(57)【要約】【課題】機械的強度が高く、放熱性に優れ、かつ、高反射性を有し劣化などによる反射性の低下が生じないセラミック焼結体を提供する。【解決手段】粉体材料を混合したものを成形した後焼成して成るセラミック焼結体であって、セラミック焼結体を製造する際に用いる粉体材料は、主成分のアルミナと、ジルコニアと、マグネシア粉末とを含有し、ジルコニアの含有量の上限は、粉体材料の全重量に対して３０ｗｔ％であり、マグネシアの含有量は、粉体材料の全重量に対して０.０５〜１.００ｗｔ％の範囲内であり、ジルコニア中の不純物であるＦｅおよびＴｉの含有量を、ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合、Ｆｅ２Ｏ３，ＴｉＯ２のそれぞれの含有量は、ジルコニアの全重量に対して０.０５ｗｔ％以下であり、ジルコニアの粒度分布から求めた９７％粒径は、１.５μｍ以下であることを特徴とするセラミック焼結体による。【選択図】図５
2011241131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体材料を混合したものを成形した後焼成して成るセラミック焼結体であって、
前記セラミック焼結体を製造する際に用いる粉体材料は、主成分のアルミナと、ジルコニアと、マグネシア粉末とを含有し、
前記ジルコニアの含有量の上限は、前記粉体材料の全重量に対して３０ｗｔ％であり、
前記マグネシアの含有量は、前記粉体材料の全重量に対して０.０５〜１.００ｗｔ％の範囲内であり、
前記ジルコニア中の不純物であるＦｅおよびＴｉの含有量を、前記ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，前記ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合，前記Ｆｅ２Ｏ３，前記ＴｉＯ２のそれぞれの含有量は，前記ジルコニアの全重量に対して０.０５ｗｔ％以下であり、
前記ジルコニアの粒度分布から求めた９７％粒径は、１.５μｍ以下であることを特徴とするセラミック焼結体。
【請求項２】
焼成済み前記セラミック焼結体中において、不純物であるＦｅおよびＴｉの含有量を、前記ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，前記ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合，前記Ｆｅ２Ｏ３，前記ＴｉＯ２のそれぞれの含有量は，前記セラミック焼結体の全重量に対して０.０５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１記載のセラミック焼結体。
【請求項３】
前記セラミック焼結体は、その製造時に前記粉体材料に加えてシリカが添加され、
このシリカの添加量の上限値は、前記粉体材料の全重量に対して１０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセラミック焼結体。
【請求項４】
波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する光線を拡散反射させるための光反射体であって、
この光反射体は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体からなることを特徴とする光反射体。
【請求項５】
紫外光又は近紫外光又は可視光又は赤外光を発する発光素子と、この発光素子を支持固定する基板と、を有する発光素子収納用パッケージにおいて、
前記基板は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体により構成されることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。
【請求項６】
紫外光又は近紫外光又は可視光又は赤外光を発する発光素子と、この発光素子を支持固定する基板と、この基板上に直接又は間接的に取設され前記発光素子を囲繞する光反射体と、を有する発光素子収納用パッケージにおいて、
前記基板と前記光反射体のうちの少なくとも一方は請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体により構成されることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミナを主成分とし、発光装置用基板に適し、かつ、高反射性を有して、紫外光〜赤外光（波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する光、以下、この波長にピークを有する光を単に「光線」と呼ぶ）を反射させるリフレクターとしても利用可能なセラミック焼結体および光反射体および発光素子収納用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置用基板に用いられる基板は、高い機械的強度を備えかつ熱伝導性や光の反射特性に優れている必要があり、このような条件を満たす絶縁体としてセラミック基板が用いられている。
セラミックスは、合成樹脂とは異なり紫外線に長期間晒された場合でも劣化による変色が生じにくく、かつ、従来、高反射金属材料として知られる銀のように空気中の硫化物と化学反応を起こして変色することもないので高反射材料として有望ではあるものの、銀薄膜と同程度の高反射性を発揮させることが難しいという課題があった。
また、発光素子収納用パッケージを製造する場合、絶縁体として使用されるセラミック焼結体の熱膨張係数と、そのリフレクター材の熱膨張係数を整合させることは、製品の信頼性を向上させるために不可欠であり、絶縁基板を構成するセラミック焼結体と、リフレクターを構成するセラミック焼結体は同じ材質により構成されることが望ましかった。
本願発明と同一の「解決すべき課題」を有する発明は現時点では発見されていないが、関連する先行技術としては以下に示すような文献が開示されている。
【０００３】
特許文献１には「半導体装置用基板」という名称で、パワートランジスタモジュールなどに適用する半導体装置用基板に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示される発明は、セラミック基板に銅板を直接接合した半導体装置用基板において、セラミック基板が、アルミナを主成分としてこれにジルコニアを添加した焼結体よりなることを特徴とするものである。
上記構成の特許文献１に開示される発明によれば、ＤＢＯＣ（Direct Bonding of Copper Substrate）基板のセラミック基板として、アルミナにジルコニアを添加して高温焼成したセラミックスを用いることにより、従来のアルミナ単体のセラミック基板と比べて機械的強度を大幅に増強できる。したがって、実用上でセラミック基板の薄形化が可能となり、これにより半導体装置用の基板として放熱性の高いＤＢＯＣ基板が得られ、特にパワートランジスタモジュールなどの基板に適用することで、半導体装置の小形化，並びに電流容量の増大化に大きく寄与できるという効果を有する。
【０００４】
特許文献２には「発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオード」という名称でアルミナセラミックスを用いた発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオードに関する発明が開示されている。
特許文献２に開示される発明である発光ダイオード用パッケージは、発光ダイオード素子を実装するためのベース体の上部に、反射面を有する開口を形成したカバー体を貼着した発光ダイオード用パッケージにおいて、ベース体及びカバー体を気孔直径が０．１０〜１．２５μｍのアルミナセラミックスを用いて形成したことを特徴とするものである。
このような特許文献２に開示される発明によれば、アルミナセラミックスの反射率を大幅に向上させることができる。
【０００５】
特許文献３には「セラミックス焼結体およびそれを用いた反射体およびそれを用いた発光素子搭載用パッケージおよびそれを用いた発光装置」という名称で、表面における可視光領域の光の反射率が高く、アルミナのみから成るセラミックス焼結体の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有し、しかも、金属を主成分とする接合材とともに還元雰囲気中において焼成することで絶縁性を有する基体の上面に接合することができる白色系セラミックス焼結体、及びそれを用いた反射体及びそれを用いた発光素子搭載用パッケージ及びそれを用いた発光装置に関する発明が開示されている。
特許文献３に開示される発明であるセラミックス焼結体は、本願発明と同じ発明者によるものであり、セラミックス原料と、このセラミックス原料に添加されセラミックス焼結体の内部において可視光領域の光の散乱を促進する散乱体と、焼結助剤と、有機質バインダーとを混合したものを加圧成形した後、焼成して成るセラミックス焼結体において、セラミックス原料は、ムライト、アルミナを含有し、散乱体はジルコニアであり、焼結助剤は、マグネシア、又は、マグネシア及びイットリアであり、セラミックス原料及び前記焼結助剤の総重量を１００wt％とした場合に、前記アルミナの含有量は５０wt％以下であることを特徴とするものである。
特許文献３に開示される発明によれば、表層部において可視光領域の光の拡散反射を促進することができるという効果を有する。
【０００６】
特許文献４には「反射材およびそれを用いた反射体」という名称で、紫外光から赤外光（２００〜２５００ｎｍにピーク波長を有する光）を高効率で反射することのできる光反射体に関する発明が開示されている。
特許文献４に開示される発明も、本願発明と同じ発明者によるものであり、ホウ珪酸ガラス原料と、アルミナ,五酸化ニオビウム,酸化ジルコニウム（ジルコニア）,五酸化タンタル,酸化亜鉛の少なくとも１種類からなる散乱体と、からなる原料粉体を焼成してなるセラミック焼結体である。
特許文献４に開示される発明は、アルミナセラミックスではなくガラスセラミックスであり、ガラスセラミックスの表面における反射性を大幅に向上できるという効果を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３８０１４号公報
【特許文献２】特開２００６−２８７１３２号公報
【特許文献３】特開２００９−４６３２６号公報
【特許文献４】特開２００９−１６２９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示される発明によれば、セラミック基板の機械的強度，撓み性を高め、基板自身の薄形化と併せて放熱性の改善が期待できるものの、この基板を構成するセラミックスを、例えば、発光素子収納用パッケージにおいて光線を反射させる光反射体として使用することについては示唆や言及はなく、そのための必須な構成についても何ら開示されていない。従って、特許文献１に開示される発明は、その機械的強度や撓み性等の向上と、その表面における光線の反射率の向上とを同時に実現するものではなかった。
【０００９】
特許文献２に開示される発明によれば、アルミナセラミックスの表面における光線の反射率を大幅に向上することができると考えられるものの、セラミック焼結体中の気孔率を高めると、その強度や熱伝導性が低下し、実用上の問題が生じる恐れがあった。また、気孔率の高い焼成前のセラミック成形体は、成形する際の押圧力が変動すると、内部における粒子同士の空隙の大きさや絶対数が変動し易いため、出来上がったセラミック焼結体の表面における光線の反射率が一定にならないという課題もあった。従って、高品質で均質な高反射性セラミックスを提供することは困難であった。
【００１０】
特許文献３に開示されるセラミック焼結体は、その主成分がムライトであるため強度が低く、しかも、熱伝導率も低い。このため、発光素子収納用パッケージ等のリフレクターとしては問題なく利用することができるものの、発光素子を搭載するための基板としての利用には適さないという課題があった。
【００１１】
特許文献４に開示される発明の場合、散乱体である、五酸化ニオビウム、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、酸化亜鉛は、酸化雰囲気中において１０００℃程度まで加熱した場合でも白色が維持されるものの、これらを一般的なアルミナセラミックスの焼結温度と同程度にまで、すなわち、１５００℃を超えて加熱した場合、散乱体自体が変色してしまい、出来上がった光反射体の白色度が低下して、高反射性が失われてしまうおそれがあった。その反面、原料粉体の主成分をホウ珪酸ガラス原料とすることで、１０００℃以下の温度で焼成できるので、特許文献４に開示される発明においては光反射体の白色度を維持することができる。
しかしながら、特許文献４に開示される,ホウ珪酸ガラスとアルミナからなる低温焼成セラミック焼結体は、アルミナを主成分とするアルミナセラミックスに比べて熱伝導率が低いので（アルミナの熱伝導率≒１７Ｗ／ｍ・ｋ、低温焼成セラミックスの熱伝導率≒２Ｗ／ｍ・ｋ）、発光素子の発する熱を効率よく放散することができないという課題があった。つまり、発光素子を搭載するための基板には適さないという課題があった。
【００１２】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、機械的強度が高く放熱性に優れて発光装置用基板に適し、しかも、高反射性を有し、劣化などによる変色が生じることがなく、光反射体としても使用することができるセラミック焼結体及び光反射体及び発光素子収納用パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明であるセラミック焼結体は、粉体材料を混合したものを成形した後焼成して成るセラミック焼結体であって、セラミック焼結体を製造する際に用いる粉体材料は、主成分のアルミナと、ジルコニアと、マグネシア粉末とを含有し、ジルコニアの含有量の上限は、粉体材料の全重量に対して３０ｗｔ％であり、マグネシアの含有量は、粉体材料の全重量に対して０.０５〜１.００ｗｔ％の範囲内であり、ジルコニア中の不純物であるＦｅおよびＴｉの含有量を、ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合，Ｆｅ２Ｏ３，ＴｉＯ２のそれぞれの含有量は，ジルコニアの全重量に対して０.０５ｗｔ％以下であり、ジルコニアの粒度分布から求めた９７％粒径は、１.５μｍ以下であることを特徴とするものである。
上記構成の発明において、粉体材料の主成分をアルミナとすることで、請求項１記載のセラミック焼結体の機械的強度を向上させるという作用を有する。
また、副成分であるジルコニア（酸化ジルコニウム）は、請求項１記載のセラミック焼結体中において散乱体として作用する。つまり、請求項１記載のセラミック焼結体中においてジルコニア粒子はアルミナ粒子と比較して屈折率が非常に高いため、光線を散乱させて請求項１記載のセラミック焼結体表面における反射性を向上させるという作用を有する。 
また、ジルコニアの含有量を、粉体材料の全重量に対して３０ｗｔ％を上限とすることで、請求項１記載のセラミック焼結体の熱伝導性の低下が生じるのを妨げるという作用を有する。
なお、粉体材料として用いるジルコニアは、実用上１００％とみなせる純度のものであっても良いが、イットリア等の安定化剤を固溶させたいわゆる安定化ジルコニア（Fully Stabilized Zirconia）や、部分安定化ジルコニア（Partially Stabilized Zirconia）であってもよい。安定化剤を固溶させてもジルコニアは高屈折率を保持するためである。特にイットリアを３ｍｏｌ％程度（より具体的には、部分安定化ジルコニアにおけるイットリアのモル分率は０.０１５〜０.０３５の範囲内）固溶させた部分安定化ジルコニアを用いた場合、セラミック焼結体の強度や鞭性が著しく向上するという作用を有する。
さらに、粉体材料中に含有されるマグネシアは、請求項１記載の発明の焼成温度を低温化するという作用を有する。より具体的には、請求項１記載の発明の焼成温度を１６５０℃よりも低くするという作用を有する。
他方、セラミック焼結体中におけるマグネシアの含有量が多いと、その熱伝導性が損なわれてしまう。従って、粉体材料中におけるマグネシアの含有量を０.０５〜１.００wt％の範囲内とすることで、請求項１記載のセラミック焼結体の熱伝導率が大幅に低下するのを抑制している。
また、ジルコニア及びマグネシアの添加により請求項１記載のセラミック焼結体の焼成温度が低温化するので、請求項１記載のセラミック焼結体を緻密にするという作用を有する。これにより、請求項１記載のセラミック焼結体の熱伝導率を高めるという作用を有する。
さらに、請求項１記載のセラミック焼結体の焼成温度が低温化することで、焼成済みセラミック焼結体中のジルコニア結晶粒子の肥大成長が抑制される。この結果、ジルコニア粒子の粒子径を光の波長に近づけることができるため、光線の散乱が促進される。
加えて、ジルコニア中の不純物であるＦｅおよびＴｉの含有量を、ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合，Ｆｅ２Ｏ３，ＴｉＯ２のそれぞれの含有量をジルコニアの全重量に対して０.０５ｗｔ％以下と規定することで、請求項１記載のセラミック焼結体がこれらの不純物（着色物質）により着色されて、その内部及び表面における光線の拡散反射が抑制されるのを妨げるという作用を有する。
さらに、ジルコニアの粒度分布から求めた９７％粒径を、１.５μｍ以下とすることで、請求項１記載のセラミック焼結体中におけるジルコニア粒子の粒径を、光線の波長に近づけて、ジルコニア粒子表面における光線の散乱効率を向上させるという作用を有する。
【００１４】
請求項２記載の発明であるセラミック焼結体は、請求項１記載のセラミック焼結体であって、焼成済みセラミック焼結体中において、不純物であるＦｅおよびＴｉの含有量を、ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合，Ｆｅ２Ｏ３，ＴｉＯ２のそれぞれの含有量は，セラミック焼結体の全重量に対して０.０５ｗｔ％以下であることを特徴とするものである。
上記請求項１記載の発明では、セラミック焼結体を製造する際に用いる粉体材料中の不純物（着色物質）の含有量を規定しているのに対して、請求項２記載の発明では、製造されたセラミック焼結体中に含有される不純物の含有量を規定したものである。
このような請求項２記載の発明は、焼成済みセラミック焼結体中に不純物（着色物質）がほとんどない状態にするという作用を有する。これにより、セラミック焼結体が不純物（着色物質）により着色されてその内部及び表面における光線の拡散反射が抑制されるのを妨げるという作用を有する。
【００１５】
請求項３記載の発明であるセラミック焼結体は、請求項１又は請求項２に記載のセラミック焼結体であって、セラミック焼結体は、その製造時に粉体材料に加えてシリカが添加され、このシリカの添加量の上限値は、粉体材料の全重量に対して１０ｗｔ％以下であることを特徴とするものである。
上記構成の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明と同じ作用を有する。
加えて、シリカを添加することで、請求項３記載のセラミック焼結体中において、結晶粒子同士の境界である粒界にシリカを主成分とする粒界層が形成される。
一般に、屈折率の異なる２種類の物質の境界面は、光線の反射面として機能する。つまり、請求項３記載のセラミック焼結体を製造する際に、粉体材料に別途シリカを添加した場合、結晶粒子と粒界層の界面による光線の反射が生じるため、請求項３記載のセラミック焼結体内部における光線の拡散反射を促進するという作用を有する。そして、この作用により、請求項３記載のセラミック焼結体表面における光線の反射率が向上される。
また、シリカは、粉体材料の全重量に対して１ｗｔ％添加するだけでも、請求項３記載のセラミック焼結体の表面における光線の反射率を確実に向上させるという作用を有する。なお、シリカの添加量が、粉体材料の全重量に対して２〜６ｗｔ％の範囲内の場合、請求項３に記載のセラミック焼結体の表面における光線の反射率は最も高くなる。他方、シリカの添加量が、粉体材料の全重量に対して１０ｗｔ％を超えると、請求項３記載のセラミック焼結体の熱伝導率が低下して発光素子を搭載するための基板として適さなくなってしまう。このため、シリカの添加量を粉体材料の全重量に対して１０ｗｔ％以下としている。
さらに、シリカは、ジルコニアを含有する粉体材料を焼成してなるセラミック焼結体の絶縁抵抗を高めるという作用を有する。ジルコニアは、ジルコニア結晶格子中に酸素欠陥が存在し、酸素イオンがこうした欠陥を介して移動することで電気伝導が生ずる。このため、ジルコニアを含有する粉体材料から製造されるセラミック焼結体は、この酸素欠陥による電気伝導性のために、絶縁抵抗が小さくなってしまうという課題があるが、シリカは酸素イオンの移動を阻害する性質を有しているので、粉体材料とは別にシリカを添加することで、請求項３記載のセラミック焼結体の絶縁性を向上させるという作用を有する。
【００１６】
請求項４記載の発明である光反射体は、波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する光線を拡散反射させるための光反射体であって、この光反射体は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体からなることを特徴とするものである。
上記構成の光反射体は、波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する光線を高効率で拡散反射させるという作用を有する。また、請求項４記載の発明は、上述の請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体からなるものであり、その作用及び、請求項４記載の光反射体の表層部において光線が効率良く散乱される仕組みについては、上述の請求項１乃至請求項３記載の発明の場合と同じである。
また、請求項４記載の光反射体がリフレクターとして、アルミナを主成分とするセラミック製の基板上に接合される場合、アルミナを主成分とするセラミック製の基板と請求項４に係る光反射体の熱膨張係数が近似するので、熱サイクルが繰り返された際に、これらの熱膨張係数差に起因する熱応力により、基板から光反射体が剥離するのを抑制するという作用を有する。
【００１７】
請求項５記載の発明である発光素子収納用パッケージは、紫外光又は近紫外光又は可視光又は赤外光を発する発光素子と、この発光素子を支持固定する基板と、を有する発光素子収納用パッケージにおいて、基板は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体により構成されることを特徴とするものである。
上記構成の発明において、発光素子は紫外光又は近紫外光又は可視光又は赤外光を発するという作用を有する。また、基板は、発光素子を支持固定するという作用を有する。
そして、特に請求項５記載の発明において、基板を請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体により構成することで、基板を構成するセラミック焼結体は、請求項１乃至請求項３に記載のそれぞれの発明と同じ作用を有する。つまり、請求項５記載の発明においては、発光素子から発せられる波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する光線（紫外光から赤外光）、あるいは, 発光素子から発せられた紫外光又は近紫外光が波長変換材により波長変換されて生じる光線を、この基板の表面において高効率で反射するという作用を有する。
また、請求項５記載の発明である基板を、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体により構成することで、基板の機械的強度と熱伝導性を向上するという作用も同時に発揮される。
【００１８】
請求項６記載の発明である発光素子収納用パッケージは、紫外光又は近紫外光又は可視光又は赤外光を発する発光素子と、この発光素子を支持固定する基板と、この基板上に直接又は間接的に取設され発光素子を囲繞する光反射体（リフレクター）と、を有する発光素子収納用パッケージにおいて、基板と光反射体のうちの少なくとも一方は請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体により構成されることを特徴とするものである。
上記構成の発明において、基板及び発光素子は請求項５記載の発明における基板及び発光素子と同じ作用を有する。また、光反射体は、発光素子から発せられる光線（紫外光又は近紫外光又は可視光又は赤外光）,あるいは, 発光素子から発せられた紫外光又は近紫外光が波長変換材により波長変換されて生じる光線が、光反射体の中空部と基板の表面により形成されるキャビティから周囲に拡散して減衰するのを妨げるという作用を有する。
（１）請求項６記載の発明において、基板のみを請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体により構成した場合、請求項５記載の発明と同じ作用を有する。
（２）請求項６記載の発明において、光反射体を請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体で構成した場合、光反射体が長期間にわたって紫外線に晒された場合であっても、光反射体が劣化し、変色して表面における光線の反射率が低下したり、大気中の硫化物と化学反応を起こして表面が変色して光線の反射率が低下するようなことは起こらない。このため、長期間に亘り光反射体の表面における高反射性を維持させるという作用を有する。そして、この場合、光反射体を支持する基板として、特にアルミナセラミックスを用いた場合、基板と光反射体を構成する材料の熱膨張係数を整合（近似）させることができるので、熱サイクルが繰り返された場合でも、基板から光反射体が剥離するなどの現象を起こり難くするという作用を有する。
（３）請求項６記載の発明において、光反射体と基板の両方を、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結により構成した場合（基板を請求項１記載のセラミック焼結体で構成し, 光反射体を請求項２又は請求項３記載のセラミック焼結体で構成した場合、又は、基板を請求項２記載のセラミック焼結体で構成し, 光反射体を請求項１又は請求項３記載のセラミック焼結体で構成した場合、又は、基板を請求項３記載のセラミック焼結体で構成し, 光反射体を請求項１又は請求項２記載のセラミック焼結体で構成した場合、も含む概念である）、これらはいずれも高反射材であり,かつ,機械的強度や熱伝導性に優れた発光装置に適した材料であるため、発光出力が高く、十分な機械的強度と放熱性を有する発光素子収納用パッケージを提供するという作用を有する。加えて、光反射体と基板の熱膨張係数が整合することから、基板上に金属ろう材、ガラス材、樹脂などを介して光反射体を接合した際に、熱サイクルが繰り返された場合でも光反射体の剥離が生じにくくなる。
【発明の効果】
【００１９】
このような請求項１記載の発明によれば、緻密で熱伝導性に優れ、かつ、発光装置に適した絶縁性や機械的強度を有し、しかも、それのみで高反射材としても使用可能な光線（波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する紫外光から赤外光）の反射率の高いセラミック焼結体を提供することができるという効果を有する。
つまり、発光装置用基板に適し、かつ、高反射材としても使用可能な汎用性の高いアルミナセラミックスを提供することができるという効果を有する。
すなわち、発光装置基板として特に好ましい特性と、高反射材として特に好ましい特性を同時に備えたセラミック焼結体を提供することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、焼成済みのセラミック焼結体中の不純物（着色物質）の含有量を規定したものである。このような請求項２記載の発明によれば、着色物質（不純物）の含有量が極めて少なくて完全な白色に近いセラミック焼結体を提供することができる。そして、その当然の結果として、その表面及び内部における光線の拡散反射を促進することができ、高反射性のセラミック焼結体を提供することができるという効果を有する。
この結果、請求項１に記載のセラミック焼結体と同等以上の光線の反射率を有するセラミック焼結体を提供することができる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は請求項２記載の発明よりも、光線（波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する紫外光から赤外光）の反射率が高く、かつ、絶縁性に優れたセラミック焼結体を提供することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３記載のそれぞれに記載のセラミック焼結体からなる光反射体であり、その効果は、請求項１乃至請求項３記載のそれぞれに記載の発明と同じである。
【００２３】
請求項５記載の発明は、熱伝導性に優れ,発光装置に適した絶縁性や機械的強度を有し、その表面において光線（波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する紫外光から赤外光）を高効率で拡散反射させることができる発光素子収納用パッケージを提供することができる。
つまり、請求項５記載の発明によれば、基板の表面における光線の減衰が生じにくいので、基板の表面における光線の反射率を高めるための構成を何ら備える必要がない。このため、基板の表面における光線の反射率を高めるための特殊な製造工程や、製造装置が何ら必要ないので、高性能でかつ信頼性の高い製品を廉価に提供することができるという効果を有する。
【００２４】
請求項６記載の発明は、以下に記載するような効果を奏する。
（１）請求項６記載の発明において、基板のみを請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体により構成した場合、請求項５記載の発明と同じ効果を有する。
（２）請求項６記載の発明において、光反射体（リフレクター）のみを請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体により構成した場合、機械的強度及び熱伝導率が高く、紫外線により劣化して変色することなく、大気中の硫化物と反応して変色することもなく、しかも、その表面における光線（波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する紫外光から赤外光）の反射率が高い光反射体を備えた発光素子収納用パッケージを提供することができる。このような請求項６記載の発明によれば、発光装置とした場合に経年変化による発光出力の低下が生じにくい高品質な発光素子収納用パッケージを提供することができる。
そして、上述のような光反射体を支持固定するための基板としてアルミナを主成分とするアルミナセラミックスを用いた場合、光反射体と基板とを構成するセラミック焼結体の熱膨張係数が整合するので、熱サイクルが繰り返された場合でも、基板から光反射体の剥離が生じ難い高い信頼性を有する発光素子収納用パッケージを提供することができる。
（３）請求項６記載の発明において、光反射体及び基板の両者を請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミック焼結体で構成した場合、上述の（１）に記載した効果と、（２）に記載した効果を併せた効果を期待できる。
しかも、この場合、基板と光反射体の熱膨張係数が整合するので、熱サイクルが繰り返された場合でも、これらの接合境界において熱膨張係数差に起因して生じる熱応力は極めて小さくなるので、製品としての信頼性を大幅に向上できる。加えて、基板も光反射体も共に高反射材料であるため、請求項６記載の発光素子収納用パッケージを発光装置に用いた場合に、その発光出力を容易に高めることができる。そして、基板も光反射体も、紫外線による劣化や、大気中の硫化物との化学反応による変色が生じないので、高い発光出力を長期間に亘り持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１に係るセラミック焼結体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】実施例１に係るセラミック焼結体製造時の部分安定化ジルコニアの添加量を変化させた際の抗折強度及び熱伝導率の変化を示すグラフである。
【図３】実施例１に係るセラミック焼結体の製造時の部分安定化ジルコニアの含有量を変化させた際の焼成温度と焼結密度の関係を示すグラフである。
【図４】実施例１に係るセラミック焼結体製造時のマグネシアの添加量を変化させた際の焼成温度と焼結密度の関係を示すグラフである。
【図５】実施例２に係るセラミック焼結体の断面の概念図である。
【図６】実施例２に係るセラミック焼結体の内部断面の概念図である。
【図７】実施例３に係るセラミック焼結体の内部断面の概念図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はいずれも実施例４に係る発光素子収納用パッケージの一例を示す断面図である。
【図９】（ａ）は実施例２に係るセラミック焼結体の内部断面の走査電子顕微鏡写真であり、（ｂ）は実施例３Ｂに係るセラミック焼結体（シリカ５.０ｗｔ％添加）の内部断面の走査電子顕微鏡写真である。
【図１０】実施例２及び実施例３に係る供試サンプルに３６０〜７４０ｎｍの可視光線を波長を変えながら照射した際の表面における可視光線の拡散反射率の測定結果を示したグラフである。
【図１１】実施例３Ａ〜３Ｃに係る供試サンプルに可視光線の波長を１０ｎｍずつ変えながら照射した際の表面における反射率の測定結果を示したグラフである。
【図１２】実施例３Ａ〜３Ｃに係る供試サンプルにおける波長４５０ｎｍにおける反射率をシリカの添加量に対してプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施の形態に係るセラミック焼結体およびそれを用いた発光装置用基板及び発光素子収納用パッケージについて実施例１乃至４を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
本発明に係るセラミック焼結体は、アルミナを主成分するアルミナセラミックスであり、具体的には、粉体材料とバインダーとを混合したものを成形した後焼成して成るセラミック焼結体である。より具体的には、このセラミック焼結体を製造する際に用いる粉体材料として、アルミナ、ジルコニア、マグネシア粉末を用い、ジルコニアの含有量の上限を、粉体材料の全重量に対して３０ｗｔ％とし、マグネシアの含有量を、粉体材料の全重量に対して０.０５〜１.００ｗｔ％の範囲内としたものである。
上記構成の本発明に係るセラミック焼結体は、機械的強度と,熱伝導性と,絶縁性が高いことから、発光装置用基板として特に適している。
また、上記構成のセラミック焼結体は、白色度が極めて高く、発光装置用基板としてだけではなく、高反射材としても使用可能である。
そこで、本実施の形態では、本発明に係るセラミック焼結体の製造方法を、実施例１を参照しながら説明し、その後に、今度は、上述のような本発明に係るセラミック焼結体を、主に高反射材料として使用するにあたり、より好ましい特性が発揮されるよう構成した発明について実施例２乃至実施例４として説明することにする。
【実施例１】
【００２８】
以下に、本発明の実施例１に係るセラミック焼結体について説明する。
まず、図１を参照しながら実施例１に係るセラミック焼結体の製造方法について詳細に説明する。
図１は実施例１に係るセラミック焼結体の製造方法を示すフローチャートである。
図１に示すように、実施例１に係るセラミック焼結体１を製造するには、まず、粉体材料としてアルミナ、部分安定化ジルコニア（もちろん、部分安定化されていないジルコニアも使用可能である）、マグネシアを、例えば、以下の表１に示すような割合で調合してから（ステップＳ１）、例えば、ボールミル等によりステップＳ１において調合された粉体材料を粉砕混合し（ステップＳ２）、次に、この混合物に、有機質バインダー（バインダー）として、例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等を、また、溶剤として、例えば、トルエンやエタノールなどを添加してスラリー状物質を形成させる（ステップＳ３）。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
図２は実施例１に係るセラミック焼結体製造時の部分安定化ジルコニアの添加量を変化させた際の抗折強度及び熱伝導率の変化を示すグラフである。図中、黒四角の印は抗折強度の変化を示し、白丸の印は熱伝導率の変化を示している。
図２に示すように、実施例１に係るセラミック焼結体１を製造する場合、部分安定化ジルコニアの含有量を増加させると、焼成済みセラミック焼結体１の抗折強度（機械的強度）が向上するものの、発光素子収納用基板として用いた際の放熱性の指標となる熱伝導率が低下する。このため、実施例１に係るセラミック焼結体１を製造する際には、部分安定化ジルコニアの含有量の上限値を粉体材料の全重量に対して３０wt％としている。また、部分安定化ジルコニアの含有量を粉体材料の全重量に対して５wt％より少なくすると、十分な機械的強度の向上効果が発揮されないため、部分安定化ジルコニアは粉体材料の全重量に対して５wt％以上添加することが望ましい。
【００３１】
図３は実施例１に係るセラミック焼結体の製造時の部分安定化ジルコニアの含有量を変化させた際の焼成温度と焼結密度の関係を示すグラフである。なお、ここではアルキメデス法により焼結密度（見掛け密度：apparent density）の測定を行った。
図３に示すように、焼成温度の高温化に伴い焼結密度は一旦大幅に低下して再度上昇するという傾向を示す。すなわち、焼結密度が大幅に低下している温度領域は、セラミック焼結体の焼結が活性化している状態であり、その後、焼結密度の大きな変化が生じない温度領域が、焼結が安定する適性焼成温度である。
また、図３から明らかなように、粉体材料に含有させる部分安定化ジルコニアの含有量を増加させることで、適性焼成温度を低温化することができる。
なお、実施例１に係るセラミック焼結体１の製造時に粉体材料として用いる部分安定化ジルコニアは、中和共沈法、加水分解法、アルコキシド法などにより作製された均質性の高く、かつ、粉体の平均粒径の小さい粉体を用いることが望ましい。
【００３２】
図４は実施例１に係るセラミック焼結体製造時のマグネシアの添加量を変化させた際の焼成温度と焼結密度の関係を示すグラフである。なお、ここでも焼結密度（見掛け密度）の測定にはアルキメデス法を用いた。
図４に示すように、粉体材料にマグネシアを添加しない場合、焼結密度の増大が停滞して焼結密度が安定化する温度領域は１６００℃以上であるのに対して、粉体材料にマグネシアを含有させた場合にはいずれも１５６０℃程度で焼結密度が安定化している。
従って、粉体材料にマグネシアを含有させることで、セラミック焼結体１の焼成温度を低温化することができる。より具体的には、実施例１に係るセラミック焼結体１の焼成温度を１６５０℃よりも低くすることができる。また、マグネシアは粉体材料の全重量に対して０.０５wt％含有させるだけでも焼成温度を低温化させるという効果が発揮される。
その一方で、粉体材料の全重量に対するマグネシアの添加量が１.００wt％を超えると、焼成温度に関わらず焼結密度が低下する傾向が認められた。この焼結密度の低下は、比重の小さいスピネル結晶（ＭｇＡｌ２Ｏ４）の割合の増加によるものと考えられる（比重の参考値：アルミナ４．０、ジルコニア６．１、スピネル結晶３．６）。スピネル結晶が過剰に生成されるとセラミック焼結体の放熱性が低下して好ましくないので、実施例１に係るセラミック焼結体１の製造時における、マグネシアの含有量を粉体材料の全重量に対して０.０５〜１.００wt％の範囲内としている。
【００３３】
再び図１の説明に戻るが、ステップＳ３において調整されたスラリー状物質を、所望の成形手段、例えば、金型プレス、冷間静水圧プレス、射出成形、ドクターブレード法、押し出し成型法等により所望の形状に成形する（ステップＳ４）。なお、実施例１に係るセラミック焼結体１の製造には、特にドクターブレード法を用いた。
この工程の後に、上述のような工程を経て作製したセラミック成形体を、例えば、大気中において、１６５０℃よりも低い温度条件下において焼成する（ステップＳ５）。
【実施例２】
【００３４】
続いて、本発明に係るセラミック焼結体を光反射体（リフレクター）、又は、高反射性基板として使用する場合について実施例２乃至実施例４を参照しながら詳細に説明する。
ここでは、高反射性を有するセラミック焼結体について、実施例２及び実施例３を参照しながら説明し、このような高反射性を有するセラミック焼結体を用いた発光素子収納用パッケージを、実施例４を参照しながら説明する。
【００３５】
実施例２又は実施例３に係るセラミック焼結体は、その製造時に使用する粉体材料であるジルコニアを、不純物の少ない高純度なものとし,かつ,その粒度を細かくすることで高反射性を実現している。
より具体的には、実施例２又は実施例３に係るセラミック焼結体はともに、その粉体材料を構成するジルコニア中に含有される不純物であるＦｅおよびＴｉの含有量を、ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合に，Ｆｅ２Ｏ３，ＴｉＯ２のそれぞれの含有量を、ジルコニアの全重量に対して０.０５ｗｔ％以下と規定し、かつ、ジルコニアの粒度分布から求めた９７％粒径を１.５μｍ以下とした点に特徴を有するものである。
上記構成を有することで、本願発明に係るセラミック焼結体中において、光線（波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する紫外光から赤外光）の拡散反射を妨げる着色物質（Ｆｅ２Ｏ３や、ＴｉＯ２）を可能な限り排除し、かつ、セラミック焼結体中において光線の散乱体として作用するジルコニア粒子の焼成後の粒子径を光線の波長に近づけることで、セラミック焼結体の内部における光線の散乱を促進して、その表面における光線の反射率を向上させたものである。
【００３６】
以下に、本発明の実施例２に係るセラミック焼結体について説明する。
実施例２に係るセラミック焼結体は、例えば、発光素子収納用パッケージに用いられる光反射体（リフレクター）、又は、発光素子収納用パッケージにおいて絶縁体又は高反射材としても機能する基板として用いられるものである。
このような実施例２に係るセラミック焼結体は、主成分のアルミナと、副成分のジルコニアと、焼結助剤であるマグネシアからなる粉体材料を、先の実施例１に係るセラミック焼結体１の製造方法と同じ手順（ステップＳ１〜Ｓ５）に従って、混合、成形、焼成して製造したものである。
より具体的には、実施例２に係るセラミック焼結体の作製に使用する粉体材料におけるジルコニアの含有量の上限を、粉体材料の全重量に対して３０ｗｔ％とし、かつ、粉体材料中におけるマグネシアの含有量を粉体材料の全重量に対して０.０５〜１.００ｗｔ％の範囲内とし、さらに、ジルコニア中の不純物であるＦｅおよびＴｉの含有量を、ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合，Ｆｅ２Ｏ３，ＴｉＯ２のそれぞれの含有量を、ジルコニアの全重量に対して０.０５ｗｔ％以下と規定し、加えて、ジルコニアについてその粒度分布から求めた９７％粒径を１.５μｍ以下のものを用いると規定したものである。なお、実施例２に係るセラミック焼結体の焼成温度は１５６０〜１６００℃の範囲内である。
【００３７】
また、実施例２に係るセラミック焼結体の製造時に、粉体材料中におけるジルコニアの含有量の上限値を粉体材料に対して３０％とするのは、実施例１に係るセラミック焼結体１の製造方法において、粉体材料中における部分安定化ジルコニアの含有量の上限値を粉体材料に対して３０％と規定しているのと同じ理由によるものである（図２を参照）。
つまり、実施例２に係るセラミック焼結体を発光装置用基板やそれに実装される部品として用いた際に、十分な熱伝導率を得るためである。
また、実施例２に係るセラミック焼結体の製造時に、粉体材料中におけるマグネシアの添加量を粉体材料に対して０.０５〜１.００ｗｔ％とするのは、実施例１においても説明したように、アルミナやジルコニアの焼結反応を活性化させて焼成温度を低下させながら、セラミック焼結体の熱伝導性の低下を抑制するためである。
【００３８】
ここで、実施例２に係るセラミック焼結体の表面において光線（波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する紫外光から赤外光）の反射率が向上する仕組みについて、図５及び図６を参照しながら説明する。
図５は実施例２に係るセラミック焼結体の断面の概念図である。
図５に示すように、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａは、その主成分を構成するアルミナ粒子（図示せず）中に、光線を散乱させる散乱体３５であるジルコニア粒子１８が分散した状態で内包されるものである。
このような実施例２に係るセラミック焼結体１２ａでは、セラミック焼結体１２ａに照射された光線の一部が、その表面において反射光１４として反射される一方、他の光線はセラミック焼結体１２ａの内部に透過光１５として侵入する。
続いて、セラミック焼結体１２ａの内部において、透過光１５が散乱体３５であるジルコニア粒子１８に到達すると、その粒界において散乱光１６が散乱し、この現象がセラミック焼結体１２ａの内部のいたるところで起こって、セラミック焼結体１２ａ内において光線の拡散反射が生じる。
そして、入射光１３の大部分が、セラミック焼結体１２ａの表面（図５における上面）から外部に散乱光１６として放射されることで、セラミック焼結体１２ａの表面における光線の反射率が高くなるのである。
従って、図５において、セラミック焼結体１２ａの下面から外部に放出される透過光１５の量が多いほど、また、セラミック焼結体１２ａの内部に透過光１５を吸収して減衰させる有色物質である不純物（ＦｅやＴｉ）の量が多いほど、セラミック焼結体１２ａの表面における光線の反射性は低下することになる。
【００３９】
このような事情に鑑み、発明者らは鋭意研究の結果、セラミックを構成する主成分である骨材粒子中に散乱体３５として機能する高屈折率を有する物質を分散させた状態で内包するとともに、この散乱体３５となる粉体材料中の有色物質である不純物を可能な限り排除することで、セラミック焼結体１２ａに高反射性を付与できることを見出した。
しかも、セラミック焼結体１２ａを構成する骨材の主成分としてアルミナを用いることで、セラミック焼結体１２ａを高反射材料として特に適した純白色に近づけるとともに、セラミック焼結体１２ａを発光装置用基板として使用する際に十分な機械的強度や熱伝導性も発揮させることができる（効果Ａ）。
しかも、一般的なアルミナセラミックスを焼成するのに必要な、１５００〜１６００℃の温度に晒した場合でもその高反射性を維持することができる（効果Ｂ）。
【００４０】
また、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａを構成する粉体材料の副成分としてジルコニアを用いることで、セラミック焼結体１２ａの内部における光線の散乱をジルコニア粒子により促進してセラミック焼結体１２ａの表面における光線の拡散反射率を向上させることができる（効果Ｃ）。これはジルコニアの屈折率がアルミナの屈折率よりも非常に大きいために（Ａｌ２Ｏ３の屈折率；１.８、ＺｒＯ２の屈折率；２.２）、光線の散乱効果が非常に大きくなるためである。
そして、特に、セラミック焼結体１２ａの製造時に使用するジルコニアについて、ジルコニア中の不純物（着色物質）であるＦｅおよびＴｉの含有量を、ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合に，Ｆｅ２Ｏ３，ＴｉＯ２のそれぞれの含有量を、粉体材料として添加するジルコニアの全重量に対して０.０５ｗｔ％以下と規定することで、実施例２に係る高反射性のセラミック焼結体１２ａを工業的に生産可能なものにすることができる。つまり、高反射材料であるセラミック焼結体１２ａを作製するにあたり、従来法と著しく異なるような製造方法を採用したり、特殊な材料を調達する必要がないので、高品質な高反射材料を廉価に提供できるという効果を有する（効果Ｄ）。
なお、粉体材料として添加するジルコニアとして特に部分安定化ジルコニア（Partially Stabilized Zirconia）を用いた場合には、セラミック焼結体の強度や鞭性を著しく向上することができる（効果Ｅ）。
【００４１】
さらに、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａの製造時に粉体原料として添加されるマグネシアは、焼結助剤としてジルコニアやアルミナの焼結反応を促進して、焼成温度の低温化させる（効果Ｆ）。また、このような焼成温度の低温化に伴って、セラミック焼結体１２ａの焼成時に、アルミナ粒子やジルコニア粒子の過剰な肥大成長が抑制されて、セラミック焼結体１２ａの表面における光線の反射率向上効果を促進することができる（効果Ｇ）。この理由については後段において詳細に説明する。
【００４２】
ここで、図６を参照しながら、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａの表面における光線の拡散反射率が向上される仕組みについて詳細に説明する。
図６は実施例２に係るセラミック焼結体の内部断面の概念図である。なお、図５に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
実施例２に係る焼成済みセラミック焼結体１２ａは、図６に示すように、主成分であるアルミナ粒子１７の中にジルコニア粒子１８が分散した状態で内包されるものである。
【００４３】
このような実施例２に係るセラミック焼結体１２ａ中において、異なる屈折率を有する２種類の物質の境界面は全て光線の反射面として作用する。つまり、セラミック焼結体１２ａの内部において、空気と,アルミナ粒子１７又はジルコニア粒子１８の境界である気孔１９の表面２０、及び、アルミナ粒子とジルコニア粒子１８の境界である粒界２１は、いずれも光線の反射面として作用する。
すなわち、セラミック焼結体１２ａ中における光線の反射面の表面積の積算値が増加することで、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａの表面における光線の反射率が向上する。
【００４４】
そして、セラミック焼結体１２ａ中における光線の反射面の表面積の積算値を上昇させる方法としては、（i）セラミック焼結体１２ａ中における気孔１９の数を増加させる、（ii）セラミック焼結体１２ａ中に分散混合される散乱体３５（ジルコニア粒子１８）の数を増加させる、（iii）セラミック焼結体１２ａを構成する結晶粒子である,アルミナ粒子１７及びジルコニア粒子１８の粒径を小さくする等が考えられる。
方法（i）の場合、セラミック焼結体１２ａの反射性の向上効果が期待できるものの、気孔１９の増加はセラミック焼結体１２ａの焼結密度の低下を招いて機械的強度の低下や、熱伝導性の低下の原因となり好ましくない。さらに、焼成済みセラミック焼結体１２ａの外形寸法を調整することが極めて困難になる。また、セラミック焼結体１２ａの表面における反射率が一定しないので、製品とした場合の品質のばらつきになってしまい、この点からも好ましくない。
また、方法（ii）の場合、ジルコニアはアルミナよりも熱伝導率が低いため、セラミック焼結体の熱伝導率が下がってしまい好ましくない。さらに、ジルコニアはアルミナより高価な原料であるため、製造コストの上昇が否めず、この点からも好ましくない。
これに対して、方法（iii）は、焼成温度を低くすること、及び、粉体材料を構成するアルミナとジルコニアの粒子径を小さくすることは工業的に十分実現可能である。しかも、方法（iii）の場合、マグネシアの添加により焼結温度の低温化が可能になり、これによりセラミック焼結体１２ａを構成する結晶粒子の肥大成長が抑制されて相対的に結晶粒子径が小さくなる。この結果、セラミック焼結体１２ａの表面における光線の反射率向上効果が発揮されるだけでなく、セラミック焼結体１２ａが緻密化するので、その機械的強度及び熱伝導性が向上する（効果Ｈ、効果Ｉ）という２つの利点を同時に得ることができる。
【００４５】
なお、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａにおいては、アルミナ粒子１７同士の境界における粒界では光線の反射効果が非常に弱いので、粉体材料の主成分であるアルミナの平均粒径の肥大成長を抑制することによる、セラミック焼結体１２ａの反射率の向上効果はあまり期待できない。このため、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａにおいては、焼成済のセラミック焼結体１２ａ中におけるジルコニア粒子１８の粒子径を小さくすることで、セラミック焼結体１２ａ中で光線の反射体として作用するアルミナ粒子１７とジルコニア粒子１８の粒界２１の表面積の積算値を増大させることが可能となり、その結果として、セラミック焼結体１２ａの表面における光線の反射率を向上させることができると考えられる。
従って、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａにおいては、粉体材料を構成するジルコニアの粒度分布から求めた９７％粒径を１.５μｍ以下としている。
【００４６】
また、特開２００９−４６３２６号公報や特開２００９−１６２９５０号公報（いずれも本願発明と同じ発明者による）にも記載されるように、セラミック焼結体１２ａ内において散乱体３５として作用する結晶粒子の径が、光線の波長に近いほどセラミック焼結体１２ａ中における光線の拡散反射は促進される。
このため、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａにおいては、粉体材料を構成するジルコニアの、粒度分布から求めた９７％粒径を１.５μｍ以下と規定し、かつ、セラミック焼結体１２ａの焼成温度を１６５０℃以下にすることで、より具体的にはセラミック焼結体１２ａの焼成温度を１５６０〜１６００℃とすることで、焼成済みセラミック焼結体１２ａ中のジルコニア粒子１８の粒径を０.１〜１.０μｍ程度（可視光線の波長程度）に近づけることができ、この点からもセラミック焼結体１２ａの表面における、特に可視光線の反射率を向上することができる（効果Ｊ）。
従って、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａによれば、上述のような効果Ａ〜Ｄ及びＦ〜Ｊを全て有する、高反射材料としても発光装置用基板にも適したセラミック焼結体を提供することができる。
また、特に粉体材料として使用するジルコニアとして、部分安定化ジルコニアを用いた場合には、上述の効果Ａ〜Ｊの全てを有するセラミック焼結体を提供することができる。
【実施例３】
【００４７】
以下に実施例３に係るセラミック焼結体について図７を参照しながら説明する。図７は実施例３に係るセラミック焼結体の内部断面の概念図である。
実施例３に係るセラミック焼結体１２ｂは、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａを作製する際に、アルミナとジルコニアとマグネシアからなる粉体材料に、別途シリカを添加したものであり、このシリカの添加量の上限値を粉体材料の全重量に対して１０ｗｔ％以下としたものである。
このような実施例３に係るセラミック焼結体１２ｂの製造方法及び焼成温度は、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａと同じであるためその詳細な説明は省略する。
そして、実施例３に係るセラミック焼結体１２ｂの内部断面の様子は、図７に示すように、アルミナ粒子１７とジルコニア粒子１８に加えて、シリカを主成分する粒界層２２により構成される。
この場合、粒界層２２とアルミナ粒子１７の境界２１ｂ、及び、ジルコニア粒子１８と粒界層２２の境界２１ｃはともに新たな反射面として作用する。これは、アルミナとシリカ、および、ジルコニアとシリカの屈折率が異なるためである（アルミナの屈折率；１.８、ジルコニアの屈折率；２.２、シリカガラスの屈折率１.５）。
このため、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａよりも、実施例３に係るセラミック焼結体１２ｂの表面における光線の反射率を高くすることができる。
【００４８】
また、後述するように、セラミック焼結体１２ｂを作製する際に用いるアルミナとジルコニアとマグネシアからなる粉体材料に、別途シリカを添加することで、高温条件下においても高い絶縁性を発揮させることが可能となり、発光装置用基板により適したセラミック焼結体を提供することが可能となる（効果Ｋ）。
このように、実施例３に係るセラミック焼結体１２ｂによれば、実施例２において述べたような効果Ａ〜Ｊに加えて、効果Ｋを有し、かつ、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａよりも表面における光線の反射率が高いセラミック焼結体１２ｂを提供することができる。
つまり、実施例２に係るセラミック焼結体１２ａよりも、より高反射材料に適した、また、より発光装置用基板に適したセラミック焼結体１２ｂを提供することができる。
【００４９】
なお、上述のような実施例２,３に係るセラミック焼結体１２を製造する際に、粉体材料を構成するジルコニア以外の全ての材料について、不純物（着色物質）の含有量の少ない高純度のものを使用した場合、実施例２,３に係る焼成済みのセラミック焼結体１２ａ，１２ｂ中における不純物（着色物質）であるＦｅおよびＴｉの含有量を、ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合に，Ｆｅ２Ｏ３，ＴｉＯ２のそれぞれの含有量は、セラミック焼結体１２ａ，１２ｂの全重量に対して０.０５ｗｔ％以下となる。
この場合、実施例２,３に係る焼成済みのセラミック焼結体１２ａ，１２ｂは、完全な白色に限りなく近づくので、その当然の結果として、その表面における光線の反射率を高めることができる。
従って、セラミックス焼結体からなり、銀薄膜に匹敵するほどの高反射性を有する高反射材を提供することができるという効果を有する。
しかも、本発明に係る高反射性のセラミック焼結体は、発光素子を搭載するための基板に適した特性も備えているので、絶縁基板としても好適に利用することができる。このため、高反射性の基板を提供することができるという効果も有する。
【００５０】
また、上述のような本発明に係る高反射性を有するセラミック焼結体を、例えば、プレス成形法により所望の形状に成形することで、波長２００〜２５００ｎｍにピークを有する紫外光から赤外光を光効率で拡散反射させることのできる光反射体（リフレクター）を提供することができる（図示せず）。
上述のような光反射体によれば、例えば、アルミナを主成分とするセラミックス焼結体上に搭載した際に十分な機械的強度を備え、かつ、長期間紫外光に晒された場合でも劣化して変色することがなく、また、大気中の硫化物に長期間晒された場合でも化学変化を起こして変色することがなく、しかも、絶縁性と熱伝導性に優れた光反射体を提供することができる。
つまり、銀薄膜を有する従来の光反射体に匹敵するほどの高反射性を有しながら、経時変化に伴う変色が生じないセラミック製の光反射体を提供することができるという効果を有する。
【実施例４】
【００５１】
以下に、実施例４に係る発光素子収納用パッケージについて図８を参照しながら詳細に説明する。
実施例４に係る発光素子収納用パッケージは、本発明に係るセラミック焼結体を、絶縁性基板として又は、光反射体（リフレクター）として、あるいはこれらの両方に用いた発光素子収納用パッケージである。なお、実施例４に係る発光素子収納用パッケージにおいて、上述の本発明に係るセラミック焼結体（例えば、実施例２,３に係るセラミック焼結体等）のいずれをも区別なく使用できる場合は、単にセラミック焼結体１２と記載している。
図８（ａ）〜（ｄ）はいずれも実施例４に係る発光素子収納用パッケージの一例を示す断面図である。なお、図５乃至図７に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図８（ａ）に示すように、実施例４に係る発光素子収納用パッケージ２３ａは、例えば、セラミック焼結体１２の間に、図示しない導体配線を収容しながら積層された積層基板２４ａ上に、接合用バンプ２５を介して、光線を発光する発光素子２６を搭載したものである。
この場合、積層基板２４ａの下面に設けられる図示しない電極から、積層基板２４ａ内に収容される図示しない導体配線,及び,接合用バンプ２５を通じて発光素子２６に電力が供給されるよう構成するとよい。
このような発光素子収納用パッケージ２３ａによれば、発光素子２６から発光される光線を、積層基板２４ａの表面において高効率で拡散反射することができるので、発光素子２６から発せられる光線の減衰が少ない高出力の発光装置を提供することができる。
【００５２】
また、積層基板２４ａは、高反射性を有しながらも機械的強度及び熱伝導性が高く、熱サイクルが作用した場合でも絶縁性が維持されるので、実施例４に係る発光素子収納用パッケージ２３ａを用いた製品の信頼性を高めることができる。
さらに、上述のような発光素子収納用パッケージ２３ａを製造する際に、積層基板２４ａの表面に高反射性を付与したり、あるいは、積層基板２４ａを構成するセラミック焼結体１２の機械的強度及び熱伝導性を高めるために、特殊な製造工程を実施したり、特殊な設備を設ける必要が何らないので、高品質な製品を廉価に提供することができる。
また、上記発光素子収納用パッケージ２３ａにおいては、積層基板２４ａに代えて、セラミック焼結体１２からなりその内部に導体配線を有さない平板状の基板２４ｃ（図８（ｃ））を参照）を使用してもよい。この場合、基板２４ｃの表面に発光素子２６に電力を供給するための導体配線を形成する必要がある。
【００５３】
表示用途や照明用途として使用できる可視光の発光装置に上記発光素子収納用パッケージ２３ａを採用する場合、発光素子２６として直接可視光線を発光するもののほかに、紫外光又は近紫外光又は青色光を発光するものを用いてもよい。この場合、発光素子２６を,波長変換材を包含した封止用樹脂で封止してもよいし（図示せず）、波長変換材を包含した,又は,波長変換材が塗布されたレンズを発光素子２６上に覆設してもよい（図示せず）。
この場合、発光素子２６から発せられた紫外光や近紫外光や青色光が波長変換材により波長変換されてなる可視光線を、積層基板２４ａや基板２４ｃの表面において高効率に反射することができるので、図８（ａ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ａと同じ効果が発揮される。しかも、この場合、積層基板２４ａや基板２４ｃを構成するセラミック焼結体１２は、長期間、紫外光や近紫外光に晒されても変色しないので、発光装置として用いた場合の発光出力の低下が生じない。このため、高品質で耐久性のある製品を廉価に提供できるという効果も有する。
なお、以下に示す実施例４に係る発光素子収納用パッケージ２３ｂ〜２３ｄにおいても発光素子２６として、直接可視光線を発光するもののほかに紫外光又は近紫外光又は青色光を発光するものを使用することができる。この場合、発光素子２６を,波長変換材を包含した封止用樹脂で封止するか、波長変換材を包含した,又は,波長変換材が塗布されたレンズを発光素子２６上に覆設する必要があり、その際の、作用・効果は上述のものと同じである。
また、殺菌や樹脂硬化などの用途として使用できる紫外光の発光装置や、赤外通信などの用途に使用できる赤外光の発光装置に、実施例４に係る発光素子収納用パッケージ２３ａ〜２３ｄを採用した場合でも、上述の可視光の発光装置に適用した場合と全く同様の効果が得られる。
【００５４】
また、図８（ａ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ａにおける、積層基板２４ａに代えて、その上面に発光素子２６を収容するための凹部２７を有する積層基板２４ｂを用いて、この凹部２７に発光素子２６を搭載した、図８（ｂ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｂとしてもよい。この場合、発光素子２６の周囲が、セラミック焼結体１２により囲まれるので、発光素子２６から発光される可視光線又は紫外光又は近紫外光又は赤外光,又は,発光素子２６から発光された紫外光又は近紫外光又は青色光が波長変換材により波長変換されてなる可視光線が、積層基板２４ｂの平面方向に拡散して減衰するのを抑制することができる。従って、図８（ａ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ａよりも、より高い発光出力を有する発光装置を提供することができる。
また、図８（ａ）に示す積層基板２４ａに代えて、本発明に係るセラミック焼結体１２製のプレス基板（図示せず）を用いてもよい。この場合、積層基板よりも簡単な工程で基板を製造することができるので、廉価に製品を提供することができるという効果を有する。
【００５５】
さらに、図８（ａ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ａにおける積層基板２４ａを、内部に導体配線を収容しない平板状の基板２４ｃとし、さらに、この基板２４ｃ上に搭載される発光素子２６を囲繞するセラミック焼結体１２から成る光反射体３０ａを設けて、図８（ｃ）に示すような発光素子収納用パッケージ２３ｃとしてもよい。
この場合、図８（ｂ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｂの場合のように、発光素子２６から発光される可視光線又は紫外光又は近紫外光又は赤外光,又は,発光素子２６から発光された紫外光又は近紫外光又は青色光が波長変換材により波長変換されてなる可視光線が、積層基板２４ｂの平面方向に拡散して減衰するのを防止することができる。従って、図８（ａ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ａよりも、より発光出力の高い発光装置を提供することができる。
また、図８（ｃ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｃにおいては、基板２４ｃをセラミック焼結体１２からなる平板材とし、かつ、基板２４ｃとは別に構成される光反射体３０ａを、接合材３１を介して接合することで、発光素子収納用パッケージ２３ｃの製造コストを下げることができる。このような、発光素子収納用パッケージ２３ｃにおいては、例えば、基板２４ｃの表面に発光素子２６に電力を供給するための配線２８を形成しておき、この配線２８と,接合用バンプ２５上に搭載される発光素子２６とをボンディングワイヤ２９により接続してもよい。
【００５６】
さらに、図８（ｃ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｃでは、基板２４ｃと光反射体３０ａを構成するセラミック焼結体１２を、本発明に係るセラミック焼結体１２ａ又はセラミック焼結体１２ｂ等のいずれかに統一してもよいし、互いに異なる本発明に係るセラミック焼結体１２を用いてもよい。いずれの場合も、基板２４ｃと光反射体３０ａを構成するセラミック焼結体１２の熱膨張係数はほぼ整合するので、熱サイクルがかかった場合に、基板２４ｃから光反射体３０ａが剥離する等の不具合の発生を防止することができる。
つまり、図８（ｃ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｃによれば、発光出力が高く,かつ,信頼性の高い発光装置を廉価に提供できる。
【００５７】
なお、図８（ｃ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｃにおいて、基板２４ｃに代えて図８（ａ）に示す積層基板２４ａを用いてもよい。この場合、基板２４ｃ上に形成される配線２８を積層基板２４ａ内に収容することができ、しかも、ボンディングワイヤ２９を設ける必要がないので、発光素子収納用パッケージ２３ｃの構成をより簡素化することができ、同一面積内において基板２４ｃよりも多数の発光素子２６を搭載することができる。この結果、発光装置の発光出力を大きくすることができる。
【００５８】
先の図８（ｃ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｃにおける、配線２８を、例えば、銅、鉄−ニッケル−コバルト合金や、鉄−ニッケル合金などの金属部材で構成される配線板３２とし、それを介して基板２４ｃ上に光反射体３０ｂを接合したものが、図８（ｄ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｄである。なお、図８（ｃ）において、光反射体３０ｂと配線板３２、および、配線板３２と基板２４ｃはいずれも接合材３１により接合されている。この発光素子収納用パッケージ２３ｄでは、配線板３２と発光素子２６とをボンディングワイヤ２９により電気的に接続している。
このような発光素子収納用パッケージ２３ｄは、上述の発光素子収納用パッケージ２３ｃとほぼ同じ作用・効果を有しながらも、その構成は一層シンプルになっている。従って、発光素子収納用パッケージ２３ｄによれば、上述の発光素子収納用パッケージ２３ｃと同程度の機能を有するものをより廉価に供給することができる。
なお、図８（ｄ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｄでは、基板２４ｃと光反射体３０ｂを構成するセラミック焼結体１２を、本発明に係るセラミック焼結体１２ａ又はセラミック焼結体１２ｂ等のいずれかに統一してもよいし、互いに異なる本発明に係るセラミック焼結体１２を用いてもよい。いずれの場合も、基板２４ｃと光反射体３０ｂを構成するセラミック焼結体１２の熱膨張係数がほぼ整合するので、熱サイクルがかかった場合に基板２４ｃから光反射体３０ｂが剥離する等の不具合の発生を防止することができる。
【００５９】
なお、上述のような実施例４に係る発光素子収納用パッケージ２３ａ〜２３ｄにおいて、発光素子２６を囲繞する光反射体３０ａ,３０ｂは、必ずしも切れ目のない環状体により構成する必要はなく、複数のパーツにより発光素子２６を囲繞するよう構成してもよい。なお、ここでいう「環状」とは、必ずしも「円形」のみを意味しているのではなく、多角形などの角を有するものでもよく、端部を備えることなく連続してつながっている状態を示すものである。
また、図８においては、積層基板２４ａ,２４ｂ又は基板２４ｃ上に１つの発光素子２６を搭載する場合を例に挙げて説明しているが、積層基板２４ａ,２４ｂ又は基板２４ｃ上に搭載される発光素子２６の数は必ずしも１つである必要はなく複数でもよい。また、光反射体３０ａ,光反射体３０ｂをセラミック焼結体１２に少なくとも１つの貫通孔を備えた形態とする場合、この貫通孔内に収容される発光素子２６の数は、１つでもよいし複数でもよい。さらに、積層基板２４ａ,２４ｂ又は基板２４ｃ上に１つ以上の発光素子２６を搭載する場合、発光素子２６を個別に光反射体３０ａ,３０ｂで囲繞してもよいし、複数の発光素子２６を１つの光反射体３０ａ,３０ｂで囲繞してもよい。
【００６０】
なお、図８（ｃ）,（ｄ）に示す発光素子収納用パッケージ２３ｃ,２３ｄにおける光反射体３０ａ,３０ｂと、基板２４ｃのうちのいずれか一方のみを本発明に係るセラミック焼結体１２により構成し、他方を,例えば,アルミナのみからなるアルミナセラミックスにより構成してもよい。この場合、光反射体３０ａ,３０ｂと、基板２４ｃを構成するそれぞれのセラミック焼結体の熱膨張係数が近似するので、熱サイクルが作用した際に、光反射体３０ａ,３０ｂの基板２４ｃからの剥離を生じ難くすることができる。また、実施例２,３に係るセラミック焼結体１２にと比較して、アルミナのみからなるアルミナセラミックスは本発明に係るセラミック焼結体１２よりも安価に供給できるので、発光装置として必要かつ十分な機能を有する製品を廉価に供給できるという効果を有する。
【００６１】
以上述べたような実施例４に係る発光素子収納用パッケージ２３ａ〜２３ｄによれば、発光出力が高く,かつ,発光装置用基板として用いた場合に、アルミナのみからなるセラミックスよりも高い信頼性を有する発光装置を提供することができる。
【００６２】
以下に、実施例２及び実施例３に係るセラミック焼結体１２ａ,１２ｂの効果を立証する目的で行った試験結果について図９乃至図１２、及び、表２乃至表５を参照しながら説明する。
まず、本試験に使用した供試サンプルの作製方法について表２及び表３を参照しながら説明する。
本試験に用いる供試サンプルとして、実施例２に係るセラミック焼結体、シリカを添加した実施例３（：シリカの添加量を変えてそれぞれ実施例３Ａ〜３Ｃとした）に係るセラミック焼結体、純度が低く（不純物の含有量が多く）粒度の粗いジルコニアを粉体材料として使用した比較例１に係るセラミック焼結体、アルミナのみからなる比較例２に係るセラミック焼結体の６種類をそれぞれ準備した。
なお、実施例２、実施例３Ａ〜３Ｃ、比較例１,２に係るセラミック焼結体の作製に使用した材料粉体等の各成分の配合割合は下表２に示すとおりである。
【００６３】
【表２】
2011241131.tif 000004
【００６４】
また、上表２中におけるジルコニアＡ,Ｂのそれぞれの組成は、下表３に示すとおりである。下表３おいて、ジルコニア（ＺｒＯ２）Ａは、不純物が少なく粒度の細かいジルコニア粉末であり、ジルコニア（ＺｒＯ２）Ｂは、不純物が多く粒度の粗いジルコニア粉末である。
【００６５】
【表３】
2011241131.tif 000005
【００６６】
さらに、上表２に示すような割合で配合された粉体材料,又は,粉体材料及びシリカを、先の実施例１に係るセラミック焼結体１の製造方法と同じ手順（ステップＳ１〜Ｓ５）に従って、混合、成形、焼成して供試サンプルを製造した。また、上記供試サンプルはいずれもプレス成形法により焼成後の厚さが１.０〜１.２ｍｍになるように調整して成形した後、１５６０〜１６００℃の温度条件下において焼成した。
【００６７】
また、本願発明に係るセラミック焼結体の他の実施例（請求項２に対応）として、先に述べた実施例２に係るセラミック焼結体の粉体材料を構成するジルコニア以外の材料についても高純度なものを使用したサンプルを作製し、このサンプルの焼結体成分をＩＣＰ発光分析により分析した際の分析結果を示したものが以下に示す表４である。
下表４から明らかなように、他の実施例に係るサンプル中に含有される不純物（着色物質）であるＦｅおよびＴｉの含有量を、ＦｅをＦｅ２Ｏ３に，ＴｉをＴｉＯ２にそれぞれ換算して示した場合、この他の実施例に係るサンプル中に含有されるＦｅ２Ｏ３及びＴｉＯ２の量は、いずれも０.０５ｗｔ％以下であった。
【００６８】
【表４】
2011241131.tif 000006
【００６９】
図９を参照しながら実施例２及び実施例３に係るセラミック焼結体の内部構造の違いについて説明する。
図９（ａ）は実施例２に係るセラミック焼結体の内部断面の走査電子顕微鏡写真であり、（ｂ）は実施例３Ｂに係るセラミック焼結体（シリカ５.０ｗｔ％添加）の内部断面の走査電子顕微鏡写真である。
図９（ａ）,（ｂ）中において、白い粒子はジルコニア粒子１８である。特に図示していないが、粉体材料の全重量に対するシリカの添加量が増加するにつれジルコニア粒子１８の粒子径が大きくなる傾向が認められた。図９（ｂ）においては、先の図７中に示す粒界層２２の存在を確認することができた。
【００７０】
図１０乃至図１２を参照しながら実施例２及び実施例３に係るセラミック焼結体の表面における可視光線の反射率の測定結果について説明する。
図１０は実施例２及び実施例３に係る供試サンプルに可視光線の波長を１０ｎｍずつ変えながら照射した際の表面における反射率の測定結果を示したグラフである。また、比較対象として上表２に示す比較例１，２に係るサンプルと、銀めっき被膜（銀薄膜）を有する比較例３に係るサンプルの表面における可視光線の反射率についても測定して併せて図１０に示した。
図１０から明らかなように、散乱体３５として作用するジルコニアを含有する実施例２及び３Ａでは、全ての波長において、また、不純物の含有量が大きいが同じくジルコニアを含有する比較例１では、波長４７０ｎｍ以上において、アルミナのみからなる比較例２よりも反射率が高くなっている。不純物の含有量が低く（純度が高く）粒度の細かいジルコニアＡ（上表３を参照）を使用した実施例２に係る供試サンプルは、不純物の含有量が高く（純度が低く）粒度の粗いジルコニアＢ（上表３を参照）を使用した比較例１に係る供試サンプルよりも、その表面における可視光線の反射率が高いことが確認された。
また、シリカを添加しなかった実施例２に係る供試サンプルと、シリカを添加した実施例３に係る供試サンプルでは、実施例３に係る供試サンプルの表面における可視光線の反射率の方が高かった。これは、シリカを添加した場合、セラミック焼結体中に反射面として作用する、シリカを主成分とする粒界層２２が新たに形成されることにより、セラミック焼結体中の反射面の面積の積算値が増大するためであると考えられる。
そして、図１０より、本発明に係るセラミック焼結体（実施例２，３Ａ）が、銀めっき被膜に相当する程の高い反射率を有していることが確認された。
【００７１】
図１１は実施例３Ａ〜３Ｃに係る供試サンプルに可視光線の波長を１０ｎｍずつ変えながら照射した際の表面における反射率の測定結果を示したグラフである。なお、上表２にも示すように、実施例３Ａ〜３Ｃのそれぞれの供試サンプルにおけるシリカの添加量は、粉体材料の全重量に対してそれぞれ１.５ｗｔ％, ５.００ｗｔ％, １０.００ｗｔ％である。また、図１１のグラフ中には比較対象として、実施例２に係る供試サンプルの反射率の測定結果も併せて記載した。
図１１から明らかなように、シリカを添加した実施例３Ａ〜３Ｃ（実施例３）に係る供試サンプルでは、可視光線の波長が短い場合に反射率が高くなる傾向が認められ、可視光線の波長が長い場合は、実施例２に係る供試サンプルと同程度の反射性を有することが確認された。
よって、セラミック焼結体１２の製造時に、粉体材料にシリカを添加することで、その表面における可視光線の反射率を、シリカを加えない場合と比較して同等以上にすることができることが確認できた。
【００７２】
図１２は実施例３Ａ〜３Ｃに係る供試サンプルにおける波長４５０ｎｍにおける反射率をシリカの添加量に対してプロットしたグラフである。なお、基準となる波長を４５０ｎｍとしたのは、実施例２及び実施例３に係るセラミック焼結体１２が、青色光（発光波長４５０ｎｍ程度）を発光する発光素子と、青色光を黄色光に変換する波長変換材とを用いた白色光源として利用される可能性が高いからである。
図１２から明らかなように、実施例３に係るセラミック焼結体１２ｂを製造する際に、粉体材料の全重量に対してシリカを約３ｗｔ％の添加したときにその表面における可視光線の反射率が最大となり、その後、シリカの添加量が増加するにつれ可視光線の反射率は低下する傾向が認められた。
先の図９（ｂ）からも明らかなように、シリカの添加量の増加に伴いジルコニア粒子１８の粒子径が肥大して可視光の波長（０.１〜１.０μｍ程度）よりも大きくなる方向にずれてしまう傾向が認められた。そして、シリカの添加量に伴うジルコニア粒子１８の肥大化は、ジルコニア粒子１８による可視光線の散乱効果を低下させるため不利に働くものの、シリカを添加することによってセラミック焼結体１２ｂ中に粒界層２２が生成され、この粒界層２２の形成に伴って反射面として作用する境界２１ｂ，２１ｃが新たに生成されるという効果が発揮され、この効果により先の不利な要因が相殺されて、さらに反射性の向上に一層有利に働いたと考えられる。
よって、これらの試験結果から、セラミック焼結体１２ｂの作製時に、シリカを添加することで、セラミック焼結体１２ｂの表面における可視光線の反射率を向上させることができることが確認された。なお、本試験においては可視光線の反射率の測定にコニカミノルタ社製分光測色計（型番；ＣＭ−３６００ｄ）を使用した。
【００７３】
最後に、実施例３に係るセラミック焼結体の絶縁性の向上効果を確認するために行った試験結果について説明する。
実施例２及び実施例３Ａに係るそれぞれの供試サンプルにおける体積抵抗の測定値を下表５に示した。なお、体積抵抗の測定には、ＪＩＳ  Ｃ２１４１  電気絶縁用セラミック材料試験方法を採用した。
【００７４】
【表５】
2011241131.tif 000007
【００７５】
上表５から明らかなように、粉体材料の全重量に対してシリカを１.５ｗｔ％添加した実施例３Ａに係る供試サンプルでは、実施例２に係る供試サンプルに比べて、絶縁性が向上する傾向が認められた。従って、シリカを添加することで実施例３に係るセラミック焼結体１２ｂを、発光装置用基板としての利用に特に適したものにすることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明は従来品に比べて機械的強度が高くかつ放熱性に優れ、さらに、高反射性を有し、経時変化に伴う劣化などによる反射性の低下が生じないセラミック焼結体及び光反射体及び発光素子収納用パッケージに関するものであり発光装置等の電子機器の分野において利用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１…セラミック焼結体  １２,１２ａ,１２ｂ…セラミック焼結体  １３…入射光  １４…反射光  １５…透過光  １６…散乱光  １７…アルミナ粒子  １８…ジルコニア粒子  １９…気孔  ２０…境界面（反射面）  ２１…粒界（反射面）  ２１ｂ，２１ｃ…境界  ２２…粒界層  ２３ａ〜２３ｄ…発光素子収納用パッケージ  ２４ａ,２４ｂ…積層基板  ２４ｃ…基板  ２５…接合用バンプ  ２６…発光素子  ２７…凹部  ２８…配線  ２９…ボンディングワイヤ  ３０ａ,３０ｂ…光反射体  ３１…接合材  ３２…配線板  ３５…散乱体
【図１】
2011241131.tif 000008
【図２】
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【図３】
2011241131.tif 000010
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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