(57)【要約】【課題】可視光反射率の高いＬＥＤ用絶縁反射基板の提供。【解決手段】アルミニウム層上に孔を有する陽極酸化処理層を備えるＬＥＤ用絶縁反射基板であって、少なくとも一つの孔内に波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して純アルミニウムよりも高い平均反射率を有する高反射素材が充填された充填層を備え、前記高反射素材の下記式で示される充填率が、１０％以上９８％以下であるＬＥＤ用絶縁反射基板：ここで、充填率（％）＝（高反射素材の孔の底部からの平均充填高さ／陽極酸化処理層の孔の平均深さ）×１００である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム層上に孔を有する陽極酸化処理層を備えるＬＥＤ用絶縁反射基板であって、少なくとも一つの孔内に波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して純アルミニウムよりも高い平均反射率を有する高反射素材が充填された充填層を備え、前記高反射素材の下記式で示される充填率が、１０％以上９８％以下であることを特徴とするＬＥＤ用絶縁反射基板：
ここで、充填率（％）＝（高反射素材の孔の底部からの平均充填高さ／陽極酸化処理層の孔の平均深さ）×１００である。
【請求項２】
前記高反射素材が銀である請求項１に記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
【請求項３】
前記陽極酸化処理層の厚さが２５μｍ以上である請求項１または２に記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
【請求項４】
前記陽極酸化処理層表面に、さらに絶縁層を有する請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
【請求項５】
前記アルミニウム層が凹部を持つ形状であり、前記陽極酸化処理層が該凹部を持つ形状の表面に設けられている請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
【請求項６】
前記陽極酸化処理層を有するアルミニウム層を深さ１０μｍ以上表面に有する鋼板である請求項１〜５のいずれかに記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
【請求項７】
アルミニウム材料を陽極酸化処理し、陽極酸化処理層の少なくとも一つの孔内に波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して純アルミニウムよりも高い平均反射率を有する高反射素材を、下記式で示される充填率で０％以上９８％以下で充填するＬＥＤ用絶縁反射基板の製造方法：
ここで、充填率（％）＝（高反射素材の孔の底部からの平均充填高さ／陽極酸化処理層の孔の平均深さ）×１００である。
【請求項８】
前記高反射素材の充填が、陽極酸化処理層を高反射素材の溶解液へ浸漬する、または、陽極酸化処理層を高反射素材で交流めっきする工程である請求項７に記載のＬＥＤ用絶縁反射基板の製造方法。
【請求項９】
前記高反射素材の充填工程の後に、さらに封孔処理する請求項７または８に記載の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤ用絶縁反射基板に、発光ダイオードが載置されてなるＬＥＤ発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ用絶縁反射基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）を備えた光源モジュール用プリント回路基板が、例えば液晶ＴＶなどの表示装置のバックライト用光源モジュールに好適に使用されている。
【０００３】
特許文献１には、「上面に発光素子の搭載部を有する基体と、該基体の上面に、前記搭載部を取り囲むように設けられた反射部材と、前記搭載部に搭載された発光素子とを具備している発光装置において、前記反射部材はアルミニウムから成り、内周面に陽極酸化被膜が形成されていることを特徴とする発光装置（請求項１）。」が記載されている。
特許文献１に記載の発明は、従来の発光装置において、反射部材の内周面に用いられている金属が容易に酸化反応を起こし発光素子からの光に対する反射率が低下するという問題を解決するために、反射部材の内周面に陽極酸化皮膜を形成する技術である。
この技術は絶縁層である陽極酸化皮膜の光透過性を介して陽極酸化皮膜の下のアルミニウム基材の高反射率を反射部材で活かす方法である。この方法では陽極酸化皮膜が薄い方が光透過性が高く、得られる光反射率が高い。一方で、陽極酸化皮膜が薄いと絶縁性が低くなり耐電圧が下がるという問題がある。
また、この方法では、アルミニウム基材の光反射特性である光反射率９０〜９５％が上限であり、９５％超の光反射率を得ることは理論的に無理であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６６３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者等は、従来技術における問題点を解決するために検討した結果、陽極酸化皮膜の孔内に高反射素材を充填して可視光の反射率を上げれば、絶縁性を損なわずに高反射率が得られ、放熱性も改善されることを知見して本発明に至った。
【０００６】
本発明は、放熱性、絶縁性に優れ、可視光の反射率が高いＬＥＤ用絶縁反射基板およびその製造方法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】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（１０）を提供する。
（１）アルミニウム層上に孔を有する陽極酸化処理層を備えるＬＥＤ用絶縁反射基板であって、少なくとも一つの孔内に波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して純アルミニウムよりも高い平均反射率を有する高反射素材が充填された充填層を備え、前記高反射素材の下記式で示される充填率が、１０％以上９８％以下であることを特徴とするＬＥＤ用絶縁反射基板：ここで、充填率（％）＝（高反射素材の孔の底部からの平均充填高さ／陽極酸化処理層の孔の平均深さ）×１００である。
（２）上記高反射素材が銀である（１）に記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
（３）前記陽極酸化処理層の厚さが２５μｍ以上である（１）または（２）に記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
（４）前記陽極酸化処理層表面に、さらに絶縁層を有する（１）〜（３）のいずれかに記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
（５）前記アルミニウム層が凹部を持つ形状であり、前記陽極酸化処理層が該凹部を持つ形状の表面に設けられている（１）〜（４）のいずれかに記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
（６）前記陽極酸化処理層を有するアルミニウム層を深さ１０μｍ以上表面に有する鋼板である（１）〜（５）のいずれかに記載のＬＥＤ用絶縁反射基板。
【０００８】
（７）アルミニウム材料を陽極酸化処理し、陽極酸化処理層の少なくとも一つの孔内に波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して純アルミニウムよりも高い平均反射率を有する高反射素材を、下記式で示される充填率で１０％以上９８％以下で充填するＬＥＤ用絶縁反射基板の製造方法：ここで、充填率（％）＝（高反射素材の孔の底部からの平均充填高さ／陽極酸化処理層の孔の平均深さ）×１００である。
（８）前記高反射素材の充填が、陽極酸化処理層を高反射素材の溶解液へ浸漬する、または、陽極酸化処理層を高反射素材で交流めっきする工程である（７）に記載のＬＥＤ用絶縁反射基板の製造方法。
（９）前記高反射素材の充填工程の後に、さらに封孔処理する（７）または（８）に記載の製造方法。
（１０）上記（１）〜（６）のいずれかに記載のＬＥＤ用絶縁反射基板に、発光ダイオードが載置されてなるＬＥＤ発光素子。
【０００９】
可視光とは波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光をいう。
純アルミニウムとは、９９．５％以上の純度のアルミニウムをいう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、放熱性、絶縁性に優れ、可視光の反射率が高いＬＥＤ用絶縁反射基板およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板の断面図である。
【図２】図２は、本発明の陽極酸化処理層を説明する断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、本発明のＬＥＤ発光素子の態様を示す説明図である。図３（Ｂ）は、本発明のＬＥＤ発光素子の別の態様を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔ＬＥＤ用絶縁反射基板〕
本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板（以下反射基板ということがある）の構造について、好適例を記載する図１を用いて説明する。
図１は、本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板の１例を示す断面図である。
図１に示すように、本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板１０は、アルミニウム層１上に、孔を有する陽極酸化処理層２を備えている。陽極酸化処理層２は、高反射素材が充填された充填層３と未充填層４とを備えている。
高反射素材は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対してアルミニウムよりも高い平均反射率を有する素材である。高反射素材の充填率は、陽極酸化処理層２の孔の底部からの平均充填高さが孔全体の陽極酸化処理層表面からアルミニウム層方向への平均深さに対して１０％以上９８％以下である。
充填率（％）＝（高反射素材の孔の底部からの平均充填高さ／陽極酸化処理層の孔の平均深さ）×１００
【００１３】
次に、本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板（以下、絶縁反射基板ということがある）の各構成要素の材料、寸法等について説明する。
＜１．アルミニウム層＞
本発明の絶縁反射基板には、公知のアルミニウム板を用いることができる。本発明に用いられるアルミニウム板は、寸度的に安定なアルミニウムを主成分とする金属であり、純アルミニウム板のほか、アルミニウムを主成分とし微量の異元素を含む合金板を用いることもできる。以下、特に断らないときは、純アルミニウムとアルミニウム合金を含めてアルミニウム層、アルミニウム板、アルミニウム材という。
【００１４】
本明細書においては、前記アルミニウム合金に含まれてもよい異元素には、ケイ素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、クロム、亜鉛、ビスマス、ニッケル、チタン等があり、合金中の異元素の含有量は１０質量％以下である。
【００１５】
このように本発明に用いられるアルミニウム板は、その組成が特定されるものではなく、例えば、アルミニウムハンドブック第４版（１９９０年、軽金属協会発行）に記載されている従来公知の素材、例えば、ＪＩＳ  Ａ１０５０、ＪＩＳ  Ａ１１００、ＪＩＳ  Ａ１０７０、Ｍｎを含むＪＩＳ  Ａ３００４、国際登録合金  ３１０３Ａ等のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金を適宜利用することができる。また、引張強度を増す目的で、これらのアルミニウム合金に０．１質量％以上のマグネシウムを添加したＡｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳ  Ａ３００５）を用いることもできる。更に、ＺｒやＳｉを含むＡｌ−Ｚｒ系合金やＡｌ−Ｓｉ系合金を用いることもできる。更に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を用いることもできる。
【００１６】
ＪＩＳ１０５０材、ＪＩＳ１０７０材、その他のアルミニウム合金材料については、国際公開ＷＯ２０１０／１５０８１０Ａ１に記載される特許文献に記載されている。
【００１７】
また、アルミニウム合金を板材とする方法は、国際公開ＷＯ２０１０／１５０８１０Ａ１に記載されている。具体的には、ＤＣ鋳造法、連続鋳造法、得られるアルミニウム板の結晶組織、アルミニウム板の金属間化合物等が記載される。
【００１８】
＜２．アルミニウム層を有する反射基板＞
本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板を構成する基板は、厚さ１０μｍ以上の上記アルミニウム層を表面に有する基板であれば特に限定されず、上記アルミニウム層のみからなる単独基板であってもよく、必要な場合は鋼板（ＳＵＳを含む）、汎用のアルミニウム合金板等の金属板、ガラス板、セラミック板、樹脂製板等の他の基材の表面に上記アルミニウム層が形成された積層基板であってもよい。
単独基板である場合には、基板の厚さは０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましい。
また、基板の形状は平坦な板状であってもよいし、図３（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１１０を実装するための凹部８を有するものであってもよい。
ここで、上記凹部８は、上側に向かうに伴って外側に広がるように傾斜しているのが好ましい。これによって凹部の底部に実装された、発光素子から側方に放射された光を効率よく上方に反射させることが出来る。
また、単独基板である場合は、基板の表面に設けられる陽極酸化皮膜は、基板の一方の主面（表面）に設けられてもよいし、一方の主面とそれに平行な主面（裏面）に設けられてもよい。場合によっては他の４つの端面を含む６面全てに設けられてもよい。
【００１９】
一方、積層基板である場合には、可撓性があり、耐熱性の高い鋼板や金属板との積層板であるのが好ましい。
積層板の板厚は、０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましく、このうちアルミニウム層の厚みは、１０μｍ以上であり、１０μｍ〜２００μｍであるのが好ましく、２０μｍ〜１００μｍであるのが更に好ましい。アルミニウム層は積層した板の片面のみにあってもよく、両面にあってもよい。
ここで、鋼板と積層する場合には、アルミニウム層と鋼板との密着性に優れる溶融めっき法で積層した溶融アルミニウムめっき鋼板の様態が好ましい。鋼板としてはＳＵＳ(ステンレス鋼板)を用いるのが好ましい。
また、金属板と積層する場合には、金属板としては、具体的には、例えば、アルミニウム板、銅板、ニッケル板、チタン板等が好適に挙げられ、特にアルミニウム板、ニッケル板との積層が好ましい。また、アルミニウム板への積層は、ろう材を用いて積層したアルミニウムクラッド材を用いるのが好ましい。
【００２０】
本発明に用いられるアルミニウム板の厚みは、０．１〜２．０ｍｍ程度であり、０．１５〜１．５ｍｍであるのが好ましく、０．２〜１．０ｍｍであるのがより好ましい。この厚さは、ユーザーの希望等により適宜変更することができる。
【００２１】
上記強度にはアルミニウム圧延工程でアルミニウム板を調整しても構わないが、ＬＥＤ用絶縁反射基板としてルーティング加工、スルーホール加工をされる場合は引張強度１００ＭＰａ以下のように軟質な基板であることは加工性を低下するため好ましくなく、本発明を実施するに当たってはアルミニウム板に機械加工した後焼鈍する事が望ましい。また、陽極酸化処理を施した後に焼鈍を施すとアルミニウム層と陽極酸化処理層との間の熱膨張率差に起因するクラックなどが入る恐れがあり、望ましくない。よって機械加工後、陽極酸化処理前に強度を調整する事が望ましい。焼鈍条件は限定されないが２５０℃〜６００℃の加熱処理を行って引張強度１５０〜１８０ＭＰａとするのが好ましい。
【００２２】
＜３．陽極酸化処理層＞
図２は、本発明の陽極酸化処理層を説明する断面図である。本発明の陽極酸化処理層２は、アルミニウム板１を陽極酸化処理して得られるアルミナ層１２および少なくとも１つの孔１４を有し、好ましくは多孔質であり、その平均孔径が５〜１０００ｎｍ程度であり、平均孔密度が１×１０6〜１×１０10／ｍｍ2程度である。２×１０6〜８×１０9個／ｍｍ2であるのが好ましく、５×１０6〜５×１０9個／ｍｍ2であるのがより好ましい。平均孔密度がこの範囲であると、陽極酸化処理層内の光散乱及び光吸収による効果を抑えることができ、陽極酸化層の光透過性が向上する。よってアルミニウムが有する高反射特性をロスなく活かすことができ、可視光の反射率に優れる。
【００２３】
陽極酸化処理層の厚さＬは１〜７００μｍであるのが好ましく、１〜２００μｍであるのがより好ましい。１μｍ未満であると絶縁性に乏しく耐電圧が低下し、一方、７００μｍを超えると製造に多大な電力が必要となり、経済的に不利となる。陽極酸化皮膜の厚さは、２〜１５０μｍであるのがさらに好ましく、２５〜１００μｍであるのが特に好ましい。２５〜６０μｍであると反射率が最も好ましい。
【００２４】
上記孔の平均孔径（図２において符号１７で表される部分）は、１０〜５０００ｎｍであり、１０〜３０００ｎｍであるのが好ましく、１０〜１０００ｎｍであるのがより好ましく、２０〜１０００ｎｍであるのが更に好ましい。
【００２５】
また、本発明においては、陽極酸化処理層における孔の平均間隔（図２において符号１６で表される部分）は、１０ｎｍ以上であるのが好ましく、２０〜１００ｎｍであるのがより好ましく、２０〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
孔の平均間隔が上記範囲であると、陽極酸化処理層が絶縁性の層として十分に機能する。
【００２６】
上記孔の深さは、陽極酸化処理層の厚さＬからバリア層の厚さｄを除いた部分である。
【００２７】
本発明においては、上記孔のアスペクト比（平均深さ／平均孔径）は、５以上であるのが好ましく、１０〜１００００であるのがより好ましく、５０〜１０００であるのがさらに好ましい。この範囲であると高反射素材を充填すると絶縁性、光反射性に優れるからである。
【００２８】
また、隣接する上記孔の中心間距離（図２において符号１９で表される部分。以下、「周期」ともいう。）は、２０〜５０００ｎｍであるのが好ましく、３０〜５００ｎｍであるのがより好ましく、４０〜２００ｎｍであるのがさらに好ましく、５０〜１４０ｎｍであるのが特に好ましい。
【００２９】
更に、上記孔について下記式（ｉ）により定義される規則化度は、５０％以上であることが好ましい。この範囲であると高反射素材の充填が均質になるので好ましい。
【００３０】
規則化度（％）＝Ｂ／Ａ×１００    （ｉ）
【００３１】
上記式（ｉ）中、Ａは、測定範囲における陽極酸化処理層表面の測定範囲の孔の全数を表す。Ｂは、一の孔の断面の重心を中心とし、他の孔の縁に内接する最も半径が短い円を描いた場合に、その円の内部に上記一の孔以外の孔の断面の重心を６個含むことになる上記一の孔の測定範囲における数を表す。
なお、孔の規則化度を算出するより具体的な説明は、特開２００９−１３２９７４号公報等に記載されている通りである。
【００３２】
陽極酸化処理層の孔１４は直管状であるのが好ましい。直管状とは、陽極酸化処理層の孔の深さに対する孔の中心線の長さの比率（長さ／深さ）が、１．０〜１．２であることをいう。光が進入したり反射したりする陽極酸化処理層の直管率が高ければ光反射率が高い。直管状の孔を有する陽極酸化処理層に高反射素材を充填した充填層を有すれば、本発明の反射基板の絶縁性と光反射率がより高い。
【００３３】
＜４．充填層＞
充填層３は、上記陽極酸化処理層２の孔１４が高反射素材で充填された部分である。高反射素材は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して純アルミニウムよりも高い平均反射率を有する素材である。高反射素材は限定されないが、好ましくは金属であり、金、銀、銅、亜鉛、白金、ニッケル、コバルト、錫、チタン、パラジウム、鉛が例示でき、これらの金属粒子またはこれらの金属でコートされたプラスチックやガラス材であってもよい。高反射素材の充填率は、充填率（％）＝（高反射素材の孔の底部からの平均充填高さ／陽極酸化処理層の孔の平均深さ）×１００である。
陽極酸化処理層２の孔の底部からの平均充填高さが、孔全体の陽極酸化処理層表面からアルミニウム層方向への平均深さに対して１０％以上９８％以下である。好ましくは、２０％以上９０％以下、より好ましくは、５０％以上９０％以下である。この範囲であると絶縁性に優れ、可視光の反射率が高い。特に充填率が５５％以上９０％以下であると、可視光の反射率が高く、放熱性にも優れている。
【００３４】
陽極酸化処理層の表面からみた孔の高反射素材による平面の充填率は、特に限定されない。陽極酸化処理層の孔が高反射素材で充填されていれば、陽極酸化処理層の光反射率が高くなる。好ましくは２０％〜１００％である。この範囲の表面からみた充填率（表面充填率）を有すると光反射率が高い。
【００３５】
陽極酸化処理層の厚さ、平均孔深さ、充填層の孔底部からの平均充填高さは、陽極酸化処理したアルミニウム板に高反射素材を充填した後、樹脂を充填して断面を切断し、断面方向からＦＥ−ＳＥＭにより１０００〜５０００倍の倍率で観察して所定範囲を測定して平均値を算出する。
【００３６】
〔本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板の製造方法〕
以下に、本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、アルミニウム材料を陽極酸化処理し、陽極酸化処理層の少なくとも一つの孔内に波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して純アルミニウムよりも高い平均反射率を有する高反射素材を、前記孔の底部からの平均充填高さが前記孔の平均深さに対して１０％以上９８％以下で充填するＬＥＤ用絶縁反射基板の製造方法である。
【００３７】
また、アルミニウム材料に対して後述する陽極酸化処理を施す場合、陽極酸化処理を施す面は、あらかじめ脱脂処理および鏡面仕上げ処理が施されてもよい。
脱脂処理は、酸、アルカリ、有機溶剤等を用いて、アルミニウム基板に付着した、ほこり、脂、樹脂等の有機成分等を溶解させて除去することを目的として行われる。脱脂処理には、従来公知の脱脂剤を用いることができる。具体的には、例えば、市販されている各種脱脂剤を所定の方法で用いることにより行うことができる。
鏡面仕上げ処理は、アルミニウム板の面の凹凸、例えば、アルミニウム板の圧延時に発生した圧延筋等をなくすために行われる。鏡面仕上げ処理は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、機械研磨、化学研磨、電解研磨が挙げられる。
【００３８】
＜陽極酸化処理＞
アルミニウム材料を陽極酸化処理する。アルミニウム材料の形状は特に限定されない。好ましくはアルミニウム板であり、必要な場合は、全体の形状、スルーホール等が加工されたアルミニウム板に、陽極酸化処理を施す。陽極酸化処理により、酸化アルミニウム（アルミナ）からなり、少なくとも一つの孔を有する陽極酸化皮膜がアルミニウム板の表面に形成され、好ましくは多孔質の表面絶縁層が得られる。必要な場合はアルミニウム板の主平面ばかりでなく、スルーホールの内部またはアルミニウム合金板の端面も陽極酸化処理して絶縁性、光反射性にすることができる。
【００３９】
陽極酸化処理は、従来行われている方法で行うことができる。陽極酸化処理に用いられる溶液としては、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、アミドスルホン酸、マロン酸、クエン酸、酒石酸、ホウ酸等や、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ金属／アルカリ土類金属の水酸化物等を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
直管状のマイクロポアを有するように陽極酸化処理条件を制御するには、特開２００８−２７０１５８号公報の［００５５］〜［０１０８］段落に記載された自己規則化法や定電圧処理等を用いてもよい。
【００４０】
この際、少なくともアルミニウム板、電極、水道水、地下水等に通常含まれる成分が電解液中に含まれていても構わない。更には、第２、第３の成分が添加されていても構わない。ここでいう第２、第３の成分としては、例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属のイオン；アンモニウムイオン等の陽イオン；硝酸イオン、炭酸イオン、塩化物イオン、リン酸イオン、フッ化物イオン、亜硫酸イオン、チタン酸イオン、ケイ酸イオン、ホウ酸イオン等の陰イオンが挙げられ、０〜１００００ｐｐｍ程度の濃度で含まれていてもよい。
【００４１】
陽極酸化処理の条件は、使用される電解液によって種々変化するので一概に決定され得ないが、一般的には電解液濃度１〜８０質量％、液温５〜７０℃、電流密度０．５〜６０Ａ／ｄｍ2、電圧１〜６００Ｖ、電解時間１５秒〜２０時間であるのが適当であり、所望の陽極酸化皮膜量となるように調整される。
【００４２】
また、特開昭５４−８１１３３号、特開昭５７−４７８９４号、特開昭５７−５１２８９号、特開昭５７−５１２９０号、特開昭５７−５４３００号、特開昭５７−１３６５９６号、特開昭５８−１０７４９８号、特開昭６０−２００２５６号、特開昭６２−１３６５９６号、特開昭６３−１７６４９４号、特開平４−１７６８９７号、特開平４−２８０９９７号、特開平６−２０７２９９号、特開平５−２４３７７号、特開平５−３２０８３号、特開平５−１２５５９７号、特開平５−１９５２９１号の各公報等に記載されている方法を使用することもできる。
【００４３】
中でも、特開昭５４−１２８５３号公報および特開昭４８−４５３０３号公報に記載されているように、電解液として硫酸溶液を用いるのが好ましい。電解液中の硫酸濃度は、１０〜３００ｇ／Ｌであるのが好ましく、１０〜１００ｇ／Ｌであるのがより好ましい。また、アルミニウムイオン濃度は、１〜２５ｇ／Ｌであるのが好ましく、２〜１０ｇ／Ｌであるのがより好ましい。このような電解液は、例えば、硫酸濃度が５０〜２００ｇ／Ｌである希硫酸に硫酸アルミニウム等を添加することにより調製することができる。
【００４４】
硫酸を含有する電解液中で陽極酸化処理を行う場合には、アルミニウム板と対極との間に直流または交流のいずれかを印加してもよく、交流を印加してもよい。アルミニウム板に直流を印加する場合においては、アルミニウムと対極との間に一定の電圧を印加するのが望ましく１０Ｖ〜５０Ｖの範囲の電圧を印加するのが望ましい。
【００４５】
＜充填工程＞
上記で製造したアルミニウム材の陽極酸化処理層の孔内に高反射素材を充填する。充填方法は限定されないが、浸漬処理、電解めっき処理が好ましい。
浸漬処理は、金、銀、銅、亜鉛、白金、ニッケル、コバルト、錫、チタン、パラジウム、鉛等の波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して純アルミニウムよりも高い平均反射率を有する高反射素材を含有する水溶液に、浸漬処理する。必要な場合は攪拌したり、加熱してもよい。
電解めっき処理は、アルミニウム材を一方の電極として金、銀、銅、亜鉛、白金、ニッケル、コバルト、錫、チタン、パラジウム、鉛等の波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して純アルミニウムよりも高い平均反射率を有する高反射素材を含有する電解液を用いて、交流で電解めっきするのが好ましい。
【００４６】
＜絶縁層形成工程＞
さらに、上記充填工程の後、高反射素材が充填された陽極酸化処理層表面に封孔処理を施し、絶縁層を形成してもよい。
陽極酸化処理層表面に絶縁層を形成すると、ＬＥＤ用絶縁反射基板の放熱性が高くなる。また、ＬＥＤ用絶縁反射基板をプリント回路基板にするための各種の加工処理やその後の製品としての使用に際して、充填層内の高反射素材の酸化、塩化、硫化等が防げるので高品質のＬＥＤ発光素子が得られる。
【００４７】
封孔処理は、沸騰水処理、熱水処理、蒸気処理、ケイ酸ソーダ処理、亜硝酸塩処理、酢酸アンモニウム処理等の公知の方法に従って行うことができる。例えば、特公昭５６−１２５１８号公報、特開平４−４１９４号公報、特開平５−２０２４９６号公報、特開平５−１７９４８２号公報等に記載されている装置および方法で封孔処理を行ってもよい。
【００４８】
本発明においては、沸騰水処理、熱水処理、ケイ酸ソーダ処理等の処理液を陽極酸化処理層の孔の内部まで浸透させて、さらに絶縁層を形成することができる。
【００４９】
また、他の封孔処理としては、例えば、特開平６−３５１７４号公報の段落［００１６］〜［００３５］に記載されているようなゾルゲル法による封孔処理等も挙げられる。
また、封孔率を向上させるために、繰り返し重ねて処理してもよい。
【００５０】
陽極酸化処理層の表面側は未充填層４であり、絶縁性を有するが、さらに封孔処理等で得られる絶縁層を有すれば、充填層を形成する高反射素材の酸化・塩化・硫化等を防ぐことができ、絶縁反射基板としての絶縁性にも優れる。
【００５１】
〔ＬＥＤ発光素子〕
図３（Ａ）は、アルミニウム合金層１とその表面に陽極酸化処理層２とを有する本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板１０を示す。さらにＬＥＤ用絶縁反射基板１０上に載置されたＬＥＤ１１０を蛍光粒子１５０を有する透明樹脂１６０で封止したＬＥＤ発光素子１００を示す断面図である。陽極酸化処理層２は、金、銀、銅、亜鉛、白金、ニッケル、コバルト、錫、チタン、パラジウム、鉛等の波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対してアルミニウムよりも高い平均反射率を有する高反射素材を充填した充填層３と未充填層４からなっている。本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板１０は、充填層を有するので可視光の反射率が高く、放熱性も高い。ＬＥＤ１１０はワイヤ９でボンデイングされ、陽極酸化処理層２上に形成された図示しない配線層の必要箇所と電気的に接続される。
図３（Ｂ）は、アルミニウム合金板１１とその表面に充填層を備えた陽極酸化処理層２とを有する本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板１０上に載置されたＬＥＤ１１０を蛍光粒子１５０を有する透明樹脂１６０で封止したＬＥＤ発光素子１００を示す断面図である。
アルミニウム合金板１１のＬＥＤ１１０が実装される箇所は凹部８が設けられ凹部８は上側に向かうに伴って外側に広がるように傾斜している。ＬＥＤ１１０はＬＥＤ用絶縁反射基板１０上にダイボンデイング等で載置され、ＬＥＤ用絶縁反射基板１０の下部にはヒートシンク７が設けられてもよい。ＬＥＤ１１０はワイヤ９でボンデイングされ、陽極酸化処理層２上に形成された図示しない配線層の必要箇所と電気的に接続される。本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板１０は、可視光領域における光反射率が高いので、これを基板として用いるＬＥＤ発光素子１００の発光効率が高い。
【００５２】
ＬＥＤは、例えば基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構造のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。
透明樹脂１６０の材質は熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂のうち、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種により形成することが好ましく、特にエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂が好ましい。透明樹脂１６０は、ＬＥＤ１１０を保護するため硬質のものが好ましい。また、透明樹脂１６０は、耐熱性、耐候性、耐光性に優れた樹脂を用いることが好ましい。透明樹脂１６０は、所定の機能を持たせるため、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質、紫外線吸収剤、酸化防止剤からなる群から選択される少なくとも１種を混合することもできる。
蛍光粒子１５０は、ＬＥＤ１１０からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体・βサイアロン系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。
【００５３】
上記のように、本発明の絶縁性光反射基板は、紫外〜青色ＬＥＤとそれを吸収し可視光領域で蛍光を発する蛍光発光体とを用いた蛍光体混色型白色系ＬＥＤ発光素子の光反射基板として用いることもできる。
これらの蛍光発光体が青色ＬＥＤからの青色光を吸収して蛍光（黄色系蛍光）を生じ、この蛍光と青色ＬＥＤの残光とにより、発光素子から白色系光が発光される。
上述した方式は、青色ＬＥＤ光源１チップと黄色蛍光体１種とを組み合わせたいわゆる「擬似白色発光型」であるが、このほかにも、例えば紫外〜近紫外ＬＥＤ光源１チップと赤色／緑色／青色蛍光体等を数種組み合わせた「紫外〜近紫外光源型」、及び、赤色／緑色／青色３光源で白色発光させる「ＲＧＢ光源型」、等の公知の発光方法を用いるＬＥＤ発光ユニットのＬＥＤ１１０を載置する基板に本発明のＬＥＤ用絶縁反射基板を用いることができる。
【実施例】
【００５４】
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００５５】
（実施例１〜４）
＜アルミニウム基板の作製＞
Ｓｉ：０．０６質量％、Ｆｅ：０．３０質量％、Ｃｕ：０．００５質量％、Ｍｎ：０．００１質量％、Ｍｇ：０．００１質量％、Ｚｎ：０．００１質量％、Ｔｉ：０．０３質量％を含有し、残部はＡｌと不可避不純物のアルミニウム合金を用いて溶湯を調製し、溶湯処理およびろ過を行った上で、厚さ５００ｍｍ、幅１２００ｍｍの鋳塊をＤＣ鋳造法で作成した。
次いで、表面を平均１０ｍｍの厚さで面削機により削り取った後、５５０℃で、約５時間均熱保持し、温度４００℃に下がったところで、熱間圧延機を用いて厚さ２．７ｍｍの圧延板とした。
更に、連続焼鈍機を用いて熱処理を５００℃で行った後、冷間圧延で、厚さ０．２４ｍｍに仕上げ、ＪＩＳ １０５０材のアルミニウム基板を得た。
このアルミニウム基板を幅１０３０ｍｍにした後、以下に示す陽極酸化処理および充填処理に供した。
【００５６】
＜陽極酸化処理＞
上記で作製したアルミニウム基板に対して、陽極酸化処理を行った。電解液の条件、電圧、形成後の陽極酸化処理層の厚さを表１に示す。なお、陽極酸化処理層の厚さに関しては、断面方向からＦＥ−ＳＥＭによる１０００〜５０００倍での倍率での観察から求め平均した。
【００５７】
＜高反射素材充填処理１＞
上記で作成した、アルミニウムの陽極酸化処理層の孔内への高反射素材を充填させるために、以下、電解銀めっき処理を行った。すなわち、４０℃の５ｗｔ％塩化銀水溶液中に、交流１２０Ｈｚの１．０Ａ／ｄｍ２定電流処理にて、３０分間めっき処理を行い、実施例１〜４の基板を得た。なお、銀の充填率は、断面方向からＦＥ−ＳＥＭによる１０００〜５０００倍での倍率での観察から求め平均した。充填率を表１に示す。
【００５８】
（実施例５〜８）
上記、実施例１〜４のアルミニウム基板の作製、陽極酸化処理と同等の処理により、アルミニウムを陽極酸化処理した基板を作成した。
【００５９】
＜高反射素材充填処理２＞
その後、上記で作成した、アルミニウムの陽極酸化処理層の孔内への高反射素材を充填させるために、以下、処理を行った。すなわち、６０℃の０．２Ｍ硝酸銀＋２Ｍ水酸化アンモニウム混合液に、上記作成したアルミニウム陽極酸化基板を１分間攪拌浸漬して、実施例５〜８の基板を得た。なお、銀の充填率は、断面方向からＦＥ−ＳＥＭによる１０００〜５０００倍での倍率での観察から求め平均した。充填率を表１に示す。
【００６０】
実施例１〜８で得られた陽極酸化処理層は、平均孔密度２×１０6個／ｍｍ2〜８×１０9個／ｍｍ2、孔の平均アスペクト比５〜５０、規則化度５０〜９０％、陽極酸化処理層の孔の深さに対する孔の中心線の長さの比率（長さ／深さ）は、１．０〜１．２の範囲であった。
また、実施例１〜８で得られた高反射素材の陽極酸化処理層表面で測定した平面の充填率は、６０から９５％の範囲であった。
【００６１】
（実施例９、１０）
実施例８で得られた基板を、充填後、それぞれ下記の条件で封孔処理（Ａ）、（Ｂ）を施し、さらに絶縁層を有する実施例９、１０の基板を作成した。
封孔処理（Ａ）：
充填後の基板を、８０℃の純水に１分間浸漬した後、浸漬させた状態で１１０℃の雰囲気下で１０分間加熱した。
封孔処理（Ｂ）：
充填後の基板を、１００℃／５００ｋＰａの水蒸気に１分間さらす処理を施した。
得られた実施例９、１０の基板は、ＬＥＤを実装してＬＥＤ発光素子を製造する際に充填された銀の酸化・塩化・硫化を防ぐことができた。
【００６２】
（実施例１１）
陽極酸化処理する基板をＳＵＳ０．６ｍｍ厚を心材として両面に３０μｍ厚のアルミ層を設けたクラッドを用いた以外は、実施例１と同様の処理を施すことで、実施例１１の基板を作成した。
得られた実施例１１の基板は、実施例１に比べて耐電圧が０．８ｋＶとなり、更に向上した。
【００６３】
（比較例１〜４）
上記、実施例１〜４のアルミニウム基板の作製、陽極酸化処理と同等の処理のみを施すことにより、比較例１〜４の基板を作成した。
（比較例５，６）
比較例５は陽極酸化する前のアルミニウム基板である。
比較例６は、実施例２と同様の条件で陽極酸化処理し、実施例２と同様の条件で電解銀めっきして充填率１００％とした基板である。
【００６４】
上記のようにして作製した実施例１〜８および比較例１〜４の基板の熱伝導率、耐電圧、平均反射率を測定し、結果を表１に示す。比較例５、６についてはそれぞれ平均反射率、耐電圧のみを測定し、結果を表1に示す。測定方法は以下である。
（１）熱伝導率
得られた基板について、アルバック理工社製ＴＣ−９０００／レーザーフラッシュ型熱拡散率測定装置を用い、ｔ１／２法に従い熱拡散率を計算し、熱伝導率を下記式から算出した。結果を表１に示す。
熱伝導率λ＝α×Ｃｐ×ρ
（式中、αは熱拡散率、Ｃｐは比熱、ρは密度、をそれぞれ表す。）
（２）耐電圧
得られた基板について、ＪＩＳ  Ｃ２１１０−１９９４の手法に従い、耐電圧を計測した。結果を表１に示す。
（３）平均反射率
エックスライト社製ＳＰ６０を用いて１０ｎｍ毎に計測し、４００〜７００ｎｍの全反射率の平均値を平均反射率とした。結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
2013016706.tif 000002
【符号の説明】
【００６６】
１、１１  アルミニウム層、アルミニウム板
２  陽極酸化処理層
３  充填層
４  未充填層
８  凹部
９  ワイヤ
１０  ＬＥＤ用絶縁反射基板
１６  孔の間幅
１７  孔の直径
１９  孔の中心間距離（周期）
Ｌ  陽極酸化処理層の厚さ
ｄ  バリア層の厚さ
１００  ＬＥＤ発光素子
１１０  ＬＥＤ
１５０  蛍光粒子
１６０  透明樹脂
【図１】
2013016706.tif 000003
【図２】
2013016706.tif 000004
【図３】
2013016706.tif 000005