光反射基材
【課題】従来の粉末焼成プロセスによって作製された光反射基材のように製造プロセスが煩雑ではなく、当該光反射基材より高い光反射率を有し、かつ大面積の光反射基材用途にも対応可能な光反射基材を提供する。
【解決手段】バルク状ガラスを結晶化させてなり、屈折率が１．７以上の析出結晶を含有する結晶化ガラスからなる光反射基材であって、波長４００〜８００ｎｍにおける平均光反射率が９０％以上であることを特徴とする光反射基材。
【解決手段】バルク状ガラスを結晶化させてなり、屈折率が１．７以上の析出結晶を含有する結晶化ガラスからなる光反射基材であって、波長４００〜８００ｎｍにおける平均光反射率が９０％以上であることを特徴とする光反射基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶化ガラスからなる高い光反射率を有する光反射基材、およびそれを用いた発光デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤや有機ＥＬデバイスは消費電力が小さく、新しい照明用デバイスとして近年注目を集めている。照明用デバイスにおいては、発光体が発する光を有効に利用するため、高い光反射率を有する基材やパッケージ材が必要とされる。例えば、従来のＬＥＤ素子のパッケージ材としては、比較的光反射率の高いアルミナセラミック、あるいはこれに金属からなる光反射膜を設けた基材が用いられている。しかし、自動車用照明、ディスプレイ用照明、一般照明として十分な光量を得るためには、基材やパッケージ材の光反射率をさらに向上させる必要がある。当該目的を達成するために、ガラス粉末とセラミック粉末の混合物を焼成して得られる光反射基材が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２１６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の光反射基材は、ガラス粉末とセラミック粉末にバインダーを加えてスラリー化した後に焼成して得られるものである。ここで、高い光反射率を得るためにセラミック粉末の粒径を可視光線の波長範囲に近くなるよう制御する必要があるが、当該手法によると、セラミック粉末の粒度を調整する工程が必要となり製造プロセスが煩雑となる。なお、特許文献１に記載の光反射基材は粉末焼結体からなるため、ガラス相と結晶粒子との界面に気孔などの光吸収性の欠陥が形成され、光透過率に劣るという問題がある。また、表面に微細な凹凸や気孔が形成されやすく、当該凹凸や気孔が材料強度に悪影響を及ぼす場合がある。さらに、スラリーを焼結する方法では大面積の板材を作製することが困難であり、例えば有機ＥＬ照明等の光反射基材用途などに対応できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来の粉末焼成プロセスによって作製された光反射基材のように製造プロセスが煩雑ではなく、当該光反射基材より高い光反射率を有し、かつ大面積の光反射基材用途にも対応可能な光反射基材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】
【０００６】
本発明者らは、バルク状ガラスを結晶化させてなる結晶化ガラスを用いることによって、高い光反射率を有する光反射基材を簡便に作製することができ、かつ、大面積の光反射基材用途にも対応可能であることを見出し、本発明として提案するものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、バルク状ガラスを結晶化させてなり、屈折率が１．７以上の析出結晶を含有する結晶化ガラスからなる光反射基材であって、波長４００〜８００ｎｍにおける平均光反射率が９０％以上であることを特徴とする光反射基材に関する。
【０００８】
本発明者らは、バルク状ガラスの結晶化により高屈折率の結晶を析出させることで光の散乱強度が高まる結果、基材表面での光反射率が極めて高くなることを発見した。これは、バルク状ガラスの内部に結晶が析出することによって、ガラス相と結晶粒子との界面に光吸収性の欠陥が形成されることなく、光の散乱を強めることができるためである。したがって、結晶粒子の粒径を可視光の波長範囲に十分に制御しなくとも高い光反射率を実現することができる。これに対し、従来のガラス粉末とセラミック粉末を混合焼成する方法では、粉末粒子表面に存在する欠陥が焼結後の粉末粒子界面に残存し、これが光の吸収要因となって光反射率を十分に高めることができない。
【０００９】
本発明によれば、ガラス粉末やセラミック粉末を混合する工程が不要となり、製造工程を簡素化することができる。また、粉末焼結による製法と異なり、表面に凹凸や気孔のほとんどない平滑な表面を有する光反射基材が得られやすく、高い光反射率とともに高い強度も達成しやすくなる。さらに、ロール製板、フロート製板、オーバーフロー、キャスティング等のガラスの成形法によって大型のバルク状ガラスを得、これを結晶化させることによって大面積の光反射基材を得ることも容易である。
【００１０】
なお、本発明において、「バルク状」とは、粉末ではなく、板やブロック等、所定の形状を有する形態を指す。また、「屈折率」とは波長５８８ｎｍにおける屈折率を指す。
【００１１】
第二に、本発明の光反射基材において、析出結晶が、ガーナイト、スピネル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウムの少なくとも一種であることが好ましい。
【００１２】
これらの結晶は屈折率が高く、かつ、ガラス中に比較的容易に析出させることが可能であるため、所望の特性を有する光反射基材が得られやすい。
【００１３】
第三に、本発明の光反射基材は、析出結晶として、さらにβ−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を含むことが好ましい。
【００１４】
当該構成によれば、熱膨張係数が小さく耐熱性に優れた光反射基材を得ることが可能になる。
【００１５】
第四に、本発明の光反射基材は、析出結晶の粒径が０．３μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
当該構成によれば、本発明の光反射基材をプレス成形する際に、ガラスの塑性変形が容易となり、プレス成形等の熱加工性が良好になる。
【００１７】
第五に、本発明の光反射基材は、結晶化ガラスが５０質量％以下の結晶化度を有することが好ましい。
【００１８】
光反射基材を構成する結晶化ガラスが５０質量％以下という比較的低い結晶化度を有することにより、ガラス相の比率が相対的に高くなり、ガラスの塑性変形が容易となり、プレス成形等の熱加工性が良好となる。なお、本発明の光反射基材は、既述の理由から高光散乱性が得られやすく、結晶化ガラスの結晶化度が比較的小さくても所望の光反射率を達成することが可能である。
【００１９】
第六に、本発明の光反射基材は、結晶化ガラスが析出結晶の融解温度よりも低い軟化温度を有することが好ましい。
【００２０】
当該構成によれば、プレス成形等の熱加工の際に結晶化ガラス中の析出結晶が融解して光反射率等の特性が低下するなどの問題が生じにくくなる。
【００２１】
第七に、本発明の光反射基材は、表面に光透過性の機能層を有することが好ましい。
【００２２】
当該構成によれば、光反射基材表面における光反射機能を保持しつつ、種々の機能（例えば、傷や汚れ、化学的腐食に対する保護コーティング、波長フィルター、光拡散、光干渉等）を付与することが可能となる。
【００２３】
第八に、本発明は、前記いずれかの光反射基材を用いたことを特徴とする発光デバイスに関する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の光反射基材を構成する結晶化ガラスは、バルク状ガラスを熱処理等により結晶化させることにより、高屈折率の結晶を析出させてなることを特徴とする。析出結晶の屈折率は１．７以上であり、好ましくは１．７５以上、１．８以上、１．９以上、特に２．０以上である。析出結晶の屈折率が高いほどガラス相との屈折率差が大きくなり、光散乱効果を十分に高めることが可能となる。析出結晶の屈折率が１．７未満であると、ガラス相との屈折率差が小さく、十分な光反射率が得られにくい。
【００２５】
析出結晶は、ガーナイト、スピネル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウムのうち、少なくとも一種を含むことが好ましい。これらの結晶は、屈折率が高く、かつ、ガラス中に比較的容易に析出させることが可能であり、所望の光反射率が得られやすい。
【００２６】
結晶化ガラスの結晶化度は５０質量％以下、４０質量％以下、３０質量％以下、特に２０質量％以下が好ましい。結晶化度が５０質量％を超えると、相対的にガラス相の比率が小さくなって、ガラスの塑性変形が生じにくくなり、熱加工が困難となる。一方、所望の光散乱効果を得るため、下限は１％以上、５％以上、特に１０％以上が好ましい。
【００２７】
さらに、上記析出結晶以外に、β−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を含んでいてもよく、これにより熱膨張係数が小さく耐熱性に優れた光反射基材を得ることが可能となる。なお、本発明の特性を損なわない限り、酸化錫、フォルステライト、ディオプサイト、コーディエライト、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、ガーネット、エンスタタイトなどを結晶相に含んでいてもよい。これらの結晶を含有する場合、結晶化度が上記範囲を満たすよう調整することが好ましい。
【００２８】
結晶化ガラスにおいて、鉄、ニッケル、銅、コバルト、バナジウム等、可視域に吸収を有する遷移金属酸化物は実質的に含有しないことが好ましい。ここで言う「実質的に含有しない」とは、具体的には１質量％以下であることを指す。ただし、遷移金属の酸化還元反応によって光吸収特性を調整することを目的として、１種または複数の遷移金属酸化物を合量で１質量％以下の割合で意図的に含有させることは差し支えない。
【００２９】
結晶化ガラスの軟化温度は、析出結晶、特に主たる析出結晶の融解温度よりも低いことが好ましい。結晶化ガラスの軟化温度が析出結晶の融解温度より高いと、プレス成形等の熱加工の際に析出結晶が融解し、光反射率が低下するなどの問題が生じるおそれがある。なお、「主たる析出結晶（以下、単に「主結晶」ともいう）」とは析出結晶のうち最も析出量の多い結晶を指す。
【００３０】
析出結晶の粒径は０．３μｍ以下、０．２μｍ以下、特に０．１μｍ以上であることが好ましい。析出結晶の粒径が０．３μｍを超えると、ガラスが塑性変形しにくく、プレス成形等の熱加工性に劣る傾向がある。なお、本発明の光反射基材において、光散乱に寄与する屈折率１．７以上の析出結晶の粒径が可視光領域より小さい０．３μｍ以下であっても、既述の理由より、十分に高い光反射率を実現することが可能である。
【００３１】
本発明の光反射基材の波長４００〜８００ｎｍにおける平均光反射率は９０％以上であり、９２％以上、特に９４％以上であることが好ましい。
【００３２】
既述のように、本発明で用いられる結晶化ガラスは、バルク状ガラスを結晶化させてなるため、当該結晶化ガラスからなる光反射基材は、内部に気孔が少なく、かつ表面に凹凸や気孔のほとんどない平滑な表面を有する。本発明の光反射基材の気孔率は、好ましくは５％以下、特に３％以下である。気孔率は、結晶化ガラス内部を顕微鏡で撮影した画像に基づき求めることができる。また、本発明の光反射基材の光反射面の表面粗さＲａは、好ましくは０．５μｍ以下、特に０．２μｍ以下である。
【００３３】
本発明の光反射基材を構成する結晶化ガラスを得るために適したガラス系としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯの少なくとも一成分を含有するＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系ガラス、またはＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯの少なくとも一成分を含有するＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ系ガラスが好ましい。勿論、本発明の特性を損なわない限り、Ｐ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等の酸化物成分、あるいはハロゲン化物成分、窒化物成分を含有しても良い。
【００３４】
本発明に用いられる結晶化ガラスの組成の一例として、質量％で、ＳｉＯ２ ４０〜６０％、Ａｌ２Ｏ３ １０〜２５％、ＺｎＯ＋ＭｇＯ ３〜１５％、ＣａＯ＋ＢａＯ ０〜４％、Ｂ２Ｏ３ ２〜１５％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ ２〜２０％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２ ０．１〜５％の組成を含有するものが挙げられる（ガラス組成Ａ）。当該組成によれば、ガーナイトやフォルステライト等の屈折率１．７以上の結晶を容易に析出させることができる。
【００３５】
また、本発明に用いられる結晶化ガラスの組成の別の例として、質量％で、ＳｉＯ２ ５５〜７２％、Ａｌ２Ｏ３ １４〜３０％、Ｌｉ２Ｏ １．５〜３％、Ｋ２Ｏ １〜１０％の組成を含有するものが挙げられる（ガラス組成Ｂ）。当該組成によれば、ガーナイト等の屈折率１．７以上の結晶とともに、β−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を析出させることができる。
【００３６】
以下に、上記のようにガラス組成を限定した理由を述べる。
【００３７】
（ガラス組成Ａ）
ＳｉＯ２は化学的耐久性を高める成分である。ＳｉＯ２の含有量は４０〜６０％、好ましくは４２〜５８％である。ＳｉＯ２の含有量が４０％より少ないと耐候性が著しく悪化する傾向にあり、６０％より多いとガラスの溶融が困難になる傾向がある。
【００３８】
Ａｌ２Ｏ３は結晶の構成成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は１０〜２５％、好ましくは１３〜２３％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１０％より少ないと結晶化しにくくなり、２５％より多いとガラスの溶解性が悪化する傾向がある。
【００３９】
ＺｎＯとＭｇＯは結晶の構成成分である。ＺｎＯとＭｇＯの含有量は合量で３〜１５％、好ましくは６〜１２％である。これらの成分の合量が３％より少ないと結晶が析出しにくく、１５％より多いと結晶化度が高くなりすぎるために、加熱成形が困難となる傾向がある。なお、ＺｎＯの含有量は２〜７％、特に３〜６％であることが好ましい。また、ＭｇＯの含有量は０〜１０％、特に１〜５％であることが好ましい。
【００４０】
ＣａＯとＢａＯは結晶量を調整するための成分である。ＣａＯとＢａＯの含有量は各々０〜４％である。各成分が４％より多いと結晶化しにくくなる。
【００４１】
Ｂ２Ｏ３はガラスの溶融性を向上させ、液相温度を下げる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は２〜１５％、好ましくは４〜１３％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が２％より少ないとガラスの溶融性が劣るだけではなく、液相温度が高くなりガラス成形時に失透しやすくなる。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が１５％より多いと結晶化しにくくなる。
【００４２】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏはガラスの溶融性を改善する成分である。Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏの含有量は合量で２〜２０％、好ましくは２．５〜１８％である。これらの成分の合量が２％より少ないとガラスの溶融性に劣り、２０％より多いと結晶化しにくくなる。
【００４３】
ＴｉＯ２は高屈折率の結晶を構成する成分であるとともに、核形成剤としての働きを有する成分である。ＴｉＯ２の含有量は０．０５〜５％、好ましくは１〜３％である。ＴｉＯ２の含有量が０．５％より少ないと高屈折率の結晶の析出および核形成が不十分となり、結晶の析出が表面付近に偏り、析出結晶が粗大化し、流動性に影響を与える。それゆえ、ガラス表面の平滑性が得られにくくなり、光反射率が低下する傾向がある。一方、ＴｉＯ２の含有量が５％より多いと結晶の成長速度が速くなりすぎ、結晶量のコントロールが困難になる。
【００４４】
ＺｒＯ２も高屈折率の結晶を構成する成分であるとともに、核形成剤としての働きを有する成分である。ＺｒＯ２の含有量は０．０５〜３％、好ましくは０．１〜２％である。ＺｒＯ２の含有量が０．０５％より少ないと高屈折率の結晶の析出および核形成が不充分となり、結晶の析出が表面付近に偏り、析出結晶が粗大化し、流動性に影響を与える。それゆえ、表面の平滑性が得られにくくなり、光反射率が低下する傾向がある。一方、ＺｒＯ２が３％より多いと失透性が強くなりガラスを安定して溶融成形することが困難になる。
【００４５】
ＴｉＯ２とＺｒＯ２は、合量で０．１〜５％、特に０．５〜５％の範囲にあることが所望の結晶化度を得るうえで好ましい。
【００４６】
上記成分以外に、Ａｓ２Ｏ３およびＳｂ２Ｏ３を清澄剤としてそれぞれ０〜１％添加することができる。
【００４７】
（ガラス組成Ｂ）
ＳｉＯ２はガラスの主たる構成成分であるとともに結晶成分でもある。ＳｉＯ２の含有量は５５〜７２％、好ましくは６２〜６８．５％である。ＳｉＯ２の含有量が５５％よりも少ないと均一な構造の結晶化ガラスが得られにくい。一方、ＳｉＯ２の含有量が７２％よりも多いと、結晶化ガラスの軟化点が高くなるとともに、ガラス溶融時の溶融性が悪化して不均一状態となりやすい。その結果、部分的に失透しやすくなり、加熱成形性が著しく低下する傾向がある。
【００４８】
Ａｌ２Ｏ３も結晶構成成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１４〜３０％、好ましくは１６〜２４．５％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１４％より少ないと結晶が粗大化して加熱成形性が著しく低下する傾向がある。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が３０％より多くなると加熱成形時に失透が発生しやすくなる。
【００４９】
Ｌｉ２Ｏは結晶の構成成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は１．５〜３％、好ましくは１．８〜２．８％である。Ｌｉ２Ｏの含有量が１．５％よりも少ないと均一な結晶化ガラスが得られにくくなる。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が３％より多くなると結晶性が強くなりすぎて、ガラス相の割合が不十分になるとともに、加熱成形工程で結晶化が進行しやすくなる。
【００５０】
Ｋ２Ｏは結晶性を制御するための成分であり、ガラス相の割合と軟化点に重要な影響を及ぼす。Ｋ２Ｏの含有量は１〜１０％、好ましくは２．５〜７％である。Ｋ２Ｏの含有量が１％未満であると結晶性が強くなりすぎてガラス相の割合が不十分になるとともに、結晶化ガラスの軟化点が高くなる傾向がある。一方、Ｋ２Ｏの含有量が１０％より多くなると結晶が析出しにくくなる。
【００５１】
上記成分の他に、下記の成分を加えることが望ましい。各成分の限定理由は次の通りである。
【００５２】
ＴｉＯ２とＺｒＯ２は高屈折率の結晶を構成する成分であるとともに、析出結晶の核となる成分で、結晶を微細にする作用を有する。ＴｉＯ２の含有量は０．０５〜４．５％、好ましくは０．５〜３．５％であり、ＺｒＯ２の含有量は０〜４％、好ましくは１．５〜２．５％である。また、ＴｉＯ２とＺｒＯ２は合量で０．０５〜７％、２．５〜７％、特に３〜６％であることが好ましい。これらの成分が、単独または合量で上記範囲よりも少ないと緻密な結晶が得られにくくなり、上記範囲より多いとガラスが不均一になりやすい。
【００５３】
ＺｎＯは結晶の構成成分である。ＺｎＯの含有量は０．０５〜１０％、１〜８％、２〜７％、特に３〜６％であることが好ましい。ＺｎＯの含有量が０．０５％より少ないと結晶が析出しにくく、１０％より多いと結晶化度が高くなりすぎるために、加熱成形が困難となる傾向がある。
【００５４】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｂ２Ｏ３およびＮａ２Ｏはいずれも結晶化ガラスの軟化点を低下させるのに有効な成分である。各成分の含有量は、ＭｇＯは０〜２．５％（好ましくは０．５〜１．５％）、ＣａＯは０〜２．５％（好ましくは０〜１％）、ＢａＯは０〜３％（好ましくは０〜２％）、Ｂ２Ｏ３は０〜７％（好ましくは０〜５％）、Ｎａ２Ｏは０〜２％（好ましくは０〜１％）である。各成分の含有量が上記範囲より多いと異種結晶が析出しやすくなって失透性が強くなる傾向がある。
【００５５】
Ｐ２Ｏ５は結晶を細かくする作用を有する成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量は０〜０．８％、好ましくは０〜０．５％である。Ｐ２Ｏ５の含有量が０．８％よりも多くなると失透性が強くなる傾向がある。
【００５６】
なお、上記成分以外にも、さらにＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３等を合量で５％以下添加することもできる。
【００５７】
本発明の光反射基材の表面に光透過性の機能層を設けることができる。例えば、基材表面における光反射機能を保持しつつ、傷や汚れ、化学的腐食に対する保護コーティング、さらには波長フィルター、光拡散、干渉層としての機能を有する機能層を形成することが可能である。
【００５８】
機能層としては、特に限定されず、ケイ酸塩系ガラス等のガラス；シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化タンタル、酸化ニオブ等の金属酸化物；ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート等の樹脂など、公知の材質を用いることができる。
【００５９】
本発明の光反射基材は非常に高い光反射率を有するため、ＬＥＤパッケージ、有機ＥＬ等のディスプレイ、自動車用照明、一般照明等に好適である。
【実施例】
【００６０】
以下に、実施例によって本発明を説明する。
【００６１】
各実施例の光反射基材は以下のようにして作製した。まず、表１に示す組成のガラスが得られるように原料を調合し、１５００℃に保った電気炉中で５時間溶融した。溶融後、ガラス融液をカーボン板上に流し出し、室温まで５時間かけて徐冷して結晶化ガラスの前駆体であるバルク状ガラス（ガラス板）を得た。
【００６２】
次に、バルク状ガラスに対して熱処理を施すことにより、結晶化ガラスからなる光反射基材を得た。実施例１、２の光反射基材は、バルク状ガラスを電気炉中で１０７５℃で３０分間熱処理することによって作製した。実施例３の光反射基材は、実施例２で得られた結晶化ガラスの表面に厚さ０．５ｍｍのケイ酸塩系透明ガラス板を電気炉中８００℃で熱圧着させて作製した。実施例４の光反射基材は、バルク状のガラスを８００℃で１時間、さらに１１７０℃で１時間熱処理して作製した。
【００６３】
一方、比較例１はガラス粉末とアルミナ粉末の混合焼結体、比較例２は析出結晶としてβ−スポジュメン固溶体のみを含有する結晶化ガラス、比較例３はアルミナセラミックである。
【００６４】
表中に記載された析出結晶のうち、最も上段に記載されたものが主結晶として析出した結晶である。
【００６５】
光反射率は分光光度計により測定した。
【００６６】
結晶化度はＸ線回折により測定した。
【００６７】
結晶粒径は走査型電子顕微鏡により測定した。なお、表中の結晶粒径は主結晶の結晶粒径を示す。
【００６８】
軟化温度はＤＴＡ（示差熱分析）により測定したものである。
【００６９】
熱膨張係数は、ディラトメータを用いて測定した３０〜３８０℃における線熱膨張係数の値を示している。
【００７０】
【表１】
【００７１】
表１に示すように、実施例１および２の光反射基材は、屈折率１．７以上の結晶が析出しているため、９０％以上の高い反射率を有している。さらに、結晶化度が１５質量％と低く、かつ、軟化温度が主結晶であるガーナイトの融解温度よりも低く、結晶粒径も０．１μｍ以下と小さいため、良好なプレス成型性を有していた。
【００７２】
実施例３の光反射基材は実施例２の光反射基材の特性を維持しつつ、表面に光透過性の平滑な層を有しており、防汚コーティング機能を有している。
【００７３】
また、実施例４の光反射基材も、屈折率が１．７以上の結晶を含むため高い光反射率を有していた。また、β−スポジュメン固溶体を主たる析出結晶として含有するため熱膨張係数が低く、優れた耐熱性を有していた。ただし、結晶化度が４５質量％と比較的高いため、プレス成形性に関しては実施例１および２の光反射基材の方が優れていた。
【００７４】
一方、比較例１の光反射基材はガラス粉末とアルミナ粉末の混合焼結体からなるため十分な光反射率が得られず、結晶化度も高いためプレス成型もできなかった。比較例２の光反射基材は実施例と同様にバルク状ガラスを結晶化して得られたものであるが、析出結晶がβ−スポジュメン固溶体のみであり、屈折率が高い結晶を実質的に含有しないため光反射率が低かった。さらに、結晶化度が９０質量％と高いため、熱膨張係数は小さいもののプレス成形ができなかった。比較例３の光反射基材はアルミナセラミックからなるものであり、実質的にガラス相を含有しないため光散乱効果が不十分で光反射率が低かった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶化ガラスからなる高い光反射率を有する光反射基材、およびそれを用いた発光デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤや有機ＥＬデバイスは消費電力が小さく、新しい照明用デバイスとして近年注目を集めている。照明用デバイスにおいては、発光体が発する光を有効に利用するため、高い光反射率を有する基材やパッケージ材が必要とされる。例えば、従来のＬＥＤ素子のパッケージ材としては、比較的光反射率の高いアルミナセラミック、あるいはこれに金属からなる光反射膜を設けた基材が用いられている。しかし、自動車用照明、ディスプレイ用照明、一般照明として十分な光量を得るためには、基材やパッケージ材の光反射率をさらに向上させる必要がある。当該目的を達成するために、ガラス粉末とセラミック粉末の混合物を焼成して得られる光反射基材が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２１６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の光反射基材は、ガラス粉末とセラミック粉末にバインダーを加えてスラリー化した後に焼成して得られるものである。ここで、高い光反射率を得るためにセラミック粉末の粒径を可視光線の波長範囲に近くなるよう制御する必要があるが、当該手法によると、セラミック粉末の粒度を調整する工程が必要となり製造プロセスが煩雑となる。なお、特許文献１に記載の光反射基材は粉末焼結体からなるため、ガラス相と結晶粒子との界面に気孔などの光吸収性の欠陥が形成され、光透過率に劣るという問題がある。また、表面に微細な凹凸や気孔が形成されやすく、当該凹凸や気孔が材料強度に悪影響を及ぼす場合がある。さらに、スラリーを焼結する方法では大面積の板材を作製することが困難であり、例えば有機ＥＬ照明等の光反射基材用途などに対応できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来の粉末焼成プロセスによって作製された光反射基材のように製造プロセスが煩雑ではなく、当該光反射基材より高い光反射率を有し、かつ大面積の光反射基材用途にも対応可能な光反射基材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】
【０００６】
本発明者らは、バルク状ガラスを結晶化させてなる結晶化ガラスを用いることによって、高い光反射率を有する光反射基材を簡便に作製することができ、かつ、大面積の光反射基材用途にも対応可能であることを見出し、本発明として提案するものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、バルク状ガラスを結晶化させてなり、屈折率が１．７以上の析出結晶を含有する結晶化ガラスからなる光反射基材であって、波長４００〜８００ｎｍにおける平均光反射率が９０％以上であることを特徴とする光反射基材に関する。
【０００８】
本発明者らは、バルク状ガラスの結晶化により高屈折率の結晶を析出させることで光の散乱強度が高まる結果、基材表面での光反射率が極めて高くなることを発見した。これは、バルク状ガラスの内部に結晶が析出することによって、ガラス相と結晶粒子との界面に光吸収性の欠陥が形成されることなく、光の散乱を強めることができるためである。したがって、結晶粒子の粒径を可視光の波長範囲に十分に制御しなくとも高い光反射率を実現することができる。これに対し、従来のガラス粉末とセラミック粉末を混合焼成する方法では、粉末粒子表面に存在する欠陥が焼結後の粉末粒子界面に残存し、これが光の吸収要因となって光反射率を十分に高めることができない。
【０００９】
本発明によれば、ガラス粉末やセラミック粉末を混合する工程が不要となり、製造工程を簡素化することができる。また、粉末焼結による製法と異なり、表面に凹凸や気孔のほとんどない平滑な表面を有する光反射基材が得られやすく、高い光反射率とともに高い強度も達成しやすくなる。さらに、ロール製板、フロート製板、オーバーフロー、キャスティング等のガラスの成形法によって大型のバルク状ガラスを得、これを結晶化させることによって大面積の光反射基材を得ることも容易である。
【００１０】
なお、本発明において、「バルク状」とは、粉末ではなく、板やブロック等、所定の形状を有する形態を指す。また、「屈折率」とは波長５８８ｎｍにおける屈折率を指す。
【００１１】
第二に、本発明の光反射基材において、析出結晶が、ガーナイト、スピネル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウムの少なくとも一種であることが好ましい。
【００１２】
これらの結晶は屈折率が高く、かつ、ガラス中に比較的容易に析出させることが可能であるため、所望の特性を有する光反射基材が得られやすい。
【００１３】
第三に、本発明の光反射基材は、析出結晶として、さらにβ−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を含むことが好ましい。
【００１４】
当該構成によれば、熱膨張係数が小さく耐熱性に優れた光反射基材を得ることが可能になる。
【００１５】
第四に、本発明の光反射基材は、析出結晶の粒径が０．３μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
当該構成によれば、本発明の光反射基材をプレス成形する際に、ガラスの塑性変形が容易となり、プレス成形等の熱加工性が良好になる。
【００１７】
第五に、本発明の光反射基材は、結晶化ガラスが５０質量％以下の結晶化度を有することが好ましい。
【００１８】
光反射基材を構成する結晶化ガラスが５０質量％以下という比較的低い結晶化度を有することにより、ガラス相の比率が相対的に高くなり、ガラスの塑性変形が容易となり、プレス成形等の熱加工性が良好となる。なお、本発明の光反射基材は、既述の理由から高光散乱性が得られやすく、結晶化ガラスの結晶化度が比較的小さくても所望の光反射率を達成することが可能である。
【００１９】
第六に、本発明の光反射基材は、結晶化ガラスが析出結晶の融解温度よりも低い軟化温度を有することが好ましい。
【００２０】
当該構成によれば、プレス成形等の熱加工の際に結晶化ガラス中の析出結晶が融解して光反射率等の特性が低下するなどの問題が生じにくくなる。
【００２１】
第七に、本発明の光反射基材は、表面に光透過性の機能層を有することが好ましい。
【００２２】
当該構成によれば、光反射基材表面における光反射機能を保持しつつ、種々の機能（例えば、傷や汚れ、化学的腐食に対する保護コーティング、波長フィルター、光拡散、光干渉等）を付与することが可能となる。
【００２３】
第八に、本発明は、前記いずれかの光反射基材を用いたことを特徴とする発光デバイスに関する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の光反射基材を構成する結晶化ガラスは、バルク状ガラスを熱処理等により結晶化させることにより、高屈折率の結晶を析出させてなることを特徴とする。析出結晶の屈折率は１．７以上であり、好ましくは１．７５以上、１．８以上、１．９以上、特に２．０以上である。析出結晶の屈折率が高いほどガラス相との屈折率差が大きくなり、光散乱効果を十分に高めることが可能となる。析出結晶の屈折率が１．７未満であると、ガラス相との屈折率差が小さく、十分な光反射率が得られにくい。
【００２５】
析出結晶は、ガーナイト、スピネル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウムのうち、少なくとも一種を含むことが好ましい。これらの結晶は、屈折率が高く、かつ、ガラス中に比較的容易に析出させることが可能であり、所望の光反射率が得られやすい。
【００２６】
結晶化ガラスの結晶化度は５０質量％以下、４０質量％以下、３０質量％以下、特に２０質量％以下が好ましい。結晶化度が５０質量％を超えると、相対的にガラス相の比率が小さくなって、ガラスの塑性変形が生じにくくなり、熱加工が困難となる。一方、所望の光散乱効果を得るため、下限は１％以上、５％以上、特に１０％以上が好ましい。
【００２７】
さらに、上記析出結晶以外に、β−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を含んでいてもよく、これにより熱膨張係数が小さく耐熱性に優れた光反射基材を得ることが可能となる。なお、本発明の特性を損なわない限り、酸化錫、フォルステライト、ディオプサイト、コーディエライト、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、ガーネット、エンスタタイトなどを結晶相に含んでいてもよい。これらの結晶を含有する場合、結晶化度が上記範囲を満たすよう調整することが好ましい。
【００２８】
結晶化ガラスにおいて、鉄、ニッケル、銅、コバルト、バナジウム等、可視域に吸収を有する遷移金属酸化物は実質的に含有しないことが好ましい。ここで言う「実質的に含有しない」とは、具体的には１質量％以下であることを指す。ただし、遷移金属の酸化還元反応によって光吸収特性を調整することを目的として、１種または複数の遷移金属酸化物を合量で１質量％以下の割合で意図的に含有させることは差し支えない。
【００２９】
結晶化ガラスの軟化温度は、析出結晶、特に主たる析出結晶の融解温度よりも低いことが好ましい。結晶化ガラスの軟化温度が析出結晶の融解温度より高いと、プレス成形等の熱加工の際に析出結晶が融解し、光反射率が低下するなどの問題が生じるおそれがある。なお、「主たる析出結晶（以下、単に「主結晶」ともいう）」とは析出結晶のうち最も析出量の多い結晶を指す。
【００３０】
析出結晶の粒径は０．３μｍ以下、０．２μｍ以下、特に０．１μｍ以上であることが好ましい。析出結晶の粒径が０．３μｍを超えると、ガラスが塑性変形しにくく、プレス成形等の熱加工性に劣る傾向がある。なお、本発明の光反射基材において、光散乱に寄与する屈折率１．７以上の析出結晶の粒径が可視光領域より小さい０．３μｍ以下であっても、既述の理由より、十分に高い光反射率を実現することが可能である。
【００３１】
本発明の光反射基材の波長４００〜８００ｎｍにおける平均光反射率は９０％以上であり、９２％以上、特に９４％以上であることが好ましい。
【００３２】
既述のように、本発明で用いられる結晶化ガラスは、バルク状ガラスを結晶化させてなるため、当該結晶化ガラスからなる光反射基材は、内部に気孔が少なく、かつ表面に凹凸や気孔のほとんどない平滑な表面を有する。本発明の光反射基材の気孔率は、好ましくは５％以下、特に３％以下である。気孔率は、結晶化ガラス内部を顕微鏡で撮影した画像に基づき求めることができる。また、本発明の光反射基材の光反射面の表面粗さＲａは、好ましくは０．５μｍ以下、特に０．２μｍ以下である。
【００３３】
本発明の光反射基材を構成する結晶化ガラスを得るために適したガラス系としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯの少なくとも一成分を含有するＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系ガラス、またはＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯの少なくとも一成分を含有するＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ系ガラスが好ましい。勿論、本発明の特性を損なわない限り、Ｐ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等の酸化物成分、あるいはハロゲン化物成分、窒化物成分を含有しても良い。
【００３４】
本発明に用いられる結晶化ガラスの組成の一例として、質量％で、ＳｉＯ２ ４０〜６０％、Ａｌ２Ｏ３ １０〜２５％、ＺｎＯ＋ＭｇＯ ３〜１５％、ＣａＯ＋ＢａＯ ０〜４％、Ｂ２Ｏ３ ２〜１５％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ ２〜２０％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２ ０．１〜５％の組成を含有するものが挙げられる（ガラス組成Ａ）。当該組成によれば、ガーナイトやフォルステライト等の屈折率１．７以上の結晶を容易に析出させることができる。
【００３５】
また、本発明に用いられる結晶化ガラスの組成の別の例として、質量％で、ＳｉＯ２ ５５〜７２％、Ａｌ２Ｏ３ １４〜３０％、Ｌｉ２Ｏ １．５〜３％、Ｋ２Ｏ １〜１０％の組成を含有するものが挙げられる（ガラス組成Ｂ）。当該組成によれば、ガーナイト等の屈折率１．７以上の結晶とともに、β−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を析出させることができる。
【００３６】
以下に、上記のようにガラス組成を限定した理由を述べる。
【００３７】
（ガラス組成Ａ）
ＳｉＯ２は化学的耐久性を高める成分である。ＳｉＯ２の含有量は４０〜６０％、好ましくは４２〜５８％である。ＳｉＯ２の含有量が４０％より少ないと耐候性が著しく悪化する傾向にあり、６０％より多いとガラスの溶融が困難になる傾向がある。
【００３８】
Ａｌ２Ｏ３は結晶の構成成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は１０〜２５％、好ましくは１３〜２３％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１０％より少ないと結晶化しにくくなり、２５％より多いとガラスの溶解性が悪化する傾向がある。
【００３９】
ＺｎＯとＭｇＯは結晶の構成成分である。ＺｎＯとＭｇＯの含有量は合量で３〜１５％、好ましくは６〜１２％である。これらの成分の合量が３％より少ないと結晶が析出しにくく、１５％より多いと結晶化度が高くなりすぎるために、加熱成形が困難となる傾向がある。なお、ＺｎＯの含有量は２〜７％、特に３〜６％であることが好ましい。また、ＭｇＯの含有量は０〜１０％、特に１〜５％であることが好ましい。
【００４０】
ＣａＯとＢａＯは結晶量を調整するための成分である。ＣａＯとＢａＯの含有量は各々０〜４％である。各成分が４％より多いと結晶化しにくくなる。
【００４１】
Ｂ２Ｏ３はガラスの溶融性を向上させ、液相温度を下げる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は２〜１５％、好ましくは４〜１３％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が２％より少ないとガラスの溶融性が劣るだけではなく、液相温度が高くなりガラス成形時に失透しやすくなる。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が１５％より多いと結晶化しにくくなる。
【００４２】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏはガラスの溶融性を改善する成分である。Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏの含有量は合量で２〜２０％、好ましくは２．５〜１８％である。これらの成分の合量が２％より少ないとガラスの溶融性に劣り、２０％より多いと結晶化しにくくなる。
【００４３】
ＴｉＯ２は高屈折率の結晶を構成する成分であるとともに、核形成剤としての働きを有する成分である。ＴｉＯ２の含有量は０．０５〜５％、好ましくは１〜３％である。ＴｉＯ２の含有量が０．５％より少ないと高屈折率の結晶の析出および核形成が不十分となり、結晶の析出が表面付近に偏り、析出結晶が粗大化し、流動性に影響を与える。それゆえ、ガラス表面の平滑性が得られにくくなり、光反射率が低下する傾向がある。一方、ＴｉＯ２の含有量が５％より多いと結晶の成長速度が速くなりすぎ、結晶量のコントロールが困難になる。
【００４４】
ＺｒＯ２も高屈折率の結晶を構成する成分であるとともに、核形成剤としての働きを有する成分である。ＺｒＯ２の含有量は０．０５〜３％、好ましくは０．１〜２％である。ＺｒＯ２の含有量が０．０５％より少ないと高屈折率の結晶の析出および核形成が不充分となり、結晶の析出が表面付近に偏り、析出結晶が粗大化し、流動性に影響を与える。それゆえ、表面の平滑性が得られにくくなり、光反射率が低下する傾向がある。一方、ＺｒＯ２が３％より多いと失透性が強くなりガラスを安定して溶融成形することが困難になる。
【００４５】
ＴｉＯ２とＺｒＯ２は、合量で０．１〜５％、特に０．５〜５％の範囲にあることが所望の結晶化度を得るうえで好ましい。
【００４６】
上記成分以外に、Ａｓ２Ｏ３およびＳｂ２Ｏ３を清澄剤としてそれぞれ０〜１％添加することができる。
【００４７】
（ガラス組成Ｂ）
ＳｉＯ２はガラスの主たる構成成分であるとともに結晶成分でもある。ＳｉＯ２の含有量は５５〜７２％、好ましくは６２〜６８．５％である。ＳｉＯ２の含有量が５５％よりも少ないと均一な構造の結晶化ガラスが得られにくい。一方、ＳｉＯ２の含有量が７２％よりも多いと、結晶化ガラスの軟化点が高くなるとともに、ガラス溶融時の溶融性が悪化して不均一状態となりやすい。その結果、部分的に失透しやすくなり、加熱成形性が著しく低下する傾向がある。
【００４８】
Ａｌ２Ｏ３も結晶構成成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１４〜３０％、好ましくは１６〜２４．５％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１４％より少ないと結晶が粗大化して加熱成形性が著しく低下する傾向がある。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が３０％より多くなると加熱成形時に失透が発生しやすくなる。
【００４９】
Ｌｉ２Ｏは結晶の構成成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は１．５〜３％、好ましくは１．８〜２．８％である。Ｌｉ２Ｏの含有量が１．５％よりも少ないと均一な結晶化ガラスが得られにくくなる。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が３％より多くなると結晶性が強くなりすぎて、ガラス相の割合が不十分になるとともに、加熱成形工程で結晶化が進行しやすくなる。
【００５０】
Ｋ２Ｏは結晶性を制御するための成分であり、ガラス相の割合と軟化点に重要な影響を及ぼす。Ｋ２Ｏの含有量は１〜１０％、好ましくは２．５〜７％である。Ｋ２Ｏの含有量が１％未満であると結晶性が強くなりすぎてガラス相の割合が不十分になるとともに、結晶化ガラスの軟化点が高くなる傾向がある。一方、Ｋ２Ｏの含有量が１０％より多くなると結晶が析出しにくくなる。
【００５１】
上記成分の他に、下記の成分を加えることが望ましい。各成分の限定理由は次の通りである。
【００５２】
ＴｉＯ２とＺｒＯ２は高屈折率の結晶を構成する成分であるとともに、析出結晶の核となる成分で、結晶を微細にする作用を有する。ＴｉＯ２の含有量は０．０５〜４．５％、好ましくは０．５〜３．５％であり、ＺｒＯ２の含有量は０〜４％、好ましくは１．５〜２．５％である。また、ＴｉＯ２とＺｒＯ２は合量で０．０５〜７％、２．５〜７％、特に３〜６％であることが好ましい。これらの成分が、単独または合量で上記範囲よりも少ないと緻密な結晶が得られにくくなり、上記範囲より多いとガラスが不均一になりやすい。
【００５３】
ＺｎＯは結晶の構成成分である。ＺｎＯの含有量は０．０５〜１０％、１〜８％、２〜７％、特に３〜６％であることが好ましい。ＺｎＯの含有量が０．０５％より少ないと結晶が析出しにくく、１０％より多いと結晶化度が高くなりすぎるために、加熱成形が困難となる傾向がある。
【００５４】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｂ２Ｏ３およびＮａ２Ｏはいずれも結晶化ガラスの軟化点を低下させるのに有効な成分である。各成分の含有量は、ＭｇＯは０〜２．５％（好ましくは０．５〜１．５％）、ＣａＯは０〜２．５％（好ましくは０〜１％）、ＢａＯは０〜３％（好ましくは０〜２％）、Ｂ２Ｏ３は０〜７％（好ましくは０〜５％）、Ｎａ２Ｏは０〜２％（好ましくは０〜１％）である。各成分の含有量が上記範囲より多いと異種結晶が析出しやすくなって失透性が強くなる傾向がある。
【００５５】
Ｐ２Ｏ５は結晶を細かくする作用を有する成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量は０〜０．８％、好ましくは０〜０．５％である。Ｐ２Ｏ５の含有量が０．８％よりも多くなると失透性が強くなる傾向がある。
【００５６】
なお、上記成分以外にも、さらにＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３等を合量で５％以下添加することもできる。
【００５７】
本発明の光反射基材の表面に光透過性の機能層を設けることができる。例えば、基材表面における光反射機能を保持しつつ、傷や汚れ、化学的腐食に対する保護コーティング、さらには波長フィルター、光拡散、干渉層としての機能を有する機能層を形成することが可能である。
【００５８】
機能層としては、特に限定されず、ケイ酸塩系ガラス等のガラス；シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化タンタル、酸化ニオブ等の金属酸化物；ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート等の樹脂など、公知の材質を用いることができる。
【００５９】
本発明の光反射基材は非常に高い光反射率を有するため、ＬＥＤパッケージ、有機ＥＬ等のディスプレイ、自動車用照明、一般照明等に好適である。
【実施例】
【００６０】
以下に、実施例によって本発明を説明する。
【００６１】
各実施例の光反射基材は以下のようにして作製した。まず、表１に示す組成のガラスが得られるように原料を調合し、１５００℃に保った電気炉中で５時間溶融した。溶融後、ガラス融液をカーボン板上に流し出し、室温まで５時間かけて徐冷して結晶化ガラスの前駆体であるバルク状ガラス（ガラス板）を得た。
【００６２】
次に、バルク状ガラスに対して熱処理を施すことにより、結晶化ガラスからなる光反射基材を得た。実施例１、２の光反射基材は、バルク状ガラスを電気炉中で１０７５℃で３０分間熱処理することによって作製した。実施例３の光反射基材は、実施例２で得られた結晶化ガラスの表面に厚さ０．５ｍｍのケイ酸塩系透明ガラス板を電気炉中８００℃で熱圧着させて作製した。実施例４の光反射基材は、バルク状のガラスを８００℃で１時間、さらに１１７０℃で１時間熱処理して作製した。
【００６３】
一方、比較例１はガラス粉末とアルミナ粉末の混合焼結体、比較例２は析出結晶としてβ−スポジュメン固溶体のみを含有する結晶化ガラス、比較例３はアルミナセラミックである。
【００６４】
表中に記載された析出結晶のうち、最も上段に記載されたものが主結晶として析出した結晶である。
【００６５】
光反射率は分光光度計により測定した。
【００６６】
結晶化度はＸ線回折により測定した。
【００６７】
結晶粒径は走査型電子顕微鏡により測定した。なお、表中の結晶粒径は主結晶の結晶粒径を示す。
【００６８】
軟化温度はＤＴＡ（示差熱分析）により測定したものである。
【００６９】
熱膨張係数は、ディラトメータを用いて測定した３０〜３８０℃における線熱膨張係数の値を示している。
【００７０】
【表１】
【００７１】
表１に示すように、実施例１および２の光反射基材は、屈折率１．７以上の結晶が析出しているため、９０％以上の高い反射率を有している。さらに、結晶化度が１５質量％と低く、かつ、軟化温度が主結晶であるガーナイトの融解温度よりも低く、結晶粒径も０．１μｍ以下と小さいため、良好なプレス成型性を有していた。
【００７２】
実施例３の光反射基材は実施例２の光反射基材の特性を維持しつつ、表面に光透過性の平滑な層を有しており、防汚コーティング機能を有している。
【００７３】
また、実施例４の光反射基材も、屈折率が１．７以上の結晶を含むため高い光反射率を有していた。また、β−スポジュメン固溶体を主たる析出結晶として含有するため熱膨張係数が低く、優れた耐熱性を有していた。ただし、結晶化度が４５質量％と比較的高いため、プレス成形性に関しては実施例１および２の光反射基材の方が優れていた。
【００７４】
一方、比較例１の光反射基材はガラス粉末とアルミナ粉末の混合焼結体からなるため十分な光反射率が得られず、結晶化度も高いためプレス成型もできなかった。比較例２の光反射基材は実施例と同様にバルク状ガラスを結晶化して得られたものであるが、析出結晶がβ−スポジュメン固溶体のみであり、屈折率が高い結晶を実質的に含有しないため光反射率が低かった。さらに、結晶化度が９０質量％と高いため、熱膨張係数は小さいもののプレス成形ができなかった。比較例３の光反射基材はアルミナセラミックからなるものであり、実質的にガラス相を含有しないため光散乱効果が不十分で光反射率が低かった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルク状ガラスを結晶化させてなり、屈折率が１．７以上の析出結晶を含有する結晶化ガラスからなる光反射基材であって、波長４００〜８００ｎｍにおける平均光反射率が９０％以上であることを特徴とする光反射基材。
【請求項２】
析出結晶が、ガーナイト、スピネル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウムの少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の光反射基材。
【請求項３】
析出結晶として、さらにβ−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光反射基材。
【請求項４】
析出結晶の粒径が０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光反射基材。
【請求項５】
結晶化ガラスが５０質量％以下の結晶化度を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光反射基材。
【請求項６】
結晶化ガラスが析出結晶の融解温度よりも低い軟化温度を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光反射基材。
【請求項７】
表面に光透過性の機能層を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光反射基材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の光反射基材を用いたことを特徴とする発光デバイス。
【請求項１】
バルク状ガラスを結晶化させてなり、屈折率が１．７以上の析出結晶を含有する結晶化ガラスからなる光反射基材であって、波長４００〜８００ｎｍにおける平均光反射率が９０％以上であることを特徴とする光反射基材。
【請求項２】
析出結晶が、ガーナイト、スピネル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウムの少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の光反射基材。
【請求項３】
析出結晶として、さらにβ−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光反射基材。
【請求項４】
析出結晶の粒径が０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光反射基材。
【請求項５】
結晶化ガラスが５０質量％以下の結晶化度を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光反射基材。
【請求項６】
結晶化ガラスが析出結晶の融解温度よりも低い軟化温度を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光反射基材。
【請求項７】
表面に光透過性の機能層を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光反射基材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の光反射基材を用いたことを特徴とする発光デバイス。
【公開番号】特開２０１１−３３７１４（Ｐ２０１１−３３７１４Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７８０９３（Ｐ２００９−１７８０９３）
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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