(57)【要約】【課題】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で表面における可視光領域の光の反射率を高めることができ、かつ、アルミナのみから製造されたセラミックス焼結体の熱膨張係数値よりも小さい熱膨張係数値を有する白色系セラミックス焼結体を提供する。【解決手段】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１５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１２において、セラミックス原料は、ムライト１３、アルミナ１４を含有し、散乱体１５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１４の含有量は５０wt％以下であることを特徴とするセラミックス焼結体１２による。【選択図】図２
2009046326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記セラミックス原料は、ムライト、アルミナを含有し、
前記散乱体はジルコニアであり、
前記焼結助剤は、マグネシア、又は、マグネシア及びイットリアであり、
前記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セラミックス焼結体。
【請求項２】
前記アルミナの総重量を１００wt％とした場合に、前記散乱体の添加量は１０〜３０wt％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス焼結体。
【請求項３】
前記ムライト及び前記アルミナの平均粒径は、１μｍ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ス焼結体。
【請求項４】
前記散乱体の平均粒径は１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体を環状に形成したことを特徴とする反射体。
【請求項６】
発光素子を搭載するための搭載部を少なくとも１つ備えた絶縁性の基体と、前記搭載部を囲うように接合される反射体とを有し、
前記基体は、窒化アルミニウム焼結体から成り、
前記反射体は、請求項５に記載の反射体であることを特徴とする発光素子搭載用パッケージ。
【請求項７】
前記反射体は、前記基体の上面に予め塗布された接合材上に載置され、その後還元雰囲気中において前記接合材を焼成して前記反射体を前記基体上に接合したことを特徴とする請求項６記載の発光素子搭載用パッケージ。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の発光素子搭載用パッケージにおいて、
前記搭載部に発光素子を搭載し、
前記発光素子を封止材により封止し、又は、前記反射体の開口近傍にレンズを覆設して前記発光素子を密封したことを特徴とする発光装置。
【請求項９】
前記発光素子は、窒化アルミニウムを主成分とすることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体発光素子（ＬＥＤ）を搭載するための基板に接合して用いる反射体の材料として高反射性を有する白色のセラミックス焼結体が注目されており、このような白色セラミックスを用いた発光素子搭載用パッケージに関する発明がいくつか開示されている。
【０００３】
以下に、従来技術に係る「発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオード」について説明する。
特許文献１に記載される「発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオード」は、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ものであり、具体的には、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され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又は気孔率が１０％以上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。
上記構成の特許文献１に記載の発明によれば、特に原料中におけるアルミナの重量比率を９６％以上とすることで、製造されるアルミナセラミックスの表面における反射率を、測定基準であるＢａＳＯ4を塗布した球体の表面における反射率に近似させることができるという効果を有する。
【０００４】
また、特許文献２には「発光装置」という名称で、放熱性が高く、発光素子が発光する光を外部に均一に効率よく放射させ、光の強度分布や照度分布が安定した光学的特性が得られ、また、クラック等の不良を低減した高品質な発光素子収納パッケージ、発光装置および照明装置に関する発明が開示されている。
特許文献２に係る発明は、発光素子の搭載部を有する基板の上面から下面にかけて導電路を形成するとともに、基板の上面に、搭載部を取り囲む反射面を有した反射部材を取着してなる発光素子収納パッケージにおいて、基板の外側面を、平面視して反射部材の外側面よりも内側に位置させるとともに、基板よりも外側に位置する反射部材の下面を、側面視して基板の下面の高さ位置よりも上方に位置させたことを特徴とするものであり、反射部材には白色系のセラミックスを使用することも可能である。
上記構成の特許文献１に記載の発明によれば、基板及び反射部材の両方をセラミックス製とすることで、両者の熱膨張係数の差を小さくすることができ、基板と反射部材の接合部に発生する応力によるクラックの発生、または基板と反射部材との剥離、基板や反射部材の変形を抑制することができる。
さらに、基板及び反射部材に白色性のセラミックスとすることで、紫外領域から可視光領域にわたって効率のよい波長依存性を少なくすることができる。
この結果、特許文献２に記載される発光装置から発せられる光の、出力やバラツキを低減することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８７１３２号公報
【特許文献２】特開２００６−２３７５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アルミナセラミックスを製造する際にアルミナの重量比率を高めると、アルミナセラミックスの熱膨張係数が増大する。
このため、特許文献１に開示されるようなアルミナセラミックスを用いた反射体を用いることで、カバー体の反射面における光の拡散反射が促進されて発光装置の出力を高めることができるものの、アルミナセラミックスよりも小さい熱膨張係数を有する窒化アルミニウムを主成分とするベース体にこの反射体を接合した場合には、両者の接合部分に熱膨張係数差に起因する応力が発生し、ベース体及びカバー体にクラックが生じたり、剥離したり、あるいは、変形する可能性が高かった。
従って、アルミナの重量比率の高いアルミナセラミックスは、窒化アルミニウムを主成分とするベース体（基板）に接合されるカバー体（反射体）としては適さないという課題があった。
つまり、特許文献１に開示されるようなアルミナセラミックスを、窒化アルミニウムを主成分とするベース体上に接合する目的で、金属を主成分とする接合材とともに加熱焼成した際に上述のような不具合が発生してしまう可能性があり、信頼性の高い製品にし難いという課題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の発明によれば、基板と反射部材の両方を白色系のセラミックスで構成した場合、両者の熱膨張係数差に起因する応力の発生と、それに伴う不具合を抑制することが可能であると考えられるものの、窒化アルミニウム焼結体からなる基板の熱膨張係数との差が小さくなるような白色系セラミックスの製造に関する技術内容については何ら言及されていなかった。
このため、上述のような特許文献１の場合と同様の課題が生じる可能性が高かった。
【０００８】
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、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を用いて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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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ス焼結体は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。
上記構成のセラミックス焼結体において、ムライト、アルミナ、ジルコニアはセラミックス焼結体において絶縁性を有する固体を形成するという作用を有する。
特に、ムライトを添加することで、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するセラミックス焼結体を形成させるという作用を有する。この結果、請求項１記載のセラミックス焼結体の熱膨張係数を、窒化アルミニウム焼結体の熱膨張係数に近似させるという作用を有する。
また、アルミナをセラミックス原料及び焼結助剤の総重量に対して５０wt％以下添加することで、請求項１に記載のセラミックス焼結体に十分な機械的強度を付与するという作用を有する。
さらに、散乱体であるジルコニアは、ダイヤモンドに近い屈折率を有する。このため、このようなジルコニア粒子を請求項１に記載のセラミックス焼結体の内部に分散させることで、請求項１に記載のセラミックス焼結体の内部に入射した可視光領域の光の拡散反射を促進するという作用を有する。
そして、焼結助剤であるマグネシアやイットリアは、請求項１に記載のセラミックス焼結体を構成するアルミナやムライト、並びに、ジルコニアの結晶構造を安定化させるという作用を有する。
加えて、有機質バインダーは、セラミックス原料と、散乱体と、焼結助剤とからなる混合体に添加されて、セラミックス成形体を形成させるという作用を有する。
また、請求項１に記載のセラミックス焼結体をムライト、アルミナ、ジルコニア及び焼結助剤により構成した場合、１５５０〜１６００℃の温度条件下において液相を形成する物質が含まれないので、請求項１に記載のセラミックス焼結体を固相焼結させるという作用を有する。
さらに、特にマグネシアを添加することで、請求項１に記載のセラミックス焼結体を一般的なアルミナセラミックスの焼成温度と同じ温度条件である１５５０〜１６００℃の温度条件下において固相焼結させるという作用を有する。
【００１０】
請求項２記載の発明であるセラミックス焼結体は、請求項１に記載のセラミックス焼結体であって、アルミナの総重量を１００wt％とした場合に、散乱体の添加量は１０〜３０wt％の範囲内であることを特徴とするものである。
上記構成のセラミックス焼結体は請求項１記載の発明と同じ作用を有する。
また、請求項２に記載のセラミックス焼結体において、ジルコニアの添加量がアルミナの総重量の１０wt％よりも少ない場合には、請求項２に記載のセラミックス焼結体の表層部において可視光領域の光の拡散反射が生じ難くなる。
逆に、請求項２に記載のセラミックス焼結体において、ジルコニアの添加量がアルミナの総重量の３０wt％よりも多い場合には、請求項２に記載のセラミックス焼結体の熱膨張係数が窒化アルミニウムの熱膨張係数よりも大きくなってしまう。
従って、請求項２記載のセラミックス焼結体を製造する際に、散乱体をアルミナの総重量に対して１０〜３０wt％の範囲内となるよう添加することで、その表層において可視光領域の光が好適に拡散反射されると同時に、窒化アルミニウムの熱膨張係数と近似した熱膨張係数を有するセラミックス焼結体を形成させるという作用を有する。
【００１１】
請求項３記載の発明であるセラミックス焼結体は、請求項１又は請求項２に記載のセラミックス焼結体であって、ムライト及びアルミナの平均粒径は、１μｍ以下であることを特徴とするものである。
上記構成のセラミックス焼結体は請求項１又は請求項２に記載の発明と同じ作用を有する。
請求項３に記載のセラミックス焼結体の内部断面には、粒子同士の空隙から成る無数の微小な気孔が形成されるのであるが、セラミックス焼結体の内部に形成される気孔の直径が可視光領域の光の波長に近づくと、気孔の表面（境界）における可視光領域の光の反射率が高まる。
従って、セラミックス原料中のムライト及びアルミナの平均粒径を１μｍ以下に設定することで、セラミックス原料を構成する粒子の空隙からなる気孔の直径を、可視光領域の光の反射に適した大きさにするという作用を有する。
【００１２】
請求項４記載の発明であるセラミックス焼結体は、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ス焼結体であって、散乱体の平均粒径は１μｍ以下であることを特徴とするものである。
上記構成のセラミックス焼結体は請求項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。
通常、セラミックス焼結体を構成する粒子の直径が小さくなるほどセラミックス焼結体の機械的強度は高まる。
このため、請求項４に記載のセラミックス焼結体の内部に分散されるジルコニア粒子の平均粒径を１μｍ以下とすることで、内部に散乱体が分散されたセラミックス焼結体に十分な機械的強度を付与するという作用を有する。
【００１３】
請求項５記載の発明である反射体は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体を環状に形成したことを特徴とするものである。
上記構成の反射体は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体により形成されるものであり、請求項１乃至請求項４に記載のそれぞれの発明と同じ作用に加え、反射体は光源の外側面を取り囲むことで、光源から発せられる光が外側面方向に拡散して減衰するのを妨げるという作用を有する。
このとき、請求項５に記載の反射体の内側面の表層部は、光源から発せられる可視光領域の光を拡散反射させるという作用を有する。
【００１４】
請求項６記載の発明である発光素子搭載用パッケージは、発光素子を搭載するための搭載部を少なくとも１つ備えた絶縁性の基体と、搭載部を囲うように接合される反射体とを有し、基体は、窒化アルミニウム焼結体から成り、反射体は、請求項５に記載の反射体であることを特徴とするものである。
上記構成の発光素子搭載用パッケージにおいて、基体は反射体及び発光素子を支持するという作用を有する。また、反射体は、請求項５に記載の発明と同じ作用を有する。特に反射体の内側面（反射面）の表層部において発光素子から発せられる光が拡散反射されるので、基体の上面と反射体の内側面により形成されるキャビティ内にける光の減衰を抑制するという作用を有する。
また、基体を窒化アルミニウム焼結体により構成することで、基体と反射体を構成するそれぞれのセラミックスの熱膨張係数の差が小さくなり、請求項６に記載の発光素子搭載用パッケージに昇降温が繰り返された場合でも、基体と反射体の接合部において熱膨張係数の差に起因する応力の発生を抑制するという作用を有する。
【００１５】
請求項７記載の発明である発光素子搭載用パッケージは、請求項６記載の発光素子搭載用パッケージであって、反射体は、前記基体の上面に予め塗布された接合材上に載置され、その後還元雰囲気中において前記接合材を焼成して前記反射体を前記基体上に接合したことを特徴とするものである。
上記構成の発光素子搭載用パッケージは、請求項６に記載の発光素子搭載用パッケージと同様の作用を有する。
また、基体の上面に請求項５に記載の反射体と発光素子の両方を同時に接合させるという作用を有する。
【００１６】
請求項８記載の発明である発光装置は、請求項６又は請求項７に記載の発光素子搭載用パッケージにおいて、搭載部に発光素子を搭載し、発光素子を封止材により封止し、又は、前記反射体の開口近傍にレンズを覆設して前記発光素子を密封したことを特徴とするものである。
上記構成の発光装置は、請求項６又は請求項７に記載の発光素子搭載用パッケージを用いたものであり、請求項６又は請求項７に記載の発明と同様の作用に加え、発光素子は基体の搭載部に搭載されて、通電時に光を発光するという作用を有する。
また、封止材又はレンズは、キャビティ内に収容される発光素子を封止又は密封するというという作用を有する。
このため、上記構成の発光装置は、発光素子から発せられる光がキャビティ内で減衰するのを妨げると同時に、発光素子の発光に伴い発光素子の近傍において昇降温が繰り返された場合でも基体と反射体の接合部にクラックが生じたり、これらが変形したり、あるいは基体から反射体が剥離する等の不具合が生じるのを低減するという作用を有する。
【００１７】
請求項９記載の発明である発光装置は、請求項８に記載の発光装置であって、発光素子は、窒化アルミニウムを主成分とすることを特徴とするものである。
上記構成の発光装置は、請求項８記載の発明と同じ作用に加え、発光素子の主成分を窒化アルミニウムとすることで、基体と発光素子を構成する材料の熱膨張係数差が小さくなり、請求項８に記載の発光装置において発光素子の発光に伴う昇降温が繰り返された場合に、基体と発光素子の接合部に、それぞれの熱膨張係数の差に起因する応力の発生を抑制するという作用を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１記載の発明によれば、セラミックス原料中にマグネシアを含有することで、セラミックス原料と、散乱材と、焼結助剤と、有機質バインダーとにより形成されるセラミックス成形体を、一般的なアルミナセラミックスの焼成温度と同じ１５５０〜１６００℃の温度条件下において焼結させることができるという効果を有する。
また、請求項１記載の発明においては、セラミックス原料中に１５５０〜１６００℃の温度条件下において液相を形成する物質を含有しないので、セラミックス原料及び散乱材の粒子同士を固相焼結させることができるという効果を有する。
つまり、請求項１記載のセラミックス焼結体においては、ムライトとアルミナとジルコニアとが焼結時に分子レベルで一様な混合物固体である固溶体を形成するわけではないので、それぞれの粒子の境界に粒界を形成させることができるという効果を有する。
このことはすなわち、請求項１に記載のセラミックス焼結体の内部に、可視光領域の光の反射を生じさせる反射面として、セラミックス原料や散乱材を構成する粒子同士の隙間により形成される固相と気相の境界面、アルミナとムライトの粒界、アルミナとジルコニアの粒界、ムライトとジルコニアの粒界の４種類が存在することを意味しており、請求項１記載のセラミックス焼結体の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。
この結果、請求項１記載のセラミックス焼結体の表面における可視光領域の光の反射率を高めることができるという効果を有する。
また、請求項１に記載の発明は、セラミックス原料中にムライトを含有することで、その熱膨張係数を、アルミナのみで作製したセラミックス焼結体の熱膨張係数よりも小さく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ス焼結体の熱膨張係数を、窒化アルミニウム焼結体の熱膨張係数に近似させることができるという効果を有する。
そして、請求項１に記載のセラミックス焼結体を製造する際に、焼結助剤としてマグネシア、又は、マグネシア及びイットリアを添加することで、セラミックス焼結体を形成する粒子の結晶構造を安定化させ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ス焼結体の機械的強度を高めることができるという効果を有する。
よって、十分な機械的強度を備え、かつ、窒化アルミニウム焼結体の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有し、かつ、表面における可視光領域の光の反射率の高いセラミックス焼結体を提供することができるという効果を有する。
【００１９】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の効果に加え、散乱体をアルミナの総重量に対して１０〜３０wt％の範囲内となるように添加することで、その表面における可視光領域の光の反射率が高められると同時に、窒化アルミニウムの熱膨張係数と近似した熱膨張係数を有するセラミックス焼結体を提供することができるという効果を有する。
【００２０】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明と同様の効果に加え、ムライト及びアルミナの平均粒径を１μｍ以下に設定することで、請求項３記載の発明を１５５０〜１６００℃の温度条件下において、固相焼結させることができるという効果を有する。
一般に、物質を固相焼結させる場合には、その物質の融点の９０％程度の温度にまで上昇させる必要がある。これは、固相焼結では、物質が粒子の内部をその粒子の表面積を小さくするように移動するのであるが、この移動のためのエネルギーとして熱が必要となる。
そして、セラミックス原料の平均粒径を１μｍ以下に設定した場合には、熱を粒子の内部にまで容易に浸透させることができ、比較的低い温度条件下において固相焼結を進行させることができるという効果を有する。
また、特に、セラミックス焼結体の内部に形成される気孔の直径と、入射する光の波長が近似するにつれて気孔の表面、すなわち境界面における光の反射率が高まるのであるが、請求項３記載のセラミックス焼結体においては、セラミックス原料の主成分であるムライト及びアルミナの平均粒径を上述のように設定することで、セラミックス焼結体の内部に形成される気孔を可視光領域の光の反射に適した大きさにすることができるという効果も有する。
この結果、請求項３記載のセラミックス焼結体の表層部における光の拡散反射が促進されて、その表面における可視光領域の光の反射率を高めることができるという効果を有する。
【００２１】
本発明の請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３に記載のそれぞれの発明と同じ効果に加え、散乱体の平均粒径を１μｍ以下とすることで、セラミックス焼結体の内部に散乱体を分散させた場合でも、セラミックス焼結体に十分な機械的強度を付与することができるという効果を有する。
この結果、請求項４記載のセラミックス焼結体の表面における可視光領域の光の反射率が高く、かつ、十分な機械的強度を備えたセラミックス焼結体を提供することができるという効果を有する。
【００２２】
本発明の請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体により構成されるものであり、請求項１乃至請求項４のそれぞれの発明と同様の効果に加え、反射体は光源の外側面を取り囲むことで、光源の外側面方向に放射される光を反射面上において好適に反射させることができるという効果を有する。
この結果、光源から発せられる光の発光効率を高めることができるという効果を有する。
【００２３】
本発明の請求項６記載の発明によれば、請求項５に記載の反射体と同じ効果に加え、窒化アルミニウム焼結体から成る基体に、請求項５に記載の反射体を接合することで、その接合部にそれぞれの熱膨張係数差に起因する応力が発生するのを抑制することができるという効果を有する。
この結果、請求項６記載の発光素子搭載用パッケージにおいて昇降温が繰り返された場合でも、基体から反射体が剥離したり、基体又は反射体に亀裂が生じる等の不具合が発生を防止することができるという効果を有する。
従って、信頼性の高い発光素子搭載用パッケージを提供することができるという効果を有する。
【００２４】
本発明の請求項７記載の発明によれば、基体の上面に形成される搭載部への発光素子の接合と、請求項５に記載の反射体の基体への接合とを同時に行うことができるので、発光素子搭載用パッケージを製造する際の作業工程を、反射体と発光素子とを別々に基体の上面に反接合する場合に比べて簡素にすることができるという効果を有する。
この結果、請求項７に記載の発光素子搭載用パッケージの製造コストを削減することができ、信頼性の高い発光素子搭載用パッケージを安価に提供することができるという効果を有する。
【００２５】
本発明の請求項８記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の発光素子搭載用パッケージを用いたものであり、請求項６又は請求項７に記載の発明と同じ効果に加え、高輝度でかつ高い信頼性を有する発光装置を提供することができるという効果を有する。
【００２６】
本発明の請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の発明と同様の効果に加え、基体と反射体と発光素子を形成する材料の熱膨張係数を近似させることができるという効果を有する。
よって、発光素子の発光に伴い請求項９に記載の発光装置に昇降温が繰り返された場合であっても、基体の上面から反射体や発光素子が剥離したり、これらにクラックが生じたりする恐れを低減することができるという効果を有する。
この結果、請求項８記載の発光装置の信頼性を一層高めることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の最良の実施の形態に係るセラミックス焼結体とそれを用いた発光素子搭載用パッケージの実施例について説明する。
【実施例１】
【００２８】
以下に、本発明の実施例１に係るセラミックス焼結体の内部において可視光領域の光が拡散される仕組みについて図１を参照しながら説明する。（特に請求項１乃至請求項４に対応。）
実施例１に係るセラミックス焼結体は、その内部に散乱体を分散させることでその内部における可視光領域の光の拡散反射が促進されると同時に、その熱膨張係数がアルミナのみで作成されるセラミックス焼結体の熱膨張係数よりも小さくなるよう構成されるものである。
通常、アルミナ又はムライトを焼成すると、半透明色を呈するセラミックス焼結体が形成される。そして、このようなセラミックス焼結体の表面では可視光領域の光の一部は反射されるが、大部分はセラミックス焼結体の内部を透過してしまうため、このようなセラミックス焼結体から成る反射体を発光素子搭載用パッケージに用いた場合には、光源の光が減衰してしまい、発光効率が低下してしまっていた。
そこで、発明者らは鋭意研究の結果、セラミックス焼結体の内部に微細な散乱体１５を拡散させて状態で固相焼結させた場合、散乱体とアルミナ粒子又はムライト粒子の接触面に粒界が生じ、この粒界が可視光領域の光の反射面として作用することで、セラミックス焼結体の内部を透過しようとする可視光領域の光の拡散反射が促進されて、セラミックス焼結体の表面における可視光領域の光の反射率が高まることを見出した。
さらに、発明者らは、上述のような散乱体１５の粒径を可視光領域の光の波長に近づけることで、セラミックス焼結体の表層部における可視光領域の光の拡散反射が一層促進されることをも見出した。
【００２９】
図１は本発明の実施例１に係るセラミックス焼結体の内部において光が散乱する様子を示す概念図である。
図１に示すように、セラミックス焼結体１２の上面１９に可視光領域の光２５が照射されると、光２５の一部はセラミックス焼結体１２の上面１９において反射光２２として反射される一方で、セラミックス焼結体１２の上面１９から入射光２１として内部に侵入し、セラミックス焼結体１２の下面２０において反射されなかった入射光２１は透過光２４としてセラミックス焼結体１２の下面２０から外部に放射されてしまう。
このように、光２５の一部がセラミックス焼結体１２の内部を通過して透過光２４として外部に放射されてしまうことで光２５が減衰するのである。
そこで、実施例１に係るセラミックス焼結体１２においては、ダイヤモンドと同程度の屈折率を有するジルコニアをセラミックス焼結体１２の内部に散乱体１５として分散させておき、この散乱体１５により入射光２１をセラミックス焼結体１２の内部に分散させている。
つまり、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の内部に分散される散乱体１５により入射光２１の散乱が繰り返される過程において、入射光２１の一部を散乱光２３として再びセラミックス焼結体１２の上面１９側に向わせているのである。
この結果、セラミックス焼結体１２の下面２０から外部に放射される透過光２４を少なくすることができるので、セラミックス焼結体１２の上面１９における可視光領域の光２５の反射率を高めることができるという効果を有する。
【００３０】
上述のような実施例１に係るセラミックス焼結体１２は、セラミックス原料と、ジルコニア（ＺｒＯ2）からなる散乱体１５と、焼結助剤とを混合したものに有機質バインダー加えて加圧成形した後、焼成して成るセラミックス焼結体である。また、上述のような実施例１に係るセラミックス焼結体１２を製造するためのセラミックス原料は、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2〜２Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2またはＡｌ6Ｏ13Ｓｉ2）及びアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなり、実施例１に係るセラミックス原料と焼結助剤の総重量を１００wt％とした場合に、アルミナの含有量は５０wt％以下に、焼結助剤の含有量はその０.５wt％以下にそれぞれ設定されている。
さらに、上記アルミナの総重量を１００wt％とした場合に、粉体状の散乱体１５が１０〜３０wt％添加されている。
また、実施例１に係るセラミックス焼結体１２を製造する際に、セラミックス原料に添加する焼結助剤として、マグネシア（ＭｇＯ）、又は、マグネシア及びイットリア（Ｙ2Ｏ3）を、実施例１に係るセラミックス原料と焼結助剤の総重量を１００wt％とした場合に０.５wt％以下添加している。
【００３１】
図２は、本発明の実施例１に係るセラミックス焼結体の内部断面を示す概念図である。
図２に示すように、実施例１に係るセラミックス焼結体１２は、ムライト粒子１３、アルミナ粒子１４、散乱体１５であるジルコニア粒子、及び、これらの３種類の粒子同士の空隙により形成される気孔１６により形成されている。
なお、実施例１に係るセラミックス焼結体１２を製造する際に、セラミックス原料中に混合される焼結助剤は、ムライト粒子１３やアルミナ粒子１４、あるいは、散乱体１５を形成するジルコニア粒子のそれぞれと化合してこれらの結晶構造を安定化させているので、直接的にセラミックス焼結体１２を構成するものではないため、焼結助剤は図２に図示されていない。
【００３２】
一般に、セラミック焼結体の温度が上昇すると、固体部分を形成する物質の結晶構造が変化し、体積変化（熱膨張）が起こる。さらに、このような昇降温が繰り返されるとセラミック焼結体に破壊が生じるのである。
よって、セラミックス焼結体を製造する際には、固体部分を構成する物質の結晶構造を安定化させる目的で、焼結助剤として酸化物を添加することが望ましい。
従って、ムライト粒子１３やアルミナ粒子１４、あるいは、散乱体１５を形成するジルコニア粒子の結晶構造を、上述のような焼結助剤を添加することにより安定化させることで、実施例１に係るセラミックス焼結体１２に昇降温が繰り返された場合に、それぞれの粒子の結晶構造を破壊され難くすることができるという効果を有する。
また、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の製造時に、焼結助剤を、実施例１に係るセラミックス原料と焼結助剤の総重量wt％とした場合に０.５wt％を超えて添加した場合でも、セラミックス焼結体１２の機械的強度や信頼性が大幅に改善される訳ではない。
しかも、焼結助剤を過剰に添加すると、セラミックス焼結体１２が着色されてしまい、可視光領域の光の反射率が低下する恐れもあるので、マグネシア、又は、マグネシア及びイットリアから成る焼結助剤は、実施例１に係るセラミックス原料と焼結助剤の総重量を１００wt％とした場合に０.５wt％以下添加すればよい。
よって、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の製造時に焼結助剤（酸化物）を添加することで、出来上がったセラミックス焼結体１２に昇降温が繰り返された場合であってもその破壊を遅らせることができ、この結果、実施例１に係るセラミックス焼結体の信頼性を高めることができるという効果を有する。
【００３３】
また、図２に示すように、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の内部には、屈折率の異なる２種類の物質が接触する面、すなわち、可視光領域の光の反射面が無数に形成されている。
実施例１に係るセラミックス焼結体１２の内部に形成される反射面は、大きく２種類に分類することが可能であり、一方はセラミックス焼結体１２の固形部分を構成する粒子である、ムライト粒子１３，アルミナ粒子１４，散乱体１５（ジルコニア粒子）とこれらの粒子の空隙に形成される気孔１６との接触面である境界面１７であり、もう一方は、ムライト粒子１３とアルミナ粒子１４、ムライト粒子１３と散乱体１５、アルミナ粒子１４と散乱体１５のそれぞれの接触面である粒界１８である。
すなわち、屈折率の異なる３種類の粒子で実施例１に係るセラミックス焼結体１２を構成することで、セラミックス焼結体を構成する粒子を１種類とした場合に比べて（アルミナのみでセラミックス焼結体を構成した場合に比べて）、反射面として作用する粒界１８の面積を大幅に増大させることができるという効果を有する。
この結果、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の内部における光の拡散反射を促進することができるという効果が発揮される。
【００３４】
一般に、焼成前のセラミックス成形体を成形する際の押圧力が大きいと、セラミックス成形体の内部における粒子同士の空隙が小さくなるか、あるいは、その絶対数が少なくなってしまう。
そして、特に実施例１に係るセラミックス焼結体１２のように散乱体１５を有さない場合には、セラミックス焼結体の内部における可視光領域の光の拡散反射を担うのは主に気孔１６となる。
この場合、セラミックス成形体を形成する際の押圧力が変動すると、出来上がったセラミックス焼結体の表面における可視光領域の光の反射率も変動することになる。
つまり、たとえセラミックス原料や焼結助剤の配合比率を一定に調整したとしても、焼成後のセラミックス焼結体の表面における可視光領域の光の反射率が一定にならないという不具合が生じる可能性があるのである。
これに対して、実施例１に係るセラミックス焼結体１２においては、図２にも示すように、セラミックス焼結体１２の内部において可視光領域の光の反射を主として担うものは粒界１８であるため、セラミックス成形体を形成する際の押圧力が異なった場合であっても、焼成後のセラミックス焼結体１２の表面における可視光領域の光の反射率を変動し難くすることができるという効果を有する。
この結果、実施例１に係るセラミックス焼結体１２を製品にした場合の品質のバラツキを小さくすることができるという効果を有するものである。
【００３５】
また、実施例１に係るセラミックス焼結体１２においては、セラミックス原料をムライト及びアルミナにより構成し、散乱体１５として粉体状のジルコニアを用い、また、焼結助剤としてマグネシアを単体で、あるいは、マグネシア及びイットリアの両方を添加した場合、１５５０〜１６００℃の温度条件下において液相を形成する成分が含まれないので、セラミックス原料を構成する粒子同士を固相焼結させることができるという効果を有する。
一般に、セラミックスの焼成時に液相が生じると、セラミックスの内部に存在する微小な気孔同士が結合して大きな気孔が形成される。そして、このような大きな気孔は、可視光領域の光を容易に透過させてしまうので、結果として、セラミックス焼結体の表面における可視光領域の光の反射率を低下させてしまうという不具合を有していた。
加えて、セラミックス焼結体の内部における大きな気孔は、セラミックス焼結体の機械的強度を大幅に低下させる原因にもなるので、この点からも大きな気孔の存在は望ましくなかった。
従って、実施例１に係るセラミックス焼結体１２においては、上述のような原料により構成することで、焼成時に粒子同士の空隙により形成される微細な気孔同士が結合して大きな気孔が生じるのを防止することができるという効果を有する。
この結果、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の内部に図２に示すような粒界１８を形成させることができると同時に、セラミックス焼結体１２の内部に形成される気孔の大きさのバラツキを小さくすることができるという効果を有する。
従って、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の機械強度を高めることができるという効果を有する。
【００３６】
特に、実施例１に係るセラミックス焼結体１２においては、セラミックス原料を構成するムライト粒子１３及びアルミナ粒子１４の平均粒径を１μｍ以下に設定することで、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の内部断面に形成される気孔１６の大きさを、可視光領域の光の反射に適したものにすることができるという効果を有する。
すなわち、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の内部に形成される気孔１６の大きさを可視光領域の光の波長に近づけることができるという効果を有する。
この結果、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の表層部における光の拡散反射を一層促進することができ、セラミックス焼結体１２の表面における可視光領域の光の反射率を一層高めることができるという効果を有する。
また、実施例１に係るセラミックス焼結体において、セラミックス原料の主成分をムライトとすることで、セラミックス焼結体をアルミナのみで製造した場合に比べてその熱膨張係数を小さくすることができるという効果を有する。
すなわち、実施例１に係るセラミックス焼結体の熱膨張係数を、熱伝導性に優れ、発光素子搭載用基板材料として多用される窒化アルミニウム焼結体の熱膨張係数に近似させることができるという効果を有する。
【００３７】
また、通常、アルミナセラミックスの焼成温度は１５５０〜１６００℃であるが、実施例１に係るセラミックス焼結体１２のセラミックス原料中に特にマグネシアを添加することで、セラミックス焼結体１２の焼成温度をアルミナセラミックスの焼成温度とほぼ同じ温度領域することができるという効果を有する。
よって、実施例１に係るセラミックス焼結体１２は、一般的なアルミナセラミックスと同じ温度条件下において焼成させることができるので、実施例１に係るセラミックス焼結体１２を製造する際に特殊な設備を設ける必要がない。
このため、セラミックス焼結体１２を用いて発光素子搭載用パッケージ２を作製した場合であっても、製造コストの増加を抑制することができるという効果を有する。
【００３８】
そして、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の製造時に添加する散乱体１５の様態を粒子状（粉体状）とすることで、焼結前のセラミックス成形体の内部に万遍なく散乱体１５を分散させることができるという効果を有する。
なお、ジルコニアはダイヤモンドと同程度の屈折率を有するので、ムライト粒子１３やアルミナ粒子１４に比べて、可視光領域の光の散乱を促進することができるという効果を有する。よって、実施例１に係るセラミックス焼結体１２の表面における可視光領域の光の反射率を高めることができるという効果を有する。
さらに、実施例１に係るセラミックス焼結体１２において、散乱体１５の平均粒径は、１μｍ以下であることが望ましい。
一般に、セラミックス成形体を焼成して成るセラミックス焼結体は、セラミックス原料の平均粒径が小さくなるほどその内部における粒子同士の結合構造が緻密になり、その機械的強度が高められる。
このため、実施例１に係るセラミックス焼結体１２は、その製造時にセラミックス原料に添加される散乱体１５の平均粒径を１μｍ以下とすることで、散乱体１５をセラミックス焼結体１２の内部に分散させた場合であっても、セラミックス焼結体１２に十分な機械的強度を付与することができるという効果を有する。
【００３９】
ここで、実施例１に係るセラミックス焼結体の製造工程について図３を参照しながら説明する。
図３は実施例１に係るセラミックス焼結体の製造工程を示すフローチャートである。
実施例１に係るセラミックス焼結体１２を製造するには、まず、セラミックス原料であるアルミナ及びムライトと、焼結助剤であるマグネシア、あるいは、マグネシア及びイットリアに、散乱体１５であるジルコニアとが上述のような割合となるようそれぞれを正確に計量（ステップＳ１）する。
この後、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セラミックス原料、焼結助剤、散乱体１５からなる混合体が所望の平均粒径になるまで粉砕混合し（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、溶剤としてキシレン、トルエン、ブタノール等をそれぞれ単体で、あるいはこれらのうちの２種類又は３種類を混合して添加して（ステップＳ３）スラリー状物質を形成させる（ステップＳ３）。
なお、図３においては、原料の調合工程（ステップＳ１）において散乱体１５を添加する場合を例に挙げて説明しているが、その後の粉砕及び混合工程（ステップＳ２）において必要以上に散乱体１５が粉砕されてしまう恐れがある場合には、粉砕及び混合工程（ステップＳ２）の後に予め所望の平均粒径に調整した散乱体１５を添加してもよい。
【００４０】
続いて、ステップＳ３においてそれぞれの粒子の平均粒径が所定の範囲内となるよう調整されたスラリー状物質を、噴霧乾燥機を用いて顆粒状粉末にし（ステップＳ４）、その後、たとえば、プレス成形法により所望の形状に成形する（ステップＳ５）。
なお、このような実施例１に係るセラミックス成形体を作製する方法としては、上述のようなプレス成形法以外に、たとえば、常法として公知の、押し出し成形法、射出成形法、ドクターブレード法、冷間静水圧法等を制限なく採用することが可能である。
最後に、上述のような工程を経て作製したセラミックス成形体を、酸化（Ｏ２）雰囲気中において、１５５０〜１６００℃の温度条件下で焼成すればよい（ステップＳ６）。
【００４１】
次に、本発明の実施例２に係る反射体について図４を参照しながら詳細に説明する。（特に、請求項５に対応。）
図４は本発明の実施例２に係る反射体の概念図である。
図４に示すように、実施例２に係る反射体１は、上記のような実施例１に係るセラミックス焼結体を環状に形成したものである。
なお、本願でいう「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。
そして、実施例２に係る反射体１は、上述の実施例１に係るセラミックス焼結体と同様の効果を有するものである。
つまり、実施例２に係る反射体１によれば、アルミナのみから製造されたセラミックス焼結体に比べて熱膨張係数が小さく、しかも、反射面１ａにおける可視光領域の光の反射率が高い反射体を提供することができるという効果を有する。
【００４２】
本発明の実施例３に係る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ついて図５を参照しながら詳細に説明する。（特に、請求項６乃至請求項９に対応。）
図５は本発明の実施例３に係る発光素子搭載用パッケージ及びそれを用いた発光装置の一例を示す断面図である。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。
図５に示すように、実施例３に係る発光素子搭載用パッケージ２は、例えば、窒化アルミニウム焼結体から成る基体４上に発光素子を搭載するための搭載部６が少なくとも１つ設けられ、この搭載部６を囲うように上記実施例２に係る反射体１が接合材５を介して基体４上に接合されたものである。
【００４３】
特に、実施例３に係る発光素子搭載用パッケージ２においては、実施例１に係るセラミックス焼結体からなる反射体１を、基体４の上面に予め塗布された接合材５上に載置した後、これらを還元雰囲気中（Ｎ２雰囲気中）において約１０００℃にまで加熱し、接合材５を焼成して基体４上に反射体１を接合しても良い。
この場合、酸化雰囲気中（Ｏ２雰囲気中）において反射体１を構成するセラミックス焼結体を焼成した時点では、反射体１は黄みを帯びた色合いを有しているのであるが、その後、基体４に反射体１を接合する際に、還元雰囲気中において実施例１に係るセラミックス焼結体から成る反射体１を再度加熱すると、反射体１が白色化し、可視光領域の光の反射率が高められた反射体１にすることができるのである。
しかも、基体４の上面に１を接合する方法として、還元雰囲気中において加熱する方法を採用した場合、反射体１の接合と同時に発光素子１０も併せて基体４上に接合することができるという効果を有する。
従って、基体４の上面に反射体１と発光素子１０を別々に接合する場合に比べて、実施例３に係る発光装置３の製造工程を簡略化することができるという効果を有する。
この結果、実施例３に係る発光装置３の製造コストを低減することができ、高品質で安価な発光装置３を提供することができるという効果を有する。
【００４４】
また、実施例３に係る発光素子搭載用パッケージ２においては、特に、反射体１を製造する際に、セラミックス原料及び焼結助剤の総重量に対してムライトを５９.５wt％添加し、アルミナを４０wt％添加し、焼結助剤としてマグネシアを０.５wt％添加し、さらに、散乱体１５として粉体状のジルコニアをアルミナの総重量に対して５〜２２wt％添加してなる混合体に、有機質バインダーを加えて噴霧乾燥した粒状体を、面圧１６００kgf／cm2の押圧力を加えてプレス成形してセラミックス成形体を作製し、このセラミックス成形体を酸化雰囲気中において１５８０℃の温度条件下で焼成した場合、反射体１の熱膨張係数を窒化アルミニウム焼結体の熱膨張係数と近似させることができるという効果を有する。
なお、セラミックス原料の配合割合を上述のようにした場合で、かつ、特に散乱体１５の添加量をアルミナの総重量に対して２２wt％とした場合には、ＢａＳＯ4を塗布した球体の表面における光の反射率を１００％とした場合に、セラミックス焼結体１２の表面における可視光領域の光の反射率を８０％程度にすることができるという効果を有する。
この結果、実施例３に係る発光素子搭載用パッケージ２においては、上記工程により製造されたセラミックス焼結体からなる反射体１の熱膨張係数と、基体４を構成する窒化アルミニウム焼結体の熱膨張係数が近似し、発光素子搭載用パッケージ２において昇降温が繰り返された場合でも、反射体１と基体４の接合部に熱膨張係数差に起因する応力が発生するのを抑制することができるという効果を有する。
よって、実施例３に係る発光素子搭載用パッケージ２に、昇降温が繰り返された場合であっても、反射体１が基体４から剥離したり、反射体１の接合面１ｂや基体４の上面にクラックが生じたりする恐れを低減することができるという効果を有する。
従って、実施例３に係る発光素子搭載用パッケージ２の信頼性を高めることができるという効果を有する。
しかも、このような反射体１は、その表面において可視光領域の光を効率良く反射させることができるので、実施例３に係る発光素子搭載用パッケージ２を発光装置として用いた場合に、高い発光効率を有する発光装置を提供することができるという効果を有する。
【００４５】
さらに、実施例３に係る発光装置３は、図５に示すように上記発光素子搭載用パッケージ２の搭載部６上に、接合材８及び接合用バンプ９を介して発光素子１０が搭載され、さらに、基体４の上面及び反射体１の反射面１ａ（内側面）により形成されるキャビティ７に封止材１１が反射体１の開口１ｃまで充填されて発光素子１０が封止されたものである。
なお、図５に示す実施例３に係る発光装置３においては、発光素子搭載用パッケージ２の搭載部６に、フリップチップ方式により発光素子１０を搭載した場合を例に挙げて説明しているが、この他にも発光素子１０はワイヤーボンディング方式により搭載部６に搭載されても良い。
また、実施例３に係る発光装置３は、キャビティ７を封止材１１により封止する代わりに反射体１の開口１ｃ近傍に図示しないレンズを覆設してキャビティ７内の発光素子１０を密封してもよい。
このような実施例３に係る発光装置３によれば、上述の発光素子搭載用パッケージ２と同様の効果を有する。
さらに、発光素子１０から発せられる光は反射体１の反射面１ａにおいて好適に反射されるので、高輝度でしかも高い信頼性を有する発光装置３を提供することができるという効果を有する。
【００４６】
特に、上述のような発光装置３において、発光素子１０の主成分を窒化アルミニウムとした場合には、反射体１と基体４と発光素子１０を構成するそれぞれの材料の熱膨張係数を互いに近似させることができるという効果を有する。
この結果、発光素子１０の発光に伴い、発光装置３において昇降温が繰り返された場合でも、発光素子１０と基体４の接合部に、これらを構成する材料の熱膨張係数差に起因する応力が発生するのを抑制することができる。
よって、基体４から発光素子１０が剥離したり、あるいは、基体４又は発光素子１０にクラックが生じる等の不具合が生じるのを大幅に遅らせることができるという効果を有する。
従って、実施例３に係る発光装置３によれば、基体４と反射体１の接合部の信頼性に加え、基体４と発光素子１０の接合部における信頼性をも高めることができるという効果を有する。すなわち、実施例３に係る発光装置３によれば、高い発光効率と高い信頼性を有する発光装置を提供することができるという効果を有するのである。
【００４７】
最後に、実施例１に係るセラミックス焼結体の試作品の表面における可視光領域の光の反射率について図６を参照しながら詳細に説明する。
図６は本発明の実施例１に係るセラミックス焼結体の表面における可視光領域の光の反射率の測定結果を示すグラフである。
なお、実施例１に係るセラミックス焼結体１２である試料Ａ〜Ｄは、セラミックス原料及び焼結助剤の総重量に対してムライトを５９.５wt％添加し、アルミナを４０wt％添加し、焼結助剤としてマグネシアを０.５wt％添加し、さらに、試料Ａ及び試料Ｂにはアルミナの総重量を１００wt％とした場合に散乱体１５として粉体状のジルコニアを２２wt％添加し、また、試料Ｃ及び試料Ｄにはアルミナの総重量を１００wt％とした場合に散乱体１５として粉体状のジルコニアを２２wt％添加してなる混合体に、有機質バインダーを加えて噴霧乾燥した粒状体を、面圧１６００kgf／cm2の押圧力を加えてプレス成形してセラミックス成形体を作製し、このセラミックス成形体を酸化雰囲気中において１５８０℃の温度条件下で焼成したものである。
なお、試料Ａ〜Ｄを構成するセラミック原料及び散乱体の平均粒径はいずれも１μｍとした。
さらに、特に試料Ｂ及び試料Ｄについては、酸化雰囲気中において焼成した後、十分に冷却してから、１０６０℃の還元雰囲気中（Ｎ２雰囲気中）において６０分間加熱処理を行った。
また、試料Ａ〜Ｄの比較対象として、セラミック原料としてアルミナのみを用い、散乱体１５を一切添加することなしに１６００℃の温度条件下で加熱処理したアルミナテープの表面における可視光領域の光の反射率についても測定し、その結果も図６のグラフに示した。
なお、可視光領域の光の反射率の測定にはコニカミノルタ社製分光測色計（型番：ＣＭ−３６３０）を用い、ＢａＳＯ4を塗布した球体の表面における光の反射率を１００％とした。
【００４８】
図６に示す実験結果によれば、実施例１に係るセラミックス焼結体１２においては、アルミナの総重量を１００wt％とした場合に散乱体１５であるジルコニア粉末を５wt％以上添加することで、可視光領域の光の反射率をアルミナのみからアルミナテープと同程度以上にすることができる。
また、セラミックス焼結体１２を作製する際のジルコニアの添加量を増加させることで、５００nm以上の波長を有する光の反射率を高めることができる。
さらに、酸化雰囲気中において焼成後、還元雰囲気中において加熱処理を行うことで、５００nm以下の波長を有する光の反射率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したように、本発明はその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で表面における可視光領域の光の反射率を高めることができると同時に、アルミナのみから製造されたセラミックス焼結体の熱膨張係数値よりも小さい熱膨張係数値を有し、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ものであり、照明装置に関する分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１に係るセラミックス焼結体の内部において光が散乱する様子を示す概念図。
【図２】本発明の実施例１に係るセラミックス焼結体の内部断面を示す概念図である。
【図３】実施例１に係るセラミックス焼結体の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２に係る反射体の概念図である。
【図５】本発明の実施例３に係る発光素子搭載用パッケージ及びそれを用いた発光装置の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例１に係るセラミックス焼結体の表面における光の反射率の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１…反射体  １ａ…反射面  １ｂ…接合面  １ｃ…開口  ２…発光素子搭載用パッケージ  ３…発光装置  ４…基体  ５…接合材  ６…搭載部  ７…キャビティ  ８…接合材  ９…接合用バンプ  １０…発光素子  １１…封止材  １２…セラミックス焼結体  １３…ムライト粒子  １４…アルミナ粒子  １５…散乱体（ジルコニア粒子）  １６…気孔  １７…境界面（反射面）  １８…粒界（反射面）  １９…上面  ２０…下面  ２１…入射光  ２２…反射光  ２３…散乱光  ２４…透過光  ２５…光
【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】
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【図６】
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