミニウム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。窒化アルミニウム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、窒化アルミニウム粉末に対して１質量％〜５質量％である。また、窒化アルミニウム基板に用いる焼結助剤と同じものを用いることが好ましい。これにより、窒化アルミニウム基板と反射層の接合強度を向上させることができる。
【００４６】
窒化アルミニウムペーストは、たとえば、窒化アルミニウム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。
【００４７】
窒化アルミニウムペーストは、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。
【００４８】
窒化アルミニウム基板３０の表面に塗布された窒化アルミニウムペーストを窒素雰囲気中、通常１３５０℃〜１６５０℃、好ましくは１４００℃〜１６００℃、さらに好ましくは１４５０℃〜１５５０℃で、通常１時間〜５時間、好ましくは１時間〜３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。
【００４９】
窒化アルミニウムペーストの焼成温度１３５０〜１６５０℃は、窒化アルミニウムペーストを昇温していくときに窒化アルミニウム（ＡｌＮ）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、低密度の窒化アルミニウム焼結体を作製することができる。
【００５０】
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、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。
【００５１】
また、窒化アルミニウム基板１０の反射層１５を窒化アルミニウム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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
（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。
【００５５】
本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０の反射層１５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。
【００５６】
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を用いたＬＥＤランプの断面図である。
【００５７】
図６に示すように、ＬＥＤランプ１は、図１に示す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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
ＬＥＤチップ２０の種類は、特に限定されないが、たとえば、紫色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、黄色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップが挙げられる。
【００６１】
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。また、前述のように各色のＬＥＤチップと蛍光体を組合せて白色ＬＥＤランプを得ることも可能である。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
（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。
【００６５】
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、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。
【００６６】
なお、ＬＥＤランプ１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、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、フリップチップ法などのように、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。
【００６７】
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と同様の効果を奏する。
【実施例】
【００６８】
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。
【００６９】
［実施例１〜５］
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Ｄ５０：１．５μｍ）と有機バインダーと、溶剤を混合し、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。
【００７０】
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Ｄ５０：０．８μｍ）と、有機バインダーとしてのエチルセルロースと、溶剤としてのテルピネオールとを混合してなる。タングステンペーストを印刷し、窒素雰囲気中、１７５０℃で５時間同時焼結して、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。
【００７１】
次に、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と、溶剤を用い、ボールミルにて混合・解砕してスラリー化し、このスラリーを乾燥させた。得られた乾燥体を、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、溶剤とを三本ロールで混練して、反射層作製用の窒化アルミニウムペーストを作製した。
【００７２】
この窒化アルミニウムペーストを、窒化アルミニウム基板の反射層形成箇所に塗布した後、窒素雰囲気中、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、窒化アルミニウムペーストから作製された反射層が形成された。反射層は、窒化アルミニウムを主成分とし、イットリウムを２．５質量％含んでいた。反射層中のイットリウム量がペーストに添加した時よりも若干増えていたのは窒化アルミニウム基板の焼結助剤が反応層に拡散したためである。反射層は、窒化アルミニウム基板表面が露出された部分に加え、タングステン配線が設けられた部分の一部を覆うように設けた。
【００７３】
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。
【００７４】
反射層の反射率は、分光光度計を用い、全反射率で求めた。また、反射層の相対密度は、アルキメデス法で求めた実測値を、反射層の理論密度で除して算出した。
【００７５】
さらに、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。
【００７６】
結果を表１に示す。
【表１】
2010040871.tif 000003
【００７７】
［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。
【００７８】
［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。
【００７９】
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】
【００８０】
【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】図１に示す窒化アルミニウム基板を用いたＬＥＤランプの断面図。
【符号の説明】
【００８１】
１  ＬＥＤランプ（発光デバイス）
１０  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  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  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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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