(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最少６７ｍｏｌ％から最大６９ｍｏｌ％の割合の、少なくとも１種類の酸化テルルと、
１０ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％の割合の、Ｒ１Ｏ（式中、Ｒ１は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、およびＭｎを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
５ｍｏｌ％から２５ｍｏｌ％の割合の、少なくとも１種類のＭ１２Ｏ（式中、Ｍ１は、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
１ｍｏｌ％から３ｍｏｌ％の割合の、少なくとも１種類のＲ２２Ｏ３（式中、Ｒ２は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、および希土類を含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
０ｍｏｌ％から２ｍｏｌ％の割合のＭ２Ｏ２（式中、Ｍ２は、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＨｆを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
０ｍｏｌ％から６ｍｏｌ％の割合のＲ３２Ｏ５（式中、Ｒ３は、Ｎｂおよび／またはＴａ）と
を含む、ガラス組成物（２ａ）であって、
前記ガラス組成物中の酸化テルル、Ｍ１２Ｏ、Ｒ２２Ｏ３、Ｍ２Ｏ２、Ｒ３２Ｏ５およびＲ１Ｏの全ての割合の合計は、１００ｍｏｌ％であり、
三酸化ホウ素、酸化ゲルマニウム、リン酸塩、ハロゲン化物、Ｐ２Ｏ５、二酸化ケイ素、およびケイ酸塩を含まない、ガラス組成物（２ａ）。
【請求項２】
酸化テルル、Ｍ１２Ｏ、Ｒ１Ｏ、およびＲ２２Ｏ３からなり、
酸化テルルは最少６７ｍｏｌ％から最大６９ｍｏｌ％の割合で存在し、
Ｒ１Ｏは１０ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％の割合で存在し（式中、Ｒ１は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、およびＭｎを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）、
Ｍ１２Ｏは１０ｍｏｌ％から１２ｍｏｌ％の割合で存在し（式中、Ｍ１は、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）、
Ｒ２２Ｏ３は１．５ｍｏｌ％から２ｍｏｌ％の割合で存在する（式中、Ｒ２は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、および希土類を含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）、
請求項１に記載のガラス組成物（２ａ）。
【請求項３】
Ｒ１Ｏの割合が、１４ｍｏｌ％から１８ｍｏｌ％である、請求項１または２に記載のガラス組成物（２ａ）。
【請求項４】
Ｍ１２Ｏの割合が、８ｍｏｌ％から１４ｍｏｌ％である、請求項１に記載のガラス組成物（２ａ）。
【請求項５】
Ｒ２が、Ａｌ、Ｌａ、Ｙ、およびＢｉの群から選択され、Ｒ２２Ｏ３が、１．５ｍｏｌ％から２．５ｍｏｌ％の割合を占める、請求項１に記載のガラス組成物（２ａ）。
【請求項６】
酸化テルル、Ｍ１２Ｏ、Ｒ１Ｏ、およびＲ２２Ｏ３からなり、Ｒ２２Ｏ３が、１．５ｍｏｌ％から２ｍｏｌ％の割合を占める、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス組成物（２ａ）。
【請求項７】
ガラス転移温度が３２０℃未満であり、膨張計軟化温度が４００℃未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス組成物（２ａ）。
【請求項８】
３８０ｎｍから８００ｎｍの波長範囲の入射した電磁放射線の少なくとも９０％が透過する、放射線透過性である請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラス組成物（２ａ）。
【請求項９】
取付け表面を持つ第１の取付け要素（６）、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のガラス組成物（２ａ）、
第２の取付け要素（７）
を含み、
前記ガラス組成物（２ａ）が、前記第１の取付け要素（６）の前記取付け表面と、前記第２の取付け要素（７）との間に配置されており、
前記ガラス組成物（２ａ）が、接着層をなし、
前記ガラス組成物（２ａ）が、前記第１の取付け要素（６）の前記取付け表面と、前記第２の取付け要素（７）とを互いに接続している、
デバイス（１０）。
【請求項１０】
前記第１の取付け要素および／または前記第２の取付け要素が、それぞれ、半導体チップ、セラミック、ケイ酸塩ガラス、金属、変換セラミック、およびレンズを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せであり、
前記取付け表面および／または前記第２の取付け要素が、機能性酸性コーティングを含む、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１の取付け要素が半導体チップであり、前記第２の取付け要素が、透明ケイ酸塩ガラス、変換セラミック、または透過セラミックである、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第１の取付け要素が、セラミックまたは金属であり、第２の取付け要素がセラミックである、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１３】
下記の方法ステップ：
ａ）取付け表面を含む第１の取付け要素（６）を用意するステップと、
ｂ）請求項１〜８のいずれか一項に記載のガラス組成物（２ａ）を、前記取付け表面に直接付着させるステップと、
ｂ１）第２の取付け要素（７）を、前記ガラス組成物（２ａ）に付着させるステップと、
ｃ）前記第１の取付け要素（６）の前記取付け表面と、前記ガラス組成物（２ａ）と、前記第２の取付け要素（７）との間に結合が生成されるように、前記デバイスを、最大で４００℃に加熱するステップと
を含む、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のデバイス（１０）を製造するための方法。
【請求項１４】
方法ステップｂ）において、前記第１の取付け要素（６）の前記表面に、前記ガラス組成物（２ａ）を粉体または予備形成体として付着させる、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ガラス組成物が提供される。さらに、デバイスおよび当該デバイスを製造するための方法が提供される。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガラスはんだは材料を接合するのに使用されている。ガラスはんだは主として接合される材料の間に粉末状態で導入されるが、場合によっては油またはポリマー溶液などの適切な補助剤とともに導入される。次いで接合される材料と粉末状ガラスがこのように配置された状態で、ガラス粒子が焼結する温度まで加熱する。この接合においては、粘性流体によって粉末が圧密化され、膨張計軟化温度よりも高い温度が必要とされる。ここでの課題は、４００℃未満の接合温度に対応し、且つ腐食安定性とそれに相応して高い結晶化安定性を有し、接合プロセスを実施可能なガラスはんだが存在しないことである。
【０００３】
このような超低焼結ガラスはんだとして可能性がある組成物としてまず挙げられるのが、リン酸塩ガラスおよびホウ酸塩ガラスである。どちらのガラス系においても、それぞれ低い軟化点を持つガラスが製造される。しかし、これらのガラスはかなりの濃度のＢ２Ｏ３またはＰ２Ｏ５とアルカリ酸化物とを含有し、非常に低い化学安定性しか有さない。したがって、腐食安定性がないため、これらのガラスは多くの用途に適さない。この場合の安定性とは、本発明の用途においては、例えば水力学的安定性または水分安定性、特に８５℃および相対湿度８５％において１０００時間における安定性とみなす。
【０００４】
さらに、上記それぞれのガラスは、通常高い結晶化傾向を持ち、したがって、粘性流体による圧密化よりも結晶化が迅速に進むことが頻繁に生じる。ガラスはんだの結晶化は、焼結が終了する前に決して生じてはならない。さもなければ、焼結プロセスが停止してしまうからである。しかし、多くの用途、特に光学技術分野においては、完全な圧縮後に結晶化が生じるのも不利である。というのもそのような場合には、光散乱が結晶上で観察される可能性があるからである。多くの用途において最高許容温度があり、この温度は、例えば接合される半導体においては、ドーピング物質の拡散によって決定される。
【０００５】
さらなる課題は、接合される材料に対するガラスはんだの接着性である。この課題に対しては、材料の良好な濡れ性は前提条件として常に好ましい。
【０００６】
原則として、テルライトガラスは多くの用途において、接合ガラスとしての好ましい前提条件を備えている。これを用いた接合においては、ガラス転移温度を３００℃、またはさらにもう少し低い温度とすることが可能である点に言及すべきであろう。
【０００７】
テルライトガラスは、ほとんどの用途において、十分な腐食安定性も有する。しかし、テルライトガラスの結晶化傾向は、多くの用途や接合プロセスにおいて十分なものではない。例えば、テルライトガラスにアルカリ酸化物および／または亜鉛酸化物を含有させるとガラス転移温度および軟化温度は降下するが、アルカリ酸化物および／または亜鉛酸化物によって結晶化傾向の増大も生じてしまう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】W. Vogel: Glaschemie. 3rd edition, Werner Vogel, Springer-Verlag 1992
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上に述べたような問題を克服するガラス組成物を提供することである。詳細には、本発明の目的は、化学的および物理的特性が改善されたガラス組成物を提供することである。詳細には、ガラス組成物は、改善された結晶化安定性、改善された腐食安定性、および４００℃未満のガラス転移温度および／または軟化温度を有するものとなるべきである。詳細には、ガラス組成物は、ガラス転移温度および軟化温度が４００℃未満の超低融点ガラスとして提供される。詳細には、ガラスまたはガラス組成物は、可視スペクトル範囲で非常に透明であり、高い屈折性を有するものとなる。詳細には、ガラス組成物は、極めて良好な化学安定性および高い結晶化安定性を有するものとなる。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、特に安定しており、とりわけ４００℃未満の温度で製造可能なデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの目的は、請求項１に記載のガラス組成物、請求項１０に記載のデバイス、および請求項１４に記載の方法によって達成される。ガラス組成物、デバイス、および方法のさらなる実施形態は、従属クレームにて提供される。
【００１２】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、
最少６５ｍｏｌ％から最大９０ｍｏｌ％までの割合の、少なくとも１種類の酸化テルルと、
０ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％までの割合の、Ｒ１Ｏ（式中、Ｒ１は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、およびマンガンを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
５ｍｏｌ％から２５ｍｏｌ％までの割合の、少なくとも１種類のＭ１２Ｏ（式中、Ｍ１は、リチウム、ナトリウム、およびカリウムを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
１ｍｏｌ％から３ｍｏｌ％までの割合の、少なくとも１種類のＲ２２Ｏ３（式中、Ｒ２は、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ビスマス、スカンジウム、イットリウム、ランタン、および希土類を含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
０ｍｏｌ％から２ｍｏｌ％までの割合のＭ２Ｏ２（式中、Ｍ２は、チタン、ジルコニウム、およびハフニウムを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
０ｍｏｌ％から６ｍｏｌ％までの割合のＲ３２Ｏ５（式中、Ｒ３は、ニオブおよび／またはタンタル）と、を含む。
【００１３】
本発明に係るガラス組成物は、ガラス転移温度および軟化温度を低下させる成分を含有し、意外なことに結晶化傾向を下げるが、ガラス転移温度および軟化温度を大きく上昇させない成分も含有する。さらに、本発明に係るガラス組成物は、腐食安定性を有する。
【００１４】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物中の、酸化テルル、Ｍ１２Ｏ、Ｒ２２Ｏ３、および場合によってはＭ２Ｏ２、Ｒ１Ｏ、およびＲ３２Ｏ５の全ての割合の合計は、他の元素もしくは成分を含有しない場合には１００％もしくは１００ｍｏｌ％であり、酸化テルル、Ｍ１２Ｏ、Ｒ２２Ｏ３、および場合によってはＭ２Ｏ２、Ｒ１Ｏ、およびＲ３２Ｏ５などの上記成分に加えて他の成分を含有する場合には、１００％未満もしくは１００％ｍｏｌ％未満である。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、最少６５ｍｏｌ％から最大９０ｍｏｌ％までの割合の酸化テルルと、０．１ｍｏｌ％から１５ｍｏｌ％までの割合のＲ１Ｏ、および１ｍｏｌ％から３ｍｏｌ％までの割合のＲ２２Ｏ３からなる。「からなる」は、この場合、他の成分が組成物中に含有されないことを意味しうる。あるいは、「からなる」は、ガラス組成物が他の成分をｐｐｍ（百万分率）範囲内のごく少量含有し、かつこれらがガラス出発材料中の本質的な不可避不純物を構成していることを意味しうる。
【００１６】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、ＴｅＯ２、ＺｎＯ、Ｎａ２Ｏ、およびＲ２２Ｏ３（式中、Ｒ２は、アルミニウム、ランタン、ビスマス、イットリウム、および希土類の群から選択される一種）からなる。ガラス組成物における全ての割合の合計は、１００％または１００ｍｏｌ％である。
【００１７】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は：
最少６５ｍｏｌ％から最大９０ｍｏｌ％の割合の、少なくとも１種類の酸化テルルと、
０ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％の割合の、Ｒ１Ｏ（式中、Ｒ１は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、およびＭｎを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
５ｍｏｌ％から２５ｍｏｌ％の割合の、少なくとも１種類のＭ１２Ｏ（式中、Ｍ１は、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
１ｍｏｌ％から３ｍｏｌ％の割合の、少なくとも１種類のＲ２２Ｏ３（式中、Ｒ２は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、および希土類を含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
０ｍｏｌ％から２ｍｏｌ％の割合のＭ２Ｏ２（式中、Ｍ２は、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＨｆを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
０ｍｏｌ％から６ｍｏｌ％の割合のＲ３２Ｏ５（式中、Ｒ３は、Ｎｂおよび／またはＴａ）と、から得ることができる。
【００１８】
これは、それぞれ対応する割合の上記成分を軟化させること、および場合によってはさらなる処理ステップによって、ガラス組成物が製造できることを意味する。詳細には、各成分の初期重量の割合は、ガラス組成物中の各成分の割合に対応し、その最大偏差は５％である。
【００１９】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は：
最少６５ｍｏｌ％から最大９０ｍｏｌ％の割合の、少なくとも１種類の酸化テルルと、
０ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％の割合の、Ｒ１Ｏ（式中、Ｒ１は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、およびＭｎを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
５ｍｏｌ％から２５ｍｏｌ％の割合の、少なくとも１種類のＭ１２Ｏ（式中、Ｍ１は、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
１ｍｏｌ％から３ｍｏｌ％の割合の、少なくとも１種類のＲ２２Ｏ３（式中、Ｒ２は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、および希土類を含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
０ｍｏｌ％から２ｍｏｌ％の割合のＭ２Ｏ２（式中、Ｍ２は、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＨｆを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せ）と、
０ｍｏｌ％から６ｍｏｌ％の割合のＲ３２Ｏ５（式中、Ｒ３は、Ｎｂおよび／またはＴａ）と、からなる。
【００２０】
上記割合によって、ガラスまたはガラス組成物を含む、酸化物組成物が提供される。しかし、構成成分である原材料は、必ずしも酸化物の形状で添加する必要はなく、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩などの化合物が存在する限り、このような形状で混合物中に含まれてもよい。
【００２１】
異なる実施形態では、酸化テルルは、以下の化合物を含んでもよい：酸化テルル（ＩＶ）（ＴｅＯ２）、酸化テルル（ＩＶ、ＶＩ）（Ｔｅ２Ｏ５）、および／または酸化テルル（ＶＩ）（ＴｅＯ３）。詳細には、酸化テルルは４価または６価である。
【００２２】
少なくとも１つの実施形態によれば、酸化テルルの割合は、最少で６７ｍｏｌ％、６８ｍｏｌ％、７０ｍｏｌ％、７２ｍｏｌ％、７５ｍｏｌ％、もしくは７７ｍｏｌ％、および／または最大で８０ｍｏｌ％、８２ｍｏｌ％、８５ｍｏｌ％、もしくは８７ｍｏｌ％である。
【００２３】
少なくとも１つの実施形態によれば、ＴｅＯ２を酸化テルルとして使用する。ＴｅＯ２の割合は、最少６７ｍｏｌ％から最大６９ｍｏｌ％までである。特に、酸化テルルの割合は６８．５ｍｏｌ％である。本発明者らは、そのような割合の酸化テルルを含むガラス組成物が、結晶化安定性、４００℃未満の温度における焼結性、低い軟化およびガラス転移温度など、特に有利な特性を有することを見出した。したがって、当該ガラス組成物は、材料の接合もしくは結合および／または結合した材料のデバイスにおける使用に特に適している。しかし、酸化テルルについて、最少６７ｍｏｌ％から最大６９ｍｏｌ％までの割合を選択する必要は必ずしもない。酸化テルルの割合は、６５ｍｏｌ％から９０ｍｏｌ％の範囲を採用することもできる。
【００２４】
上記に代えて、または上記に加えて、ガラス組成物は少なくとも１種のアルカリ土類酸化物および／または酸化亜鉛および／または酸化マンガンを、Ｒ１Ｏとして含むことができる。詳細には、Ｒ１Ｏの割合は、最少で１０ｍｏｌ％、１２ｍｏｌ％、もしくは１４ｍｏｌ％、および／または最大で１６ｍｏｌ％、１８ｍｏｌ％、もしくは１８．５ｍｏｌ％である。
【００２５】
Ｒ１Ｏに関して、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、マンガン、および亜鉛の組合せは、本明細書中において、少なくとも２種の成分、例えば、マグネシウムとカルシウム、または亜鉛とバリウム、あるいは３種の成分が同時に、酸化物としてガラス組成物中に含まれてもよいことを意味する。
【００２６】
少なくとも１つの実施形態によれば、Ｒ１Ｏは、酸化亜鉛および／または酸化バリウムである。
【００２７】
ガラス組成物は、アルカリ酸化物（Ｍ１２Ｏ）を含む。詳細には、Ｍ１２Ｏの割合は、最少で４ｍｏｌ％、６ｍｏｌ％、８ｍｏｌ％、１０ｍｏｌ％、もしくは１２ｍｏｌ％、および／または最大で１４ｍｏｌ％、１６ｍｏｌ％、１８ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、２２ｍｏｌ％、もしくは２４ｍｏｌ％である。例えば、Ｍ１２Ｏの割合は、１０ｍｏｌ％から１２ｍｏｌ％（限界値を含む）である。
【００２８】
酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、または酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、およびこれら３種の酸化物の組合せは、ガラス組成物を製造するのに使用することができ、またはガラス組成物中で使用することもできる。
【００２９】
アルカリ酸化物のもっとも基本的な役割は、ガラスまたはガラス組成物の粘度を下げることであり、これは温度感受性材料を低温で接合するのに、または温度感受性材料をガラスに埋め込むのに、有利である。この場合の接合手段とは、これらの材料が強い結合を形成するような材料の接合を意味する。特に、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）および／または酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）が使用されるが、それはこれらの化合物が、軟化温度を最大限低下させるが、例えば酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）のように、化学安定性は最小限しか低下させないからである。
【００３０】
ガラス組成物は、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ビスマス、スカンジウム、イットリウム、ランタン、及び希土類などの３価金属の酸化物およびこれらの組合せをさらに含む（Ｒ２２Ｏ３）。特に、アルミニウム、ランタン、ビスマス、イットリウム、および／または希土類の酸化物が好ましい。
【００３１】
この場合、希土類は、周期表の第３亜族元素（アクチニウムを除く）およびランタニドを指す。
【００３２】
少なくとも１つの実施形態によれば、Ｒ２２Ｏ３の割合は、最少で１．２ｍｏｌ％、１．４ｍｏｌ％、１．５ｍｏｌ％、もしくは１．７５ｍｏｌ％、および／または最大で１．９ｍｏｌ％、２ｍｏｌ％、２．４ｍｏｌ％、もしくは２．６ｍｏｌ％であり、例えば１．７ｍｏｌ％である。詳細には、Ｒ２２Ｏ３の割合は、ガラス組成物中で３ｍｏｌ％を超えてはならない。３ｍｏｌ％を超えるとガラス組成物の特性に対して悪影響を及ぼすためである。Ｒ２２Ｏ３の割合が３ｍｏｌ％を超えると、転移温度、焼結温度、および／または軟化温度が上昇する可能性がある。
【００３３】
ガラス組成物用の成分は、３価金属の酸化物から選択することができるが、３価金属の水酸化物、炭酸塩、硝酸塩などの化合物が存在する限り、そのような化合物からも選択することができる。しかし、非着色性の化合物、または着色性であるが、着色が制御された化合物（「フィルター類」）、例えば酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化ビスマス、酸化イットリウム、および／または希土類金属の酸化物などが、好ましく選択される。
【００３４】
ガラス組成物中にあるＲ２２Ｏ３によって、結晶化傾向は意外なほど大きく影響を受ける。よってＲ２２Ｏ３を添加すると、使用に供されている際（例えば接合時や、デバイスの中にある時）のガラス組成物が結晶化するのを防ぐことができる。したがって、３８０ｎｍから８００ｎｍの広いスペクトル範囲において光散乱がないガラス組成物を得ることができる。
【００３５】
上記に代えて、または上記に加えて、ガラス組成物は、少なくとも二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、二酸化ハフニウム、またはこれらの酸化物の組合せを、Ｍ２Ｏ２として含んでもよい。詳細には、Ｍ２Ｏ２の割合は、１から１．５ｍｏｌ％であり、例えば１．３ｍｏｌ％である。
【００３６】
上記に代えて、または上記に加えて、ガラス組成物は、酸化ニオブおよび／または酸化タンタルを含んでもよい（Ｒ３２Ｏ５）。酸化ニオブは、酸化ニオブ（ＩＩ）（ＮｂＯ）、酸化ニオブ（ＩＶ）（ＮｂＯ２）、および／または酸化ニオブ（Ｖ）（Ｎｂ２Ｏ５）の形態で使用することができる。酸化タンタルは、酸化タンタル（ＩＩ）（ＴａＯ）、酸化タンタル（ＩＶ）（ＴａＯ２）、および／または酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ２Ｏ５）の形態で使用することができる。酸化ニオブまたは酸化タンタルは、ガラス組成物の化学安定性を増大させることができ、また僅かではあるが、粘度も増大させることができる。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態によれば、酸化ニオブおよび／または酸化タンタルの割合は、最少で１ｍｏｌ％、２ｍｏｌ％、もしくは３ｍｏｌ％、および／または最大で４ｍｏｌ％もしくは５ｍｏｌ％である。
【００３８】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、酸化テルル、Ｍ１２Ｏ、Ｒ１Ｏ、およびＲ２２Ｏ３からなる（ここでＲ２２Ｏ３は、１．５ｍｏｌ％から２ｍｏｌ％の割合を占める）。
【００３９】
本発明者らは、ガラス組成物の成分が、ガラス転移温度および軟化温度を大きく上昇させることなく、結晶化傾向を低下させることを見出した。詳細には、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化ビスマス、酸化イットリウム、および／または希土類が、結晶化傾向の低下を担っている。
【００４０】
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ガラスまたはガラス組成物が脆性−弾性の範囲から粘弾性の範囲に変換する温度である。ガラス転移温度は、特に膨張計（ＴＭＡ＝熱機械的分析）または動的示差熱量測定（ＤＳＣ）または示差熱量分析（ＤＴＡ）を用いることで、測定することができる。
【００４１】
軟化温度（Ｔｅ）は、ガラスまたはガラス組成物が著しく変形し始めて、自らの重量の影響によって変形する温度である。軟化温度は、接合の際に必須のパラメーターである。これらのプロセスにおいてガラスは、接合される材料の間に強い結合を作り出すために、軟化温度よりも高い温度に加熱され、かなりの程度まで流動しなければならない。使用する材料が温度感受性の場合、耐久性のある接合は、接合温度をできるだけ低くするために、可能な限り低い軟化温度を必要とする。軟化温度は、動的示差熱量測定（ＤＳＣ）または膨張計（ＴＭＡ）または粘度測定を使用して決定できる。
【００４２】
ガラス組成物の結晶化の有無は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）によって決定することができる。
【００４３】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、三酸化ホウ素、酸化ゲルマニウム、リン酸塩、ハロゲン化物、Ｐ２Ｏ５、ケイ酸塩、および／またはＳｉＯ２を含まない。本段落およびこれ以降の「〜を含まない」という記載は、ガラス組成物における割合が全くない、またはｐｐｍ範囲のごく僅かな割合である、例えば、ガラス組成物の含む当該化合物の割合が最大でも１０−４ｐｐｍである、ことを意味する。
【００４４】
三酸化ホウ素や、例えば五酸化リンは非常に化学安定性が低いという欠点がある。その腐食安定性の欠如故に、多くの用途に適さない。
【００４５】
さらに、例えば低軟化点のリン酸塩ガラスおよびホウ酸塩ガラスは、一般にかなりの濃度のＢ２Ｏ３またはＰ２Ｏ５と、アルカリ酸化物とを含有しており、化学安定性が非常に低い。その腐食安定性の欠如故に、多くの用途に適さない。さらに、テルライトガラスの偏析挙動は、ＴｅＯ２と、Ｂ２Ｏ３およびＧｅＯ２との組合せの場合には、突然変化する（非特許文献１参照）。これは、テルライトガラスの鎖単位に比べて、ホウ酸塩相およびゲルマニウム酸塩相が、かなり稠密な３−Ｄ構造であるためにおこるものである。偏析プロセスは、結晶化を加速させることができるが、その一方でそれ自体が散乱を引き起こすように働くか、または腐食特性に悪影響を及ぼす。さらには、ホウ酸塩、リン酸塩、およびケイ酸塩の系はあまり屈折性がなく、その割合によっては屈折率が低下する。
【００４６】
したがって、三酸化ホウ素および／または酸化ゲルマニウムを含有するガラス組成物の結晶化は、不利益なものとなる傾向にある。その理由は、偏析挙動であり、結果として、ガラス組成物の透過率が散乱のために低下する可能性がある。
【００４７】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、ＲｏＨＳ（Restriction of certain Hazardous Substances：特定有害物質使用制限）に準拠し、鉛、ヒ素、カドミウム、ウラン、およびＴｈを含まない。
【００４８】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス転移温度の値は、３２０℃未満、特に２９５℃以下である。
【００４９】
少なくとも１つの実施形態によれば、膨張計軟化温度の値は、４００℃未満、特に３５０℃未満、または３２５℃未満である。
【００５０】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、放射線透過性であり、および／または散乱がない。これは特に、入射した電磁放射線の９０％、より小さいフレネルロスでは９５％超、理想的には９９％超が、３８０ｎｍから８００ｎｍの波長範囲で透過することを意味する。ガラス組成物は、特に、高い透過率と低い吸収率という特性を有する。詳細には、ガラス組成物は、３８０ｎｍから８００ｎｍの波長範囲の入射した電磁放射線の１０％未満、好ましくは５％未満、特に好ましくは１％未満を吸収する。フレネルロスは、屈折率に応じて、境界面積当たり８〜１１％とすることができる。
【００５１】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は無色である。本段落およびこれ以降の記載において、無色とは、ガラス組成物が電磁放射線を吸収しないこと、即ち、吸収したとしても３８０ｎｍから８００ｎｍの波長範囲の入射した電磁放射線の、最大５％であることを意味する。これに対する例外としては、ガラス組成物中の成分がフィルタリング効果を発揮する場合、またはその効果として、１次放射線による励起の後に２次放射線が放出されるような場合が挙げられる。後者は、特に蛍光ガラスをもたらすような希土類に当てはまる。さらに、ガラス組成物は、有利なことに屈折特性が高い。例えば屈折率は、ガラス組成物中またはガラス中の酸化テルルの含量に左右される。詳細には、ガラス組成物の屈折率ｎは、１．８以上、特に２以上である。
【００５２】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、ガラス組成物の屈折率を増大させる他の成分を含む。屈折率を増大させる化合物であって、例えば当業者に公知の化合物としては、Ｌａ２Ｏ３などをガラス組成物に添加することができる。
【００５３】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、放射線吸収特性を有するさらなる追加の成分を含む。さらなる追加の成分は、好ましくは３８０ｎｍ以下の波長範囲の放射線を吸収し、好ましくは４００ｎｍ以下の波長範囲を吸収する。詳細には、さらなる追加の成分は、前記波長範囲の放射線の２０％超、好ましくは４０％超、特に好ましくは６０％超を吸収する。したがってガラス組成物またはガラスを、ＵＶフィルターとすることもできる。
【００５４】
さらに、デバイスを製造するための方法とデバイスも、提供される。当該デバイスは、上記ガラス組成物、または上述のガラス組成物を含んでなる（with）ガラスを含む。上記ガラス組成物に対してなされたのと同じ定義および実施形態が、方法もしくはデバイスにも適用され、またその逆も同様である。
【００５５】
少なくとも１つの実施形態によれば、デバイスは、取付け表面を持つ第１の取付け要素、上述したようなガラス組成物、および第２の取付け要素を含む。ガラス組成物は、第１の取付け要素の取付け表面と第２の取付け要素との間に配置されており、このガラス組成物は接着層をなし、このガラス組成物は第１の取付け要素の取付け表面と第２の取付け要素とを互いに接合している。
【００５６】
詳細にはデバイスは、発光ダイオードや、高電力ＬＥＤであり、あるいは、または同時にレーザー用途に適している。
【００５７】
少なくとも１つの実施形態によれば、第１の取付け要素および／または第２の取付け要素はそれぞれ、半導体チップ、セラミック、ケイ酸塩ガラス、金属、変換セラミック、レンズ、および機能性酸化物コーティングを含む群から選択される一種、またはこれらの組合せである。デバイス、特に第１の取付け要素および／または第２の取付け要素の形態のデバイスは、例えばパッシベーション、保護層、および／または光学要素として機能する１種または複数種の機能性酸化物コーティングを、更に含むことができる。この少なくとも１種のコーティングは、単層としてまたは積層体としても形成することができ、非晶質、結晶質、または部分結晶質とすることができる。そして上記に代えて、または上記に加えて、ガラス組成物中のガラスに接合することができる。
【００５８】
少なくとも１つの実施形態によれば、第１の取付け要素および／または第２の取付け要素を一方とし、ガラス組成物をもう一方とした間に、そのような機能性酸化物コーティングが設けられる。この場合、機能性酸化物コーティングは、第１の取付け要素および／または第２の取付け要素と、ガラス組成物とに、直接接触していることが好ましい。
【００５９】
特に好ましいのは、第１の取付け要素および／または第２の取付け要素が、取付け表面として機能性酸化物コーティングを有することである。酸化物コーティングは、例えば、サファイヤなどの上のダイクロイックミラーまたは層積層体、アラノッドなどの金属上の保護層、または半導体チップ上のパッシベーションなどである。詳細には、機能性酸化物コーティングは、下記材料：酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化スズ、および酸化銅の一種または二種以上からなる、または含むものであり、好ましくはＳｉＯ２および／またはＴｉＯ２である。詳細には、機能性酸化物コーティングは、アルミニウムもしくはモリブデンなどの金属、サファイヤなどの絶縁体、またはＳｉもしくはＧｅなどの半導体に施される。
【００６０】
詳細には、レンズまたはセラミックを、ガラス組成物を用いて半導体チップに取付けることができる。したがって、レンズまたはセラミックと、半導体チップとを、互いに固定して接合することができる。
【００６１】
少なくとも１つの実施形態によれば、第１の取付け要素はセラミックまたは金属であり、第２の取付け要素はセラミックである。詳細には、デバイスは、レーザーまたは半導体チップから離れた状態でビーム経路内に配置されている。
【００６２】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、１次放射線を２次放射線に変換するように配置された変換要素を、半導体チップに接合することができる。この場合、ガラス組成物は接着層として機能する。
【００６３】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、接合層または接着層単体として形成される。これは特に、ガラス組成物が、粒子または粉末粒子、例えば散乱粒子および／または発光材料および／または発光粒子を含まないことを意味する。したがって、電磁１次放射線および／または２次放射線の後方散乱、つまり散乱粒子および／または発光粒子によって引き起こされる、半導体チップ方向への後方散乱を防止し、デバイスの光のアウトカップリングを増大させることができる。詳細には、それによって色度座標および／または発光色が変化しない。
【００６４】
少なくとも１つの実施形態によれば、半導体チップは、半導体積層体を含む。半導体チップの半導体積層体は、Ｖ−ＩＶ化合物半導体材料に基づくものであることが好ましい。半導体材料は、ＡｌｎＩｎ１−ｎ−ｍＧａｍＮなどの窒化化合物半導体材料またはＡｌｎＩｎ１−ｎ−ｍＧａｍＰなどのリン化化合物半導体材料であることが好ましい（いずれの場合も、０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１、およびｎ＋ｍ≦１である）。半導体材料は、同様にＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ≦１）であってもよい。このようにして半導体積層体は、ドーパントおよび追加の構成成分を含むことができる。しかし説明を簡便化するために、半導体積層体の結晶格子の本質的な構成成分であるＡｌ、Ａｓ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｎ、またはＰのみを示し、これらの部分的な置き換えおよび／または補完が少量の他の物質によって可能であっても、それらは示さない。
【００６５】
半導体素子は、少なくとも１つのｐｎ接合および／または１つもしくは複数の量子井戸構造を持つ、活性層を含有することができる。半導体素子の動作中、電磁１次放射線は活性層内に発生する。電磁１次放射線の波長は、好ましくは紫外および／または可視スペクトル範囲にあり、特に４２０ｎｍから６８０ｎｍの波長、例えば４４０ｎｍから４８０ｎｍでの波長である。
【００６６】
少なくとも１つの実施形態によれば、第１の取付け要素は半導体チップであり、第２の取付け要素は透明なケイ酸塩ガラス、変換セラミック、または透過セラミックである。
【００６７】
本段落およびこれ以降の記載において、ケイ酸塩ガラスは、二酸化ケイ素を主な構成成分として含むガラスである。
【００６８】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は超低融点材料である。最高でも３５０℃の温度で軟化する材料は、本出願においては超低融点材料であるとみなす。これは、最高でも３５０℃という低温でガラス組成物を半導体チップに直接接合可能であるという利点をもたらし、このような温度では、半導体チップが損傷を受けることはない。
【００６９】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、接着促進層または接着層として形成される。詳細には、上記ガラス組成物または上述のガラス組成物を含んでなるガラスは、例えばＬＡＲＰなどのレーザー用途（透過または反射）において、半導体チップまたはセラミック、ガラス、もしくは金属基板（例えば、サファイヤ、アルミニウム、またはその他の反射体）を、第２の取付け要素に接合する。この第２の取付け要素は、ガラスでもセラミックとすることができる。詳細には、第２の取付け要素は、変換要素とすることができる。上記に代えて、または上記に加えて、ガラス組成物は、他の要素、例えばレンズまたはカバーまたは基板を接合するのに使用することもできる。その他全ての実施形態においても同じように、デバイスは例えばパッシベーション、保護層、および／または光学要素として機能する１つまたは複数の機能性酸化物コーティングを含むことができる。この少なくとも１つの機能性酸化物コーティングは、単層として、または積層体としても形成することができ、非晶質、結晶質、または部分結晶質とすることができる。そして上記に代えて、または上記に加えて、ガラス組成物中のガラスに接合することができる。
【００７０】
デバイスを製造するための方法は、以下の方法ステップ：
ａ）取付け表面を含む第１の取付け要素を用意するステップと、
ｂ）上述したガラス組成物または上述のガラス組成物を含んでなるガラスを取付け表面に直接適用し（ここでガラス組成物をデバイスの機能性酸化物コーティングとすることもできる）、上記に代えて、または上記に加えて、機能性酸化物コーティングをガラス組成物に提供することもできるステップと、
ｂ１）第２の取付け要素を、ガラス組成物に適用するステップと、
ｃ）第１の取付け要素の取付け表面とガラス組成物との間、または上述のガラス組成物を含んでなるガラスと第２の取付け要素との間に結合が形成されるように、デバイスを、最高で４００℃に加熱するステップと
を含む。
【００７１】
本発明者らは、本明細書に記載のガラス組成物、または本明細書に記載のガラス組成物を含んでなるガラスは結晶化傾向が低く、極めて低い温度で焼結するため、接合用途、即ち少なくとも２つの取付け要素の接合に適していることを見出した。さらに、ガラス組成物は、軟化温度が低い。ガラス組成物は、透明および／または高屈折性である。したがってガラス組成物は、特に光学的用途において取付け要素を接合するのに適している。この場合、好ましくは透明な光学取付け要素が、固定されかつ耐久性を持った状態で互いに接合される。取付け要素とガラス組成物との間の結合は、４００℃よりも低い温度で形成される。したがって、この低い接合温度のおかげで、高温に耐えることができない取付け要素も互いに接合することができる。完全を期すために申し添えると、温度安定性デバイスの接合の際は、より高い接合温度も使用することができるため、極めて薄い接着層を形成することが可能となる。その際の接合温度は、好ましくは少なくとも４００℃であり、代わりに、またはさらに、最高で６００℃または５５０℃である。
【００７２】
本発明に係るガラス組成物は、融解の後に粉砕し、特定の粒度画分に分別することもできる。次いで接合される材料または取付け要素の間に、場合によっては油やポリマー溶液などの適切な補助剤とともに導入することができる。更なる方法ステップでは、ガラス組成物またはガラス、および接合される材料を、場合によっては真空中で、最高４００℃に加熱することができる。こうして、ガラス組成物またはガラス粉末粒子を焼結し、ガラス組成物またはガラスと、接合される材料とを結合し、したがってガラス組成物または接合ガラスと、接合される材料とが強力に取着する。詳細には、酸化物Ｒ２２Ｏ３（例えばアルミニウムなど）は、製造の際にガラス組成物の結晶化に良い影響を及ぼすため、ガラス組成物またはガラスは、接合の際に結晶化しない。
【００７３】
多くの用途、特に光学技術分野においては、ガラス粉末層の圧密化（ガラス化とも呼ばれる）の際に結晶化が生じた場合、その後に結晶上で光散乱が観察される、または生じる可能性があるので、不利である。一実施形態では、ガラス組成物には、圧密化後に結晶体は存在しない。特にガラス組成物は、半導体およびセラミック、ならびにケイ酸塩ガラスを接合するのに適している。
【００７４】
詳細には、ガラス組成物は半導体を、透明なケイ酸塩ガラス、および金属に接合するのに適している。
【００７５】
詳細には、ガラス組成物はセラミック要素を、半導体または反射性基板や透過性基板に接合するのに適している。
【００７６】
詳細には、ガラス組成物は、２つのセラミック要素を接合するのに適している。これらの要素は、反射性、および／または透過性、および／または放射線変換性である。例えば、ガラス組成物は、同じまたは異なる色の２つの変換セラミックを接合するのに使用することができる。
【００７７】
本段落およびこれ以降の記載において、変換セラミックに関する色の詳細は、電磁放射線、例えば電磁２次放射線のスペクトル範囲を示す。
【００７８】
詳細には、ガラス組成物は、セラミック要素を反射性金属基板に接合するのに適している。例えば、レーザーの用途では、変換セラミックを反射性金属基板、または透過性もしくは反射性セラミック基板に接合することができる。この場合、基板は、デバイスに関連して説明したような機能性酸化物コーティングを含むこともでき、ガラス組成物中のガラスを介して変換セラミックに接合することができる。
【００７９】
少なくとも１つの実施形態によれば、方法ステップｃ）を、荷重をかけながら行う。
【００８０】
少なくとも１つの実施形態によれば、第１の取付け要素は、少なくとも青色スペクトル範囲から電磁１次放射線を発生させるように配置された半導体チップであり、取付け表面は、放射線出射表面である。ここでは、高電力チップおよびレーザーへの用途も含まれる。レーザー用途の場合、第１の取付け要素を透過性または反射性基板の表面とすることができる。半導体チップの温度感受性により、一般的に有機材料、通常はシリコーンが結合材料として使用される。シリコーンは、熱伝導率が低く（０．１Ｗ／ｍＫ）また屈折率も低いため（約１．４）、熱が十分に放散されず、また光が効率的にカップリングアウトしないため、デバイスの効率が低下する。光が効率的にカップリングアウトしないのは、半導体表面が典型的には屈折性が高いことが原因である。例えばＧａＮの屈折率は、２．５である。結合が、上述のガラス組成物を含んでなるガラスによって形成される場合、高屈折率であるために、光のアウトカップリングが改善され、改善された熱伝導率により、放熱が何倍も増大する。純粋なガラスにおけるガラス組成物の熱伝導率は約０．７Ｗ／ｍＫであるため、放熱量はシリコーンの場合に比べて約７倍高い。
【００８１】
少なくとも１つの実施形態によれば、方法ステップｂ）において、ガラス組成物は、粉体としてまたは予備形成体として、または融解物からの液滴として、第１の取付け要素の表面に適用する。この文脈において、予備形成体とは、ガラス組成物またはガラスを第１の取付け要素の表面、例えばピックアンドプレイス・プロセスにおける半導体チップの表面または放射線出射表面に、取付けることができるということを意味する。予備形成体は、最初に混合物のガラスを融解することによって製造することができる。ガラス融解物を流延または成型し、次いで冷却して固形物を形成することにより予備形成体が得られる。
【００８２】
少なくとも１つの実施形態によれば、予備形成体は、別個の小板である。小板を、半導体チップの放射線出射表面に適用する。詳細には、ガラス組成物は、半導体チップ上に薄層として直接形成する、または別個の小板として、３５０℃を超える高温で形成する。上記に代えて、または上記に加えて、ガラス組成物は、薄層としてまたは融解物からの液滴として、基板またはレンズに直接適用することができる。この温度におけるガラスの粘度ηは、好ましくは１０７．６ｄＰａｓ・秒≧η≧１０−２ｄＰａｓ・秒であり、特に１０４ｄＰａｓ・秒≧η≧１０−２ｄＰａｓ・秒であり、理想的には１０２ｄＰａｓ・秒≧η≧１０−２ｄＰａｓ・秒である。
【００８３】
上記に代えて、この層は、陰圧下でおよび／またはより低い温度において荷重をかけながら、即ちより高い粘度で、形成することもできる。詳細には、ガラスの粘度ηは、その軟化温度において好ましくは１０７．６ｄＰａｓ・秒である、および／またはその加工温度で１０４ｄＰａｓ・秒である。こうすることによって気泡をほとんど含まない、極端に圧密化されたガラス層が形成される。
【００８４】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物またはガラスの、接合される取付け要素への接着性、従って把持力は、その他公知のガラス組成物と比べて高い。本発明に係るガラス組成物には、取付け要素上での良好な濡れ性という利点があり、したがって、強力な結合が、第１の取付け要素、ガラス組成物、および第２の取付け要素の間に形成成される。
【００８５】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物層の厚さは、接着用の場合、０〜３０μｍ、特に５〜２０μｍ、特に好ましくは８〜１５μｍとすることができる。好ましい実施形態では、ガラス組成物層の厚さは、最少で０、または１０ｎｍ、または１００ｎｍ、および／または最大で１０μｍ、または５μｍ、または３μｍであり、特に１００ｎｍから３μｍである。これは特に、接合される表面の均等性、および／または幾何形状に左右される可能性があり、および／または３種の材料の間での膨張率の相違によって制限される可能性がある。さらに、ガラス組成物層の厚さは、例えば接合温度の影響を受ける可能性があるため、接合ガラスの粘度、および加えられる圧力の影響も受ける可能性がある。
【００８６】
少なくとも１つの実施形態によれば、ガラス組成物は、蛍光性である、および／または１次放射線の少なくとも一部を変換する。しかしこれは、ガラス組成物が本来蛍光性および／または変換性であって、蛍光または１次放射線の変換を引き起こす粒子、例えば散乱粒子または発光粒子を含まないことを意味する。
【００８７】
本明細書に記述されるガラス組成物、デバイス、およびデバイスの製造方法を、図面を参照しつつ、例示的な実施形態の補助により、以下により詳細に説明する。個々の図において、同様の符号は同様の要素を指す。しかし、基準尺は示されていない。むしろ個々の要素は、よりよい理解のために、大幅に強調された状態で示すことがある。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】ガラス組成物の例示的な実施形態Ａ１からＡ７と、比較例Ｖ１からＶ４を示す図である。
【図２】例示的な実施形態の透過スペクトルを示す図である。
【図３】例示的な実施形態のＸ線回折図を示す図である。
【図４】例示的な実施形態の透過スペクトルを示す図である。
【図５−１】例示的な実施形態の透過スペクトルを示す図である。
【図５−２】３つの例示的な実施形態の、Ｘ線回折図の比較を示す図である。
【図６】一実施形態によるデバイスを示す図である。
【図７】一実施形態によるデバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８９】
図１は、ガラス組成物の実施形態Ａ１からＡ７を、表として示す。さらに、この表は、公知のガラス組成物の比較例Ｖ１からＶ４を示す。表に示される値は、最大誤差５％を含む。例示的な実施形態Ａ１からＡ７のガラス組成物は、酸化テルルを含む。詳細には、酸化テルルはＴｅＯ２である。Ａ１からＡ７における酸化テルルの割合は、６７ｍｏｌ％から６９ｍｏｌ％である。詳細には、酸化テルルの割合は、６７．５ｍｏｌ％から６８．５ｍｏｌ％である。
【００９０】
ガラス組成物はさらに、酸化亜鉛をＲ１Ｏとして含む。酸化亜鉛の割合は、１８ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％である。
【００９１】
ガラス組成物はさらに、酸化二ナトリウムの形態でＭ１２Ｏを含む。ガラス組成物中の酸化二ナトリウムの割合は、１０ｍｏｌ％から１２ｍｏｌ％である。
【００９２】
さらに、ガラス組成物は、例えば三酸化アルミニウム、三酸化ランタン、三酸化ビスマス、および／または三酸化イットリウムなどの３価金属の酸化物を含む。３価金属の酸化物の割合は、１．５ｍｏｌ％から２．５ｍｏｌ％である。
【００９３】
さらに図１は、例示的な実施形態Ａ１からＡ７の、膨張計測によって決定されたガラス転移温度Ｔｇ（単位  ℃）を示す。ガラス転移温度は、２８３℃から２９４℃である。詳細には、ガラス組成物のガラス転移温度は２９５℃未満である。
【００９４】
さらに図１は、例示的な実施形態Ａ１からＡ７の、関連熱膨張係数αと、軟化温度Ｔｅ（単位  ℃）を示す。Ｔｅは、３０８℃から３２３℃であり、膨張計測によって決定した。
【００９５】
さらに図１は、例示的な実施形態Ａ２、Ａ５、およびＡ６の屈折率ｎ（約２）を示し、これは波長５４６．０６ｎｍにおいて決定した。
【００９６】
比較例Ｖ１からＶ４を、実施形態Ａ１からＡ７との比較として示す。比較例Ｖ１からＶ４が例示的な実施形態Ａ１からＡ７とは異なる点は、特にＶ１からＶ４のガラス組成物が３価金属の酸化物を含まない点である。対応してみると、比較例は、特に製造の際に、３２９℃以上のより高い軟化温度Ｔｅ（Ｖ２、Ｖ４）および／または高い結晶化傾向（Ｖ１、Ｖ３）を示す。
【００９７】
図２は、図１の表に示した例示的な実施形態Ａ２の透過スペクトルを示す。透過率Ｔ（単位  ％）を、波長λ（単位  ｎｍ）に対して示す。曲線１は、耐候試験前のガラス組成物を示し、サンプルの壁厚ＷＤは、ＷＤ＝０．８９ｍｍである。曲線２は、耐候試験を実施した後のガラス組成物Ａ２の透過率曲線を示す。耐候試験は、ガラス組成物を温度８５℃および相対湿度８５％の条件下に１０００時間にわたり置くことにより行った。耐候試験の前（曲線１）および後（曲線２）のガラス組成物を比較すると、透過率に本質的な差がない。これによりガラス組成物またはガラスは試験中に変化しなかったと結論付けられる。したがって、例示的な実施形態Ａ２のガラス組成物は、特に、耐候性および耐腐食性を有する。
【００９８】
図３は、図１の表に示した例示的な実施形態Ａ２のＸ線回折図を示す。強度Ｉ（単位  ａ．ｕ．（任意の単位））を、２θ（単位  °）に対して示す。グラフから、ガラス組成物が純粋に非晶質であり、結晶化形態で存在していないと見ることができる。これは、結果として、特にガラス組成物が可視範囲の電磁放射線を散乱させないので、有利である。
【００９９】
図４は、図１の表に示した例示的な実施形態Ａ６の透過スペクトルを示す。透過率Ｔ（単位  ％）を、波長λ（単位  ｎｍ）に対して示す。曲線１は、壁厚が０．９８ｍｍである耐候試験前のガラス組成物を示し、曲線２は、耐候試験後のガラス組成物を示す。透過率は、２００ｎｍから１０００ｎｍの全波長範囲において、温度、相対湿度、および経過時間（１０００時間）の影響による変化が実質的にない。
【０１００】
図５−１は、図１の表に示した壁厚が０．９６ｍｍである例示的な実施形態Ａ７の、透過スペクトルＴ（単位  ％）を、波長λ（単位  ｎｍ）に対して示す。耐候試験の前（曲線１）および後（曲線２）の透過率曲線を示す。例示的な実施形態Ａ７も、耐候性を有する。
【０１０１】
図５−２は、図１の表に示した例示的な実施形態Ａ２、Ａ５、およびＡ６のそれぞれのＸ線回折図を示す。強度Ｉ（単位ａ．ｕ．（任意の単位））を、２θ（単位  °）に対して示す。グラフから、ガラス組成物Ａ２、Ａ５、およびＡ６が純粋に非晶質であり、結晶が存在していないことがわかる。これは、結果として、特にガラス組成物が可視範囲からの電磁放射線を散乱させないので、有利である。
【０１０２】
図６は、一実施形態によるデバイス１０の概略側面図を示す。ガラス組成物は、第１の取付け要素６に適用する。ガラス組成物２ａは、ガラス層として形成される。ガラス組成物またはガラスからなる層２ａは、粉体の形状で適用することができる。あるいは、ガラス組成物またはガラスからなる層２ａは、第１の取付け要素６の取付け表面に、予備形成体の形状、例えば小板または繊維部または球体もしくは半球体の形状で適用することができる。さらに、第２の取付け要素７を、ガラス組成物またはガラスからなる層２ａに適用する。これも、荷重をかけながら行うことができる。少なくともガラス組成物またはガラスからなる層２ａを焼結することによって、即ち最高で４００℃に昇温することによって、第１の取付け要素６、ガラス組成物またはガラスからなる層２ａと、第２の取付け要素７との間に結合を形成することができる。したがって、ガラス組成物またはガラスからなる層２ａは、２つの取付け要素の間の接着促進層として機能する。詳細には、本発明に係るガラス組成物は、その軟化温度が４００℃よりも低く、かつ腐食安定性であり結晶化安定性でもあるので、温度感受性の取付け要素を接合するのに適している。
【０１０３】
あるいは接着は、陰圧下でおよび／または同じ、もしくはより低い温度で荷重をかけながら行うことができる。
【０１０４】
詳細には、図６に示される接着を、デバイス内で複数回行うこともできる。これは例えば、レンズを接着する変換セラミックへの、半導体チップの接着が考えられる。
【０１０５】
図７は、一実施形態によるデバイス１０、例えば光電子デバイスの概略側面図を示す。半導体チップ１は、キャリア５上に配置される。次いでガラス組成物２ａおよび変換層２を配置する。変換層２は、詳細にはセラミックである。デバイス１０は、キャリア５を設け、半導体チップ１を適用することにより、製造することができる。次いでガラス組成物を、半導体チップ１の放射線出射表面１１に適用することができる。このようにガラス組成物２ａは、例えば小板などの予備形成体として適用するか、または粉体やガラス球体として適用することもできる。半導体積層体１の放射線出射表面１１に対する、小板形状での適用は、いわゆるピックアンドプレイス・プロセスで実施することができる。次いで変換要素２を、ガラス組成物２ａに適用することができ、最高で３５０℃に昇温することによって、半導体チップ１および変換要素２を互いに接合する。これは、荷重をかけながら実施することが好ましい。ガラス組成物２ａに変換要素２を適用する際、このガラス組成物を、半導体チップ１の側面および／または変換要素２の隣側にはみ出させる、または溢れさせてもよい。これは例えば、より多量の液体またはペースト状のガラス組成物２ａを使用した場合に起こり得る。したがってガラス組成物２ａは、半導体チップ１の放射線出射表面１１上に完全に均質な層を形成し、放射線出射表面１１の広範に渡って、ビーズ状の構造を形成する。詳細には、ビーズ状に押し出されたガラス組成物２ａは無色であり、これはガラス組成物２ａが退色せず、また低粘度であったことを示す。
【０１０６】
例示的な実施形態を用いた記述は、本発明を限定するものではなく、むしろ本発明は、いかなる特徴及びそれらのいかなる組み合わせをも含み、特に請求項に含まれる特徴の任意の組み合わせを含み、これはその特徴又は組み合わせが請求項又は例示的な実施形態にて明示的に示されていない場合でも含まれるものとする。
【０１０７】
本特許出願は、その内容が本明細書に参照によって援用される独国特許出願第１０２０１３２２６６３６．７の優先権を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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