ガラスセラミックス組成物、発光ダイオード素子用基板および発光装置
【課題】発光装置としたときの、発光素子から供給される光の損失が少なく、光の利用効率が高められ、発光素子が搭載される搭載面の平坦度に優れ、熱抵抗が小さい発光素子搭載用基板を提供する。
【解決手段】２５〜５０質量％のガラス粉末、３０〜６０質量％のアルミナ粉末、および１０〜４０質量のジルコニア粉末を含み、前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０〜６５ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を１０〜１８ｍｏｌ％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９〜２３ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１３ｍｏｌ％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５〜６ｍｏｌ％含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８〜２３ｍｏｌ％含有することを特徴とするガラスセラミックス組成物。
【解決手段】２５〜５０質量％のガラス粉末、３０〜６０質量％のアルミナ粉末、および１０〜４０質量のジルコニア粉末を含み、前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０〜６５ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を１０〜１８ｍｏｌ％、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９〜２３ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１３ｍｏｌ％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５〜６ｍｏｌ％含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８〜２３ｍｏｌ％含有することを特徴とするガラスセラミックス組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスセラミックス組成物、発光ダイオード素子用基板、および発光装置に係り、特に発光ダイオード素子を搭載する基板の製造に用いられるガラスセラミックス組成物、ならびにこのガラスセラミックス組成物からなる発光ダイオード素子用基板および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す。）素子の高輝度化、高効率化に伴い、携帯電話や大型液晶ＴＶ等のバックライトあるいは一般照明などに、ＬＥＤ素子を用いた発光装置が使われるようになっている。それに伴い、ＬＥＤ素子周辺の部材についてもより高性能なものが求められるようになっている。例えば、ＬＥＤ素子を搭載するための基板としては、樹脂材料からなるものが使用されているが、ＬＥＤ素子の高輝度化に伴う熱や光により劣化しやすく、例えばセラミックスのような無機材料からなるものの使用が検討されている。
【０００３】
セラミックス基板としては、例えば配線基板に使用されているアルミナ基板や窒化アルミニウム基板が挙げられる。セラミックス基板は、樹脂基板に比べて熱や光に対する耐久性が高いことから、ＬＥＤ素子搭載用基板として有望である。しかしながら、セラミックス基板は、樹脂基板に比べて反射率が低いため、ＬＥＤ素子からの光が基板の後方へ漏れてしまい、前方の光度が低下するという問題がある。また、セラミックス基板は、一般に難焼結性であることから１５００℃を超える高温焼成が必要となり、プロセスコストが高くなるという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、低温同時焼成セラミックス（以下、ＬＴＣＣと記すことがある。）基板の使用が検討されている。ＬＴＣＣ基板は、一般にガラスとアルミナ等のセラミックスフィラーとの複合物からなるものであり、ガラスの低温流動性によって焼結するために、従来のセラミックスよりも低い８５０〜９００℃程度で焼結させることができる。これにより、配線導体であるＡｇ導体と同時に焼成することができ、従来のセラミックス基板に比べてコストを低減することができる。また、ガラスとセラミックスフィラーとの界面で光が拡散反射するために、アルミナ基板や窒化アルミニウム基板よりも高い反射率を得ることができる。さらに、無機物からなるために熱や光に対する十分な耐久性を得ることができる。
【０００５】
従来から、ＬＴＣＣ基板の反射率を高めるために、アルミナよりも高い屈折率を有するセラミックスのフィラー（高屈折率フィラー）を含有させる方法が検討されている。そして、Ｓｉ−Ｂ−Ａｌ−Ｃａ系のガラスに対して、アルミナ粉末とともにジルコニア粉末等の高屈折率フィラーを配合し、反射率を向上させたＬＴＣＣ基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ジルコニア粉末等の高屈折率フィラーは、アルミナ粉末に比べてガラスとの屈折率差が大きいため、ガラス−セラミックス界面での拡散反射がより大きくなる結果、基板の反射率が向上する。特許文献１のＬＴＣＣ基板では、ガラスの組成を調整することで、高屈折率フィラーの配合による焼結性の低下を補い抗折強度の低下を防止しており、また、耐酸性も向上されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００９／１２８３５４ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記ガラス粉末に対してジルコニア粉末を配合すると、焼成時に、粉体中のガラス成分が非晶質状態のまま分離する、いわゆる分相が生じ易くなる。このようなガラス粉末を用いたＬＴＣＣ基板では、基板の反り等の不具合が生じやすいという問題がある。これは、焼成時に焼成炉内の温度分布等の影響によって分相が不均一に進行し、焼結の進行度が不均一となるためである。また、焼結の進行度が不均一になることにより、基板の収縮率が全体として不均一となり、基板の形状に歪みが生じ、所望の形状や寸法精度を得られないおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであって、焼成中のガラス粉末の分相が抑制され、反りが少なく、形状安定性が良好で、かつ十分な反射率を有する焼結体が得られるガラスセラミックス組成物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】
【０００９】
すなわち、本発明のガラスセラミックス組成物は、２５質量％以上５０質量％以下のガラス粉末、３０質量％以上６０質量％以下のアルミナ粉末、および１０質量％以上４０質量％以下のジルコニア粉末を含み、前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明のガラスセラミックス組成物において、前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を８ｍｏｌ％より大きく１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものとすることができる。
また、前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯを０ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％未満、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で３ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものとすることができる。さらに、本発明のガラスセラミックス組成物において、前記ジルコニア粉末が、安定化ジルコニアまたは部分安定化ジルコニアからなることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の発光ダイオード素子用基板は、発光ダイオード素子を搭載するための基板であって、上記した本発明のガラスセラミックス組成物を成形および焼成してなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の発光装置は、発光ダイオード素子用基板と、前記発光ダイオード素子用基板に搭載された発光ダイオード素子とを具備する発光装置であって、前記発光ダイオード素子用基板が上記した本発明の発光ダイオード素子用基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガラス粉末の分相が抑制されており、反りが少なく、形状安定性が良好で、かつ十分な反射率を有する焼結体が得られるガラスセラミックス組成物を提供することができる。また、本発明によれば、形状安定性に優れ、かつ十分な反射率を有する発光ダイオード素子用基板を提供することができる。さらに、本発明によれば、このような発光ダイオード素子用基板を用いることにより光学特性や生産性に優れる発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の発光ダイオード素子用基板を有する発光装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のガラスセラミックス組成物は、２５質量％以上５０質量％以下のガラス粉末、３０質量％以上６０質量％以下のアルミナ粉末、および１０質量％以上４０質量以下のジルコニア粉末を含有する。
【００１６】
また、ガラス粉末は、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものである。
【００１７】
このようなガラスセラミックス組成物によれば、ガラス粉末を構成する各成分の含有量を所定の範囲とすることで、ガラス粉末の分相を抑制でき、焼成時におけるガラス粉末の焼結度のばらつきを低減することができる。したがって、反りが少なく、形状安定性が良好で、緻密な焼結体を得ることができる。また、反射率を向上させる高屈折フィラーとして、主としてジルコニア粉末を含有するために、全体として高い反射率を有する焼結体を得ることができる。
【００１８】
以下、ガラスセラミックス組成物について具体的に説明する。
ガラスセラミックス組成物におけるガラス粉末の含有量は、２５〜５０質量％である。
ガラス粉末の含有量が２５質量％未満であると、焼成によって緻密な焼結体（ＬＴＣＣ基板）を得ることが困難となるおそれがある。より緻密な焼結体を得る観点から、３０質量％以上が好ましく、３３質量％以上がより好ましい。一方、ガラス粉末の含有量が５０質量％を超えると、焼結体の抗折強度が不足するおそれがある。より抗折強度の高い焼結体を得る観点から、４５質量％以下が好ましく、４０質量％以下がより好ましい。
【００１９】
このガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５〜５μｍであることが好ましい。
Ｄ５０が０．５μｍ未満になると、工業的に製造しにくくまた凝集しやすくなるため、取り扱いが難しい。また、ガラスセラミックス組成物中にも分散しにくくなる。Ｄ５０はより好ましくは０．８μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ以上である。一方、Ｄ５０が５μｍを超えると、焼成によって緻密な焼結体を得ることが困難になる。焼成により緻密な焼成体を得るために、ガラス粉末のＤ５０は４μｍ以下がより好ましく、３μｍ以下がさらに好ましい。なお、本明細書における５０％粒径（Ｄ５０）は、レーザ回折散乱法で測定された値である。
【００２０】
アルミナ粉末は、焼結体の抗折強度を高くするために添加される成分であり、ガラスセラミックス組成物中、３０〜６０質量％添加される。
アルミナ粉末の含有量が３０質量％未満であると、所望の抗折強度を実現することが困難になる。より抗折強度の高い焼結体を得る観点から、３５質量％以上が好ましく、３７質量％以上がより好ましい。一方、アルミナ粉末の含有量が６０質量％を超えると、焼成不足になり緻密な焼結体を得ることが困難になるばかりでなく、焼結体表面の平滑性が損なわれるおそれがある。より緻密で表面の平滑な焼結体を得る観点から、５５質量％以下が好ましく、５２質量％以下がより好ましい。
【００２１】
アルミナ粉末のＤ５０は０．３〜５μｍであることが好ましい。Ｄ５０が０．５μｍ未満では、十分な抗折強度を達成することが困難となる。また、ガラスセラミックス組成物中にアルミナ粉末を均一に分散させることが困難となる。Ｄ５０はより好ましくは０．６μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ以上である。一方、Ｄ５０が５μｍを超えると、焼結体表面の平滑性が損なわれる、あるいは焼成により緻密な焼結体を得ることが困難になる。より緻密かつ表面の平滑な焼結体を得る観点から、Ｄ５０は４μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がさらに好ましい。
【００２２】
ジルコニア粉末は、焼結体の反射率を向上させるために添加されるものであり、ガラスセラミックス組成物中、１０〜４０質量％添加される。ジルコニア粉末の含有量が１０質量％未満の場合、実用上十分な反射率、具体的には８５％以上の反射率を有する焼結体を得ることが困難となる。なお、本発明における反射率は波長４６０ｎｍにおけるものである。より反射率の高い焼結体を得る観点から、ジルコニア粉末の含有量は、１１質量％以上が好ましい。さらに好ましくは１２質量％以上である。
【００２３】
一方、ジルコニア粉末の含有量が４０質量％を超える場合、緻密な焼結体を得ることが困難となる。より緻密な焼結体を得る観点から、ジルコニア粉末の含有量は、３０質量％以下が好ましい。より好ましくは２６質量％以下である。
【００２４】
ジルコニア粉末としては、安定化されていないジルコニアであってもよいが、通常はＹ２Ｏ３、ＣａＯ、またはＭｇＯの添加により少なくとも一部が安定化された部分安定化ジルコニアまたは安定化ジルコニアが好ましい。部分安定化ジルコニアまたは安定化ジルコニアとすることで、例えば高温下での相転移が抑制され、諸特性の安定した焼結体を得ることができる。部分安定化ジルコニアの種類については、必ずしも限定されるものではないが、工業的に安価に入手することが容易な、Ｙ２Ｏ３添加ジルコニアが好ましい。特にＹ２Ｏ３の添加量としては、０．１〜１０ｍｏｌ％であることが好ましい。
【００２５】
ジルコニア粉末のＤ５０は、０．０５〜５μｍであることが好ましい。Ｄ５０が０．０５μｍ未満の場合、光の波長（本発明では４６０ｎｍ）に対してジルコニア粉末の大きさが過度に小さくなり、高い反射率を得ることが困難となる。より高い反射率を得る観点から、Ｄ５０は、０．１μｍ以上が好ましく、０．１５μｍ以上がより好ましい。一方、Ｄ５０が５μｍを超える場合、光の波長に対してジルコニア粉末の大きさが過度に大きくなるために、高い反射率を得ることが困難となるおそれがある。より高い反射率を得る観点から、Ｄ５０は、３μｍ以下が好ましく、１．５μｍ以下がより好ましい。
【００２６】
なお、工業的に入手可能なジルコニア粉末の中には、非常に小さい１次粒子（典型的には０．０５μｍ以下）が凝集することにより比較的大きな２次粒子（典型的には０．０５μｍ〜５μｍ程度）を形成するものがある。高い反射率を得るためには１次粒子径よりも２次粒子径が重要となることから、ジルコニア粉末が２次粒子からなる場合、２次粒子のＤ５０が０．０５〜５μｍであることが好ましい。より高い反射率を得る観点から、２次粒子のＤ５０は、０．１μｍ以上が好ましく、０．１５μｍ以上がより好ましい。一方、高い反射率を得る観点から、２次粒子のＤ５０は、３μｍ以下が好ましく、１．５μｍ以下がより好ましい。
【００２７】
ガラスセラミックス組成物は、基本的にジルコニア粉末以外の高屈折フィラーを含まないことが好ましいが、ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーを合計で３質量％以下含有してもよい。ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーとしては、屈折率が１．９５を超えるものが挙げられ、例えばチタニアの他、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カリウム等のチタン化合物、チタンやジルコニウムを主成分とするその他の複合材が挙げられる。
なお、特にチタニアやその他のチタン化合物は、焼成中にチタンイオンがガラス中に溶出し、ＬＴＣＣ基板に着色を生じさせるおそれがある。ＬＴＣＣ基板に着色が生じると、ＬＴＣＣ基板の反射率が低下するおそれがある。このため、チタニアやその他のチタン化合物の含有量は、より好ましくは１質量％以下であり、さらには、ガラスセラミックス組成物がこれらを実質的に含まないことがより好ましい。
【００２８】
ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーについても、ジルコニア粉末と同様にＤ５０は０．０５〜５μｍが好ましい。ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーのＤ５０は、０．１μｍ以上が好ましく、０．１５μｍ以上がより好ましい。また、ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーのＤ５０は、３μｍ以下が好ましく、１．５μｍ以下がより好ましい。
【００２９】
次に、本発明のガラスセラミックス組成物に配合されるガラス粉末の各成分について説明する。
【００３０】
ＳｉＯ２は、ガラスの結晶化を抑制して安定性を向上させるとともに、耐酸性を向上させる成分であり、必須成分である。ガラス粉末におけるＳｉＯ２の含有量は５０ｍｏｌ％以上である。ＳｉＯ２の含有量が５０ｍｏｌ％未満であると、焼成時に結晶が析出して焼結体が反りやすく、また耐酸性が十分でなくなるおそれがある。より安定性、耐酸性に優れたガラスを得る観点から、ＳｉＯ２の含有量は５３ｍｏｌ％以上であることが好ましい。
一方、ガラス粉末におけるＳｉＯ２の含有量は６５ｍｏｌ％以下である。ＳｉＯ２の含有量が６５ｍｏｌ％を超えると、溶解性が低下するために均質なガラスを安価に生産することが難しく、またガラスの焼結性も低下するために緻密な焼結体を得られないおそれがある。より生産性、焼結性に優れたガラスを得る観点から、ＳｉＯ２の含有量は６４ｍｏｌ％以上であることが好ましい。
【００３１】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの焼結性を向上させる成分であり、必須成分である。ガラス粉末におけるＢ２Ｏ３の含有量は１０ｍｏｌ％以上である。
Ｂ２Ｏ３が１０ｍｏｌ％未満であると、焼結性が低下するために緻密な焼結体を得ることが困難になる。より焼結性に優れたガラスを得る観点から、Ｂ２Ｏ３の含有量は、１１ｍｏｌ％以上がより好ましく、１２ｍｏｌ％以上がさらに好ましい。一方、ガラス粉末におけるＢ２Ｏ３の含有量は１８ｍｏｌ％以下である。１８ｍｏｌ％を超える場合、耐酸性が十分でなくなるおそれがある。より耐酸性に優れたものとする観点から、Ｂ２Ｏ３の含有量は、１７ｍｏｌ％以下が好ましく、１６ｍｏｌ％以下がより好ましい。
【００３２】
ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、溶融温度を低下させるとともに、焼結性を向上させる成分である。ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯ（以下、ＲＯと記す。）の含有量の合計は９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下である。
ガラス粉末におけるＲＯの含有量は、２３ｍｏｌ％以下とする。ＲＯの含有量が２３ｍｏｌ％を超える場合、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）等に代表される結晶が析出しやすくなるおそれがある。また耐酸性も十分でなくなるおそれがある。より結晶が析出しにくく、より耐酸性に優れたものとする観点から、ＲＯの含有量は、２０ｍｏｌ％以下が好ましく、１７ｍｏｌ％以下がより好ましい。
一方、より緻密な焼結体を得る観点からは、ＲＯの含有量は、１２ｍｏｌ％以上が好ましく、１３ｍｏｌ％以上がより好ましい。
【００３３】
また、ＳｒＯ、ＢａＯはＣａＯよりも耐酸性を悪化させる傾向が強い。このため、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量は、ガラス粉末中、それぞれ１５ｍｏｌ％以下であり、それぞれ１２ｍｏｌ％以下が好ましい。さらに好ましくは、１０ｍｏｌ％以下である。
【００３４】
また、ガラス粉末には、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯとともに、ＭｇＯやＺｎＯを含有させることができる。ＭｇＯやＺｎＯは、ＣａＯ等と同様に焼結性を向上させる成分である。しかし、ＭｇＯやＺｎＯはＣａＯ等よりも、結晶化を促進する傾向が強い。ＭｇＯ、ＺｎＯの含有量は、ガラス粉末中、それぞれ５ｍｏｌ％以下であり、それぞれ３ｍｏｌ％以下が好ましい。なお、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、およびＺｎＯの合計した含有量は、ホウケイ酸系ガラス粉末中、１２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下である。
【００３５】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの分相を抑制して安定性を向上させる成分であり、必須成分である。
ガラス粉末におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は３ｍｏｌ％以上である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３ｍｏｌ％未満であると、ガラスが分相しやすくなるために焼結体を安定して量産することができないおそれがある。より分相しにくいものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、 ４ｍｏｌ％以上が好ましく、５ｍｏｌ％以上がより好ましい。一方、ガラス粉末におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は１３ｍｏｌ％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１３ｍｏｌ％を超えると、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）に代表される結晶が析出して、焼結体が反りやすくなったり、焼結体の曲げ強度が低下したりするおそれがある。また耐酸性も十分でなくなるおそれもある。より結晶の析出が少なく、また耐酸性に優れたものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１１ｍｏｌ％以下が好ましく、１０ｍｏｌ％以下がより好ましい。
【００３６】
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、いずれもガラスの焼結性を向上させる成分であり、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種以上が含有される。
ガラス粉末におけるＮａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計は、０．５ｍｏｌ％以上である。
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計量が０．５ｍｏｌ％未満であると、焼結性が低下するために緻密な焼結体を得ることが困難になる。より焼結性に優れたガラスを得る観点から、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計は、１ｍｏｌ％以上が好ましく、１．５ｍｏｌ％以上がより好ましい。一方、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が６ｍｏｌ％を超えると、化学的耐久性が低下するおそれがある。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量は、５ｍｏｌ％以下が好ましく、４ｍｏｌ％以下がより好ましい。また、Ｋ２ＯはＮａ２Ｏよりも分相を促進する傾向が強いため、Ｎａ２Ｏの含有量（ｍｏｌ％）に対するＫ２Ｏの含有量（ｍｏｌ％）の比、すなわちＫ２Ｏ／Ｎａ２Ｏの値は０．３未満であることが好ましい。
【００３７】
Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＢａＯは、ガラスの分相を抑制する効果を非常に高く得られる成分であり、少なくとも１種を含有させる。
実用上十分な程度にガラスの分相を抑制する観点から、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、およびＢａＯの含有量の合計（以下、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯと示す。）は、８ｍｏｌ％以上である。よりガラスの分相を抑制するためには、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、好ましくは８．５ｍｏｌ％以上であり、さらに好ましくは９ｍｏｌ％以上である。
一方、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＢａＯは、いずれも結晶の析出を促進する成分である。焼成時の結晶の析出を抑制する観点から、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯは２０ｍｏｌ％以下である。Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、好ましくは１８ｍｏｌ％以下であり、さらに好ましくは１６ｍｏｌ％以下である。
【００３８】
ガラスセラミックス組成物に含まれるガラス粉末は本質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。例えば、化学的耐久性を向上させる目的で、ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３等を含有させることもできる。その場合、これらの成分は１０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。より好ましくは７ｍｏｌ％、さらに好ましくは５ｍｏｌ％以下である。なお、環境への負荷を考慮して、このガラスはＰｂＯを含有しない。
【００３９】
次に、本発明のガラスセラミックス組成物に用いる「ガラス粉末」に含まれる２つのタイプのガラスについて記載する。「ガラス粉末」は、前記した各成分の含有量の範囲で、Ａｌ２Ｏ３の含有量を多くして分相を抑制したガラス（以下、「ガラスＡ」と示す。）と、ＣａＯの含有量を少なくし、ＳｒＯやＢａＯの含有量を多くして分相を抑制したガラス（以下、「ガラスＢ」と示す。）の２つのタイプのガラスを含む。
【００４０】
［ガラスＡ］
「ガラスＡ」は、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＲＯを９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を８ｍｏｌ％より大きく１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものである。
【００４１】
「ガラスＡ」は、分相を抑制するＡｌ２Ｏ３の含有量が８ｍｏｌ％より大きく１３ｍｏｌ％以下と多いので、焼成時のガラス粉末の分相による焼結度のばらつきが抑えられる。
焼結性の向上と、分相抑制のバランスの観点から、「ガラスＡ」のより好ましい範囲は、ＳｉＯ２を５３〜６０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を１１〜１６ｍｏｌ％、ＲＯを１４〜２２ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を９〜１２ｍｏｌ％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で １〜４ｍｏｌ％含有し、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯが８ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下であるものである。
【００４２】
以下に、「ガラスＡ」のＡｌ２Ｏ３の含有量について説明する。
なお、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＲＯ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ、ならびにＡｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯに関しては、上述したガラス粉末と同様の含有割合であるため、記載を省略する。
【００４３】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの分相を抑制して安定性を向上させる成分である。「ガラスＡ」におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は８ｍｏｌ％より大きいことが必要である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が８ｍｏｌ％以下であると、ガラスが分相しやすくなるため焼結体を安定して量産することが困難となるおそれがある。より分相しにくいものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、８．５ｍｏｌ％以上が好ましく、９ｍｏｌ％以上がより好ましい。
一方、「ガラスＡ」におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は１３ｍｏｌ％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１３ｍｏｌ％を超えると、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）に代表される結晶が析出して、かえって焼結体が反りやすくなったり、焼結体の曲げ強度が低下したりするおそれがある。また耐酸性も十分でなくなるおそれがある。より結晶の析出が少なく、また曲げ強度に優れたものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１２ｍｏｌ％以下が好ましく、１１ｍｏｌ％以下がより好ましい。
【００４４】
［ガラスＢ］
「ガラスＢ」は、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯを０ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％未満、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で３ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものである。
【００４５】
「ガラスＢ」は、分相を抑制するＳｒＯ、又はＢａＯを必須成分とするものである。ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を必須成分とし、これらを合計で３ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものとすることで、Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なくても、焼成時の分相を抑制することができる。また、ＳｒＯ又はＢａＯによって、ガラスの焼結性を高めることができるため、ＣａＯの含有量を０ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％未満と少なくすることができ、結晶の析出を抑制することができる。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量が少ないため、曲げ強度の低下が抑制される。
ガラス粉末の分相抑制と、焼結性の向上とのバランスの観点から、「ガラスＢ」のより好ましい範囲は、ＳｉＯ２を５７〜６５ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を１１〜１６ｍｏｌ％、ＣａＯを５〜８ｍｏｌ％、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で５〜１１ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を４〜７ｍｏｌ％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で１〜４ｍｏｌ％含有し、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯが８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％であるものである。
【００４６】
［ガラスＢ］
以下に、「ガラスＢ」の組成について説明する。
なお、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ、ならびにＡｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯに関しては、上述したガラス粉末と同様の含有割合であるため、記載を省略する。
【００４７】
ＣａＯは、分相を生じさせ易くする成分であり、「ガラスＢ」におけるＣａＯの含有量は、９ｍｏｌ％未満とする。ＣａＯの含有量が９ｍｏｌ％以上の場合、ガラスが分相しやすくなり焼結体が反りやすくなるおそれがある。また、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）に代表される結晶が析出しやすくなるおそれもある。また耐酸性も十分でなくなるおそれがある。より分相の発生が少なく、また結晶の析出が少ないものとする観点から、ＣａＯの含有量は、８．５ｍｏｌ％以下が好ましく、８ｍｏｌ％以下がより好ましい。
一方、ＣａＯは焼結性を向上させる成分でもあるため、より緻密な焼結体を得る観点からは、「ガラスＢ」におけるＣａＯの含有量は、５ｍｏｌ％以上が好ましく、７ｍｏｌ％以上がより好ましい。
【００４８】
「ガラスＢ」は、ＣａＯとともに、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少なくとも１種を含有する。ＳｒＯ、ＢａＯは、ガラスの分相を抑制し、また溶融温度を低下させるとともに焼結性を向上させる成分である。
「ガラスＢ」は、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で３〜２３ｍｏｌ％含有する。「ガラスＢ」では、上記のように、ＳｒＯ、ＢａＯが含有されており、その代わりにＣａＯの含有量が低減されている。このため、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計が３ｍｏｌ％未満であると、焼結性が低下して、緻密な焼結体を得られなくなるおそれがある。一方「ガラスＢ」におけるＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計は２３ｍｏｌ％以下である。ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計が２３ｍｏｌ％を超えると、耐酸性が十分でなくなるおそれがある。また、結晶の析出により、基板が反りやすくなるおそれがある。
なお、ＳｒＯ、ＢａＯはＣａＯよりも耐酸性を悪化させる傾向が強いため、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量は、ガラス粉末中、それぞれ１２ｍｏｌ％以下であり、それぞれ１０ｍｏｌ％以下が好ましい。さらに好ましくは、９ｍｏｌ％以下である。
【００４９】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの分相を抑制して安定性を向上させる成分である。
「ガラスＢ」におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は３ｍｏｌ％以上である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３ｍｏｌ％未満であると、ガラスが分相しやすくなるために焼結体を安定して量産することができないおそれがある。より分相しにくいものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、４ｍｏｌ％以上が好ましく、５ｍｏｌ％以上がより好ましい。一方、「ガラスＢ」におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は８ｍｏｌ％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が８ｍｏｌ％を超えると、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）に代表される結晶が析出して、焼結体が反りやすくなったり焼結体の曲げ強度が低下したりするおそれがある。より結晶の析出が少なく、また曲げ強度に優れたものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、７ｍｏｌ％以下が好ましく、６．５ｍｏｌ％以下がより好ましい。
【００５０】
ガラス粉末は、通常、溶融法によって上記組成を有するガラスを製造した後、このガラスを粉砕することによって製造することができる。粉砕方法は、特に限定されるものではなく、乾式粉砕でもよいし湿式粉砕でもよい。湿式粉砕の場合には溶媒として水を用いることが好ましい。また粉砕にはロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を適宜用いることができる。ガラスは粉砕後、必要に応じて乾燥し、分級してもよい。
【００５１】
ガラスセラミックス組成物は、このようなガラス粉末と、アルミナ粉末、およびジルコニア粉末、必要に応じてその他の成分を所定の質量割合で配合し、混合することによって調製することができる。ガラスセラミックス組成物は、通常、グリーンシート化して使用される。すなわち、ガラスセラミックス組成物、ポリビニルブチラールやアクリル樹脂等の樹脂、必要に応じてフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等の可塑剤等を配合、混合する。次に、この混合物にトルエン、キシレン、ブタノール等の溶剤を添加してスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法等によってポリエチレンテレフタレート等のフィルム上にシート状に成形する。さらに、シート状に成形されたものを乾燥させて溶剤を除去することによりグリーンシートとする。
【００５２】
グリーンシートには必要に応じて、Ａｇペースト等を用いたスクリーン印刷等によって配線パターンや貫通導体であるビア等が形成される。また、配線パターンの焼成により形成される配線導体等を保護するためのオーバーコートガラスをスクリーン印刷等によって形成してもよい。
【００５３】
グリーンシートは、焼成後、所望の形状に加工することによってＬＥＤ素子用基板とすることができる。ここで、ＬＥＤ素子用基板は、１枚のグリーンシートを焼成したものとしてもよいし、複数枚のグリーンシートを重ねて焼成したものとしてもよい。
焼成は、通常、ガラスが流動しない温度域（５５０℃付近）で１時間程度加熱し、樹脂等のバインダーを分解して除去する脱バインダー（脱脂）を行った後、８５０〜９５０℃で２０〜６０分間保持して行われる。より好ましい焼成温度は８６０〜９４０℃である。Ａｇの融点が９６０℃程度であることから、９５０℃以下で焼成することで、焼成時のＡｇの軟化を抑制し、配線パターンやビア等の形状を維持しやすくなる。
【００５４】
また、このＬＥＤ素子用基板は、可視光領域の光に対して高い反射率を有するので、ＬＥＤ素子のような発光素子からの光を効率よく前方に取り出すことができ、高効率の発光装置を提供することができる。
さらに、ＬＥＤ素子用基板は、実用上十分な光学特性とする観点から、後述する測定方法によって求められる反射率が８５％以上であることが好ましく、８６％以上であることがより好ましく、８７％以上であることがさらに好ましい。
また、ＬＥＤ素子用基板は、焼成時（製造時）の反りを抑制する観点から、ガラス相の結晶化率が体積比で６０％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましく、１５％以下であることがさらに好ましい。ここで、結晶化率とは、ガラス相における結晶質領域の存在割合（体積割合）を指す。結晶化率は、例えば、作製したＬＥＤ素子用基板のＸ線回折を測定し、アルミナ粒子（あるいはジルコニア粒子）による回折ピーク強度と、ガラス相から析出した結晶による回折ピーク強度の比率を評価することによって求めることができる。あるいは、作製したＬＥＤ素子用基板の断面を、電子顕微鏡で観察し、析出した結晶と、非晶質領域の面積比を評価することによっても結晶化度を求めることが可能である。
【００５５】
このような発光ダイオード素子用基板（以下、ＬＥＤ素子用基板と示す。）は、発光装置（以下、ＬＥＤパッケージと示す。）の製造に好適に用いることができる。ＬＥＤパッケージは、少なくとも上記したＬＥＤ素子用基板と、このＬＥＤ素子用基板に搭載されたＬＥＤ素子とを具備するものである。このようなＬＥＤパッケージは、例えば携帯電話や大型液晶ＴＶ等のバックライトに好適に用いることができる。
【００５６】
図１は、上記したＬＥＤ素子用基板を有するＬＥＤパッケージの一例を示す断面図である。ＬＥＤパッケージ１は、例えば略平板状のＬＥＤ素子用基板２を有しており、その略中央部に設けられる搭載部２１に接着剤３を介してＬＥＤ素子４が搭載されている。ＬＥＤ素子用基板２は、搭載部２１の周辺に一対の接続端子２２を有しており、この接続端子２２にＬＥＤ素子４の図示しない一対の電極がボンディングワイヤ５を介して電気的に接続されている。
【００５７】
ＬＥＤ素子用基板２の内部には、一対の接続端子２２と電気的に接続するように通電用ビア２３が厚さ方向に貫通して設けられており、この通電用ビア２３と電気的に接続するように一対の外部電極端子２４が設けられている。また、搭載部２１の直下には、サーマルビア２５が貫通して設けられている。さらに、ＬＥＤ素子４や接続端子２２を覆うようにしてモールド材６が設けられることによって、ＬＥＤパッケージ１が構成されている。
【００５８】
このＬＥＤ素子用基板２によれば、上記したガラスセラミックス組成物からなるために、反りが少なく形状安定性に優れており、所望の寸法精度を得ることができる。
また、このＬＥＤ素子用基板２によれば、実用上十分な反射率を有するためにＬＥＤパッケージ１に好適に用いることができる。さらに、このＬＥＤ素子用基板２によれば、十分な緻密さ（ガスバリア性）を有しており、配線導体の硫化等を有効に抑制することができる。
【実施例】
【００５９】
（実施例１〜４、比較例１〜４）
表１のガラス粉末の欄に示す質量割合となるように原料を配合、混合し、この混合物を白金ルツボに入れて１５００〜１６００℃で６０分間溶融後、溶融ガラスを冷却してガラスブロックＡを得た。
【００６０】
ガラスブロックＡの一部を切り出し、およそ１０ｍｍ角程度の立方体形状のガラスブロックＢを作成した。このガラスブロックＢに対し、７５０℃で３０分間熱処理を行い、目視で観察して分相の発生を確認した。分相によりガラスに白濁等が生じたものを「×」、熱処理後も透明の状態が保持されており、熱処理前と比較して目視で変化が確認されなかったものを「○」とした。
【００６１】
ガラスブロックＡをアルミナ製ボールミルにより水を溶媒として２０〜６０時間粉砕し、ガラス粉末を得た。島津製作所社製のレーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ２１００）を用いてガラス粉末のＤ５０を測定したところ、いずれも２．０μｍであった。
【００６２】
次に、表１のガラスセラミックス組成物の欄に示す質量割合となるようにガラス粉末、アルミナ粉末、およびジルコニア粉末を配合、混合して混合物を得た。なお、アルミナ粉末は、昭和電工社製のＡＬ４７−Ｈ（Ｄ５０＝２．１μｍ）を用いた。また、ジルコニア粉末は、部分安定化ジルコニア粉末である第一稀元素化学工業社製のＨＳＹ−３Ｆ−Ｊ（Ｄ５０＝０．５６μｍ：２次粒子径）を用いた。
なお、表１中、「ガラスセラミックス組成物」の欄の「−」は、ガラスセラミックス組成物の製造を行わなかったことを示す（比較例１、３及び４）。
【００６３】
この混合物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、樹脂（デンカ社製ポリビニルブチラールＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、および分散剤（ビックケミー社製ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１８０）を混合してスラリーとした。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、乾燥して厚さが０．２ｍｍのグリーンシートを得た。
【００６４】
次に、このようなグリーンシートからなる焼結体について、以下に示す方法によって反射率の評価を行った。結果を表１に併せて示す。
なお、表１中、「ガラスセラミックス組成物焼結体の反射率」の欄の「−」は、反射率の測定を行わなかったことを示す（比較例１、３及び４）。
【００６５】
（反射率）
反射率は以下の方法で測定した。すなわち、一辺が３０ｍｍ程度の正方形のグリーンシートを１枚としたもの、２枚積層したもの、３枚積層したものについてそれぞれ８７５℃で３０分間保持する焼成を行い、厚みが、１４０μｍ、２８０μｍ、４２０μｍ程度の３種類の焼結体を得た。これらの焼結体の反射率を、オーシャンオプティクス社の分光器ＵＳＢ２０００と小型積分球ＩＳＰ−ＲＦを用いて測定し、厚みに関して線形補完することで、厚み３００μｍの焼結体の反射率（単位：％）を算出した。反射率は波長４６０ｎｍにおけるものとし、リファレンスとしては硫酸バリウムを使用した。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１から明らかなように、特定組成のガラス粉末からなる実施例１〜４のガラスブロックについては、にごりが生じておらず、分相が抑制されていることがわかる。また、特定組成のガラス粉末、アルミナ粉末、およびジルコニア粉末を所定の範囲内で含有するガラスセラミックス組成物からなる実施例１〜４の焼結体については、８５％以上の反射率を得られることがわかる。
【００６８】
一方、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が８ｍｏｌ％より小さいガラス粉末からなる比較例１〜４のガラスブロックについては、にごりが生じており、分相の発生が認められた。なお、比較例１、２、３、４のガラス組成は、ぞれぞれ、特許文献１の実施例１、２、７、１２に記載のガラス組成である。
【符号の説明】
【００６９】
１…ＬＥＤパッケージ、２…ＬＥＤ素子用基板、３…接着剤、４…ＬＥＤ素子、５…ボンディングワイヤ、６…モールド材、２１…搭載部、２２…接続端子、２３…通電用ビア、２４…外部電極端子、２５…サーマルビア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスセラミックス組成物、発光ダイオード素子用基板、および発光装置に係り、特に発光ダイオード素子を搭載する基板の製造に用いられるガラスセラミックス組成物、ならびにこのガラスセラミックス組成物からなる発光ダイオード素子用基板および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す。）素子の高輝度化、高効率化に伴い、携帯電話や大型液晶ＴＶ等のバックライトあるいは一般照明などに、ＬＥＤ素子を用いた発光装置が使われるようになっている。それに伴い、ＬＥＤ素子周辺の部材についてもより高性能なものが求められるようになっている。例えば、ＬＥＤ素子を搭載するための基板としては、樹脂材料からなるものが使用されているが、ＬＥＤ素子の高輝度化に伴う熱や光により劣化しやすく、例えばセラミックスのような無機材料からなるものの使用が検討されている。
【０００３】
セラミックス基板としては、例えば配線基板に使用されているアルミナ基板や窒化アルミニウム基板が挙げられる。セラミックス基板は、樹脂基板に比べて熱や光に対する耐久性が高いことから、ＬＥＤ素子搭載用基板として有望である。しかしながら、セラミックス基板は、樹脂基板に比べて反射率が低いため、ＬＥＤ素子からの光が基板の後方へ漏れてしまい、前方の光度が低下するという問題がある。また、セラミックス基板は、一般に難焼結性であることから１５００℃を超える高温焼成が必要となり、プロセスコストが高くなるという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、低温同時焼成セラミックス（以下、ＬＴＣＣと記すことがある。）基板の使用が検討されている。ＬＴＣＣ基板は、一般にガラスとアルミナ等のセラミックスフィラーとの複合物からなるものであり、ガラスの低温流動性によって焼結するために、従来のセラミックスよりも低い８５０〜９００℃程度で焼結させることができる。これにより、配線導体であるＡｇ導体と同時に焼成することができ、従来のセラミックス基板に比べてコストを低減することができる。また、ガラスとセラミックスフィラーとの界面で光が拡散反射するために、アルミナ基板や窒化アルミニウム基板よりも高い反射率を得ることができる。さらに、無機物からなるために熱や光に対する十分な耐久性を得ることができる。
【０００５】
従来から、ＬＴＣＣ基板の反射率を高めるために、アルミナよりも高い屈折率を有するセラミックスのフィラー（高屈折率フィラー）を含有させる方法が検討されている。そして、Ｓｉ−Ｂ−Ａｌ−Ｃａ系のガラスに対して、アルミナ粉末とともにジルコニア粉末等の高屈折率フィラーを配合し、反射率を向上させたＬＴＣＣ基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ジルコニア粉末等の高屈折率フィラーは、アルミナ粉末に比べてガラスとの屈折率差が大きいため、ガラス−セラミックス界面での拡散反射がより大きくなる結果、基板の反射率が向上する。特許文献１のＬＴＣＣ基板では、ガラスの組成を調整することで、高屈折率フィラーの配合による焼結性の低下を補い抗折強度の低下を防止しており、また、耐酸性も向上されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００９／１２８３５４ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記ガラス粉末に対してジルコニア粉末を配合すると、焼成時に、粉体中のガラス成分が非晶質状態のまま分離する、いわゆる分相が生じ易くなる。このようなガラス粉末を用いたＬＴＣＣ基板では、基板の反り等の不具合が生じやすいという問題がある。これは、焼成時に焼成炉内の温度分布等の影響によって分相が不均一に進行し、焼結の進行度が不均一となるためである。また、焼結の進行度が不均一になることにより、基板の収縮率が全体として不均一となり、基板の形状に歪みが生じ、所望の形状や寸法精度を得られないおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであって、焼成中のガラス粉末の分相が抑制され、反りが少なく、形状安定性が良好で、かつ十分な反射率を有する焼結体が得られるガラスセラミックス組成物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】
【０００９】
すなわち、本発明のガラスセラミックス組成物は、２５質量％以上５０質量％以下のガラス粉末、３０質量％以上６０質量％以下のアルミナ粉末、および１０質量％以上４０質量％以下のジルコニア粉末を含み、前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明のガラスセラミックス組成物において、前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を８ｍｏｌ％より大きく１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものとすることができる。
また、前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯを０ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％未満、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で３ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものとすることができる。さらに、本発明のガラスセラミックス組成物において、前記ジルコニア粉末が、安定化ジルコニアまたは部分安定化ジルコニアからなることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の発光ダイオード素子用基板は、発光ダイオード素子を搭載するための基板であって、上記した本発明のガラスセラミックス組成物を成形および焼成してなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の発光装置は、発光ダイオード素子用基板と、前記発光ダイオード素子用基板に搭載された発光ダイオード素子とを具備する発光装置であって、前記発光ダイオード素子用基板が上記した本発明の発光ダイオード素子用基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガラス粉末の分相が抑制されており、反りが少なく、形状安定性が良好で、かつ十分な反射率を有する焼結体が得られるガラスセラミックス組成物を提供することができる。また、本発明によれば、形状安定性に優れ、かつ十分な反射率を有する発光ダイオード素子用基板を提供することができる。さらに、本発明によれば、このような発光ダイオード素子用基板を用いることにより光学特性や生産性に優れる発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の発光ダイオード素子用基板を有する発光装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のガラスセラミックス組成物は、２５質量％以上５０質量％以下のガラス粉末、３０質量％以上６０質量％以下のアルミナ粉末、および１０質量％以上４０質量以下のジルコニア粉末を含有する。
【００１６】
また、ガラス粉末は、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものである。
【００１７】
このようなガラスセラミックス組成物によれば、ガラス粉末を構成する各成分の含有量を所定の範囲とすることで、ガラス粉末の分相を抑制でき、焼成時におけるガラス粉末の焼結度のばらつきを低減することができる。したがって、反りが少なく、形状安定性が良好で、緻密な焼結体を得ることができる。また、反射率を向上させる高屈折フィラーとして、主としてジルコニア粉末を含有するために、全体として高い反射率を有する焼結体を得ることができる。
【００１８】
以下、ガラスセラミックス組成物について具体的に説明する。
ガラスセラミックス組成物におけるガラス粉末の含有量は、２５〜５０質量％である。
ガラス粉末の含有量が２５質量％未満であると、焼成によって緻密な焼結体（ＬＴＣＣ基板）を得ることが困難となるおそれがある。より緻密な焼結体を得る観点から、３０質量％以上が好ましく、３３質量％以上がより好ましい。一方、ガラス粉末の含有量が５０質量％を超えると、焼結体の抗折強度が不足するおそれがある。より抗折強度の高い焼結体を得る観点から、４５質量％以下が好ましく、４０質量％以下がより好ましい。
【００１９】
このガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５〜５μｍであることが好ましい。
Ｄ５０が０．５μｍ未満になると、工業的に製造しにくくまた凝集しやすくなるため、取り扱いが難しい。また、ガラスセラミックス組成物中にも分散しにくくなる。Ｄ５０はより好ましくは０．８μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ以上である。一方、Ｄ５０が５μｍを超えると、焼成によって緻密な焼結体を得ることが困難になる。焼成により緻密な焼成体を得るために、ガラス粉末のＤ５０は４μｍ以下がより好ましく、３μｍ以下がさらに好ましい。なお、本明細書における５０％粒径（Ｄ５０）は、レーザ回折散乱法で測定された値である。
【００２０】
アルミナ粉末は、焼結体の抗折強度を高くするために添加される成分であり、ガラスセラミックス組成物中、３０〜６０質量％添加される。
アルミナ粉末の含有量が３０質量％未満であると、所望の抗折強度を実現することが困難になる。より抗折強度の高い焼結体を得る観点から、３５質量％以上が好ましく、３７質量％以上がより好ましい。一方、アルミナ粉末の含有量が６０質量％を超えると、焼成不足になり緻密な焼結体を得ることが困難になるばかりでなく、焼結体表面の平滑性が損なわれるおそれがある。より緻密で表面の平滑な焼結体を得る観点から、５５質量％以下が好ましく、５２質量％以下がより好ましい。
【００２１】
アルミナ粉末のＤ５０は０．３〜５μｍであることが好ましい。Ｄ５０が０．５μｍ未満では、十分な抗折強度を達成することが困難となる。また、ガラスセラミックス組成物中にアルミナ粉末を均一に分散させることが困難となる。Ｄ５０はより好ましくは０．６μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ以上である。一方、Ｄ５０が５μｍを超えると、焼結体表面の平滑性が損なわれる、あるいは焼成により緻密な焼結体を得ることが困難になる。より緻密かつ表面の平滑な焼結体を得る観点から、Ｄ５０は４μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がさらに好ましい。
【００２２】
ジルコニア粉末は、焼結体の反射率を向上させるために添加されるものであり、ガラスセラミックス組成物中、１０〜４０質量％添加される。ジルコニア粉末の含有量が１０質量％未満の場合、実用上十分な反射率、具体的には８５％以上の反射率を有する焼結体を得ることが困難となる。なお、本発明における反射率は波長４６０ｎｍにおけるものである。より反射率の高い焼結体を得る観点から、ジルコニア粉末の含有量は、１１質量％以上が好ましい。さらに好ましくは１２質量％以上である。
【００２３】
一方、ジルコニア粉末の含有量が４０質量％を超える場合、緻密な焼結体を得ることが困難となる。より緻密な焼結体を得る観点から、ジルコニア粉末の含有量は、３０質量％以下が好ましい。より好ましくは２６質量％以下である。
【００２４】
ジルコニア粉末としては、安定化されていないジルコニアであってもよいが、通常はＹ２Ｏ３、ＣａＯ、またはＭｇＯの添加により少なくとも一部が安定化された部分安定化ジルコニアまたは安定化ジルコニアが好ましい。部分安定化ジルコニアまたは安定化ジルコニアとすることで、例えば高温下での相転移が抑制され、諸特性の安定した焼結体を得ることができる。部分安定化ジルコニアの種類については、必ずしも限定されるものではないが、工業的に安価に入手することが容易な、Ｙ２Ｏ３添加ジルコニアが好ましい。特にＹ２Ｏ３の添加量としては、０．１〜１０ｍｏｌ％であることが好ましい。
【００２５】
ジルコニア粉末のＤ５０は、０．０５〜５μｍであることが好ましい。Ｄ５０が０．０５μｍ未満の場合、光の波長（本発明では４６０ｎｍ）に対してジルコニア粉末の大きさが過度に小さくなり、高い反射率を得ることが困難となる。より高い反射率を得る観点から、Ｄ５０は、０．１μｍ以上が好ましく、０．１５μｍ以上がより好ましい。一方、Ｄ５０が５μｍを超える場合、光の波長に対してジルコニア粉末の大きさが過度に大きくなるために、高い反射率を得ることが困難となるおそれがある。より高い反射率を得る観点から、Ｄ５０は、３μｍ以下が好ましく、１．５μｍ以下がより好ましい。
【００２６】
なお、工業的に入手可能なジルコニア粉末の中には、非常に小さい１次粒子（典型的には０．０５μｍ以下）が凝集することにより比較的大きな２次粒子（典型的には０．０５μｍ〜５μｍ程度）を形成するものがある。高い反射率を得るためには１次粒子径よりも２次粒子径が重要となることから、ジルコニア粉末が２次粒子からなる場合、２次粒子のＤ５０が０．０５〜５μｍであることが好ましい。より高い反射率を得る観点から、２次粒子のＤ５０は、０．１μｍ以上が好ましく、０．１５μｍ以上がより好ましい。一方、高い反射率を得る観点から、２次粒子のＤ５０は、３μｍ以下が好ましく、１．５μｍ以下がより好ましい。
【００２７】
ガラスセラミックス組成物は、基本的にジルコニア粉末以外の高屈折フィラーを含まないことが好ましいが、ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーを合計で３質量％以下含有してもよい。ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーとしては、屈折率が１．９５を超えるものが挙げられ、例えばチタニアの他、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カリウム等のチタン化合物、チタンやジルコニウムを主成分とするその他の複合材が挙げられる。
なお、特にチタニアやその他のチタン化合物は、焼成中にチタンイオンがガラス中に溶出し、ＬＴＣＣ基板に着色を生じさせるおそれがある。ＬＴＣＣ基板に着色が生じると、ＬＴＣＣ基板の反射率が低下するおそれがある。このため、チタニアやその他のチタン化合物の含有量は、より好ましくは１質量％以下であり、さらには、ガラスセラミックス組成物がこれらを実質的に含まないことがより好ましい。
【００２８】
ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーについても、ジルコニア粉末と同様にＤ５０は０．０５〜５μｍが好ましい。ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーのＤ５０は、０．１μｍ以上が好ましく、０．１５μｍ以上がより好ましい。また、ジルコニア粉末以外の高屈折フィラーのＤ５０は、３μｍ以下が好ましく、１．５μｍ以下がより好ましい。
【００２９】
次に、本発明のガラスセラミックス組成物に配合されるガラス粉末の各成分について説明する。
【００３０】
ＳｉＯ２は、ガラスの結晶化を抑制して安定性を向上させるとともに、耐酸性を向上させる成分であり、必須成分である。ガラス粉末におけるＳｉＯ２の含有量は５０ｍｏｌ％以上である。ＳｉＯ２の含有量が５０ｍｏｌ％未満であると、焼成時に結晶が析出して焼結体が反りやすく、また耐酸性が十分でなくなるおそれがある。より安定性、耐酸性に優れたガラスを得る観点から、ＳｉＯ２の含有量は５３ｍｏｌ％以上であることが好ましい。
一方、ガラス粉末におけるＳｉＯ２の含有量は６５ｍｏｌ％以下である。ＳｉＯ２の含有量が６５ｍｏｌ％を超えると、溶解性が低下するために均質なガラスを安価に生産することが難しく、またガラスの焼結性も低下するために緻密な焼結体を得られないおそれがある。より生産性、焼結性に優れたガラスを得る観点から、ＳｉＯ２の含有量は６４ｍｏｌ％以上であることが好ましい。
【００３１】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの焼結性を向上させる成分であり、必須成分である。ガラス粉末におけるＢ２Ｏ３の含有量は１０ｍｏｌ％以上である。
Ｂ２Ｏ３が１０ｍｏｌ％未満であると、焼結性が低下するために緻密な焼結体を得ることが困難になる。より焼結性に優れたガラスを得る観点から、Ｂ２Ｏ３の含有量は、１１ｍｏｌ％以上がより好ましく、１２ｍｏｌ％以上がさらに好ましい。一方、ガラス粉末におけるＢ２Ｏ３の含有量は１８ｍｏｌ％以下である。１８ｍｏｌ％を超える場合、耐酸性が十分でなくなるおそれがある。より耐酸性に優れたものとする観点から、Ｂ２Ｏ３の含有量は、１７ｍｏｌ％以下が好ましく、１６ｍｏｌ％以下がより好ましい。
【００３２】
ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、溶融温度を低下させるとともに、焼結性を向上させる成分である。ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯ（以下、ＲＯと記す。）の含有量の合計は９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下である。
ガラス粉末におけるＲＯの含有量は、２３ｍｏｌ％以下とする。ＲＯの含有量が２３ｍｏｌ％を超える場合、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）等に代表される結晶が析出しやすくなるおそれがある。また耐酸性も十分でなくなるおそれがある。より結晶が析出しにくく、より耐酸性に優れたものとする観点から、ＲＯの含有量は、２０ｍｏｌ％以下が好ましく、１７ｍｏｌ％以下がより好ましい。
一方、より緻密な焼結体を得る観点からは、ＲＯの含有量は、１２ｍｏｌ％以上が好ましく、１３ｍｏｌ％以上がより好ましい。
【００３３】
また、ＳｒＯ、ＢａＯはＣａＯよりも耐酸性を悪化させる傾向が強い。このため、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量は、ガラス粉末中、それぞれ１５ｍｏｌ％以下であり、それぞれ１２ｍｏｌ％以下が好ましい。さらに好ましくは、１０ｍｏｌ％以下である。
【００３４】
また、ガラス粉末には、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯとともに、ＭｇＯやＺｎＯを含有させることができる。ＭｇＯやＺｎＯは、ＣａＯ等と同様に焼結性を向上させる成分である。しかし、ＭｇＯやＺｎＯはＣａＯ等よりも、結晶化を促進する傾向が強い。ＭｇＯ、ＺｎＯの含有量は、ガラス粉末中、それぞれ５ｍｏｌ％以下であり、それぞれ３ｍｏｌ％以下が好ましい。なお、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、およびＺｎＯの合計した含有量は、ホウケイ酸系ガラス粉末中、１２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下である。
【００３５】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの分相を抑制して安定性を向上させる成分であり、必須成分である。
ガラス粉末におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は３ｍｏｌ％以上である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３ｍｏｌ％未満であると、ガラスが分相しやすくなるために焼結体を安定して量産することができないおそれがある。より分相しにくいものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、 ４ｍｏｌ％以上が好ましく、５ｍｏｌ％以上がより好ましい。一方、ガラス粉末におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は１３ｍｏｌ％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１３ｍｏｌ％を超えると、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）に代表される結晶が析出して、焼結体が反りやすくなったり、焼結体の曲げ強度が低下したりするおそれがある。また耐酸性も十分でなくなるおそれもある。より結晶の析出が少なく、また耐酸性に優れたものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１１ｍｏｌ％以下が好ましく、１０ｍｏｌ％以下がより好ましい。
【００３６】
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、いずれもガラスの焼結性を向上させる成分であり、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種以上が含有される。
ガラス粉末におけるＮａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計は、０．５ｍｏｌ％以上である。
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計量が０．５ｍｏｌ％未満であると、焼結性が低下するために緻密な焼結体を得ることが困難になる。より焼結性に優れたガラスを得る観点から、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計は、１ｍｏｌ％以上が好ましく、１．５ｍｏｌ％以上がより好ましい。一方、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が６ｍｏｌ％を超えると、化学的耐久性が低下するおそれがある。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量は、５ｍｏｌ％以下が好ましく、４ｍｏｌ％以下がより好ましい。また、Ｋ２ＯはＮａ２Ｏよりも分相を促進する傾向が強いため、Ｎａ２Ｏの含有量（ｍｏｌ％）に対するＫ２Ｏの含有量（ｍｏｌ％）の比、すなわちＫ２Ｏ／Ｎａ２Ｏの値は０．３未満であることが好ましい。
【００３７】
Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＢａＯは、ガラスの分相を抑制する効果を非常に高く得られる成分であり、少なくとも１種を含有させる。
実用上十分な程度にガラスの分相を抑制する観点から、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、およびＢａＯの含有量の合計（以下、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯと示す。）は、８ｍｏｌ％以上である。よりガラスの分相を抑制するためには、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、好ましくは８．５ｍｏｌ％以上であり、さらに好ましくは９ｍｏｌ％以上である。
一方、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＢａＯは、いずれも結晶の析出を促進する成分である。焼成時の結晶の析出を抑制する観点から、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯは２０ｍｏｌ％以下である。Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、好ましくは１８ｍｏｌ％以下であり、さらに好ましくは１６ｍｏｌ％以下である。
【００３８】
ガラスセラミックス組成物に含まれるガラス粉末は本質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。例えば、化学的耐久性を向上させる目的で、ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３等を含有させることもできる。その場合、これらの成分は１０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。より好ましくは７ｍｏｌ％、さらに好ましくは５ｍｏｌ％以下である。なお、環境への負荷を考慮して、このガラスはＰｂＯを含有しない。
【００３９】
次に、本発明のガラスセラミックス組成物に用いる「ガラス粉末」に含まれる２つのタイプのガラスについて記載する。「ガラス粉末」は、前記した各成分の含有量の範囲で、Ａｌ２Ｏ３の含有量を多くして分相を抑制したガラス（以下、「ガラスＡ」と示す。）と、ＣａＯの含有量を少なくし、ＳｒＯやＢａＯの含有量を多くして分相を抑制したガラス（以下、「ガラスＢ」と示す。）の２つのタイプのガラスを含む。
【００４０】
［ガラスＡ］
「ガラスＡ」は、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＲＯを９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を８ｍｏｌ％より大きく１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものである。
【００４１】
「ガラスＡ」は、分相を抑制するＡｌ２Ｏ３の含有量が８ｍｏｌ％より大きく１３ｍｏｌ％以下と多いので、焼成時のガラス粉末の分相による焼結度のばらつきが抑えられる。
焼結性の向上と、分相抑制のバランスの観点から、「ガラスＡ」のより好ましい範囲は、ＳｉＯ２を５３〜６０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を１１〜１６ｍｏｌ％、ＲＯを１４〜２２ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を９〜１２ｍｏｌ％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で １〜４ｍｏｌ％含有し、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯが８ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下であるものである。
【００４２】
以下に、「ガラスＡ」のＡｌ２Ｏ３の含有量について説明する。
なお、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＲＯ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ、ならびにＡｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯに関しては、上述したガラス粉末と同様の含有割合であるため、記載を省略する。
【００４３】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの分相を抑制して安定性を向上させる成分である。「ガラスＡ」におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は８ｍｏｌ％より大きいことが必要である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が８ｍｏｌ％以下であると、ガラスが分相しやすくなるため焼結体を安定して量産することが困難となるおそれがある。より分相しにくいものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、８．５ｍｏｌ％以上が好ましく、９ｍｏｌ％以上がより好ましい。
一方、「ガラスＡ」におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は１３ｍｏｌ％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１３ｍｏｌ％を超えると、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）に代表される結晶が析出して、かえって焼結体が反りやすくなったり、焼結体の曲げ強度が低下したりするおそれがある。また耐酸性も十分でなくなるおそれがある。より結晶の析出が少なく、また曲げ強度に優れたものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１２ｍｏｌ％以下が好ましく、１１ｍｏｌ％以下がより好ましい。
【００４４】
［ガラスＢ］
「ガラスＢ」は、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯを０ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％未満、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で３ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものである。
【００４５】
「ガラスＢ」は、分相を抑制するＳｒＯ、又はＢａＯを必須成分とするものである。ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を必須成分とし、これらを合計で３ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有するものとすることで、Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なくても、焼成時の分相を抑制することができる。また、ＳｒＯ又はＢａＯによって、ガラスの焼結性を高めることができるため、ＣａＯの含有量を０ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％未満と少なくすることができ、結晶の析出を抑制することができる。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量が少ないため、曲げ強度の低下が抑制される。
ガラス粉末の分相抑制と、焼結性の向上とのバランスの観点から、「ガラスＢ」のより好ましい範囲は、ＳｉＯ２を５７〜６５ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を１１〜１６ｍｏｌ％、ＣａＯを５〜８ｍｏｌ％、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で５〜１１ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を４〜７ｍｏｌ％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で１〜４ｍｏｌ％含有し、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯが８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％であるものである。
【００４６】
［ガラスＢ］
以下に、「ガラスＢ」の組成について説明する。
なお、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ、ならびにＡｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯに関しては、上述したガラス粉末と同様の含有割合であるため、記載を省略する。
【００４７】
ＣａＯは、分相を生じさせ易くする成分であり、「ガラスＢ」におけるＣａＯの含有量は、９ｍｏｌ％未満とする。ＣａＯの含有量が９ｍｏｌ％以上の場合、ガラスが分相しやすくなり焼結体が反りやすくなるおそれがある。また、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）に代表される結晶が析出しやすくなるおそれもある。また耐酸性も十分でなくなるおそれがある。より分相の発生が少なく、また結晶の析出が少ないものとする観点から、ＣａＯの含有量は、８．５ｍｏｌ％以下が好ましく、８ｍｏｌ％以下がより好ましい。
一方、ＣａＯは焼結性を向上させる成分でもあるため、より緻密な焼結体を得る観点からは、「ガラスＢ」におけるＣａＯの含有量は、５ｍｏｌ％以上が好ましく、７ｍｏｌ％以上がより好ましい。
【００４８】
「ガラスＢ」は、ＣａＯとともに、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少なくとも１種を含有する。ＳｒＯ、ＢａＯは、ガラスの分相を抑制し、また溶融温度を低下させるとともに焼結性を向上させる成分である。
「ガラスＢ」は、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で３〜２３ｍｏｌ％含有する。「ガラスＢ」では、上記のように、ＳｒＯ、ＢａＯが含有されており、その代わりにＣａＯの含有量が低減されている。このため、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計が３ｍｏｌ％未満であると、焼結性が低下して、緻密な焼結体を得られなくなるおそれがある。一方「ガラスＢ」におけるＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計は２３ｍｏｌ％以下である。ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計が２３ｍｏｌ％を超えると、耐酸性が十分でなくなるおそれがある。また、結晶の析出により、基板が反りやすくなるおそれがある。
なお、ＳｒＯ、ＢａＯはＣａＯよりも耐酸性を悪化させる傾向が強いため、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量は、ガラス粉末中、それぞれ１２ｍｏｌ％以下であり、それぞれ１０ｍｏｌ％以下が好ましい。さらに好ましくは、９ｍｏｌ％以下である。
【００４９】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの分相を抑制して安定性を向上させる成分である。
「ガラスＢ」におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は３ｍｏｌ％以上である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３ｍｏｌ％未満であると、ガラスが分相しやすくなるために焼結体を安定して量産することができないおそれがある。より分相しにくいものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、４ｍｏｌ％以上が好ましく、５ｍｏｌ％以上がより好ましい。一方、「ガラスＢ」におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は８ｍｏｌ％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が８ｍｏｌ％を超えると、焼成時にアノーサイト（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）に代表される結晶が析出して、焼結体が反りやすくなったり焼結体の曲げ強度が低下したりするおそれがある。より結晶の析出が少なく、また曲げ強度に優れたものとする観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、７ｍｏｌ％以下が好ましく、６．５ｍｏｌ％以下がより好ましい。
【００５０】
ガラス粉末は、通常、溶融法によって上記組成を有するガラスを製造した後、このガラスを粉砕することによって製造することができる。粉砕方法は、特に限定されるものではなく、乾式粉砕でもよいし湿式粉砕でもよい。湿式粉砕の場合には溶媒として水を用いることが好ましい。また粉砕にはロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を適宜用いることができる。ガラスは粉砕後、必要に応じて乾燥し、分級してもよい。
【００５１】
ガラスセラミックス組成物は、このようなガラス粉末と、アルミナ粉末、およびジルコニア粉末、必要に応じてその他の成分を所定の質量割合で配合し、混合することによって調製することができる。ガラスセラミックス組成物は、通常、グリーンシート化して使用される。すなわち、ガラスセラミックス組成物、ポリビニルブチラールやアクリル樹脂等の樹脂、必要に応じてフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等の可塑剤等を配合、混合する。次に、この混合物にトルエン、キシレン、ブタノール等の溶剤を添加してスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法等によってポリエチレンテレフタレート等のフィルム上にシート状に成形する。さらに、シート状に成形されたものを乾燥させて溶剤を除去することによりグリーンシートとする。
【００５２】
グリーンシートには必要に応じて、Ａｇペースト等を用いたスクリーン印刷等によって配線パターンや貫通導体であるビア等が形成される。また、配線パターンの焼成により形成される配線導体等を保護するためのオーバーコートガラスをスクリーン印刷等によって形成してもよい。
【００５３】
グリーンシートは、焼成後、所望の形状に加工することによってＬＥＤ素子用基板とすることができる。ここで、ＬＥＤ素子用基板は、１枚のグリーンシートを焼成したものとしてもよいし、複数枚のグリーンシートを重ねて焼成したものとしてもよい。
焼成は、通常、ガラスが流動しない温度域（５５０℃付近）で１時間程度加熱し、樹脂等のバインダーを分解して除去する脱バインダー（脱脂）を行った後、８５０〜９５０℃で２０〜６０分間保持して行われる。より好ましい焼成温度は８６０〜９４０℃である。Ａｇの融点が９６０℃程度であることから、９５０℃以下で焼成することで、焼成時のＡｇの軟化を抑制し、配線パターンやビア等の形状を維持しやすくなる。
【００５４】
また、このＬＥＤ素子用基板は、可視光領域の光に対して高い反射率を有するので、ＬＥＤ素子のような発光素子からの光を効率よく前方に取り出すことができ、高効率の発光装置を提供することができる。
さらに、ＬＥＤ素子用基板は、実用上十分な光学特性とする観点から、後述する測定方法によって求められる反射率が８５％以上であることが好ましく、８６％以上であることがより好ましく、８７％以上であることがさらに好ましい。
また、ＬＥＤ素子用基板は、焼成時（製造時）の反りを抑制する観点から、ガラス相の結晶化率が体積比で６０％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましく、１５％以下であることがさらに好ましい。ここで、結晶化率とは、ガラス相における結晶質領域の存在割合（体積割合）を指す。結晶化率は、例えば、作製したＬＥＤ素子用基板のＸ線回折を測定し、アルミナ粒子（あるいはジルコニア粒子）による回折ピーク強度と、ガラス相から析出した結晶による回折ピーク強度の比率を評価することによって求めることができる。あるいは、作製したＬＥＤ素子用基板の断面を、電子顕微鏡で観察し、析出した結晶と、非晶質領域の面積比を評価することによっても結晶化度を求めることが可能である。
【００５５】
このような発光ダイオード素子用基板（以下、ＬＥＤ素子用基板と示す。）は、発光装置（以下、ＬＥＤパッケージと示す。）の製造に好適に用いることができる。ＬＥＤパッケージは、少なくとも上記したＬＥＤ素子用基板と、このＬＥＤ素子用基板に搭載されたＬＥＤ素子とを具備するものである。このようなＬＥＤパッケージは、例えば携帯電話や大型液晶ＴＶ等のバックライトに好適に用いることができる。
【００５６】
図１は、上記したＬＥＤ素子用基板を有するＬＥＤパッケージの一例を示す断面図である。ＬＥＤパッケージ１は、例えば略平板状のＬＥＤ素子用基板２を有しており、その略中央部に設けられる搭載部２１に接着剤３を介してＬＥＤ素子４が搭載されている。ＬＥＤ素子用基板２は、搭載部２１の周辺に一対の接続端子２２を有しており、この接続端子２２にＬＥＤ素子４の図示しない一対の電極がボンディングワイヤ５を介して電気的に接続されている。
【００５７】
ＬＥＤ素子用基板２の内部には、一対の接続端子２２と電気的に接続するように通電用ビア２３が厚さ方向に貫通して設けられており、この通電用ビア２３と電気的に接続するように一対の外部電極端子２４が設けられている。また、搭載部２１の直下には、サーマルビア２５が貫通して設けられている。さらに、ＬＥＤ素子４や接続端子２２を覆うようにしてモールド材６が設けられることによって、ＬＥＤパッケージ１が構成されている。
【００５８】
このＬＥＤ素子用基板２によれば、上記したガラスセラミックス組成物からなるために、反りが少なく形状安定性に優れており、所望の寸法精度を得ることができる。
また、このＬＥＤ素子用基板２によれば、実用上十分な反射率を有するためにＬＥＤパッケージ１に好適に用いることができる。さらに、このＬＥＤ素子用基板２によれば、十分な緻密さ（ガスバリア性）を有しており、配線導体の硫化等を有効に抑制することができる。
【実施例】
【００５９】
（実施例１〜４、比較例１〜４）
表１のガラス粉末の欄に示す質量割合となるように原料を配合、混合し、この混合物を白金ルツボに入れて１５００〜１６００℃で６０分間溶融後、溶融ガラスを冷却してガラスブロックＡを得た。
【００６０】
ガラスブロックＡの一部を切り出し、およそ１０ｍｍ角程度の立方体形状のガラスブロックＢを作成した。このガラスブロックＢに対し、７５０℃で３０分間熱処理を行い、目視で観察して分相の発生を確認した。分相によりガラスに白濁等が生じたものを「×」、熱処理後も透明の状態が保持されており、熱処理前と比較して目視で変化が確認されなかったものを「○」とした。
【００６１】
ガラスブロックＡをアルミナ製ボールミルにより水を溶媒として２０〜６０時間粉砕し、ガラス粉末を得た。島津製作所社製のレーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ２１００）を用いてガラス粉末のＤ５０を測定したところ、いずれも２．０μｍであった。
【００６２】
次に、表１のガラスセラミックス組成物の欄に示す質量割合となるようにガラス粉末、アルミナ粉末、およびジルコニア粉末を配合、混合して混合物を得た。なお、アルミナ粉末は、昭和電工社製のＡＬ４７−Ｈ（Ｄ５０＝２．１μｍ）を用いた。また、ジルコニア粉末は、部分安定化ジルコニア粉末である第一稀元素化学工業社製のＨＳＹ−３Ｆ−Ｊ（Ｄ５０＝０．５６μｍ：２次粒子径）を用いた。
なお、表１中、「ガラスセラミックス組成物」の欄の「−」は、ガラスセラミックス組成物の製造を行わなかったことを示す（比較例１、３及び４）。
【００６３】
この混合物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、樹脂（デンカ社製ポリビニルブチラールＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、および分散剤（ビックケミー社製ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１８０）を混合してスラリーとした。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、乾燥して厚さが０．２ｍｍのグリーンシートを得た。
【００６４】
次に、このようなグリーンシートからなる焼結体について、以下に示す方法によって反射率の評価を行った。結果を表１に併せて示す。
なお、表１中、「ガラスセラミックス組成物焼結体の反射率」の欄の「−」は、反射率の測定を行わなかったことを示す（比較例１、３及び４）。
【００６５】
（反射率）
反射率は以下の方法で測定した。すなわち、一辺が３０ｍｍ程度の正方形のグリーンシートを１枚としたもの、２枚積層したもの、３枚積層したものについてそれぞれ８７５℃で３０分間保持する焼成を行い、厚みが、１４０μｍ、２８０μｍ、４２０μｍ程度の３種類の焼結体を得た。これらの焼結体の反射率を、オーシャンオプティクス社の分光器ＵＳＢ２０００と小型積分球ＩＳＰ−ＲＦを用いて測定し、厚みに関して線形補完することで、厚み３００μｍの焼結体の反射率（単位：％）を算出した。反射率は波長４６０ｎｍにおけるものとし、リファレンスとしては硫酸バリウムを使用した。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１から明らかなように、特定組成のガラス粉末からなる実施例１〜４のガラスブロックについては、にごりが生じておらず、分相が抑制されていることがわかる。また、特定組成のガラス粉末、アルミナ粉末、およびジルコニア粉末を所定の範囲内で含有するガラスセラミックス組成物からなる実施例１〜４の焼結体については、８５％以上の反射率を得られることがわかる。
【００６８】
一方、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が８ｍｏｌ％より小さいガラス粉末からなる比較例１〜４のガラスブロックについては、にごりが生じており、分相の発生が認められた。なお、比較例１、２、３、４のガラス組成は、ぞれぞれ、特許文献１の実施例１、２、７、１２に記載のガラス組成である。
【符号の説明】
【００６９】
１…ＬＥＤパッケージ、２…ＬＥＤ素子用基板、３…接着剤、４…ＬＥＤ素子、５…ボンディングワイヤ、６…モールド材、２１…搭載部、２２…接続端子、２３…通電用ビア、２４…外部電極端子、２５…サーマルビア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５質量％以上５０質量％以下のガラス粉末、３０質量％以上６０質量％以下のアルミナ粉末、および１０質量％以上４０質量％以下のジルコニア粉末を含み、
前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有することを特徴とするガラスセラミックス組成物。
【請求項２】
前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を８ｍｏｌ％より大きく１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする請求項１記載のガラスセラミックス組成物。
【請求項３】
前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯを０ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％未満、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で３ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする請求項１記載のガラスセラミックス組成物。
【請求項４】
前記ジルコニア粉末が、安定化ジルコニアまたは部分安定化ジルコニアからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のガラスセラミックス組成物。
【請求項５】
発光ダイオード素子を搭載するための基板であって、請求項１乃至４のいずれか１項記載のガラスセラミックス組成物を成形および焼成してなることを特徴とする発光ダイオード素子用基板。
【請求項６】
発光ダイオード素子用基板と、前記発光ダイオード素子用基板に搭載された発光ダイオード素子とを具備する発光装置であって、
前記発光ダイオード素子用基板が請求項５記載の発光ダイオード素子用基板であることを特徴とする発光装置。
【請求項１】
２５質量％以上５０質量％以下のガラス粉末、３０質量％以上６０質量％以下のアルミナ粉末、および１０質量％以上４０質量％以下のジルコニア粉末を含み、
前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有することを特徴とするガラスセラミックス組成物。
【請求項２】
前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上の合計を９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を８ｍｏｌ％より大きく１３ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする請求項１記載のガラスセラミックス組成物。
【請求項３】
前記ガラス粉末が、ＳｉＯ２を５０ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯを０ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％未満、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種を合計で３ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種または２種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種または２種以上を合計で８ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする請求項１記載のガラスセラミックス組成物。
【請求項４】
前記ジルコニア粉末が、安定化ジルコニアまたは部分安定化ジルコニアからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のガラスセラミックス組成物。
【請求項５】
発光ダイオード素子を搭載するための基板であって、請求項１乃至４のいずれか１項記載のガラスセラミックス組成物を成形および焼成してなることを特徴とする発光ダイオード素子用基板。
【請求項６】
発光ダイオード素子用基板と、前記発光ダイオード素子用基板に搭載された発光ダイオード素子とを具備する発光装置であって、
前記発光ダイオード素子用基板が請求項５記載の発光ダイオード素子用基板であることを特徴とする発光装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２４６３３０（Ｐ２０１１−２４６３３０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２３８３６（Ｐ２０１０−１２３８３６）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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