特許 6088310 発光体保持基板およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6088310

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】発光体保持基板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/36 20060101AFI20170220BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20170220BHJP

   F21V 7/22 20060101ALI20170220BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20170220BHJP

   F21V 29/70 20150101ALI20170220BHJP

   F21V 29/87 20150101ALI20170220BHJP

   H01L 33/60 20100101ALI20170220BHJP

   H01L 33/64 20100101ALI20170220BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20170220BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/36 C

   H05K7/20 C

   F21V7/22 100

   F21V29/503

   F21V29/70

   F21V29/87

   H01L33/60

   H01L33/64

   F21Y115:10

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-60643(P2013-60643)

(22)【出願日】2013年3月22日

(65)【公開番号】特開2014-187158(P2014-187158A)

(43)【公開日】2014年10月2日

【審査請求日】2016年2月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000229173

【氏名又は名称】日本タングステン株式会社

(72)【発明者】

【氏名】祝迫 恭

(72)【発明者】

【氏名】大神 裕之

(72)【発明者】

【氏名】古川 幸太郎

(72)【発明者】

【氏名】田中 陽子

(72)【発明者】

【氏名】永野 光芳

【審査官】 木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２４３８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０６０１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−４７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６３１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−３９０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５２５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１５０８８０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／３４ −２３／４７３

Ｈ０１Ｌ ２３／１２ −２３／１５

Ｆ２１Ｖ ７／２２

Ｆ２１Ｖ ２９／５０３

Ｆ２１Ｖ ２９／７０

Ｆ２１Ｖ ２９／８７

Ｈ０１Ｌ ３３／６０

Ｈ０１Ｌ ３３／６４

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベース上に、ベースに近いほうから第１膜と、第１膜に重なる第２膜と、回路および発光体を有し、
前記第１膜は厚さが２０〜２００μｍで、第１のオルガノポリシロキサン成分中に第１フィラーが分散した組成を有し、
前記第１フィラーは単体の熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の粒子を含み、
前記第２膜は厚さが５〜１００μｍで、第２のオルガノポリシロキサン成分中に第２フィラーが分散した組成を有し、
前記第２フィラーは屈折率が１．７５以上の粒子を含む
発光体保持基板。

【請求項2】

前記第１フィラーがＡｌＮ、ダイヤモンド、ＳｉＣ、ｃ−ＢＮのいずれか１種または２種以上を含む請求項１に記載の発光体保持基板。

【請求項3】

前記第２フィラーがＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ｈ−ＢＮ、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５のいずれか１種または２種以上を含む請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の発光体保持基板。

【請求項4】

前記第１のオルガノポリシロキサン成分と前記第２のオルガノポリシロキサン成分が同じオルガノポリシロキサン成分である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発光体保持基板。

【請求項5】

前記オルガノポリシロキサン成分が、オルガノアルコキシシランの脱水縮合物である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発光体保持基板。

【請求項6】

前記発光体は可視光、紫外線のいずれかを中心に発生する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発光体保持基板。

【請求項7】

少なくとも、
高熱伝導性を有する板状のベース上に第１樹脂成分中にフィラーである単体での熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の粒子が分散した液状の塗料を塗布して乾燥させる工程、
乾燥後の前記塗料に重ねて、第２樹脂成分中にフィラーである屈折率が１．７５以上の粒子が分散した液状の塗料を塗布して乾燥する工程、
前記２層の塗料を１５０〜３００℃の範囲にて熱処理する工程、
回路および発光体を形成または装着する工程
とを含む発光体保持基板の製造方法。

【請求項8】

前記第１樹脂成分がオルガノアルコキシシランを加水分解及び縮合して得られたオルガノポリシロキサン、
前記第２樹脂成分がオルガノアルコキシシランを加水分解及び縮合して得られたオルガノポリシロキサン
である、請求項７に記載の発光体保持基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、照明機器、紫外線照射装置、露光用光源装置などに用いる基板であり、発熱体や発光体からの熱を放熱部に効率的に伝導し、光反射率の高い基板に関する。

【背景技術】

【0002】

照明機器、紫外線照射装置、露光用光源装置などは、可視光線や紫外線、その他の様々な波長の光（まとめて以後、単に「光」と表記する）を発生する装置である。

【0003】

これらの光を発生させる方法は、電気的なエネルギーで発光素子を励起させる方法が最もよく用いられている。

【0004】

特に、近年大光量を発生する装置が用いられる傾向があり、それらは大きな電気エネルギーを変換する発光素子や、回路に素子を集中的に配置するような構造を有する。この際に、設置場所に空間的な余裕がある場合ばかりでなく、比較的小さな回路に大きな電気エネルギーを変換する発光素子や、素子を集中的に配置する場合には、発光時に発生する熱が問題となる。

【0005】

たとえば、従来の水銀灯をＬＥＤ照明にて置き換えるような場合は、水銀灯が納められていた空間と同様の空間に、多くのＬＥＤ素子を集中して配置する必要がある。ＬＥＤに限らず、発光素子は電気エネルギーの光への変換であり、変換時には熱が発生する。よって素子を配置するための基板については、光の反射が十分であるだけでなく、素子からの熱を効率よく逃がす仕組みが欠かせない。熱の逃がし方が効率的でなければ、素子の耐用温度を超えたり、装置の電気抵抗率が異常に上昇したり、装置のその他の部分が過熱により劣化したり発火したりする。なお、ここでいう「光の反射」とは、鏡のように像をそのまま反射するような並行的な反射とは限らず、反射するもの自体が光を吸収せず、受けた光量を減らすことなく周囲に拡散する反射のことを指す。

【0006】

そのために、このような大きな発熱量を生じさせる発光装置では、発熱体の熱を外部に放出するヒートシンクや放熱板などを備えて、発熱体の熱を放出する。

【0007】

しかしながら、一般にヒートシンクや放熱板は、熱伝導性の高さから銅やアルミニウムなどの金属で構成されるが、導電性であるために発光素子や回路をその上に実装することはできない。また、これらは、光を一定の量吸収してしまうために、光の反射率を一定以上（例えば８０％以上）反射させることはできない。

【0008】

特許文献１には、発熱体となる電子部品や機械部品を備える照明機器、電子機器、輸送機器および製造機器で、ヒートシンクや放熱板と発熱体との間に介在する中間体を有する放熱ユニットを用いたヒートシンクを備えるＬＥＤパッケージが提案されている。

【0009】

特許文献２には金属アルコキシドを加水分解および脱水重合されて形成される無機材質中にフィラーとしてＡｌＮ、ｃＢＮ、ｈＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ，ダイヤモンドおよびグラファイトを分散した放熱ユニットが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特表平１１−３４６０２９号公報

【特許文献2】特開２０１３−４８２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

特許文献１は、半導体レーザーチップの構造をヒートシンクと高熱伝導状態に接続することで、半導体レーザーチップからの熱を放出する技術を開示する。しかしながら、特許文献１は、半導体レーザーチップと周辺構造が複雑になり、多くの発熱体を実装する機器の放熱には適さない。

【0012】

特許文献２の技術は光の反射率の高いＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯなどが選択でき、製造費用も大きく掛からない反射膜を得られる。また、ＡｌＮなどを選択することにより放熱性も十分に高い反射膜が得られる。

【0013】

ところが、例えばＭｇＯのような白色度が高いフィラーであっても、フィラーの屈折率がそれほど高くない場合は（ＭｇＯの５５０ｎｍの波長に対する屈折率約１．７３）、結晶内で受けた光が減衰するために、受けた光量に対して反射後の光量を例えば８０％以上と一定に保つことは難しい。白色度がある程度高く、屈折率が高いフィラーとしてはＴｉＯ_２（５５０ｎｍの波長に対する屈折率約２．６）、ＺｒＯ_２（同２．０３）、Ｙ_２Ｏ_３（同約１．８７）などが挙げられる。これらは熱伝導率こそ極めて高くはないが、光の反射率に関しては非常に高い。

【0014】

ところが、これらのフィラーを用いた場合でも、膜の厚さを十分に厚く、例えば１００μｍ以上としなければ、光の一部が透過することにより、反射率が落ちてしまう。また、かといって、１００μｍ以上と反射膜を厚くした場合には、今度は熱伝導が十分でなくなり、基板上の素子などの過熱が問題となる。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明では、前記特許文献２の技術を利用し、反射膜を一層ではなく二層以上とし、表面により反射率の高いフィラーを用いた膜を、内部により熱伝導率の高い膜を設けることにより反射率と熱伝導率を両立した反射膜を有する基板を得た。

【発明の効果】

【0016】

本発明は、光の反射率が十分高く、なおかつ放熱性が十分に高く、基板上に発熱する発光体を装着可能な発光体保持基板を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の発光体保持基板の一形態の模式図

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明は、
ベース上に、ベースに近いほうから第１膜と、第１膜に重なる第２膜と、回路及び発光体を有し、
前記第１膜は厚さが２０〜２００μｍで、第１のオルガノポリシロキサン成分中に第１フィラーが分散した組成を有し、
前記第１フィラーは単体の熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の粒子を含み、
前記第２膜は厚さが５〜１００μｍで、第２のオルガノポリシロキサン成分中に第２フィラーが分散した組成を有し、
前記第２フィラーは屈折率が１．７５以上の粒子を含む
発光体保持基板である。

【0019】

具体的なフィラーとしては、前記第１フィラーとしてＡｌＮ（窒化アルミ）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ｃ−ＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、ダイヤモンドのいずれか１種または２種以上が、前記第２フィラーとしてＺｒＯ_２（酸化ジルコニウム）、Ｙ_２Ｏ_３（酸化イットリウム）、ｈ−ＢＮ（六方晶窒化ホウ素）、ＴｉＯ_２（酸化チタン）、Ｎｂ_２Ｏ_５（酸化ニオブ）のいずれか１種または２種以上が挙げられる。

【0020】

この「発光体」は、可視光、紫外光、極紫外光、レーザー光などを発生する部材を指す。発光体は基板上に直接または回路や他の部材を介して固定される。発光体には、電力を供給するための回路が必要であり、回路は少なくとも一部が基板上に設けられる。

【0021】

発光体から発生した光の一部は、基板上で反射することによって照射対象へと向かう。よって、基板の表面部分には光の反射率が高い材料を用いる必要がある。反射率の低い材料であれば、光は反射せずに材料中に吸収され、発光体の発光量に対して照射対象が受ける光量が下がる。これは電力効率が悪い上に、発光体をより過熱させる原因となる。

【0022】

そのために、本発明では第２膜中に白色度が高く、屈折率の高い第２フィラーを用いる。第２フィラーはＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ｈ−ＢＮ、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５粒子のいずれか１種以上を含むとよい。これらのセラミックス粒子は白色度が高いだけでなく、屈折率が高い。白色度が高いことにより可視光を中心とした広い波長を、吸収せずに反射できる。また、光が紫外線の場合は、特にｈ−ＢＮまたはＺｒＯ_２が有効である。また、屈折率が高いために、粒子内部での光の減衰が小さく、受けた光量と反射する光量の差が小さい。つまり、反射効率が高い。好ましくは第２フィラーの９０体積％以上、より好ましくは第２フィラーの全てが前記成分の１種または２種以上で占められているのがよい。

【0023】

第２膜は基板上に形成された第１膜のさらに上に形成される（この場合の「上」というのは第１膜から見てベースと反対側を意味するもので、位置的な上下を意味するものではない）。

【0024】

第２膜は反射率だけを考えると、厚くする方が効果は高い。また、例えば金属ベース上に５μｍの厚さで第２被膜のみを形成すると、一部の光は透過してベースまで到達してしまう。これは、第２フィラーがオルガノポリシロキサン中に分散しているためであり、塗布して用いる用途を考えると一定以上の粒子濃度にするのは難しい。

【0025】

また、第２膜は熱伝導率が、樹脂等と比較すると高いが、アルミニウムなどの金属と比較するとかなり低い。そのために、あまり第２膜をあまり厚くしてしまうと発光体からの発熱をベースにまで逃がす効率が悪くなる。この両方を満たす第２膜の厚さは５〜１００μｍである。５μｍよりも薄ければ、光の透過が多くなってしまう。１００μｍよりも厚ければ素子から発生した熱をベースへと逃がしにくくなる。

【0026】

本発明では第２膜とベースとの間に、第１膜を必ず有する。

【0027】

第１膜は熱伝導率の高い、例を挙げるとＡｌＮ、ＳｉＣ、ｃ−ＢＮ、ダイヤモンドなどの粒子のいずれかを含む第１フィラーを、オルガノポリシロキサン中に分散した膜である。第１膜に用いる第１フィラーは、熱伝導率が高いという特徴がある。高い熱伝導を有しているために、第２膜の熱を容易にベース方向へと逃がすことができる。

【0028】

また、第１フィラーに用いる粒子は、白色度は特に高くないが、屈折率は非常に高い。そのために、第２膜を透過してきた光の大部分を、ベース方向に逃がすことなく、第２フィラー方向に反射して戻す。

【0029】

第１膜が以上に述べた性質を持つことから、第２膜は完全に反射をするほど厚く形成する必要が無い。そのために、第２膜の厚さは、熱伝導の観点からも許容できる範囲である１００μｍ以下でよいことになる。

【0030】

以上に述べた第１膜と第２膜の組み合わせで、発光体から発生した熱を効率よくベース方向に逃がすことができ、光反射率も十分に高い発光体保持基板とすることができる。

【0031】

配線や発光体は、第２膜の上に形成する、または設ける。第２膜は前述のように反射率が高いために、その上に配線や発光体を設ける場合は、なるべく小さな面積とするほうが望ましい。望ましくは、第２膜の表面積の８５％以上が、配線や発光体などに遮られずに露出することである。配線や発光体は第２膜に直接設けてもよいし、両者の間に白色または透明なコーティング剤などを介して設けてもよい。

【0032】

また、第１膜と第２膜は、あまりにも薄ければ、絶縁耐圧が高くならずに、大きな電圧を掛けると用意に絶縁破壊する。そのためにベースと素子間に第１膜、第２膜を通して通電してしまい、電気回路が成立しなくなる懸念がある。

【0033】

第１膜と第２膜について説明する。

【0034】

第１膜と第２膜は、オルガノポリシロキサン中に、セラミックスやダイヤモンドの粒子を含む無機フィラーを分散した組成を有する。

【0035】

オルガノポリシロキサン成分は、使用温度にて耐熱性を有し、十分に透明で、耐候性が高いという性質を持つ。

【0036】

また、オルガノポリシロキサンの中でも特に容易に製造できるのはオルガノアルコキシシランの脱水縮合物である。

【0037】

このオルガノアルコキシシランは分子式
Ｒ^１ｍＳｉ（ＯＲ^２）_４−ｍ（ただし、Ｒ^１は炭素数１〜８の有機基、Ｒ^２は炭素数１〜５のアルキル基、ｍは０〜２の整数）
で表される有機シリコンである。

【0038】

式中のＲ^１の「炭素数１〜８の有機基」としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル等の直鎖状アルキル基；ｉｓｏ−プロピル、ｉｓｏ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｉｓｏ−ペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ｎｅｏ−ペンチル、メチルヘキシル、ジメチルヘキシル、エチルヘキシル、メチルヘプチル等の分枝状アルキル基；ビニル、アリル、ｉｓｏ−プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプセニル、オクテニル等；エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、ヘプチニル、オクチニル、ブタジニル、ペンタジニル、ヘキサジニル、ヘプタジニル、オクタジニル等の直鎖状アルケニル基又はアルキニル基；メチルペンテニル、エチルペンテニル、ジメチルペンテニル、メチルヘキセニル、エチルヘキセニル、ジメチルヘキセニル、メチルヘプセニル等；メチルペンチニル、エチルペンチニル、ジメチルペンチニル、メチルヘキシニル、エチルヘキシニル、ジメチルヘキシニル、メチルヘプチニル等の分枝状アルケニル基又はアルキニル基；フェニル、トリル、キシリル等のアリール基；γ−クロロプロピル、γ−メタクリロイルオキシプロピル、γ−メルカプトプロピル等の置換直鎖状アルキル基が挙げられる。中でも、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ビニル、フェニル、γ−メタクリロイルオキシプロピル、γ−メルカプトプロピル等が好ましい。

【0039】

式１の置換基Ｒ^２の「炭素数１〜５のアルキル基」としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル等の直鎖状アルキル基；ｉｓｏ−プロピル、ｉｓｏ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｉｓｏ−ペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ｎｅｏ−ペンチル等の分枝状アルキル基等が挙げられる。

【0040】

オルガノアルコキシシランの具体例としては、ｍが０の場合、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン等；ｍが１の場合、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等；ｍが２の場合、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等が挙げられる。これらのオルガノアルコキシシランは、いずれか１種を単独で、又は２種以上を併用して用いることができ、中でも、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランからなる群から少なくとも１種から選択されることが好ましい。

【0041】

以上に述べたオルガノポリシロキサン中に、フィラーとして体積分率で２０〜７５％加えたものを「塗料」と呼ぶ。

【0042】

オルガノポリシロキサンとしてオルガノアルコキシシランの脱水縮合物を用いる場合は、オルガノアルコキシシラン１モルに対して、酸性下で水を０．０５〜１０モルを加えて２０〜８０℃にて加水分解し、フィラーを加えることにより、フィラーを分散した液状のオルガノポリシロキサン組成物が得られる。フィラーの量は体積分率で２０〜７５％が適当であり、残部はオルガノポリシロキサン成分である。

【0043】

また、オルガノアルコキシシランの脱水縮合物を用いる場合は、オルガノアルコキシシランの前記式中のＲ^１、Ｒ^２、ｍの種類および数値を変えることにより、様々な特徴を持つ別の塗料が製作できる。

【0044】

フィラーとしては、前記のオルガノポリシロキサンに対して、第１膜とするにはＡｌＮ、ダイヤモンド、ＳｉＣ、ｃ−ＢＮのように熱伝導率が極めて高い粒子を第１フィラーとして添加する。これを第１塗料と呼ぶ。同様に、第２膜とするにはＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ｈ−ＢＮ、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５のような白色度が高く、反射率の高い粒子を第２フィラーとして添加する。これを第２塗料と呼ぶ。

【0045】

第１フィラー、第２フィラー共に、フィラーの粒子径の好ましい範囲は０．１〜５０μｍ程度である。ある程度入手が容易であり、膜中に均一に分散できる粒子径はこの範囲である。

【0046】

オルガノポリシロキサンとフィラーの混合は、不純物の混入が少なく、均一に混合できる混合機を用いるのであればその装置や方法は問わない。例えば、ボールミル、アトライター、スターミル、らいかい機、食品用のミキサーなどから選べばよい。混合時間は２０分〜２４時間程度である。

【0047】

以上に述べたように、オルガノポリシロキサンとフィラーとの混合物として、第１塗料および第２塗料を得る。

【0048】

第１塗料と第２塗料がほぼ同様の収縮を示すのであれば、熱処理硬化時に両者の収縮率の相違による膜の割れや剥がれといった問題が起こらなくなるために、第１塗料と第２塗料に用いるオルガノポリシロキサン成分は後述の熱処理の際に同様の収縮をすることが望ましい。

【0049】

さらに望ましいのは、第1塗料と第２塗料に使用するオルガノポリシロキサン成分を、同じ成分とすることである。

【0050】

オルガノポリシロキサンの出発原料であるオルガノアルコキシシランは、前述のＲ^１、Ｒ^２、ｍが異なる種類、数値であっても構わないが、これらが同じものを用いることがより好ましい。また、加水分解の際に添加する水のモル比はなるべく近いほうが好ましい。Ｒ^１、Ｒ^２、ｍの種類、数値が同じオルガノアルコキシシランを原料とし、加水分解する水のモル比が一定であれば、生成されるオルガノポリシロキサンの主鎖部分が第1塗料と第２塗料とで同一または類似したものになり、２つの膜が後述する塗布後の熱処理硬化にてほぼ同様の収縮を示すからである。

【0051】

得られた塗料を、発光体保持基盤を構成するベースに第１塗料、第２塗料の順で塗布し、空気中１５０〜３００℃の温度にて熱処理を行なうことにより、ベース表面にて硬化する。こうして、ベースの表面に第１膜、第２膜の順に膜を形成できる。雰囲気は空気中、還元雰囲気中、真空雰囲気中のいずれでも構わない。

【0052】

第１塗料を先に塗布し、硬化処理した後に第２塗料を塗布して硬化する方法もあるが、両方塗布した後に硬化処理するほうが望ましい。なぜならば、硬化処理の際に収縮が起こるために、既に収縮した第１膜の上で第２塗料が収縮すると、割れの原因となるからである。また、第１塗料と第２塗料の樹脂成分が接触した状態で熱処理硬化が行なわれれば、両者の界面にて互いにオルガノポリシロキサン成分が相手方の組織を取り込みながら硬化する。第1塗料に用いるオルガノポリシロキサン成分と、第２塗料に用いるオルガノポリシロキサン成分が同じ成分であれば、この働きが最も高くなる。

【0053】

このようにして得られた２膜は、結合力が高いので、単一の塗料を使った場合とほぼ同様に強固であり、両者の界面からの剥がれの懸念が無い。また、事実上界面が存在しない程度に結合するために、界面が熱伝導を妨げる要因とならずに、第１膜と第２膜間の熱伝導率が下がらない。

【0054】

回路や発光体の形成は、この第２膜を形成した後、その膜上に行なう。これらは、直接第２膜に接触するように設けてもよいし、第２膜のさらに上に何らかの透光性の高い処理層などを介して設けてもよい。また、回路や発光体を設ける箇所は、第１膜の上でも構わない。この際には、第２膜を重ねられないために、第２膜を形成する際にマスクなどを用いる必要がある。

【0055】

ベースについては、ある程度の平面度とすることが可能で、膜、回路や発光体などを形成できる熱伝導性の高い材料であれば問わない。具体的には銅板、アルミ板、カーボン板、カーボンファイバー板、タングステン板などが挙げられる。

【実施例】

【0056】

（第１塗料の製法）
出発原料として、メチルトリエトキシシラン１（ｍｏｌ）、水０．１（ｍｏｌ）とｐＨ調整剤としての酢酸少量を混合し、１時間室温にて攪拌混合した。

【0057】

ついで、３０℃にて２４時間の加水分解を行い、溶液を得た。

【0058】

さらに、溶液に対して４０体積％となるように、平均粒子径が２μｍのＡｌＮ（窒化アルミニウム）粒子を混合し、さらに常温にてらいかい機を用いて１０時間混合した。得られた溶液を塗料１号とする。
（第２の塗料の製法）
出発原料として、メチルトリエトキシシラン１（ｍｏｌ）、水０．１（ｍｏｌ）とｐＨ調整剤としての酢酸少量を混合し、１時間室温にて攪拌混合した。

【0059】

ついで、８０℃にて１００時間の縮合反応処理を行い、溶液を得た。

【0060】

さらに、溶液に対して４０体積％となるように、平均粒子径が２μｍのＴｉＯ_２（酸化チタン）粒子を混合し、さらに常温にてらいかい機を用いて１０時間混合した。得られた溶液を塗料２号とする。

（ベースへの被覆）
発光体および回路を保持するベースとして、板状のアルミニウム合金を選択した。アルミニウム合金は熱伝導率が極めて高く、安価であり、腐食しにくく、加工が容易である。

【0061】

このアルミニウムベースに塗料１号をスキージにて厚さ約１００μｍ塗布した。

【0062】

塗料１号を常温で２４時間乾燥させた後、大気中１２０℃でさらに１０分間乾燥させた。

【0063】

乾燥後の塗料１号の塗布面に重ねて、塗料２号を厚さ約１００μｍ塗布した。塗料２号を常温にて１日乾燥させたあと、さらに大気中１２０℃でさらに１０分間乾燥させた。

【0064】

乾燥後に、大気雰囲気中でオーブンにて３００℃まで加熱し、３０分間保持した。この加熱により、塗料１号と塗料２号中の縮重合が完全に終了し、ベース表面にて２相の硬化膜が得られた。完全な乾燥および縮重合により塗布時点よりも塗料１号部分の第１膜、塗料２号部分の第２膜ともに収縮していた。第１膜および第２膜の厚さいずれも約８０μｍであった。メチルトリエトキシシランは、前記処理により、オルガノポリシロキサンであるメチルポリシロキサンとなっていた。

（回路パターンおよび発光体の実装）
前述のようにして得られた第１膜、第２膜を有する基盤に、図１に示すように銀製の回路パターンを印刷し、発光体としてはＬＥＤ（発光ダイオード）素子を選択して、回路パターン上の通電経路に設けた。ＬＥＤ素子は一方の極は回路パターン上に乗っており、もう一方の極はボンディングにて回路の別の部分と導通している。この回路を電源と接続して、ＬＥＤ素子を発光させた。

（基板性能の評価）
得られた基板に以下の試験を行い評価した。
１．反射率測定
基板に対して積分球を用いて光反射率の測定を行なった。その結果、基板は可視光全域に対して９２％の反射率を示した。
２．熱伝導試験
素子に対して合計１０Ｗ／ｈｒの電力をかけて、ＬＥＤ素子、基板、周囲の温度変化が見られなくなり、安定した時点で、ＬＥＤ素子の温度を測定した。

【0065】

その結果、ＬＥＤ素子の温度は５６℃で安定していた。この温度は、ＬＥＤ素子を連続で数万時間発光させた場合でも、素子に悪影響を及ぼさない程度の温度である。

（その他の実施例およびその評価）
以上に実施例として、本発明の実施の一形態を示した。

【0066】

次に、本発明の範囲内で膜の組成および厚さを変えて同様の試験を行った。なお、第1フィラーおよび第２フィラーは、平均粒子径１〜１０μｍのものを用いた。

【0067】

【表1】

【0068】

【表2】

【0069】

表１には左から、第１膜の組成、第１膜の厚さ、第２膜の組成、第２膜の厚さを示している（後述の表３も同様）。

【0070】

また、表２には、表１で得られた基板の、可視光全域に対する反射率、ＬＥＤ素子の温度を示した（後述の表４も同様）。記載の無い実験条件は前記試験と同様である。

【0071】

これらの結果から、本発明の発光体保持基板は、反射率が可視光に対して十分高いことが分かった。また、素子の温度上昇は最高でも６０℃程度であり、使用に十分耐えることが分かった。

【0072】

（比較試料およびその評価）
本発明の範囲外の試料を比較のために同様の試験を行った。

【0073】

比較試料としては
（１）本発明の第１膜、第２膜と同様の膜材の厚さを変えたもの（比較試料１１〜１４）
（２）単一の塗料にて２００μｍの膜厚を形成したもの（比較試料２１、２２）
（３）本発明で使用した塗料ではなく、一般に用いられるエポキシ樹脂を用いたもの（比較試料３１、３２）
の３通りについて行なった。

【0074】

表３に膜について、表４に評価結果を示す。

【0075】

なお、表４に示す素子温度が９９℃に達した試料は、その時点で試験を打ち切った。

【0076】

【表3】

【0077】

表３に記載の試料は、本発明の範囲外の比較試料である。

【0078】

【表4】

【0079】

表４に記載の試料は、本発明の範囲外の比較試料である。

【0080】

比較例１１および比較例１３は、第1膜または第２膜が厚すぎるために、放熱性が下がり、素子温度が８０〜９５℃と高くなった。そのために、半導体である素子寿命は落ち、人体などへの接触により火傷や発火の危険が生じる。

【0081】

比較例１２は絶縁耐力が十分でなく、早期に発光が不安定となった。これは、絶縁耐力の高い第１膜が薄すぎることに起因する。また、第１膜が薄すぎるために、反射率が十分でなかった。

【0082】

比較例１４は第２膜が薄すぎるために、十分な白色光が得られず、可視光反射率も上がらなかった。

【0083】

比較例２１はフィラーがＡｌＮの第１膜のみを１５０μｍの厚さで設けた比較試料である。また、比較例２２はフィラーがＺｒＯ_２の第２膜のみを同じく１５０μｍの厚さで設けた比較試料である。

【0084】

比較例２１は、放熱性は十分であったが、反射率および白色度は試料１〜１０と比較して大幅に劣った。

【0085】

一方、比較例２２は、反射率および白色度は十分であったが、十分な放熱性を得られなかった。

【0086】

比較例３１および比較例３２は本発明に用いる第１膜、第２膜ではなく、エポキシ樹脂による膜をそれぞれ１００μｍ、２００μｍ被覆した比較試料である。可視光反射率は一定の性能を示したが、放熱が十分ではなく素子温度は使用直後から上昇した。また、絶縁耐圧が低いために、動作が不安定で使用できなかった。

（その他の実施例）
銅板のベース上に、試料１〜試料１０の第１フィラーをＡｌＮに、第２フィラーをｈ−ＢＮと置き換え、他の条件は全て同等な発光体保持基板を得た。ｈ−ＢＮは紫外線全般の反射率が極めて高い。

【0087】

得られた基板に真空紫外線の発生装置および回路を設け、反射率と熱伝導率の測定を行なった。

【0088】

本発明の発光体保持基板は温度上昇が最高で７０℃、反射率が８５％超であり、連続１０００時間の使用後も全く不具合が発生しなかった。

【符号の説明】

【0089】

１ ベース
２ 第１膜
３ 第２膜
４ 発光体
５ 配線パターン
６ 電源へ

【図1】