(57)【要約】  この発光装置５０は、発光素子６０と、発光素子６０が搭載される搭載面７０ａ及び搭載面７０ａの反対側の面であって発光素子６０が搭載されない面である非搭載面７０ｂを含むセラミック基板７０と、非搭載面７０ｂ上に形成された金属反射膜９０とを備える。この金属反射膜９０は、セラミック基板７０を透過した発光素子６０からの光を反射する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子が搭載される搭載面及び前記搭載面の反対側の面であって前記発光素子が搭載されない面である非搭載面を有するセラミック基板と、
前記非搭載面上に形成され、前記セラミック基板を透過した前記発光素子からの光を反射する金属反射膜とを備える、発光装置。
【請求項２】
前記セラミック基板における前記非搭載面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）は前記発光素子が出射する光の波長以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記セラミック基板における前記非搭載面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０４μｍ以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記セラミック基板の厚みは０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記金属反射膜は、Ａｇ及びその合金の反射膜、並びに、Ａｌ及びその合金の反射膜のいずれかを含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記金属反射膜の形成領域は、前記発光素子の直下の領域を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
前記セラミック基板は、アルミナの焼結体からなる基板を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
前記セラミック基板の前記搭載面上に形成され、前記発光素子からの光によって励起される蛍光体を含有する、前記発光素子を封止するための封止体をさらに備える、請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
発光素子と、
前記発光素子が搭載される搭載面及び前記搭載面の反対側の面であって前記発光素子が搭載されない面である非搭載面を有するセラミック基板と、
前記非搭載面上に形成され、前記セラミック基板を透過した前記発光素子からの光を反射する金属反射膜とを備え、
前記セラミック基板における前記搭載面の表面粗さが、前記非搭載面の表面粗さより小さい、発光装置。
【請求項１０】
前記セラミック基板における前記搭載面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０４μｍより大きい、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記セラミック基板における前記非搭載面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０４μｍ以下である、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発光装置を搭載した、照明装置。
【請求項１３】
セラミック基板上に発光素子が搭載された発光装置の製造方法であって、
前記セラミック基板の一方の面上に、前記発光素子から出射されて前記セラミック基板を透過した光を反射させるための金属反射膜を形成する工程と、
前記セラミック基板の他方の面上に、前記発光素子を搭載する工程とを備える、発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記金属反射膜を形成する工程に先立って、
前記セラミック基板の一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．０４μｍ以下にするための、前記一方の面を研磨する工程をさらに備える、請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、照明装置、及び、発光装置の製造方法に関し、特に、セラミック基板を用いた発光装置及びその発光装置を搭載した照明装置、並びに、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置の光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が多く用いられるようになってきている。ＬＥＤを用いた照明装置の白色光を得る方法として、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤの三種類のＬＥＤを用いる方法、青色ＬＥＤから発した励起光を変換して黄色光を発する蛍光体を用いる方法等がある。照明用光源としては、十分な輝度の白色光が要求されているために、ＬＥＤチップを複数個用いた照明装置が商品化されている。【０００３】
このような照明装置の一例として、後掲の特許文献１にはセラミック基板上に複数のＬＥＤチップが実装された発光装置が開示されている。この発光装置では、各ＬＥＤチップが、ボンディングワイヤを介してセラミック基板に形成された接続用の配線パターンと電気的に接続されている。セラミック基板上に実装された複数のＬＥＤチップは、蛍光体を含有する封止体によって封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９０２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の発光装置のように、ＬＥＤチップを実装する基板にセラミック基板を用いた場合、セラミック基板は金属を用いた基板に比べて熱伝導が悪いため放熱が問題になる。放熱を効率よく行なうためには、セラミック基板の厚みを小さくする必要があるが、この場合は、基板の光反射率が低下するという新たな問題が生じる。これは、セラミック基板の反射は拡散反射を用いているためである。このため、セラミック基板の厚みが小さくなると基板を光が透過してしまい反射率が低下する。反射率の低下を抑制するためには、基板の厚みを大きくする必要があるが、基板の厚みを大きくすると、上記のように、放熱性が悪くなる。このように、セラミック基板を用いた従来の発光装置では、放熱と反射率との間にトレードオフの関係があり、反射率を低下させずに放熱性を向上させることが困難であるという問題点がある。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、反射率及び放熱性をともに向上させることが可能な発光装置及びその発光装置を搭載した照明装置、並びに、発光装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面に係る発光装置は、発光素子と、発光素子が搭載される搭載面及び搭載面の反対側の面であって発光素子が搭載されない面である非搭載面を有するセラミック基板と、非搭載面上に形成され、セラミック基板を透過した発光素子からの光を反射する金属反射膜とを備える。【０００８】
この第１の局面では、上記のように、セラミック基板の非搭載面上に金属反射膜を形成することによって、セラミック基板を透過した発光素子からの光を金属反射膜で反射させることができる。放熱性を高めるためにセラミック基板の厚みを小さくした場合、発光素子からの光はセラミック基板を透過する一方、透過した光は金属反射膜で反射される。そのため、セラミック基板の厚みを小さくした場合でも、反射率を向上できる。また、セラミック基板の厚みを小さくすることによって、放熱性の向上効果も得られる。したがって、上記構成により、放熱性を高めつつ、セラミック基板での反射率を向上できる。【０００９】
好ましくは、セラミック基板における非搭載面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）は発光素子が出射する光の波長以下である。これにより、非搭載面と金属反射膜との界面での光の散乱を抑制して、反射率を効果的に向上できる。【００１０】
より好ましくは、セラミック基板における非搭載面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０４μｍ以下である。これにより、容易に、非搭載面と金属反射膜との界面での光の散乱を抑制して、反射率をより効果的に向上できる。【００１１】
さらに好ましくは、セラミック基板の厚みは０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。セラミック基板の厚みをこの範囲内とすることにより、放熱性の向上効果及び金属反射膜による反射率向上効果が効果的に得られる。また、セラミック基板の厚みが小さくなり過ぎることに起因して、セラミック基板が破損しやすくなるという不都合が生じるのを抑制できる。【００１２】
さらに好ましくは、金属反射膜は、Ａｇ及びその合金の反射膜、並びに、Ａｌ及びその合金の反射膜のいずれかを含む。このように構成すれば、セラミック基板を透過した光を金属反射膜で効果的に反射できる。そのため、効果的に光取出し効率を向上できる。【００１３】
さらに好ましくは、金属反射膜の形成領域は、発光素子の直下の領域を含む。これにより、発光素子からの光は金属反射膜に入射され易くなるので、さらに効果的に、セラミック基板を透過した光を金属反射膜で反射できる。【００１４】
さらに好ましくは、セラミック基板は、アルミナ（酸化アルミニウム）の焼結体からなる基板を含む。アルミナの焼結体からなる基板は反射率が高いので、このように構成することで、反射率をさらに向上できる。【００１５】
さらに好ましくは、セラミック基板の搭載面上に形成され、発光素子からの光によって励起される蛍光体を含有する、発光素子を封止するための封止体をさらに備える。発光素子からの光は封止体に含まれる蛍光体を励起し、励起された蛍光体から発せられる光の一部はセラミック基板に入射される。セラミック基板に入射された蛍光体からの光は、セラミック基板を透過して金属反射膜で反射される。そのため、このような構成の場合でも反射率を向上できる。なお、上記「発光素子からの光」は、蛍光体から発せられる光を含む。【００１６】
この発明の第２の局面に係る発光装置は、発光素子と、発光素子が搭載される搭載面及び搭載面の反対側の面であって発光素子が搭載されない面である非搭載面を有するセラミック基板と、非搭載面上に形成され、セラミック基板を透過した発光素子からの光を反射する金属反射膜とを備える。この発光装置において、セラミック基板における搭載面の表面粗さが、非搭載面の表面粗さより大きい。【００１７】
この第２の局面では、上記のように、セラミック基板における搭載面の表面粗さを、非搭載面の表面粗さより大きくすることによって、金属反射膜で反射された光の外部への取出し効率を向上できる。このため、放熱性を高めつつ、セラミック基板での反射率をより向上できる。【００１８】
好ましくは、セラミック基板における搭載面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０４μｍより大きい。これにより、金属反射膜で反射された光の外部への取出し効率をより向上できる。【００１９】
また好ましくは、セラミック基板における非搭載面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０４μｍ以下である。これにより、容易に、非搭載面と金属反射膜との界面での光の散乱を抑制して、反射率をより効果的に向上できる。【００２０】
この発明の第３の局面に係る照明器具は、上記第１又は第２の局面に係る照明装置を搭載した照明器具である。このように構成すれば、放熱性が改善された、輝度の高い照明装置を容易に得ることができる。【００２１】
この発明の第４の局面に係る発光装置の製造方法は、セラミック基板上に発光素子が搭載された発光装置の製造方法であって、セラミック基板の一方の面上に、発光素子から出射されてセラミック基板を透過した光を反射させるための金属反射膜を形成する工程と、セラミック基板の他方の面上に、発光素子を搭載する工程とを備える。【００２２】
この第４の局面では、上記のように、セラミック基板の一方の面（発光素子が搭載される他方の面とは反対側の面）上に金属反射膜を形成することによって、セラミック基板を透過した発光素子からの光を金属反射膜で反射できる。そのため、放熱性を高めるためにセラミック基板の厚みを小さくした場合、反射率を向上できる。したがって、上記製造方法を用いることによって、放熱性を高めつつ、セラミック基板での反射率を向上できる発光装置を容易に製造できる。【００２３】
好ましくは、金属反射膜を形成する工程に先立って、セラミック基板の一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．０４μｍ以下にするために、一方の面を研磨する工程をさらに備える。これにより、金属反射膜とセラミック基板との界面において、光の散乱が抑制されるので、セラミック基板での反射率が効果的に向上された発光装置を容易に製造できる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、反射率及び放熱性をともに向上させることが可能な発光装置及びその発光装置を搭載した照明装置、並びに、発光装置の製造方法を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示した平面図（封止体を省略した図）である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面を模式的に示した断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示した平面図である。
【図４】図１に示した発光装置を裏面側から見た平面図である。
【図５】算術平均粗さＲａを説明するための粗さ曲線の一例を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】セラミック基板の非搭載面の表面粗さを小さくした場合に反射率が向上する理由について説明するための模式的断面図である。
【図８】セラミック基板の非搭載面の表面粗さを小さくした場合に反射率が向上する理由について説明するための模式的断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示した断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る発光装置の構成を示した断面図である。
【図１１】発光装置の光束を測定するための装置を示した図である。
【図１２】比較例２を基準にした場合の実施例２の光束上昇割合を示した図である。
【図１３】セラミック基板の非搭載面の表面粗さ測定結果を示した図である。
【図１４】セラミック基板の非搭載面の表面粗さ測定結果を示した図である。
【図１５】セラミック基板の非搭載面の表面粗さ測定結果を示した図である。
【図１６】セラミック基板の非搭載面の表面粗さ測定結果を示した図である。
【図１７】セラミック基板の反射率の測定結果を示した図である。
【図１８】セラミック基板の反射率の測定結果を示した図である。
【図１９】セラミック基板の反射率の測定結果を示した図である。
【図２０】セラミック基板の反射率の測定結果を示した図である。
【図２１】金属反射膜の表面の光学顕微鏡像である。
【図２２】非搭載面に金属反射膜を形成したセラミック基板における非搭載面の表面粗さと光の反射率との関係を示した図である。
【図２３】非搭載面に金属反射膜を形成したセラミック基板における非搭載面の表面粗さと光束の上昇割合との関係を示した図である。
【図２４】非搭載面に金属反射膜を形成したセラミック基板における非搭載面の表面粗さと光の反射率との関係を示した図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態に係る発光装置の構成を示した断面図である。
【図２６】本発明の第５の実施の形態に係る照明装置の構成を模式的に示した図である。
【図２７】発光装置をヒートシンクに取付けた際の発光装置のセラミック基板とヒートシンクとの界面の状態を模式的に示した断面図である。
【図２８】発光装置をヒートシンクに取付けた際の発光装置のセラミック基板とヒートシンクとの界面の状態を模式的に示した断面図である。
【図２９】発光装置をヒートシンクに取付けた際の発光装置のセラミック基板とヒートシンクとの界面の状態を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明及び図面においては、同一の部品又は構成要素には同一の参照符号及び名称を付してある。それらの機能も同様である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２７】
（第１の実施の形態）
［構成］
図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る発光装置５０は、光源としての発光素子６０と、発光素子６０を搭載するセラミック基板７０と、セラミック基板７０の発光素子６０が搭載される面上に形成され、発光素子６０を封止する封止体８０と、セラミック基板７０の裏面側（発光素子６０が搭載された面とは反対側の面）に形成された金属反射膜９０とを含む。
【００２８】
発光素子６０は、青色系の光（波長：約４５０ｎｍ）を発する青色系ＬＥＤチップからなる。青色系ＬＥＤチップは、透明なサファイア基板上に、活性層を含む窒化ガリウム系化合物半導体層（以上いずれも図示せず）が積層されることによって形成されている。本実施の形態においては、この発光素子６０がセラミック基板７０上に複数個実装されている。
【００２９】
セラミック基板７０は白色のセラミックからなる絶縁基板であり、発光素子６０が搭載される面である搭載面７０ａと、搭載面７０ａとは反対側の面であって発光素子６０が搭載されない面である非搭載面７０ｂとを有する。すなわち、本実施の形態に係る発光装置５０では、セラミック基板７０の表裏面のうちの一方の面に発光素子６０が搭載される。白色のセラミック基板７０は、熱膨張が小さく、熱伝導性が高く、かつ光反射率が高いため、発光素子６０を搭載する基板として好適である。このセラミック基板７０は、例えば、高温焼成セラミック又は低温同時焼成セラミックによって形成される。このようなセラミック基板７０としては、アルミナの焼結体からなる基板が好ましい。
【００３０】
セラミック基板７０は、その平面形状が略正方形状となるように形成されている。略正方形状に形成されたセラミック基板７０の一辺の長さＡは、例えば約２ｃｍである。このようなセラミック基板７０を用いることにより、発光装置５０もその平面形状が略正方形状となっている。
【００３１】
セラミック基板７０の搭載面７０ａには、搭載される発光素子６０との電気的な接続が行なわれる接続用の配線パターン１００が形成されている。発光素子６０と配線パターン１００との電気的接続は、ボンディングワイヤ１１０を介して行なわれる。配線パターン１００は、例えば、約０．０７ｍｍの厚みを有する金膜からなる。配線パターン１００はまた、アノード用配線パターン１０２及びカソード用配線パターン１０４を含む。本実施の形態では、配線パターン１００は、アノード用配線パターン１０２及びカソード用配線パターン１０４に加えて、複数の配線パターン（配線パターン１０６及び１０８）をさらに含む。
【００３２】
アノード用配線パターン１０２は、ボンディングワイヤ１１０が接続される直線状の接続部１０２ａ、外部接続用のランド部１０２ｂ、及び接続部１０２ａとランド部１０２ｂとを連結する連結部１０２ｃを含む。カソード用配線パターン１０４は、ボンディングワイヤ１１０が接続される直線状の接続部１０４ａ、外部接続用のランド部１０４ｂ、及び接続部１０４ａとランド部１０４ｂとを連結する連結部１０４ｃを含む。配線パターン１０６及び１０８は、それぞれ、ボンディングワイヤ１１０が接続される直線状の接続部からなる。
【００３３】
アノード用配線パターン１０２のランド部１０２ｂ及びカソード用配線パターン１０４のランド部１０４ｂは、それぞれ、正方形状を有するセラミック基板７０の対角線上の角部に配置されている。すなわち、セラミック基板７０において、２つの対角線のうち一方の対角線の延び方向をＸ方向、他方の対角線の延び方向をＹ方向とした場合に、Ｘ方向の一方の端部側にアノード用配線パターン１０２のランド部１０２ｂが配置されており、Ｘ方向の他方の端部側にカソード用配線パターン１０４のランド部１０４ｂが配置される。
【００３４】
アノード用配線パターン１０２の接続部１０２ａ及びカソード用配線パターン１０４の接続部１０４ａは、それぞれ、正方形状を有するセラミック基板７０の対角線と平行に延びるように配置されている。詳説すると、アノード用配線パターン１０２の接続部１０２ａ及びカソード用配線パターン１０４の接続部１０４ａは、それぞれ、Ｘ方向に沿って延びるように配置されており、接続部１０２ａ及び１０４ａ同士は、Ｙ方向に互いに所定の距離だけ隔てられている。
【００３５】
配線パターン１０６及び１０８は、アノード用配線パターン１０２の接続部１０２ａ及びカソード用配線パターン１０４の接続部１０４ａとの間に、接続部１０２ａ及び１０４ａと平行に延びるように配置されている。この配線パターン１０６及び１０８は、Ｙ方向に互いに所定の距離だけ隔てられている。また、配線パターン１０６は、アノード用配線パターン１０２の接続部１０２ａとＹ方向に所定の距離だけ隔てられており、配線パターン１０８は、カソード用配線パターン１０４の接続部１０４ａとＹ方向に所定の距離だけ隔てられている。なお、各配線パターンの間の距離（間隔）は、例えば約２ｍｍとされる。
【００３６】
配線パターン１０２（１０２ａ）、１０６、１０８及び１０４（１０４ａ）の各間の領域には、複数の発光素子６０が接着剤（図示せず）によってセラミック基板７０の搭載面７０ａ上に直に固定（接着）されている。発光素子６０を接着するための接着剤としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はイミド樹脂等の熱硬化性樹脂からなる接着剤を用いることができる。
【００３７】
このように、発光素子６０をセラミック基板７０上に直に接着（搭載）することによって、沿面放電電圧で決まる絶縁耐圧をより有効に高くできる。電極方向（配線パターンの延び方向）に配列された発光素子間の絶縁耐圧は発光素子間の距離と基板の誘電率とで決まり、発光素子と電極との間の絶縁耐圧も同様に発光素子と電極との間の最短距離と基板の誘電率で決まる。本実施の形態では、基板に誘電率の高いセラミック基板７０を用いており、そのセラミック基板７０上に直に発光素子６０を搭載しているため、上記のように、絶縁耐圧を容易に高められる。
【００３８】
セラミック基板７０の搭載面７０ａ上に接着された発光素子６０は、ボンディングワイヤ１１０を介して、配線パターン１００と電気的に接続されている。また、複数の発光素子６０は、アノード用配線パターン１０２及びカソード用配線パターン１０４の間に直並列に接続されている。発光素子６０と配線パターン１００との電気的接続は、発光素子６０のＰ側電極及びＮ側電極（いずれも図示せず）にボンディングワイヤ１１０の一方端をボンディングし、ボンディングワイヤ１１０の他方端を配線パターン１００にボンディングすることで実現される。ボンディングワイヤ１１０には、例えば金線が用いられる。
【００３９】
セラミック基板７０の厚みは、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であるのが好ましい。セラミック基板７０の厚みが小さくなりすぎると、セラミック基板７０が破損しやすくなる。一方、セラミック基板７０の厚みが大きいと、破損しにくくなるものの、セラミック基板７０の厚みが大きくなりすぎると、放熱性が低下する。そのため、セラミック基板７０の厚みは、上記範囲内であるのが好ましい。
【００４０】
発光素子６０を封止する封止体８０は、透光性を有する封止材料からなる。この封止体８０は、セラミック基板７０上に搭載された、ボンディングワイヤ１１０によって配線パターン１００と電気的に接続された状態の複数の発光素子６０を封止する。封止体８０はまた、発光素子６０を封止することによって、発光素子６０の保護、及びボンディングワイヤ１１０の断線の抑制等の役割を有する。封止体８０を形成するための封止材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂等の耐候性に優れた透光性樹脂材料、耐光性に優れたシリカゾル、硝子等の透光性無機材料等が好適に用いられる。
【００４１】
上記封止体８０には、発光素子６０からの光で励起されて黄色系の光を発する蛍光体（図示せず）が分散されている。このため、発光素子６０から発せられる青色系の光と、発光素子６０からの光により励起された蛍光体から発せられる黄色系の光とが混色することによって、白色光が得られる。なお、封止体８０には、蛍光体と共に光拡散材（図示せず）を含有させるようにしてもよい。光拡散材としては、特に制限されるものではないが、例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、二酸化珪素等が好適に用いられる。
【００４２】
図３を参照して、発光装置５０は、白色光を発する発光部１２０をさらに備えている。この発光部１２０は、複数の発光素子６０と、発光素子６０を封止する封止体８０とを含む。上記封止体８０は、略正方形状の平面形状に形成されており、アノード用配線パターン１０２のランド部１０２ｂ及びカソード用配線パターン１０４のランド部１０４ｂは封止せずに、露出させている。略正方形状の封止体８０の一辺の長さＢは、例えば約１．５ｃｍである。
【００４３】
ここで、本実施の形態では、セラミック基板７０の非搭載面７０ｂ上に上記金属反射膜９０が形成されている。図２及び図４を参照して、この金属反射膜９０は、発光素子６０から発せられ、セラミック基板７０を透過した光を反射させる。金属反射膜９０は、発光素子６０からの光の反射率が例えば８０％以上の反射膜が好ましい。具体的には、金属反射膜９０は、Ａｇの反射膜又はその合金の反射膜からなる。なお、Ａｇの反射膜とは、純Ａｇの反射膜、又は、例えばＡｇを主体として微量の他の金属（例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｌ等）を一種類以上添加して合金化した組成を有する膜を含む金属膜である。Ａｇの合金膜とは、Ａｇを主成分とする合金で、８０％以上のＡｇを含み、上記の添加物である金属を含む金属膜である。
【００４４】
金属反射膜９０の厚みは、５０ｎｍ以上１０μｍ以下が好ましい。具体的には、金属反射膜９０の厚みは、例えば約５００ｎｍとすることができる。金属反射膜９０の厚みが５０ｎｍより小さくなると、一部の光が透過して反射率が低下する場合がある。一方、金属反射膜９０の厚みが１０μｍより大きくなると、製造コストの増加、熱によるマイグレーションの発生等の不都合が生じる場合がある。加えて、放熱性が低下するおそれもある。したがって、金属反射膜９０の厚みは、上記範囲内であるのが好ましい。
【００４５】
また本実施の形態では、セラミック基板７０の非搭載面７０ｂにおいて、金属反射膜９０が複数の発光素子６０の直下の領域を含む所定の領域に形成されている。すなわち、金属反射膜９０の形成領域は、発光素子６０の直下の領域を含む。より具体的には、金属反射膜９０は、発光素子６０を封止する封止体８０よりも大きい平面積であって、平面的に見た場合に、封止体８０を覆うように形成されている。これにより、セラミック基板７０を透過する発光素子６０からの光のほとんどが金属反射膜９０に入射されるので、この光を金属反射膜９０で有効に反射できる。また金属反射膜９０は、セラミック基板７０の端（縁）に達しないように形成されている。なお、図１、図３及び図４では、金属反射膜９０を略正方形状にパターニングした例を示している。
【００４６】
セラミック基板７０における非搭載面７０ｂの表面粗さは、小さい方が好ましい。すなわち、セラミック基板７０の非搭載面７０ｂは、平坦性が高い方が好ましい。そのため、本実施の形態では、セラミック基板７０の非搭載面７０ｂに研磨処理が施されている。
【００４７】
ここで、セラミック基板表面の平坦性の尺度として、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１規格に準拠した算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚを用いる。図５を参照して、算術平均粗さＲａは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さＬだけを抜取り、この抜取り部分の平均線の方向にＸ軸を、縦倍率の方向にＹ軸を取り、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したときに、次の式（１）によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものである。
【００４８】
【数１】
2013065414.tif 000003
【００４９】
最大高さ粗さＲｚは、基準長さにおける粗さ曲線の山高さの最大値と谷深さの最大値との和である。
【００５０】
この場合、セラミック基板７０における非搭載面７０ｂの最大高さ粗さＲｚは、発光素子６０から発せられる光の波長以下であるのが好ましい。例えば、発光素子６０の光の波長が４５０ｎｍの場合、最大高さ粗さＲｚは４５０ｎｍ以下であるのが好ましい。
【００５１】
セラミック基板７０における非搭載面７０ｂの表面粗さ（算術平均粗さＲａ：以下、単にＲａと表示する場合がある。）は０．０４μｍ以下であるのが好ましい。これにより、後述するように、反射率が効果的に向上される。
【００５２】
このように、表面粗さが小さい非搭載面７０ｂ上に金属反射膜９０を形成することによって、後述するように、非搭載面７０ｂと金属反射膜９０との界面における光のロスが低減される。このため、金属反射膜９０で反射される光の光束が増加する。
【００５３】
このような発光装置５０は、例えば一般照明等の照明用途に供するために、照明装置に光源として搭載される。そのため、発光装置５０のセラミック基板７０には、相手部材に取付け、固定するための固定用穴７２（図１参照）が設けられている。具体的には、略正方形状のセラミック基板７０における対向する角部の各々に、セラミック基板７０を厚み方向に貫通する固定用穴７２が設けられている。この２つの固定用穴７２は、セラミック基板７０の対角線上に配置されている。
【００５４】
［製造方法］
図１及び図６を参照して、本実施の形態に係る発光装置５０の製造方法について説明する。
【００５５】
まず、白色のセラミックからなるセラミック基板７０を準備する。セラミック基板７０は、高温焼成セラミックスを用いて形成されていてもよいし、低温同時焼成セラミックスを用いて形成されていてもよい。低温同時焼成セラミックスを用いる場合、この低温同時焼成セラミックスは、ガラス粉末とセラミック粉末とを材料として焼成したものであるのが好ましい。ガラス粉末は、例えばシリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ほう珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、ほう珪酸亜鉛ガラス、アルミノ珪酸ガラス及び燐酸ガラスからなる群から選択される少なくとも１つを含むものを使用できる。セラミック粉末は、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＭｇＳｉＯ３、ＭｇＳｉＯ４、Ｚｎ２ＳｉＯ４、Ｚｎ２ＴｉＯ４、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８、Ｚｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ムライト及びゼオライトからなる群から選択される少なくとも１つを含むものを使用できる。
【００５６】
セラミック基板７０の厚みは、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下（例えば約１ｍｍ）であるのが好ましい。セラミック基板７０の厚みは、後の研磨工程によって適宜調整することも可能である。
【００５７】
次に、図６（ａ）に示すように、セラミック基板７０の一方の面（発光素子６０を搭載する側の面）に配線パターン１００を形成する。具体的には、例えば、スパッタリング法を用いて、約０．０７ｍｍの厚みの金膜を形成した後、フォトエッチング法にて所定の形状にパターニングする。このようにして、図１に示した複数の配線パターン１００を形成する。配線パターン１００は、例えば、接続部の幅が約１ｍｍ、配線パターン間の間隔が約２ｍｍとすることができる。
【００５８】
続いて、セラミック基板７０の配線パターンを施さない他方の面（非搭載面７０ｂ）を研磨して、この面の平坦性を向上させる。研磨の方法に関しては、セラミックの研磨において一般的に用いられる方法で問題はない。具体的には、例えば、支持基体（図示せず）にセラミック基板を複数枚貼り付けて、研削により、セラミック基板の表面を削りとる。このような研削加工法は、砥石によって工作物表面を削る加工法である。次に、研磨工程で表面の微小な凹凸の除去を行なう。この工程では、研磨材と潤滑剤とを含む研磨液を定盤（研磨装置：図示せず）の表面上に供給しながら、定盤及び研磨液を用いてセラミック基板７０の非搭載面７０ｂを研磨する。研磨の際には、定盤を回転させることが好ましい。研磨液は、滴下装置の滴下ノズル（いずれも図示せず）から定盤の表面上に滴下される。
【００５９】
研磨材としては、例えば６μｍ粒径のダイヤモンドを用いることができる。ダイヤモンド粒径の大きなものを使用するとセラミック基板７０の表面の凹凸が大きくなり、表面の平坦性が悪くなる。そのため、粒径の小さい研磨材を用いるのが好ましい。
【００６０】
この工程の後、バフ研磨加工を行なってもよい。バフ研磨加工は金属表面をきれいにする加工法であり、綿布・麻（例えば、ポリッシングパッド、フラップバフ等の布製の研磨製品）等、柔軟性のある素材でできた軟らかいバフに砥粒（例えば、クロムをベースにした研磨材、又はアルミナベースの研磨材等）を付着させ、このバフを高速回転させながら被加工物に押し当てて表面を磨く加工である。
【００６１】
このようにして、発光素子６０を搭載するためのセラミック基板７０を得る。
【００６２】
次に、図６（ｂ）に示すように、研磨されたセラミック基板７０の他方の面（非搭載面７０ｂ）上に金属反射膜９０を形成する。金属反射膜９０の形成は、例えば、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ）蒸着装置を用いた蒸着法、スパッタ装置を用いたスパッタ法、又は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて行なう。スパッタ装置としては、例えば、マグネトロンスパッタ装置、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）スパッタ装置、平行平板型スパッタ装置等が挙げられる。蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により成膜された金属膜を、例えばフォトエッチング法等によってパターニングすることにより、金属反射膜９０を得る。金属反射膜９０の材料は、Ａｇ又はその合金である。金属反射膜９０の厚みは、５０ｎｍ以上１０μｍ以下が好ましい。
【００６３】
その後、図６（ｃ）に示すように、セラミック基板７０上にＬＥＤチップからなる発光素子６０を複数個搭載する。具体的には、セラミック基板７０における金属反射膜９０が形成された面とは反対側の一方の面（搭載面７０ａ）上に、接着剤（図示せず）を介して発光素子６０を搭載する。複数の発光素子６０は、それぞれ、互いに隣り合う配線パターン１００の間の領域に配置する。発光素子６０の搭載は、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂又はイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてセラミック基板７０上に直に接着することで行なう。これにより、沿面放電電圧で決まる絶縁耐圧をできる限り高くできる。
【００６４】
次に、図６（ｄ）に示すように、所望の電気的接続の状態に応じて、セラミック基板７０上に搭載された発光素子６０と配線パターン１００とをボンディングワイヤ１１０を用いて電気的に接続する。
【００６５】
次に、図６（ｅ）に示すように、セラミック基板７０の搭載面７０ａ上に、発光素子６０を封止する封止体８０を形成する。封止体８０の封止材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ユリア樹脂又はシリコーン樹脂等の耐候性に優れた透光性樹脂材料、並びに、耐光性に優れたシリカゾル、硝子等の透光性無機材料等が好ましい。この封止材料には、発光素子６０からの青色系の光によって励起され、黄色光を発する蛍光体を分散させる。封止材料には光拡散材を添加してもよい。光拡散材の材料としては、Ｓｂ系拡散材、炭酸カルシウム、酸化シリコン及び酸化チタン等を主成分とする拡散材があるが、このうちのいずれを用いてもよい。
【００６６】
本実施の形態では、封止体８０で発光素子６０を封止する工程は、まず、蛍光体を含有する封止材料（樹脂材料）をセラミック基板７０の搭載面７０ａ上に塗布する。この際、セラミック基板７０上の発光素子６０を封止するように封止材料（樹脂材料）を塗布する。ただし、配線パターン１００のランド部１０２ｂ及び１０４ｂ（図１参照）は封止しないようにする。次に、セラミック基板７０の搭載面７０ａ上に塗布した封止材料を硬化させる。封止材料を硬化させる方法としては、用いる封止材料に応じて適宜の方法を特に制限されることなく用いることができる。例えば封止材料として透光性樹脂材料であるシリコーン樹脂を用いる場合には、シリコーン樹脂を熱硬化させることで、封止材料を硬化させる。
【００６７】
これにより、本実施の形態に係る発光装置５０が得られる。
【００６８】
［動作］
本実施の形態に係る発光装置５０は以下のように動作する。
【００６９】
図２を参照して、セラミック基板７０の配線パターン１００に電力を供給すると、発光素子６０に電流が流れ、発光素子６０から青色系の光（破線矢印参照）が発せられる。この光は、封止体８０に分散された蛍光体を励起し、蛍光体から黄色系の光を発する。発光素子６０からの青色系の光と蛍光体からの黄色系の光とが混色して、発光装置５０の発光部１２０から白色光が発せられる。
【００７０】
発光素子６０から出射された光の一部は、セラミック基板７０にも入射される。セラミック基板７０は、放熱性を改善するためにその厚みを小さくしている。そのため、セラミック基板７０に入射された発光素子６０からの光の一部（図２の一点鎖線矢印参照）は、セラミック基板７０を透過し、セラミック基板７０の裏面側（非搭載面７０ｂ）に形成した金属反射膜９０に入射する。金属反射膜９０に入射した光は、この金属反射膜９０で上方に向けて反射され、セラミック基板７０の上面（搭載面７０ａ）から取出される。また励起された蛍光体から発せられる光の一部もセラミック基板７０に入射する。セラミック基板７０に入射した蛍光体からの光は、セラミック基板７０を透過して金属反射膜９０で反射され、セラミック基板７０の上面（搭載面７０ａ）から取出される。これにより、セラミック基板７０の反射率の低下を抑制して輝度の向上が図られる。
【００７１】
続いて、図７及び図８を参照して、セラミック基板７０の非搭載面７０ｂの表面粗さを小さくした場合に反射率が向上する理由について説明する。図７に示すように、非搭載面の表面粗さＲａが非常に高いセラミック基板１７０の場合、発光素子６０から出射された光、又は、蛍光体から出射された光はセラミック基板１７０を透過し、セラミック基板１７０と金属反射膜９０との界面に到達する。到達した光は、そこで多重反射をおこす。金属反射膜９０の反射率は１００％ではないため、多重反射により金属反射膜９０により吸収されて光量としては減少する。一方、図８に示すように、非搭載面の表面粗さＲａが小さいセラミック基板７０の場合、上記界面での多重反射の回数が減少する。そのため、Ｒａが高い場合に比べて、光のロスが少なくなり、反射率が向上する。
【００７２】
［作用・効果］
本実施の形態では、上記のように、セラミック基板７０の非搭載面７０ｂ上に金属反射膜９０を形成することによって、セラミック基板７０を透過した発光素子６０からの光を金属反射膜９０で反射できる。放熱性を高めるためにセラミック基板７０の厚みを小さくした場合、発光素子６０からの光はセラミック基板７０を透過するが、透過した光は金属反射膜９０で上方に向けて反射される。そのため、セラミック基板７０の厚みを小さくした場合でも、セラミック基板７０の反射率を向上できる。また、セラミック基板７０の厚みを小さくすることによって、放熱性の向上効果も得られる。したがって、上記構成により、放熱性を高めつつ、セラミック基板７０での反射率を向上できる。
【００７３】
セラミック基板７０における非搭載面７０ｂの最大高さ粗さＲｚを発光素子６０が出射する光の波長以下とすることにより、非搭載面７０ｂと金属反射膜９０との界面での光の散乱を抑制して、反射率を効果的に向上できる。
【００７４】
セラミック基板７０における非搭載面７０ｂの算術平均粗さＲａを０．０４μｍ以下とした場合、容易に、非搭載面７０ｂと金属反射膜９０との界面での光の散乱を抑制して、反射率をより効果的に向上できる。
【００７５】
セラミック基板７０の好ましい厚みは０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。セラミック基板の厚みをこの範囲内とすることにより、放熱性の向上効果及び金属反射膜９０による反射率向上効果が効果的に得られる。また、セラミック基板７０の厚みが小さくなり過ぎることに起因して、セラミック基板７０が破損しやすくなるという不都合が生じるのを抑制できる。
【００７６】
金属反射膜９０をＡｇ又はその合金の反射膜とすることにより、セラミック基板を透過した光を金属反射膜９０で効果的に反射できる。そのため、効果的に光取出し効率を向上できる。
【００７７】
さらに、金属反射膜９０を発光素子６０の直下の領域を含むように形成することにより、発光素子６０からの光は金属反射膜９０に入射され易くなるので、さらに効果的に、セラミック基板７０を透過した光を金属反射膜９０で反射できる。
【００７８】
さらに、セラミック基板７０がアルミナの焼結体から構成されていると、アルミナの焼結体からなる基板は反射率が高いので、反射率をさらに向上できる。
【００７９】
また、金属反射膜９０をセラミック基板７０の端に接しないように形成することによって、金属反射膜９０に含まれるＡｇの熱によるマイグレーションにより絶縁不良等が引き起こされるのを抑制できる。
【００８０】
なお、発光素子６０からの光は封止体８０に含まれる蛍光体を励起し、励起された蛍光体から発せられる光の一部はセラミック基板７０に入射される一方、セラミック基板７０に入射された蛍光体からの光は、セラミック基板７０を透過して金属反射膜９０で反射される。そのため、金属反射膜９０での反射は、発光素子６０からの光のみならず、励起光に対しても有効である。
【００８１】
（第２の実施の形態）
［構成］
図９を参照して、本実施の形態に係る発光装置２５０は、第１の実施の形態に係るセラミック基板７０（図２参照）に代えて、セラミック基板２７０を含む。このセラミック基板２７０は、非搭載面２７０ｂに研磨処理が施されていないため、非搭載面２７０ｂの表面粗さが、第１の実施の形態に比べて大きい。
【００８２】
［製造方法］
本実施の形態に係る発光装置２５０の製造方法は、第１の実施の形態と同様である。ただし、セラミック基板２７０の非搭載面２７０ｂを研磨する研磨工程を含まない点において、第１の実施の形態とは異なる。
【００８３】
本実施の形態に係る発光装置２５０の動作及び効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００８４】
（第３の実施の形態）
［構成］
図１０を参照して、本実施の形態に係る発光装置３５０は、上記第１の実施の形態に係る発光装置５０（図２参照）の金属反射膜９０（図２参照）に代えて、金属反射膜３９０を含む。金属反射膜３９０は、Ａｌの反射膜又はその合金の反射膜からなる。すなわち、本実施の形態に係る発光装置３５０は、第１の実施の形態に係る発光装置５０と同様であるが、金属反射膜３９０がＡｌの反射膜又はその合金の反射膜から構成される点において、Ａｇの反射膜又はその合金の反射膜から構成される金属反射膜９０を含む発光装置５０と異なる。
【００８５】
なお、Ａｌの反射膜とは、例えば、Ａｌを主体として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｌｕ、Ａｇのうちの１種以上の元素を添加して合金化した組成を有する膜を含む金属膜である。Ａｌの合金膜とは、Ａｌを主成分とする合金で、８０％以上Ａｌを含み、上記の添加物である金属を含む金属膜である。
【００８６】
［製造方法］
本実施の形態に係る発光装置３５０の製造方法は、金属反射膜３９０の形成に際し、Ａｌの反射膜又はその合金の反射膜を形成する点を除き、第１の実施の形態と同様である。金属反射膜３９０の形成も、上記第１の実施の形態と同様、例えば、ＥＢ蒸着装置を用いた蒸着法、スパッタ装置を用いたスパッタ法、又は、ＣＶＤ法等を用いて行なうことができる。金属反射膜３９０のパターニングも同様に行なうことができる。金属反射膜３９０の厚みは、５０ｎｍ以上１０μｍ以下が好ましい。
【００８７】
本実施の形態に係る発光装置３５０の動作及び効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００８８】
〈実施例１〉
［構成］
実施例１の発光装置として、第１の実施の形態に係る発光装置５０と同様の発光装置を作製した。この実施例１では、セラミック基板として、アルミナの焼結体からなる基板を用いた。セラミック基板の厚みは１ｍｍである。
【００８９】
セラミック基板の非搭載面の表面粗さは、算術平均粗さＲａが０．０２μｍ、最大高さ粗さＲｚが約２００ｎｍである。このセラミック基板の非搭載面上に、金属反射膜としてＡｇ合金の反射膜を形成した。Ａｇ合金は、Ａｇ、Ｐｄ及びＣｕの合金で、Ｐｄ及びＣｕの含有量はそれぞれ１％以下とした。金属反射膜の厚みは、２５０ｎｍ程度である。発光素子には、青色系ＬＥＤチップを用いた。この発光素子の寸法は、短辺幅０．２４ｍｍ、長辺０．４８ｍｍ、厚み０．１４ｍｍである。
【００９０】
［製造方法］
アルミナの焼結体からなるセラミック基板を準備し、このセラミック基板の一方の面（搭載面）に配線パターンを形成した。具体的には、スパッタリング法を用いて、厚み約０．０７ｍｍの金膜をセラミック基板の上面に形成した後、フォトエッチング法によりパターニングすることで配線パターンを得た。
【００９１】
次に、セラミック基板の他方の面（配線パターンを形成した一方の面とは反対側の面：非搭載面）の研磨を行なった。研磨工程において、研磨材として６μｍ粒径のダイヤモンド粒を用いた。ダイヤモンド粒径の大きなものを使用すると凹凸が大きくなり、表面の平坦性は悪くなる。そのため、表面粗さＲａが大きい基板は、ダイヤモンド粒径を６μｍの研磨材を用いた後に、２μｍの粒径のダイヤモンド粒で再度研磨しＲａを小さくした。時間は１時間程度行なった。
【００９２】
その後、微小粒径のシリカを用いたバフ研磨を１〜２時間程度行なった。研磨工程の後、表面粗さ計（触針段差計）を用いて表面粗さの測定を行なった。なお、算術平均粗さＲａは基準長さＬ＝１ｍｍで測定した。
【００９３】
続いて、スパッタ法を用いて、セラミック基板の非搭載面上にＡｇ合金（Ａｇ、Ｐｄ及びＣｕの合金：Ｐｄ及びＣｕの含有量はそれぞれ１％以下）を成膜した。膜厚は、２５０ｎｍ程度である。このＡｇ合金膜をパターニングすることにより、金属反射膜を得た。
【００９４】
次に、セラミック基板の搭載面上に、複数の発光素子をエポキシ樹脂を用いて接着した。セラミック基板上に搭載した発光素子は、金細線からなるボンディングワイヤを介して、配線パターンと電気的に接続した。そして、蛍光体を含有する封止体にて、発光素子を封止した。
【００９５】
［評価方法］
実施例１の発光装置を用いて光束（ルーメン：ｌｍ）を測定した。具体的には、室温環境下において７００ｍＡの直流の一定電流を発光素子に流し、その際に発光装置から発せられる光の光束を測定した。光束の測定は、図１１に示すように、測定器のステージ３０００上に発光装置５０を載置し、積分球３１００に発光装置５０の上面が入るようにセットした後、発光装置５０に電流を流して発光させた。そして、発光素子が搭載されたセラミック基板７０の搭載面７０ａから上方に出射される光が全て積分球３１００内に入るようにして、積分球３１００に取付けた受光素子３２００により光束を測定した。
【００９６】
〈比較例１〉
［構成］
実施例１との光束を比較するために、セラミック基板の非搭載面の算術平均粗さＲａが０．１６μｍであり、非搭載面に金属反射膜を形成しない発光装置を作製した。
【００９７】
［製造方法］
作製方法は実施例１と同様であるが、セラミック基板の非搭載面を研磨する研磨工程を行なっていない点、及び、金属反射膜を形成する工程を行なっていない点において、実施例１とは異なる。
【００９８】
［評価方法］
実施例１との光束を比較するために、実施例１と同様の評価を行なった。
【００９９】
〈実施例１と比較例１との比較〉
比較例１の発光装置は、光束が２４００ｌｍ、電圧（発光装置全体にかける電圧）が３８．２Ｖであった。これに対し、実施例１の発光装置の光束は、２４７２ｌｍと比較例１に対して３％程度光束が上昇した。電圧に関してはどちらもほぼ同等であった。これは、実施例１では、セラミック基板の非搭載面に形成された金属反射膜によって発光素子から出射された光が反射され、搭載面の上方に出射されたためであると考えられる。また、発光素子から出射され、封止体に含まれる蛍光体で発光した光も、セラミック基板の裏面側の金属反射膜によって反射されて発光素子の上方に取出される光量に含まれるためである。一方、比較例１の発光装置において、セラミック基板の非搭載面からは透過光が観測された。以上より、セラミック基板の非搭載面上に金属反射膜を形成することによって、この金属反射膜が有効に機能していることが確認された。
【０１００】
〈実施例２〉
セラミック基板の厚み依存性（光束に及ぼす厚みの影響）を評価するために、セラミック基板の厚みが異なる複数種類の発光装置を作製した。発光装置のその他の構成及び製造方法は、実施例１と同様である。この発光装置を用いて、実施例１と同様の方法で各発光装置の光束を測定した。
【０１０１】
〈比較例２〉
実施例２との光束を比較するために、セラミック基板の厚みが異なる複数種類の発光装置を作製した。各発光装置のセラミック基板の厚みは実施例２と同じとした。発光装置のその他の構成及び製造方法は、比較例１と同様である。この発光装置を用いて、実施例１と同様の方法で各発光装置の光束を測定した。
【０１０２】
〈実施例２と比較例２との比較〉
実施例２と比較例２とでセラミック基板の厚みが同じ場合、比較例２よりも実施例２の方が、光束が高くなる結果が得られた。比較例２ではセラミック基板の厚みが小さくなるにしたがい、非搭載面から透過する光の光量が増加した。このため、セラミック基板の厚みの減少にともない、積分球３１００（図１１参照）で測定される光束は低下する傾向にあった。これに対して、実施例２の発光装置は、金属反射膜の形成により、セラミック基板の厚みが異なる場合でも光束の低下はほとんど見られなかった。
【０１０３】
比較例２を基準にした場合の実施例２の光束上昇割合を図１２に示す。図１２において、横軸はセラミック基板の厚み（ｍｍ）を示しており、縦軸は実施例２による発光装置の光束の上昇割合（％）を示している。図１２を参照して、光束の上昇割合は、セラミック基板の厚みが小さくなるにしたがい増加する傾向を示した。すなわち、金属反射膜による反射率の向上効果は、セラミック基板の厚みが小さくなるほど効果が大きいことが分かった。
【０１０４】
セラミック基板の好ましい厚みは、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、特に好ましい厚みは、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であった。セラミック基板の厚みが２ｍｍより大きくなると、基板の裏面に透過していく光量が少なくなり、金属反射膜の反射による効果が弱くなる。また放熱性等を考慮した場合、セラミック基板の厚みは大きくなりすぎないのが好ましい。一方、セラミック基板の厚みが０．０５ｍｍより小さくなると、セラミック基板の強度が著しく低下するため、固定したときに割れる等して、歩留まりを低下させる。したがって、セラミック基板の厚みは上記範囲内にあるのが好ましい。
【０１０５】
〈実施例３〉
セラミック基板における非搭載面の表面粗さ依存性（光束に及ぼす表面粗さの影響）を評価するために、非搭載面の表面粗さが異なる複数種類のセラミック基板を準備した。各セラミック基板の非搭載面の表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａは、０．１６μｍ、０．０８１μｍ、０．０６μｍ、０．０４μｍ、及び０．０１４μｍの５種類である。各セラミック基板の非搭載面には金属反射膜を形成している。
【０１０６】
実施例３のセラミック基板は、実施例１と同様であるが、金属反射膜の厚みが５００ｎｍである点、及び、非搭載面の表面粗さを種々変化させている点において、実施例１とは異なる。
【０１０７】
作製方法についても実施例１と同様である。ただし、実施例３では、研磨工程において、ダイヤモンド粒径及び研磨の時間の少なくとも一方を調整することにより、表面のＲａが異なる複数種類のセラミック基板を作製した点において、実施例１とは異なる。また、Ｒａ＝０．１６μｍのセラミック基板は研磨工程なしで作製している。
【０１０８】
［評価］
金属反射膜を形成する前のセラミック基板を用いて、セラミック基板の非搭載面の表面粗さを触針段差計にて測定した。この測定に用いたセラミック基板は、非搭載面の表面粗さＲａが、０．１６μｍ、０．０８１μｍ、０．０４μｍ、及び０．０１４μｍの４種類である。その結果を図１３〜図１６に示す。図１３〜図１６において、縦軸は凹凸の深さ（高低）を示している。単位はｎｍ（ナノメートル）である。横軸は基準長さ（距離（μｍ））を示している。
【０１０９】
図１３を参照して、Ｒａ＝０．１６μｍの表面粗さのセラミック基板では、最大高さ粗さＲｚが約１１００ｎｍであった。発光素子（青色系ＬＥＤチップ）の発光波長が４５０ｎｍ程度であるため、Ｒａが０．１６μｍのセラミック基板では、最大高さ粗さＲｚは発光素子からの光の波長よりも大きい。そのため、散乱の影響も大きい。一方、図１５を参照して、Ｒａ＝０．０４μｍの表面粗さのセラミック基板では、最大高さ粗さＲｚが約３００ｎｍであり、最大高さ粗さＲｚが発光素子からの光の波長よりも小さい。そのため、散乱の影響がほとんどなくなっており、見た目にも鏡面が得られていた。
【０１１０】
次に、これらＲａの異なる基板の表面に、Ａｇ合金（Ａｇ、Ｐｄ及びＣｕの合金：Ｐｄ及びＣｕの含有量はそれぞれ１％以下）からなる金属反射膜を５００ｎｍの厚みで成膜した際のセラミック基板の反射率を測定した。反射率の測定に供したセラミック基板は、粗さ測定に供したセラミック基板と同様、非搭載面の表面粗さＲａが、０．１６μｍ、０．０８１μｍ、０．０４μｍ、及び０．０１４μｍの４種類である。反射率の測定は、セラミック基板の搭載面側から搭載面に垂直に光を入射して、入射方向に戻ってくる光量を測定した。その結果を図１７〜図２０に示す。図１７〜図２０では、それぞれ、横軸に光りの波長（ｎｍ）を示しており、縦軸に反射率（％）を示している。ここでは、４５０ｎｍの光の波長と６５０ｎｍの光の波長の反射率に着目する。４５０ｎｍの光の波長は、発光素子から発せられる光の波長に相当し、６５０ｎｍの光の波長は、蛍光体から発せられる光の波長に相当する。
【０１１１】
図１７〜図２０を参照して、Ｒａが０．０１４μｍのセラミック基板に成膜した金属反射膜の反射率（図２０参照）が最も高く、Ｒａが大きくなるにしたがい反射率が低下していく傾向が見られた。これは表面の凹凸による強い散乱効果のためと考えられる。これより、高い反射率を得るためには、Ｒａが０．０４μｍ以下の表面粗さのセラミック基板に金属反射膜を成膜するのが好ましいことが分かった。
【０１１２】
なお、確認のために、Ｒａ＝０．１６μｍのセラミック基板及びＲａ＝０．０２μｍのセラミック基板に実施例３と同様のＡｇ合金からなる金属反射膜を成膜した基板を追加で準備し、成膜した金属反射膜の表面を光学顕微鏡で観察した。その結果を図２１に示す。図２１（ａ）に示すように、Ｒａ＝０．１６μｍの場合、金属反射膜の表面はセラミック基板の表面状態を反映して非常に凹凸の強い状態であることが分かる。一方、図２１（ｂ）に示すＲａ＝０．０２μｍの場合には、小さな斑点状のものが見られるものの、平坦で鏡面に近い表面が得られていることが分かる。
【０１１３】
このように、金属反射膜の表面はセラミック基板の表面状態を反映し、セラミック基板（非搭載面）／金属反射膜界面の状況と強い相関がある。セラミック基板のＲａが大きくなると、金属反射膜の表面に大きな凹凸ができ、この大きな凹凸によって反射率の低下が引き起こされている。
【０１１４】
図２１（ｂ）に示す金属反射膜の表面に観察される小さな斑点状のものは、セラミック基板がサファイア（Ａｌ２Ｏ３）の焼結体であり、小さな結晶の集合体であるため、結晶の境目である粒界や微細な気孔等があるために、研磨した際に粒界の部分で剥落して穴が開いたり、元々含まれる気孔の部分が表面に出てきたりしたものである。このような剥落部分等は反射率を低下させるため、剥落部分等は少ないほど好ましい。そのため、研磨工程では、粒径の小さなダイヤモンドを用いることが好ましい。バフ研磨を行なうことで剥落部分が減少するため、研磨処理後にバフ研磨工程を入れて処理することは非常に好ましい。
【０１１５】
次に、準備した５種類のセラミック基板を用いて、波長４５０ｎｍ及び波長６５０ｎｍの光の反射率におけるＲａ依存性を評価した。評価方法は上記と同様である。その結果を図２２に示す。図２２において、横軸は表面粗さＲａ（μｍ）を指数表示で示しており、縦軸は反射率（％）を示している。図２２を参照して、光の波長が長波長領域（波長６５０ｎｍ）では、短波長領域（波長４５０ｎｍ）に比べ、Ｒａの依存性が大きく、Ｒａが０．０４μｍ以下の領域では高い反射率が得られている。このため、Ｒａが０．０４μｍ以下のセラミック基板の表面に金属反射膜を形成することで、蛍光体により出射された長波長側の光を有効に反射できることが分かる。５００ｎｍより長い波長領域では、８０％以上の反射率が得られ特に効果が大きい。
【０１１６】
このため、封止体に蛍光体を含有する場合、及び、５００ｎｍ以上の波長で発光する発光素子を搭載する場合等、５００ｎｍより長い波長領域の光を出射する発光装置においては、セラミック基板の非搭載面のＲａを０．０４μｍ以下にすることは非常に有効である。
【０１１７】
〈実施例４〉
セラミック基板における非搭載面の表面粗さ依存性（光束に及ぼす表面粗さの影響）を評価するために、セラミック基板における非搭載面の表面粗さが異なる複数の発光装置を作製した。具体的には、非搭載面の表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａが、０．１６μｍ、０．０８１μｍ、０．０６μｍ、０．０４μｍ、０．０１４μｍ、及び０．０１μｍの６種類の発光装置を作製した。
【０１１８】
実施例４の発光装置は、実施例１と同様であるが、金属反射膜の厚みが５００ｎｍである点、セラミック基板の厚みが０．５ｍｍである点、及び、非搭載面の表面粗さを種々変化させている点において、実施例１とは異なる。
【０１１９】
作製方法についても実施例１と同様である。ただし、実施例４では、研磨工程において、ダイヤモンド粒径及び研磨の時間の少なくとも一方を調整することにより、表面のＲａが異なる複数種類のセラミック基板を作製した点において、実施例１とは異なる。また、Ｒａ＝０．１６μｍのセラミック基板は研磨工程なしで作製している。
【０１２０】
［評価］
光束の測定は、実施例１と同様に行なった。Ｒａ＝０．１６μｍのセラミック基板を用いた発光装置を基準にした場合の各発光装置の光束上昇割合を図２３に示す。図２３において、横軸はセラミック基板の非搭載面の表面粗さＲａ（μｍ）を示しており、縦軸はＲａ＝０．１６μｍを基準にした場合の各発光装置の光束の上昇割合（％）を示している。
【０１２１】
図２３を参照して、セラミック基板の非搭載面のＲａを０．０４μｍ以下にした場合に、光束の上昇割合が急増している。これより、セラミック基板の非搭載面のＲａを０．０４μｍ以下にして金属反射膜を形成することは非常に有効である。
【０１２２】
この理由に関しては、以下のように考えられる。すなわち、図７に示したように、非搭載面のＲａが非常に高い場合、発光素子６０から出射された光、又は蛍光体から出射された光はセラミック基板１７０を透過し、セラミック基板１７０と金属反射膜９０との界面に到達し、そこで、多重反射をおこす。この多重反射によって金属反射膜９０で光が吸収され光量としては減少する。一方、Ｒａが０．０４μｍ以下の表面では、図８に示したように、上記界面での多重反射の回数が減少するため、そこでの光のロスがＲａが大きい場合に比べて少ない。このため、Ｒａが０．０４μｍ以下の表面に金属反射膜を形成した場合には、図２３に示すように、光束の上昇率が高くなる。そのため、金属反射膜が形成されるセラミック基板の非搭載面の表面粗さＲａは０．０４μｍ以下とすることがより好ましい。
【０１２３】
〈実施例５〉
［構成］
実施例５の発光装置として、第２の実施の形態に係る発光装置２５０と同様の発光装置を作製した。具体的には、実施例５の発光装置は、実施例１と同様であるが、セラミック基板の非搭載面を研磨していない点、及び、金属反射膜の厚みを１μｍとした点において、実施例１とは異なる。実施例５において、セラミック基板の非搭載面の表面粗さＲａは約０．１６μｍである。
【０１２４】
［製造方法］
作製方法は実施例１と同様である。ただし、実施例５は、セラミック基板の非搭載面を研磨する研磨工程を行なっていない点、及び、金属反射膜を１μｍの厚みで形成している点において、実施例１とは異なる。
【０１２５】
［評価方法］
実施例１と同様の方法により光束を測定し、光束の上昇について評価した。
【０１２６】
〈比較例３〉
［構成］
金属反射膜を形成していない点以外は実施例５と同様とした。
【０１２７】
［製造方法］
作製方法は実施例５と同様であるが、金属反射膜を形成する工程を行なっていない点において、実施例５とは異なる。
【０１２８】
［評価方法］
実施例５との光束を比較するために、実施例５と同様の評価を行なった。
【０１２９】
〈実施例５と比較例３との比較〉
比較例３の発光装置は、光束が２４００ｌｍ、電圧（発光装置全体にかける電圧）が３８．２Ｖであった。これに対し、実施例５の発光装置の光束は、２４３６ｌｍと比較例３に対して１．５％程度光束が上昇した。電圧に関してはどちらもほぼ同等であった。これより、金属反射膜を形成することで、非搭載面を研磨しない場合でも、光束の向上効果が確認できた。
【０１３０】
〈実施例６〉
［構成］
実施例６の発光装置として、第３の実施の形態に係る発光装置３５０と同様の発光装置を作製した。この実施例６では、金属反射膜としてＡｌの合金膜を用いた。その他の構成は実施例１と同様である。
【０１３１】
［製造方法］
作製方法は同様実施例１と同様である。ただし、金属反射膜としてＡｌの合金膜を形成している点において、実施例１とは異なる。
【０１３２】
［評価方法］
実施例１と同様の方法により光束を測定し、光束の上昇について評価した。
【０１３３】
〈比較例４〉
［構成］
金属反射膜を形成していない点以外は実施例６と同様とした。
【０１３４】
［製造方法］
作製方法は実施例６と同様であるが、金属反射膜を形成する工程を行なっていない点において、実施例６とは異なる。
【０１３５】
［評価方法］
実施例６との光束を比較するために、実施例６と同様の評価を行なった。
【０１３６】
〈実施例６と比較例４との比較〉
実施例６と比較例４との比較においても、実施例１と比較例１との比較結果と同様の結果が得られた。すなわち、Ａｇ合金膜からなる金属反射膜に代えて、Ａｌ合金膜からなる金属反射膜を形成した実施例６でも、金属反射膜を形成していない比較例４に比べて、３％程度の光束の上昇が認められた。このように、金属反射膜の材質が異なる場合でも、金属反射膜を形成することによって、光束の上昇効果が得られることが確認された。
【０１３７】
〈実施例７〉
セラミック基板における非搭載面の表面粗さ依存性（光束に及ぼす表面粗さの影響）を評価するために、非搭載面の表面粗さが異なる複数種類のセラミック基板を準備した。各セラミック基板の非搭載面の表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａは、０．１６μｍ、０．０４μｍ、及び０．０１４μｍの３種類である。各セラミック基板の非搭載面には金属反射膜を形成している。
【０１３８】
実施例７のセラミック基板は、実施例６と同様であるが、金属反射膜の厚みが５００ｎｍである点、及び、非搭載面の表面粗さを種々変化させている点において、実施例６とは異なる。
【０１３９】
作製方法についても実施例６と同様である。ただし、実施例７では、研磨工程において、ダイヤモンド粒径及び研磨の時間の少なくとも一方を調整することにより、表面のＲａが異なる複数種類のセラミック基板を作製した点において、実施例６とは異なる。また、Ｒａ＝０．１６μｍのセラミック基板は研磨工程なしで作製している。
【０１４０】
［評価］
準備した３種類のセラミック基板を用いて、波長４５０ｎｍ及び波長６５０ｎｍの光の反射率におけるＲａ依存性を評価した。評価方法は実施例３と同様である。その結果を図２４に示す。図２４において、横軸は表面粗さＲａ（μｍ）を指数表示で示しており、縦軸は反射率（％）を示している。図２４を参照して、図２２に示す金属反射膜にＡｇの合金膜を用いた実施例３に比べ、長波長領域（波長６５０ｎｍ）と短波長領域（波長４５０ｎｍ）との差は若干小さいものの、長波長領域（波長６５０ｎｍ）では、短波長領域（波長４５０ｎｍ）に比べ、Ｒａの依存性が大きく、Ｒａが０．０４μｍ以下の領域では高い反射率が得られている。金属反射膜をＡｌの合金膜から構成した場合でも、Ａｇの合金膜から構成した場合と同様の傾向があることが確認された。このため、Ｒａが０．０４μｍ以下のセラミック基板の表面に金属反射膜を形成することで、蛍光体により出射された長波長側の光を有効に反射できることが分かる。
【０１４１】
〈実施例８〉
セラミック基板の厚み依存性（光束に及ぼす厚みの影響）を評価するために、セラミック基板の厚みが異なる複数種類の発光装置を作製した。発光装置のその他の構成及び製造方法は、実施例６と同様である。また、セラミック基板の厚みは、実施例２と厚みとした。この発光装置を用いて、実施例６と同様の方法で各発光装置の光束を測定した。
【０１４２】
〈比較例５〉
実施例８との光束を比較するために、セラミック基板の厚みが異なる複数種類の発光装置を作製した。各発光装置のセラミック基板の厚みは実施例８と同じとした。発光装置のその他の構成及び製造方法は、比較例６と同様である。この発光装置を用いて、実施例８と同様の方法で各発光装置の光束を測定した。
【０１４３】
〈実施例８と比較例５との比較〉
セラミック基板の厚みを種々変化させた場合において、光束の上昇率をＡｌの合金膜からなる金属反射膜を用いた発光装置においても調べたところ、実施例２と比較例２との比較結果とほぼ同様の結果が得られた。すなわち、実施例８において、光束の上昇割合は、セラミック基板の厚みが小さくなるにしたがい増加する傾向を示した。セラミック基板の厚みは、２ｍｍ以下が好ましく、特に好ましい厚みは、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であった。
【０１４４】
（第４の実施の形態）
［構成］
図２５を参照して、本実施の形態に係る発光装置４５０は、セラミック基板４７０の搭載面４７０ａの表面粗さが、非搭載面４７０ｂの表面粗さより大きくなるように構成されている。具体的には、本実施の形態では、セラミック基板４７０の非搭載面４７０ｂの表面粗さＲａが０．０４μｍ以下とされており、セラミック基板４７０の搭載面４７０ａの表面粗さＲａが０．０４μｍより大きくされている。その他の構成は、上記第３の実施の形態と同様である。
【０１４５】
［製造方法］
本実施の形態に係る発光装置４５０の製造方法は、第３の実施の形態と同様である。ただし、セラミック基板４７０の搭載面４７０ａの表面粗さを非搭載面４７０ｂの表面粗さより大きくする際に、必要に応じて、搭載面４７０ａに研磨処理を施すことができる。搭載面４７０ａの研磨処理は、非搭載面４７０ｂの研磨処理と同様の方法で行なうことができる。
【０１４６】
［作用・効果］
本実施の形態では、上記のように、セラミック基板４７０における搭載面４７０ａの表面粗さを、非搭載面４７０ｂの表面粗さより大きくすることによって、金属反射膜３９０で反射された光の外部への取出し効率を向上できる。このため、放熱性を高めつつ、セラミック基板４７０での反射率をより向上できる。
【０１４７】
またセラミック基板４７０における搭載面４７０ａの表面粗さＲａを０．０４μｍより大きくすれば、容易に、金属反射膜３９０で反射された光の外部への取出し効率をより向上できる。
【０１４８】
セラミック基板４７０における非搭載面４７０ｂの表面粗さＲａを０．０４μｍ以下とすれば、容易に、非搭載面４７０ｂと金属反射膜３９０との界面での光の散乱を抑制して、反射率をより効果的に向上できる。
【０１４９】
本実施の形態に係る発光装置４５０のその他の効果は、第１〜第３の実施の形態と同様である。
【０１５０】
次に、本実施の形態の効果を確認するために行なった実験について説明する。この実験では、非搭載面の表面粗さＲａが０．０４μｍ以下（０．０１５μｍ及び０．０４μｍ）のセラミック基板を用いて、搭載面の表面粗さＲａを変化させ、好ましい搭載面の表面粗さＲａの範囲を調べた。搭載面の表面粗さＲａは、それぞれ、０．０１５μｍ、０．０４μｍ、０．０８μｍ及び０．１６μｍの４種類である。金属反射膜としては、Ａｌ反射膜（層厚：１μｍ）を用いた。セラミック基板の厚みはそれぞれ０．６ｍｍとした。各４種類（合計８種類）のセラミック基板を用いて発光装置を作製し、実施例１と同様の方法で光束を測定した。
【０１５１】
搭載面の表面粗さＲａが０．０１５μｍ及び０．０４μｍの発光装置では、その光束はほぼ同等であった。これに対して、搭載面の表面粗さＲａが０．０８μｍ及び０．１６μｍの発光装置では、搭載面の表面粗さＲａが０．０１５μｍ及び０．０４μｍの発光装置に比べて、その光束が１％程度上昇した。
【０１５２】
これより、搭載面の表面粗さＲａは０．０４μｍより大きいことが好ましいことが分かった。これは、非搭載面上に形成された金属反射膜によって反射された光が搭載面に到達したときに、表面の凹凸が大きいためにその上部側に取出されやすくなるためであると考えられる。したがって、非搭載面上に金属反射膜を形成する場合、非搭載面の表面粗さよりも搭載面の表面粗さを小さくすることで、より光取出し効率を向上できることが確認された。
【０１５３】
（第５の実施の形態）
本実施の形態に係る照明装置１０００は光源にＬＥＤチップを用いた電球型の発光ランプである。以下、この照明装置１０００について説明する。
【０１５４】
［構成］
図２６を参照して、照明装置１０００は、上記第１の実施の形態で示した発光装置５０を光源として含む。照明装置１０００はさらに、口金１１００と、発光装置５０が取付けられる取付面１２１０を有し、この口金１１００に固着されるヒートシンク１２００と、ヒートシンク１２００に取付けられた発光装置５０を覆うように設けられるカバー部材１３００とを含む。
【０１５５】
上記発光装置５０は、固定用穴７２（図１参照）を介して固定用治具１４００によりヒートシンク１２００に固定される。固定用治具１４００は、発光装置５０のセラミック基板７０と同じ材料で形成されたネジ部材からなる。また、ヒートシンク１２００の取付面１２１０には、ネジ部材からなる固定用治具１４００と螺合するネジ穴（図示せず）が設けられている。
【０１５６】
本実施の形態では、接触熱抵抗を低減するために、発光装置５０のセラミック基板７０とヒートシンク１２００との間に熱伝導材１５００を配している。この熱伝導材１５００は、ＴＩＭ（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）と呼ばれるグリース（シリコーンオイルにセラミックの微粒子を入れて熱伝導性を高めたもの）からなる。
【０１５７】
［作用・効果］
本実施の形態では、上記のように、発光装置５０を光源として用いることにより、照明装置１０００の輝度を向上できる。
【０１５８】
また、発光装置５０を固定する際に、発光装置５０のセラミック基板７０と同材質の固定用治具１４００を用いることにより、セラミック基板７０と固定用治具１４００との熱膨張率を同じにできる。そのため、熱による反り等によって、セラミック基板７０に割れ、ヒビ等が発生するのを抑制できるので、発光装置５０の歩留まり、ひいては照明装置１０００の歩留りを向上できる。
【０１５９】
さらに、ネジ部材からなる固定用治具１４００を用いて発光装置５０を固定した場合、セラミック基板７０及びヒートシンク１２００の面同士を十分に接触できるため、接触熱抵抗を容易に低減できる。
【０１６０】
セラミック基板は硬いため、固定用治具を用いてヒートシンクと十分に固定した場合、セラミック基板の厚みが小さいとセラミック基板が割れてしまう場合がある。これは、セラミック基板の反り、又はヒートシンクの表面の平坦性が悪い等により、セラミック基板に応力がかかるためである。この場合、本実施の形態のように、セラミック基板７０の裏面に金属反射膜９０を形成することによって、金属反射膜９０が応力緩和層となってセラミック基板７０の破損が抑制される。特に、割れに関しては、例えばアルミナのセラミック基板７０の場合、セラミック基板７０の厚みが０．６ｍｍ以下で顕著な効果がある。このときの金属反射膜９０の厚みは、有効に応力を緩和するためには１５０ｎｍ以上であるのが好ましい。一方、セラミック基板７０の厚みが０．６ｍｍより大きい場合には、金属反射膜９０による応力緩和の効果は厚みが０．６ｍｍ以下の場合に比べて小さくなるものの、この場合には、セラミック基板７０自身の強度が上がるため割れることは少なくなる。
【０１６１】
接触熱抵抗は、接触圧力が高い方が下げることができる。発光装置５０のセラミック基板７０をヒートシンク１２００に対してねじ止めすることにより、接触圧力を高くできる。さらに、セラミック基板７０の非搭載面（裏面）には金属反射膜９０が形成されているため、この金属反射膜９０によって接触熱抵抗を低減できる。
【０１６２】
一般的に、発光装置のセラミック基板とヒートシンクとを接触させる場合、どちらの表面も鏡面ではなく、比較的粗い面となっている。そのため、通常、セラミック基板及びヒートシンクの互いに対向する面には、それぞれ細かな凹凸が存在するので、放熱性が低下する。
【０１６３】
図２７を参照して、より詳細に説明する。従来の一般的な照明装置では、表面の凹凸の存在によってセラミック基板１７２とヒートシンク２２００との接触は面接触ではなく凹凸部分での点接触（破線内の領域Ｅ１及びＥ２参照）となっている。この場合、点接触以外の部分に関しては空隙となり、セラミック基板１７２とヒートシンク２２００との界面には空気が介在する。これにより、接触熱抵抗が上昇する一方、熱伝導率は低下する。その結果、効率の良い放熱が得られない。
【０１６４】
そのため、セラミック基板とヒートシンクとの間には大きな空隙が存在しないことが好ましい。ここで、従来の一般的な照明装置において、セラミック基板とヒートシンクとの間に、ＴＩＭからなる熱伝導材を配することによって、この熱伝導材で空隙を埋めて、接触熱抵抗を高める方法を用いることもできる。しかし、ＴＩＭは一般的にヒートシンク及びセラミック基板に比べて熱伝導性が劣るため、図２７に示すように、セラミック基板１７２とヒートシンク２２００との界面に大きな空隙が形成されていると、そこに入るＴＩＭが多くなり熱伝導性は悪くなる。
【０１６５】
図２８を参照して、より詳細に説明する。表面が平坦ではなく凹凸のあるセラミック基板１７２の場合は、この凹凸によって部分的に、ＴＩＭからなる熱伝導材２５００が厚くなる領域（例えば領域Ｆ１及びＦ２参照）が多数発生する。この領域の熱抵抗は高いため、この領域が多数発生することによって熱伝導性が悪くなる。これにより、放熱性も低下する。このため、放熱の観点からも好ましくない。
【０１６６】
本実施の形態では、上記のように、セラミック基板７０のヒートシンク１２００と対向する面（非搭載面）に金属反射膜９０が形成されている。この金属反射膜９０は、セラミック基板７０に比べて柔らかいため、発光装置５０をヒートシンク１２００に固定する際に、固定用治具１４００により負荷される応力によって、金属反射膜９０の一部が空隙に入り込み、空隙の体積が低減される。このため、熱伝導材１５００にＴＩＭを用いた場合でも、金属反射膜９０を形成することにより放熱性が向上する。そのため、放熱の観点においても好ましい。すなわち、セラミック基板７０の裏面（非搭載面）に金属反射膜９０を形成することによって、この金属反射膜９０の熱伝導率がセラミック基板７０より高いこと、及び、金属反射膜９０が比較的柔らかいために点接触を軽減し、点接触より広い接触面積が得られること等のために、ヒートシンク１２００との接触熱抵抗を低減できる。これにより、放熱性を向上できる。
【０１６７】
図２９を参照して、本実施の形態ではまた、研磨等によってセラミック基板７０及びヒートシンク１２００の表面の平坦性が向上されている。このため、セラミック基板とヒートシンクとの接触が点接触ではなく面接触となる。これにより、より接触熱抵抗を低減できる。加えて、表面の平坦性を向上させることによって、セラミック基板７０とヒートシンク１２００との間の熱伝導材１５００の厚みを薄くできる。
【０１６８】
詳説すると、本実施の形態のように、セラミック基板７０の非搭載面の平坦性を向上させ、その非搭載面に金属反射膜９０を形成することにより、微小な凹凸は金属反射膜９０によって埋まるため、より接触面積が大きくなる。このため、効果的に接触熱抵抗を低減できるのでより好ましい。放熱に関しても、金属反射膜９０を形成することによって、上記でしたように接触面積の向上が図られるため、放熱性が向上し好ましい。この場合、セラミック基板７０の非搭載面の表面粗さＲａは０．０４μｍ以下であるのが好ましい。
【０１６９】
（変形例）
第１〜第４の実施の形態では、発光装置のセラミック基板に、Ａｇ及びその合金の反射膜、並びに、Ａｌ及びその合金のいずれかの反射膜からなる金属反射膜を形成した例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。セラミック基板に形成される金属反射膜は、上記以外の材料から構成されていてもよい。その場合、金属反射膜は８０％以上の反射率を有しているのが好ましい。
【０１７０】
第１〜第４の実施の形態では、金属反射膜を所定の形状にパターニングした例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。金属反射膜は、例えばセラミック基板の非搭載面の全面に形成されていてもよい。金属反射膜がＡｇ又はＡｌ或いはそれらの合金等から構成されている場合、マイグレーションによる絶縁不良等を抑制するために、金属反射膜はセラミック基板の端から所定の距離だけ内側に位置するようにパターニングされているのが好ましい。金属反射膜をパターニングする場合、金属反射膜は上記実施の形態で示した形状以外の形状であってもよい。
【０１７１】
第１〜第４の実施の形態では、発光装置の製造方法において、配線パターンをセラミック基板上に形成した後に、セラミック基板の非搭載面を研磨して非搭載面の平坦性を向上さる例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。セラミック基板の非搭載面の研磨工程は、配線パターンを形成する工程の前であってもよい。
【０１７２】
上記実施の形態において、セラミック基板の材質は特に制限されるものではなく、種々の材質の基板を用いることができる。このようなセラミック基板としては、アルミナ又はＳｉＯ２からなる基板が好ましい。また発光素子を搭載する基板として、例えば透明ガラス基板を用いることもできる。すなわち、本発明の「セラミック基板」は、広義の意味で透明ガラス基板等を含む概念とされる。
【０１７３】
発光装置に用いる発光素子は、当分野において通常用いられる発光素子を特に制限なく用いることができる。このような発光素子としては、例えば、サファイア基板、ＺｎＯ（酸化亜鉛）基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板、ＳｉＣ基板、スピネル等の基板上に、窒化ガリウム系化合物半導体、ＺｎＯ（酸化亜鉛）系化合物半導体等の材料を成長させた青色系ＬＥＤチップ、ＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体ＬＥＤチップ、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体ＬＥＤチップ等の半導体発光素子を挙げることができる。
【０１７４】
サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体を成長させた青色系ＬＥＤチップを発光素子として用いる場合は、サファイア基板が透明であるため、窒化ガリウム系化合物半導体に形成された活性層から発した光が、透明なサファイア基板を通して、セラミック基板に入射する。このため、セラミック基板に入射する光量が多くなるので、セラミック基板の非搭載面に形成された金属反射膜による効果を得やすい。したがって、上記実施の形態で示したように、サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体を成長させた青色系ＬＥＤチップを発光素子として用いると非常に好ましい。
【０１７５】
発光素子の基板が光を透過しないＡｌＧａＡｓ系化合物半導体においても、発光素子（ＬＥＤチップ）の側面から出射した光が封止体に含まれる蛍光体を励起し、励起された蛍光体から発生した光がセラミック基板の搭載面からセラミック基板に入射する。このため、この場合においても、セラミック基板の非搭載面に形成された金属反射膜の効果を得ることができる。
【０１７６】
上記したように、青色系ＬＥＤチップを発光素子として用いる場合には、当該発光素子からの光で励起されて黄色系の光を発する蛍光体を封止体中に分散させることで白色光が得られるように発光装置を構成するのが好ましい。
【０１７７】
また第１〜第４の実施の形態では、青色系ＬＥＤチップを発光素子として用い、この青色系ＬＥＤチップから発せられる光を蛍光体によって波長変換して白色光を得るように構成した例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、上記構成に代えて、蛍光体を用いない構成としてもよい。具体的には、例えば赤色光を発するＬＥＤチップ、緑色光を発するＬＥＤチップ、及び青色光を発するＬＥＤチップをそれぞれ発光素子として用いて白色等の照明に必要な色の光が得られるように発光装置を構成してもよい。
【０１７８】
なお、発光装置に搭載される発光素子は、青色発光の素子に限定されるものではなく、例えば紫外線発光、緑色発光等の発光色の発光素子を用いてもよい。紫外線発光の発光素子を用いる場合には、例えばＡｌ又はＡｌ合金の金属反射膜を用いることが好ましい。Ａｇ反射膜は４００ｎｍ程度の波長より短波長側で反射率が著しく低下するためである。
【０１７９】
上記実施の形態において、発光装置の封止体を形成するための材料（封止材料）としては、透光性を有する材料であれば特に制限されるものではなく、当分野において従来から広く知られた適宜の材料を用いて形成することができる。発光装置の封止体は所望の光が得られるように調整可能である。その際、蛍光体を含有させることによって、白色、昼白色、電球色等が容易に得られるため、このような観点からは、封止体に蛍光体を含有させるのが好ましい。蛍光体としては、例えば、Ｃｅ：ＹＡＧ（セリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体、Ｅｕ：ＢＯＳＥ（ユーロピウム賦活バリウム・ストロンチウム・オルソシリケート）蛍光体、Ｅｕ：ＳＯＳＥ（ユーロピウム賦活ストロンチウム・バリウム・オルソシリケート）蛍光体、ユーロピウム賦活αサイアロン蛍光体等を好適に用いることができる。ただし、これらに制限されるものではない。さらに、封止体には光拡散剤が添加されていてもよい。拡散材の材料には、Ｓｂ系拡散材、及び、炭酸カルシウム、酸化シリコン、酸化チタン等を主成分とするものがあり、どれを用いても構わない。
【０１８０】
上記実施の形態において、発光素子を封止する封止体は、単層、二層又は三層以上の複数層のいずれの形態で形成するようにしてもよい。封止体の封止材料に硬化性樹脂を用いる場合、封止材料を硬化させる方法としては、用いる封止材料に応じて従来公知の適宜の方法を特に制限されることなく用いることができる。例えば、熱硬化であってもよいし、封止体の封止材料としてモールド用の樹脂を用い、金型を用いて封止材料を硬化させる方法であってもよい。封止材料の硬化により形成される封止体の形状は特に限定されるものではなく、例えば上方に凸となる半球状の形状に封止体を形成することで、封止体にレンズとしての機能を持たせるようにしてもよい。
【０１８１】
第１〜第４の実施の形態では、セラミック基板上に厚み約０．０７ｍｍの金膜からなる配線パターンを形成した例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。配線パターンの厚み及び材質等については適宜変更できる。配線パターンの形状及び本数等についても適宜変更できる。
【０１８２】
第１〜第４の実施の形態では、発光装置のセラミック基板に固定用穴を設けた例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。発光装置のセラミック基板には固定用穴が設けられていない構成であってもよい。なお、セラミック基板に固定用穴を設ける場合、固定用穴の個数、寸法、及び形成位置等は適宜変更できる。
【０１８３】
第１〜第４の実施の形態では、セラミック基板上に搭載した複数の発光素子を直並列に接続した例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。発光素子の接続は、直並列以外に直列接続又は並列接続であってもよい。また、セラミック基板上に搭載される発光素子の個数については適宜変更できる。
【０１８４】
第１〜第４の実施の形態では、発光素子と配線パターンとを電気的に接続するためのボンディングワイヤとして金線からなるワイヤを用いた例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。ボンディングワイヤは金線以外であってもよい。なお、ボンディングワイヤとしては、当分野において従来から広く用いられている適宜の金属細線を特に制限されることなく用いることができる。このような金属細線としては、例えば金線、アルミニウム線、銅線、白金線等が挙げられる。中でも腐食が少なく、耐湿性、耐環境性、密着性、電気伝導性、熱伝導性、伸び率が良好であり、ボールができやすいことから、上記実施の形態で示した金線をボンディングワイヤとして用いるのが好ましい。
【０１８５】
上記実施の形態において、発光装置は光を反射させるリフレクタを備えた構成とすることもできる。このように構成することにより、光の指向性を容易に制御できる。
【０１８６】
上記実施の形態において、発光装置の形状及び寸法、セラミック基板の形状及び寸法、並びに、発光素子の形状及び寸法等については適宜変更できる。
【０１８７】
さらに上記実施の形態において、金属反射膜上（セラミック基板とは反対側の面上）にＳｉＯ２等からなる保護膜を形成してもよい。このように構成することで、金属反射膜の経時変化、及びマイグレーションによる拡散等を抑制できる。保護膜としては、シリコン、アルミニウム、チタニウム、タンタリウム、ニオビウムのいずれかを含む酸化物膜又は窒化物膜若しくは酸窒化物膜等を用いることができる。保護膜としてはまた、上記に示した膜で、単層膜でもよいし、多層膜でもよい。保護膜による上記効果は、金属反射膜がＡｌ又はＡｌ合金の場合のみならず、Ａｇ合金を用いた場合、及び各種金属反射膜を用いた場合でも同様に得られる。Ａｌ合金として、Ｃａを０．５％含有した合金、及び、Ｍｇを１％含有した合金において、上記と同様の効果が得られた。
【０１８８】
第５の実施の形態では、第１の実施の形態に係る発光装置を照明装置の光源として搭載した例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。第２〜第４の実施の形態に係る発光装置のいずれかを照明装置の光源として搭載してもよい。また第１〜第４の実施の形態に係る発光装置を適宜組み合わせて照明装置に搭載してもよい。
【０１８９】
第５の実施の形態では、照明装置の一例として電球型の発光ランプを示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。照明装置としては、電球型以外の発光ランプであってもよい。照明装置は、例えば直管型の発光ランプ及び円形の発光ランプ等のいずれの形状であってもよい。なお、発光装置単体で、他の機器等の光源として用いることもできる。
【０１９０】
第５の実施の形態では、発光装置のセラミック基板とヒートシンクとの間に、ＴＩＭからなる熱伝導材を配した例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。熱伝導材はＴＩＭ以外であってもよい。ＴＩＭ以外の熱伝導材としては、例えば、熱伝導シート、ジェル、高熱伝導接着剤等が挙げられる。また、熱伝導材を配さずに、セラミック基板とヒートシンクとが直接接するように構成してもよい。
【０１９１】
第５の実施の形態では、発光装置を固定するための固定用治具に、セラミック基板と同材質の固定用治具を用いた例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。セラミック基板とは異なる材料の固定用治具を用いてもよい。なお、固定用治具としては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、フォルステライト、ステアタイト、低温焼結セラミックから選ばれるいずれか、又は、これらの複合材料で形成される固定用冶具をセラミック基板の形成材料に合わせて好適に用いることができる。
【０１９２】
第５の実施の形態では、ネジ部材からなる固定用治具を用いて発光装置をネジ止めした例を示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、接着シート等を用いて発光装置を固定するようにしてもよい。
【０１９３】
上記で開示された技術を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１９４】
今回開示された実施の形態は単に例示であって、この発明が上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。この発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【０１９５】
本発明によれば、反射率及び放熱性をともに向上させることにより輝度の高い発光素子、照明装置及び発光素子の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１９６】
５０、２５０、３５０、４５０                発光装置
６０                                        発光素子
７０、２７０、４７０                        セラミック基板
７０ａ、４７０ａ                            搭載面
７０ｂ、２７０ｂ、４７０ｂ                  非搭載面
７２                                        固定用穴
８０                                        封止体
９０、３９０                                金属反射膜
１００                                      配線パターン
１０２                                      アノード用配線パターン
１０４                                      カソード用配線パターン
１０２ａ、１０４ａ                          接続部
１０２ｂ、１０４ｂ                          ランド部
１０２ｃ、１０４ｃ                          連結部
１０６、１０８                              配線パターン
１１０                                      ボンディングワイヤ
１２０                                      発光部
１０００                                    照明装置
１１００                                    口金
１２００                                    ヒートシンク
１２１０                                    取付面
１３００                                    カバー部材
１４００                                    固定用治具
１５００                                    熱伝導材
【図１】
2013065414.tif 000004
【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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【図７】
2013065414.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013065414.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2013065414.tif 000031
【図２９】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月11日(2014.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子が搭載される搭載面及び前記搭載面の反対側の面であって前記発光素子が搭載されない面である非搭載面を有するセラミック基板と、
前記非搭載面上に形成され、前記セラミック基板を透過した前記発光素子からの光を反射する金属反射膜とを備える、発光装置。
【請求項２】
前記セラミック基板における前記非搭載面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）は前記発光素子が出射する光の波長以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記セラミック基板における前記非搭載面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０４μｍ以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記セラミック基板の厚みは０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記金属反射膜は、Ａｇ及びその合金の反射膜、並びに、Ａｌ及びその合金の反射膜のいずれかを含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記金属反射膜の形成領域は、前記発光素子の直下の領域を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
前記セラミック基板は、アルミナの焼結体からなる基板を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
前記セラミック基板の前記搭載面上に形成され、前記発光素子からの光によって励起される蛍光体を含有する、前記発光素子を封止するための封止体をさらに備える、請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
発光素子と、
前記発光素子が搭載される搭載面及び前記搭載面の反対側の面であって前記発光素子が搭載されない面である非搭載面を有するセラミック基板と、
前記非搭載面上に形成され、前記セラミック基板を透過した前記発光素子からの光を反射する金属反射膜とを備え、
前記セラミック基板における前記搭載面の表面粗さが、前記非搭載面の表面粗さより大きい、発光装置。
【請求項１０】
前記セラミック基板における前記搭載面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０４μｍより大きい、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記セラミック基板における前記非搭載面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０４μｍ以下である、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発光装置を搭載した、照明装置。
【請求項１３】
セラミック基板上に発光素子が搭載された発光装置の製造方法であって、
前記セラミック基板の一方の面上に、前記発光素子から出射されて前記セラミック基板を透過した光を反射させるための金属反射膜を形成する工程と、
前記セラミック基板の他方の面上に、前記発光素子を搭載する工程とを備える、発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記金属反射膜を形成する工程に先立って、
前記セラミック基板の一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．０４μｍ以下にするための、前記一方の面を研磨する工程をさらに備える、請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
この発明の第３の局面に係る照明装置は、上記第１又は第２の局面に係る発光装置を搭載した照明装置である。このように構成すれば、放熱性が改善された、輝度の高い照明装置を容易に得ることができる。
【国際調査報告】
2013065414.tif 000033
2013065414.tif 000034
2013065414.tif 000035
2013065414.tif 000036