JP6548404B2 - 多層基板、発光装置および多層基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、多層基板、発光装置および多層基板の製造方法に関する。

ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子が実装される発光装置の実装基板には、耐熱性および放熱性の観点から、アルミニウムなどの金属製の基板が広く用いられている。こうした発光装置では、発光効率を向上させるために、光反射率の高い銀（Ａｇ）などの金属による光反射層が実装基板上に形成される。しかしながら、銀は空気中の水分や酸素、硫黄などと反応して劣化しやすいため、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）（Ａｌ_２Ｏ_３）による高密度の保護層が銀層の直上に設けられる。また、光反射率をさらに高めるために、例えば互いに屈折率が異なる酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層と酸化チタン（ＴｉＯ_２）の層で構成された誘電体多層膜が銀層の上に設けられることもある。

例えば、特許文献１に記載の発光装置では、発光素子が実装された基板は、セラミック基板の上面に金膜が配線パターン形成された配線基板であり、発光素子は、金膜の上に接合されてフリップチップ実装され、発光素子が実装された部位を除く金膜の上には、銀膜が製膜され、銀膜の上には、５００ｎｍ以下の光の反射率を銀膜を単独で用いた場合より高くする誘電体多層膜が製膜されている。この誘電体多層膜は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）膜、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜および酸化チタン（ＴｉＯ_２）膜で構成されている。

特開２０１１−１５１３３９号公報

基板の光反射率をさらに向上させるためには、金属製の光反射層の上に、互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層を繰り返し積層させることが好ましい。しかしながら、光反射層を保護する保護層の上にさらに誘電体層を繰り返し積層させると、その誘電体層に働く応力の蓄積によって、光反射層と保護層との界面で剥離が発生することがある。この剥離は、光反射層の金属原子を保護できるように保護層が高密度で形成されるために、保護層内で外にはじけようとする力が発生して膨らみが生じることや、例えば温度変化による収縮が起きたときに保護層の上下に働く力の釣合いが取れなくなることなどに起因する。

そこで、本発明は、基台上の金属製の光反射層が使用環境下でその光反射特性を保つようにした上で、その上に積層可能な誘電体層の層数を増やして基板の光反射率を向上させることを目的とする。

本発明の多層基板は、基台と、基台より上に形成された金属製の光反射層と、光反射層の上に形成されて光反射層を保護する第１の誘電体層と、第１の誘電体層の上に互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層が積層して形成された多層膜である第２の誘電体層と、第２の誘電体層の上に形成され上面と下面で原子密度が異なる第３の誘電体層と、第３の誘電体層の上に形成された第４の誘電体層とを有することを特徴とする。
上記の多層基板では、第３の誘電体層は、厚さ方向に沿って原子密度が段階的に変化することが好ましい。
上記の多層基板では、第３の誘電体層は、基台に近い下面側から基台とは反対側の上面側にかけて原子密度が高くなることが好ましい。
上記の多層基板では、第４の誘電体層は、互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層が積層して形成された多層膜であることが好ましい。

本発明の発光装置は、多層基板と、多層基板上に実装された発光素子とを有し、多層基板は、基台と、基台より上に形成された金属製の光反射層と、光反射層の上に形成されて光反射層を保護する第１の誘電体層と、第１の誘電体層の上に互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層が積層して形成された多層膜である第２の誘電体層と、第２の誘電体層の上に形成され上面と下面で原子密度が異なる第３の誘電体層と、第３の誘電体層の上に形成された第４の誘電体層とを有することを特徴とする。

本発明の多層基板の製造方法は、基台より上に金属製の光反射層を形成する工程と、光反射層の上に、イオンアシスト蒸着により、光反射層を保護する第１の誘電体層を形成する工程と、第１の誘電体層の上に互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層を積層させて多層膜である第２の誘電体層を形成する工程と、第２の誘電体層の上に、イオン電子ビームの運動エネルギーを段階的に変化させたイオンアシスト蒸着により、上面と下面で原子密度が異なる第３の誘電体層を形成する工程と、第３の誘電体層の上に第４の誘電体層を形成する工程とを有することを特徴とする。
上記の製造方法における第３の誘電体層を形成する工程では、第３の誘電体層の下面から上面にかけて膜応力が５ＭＰａから１５ＭＰａまで変化するように、イオン電子ビームの運動エネルギーを変化させることが好ましい。

上記の多層基板、発光装置および多層基板の製造方法によれば、基台上の金属製の光反射層が使用環境下でその光反射特性を保つようにした上で、その上に積層可能な誘電体層の層数を増やして基板の光反射率を向上させることが可能になる。

発光装置１の上面図および断面図である。 実装基板１０、回路基板２０、反射枠４０の上面図および断面図である。 図１（Ｂ）のＢ部の拡大図である。 実装基板１０の多層構造を示す模式的な断面図である。 ＥＢ蒸着とＩＡＤ蒸着で形成された積層構造の例を示す断面写真である。

以下、図面を参照しつつ、多層基板、発光装置および多層基板の製造方法について説明する。ただし、本発明は図面または以下の実施形態には限定されないことを理解されたい。

図１（Ａ）〜図１（Ｄ）は、発光装置１の上面図および断面図である。発光装置１は、主要な構成要素として、実装基板１０、回路基板２０、ＬＥＤ素子３０、反射枠４０および封止樹脂５０を有する。図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、それぞれ、完成品としての発光装置１の上面図およびＡ−Ａ線断面図を示す。図１（Ｃ）および図１（Ｄ）は、それぞれ、ＬＥＤ素子３０の実装状態を示すために、封止樹脂５０を取り除いた状態の発光装置１の上面図およびＡ−Ａ線断面図を示す。

また、図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、実装基板１０の上面図およびＡ−Ａ線断面図である。図２（Ｃ）および図２（Ｄ）は、回路基板２０の上面図およびＡ−Ａ線断面図である。図２（Ｅ）および図２（Ｆ）は、反射枠４０の上面図およびＡ−Ａ線断面図である。

実装基板１０は、多層基板の一例であり、アルミニウム製の基台と、その上に形成された複数の膜で構成される多層構造とを有する。基台上の多層構造の詳細については、図３および図４を用いて後述する。また、実装基板１０は、一例として正方形の形状を有し、その上面にＬＥＤ素子３０が実装される平面領域を有する。実装基板１０の対角線上で向かい合う２つの頂点付近には、固定用貫通穴１１Ａ，１１Ｂが設けられている。

回路基板２０は、一例として、実装基板１０と同じ大きさの正方形の形状を有し、その中心部には円形の開口部２１が形成される。回路基板２０にも、対角線上で向かい合う２つの頂点付近には、固定用貫通穴２２Ａ，２２Ｂが設けられている。回路基板２０は、固定用貫通穴２２Ａ，２２Ｂの位置が実装基板１０の固定用貫通穴１１Ａ，１１Ｂと合うように、その下面が接着シートにより実装基板１０上に貼り付けられて固定される。また、回路基板２０の上面には、開口部２１を取り囲むように配線パターン２３が形成される。配線パターン２３のうち、固定用貫通穴２２Ａ，２２Ｂが設けられていない残りの２つの頂点付近には、接続電極２４Ａ，２４Ｂが形成される。接続電極２４Ａ，２４Ｂは一方がアノード電極で他方がカソード電極となり、これらが外部電源に接続されて電圧が印加されることによって、発光装置１は発光する。

ＬＥＤ素子３０は、発光素子の一例であり、回路基板２０の開口部２１から露出している実装基板１０上に実装される。発光装置１は複数のＬＥＤ素子３０を有し、図１（Ｃ）では、１６個のＬＥＤ素子３０が実装される場合の例を示している。ＬＥＤ素子３０の下面は、透明な絶縁性の接着剤などにより、実装基板１０の上面に固定される。また、ＬＥＤ素子３０は上面に一対の素子電極を有し、図１（Ｂ）および図１（Ｄ）に示すように、隣接するＬＥＤ素子３０の素子電極は、ボンディングワイヤ３１により相互に接続される。開口部２１の外周側に位置するＬＥＤ素子３０から出たボンディングワイヤ３１は、回路基板２０の配線パターン２３に接続される。

反射枠４０は、開口部２１の大きさに合わせて白色の樹脂で構成された円形の枠体であり、回路基板２０の上面で配線パターン２３と重なる位置に固定される。反射枠４０は、ＬＥＤ素子３０から側方に出射された光を、発光装置１の上方（ＬＥＤ素子３０から見て実装基板１０とは反対側）に向けて反射させる。

封止樹脂５０は、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂などの無色かつ透明な樹脂であり、開口部２１に注入されて、ＬＥＤ素子３０を一体に被覆し保護する。封止樹脂５０には、蛍光体が分散混入される。例えば、ＬＥＤ素子３０が青色ＬＥＤと緑色ＬＥＤである場合には、封止樹脂５０には、赤色蛍光体が分散混入される。この場合、発光装置１は、青色ＬＥＤからの青色光と、緑色ＬＥＤからの緑色光と、それらによって赤色蛍光体を励起させて得られる赤色光とを混合させることで得られる白色光を出射する。封止樹脂５０は、図１（Ａ）に示した例では円形にモールド成型され、例えば反射枠４０により実装基板１０上に固定される。

なお、上記の発光装置１は一例であり、本明細書で言う発光装置は、実装基板上に開口部を有する回路基板が貼り合わされたものには限らない。例えば、発光装置は、実装基板１０と回路基板２０の２種類の基板を含まず、発光素子に電力を供給するための配線パターンが実装基板上に形成されたものでもよい。

また、ボンディングワイヤ３１を用いずに、半田バンプを用いて実装基板１０上にＬＥＤ素子３０をフリップチップ実装してもよい。この場合、下記で説明する実装基板１０の多層構造の上にＬＥＤ素子３０に電力を供給するための配線パターンが形成されるか、または実装基板１０上で配線パターンが形成される領域以外に多層構造が形成される。

また、発光素子は、例えばレーザダイオードなど、ＬＥＤ以外のものであってもよい。実装基板１０上に実装される発光素子の個数は、発光装置の用途に応じて適宜選択すればよく、特に限定されない。

図３は、図１（Ｂ）のＢ部の拡大図である。また、図４は、実装基板１０の多層構造を示す模式的な断面図である。

図３では、実装基板１０および回路基板２０の一部、ならびに実装基板１０上に実装された１個のＬＥＤ素子３０を示している。なお、図３および図４は各構成要素の位置関係を模式的に示しており、各構成要素の大きさの関係は必ずしも正確ではない。図３では、回路基板２０としては、基材２５および接着シート２６と、配線パターン２３を構成するＣｕ（銅）層、Ｎｉ（ニッケル）層およびＡｕ（金）層を示している。また、図３では、反射枠４０と封止樹脂５０の記載は省略している。

図３および図４に示すように、実装基板１０は、下から順に、Ａｌ（アルミニウム）基台１２、Ａｇ層１３、Ａｌ_２Ｏ_３層１４、誘電体多層膜１５、Ａｌ_２Ｏ_３層１６および誘電体多層膜１７を有する。誘電体多層膜１５は、交互に積層されたＳｉＯ_２層１５ＡとＴｉＯ_２層１５Ｂを、一例として２層ずつ有する。誘電体多層膜１７も、交互に積層されたＳｉＯ_２層１７ＡとＴｉＯ_２層１７Ｂを、一例として２層ずつ有する。Ａｇ層１３から誘電体多層膜１７までの各層は、例えば、蒸着、スパッタリングまたはメッキ処理などの公知の方法によって均一な厚さに形成される。各層の厚さは、例えば、Ａｇ層１３が９０〜２００ｎｍ、Ａｌ_２Ｏ_３層１４，１６がそれぞれ３０〜５０ｎｍ、ＳｉＯ_２層１５Ａが３０〜５０ｎｍ、ＴｉＯ_２層１５Ｂが３０〜２００ｎｍ程度である。Ａｇ層１３から誘電体多層膜１７までの厚さは、例えば１μｍ程度である。

なお、Ａｇ層１３から誘電体多層膜１７までの各層は、Ａｌ基台１２の全面に形成されてもよいし、図３に示すように、回路基板２０の開口部２１から露出しているＡｌ基台１２上にのみ形成されてもよい。すなわち、Ａｇ層１３から誘電体多層膜１７までの各層は、実装基板１０上に回路基板２０が固定される前にＡｌ基台１２の全面に形成されてもよいし、実装基板１０上に回路基板２０が固定された後で、開口部２１内のＡｌ基台１２上にのみ形成されてもよい。図３に示す例では、回路基板２０は、その基材２５が接着シート２６によりＡｌ基台１２の上面に貼り付けられている。このように、回路基板２０をＡｌ基台１２に直接固定すると、実装基板１０と回路基板２０の密着力が高められる。

Ａｌ基台１２は、その上にＡｇ層１３から誘電体多層膜１７までの各層が形成される実装基板１０の基台である。基台の材質は、耐熱性および放熱性に優れた金属であることが好ましく、アルミニウムに限らず、銅などの他の金属でもよい。ただし、基台としては、例えばセラミックなど、金属以外の材質のものを使用してもよい。

Ａｇ層１３は、金属製の光反射層の一例であり、光反射材として銀（Ａｇ）を含有し、ＬＥＤ素子３０から実装基板１０側に出射された光を発光装置１の上方に向けて反射させる。光反射材としては、アルミニウムなどの光反射率が高い他の金属を使用してもよいが、金属の中でも熱伝導率および光反射率が最も高い銀を使用することが好ましい。

なお、図３および図４に示す例ではＡｌ基台１２の直上にＡｇ層１３が形成されているが、Ａｌ基台１２とＡｇ層１３の間に、例えば、Ａｌ基台１２の表面を絶縁する酸化皮膜層や、Ａｇ層１３に含まれる銀（Ａｇ）が熱によって溶融した場合にそのＡｇが拡散することを防止するバリア層を設けてもよい。

Ａｌ_２Ｏ_３層１４は、光反射層を保護する第１の誘電体層の一例である。Ａｌ_２Ｏ_３層１４は、Ａｇ層１３とＳｉＯ_２層１５ＡおよびＴｉＯ_２層１５Ｂとの中間の応力を有し、Ａｇ層１３とＳｉＯ_２層１５ＡおよびＴｉＯ_２層１５Ｂとの応力の差を緩和（緩衝）するバッファ層として機能する。また、Ａｌ_２Ｏ_３層１４は、高密度に形成されることで、Ａｇ層１３内に水や窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）、硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ）などが入り込み酸化、硫化などによりＡｇ層１３が劣化することを防ぐ保護層として機能する。これにより、Ａｌ_２Ｏ_３層１４は、実装基板１０の使用環境下でＡｇ層１３がその光反射特性を保つことを可能にする。

Ａｌ_２Ｏ_３層１４は、Ａｇ層１３の上に、例えば１５ＭＰａ程度の膜応力を有する膜が得られる条件で、イオンアシスト蒸着（ion assisted deposition）（以下、「ＩＡＤ蒸着」という）により形成される。以下で、ＩＡＤ蒸着について、電子ビーム（electron beam：ＥＢ）を熱源に用いたＥＢ蒸着と比較して説明する。

図５（Ａ）は、ＥＢ蒸着で形成された積層構造の例を示す断面写真である。ＥＢ蒸着では、平均自由行程が蒸発源から基板までの距離より長くなるように真空度が設定され、気化した分子が他分子にほとんど衝突することなく基板に衝突するようにして、基板上に結晶成長させる。ＥＢ蒸着では、基板の加熱のみで膜質が決定され、基板のダメージを最小限に抑えて成膜することが可能であるが、膜が多孔質になるため、屈折率や膜密度が比較的低くなる。

図５（Ｂ）は、ＩＡＤ蒸着で形成された積層構造の例を示す断面写真である。ＩＡＤ蒸着は、ＥＢ蒸着と同様の原理で、イオン電子ビームを基板に照射しながら蒸着させる方法である。ＩＡＤ蒸着では、比較的低い温度条件下で、蒸発源から浮遊した材料となる分子に別の分子を衝突させ、材料の分子を加速させて基板に衝突させる。ＥＢ蒸着では、膜質は材料となる分子の性質に依存するが、ＩＡＤ蒸着では、無理に結晶格子を欠陥させて隙間に原子を詰め込むことにより、材料の分子の性質に依存しないアモルファスな膜質の成膜が可能になる。ＩＡＤ蒸着では、イオン電子ビームの運動エネルギーに応じて、屈折率や膜密度が一定でかつＥＢ蒸着の場合より緻密（高密度）な膜が得られるが、膜が強い応力を有するという特徴がある。

誘電体多層膜１５は、第２の誘電体層の一例であり、Ａｌ_２Ｏ_３層１４の上に、互いに屈折率が異なるＳｉＯ_２層１５ＡとＴｉＯ_２層１５Ｂを積層させて形成される。誘電体多層膜１５も、Ａｌ_２Ｏ_３層１４と同様の条件で、ＩＡＤ蒸着により高密度に形成される。図４に示した例では、誘電体多層膜１５は、Ａｌ基台１２に近い側から、ＳｉＯ_２層１５Ａ、ＴｉＯ_２層１５Ｂ、ＳｉＯ_２層１５Ａ、ＴｉＯ_２層１５Ｂという順序で交互に繰り返し積層された４層を有する。ただし、ＳｉＯ_２層１５ＡとＴｉＯ_２層１５Ｂの順序は逆でもよいし、ＳｉＯ_２層１５ＡとＴｉＯ_２層１５Ｂが交互に積層されていれば、層数は２層でも３層でもよいし、あるいは４層より多くてもよい。ＳｉＯ_２層１５ＡとＴｉＯ_２層１５Ｂは、その屈折率差により、ＬＥＤ素子３０から実装基板１０側に出射された光の反射率を向上させる。ＳｉＯ_２層１５ＡとＴｉＯ_２層１５Ｂだけでは反射率は高くないが、Ａｇ層１３に加えてこれらを積層させることにより、ＬＥＤ素子３０から実装基板１０側に出射された光のほぼ１００％を反射することが可能になる。

Ａｌ_２Ｏ_３層１６は、上面と下面で原子密度が異なる第３の誘電体層の一例である。Ａｌ_２Ｏ_３層１４（下側のアルミナ層）は一様の原子密度を有するが、Ａｌ_２Ｏ_３層１６（上側のアルミナ層）は、厚さ方向に沿って原子密度が段階的に変化する。より詳細には、Ａｌ_２Ｏ_３層１６では、Ａｌ基台１２に近い下面側からＡｌ基台１２とは反対側の上面側にかけて原子密度が高くなる。図４では、Ａｌ_２Ｏ_３層１６におけるこの密度差を模式的に示している。そして、Ａｌ_２Ｏ_３層１６の上面側は、Ａｌ_２Ｏ_３層１４とほぼ同じ原子密度を有する。なお、このような層内の密度差は、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）によって結晶内部の原子の配列を調べることにより測定可能である。

上記のような密度差を有することにより、Ａｌ_２Ｏ_３層１６の下面側では原子が比較的自由に動けるが、Ａｌ_２Ｏ_３層１６の上面側では原子が動きづらくなる。このため、Ａｌ_２Ｏ_３層１６は、弾性材の性質（クッション性）を有し、下側の誘電体多層膜１５に働く応力を打ち消すバッファ層として機能する。すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３層１６に力が作用したときに、その下面側は動くが上面側は動かないことにより、下側の誘電体多層膜１５の応力が上側の誘電体多層膜１７に伝わらなくなるため、応力を緩衝する効果が得られる。

Ａｌ_２Ｏ_３層１６は、誘電体多層膜１５の上に、イオン電子ビームの運動エネルギーを段階的に変化させたＩＡＤ蒸着により形成される。その際、例えばＡｌ_２Ｏ_３層１６の下面側が５ＭＰａ程度の膜応力を有し、下面から上面にかけて膜応力が次第に高くなり、Ａｌ_２Ｏ_３層１６の上面側が１５ＭＰａ程度の膜応力を有するように、イオン電子ビームの運動エネルギーを変化させる。なお、Ａｌ_２Ｏ_３層１６を形成するときに、最初は（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３層１６の下面については）ＥＢ蒸着を使用し、途中からＩＡＤ蒸着に切り替えてもよい。これにより、Ａｌ_２Ｏ_３層１６の上面側は、Ａｌ_２Ｏ_３層１４とほぼ同じ膜応力を有する。

なお、Ａｌ_２Ｏ_３層１６は、原子密度が比較的低い下側層と、原子密度が比較的高い上側層との２層構造であってもよい。その際、下側層と上側層のそれぞれの内部では、原子密度が一定であってもよい。また、下側層をＥＢ蒸着で、上側層をＩＡＤ蒸着で形成してもよい。

誘電体多層膜１７は、第４の誘電体層の一例であり、Ａｌ_２Ｏ_３層１６の上に、互いに屈折率が異なるＳｉＯ_２層１７ＡとＴｉＯ_２層１７Ｂを積層させて形成される。誘電体多層膜１７も、Ａｌ_２Ｏ_３層１４と同様の条件で、ＩＡＤ蒸着により高密度に形成される。図４に示した例では、誘電体多層膜１７は、Ａｌ基台１２に近い側から、ＳｉＯ_２層１７Ａ、ＴｉＯ_２層１７Ｂ、ＳｉＯ_２層１７Ａ、ＴｉＯ_２層１７Ｂという順序で交互に繰り返し積層された４層を有する。ただし、ＳｉＯ_２層１７ＡとＴｉＯ_２層１７Ｂの順序は逆でもよいし、ＳｉＯ_２層１７ＡとＴｉＯ_２層１７Ｂが交互に積層されていれば、層数は２層でも３層でもよいし、あるいは４層より多くてもよい。

実際には、下側の誘電体多層膜１５内の層数を増やすと、応力の蓄積によりＡｇ層１３とＡｌ_２Ｏ_３層１４との界面において剥離が発生し得る。しかしながら、Ａｌ_２Ｏ_３層１６により応力を緩衝する効果が得られ、剥離の発生が抑制されるため、さらに上側の誘電体多層膜１７が形成可能になる。したがって、実装基板１０では、Ａｌ_２Ｏ_３層１６を設けない場合と比べて、誘電体多層膜１５，１７を合わせたＳｉＯ_２層とＴｉＯ_２層の層数を増やすことが可能になる。

そして、ＳｉＯ_２層とＴｉＯ_２層の層数を増やすことにより、実装基板１０では、光反射率がさらに向上する。例えば、実装基板１０では、Ａｌ_２Ｏ_３層１６と誘電体多層膜１７を設けない場合と比べて、３８０〜５００ｎｍの青色光の反射率が平均で０．７％程度、３８０〜７８０ｎｍの全波長域の反射率が平均で０．２％程度上昇する。したがって、発光装置１は、上記の実装基板１０の上に配線形成し、ＬＥＤ素子３０を実装し、封止することで、より光反射率の高いＬＥＤパッケージとなる。

また、Ａｌ_２Ｏ_３層１６を設けることにより、Ａｌ基台１２上に積層可能な全体の層数が増えることから、膜設計のバリエーションを増やすことも可能になる。このため、例えば、液体中や樹脂中といった空気中以外での光反射率の向上などの特殊な仕様に対応した多層基板も作成可能になる。

なお、上記のＡｌ_２Ｏ_３層１６とは反対に、上側のアルミナ層の原子密度（膜応力）は、Ａｌ基台１２に近い下面側が高く、Ａｌ基台１２とは反対側の上面側が低くてもよい。この場合でも、下側の誘電体多層膜１５の応力を上側の誘電体多層膜１７に伝えず、応力を緩衝する効果が得られる。ただし、上側のアルミナ層の下面側の膜応力を高くする場合には、特に誘電体多層膜１５を積層させた時点で剥離が発生する限界に近い状態であったときに、応力が高い上側のアルミナ層をさらに積層させることになるため、Ａｇ層１３とＡｌ_２Ｏ_３層１４の間で剥離が発生しやすくなる。このため、剥離が発生する応力の限界に達する前に上側のアルミナ層を挟む必要があり、上側のアルミナ層の下面側の膜応力を高くする場合には、その反対の場合と比べて誘電体多層膜内の層数に制限が課される。また、上側のアルミナ層の下面側の膜応力を高くする場合には、その反対の場合と比べて層同士の密着性が低下する傾向がある。このため、上記のＡｌ_２Ｏ_３層１６のように、上側のアルミナ層では上面側の膜応力を高くする方が好ましい。

また、上記のＡｌ_２Ｏ_３層１４は一様の原子密度（膜応力）を有するが、Ａｇ層１３の直上のアルミナ層（下側のアルミナ層）も、Ａｌ_２Ｏ_３層１６と同様に、厚さ方向に沿って原子密度（膜応力）が段階的に変化するものであってもよい。

また、Ａｌ_２Ｏ_３層１４，１６（第１および第３の誘電体層）に相当する２層の材質は、アルミナに限らず、例えばランタンチタン酸塩でもよい。ランタンチタン酸塩としては、例えばＬａＴｉＯ_３を主成分とするメルク社製のサブスタンスＨ４（商品名）を使用してもよい。さらに、Ａｌ_２Ｏ_３層１４，１６に相当する２層で材質を変えてもよい。

また、誘電体多層膜１５，１７を構成する互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層は、ＳｉＯ_２層とＴｉＯ_２層に限らず、別の材質のものでもよい。屈折率が高い方の材質として、例えば、Ｔｉ_２Ｏ_３やＴｉ_３Ｏ_５、Ｔｉ_４Ｏ_７のような組成の異なる酸化チタン（ＴｉＯ_２）系薬品か、または五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）もしくは酸化タングステン（ＷＯ_３）を使用してもよい。また、屈折率が低い方の材質として、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）にアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）もしくはその他の誘電体を混合させた薬品か、またはフッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）に代表される各種フッ化物を使用してもよい。また、誘電体多層膜１５と誘電体多層膜１７で誘電体層の材質を変えてもよい。

また、誘電体多層膜１５は実装基板の反射率を向上させるために複数の誘電体層で構成されることが好ましいが、誘電体多層膜１７に相当する箇所は、１層のみの誘電体層で構成されていてもよい。すなわち、上面と下面で原子密度が異なる第３の誘電体層の上に形成された第４の誘電体層は、多層膜でなくてもよい。

また、誘電体多層膜１７の上にさらに別のＡｌ_２Ｏ_３層を設けてもよい。すなわち、アルミナ層は３層以上でもよく、この場合には、３層目のＡｌ_２Ｏ_３層の上にさらに別の誘電体多層膜を設けて、実装基板１０よりもさらにＳｉＯ_２層とＴｉＯ_２層の層数を増やすことが可能になる。

１ 発光装置
１０ 実装基板
１２ Ａｌ基台
１３ Ａｇ層
１４，１６ Ａｌ_２Ｏ_３層
１５，１７ 誘電体多層膜
１５Ａ，１７Ａ ＳｉＯ_２層
１５Ｂ，１７Ｂ ＴｉＯ_２層
２０ 回路基板
３０ ＬＥＤ素子
４０ 反射枠
５０ 封止樹脂

Claims (6)

1. 基台と、
   前記基台より上に形成された金属製の光反射層と、
   前記光反射層の上に形成されて前記光反射層を保護する第１の誘電体層と、
   前記第１の誘電体層の上に互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層が積層して形成された光反射性の多層膜である第２の誘電体層と、
   前記第２の誘電体層の上に形成され上面と下面で原子密度が異なる第３の誘電体層と、
   前記第３の誘電体層の上に互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層が積層して形成された光反射性の多層膜である第４の誘電体層と、を有し、
   前記第３の誘電体層は、厚さ方向の全体にわたって同じ材料で構成され、厚さ方向に沿って原子密度が段階的に変化する、
   ことを特徴とする多層基板。
2. 前記第３の誘電体層は多層構造を有し、前記多層構造を形成する各層の内部では原子密度が一定である、請求項１に記載の多層基板。
3. 前記第３の誘電体層は、前記基台に近い下面側から前記基台とは反対側の上面側にかけて原子密度が高くなる、請求項１または２に記載の多層基板。
4. 多層基板と、
   前記多層基板上に実装された発光素子と、
   を有し、
   前記多層基板は、
   基台と、
   前記基台より上に形成された金属製の光反射層と、
   前記光反射層の上に形成されて前記光反射層を保護する第１の誘電体層と、
   前記第１の誘電体層の上に互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層が積層して形成された光反射性の多層膜である第２の誘電体層と、
   前記第２の誘電体層の上に形成され上面と下面で原子密度が異なる第３の誘電体層と、
   前記第３の誘電体層の上に互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層が積層して形成された光反射性の多層膜である第４の誘電体層と、を有し、
   前記第３の誘電体層は、厚さ方向の全体にわたって同じ材料で構成され、厚さ方向に沿って原子密度が段階的に変化する、
   ことを特徴とする発光装置。
5. 基台より上に金属製の光反射層を形成する工程と、
   前記光反射層の上に、イオンアシスト蒸着により、前記光反射層を保護する第１の誘電体層を形成する工程と、
   前記第１の誘電体層の上に互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層を積層させて光反射性の多層膜である第２の誘電体層を形成する工程と、
   前記第２の誘電体層の上に、イオン電子ビームの運動エネルギーを段階的に変化させたイオンアシスト蒸着により、上面と下面の間で厚さ方向に沿って原子密度が段階的に変化する第３の誘電体層を厚さ方向の全体にわたって同じ材料で形成する工程と、
   前記第３の誘電体層の上に互いに屈折率が異なる複数種類の誘電体層を積層させて光反射性の多層膜である第４の誘電体層を形成する工程と、
   を有することを特徴とする多層基板の製造方法。
6. 前記第３の誘電体層を形成する工程では、前記第３の誘電体層の下面から上面にかけて膜応力が５ＭＰａから１５ＭＰａまで変化するように、イオン電子ビームの運動エネルギーを変化させる、請求項５に記載の製造方法。