(57)【要約】【課題】演色性の良好な光が得られ、かつ生産性も良好な発光素子搭載用基板を提供する。【解決手段】発光素子搭載用基板１０は、発光素子が搭載される搭載面１２を有する基板本体１１と、前記基板本体１１の搭載面１２上に設けられた着色ガラス層２２とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が搭載される搭載面を有する基板本体と、
前記基板本体の搭載面上に設けられた着色ガラス層と
を有することを特徴とする発光素子搭載用基板。
【請求項２】
前記着色ガラス層は着色剤を含有する請求項１記載の発光素子搭載用基板。
【請求項３】
前記着色剤は無機顔料である請求項２記載の発光素子搭載用基板。
【請求項４】
前記無機顔料はＦｅ酸化物である請求項３記載の発光素子搭載用基板。
【請求項５】
前記着色ガラス層は、前記Ｆｅ酸化物をＦｅ２Ｏ３換算で１〜１０質量％含有する請求項４記載の発光素子搭載用基板。
【請求項６】
前記着色ガラス層は赤色を有する請求項１乃至５のいずれか１項記載の発光素子搭載用基板。
【請求項７】
前記基板本体の搭載面上に反射層を有し、前記反射層を覆うように前記着色ガラス層が設けられる請求項１乃至６のいずれか１項記載の発光素子搭載用基板。
【請求項８】
前記着色ガラス層の厚みは１０〜３０μｍである請求項１乃至７のいずれか１項記載の発光素子搭載用基板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項記載の発光素子搭載用基板と、
前記発光素子搭載用基板の搭載面に搭載された発光素子と、
前記発光素子を覆うように設けられた蛍光体を有するモールド材と
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
前記発光素子として青色光を発光する発光ダイオード素子を有し、かつ前記蛍光体として青色励起によって黄色光を発光する黄色発光蛍光体を有する請求項９記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子搭載用基板および発光装置に係り、特に演色性の良好な光が得られる発光素子搭載用基板およびこれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明、各種ディスプレイ、大型液晶ＴＶのバックライト等として、発光ダイオード素子を用いた白色光を発光する発光装置が使用されている。このような発光装置として、青色光を発光する発光ダイオード素子と、青色励起によって黄色光を発光する黄色発光蛍光体とを用い、青色光と黄色光との混色により白色光を得るものが知られている。また、紫外光を発光する発光ダイオード素子と、紫外線励起によって青色光を発光する青色発光蛍光体、緑色光を発光する緑色発光蛍光体、および赤色光を発光する赤色発光蛍光体とを用い、青色光、緑色光、および赤色光の混色により白色光を得るものが知られている。さらに、青色光を発光する発光ダイオード素子、緑色光を発光する発光ダイオード素子、および赤色光を発光する発光ダイオード素子を用い、青色光、緑色光、および赤色光の混色により白色光を得るものが知られている。
【０００３】
白色光を発光する発光装置、特に照明等に用いられる発光装置には、照明対象が自然な色合いに見えるように演色性の良好な白色光を発光できること、例えば、赤色の再現性が良好な白色光を発光できることが求められる。演色性の良好な白色光を発光するものとして、例えば、紫外光を発光する発光ダイオード素子と、紫外線励起によって青色を発光する青色発光蛍光体および緑色を発光する緑色発光蛍光体とを用いるとともに、赤色光を発光する赤色発光蛍光体を用いるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、青色光を発光する発光ダイオード素子の周囲に、例えば、点状に赤色光を発光する赤色発光蛍光体を配置するとともに、これら発光ダイオード素子および赤色発光蛍光体を覆うように黄色光を発光する黄色発光蛍光体を配置することが知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、青色光を発光する発光ダイオード素子の発光面側に、黄色光を発光する黄色発光蛍光体を含有するコーティング層、および赤色光を発光する光変換用セラミック複合体を順に配置することが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−５５４９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７２６８７号公報
【特許文献３】特開２００６−１６９４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、白色光を発光する発光装置において、演色性の良好な白色光を発光させるための方法が検討されている。しかしながら、従来の方法については、構造が複雑となりやすく、必ずしも生産性に優れない。本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、演色性の良好な光が得られ、かつ生産性も良好な発光素子搭載用基板およびこれを用いた発光装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光素子搭載用基板は、発光素子が搭載される搭載面を有する基板本体と、前記基板本体の搭載面上に設けられた着色ガラス層とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の発光装置は、上記した本発明の発光素子搭載用基板と、前記発光素子搭載用基板の搭載面に搭載された発光素子と、前記発光素子を覆うように設けられた蛍光体を有するモールド材とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発光素子搭載用基板によれば、基板本体の搭載面上に着色ガラス層を設けることで、発光素子を搭載して発光装置としたとき、演色性の良好な光を発光できる。また、本発明の発光装置によれば、上記発光素子搭載用基板を用いることで、演色性の良好な光を発光できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】発光素子搭載用基板の一実施形態を示す素子搭載側の平面図。
【図２】図１に示す発光素子搭載用基板の裏面側の平面図。
【図３】図１に示す発光素子搭載用基板のＡ−Ａ線断面図。
【図４】発光装置の一実施形態を示す断面図。
【図５】反射層を有しない発光素子搭載用基板の実施形態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の発光素子搭載用基板および発光装置の実施形態について説明する。
実施形態の発光素子搭載用基板は、発光素子が搭載される搭載面を有する基板本体と、該基板本体の搭載面上の少なくとも一部に設けられた着色ガラス層とを有することを特徴とする。また、実施形態の発光装置は、該発光素子搭載用基板と、該発光素子搭載用基板の搭載面に搭載された発光素子と、該発光素子を覆うように設けられた蛍光体を有するモールド材とを有することを特徴とする。
【００１２】
一般に、発光装置では、発光素子や蛍光体から放射された光の一部が該発光素子の搭載される搭載面等に入射し、反射されて、発光面側へと再出射される。実施形態の発光素子搭載用基板によれば、基板本体の発光素子が搭載される搭載面に着色ガラス層を設けることで、発光素子を搭載して発光させたとき、着色ガラス層によって該着色ガラス層の色調（着色の色調）と同様の色成分を他の色成分に比べて多く反射できる。従って、演色性の向上に必要とされる色成分と同様の色調、具体的には色再現性の向上に必要とされる色成分と同様の色調に着色ガラス層の色調（着色の色調）を調整することで、演色性の向上に必要とされる色成分を相対的に増加させ、演色性が向上された光を発光できる。
【００１３】
例えば、発光素子として青色光を発光する発光ダイオード素子を用い、蛍光体として青色励起によって黄色光を発光する黄色発光蛍光体を用いた発光装置の場合、赤色成分が十分でないことから、必ずしも演色性の良好な光を発光できず、特に赤色の再現性が良好な光を発光できない。この場合、赤色を有する着色ガラス層を設けることで、赤色成分が他色成分に比べて多く反射されて増量されることから、演色性の良好な光を発光でき、特に赤色の再現性が良好な光を発光できる。
【００１４】
また、着色ガラス層は、ガラスと着色剤とから構成でき、例えば、ガラス層用ガラス粉末と着色剤とを含むガラス層用組成物を焼成して形成できる。このため、基板本体がガラスセラミックス基板のように低温焼成されるものである場合には基板本体の焼成と同時に焼成して形成でき、その他のセラミックス基板等の場合にも焼成により容易に形成できる。特に、従来、基板本体の表面に発光効率等を向上させるために銀等からなる反射層を設けるとともに、該反射層の酸化や硫化を防止するために該反射層上にガラス材料からなる無色のオーバーコート層を設けた構造の発光素子搭載用基板があるが、このような発光素子搭載用基板においてはオーバーコート層の代わりに着色ガラス層を形成すればよく、製造装置や製造工程を大幅に変更する必要がないことから容易に製造できる。
【００１５】
図１、２は、発光素子搭載用基板の一実施形態を示す平面図であり、図１は発光素子が搭載される主面側（素子搭載側）を示し、図２はこの主面側に対して反対側となる主面側（裏面側）を示す。また、図３は、図１に示す発光素子搭載用基板のＡ−Ａ線断面図である。さらに、図４は、発光素子搭載用基板を用いた発光装置の一実施形態を示す断面図である。なお、図５は、発光素子搭載用基板の他の実施形態を示す断面図であり、反射層を有しない発光素子搭載用基板の実施形態を示す断面図である。
【００１６】
発光素子搭載用基板１０は、図１に示すように一方の主面側が発光ダイオード素子のような発光素子３１が搭載される素子搭載側とされ、図２に示すように他方の主面側が外部回路との電気的接続等に利用される裏面側とされる。なお、この発光素子搭載用基板１０は、例えば、搭載面１１における中央部の開口部とその外周部の開口部との間に６個の発光素子３１が搭載されるものである。
【００１７】
発光素子搭載用基板１０は、例えば、図３に示すように、この発光素子搭載用基板１０を主として構成する略板状の基板本体１１を有する。基板本体１１は、一方の主面側である素子搭載側に発光素子３１が搭載される搭載面１２を有する。基板本体１１は、例えば、３層構造を有するものであり、素子搭載側とは反対側となる裏面側から順に、第１の本体部１４、第２の本体部１５、および第３の本体部１６を有する。第３の本体部１６は枠状形状を有しており、この第３の本体部１６の枠状部分の内部に露出した第２の本体部１５の表面が基板本体１１の搭載面１２となる。
【００１８】
第１の本体部１４と第２の本体部１５との間には、発光素子３１と電気的に接続される接続端子１７が所定のパターンに設けられる。第２の本体部１５には、中央部に１個の開口部が設けられるとともに、この中央部の開口部の外周側に左右対称となるように左右のそれぞれに１個ずつ、計２個の円形状の開口部が設けられる。接続端子１７は、これらの開口部から露出するようなパターンに形成され、露出部分で発光素子３１と電気的に接続される。
【００１９】
なお、発光素子３１は、例えば、図４に示すように、中央部の開口部とその外周側のそれぞれの開口部との間に配置され、図示しない一方の電極が中央部の開口部に露出する接続端子１７に電気的に接続され、図示しない他方の電極が外周側の開口部に露出する接続端子１７に電気的に接続される。
【００２０】
基板本体１１の裏面側には、外部回路と電気的に接続される外部電極端子１８が設けられる。接続端子１７と外部電極端子１８とは、基板本体１１の内部に設けられた貫通導体によって電気的に接続される。
【００２１】
基板本体１１は、後述する着色ガラス層２２となるガラスペーストを同時に焼成して形成できるもの、または着色ガラス層２２となるガラスペーストを塗布して焼成したときに変形しないものが好ましく、無機材料が好ましく用いられる。無機材料としては、熱伝導性、放熱性、強度、および製造コスト等の点で優れることから、アルミナセラミックス、窒化アルミニウムセラミックス、ガラスセラミックス等が好適なものとして挙げられ、特に焼成温度が低く、着色ガラス層２２となるガラスペーストを同時に焼成して形成できることからガラスセラミックスが好適なものとして挙げられる。なお、無機材料としては、金属材料であってもよい。金属材料からなる基板本体１１としては、リードフレームが好適なものとして挙げられる。
【００２２】
基板本体１１の搭載面１２には、例えば、発光装置３０としたときの発光素子３１や蛍光体からの光を反射させるための反射層２１を設けても有効である（図３）。反射層２１は、例えば、搭載面１２のほぼ全体、すなわち第２の本体部１５の開口部とその周辺部を除いた表面のほぼ全体に設けられる。
【００２３】
反射層２１は、例えば、銀、銀パラジウム合金、または銀白金合金から構成される。反射層２１は、例えば、上記金属材料からなる金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを、スクリーン印刷等の方法により基板本体１１上に印刷し、焼成して形成できる。反射層２１を構成する金属材料は高反射率を有するものが好ましく、特に銀が好ましく用いられる。
【００２４】
着色ガラス層２２は、発光装置３０としたときに演色性の良好な光、特に色再現性が向上された光を得るために設けられ、反射層２１の全体を覆うように設けられる。すなわち、着色ガラス層２２についても、基本的に搭載面１２のほぼ全体、具体的には第２の本体部１５の開口部とその周辺部を除いたほぼ全体に設けられる。なお、着色ガラス層２２は、反射層２１への気体または液体の侵入を抑制し、反射層２１の酸化や硫化を防止する機能も有する。
【００２５】
着色ガラス層２２の色調（着色の色調）は、発光装置３０としたときに演色性の良好な光を発光できれば特に制限されず、発光装置３０の構成に応じて、すなわち不足する色成分に応じて、例えば、青色、緑色、黄色、赤色等の色調にできる。これらの中でも、特に赤色の色調が好ましい。例えば、発光装置３０として、発光素子３１に青色光を発光する発光ダイオード素子を用い、蛍光体に青色励起によって黄色光を発光する黄色発光蛍光体を用いた場合、赤色成分が十分でないことから、必ずしも演色性の良好な光を発光できず、特に赤色の再現性が良好な光を発光できない。着色ガラス層２２の色調を赤色とすることで、赤色成分を増量し、演色性の良好な光を発光でき、特に赤色の再現性が良好な光を発光できる。
【００２６】
上記した赤色の着色ガラス層２２の色調（反射色調）としては、ＣＩＥ（国際照明委員会）ＸＹＺ表色系に規定される色度でｘ＝０．６５〜０．７４、ｙ＝０．２０〜０．２７の範囲内にあるものが好ましく、ｘ＝０．７０〜０．７３、ｙ＝０．２５〜０．２６の範囲内にあるものがより好ましい。
【００２７】
また、上記した赤色の着色ガラス層２２としては、５８０ｎｍ以下の波長の反射率が１０％以下、かつ６８０ｎｍ以上の波長の反射率が２０％以上であるものが好ましく、６３０ｎｍ以下の波長の反射率が１５％以下、かつ７００ｎｍ以上の波長の反射率が２５％以上であるものがより好ましい。なお、反射率の測定は、通常の反射スペクトルの測定方法に準じて行うことができる。
【００２８】
着色ガラス層２２は、基板本体１１の搭載面１２の面積に対する着色ガラス層２２の面積の割合（着色ガラス層２２の面積／搭載面１２の面積）が０．５以上となるように設けられることが好ましい。ここで、図１に示すような枠状形状の第３の本体部１６を有する場合、搭載面１２の面積は、この第３の本体部１６の枠状部分の内部に露出する第２の本体部１５の表面のうち開口部を除いた表面の面積とする。上記面積の割合が０．５以上となるように設けることで、発光される光の演色性を効果的に向上できる。上記面積の割合は、０．６以上がより好ましく、０．７以上がさらに好ましく、０．８以上が特に好ましい。
【００２９】
また、着色ガラス層２２の厚みは、１０μｍ以上が好ましい。着色ガラス層２２の厚みを１０μｍ以上とすることで、発光される光の演色性を効果的に向上できる。着色ガラス層２２の厚みは、１５μｍ以上がより好ましく、１７μｍ以上がさらに好ましい。また、着色ガラス層２２が過度に厚いと生産性等が低下することから、３０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以下がより好ましく、２３μｍ以下がさらに好ましい。
【００３０】
さらに、着色ガラス層２２の熱伝導率は、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上が好ましい。着色ガラス層２２の熱伝導率が０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であると、発光素子３１の熱が十分に放散されず、十分な発光輝度を得られなくなる。
【００３１】
着色ガラス層２２は、例えば、ガラスと着色剤とから構成される。
着色ガラス層２２を構成するガラスとしては、例えば、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系ガラスやＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ系ガラス等のホウケイ酸ガラスが挙げられる（ＲＯはアルカリ土類金属酸化物である。）。上記ガラスは、反射層２１、特に銀反射層と同時に焼成した場合でも、反射層２１を変形させることなく、緻密な焼結体を得られるものが好ましい。
【００３２】
なお、着色ガラス層２２を構成するガラスは、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３およびＲＯの他、Ａｌ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ（アルカリ金属酸化物）の成分を含有できるが、鉛酸化物は含有しないことが好ましい。また、着色ガラス層２２を構成するガラスは、上記組成を有するものに限定されず、これとは異なる組成系ガラスとすることもできる。
【００３３】
着色ガラス層２２を構成する他の組成系ガラスとしては、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ２Ｏ系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｒ２Ｏ系ガラスが挙げられる。
【００３４】
上記した組成系ガラスの軟化点（Ｔｓ）は９００℃以下が好ましい。ガラスの軟化点（Ｔｓ）が９００℃を超える場合、焼成により緻密な焼結体を得るためには焼成温度を９００℃以上とする必要がある。しかし、反射層２１が銀反射層等の場合、同時に焼成すると反射層２１が変形するおそれがある。軟化点（Ｔｓ）が９００℃以下のガラスとすることにより、反射層２１の変形を抑制し、反射層２１と着色ガラス層２２とを同時に焼成できる。
【００３５】
着色剤は、着色ガラス層２２を有効に着色でき、かつ焼成により着色ガラス層２２を形成できるものであれば特に制限されないが、焼成により着色ガラス層２２を形成できることから無機顔料が好ましい。無機顔料としては、金属酸化物、特に遷移金属酸化物が挙げられ、例えば、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｚｒ等の酸化物、具体的には、Ｃｏ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２等が挙げられる。
【００３６】
Ｃｏ２Ｏ３の場合、青色の色調が得られ、ＮｉＯの場合、黄土色の色調が得られ、Ｆｅ２Ｏ３の場合、赤ないし赤褐色の色調が得られ、ＭｏＯ３の場合、乳白色の色調が得られ、ＳｎＯ２の場合、ピンク色の色調が得られ、ＺｒＯ２の場合、白色の色調が得られる。そして、これらの着色剤を組み合わせることで、様々な色調の着色ガラス層２２が得られる。また、着色剤としては、上記したもの以外にも、例えば、Ａｇ、Ａｕ等の金属をコロイド化したものであってもよい。
【００３７】
着色剤としては、赤色を有するＦｅ酸化物が好ましく、特にＦｅ２Ｏ３が好ましい。Ｆｅ２Ｏ３は、弁柄（ベンガラ）の主要発色成分でもあり、工業的に入手しやすく、また発光装置３０としたときに演色性の良好な光を発光できる。特に、発光装置３０として、発光素子３１に青色光を発光する発光ダイオード素子を用い、蛍光体に青色励起によって黄色光を発光する黄色発光蛍光体を用いた場合、赤色成分が十分でないことから、必ずしも演色性の良好な光を発光できないが、着色剤としてＦｅ２Ｏ３を使用することで、着色ガラス層２２の色調を赤ないし赤褐色にでき、演色性の良好な光を発光できる。
【００３８】
着色ガラス層２２における着色剤の割合、すなわちガラスと着色剤とにおける着色剤の割合は、着色剤の種類によっても異なるが、１質量％以上が好ましい。着色剤の割合を１質量％以上とすることで、着色ガラス層２２を効果的に着色でき、発光装置３０としたときに演色性の良好な光を発光できる。着色剤の割合は、２質量％以上が好ましく、３質量％以上が好ましい。また、着色剤の割合が過度に多くなると、焼成による着色ガラス層２２の形成が困難となるおそれがあることから、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましく、５質量％以下が特に好ましい。なお、着色剤を複数併用する場合、着色剤の合計した割合が上記範囲内となることが好ましい。
【００３９】
特に、着色ガラス層２２におけるＦｅ酸化物の含有量の割合がＦｅ２Ｏ３換算で１〜１０質量％が好ましい。このようにすることで、着色ガラス層２２を効果的に着色でき、発光装置３０としたときに演色性の良好な光を発光でき、かつ焼成による着色ガラス層２２の形成も容易となる。
【００４０】
着色剤は、５０％粒径（Ｄ５０）が２〜２０μｍであることが好ましい。着色剤の５０％粒径が２μｍ以上の場合、分散性が良好となるために均一な着色が得られる。また、着色剤の５０％粒径が２０μｍ以下の場合、局所的な着色が抑制されて均一な着色が得られる。着色剤の５０％粒径は、５μｍ以上がより好ましく、８μｍ以上がさらに好ましい。また、着色剤の５０％粒径は、１５μｍ以下がより好ましく、１３μｍ以上がさらに好ましい。なお、本明細書において、５０％粒径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定したものをいう。
【００４１】
着色ガラス層２２には、発光素子３１等から着色ガラス層２２に入射する光を拡散させるために、セラミックスフィラーを含有させることができる。セラミックスフィラーとしては、公知のセラミックスフィラーを特に制限なく使用でき、例えば、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、チタニア粉末、またはこれらの混合物を好適に使用できる。
【００４２】
セラミックスフィラーの５０％粒径（Ｄ５０）は、例えば、発光素子３１から放射される光の波長をλとしたとき、λ／１０〜１０λが好ましい。λ／１０未満であると、入射光の大半がセラミックスフィラーで反射せず着色ガラス層を透過する割合が増加し、十分に分散させることができない。一方、１０λを超えると、セラミックスフィラーに到達した光がセラミックスフィラーとガラスとの界面で反射して散乱する割合が低下し、入射光を十分に分散させることができない。
【００４３】
着色ガラス層２２は、ガラス層用ガラス粉末と着色剤とを含む混合物であるガラス層用組成物を焼成して形成できる。なお、着色ガラス層２２は、基板本体１１の焼成と同時に焼成して形成してもよいし、基板本体１１を焼成等により製造した後、さらに焼成により形成してもよく、形成時期は特に制限されない。
【００４４】
ガラス層用ガラス粉末は、上記ガラス組成を有するガラスを溶融法によって製造し、乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕することにより得ることができる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水を用いることが好ましい。粉砕は、例えば、ロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて行うことができる。
【００４５】
ガラス層用ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５〜４μｍが好ましい。ガラス層用ガラス粉末の５０％粒径が０．５μｍ未満の場合、ガラス層用ガラス粉末が凝集しやすく、取り扱いが困難となるとともに、粉末化に要する時間が長くなりすぎるおそれもある。一方、ガラス層用ガラス粉末の５０％粒径が４μｍを超える場合、ガラス軟化温度の上昇や焼結不足が発生するおそれがある。粒径の調整は、例えば、粉砕後に必要に応じて分級により調整できる。
【００４６】
また、ガラス層用ガラス粉末の最大粒径は２０μｍ以下が好ましい。最大粒径が２０μｍを超えると、ガラス層用ガラス粉末の焼結性が低下し、焼結体中に未溶解成分が残留して、着色ガラス層２２の反射性を低下させるおそれがある。ガラス層用ガラス粉末の最大粒径は、より好ましくは１０μｍ以下である。
【００４７】
このようなガラス層用ガラス粉末と着色剤とを配合および混合し、必要に応じてセラミックスフィラーを配合および混合することで、着色ガラス用組成物を調製できる。この着色ガラス用組成物にバインダーを加えてガラスペーストを調製し、これを塗布し、焼成することで着色ガラス層２２を形成できる。
【００４８】
着色ガラス層２２は、例えば、未焼成の基板本体１１の搭載面１２にガラスペーストを塗布し、未焼成の基板本体１１の焼成と同時にガラスペーストを焼成して形成する（図５）。なお、未焼成の基板本体１１の搭載面１２には未焼成の反射層２１が形成されていてもよく、この場合には未焼成の反射層２１を覆うようにガラスペーストを塗布し、未焼成の基板本体１１および反射層２１の焼成と同時にガラスペーストを焼成して形成する（図３）。
【００４９】
着色ガラス層２２は、必ずしも基板本体１１や反射層２１の焼成と同時に焼成して形成する必要はなく、例えば、基板本体１１が、ガラスセラミックス以外、具体的には、アルミナセラミックス、窒化アルミニウムセラミックス等の高温焼成により得られるセラミックスからなる場合、基板本体１１の焼成後、基板本体１１の搭載面１２にガラスペーストを塗布し、焼成して着色ガラス層２２を形成してもよい。また、基板本体１１がリードフレーム等の場合についても、基板本体１１であるリードフレーム等の搭載面１２にガラスペーストを塗布し、焼成して着色ガラス層２２を形成してもよい。
【００５０】
発光装置３０は、図４に示すように発光素子搭載用基板１０に発光ダイオード素子のような発光素子３１が搭載されたものである。発光素子３１は、例えば、搭載面１１における中央部の開口部とその外周部の開口部との間に計６個が配置され、それぞれが着色ガラス層２２に接着剤を用いて固定される。発光素子３１の図示しない１対の電極は、それぞれボンディングワイヤ３２によって接続端子１７に電気的に接続される。発光素子３１としては、例えば、３６０〜４７０ｎｍの範囲内に発光ピーク波長を有する発光ダイオード素子、特に４３０〜４７０ｎｍの範囲内に発光ピーク波長を有するＩｎＧａＮ系発光ダイオード素子が挙げられる。
【００５１】
搭載面１１上には、発光素子３１およびボンディングワイヤ３２を覆うようにモールド材３３が設けられる。モールド材３３としては、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂が用いられ、これらの中でも耐光性および耐熱性に優れることからシリコーン樹脂が好適に用いられる。モールド材３３に蛍光体を分散させることにより、発光装置３０として得られる光を所望の発光色に適宜調整できる。なお、蛍光体は、必ずしもモールド材３３に分散させる必要はなく、例えば、モールド材３３の上に蛍光体層を設けるようにしてもよい。
【００５２】
発光素子３１と蛍光体とを併用することで、発光素子３１から放射された光によって蛍光体が励起されて可視光を発光し、発光素子３１から放射される光と蛍光体から放射される可視光との混色により、所望の発光色を得ることができる。また、蛍光体から放射される可視光同士が混色したりすることでも、所望の発光色を得ることができる。蛍光体の種類は特に限定されるものではなく、発光素子から放射される光の種類や目的とする発光色に応じて適宜選択できる。
【００５３】
発光装置３０によれば、基板本体１１の発光素子３１が搭載される搭載面１２に着色ガラス層２２を有することから、発光素子３１を発光させたとき、着色ガラス層２２によって該着色ガラス層２２の色調（着色の色調）と同様の色成分を他の色成分に比べて多く反射できる。従って、演色性の向上に必要とされる色成分と同様の色調、具体的には色再現性の向上に必要とされる色成分と同様の色調に着色ガラス層の色調（着色の色調）を調整することで、演色性の向上に必要とされる色成分を増加させ、演色性が向上された光を発光できる。
【００５４】
発光装置３０としては、例えば、発光素子３１として４３０〜４７０ｎｍの範囲内に発光ピーク波長を有する青色光を発光する発光ダイオード素子を用い、モールド材３３に混合および分散させる蛍光体として青色励起によって黄色光を発光する黄色発光蛍光体を用い、白色光を発光させるものが挙げられる。この場合、着色ガラス層２２は、Ｆｅ２Ｏ３等のＦｅ酸化物を含有するものであって、赤色の色調が好ましい。このような色調の着色ガラス層２２とすることで、赤色成分を増量して演色性を良好にでき、特に赤色の再現性を良好にできる。
【００５５】
発光装置３０の平均演色評価数Ｒａは、８０以上が好ましく、８５以上がより好ましく、９０以上が特に好ましい。また、発光装置３０の特殊演色評価数Ｒ９は、７０以上が好ましく、７５以上がより好ましい。なお、平均演色評価数Ｒａ、特殊演色評価数Ｒ９は、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２６（光源の演色性評価方法）に準じて測定される。
【００５６】
発光装置３０は、例えば、携帯電話や大型液晶ディスプレイ等のバックライト、自動車用あるいは装飾用の照明、その他の光源として好適に使用できる。特に、発光装置３０は演色性に優れることから、商品等のディスプレイ用途の照明として好適に使用できる。
【００５７】
次に、発光素子搭載用基板１０の製造方法について説明する。
以下では、基板本体１１がガラスセラミックスからなる場合について説明する。
【００５８】
まず、グリーンシートを形成する。グリーンシートは、例えば、基板本体用ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、溶剤等を添加してスラリーを調整し、これをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させて製造する。グリーンシートとしては、例えば、第１の本体部１４、第２の本体部１５、および第３の本体部１６となる３枚のグリーンシートを製造する。
【００５９】
基板本体用ガラス粉末は、必ずしも限定されないが、ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０〜７００℃のものが好ましい。ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃未満の場合、後述する脱脂が困難となるおそれがある。一方、ガラス転移点（Ｔｇ）が７００℃を超える場合、収縮開始温度が高くなり、寸法精度が低下するおそれがある。
【００６０】
このような基板本体用ガラス粉末としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｋ２ＯとＮａ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも一方を含有するものが好ましい。
【００６１】
基板本体用ガラス粉末は、上記したようなガラス組成を有するガラスを溶融法によって製造し、乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕することにより得ることができる。
湿式粉砕法の場合には、溶媒として水を用いることが好ましい。粉砕は、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて行うことができる。
【００６２】
なお、基板本体用ガラス粉末は、必ずしも上記成分のみからなるものに限定されず、ガラス転移点等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有できる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は１０ｍｏｌ％以下が好ましい。
【００６３】
基板本体用ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５〜２μｍが好ましい。基板本体用ガラス粉末の５０％粒径が０．５μｍ未満の場合、ガラス粉末が凝集しやすく、取り扱いが困難となると共に、均一に分散させることが困難となる。一方、ガラス粉末の５０％粒径が２μｍを超える場合、ガラス軟化温度の上昇や焼結不足が発生するおそれがある。粒径の調整は、例えば、粉砕後に必要に応じて分級により調整できる。
【００６４】
セラミックスフィラーとしては、ガラスセラミックス基板の製造に用いられる公知のセラミックスフィラーを特に制限なく使用でき、例えば、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、またはアルミナ粉末とジルコニア粉末との混合物を好適に使用できる。セラミックスフィラーの５０％粒径（Ｄ５０）は、例えば０．５〜４μｍが好ましい。
【００６５】
基板本体用ガラス粉末とセラミックスフィラーとを、例えば、基板本体用ガラス粉末が３０〜５０質量％、セラミックスフィラーが５０〜７０質量％となるように配合、混合することで基板本体用組成物とする。この基板本体用組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、溶剤等を添加することによりスラリーとする。このスラリーをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させてグリーンシートを製造する。
【００６６】
バインダーとしては、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂等を使用できる。可塑剤としては、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等を使用できる。また、溶剤としては、トルエン、キシレン、ブタノール等の芳香族系またはアルコール系の有機溶剤を使用できる。さらに、分散剤やレベリング剤も使用できる。
【００６７】
グリーンシートは、打ち抜き型あるいはパンチングマシーンを使用して所定の寸法角に切断し、同時に所定位置に開口部および層間接続用のビアホールを打ち抜き形成する。層間接続用のビアホール内には、スクリーン印刷等の方法により金属ペーストを充填し、貫通導体となる未焼成の導体部を形成する。また、表面には、必要に応じて金属ペーストをスクリーン印刷等の方法により印刷し、接続端子１７、外部電極端子１８、および反射層２１となる未焼成の導体部を形成する。金属ペーストとしては、例えば、銅、銀、金等を主成分とする金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものが用いられる。
【００６８】
また、グリーンシートの表面、特に搭載面１１となる部分の表面には、必要に応じて着色ガラス層２２となるガラスペーストを塗布する。ガラスペーストは、例えば、上記したようにガラス層用ガラス粉末および着色剤を含有する着色ガラス用組成物からなるものである。なお、グリーンシートの表面にガラスペーストを塗布しない場合、基板本体１１の焼成後にガラスペーストを塗布して着色ガラス層２２を形成する。
【００６９】
未焼成の導体部が形成されたグリーンシートは、例えば、位置合わせしつつ重ね合わせ、加熱および加圧して一体化した後、５００〜６００℃の温度で１〜１０時間保持し、グリーンシートに含まれる樹脂等のバインダーを分解・除去する脱脂を行う。その後、８５０〜９００℃の温度で２０〜６０分間保持し、グリーンシートを構成する基板本体用組成物を焼成して基板本体１１を製造する。この焼成により、未焼成の導体部も同時に焼成され、接続端子１７、外部電極端子１８、貫通導体、および反射層２１が形成される。また、着色ガラス層２２となるガラスペーストが塗布されている場合、ガラスペーストが焼成されて着色ガラス層２２が形成される。
【００７０】
脱脂温度が５００℃未満または脱脂時間が１時間未満の場合、バインダー等を十分に除去できないおそれがある。一方、脱脂温度は６００℃程度、脱脂時間は１０時間程度とすれば、十分にバインダー等を除去でき、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。
【００７１】
また、焼成温度が８５０℃未満、焼成時間が２０分未満の場合、緻密なものが得られないおそれがある。一方、焼成温度は９００℃程度、焼成時間は６０分程度とすれば、十分に緻密なものが得られ、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。
焼成温度は、８６０〜８８０℃がより好ましい。反射層２１の形成に、銀を主成分とする金属粉末を含有する金属ペーストを用いた場合、焼成温度が８８０℃を超えると、金属ペーストが過度に軟化して所定の形状を維持できなくなるおそれがある。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明について実施例を参照してさらに詳細に説明する。
【００７３】
（実施例１）
図１〜４に示す構造の発光素子搭載用基板および発光装置を製造した。
【００７４】
まず、ガラス層用ガラス粉末（旭硝子社製、商品名：ＡＳＦ１０２Ｙ）をアルミナ製ボールミルにより２０時間粉砕して調製した。なお、粉砕の溶媒にはエチルアルコールを用いた。
【００７５】
このガラス層用ガラス粉末の平均粒径Ｄ５０をレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（島津製作所社製、商品名：ＳＡＬＤ２１００）を用いて測定したところ、平均粒径Ｄ５０は２．５μｍであった。また、ガラス層用ガラス粉末の軟化点（Ｔｓ）を、示差熱分析装置（ブルカーＡＸＳ社製、商品名：ＴＧ−ＤＴＡ２０００）を用いて昇温速度１０℃／分の条件で１０００℃まで昇温して測定したところ、軟化点（Ｔｓ）は、７７５℃であった。
【００７６】
このガラス層用ガラス粉末１００質量部に、着色剤として平均粒径Ｄ５０が１０μｍであるベンガラ（Ｆｅ２Ｏ３）を５質量部の割合となるように添加し、混合して、ガラス層用組成物とした。さらに、ガラス層用組成物が６０質量％、樹脂成分が４０質量％の割合となるように配合し、磁器乳鉢中で１時間混練を行い、さらに三本ロールにて３回分散を行ってガラスペーストを作製した。なお、樹脂成分は、エチルセルロースとαテレピネオールとを質量比８５：１５の割合で調合し分散したものを使用した。
【００７７】
別途、基板本体用ガラス粉末（旭硝子社製、商品名：ＡＳＦ１８６０）をアルミナ製ボールミルにより４０時間粉砕して調製した。なお、粉砕の溶媒にはエチルアルコールを用いた。
【００７８】
この基板本体用ガラス粉末が４０質量％、アルミナフィラー（昭和電工社製、商品名：ＡＬ−４５Ｈ）が６０質量％となるように配合し、混合することにより基板本体用ガラスセラミックス組成物を製造した。このガラス基板本体用セラミックス組成物５０ｇに、有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）１５ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）２．５ｇ、バインダーとしてのポリビニルブチラール（デンカ社製、商品名：ＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、さらに分散剤（ビックケミー社製、商品名：ＢＹＫ１８０）を配合し、混合してスラリーを調製した。このスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させ、第１〜第３の本体部となる複数のグリーンシートを製造した。
【００７９】
一方、導電性粉末である銀粉末（大研化学工業社製、商品名：Ｓ５５０）、ビヒクルとしてのエチルセルロースを質量比８５：１５の割合で配合し、固形分が８５質量％となるように溶剤としてのαテレピネオールに分散した後、磁器乳鉢中で１時間混練を行い、さらに三本ロールにて３回分散を行って金属ペーストを製造した。
【００８０】
第１の本体部となるグリーンシートには、貫通導体が形成される部分に孔空け機を用いて貫通孔を形成し、スクリーン印刷法により金属ペーストを充填して未焼成の貫通導体を形成し、またスクリーン印刷法により金属ペーストを印刷して未焼成の接続端子および外部電極端子を形成した。また、第２の本体部となるグリーンシートには、孔空け機を用いて所定の配置となるように開口部を形成した。さらに、第３の本体部となるグリーンシートは、内側部分を打ち抜いて枠状に加工した。このようなグリーンシートを積層し、熱圧着して一体化した。
【００８１】
この一体化されたグリーンシートの搭載面となる部分の略全体に銀ペーストをスクリーン印刷法によって塗布し、未焼成の反射層（銀反射層）を形成した。なお、銀ペーストは、銀粉末（大研化学工業社製、商品名：Ｓ４００−２）、ビヒクルとしてのエチルセルロースを質量比８５：１５の割合で配合し、固形分が８５質量％となるように溶剤としてのαテレピネオールに分散した後、磁器乳鉢中で１時間混練を行い、さらに三本ロールにて３回分散を行って調製した。さらに、未焼成の反射層の全体を覆うように上記ガラスペーストを塗布し、未焼成の着色ガラス層を形成した。これにより未焼成の発光素子搭載用基板を製造した。
【００８２】
この未焼成の発光素子搭載用基板を、５５０℃で５時間保持して脱脂を行い、さらに８７０℃で３０分間保持して焼成を行って、搭載面に着色ガラス層を有する発光素子搭載用基板を製造した。
【００８３】
なお、発光素子搭載用基板は、縦５ｍｍ×横５ｍｍの大きさとし、搭載面の直径は４．４０ｍｍ、搭載面（第２の本体部）の中央部の開口部の直径は１．１１ｍｍ、外周部の開口部の直径は０．５０ｍｍとした。また、第１の本体部の厚みは０．４０ｍｍ、第２の本体部の厚みは０．１０ｍｍ、第３の本体部の厚みは０．５０ｍｍとした。
【００８４】
着色ガラス層は、搭載面における縦３．８８ｍｍ×横３．８８ｍｍの範囲（中央部および外周部の各開口部とその外周部を除く）に、２０μｍの厚みで形成した。なお、反射層は、着色ガラス層よりも僅かに小さい形状で形成した。着色ガラス層の色調（反射色調）は赤色であり、ＣＩＥ（国際照明委員会）ＸＹＺ表色系に規定される色度でｘ＝０．７２８、ｙ＝０．２５８であった。また、着色ガラス層２２は、６３０ｎｍ以下の波長の反射率が１５％以下、かつ７００ｎｍ以上の波長の反射率が２５％以上であった。
【００８５】
この発光素子搭載用基板の所定の位置に発光ピーク波長が４５０ｎｍのＩｎＧａＮ系ＬＥＤチップをシリコーン樹脂でボンディングし、ＡｕワイヤでＬＥＤチップの電極と発光素子搭載用基板の接続端子とを電気的に接続した。別途、シリコーン樹脂８．８ｇ、ＹＡＧ：Ｃｅ黄色蛍光体０．８４ｇ、およびＣａＡｌＳｉＮ３赤色蛍光体０．６６ｇの割合で混合してモールド材とした。このモールド材を発光素子搭載用基板の搭載面上に充填し、１５０℃で２時間加熱し、モールド材を硬化させて発光装置を製造した。
【００８６】
（比較例１）
着色剤であるベンガラ（Ｆｅ２Ｏ３）を添加せずに調製したガラスペーストを用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子搭載用基板および発光装置を製造した。なお、この発光素子搭載用基板は、反射層（銀反射層）上に無色のガラス層を有するものである。反射層の反射率は４００〜７６０ｎｍの可視光域で９０％以上であった。
【００８７】
次に、実施例および比較例の発光装置に３５０ｍＡの電流を投入して発光させて、平均演色評価数Ｒａおよび特殊演色評価数Ｒ９〜Ｒ１４をＪＩＳ  Ｚ  ８７２６（光源の演色性評価方法）に準じて測定した。結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
2013254820.tif 000003
【００８９】
表１から明らかなように、搭載面に着色ガラス層を設けた実施例の発光装置によれば、搭載面に無着色のガラス層を設けた比較例の発光装置に比べて、平均演色評価数Ｒａが向上しており、特に特殊演色評価数Ｒ９が大幅に向上していることが認められた。
【符号の説明】
【００９０】
１０…発光素子搭載用基板、１１…基板本体、１２…搭載面、１４…第１の本体部、１５…第２の本体部、１６…第３の本体部、１７…接続端子、１８…外部電極端子、２１…反射層、２２…着色ガラス層、３０…発光装置、３１…発光素子、３２…ボンディングワイヤ、３３…モールド材
【図１】
2013254820.tif 000004
【図２】
2013254820.tif 000005
【図３】
2013254820.tif 000006
【図４】
2013254820.tif 000007
【図５】
2013254820.tif 000008