(57)【要約】【課題】従来の低炭素鋼、ステンレス鋼などの鋼材と比較して、融点が低い金属材料に絶縁膜を設けた発光素子実装用基板およびその製造方法、並びに、発光素子実装用基板を備えた発光素子モジュール、この発光素子モジュールを用いた表示装置、照明装置および交通信号機を提供する。【解決手段】発光素子１４から発する光を所定の方向に向けて反射する反射カップ部１８が形成された金属基材１２と、この金属基材１２の表面を被覆する絶縁膜１３とを有する発光素子実装用基板１１において、絶縁膜１３を、熱伝導性と放熱性とを兼ね備えたものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から発する光を所定の方向に向けて反射する反射カップ部が形成された金属基材と、この金属基材の表面を被覆する絶縁膜とを有する発光素子実装用基板であって、
前記絶縁膜は、熱伝導性と放熱性とを兼ね備えていることを特徴とする発光素子実装用基板。
【請求項２】
前記絶縁膜の厚みは１０μｍ以上、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子実装用基板。
【請求項３】
前記金属基材はアルミニウム、ステンレスを主成分とする金属材料からなることを特徴とする請求項１に記載の発光素子実装用基板。
【請求項４】
前記絶縁膜は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、シリカガラスから選択される１種または２種以上からなることを特徴とする請求項１に記載の発光素子実装用基板。
【請求項５】
発光素子から発する光を所定の方向に向けて反射する反射カップ部が形成された金属基材と、この金属基材の表面を被覆する絶縁膜とを有する発光素子実装用基板の製造方法であって、
前記絶縁膜をエアロゾルデポジション法により形成することを特徴とする発光素子実装用基板の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜の原料として、エアロゾル化した微粒子を用い、前記金属基材に対して該微粒子を噴射し、該絶縁膜を形成する際に、前記金属基材の表面に対して前記微粒子が噴出する角度を０°以上、５０°以下とすることを特徴とする請求項５に記載の発光素子実装用基板の製造方法。
【請求項７】
前記微粒子の直径を２１μｍ以下とすることを特徴とする請求項６に記載の発光素子実装用基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし４に記載の発光素子実装用基板と、該発光素子実装用基板の反射カップ部に実装された発光素子と、を具備することを特徴とする発光素子モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の発光素子モジュールを有することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の発光素子モジュールを有することを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の発光素子モジュールを有することを特徴とする交通信号機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と記す。）などの発光素子を実装するための発光素子実装用基板およびその製造方法、並びに、発光素子実装用基板を備えた発光素子モジュール、この発光素子モジュールを用いた表示装置、照明装置および交通信号機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤなどの発光素子は、照明装置、液晶表示装置のバックライト、交通信号機などに適用されるようになり、さらなる発光強度の向上が求められている。発光素子の発光強度は、発光素子に印加する電流量を増加することによって向上する。一方で、発光素子に印加する電流量を増加すると、発光素子自体が発熱するため、この熱を効率的に放出する（放熱）必要がある。放熱が不十分な場合、発光素子は発光中に高温になるため、発光効率が低下して、消費電力が増加したり、発光強度が低下する。また、発光素子を長期的に使用する場合、放熱が不十分であると、発光素子が長期間、高熱を発し続けるため、発光素子の信頼性が著しく低下して、適正に発光しないなどの不具合を生じるおそれがある。
【０００３】
また、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されているように、一般的に、発光素子は、外力や湿気などの外部環境から保護するために、パッケージ化される。さらに、特許文献１および特許文献２には、発光素子から発する光を効率的に前方に放射して発光効率を向上させるために、２枚の金属基板を組み合わせると共に、一方の金属基板の所定位置にカップ加工部を形成して、このカップ加工部内に発光素子を実装した照明装置が開示されている。
【０００４】
また、特願２００４−３３６１３２には、実装した発光素子から発する光を所定方向に向けて反射する反射カップ部が複数設けられたコア金属の表面に、ホーロー層（絶縁膜）が設けられたホーロー基板（発光素子実装用基板）が提案されている。コア金属の材質としては、例えば、低炭素鋼、ステンレス鋼などの鋼材が好ましく用いられている。
【特許文献１】特開２００１−３３２７６８号公報
【特許文献２】特開２００１−３３２７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特願２００４−３３６１３２に提案されているホーロー基板を製造する過程では、ホーロー層の焼結時に１０００℃近い高温処理が必要となる。そのため、コア金属の材質としては、アルミニウムやステンレスなどの低コストで加工可能であるが、従来の低炭素鋼、ステンレス鋼などの鋼材と比較して、融点が低い金属材料を用いることが困難であった。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、従来の低炭素鋼、ステンレス鋼などの鋼材と比較して、融点が低い金属材料に絶縁膜を設けた発光素子実装用基板およびその製造方法、並びに、発光素子実装用基板を備えた発光素子モジュール、この発光素子モジュールを用いた表示装置、照明装置および交通信号機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】
【０００７】
本発明の請求項１に係る発光素子実装用基板は、発光素子から発する光を所定の方向に向けて反射する反射カップ部が形成された金属基材と、この金属基材の表面を被覆する絶縁膜とを有する発光素子実装用基板であって、前記絶縁膜は、熱伝導性と放熱性とを兼ね備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係る発光素子実装用基板は、請求項１において、前記絶縁膜の厚みは１０μｍ以上、１００μｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係る発光素子実装用基板は、請求項１において、前記金属基材はアルミニウム、ステンレスを主成分とする金属材料からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に係る発光素子実装用基板は、請求項１において、前記絶縁膜は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、シリカガラスから選択される１種または２種以上からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に係る発光素子実装用基板の製造方法は、発光素子から発する光を所定の方向に向けて反射する反射カップ部が形成された金属基材と、この金属基材の表面を被覆する絶縁膜とを有する発光素子実装用基板の製造方法であって、前記絶縁膜をエアロゾルデポジション法により形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６に係る発光素子実装用基板の製造方法は、請求項５において、前記絶縁膜の原料として、エアロゾル化した微粒子を用い、前記金属基材に対して該微粒子を噴射し、該絶縁膜を形成する際に、前記金属基材の表面に対して前記微粒子が噴出する角度を０°以上、５０°以下とすることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７に係る発光素子実装用基板の製造方法は、請求項６において、前記微粒子の直径を２１μｍ以下とすることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８に係る発光素子モジュールは、請求項１ないし４に係る発光素子実装用基板と、該発光素子実装用基板の反射カップ部に実装された発光素子と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項９に係る表示装置は、請求項８に係る発光素子モジュールを有することを特徴とする。
本発明の請求項１０に係る照明装置は、請求項８に係る発光素子モジュールを有することを特徴とする。
本発明の請求項１１に係る交通信号機は、請求項８に係る発光素子モジュールを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発光素子実装用基板によれば、熱伝導性と放熱性とを兼ね備えた絶縁膜が設けられているので、従来の低炭素鋼、ステンレス鋼などの鋼材と比較して、融点が低い金属材料からなる金属基材にも絶縁膜を設けることができる。その結果として、低コストで、かつ種々の加工が可能な発光素子実装用基板、および、この発光素子実装用基板を用いた発光素子モジュールを実現することができる。
【００１７】
本発明の発光素子実装用基板の製造方法は、エアロゾルデポジション法により、熱伝導性と放熱性とを兼ね備えた絶縁膜を形成するので、従来の低炭素鋼、ステンレス鋼などの鋼材と比較して、融点が低い金属材料からなる金属基材にも絶縁膜を設けることができる。その結果として、エネルギーコストを削減することができるので、製造コストの削減も実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を実施した発光素子実装用基板およびその製造方法、並びに、発光素子実装用基板を備えた発光素子モジュール、この発光素子モジュールを用いた表示装置、照明装置および交通信号機について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る発光素子モジュールの一実施形態を示す概略断面図である。
図１中、符号１０は発光素子モジュール、１１は発光素子実装用基板、１２は金属基材、１３は絶縁膜、１４は発光素子、１５はワイヤボンド、１６は封止樹脂、１７は電極、１８は反射カップ部、をそれぞれ示している。
【００２０】
この実施形態の発光素子実装用基板１１は、反射カップ部１８が形成された金属基材１２と、この金属基材１２の表面１２ａを被覆する絶縁膜１３とから概略構成されている。
【００２１】
反射カップ部１８は、金属基材１２の表面１２ａから１２ｂ側に窪んだ凹部をなしており、発光素子１４が実装され、金属基材１２の表面１２ａと平行な面からなる底部１８ａと、この底部１８ａの周縁から上方に向けて漸次拡がるように傾斜した側面からなる側部１８ｂとから構成されている。また、反射カップ部１８の側部１８ｂの傾斜は、発光素子１４の大きさ、形状、光の発する部位などに応じて、適宜設定される。
【００２２】
また、この実施形態の発光素子モジュール１０は、発光素子実装用基板１１と、この発光素子実装用基板１１の絶縁膜１３上に複数に分割して設けられた電極１７と、反射カップ部１８の底部１８ａの中央部に配された電極１７Ａ上に実装された発光素子１４と、この発光素子１４と、電極１７Ａと離間して隣接する電極１７Ｂとを電気的に接続するワイヤボンド１５と、反射カップ部１８内に充填されて発光素子１４を封止している封止樹脂１６とから概略構成されている。
【００２３】
絶縁膜１３の厚みは１０μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。この実施形態では、絶縁膜１３の厚みを１０μｍ以上、１００μｍ以下とすることにより、優れた絶縁性能と放熱性能が得られ、亀裂のない、均一な絶縁膜１３となる。さらに、絶縁膜１３の厚みがこの範囲内であれば、下地となる金属基材１２の形状をそのまま再現することができるばかりでなく、金属基材１２に形成された反射カップ部１８の形状も絶縁膜１３にほぼ忠実に再現できる。
また、絶縁膜１３の厚みが１０μｍ未満では、金属基材１２の表面に設けられた絶縁膜１３に亀裂が発生し、金属基材１２が露出するおそれがあり、絶縁性の低下や、金属基材１２の酸化などにより、発光素子実装用基板１１の長期信頼性を損なうことがある。一方、絶縁層１３の厚みが１００μｍを超えると、金属基材１２の表面に設けられた絶縁膜１３に亀裂が発生するおそれがあり、また、絶縁膜１３を設ける際に、絶縁膜１３を形成する材料が反射カップ部１８の底部１８ａの周縁部に溜まり易く、実装スペースの減少によって底部１８ａに発光素子１４を実装できなくなるおそれがある。さらに、厚い絶縁膜によって、放熱性が悪くなり、発光素子の発光特性を損なうおそれがある。
【００２４】
絶縁膜１３は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、シリカガラスの群から選択される１種または２種以上からなるものが好ましい。
【００２５】
金属基材１２としては、特に限定されるものではないが、安価で加工し易い金属材料が好ましく、例えば、アルミニウムやステンレスなどの融点が低い金属を主成分とする金属材料が挙げられる。
また、金属基材１２の形状は、特に限定されるものではないが、発光素子モジュール１０の用途などに応じて、適宜調整される。
【００２６】
発光素子１４としては、特に限定されるものではないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）などの半導体発光素子が好適に用いられる。また、発光素子１４の発色光は、特に限定されるものではなく、青色、緑色、赤色あるいはそれ以外の発色光でもよく、さらに、窒化物系化合物半導体からなる青色発色光の半導体素子と、この青色系の光の少なくとも一部を吸収して可視波長域の光に波長変換する蛍光体（例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体など）を組み合わせた白色ＬＥＤを用いてもよい。
【００２７】
ワイヤボンド１５としては、公知のワイヤボンディング装置を用いてボンディングすることができるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、金線などが挙げられる。
【００２８】
封止樹脂１６としては、光透過率の高いエポキシ系の熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、熱硬化性のシリコン樹脂などの硬化性樹脂が挙げられる。
【００２９】
電極１７としては、厚膜銀ペーストからなるものや、反射カップ部１８の形状に応じて、銅箔をプレス成形してなるものなどが挙げられる。
これらの厚膜銀ペーストや銅箔をプレス成形してなるものを用いることにより、電極１７を、絶縁膜１３上で、かつ、金属基材１２の反射カップ１８を除く領域から、反射カップ部１８の側部１８ｂおよび底部１８ａに渡って設けることができる。
【００３０】
この実施形態の発光素子実装用基板１１によれば、熱伝導性と放熱性とを兼ね備えた絶縁膜１３が設けられているので、従来の低炭素鋼、ステンレス鋼などの鋼材と比較して、融点が低い金属材料からなる金属基材１２にも絶縁膜１３を設けることができる。その結果として、低コストかつ歩留まり良く、この発光素子実装用基板１１を用いた発光素子モジュール１０を実現することができる。
【００３１】
次に、本発明に係る発光素子実装用基板の製造に用いられるエアロゾルデポジション成膜装置の一実施形態について説明する。
図２は、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際に用いられるエアロゾルデポジション成膜装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図２中、符号２０はエアロゾルデポジション成膜装置、２１はエアロゾル発生器、２２はガスボンベ、２３はマスフローコントローラ、２４は配管、２５は容器、２６は成膜室、２７Ａは絶縁膜の原料となるエアロゾル化されていない微粒子、２７Ｂは絶縁膜の原料となるエアロゾル化された微粒子、２８は振動器、２９は配管、３０はノズル、３１は基材保持台、３２はメカニカルブースターポンプ、３３はロータリーポンプ、をそれぞれ示している。なお、図２中、符号１２は、図１に示した金属基材を示す。
【００３２】
エアロゾルデポジション成膜装置２０は、エアロゾル発生器２１と、ガスボンベ２２と、マスフローコントローラ２３と、配管２４と、容器２５と、成膜室２６と、振動器２８と、ノズル３０と、基材保持台３１と、メカニカルブースターポンプ３２と、ロータリーポンプ３３とから概略構成されている。
また、エアロゾル発生器２１は、微粒子２７Ａを収容した容器２５と、この容器２５を超音波振動、電磁振動または機械的振動により振動させて、微粒子２７Ａを一次粒子化する振動器２８とから概略構成されている。エアロゾル発生器２１における微粒子の一次粒子化により、緻密かつ均一な絶縁膜を形成することができる。
【００３３】
エアロゾル発生器２１の容器２５には、ガスボンベ２２と、ガスボンベ２２に充填されたキャリアガスの流量などを制御するマスフローコントローラ２３とが、配管２４を介して接続されている。
マスフローコントローラ２３により、キャリアガスの流量などを制御することによって、エアロゾル発生器２１の容器２５内における微粒子２７Ａの発塵量や、成膜室２６内において、ノズル３０から噴出されるエアロゾル化された微粒子２７Ｂの噴出量を制御することができる。
【００３４】
上記のキャリアガスとしては、高圧のアルゴン、ヘリウム、ネオン、窒素などの不活性ガスが用いられる。
なお、微粒子２７Ａとして、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＰｂＺｒO３−ＰｂＴｉＯ３、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０などのペロブスカイト構造を有する酸化物セラミックスを用いる場合には、キャリアガスとしては酸化性のガスを用いてもよい。酸化性のガスとしては、例えば、酸素や空気が挙げられる。
【００３５】
成膜室２６内には、微粒子２７Ｂを金属基材１２に噴射するノズル３０が配されている。このノズル３０は、配管２９を介してエアロゾル発生器２１の容器２５と接続されている。
また、ノズル３０は、成膜室２６内に設けられた基材保持台３１上に配された金属基材１２と所定の角度で対向するように配されている。
【００３６】
基材保持台３１は、この基材保持台３１上に配された金属基材１２のノズル３０に対する位置を制御するＸＹＺステージ（図示略）に連結されている。
また、成膜室２６には、この成膜室２６内の圧力を低圧にするために、耐圧ホースなどを介してメカニカルブースターポンプ３２が接続され、さらに、このメカニカルブースターポンプ３２には、耐圧ホースなどを介してロータリーポンプ３３が接続されている。
【００３７】
次に、図１および図２を参照して、本発明に係る発光素子実装用基板の製造方法および発光素子モジュールの製造方法の一実施形態について説明する。
本発明に係る発光素子実装用基板を製造するには、まず、所定の形状、大きさに加工した金属基材１２に、ドリルなどの切削工具を用いた切削加工、超硬砥石を用いた研磨加工、金属プレス成型機を用いたプレス加工などにより、反射カップ部１８を形成する。
【００３８】
次いで、エアロゾルデポジション法により、金属基材１２の表面を被覆する絶縁膜１３を形成し、発光素子実装用基板１１を得る。
エアロゾルデポジション法とは、図２に示すようなエアロゾルデポジション成膜装置２０を用い、低圧にて、金属基材１２の表面にエアロゾル化した微粒子２７Ｂを衝突させて、高熱伝導性の絶縁膜１３を形成する成膜法である。
このエアロゾルデポジション法によれば、室温に非常に近い低温でも、様々な金属基材１２上に高熱伝導性の絶縁膜１３を形成することができる。すなわち、エアロゾルデポジション法によれば、アルミニウムやステンレスなどの融点が低い金属を主成分とする金属材料からなる金属基材上にも高熱伝導性の絶縁膜を形成することができる。
【００３９】
エアロゾルデポジション成膜装置２０を用いて、エアロゾルデポジション法により、金属基材１２の表面を被覆する絶縁膜１３を形成する方法を説明する。
エアロゾル発生器２１の容器２５内に収容された微粒子２７Ａを振動器２８により振動させながら、ガスボンベ２２から、アルゴンガスなどのキャリアガスを容器２５内に供給し、微粒子２７Ａをエアロゾル化する。そして、容器２５内でエアロゾル化された微粒子２７Ｂは、ガスボンベ２２から容器２５内に供給されているキャリアガスと共に、配管２９を介して、ノズル３０から金属基材１２に向けて噴射される。これにより、ジェット流となった微粒子２７Ｂが金属基材１２上に堆積し、金属基材１２上に絶縁膜１３が形成される。
【００４０】
この実施形態では、金属基材１２上に絶縁膜１３を形成する際、基材保持台３１に連結されたＸＹＺステージにより、金属基材１２に形成された反射カップ部１８の形状に応じて、基材保持台３１に保持された金属基材１２のノズル３０に対する位置が、所定の範囲となるように制御される。
【００４１】
また、この実施形態では、金属基材１２に対してエアロゾル化した微粒子２７Ｂを噴射し、金属基材１２上に絶縁膜１３を形成する際、金属基材３１の表面に対して、ノズル３０から微粒子２７Ｂが噴出する角度を０°以上、５０°以下とすることが好ましい。
金属基材３１の表面に対して、ノズル３０から微粒子２７Ｂが噴出する角度が５０°を超えると、絶縁膜の平坦度が悪化して放熱性が悪化する。また、絶縁膜の平坦度が悪いので、金属や発光素子の実装が困難になり、信頼性が悪化する。
【００４２】
また、この実施形態では、エアロゾル発生器２１の容器２５内に収容され、絶縁膜１３の原料となるエアロゾル化されていない微粒子２７Ａの直径を２１μｍ以下とすることが好ましく、実用的には１０μｍ以上、２１μｍ以下とする。
微粒子２７Ａの直径が２１μｍを超えると、金属材料に衝突する微粒子の運動エネルギーが大きくなり、金属材料がエッチングされてしまう。
【００４３】
次いで、上述のようにして得られた発光素子実装用基板１１を用いて、発光素子モジュールを製造する。
本発明に係る発光素子モジュールを製造するには、まず、発光素子実装用基板１１の絶縁膜１３上に、所定の厚みに銀ペーストを塗布するか、または、あらかじめ反射カップ部の形状に応じて所定の形状に成形された銅箔などを配し、発光素子に電力を供給するための電極１７を設ける。
【００４４】
次いで、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）などからなる発光素子１４を、銀ペーストにより、絶縁膜１３上に設けた電極１７Ａに電気的に接続する。
次いで、金線からなるワイヤボンド１５により、発光素子１４と、電極１７Ａと離間して隣接する電極１７Ｂとを電気的に接続する。
【００４５】
次いで、反射カップ部１８内に、上部が表面張力で十分に盛り上がるまでエポキシ系の熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、熱硬化性のシリコン樹脂などの硬化性樹脂を入れ、この硬化性樹脂を硬化させて、封止樹脂１６を形成し、発光素子モジュール１０を得る。
【００４６】
この実施形態の発光素子実装用基板の製造方法および発光素子モジュールの製造方法によれば、エアロゾルデポジション法により、熱伝導性と放熱性とを兼ね備えた絶縁膜１３を形成するので、従来の低炭素鋼、ステンレス鋼などの鋼材と比較して、融点が低い金属材料からなる金属基材１２にも絶縁膜１３を設けることができる。その結果として、低コストかつ歩留まり良く、発光素子実装用基板１１を用いた発光素子モジュール１０を製造することができる。
【００４７】
また、金属基材１２に複数の反射カップ部１８を設け、発光素子実装用基板１１に複数の発光素子１４を実装した発光素子モジュール１０を作製すれば、用途に応じた発光素子モジュール１０を構成することができる。
例えば、発光素子１４として、多数の青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤを順次、またはランダムに配置することにより、ＬＥＤを用いた表示装置を構成することができる。
また、例えば、発光素子１４として、白色ＬＥＤを用い、多数の白色ＬＥＤを大型の発光素子実装用基板１１に縦横に実装することにより、大面積の平面型照明装置を構成することができる。
さらに、例えば、発光素子実装用基板１１に実装する複数の発光素子１４を同じ発色光のものとすることにより、交通信号機を構成することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００４９】
（発光素子実装用基板の作製）
厚み１．５ｍｍのアルミニウム基材を縦１０ｍｍ×横１０ｍｍの寸法に切断した後、このアルミニウム基材に、ドリルあるいは金属プレス加工により、反射カップ部を形成した。反射カップ部は、深さを０．６ｍｍ、底部の直径を２．１ｍｍ、側部の傾斜角度を４５°とした。
次いで、エアロゾルデポジション法により、アルミニウム基材の表面を被覆する絶縁膜を形成し、発光素子実装用基板を得た。絶縁膜の形成には、絶縁膜の原料としては、窒化アルミニウム微粒子を用い、キャリアガスとしては乾燥空気を用いた。
次いで、発光素子実装用基板の絶縁膜上に、所定の厚みに銀ペーストを塗布し、発光素子に電力を供給するための電極を設けた        。
次いで、青色発光素子（ＸＢ９００、Ｃｒｅｅ社製）を、銀ペーストにより、絶縁膜上に設けた電極に電気的に接続した。
次いで、金線からなるワイヤボンドにより、青色発光素子と、この青色発光素子を接続した電極と離間して隣接する電極とを電気的に接続した。
次いで、反射カップ部内に、上部が表面張力で十分に盛り上がるまでエポキシ系の熱硬化型樹脂を入れ、この熱硬化型樹脂を硬化させて、封止樹脂を形成し、発光素子モジュールを得た。
【００５０】
以下に示す実施例または比較例について、得られた発光素子モジュールの熱抵抗値、電気絶縁性、反射カップ部の底部における絶縁膜の平坦度を評価した。
【００５１】
（熱抵抗値の評価）
雰囲気温度を室温（２５℃）とし、発光素子モジュールに３５０ｍＡの電流を１時間通電した後、電流値を１０ｍＡまで急激に落として、発光素子モジュールに印加されている電圧を測定した。電圧の測定には、電圧計を用いた。
あらかじめ測定しておいた発光素子モジュールに印加されている電圧と温度との関係から、測定した電圧から換算した温度を、発光素子の温度（Ａ）とした。同時に、熱電対により、この発光素子モジュールを構成するアルミニウム基材の裏面（発光素子が実装されていない側の面）の温度（Ｂ）を測定した。
得られた発光素子の温度（Ａ）と、アルミニウム基材の裏面の温度（Ｂ）との温度差（Ａ−Ｂ）を、発光素子モジュールに投入した電力（電流×電圧）で除することにより、発光素子モジュールの熱抵抗値（℃／Ｗ）を算出した。
【００５２】
（電気絶縁性の評価）
発光素子モジュールの反射カップ部が設けられている側の面の全面に、銀ペーストを塗布し、この銀ペーストを焼成して、電気絶縁性の評価用基板を作製した。
この評価用基板の反射カップ部が設けられている側の面と、反射カップ部が設けられていない側の面に、電極を接続し、評価用基板に１０００Ｖの直流電流を通電して耐電圧試験を行い、発光素子モジュールの電気絶縁性を評価した。耐電圧試験には、あらかじめ決められた電圧を印加したときの絶縁破壊の有無を確認する方法を用いた。
この耐電圧試験において、発光素子モジュールが電気絶縁性を保った場合をＯＫ、発光素子モジュールが電気絶縁性を保てなかった場合をＮＧとした。なお、電気絶縁性が保てるか否かの判断は、ＬＥＤ駆動時に流れる電流値が１００ｍＡを超えるか否かで行った。電流値が１００ｍＡ以下の場合をＯＫとした。
【００５３】
（反射カップ部の底部における絶縁膜の平坦度の評価）
発光素子モジュールの反射カップ部の底部に形成された絶縁膜について、その中央部の１０００μｍ×１０００μｍの領域における厚みの最大値と最小値との差を測定し、反射カップ部の底部における絶縁膜の平坦度を評価した。絶縁膜の平坦度の測定には、接触式の段差計を用いた。
絶縁膜の厚みの最大値と最小値との差の絶対値が１０μｍ以下の場合をＯＫ、絶縁膜の厚みの最大値と最小値との差の絶対値が１０μｍを超える場合をＮＧとした。
また、絶縁膜の厚みの絶対値を変化させた時のＬＥＤの発光効率を表５に示す。
この発光効率は、発熱の影響を評価するために、電流印加後５分経過してから測定した。また、ＬＥＤを発光させた直後の発光効率は、２４．０〜２６．０ｌｍ／Ｗであった。このことから、絶縁膜の膜厚は、１０μｍ以下であることが放熱基板には必要であると言える。
【００５４】
（実施例１）
発光素子実装用基板の絶縁膜の厚みを１０μｍとした。
（実施例２）
発光素子実装用基板の絶縁膜の厚みを３０μｍとした。
（実施例３）
発光素子実装用基板の絶縁膜の厚みを５９μｍとした。
（実施例４）
発光素子実装用基板の絶縁膜の厚みを１００μｍとした。
【００５５】
（比較例１）
発光素子実装用基板の絶縁膜の厚みを５μｍとした。
（比較例２）
発光素子実装用基板の絶縁膜の厚みを１３５μｍとした。
【００５６】
なお、実施例１〜４、および、比較例１，２では、絶縁膜の原料として用いられる窒化アルミニウム微粒子（エアロゾル化されていない微粒子）の直径を１．１μｍとした。
上記の実施例１〜４、および、比較例１，２について、発光素子モジュールの熱抵抗値、電気絶縁性、反射カップ部の底部における絶縁膜の平坦度を評価した。
結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2007165507.tif 000003
【００５８】
表１の結果から、反射カップ部が形成された発光素子実装用基板の絶縁膜の厚みが、１０μｍ以上、１００μｍ以下であれば、発光素子モジュールは、熱抵抗値が低く、電気絶縁性および反射カップ部の底部における絶縁膜の平坦度に優れることが確認された。
【００５９】
（実施例５）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料となるエアロゾル化されていない窒化アルミニウム微粒子の直径を１．１μｍとし、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成した。
（実施例６）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料となるエアロゾル化されていない窒化アルミニウム微粒子の直径を１０μｍとし、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成した。
（実施例７）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料となるエアロゾル化されていない窒化アルミニウム微粒子の直径を２１μｍとし、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成した。
【００６０】
（比較例３）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料となるエアロゾル化されていない窒化アルミニウム微粒子の直径を２５μｍとし、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成した。
【００６１】
なお、実施例５〜７、および、比較例３では、発光素子実装用基板の絶縁膜の厚みを１００μｍとした。実施例５〜７、比較例３は、微粒子の直径を１．１〜２５μｍとして、膜厚１００μｍの絶縁膜を成膜した結果を示している。
上記の実施例５〜７、および、比較例３について、反射カップ部の底部における絶縁膜の平坦度を評価した。
結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
2007165507.tif 000004
【００６３】
表２の結果から、窒化アルミニウム微粒子の直径が２１μｍ以下であれば、発光素子モジュールは、反射カップ部の底部における絶縁膜の平坦度に優れることが確認された。
【００６４】
（実施例８）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料として、直径１．１μｍの窒化ケイ素微粒子を用い、厚み１００μｍの絶縁膜を形成した。
（実施例９）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料として、直径４．０μｍの窒化アルミニウム微粒子を用い、厚み１００μｍの絶縁膜を形成した。
（実施例１０）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料として、直径５．０μｍのダイヤモンド微粒子を用い、厚み１００μｍの絶縁膜を形成した。
【００６５】
（実施例１１）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料として、直径２．５μｍの窒化ホウ素微粒子を用い、厚み１００μｍの絶縁膜を形成した。
（実施例１２）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料として、直径１．０μｍの酸化アルミニウム微粒子を用い、厚み１００μｍの絶縁膜を形成した。
（実施例１３）
発光素子実装用基板の絶縁膜の原料として、直径２．０μｍのシリカガラス微粒子を用い、厚み１００μｍの絶縁膜を形成した。
【００６６】
上記の実施例８〜１３について、発光素子モジュールの電気絶縁性を評価した。
結果を表３に示す。
なお、参考として、各原料の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）を表３に示す。
【００６７】
【表３】
2007165507.tif 000005
【００６８】
表３の結果から、実施例８〜１３の原料を用いれば、発光素子モジュールは、電気絶縁性に優れることが確認された。
【００６９】
（実験例１）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面形状（反射カップ部の形状）に応じて、アルミニウム基材の表面に対して、窒化アルミニウム微粒子が噴出する角度を変化させた。具体的には、アルミニウム基材の表面（反射カップ部の側部や底部に対しても）と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に９０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
（実験例２）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面に対して、窒化アルミニウム微粒子が噴出する角度を一定とした。
【００７０】
なお、実験例１，２では、絶縁膜の原料として用いられる窒化アルミニウム微粒子（エアロゾル化されていない微粒子）の直径を１．１μｍとし、厚み１０μｍの絶縁膜を形成した。
上記の実験例１，２について、反射カップ部の底部における絶縁膜の平坦度を評価した。
結果を表４に示す。
【００７１】
【表４】
2007165507.tif 000006
【００７２】
表４の結果から、アルミニウム基材の表面形状に応じて、アルミニウム基材の表面に対して、窒化アルミニウム微粒子が噴出する角度を変化させて、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角を常に一定に保つことにより、平坦度に優れる絶縁膜を形成することができることが確認された。
【００７３】
（実施例１４）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に９０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
（実施例１５）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に８０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
（実施例１６）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に７０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
【００７４】
（実施例１７）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に６０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
（実施例１８）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に５０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
（実施例１９）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に４０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
【００７５】
（比較例４）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に３０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
（比較例５）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に２０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
（比較例６）
エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が常に１０°となるように、窒化アルミニウム微粒子の噴出方向を制御した。
【００７６】
なお、実験例１４〜１９、および、比較例４〜６では、絶縁膜の原料として用いられる窒化アルミニウム微粒子（エアロゾル化されていない微粒子）の直径を１．１μｍとし、厚み１０μｍの絶縁膜を形成した。
上記の実験例１４〜１９、および、比較例４〜６について、反射カップ部の底部における絶縁膜の平坦度を評価した。
結果を表５に示す。
【００７７】
【表５】
2007165507.tif 000007
【００７８】
表５の結果から、エアロゾルデポジション法により、発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際、アルミニウム基材の表面と窒化アルミニウム微粒子の噴射方向とのなす角が０°以上、５０°以下であれば、平坦度に優れる絶縁膜を形成することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係る発光素子実装用基板およびその製造方法、並びに、発光素子実装用基板を備えた発光素子モジュールは、表示装置、照明装置、交通信号機、ディスプレイのバックライトにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る発光素子モジュールの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】発光素子実装用基板の絶縁膜を形成する際に用いられるエアロゾルデポジション成膜装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０・・・発光素子モジュール、１１・・・発光素子実装用基板、１２・・・金属基材、１３・・・絶縁膜、１４・・・発光素子、１５・・・ワイヤボンド、１６・・・封止樹脂、１７・・・電極、１８・・・反射カップ部、２０・・・エアロゾルデポジション成膜装置、２１・・・エアロゾル発生器、２２・・・ガスボンベ、２３・・・マスフローコントローラ、２４・・・配管、２５・・・容器、２６・・・成膜室、２７Ａ，２７Ｂ・・・微粒子、２８・・・振動器、２９・・・配管、３０・・・ノズル、３１・・・基材保持台、３２・・・メカニカルブースターポンプ、３３・・・ロータリーポンプ。
【図１】
2007165507.tif 000008
【図２】
2007165507.tif 000009