[发明专利]发光元件用基板及发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及发光元件用基板及使用该基板的发光装置，特别涉及热阻降低了的发光元件用基板及使用该基板的发光装置。

背景技术

近年来，伴随发光二极管元件的高亮度化、白色化，使用发光二极管元件的发光装置被用于手机和大型液晶电视的背光源等。然而，发热量随着发光二极管元件的高亮度化而增加，其温度过度上升，因此不一定能够获得足够的发光亮度。因此，作为用于搭载发光二极管元件等发光元件的发光元件用基板，需要可使由发光元件产生的热量迅速地发散而获得足够的发光亮度的基板。

以往，作为发光元件用基板，采用例如氧化铝基板。此外，因为氧化铝基板的热导率为约15～20W/m·K，并不高，所以也正在研究采用具有更高的热导率的氮化铝基板。

然而，氮化铝基板的原料成本高，且难以烧结，所以需要高温烧成，工艺成本趋高。另外，氮化铝基板的热膨胀系数小，为4×10^-6～5×10^-6/℃，安装于广泛使用的具有9×10^-6/℃以上的热膨胀系数的印刷基板的情况下，由于热膨胀差，并不一定能够获得足够的连接可靠性。

为了解决这样的问题，正在研究采用低温共烧陶瓷基板(以下称为LTCC基板)作为发光元件用基板。LTCC基板例如为由玻璃和氧化铝填料形成的基板，它们的折射率差大，且它们的界面多，其厚度比所用的波长大，所以可获得高反射率。藉此，可以高效地利用来自发光元件的光，因而能够降低发热量。此外，由于由光源引发的劣化少的无机氧化物形成，因此可以长时间保持稳定的色调。

这样的LTCC基板的热导率并不高，所以已知设置由例如金属等高导热材料形成的导热孔来降低热阻的方法。作为导热孔，已知例如配置多个比发光元件小的导热孔的方案和仅配置1个与发光元件大致同等大小的导热孔的方案(参照例如专利文献1)。

此外，专利文献2中记载有下述内容：在基板上具备银、银合金等的反射层的结构的发光装置中，较好是该反射层有助于向基板平面方向的散热，除了基于反射层的散热之外，还设置散热孔来提高向基板垂直方向的散热性。

另一方面，虽然不是LTCC基板，但对于考虑到来自发光二极管元件的散热性的柔性印刷布线基板，提出了在设置形成有布线图案的绝缘基板面的相反侧的面设置由铜箔、铝箔等金属材料形成的散热层的技术(参照例如专利文献3)。

此外，作为发散从发光元件释放的热量的手段，与发光元件搭载面平行的散热层从成本角度来看优于导热孔，但单靠与搭载面平行的散热层，无法获得具有与导热孔同等的足够的散热性的发光元件用LTCC基板。另外，导热孔不仅在成本方面不利，还存在使平坦性恶化而对发光元件与基板的接合性造成不良影响的问题。

专利文献1：日本专利特开2006-41230号公报

专利文献2：日本专利特开2010-34487号公报

专利文献3：日本专利特开2010-10298号公报

发明内容

本发明是为了解决上述问题而完成的发明，其目的在于提供仅通过在成本方面比导热孔有利且与基板的发光元件搭载面平行的散热层就具有足够的散热性的发光元件用基板。此外，本发明的目的还在于提供使用上述发光元件用基板的发光装置。

本发明的发光元件用基板的特征在于，包括：基板主体，该基板主体由包含玻璃粉末和陶瓷填料的第一玻璃陶瓷组合物的烧结体形成，以发光元件搭载侧的面为主面，在该主面上具有用于将发光元件的电极与外部电路电连接的布线导体的一部分；散热层，该散热层在所述基板主体的主面上以不包括所述布线导体的一部分及其周围附近和该主面的周缘部的形式形成，由包含银的金属材料形成，膜厚为8～50μm，具有平坦表面；绝缘性保护层，该绝缘性保护层以覆盖所述散热层的包括端缘在内的整体的方式形成，具有平坦表面。

本发明的发光元件用基板中，较好是所述基板主体呈不具有导热孔的结构。

本发明的发光元件用基板中，较好是所述散热层的表面粗糙度Ra至少在搭载所述发光元件的部分为0.15μm以下。此外，较好是所述绝缘性保护层的表面粗糙度Ra至少在搭载所述发光元件的部分为0.03μm以下。本发明的发光元件用基板中，较好是所述绝缘性保护层的膜厚为5～150μm。

本发明的发光元件用基板中，较好是所述绝缘性保护层由包含玻璃和陶瓷填料或者玻璃粉末和陶瓷填料的第二玻璃陶瓷组合物的烧结体形成，所述第二玻璃陶瓷组合物所含的陶瓷填料优选氧化铝粉末和氧化锆粉末的混合物。