JP2005035864A - 発光素子搭載用基板 - Google Patents

発光素子搭載用基板 Download PDF

Info

Publication number
JP2005035864A
JP2005035864A JP2003345536A JP2003345536A JP2005035864A JP 2005035864 A JP2005035864 A JP 2005035864A JP 2003345536 A JP2003345536 A JP 2003345536A JP 2003345536 A JP2003345536 A JP 2003345536A JP 2005035864 A JP2005035864 A JP 2005035864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
emitting element
sintered body
substrate
aluminum nitride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003345536A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005035864A5 (ja
Inventor
Kenichiro Miyahara
健一郎 宮原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2003345536A priority Critical patent/JP2005035864A/ja
Priority to KR1020057024140A priority patent/KR20060031629A/ko
Priority to PCT/JP2004/000033 priority patent/WO2005004246A1/ja
Publication of JP2005035864A publication Critical patent/JP2005035864A/ja
Publication of JP2005035864A5 publication Critical patent/JP2005035864A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16135—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/49105—Connecting at different heights
    • H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/07802—Adhesive characteristics other than chemical not being an ohmic electrical conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/1517—Multilayer substrate
    • H01L2924/15172—Fan-out arrangement of the internal vias
    • H01L2924/15174—Fan-out arrangement of the internal vias in different layers of the multilayer substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/1615—Shape
    • H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding

Abstract

【課題】 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、発光素子からの発光を基板外部へ効率よく放出し、かつ基板外部へ放出される発光の方向を制御できる基板を提供する。
【解決手段】 発光素子搭載用基板として光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、あるいは反射防止部材、あるいは反射部材を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで基板に搭載した発光素子からの発光を基板外部へ効率よく放出し、かつ基板外部へ放出される発光の方向を制御できる。また、この基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの発光は散乱光となり易いので穏やかで人間の目に優しい光源となり易る。
【選択図】 なし

Description

本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板に関する。
近年、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、これら主成分にＭｇなどの成分をドーピングしてＰ型半導体化したもの及びＳｉなどの成分をドーピングしてＮ型半導体化したIII−Ｖ族窒化物半導体薄膜層及び量子井戸構造を有する発光層の少なくとも３層以上からなるIII−Ｖ族窒化物単結晶薄膜をサファイアあるいは炭化珪素単結晶などの基板にエピタキシャル成長させ緑色、緑青色、青色、青紫色など３８０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の比較的波長の短い領域の可視光（レーザー光も含まれる）、あるいは波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外光（レーザー光も含まれる）を発光する素子が開発されて来ている。上記の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし少なくともＰ型半導体層、Ｎ型半導体層、及び発光層３層以上からなるIII−Ｖ族窒化物半導体発光素子（以下本発明において特に断らない限り単に“発光素子”という）は信号機、液晶用バックライト、白熱電球や蛍光灯に代わる一般照明用などの光源や、光ディスク装置のレーザー光源などに使用されている。用途によって発光素子からの光をそのまま使用するか、蛍光体を用いて青色と黄色などの補色作用により白色光に変換して用いられる。該発光素子は通常上記各窒化物あるいは各窒化物混晶のＰ型半導体及びＮ型半導体と発光層とから形成された二端子素子（ダイオード）構造で直流電力を印加することで駆動する。
従来、該発光素子は発光素子からの光をできるだけ吸収することなく効率よく外部へ放出させるために反射機能を有する金属リード、金属基板、白色セラミック基板などに搭載しエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透明樹脂で周囲を封止した状態で用いられる。また、最近発光素子をこのような封止材料中に埋設せず気密封止状態で収納されたものも提案されている。
近年、該発光素子を高出力レーザーの光源として用いたり、電球や蛍光灯などに代わる一般照明の光源として用いるなど発光素子の高出力化が始まっている。発光素子をこのような用途特に一般照明用光源に用いようとするとき発光素子搭載用基板としてはあらゆる方向へ放出される発光素子からの発光をできるだけ損失することなく効率よく基板外部へ放出し易く、発光素子からの発熱を基板外部に逃がし易く、高出力化に伴う大型素子の搭載が可能で、さらに発光素子の駆動に伴い急熱急冷されても発光素子と基板との接合性が維持され、基板内部に多層配線を設けるなどコンパクトな回路設計が可能なもの、などであることが望ましい。従来発光素子を搭載するための基板としては発光素子からの発光をできるだけ損なわず効率よく外部に放出するために工夫された基板が用いられている。例えば特許第３０６５２５８号においては収納部が形成されている銅などの金属製リードや樹脂製基板に発光素子を搭載して発光させあらかじめ形成されている反射部によって収納部から放出される発光を効率よく外部に放出している。また、例えば特許第３２５６９５１号においては、発光素子からの発光を反射する白色セラミック、あるいはアルマイトなどの薄膜状絶縁性皮膜を被覆したアルミニウム基板が発光素子搭載用基板として提案され、用いられている。このような従来からの基板材料は発光素子からの発光を特定の方向に集光性を高めることで効率よく発光素子からの発光を外部に放出できる。従来からの発光素子搭載用基板は液晶のバックライト用など特定の方向に発光素子からの発光を放出する場合などは効果が高い。しかしながら、一般照明などのように電球や蛍光灯などに代わる光源として発光素子を用いる場合など、該発光素子からの発光をあらゆる方向の空間に効率よく放出することが求められる。このような場合は従来からの発光素子搭載用基板は適当といえない。さらに、例えば上記アルマイトで被覆したアルミニウムの場合アルミニウムは熱膨張率が発光素子の主成分である窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムと異なっており高出力化に伴う発光素子の急熱急冷時の応力に耐えがたく、大型発光素子の搭載が難しい。またアルマイト被覆したアルミニウムを用いた基板の場合、該基板の上に形成される電気配線は基板との接着力が小さく剥離し易いので接着剤などによる発光素子の取り付けを配線上に行うことができにくいという欠点があり、さらに基板内部には電気配線が形成できないため表面のアルマイト被覆部分にしか電気配線を這わせなければならず基板設計に制約が生じたり基板の小型化ができにくい、などの欠点があった。
上記のように高出力発光素子を搭載するための基板として外部への光放出性、放出光の方向制御性、放熱性、小型化回路設計性、大型発光素子の搭載性、発光素子と基板との接合信頼性などを同時に満足できるものがいまだに得られておらず、特に今後大きく発展するであろう一般照明用光源や高出力レーザー用光源を実現していくためには従来からの基板にない優れた特性の基板の開発が求められていた。
本発明は上記に示したような課題を解決するためになされたものである。本発明者は発光素子を搭載するための基板として放熱性や電気絶縁性に優れ、発光素子を駆動させるための電気回路をコンパクトに設計し易く、大型の発光素子を搭載でき、さらに発光素子と基板との接合信頼性を高めるべく各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板を検討してきた。その結果、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が高い熱伝導率を有し、熱膨張率が発光素子と近く、さらに良好な光透過性のものが得られ、発光素子搭載用基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の該光透過性を利用することにより発光素子が搭載されている基板面側だけでなくその反対の基板面側にも該発光素子からの発光が基板を透過することで基板外部に効率よく放出されることを見出した。また、発光素子が搭載あるいは収納されている基板の面と反対側の面を含めて発光素子からの発光を基板周囲空間の任意の方向に対して放出することが可能であり、発光素子からの発光の方向も制御可能な窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板が得られることも見出した。さらに、反射防止部材あるいは反射部材を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いた場合搭載された発光素子からの発光を基板外部の特定の方向へ放出し得ることを見出した。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いた場合発光素子からの発熱を基板外部に逃がし易く、発光素子駆動用の電気回路を多層メタライズや薄膜メタライズなどを用いてコンパクトに設計し易い、などの特徴を有している。本発明者は上記のように発光素子搭載用基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いたものを特願２００２−３２００４８、あるいは特願２００３−１８６３７３などで提案してきた。
今回、発光素子搭載用基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体だけでなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体以外の各種セラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いたものであっても窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合と同様な効果が得られることが判明し本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は反射防止部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は反射部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、該基板が原料として酸化アルミニウムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたもののうちから選ばれたいずれかをそれぞれ単独かあるいは酸化アルミニウムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたものを混合したものか少なくともいずれかを用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板の製造方法、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、該基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上焼成することにより得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板の製造方法、である。
本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることにより発光素子からの発光を基板の任意の方向に強く放出することが可能となる。
発光素子搭載用基板として光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、あるいは反射防止部材、反射部材を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで基板に搭載した発光素子からの発光を基板外部へ効率よく放出し、かつ基板外部へ放出される発光の方向を制御できる。さらに、この基板は光透過性の多結晶体からなるため基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの発光は散乱光となり易いので透明なガラスや樹脂などを直線的に透過した目を突き刺すような輝きを持った光と異なり穏やかで人間の目に優しい光となり易いという特徴を有する。
この基板は焼結体であるため簡便かつ安価であり広範囲な用途に応用でき産業に与える影響は大きい。
本発明による発光素子搭載用基板は光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる。本発明は発光素子からの発光を従来からの反射機能だけによらずセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過性を利用して効率的に基板外部へ放出できるようにした点に特徴がある。光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることで、発光素子からの発光を発光素子を中心とする空間のあらゆる方向に効率的に放出することが可能となった。すなわち、発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基板面側だけでなく該発光素子が搭載された面とは反対の基板面側にも該発光素子からの発光を基板外部に効率的に放出できる。また、反射防止部材を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることにより発光素子搭載用基板に光反射防止機能を付与すれば発光素子からの発光を該発光素子が搭載された面とは反対の基板面側からより強く外部に放出可能となる。また、反射部材を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることにより発光素子搭載用基板に光反射機能を付与すれば発光素子からの発光を特定の方向に強く放出させることも可能となる。言い換えれば、本発明の効果は大きな損失を伴うことなく発光素子周囲のあらゆる空間方向に対して該発光素子からの発光の強さを比較的容易に制御できる点にもある。すなわち、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用い、さらに該発光素子搭載用基板に光反射防止機能あるいは光反射機能を付加することで大きな損失を伴うことなく発光素子周囲のあらゆる空間方向に対して放出される該発光素子からの発光の強さを比較的容易に制御できる。
本発明において、セラミック材料を主成分とする焼結体とは窒化物、酸化物、炭化物、硼化物、珪化物、などの無機化合物を主成分とする焼結体のことであり、金属や合金あるいは樹脂などを主成分とする焼結体ではない。本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体は通常上記無機化合物を主成分とする微粒子を主体とする構造を有する。また本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体には通常上記無機化合物を主成分とする微粒子以外に粒界相などを含む構造のものも用いられる。本発明に用いるセラミック材料を主成分とする焼結体は通常の方法により容易に作製できる。すなわち窒化物、酸化物、炭化物、硼化物、珪化物、などの無機化合物を主成分とする微粉末を粉末成形体となしその後焼成して焼き固めて製造される。
本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体の例として、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化チタン（ＴｉＮ）などの窒化物、酸化アルミニウム（Ａｌ３Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：チタンとジルコニウムをモル数１：１の割合で含む複合酸化物）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの希土類酸化物、酸化トリウム（ＴｈＯ２）、各種フェライト（Ｆｅ３Ｏ４あるいはＭｎＦｅ２Ｏ４など一般式ＡＦｅ２Ｏ４であらわされる複合酸化物：ただし、Ａは２価の金属元素）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）などの酸化物、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化硼素（Ｂ４Ｃ）、炭化タングステン（ＷＣ）などの炭化物、硼化チタン（ＴｉＢ２）、硼化ジルコニウム（ＺｒＢ２）、硼化ランタン（ＬａＢ６）などの硼化物、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、珪化タングステン（ＷＳｉ２）などの珪化物、などの無機化合物を主成分とする焼結体があり、その他にも結晶化ガラスを主成分とする焼結体が含まれる。
なお結晶化ガラスとは例えば硼珪酸ガラス（通常ＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３を主成分とし、その他にＡｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯ、ＰｂＯなどの成分を含む）などのガラス母体（ガラスマトリックス）中にコージエライト、アノールサイト（灰長石）、コランダム（Ａｌ２Ｏ３）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）、珪酸マグネシウム（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）などの結晶成分が存在している構造を有しているものである。結晶化ガラスは通常ガラス粉末に適宜アルミナ粉末、シリカ粉末、マグネシア粉末、炭酸カルシウム粉末、炭酸バリウム粉末、酸化硼素粉末、酸化鉛粉末などを加え、さらに要すればＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏなどの成分を加えて混合し、一軸プレス法やシート成形法などで粉末成形体となし、その後焼成して上記粉末成形体を焼き固める方法により作製される。製造の際上記ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏなどの成分を適宜加えたものを焼成すれば結晶化が促進される場合が多い。その他に結晶化ガラスは溶融して成形したガラス成形体を熱処理し、該ガラス成形体中に結晶を析出させる方法などによっても作製し得る。
このように本発明において発光素子搭載用基板としては単にセラミック材料を主成分とする焼結体を用いるだけでは十分な効果が得られない。前記のようにセラミック材料を主成分とする焼結体としては光透過性のものを用いることが重要である。本発明において上記のような光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基板面側だけでなく該発光素子が搭載された面とは反対の基板面側にも該発光素子からの発光を基板外部に効率的に放出できる。このような効果は通常光透過率１％以上の光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体で得られる。また上記光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体において光透過率が５％以上でより大きな効果が得られるようになる。また上記光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体において光透過率が１０％以上で効果が明確に認められるようになる。本発明において光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体とは上記のように通常１％以上の光透過率を有するものである。
本発明における光透過性とは少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対しての透過性を意味する。本発明において特に断らない限り「可視光」とは波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光である。また、「紫外光」とは波長３８０ｎｍ以下の光のことである。本発明において特に断らない限り「可視光透過率」とは波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する透過率である。また、「紫外光透過率」とは波長３８０ｎｍ以下の光に対する透過率のことである。
本発明において特に断らない限り上記波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対しての光透過率は、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光を代表して波長６０５ｎｍの単色光を用いて測定されたものである。その形状は直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍのセラミック材料を主成分とする焼結体を試料として測定されたものである。通常分光光度計などを用いて所定の波長の光を上記発光素子搭載用基板試料に当て、入射した光の強度と透過した光の強度を測定しその比を百分率で表わしたものである。また本発明における光透過率は上記測定用試料を積分球の窓を覆うようにセットして全透過光を集めこの全透過光と入射光との強度比を百分率で表したものである。
本発明において発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体としての光透過率の測定は通常上記のように直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの形状の試料により波長６０５ｎｍの単色光を用いて測定されたものである。しかしながら光透過率を測定する試料の形状、大きさは特に上記に示したものでなくてもよく任意のものを用いることができる。例えば直径１ｍｍ厚み０．５ｍｍ程度の小さな形状のものであっても容易に測定することができる。又光透過率の測定装置も分光光度計を用いる方法だけに限らず適宜任意の方法を用いることができる。
ガラスなどの透明体の光透過率は通常直線透過率として求められるが、一般に窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などのセラミック材料の光透過率は入射光が焼結体内部で散乱され直線的に透過されず、散乱された状態であらゆる方向へ透過される。したがって透過光の強度はこのような方向性のない散乱光をすべて集めたものとなる。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率はこのような全透過率として測定されたものであり、ガラスなどの透明体の直線透過率とは異なる。
光透過率は試料の厚みによって変化し本発明による上記セラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用の基板などとして実際に用いる場合該基板の厚みを薄くして光透過率を高めることは例えば発光素子の発光効率を高める上で有効である。通常発光素子搭載用の基板などとしては厚み０．０１ｍｍ以上のものを用いることが取り扱い上の強度の点からは好ましい。又厚みが厚くなると光透過率が低下し易いので通常発光素子搭載用の基板などとしては厚み８．０ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。本発明において上記セラミック材料を主成分とする焼結体はその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲において実際に使用される状態の発光素子搭載用基板などが光透過性を有していれば有効である。すなわち、上記セラミック材料を主成分とする焼結体はその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲あるいはそれ以外であっても実際に使用される状態での光透過率が少なくとも１％以上であればよいのであって、例えば発光素子作製用の基板として実際に厚み０．１ｍｍあるいは２．０ｍｍなど厚みが必ずしも０．５ｍｍではないものであっても光透過性を有し光透過率が少なくとも１％以上であれば作製される発光素子の発光効率は向上し易い。
したがって本発明による上記セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率は該焼結体の厚みには無関係であり、実際該焼結体が用いられている状態での光透過性が重要であり実際該焼結体が用いられている状態での光透過率を意味する。
基板厚みが実使用状態で０．５ｍｍより薄い場合あるいは０．５ｍｍより厚い場合は基板厚み０．５ｍｍのとき測定した光透過率と異なり、光透過率は０．５ｍｍより薄い場合は０．５ｍｍのとき測定したより高くなり易く０．５ｍｍより厚い場合は０．５ｍｍのとき測定した光透過率より低くなり易い。本発明においては発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基板面側だけでなく該発光素子が搭載された基板面と反対側の方向にも放出し易くするために上記実際に使用される状態で光透過率が１％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることが好ましい。
本発明による発光素子搭載用基板に搭載される発光素子は前記のように２００ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲といった紫外光領域から可視光の比較的波長の短い領域の光を発光する。このような発光素子を照明用光源に使用する場合、例えば該発光素子の発光波長より長い波長領域の励起スペクトルを有するＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）などを主成分とする蛍光体を併用することで該蛍光体と該発光素子との補色関係により人間の目には連続スペクトルの白色光として感じるようになる。本願発明者が波長６０５ｎｍの光を透過率測定用の光として選定した理由の１つは該白色光の波長がおよそ４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲にあり波長６０５ｎｍの光はその中心付近にあるためである。また本発明において、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体は通常波長２００ｎｍ以上の光に対して透過性を示す場合が多い。すなわち、波長２００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲の光に対して透過性を示し始め、波長２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の光に対して急激に透過性が上昇し紫外光から可視光領域にかけての境界領域にある波長３５０ｎｍ〜４００ｎｍ以上の光に対してはほぼ一定の光透過率を有する傾向がある。本願発明者が波長６０５ｎｍの光を光透過率測定用の波長として選定した理由の１つは光透過率が可視光領域の波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲でほぼ一定となり波長６０５ｎｍの光はその中心付近にあるためでもある。
このように光透過率として波長６０５ｎｍ以外の光あるいは連続スペクトルにおける測定値を用いなくても波長６０５ｎｍの光に対する光透過率を用いれば本発明による光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の発光素子搭載用基板としての良否を代表して判別し得る。
本発明による発光素子搭載用基板においてセラミック材料を主成分とする焼結体は少なくとも発光素子を搭載するための支持体あるいは収納容器としての機能も有し、該発光素子搭載用基板の形状として単なる板状だけでなく必要に応じて発光素子を搭載するためのへこみ空間（キャビティー）や台座などの構造を有し、また発光素子搭載部分には必要に応じて同時焼成によるメタライズ、厚膜焼付けによるメタライズあるいは薄膜メタライズなどのメタライズを施し、ろう材（Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ合金、Ａｕ−Ｓｉ系合金、Ａｕ−Ｓｎ系合金、Ａｕ−Ｇｅ系合金、Ｓｎ含有合金、Ｉｎ含有合金、金属Ｓｎ、金属Ｉｎ、Ｐｂフリーはんだなどの低融点ろう材、あるいは銀ろうなどの高融点ろう材、などを含む）、低融点ガラス、その他エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの有機樹脂を主成分とする導電性接着剤あるいは電気絶縁性接着剤あるいは高熱伝導性接着剤などの接続材料を用いてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に発光素子が固定され搭載される。上記セラミック材料を主成分とする焼結体の発光素子搭載部分に形成されるメタライズは必要に応じて発光素子と電気的に接続して該発光素子に電気信号や電力を供給するための電気回路としての役目も果たす。
本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも1種以上を主成分とする発光素子とは熱膨張率が近いので、該発光素子を基板に固定し搭載する際の加熱冷却時や発光素子自体が駆動している際に生じる加熱冷却などにおいても固定部分における応力発生が少ないので上記例示した接続材料以外のどのような接続材料であっても使用し得る。なお、上記接続材料のうち導電性接着剤あるいは電気絶縁性接着剤などの接着剤を用いて発光素子をセラミック材料を主成分とする焼結体に固定する場合は該セラミック材料を主成分とする焼結体は発光素子搭載部分に必ずしもメタライズが施されたものでなくてもよい。
また上記セラミック材料を主成分とする焼結体は必要に応じて発光素子を駆動させるための同時焼成などによる多層化メタライズや厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどの電気回路、さらに導通ビアを具備する。
上記窪み空間を有する発光素子搭載用基板において、窪み空間を形成する方法として一体化したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて窪み空間を形成する方法、平板状の基体に枠体を接合することで窪み空間を形成する方法がある。本発明において上記窪み空間を有する発光素子搭載用基板としては、一体化したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて窪み空間を形成したもの、あるいは平板状の基体に他の材料例えば透明樹脂あるいはガラスからなる枠体を接合して窪み空間を形成したもの、という構成のものが好ましい。前記構成により本発明による発光素子搭載用基板はより発光素子からの発光を外部に放出し易くなるばかりでなく放熱性が高まり、電気回路がよりコンパクトに設計でき、大型の発光素子が搭載できる。上記平板状の基体に枠体を接合することで窪み空間が形成された発光素子搭載用基板において発光素子は通常上記平板状の基体に搭載される。本発明において上記窪み空間を有する発光素子搭載用基板において、平板状の基体と枠体との接合により窪み空間が形成されたものでは平板状の基体及び枠体のうちいずれか一方がセラミック材料を主成分とする焼結体からなるか、あるいは平板状の基体及び枠体いずれもセラミック材料を主成分とする焼結体からなる。上記平板状の基体あるいは枠体には必要に応じて発光素子を駆動させるための多層化メタライズや厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどの電気回路、さらに導通ビアが具備される。
上記平板状の基体あるいは枠体の材料としてセラミック材料を主成分とする焼結体以外では、例えば各種金属、各種樹脂、各種ガラス、各種セラミックなど必要に応じて使用できる。
また、本発明による上記窪み空間を有する発光素子搭載用基板には必要に応じて窪み空間に搭載された発光素子を封止するための蓋が形成される。該蓋を用いた封止は封止材に金属、合金、ガラスを用いた気密封止あるいは封止材に樹脂などを用いた非気密封止のいずれも行うことができる。該蓋の材料として例えば各種金属、各種樹脂、各種ガラス、各種セラミックなどが使用できる。蓋に本発明による光透過性のあるセラミック材料を主成分とする焼結体や、他の透明樹脂やガラスあるいはセラミックなどを用いることで発光素子からの発光を効率よく基板外部に放出できる。本発明による発光素子搭載用基板には上記にように蓋として光透過性のあるセラミック材料を主成分とする焼結体を用いたものも含まれる。
本発明による発光素子搭載用基板に搭載あるいは収納される発光素子は、例えば図１あるいは図２に示されるような構造を有する。図１は、サファイアあるいは窒化アルミニウムといった電気絶縁性の発光素子作製用基板１にＭＯＣＶＤなどの方法によりエピタキシャル成長した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにＳｉなどのドーピング剤によりＮ型半導体化された薄膜層２が形成され、さらにエピタキシャル成長した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする例えば単一量子井戸構造、多重量子井戸構造などからなる発光層３が形成され、さらにエピタキシャル成長した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにＭｇなどのドーピング剤によりＰ型半導体化された薄膜層４が形成され、Ｎ型半導体薄膜層及びＰ型半導体薄膜層にはそれぞれ外部電極５及び６が形成されている発光素子の断面構造を示す。図１に示す発光素子において薄膜層２はＰ型半導体層としても形成することができ、その場合薄膜層４はＮ型半導体層として形成される。図１に示されるように発光素子を作製するための基板として電気絶縁性のものを用いた場合通常は外部電極５及び６は素子の形成されている面側に配置される。図２は炭化珪素単結晶あるいは窒化ガリウム単結晶など導電性を有する発光素子作製用基板１０にＭＯＣＶＤなどの方法によりエピタキシャル成長した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる主成分にＳｉなどのドーピング剤などによりＮ型半導体薄膜層２が形成され、さらに上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする量子井戸構造を有する発光層３が形成され、さらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる主成分にＭｇなどのドーピング剤によりＰ型半導体薄膜層４が形成され、Ｎ型半導体薄膜層及びＰ型半導体薄膜層にはそれぞれ外部電極５及び６が形成されている発光素子の断面構造を示す。図２に示す発光素子において薄膜層２はＰ型半導体層としても形成することができ、その場合薄膜層４はＮ型半導体層として形成される。図２に示されるように発光素子を作製するための基板として導電性のものを用いた場合通常電極５は発光素子を形成するための基板１０の素子が形成されている面と反対側の面に形成でき一方の電極６は素子の形成されている面側に配置できる。図２の基板１０には上記のように炭化珪素単結晶や窒化ガリウム単結晶など元来導電性を有する材料だけでなく、窒化アルミニウムなど電気絶縁性の材料であっても発光素子を形成するための基板内部に導通ビアが形成され該基板の発光素子が形成される面とその反対側の面とが電気的に接続可能なものも含まれる。なお、図１及び図２において基板１あるいは基板１０とエピタキシャル成長したＮ型半導体（あるいはＰ型）の薄膜層２との間には通常窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜バッファ層が形成される。バッファ層は通常低温で形成され無定形、多結晶、あるいは配向性多結晶などの結晶状態を有する場合が多い。
このように本発明で言う「窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子」とは上記のようにサファイアなどの基板上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層となしこれらを積層して構成されたものであり、電極に直流電位を印加することで発光層から光が発せられる。発光の波長は該発光層の組成を調整することなどで例えば紫外線領域から可視光領域の広い波長範囲にわたって光を発することができる。具体的にいえば例えば２００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光を発することができ、通常２５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲の光を発するように作製されることが多い。上記発光素子は発光ダイオード（ＬＥＤ）あるいはレーザーダイオード（ＬＤ）として広く使用され始めている。
上記のような窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成される発光素子を作製するために用いられる基板は従来から用いられてきたサファイアなどのような単結晶よりも、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムのうちから選ばれた少なくともいずれかを主成分とする焼結体、さらに酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、ムライト、結晶化ガラス、などのうちから選ばれた少なくともいずれかを主成分とする焼結体など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の方が、発光効率が少なくとも同等か最大４〜５倍以上の発光素子が作製され得ることを本願発明者は特願２００２−３６２７８３、特願２００３−１８６１７５、特願２００３−２９４２５９などで提案してきた。上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いて作製される発光素子はサファイアなど従来からの基板を用いて作製される発光素子の発光効率が２％〜８％程度であるのに対して発光効率が少なくとも同等の８％かそれ以上、最大４〜５倍以上のものが作製でき５０％以上の発光効率を有する発光素子も作製できる。発明による発光素子搭載用基板には本願発明者が提案したこのような高い発光効率を有する発光素子も問題なく搭載できる。
少なくとも図１及び図２に例示された構造の発光素子は発光層から波長８００ｎｍ以下、通常波長６５０ｎｍ以下さらに波長５５０ｎｍ以下の緑色光〜波長２００ｎｍまでの紫外光といった波長範囲の光を発光し、該発光素子の発光層からは通常あらゆる方向に上記波長範囲の光が発せられる。本発明による発光素子搭載用基板はこのような発光素子を搭載あるいは収納するためのものである。
本発明による発光素子搭載用基板の材料としては単にセラミック材料を主成分とする焼結体というだけでは十分ではない。セラミック材料を主成分とする焼結体は例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などのように元来熱伝導率が高く、電気絶縁性があり、さらに熱膨張率が発光素子の主成分である窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムとほとんど一致しており、該発光素子からの発熱を効率よく基板外部へ逃がすのに好適であり、多層化メタライズや薄膜メタライズなどを用いてコンパクトな回路基板設計が可能であり、また発光素子の駆動に伴う急熱急冷にも耐え、さらに大型発光素子を搭載し収納することが可能なものが多い。セラミック材料を主成分とする焼結体としては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体以外にもその他前記したように例えば炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体など各種セラミック材料を主成分とする焼結体も発光素子搭載用基板として好適に用いることができる。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は上記例示した各種セラミック材料を主成分とする焼結体の中で特に優れている。このようにセラミック材料を主成分とする焼結体は上記のように基板材料として良好な特性を有するが発光素子搭載用基板としては十分でない。すなわち、発光素子が搭載される基板としては該発光素子からの発光が基板の外部に効率よく放出されることが重要であり、基板材料として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめとするセラミック材料を主成分とする焼結体がその他の面でいかに優れていても基板外部への発光素子からの発光を効率よく放出できなければ発光素子が搭載される基板としては十分でない。発光素子からの発光は通常あらゆる方向に放出される。従来、発光素子を搭載し収納するための基板は前記のアルマイト被覆し表面を絶縁化したアルミニウムなどの金属材料を主に用いていた。そのため発光素子を搭載あるいは収納するための基板において、発光素子が搭載あるいは収納されている面側からは発光素子搭載部分の反射率を高めたりあるいは該搭載部分の形状を工夫することで発光素子の発光が基板の外部に比較的効率よく放出される。一方、発光素子からの発光が基板を貫通して透過しにくいため発光素子が搭載あるいは収納されている基板の面と反対側の面からは発光素子からの発光が効率よく基板外部に放出されない。したがって従来からの基板では全体的にみると発光素子からの発光は必ずしも基板外部に効率よく放出されているとは言いがたい。セラミック材料を主成分とする焼結体においても同様に発光素子からの発光が基板外部に効率よく放出されなければ発光素子を搭載あるいは収納するための基板としては十分なものであるとは云えない。
本発明において、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板に用いることで発光素子からの発光は基板を透過して外部に放出され易くなるので効率よく基板外部に放出することが可能となる。
さらに、本発明は発光素子が搭載あるいは収納されている基板の面と反対側の面を含めて発光素子からの発光を基板周囲の空間の任意の方向に対して放出することが可能なセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板をも提供するものである。上記発光素子からの発光を基板周囲の空間の任意の方向に放出可能ということは、例えば発光素子からの発光が基板周囲のすべての空間に均等に近い強さで放出できる、あるいは基板周囲のすべての空間に放出されるが特定の方向の空間により強く放出できる、あるいは基板周囲のすべての空間には放出されないが特定の方向の空間により強く放出できる、あるいは基板周囲の特定の方向の空間に対してだけ放出できる、ことなどを意味する。本発明はこのように発光素子からの発光の方向を制御可能である光素子搭載用基板をも提供するものである。そのために本発明は基板を構成する材料としてセラミック材料を主成分とする焼結体として光透過性を有するものを用いることが有効である。該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで発光素子からの発光は基板を貫通するように透過し、発光素子が搭載あるいは収納されている面側からは勿論、発光素子が搭載あるいは収納されている基板の面と反対側の面からも発光素子からの発光が効率よく基板外部に放出されるように改善できる。また、本発明において発光素子からの発光の方向を制御可能である光素子搭載用基板として反射防止部材あるいは反射部材などとセラミック材料を主成分とする焼結体とを組み合わせたものも有効である。反射防止部材あるいは反射部材などとセラミック材料を主成分とする焼結体とを組み合わせて用いることで発光素子からの発光の方向制御比較的容易に行うことができるようになる。また上記反射防止部材あるいは反射部材と組み合わせるセラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものを用いることで発光素子からの発光の方向制御をさらに容易かつ確実に行えるようになる。なお、上記反射防止部材あるいは反射部材は光透過率が１％より小さいかあるいは実質的に光透過性を有しないセラミック材料を主成分とする焼結体に形成してもその反射防止機能及び反射機能を発現し得る。
本発明による発光素子からの発光を基板周囲の空間の任意の方向に対して放出することが可能な発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体は、上記のように反射防止部材や反射部材などと組み合わせて用いれば必ずしも光透過性を有しないものであってもその機能を発現し得るが、発光素子からの発光方向を制御を容易にし該発光の基板外部への放出効率を高めるためにできれば光透過性を有し要すれば高い光透過率を有するものを用いることが好ましい。
本発明による発光素子搭載用基板に用いるセラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものである。しかしながら本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過性とガラスや樹脂などの材料の光透過性とは性状が異なる。すなわち、例えば光透過率が８０％と同じものであってもガラスや樹脂などの材料は照射された光が直線的に透過していくのに対して本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体の場合は照射された光は該焼結体の中を直線的に透過されることは少なく大部分は散乱されながら透過し結果として透過した光の総量はガラスや樹脂材料と同じになる。同じ光透過率の材料であっても光透過の経路が異なるものであれば透過された光の人間の目による視覚的な感じ方に違いが生じるものと思われる。すなわち発光素子からの光は透明樹脂や透明ガラスなどに対しては直線的に透過して目を突き刺す輝くような光として人間の目は感じ易く、一方セラミック材料を主成分とする焼結体の場合は散乱しながら透過するのでガラスや樹脂材料と比べて穏やかな光として人間の目には感じ易いと思われる。この様子を図２８及び図２９の模式図で示した。図２８には光透過性を有するガラスあるいは樹脂など光が直線的に透過する材料を用いた時の光透過の様子を示す模式図である。図２８において光透過性を有するガラスあるいは樹脂などの材料１１０に発光素子からの光１１１が照射されそのまま直線的に透過光１１２となって透過する。図２９には光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を光が透過する時の様子を示す模式図である。図２９において光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体１２０に発光素子からの光１２１が照射され散乱光１２２となって透過する。
また上記セラミック材料を主成分とする焼結体として例えば黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色したものも用いることができる。このような着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を透過した発光素子からの発光を穏やかな光として人間の目には感じ易くなる。例えば黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を透過した発光素子からの発光は黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色していない例えば白色などのセラミック材料を主成分とする焼結体を透過した光と比べて異なる光調の穏やかな光として人間の目には感じ易い。したがって用途によっては白色など着色していないセラミック材料を主成分とする焼結体よりも上記着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることが好ましい場合がある。ここで異なる光調という意味は目で感じる光の感じ方が異なるということであり、セラミック材料を主成分とする焼結体の色調が異なれば焼結体を透過する光の輝き方、穏やかさの程度、色調などの要因が少しずつ異なる結果発光素子からの発光は実際の目での感じ方が微妙に違ってくるものと思われる。上記黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体として例えばＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの遷移金属、あるいはカーボンなどの成分を含むものが用いられる。また、黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体としてその他の遷移金属例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの成分を含むものも用いられる。上記黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色など着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を得るために用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの成分は、該セラミック材料を主成分とする焼結体を製造するときに意図的に加えられたものであっても良いし焼結体作製用原料中など不可避不純物として混入してくるものであっても良い。また、上記黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色など着色したセラミック材料を主成分とする焼結体にはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属、あるいはカーボンなどの各成分をそれぞれ１種ずつ単独で含まれていてもよいしあるいは２種以上が同時に含まれていてもよい。上記黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色など着色したセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属、あるいはカーボンなどの各成分の含有量は適宜選択することができ、含有量として通常０．１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ以上であればセラミック材料を主成分とする焼結体を十分所望の着色されたものとすることが可能な場合が多い。このように通常上記各成分の種類とその含有量によりセラミック材料を主成分とする焼結体に対して所望の着色とその呈色の程度を制御し得る。例えば酸化アルミニウムを主成分とする焼結体にクロム成分を０．１ｐｐｍ〜１．０ｐｐｍ程度あるいはそれ以上含むものはピンク色あるいは赤色あるいはあずき色あるいは黒色などに呈色したものが得られ易い。
本発明による光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板において、発光素子からの発光は該セラミック材料を主成分とする焼結体中をいったん透過した後基板外部に放出される場合が多い。上記セラミック材料を主成分とする焼結体は各種セラミック材料を主成分とする微結晶からなる多結晶体である。したがって発光素子からの発光は該セラミック材料を主成分とする焼結体中を透過する際焼結体中で散乱光となり易いので、基板外部へ放出される該発光素子からの発光は発光素子から発せられる直接の光でなくあらゆる方向を持っているので透明樹脂や透明ガラスなどを直線的に透過してきた目を突き刺す輝くような光とは異なり穏やかな光となり易い。したがって一般照明の光源として本発明による発光素子搭載用基板に搭載した発光素子を使用すれば人間の眼にやさしくかつ穏やかな光源が得られ易い。
本発明による発光素子搭載用基板表面にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成されるメタライズ、いったん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などにより焼結体内部あるいは焼結体表面に電気回路が設けられていても、本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は上記のように散乱光となり易く該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路からの損失を受けることが少なく該発光素子搭載用基板を透過した光として効率よく基板外部に放出され得る。すなわち基板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光は焼結体表面に形成されている電気回路の影などによる明るさの減少が生じにくい。
また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて同時焼成などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、あるいは導通ビアが形成されているものも用いることができる。このように基板の内部に電気回路が形成されているものであっても、本発明による発光素子搭載用基板として光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いられるため発光素子からの発光は散乱光となり易く該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路、あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板を透過して効率よく基板外部に放出され得る。すなわち基板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光は焼結体内部に形成されている電気回路や導通ビアの影などによる明るさの減少が生じにくい。
上記のように、本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分とした導電性材料を用いて同時焼成などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、あるいは導通ビアが形成されているものも用いることができる。さらに本発明による発光素子搭載用基板は基板の表面に電気回路が形成され基板の内部にも同時にも電気回路が形成されているものも用いることができる。このように基板の表面に電気回路が形成され基板の内部にも同時にも電気回路が形成されているものであっても、本発明による発光素子搭載用基板として光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いれば発光素子からの発光は散乱光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路、あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板を透過した光として効率よく基板外部に放出され得る。すなわち基板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光は焼結体内部あるいは焼結体表面に形成されている電気回路や導通ビアの影などによる明るさの減少が生じにくい。
図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図１６、図３２及び図３３、図３６、図３７は本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板を例示した断面図である。本発明において発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものが好ましい。上記各図において少なくとも図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０は発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有するものとして描かれている。また、図３２、図３３及び図３７は内部に電気回路が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子搭載用基板を例示した断面図である。図３６及び図３７にはさらに発光素子搭載部に素子からの発熱を基板外部へ放出するためのサーマルビアが形成されたものを示している。発光素子は必要に応じて透明樹脂などの封止材を用いて該封止材中に封止される。特に窪み空間を有しない平板状の発光素子搭載用基板を用いる場合、搭載される発光素子は上記封止材中に封止された状態で使用されることが好ましい。
図３において本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板２０に発光素子２１が搭載され、基板２０の発光素子搭載面に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路２６とワイヤ２５で電気的に接続されている。基板２０の発光素子が搭載されている面において発光素子２１からの発光２２は殆どさえぎられることなく基板外部に放出される。また、発光素子が搭載されている面と反対側においても発光素子２１から発せられた光が基板２０を透過した光２３として基板外部に放出される。このように発光素子搭載用基板に同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられていても、本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路からの損失を受けることが少なく基板２０を透過した光２３として効率よく基板外部に放出され得る。
また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて同時焼成などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、あるいは導通ビアが形成されているものも用いることができる。このように基板の内部に電気回路が形成されているものであっても、本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路、あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板２０を透過した光２３として効率よく基板外部に放出され得る。
なお、図３において発光素子２１は図１で示した構造のものを例示した。
図４において発光素子２１は図１に示した構造のものが例示されている。発光素子２１は図１に示した状態から上下反転した状態でセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板２０に搭載されている。図４において発光素子２１に形成されている外部電極のうちＮ型半導体層に接続されているものは基板２０の発光素子搭載面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路２６と低融点ろう材や導電性接着剤などの非ワイヤ状の接続材料２９により固定され電気的にも接続されている。さらに該発光素子２１のＰ型半導体層に接続されている外部電極は基板２０の発光素子搭載面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路２６と低融点ろう材や導電性接着剤などの非ワイヤ状の接続材料（図に示されていない）により固定され電気的にも接続されている。基板２０の発光素子が搭載されている面側において該発光素子からの発光２２は殆どさえぎられることなく基板外部に放出される。また、発光素子が搭載されている面と反対側においても発光素子から発せられた光が基板２０を透過した光２３として基板外部に放出される。このように発光素子搭載用基板に同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられていても、本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路からの損失を受けることが少なく基板２０を透過した光２３として効率よく基板外部に放出され得る。
また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて同時焼成などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、あるいは導通ビアが形成されているものも用いることができる。このように基板の内部に電気回路が形成されているものであっても、本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路、あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板２０を透過した光２３として効率よく基板外部に放出され得る。
なお、図４において発光素子２１は図１で示した構造のものを例示した。
図５において発光素子２１は図２に示した構造のものが例示されている。図５において本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板２０に発光素子２１が搭載され発光素子２１のＮ型半導体層に接続されている外部電極は基板２０の発光素子搭載面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路２６と低融点ろう材や導電性接着剤などの非ワイヤ状の接続材料 (図に示されていない)により固定され電気的にも接続され、もう一方のＰ型の半導体層に接続されている外部電極は基板２０の発光素子搭載面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路２６とワイヤ２５で電気的に接続されている。基板２０の発光素子が搭載されている面側において該発光素子からの発光２２は殆どさえぎられることなく基板外部に放出される。また、発光素子が搭載されている面と反対側においても発光素子から発せられた光が基板２０を透過した光２３として基板外部に放出される。このように発光素子搭載用基板に同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられていても、本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路からの損失を受けることが少なく基板２０を透過した光２３として効率よく基板外部に放出され得る。
また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて同時焼成などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、あるいは導通ビアが形成されているものも用いることができる。このように基板の内部に電気回路が形成されているものであっても、本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路、あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板２０を透過した光２３として効率よく基板外部に放出され得る。
図６において発光素子２１は図１に示した構造のものが例示されている。また発光素子搭載用基板は窪み空間を有するものである。発光素子２１は図1に示した状態から上下反転した状態で発光素子搭載用基板３０に搭載されている。図６における発光素子の搭載状態は図４に示した搭載状態と同様なものである。図６において本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板３０は発光素子を収納するための窪み空間（キャビティー）３１を有している。窪み空間３１には発光素子２１が搭載され該発光素子２１に形成されている外部電極のうちＮ型半導体層に接続されているものは基板２０の発光素子搭載面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる電気回路２６と低融点ろう材や導電性接着剤などの非ワイヤ状の接続材料２９により電気的に接続されている。さらに該発光素子２１のＰ型半導体層に接続されている外部電極は基板２０の発光素子搭載面側に形成されている同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路２６と低融点ろう材や導電性接着剤などの非ワイヤ状の接続材料（図に示されていない）により電気的に接続されている。基板３０の発光素子が搭載されている面側には必要に応じて窪み空間３１に搭載されている発光素子を封止するために、蓋３２がはんだ、ろう材、ガラス、樹脂などの封止材料により封止部３７で発光素子搭載用基板３０に取り付けられている。蓋３２として光透過性のある窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体、あるいは透明なガラスや樹脂を用いることで該発光素子からの発光２２は実質的に殆ど吸収されることなく基板外部に放出される。また、発光素子が搭載されている面と反対側においても発光素子から発せられた光が基板３０を透過した光２３として基板外部に放出される。さらに発光素子から発せられた光は窪み空間３１の側壁３３からも基板を透過した光２４として基板外部に放出される。このように窪み空間を有する基板に同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられていても、本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路からの損失を受けることが少なく基板３０を透過した光２３として効率よく基板外部に放出され得る。
また本発明による発光素子搭載用基板は電気回路が基板の表面だけでなくセラミック材料を主成分とする基板の内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分に用いて同時焼成などにより単層あるいは多層メタライズによる電気回路、あるいは導通ビアが形成されているものも用いることができる。このように基板の内部に電気回路が形成されているものであっても、本発明による発光素子搭載用基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱光となり易いので該発光素子から発せられた光は形成されている電気回路、あるいは導通ビアからの損失を受けることが少なく基板３０を透過した光２３として効率よく基板外部に放出され得る。
本発明において発光素子搭載用基板が図６に示されるような窪み空間を有する場合においても発光素子としては図２に示した構造のものも搭載できる。また発光素子の搭載状態として、図３、あるいは図５に示したようなワイヤを用いる方法によっても本発明による発光素子搭載用基板に搭載できる。図６において窪み空間部分３１を気密に封止するために設けられている蓋３２は必ずしも必要でなく、かつ発光素子からの発光を損失なく基板外部に放出するために蓋３２のない状態でも本発明の発光素子搭載用基板として使用できる。蓋３２を設けない場合発光素子からの発光はまったく吸収されることなく基板外部に放出される。発光素子からの発光を損失なく基板外部に放出するためであれば蓋３２を必ずしも透明な光透過性の材料を用いて設ける必要性はない。蓋を設けない場合図６における窪み空間部分３１の部分に光透過性の樹脂（図６には表示していない）を充填することでも発光素子の封止が可能で、かつ発光素子からの発光を効率よく基板外部に放出できる。このような光透過性の蓋及び光透過性の樹脂に蛍光体などを加えることで発光素子からの発光を任意の色彩に変換可能である。
基板内部に導通ビア、あるいはタングステン、モリブデン、銅などを主成分として用いた同時焼成による単層又は多層化メタライズ、あるいは厚膜メタライズ、あるいは薄膜メタライズなどによる電気回路などが設けられた場合でも同じである。図７は板状の発光素子搭載用基板内部に導通ビアが設けられた場合を例示する。セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子搭載用基板２０の内部には該基板の発光素子が搭載されている面とその反対側の面とを電気的に接続する導通ビア４０が形成されている。導通ビア４０を介して発光素子２１と基板の発光素子搭載面と反対側に設けられた同時焼成メタライズや厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路４１とが電気的に接続されている。該電気回路４１から発光素子２１を駆動するための電力などが基板外部から供給される。図７で示した本発明による発光素子搭載用基板に同時焼成による単層又は多層化メタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられていても、該基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるため発光素子からの発光は散乱光となりやすいので実質的に電気回路からの損失を受けることなく該発光素子から発せられた光は基板２０を透過した光２３として基板外部に放出される。また、図７に示すように基板として導通ビアが形成されたものであっても、基板２０の発光素子が搭載されている面側において該発光素子からの発光２２は損失を受けることが少なく基板外部に放出され、さらに該発光素子から発せられた光が基板２０を透過した光２３として効率的に基板外部に放出されるという効果は同じである。
図７に例示された導通ビアだけでなく基板内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分とする単層又は多層化メタライズ、あるいは金、銀、銅、パラジウム、白金などを主成分とする厚膜メタライズ、あるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられた場合でも、発光素子が搭載されている面と反対側において発光素子から発せられた光が損失を受けることが少なく基板２０を透過した光２３として効率的に基板外部に放出されるという効果は同じである。本発明による発光素子搭載用基板においては導通ビア４０により基板内部の電気回路と表面の電気回路とを接続してより複雑な電気回路を有するものも製造できる。
また、窪み空間を有する基板の内部に導通ビアあるいは同時焼成による単層又は多層化メタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる電気回路が設けられた場合でも同じである。図８は窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部に導通ビアが設けられた場合の状態を例示したものである。図８においてセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される窪み空間３１を有する発光素子搭載用基板３０の内部には基板の発光素子が搭載されている面とその反対側の面とを電気的に接続する導通ビア４０が形成されている。導通ビア４０を介して発光素子２１と基板の発光素子搭載面と反対側に設けられた同時焼成メタライズ、あるいは厚膜メタライズ、あるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路４１とが電気的に接続されている。また、図８に示すように基板として導通ビアが形成されたものであっても、基板３０の発光素子が搭載されている面側において該発光素子からの発光２２は損失を受けることが少なく基板外部に放出され、さらに該発光素子から発せられた光が基板３０を透過した光２３として効率的に基板外部に放出されるという効果は同じである。また、発光素子から発せられた光は窪み空間３１の側壁３３からも基板を透過した光２４として基板外部に放出される。
図８に例示された導通ビアだけでなく基板内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分とする単層又は多層化メタライズ、あるいは金、銀、銅、パラジウム、白金などを主成分とする厚膜メタライズ、あるいは薄膜メタライズなどにより電気回路が設けられた場合でも、発光素子が搭載されている面と反対側において発光素子から発せられた光が損失を受けることが少なく基板３０を透過した光２３として効率的に基板外部に放出されるという効果は同じである。上記基板内部に導通ビア、タングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層化メタライズ、いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などによる電気回路が設けられる部分には図８に例示したような基板底部だけでなく窪み空間の側壁部分も含まれる。本発明による発光素子搭載用基板においては導通ビア４０により基板内部の電気回路と表面の電気回路とを接続してより複雑な電気回路を有するものも製造できる。
本発明による基板を実際発光素子搭載用として使用する場合の形態としては、上記図３〜図８で例示し説明してきたように１個の基板に発光素子を直接搭載する形態で用いることができる。
本発明による基板と発光素子との電気的接続は図３〜図８で示したワイヤによる方法、及び低融点ろう材や導電性接着剤など非ワイヤ状の接続材料を用いる方法をそれぞれ単独であるいはこれらの方法を組み合わせて行うことができる。また、発光素子を駆動するためのタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層化メタライズ、いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などによる電気回路は、図３〜図８で示したように基板の外部表面あるいは導通ビアなどと同様基板内部に設けることができる。これら基板表面及び基板内部の電気回路は導通ビアなどを適宜用いて単独で、あるいは同時に組み合わせて設けることができる。
発光素子の大きさが１ｍｍ前後と比較的小さい場合や基板へ直接搭載することが困難な場合など、該発光素子の基板への実装性を高めるために該発光素子を一旦サブマウントに搭載した後本発明による基板に搭載することもできる。図９及び図１０はサブマウントを用いて発光素子を搭載する場合の本発明による基板の使用形態の断面を示している。
図９は発光素子２１がサブマウント５０にいったん搭載され該サブマウント５０が本発明による基板２０に搭載されている例が示されている。図９において発光素子２１との発光素子搭載用基板２０とはサブマウント５０の表面に設けられている同時焼成メタライズ、あるいは厚膜メタライズ、あるいは薄膜メタライズなどによる電気回路５１と基板２０の発光素子搭載面側に設けられているタングステンあるいはモリブデンあるいは同などを主成分とする同時焼成メタライズ、いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などによる表面電気回路２６とをワイヤ２５により接続することで電気的に接続されている。図９において基板２０の発光素子が搭載されている面側において該発光素子からの発光２２は殆どさえぎられることなく基板外部に放出される。また、発光素子が搭載されている面と反対側においても発光素子から発せられた光が基板２０を透過した光２３として基板外部に放出される。本発明においてサブマウント５０として内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層化メタライズによる電気回路を有するものも用いることができる。
図１０は発光素子２１がサブマウント５０にいったん搭載され該サブマウント５０が本発明による窪み空間３１を有する発光素子搭載用基板３０に搭載されている例が示されている。図１０において発光素子２１と発光素子搭載用基板３０とはサブマウント５０の表面に設けられているタングステンあるいはモリブデンあるいは同などを主成分とする同時焼成メタライズ、いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などによる電気回路５１と基板３０の発光素子搭載面側に設けられている厚膜あるいは薄膜メタライズなどによる表面電気回路２６とをワイヤ２５により接続することで電気的に接続されている。図１０において基板３０の発光素子が搭載されている面側において該発光素子からの発光２２は殆どさえぎられることなく基板外部に放出される。また、発光素子が搭載されている面と反対側においても発光素子から発せられた光が基板３０を透過した光２３として基板外部に放出される。また、発光素子から発せられた光は窪み空間３１の側壁からも基板を透過した光２４として基板外部に放出される。本発明においてサブマウント５０として内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層化メタライズによる電気回路を有するものも用いることができる。
サブマウントの形態は図９、図１０に例示されたものだけではなく各種形態のものが使用できる。また、該サブマウントと本発明による基板との接続も図９、図１０に例示されたものだけではなく各種方法が使用できる。図１１及び図１２にサブマウントの形態、及び該サブマウントと本発明による基板との接続状態の断面を例示した。
図１１はサブマウント５０の側面に同時焼成メタライズや厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによる電気回路５２が施されている例を示す。図１１において発光素子２１はサブマウント５０にいったん搭載され該サブマウント５０が本発明による発光素子搭載用基板２０に搭載されている。図１１において発光素子２１と発光素子搭載用基板２０とはサブマウント５０の表面に設けられている電気回路５１と基板２０の発光素子搭載面側に設けられているタングステンあるいはモリブデンあるいは同などを主成分とする同時焼成メタライズ、いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などによる表面電気回路２６とをサブマウント側面の電気回路５２により接続することで電気的に接続されている。本発明においてサブマウント５０として内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層化メタライズによる電気回路を有するものも用いることができ導通ビア５３により表面の電気回路と接続してより複雑な電気回路を形成できる。
図１２はサブマウント５０の内部に導通ビア６３が施されている例を示す。図１２において発光素子２１はサブマウント５０にいったん搭載され該サブマウント５０が本発明による発光素子搭載用基板２０に搭載されている。図１２において発光素子２１と発光素子搭載用基板２０とはサブマウント５０の内部に設けられている導通ビア５３と基板２０の発光素子搭載面側に設けられているタングステンあるいはモリブデンあるいは同などを主成分とする同時焼成メタライズ、いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などによる電気回路２６とをサブマウント内部の導通ビア５３により接続することで電気的に接続されている。本発明においてサブマウント５０として内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層化メタライズによる電気回路を有するものも用いることができ導通ビア５３により表面の電気回路と接続してより複雑な電気回路を形成できる。
本発明による発光素子搭載用基板に上記サブマウントを搭載する場合、基板は任意の形態のものを用いることができる。図９〜図１２以外にも基板として内部に導通ビア、あるいはタングステン、モリブデン、銅などを主成分として同時焼成などにより形成される多層化メタライズ、いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などを有するものなどを用いることができる。例えば、１）図１３の符号２０で示すような平板状で基板内部に導通ビア４０を有するもの、２）図１４の符号３０で示すような窪み空間３１を有しさらに基板内部に導通ビア４０を有するもの、などの形態を有するものが使用できる。なお、図１３及び図１４は本発明による発光素子搭載用基板にサブマウントを介して発光素子が搭載されている様子を示す断面図である。
また、サブマウントとして本発明による光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板を用いることができる。本発明による発光素子搭載用基板は光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなるが、本発明による発光素子搭載用基板をサブマウントとして用いることで発光素子からの発熱を効果的に逃がし、多層化メタライズや薄膜メタライズなどを用いてコンパクトなサブマウント基板が設計でき、発光素子の駆動に伴う急熱急冷にも耐え、さらに光透過性を有するなど、他の材料からなるサブマウントに比べて優れている。
本発明による発光素子搭載用基板のうち発光素子が搭載されていない状態の窪み空間を有するものの断面図を図１５及び図１６に例示する。
図１５において窪み空間を有する発光素子搭載用基板３０は平板状の基体３４、枠体３５及びに蓋３２より構成されている。平板状の基体３４に枠体３５が接合部３６で接合されることで窪み空間３１が形成されている。本発明において上記発光素子搭載用基板３０において基体３４あるいは枠体３５のうちいずれか一方がセラミック材料を主成分とする焼結体からなるか、あるいは基体３４あるいは枠体３５のどちらもセラミック材料を主成分とする焼結体からなるか、いずれかである。また、基体３４あるいは枠体３５の材料としてセラミック材料を主成分とする焼結体以外に必要に応じて各種金属、合金、ガラス、セラミック、樹脂などを主成分とするものが使用できる。基体３４あるいは枠体３５の材料として透明なガラス、樹脂、セラミックなどを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことなく基板外部に放出できるので好ましい。また、基体３４あるいは枠体３５の材料として光を透過しにくい光不透過性の各種金属、合金、ガラス、セラミック、樹脂などを主成分とするものを用いればその部分では発光素子からの発光は基板を透過しにくくなるので該発光を基板外部に放出させたくない方向を制御するために用いれば有効に機能する。上記発光素子搭載用基板３０において窪み空間を封止するための蓋３２が取り付けられている。蓋３２は通常発光素子を搭載した後に枠体に取り付け、その際蓋３２は封止部３７においてはんだ、ろう材、ガラス、樹脂などを主成分とする封止材料で発光素子を封止する。蓋３２の材料として各種金属、合金、ガラス、セラミック、樹脂などを主成分とする材料が用いることができる。蓋３２の材料として光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体や透明なガラス、樹脂などを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことなく蓋から基板外部に放出できるので好ましい。また、蓋３２の材料として光を透過しにくい光不透過性の各種金属、合金、ガラス、樹脂、などを主成分とするもの、あるいは各種セラミックを主成分とする焼結体（光を透過しにくい光不透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などを含む）などを用いれば発光素子からの発光は蓋を透過しにくくなるので蓋が取り付けられる方向に該発光を放出させたくない場合には有効である。また、封止に際して蓋の材料として金属、合金、ガラス、各種セラミックを主成分とする焼結体など、封止材としてはんだ、ろう材、ガラスなどを用いれば気密封止が可能となる。また、なお蓋３２は必要に応じて用いなくてもよい。その場合発光素子の封止は窪み空間３１に透明な樹脂などを充填することで行うことができる。図１５において基体３４には導通ビア４０、基板の外部表面に形成されている表面電気回路４１、発光素子搭載側の基板表面にも表面電気回路２６が形成されている。また、必要に応じて上記導通ビア、外部電気回路、発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路以外にも基板内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層化された電気回路も設けることができる。また、必要に応じて上記導通ビア、外部電気回路、発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路は枠体３５にも設けることができる。また、必要に応じて上記導通ビア、外部電気回路、発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路は適宜設けなくてもよい。なお上記導通ビア及び各種電気回路は同時焼成によるメタライズ、いったん焼成することで得られる光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などにより形成することが好ましい。上記導通ビア、あるいは外部表面に形成される電気回路、あるいは発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路、あるいは基板内部の電気回路を設けないからといって本発明による発光素子搭載用基板としての性能には特に影響はない。
図１５はそれぞれ別々の部材である基体３４と枠体３５とを接合する方法で発光素子搭載用基板が構成されているように描いてある。一方図１６に本発明による発光素子搭載用基板３０としてセラミック材料を主成分とする焼結体により図１５に示した接合部３６のない状態で基体３４と枠体３５とが一体化されたものを例示している。このようなセラミック材料を主成分とする焼結体により図１５に示した接合部３６のない状態で基体３４と枠体３５とが一体化されたものは図６、図８、図１０、図１４でも例示した。セラミック材料を主成分とする焼結体により一体化されることにより窪み空間３１が形成されている発光素子搭載用基板であっても、蓋３２を用いて封止部３７においてはんだ、ろう材、ガラス、樹脂などを主成分とする封止材料で発光素子が封止できることには変わりがない。また、蓋３２は通常発光素子を搭載した後に枠体に取り付け、その際蓋３２は封止部３７においてはんだ、ろう材、ガラス、樹脂などを主成分とする封止材料で発光素子を封止する。蓋３２の材料として各種金属、合金、ガラス、セラミック、樹脂などを主成分とする材料が用いることができる。蓋３２の材料として光透過性を有するとする焼結体をはじめ各種セラミック材料を主成分とする焼結体や透明なガラス、樹脂などを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことなく蓋から基板外部に放出できるので好ましい。また、蓋３２の材料として光を透過しにくい光不透過性の各種金属、合金、ガラス、樹脂、などを主成分とするもの、あるいは各種セラミックを主成分とする焼結体（光を透過しにくい光不透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などを含む）などを用いれば発光素子からの発光は蓋を透過しにくくなるので蓋が取り付けられる方向に該発光を放出させたくない場合には有効である。また、封止に際して蓋の材料として金属、合金、ガラス、各種セラミックを主成分とする焼結体など、封止材としてはんだ、ろう材、ガラスなどを用いれば気密封止が可能となる。また、なお蓋３２は必要に応じて用いなくてもよい。その場合発光素子の封止は窪み空間３１に透明な樹脂などを充填することで行うことができる。図１６において発光素子搭載用基板３０の発光素子が搭載される部分３８には導通ビア４０、基板の外部表面に形成されている表面電気回路４１、発光素子搭載側の基板表面にも表面電気回路２６が形成されている。また、必要に応じて上記導通ビア、外部電気回路、発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路以外にも基板内部にタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分として同時焼成などにより形成される単層あるいは多層化された電気回路も設けることができる。また、必要に応じて上記導通ビア、外部電気回路、発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路、基板内部に形成される内部電気回路は窪み空間を形成している側壁部分３３にも設けることができる。また、必要に応じて上記導通ビア、外部電気回路、発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路、基板内部に形成される内部電気回路は適宜設けなくてもよい。なお上記導通ビア及び各種電気回路は同時焼成によるメタライズ、いったん焼成することで得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などにより形成することが好ましい。上記導通ビア、あるいは外部電気回路、あるいは発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路、あるいは基板内部の電気回路を設けないからといって本発明による発光素子搭載用基板としての性能には特に影響はない。
本発明において、窪み空間を有する発光素子搭載用基板として図１５で例示したように基体と枠体との接合により窪み空間を形成したものを用いることができる。この構成による窪み空間を有する発光素子搭載用基板の場合、基体あるいは枠体のどちらかが窒化ルミニニウムを主成分とする焼結体であるか、あるいは基体あるいは枠体のどちらも窒化ルミニニウムを主成分とする焼結体であるか、いずれかである。また、基体あるいは枠体の材料として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体以外に必要に応じて各種金属、合金、樹脂などを主成分とするものが使用できる。基体あるいは枠体の材料として透明なガラス、樹脂などを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことなく基板外部に放出できるので好ましい。また、基体あるいは枠体の材料として光を透過しにくい光不透過性の各種金属、合金、ガラス、樹脂、などを主成分とするもの、あるいは各種セラミックを主成分とする焼結体（光を透過しにくい光不透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などを含む）などを用いればその部分では発光素子からの発光は基板を透過しにくくなるので該発光を基板外部に放出させたくない方向を制御するために用いれば有効に機能する。上記本発明による基体と枠体との接合により得られる発光素子搭載用基板において、窪み空間を封止するためなどの目的で蓋を取り付けることができる。蓋は通常発光素子を搭載した後に枠体に取り付け、その際蓋は封止部においてはんだ、ろう材、ガラス、樹脂などを主成分とする封止材料で発光素子を封止する。蓋の材料として各種金属、合金、ガラス、セラミック、樹脂などを主成分とする材料が用いることができる。蓋の材料として光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめ各種セラミック材料を主成分とする焼結体や透明なガラス、樹脂などを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことなく蓋から基板外部に放出できるので好ましい。また、蓋の材料として光を透過しにくい光不透過性の各種金属、合金、ガラス、樹脂、各種セラミックを主成分とする焼結体（光を透過しにくい光不透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などを含む）などを用いれば発光素子からの発光は蓋を透過しにくくなるので蓋が取り付けられる方向に該発光を放出させたくない場合には有効である。また、封止に際して蓋の材料として金属、合金、ガラス、各種セラミック材料を主成分とする焼結体など、封止材としてはんだ、ろう材、ガラスなどを用いれば気密封止が可能となる。また、なお蓋は必要に応じて用いなくてもよい。その場合発光素子の封止は窪み空間に透明な樹脂などを充填することで行うことができる。
また、上記本発明による基体と枠体との接合により得られる発光素子搭載用基板において、必要に応じて導通ビア、基板外部表面に形成される電気回路、発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路以外にも基板内部に単層あるいは多層化された電気回路も設けることができる。また、必要に応じて上記導通ビア、外部電気回路、発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路は枠体にも設けることができる。また、必要に応じて上記導通ビア、外部電気回路、発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路、基板内部に形成される内部電気回路は適宜設けなくてもよい。なお上記導通ビア及び各種電気回路は同時焼成によるメタライズ、あるいはいったん焼成することで得られる光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、あるいはスパッタ、蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などにより形成することが好ましい。上記導通ビア、あるいは外部電気回路、あるいは発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路、あるいは基板内部の電気回路を設けないからといって本発明による発光素子搭載用基板としての性能には特に影響はない。
図１５に例示した窪み空間を有する発光素子搭載用基板において、上記基体３４と枠体３５との接合を行うに際しては各種方法を適宜用いることができる。例えばガラスや樹脂などの接着剤を用いる方法、基体あるいは枠体の少なくともどちらかにメタライズあるいはめっきを施しはんだやろう材などを用いて接合する方法、熱圧着により接合する方法、超音波を用いて接合する方法、摩擦により接合する方法などがある。接着剤を用いる場合光透過性の高い材料を用いることが好ましい。
基体と枠体とがすべてセラミック材料を主成分とする焼結体である場合、該セラミック材料を主成分とする粉末成形体同士を同質のセラミック材料を主成分とする粉末ペーストなどを用いて接着後同時焼成して接合する方法などもある。
基体及び枠体のうちどちらか一方だけが光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体である場合、通常基体と枠体との間の熱膨張率が異なる場合が多い。このように基体と枠体との間の熱膨張率が異なる場合柔らかいシリコーン樹脂などの接着剤を用いて接合することが好ましい。該シリコーン樹脂などの接着剤は光透過性も高いので好ましい。上記柔らかいシリコーン樹脂などの接着剤は基体と枠体との間の熱膨張率が等しいか近い場合であっても使用できる。
また本発明において、窪み空間を有する発光素子搭載用基板として図１６で例示したようにセラミック材料を主成分とする焼結体により一体化された状態で窪み空間を形成したものも用いることができる。上記本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体により一体化された状態で形成される発光素子搭載用基板において、窪み空間を封止するためなどの目的で蓋を取り付けることができる。蓋は通常発光素子を搭載した後に枠体に取り付け、その際蓋は封止部においてはんだ、ろう材、ガラス、樹脂などを主成分とする封止材料で発光素子を封止する。蓋の材料として各種金属、合金、ガラス、セラミック、樹脂などを主成分とする材料が用いることができる。蓋の材料として光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体や透明なガラス、樹脂などを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことなく蓋から基板外部に放出できるので好ましい。また、蓋の材料として光を透過しにくい光不透過性の各種金属、合金、ガラス、樹脂、各種セラミックを主成分とする焼結体（光を透過しにくい光不透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などを含む）などを用いれば発光素子からの発光は蓋を透過しにくくなるので蓋が取り付けられる方向に該発光を放出させたくない場合には有効である。また、封止に際して蓋の材料として金属、合金、ガラス、各種セラミックを主成分とする焼結体など、封止材としてはんだ、ろう材、ガラスなどを用いれば気密封止が可能となる。また、なお蓋は必要に応じて用いなくてもよい。その場合発光素子の封止は窪み空間に透明な樹脂などを充填することで行うことができる。
また、上記本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体により一体化された状態で形成される発光素子搭載用基板において、必要に応じて導通ビア、基板表面に形成される電気回路以外にも基板内部に単層あるいは多層化された電気回路も設けることができる。また、必要に応じて上記導通ビアや電気回路は窪み空間を形成している側壁部にも設けることができる。また、必要に応じて上記導通ビア、基板表面に形成される電気回路、基板内部に形成される内部電気回路は適宜設けなくてもよい。なお上記導通ビア及び各種電気回路は同時焼成によるメタライズ、あるいはいったん焼成することで得られる光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体に後から焼き付けて形成する厚膜メタライズ、あるいはスパッタ、蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズ、などにより形成することが好ましい。上記導通ビア、あるいは発光素子搭載側と反対側の基板表面に形成される電気回路、あるいは発光素子搭載側の基板表面に形成される電気回路、あるいは基板内部の電気回路を設けないからといって本発明による発光素子搭載用基板としての性能には特に影響はない。
図３２はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる板状の発光素子搭載用基板の内部に電気回路が形成されている例を示す。図３２においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板２０には内部電気回路４３が形成されている。発光素子搭載用基板２０には表面電気回路２７が形成され低融点ろう材や導電性接着剤などの接続材料 (図に示されていない)により固定されている。電気回路２７は通常同時焼成によるメタライズあるいは厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズなどによりセラミック材料を主成分とする焼結体に形成される。発光素子搭載用基板２０の電気回路２７が形成された部分に発光素子２１が搭載されワイヤ２５によって発光素子搭載側の基板表面の電気回路２６と電気的に接続されている。表面電気回路２６は導通ビア４０によって内部電気回路４３に接続され、さらに導通ビア４０によって基板の外部表面に形成されている表面電気回路４１と接続されている。本発明においてはセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の内部あるいは該基板の表面に図３２に示すような電気回路が形成されていても、基板を透過して外部へ放出される発光素子から発せられた光の強さが形成された電気回路によって減じられることが少ない。
図３３はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる窪み空間を有する発光素子搭載用基板の内部に電気回路が形成されている別の例を示す。図３３においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる窪み空間３１を有する発光素子搭載用基板３０には内部電気回路４３が形成されている。発光素子搭載用基板３０には発光素子２１が搭載され非ワイヤ状の接続材料２９（もう一方の発光素子電極に接続される接続材料は図示せず）によって発光素子搭載側の基板表面の電気回路２６と電気的に接続されている。表面電気回路２６は導通ビア４０によって内部電気回路４３に接続され、さらに該内部電気回路４３は導通ビア４０によって基板の発光素子が搭載されている基板表面と反対側の基板外部表面に形成されている表面電気回路４１及び基板の窪み空間内の側壁３３の反対側にある基板外部表面（基板の側面）に形成されている表面電気回路４２と接続されている。本発明においてはセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の内部あるいは該基板の表面に図３３に示すような電気回路が形成されていても、基板を透過して外部へ放出される発光素子から発せられた光の強さが形成された電気回路によって減じられることが少ない。
図３６は発光素子搭載用基板に発光素子からの発熱を基板外部に放出し易くするためのサーマルビアが形成された例を示す。すなわち図３６において発光素子搭載用基板２０の発光素子搭載部にサーマルビア１３０が形成されている。図３６において発光素子搭載用基板２０にはその他に導通ビア４０及び表面電気回路４１が形成されている。図３６において実際発光素子２１が搭載されワイア２５により発光素子と発光素子搭載用基板とが電気的に接続されている。
図３７はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の内部に電気回路が形成されさらに発光素子からの発熱を基板外部に放出し易くするためのサーマルビアが形成されている例を示す。すなわち図３７において窪み空間３１を有する発光素子搭載用基板３０の発光素子搭載部３８にサーマルビア１３０が形成されている。図３７において発光素子搭載用基板３０にはその他に導通ビア４０及び表面電気回路４１及び４２、さらに内部電気回路４３が形成され、また窪み空間内部の発光素子搭載面には表面電気回路２６が形成されている。
図１７は従来からの基板の例を示す断面図である。図１６において反射部１０１を有する基板１００の収納部１０３に発光素子２１が搭載されている。発光素子からの発光１０２が反射部１０１により反射され発光素子が搭載されている基板面側から基板外部に放出される。また基板１００を構成する材料が例えばアルミニウムや白色セラミックあるいは樹脂を主成分とするものなどのように、発光素子からの発光に対して反射能力が高く該発光の大部分が基板搭載面側の方へ反射されてしまうか、あるいは該発光素子からの発光を散乱吸収し易いものであるか、あるいは基板材料そのものが該発光素子からの発光に対して不透過性を有するものか、などであり結局該発光素子からの発光を基板の発光素子が搭載されているのと反対側の面へ透過することが困難である。
上記のように従来からの発光素子搭載用基板では、本発明による発光素子搭載用基板で実現されている発光素子からの発光が該発光素子搭載側の面とは反対側の面から基板外部への放出（符号１０４の点線で記された矢印）は困難である。
本発明による発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめ通常どのような材料を主成分とするものであっても問題なく用いることができる。このようなセラミック材料を主成分とする焼結体のなかで光透過性を有するものであれば好ましい。発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性は高く、発光素子搭載用基板として該基板の内部あるいは表面に導通ビアあるいは電気回路あるいはサーマルビアなどが形成されたものであっても通常基板を透過した発光素子からの光の明るさや強度が減じることは少ない。セラミック材料を主成分とする焼結体は組成や焼成状態の微小な変化による内部微構造の不均一性や焼結密度の低下あるいは内部欠陥の生成などの要因により光透過性が小さかったり、あるいは光透過性の無いものとなり易いが、本発明によれば従来からの方法を用いることで比較的容易に光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を得ることができる。すなわち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の場合、窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体をヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などの少なくとも１種以上を主体とする中性雰囲気あるいは水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などの少なくとも１種以上を含む還元性雰囲気といった非酸化性雰囲気の常圧下で、あるいは減圧下で、あるいは加圧下で通常１５００〜２４００℃程度の温度範囲で加熱し製造される。焼成時間は通常１０分〜３時間程度の範囲が用いられる。又真空中での焼成によっても製造され得る。さらにホットプレス法あるいはＨＩＰ（熱間静水圧加圧）焼成法によっても製造される。ホットプレス法による焼成条件としては上記非酸化性雰囲気中あるいは真空中通常１５００〜２４００℃程度の焼成温度範囲及び１０分〜３時間程度の範囲の焼成時間及び１０Ｋｇ／ｃｍ２〜１０００Ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力範囲が用いられる。またＨＩＰ法による焼成条件としては上記非酸化性雰囲気を５００Ｋｇ／ｃｍ２〜１００００Ｋｇ／ｃｍ２程度の範囲に加圧し通常１５００〜２４００℃程度の焼成温度範囲及び１０分〜１０時間程度の範囲の焼成時間が用いられる。上記の焼成に際して窒化アルミニウム成分が焼成雰囲気中に存在するような工夫を行うことでより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得やすい。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする蒸気が焼成雰囲気中に存在することで光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がより得易くなる。窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に存在させる方法としては例えば被焼成物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼成中に該被焼成物自体からの蒸発によって雰囲気中に供給するか、あるいは該被焼成物以外から供給する方法がある。具体的には例えば、被焼成物自体から窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に供給する方法として、該被焼成物を窒化ほう素あるいはタングステン、モリブデンなどできるだけカーボンを含まない材料で作製された「さや」や「こう鉢」などの焼成容器あるいは「セッター」などの焼成治具に収納し焼成するか、あるいはカーボンを含んだ焼成容器あるいは焼成治具を用いたとしてもその表面を窒化ほう素などでコーティングしたものを用いるなど効果がある。焼成容器あるいは焼成治具などに収納後さらに密閉度を高めた状態で被焼成物を焼成することにより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することもできる。被焼成物以外から窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に供給する方法として、被焼成物を窒化アルミニウムを主成分とする材料で作製された「さや」や「こう鉢」などの焼成容器あるいは「セッター」などの焼成治具に収納し焼成することで光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することができる。また、被焼成物を窒化アルミニウムを主成分とする粉末中に埋設して焼成する方法は光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得やすい。上記焼成容器あるいは焼成治具内に被焼成物以外の窒化アルミニウムを主成分とする粉末あるいは窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれか１以上のものを被焼成物とともに同時に存在させて焼成しても光透過率に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することができる。この方法では被焼成物をフリーな状態で焼成することができるので製品の大量処理や複雑な形状のものを焼成する場合に好適である。なお、上記焼成容器あるいは焼成治具のうち窒化アルミニウムを主成分とする材料で作製された焼成容器あるいは焼成治具を用い、被焼成物以外の窒化アルミニウムを主成分とする粉末あるいは窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれか１以上のものを被焼成物とともに同時に存在させて焼成しても光透過率に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することができる。上記窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に存在させ光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製する方法のなかで、通常該窒化アルミニウム成分を被焼成物自体からの蒸発によって雰囲気中に供給するよりも被焼成物以外から供給する方がより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が作製し得る。なお、上記窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に存在させ光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製する方法は、通常焼結助剤などの添加物や原料中に含まれる酸素あるいは不可避不純物などの成分が焼成中に揮散しないので粉末成形体とほとんど同じ組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することができる。
その他、ホットプレス法やＨＩＰ法による焼成に際しては窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体をそのまま加圧焼成するよりも該粉末成形体をいったん焼成して窒化アルミニウムを主成分とする焼結体となし、該焼結体をあらためて加圧焼成する方がより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得やすい。また、ホットプレス法やＨＩＰ法による焼成においても、上記焼成容器や焼成治具を用いるなど各種方法により焼成雰囲気中に窒化アルミニウ成分を存在させて焼成することがより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製する上で好ましい。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高めるために必要に応じて上記以外の条件も選択できる。例えば１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間をかけ要すれば還元性雰囲気中で焼成を行えば含まれる酸素や焼結助剤として用いられる希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの成分あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を着色するために用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボンあるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの成分を飛散・除去し減少化できるのでＡＬＯＮ（酸窒化アルミニウム：スピネル型結晶構造を有するＡｌＮとＡｌ２Ｏ３との間の化学反応で生じる化合物）や上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物の含有量が低減化されてＡｌＮ純度が高まりその結果光透過性が向上した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が製造でき易い。
上記のように１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間をかけ要すれば還元性雰囲気中で焼成を行うことで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性をより高めることができるが、該焼成により窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子が成長し易くその結果粒子境界が減少することも光透過性が高まり易くなることの要因の１つではないかと本願発明者は推測している。
上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮ純度を高めあるいは窒化アルミニウム粒子が成長することで光透過性が向上した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するときの焼成温度として、焼成時間を短縮する上で１９００℃以上がより好ましく、２０５０℃以上がさらに好ましく、２１００℃以上が最も好ましい。２０５０℃以上はもちろんさらに２１００℃以上の高温であってもＡｌＮ成分自体は殆ど昇華することなく焼成できる。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮ純度を高めあるいは窒化アルミニウム粒子が成長することで光透過性が向上した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するために焼成温度１７５０℃〜１９００℃の範囲では焼成時間は通常１０時間以上とすることが好ましくさらに２４時間以上でより大きな効果が得られる。焼成温度１９００℃以上では焼成時間６時間以上で十分光透過性を高める効果が得られ、さらに１０時間以上でさせる光透過率を高めるためのより大きな効果が得られる。焼成温度２０５０℃以上では焼成時間４時間以上で十分光透過性を高めるための効果が得られ、さらに６時間以上で光透過性を高めるためのより大きな効果が得られる。また焼成温度２１００℃以上では焼成時間３時間以上で十分光透過性を高めるための効果が得られさらに４時間以上で光透過性を高めるためのより大きな効果が得られる。上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮ純度を高め窒化アルミニウム粒子を成長させることにより該焼結体の光透過性を高める上で焼成温度を高めれば焼成時間を短くでき焼成温度を低くすれば焼成時間が長くなるという関係にあり、焼成温度と焼成時間は任意の条件のものを用いることができる。
上記のようにＡｌＮ純度を高めることにより高い光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するときの焼成雰囲気は不純物をより揮散させ易くするために例えば水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などの少なくとも１種以上を含む還元性雰囲気を用いることが好ましい。還元性雰囲気としては水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を主体とするものでも良いが窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどのうち少なくとも１種以上を主体とする雰囲気中に水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を例えば０．１ｐｐｍ程度の微量含む雰囲気であっても良い。還元性雰囲気が窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどのうち少なくとも１種以上を主体とする雰囲気中に水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を微量含む雰囲気である場合水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を１０ｐｐｍ以上含むものが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を高純度化する上でより好ましい。また前記還元性雰囲気において水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を１００ｐｐｍ以上含むものが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を高純度化し光透過性を高める上でさらに好ましい。
窒化アルミニウム粒子を成長させることで光透過性を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造する時の雰囲気は特に還元雰囲気を用いる必要性はなく非酸化性の雰囲気であれば十分である。
上記のような比較的長い時間焼成を行いＡｌＮの純度を高めあるいは窒化アルミニウム粒子を成長させることで光透過性を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するとき、窒化アルミニウム原料粉末を主成分とする粉末成形体を用いて焼成してもよいし、前記粉末成形体をいったん焼成し焼結体としたものを用いても良い。また、主成分である窒化アルミニウム以外に希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体や焼結体を用いることも好ましい。
ＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するときには特に焼結助剤を使用せず原料粉末をそのまま使った粉末成形体や焼結体を用い好ましくは前記のような還元性雰囲気中１７５０℃以上の温度で３時間以上加熱して含まれる成分を揮散・除去してもよいが、上記のように希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体や焼結体を用いることがＡｌＮ以外の成分を揮散・除去、低減化し高純度化が達成され易いのでより好ましい。また、希土類元素化合物から選ばれた化合物を少なくとも１種以上及びアルカリ土類金属化合物から選ばれた化合物を少なくとも１種以上同時に含んだ窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは粉末成形体をいったん焼成して焼結体としたものを用いることで、希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物をそれぞれ単独で用いた場合に比べて焼成温度を５０℃〜３００℃程度に低下することが可能となり効率的に窒化アルミニウム以外の成分を揮散・除去、低減化し高純度化が達成され易くなるのでより好ましい。このような方法によりＸ線回折などの方法を用いた分析で実質的にＡｌＮ単一相からなる窒化アルミニウム焼結体も製造できる。
本願発明において基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮ純度を高めることは該焼結体を用いた発光素子搭載用基板の光透過性を高めるために有効である。
また一方で窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることも有効である。すなわち例えば前記粉末成形体や焼結体を１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間をかけて焼成を行って得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウム粒子は大きく成長している一方で希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいは酸素、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を着色するために用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボンあるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの成分、あるいはＡＬＯＮや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物、などの成分が比較的多く残存している場合がある。このような窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含む一方で窒化アルミニウム粒子が成長している焼結体であっても光透過性は高まり易く、該焼結体を発光素子搭載用基板として用いることが有効となる。すなわち本発明において発光素子を搭載するための基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は必ずしもＡｌＮ純度の高いものでなくても焼結体中の窒化アルミニウム粒子を大きくすることが有効であることを示している。その理由として焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが増大化すれば粒界が減少するので粒界の影響が少なくなりこの大きく増大したＡｌＮ粒子が単結晶に近い性質を発現し易くなり、その結果光透過性が高まり易くなるためであろうと推測される。窒化アルミニウム焼結体中の純度は該焼結体を発光素子搭載用基板として用いるにあたり厚膜メタライズあるいは薄膜メタライズによる電気回路を形成する際の該メタライズの基板に対する接合性、あるいはガラスや樹脂などの封止材と基板との接合性、あるいはその他接着剤やろう材などによる異種材料との接合性などに影響を与えるが場合が多い。すなわち窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板において、ＡｌＮ純度は特に高くなくても該メタライズの材料やその形成方法、封止材の材質やその形成方法、接着剤やろう材の材質やその形成方法、などに対応したＡｌＮ純度であればよい。
上記のように高い温度で長時間焼成すれば焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが増大化するが通常それと同時に窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の焼結助剤、添加物などの揮散が生じ易い。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさを増大化させるだけでＡｌＮ焼結体中の焼結助剤、添加物などの揮散を抑制するためには焼成雰囲気を水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などの還元性成分の比較的少ない窒素やアルゴンなどの非酸化性雰囲気を用いることが好ましい。又焼成炉もカーボン発熱体を用いる方式のものあるいは電磁誘導でカーボンを発熱させる方式のものあるいはカーボン製の炉材を有するものなども用いることができるがそれ以外の例えばタングステン、モリブデンなどの高融点金属を発熱体とする方式のものあるいは電磁誘導でタングステン、モリブデンなどの高融点金属を発熱させる方式あるいはタングステン、モリブデンなどの高融点金属製の炉材を用いたものなどを用いることが有効な場合がある。また水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などを含む還元性雰囲気中で焼成してもあるいはカーボン発熱体を用いる方式のものや電磁誘導でカーボンを発熱させる方式の焼成炉を用いても、前記粉末成形体や焼結体を窒化アルミニウムや窒化ほう素あるいはタングステンなどできるだけカーボンを含まないセッターや治具あるいはさや内に収納するか、あるいは窒化アルミニウム粉末中に埋設するか、あるいはカーボンを含んだセッターや治具あるいはさやを用いたとしても窒化アルミニウム粉末中に埋設するか、あるいは上記セッターや治具あるいはさや内に収納しさらに窒化アルミニウム粉末中に埋設するなど、できるだけ還元性雰囲気と隔絶した状態で焼成することも有効である。
上記のような焼結体の高純度化を抑制するような焼成法でなくカーボン発熱体を用いる方式のものあるいは電磁誘導でカーボンを発熱させる方式のものあるいはカーボン製の炉材を用いた焼成炉などを用いるか、カーボン製のセッターや治具あるいはさやを用いて前記粉末成形体あるいは焼結体を焼成すれば自発的に一酸化炭素や炭素を含む還元雰囲気が形成され易いのでＡｌＮ以外の成分が揮散・除去され易くなりＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を容易に得ることができるので好ましい。通常カーボン発熱体を用いる方式のものあるいは電磁誘導でカーボンを発熱させる方式のものあるいはカーボン製の炉材を用いた焼成炉などを用い、同時にカーボン製のセッターや治具あるいはさやを用いて前記粉末成形体あるいは焼結体を焼成することがＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造する上で好ましい。
ＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は発光素子搭載用基板として好ましいが、必ずしもＡｌＮの純度が高くなくても、すなわち希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいは酸素、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは着色剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボン、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、あるいはＡＬＯＮや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物、などの成分が比較的多く残存している窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウム粒子が成長したものであれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板となり得る。上記のような不純物が残存している一方で窒化アルミニウム粒子が成長している窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても光透過性が不足していたりあるいは小さいものだけとは限らず、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光透過率が６０％〜８０％の高いものも得られる。このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための優れた基板となり得る。
このようなＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいはＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は可視光あるいは紫外光に対する光透過性が高まる。さらに、熱伝導率も例えば室温において２００Ｗ／ｍＫ以上あるいは２２０Ｗ／ｍＫ以上に向上できるという副次的な効果をもたらす。元来窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は熱伝導率が室温において少なくとも５０Ｗ／ｍＫ以上、通常は１００Ｗ／ｍＫ以上と高くそのため窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いれば発光素子に加えられる電力を大きくできるので発光素子の発光出力が高まるという利点を有するが、さらに例えば上記のような方法で熱伝導率を室温において２００Ｗ／ｍＫ以上に高めることでさらに発光素子の発光出力を高めることができより好ましい。
さらに上記ＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は可視光及び／又は波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外光における光透過性が高まり光透過率として２０〜４０％以上と比較的高いものが得られ易いので発光素子からの光が基板で吸収される割合が減り発光素子の発光効率が高まるという別の利点もある。
上記の高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高めるためには焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状はどのようなものでも用いることができるが同じ体積であれば立方体や長方体あるいは円柱状などのブロック状よりも例えば板状などより表面積の大きなものを用いることが好ましい。また上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状でその1辺大きさが８．０ｍｍ以下のものを用いることが高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高める上で好ましい。さらに上記の１辺の大きさが５ｍｍ以下のものを用いることがより好ましく、上記の１辺の大きさが２．５ｍｍ以下のものを用いることがさらに好ましく、１辺の大きさが１ｍｍ以下のものを用いることが最も好ましい。上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状が板状のときその厚みは８ｍｍ以下のものを用いることが高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高める上で好ましい。さらに上記板状の粉末成形体や焼結体の厚みは５ｍｍ以下のものを用いることがより好ましく、厚み２．５ｍｍ以下のものを用いることがさらに好ましく、厚み１ｍｍ以下のものを用いることが最も好ましい。上記に示したことを具体的に述べれば例えば、組成が実質的に同じで実質的にＡｌＮ単一相の焼結体であっても上記立方体や長方体あるいは円柱状などのブロック状のものあるいは１辺が５ｍｍを越える粉末成形体や焼結体を用いて製造した高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では板状あるいは１辺が８ｍｍ以下の成形体や焼結体を用いて製造したものに比べて光透過性が低減化し、場合によっては着色して光透過率がゼロに近いものとなる場合がある。その理由は必ずしも明確ではないが、焼成の過程でＡｌＮ以外の成分が揮散・除去されるに際して該揮散成分の圧力が高まり焼結体から急激な抜け方をしたり、例えば焼結助剤のＹ２Ｏ３など揮散中にＸ線回折や化学分析では判別できにくい微量成分が窒化物や炭化物などの還元生成物に変質するためではないかと推測される。
なお、本発明において基板の厚みとは通常発光素子が搭載される部分の基板厚みである。また、窪み空間を有する発光素子搭載用基板の場合は窪み空間を形成する側壁部分の基板厚みも意味する。これを図（図３０及び図３１）により説明する。すなわち、図３０は発光素子搭載用基板が板状である場合の例を示す断面図である。図３０において基板２０の発光素子２１が搭載される部分のｔ１で示す寸法が上記発光素子が搭載される部分の基板厚みである。図３１は発光素子搭載用基板が窪み空間を有する場合の例を示す断面図である。図３１において窪み空間３１が形成されている基板３０の発光素子２１が搭載されている部分のｔ１で示した寸法が上記発光素子が搭載される部分の基板厚みであり、窪み空間を形成している基板部分のｔ２で示した寸法が窪み空間を形成する側壁部分の基板厚みである。本発明における基板厚みとは、通常これら発光素子が搭載される部分の基板厚み及び窪み空間を形成する側壁部分の基板厚みを総称したものである。本発明においてはｔ１及びｔ２それぞれが８．０ｍｍ以下であることが好ましい。
上記例示した方法などを適宜用いることで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の、１）緻密度、２）気孔の量や大きさ、３）焼結助剤などの量や分布、４）酸素の含有量や存在状態、５）焼結助剤以外の不純物の量や分布、６）窒化アルミニウム粒子の大きさや粒度分布、７）窒化アルミニウム粒子の形状、などを制御し光透過性を高めることができる。
また、上記のように含まれるアルミニウム及び窒素以外の成分を飛散・除去し減少化させる焼成法により製造された焼結体は通常の焼成法（上記した減圧下、常圧下、雰囲気加圧下、ホットプレス、ＨＩＰなどの方法を含む）により製造されたものに比べて光透過性が高くなり、ＡｌＮ純度も高くなり、窒化アルミニウム粒子の大きさも大きくなる、熱伝導率も高くなる、といった特徴がある。このような焼結体は多結晶体ではあるが粒界の影響が少なくなるので単結晶の性状に近づく。そのため該焼結体を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子搭載用基板として用いた場合、該発光素子として発光効率及び発光出力が向上したものを搭載し易い。本発明はこのような高純度化を目的とした焼成法により製造されるＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子の大きさを成長させた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいはＡｌＮ純度を高め窒化アルミニウム粒子の大きさを成長させた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板を提供する。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の製造に用いる原料粉末は酸化アルミニウムをカーボンなどで還元し窒化する酸化物還元法、あるいは金属アルミニウムを直接窒化する金属アルミニウムの直接窒化法、あるいは塩化アルミニウム、トリメチルアルミニウム、アルミニウムアルコキシドなどのアルミニウム化合物を分解し気相中でアンモニアなどを用いて反応窒化するＣＶＤ法、といった方法で作製されたものが使用される。焼結体の光透過性を高めるためには原料として粒子径がサブミクロンでシャープな粒度分布を有すること、また成形体を作製したとき該成形体の密度が高いこと、さらに化学的な純度の高いものが望ましい。そのため上記方法による原料のうち酸化アルミニウムをカーボンなどで還元し窒化する酸化物還元法により作製されたもの、あるいは金属アルミニウムを直接窒化する金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたものをそれぞれ単独で用いるかあるいはこれらの原料を混合して用いることが好ましい。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は上記製造法を適宜用いることで６０〜８０％程度あるいは８０〜９０％以上のものが得られる。本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板として光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が用いられる。該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は上記のように１％以上であることが好ましく、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として使用したとき発光素子からの発光を基板外部へ放出することが可能となる。また光透過率は５％以上であることがより好ましい。このような光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることで、発光素子からの発光が該発光素子搭載用基板内を透過しより効率的に基板外部へと放出されるようになり、肉眼でも基板を透過した該発光素子からの発光が明確に観察される。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１０％以上であれば発光素子からの発光が該発光素子搭載用基板内を透過しより効率的に基板外部へと放出されるようになり、肉眼でも基板を透過した該発光素子からの発光がより明確に観察され、さらにその光透過性を利用して発光素子搭載用基板に搭載されている発光素子からの発光の基板外部へ放出される方向の制御を容易に行うことができるようになる。この発光素子からの発光の方向制御を行う場合、後述の反射防止部材や反射部材が形成してある発光素子搭載用基板を用いることが効果的である。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光素子搭載用基板において該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は２０％以上であることが好ましく、発光素子からの発光が該発光素子搭載用基板内を透過しより効率的に基板外部へと放出されるようになり、肉眼でも基板を透過した該発光素子からの発光が強い光として明確に観察され、基板外部へ放出される発光素子からの発光の方向制御をより容易に行うことができるようになる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光素子搭載用基板において該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は４０％以上であることが好ましく、発光素子からの発光が該発光素子搭載用基板内を透過しさらに効率的に基板外部へと放出されるようになり、肉眼でも基板を透過した該発光素子からの発光が強い光としてより明確に観察され、基板外部へ放出される発光素子からの発光の方向制御をさらに容易に行うことができるようになる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光素子搭載用基板において該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は６０％以上であることが好ましく、発光素子からの発光が該発光素子搭載用基板内を透過しさらに効率的に基板外部へと放出されるようになり、肉眼でも基板を透過した該発光素子からの発光が強い光としてより明確に観察され、基板外部へ放出される発光素子からの発光の方向制御をさらに容易に行うことができるようになる。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光素子搭載用基板において該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は８０％以上であることが好ましく、発光素子からの発光が該発光素子搭載用基板内を透過しさらに効率的に基板外部へと放出されるようになり、肉眼でも基板を透過した該発光素子からの発光が強い光としてより明確に観察され、基板外部へ放出される発光素子からの発光の方向制御をさらに容易に行うことができるようになる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による発光素子搭載用基板において該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は８５％以上であることが好ましく、発光素子からの発光が該発光素子搭載用基板内を透過し最も効率的に基板外部へと放出されるようになり、肉眼でも基板を透過した該発光素子からの発光が強い光としてより明確に観察され、基板外部へ放出される発光素子からの発光の方向制御を最も容易に行うことができるようになる。
上記光透過率は通常波長６０５ｎｍの単色光で測定されたものであるが該方法により測定された可視光に対する光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の全可視光領域でも同様な透過率を有する。またこのような可視光に対する光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外領域の光に対しても同様の高い透過率を有する。
本発明において発光素子搭載用基板は光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であり焼結体中の窒化アルミニウム粒子の結晶方位がランダムな方向を向いた多結晶体である。したがって該上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中を透過した発光素子からの発光はほとんど直進光とならず焼結体中の窒化アルミニウム粒子により散乱された光となって基板外部へと放出される。本発明者は上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板に用い、該基板に搭載された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子からの発光は該基板を透過して基板外部へ放出されるとき、該放出光は強い光であるにもかかわらず透明なガラスや樹脂などを透過した目に突き刺すような直進光と異なり穏やかで人間の目に優しい光となり易いことを確認した。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が高ければ、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板を透過した光は穏やかでより明るいものとなり易い。
本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としては窒化アルミニウムを５０体積％以上含むもので良好な光透過性のものが得られ易い。窒化アルミニウムを５０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板として用いることで該発光素子からの発光を基板外部に効率よく放出できるようになる。また該発光の方向を制御することが可能となる。
なお窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板中の窒化アルミニウムの含有量は焼結体に含まれる希土類元素、アルカリ土類金属物、酸素、アルカリ金属、珪素成分、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属の不可避不純物、ＡＬＯＮ、などアルミニウム及び窒素以外の成分の含有量をそれぞれ元素換算して、あるいは酸化物換算することにより容易に算定できる。本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる上記希土類元素、アルカリ土類金属、アルカリ金属、珪素含有量は酸化物換算により求めた。上記酸素、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属の不可避不純物については元素換算により求めた。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の上記各アルミニウム及び窒素以外の成分の含有量を体積百分率（体積％）あるいは重量百分率（重量％）のいずれかで求めた。体積百分率の算定方法は含まれるアルミニウム及び窒素以外の成分を酸化物換算あるいは元素換算により重量百分率で求め、これら酸化物あるいは元素の密度から算定することで容易に求めることができる。なおＡＬＯＮの含有量は以下別途述べるようにＸ線回折によりＡＬＯＮの最強線とＡｌＮの最強線とを比較する方法により求めた。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は、１）焼結体の密度、２）焼結体内部の気孔の有無や大きさ、３）焼結体の焼結助剤や着色剤の含有量、４）焼結体の酸素含有量、５）焼結体の焼結助剤及び酸素以外の不純物含有量、６）焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさ、７）焼結体中の窒化アルミニウム粒子の形状、といった要因で変化するが、上記の焼結体の光透過率に影響を与える各要因を制御することで本発明による発光素子搭載用基板に使用できる光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が製造できる。
本発明において、発光素子搭載用基板として光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることが好ましい。その光透過率は１％以上であることが好ましい。
本願発明者は発光素子搭載用基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性に与える上記各要因について以下さらに詳しく調べた。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の密度であるが、焼結体中で窒化アルミニウム粒子や焼結助剤などが密に詰まった状態でないと光透過性は高まらないであろうことは容易に推測できる。本発明による発光素子搭載用基板において光透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得るためには該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度は９５％以上であることが好ましく、１％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度が９８％以上であれば５％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度が９９％以上のもので１０％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度が９９．５％以上のもので２０％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。
なお、本発明において相対密度は焼結助剤や着色剤などの添加物を加えないで作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウムの理論密度（３．２６１ｇ／ｃｍ３）に対するものであるが、焼結助剤や着色剤などの添加物を加えて作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウムの理論密度に対するものではなく窒化アルミニウムと焼結助剤などの成分が単に混合していていると見なしたとき計算上の密度に対する値で示した。したがって窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度は焼結体組成に依存する。具体的に言えば例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９５重量％、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を５重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、ＡｌＮの密度は３．２６１ｇ／ｃｍ３であり、Ｙ２Ｏ３の密度は５．０３ｇ／ｃｍ３であるからこの組成の焼結体が完全に緻密化したときの密度は３．３１９ｇ／ｃｍ３であると算定されるので、実際得られた焼結体の密度と前記計算上の密度との百分率が本発明で言う相対密度となる。さらに具体例を示せば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９０重量％、酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）を１０重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、Ｅｒ２Ｏ３の密度は８．６４ｇ／ｃｍ３であるからこの組成の焼結体が完全に緻密化したときの密度は３．４７７ｇ／ｃｍ３であると算定されるので、実際得られた焼結体の密度と前記計算上の密度との百分率が本発明で言う相対密度となる。また窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９９．５重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）を０．５重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、ＣａＯの密度は３．２５ｇ／ｃｍ３であるからこの組成の焼結体が完全に緻密化したときの密度は３．２６１ｇ／ｃｍ３であると算定されるので、実際得られた焼結体の密度とこの計算上の密度との百分率が本発明で言う相対密度となる。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲の相対密度を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部の気孔の大きさも小さいほうが光透過率は高くなるであろうことも容易に推測できる。実際本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の気孔の大きさが平均１μｍ以下のもので窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率５％以上のものが得られ易い。また、気孔の大きさが平均０．７μｍ以下のもので窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率１０％以上のものが得られ易い。また、気孔の大きさが平均０．５μｍ以下のもので窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率２０％以上のものが得られ易い。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲の平均気孔の大きさを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
上記のように気孔の平均大きさが小さくかつ相対密度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が高い光透過率を有するものとなり易い。焼結体の相対密度と焼結体中に含まれる気孔の量とは逆の関係にある。言い換えれば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度が高くなれば焼結体中に含まれる気孔の量が小さくなることを意味する。すなわち、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の気孔率が５％以下であることが好ましく、透過率１％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の気孔率が２％以下であれば光透過率５％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の気孔率が１％以下であれば光透過率１０％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。さらに、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の気孔率が０．５％以下であれば光透過率２０％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲の気孔率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
上記焼結体密度の向上、及び焼結体内部気孔の減少あるいは内部気孔の大きさを小さくするためには例えば以下の方法が有効である。すなわち、（１）焼結体製造用原料として一次粒子がサブミクロンで粒子サイズの分布が均一なものを使用する、（２）焼成温度を低減化し粒子成長を抑制する、（３）雰囲気加圧焼成やホットプレスあるいはＨＩＰなど焼成を１気圧より高い状態で行う、（４）焼成において保持温度を多段階に行う、（５）減圧焼成あるいは常圧焼成と雰囲気加圧焼成やホットプレスあるいはＨＩＰなどの１気圧より高い雰囲気下での焼成とを組み合わせて行う、などである。また、上記方法を２以上組み合わせて行うことも有効である。
また本発明による発光素子搭載用基板において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は主成分である窒化アルミニウム以外に焼結助剤として例えばＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、などの希土類元素酸化物あるいはその他Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素、あるいはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機希土類化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機希土類化合物などの各種希土類元素化合物、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属酸化物やその他Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、あるいはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機アルカリ土類金属化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機アルカリ土類金属化合物などの各種アルカリ土類金属化合物、焼成温度低減化のために希土類元素化合物とアルカリ土類金属化合物を同時併用で用いることやＬｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、ＬｉＦ、ＬｉＯＨ、Ｎａ２Ｏ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＦ、ＮａＯＨ、Ｋ２Ｏ、Ｋ２ＣＯ３、ＫＦ、ＫＯＨなどのアルカリ金属を含む化合物やＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣなどの珪素を含む化合物、着色をはかるためにＭｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）などを含む金属、合金及び金属化合物やカーボンなどの成分を含んだものも用いることができる。これら焼結助剤や焼成温度低減化剤、着色剤も焼結体の光透過率に影響を与えることは容易に推測できる。実際本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は主成分である窒化アルミニウム以外の成分の含有量が希土類元素及びアルカリ土類金属の場合これらのうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で３０体積％以下、アルカリ金属及び珪素の場合はこれら成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物の含有量が酸化物換算で５体積％以下、上記着色をはかるための成分は上記着色をはかるための成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５体積％以下、含むものを用いることで、少なくとも１％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができるようになる。このような窒化アルミニウム以外の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子搭載用基板として用いることで該発光素子からの発光を基板外部に効率よく放出できるようになる。また該発光の方向を制御することが可能となる。
上記焼結助剤や焼成温度低減化剤、着色剤は窒化アルミニウムと異なる化合物や結晶相を焼結体内部に生じ易い。上記焼結助剤や焼成温度低減化剤、着色剤により生成した化合物や結晶相及び該化合物や結晶相の存在量が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性に影響を与えるものとも推測される。
なお上記焼結助剤や焼成温度低減化剤、着色をはかるための成分などの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の体積％（体積百分率）とは前記のように、発光素子搭載用基板である窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる窒化アルミニウム以外の各元素成分を酸化物に換算しこの酸化物の密度と重量百分率とから算定したものである。例えば前記基板に含まれる窒化アルミニウム以外の各元素成分がお互いにあるいは酸素や遷移金属などの不可避混入成分と反応して実際生じる反応物の体積百分率を意味するものではないが、実際の焼結体の緻密さを測る尺度になり得る。
具体的に言えば例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９５重量％、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を５重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、ＡｌＮの密度は３．２６１ｇ／ｃｍ３であり、Ｙ２Ｏ３の密度は５．０３ｇ／ｃｍ３であるから希土類元素化合物の含有量は３．３０体積％であると算定される。また窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９０重量％、酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）を１０重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、Ｅｒ２Ｏ３の密度は８．６４ｇ／ｃｍ３であるから希土類元素化合物の含有量は４．０２体積％であると算定される。また窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９９．５重量％、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を酸化カルシウム（ＣａＯ）換算で０．５重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、ＣａＯの密度は３．２５ｇ／ｃｍ３であるからアルカリ土類金属化合物の含有量は０．５０体積％であると算定される。
また、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９９重量％、モリブデン（Ｍｏ）を１重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、ＡｌＮの密度は３．２６１ｇ／ｃｍ３であり、Ｍｏの密度は１０．２ｇ／ｃｍ３であるからモリブデンの含有量は０．３２体積％であると算定される。また窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９０重量％、タングステン（Ｗ）を１０重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、Ｗの密度は１９．１ｇ／ｃｍ３であるから希土類元素化合物の含有量は１．８６体積％であると算定される。
また、本発明による発光素子搭載用基板は主成分である窒化アルミニウム以外に上記焼結助剤としての成分、着色をはかるための成分、焼成温度の低減化を図るための成分だけでなく焼結体製造用原料に含まれさらに製造工程から混入し易い遷移金属の不可避不純物成分を含有する。このような不可避不純物は希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの成分を含むものである。本発明において上記「遷移金属の不可避不純物成分」とは通常特に断らない限り鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、を意味する。また、「遷移金属の不可避不純物成分を含有する」とは上記鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの各成分のうち少なくとも1種以上を含むことを意味する。上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる上記遷移金属などの不可避不純物成分の含有量は元素換算で1重量％以下であることが好ましく、該不可避不純物量の基板を用いることで光透過率が１％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる上記遷移金属などの不可避不純物成分の含有量は元素換算で０．５重量％以下であることがより好ましく、該不可避不純物量の基板を用いることで光透過率が５％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる上記遷移金属などの不可避不純物成分の含有量は元素換算で０．２重量％以下であることが好ましく、該不可避不純物量の基板を用いることで光透過率が１０％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができ易い。さらに、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる上記遷移金属などの不可避不純物成分の含有量は元素換算で０．０５重量％以下であることが好ましく、該不可避不純物量の基板を用いることで光透過率が２０％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができ易い。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の製造に際して高純度原料を使用しグリーンシートや粉末プレス用顆粒製造あるいは焼成などの製造工程でセラミックが接触する部分に使用する部材の高純度化をはかるなどの工夫で不可避不純物の混入を減少することができる。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲のアルカリ土類金属化合物を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
また、本発明による光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板は主成分である窒化アルミニウム以外に上記焼結助剤としての成分、黒色などの着色をはかるための成分、焼成温度の低減化を図るための成分、不可避金属不純物成分だけでなく焼結体製造用原料に含まれさらに製造工程から混入する酸素を含有する。焼結体製造用原料には通常酸素が０．０１〜５．０重量％程度含まれ、焼成中に一部揮散するが殆どこのまま窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に取り込まれることが多く焼結助剤などを用いないで製造された焼結体中にはスピネル型結晶構造のＡＬＯＮ（酸窒化アルミニウム：ＡｌＮとＡｌ２Ｏ３との化合物）が生成されることが多い。このＡＬＯＮは通常ＪＣＰＤＳファイル番号３６−５０に示される回折線を示す。酸素は又焼結体中にＡＬＯＮを生成するよう積極的にＡｌ２Ｏ３を添加することにより含有される。さらに、焼結助剤や着色剤が酸化物や複合酸化物など酸素を含む化合物である場合はこれらの分も含有される。焼結体中の酸素量が１０重量％より多いと窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部でＡＬＯＮあるいは焼結助剤と酸素、着色剤と酸素、焼成温度低減化剤と酸素、などの化合物の生成が多くなり該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率の低下をもたらし易い。焼結体中でのＡＬＯＮの生成量は酸素量と希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤量で制御できるが、焼結助剤を用いない場合は焼結体中の酸素量だけに依存する。本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡＬＯＮの含有量が１２％以下のもので光透過率は５％以上のものが得られ易いので好ましい。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡＬＯＮの含有量が７％以下のもので光透過率１０％以上のものが得られ易いのでより好ましい。なお窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡＬＯＮの含有量は該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面のＸ線回折を行いＡＬＯＮのミラー指数（３１１）格子面からの回折線強度とＡｌＮのミラー指数（１００）格子面からの回折線強度との比を百分率で求めたものである。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中において１２％以下のＡＬＯＮの量は焼結助剤などの添加剤を用いずに窒化アルミニウム原料粉末だけあるいは該原料粉末とＡｌ２Ｏ３との混合粉末とだけで焼成された焼結体において酸素量５．０重量％以下のもので形成され易い。７％以下のＡＬＯＮの量は焼結助剤などの添加剤を用いずに窒化アルミニウム原料粉末だけあるいは該原料粉末とＡｌ２Ｏ３との混合粉末とだけで焼成された焼結体において酸素量３．０重量％以下のもので形成され易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＡＬＯＮの量が２０％以下のものでは光透過率は１％以上のものが得られ易いので好ましい。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中において２０％以下のＡＬＯＮの含有量は焼結助剤などの添加剤を用いずに窒化アルミニウム原料粉末だけあるいは該原料粉末とＡｌ２Ｏ３との混合粉末とだけで焼成された焼結体において酸素量１０．０重量％以下のもので形成され易い。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中にＡＬＯＮが２０％より多く生成している場合該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は低下し、該光透過率の低下した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いた場合発光素子からの発光は十分効率よく基板外部に放出されにくくなるので好ましくない。このように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中でＡＬＯＮの量が多くなれば該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は低下し易くなる。その理由として本願発明者はＡＬＯＮ結晶はＡｌＮのウルツ鉱型結晶と結晶系が異なるスピネル型であるため発光素子からの発光が焼結体内部に照射されたとき該焼結体内部のＡＬＯＮ粒子と窒化アルミニウム粒子という異なる結晶系を有する粒子間で光散乱が多くなり結果として基板を光が透過しにくくなるものと推測している。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲のＡＬＯＮを含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
本発明において光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において該焼結体中の窒化アルミニウム粒子を例えば０．５μｍ程度と成長させずに、すなわち原料粉末の粒子の大きさと同じ状態で焼結したものでも光透過性のものが得られ発光素子搭載用基板として使用できる。一方、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において該焼結体内部に含まれる窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化すれば該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性が向上し易くなるので該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は発光素子搭載用基板として好適に使用できる。本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部に含まれる窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１μｍ以上であれば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率１％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率５％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率１０％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率２０％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率３０％以上のものが得られ易い。これは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部の窒化アルミニウム粒子の大きさが大きくなれば窒化アルミニウム結晶粒子の粒界の面積が減少し粒界の影響が減じるので窒化アルミニウム結晶粒子自体の性質が反映され易くなり、その結果光透過率が向上し易くなるためであろうと推測される。上記のような窒化アルミニウム粒子を大きくすることの効果は通常どのような組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板であっても見られる。このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の例としては前記した酸素、あるいは焼結助剤として用いられる希土類元素やアルカリ土類金属などの成分、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは着色剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、あるいはカーボンあるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分など、さらに結晶相としてＡＬＯＮなどを含むものである。また、このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の例としては原料粉末に焼結助剤を加えないで製造され実質的に希土類元素あるいはアルカリ土類金属などの焼結助剤を含まない焼結体も含まれる。上記で例示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において、窒化アルミニウム粒子の大きさを増大することで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性が向上し易くなる。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさを増大化させることの効果はあとでも詳しく述べるが、ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることでより光透過性の高いものが得られ該焼結体は発光素子搭載用基板としてさらに好適に用いることができる。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲の窒化アルミニウム粒子の平均大きさを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
上記のような窒化アルミニウム粒子を大きくすることの効果は通常どのような組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板であっても見られが、焼結体中のＡｌＮの含有量が少なくなるにつれて効果の程度は少なくなる傾向はある。本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮの含有量が５０体積％以上であれば１％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。上記のような窒化アルミニウム粒子を大きくすることの効果を発現し易くするためには窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板におけるＡｌＮの含有量が７０体積％以上であることが望ましい。本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮの含有量が７０体積％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であれば５％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲のＡｌＮ含有量の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさを増大化させるために通常焼成温度を高めるか焼成時間を長くすることが効果的である。窒化アルミニウム粒子の大きさを制御するためには窒化アルミニウムの原料粉末の由来や粒度、あるいは成形体や焼結体の組成にも依存しやすいが本発明によれば１７５０℃以上の温度で３時間以上比較的長い時間焼成することで平均５μｍ以上の窒化アルミニウム粒子を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。平均８μｍ以上を有する窒化アルミニウム粒子の焼結体を得るために１７５０℃以上の温度で１０時間以上、１９００℃以上の温度では３時間以上の焼成を行うことが好ましい。平均１５μｍ以上を有する窒化アルミニウム粒子の焼結体を得るためには１９００℃以上の温度で６時間以上、２０５０℃以上の温度で３時間以上の焼成を行うことが好ましい。平均２５μｍ以上を有する窒化アルミニウム粒子の焼結体を得るためには２０５０℃以上の温度で４時間以、２１００℃以上の温度で３時間以上の焼成を行うことが好ましい。このような焼成において窒化アルミニウム粒子の大きさが増大しているだけで酸素、あるいは焼結助剤として用いられる希土類元素やアルカリ土類金属などの成分、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは着色剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、あるいはカーボンあるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分など、の成分の揮散・除去を抑制しさらに含まれる結晶相としてＡＬＯＮなどを含有した状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得るためには前記したように還元性成分の比較的少ない窒素やアルゴンなどの非酸化性雰囲気を用いることが好ましい。一方窒化アルミニウム粒子の大きさが増大しかつＡｌＮ純度が向上した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得るためには水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などの還元性成分を含む非酸化性雰囲気中で焼成することが好ましい。
また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部に含まれる窒化アルミニウム粒子の形状は粒子の角が取れた丸いものより多角形でお互いの面や稜線、多角形の頂点での重なり緊密なものであることが該焼結体の光透過率を１％以上とする上では好ましい。これは窒化アルミニウム粒子の形状が角の取れた丸いものであれば焼結体内部において焼結体粒子同士が隙間なく合体できず窒化アルミニウム以外の成分からなる粒界相が介在し易く、これら粒界相によって焼結体の透過率は低下し易いためであろうと推測される。焼結体粒子が丸みを帯びたものは通常前記焼結助剤や焼成温度低減化剤が過剰に含まれる場合に見られる。すなわち焼成中過剰な焼結助剤によって過剰な液相が生成されその液相の中で焼結体粒子が成長するので丸みを帯び易い。焼結体粒子が丸みを帯び易くなるのは前記の希土類元素化合物やアルカリ土類金属元素化合物などの焼結助剤、アルカリ金属元素化合物、珪素化合物などの焼成温度低減化剤などが前記に示した範囲より多く含まれる場合に生じ易いということを意味する。
なお上記発光素子搭載用基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するための原料粉末中には通常ＡｌＮ成分以外に酸素を０．０１重量％〜５．０重量％程度含む。本発明による発光素子搭載用基板において上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる希土類元素の含有量は前記のように酸化物換算で３０体積％以下であることが好ましい。上記希土類元素の好ましい含有量は酸化物換算で１２．０体積％以下である。より好ましい含有量は酸化物換算で７．０体積％以下である。なお、上記希土類元素において酸化物換算にはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ４Ｏ７、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３の各酸化物を基準の化合物として用いて含有量が算定される。上記希土類元素は窒化アルミニウム粉末成形体の緻密化を促進しながら原料中に含まれる酸素をトラップし粒界相として析出させ焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子を高純度化させる作用をするので、全体として得られた基板の熱伝導率を向上させる。そのため発光素子搭載用基板として用いられる焼成後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体における希土類元素の存在形態は希土類元素酸化物あるいはアルミニウムとの複合酸化物である場合が多い。アルミニウムとの複合酸化物としての存在はＸ線回折により容易に同定出来る。該複合酸化物は希土類元素をＬｎで表した時、ガーネット型結晶構造の３Ｌｎ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、ぺロブスカイト型結晶構造のＬｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、単斜晶結晶構造２Ｌｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、など３種類の結晶形のものである。これら複合酸化物のうちの一又は二以上を同時に含む。上記複合酸化物は焼結体内部において主に窒化アルミニウム粒子間の粒界相として存在している。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板はこれら複合酸化物が形成されたものを含む。これら複合酸化物は窒化アルミニウム粒子のウルツ鉱型と異なる結晶構造を有している。本発明による発光素子搭載用基板において希土類元素化合物の含有量が酸化物換算で３０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で光透過率１％以上のものが得られ易い。該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の希土類元素化合物が前記に示したように酸化物換算で３０体積％より多いと光透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られにくくなる。その理由として本願発明者は焼結体中の希土類元素とアルミニウムとの複合酸化物の結晶はＡｌＮのウルツ鉱型結晶と結晶系が異なるため発光素子からの発光が焼結体内部に照射されたとき該焼結体内部の希土類元素及びアルミニウムとの複合酸化物の粒子と窒化アルミニウム粒子という異なる結晶系を有する粒子間で光散乱が多くなり結果として基板を光が透過しにくくなるものと推測している。
本発明において発光素子搭載用基板において希土類元素を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の形状は角が取れた丸いものではなく多角形でお互いの粒子同士面や稜線、あるいは多角形の頂点での重なりが隙間なく緊密なものとなり易い。また、上記本発明による発光素子搭載用基板において希土類元素の含有量が酸化物換算で１２．０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中では光透過率５％以上のものが得られ易い。また、上記本発明による発光素子搭載用基板において希土類元素の含有量が酸化物換算で７．０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中では光透過率１０％以上のものが得られ易い。この窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の希土類元素含有量の減少に伴う光透過性の向上は、おそらく主として粒界相として存在する上記ガーネット型結晶構造の３Ｌｎ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３（例えば３Ｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｄｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｈｏ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｅｒ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｙｂ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、など）、ぺロブスカイト型結晶構造のＬｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えばＹＡｌＯ３、ＬａＡｌＯ３、ＰｒＡｌＯ３、ＮｄＡｌＯ３、ＳｍＡｌＯ３、ＥｕＡｌＯ３、ＧｄＡｌＯ３、ＤｙＡｌＯ３、ＨｏＡｌＯ３、ＥｒＡｌＯ３、ＹｂＡｌＯ３、など）、単斜晶結晶構造２Ｌｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えば２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｓｍ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｕ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｇｄ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｄｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｈｏ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｒ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｙｂ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、など）の生成量の減少に伴うものであろうと推測される。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲の希土類元素を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
本発明の発光素子搭載用基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において上記アルカリ土類金属の含有量も前記の通り酸化物換算で３０体積％以下であることが好ましい。好ましい含有量は酸化物換算で５．０体積％以下である。より好ましい含有量は酸化物換算で３．０体積％以下である。なお、上記アルカリ土類金属において酸化物換算にはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの各酸化物を基準の化合物として用いて含有量が算定される。アルカリ土類金属は窒化アルミニウム粉末成形体の緻密化を促進しながら原料中に含まれる酸素をトラップし粒界相として析出させ窒化アルミニウム焼結体中のＡｌＮ結晶粒子を高純度化させる作用をするので、全体として得られた基板の熱伝導率を向上させる。そのため発光素子搭載用基板として用いられる焼成後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体におけるアルカリ土類金属の存在形態はアルミニウムとの複合酸化物である場合が多い。複合酸化物としての存在はＸ線回折により容易に同定出来る。該複合酸化物はアルカリ土類金属元素をＡｅで表した時、３ＡｅＯ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・２Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・６Ａｌ２Ｏ３、などの結晶形のものである。これら複合酸化物のうちの一又は二以上を同時に含む。上記アルカリ土類金属を含む複合酸化物は焼結体内部において主に窒化アルミニウム粒子間の粒界相として存在している。本発明の発光素子搭載用基板はこれら複合酸化物が形成されたものを含む。これら複合酸化物は窒化アルミニウム粒子のウルツ鉱型と異なる結晶構造を有している。本発明の発光素子搭載用基板においてアルカリ土類金属の含有量が酸化物換算で３０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中で光透過率１％以上のものが得られやすい。本発明の発光素子搭載用基板においてアルカリ土類金属が前記に示したように酸化物換算で３０体積％より多いと光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られにくくなる。その理由として本願発明者は焼結体中のアルカリ土類金属とアルミニウムとの複合酸化物の結晶はＡｌＮのウルツ鉱型結晶と結晶系が異なるため発光素子からの発光が焼結体内部に照射されたとき該焼結体内部のアルカリ土類金属及びアルミニウムとの複合酸化物の粒子と窒化アルミニウム粒子という異なる結晶系を有する粒子間で光散乱が多くなり結果として基板を光が透過しにくくなるものと推測している。
本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のアルカリ土類金属の含有量が酸化物換算で５．０体積％以下のものは焼結体中の窒化アルミニウム粒子の形状は多角形のもものが多く粒子同士お互いの面や稜線、あるいは多角形粒子の頂点での重なりが緊密なものとなり易い。本発明による発光素子搭載用基板において酸化物換算で５．０体積％以下の組成範囲のアルカリ土類金属を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率５％以上のものが得られやすい。また、本発明による発光素子搭載用基板においてアルカリ土類金属の含有量が酸化物換算で３．０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが得られやすい。この窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のアルカリ土類金属化合物量の減少に伴う光透過性の向上は、おそらく主として粒界相として存在する上記３ＡｅＯ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・２Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・６Ａｌ２Ｏ３、などウルツ鉱型と異なる結晶構造を有する複合酸化物の生成量の減少に伴うものであろうと推測される。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲のアルカリ土類金属化合物を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものも得られる。
本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として焼成温度の低減化を図るためにＬｉ、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属、あるいはＬｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、ＬｉＦ、ＬｉＯＨ、Ｎａ２Ｏ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＦ、ＮａＯＨ、Ｋ２Ｏ、Ｋ２ＣＯ３、ＫＦ、ＫＯＨなどのアルカリ金属化合物、あるいはＳｉ、あるいはＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣなどの珪素を含む化合物を有するものも用いることができる。このような焼成温度の低減化を促進するアルカリ金属あるいは珪素を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であってもその含有量が酸化物換算で５体積％以下であれば光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られる。なお、上記アルカリ金属及びアルカリ金属化合物において酸化物換算にはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏの各酸化物を基準の化合物として用いて含有量が算定される。また、珪素及び珪素を含む化合物において酸化物換算にはＳｉＯ２（密度：２．６５ｇ／ｃｍ３）を基準の化合物として含有量が算定される。すなわち、本発明による発光素子搭載用基板においてアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で５体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で光透過率１％以上のものが得られる。また、本発明による発光素子搭載用基板においてアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で３体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率５％以上のものが得られる。また、本発明による発光素子搭載用基板においてアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で１体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが得られる。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲のアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として黒色、灰黒色、灰色などの着色化をはかるためにＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどを含む金属、合金及び金属化合物やカーボンなどの成分を含んだものも用いることができる。このような黒色などを呈する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることで本発明による発光素子搭載用基板から基板外部へ放出される発光はより穏やかなものとなり易いので、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の黒色、灰黒色、灰色などの着色化は発光素子搭載用基板として使用する場合有効なものである。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に上記に例示された該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の着色化を促進しやすい成分を含んでいてもその含有量が元素換算で５体積％以下であれば光透過性を有するものが得られる。すなわち、本発明による発光素子搭載用基板においてＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で５体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で光透過率１％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板においてＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で３体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で光透過率５％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板においてＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で１体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で光透過率１０％以上のものが得られ易い。本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものも得られる。
本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる酸素は主成分のＡｌＮと反応してＡＬＯＮとして存在するかあるいは焼結助剤の希土類元素やアルカリ土類金属と反応して粒界相として存在するかあるいは焼結体中のＡｌＮ結晶粒子の結晶格子に固溶するかいずれかで存在していると思われる。本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる全酸素量は１０重量％以下が好ましい。本発明による発光素子搭載用基板において全酸素量が１０重量％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以上のものが得られ易い。本発明による発光素子搭載用基板において全酸素量が５．０重量％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率５％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において全酸素量が３．０重量％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが得られ易い。
なお、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素やアルカリ土類金属を含む場合、あるいはアルカリ金属や珪素を含む場合、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどを含む場合、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分を含む場合、などは上記範囲より少ない量の酸素しか含まないものであっても光透過率が低下する場合がある。また、逆に上記範囲より多い量の酸素を含むものであっても光透過率が低下せず比較的高い光透過率を有するものが得られる場合がある。すなわち、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物を含む場合、あるいはアルカリ金属化合物や珪素含有化合物を含む場合、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどを含む場合、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分を含む場合、含まれる酸素量が１０重量％以下であっても光透過率１％以下のものが生じる場合があり、含まれる酸素量が５．０重量％以下であっても光透過率５％以下のものが生じる場合があり、さらに含まれる酸素量が３．０重量％以下であっても光透過率１０％以下のものが生じる場合がある。これはおそらく上記窒化アルミニウム以外の成分が含まれていれば焼成中に複雑な化合物が生成し焼結体の粒界相として析出して光透過率が阻害され易くなるものと推測される。また、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素やアルカリ土類金属を含む場合、あるいはアルカリ金属や珪素を含む場合、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどを含む場合、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分を含む場合、含まれる酸素量が１０重量％以上であっても光透過率１％以上のものが生じる場合があり、含まれる酸素量が５．０重量％以上であっても光透過率５％以上のものが生じる場合があり、さらに含まれる酸素量が３．０重量％以上であっても光透過率１０％以上のものが生じる場合がある。これはおそらく上記窒化アルミニウム以外の成分が窒化アルミニウム粒子などから酸素を効果的に取り込み例えば粒界相として析出させ酸素による光透過率の低下を防止するものと推測される。
本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲の酸素を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
上記のように酸素、あるいは希土類元素及びアルカリ土類金属など焼結助剤として用いられる成分、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは着色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボン、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、あるいはＡＬＯＮなどを比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても光透過率が前記で示した光透過率よりもさらに高い８０％〜８５％以上のものが得られる。実際実験的に光透過率が８７％の高いものが得られた。このように本発明においてはＡｌＮ純度が必ずしも高くない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても光透過率の高いものが得られるのでＡｌＮ純度が高くない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても発光素子搭載用基板として用いることができる。
本発明において上記アルカリ金属や珪素などの成分、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどの成分、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分、あるいは酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分と、焼結助剤として用いられる希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分とを同時に含んだ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることもできる。上記のようにアルカリ金属や珪素などの成分、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどの成分、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分、あるいは酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分と、希土類元素及びアルカリ土類金属の中から選ばれた少なくとも１種以上の成分とを同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は希土類元素及びアルカリ土類金属を含まない場合に比べて焼結体製造時の焼成温度を低下することができるため製造が容易になり、さらに製造された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率を高めることも可能となる場合もあるので好ましい。
本願発明者は前記１７５０℃以上の温度で３時間以上、還元性雰囲気中で焼成を行い含まれる酸素、希土類元素及びアルカリ土類金属など焼結助剤として用いられる成分、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分あるいは着色剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボンあるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分などを飛散・除去し、減少させ、結晶相としてのＡＬＯＮや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物の含有量が低減化されたＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性の向上についてさらに検討し、該焼結体を用いた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板としての特性向上を試みた。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてＡｌＮ純度は焼成温度が高くなるほど又焼成時間を長くするほど高くなる傾向がある。焼成温度としては１９００℃以上がより好ましく、２０５０℃以上がさらに好ましく、２１００℃以上が最も好ましい。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮ純度を高める上では焼成温度を高めれば焼成時間を短くでき焼成温度を低くすれば焼成時間が長くなるという関係にあり、どちらでも効果は殆ど同じである。ＡｌＮの純度を高めるために焼成温度１７５０℃〜１９００℃の範囲では焼成時間は通常１０時間以上とすることが好ましい。焼成温度１９００℃以上では焼成時間６時間以上、焼成温度２０５０℃以上では焼成時間４時間以上、焼成温度２１００℃以上では焼成時間３時間以上とすることが好ましい。このような方法により本発明によるＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．５重量％（５０００ｐｐｍ）以下かつ酸素含有量が０．９重量％以下の組成のものを得ることができる。そのためこのような組成のＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率が向上し易い。したがってこのような組成のＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板として優れたものとなり得る。本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．２重量％（２０００ｐｐｍ）以下かつ酸素含有量が０．５重量％以下の組成を有するものを得ることができ好ましい。また本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．０５重量％（５００ｐｐｍ）以下かつ酸素含有量が０．２重量％以下の組成を有するものを得ることができより好ましい。また、本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．０２重量％（２００ｐｐｍ）以下かつ酸素含有量が０．１重量％以下の組成を有するものを得ることができさらに好ましい。また、本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．００５重量％（５０ｐｐｍ）以下かつ酸素量が０．０５重量％以下の組成を有するものを得ることができ最も好ましい。本発明者は上記ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板に用いた場合であっても、該基板に搭載された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子からの発光が該基板を透過して基板外部へ放出されるとき、該放出光は強い光であるにもかかわらず透明なガラスや樹脂などを透過した目に突き刺すような直進光と異なり穏やかな散乱光となり易いことを確認した。
本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．５重量％以下かつ酸素含有量が０．９重量％以下の組成を有するものは光透過率１０％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素含有量が０．５重量％以下の組成を有するものは光透過率２０％以上のものが得られ易く好ましい。また、本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．０５重量％以下かつ酸素含有量が０．２重量％以下の組成を有するものは光透過率３０％以上のものが得られ易くより好ましい。また、本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．０２重量％以下かつ酸素含有量が０．１重量％以下の組成を有するものは光透過率４０％以上のものが得られ易くさらに好ましい。本発明による発光素子搭載用基板においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．００５重量％以下かつ酸素含有量が０．０５重量％以下の組成を有するものは光透過率５０％以上のものが得られ易く最も好ましい。
このようなＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において多結晶体であるにもかかわらず光透過率が前記よりもさらに高い８０％〜８５％以上のものも得られる。実際実験的に光透過率が８８％の高いものが得られた。
上記ＡｌＮ純度を高めた組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる結晶相はＡｌＮが９５〜９８％以上であり、ＡＬＯＮや希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物などの結晶相は２〜５％以下であり、実質的にＡｌＮ単一相のものも得られる。なお、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の結晶相はＸ線回折による得られた各結晶相の示す回折ピークの最強線を相対比較することで容易に計測できる。
また、上記の方法により酸素あるいは希土類元素やアルカリ土類金属以外にも焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｚｎなどの遷移金属不純物、あるいはカーボンなどの成分、あるいはその他に窒化アルミニウム粉末原料や焼結体製造工程から混入する不可避不純物が揮散・除去、低減化できるのでＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウム焼結体を製造できる。ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として含まれるアルカリ金属及び珪素成分が元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素量が０．９重量％以下の組成を有するものでは光透過率３０％以上のものが得られ易い。本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲のアルカリ金属及び珪素成分を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としてＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンが元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素量が０．９重量％以下の組成を有するものでは光透過率３０％以上のものが得られ易い。本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲のＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
また、ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｚｎが元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素量が０．９重量％以下の組成を有するものでは光透過率３０％以上のものが得られ易い。本発明による発光素子搭載用基板として用いる上記範囲のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｚｎを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率は前記で示したものよりもさらに高いものが得られ、最大８０％〜８５％以上の光透過率を有するものが得られる。
なお上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる希土類元素化合物とはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、などの希土類元素酸化物あるいはその他Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、などを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機希土類化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機希土類化合物などの各種希土類元素化合物であり、さらにＬｎを希土類元素として表したときガーネット型結晶構造の３Ｌｎ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３（例えば３Ｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｄｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｈｏ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｅｒ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｙｂ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、など）、ぺロブスカイト型結晶構造のＬｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えばＹＡｌＯ３、ＬａＡｌＯ３、ＰｒＡｌＯ３、ＮｄＡｌＯ３、ＳｍＡｌＯ３、ＥｕＡｌＯ３、ＧｄＡｌＯ３、ＤｙＡｌＯ３、ＨｏＡｌＯ３、ＥｒＡｌＯ３、ＹｂＡｌＯ３、など）、単斜晶結晶構造２Ｌｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えば２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｓｍ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｕ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｇｄ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｄｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｈｏ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｒ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｙｂ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、など）などの各種希土類元素を含む複合酸化物、などである。また上記窒化アルミニウム焼結体中に含まれるアルカリ土類金属化合物とはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、及びＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属酸化物やその他Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機アルカリ土類金属化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機アルカリ土類金属化合物などの各種アルカリ土類金属化合物であり、さらにＡｅをアルカリ土類金属として表したとき３ＡｅＯ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・２Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・６Ａｌ２Ｏ３などのアルカリ土類金属を含む複合酸化物、などである。
上記還元性雰囲気中１７５０℃以上の温度で３時間以上といった比較的長い時間加熱する方法により得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の特徴は室温における熱伝導率が室温において２００Ｗ／ｍＫ以上と高いものが得られ易い。又窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において不純物含有量が少ないものやＡｌＮ単一相からなるものの場合にはさらに室温における熱伝導率が２２０Ｗ／ｍＫ以上のものが得られ易い。このような特徴に加えて上記ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過性の高いものが得られ易い。これは希土類元素やアルカリ土類金属以外にも焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分あるいは着色剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどの成分あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の窒化アルミニウム粉末原料や焼結体製造工程から混入するＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎなどの遷移金属不純物が揮散・除去、低減化されるためであろうと推測される。また、上記遷移金属などの不純物や焼結助剤が残留している焼結体であっても室温における熱伝導率が２００Ｗ／ｍＫ以上さらに２２０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導率を有するもの、あるいはより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られる。これはおそらく長時間加熱することで焼結体中の窒化アルミニウム粒子が大きく成長し粒界の影響が少なくなるためにＡｌＮ本来の単結晶としての性質がより発現し易くなるためであろうと本願発明者は推測している。
本発明によれば上記高純度化を行う焼成過程で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが通常増大化する。上記高純度化されＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化することがさらに高い光透過率を与える大きな要因であると思われる。焼成温度を高めるか焼成時間を長くすることで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼結助剤などＡｌＮ以外の成分が揮散・除去減少し焼結体中の窒化アルミニウム粒子内部や窒化アルミニウム粒子の粒界にＡｌＮ以外の成分が少なくなるかあるいは実質的にゼロに近くなるということに加えて焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが増大化する。これは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において窒化アルミニウム粒子内部や窒化アルミニウム粒子の粒界にＡｌＮ以外の成分が少なくなるかあるいは実質的にゼロに近くなるということに加えて焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化すれば窒化アルミニウム粒子境界（粒界）が減少するので粒界の影響が少なくなりこの大きく増大した窒化アルミニウム粒子自体も高純度化されさらに結晶性も高まり純度の高い単結晶の窒化アルミニウムに近い性質を発現し易くなるためであろうと推測される。すなわち純度の高い単結晶に近い状態の大きな結晶粒子からなる焼結体であるため光透過性も窒化アルミニウム単結晶の吸収端の波長２００ｎｍ付近から長波長側で単結晶に匹敵する高い光透過率を有するようになる。またこの焼結体を発光素子搭載用基板として使用すれば搭載されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子からの発光が基板を透過して効率よく基板外部へ放出でき、該放出光は強い光であるにもかかわらず透明なガラスや樹脂などを透過した目に突き刺すような直進光と異なり穏やかな散乱光となり易いことが本願発明者は確認できた。
本発明において焼成温度を高めあるいは焼成時間を長くすることでＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が製造されるがこの焼結体の窒化アルミニウム粒子の大きさは通常平均５μｍ以上である。通常焼成温度を高めていくかあるいは焼成時間を長くすれば焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさも平均２５μｍ以上に増大する。また実験上では窒化アルミニウム粒子の大きさ平均１００μｍ程度のものが得られている。このように増大化した窒化アルミニウム粒子はＡｌＮ純度も高まることから単結晶に近い状態であろうと思われる。本発明による発光素子搭載用基板において上記方法により高純度化されＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上では光透過率１０％以上のものが得られ易い。本発明による発光素子搭載用基板において上記方法により高純度化されＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上では光透過率２０％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において上記方法により高純度化されＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上では光透過率３０％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において上記方法により高純度化されＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上では光透過率４０％以上のものが得られ易い。このように焼結助剤などＡｌＮ以外の成分を揮散・除去、減少することで製造される高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の窒化アルミニウム粒子の大きさは発光素子搭載用基板として用いる場合重要である。本発明においては上記のように焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板を提供でき、該焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさ平均１００μｍ程度のものは比較的容易に製造できる。
例えば平均粒径１μｍ、酸素を１重量％含む高純度窒化アルミニウム粉末を原料とし焼結助剤としてＹ２Ｏ３を３．３体積％（Ｙとして３．９重量％、酸素として１．１重量％を含む）混合した大きさ外形６０×６０ｍｍ、厚み０．８ｍｍの板状正方形とした粉末成形体を１８００℃１時間焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は室温における熱伝導率１５０Ｗ／ｍＫ〜１８０Ｗ／ｍＫの範囲であり、焼結助剤として用いられたＹ２Ｏ３中のイットリウム成分は殆どそのままの量焼結体中に残り５〜２０％程度の量のＹ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、ＹＡｌＯ３、２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３などの希土類元素化合物を主体とする粒界相がＸ線回折により存在することが認められる。また原料の酸素及び焼結助剤として用いられたＹ２Ｏ３中の酸素も殆どそのままの量焼結体中に残り、該焼結体の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する透過率は１０％程度あるいはそれ以下である。上記焼結体において窒化アルミニウム粒子の大きさは平均２〜４μｍ程度である。この焼結体をさらに例えば一酸化炭素を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの範囲で含む窒素雰囲気中で２０５０℃〜２２００℃３時間〜２４時間焼成すれば用いた原料及び焼結助剤に含まれていた酸素は０．５量％以下に減少し最も少ないもので０．０１４重量％のものが得られた。Ｙ２Ｏ３は殆ど揮散・除去され含有量は０．２重量％以下となり最も少ないもので０．００００５重量％（０．５ｐｐｍ）以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られた。波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する透過率は最低でも１０％以上多くのものが２０％〜６０％以上であり最大８８％のものが得られた。焼結体の相構成はＡｌＮ９８％以上であり実質的にＡｌＮ単一相のものも容易に得られた。室温における熱伝導率は２００Ｗ／ｍＫ〜２２０Ｗ／ｍＫ以上となり最大２３９Ｗ／ｍＫのものが得られた。この焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさは最低平均５〜８μｍ以上多くのものは平均１５μｍ〜２５μｍ以上に大きく成長しており最大で平均７４μｍのものが得られた。上記例示した焼成条件で焼結助剤を揮散・除去し減少化する方法により作製し高純度化されＡｌＮ純度が高められた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において透過率を測定したところ波長６０５ｎｍにおいて８８％の高いものであった。その結果を図２７に示す。なおこの透過率測定に用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＹ（イットリウム）含有量は０．０００５重量％以下、酸素含有量０．０３４重量％、構成相は実質的にＡｌＮ単一相であり、窒化アルミニウム粒子の大きさは平均２９ｍμである。
この窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は図２７から明らかなように波長２１０〜２２０ｎｍの光に対して１％以上の透過性を示し、波長２２０ｎｍ〜２３０ｎｍの光において５％以上の透過率であり、波長２５０ｎｍの光において透過率は３０％以上であり、波長３００ｎｍの光において透過率は６０％以上であり、波長３３０ｎｍの光で８０％以上の透過率を示すようになり、波長３３０ｎｍ以上のすべての波長の光において８０％以上の透過率を示す。又光透過率の最大値は波長４８０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲の光において８５〜８８％と８５％以上の高いものである。
上記のＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いた時の主な有効性をまとめると、１）基板の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光透過率が高いので基板からの光吸収が少なく発光素子からの発光は効率よく基板外部へ放出される、２）発光素子からの発光が基板外部へ効率よく放出できるので反射防止部材あるいは反射部材などを使用して該発光の基板外部への放出方向を制御しやすい、３）基板の熱伝導率が室温において２００Ｗ／ｍＫ以上と高いものが得られ易くこのような基板に搭載される発光素子には大きな電力の印加が可能となり発光出力を高めることができる、などの点である。すなわち高効率、高出力、かつ低コストの発光素子搭載用基板の製造が可能となり産業に与える影響は大である。
本発明において、光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常波長２００ｎｍ以上の光において透過性を示す。図２７に例示したように波長２００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲の光において透過性を示し始め、波長２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の光において急激に透過性が上昇し波長３５０ｎｍ〜４００ｎｍ以上の光においてはほぼ一定の光透過率を有する傾向があることが確認された。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率とは特に断らない限り「波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光透過率」であり、それは特に断らない限り波長６０５ｎｍの光において測定された透過率を意味しているが、波長６０５ｎｍの光における透過率を用いても本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性能を代表して判別できる。より具体的にいえば本発明において特に断らない限り１％以上の光透過率とは波長６０５ｎｍの光における透過率である。このような１％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して波長６０５ｎｍ以外でも１％以上の透過率を有するとは限らないがこの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることで基板を透過した該発光素子からの発光を基板外部に放出できるようになる。本発明において、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して１％以上の透過率を有するものが望ましい。
以上のように本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率とは特に断らない限り波長６０５ｎｍの光において測定された透過率を意味している。
本発明においてＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は発光素子搭載用基板として好ましいが、必ずしもＡｌＮの純度が高くなくても、すなわち希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいは酸素、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは着色剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボン、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、あるいはＡＬＯＮや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物、などの成分が比較的多く残存している窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウム粒子が成長したものであれば良好な発光素子搭載用基板となり得る。このような窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含み窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は前述のようにできるだけ還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中１７５０℃以上で３時間以上の比較的高温、長時間の条件で焼成することで作製できる。すなわち、本発明による発光素子搭載用基板において上記のような希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、ＡＬＯＮ、上記アルミニウム以外の金属成分、などの成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部に含まれる窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１μｍ以上のものでは光透過率１％以上のものが得られ易い。本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含み窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上に成長した焼結体では光透過率５％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含み窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上に成長した焼結体では光透過率１０％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含み窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上に成長した焼結体では光透過率２０％以上のものが得られ易い。また、本発明による発光素子搭載用基板において窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含み窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上に成長した焼結体では光透過率３０％以上のものが得られ易い。これは焼結体内部の窒化アルミニウム粒子の大きさが大きくなれば窒化アルミニウム結晶粒子の粒界の面積が減少し粒界の影響が減じるので粒界で散乱吸収される光が減少するので光透過率が向上するものと推測される。本発明において上記のようにできるだけ還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中焼成温度を高めあるいは焼成時間を長くすることで希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、ＡＬＯＮ、上記アルミニウム以外の金属成分、などの成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においても窒化アルミニウム粒子が成長したものが製造されるが、この焼結体の成長した窒化アルミニウム粒子の大きさは通常平均５μｍ以上である。通常焼成温度を高めていくかあるいは焼成時間を長くすれば焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさも平均８μｍ以上、さらに平均１５μｍ以上、さらに平均２５μｍ以上に増大し、実験上では窒化アルミニウム粒子の大きさ平均１００μｍ程度のものも得られる。
本発明において上記のようにできるだけ還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中焼成温度を高めあるいは焼成時間を長くすることで窒化アルミニウム粒子が成長し、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、ＡＬＯＮ、上記アルミニウム以外の金属成分、などの成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としては窒化アルミニウムを主成分とする（例えばＡｌＮとして５０％体積以上含む）ものであればどのような組成のものでも使用できるが、その中で希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物の含有量が酸化物換算で２０体積％以下、酸素含有量１０重量％以下、アルカリ金属化合物あるいは珪素含有化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物の含有量が酸化物換算で５体積％以下、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む化合物の含有量が元素換算で５体積％以下、希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属を含む成分の含有量が元素換算で合計１重量％以下、ＡＬＯＮ含有量２０％以下、の組成のものを用いることが好ましい。上記のような組成であれば必ずしもＡｌＮの純度が高くない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウムの粒子が成長したものは優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子搭載用の基板として使用し得る。
上記のように焼成温度を高めあるいは焼成時間を長くすることで窒化アルミニウム粒子が成長し、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、ＡＬＯＮ、上記アルミニウム以外の金属成分、などの成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はできるだけ水素や一酸化炭素、炭素、炭化水素などの還元性成分を含まない焼成雰囲気で焼成することにより得られ易い。
本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板を製造するとき上記の高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率を高めるためには焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状は例えば立方体や長方体あるいは円柱状などどのようなものでも用いることができるが基板状に加工し易いあらかじめ板状のものを用いることが好ましい。同じ体積であれば立方体や長方体あるいは円柱状などのブロック状よりも表面積の大きなものを用いることが好ましい。また上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状でその1辺大きさが８ｍｍ以下のものを用いることが高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率を高める上で好ましい。さらに上記の１辺の大きさが５ｍｍ以下のものを用いることがより好ましく、１辺の大きさが２．５ｍｍ以下のものを用いることがさらに好ましく、１辺の大きさが１ｍｍ以下のものを用いることが最も好ましい。上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状が板状のときその厚みは８ｍｍ以下のものを用いることが高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率を高める上で好ましい。さらに上記板状の粉末成形体や焼結体の厚みは５ｍｍ以下のものを用いることがより好ましく、厚み２．５ｍｍ以下のものを用いることがさらに好ましく、厚み１ｍｍ以下のものを用いることが最も好ましい。上記に示したことを具体的に述べれば例えば、組成が実質的に同じで実質的にＡｌＮ単一相の焼結体であっても上記立方体や長方体あるいは円柱状などのブロック状のものあるいは１辺が８ｍｍを越える粉末成形体や焼結体を用いて製造した高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では板状あるいは１辺が８ｍｍ以下の成形体や焼結体を用いて製造したものに比べて光透過率が低減化し、場合によっては変色化が高まって光透過率がさらに低下する場合がある。
窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するために本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板（すなわち発光素子搭載用基板）表面の平滑度は任意のものを用いることができる。基板表面が例えば平均表面粗さＲａが１００ｎｍ以下の比較的平滑性の高い状態であっても該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の発光素子からの発光に対する反射率は比較的低く最大１５％前後である。上記基板の反射率を１５％以下にするためには平均表面粗さＲａが１００ｎｍ以上とすることが好ましい。さらに上記基板の反射率を１０％以下にするためには平均表面粗さＲａが２０００ｎｍ以上とすることが好ましい。
本発明において上記の平均表面粗さＲａを有する発光素子搭載用基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削、ブラシ研磨、鏡面研磨された表面などにおいて得ることができる。２０００ｎｍ以上の平均表面粗さＲａを有する発光素子搭載用基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削、ブラシ研磨された表面などにおいて得ることができる。１００ｎｍ以上の平均表面粗さＲａを有する発光素子搭載用基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削、ブラシ研磨された表面などにおいて得ることができる。１００ｎｍ以上の平均表面粗さＲａを有する発光素子搭載用基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やブラシ研磨、あるいは鏡面研磨された表面などにおいて得ることができる。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板においては窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子からの発光を基板外部へ放出するに際し、発光素子搭載用基板に反射防止部材や反射部材などを形成して該放出光の方向を制御し易くするために、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の表面状態、表面平滑性を適宜高めることで該発光素子搭載用基板の光透過性あるいは反射率を向上し得る場合もある。
この表面状態、表面平滑性は例えば１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間焼成することなどで得られるＡｌＮ純度が高められ窒化アルミニウム粒子が大きく成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいはＡｌＮ純度が高くなく窒化アルミニウム粒子が大きく成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体など、光透過率が高められた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板とした場合も同様である。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の透過率を高めるためには焼結体の化学組成や微構造などの焼結体そのものの特性を改善する以外に基板の厚みを薄くすることも有効である。基板の厚みが８．０ｍｍ以下であれば波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して透過性を維持し得る。透過性を維持できるということは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の厚みが８．０ｍｍであっても透過率が１％以上であるということを意味する。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の厚みが０．５ｍｍのものを用いて測定した時の透過率が例えば波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して６０〜８０％の範囲の高い透過率を有するものでも基板の厚みが厚くなれば透過率は減少していく。基板の厚みが０．５ｍｍのものを用いて測定した時の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する透過率が例えば８０％の基板の場合その厚みが８．０ｍｍであっても波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において透過率は１％以上である。基板の厚みが５．０ｍｍ以下であれば透過率は５％以上のものが得られる。基板の厚みが２．５ｍｍ以下であれば透過率は１０％以上のものが得られる。さらに基板の厚みが１．０ｍｍ以下であれば透過率は６０％以上のものが得られる。基板の厚みが０．２ｍｍ以下と薄くなれば透過率は９０％以上のものが得られる。基板の厚みが０．０５ｍｍ以下の場合透過率は９５％以上のものが得られる。また基板の厚みが０．５ｍｍのものを用いて測定した時の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する透過率が例えば１．０％の基板の場合その厚みが０．２ｍｍと薄くなれば透過率１０％以上のものが得られる。基板の厚みが０．１ｍｍ以下の場合透過率は２０％以上のものが得られる。また基板の厚みが０．０５ｍｍ以下の場合透過率は４０％以上のものが得られる。このように波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して６０％以上の高い透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において厚み１．０ｍｍ以下では３０％以上の透過率を有し、０．２ｍｍ以下の厚みでは９０％以上殆ど透明に近い透過率を有するものが得易い。実質的に１００％に近い透過率を有するものも得られる。通常基板の厚みは薄いほど透過率は高まる傾向を有するが機械的強度が小さくなるので基板として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載する場合の作業時にクラックや欠けが生じ始めるという欠点があるので基板の厚みは０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上であることがより好ましく、０．０５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。上記のように本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板として用いる場合光透過性の観点からみて（すなわち本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に発光素子を形成した時の優位性）基板の厚みは８ｍｍ以下であることが好ましく、５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。また基板の厚みは２．５ｍｍ以下であることがさらに好ましく、基板の厚みは１．０ｍｍ以下であることが最も好ましい。このような厚みの基板において機械的強度の観点からは０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上であることがより好ましく、０．０５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
本発明による発光素子搭載用基板として用いられる光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体は前記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体だけでなく光透過性を有するものであればどのようなものであっても問題なく用いることができる。例えば酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体、さらに酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であっても比較的容易に製造することができ、そして本発明による発光素子搭載用基板として問題なく用いることができる。
すなわち、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスなどを主成分とする微粉末に適宜焼結助剤、バインダー、分散剤などを混合した粉末成形体を高温で焼成し焼結体としたものである。
焼成条件はそれぞれ各種セラミック材料の原料粉末の粒度や組成に依存するが、焼成温度として例えば炭化珪素で１５００℃〜２５００℃、窒化珪素で１６００℃〜２１００℃、酸化亜鉛で１１００℃〜１７００℃、酸化ベリリウムで１１００℃〜２０００℃、酸化アルミニウムで１１００℃〜２０００℃、などの温度が用いられる。焼成時の雰囲気として炭化珪素、窒化珪素などの非酸化物はアルゴン、ヘリウム、窒素、水素、一酸化炭素、カーボンなどを主成分とする非酸化性雰囲気や７６０Ｔｏｒｒ未満の減圧状態あるいは１×１０−３Ｔｏｒｒ以下の高真空状態が用いられ、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの酸化物は上記非酸化性雰囲気や減圧状態あるいは高真空状態以外にも大気、酸素、二酸化炭素などを主成分とする酸化性雰囲気などが用いられる。焼成時の圧力は上記減圧状態あるいは高真空状態以外にも常圧焼成で用いられる１Ｋｇ／ｃｍ２（７６０Ｔｏｒｒ）前後の圧力、及び加圧焼成、ホットプレス、ＨＩＰなどで用いられる５０００Ｋｇ／ｃｍ２程度以下の圧力が問題なく使用できる。
上記炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、及び酸化アルミニウムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体の組成としては焼結助剤などの添加物を含まずそれぞれの材料の主成分だけ含むもの、あるいは主成分の他に適宜焼結助剤、着色剤、あるいは原料中の不純物、などの成分を単独であるいは複数含むものであっても問題なく使用できる。すなわち、例えば炭化珪素を主成分とする焼結体の組成としては実質的にＳｉＣだけからなるもの、あるいはカーボン成分、あるいはＢ、Ｂ４Ｃ、ＢＮなどの硼素成分、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、これらの成分を単独あるいは複数含むものなどである。窒化珪素を主成分とする焼結体の組成としては実質的にＳｉ３Ｎ４だけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分、あるいはカーボンなど、これらの成分を単独あるいは複数含むものなどである。酸化亜鉛を主成分とする焼結体の組成としては実質的にＺｎＯだけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分など、これらの成分を単独あるいは複数含むものなどである。酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の組成としては実質的にＢｅＯだけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分、あるいはカーボンなど、これらの成分を単独あるいは複数含むものなどである。酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成としては実質的にＡｌ２Ｏ３だけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分、あるいはカーボンなど、これらの成分を単独あるいは複数含むものなどである。
このような焼結体について具体的な例を示す。
上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体において、亜鉛以外にＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分、あるいはカーボン、あるいはアルミニウム成分を含有するもの、などが比較的容易に作製できそれらの中で光透過性を有するものが作製でき本発明による発光素子搭載用基板として用いることができる。
上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体はＣＯやＨ２などを含む還元性雰囲気、あるいはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などを含む非酸化性雰囲気、あるいは減圧状態、あるいはホットプレスなどによる高圧状態などの雰囲気中で焼成することで比較的高い光透過性を有するものが作製できる。特にこのような雰囲気を用いず常圧の大気中で焼成を行ったものであっても比較的高い光透過性を有するものを作製可能である。すなわち、酸化亜鉛を主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても少なくとも波長３８０ｎｍ以上の可視光及び可視光より波長の長い光に対して光透過性を有するものが作製し得る。例えば、酸化亜鉛を主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても光透過率１％以上のものが作製し得る。通常酸化亜鉛成分をＺｎＯ換算で５５．０モル％以上含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体において光透過率１％以上のものが作製し得る。また、例えば添加物を用いず焼成し実質的にＺｎＯだけからなる酸化亜鉛を主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。なお、本発明において酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記光透過率は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。本発明においては今後特に断らない限り酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
本発明においてアルミニウム成分あるいは希土類元素成分それぞれ単独であるいは両成分を同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過性を有するものが作製し得る。上記アルミニウム成分あるいは希土類元素成分それぞれ単独であるいは両成分を同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率としては１％以上のものが作製できる。例えばアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は通常光透過率１％以上のものが作製し得る。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率１０％以上に向上したものが得られ易くなるので好ましい。また、希土類元素成分を酸化物換算で１０．０モル％以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は通常光透過率１％以上のものが作製し得る。上記希土類元素成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率が１０％以上に向上し易くなるので好ましい。さらに上記アルミニウム成分と希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体ではさらに光透過率２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上さらに８０％以上のものも作製し得るのでより好ましい。なお上記光透過率とはガラスなどの透明体の直線透過率ではなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と同様に全透過率を意味する。
なお、本発明においてアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過性の他に導電性を有するものが作製し得る。
詳しく説明すれば、このような光透過性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は他にＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、などの金属成分がアルミニウム成分以外に含まれていたとしても光透過性あるいは導電性が減じることは少ない。その中で例えばＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分と同時にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体であっても光透過率２０％以上のものを得ることができる。また、上記希土類元素成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体はさらに光透過率が向上し易くなり光透過率３０％以上のものが得られ易くなり、本発明においては最大８４％のものも得られた。すなわちアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率３０％以上のものが得られ易い。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００６モル％〜６．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率４０％以上のものが得られ易い。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜６．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率５０％以上のものが得られ易い。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００２モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率６０％以上のものが得られ易い。
なお、上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体に含まれる希土類元素成分の含有量の換算に用いる酸化物とはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３を意味する。また、上記アルミニウム成分と希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体におけるアルミニウム成分の含有量はＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲であることが光透過性を高める上では好ましい。このようにアルミニウム成分と希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体はより光透過性の優れたものが得られ易いが、アルミニウム成分と希土類元素成分とを同時含むことによって導電性が損じられることは少ない。
上記のように、アルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は比較的高い光透過率とともに導電性を有するものが比較的容易に作製し得る。
上記のような酸化亜鉛などの導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いれば、基板自体が発光素子駆動用の電気回路の一部としての機能を有することが可能となり、基板に発光素子駆動用の微細な配線を施すことが省略し得るので基板に進入した光を配線が吸収したり散乱するおそれが無く好ましい。また、微細な配線が省略できるため基板の小型化が容易に行えるという特徴を有する。
本発明による発光素子搭載用基板として導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる場合その抵抗率は室温において１×１０２Ω・ｃｍ以下であれば通常基板自体が発光素子駆動用の電気回路の一部としての機能を十分発現し得るので好ましい。
アルミニウム成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体の導電性は通常小さいが、上記アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の導電性は向上する。具体的にいえば、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の導電性は向上し例えば室温における抵抗率が少なくとも１×１０２Ω・ｃｍ以下のものが得られ易い。アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０１Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるので好ましい。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０２モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１００Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるのでより好ましい。アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０８モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０−１Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるのでさらに好ましい。アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．２モル％〜２５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０−２Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く、１〜２×１０−３Ω・ｃｍ程度のより低い抵抗率を有するものも得られる。このような導電性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は特に基板の上下表面を電気的に接続するための導通ビアを設ける必要がないので好ましい。また、上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体はＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、などのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分がアルミニウム成分以外に含まれていたとしても導電性が損なわれる程度は少ない。上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体中に含まれるアルミニウム以外の成分として導電性が損なわれる程度が小さければどのような含有量であってもよい。通常該アルミニウム以外の成分の含有量として酸化物換算で１０．０モル％以下であることが導電性が損なわれる程度が小さいので好ましい。
また、導電性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は亜鉛以外の成分としてアルミニウム成分だけでなく、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０モル％以下含有するものでも得ることが可能である。通常上記遷移金属成分としてＦｅ及びＣｒのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０モル％以下含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体が比較的抵抗率の小さいものが作製し得るので好ましい。あるいは、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分を上記遷移金属成分と同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体でも導電性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体を作製し得る。
また、上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体において、ベリリウム以外にＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分、あるいはカーボン、あるいはアルミニウム成分を含有するもの、などが比較的容易に作製できそれらの中で光透過性を有するものが作製でき本発明による発光素子搭載用基板として用いることができる。
上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は通常ＣＯやＨ２などを含む還元性雰囲気、あるいはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などを含む非酸化性雰囲気、あるいは減圧状態、あるいはホットプレスなどによる高圧状態などの雰囲気中で焼成することで高い光透過性を有するものが作製できるが、このような雰囲気を用いず常圧の大気中で焼成を行ったものであっても比較的高い光透過性を有するものが得られる。すなわち、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても少なくとも波長２００ｎｍ以上の紫外光、可視光及び可視光より波長の長い光に対して光透過性を有するものが作製し得る。例えば、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても光透過率１％以上のものが作製し得る。通常酸化ベリリウム成分をＢｅＯ換算で６５．０モル％以上含有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体において光透過率１％以上のものが作製し得る。また、例えば添加物を用いず焼成し実質的にＢｅＯだけからなる酸化ベリリウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。なお、本発明において酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記光透過率は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。本発明においては今後特に断らない限り酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
また、上記のようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体でも光透過率が１０％以上のものが作製し得る。さらに、上記のようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率が２０％以上に向上したものが得られ易く、光透過率３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、さらに８０％以上のものも作製し得る。なお上記光透過率とはガラスなどの透明体の直線透過率ではなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と同様に全透過率を意味する。
詳しく説明すれば、上記に示すような酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外の他の金属成分が含まれていたとしても光透過性が減じることは少ない。その中で例えばＭｇＯなどのマグネシウム成分、ＣａＯなどのカルシウム成分、ＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分と同時にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計５．０モル％以下含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体であっても光透過率２０％以上のものを得ることができる。また、上記希土類元素成分を酸化物換算で０．００００５モル％〜５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はさらに光透過率が向上し易くなり光透過率３０％以上のものが得られ易くなり、本発明においては最大８１％のものも得られた。すなわちマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００００５モル％〜５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率３０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００５モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率４０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００２モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率５０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００５モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率６０％以上のものが得られ易い。
なお、上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体に含まれる希土類元素成分の含有量の換算に用いる酸化物とはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３である。また、上記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を含み、さらに希土類元素成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体において、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量としては酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲であることが、光透過性を高める上では好ましい。
また、上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において、アルミニウム以外にＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分、あるいはカーボンを含有するもの、などが比較的容易に作製できそれらの中で光透過性を有するものが作製でき本発明による発光素子搭載用基板として用いることができる。
上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常ＣＯやＨ２などを含む還元性雰囲気、あるいはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などを含む非酸化性雰囲気、あるいは減圧状態、あるいはホットプレスなどによる高圧状態などの雰囲気中で焼成することで高い光透過性を有するものが作製できるが、このような雰囲気を用いず常圧の大気中で焼成を行ったものであっても比較的高い光透過性を有するものが得られる。すなわち、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても少なくとも波長１６０ｎｍ以上の紫外光、可視光及び可視光より波長の長い光に対して光透過性を有するものが作製し得る。例えば、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても光透過率１％以上のものが作製し得る。通常酸化アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で５５．０モル％以上含有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率１％以上のものが作製し得る。また、例えば添加物を用いず焼成し実質的にＡｌ２Ｏ３だけからなる酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。なお、本発明において酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長１６０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記の光透過率は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。本発明においては今後特に断らない限り酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
また、上記のようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体のうち、少なくともＭｇＯなどのマグネシウム成分及びＣａＯなどのカルシウム成分及びＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常光透過率が１０％以上のものが作製し得る。さらに、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体のうち、少なくともＭｇＯなどのマグネシウム成分及びＣａＯなどのカルシウム成分及びＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常光透過率が２０％以上に向上したものが得られ易く、光透過率３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、さらに８０％以上のものも作製し得る。なお、上記光透過率とはガラスなどの透明体の直線透過率ではなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と同様に全透過率を意味する。
詳しく説明すれば、このような酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はＢｅＯ、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外の他の金属成分が含まれていたとしても光透過性が減じることは少ない。その中で例えばＭｇＯなどのマグネシウム成分及びＣａＯなどのカルシウム成分及びＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分とを同時に含み、さらにＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても光透過率２０％以上のものを得ることができる。また、上記希土類元素成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はさらに光透過率が向上し易くなり光透過率３０％以上のものが得られ易くなり、本発明においては最大８２％のものも得られた。すなわち、マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を同時に酸化物換算で合計４５．０モル％以下含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率３０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を同時に酸化物換算で合計４５．０モル％以下含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜６．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率４０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を同時に酸化物換算で合計４５．０モル％以下含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００５モル％〜６．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率５０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を同時に酸化物換算で合計４５．０モル％以下含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０１モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率６０％以上のものが得られ易い。
また、上記マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を同時に含みさらに希土類元素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において、含まれるマグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分は酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲であることが、光透過性を高める上では好ましい。
なお、上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に希土類元素成分と同時に含まれるマグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分としては通常これらのうちの少なくとも２種以上を用いることが光透過率をより向上させる上で好ましい。ＭｇＯなどのマグネシウム成分及びＣａＯなどのカルシウム成分及びＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも２種以上の成分を含むということは具体的にはマグネシウム成分と珪素成分とを同時に含む、あるいはカルシウム成分と珪素成分とを同時に含む、あるいはマグネシウム成分とカルシウム成分とを同時に含む、あるいはマグネシウム成分とカルシウム成分及び珪素成分の３成分を同時に含むということを意味する。マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量の換算に用いる酸化物とはそれぞれマグネシウム成分でＭｇＯ、カルシウム成分でＣａＯ、珪素成分でＳｉＯ２である。また、上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる希土類元素成分の含有量の換算に用いる酸化物とはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３を意味する。
上記のように酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムそれぞれを主成分とする焼結体は比較的高い光透過性のものが得られることが示された。
また、本発明において酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素を主成分とする焼結体だけでなく、上記のように酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体においても光透過性を有するものを得ることが可能である。具体的には光透過率として少なくとも１％以上通常１０％以上を有するものが作製し得る。また上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛（特に希土類元素成分を含むもの）、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などを主成分とする焼結体は光透過率が５０％以上のものが作製でき、最大８０％以上のものも作製し得る。上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体のうちで酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、ムライト、結晶化ガラスを主成分とする焼結体は特に光透過性に優れ、適宜焼結助剤を添加して常圧焼成（例えば大気中、あるいはＨ２などの還元性ガス中、あるいはＮ２などの非酸化性ガス中、あるいはＣＯ２などの弱酸化性ガス中）、減圧焼成、ホットプレスなどの定法により比較的容易に光透過性のものを作製することができる。大気中での常圧焼成であっても光透過率１０％以上、通常光透過率２０％以上あるいは光透過率３０％以上のものを作製することができる。また水素中での焼成あるいはホットプレスあるいは減圧焼成などによって光透過率４０％以上、通常は光透過率５０％以上あるいは光透過率６０％以上のものを作製することができ、光透過率８０％以上のものも作製できる。
光透過性を向上させるために例えば酸化ジルコニウムの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物、などを含むものを好適に用いることができる。また、酸化マグネシウムの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいはＬｉＦ、ＮａＦなどアルカリ金属成分を含む弗化物などの化合物あるいはＳｉＯ２などの珪素化合物、などを含むものを好適に用いることができる。また、アルミン酸マグネシウムの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいはＳｉＯ２などの珪素化合物、などを含むものを好適に用いることができる。また、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物の場合はＡｌ２Ｏ３などアルミニウム成分を含む酸化物などの化合物あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの中から選ばれた少なくとも１種以上の主成分と異なる希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物、などを含むものを好適に用いることができる。また、酸化トリウムの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物、などを含むものを好適に用いることができる。また、ムライトの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいはＳｉＯ２などの珪素化合物、などを含むものを好適に用いることができる。また、結晶化ガラスの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいはＳｉＯ２などの珪素化合物、などを含むものを好適に用いることができる。
また、これら酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、ムライト、結晶化ガラスを主成分とする焼結体にはそれぞれ上記例示した成分以外に例えばモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分、あるいはカーボンなどの成分を含むものも好適に用いることができ、これらの成分を含むものは黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに呈色したものが得られ易く、呈色したものであっても光透過性を有するものが得られる。
なお、結晶化ガラスを主成分とする焼結体についてさらに詳しく説明する。上記のように結晶ガラスを主成分とする焼結体であっても光透過性のものが得られ光透過率１％以上のものが作製し得る。通常光透過率１０％以上のものが比較的容易に作製できる。硼珪酸ガラスと酸化アルミニウムを混合して作製される結晶化ガラスを主成分とする焼結体の場合などは通常光透過率２０％以上のものが作製し得る。また例えばＬａ２Ｏ３やＹ２Ｏ３などの希土類元素やアルカリ土類金属を含むものは光透過性がより向上し易いので好ましい。上記希土類元素あるいはアルカリ土類金属を含むものは光透過率３０％以上のものが作製でき、希土類元素を含むものは光透過率５０％以上のものも比較的容易に作製し得るので好ましい。また希土類元素の種類や含有量などを適宜選択することで光透過率７０％以上のものも作製し得る。また結晶化ガラスを主成分とする焼結体はドクターブレード法などによるシート状成形体を積層する方法などによって銀や銅などを主成分とする低抵抗の導体を内部あるいは表面あるいは内部及び表面同時有するものが作製できるので電気特性に優れる。また、結晶化ガラスを主成分とする焼結体には銀や銅などの高熱伝導性材料を用いてサーマルビアも形成できるので発光素子などの高発熱性半導体素子搭載したときの放熱性に優れるという特徴があるので好ましい。さらに結晶化ガラスを主成分とする焼結体は通常ガラス母体中に結晶成分が存在している構造を有しているので焼成温度として７００℃〜１１００℃程度の比較的低温で該焼結体を作製することが可能であるという特徴がある。また、例えばＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの遷移金属、あるいはカーボンなどの成分、あるいはその他の遷移金属例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの成分を含有させることで黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色した結晶化ガラスを主成分とする焼結体を作製することも可能である。
なお、本発明において上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記光透過率は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。本発明においては今後特に断らない限り各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
なお、本発明において特に断らない限り上記の酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と同様直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの円盤状で表面を鏡面に研磨した状態の試料を用い所定の波長の光を上記焼結体試料に当て、入射した光の強度と透過した光の強度を分光光度計などで測定しその比を百分率で表わしたものである。波長としては通常特に断らない限り６０５ｎｍのものを用いて測定されたものである。本発明における光透過率は上記測定用試料を積分球の内部にセットして全透過光を集めこの全透過光と入射光との強度比を百分率で表した全透過率として求めたものである。なお、光透過率として波長６０５ｎｍ以外の光に対するものを測定していなくても波長６０５ｎｍの光に対しての光透過率を把握していれば本発明による酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の性能、すなわち例えば発光素子作製用の基板として用いたとき作製される発光素子の発光効率を判定し得る。
光透過率は試料の厚みによって変化し本発明による上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板などとして実際に用いる場合該基板の厚みを薄くして光透過率を高めることは例えば発光素子の発光効率を高める上で有効である。通常発光素子搭載用基板などとしては厚み０．０１ｍｍ以上のものを用いることが取り扱い上の強度の点からは好ましい。又厚みが厚くなると光透過率が低下し易いので通常発光素子搭載用基板としては厚み８．０ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。本発明において上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体はその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲において実際に使用される状態の発光素子搭載用基板が光透過性を有していれば有効である。すなわち、上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体はその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲あるいはそれ以外であっても実際に使用される状態での光透過率が少なくとも１％以上であればよいのであって、例えば発光素子作製用の基板として実際に厚み０．１ｍｍあるいは２．０ｍｍなど厚みが必ずしも０．５ｍｍではないものであっても光透過性を有し例えば光透過率が少なくとも１％以上であれば作製される発光素子の発光効率は向上し易い。
したがって本発明による上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率は該焼結体の厚みには無関係であり、実際該焼結体が用いられている状態での光透過性が重要で実際該焼結体が用いられている状態での光透過率を意味する。
酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが実使用状態で０．５ｍｍより薄い場合あるいは０．５ｍｍより厚い場合は基板厚み０．５ｍｍのとき測定した光透過率と異なり、光透過率は０．５ｍｍより薄い場合は０．５ｍｍのとき測定したより高くなり易く０．５ｍｍより厚い場合は０．５ｍｍのとき測定した光透過率より低くなり易い。本発明においては上記実際に使用される状態で光透過率が少なくとも１％以上の酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いることが好ましい。
窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するために本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板（すなわち発光素子搭載用基板）表面の平滑度は任意のものを用いることができる。基板表面が例えば平均表面粗さＲａが１００ｎｍ以下の比較的平滑性の高い状態であっても該セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の発光素子からの発光に対する反射率は比較的低く最大１５％前後である。上記基板の反射率を１５％以下にするためには平均表面粗さＲａが１００ｎｍ以上とすることが好ましい。さらに上記基板の反射率を１０％以下にするためには平均表面粗さＲａが２０００ｎｍ以上とすることが好ましい。
本発明において上記の平均表面粗さＲａを有する発光素子搭載用基板はセラミック材料を主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削、ブラシ研磨、鏡面研磨された表面などにおいて得ることができる。２０００ｎｍ以上の平均表面粗さＲａを有する発光素子搭載用基板はセラミック材料を主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削、ブラシ研磨された表面などにおいて得ることができる。１００ｎｍ以上の平均表面粗さＲａを有する発光素子搭載用基板はセラミック材料を主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削、ブラシ研磨された表面などにおいて得ることができる。１００ｎｍ以上の平均表面粗さＲａを有する発光素子搭載用基板はセラミック材料を主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やブラシ研磨、あるいは鏡面研磨された表面などにおいて得ることができる。
本発明においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板においては窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子からの発光を基板外部へ放出するに際し、発光素子搭載用基板に反射防止部材や反射部材などを形成して該放出光の方向を制御し易くするために、セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の表面状態、表面平滑性を適宜高めることで該発光素子搭載用基板の光透過性あるいは反射率を向上し得ることもある。
セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の透過率を高めるためには焼結体の化学組成や微構造などの焼結体そのものの特性を改善する以外に基板の厚みを薄くすることも有効である。基板の厚みが８．０ｍｍ以下であれば波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して透過性を維持し得る。透過性を維持できるということはセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の厚みが８．０ｍｍであっても透過率が１％以上であるということを意味する。セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の厚みが０．５ｍｍのものを用いて測定した時の透過率が例えば波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して６０〜８０％の範囲の高い透過率を有するものでも基板の厚みが厚くなれば透過率は減少していく。基板の厚みが０．５ｍｍのものを用いて測定した時の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する透過率が例えば８０％の基板の場合その厚みが８．０ｍｍであっても波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において透過率は１％以上である。基板の厚みが５．０ｍｍ以下であれば透過率は５％以上のものが得られる。基板の厚みが２．５ｍｍ以下であれば透過率は１０％以上のものが得られる。さらに基板の厚みが１．０ｍｍ以下であれば透過率は６０％以上のものが得られる。基板の厚みが０．２ｍｍ以下と薄くなれば透過率は９０％以上のものが得られる。基板の厚みが０．０５ｍｍ以下の場合透過率は９５％以上のものが得られる。また基板の厚みが０．５ｍｍのものを用いて測定した時の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する透過率が例えば１．０％の基板の場合その厚みが０．２ｍｍと薄くなれば透過率１０％以上のものが得られる。基板の厚みが０．１ｍｍ以下の場合透過率は２０％以上のものが得られる。また基板の厚みが０．０５ｍｍ以下の場合透過率は４０％以上のものが得られる。このように波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して６０％以上の高い透過率を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板において厚み１．０ｍｍ以下では３０％以上の透過率を有し、０．２ｍｍ以下の厚みでは９０％以上殆ど透明に近い透過率を有するものが得易い。実質的に１００％に近い透過率を有するものも得られる。通常基板の厚みは薄いほど透過率は高まる傾向を有するが機械的強度が小さくなるので基板として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載する場合の作業時にクラックや欠けが生じ始めるという欠点があるので基板の厚みは０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上であることがより好ましく、０．０５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。上記のように本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板として用いる場合光透過性の観点からみて（すなわち本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に発光素子を形成した時の優位性）基板の厚みは８ｍｍ以下であることが好ましく、５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。また基板の厚みは２．５ｍｍ以下であることがさらに好ましく、基板の厚みは１．０ｍｍ以下であることが最も好ましい。このような厚みの基板において機械的強度の観点からは０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上であることがより好ましく、０．０５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をはじめとするセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子搭載用基板には導通ビアを設けることができる。該導通ビアは通常セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の内部に設けられる。該導通ビアは単に基板の上下の表面（すなわち発光素子が搭載されている側の表面と発光素子が搭載されている側と反対側の表面）を電気的に接続するだけでなく、基板内部に電気回路が形成されている場合該基板内部の電気回路同士を電気的に接続したりあるいは該基板内部の電気回路と基板の発光素子搭載側の表面、基板の発光素子搭載側と反対側の表面、基板の外部側面とを電気的に接続する場合にも適宜設けることができる。導通ビアは例えば窒化アルミニウムなどのセラミック材料を主成分とするグリーンシートなどのセラミック粉末成形体にスルーホール（貫通孔）を形成してそこにあらかじめ金属などを主成分とする導電性粉末を入れ同時焼成する、スルーホールが形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を溶融金属に含浸し該スルーホール部分に溶融金属導入する、基板のスルーホールに導電性ペーストを導入し加熱あるいは焼成する、などの方法で容易に形成できる。本発明による導通ビアとして図７、図８、図１３、図１４、図１５、図１６の各図において符号４０で例示されたものなどがある。該導通ビアは本発明による発光素子搭載用として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板（符号２０または符号３０で示される）内部に形成されている。
本発明において上記導通ビアの大きさ及び形状は適宜選定でき、どのような大きさのものであってもあるいはどのような形状のものであってもセラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をできるだけ阻害しないように工夫されたものであればよい。通常導通ビアの大きさはセラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しないようにするために５００μｍ以下であることが好ましい。導通ビアの大きさが５００μｍ以下であれば基板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光に導通ビアの影などによる明るさの減少が生じにくくなる。このような現象が生じるのは該基板外部へ放出される発光素子からの発光は基板内部のセラミック多結晶粒子により散乱された散乱光であるためと思われる。通常導通ビアの大きさはセラミック材料を主成分とする焼結体形成するときのグリーンシートや焼結体に対する加工性を容易化することを考慮すると２５０μｍ以下であることが好ましい。導通ビアの大きさが２５０μｍ以下であれば基板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光には導通ビアの影などによる明るさの減少がより生じにくい。導通ビアの大きさとして１００μｍ以下であることがより好ましい。導通ビアの大きさが１００μｍ以下であれば基板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光には導通ビアの影などによる明るさの減少がより生じにくい。導通ビアの大きさとして５０μｍ以下であることがさらに好ましい。導通ビアの大きさが５０μｍ以下であれば基板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光には導通ビアの影などによる明るさの減少がさらに生じにくくなるので好ましい。導通ビアの大きさとしてセラミック材料を主成分とする焼結体形成するときのグリーンシートや焼結体に対する加工性を容易化することを考慮すると２５μｍ以下であることが最も好ましい。導通ビアの大きさが２５μｍ以下であれば基板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光には導通ビアの影などによる明るさの減少がほとんど生じにくくなる。
なお、本発明において導通ビアの大きさとは断面の最大寸法で示す。すなわち断面が直径２００μｍの円形の場合導通ビアの大きさはそのまま２００μｍであり、一辺１５０μｍの正方形の場合導通ビアの大きさは２１２μｍである。
また導通ビアの断面形状は任意のものが使用できるが加工性の点から断面が円形のものを用いることが好ましい。
図７、図８、図１３、図１４、図１５、図１６の各図において導通ビアは２個形成されたものが例示されているが本発明による発光素子搭載用基板中には適宜１個あるいは３個以上複数個の導通ビアを設けることができる。多数の導通ビアが設けてあっても本発明による発光素子搭載用基板の光透過性は該基板の材料としてセラミック材料を主成分とする焼結体という基板の透過光が散乱光となり易いものを用いているので透過光の導通ビアなどの影による明るさの減少はほとんど生じにくい。この導通ビアを有する基板に発光素子を搭載したとき該発光素子を駆動するための電力あるいは電気信号を基板内部の該導通ビアを経由して基板の発光素子が搭載された反対側の面から供給することができるので発光素子搭載用基板としてコンパクトな設計ができる。
導通ビアを形成するために上記のように窒化アルミニウムなどのセラミック材料を主成分とするグリーンシートなどのセラミック粉末成形体にスルーホールを形成する方法として通常行われているニードルを用いたパンチング法以外に例えば炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザーあるいはエキシマレーザーなどによるレーザー加工法が微細な穴あけ加工法としては好ましい。上記レーザー加工法は焼成後の焼結体への穿孔にも適する。レーザー加工法を用いることで５０μｍ以下、１μｍ程度までの導通ビアが形成できる。焼成により得られるセラミック材料を主成分とする焼結体内部に形成された導通ビアの大きさが５０μｍからさらに小さくなり１μｍに近づくにつれ該セラミック材料を主成分とする焼結体による発光素子搭載用基板内を透過して外部へ放出される発光素子からの発光には導通ビアの影などが生じて透過光の明るさが減少していくことがほとんど生じにくくなり特に好ましい。
導通ビアに用いられる導電性材料としてはどのようなものでも用い得るが、特に発光素子搭載用基板を形成しているセラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易く、さらに該導電性材料を形成中にセラミック材料を主成分とする焼結体と有害な反応を生じるなどにより該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しにくく発光素子から発せられる光が該焼結体を透過した後も光強度が低下しにくいものであればどのような材料でも用いることができる。このような材料は例えば金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タングステン、モリブデン、窒化チタン及び窒化ジルコニウムなどのうちから選ばれた少なくとも1種以上を主成分とするものなどである。このような材料からなる導通ビアであれば、上記セラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易く、さらに該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しにくい。また導通ビアの材料として上記の主成分に窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物などのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を加えたものは基板のセラミック材料を主成分とする焼結体料とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をより阻害しにくくなる。上記の導通ビアの材料の中で金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものは基板の窒化アルミニウム焼結体を始めとする材料とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をさらに阻害しにくくなる。また、金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものはセラミック材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をさらに阻害しにくくなる。
この導通ビアを形成する材料に含まれる窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量は合計で３０重量％以下であることが好ましく該導通ビアに用いられる材料の室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ以下となり易いので好ましい。３０重量％より多いと室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍより高いものとなり易いので好ましくない。より好ましい含有量は２０重量％以下であり室温における抵抗率は１×１０−４Ω・ｃｍ以下となり易いのでより好ましい。さらに好ましい含有量は１０重量％以下であり室温における抵抗率は５×１０−５Ω・ｃｍ以下となり易いのでより好ましい。もっとも好ましい含有量は５重量％以下であり、この材料の室温における抵抗率は１×１０−５Ω・ｃｍ以下となり易いので好ましい。なお、上記導通ビアの主成分として用いられるモリブデン及びタングステンは金属だけでなく炭化物や窒化物としても用いることができる。このように導通ビアの材料の中で金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものや、金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むもの、あるいは該導通ビアが形成されるセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含むものが、セラミック材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をさらに阻害しにくく発光素子から発せられる光が該焼結体を透過した後も光強度が低下しにくくなる理由は必ずしも明確でないが、セラミック材料を主成分とする焼結体と反応しにくく、かつ反応しにくいにもかかわらず該セラミック材料を主成分とする焼結体のスルーホール内でアンカー効果がより発現し易い性状を有するためであろうと思われる。
なお、上記導通ビアに用いられる希土類元素化合物とはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、などの希土類元素酸化物あるいはその他Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、などを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機希土類化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機希土類化合物などの各種希土類元素化合物などであり、さらにＬｎを希土類元素として表したときガーネット型結晶構造の３Ｌｎ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３（例えば３Ｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｄｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｈｏ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｅｒ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｙｂ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、など）、ぺロブスカイト型結晶構造のＬｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えばＹＡｌＯ３、ＬａＡｌＯ３、ＰｒＡｌＯ３、ＮｄＡｌＯ３、ＳｍＡｌＯ３、ＥｕＡｌＯ３、ＧｄＡｌＯ３、ＤｙＡｌＯ３、ＨｏＡｌＯ３、ＥｒＡｌＯ３、ＹｂＡｌＯ３、など）、単斜晶結晶構造２Ｌｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えば２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｓｍ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｕ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｇｄ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｄｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｈｏ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｒ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｙｂ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、など）などの希土類元素を含む複合酸化物、などである。また上記導通ビアに用いられるアルカリ土類金属化合物とはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、及びＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属酸化物やその他Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機アルカリ土類金属化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機アルカリ土類金属化合物などの各種アルカリ土類金属化合物であり、さらにＡｅをアルカリ土類金属として表したとき３ＡｅＯ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・２Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・６Ａｌ２Ｏ３などのアルカリ土類金属を含む複合酸化物、である。
本発明において、導通ビアに用いられる前記金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むもの、あるいは導通ビアが形成されるセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を加えたもの以外の各材料においてもその室温における抵抗率は１×１０−３Ω・ｃｍ以下程度の導電性があれば好ましく、室温における抵抗率が１×１０−４Ω・ｃｍ以下であることがより好ましく、さらに室温における抵抗率が１×１０−５Ω・ｃｍ以下であることがさらに好ましい。い。
本発明において上記導通ビアが形成される基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体である場合焼結助剤、焼成温度低減化剤、着色剤、不可避不純物、ＡＬＯＮなどのうち少なくとも１種以上を含むものであっても良いし、高純度化され結晶相としてＡｌＮを９５％以上含むものあるいはＡｌＮを９８％以上含むものあるいは実質的にＡｌＮ単一相からなるものであってもよく、いずれの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体も用いることができる。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成される導通ビアの材料が金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分とするもの、あるいは金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものを用いれば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を高純度化し光透過率を高めるために行われる高温で長時間の熱処理中にも揮散されることが殆どないので導通ビアを有する基板が容易に製造可能となり、高熱伝導率で光透過性を有し熱膨張率が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子に近くさらに基板の上下表面あるいは基板の内部電気回路と基板表面とを電気的に接続できる優れた基板が低コストで提供でき産業界に与える影響はさらに大きい。
また、本発明において導通ビアの形態として導電性材料がセラミック材料を主成分とする焼結体のスルーホール内に密に充填されたものや該スルーホールの側壁に導電性材料を形成したものなど各種形態のものが使用できる。その中でスルーホール内に導電性材料が緻密な状態で形成されたいわゆる充填ビアの形態のものが好ましく、セラミック材料を主成分とする焼結体との一体化し易い、あるいは該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しにくい、など利点が多い。
導通ビアを設けることで元来通常のものは電気的には絶縁体であるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の上下表面あるいは基板の内部電気回路と基板表面とを電気的に接続できる。発光素子搭載用基板に導通ビアを形成することで発光素子の実装を行う場合該発光素子搭載用基板の小型化及び設計自由度が高まり有利となる。
本発明による窒化アルミニウムをはじめとするセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板には電気回路を設けることができる。該電気回路は通常セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の表面あるいは内部あるいは表面及び内部同時に設けられる。該電気回路は通常発光素子を駆動させるための電気信号や電力を供給するために設けられる。該電気回路を基板の内部に設け導通ビアを用いて表面の電気回路と接続することで多層電気回路を有する発光素子搭載用基板を得ることができる。発光素子搭載用基板に多層電気回路を形成することで小型化された基板を得ることができる。
本発明においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の発光素子搭載部分には発光素子をろう材や導電性接着剤などの接続材料を用いて固定し搭載するためのメタライズが必要に応じて形成される。本発明でいう電気回路には発光素子をろう材や導電性接着剤などの接続材料を用いて基板に固定し搭載するための前記メタライズも含まれる。該メタライズはセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板に対して発光素子を単に機械的に固定するだけでなく、発光素子と電気的に接続して電気信号や電力を発光素子に供給する機能も併せて有することが可能である。
セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の内部に電気回路を形成するためには常法により窒化アルミニウムをはじめとするセラミック材料を主成分とするグリーンシートなどのセラミック粉末成形体に例えば導電性材料からなるペーストを用いて回路パターンを形成し上記グリーンシートなどのセラミック粉末成形体を内部に回路パターンが配されるように２個以上積層し乾燥、脱バインダーを行った後焼成することで導電性材料とセラミック材料を主成分とする成形体とが一体となって同時焼成され内部に電気回路が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体が得られる。前記同時焼成法を用いれば基板内部に電気回路を形成した発光素子搭載用基板が得られるだけでなく、基板の表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板が得られる。さらに、前記同時焼成法を用いれば基板内部及び基板表面に同時に電気回路を形成した多層電気回路を有する発光素子搭載用基板が得られる。
本発明において電気回路に用いられる導電性材料としてはどのようなものでも用い得るが、特に発光素子搭載用基板を形成しているセラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易く、さらに該導電性材料を形成中にセラミック材料を主成分とする焼結体と有害な反応を生じるなどにより該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しにくく発光素子から発せられる光が該焼結体を透過した後も光強度が低下しにくいものであればどのような材料でも用いることができる。このような材料としては例えば金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、酸化ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タングステン、モリブデン、クロム、チタン、ジルコニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、ニッケル−クロム合金、などのうちから選ばれた少なくとも1種以上を主成分とする金属、合金あるいは金属窒化物などを主成分する導電性材料である。このような導電性材料で電気回路を形成すれば、上記セラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易く、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しにくく発光素子から発せられる光が該焼結体を透過した後も光強度が低下しにくい。また電気回路の材料として上記の主成分に窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物などのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を加えたもの、あるいは電気回路が形成されるセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を加えたものは基板のセラミック材料を主成分とする焼結体料とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をより阻害しにくくなる。上記の電気回路形成用材料の中で金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものは基板の窒化アルミニウム焼結体を始めとする材料とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をさらに阻害しにくくなる。また、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものはセラミック材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をさらに阻害しにくくなる。
本発明において電気回路は上記例示した導電性材料を用いて必要に応じたパターン形状に加工して形成される。その形状は任意に選択できるが例えば発光素子を搭載する部分に形成される場合は発光素子と同じかあるいは少し大きい形状のものが用いられる。すなわち発光素子の大きさが例えば３ｍｍ×３ｍｍの場合は３ｍｍ×３ｍｍ〜５ｍｍ×５ｍｍの比較的大きなベタ状パターンが用いられる。電気回路を線状として形成する場合微細なパターンが必要な場合は光リソグラフィーやレーザーあるいはイオンミリングなどの加工技術や加工機を用いてラインアンドスペ−ス５μｍ〜２０μｍ程度の寸法のものが同時焼成法や厚膜焼付け法あるいは薄膜法などの方法を用いて形成できる。本発明においては電気回路が微細な線状パターンから比較的大きな寸法のベタ状パターンであってもセラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しにくい。
これらの導電性材料を用いて同時焼成により形成する、あるいはいったん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後からこれらの導電性材料を厚膜として焼き付けて接合したりあるいは有機樹脂を含む導電性接着剤として接着することにより形成する、スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜として形成する、などの方法によってセラミック材料を主成分とする焼結体内部あるいは焼結体表面に電気回路を形成することができる。
なお、本発明においていったん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体とは、同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面と内部のどちらにも電気回路が形成されたもの、あるいは導通ビアが形成されたもの、あるいは同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面と内部のどちらにも電気回路が形成されさらに導通ビアが形成されたもの、も含まれる。
上記電気回路を形成するために用いられる材料に含まれる窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいは電気回路が形成されるセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を加えたものの含有量は合計で３０重量％以下であることが好ましく該電気回路に用いられる材料の室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ以下となり易いので好ましい。３０重量％より多いと室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍより高いものとなり易いので好ましくない。より好ましい含有量は２０重量％以下であり室温における抵抗率は１×１０−４Ω・ｃｍ以下となり易いのでより好ましい。さらに好ましい含有量は１０重量％以下であり室温における抵抗率は５×１０−５Ω・ｃｍ以下となり易いのでさらに好ましい。もっとも好ましい含有量は５重量％以下であり室温における抵抗率は１×１０−５Ω・ｃｍ以下となり易いので好ましい。
焼結体内部に電気回路を形成する場合は上記導電性材料のうち例えばタングステン、モリブデン、銅などをメタライズ成分として適宜選択してセラミック材料を主成分とする焼結体と同時焼成法により該焼結体内部に電気回路を形成することが好ましい。同時焼成法を用いればセラミック材料を主成分とする焼結体の表面にも電気回路が形成でき容易に多層電気回路が形成された基板を製造することができる。また、いったん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から導電性材料を接合する方法を用いれば金、銀、銅、白金、パラジウムなどを主成分とする低抵抗の材料を厚膜メタライズとして焼付けるあるいは導電性接着剤として接着するなど比較的簡便に電気回路が形成できるという利点がある。また、上記導電性材料のうち例えばアルミニウム、クロム、チタン、窒化タンタル、ニッケル−クロム合金などのように同時焼成や焼付け法及び導電性接着剤を用いた接着法では電気回路の形成が困難な場合スパッタあるいは蒸着あるいはイオンプレーティングなどによる薄膜メタライズとしてセラミック材料を主成分とする焼結体に電気回路を形成することができる。上記薄膜による電気回路としてセラミック材料を主成分とする焼結体に対して例えばアルミニウム、窒化タンタル、ニッケル−クロム合金、酸化ルテニウムなど単一の材料だけを用いた１層構造のメタライズとして形成されたものも用いることができる。またその他にクロム、チタン、ジルコニウムなどをセラミック材料を主成分とする焼結体との密着金属として用い、さらに鉄、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムなどをバリア金属として適宜用い、さらに金，銀、銅、アルミニウムなどの低抵抗材料を適宜形成した例えばクロム／銅、チタン／モリブデン／金、チタン／タングステン／ニッケル、チタン／タングステン／金、チタン／白金／金、チタン／ニッケル／金、ジルコニウム／タングステン／金、ジルコニウム／白金／金、など薄膜多層構造のものも電気回路として用いることができる。またさらに窒化タンタル、ニッケル−クロム合金、酸化ルテニウムなどを上記多層薄膜上に形成したものも用いることができる。上記窒化タンタル、ニッケル−クロム合金、酸化ルテニウム、などを主成分とする材料は電気回路の抵抗体として用いることが好ましい。導電性材料を薄膜で形成すればより微細な電気回路が形成できるのでより小型の発光素子搭載用基板が得られ易い。
同時焼成法により電気回路を形成する場合導電性材料として例えば銅、モリブデン、タングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなるものを用いることが好ましい。上記で例示した銅、モリブデン、タングステンなどの導電性材料で電気回路を形成すれば、セラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易く、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しにくい。また、上記で例示した銅、モリブデン、タングステンなどの導電性材料にさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものはセラミック材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をさらに阻害しにくくなるのでより好ましい。
導電性材料をいったん焼成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に厚膜として焼き付けて接合したりあるいは有機樹脂を含む導電性ペーストとして接着して電気回路を形成する場合、導電性材料として例えば金、銀、銅、ニッケル、ルテニウム、酸化ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を用いることが好ましい。該導電性材料を用いて電気回路を形成すれば、セラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易く、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しにくい。また、上記で例示した導電性材料にさらに窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものはセラミック材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をさらに阻害しにくくなるのでより好ましい。
なお、本発明においていったん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体とは、同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面と内部のどちらにも電気回路が形成されたもの、あるいは導通ビアが形成されたもの、あるいは同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面と内部のどちらにも電気回路が形成されさらに導通ビアが形成されたもの、も含まれる。
導電性材料をいったん焼成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に薄膜として電気回路を形成する場合、導電性材料として例えば金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ルテニウム、酸化ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、ニッケル−クロム合金、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を用いることが好ましい。該導電性材料を用いて電気回路を形成すれば、セラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易く、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性を阻害しにくい。さらに光リソグラフィーやレーザーあるいはイオンミリングなどの加工技術、加工機を用いてラインアンドスペースが５μｍ程度の微細パターンが形成できる。上記で例示した導電性材料にさらに窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものはセラミック材料を主成分とする焼結体とより一体化し易いだけでなく、該セラミック材料を主成分とする焼結体の良好な光透過性をさらに阻害しにくくなるのでより好ましい。
なお、本発明においていったん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体とは、同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面と内部のどちらにも電気回路が形成されたもの、あるいは導通ビアが形成されたもの、あるいは同時焼成により表面あるいは内部あるいは表面と内部のどちらにも電気回路が形成されさらに導通ビアが形成されたもの、も含まれる。
本発明において電気回路を形成する方法として上記で例示したように同時焼成による方法、あるいはいったん焼成して得られるセラミック材料を主成分とする焼結体に後から導電性材料を焼付けあるいは接着する方法、あるいは導電性材料を薄膜として形成する方法、という少なくとも３つの方法があるがそのうちの２以上の方法を適宜組み合わせて行うこともできる。電気回路を上記２以上の方法を組み合わせて行えばそれぞれの方法における長所を生かしてより高性能の発光素子搭載用基板を得ることが可能となる。例えば同時焼成法で基板内部に電気回路が形成された発光素子搭載用基板を作製し基板表面に形成される電気回路の少なくとも１部を薄膜で形成すればより小型化された多層電気回路を有する発光素子搭載用基板を得ることが可能となる。また、例えば同時焼成法で基板内部に電気回路が形成された発光素子搭載用基板を作製し基板表面に形成される電気回路の少なくとも１部を厚膜メタライズで形成すれば小型化された多層電気回路を有する発光素子搭載用基板を簡便に得ることが可能となる。
上記発光素子搭載用基板の内部に形成される電気回路は通常基板内部の導通ビアと電気的に接続し組み合わせて多層化された電気回路として用いることが好ましい。
これらの金属、合金あるいは金属窒化物材料などを主成分とする導電性材料は単一層だけでなく、上記薄膜による電気回路の形成で示したように多層化した状態でも用いることができる。上記導電性材料を多層化して作製した電気回路は上記導電性材料の中の異なる材料同士であっても良いし同一の材料を多層化して形成したものであっても良い。導電性材料の多層化方法もめっきやスピンコート、浸漬コート、印刷などにより適宜熱処理を施すことで好適に行うことができる。例えば多層化された電気回路の例としてタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分とした同時焼成により得られるメタライズにニッケルめっき及び金めっきを施すことによって形成されたものであっても良い。またメタライズの表面を金、銀、白金、ニッケル、アルミニウムを主成分とする材料で被覆すればワイヤやろう材などの接続材料との接続性が向上し耐環境性も向上するので好ましい。例えばタングステン、モリブデン、銅などを主成分として同時焼成法により形成されたメタライズには通常表面に金メッキを施し前記のような接続性、耐環境性の向上を図られる。
本発明において少なくとも上記で例示した導電性材料を用いてセラミック材料を主成分とする焼結体の内部あるいは焼結体の表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であれば、形成された該電気回路によって該基板を透過して外部へ放出される発光素子から発せられた光の強さが減じられることは少ない。
なお、上記電気回路が形成される焼結体表面とは以下で説明するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板において、発光素子が搭載される面、発光素子が搭載される面と反対側の面、窪み空間を有する発光素子搭載用基板の窪み空間側の側面、窪み空間を有する発光素子搭載用基板の窪み空間と反対側の側面、などセラミック材料を主成分とする焼結体内部以外の発光素子搭載用基板が有する表面を意味する。
本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板には上記のように必要に応じて発光素子を基板に固定し搭載するためのメタライズが施される。これらのメタライズは上記のように同時焼成法によるもの、厚膜焼付け法によるもの、あるいはスパッタ、蒸着、イオンプレーティングなどによる薄膜によるものなどが好適に用いられる。これらのメタライズが施された部分にろう材（Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ合金、Ａｕ−Ｓｉ系合金、Ａｕ−Ｓｎ系合金、Ａｕ−Ｇｅ系合金、Ｓｎ含有合金、Ｉｎ含有合金、金属Ｓｎ、金属Ｉｎ、Ｐｂフリーはんだなどの低融点ろう材、あるいは銀ろうなどの高融点ろう材、などを含む）、低融点ガラス、その他例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの有機樹脂を主成分とする導電性接着剤あるいは電気絶縁性接着剤あるいは高熱伝導性接着剤などの接続材料を用いてセラミック材料を主成分とする焼結体に発光素子が固定、搭載される。本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板は例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などのように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも1種以上を主成分とする発光素子とは熱膨張率が近いものが多いので、該発光素子を基板に固定し搭載する際には該固定部分における応力発生が少なく上記接続材料以外のどのような接続材料であっても使用し得る。なお、上記接続材料のうち低融点ガラス、またはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの有機樹脂を主成分とする導電性接着剤あるいは電気絶縁性接着剤あるいは高熱伝導性接着剤などの接着剤を用いて発光素子をセラミック材料を主成分とする焼結体に取り付ける場合は該セラミック材料を主成分とする焼結体は発光素子搭載部分に必ずしもメタライズが施されたものでなくてもよい。
また、上記低融点ガラス、又はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの有機樹脂を主成分とする導電性接着剤あるいは電気絶縁性接着剤あるいは高熱伝導性接着剤などは光透過性を有するものが得られるので発光素子を搭載するための接続材料としては好ましい。
本発明において少なくとも上記で例示した導電性材料を用いてセラミック材料を主成分とする焼結体の発光素子を搭載する部分にメタライズが形成された発光素子搭載用基板であれば、形成されたメタライズによって基板を透過して外部へ放出される発光素子から発せられた光の強さが減じられることは少ない。
本発明が示すようにセラミック材料を主成分とする焼結体特に光透過性を有する焼結体を発光素子搭載用基板として用いることで、発光素子からの発光が該基板を透過して発光素子が搭載されている面とは反対の基板面側へ放出されることが可能となり、発光素子を中心とする空間のあらゆる方向に発光素子からの発光を効率的に外部に放出することが可能である。光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板であってもその表面で発光素子からの光（すなわち、少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光）を最大１５％程度反射することがある（すなわち、セラミック材料を主成分とする焼結体の反射率は最大１５％程度である）。特に基板の表面平滑性が高い場合など発光素子からの発光が上記の割合で反射され易い。上記セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の発光素子からの光に対する反射率をセラミック材料を主成分とする焼結体が本来有するもの以下に抑制し発光素子からの発光を発光素子が搭載されているのとは反対側の基板面側により強く透過させ易くするために、該発光素子搭載用基板に反射防止機能を付与することが好ましい。なお、上記反射率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対するものである。また上記波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する反射率とは波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲のいずれか特定の波長の光で測定された反射率を意味する。
本発明において反射防止部材の形成されているセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることで発光素子搭載用基板に反射防止機能を付与することが可能となる。すなわち例えば本発明による発光素子搭載用基板としてセラミック材料を主成分とする焼結体の反射率が該セラミック材料を主成分とする焼結体が本来有するものより低下し得る材料を反射防止部材として用いれば比較的容易に発光素子搭載用基板に反射防止機能を付与することが可能となる。本発明による発光素子搭載用基板に形成される反射防止部材としては通常セラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以下の材料を用いることが好ましい。このような材料を用いることで発光素子からの発光に対して十分な反射防止機能を発現し得る。該反射防止機能の付与は例えば各種ガラス、各種樹脂、各種無機材料など比較的屈折率の小さい材料でさらに要すれば透明な材料を発光素子搭載用基板に形成することにより行うことができる。通常このような材料を皮膜状で形成することが好ましく反射防止部材として機能する。通常このような材料は屈折率２．３以下の材料から適宜選択して用いることが好ましい。通常このような材料を要すれば皮膜状で発光素子搭載用基板に形成することにより反射防止部材として機能し、発光素子からの光が発光素子搭載用基板を透過して基板外部へより強く放出され易くなるので好ましい。なお、屈折率が２．３以上の材料であっても該材料を形成するセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以下のものであれば十分反射防止部材として使用し得る。セラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率より大きい材料を用いた場合は十分な反射防止機能が発現し得なくなり易いので好ましくない。すなわち、このような材料を形成した発光素子搭載用基板においては該発光素子搭載用基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの光の強さあるいは明るさは大きくなりにくいので好ましくない。上記反射防止部材は屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以下であるとともに透明性が高いことが好ましい。反射防止部材の透明性が低ければ発光素子搭載用基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの光の強さあるいは明るさは大きくなりにくいので好ましくない。すなわち、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板であってもその表面で発光素子からの光を最大２０％程度反射することがある。特に基板の表面平滑性が高い場合など発光素子からの発光が上記の割合で反射され易い。屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以下でさらに要すれば透明な材料からなる部材を発光素子搭載用基板に形成することで（通常は基板の発光素子を搭載する面）発光素子からの光の反射を防止するように機能するため（すなわち発光素子からの光に対して反射率が２０％より小さくなる）、発光素子搭載用基板を透過する発光素子からの光が増加し、基板外部へより多くの発光が放出されるようになる。通常上記反射防止部材として用いる材料の屈折率は２．１以下であることがより好ましい。また、上記反射防止部材として用いる材料の屈折率は２．０以下であることがさらに好ましい。
なお、本発明の発光素子搭載用基板に用いるセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率を例示すれば以下の通りである。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で２．１、炭化珪素を主成分とする焼結体で２．６、酸化亜鉛を主成分とする焼結体で２．０、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体で１．７、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体で１．７、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体で２．２、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体で１．７、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体で１．７、酸化チタンを主成分とする焼結体で２．７、チタン酸バリウムを主成分とする焼結体で２．４、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする焼結体で２．５、酸化イットリウムを主成分とする焼結体で１．９、ムライトを主成分とする焼結体で１．６、結晶化ガラスを主成分とする焼結体で１．６、などである。
なお、屈折率や反射率などの測定は通常のエリプソメーターなどを用いた偏光解析法、繰り返し干渉顕微鏡法、プリズムカップラー方式、あるいはその他分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）などの光学機器を用いて容易に行うことができる。
また、発光素子搭載用基板として前記黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる場合、反射防止部材を形成したものを用いることが好ましい。上記黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体としては例えばＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属、あるいはカーボンなどの成分を含むものが通常用いられる。すなわち、着色したセラミック材料を主成分とする焼結体は通常上記遷移金属やカーボンなどによって該焼結体の内部に進入した光を吸収し易い性質となり易いので、該焼結体を透過する光の強度を高めるために該焼結体に対して発光素子からの光をできるだけ効率よく進入させる必要がある。そのために該焼結体に反射防止部材を形成したものを用いれば反射防止部材が形成されていないものに比べて該焼結体表面での反射が防止できるので該着色したセラミック材料を主成分とする焼結体に進入し、透過する光の強度が高まる。
該反射防止部材は本発明による発光素子搭載用基板に対して図１９に例示したような発光素子が搭載されている面以外にも、図２０あるいは図２１に例示したように窪み空間を有する発光素子搭載用基板の窪み空間を形成している側面、あるいは窪み空間を有する発光素子搭載用基板の蓋など適宜目的に応じて任意の位置に形成できる。また必要に応じて図３４に例示したようにセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の内部にも形成することができる。通常該反射防止部材は該発光素子搭載用基板の発光素子が搭載されている側の面に形成されることが好ましい。該反射防止部材の形成位置として発光素子搭載用基板が平板状の場合は該基板の発光素子が搭載されている側の表面に形成することが好ましい。すなわち、発光素子搭載用基板が窪み空間を有するものであれば発光素子が搭載されている側の表面、あるいは発光素子が搭載されている側の窪み空間の側壁、あるいは蓋の発光素子が搭載されている側の面に形成されることが好ましい。本発明による発光素子搭載用基板において上記反射防止部材が形成された部分からは発光素子からの発光がより強く基板外部へ放出される。
なお上記反射防止部材において「透明」という意味は光透過率が少なくとも３０％以上であることを意味する。該透明な反射防止部材は通常ガラスや樹脂あるいは無機結晶などのように光を直線的に透過する材料、あるいは各種無機焼結体材料などのように焼結体内部の多結晶粒子によって光を散乱光として透過する材料、などからなる。このような反射防止部材の透明性は発光素子搭載用基板に形成される厚みによって変化するが、どのような厚みであっても形成されている状態で光透過率が３０％以上であることが反射防止部材として機能する上では好ましい。例えば発光素子搭載用基板に形成されている厚みが１０ｎｍ程度の薄いものであってもその厚みの状態で光透過率が３０％より小さければ本発明による反射防止部材としては好ましくない。逆に発光素子搭載用基板に形成されている厚みが１００μｍ程度の比較的厚いものであってもその厚みの状態で光透過率が３０%以上であれば本発明による反射防止部材として好ましい。上記反射防止部材の光透過率は５０％以上であることがより好ましい。また、上記反射防止部材の光透過率は８０％以上であることがさらに好ましい。反射防止部材の厚みはどのようなものであってもよいが通常１ｎｍ以上の範囲でその光透過性の優劣とともに適宜選択される。反射防止部材の厚みはどのようなものであってもよいが通常１ｎｍ〜１００μｍの範囲のものを用いること実用上好ましい。
また、本発明における反射防止部材の上記反射率、屈折率、光透過率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。
このように本発明においては反射防止部材として上記屈折率が２．３以下で、要すれば透明で、さらに要すれば反射率を１５％以下となり得る材料を用いることが好ましいう。
図１９、図２０、図２１、図３４に本発明による反射防止部材の形成されているセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板の断面図が例示してある。図１８は反射防止部材の効果をより説明し易くするための発光素子搭載用基板の断面図であり、図１８に示されている発光素子搭載用基板２０は反射防止部材が形成される前の状態を示している。図１９に示すセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板２０及び図２０、図２１、図３４に示すセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板３０には反射防止部材７０が形成されている。
図１８において発光素子２１からの発光は該発光素子が搭載されている面側への放出光２２と該発光素子が搭載されている面と反対側の面への放出光７３として基板外部へ放出される。図１８において、発光素子２１が搭載されている基板面に照射されている光６０はその一部が該基板面で反射され反射光６１として発光素子が搭載されて基板面側の基板外部へ放出され易い。したがって発光素子２１が搭載されている基板面に照射されている光６０が基板を透過して発光素子が搭載されている基板面とは反対の基板面側から基板外部へ放出される光７３は弱いものになり易い。なお、反射防止部材が形成されていない場合セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板面に照射される光６０からの反射光６１の強度は該光６０に対して最大１５％程度である。
なお、上記図１８における放出光７３は、以下図１９、図２０、図２１、図３４で示される反射防止部材が形成される前の基板部分を透過して基板外部へ放出される光７１と反射防止部材が形成されない部分の基板を透過して基板外部へ放出される光７２との合計である。
図１９において、セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板２０には反射防止部材７０が形成されている。該反射防止部材７０は発光素子２１が搭載されている基板面に形成されている。図１９において発光素子が搭載されている基板面に照射されている光６０は基板表面での反射が抑制されるためほとんど反射されずに基板を透過して発光素子が搭載されている基板面とは反対の基板面側から基板外部へ放出されるので、反射防止部材が形成されている基板部分からの放出光７４の強度は図１８のように反射防止部材が形成される前の状態の放出光７１と比べて大きくなる。したがって発光素子２１が搭載されている基板面とは反対の基板面側から基板外部へ放出される全部の放出光７３の強度も大きなものとなる。なお、上記図１９における放出光７３は、図１９で示される反射防止部材が形成される部分の基板を透過して基板外部へ放出される光７４と反射防止部材が形成されない部分の基板を透過して基板外部へ放出される光７２との合計である。
このように図１９において、反射防止部材７０が形成されている場合発光素子から基板面に照射される光６０は基板表面での反射が抑制されるので図１８のように反射防止部材が形成されていない場合に比べて効率よく発光素子搭載用基板２０を透過して発光素子が搭載されている反対側の面から基板外部により強い光７４として放出される。
なお、反射防止部材が形成されている発光素子搭載用基板としては、図１９に描かれているように発光素子２１から少しはなれた基板面に反射防止部材が形成されているものだけでなく発光素子２１の近辺の基板面あるいは発光素子搭載部分の基板面に形成されているものも本発明に含まれる。すなわち、反射防止部材は発光素子搭載用基板表面のどのような位置にも形成でき、形成された反射防止部材の効果は基板表面の形成位置に影響されず同様な効果を有する。また、反射防止部材７０は形成される面積が基板面積に対してその割合が高ければ発光素子が搭載される基板面と反対の基板面側からの放出光７１及び７３をより増加させ易くなる。
図２０は窪み空間（キャビティー）が形成されている発光素子搭載用基板に反射防止部材が形成されている例を示す。図２０において窪み空間３１を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板３０の窪み空間を形成する側壁に反射防止部材７０が形成されている。また図２０においては蓋３２の発光素子搭載側の面の一部にも該反射防止部材７０が形成されている。発光素子２１から窪み空間を形成する側壁部分及び蓋へ向けて照射される光９０は側壁及び蓋に形成されている反射防止部材７０でほとんど反射されることなく基板を透過して光９１として基板外部へ放出される。図２０に示すように反射防止部材が形成されている部分から基板外部へ放出される光９１は、反射防止部材が形成される前に比べてより強度の大きいものとなり易い。
図２１は反射防止部材が窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板に形成されている例を示す。反射防止部材７０は窪み空間３１を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板３０の発光素子が搭載されている面及び窪み空間を形成している側壁全体に形成されている。また蓋３２の発光素子搭載側の面全体にも反射防止部材７０が形成されている。
本発明において上記反射防止部材の形成される発光素子搭載用基板として図１９に示される平板状ものだけでなく、例えば図７、図１３に例示されているように平板状のものに導通ビアが形成されているもの、図２０及び図２１に例示されているように単に窪み空間（キャビティー）を有するものだけでなく、図８、図１４、図１５、図１６に例示されているように窪み空間を有する形状のものに導通ビアが形成されているもの、などが挙げられる。これら発光素子用基板において、通常反射防止部材は該発光素子搭載用基板の発光素子が搭載されている側の面に形成されることが好ましい。窪み空間を有する発光素子搭載用基板の封止などに使用する蓋においては、封止の際の加熱で反射防止部材と封止材などとが反応して変質する場合など該反射部材は発光素子が搭載される反対側の面に形成されてもよい。
上記反射防止部材として用いられる透明で屈折率が比較的小さい材料として例えば石英ガラス、高珪酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ソーダガラス、カリガラス、鉛カリガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、硼珪酸ガラス、無アルカリガラス、カルコゲン化物ガラス、テルライドガラス、燐酸塩ガラス、ランタンガラス、リチウム含有ガラス、バリウム含有ガラス、亜鉛含有ガラス、フッ素含有ガラス、鉛含有ガラス、窒素含有ガラス、ゲルマニウム含有ガラス、クラウンガラス、硼酸クラウンガラス、重クラウンガラス、希土類元素あるいはニオブ、タンタルを含むクラウンガラス、フリントガラス、軽フリントガラス、重フリントガラス、希土類元素あるいはニオブ、タンタルを含むフリントガラス、はんだガラス、光学ガラス、各種結晶化ガラスなどのガラス材料を用いることが好ましい。これらのガラス材料は薄膜状あるいは厚膜状あるいは板状など各種形態のものを用いることができる。
また、上記反射防止部材として例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、不飽和ポリエステル、ＰＴＦＥやＰＦＡあるいはＦＥＰあるいはＰＶｄＦなどのフッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂（ＳＡＮ）、アリルジグリコールカーボネート樹脂（ＡＤＣ）、ウレタン樹脂、チオウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂（ＤＡＰ）、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリスルホン、ポリアリレート、ジアリルフタレート、ポリアセタールなどのうちから選ばれる少なくとも１種以上を主成分とする樹脂材料を用いることが好ましい。これらの樹脂材料は薄膜状あるいは厚膜状あるいは板状など各種形態のものを用いることができる。
また、上記反射防止部材として例えばベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ディスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、亜鉛（Ｚｎ）、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、のうちから選ばれる少なくとも１種以上を主成分とする金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などの無機材料からなる薄膜、厚膜、単結晶あるいは多結晶体、焼結体などとして用いることが好ましい。これらの金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などの無機材料は結晶質の状態のものだけでなく無定形状態のものも用い得る。これらの金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などの無機材料は薄膜状あるいは厚膜状あるいは板状など各種形態のもの用いることができるが、通常皮膜状で用いることが好ましい。上記例示した反射防止部材として用い得る材料は屈折率２．３以下のものが好ましいが、本発明の反射防止部材として用い得るのは上記材料に限らず、形成する相手のセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以下でさらに要すれば透明な材料であればどのようなものであってもよい。
このような反射防止部材の発光素子搭載用基板への形成方法は上記各種ガラス材料、樹脂材料、無機材料を板状あるいは箔状としたものを例えば接着剤、はんだ、ろう材などを用いたり圧着するなどにより該発光素子搭載用基板に接合する方法、該各種ガラス材料、樹脂材料、無機材料をスパッタ、蒸着、イオンプレーティング、めっき、ＣＶＤ、スピンコートなどで薄膜状としたものを該発光素子搭載用基板に接合する方法、あるいは該各種ガラス材料、無機材料を主成分とする粉末ペーストやゾルゲルペーストなどをセラミック材料を主成分とする焼結体と同時焼成により形成する、あるいはすでに作製されたセラミック材料を主成分とする焼結体に該各種ガラス材料、樹脂材料、無機材料を主成分とする粉末ペーストやゾルゲルペーストなどをあとから焼き付けたり接着することなどにより該発光素子搭載用基板に接合する方法、などがあり適宜選定できる。
通常上記反射防止部材としてアルミナ、シリカ、マグネシアなどの皮膜を用いることが好適である。また、上記反射防止部材の中で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、窒化珪素を主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素を主成分とする焼結体などの非酸化物を主成分とする焼結体の自己酸化皮膜も好適に用いることができる。該自己酸化皮膜は母材である上記非酸化物を主成分とする焼結体の反射率を１５％以下に低下することができる。該自己酸化皮膜は通常上記非酸化物を主成分とする焼結体を例えば７００℃〜１５００℃といった高温の大気中などの酸化雰囲気中で加熱することで容易に形成できる。該自己酸化皮膜は例えば酸化アルミニウムあるいは酸化珪素などからなり母材である窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、窒化珪素を主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素を主成分とする焼結体などの非酸化物を主成分とする焼結体との密着性は高い。該自己酸化皮膜は酸化アルミニウムあるいは酸化珪素などから成るので紫外線の波長領域までの光に対する透過性も高いので好ましい。厚みも１０μｍ以下のものが容易に得られる。
該反射防止部材は本発明による発光素子搭載用基板に対して図１９、図２０、図２１に例示したように発光素子が搭載されている面、あるいは窪み空間を有する発光素子搭載用基板の窪み空間を形成している側面、あるいは窪み空間を有する発光素子搭載用基板の蓋など適宜目的に応じて任意の位置に形成できる。本発明においては発光素子搭載用基板として光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることができるので該反射防止部材はセラミック材料を主成分とする焼結体の内部にあってもその反射防止機能を発現できる。光透過性を有する基板を用いることで反射防止部材が形成された基板内部にまで発光素子からの光が到達し該反射防止部材による反射防止機能が発現できる。
反射防止部材を発光素子搭載用基板内部に形成する方法は上記各種ガラス材料、樹脂材料、無機材料を板状あるいは箔状としたものを例えば該発光素子搭載用基板で挟み接着剤、はんだ、ろう材などを用いたり圧着するなどにより接合する方法、該各種ガラス材料、樹脂材料、無機材料をスパッタ、蒸着、イオンプレーティング、めっき、ＣＶＤ、スピンコートなどで薄膜状としたものを２個以上の発光素子搭載用基板に形成後これら発光素子搭載用基板同士を接合する方法、あるいは該各種ガラス材料、無機材料を主成分とする粉末ペーストやゾルゲルペーストなどをセラミック材料を主成分とする焼結体と同時焼成により形成する方法、あるいはすでに作製されたセラミック材料を主成分とする焼結体に該各種ガラス材料、樹脂材料、無機材料を主成分とする粉末ペーストやゾルゲルペーストなどをあとから焼き付けるたり接着するなどにより２個以上の発光素子搭載用基板に形成しこれら発光素子搭載用基板同士を接合する方法、などがあり適宜選定できる。
図３４には反射防止部材がセラミック材料を主成分とする焼結体の内部に形成した例が示されている。図３４において反射防止部材７０は窪み空間３１を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板３０の発光素子が搭載されている部分の内部及び窪み空間を形成している側壁３３の内部に形成されている。
このように該反射防止部材はセラミック材料を主成分とする焼結体の内部又は表面いずれか一方に形成することができるし、さらにセラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面の両方に同時に形成することもできる。
上記のように、本発明において光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いさらに該発光素子搭載用基板に反射防止部材を形成することで、発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基板面側だけでなく該発光素子が搭載された面とは反対の基板面側にも放出され発光素子周囲のあらゆる空間方向に効率的に放出することが可能となった。
なお、本発明において発光素子搭載用基板として用いる上記反射防止部材を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体は必ずしも光透過性を有するものでなくても発光素子からの光の放出方向を制御することが可能である。すなわち光透過性のないセラミック材料を主成分とする焼結体であっても反射防止部材を形成することにより発光素子搭載用基板として用いることができる。
一方、本発明による反射部材の形成されているセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用い発光素子搭載用基板に光反射機能を付加することで、発光素子からの発光を特定の方向により強く放出させることも可能である。反射機能を発光素子搭載用基板に付与し発光素子からの発光の一部または全部を反射させることで、該発光素子からの発光が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板を透過して該発光素子が搭載された面とは反対の基板面側へ放出されることを促進あるいは抑制することが可能である。すなわち、本発明による発光素子搭載用基板に反射機能が付与されていない場合に比べて発光素子搭載用基板の発光素子搭載側の面からより強い発光を放出することもできるし、あるいは発光素子搭載用基板の発光素子搭載側の面からだけ発光を放出できる。逆に、本発明による発光素子搭載用基板に反射機能が付与されていない場合に比べて発光素子搭載用基板の発光素子が搭載されている反対側の面からより強い発光を放出することもできるし、あるいは発光素子搭載用基板の発光素子が搭載されている反対側の面からだけ発光を放出できる。光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板においてその表面で発光素子からの光（すなわち、少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光）を最大１５％程度しか反射しない場合が多い。本発明による発光素子搭載用基板に形成する反射部材としては反射機能を高めるために発光素子からの発光に対して少なくとも１５％以上の反射率を有するものを用いることが好ましい。また発光素子からの発光に対する反射率が５０％以上の材料を用いることがより好ましい。また発光素子からの発光に対する反射率が７０％以上の材料を用いることがさらに好ましい。また発光素子からの発光に対する反射率が８０％以上の材料を用いることが最も好ましい。なお、上記発光素子からの発光に対する反射率とは少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する反射率である。また、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する反射率とは波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲のいずれか特定の波長の光で測定された反射率を意味する。本発明においては特に断らない限り通常波長６０５ｎｍの光に対する反射率を用いた。本発明による発光素子搭載用基板に形成される反射部材の反射率が上記範囲にあれば発光素子からの発光に対して十分な反射機能を発現し得る。このように本発明においては発光素子搭載用基板に光反射機能を付加することで発光素子周囲のあらゆる空間方向に対して該発光素子からの発光の強さを比較的容易に制御することが可能となる。
本発明において発光素子搭載用基板として用いる上記反射部材を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものであってもよいし光透過性を有しないものであってもよく、発光素子からの光の放出方向を制御することが可能である。すなわちセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過性の有無にかかわらずに該焼結体に反射防止部材を形成することにより発光素子搭載用基板として用いることができる。
発光素子搭載用基板として前記黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる場合、反射部材を形成したものを用いることが好ましい。上記黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに着色したセラミック材料を主成分とする焼結体としては例えばＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属、あるいはカーボンなどの成分を含むものが通常用いられる。すなわち、着色したセラミック材料を主成分とする焼結体は白色など着色していないセラミック材料を主成分とする焼結体と比べて通常焼結体表面における光の反射率が小さく、上記遷移金属やカーボンなどによって該焼結体の内部に進入した光を吸収し易い性質となり易いので、該焼結体表面で反射される光の強度を高めるために該焼結体の発光素子からの光をできるだけ効率よく反射させる必要がある。そのために該焼結体に反射部材を形成したものを用いれば反射部材が形成されていないものに比べて該焼結体表面での反射が向上できるので該着色したセラミック材料を主成分とする焼結体から反射された光の強度が高まる。
本発明において上記反射部材の形成されているセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いた例として図２２、図２３、図２４、図３５を示す。図２２、図２３、図２４は本発明による反射部材が形成されている発光素子搭載用基板を示す断面図である。本発明による反射部材が形成されている発光素子搭載用基板としては図２２で示される平板状もの、あるいは図２３及び図２４で示される窪み空間（キャビティー）を有するものだけでなく、例えば図７、図１３に例示されているように平板状のものに導通ビア４０が形成されているもの、図８、図１４、図１５、図１６に例示されているように窪み空間を有する形状のものに導通ビア４０が形成されているもの、などが挙げられる。該反射部材は本発明による発光素子搭載用基板に対して図２２、図２３、図２４に例示したように発光素子が搭載されている基板面、あるいは窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板の窪み空間を形成している側面、あるいは窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板の蓋など適宜目的に応じて任意の位置に形成できる。また、反射部材は必要に応じてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の内部にも形成することができる。図３５に反射部材がセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板の内部に形成された例を示す。通常該反射部材は該発光素子搭載用基板の発光素子が搭載されている基板面に形成されることが好ましい。該反射部材の形成位置として発光素子搭載用基板が平板状の場合は該基板の発光素子が搭載されている側の基板表面に、また発光素子搭載用基板が窪み空間を有するものであれば発光素子が搭載されている側の基板表面、あるいは発光素子が搭載されている側の窪み空間を形成している側壁、あるいは蓋の発光素子が搭載されている側の面に形成されることが好ましい。
図２２は反射部材が形成された発光素子搭載用基板の例を示す断面図である。反射部材が形成されていることの効果をより明確にするために、反射部材が形成される前の発光素子搭載用基板として前記の図１８を再度用いて比較しながら説明する。図１８に示されている発光素子搭載用基板２０は反射部材が形成される前の状態を示している。すなわち、図１８において発光素子２１からの発光は該発光素子が搭載されている面側への放出光２２と該発光素子が搭載されている面と反対側の面への放出光７３として基板外部へ放出される。図１８において、発光素子２１が搭載されている基板面に照射されている光６０はその一部が該基板面で反射され反射光６１として発光素子が搭載されて基板面側の基板外部へ放出され易い。また基板面に照射されている光６０の大部分は基板を透過して発光素子が搭載されている基板面とは反対の基板面側から基板外部へ光７１として放出され易い。なお、反射部材が形成されていない場合セラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板面に照射される光６０からの反射光６１の強度は該光６０に対して最大１５％程度である。
一方、図２２に示すように発光素子搭載用基板２０に反射部材８０が形成されていれば発光素子２１からの発光のうち発光素子が搭載されている面に照射される光６０は反射光８１となり発光素子が搭載されている面側の基板外部へ放出され易い。該反射光８１の強度は反射部材が形成されていない場合の反射光６１（図１８に示されている）の強度に比べて高い。したがって発光素子搭載用基板に反射部材８０が形成されていれば発光素子２１からの発光は反射部材が形成されていない場合に比べてより多く発光素子２１が搭載されている面側から放出される。図２２に示すように反射部材８０が形成されることにより、発光素子２１からの発光のうち発光素子が搭載されている面に照射される光６０は発光素子２１が搭載されている面側へ反射される。したがって反射部材８０が形成されることにより、発光素子搭載用基板２０を透過して発光素子が搭載されている反対の基板面側から放出される光８２は、反射部材がない場合に比べて弱い光として基板外部に放出されるかあるいは実質的に基板外部へ放出されなくなる場合が生じる。
なお、反射部材が形成されている発光素子搭載用基板としては、図２２に描かれているように発光素子２１から少しはなれた基板面に反射部材８０が形成されているものだけでなく発光素子２１の近辺の基板面あるいは発光素子搭載部分の基板面に形成されているものも本発明に含まれる。すなわち、反射部材は発光素子搭載用基板表面のどのような位置にも形成でき、形成された反射部材の効果は基板表面の形成位置に影響されず同様な効果を有する。また、反射部材８０は形成される面積が基板面積に対してその割合が高ければ反射光８１が増大し発光素子が搭載される基板面側からの放出光をより増加させ易くなる。
図２３において、窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板３０には反射部材８０が形成されている。反射部材８０は窪み空間を形成する側壁と蓋３２の発光素子が搭載されている側の面とに形成されている。該反射部材８０は発光素子が搭載されている基板面には形成されていない。図２３において窪み空間を有する発光素子搭載用基板３０の窪み空間を形成する側壁に反射部８０が形成されている。また図２３においては蓋３２の発光素子搭載側の面の一部にも該反射部材８０が形成されている。発光素子２１から該反射部材８０が形成されている側壁部分と蓋へ向けて照射される発光９０は反射部材で反射され反射部材が形成されている側壁と蓋の部分から基板外部へ放出される光の強度は小さくなり易い。該発光９０は窪み空間の内部で反射光８３となって反射部材の形成されていない基板部分を透過し放出光８４となって基板外部へ放出される。図２３に示すように反射部材が形成されている時に発光素子搭載面から基板外部へ放出される光８４は、反射部材が形成されていない場合に比べてより強度の大きいものとなり易い。
図２４は、反射部材が窪み空間を有する発光素子搭載用基板に接合されている蓋の発光素子搭載側の面全体に形成されている様子を例示するものである。図２４において反射部材８０は蓋３２の発光素子搭載側の面全体に形成されている。図２３で例示した発光素子搭載用基板においては蓋に形成されている反射部材８０は該蓋の一部にしか形成されていないが、図２４に例示した発光素子搭載用基板においては反射部材８０は蓋の全面に形成されている。したがって発光素子２１から反射部材８０が形成されている側壁部分と蓋へ向けて照射される発光９０は反射部材で反射され該側壁及び蓋から基板外部へは放出されにくくなっている。図２４において、反射部材が形成されている側壁と蓋の部分から基板外部へ放出される光の強度は小さくなり易い。したがって図２４において発光素子２１から反射部材８０が形成されている側壁部分と蓋へ向けて照射される発光９０は、図２３で示された窪み空間内部の反射光８３より強度の高い反射光８５となって発光素子搭載用基板を透過しより強度の高い光８６となって基板外部へ放出される。図２４に示すように反射部材が蓋の全面に形成されている時に発光素子搭載面から基板外部へ放出される光８６は、図２３に示すように反射部材が蓋の一部にしか形成されていないものに比べてより強度の大きいものとなり易い。
また図２４に示した発光素子搭載用基板において、発光素子２１からの発光を反射部材でほとんど反射させて実質的に発光素子搭載用基板の側面及び蓋３２からは基板外部に放出されず発光素子が搭載されている基板面だけから放出することも可能となる。
なお、反射部材を形成することで発光素子から発せられる光を該反射部材で反射させセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を透過しない強い光として基板外部へ直接放出こともできる。本発明においては基板を形成するセラミック材料を主成分とする焼結体が高い光透過率を有したものであっても発光素子からの発光を実質的に基板を透過させずに基板外部へ放出できる。すなわち本発明において反射部材をセラミック材料を主成分とする焼結体に形成することで発光素子からの発光方向をより細かく制御することができる。
上記反射機能は本発明による発光素子搭載用基板に容易に付与できる。例えば該反射機能は通常各種金属材料あるいは合金材料を反射部材として適宜光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板に形成することで得られる。上記の各種金属材料あるいは合金材料から構成される反射部材は発光素子からの発光を低損失で反射することができる。このような金属材料あるいは合金材料として例えば適宜Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、希土類金属、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉなどのうちから１種以上を主成分とするものを使用できる。これらの金属あるいは合金の波長６０５ｎｍの光に対する反射率は通常１５％以上であり十分反射部材として使用し得る。これらの金属材料あるいは合金材料は単一層だけでなく多層化した状態でも使用できる。金属材料あるいは合金材料を多層化して作製した反射材料は異なる材料同士であっても良いし同一の材料を多層化して形成したものであっても良い。上記材料の多層化方法もめっきやスピンコート、浸漬コート、印刷などの方法を用いることができ、要すれば多層化後適宜熱処理を施すことも行うことができる。例えば多層化された材料としてタングステンあるいはモリブデンあるいは銅などを主成分とした同時焼成によるメタライズにニッケルめっきや金めっきを施すことによって形成されたものであっても良い。またこれらの金属材料、合金材料は結晶質の状態のものだけでなく無定形状態のものも用い得る。これらの金属材料あるいは合金材料のうちＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうちから選ばれた１種以上を主成分とする金属あるいは合金が波長６０５ｎｍの光に対する反射率が５０％以上と高いものが得やすく損失が小さいので好ましい。また、上記金属材料あるいは合金材料のうちＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうちから選ばれた１種以上を主成分とする金属あるいは合金が波長６０５ｎｍの光に対する反射率が７０％以上とより高く損失がさらに小さいので好ましい。これら金属あるいは合金のなかで銅／タングステン、銅／モリブデン、銀／タングステン、銀／モリブデン、金／タングステン、金／モリブデンなどＣｕ、Ａｇ、ＡｕとＷ、Ｍｏとの合金などもあらゆる組成範囲において波長６０５ｎｍの光に対する反射率が５０％以上のものが得易くさらに組成によっては反射率が７０％以上とより高いものも得られるので反射部材として好適に用いることができる。上記例示した反射率７０％以上の１４種類の金属あるいは合金のうちＲｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなどの白金族のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする金属又は合金は作製条件により反射率８０％以上のものが得られるので好ましい。また、これら反射率７０％以上の金属あるいは合金材料のうちＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌを主成分とする金属あるいは合金は波長６０５ｎｍの光に対する反射率８０％以上の高いものが得やすく損失が最も小さいので好ましい。
このように上記各種金属あるいは合金材料は本発明による発光素子搭載用基板に形成する反射部材として用いた場合発光素子からの発光に対する良好な反射機能を有する。
また、本発明において例えば反射部材として好適に用いられる上記各種金属材料あるいは合金材料が前記電気回路を形成する導電性材料と同質の材料である場合など、前記電気回路の一部を反射部材として用いることができる。
上記各種金属材料あるいは合金材料からなる反射部材を発光素子搭載用基板へ形成するための方法は該金属材料あるいは合金材料の板あるいは箔を該発光素子搭載用基板に例えば接着剤、はんだ、ろう材などを用いたり圧着するなどにより接合する方法、該金属材料あるいは合金材料をスパッタ、蒸着、イオンプレーティング、めっき、ＣＶＤ、浸漬法、スピンコートなどで薄膜状にしたものを該発光素子搭載用基板に接合する方法、該金属材料あるいは合金材料を主成分とする粉末ペーストをセラミック材料を主成分とする焼結体と同時焼成により形成するあるいはすでに作製されたセラミック材料を主成分とする焼結体にあとから焼き付けることにより厚膜として該発光素子搭載用基板に接合する方法、などがあり適宜選定できる。上記のような反射部材の厚みはどのようなものであってもよいが通常１ｎｍ以上であれば十分効果を発揮し得る。また１ｎｍ以上であればどのような厚みであってもよいが実用上は通常１００μｍ以下、また１０μｍ以下であることが好ましい。
本発明による発光素子搭載用基板への上記反射機能の付与は該発光素子搭載用基板に用いるセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料を用いることでも比較的容易に行うことができる。例えばセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が窒化アルミニウムである場合、屈折率２．１以上の材料を窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成することで反射率が飛躍的に向上し易い。また、例えばセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が酸化アルミニウムである場合、屈折率１．７以上の材料を酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成することで反射率が飛躍的に向上し易い。実際本発明において発光素子からの発光（すなわち、少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光）は上記反射部材として用いられる屈折率２．１以上の材料を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び屈折率１．７以上の材料を形成した酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において反射率が飛躍的に向上することが見出された。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体自身、あるいは酸化アルミニウムを主成分とする焼結体自身の反射率は波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して最大１５％程度であり通常は１０％〜１５％であるが、それぞれ屈折率２．１以上の材料及び屈折率１.７以上の材料を形成することで飛躍的に増大する。例えば波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して屈折率が２．４〜２．８のＴｉＯ２を主成分とする皮膜をスパッタなどで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成したものでは反射率が８０％以上に向上する。また、例えば屈折率が１．９〜２．１のＺｎＯを主成分とする皮膜をスパッタなどで酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成したものでは反射率が８０％以上に向上する。皮膜であるＴｉＯ２自身あるいはＺｎＯ自身の反射率は波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してそれぞれ最大２０％程度であり通常は１０％〜２０％であるが、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成することでそれぞれ単独では見られない反射率の飛躍的な向上が達成される。これはおそらく上記皮膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは酸化アルミニウムを主成分とする焼結体との界面で全反射が生じるため反射率の飛躍的な向上がもたらされるものと推測される。反射部材としてこのようなセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分の有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料を用いることで全反射が生じ易くなると思われるので発光素子からの発光を容易に方向制御し得る。このようなセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分の有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料を用いた反射機能は全反射により発現されると思われるので発光素子からの発光をほとんど損失することなく方向制御し基板外部に放出し得るようになり好ましい。セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料を用いることで発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体の反射率は３０％以上に向上し易くなるので好ましい。反射部材として用いる材料の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率よりも小さければ該材料が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体の反射率が低下し易いので好ましくない。これは上記反射部材とセラミック材料を主成分とする焼結体との界面での全反射が該反射部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上で生じるためであろうと推測される。また、上記反射部材の屈折率はセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率より少なくとも０．２以上大きいものであることがより好ましい。反射部材の屈折率としてセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率より少なくとも０．２以上大きい材料が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体の反射率は５０％以上に向上し易い。また、上記反射部材の屈折率はセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率より少なくとも０．３以上大きいものであることがさらに好ましい。反射部材の屈折率としてセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率より少なくとも０．３以上大きい材料が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体の反射率は７０％以上に向上し易い。
例えば屈折率２．１以上の材料が形成された窒化アルミニウム焼結体の反射率は３０％以上に向上し易くなるので好ましい。反射部材として用いる材料の屈折率が２．１より小さいと窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成したとき反射率が低下し易いので好ましくない。これは上記反射部材の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との界面での全反射が該反射部材の屈折率２．１以上で生じるためであろうと推測される。また、上記反射部材の屈折率は２．３以上であることがより好ましい。屈折率２．３以上の材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は５０％以上に向上し易い。また、上記反射部材の屈折率は２．４以上であることがさらに好ましい。屈折率２．４以上の材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は７０％以上に向上し易い。また、例えば屈折率１．７以上の材料が形成された酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体の反射率は３０％以上に向上し易くなるので好ましい。反射部材として用いる材料の屈折率が１．７より小さいと酸化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは酸化ベリリウムを主成分とする焼結体あるいは酸化マグネシウムを主成分とする焼結体あるいはアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体に形成したとき反射率が低下し易いので好ましくない。これは上記反射部材の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは酸化ベリリウムを主成分とする焼結体あるいは酸化マグネシウムを主成分とする焼結体あるいはアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体あるいは結晶化ガラスを主成分とする焼結体との界面での全反射が該反射部材の屈折率１．７以上で生じるためであろうと推測される。また、上記反射部材の屈折率は１．９以上であることがより好ましい。屈折率１．９以上の材料が形成された酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体の反射率は５０％以上に向上し易い。また、上記反射部材の屈折率は２．０以上であることがさらに好ましい。屈折率２．０以上の材料が形成された酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体の反射率は７０％以上に向上し易い。
さらに、例えば屈折率１．９以上の材料が形成された酸化イットリウムを主成分とする焼結体の反射率は３０％以上に向上し易くなるので好ましい。反射部材として用いる材料の屈折率が１．９より小さいと酸化イットリウムを主成分とする焼結体に形成したとき反射率が低下し易いので好ましくない。これは上記反射部材の酸化イットリウムを主成分とする焼結体との界面での全反射が該反射部材の屈折率１．９以上で生じるためであろうと推測される。また、上記反射部材の屈折率は２．１以上であることがより好ましい。屈折率２．１以上の材料が形成された酸化イットリウムを主成分とする焼結体の反射率は５０％以上に向上し易い。また、上記反射部材の屈折率は２．２以上であることがさらに好ましい。屈折率２．２以上の材料が形成された酸化イットリウムを主成分とする焼結体の反射率は７０％以上に向上し易い。
また、例えば屈折率２．０以上の材料が形成された酸化亜鉛を主成分とする焼結体の反射率は３０％以上に向上し易くなるので好ましい。反射部材として用いる材料の屈折率が２．０より小さいと酸化亜鉛を主成分とする焼結体に形成したとき反射率が低下し易いので好ましくない。これは上記反射部材の酸化亜鉛を主成分とする焼結体との界面での全反射が該反射部材の屈折率２．０以上で生じるためであろうと推測される。また、上記反射部材の屈折率は２．２以上であることがより好ましい。屈折率２．２以上の材料が形成された酸化亜鉛を主成分とする焼結体の反射率は５０％以上に向上し易い。また、上記反射部材の屈折率は２．３以上であることがさらに好ましい。屈折率２．３以上の材料が形成された酸化亜鉛を主成分とする焼結体の反射率は７０％以上に向上し易い。
また、例えば屈折率２．２以上の材料が形成された酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体の反射率は３０％以上に向上し易くなるので好ましい。反射部材として用いる材料の屈折率が２．２より小さいと酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体に形成したとき反射率が低下し易いので好ましくない。これは上記反射部材の酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体との界面での全反射が該反射部材の屈折率２．２以上で生じるためであろうと推測される。また、上記反射部材の屈折率は２．４以上であることがより好ましい。屈折率２．４以上の材料が形成された酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体の反射率は５０％以上に向上し易い。また、上記反射部材の屈折率は２．５以上であることがさらに好ましい。屈折率２．３以上の材料が形成された酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体の反射率は７０％以上に向上し易い。
上記セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料からなる反射部材としてはさらに光透過率３０％の高い材料であることが好ましく、該光透過率は５０％以上であることがより好ましく、該光透過率は８０％以上であることがさらに好ましい。反射部材として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料の光透過率を高めることで該反射部材による発光素子からの発光の吸収や散乱などを防止して該反射部材の全反射機能がより発現しやすくなる。なお、上記屈折率及び光透過率は通常少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する反射部材として例えば金属あるいは合金材料、元素単体、金属の酸化物、金属の窒化物、金属の炭化物、金属の珪素化物などを主成分とする材料を用いることができる。より具体的には、屈折率１．７以上の材料としてはＢｅＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４、Ｙ２Ｏ３などの希土類元素酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＳｉＯ４、Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２、鉛ガラス、など、また屈折率２.１以上の材料として例えばＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＰＺＴ〔Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３〕、ＰＬＺＴ〔（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３〕、ＰＬＴ〔（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ３〕、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳｅ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＳＢＮ〔（Ｓｒ１−ｘＢａｘ）Ｎｂ２Ｏ６〕、ＢＮＮ（Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ１５）、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ２ＷＯ６、ＰｂＭｏＯ４、ＰｂＭｏＯ５、ＴｅＯ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ダイヤモンド、Ｓｉ、Ｇｅ、カルコゲナイドガラスなどを主成分とする材料を好適に用いることができる。上記材料のうちＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＰＺＴ〔Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３〕、ＰＬＺＴ〔（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３〕、ＰＬＴ〔（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ３〕、ＺｎＳｅ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ２ＷＯ６、ＴｅＯ２、ＳｉＣ、ダイヤモンド、カルコゲナイドガラスなどを主成分とするものが屈折率２．４以上のものが得られ易いのでより好ましい。例えば上記材料の中でＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどを主成分とするものを酸化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは酸化ベリリウムを主成分とする焼結体あるいは酸化マグネシウムを主成分とする焼結体あるいはアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体に形成したとき該基板の反射率が９０％以上となり易いのでさらに好ましい。また、例えば上記材料の中でＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどを主成分とするものを酸化イットリウムを主成分とする焼結体に形成したとき該基板の反射率が９０％以上となり易いのでさらに好ましい。また、例えば上記材料の中でＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどを主成分とするものを酸化亜鉛を主成分とする焼結体に形成したとき該基板の反射率が９０％以上となり易いのでさらに好ましい。また、例えば上記材料の中でＴｉＯ２、ＩｎＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどを主成分とするものを酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体に形成したとき該基板の反射率が９０％以上となり易いのでさらに好ましい。また、例えば上記材料の中でＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ２ＷＯ６、ＧａＮ、ＩｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣなどを主成分とするものを窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成したとき該基板の反射率が９０％以上となり易いのでさらに好ましい。また、例えば上記材料の中でＴｉＯ２、ＧａＮ、ＩｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣを主成分とするものを窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したとき該基板の反射率が９５％前後の高いものが得られ易いので特に好ましい。これらの金属あるいは合金材料、元素単体、金属の酸化物、金属の窒化物、金属の炭化物、金属の珪素化物などを主成分とする材料は結晶質の状態のものだけでなく無定形状態のものも用い得る。
上記セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料からなる反射部材を発光素子搭載用基板に形成する方法として、板状あるいは箔状とした反射部材を例えば接着剤、はんだ、ろう材などを用いたり圧着するなどにより該発光素子搭載用基板に接合する方法、上記セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料をスパッタ、蒸着、イオンプレーティング、めっき、ＣＶＤ、スピンコート、ゾルゲルペーストへの浸漬法などで薄膜状として該発光素子搭載用基板に接合する方法、あるいは上記セラミック材料を主成分とする焼結体の主成分が有する屈折率と同等あるいはそれ以上の屈折率を有する材料を主成分とする粉末ペーストやゾルゲルペーストなどをセラミック材料を主成分とする焼結体と同時焼成によりあるいはすでに作製されたセラミック材料を主成分とする焼結体にあとから焼き付けることにより厚膜として該発光素子搭載用基板に接合する方法、などがあり適宜選定できる。上記のような屈折率の高さを利用した反射部材の厚みはどのようなものであってもよいが通常１ｎｍ以上であれば十分効果を発揮し得る。また１ｎｍ以上であればどのような厚みであってもよいが実用上は通常１００μｍ以下、また１０μｍ以下であることが好ましい。
上記反射部材は本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板に対して図２２、図２３、図２４に例示したように発光素子が搭載されている面、あるいは窪み空間を有する発光素子搭載用基板の窪み空間を形成している側面、あるいは窪み空間を有する発光素子搭載用基板の蓋など適宜目的に応じて任意の位置に形成できる。本発明においては発光素子搭載用基板として光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることができるので該反射部材はセラミック材料を主成分とする焼結体の内部にあってもその反射機能を発現できる。光透過性を有する基板を用いることで反射部材が形成された基板内部にまで発光素子からの光が到達し該反射部材による反射機能が発現できる。すなわち該反射部材は必要に応じてセラミック材料を主成分とする焼結体の内部又は表面いずれか一方に形成することができるし、さらに必要に応じてセラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面の両方に同時に形成することもできる。
反射部材を発光素子搭載用基板内部に形成する方法として上記各種金属材料あるいは合金材料あるいは屈折率２．１以上の材料を板状あるいは箔状としたものを例えば該発光素子搭載用基板で挟み接着剤、はんだ、ろう材などを用いたり圧着するなどにより接合する方法、該各種ガラス材料、樹脂材料、無機材料をスパッタ、蒸着、イオンプレーティング、めっき、ＣＶＤ、スピンコート、ゾルゲルペーストへの浸漬法などで薄膜状としたものを２個以上の発光素子搭載用基板に形成後これら発光素子搭載用基板同士を接合する方法、あるいは該各種ガラス材料、無機材料を主成分とする粉末ペーストなどをセラミック材料を主成分とする焼結体と同時焼成により形成する方法、あるいはすでに作製されたセラミック材料を主成分とする焼結体に該各種ガラス材料、樹脂材料、無機材料を主成分とする粉末ペーストやゾルゲルペーストなどをあとから焼き付けるたり接着するなどにより２個以上の発光素子搭載用基板に形成しこれら発光素子搭載用基板同士を接合する方法、などがあり適宜選定できる。
図３５は反射部材がセラミック材料を主成分とする焼結体内部に形成されている様子を示す断面図である。図３５において反射部材８０は窪み空間３１を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板３０の発光素子が搭載されている部分の内部及び窪み空間を形成している側壁３３の内部に形成されている。
このように該反射部材はセラミック材料を主成分とする焼結体の内部又は表面いずれか一方に形成することができるし、さらにセラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面の両方に同時に形成することもできる。
上記の図１９〜図２４で例示してきたように反射防止部材及び反射部材を発光素子搭載用基板に対してそれぞれ個別で形成したものだけでなく、反射防止部材と反射部材とを同じセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板に同時に形成したものも本発明に含まれる。図２５及び図２６にこのような発光素子搭載用基板を例示する。なお、図２５及び図２６は上記反射防止部材と反射部材とを同じ発光素子搭載用基板に同時に形成したものの断面図である。なお、反射防止部材と反射部材とを同時に形成したセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板において、該反射防止部材あるいは反射部材はセラミック材料を主成分とする焼結体の内部又は表面いずれか一方にだけ形成したものであってもよいし、セラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面の両方どちらにも形成したものであってもよい。
図２５に例示された発光素子搭載用基板は、図２３で示された反射部材がすでに形成されている発光素子搭載用基板の発光素子が搭載された基板面に反射防止部材７０がさらに形成されたものである。図２５で示されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板３０において反射光８３は反射防止部材７０にいったん照射されセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を透過して発光素子が搭載された面から光８７として基板外部に放出される。該放出光８７は図２３に示された放出光８４より強度の高いものとなり易い。
図２６に例示された発光素子搭載用基板は、図２０で示された反射防止部材がすでに形成されている発光素子搭載用基板の発光素子が搭載された基板面に反射部材８０がさらに形成されたものである。図２６で示されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板３０において窪み空間を形成している側壁部及び蓋３２から基板外部へと放出される発光素子からの発光９２の強度は、反射部材による反射光８８が加わるため反射部材８０が形成されていない場合に比べて高いものとなり易い。また反射部材８０が形成されている発光素子が搭載されている基板面から外部へ放出される光は弱いものとなり易い。
図１９〜図２６で例示した反射防止部材及び反射部材が形成されている窪み空間を有する発光素子搭載用基板として前記図１５で示したような基体３４と枠体３５を接合部３６で接合することにより形成されたものも用いることができる。基体と枠体との接合により得られた窪み空間を有する発光素子搭載用基板において、基体あるいは枠体のいずれか一方が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなるものであるか、あるいは基体及び枠体のどちらも光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなるものであるか、いずれかである。
また、図１９〜図２６で例示した反射防止部材及び反射部材が形成されている窪み空間を有する発光素子搭載用基板として前記図１６で例示した発光素子搭載用基板３０及び蓋３２が使用できる。
また、図１９〜図２６で例示した反射防止部材及び反射部材が形成されている窪み空間を有する発光素子搭載用基板を使用する際に、蓋の材料として各種金属、合金、ガラス、セラミック、樹脂などを主成分とする材料が用いることができる。蓋３２の材料として光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体や透明なガラス、樹脂、セラミックなどを用いれば発光素子からの発光があまり損失を伴うことなく蓋３２から基板外部に放出できるので好ましい。また、蓋３２の材料として光を透過しにくい光不透過性の各種金属、合金、ガラス、樹脂、各種セラミックを主成分とする焼結体（光を透過しにくい光不透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を含む）などを主成分とするものを用いれば発光素子からの発光は蓋３２を透過しにくくなるので蓋３２が取り付けられる方向に該発光を放出させたくない場合には有効である。また、封止に際して蓋３２の材料として金属、合金、ガラス、セラミックなど、封止材としてはんだ、ろう材、ガラスなどを用いれば気密封止が可能となる。また、なお蓋３２は必要に応じて用いなくてもよい。その場合発光素子の封止は窪み空間３１に透明な樹脂などを充填することで行うことができる。
本発明において発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものが好ましい。上記反射防止部材及び反射部材が形成されている状態を例示した各図（図１９〜図２６）において少なくとも図１９、図２０、図２２、図２３、図２４、図２５、図２６は発光素子搭載用基板として用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有するものとして描かれている。
上記のように本発明により、発光素子搭載用基板に反射防止部材又は反射部材を用いて、あるいは反射防止部材及び反射部材を同時に用いて発光素子からの発光の強度あるいは発光の方向を比較的容易に制御することが可能となる。
本発明において反射防止部材あるいは反射部材などセラミック材料を主成分とする焼結体以外の部材を特に用いず、あるいはその他の反射防止機能や反射機能を発光素子搭載用基板に付加することなく発光素子からの発光の強度あるいは発光の方向を比較的容易に制御することも可能である。
すなわち、発光素子搭載用基板として光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで発光素子からの発光を発光素子が搭載されている基板の特定方向に効率的に放出することが可能である。この方法は、上記の反射防止部材や反射部材の付加、あるいはその他の反射防止機能や反射機能の付加に頼ることなく発光素子搭載用基板材料として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体自体の光透過率を５０％以下とすることで発光素子からの発光を効率的に基板外部の特定方向へ放出できるようにした点に特徴がある。すなわち、発光素子搭載用基板材料として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体自体の光透過率を５０％以下とすることで発光素子からの発光を該発光素子が搭載されている基板面側に強く放出し、発光素子が搭載されている基板面と反対側の基板からの光放出を減じたものである。本方法において、上記発光素子からの発光を該発光素子が搭載されている基板面側だけから強く放出し、発光素子が搭載されている基板面と反対側の基板からの光放出をゼロにすることも可能である。
この方法では発光素子搭載用基板として光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることが好ましい。光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることで、発光素子からの発光は基板を透過して該発光素子が搭載されている基板面側と反対の方向からの放出が抑制され易く該発光素子が搭載されている基板面側から効率的に強い光放出が行なわれ易くなる。上記発光素子搭載用基板において光透過率が３０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることでより効果が得られるようになる。また上記発光素子搭載用基板において光透過率が１０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることでより効果が明確に認められるようになる。また上記発光素子搭載用基板において光透過率が５％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることでより効果がさらに明確に認められるようになる。また上記発光素子搭載用基板において光透過率が１％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで発光素子からの発光は発光素子搭載用基板を透過して該発光素子が搭載されている基板面側と反対の方向から放出されることが実質的に生じにくくなるので特に好ましい。上記発光素子搭載用基板において光透過率が０％のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで発光素子からの発光は発光素子搭載用基板を透過して該発光素子が搭載されている基板面側と反対の方向から放出されることが実質的に生じないのでもっとも好ましい。
本法において、光透過率が５０％を越える光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いれば、発光素子からの発光が基板を透過して発光素子が搭載あるいは収納されている基板の面と反対側の面からも基板外部に多く放出されるようになり易いので好ましくない。したがって上記光透過率が５０％を越える光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることは、発光素子からの発光を特定の方向に効率よく放出するためには適当であると云えない。
本方法による発光素子搭載用基板として光透過率が３０％〜５０％の範囲のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合、発光素子が搭載された基板面側からは該発光素子から直接発せられた強い光が放出され発光素子が搭載された基板面と反対側の面からはそれよりも弱く穏やかな散乱光が放出されているように肉眼では観察される。また発光素子搭載用基板として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が１０％〜３０％の範囲では光透過率が３０％から１０％に低下していくにしたがって上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散乱光は次第に弱まっていく様子が肉眼で観察される。このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が３０％〜５０％の範囲のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合よりも強い光が発光素子から放出される。また、発光素子搭載用基板として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が１％〜１０％の範囲では上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散乱光はさらに弱まっていく様子が肉眼で観察される。またこの範囲において光透過率が５％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いたとき、発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散乱光は一層弱まっていく様子が肉眼で観察される。このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が１０％〜３０％の範囲のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合よりもさらに強い光が発光素子から放出される。セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が１％より小さくなると上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面からの穏やかな散乱光は肉眼でほとんど観察されにくくなり、このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が１％〜１０％の範囲のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合よりも強い光が発光素子から放出される。セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が０％では上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面からの穏やかな散乱光は肉眼では観察されなくなり、このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が１％より小さいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合とほとんど同様の強い光が発光素子から放出される。このように本発明において発光素子搭載用基板として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体としては光透過率が３０％以下のものを用いることがより好ましい。さらに本発明において発光素子搭載用基板として用いる遮光性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体としては光透過率が１０％以下のものを用いることがさらに好ましい。
なお、本方法でいうセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。
本方法において、基板厚みが実使用状態で０．５ｍｍより薄い場合は基板厚み０．５ｍｍのとき測定した光透過率と異なり、光透過率が５０％より高く上昇し易く、発光素子からの発光は基板を透過して該発光素子が搭載された基板面側と反対側の方向に放出され易くなる。本発明においては上記実際に使用されている状態の基板厚みにおける光透過率が５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることが好ましい。また、実使用状態で基板厚みが０．５ｍｍより厚い場合は通常０．５ｍｍで測定したときの光透過率よりも低下し易い。本法においては発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基板面側の方向に効率的に放出するために実際に使用されている状態の基板厚みにおける光透過率が５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることが好ましい。
上記のように光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることで、発光素子からの発光を発光素子が搭載されている基板の特定方向に効率的に放出することが可能となった。すなわち、発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基板面側の方向に効率的に放出できる。
また、本法において必要に応じて発光素子搭載用基板に光反射防止機能あるいは光反射機能を付与すればより効果的に強く基板外部の特定方向に放出可能となる。言い換えれば、光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体に本発明による反射防止部材や反射部材を必要に応じて付加することで発光素子からの発光を発光素子が搭載されている基板の特定方向にさらに効率的に放出することが可能となる。すなわち、発光素子からの発光を該発光素子が搭載された基板面側の方向に効率的に放出できるという効果がさらに増大する。
本法に用いる光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体として熱伝導率あるいは電気絶縁性などの特性を大きく損なわないものである限りどのようなものでも用いることができる。例えばセラミック材料を主成分とする焼結体として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いる場合該焼結体中の窒化アルミニウムの含有量は５０体積％以上であることが好ましい。光透過率５０％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常はＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなど窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の着色を促進する成分を含むものや希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属の不可避不純物成分例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などを含むもの、などで得ることができる。これらの成分以外にも例えば酸素や、窒化アルミニウムと結晶系の異なるＡＬＯＮや、珪素含有化合物と窒化アルミニウムとが反応して生じるＳＩＡＬＯＮ（珪素、アルミニウム、酸素、窒素との化合物）、あるいはアルカリ金属化合物などが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に生成されるか含有したものは光透過率５０％以下となり易いので好ましい。希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤を含む場合は通常光透過率５０％以上のものが得易いが、例えば焼結助剤の含有量が多い場合などは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が５０％以下となり易いので好ましい。また、酸素含有量が多い場合などは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が５０％以下となり易いので好ましい。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以下となり易いのは上記窒化アルミニウム以外の成分のうち比較的多量の希土類元素あるいはアルカリ土類金属を含むものである。すなわち、希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で３０体積％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。また、希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で４０体積％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は０％となり易いので好ましい。上記希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で５０体積％以下であることが好ましい。上記希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で５０体積％より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性の低下や室温における熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫより低くなるなど特性低下が生じ易くなるので好ましくない。
言い換えるならば、酸化物換算で５０体積％以下〜４０体積％の範囲の希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率０％のものが得易い。また、酸化物換算で４０体積％以下〜３０体積％の範囲の希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以下となり易いのは上記窒化アルミニウム以外の成分のうち比較的多量のアルカリ金属あるいは珪素成分を含むものである。すなわち、アルカリ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で５体積％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。また、アルカリ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で１０体積％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は０％となり易いので好ましい。上記アルカリ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で２０体積％以下であることが好ましい。上記アルカリ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で２０体積％より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性の低下や室温における熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫより低くなるなど特性低下が生じ易くなるので好ましくない。
言い換えるならば、酸化物換算で２０体積％以下〜１０体積％の範囲のアルカリ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率０％のものが得易い。また、酸化物換算で１０体積％以下〜５体積％の範囲のアルカリ金属あるいは珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以下となり易いのは上記窒化アルミニウム以外の成分のうち比較的多量のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンを含むものである。すなわち、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。また、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で２０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は０％となり易いので好ましい。上記Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量は元素換算で５０体積％以下であることが好ましい。上記Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分含有量が元素換算で５０体積％より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性が低下し室温における抵抗率が１×１０８Ω・ｃｍより低くなったり室温における熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫより低くなるなど特性低下が生じ易くなるので好ましくない。また、上記Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分含有量が元素換算で２０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性が向上し室温における抵抗率１×１０９Ω・ｃｍ以上のものが得やすくなるので好ましい。また、上記Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分含有量が元素換算で５体積%以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性がさらに向上し室温における抵抗率１×１０１１Ω・ｃｍ以上のものが得やすくなるのでより好ましい。
言い換えるならば、元素換算で５０体積％以下〜２０体積％の範囲のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率０％のものが得易い。
また、元素換算で２０体積％以下〜５体積％の範囲のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。
上記Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分含有量が元素換算で１０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率１×１０１０Ω・ｃｍ以上と電気絶縁性が向上したものが得やすい。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以下となり易いのは上記窒化アルミニウム以外の成分のうち希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属の不可避不純物成分を比較的多量含むものである。すなわち、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１重量％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。また、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で２０重量％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は０％となり易いので好ましい。上記鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量は元素換算で５０重量％以下であることが好ましい。上記鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で５０重量％より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性が低下し室温における抵抗率が１×１０８Ω・ｃｍより低くなったり室温における熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫより低くなるなど特性低下が生じ易くなるので好ましくない。また、上記鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分含有量が元素換算で２０重量％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性が向上し室温における抵抗率１×１０９Ω・ｃｍ以上のものが得やすくなるので好ましい。また、上記鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分含有量が元素換算で１重量％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性がさらに向上し室温における抵抗率１×１０１１Ω・ｃｍ以上のものが得やすくなるのでより好ましい。
言い換えるならば、元素換算で５０重量％以下〜２０重量％の範囲の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率０％のものが得易い。
また、元素換算で２０重量％以下〜１重量％の範囲の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。
上記元素換算で１０重量％以下の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率１×１０１０Ω・ｃｍ以上のものが得やすくなる。
なお、本発明において「遷移金属の不可避不純物成分」とは、通常特に断らない限り鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、を意味する。また、「遷移金属の不可避不純物成分を含有する」とは上記鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの各成分のうち少なくとも1種以上を含むことを意味する。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以下となり易いのは上記窒化アルミニウム以外の成分のうち比較的多量の酸素を含むものである。すなわち、酸素を１０重量％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率１％以下のものが得易い。また、酸素を１５重量％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は０％となり易いので好ましい。上記酸素の含有量は２５重量％以下であることが好ましい。上記酸素の含有量が２５重量％より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性の低下や室温における熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫより低くなるなど特性低下が生じ易くなるので好ましくない。
言い換えるならば、２５重量％以下〜１５重量％の範囲の酸素を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率０％のものが得易い。また、１５重量％以下〜１０重量％の範囲の酸素を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。
なお、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物を含む場合、あるいはアルカリ金属化合物や珪素含有化合物を含む場合、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどを含む場合、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分を含む場合、などは上記範囲より少ない量の酸素しか含まないものであっても光透過率が低下する場合がある。また、逆に上記範囲より多い量の酸素を含むものであっても光透過率が低下せず比較的高い光透過率を有するものが得られる場合がある。すなわち、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物を含む場合、あるいはアルカリ金属化合物や珪素含有化合物を含む場合、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどを含む場合、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分を含む場合、含まれる酸素量が１５重量％以下〜１０重量％までの範囲であっても光透過率０％のものが生じる場合がある。これはおそらく上記窒化アルミニウム以外の成分が含まれていれば焼成中に複雑な化合物が生成し焼結体の粒界相として析出して光透過率が阻害され易くなるものと推測される。また、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物を含む場合、あるいはアルカリ金属化合物や珪素含有化合物を含む場合、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどを含む場合、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分を含む場合、含まれる酸素量が２５重量％以下〜１５重量％までの範囲であっても光透過率が０%より大きくさらに１％以上のものが生じる場合がある。これはおそらく上記窒化アルミニウム以外の成分が窒化アルミニウム粒子などから酸素を効果的に取り込み例えば粒界相として析出させ酸素による光透過率の低下を防止するものと推測される。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以下となり易いのは上記窒化アルミニウム以外の成分のうち比較的多量のＡＬＯＮを含むものである。すなわち、ＡＬＯＮを２０％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率１％以下のものが得易い。また、ＡＬＯＮを４０％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は０％となり易いので好ましい。上記ＡＬＯＮの含有量は５０％以下であることが好ましい。上記ＡＬＯＮの含有量が５０％より多い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では電気絶縁性の低下や室温における熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫより低くなるなど特性低下が生じ易くなるので好ましくない。
言い換えるならば、５０％以下〜４０％の範囲のＡＬＯＮを含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率０％のものが得易い。また、４０％以下〜２０％の範囲のＡＬＯＮを含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１％以下のものが得易い。
なお、上記ＡＬＯＮの含有量は前記のようにＸ線回折法によりＡＬＯＮとＡｌＮのそれぞれの最強回折線を比較しその比を百分率として求めたものである。
上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率を５０％以下にするために用いられる比較的多量の希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいはアルカリ金属や珪素などの成分、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなど焼結体の着色を促進するための成分、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分、あるいは酸素を複数同時に含んだ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることもできる。例えば希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分と、アルカリ金属や珪素などの成分、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどの成分、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの不可避金属成分、あるいは酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分とを同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は希土類元素及びアルカリ土類金属を含まない場合に比べて焼結体製造時の焼成温度を低下することができるため製造が容易になるので好ましい。
本発明において上記で例示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体以外の、例えば炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムのうちから選ばれた少なくともいずれかを主成分とする焼結体、さらに酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、のうちから選ばれた少なくともいずれかを主成分とする焼結体などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体においても光透過率５０％以下のものが作製し得る。上記光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体には通常Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属、あるいはカーボンなどの各成分を少なくとも１種以上含まれる。その含有量は通常０．１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ以上であれば上記セラミック材料を主成分とする焼結体は着色し易く該焼結体の光透過率を５０％以下のものとすることが可能な場合が多い。
本発明による光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いることで発光素子が搭載された基板面側から強い光が放出可能となり、特定の方向への発光が必要な例えば壁パネル照明や天井照明など平面状の照明用に好適に応用できる。
本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子搭載用基板は発光素子を２個以上の複数個搭載したときに同じ基板内で反射防止部材あるいは反射部材の材料、形成位置、形状などをそれぞれの発光素子搭載部分ごとに変化させることで各発光素子からの発光の方向が個別に制御可能である。その結果基板全体から放出される光はより高度に方向の制御と明るさの制御を受けたものとなり、発光素子を1個だけ搭載した同じ複数個の基板からの光よりも、例えば局部的により明るく照射できる、などの利点がある。発光素子搭載用基板に２個以上の複数個発光素子を搭載し基板外部に放出される光が局部的に明るさが増大したものであってもセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板を透過した光は目に優しく穏やかなものである。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性に関して焼結体の組成や焼結体の微構造などの特性による影響を調べた。また得られた各種焼結体を発光素子搭載用基板として用いた時の基板を透過する光の性状について調べた。
焼結体作製用原料粉末として高純度窒化アルミニウム粉末（徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｆ」グレード）を用意した。この原料粉末は酸化物還元法にて製造されたものである。この原料粉末は不純物として酸素を０．９重量％含む。この原料粉末に適宜焼結助剤や着色剤などを加えエタノールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後乾燥しエタノールを揮散した後パラフィンワックスを粉末混合体に対して５重量％加え成形用粉末を作製し、直径３２ｍｍ×厚み１．５ｍｍの円形成形体を一軸プレス成形により得た。その後減圧下３００℃でパラフィンワックスを脱脂し、焼成用治具として窒化アルミニウム製あるいはタングステン製のセッター、さやを使用して還元性雰囲気にならないよう純窒素雰囲気中で常圧焼成、雰囲気加圧焼成（ガス圧焼成）、ホットプレス、ＨＩＰ（ホットアイソスタチックプレス：静水圧加圧焼結）により各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、さらに表面を鏡面研磨加工した。なお、上記粉末成形体の焼成に際して添加物を用いないもの、添加物として炭酸カルシウムを酸化物換算で３．０体積％含むもの、Ｓｉ及びＳｉ３Ｎ４を酸化物換算でそれぞれ０．０２体積％及び２．５体積％含むものは焼成治具としてタングステン製のものをそのままの状態で用い常圧焼成あるいは雰囲気加圧焼成を行った。それ以外の組成の粉末成形体は焼成に際してタングステン製のセッターに別に用意した窒化アルミニウム粉末だけを用いて作製した粉末成形体を同時において焼成するか、窒化アルミニウム製のセッターを用いて焼成した。又ホットプレス及びＨＩＰに際しては添加物を用いないものを除いて粉末成形体をいったん１８２０℃で１時間窒素中で常圧焼成しいったん焼結体としたものを用いて加圧焼成を行った。
得られた各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成、相対密度、気孔の平均大きさ、ＡｌＮ粒子の大きさ、全酸素量、ＡＬＯＮ量、６０５ｎｍの単色光を用いた光透過率、及び該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を鏡面研磨した後の基板表面の平滑性、の測定を行った。なお、光透過率の測定は日立製作所製の分光光度計Ｕ−４０００を用い積分球内に作製した窒化アルミニウムを主成分とする基板を入れ該焼結体に入射する光の強度と透過する光をすべて集めてその強度を測定し、全透過光と入射光との強度の百分率比を算出して光透過率とした。上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の特性の測定結果を表１に示す。得られた各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、原料粉末に不純物として存在しているものや添加したアルミナなどから混入する酸素、あるいは添加した希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいは添加したアルカリ金属化合物や珪素現有化合物、あるいは添加したモリブデン、タングステン、ニオブ、チタン、カーボンなどの着色を促進する成分、あるいは添加した鉄、ニッケルなどの成分は原料粉末に添加した添加物が殆ど揮散・除去されないで粉末成形体中と同量存在している。すなわち得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成は粉末製形態の組成と同様である。したがって得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成としては全酸素量以外特に表１には記載してない。上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製するとき添加したアルミナ量は酸化物換算により算定したものであり、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の酸素量は元素換算で測定したものである。なお、基板の表面平滑性は表１には示してないが平均表面粗さ（Ｒａ）＝２０ｎｍ〜４５ｎｍの範囲にあった。その後上記表面を鏡面研磨加工した直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの各種基板を１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさに切断し片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子を駆動するための電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なお、この発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。また、上記発光素子の中心発光波長４６０ｎｍである。
表１において実験Ｎｏ．６で作製した基板を除きすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板において発光素子が搭載された基板面の反対側で発光素子からの発光が観察された。これは明らかに窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以上のものを基板として用いることで発光素子からの発光が基板を透過して基板外部に放出されることを示している。実験Ｎｏ．６の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はＡＬＯＮの含有量が５０％以上でありＡｌＮの含有量が５０％より少なく酸素も１０重量％より多いため光透過性が発現しにくいと思われる。
表１において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＹ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂの各元素を含む希土類元素化合物及びＣａを含むアルカリ土類金属化合物の含有量が酸化物換算でそれぞれ３０体積％以下のものでは光透過率が１％以上であり、実際上得られたものは少なくとも２０％以上の光透過率を有するものであった。また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＬｉを含むアルカリ金属化合物及び珪素化合物の含有量がそれぞれ５体積％以下のものでは光透過率が１％以上である。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂの各元素を含む着色をはかるための化合物の含有量が酸化物換算でそれぞれ５体積％以下のものでは光透過率は１％以上であり、実際上得られたものは少なくとも１０％以上の光透過率を有するものであった。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＦｅ、Ｎｉの各元素を含む不可避不純物成分を酸化物換算でそれぞれ１重量％以下含むものでは光透過率は１％以上であり、実際上得られたものは少なくとも２０％以上の光透過率を有するものであった。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の酸素含有量が１０重量％以下のものでは光透過率は１％以上であり、実際上得られたものは少なくとも２０％以上の光透過率を有するものであった。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡＬＯＮ含有量が２０％以下のものでは光透過率は１％以上であった。本実施例において作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は常圧焼成においても５０％〜６０％以上の光透過率を有するものが得られた。又ホットプレス焼成で光透過率８１％のものが得られた。
表１において実験Ｎｏ．６の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を除きその他のすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はＡｌＮの含有量が５０％以上であり、光透過率１％以上である。
表１においてすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が相対密度９５％以上であり、実験Ｎｏ．６の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を除き光透過率が１％以上である。
表１においてすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が平均気孔径１μｍ以下であり、実験Ｎｏ．６の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を除き光透過率が１％以上である。
表１においてすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＡｌＮ粒子の平均大きさが１μｍ以上でであり、実験Ｎｏ．６の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を除き光透過率が１％以上である。
表１において実験Ｎｏ．８〜１０の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ以外に５Ｙ２Ｏ３・３Ａｌ２Ｏ３が、Ｎｏ．１３にはＡｌＮ以外に５Ｙ２Ｏ３・３Ａｌ２Ｏ３及びＹＡｌＯ３が、Ｎｏ．１５にはＡｌＮ以外にＹＡｌＯ３及び２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３が、Ｎｏ．１６〜１８にはＡｌＮ以外に２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３及びＹ２Ｏ３がＸ線回折により検出される。また、実験Ｎｏ．１９ＡｌＮ以外にの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には２Ｇｄ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３及びＧｄ２Ｏ３がＸ線回折により検出される。また、実験Ｎｏ．２０の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ以外にＤｙＡｌＯ３及び２Ｄｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３がＸ線回折により検出される。また、実験Ｎｏ．２１の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ以外にＨｏＡｌＯ３及び２Ｈｏ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３がＸ線回折により検出される。また、実験Ｎｏ．２２の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ以外に５Ｅｒ２Ｏ３・３Ａｌ２Ｏ３がＸ線回折により検出される。また、実験Ｎｏ．２３の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ以外にＥｒＡｌＯ３及び２Ｅｒ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３及びＥｒ２Ｏ３がＸ線回折により検出される。また、実験Ｎｏ．２４の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ以外に２Ｅｒ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３及びＥｒ２Ｏ３がＸ線回折により検出される。また、実験Ｎｏ．２５の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ以外に５Ｙｂ２Ｏ３・３Ａｌ２Ｏ３及びＹｂＡｌＯ３がＸ線回折により検出される。
また、実験Ｎｏ．１４の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ以外に３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３及びＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と思われる化合物がＸ線回折により検出される。
本実施例において実験Ｎｏ．６以外の各窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて前記のように１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの発光素子搭載用基板を作製して市販の発光素子を搭載し該発光素子に３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ基板からの透過状態を肉眼により確認したが、作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。この際、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
比較のために光透過率８０％の市販のガラス板を１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの大きさの基板に加工し同じ発光素子を同じくエポキシ樹脂で接着して搭載し発光させて該ガラス基板からの透過光を観察した。その結果、明らかに発光素子からの直進光であるため目に付き刺すような輝きが肉眼で観察される。一方本発明による実験Ｎｏ．９の光透過率８１％の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板を用いた場合ほとんど同じ透過率であるにもかかわらず基板を透過した光は目を突き刺すような輝きをあまり感じない穏やかなものであった。本実施例で得た光透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いたものは該基板を透過した光はすべて目を突き刺すような輝きをあまり感じない穏やかなものであった。
また、実験Ｎｏ．２９〜３６で作製した光透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は黒色、灰黒色、灰色に呈色していた。黒色、灰黒色、灰色に呈色した該焼結体を発光素子搭載用基板として用いたものでは該基板を透過した光は目を突き刺すような輝きをあまり感じない穏やかなものであったが、その光調は実験Ｎｏ．１〜５及び実験Ｎｏ．７〜２８で作製した光透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板からの透過光と微妙に異なるものでありより穏やかさを有するものであるように観察された。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。また呈色しかつ光透過性を有するセラミック材料を主成分する焼結体の有効性が確認できた。
Figure 2005035864
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として高純度窒化アルミニウム粉末（徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード）を用意した。この原料粉末は酸化物還元法にて製造されたものである。この原料粉末は酸素を１．０重量％不純物として含む。この原料粉末に適宜Ｙ２Ｏ３粉末を３．３体積％加えたもの、Ｅｒ２Ｏ３粉末を４．０２体積％加えたもの、及びＣａＣＯ３粉末をＣａＯ換算で０．６体積％加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して１２重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．７５ｍｍの３種類の組成を有するグリーンシートを作製した。又別に上記３種類の組成からなる厚み０．３ｍｍのグリーンシートも作製した。上記グリーンシートのうち厚み０．７５ｍｍのグリーンシートから一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製しこのシートにパンチング機及びＹＡＧレーザーで表裏面を貫通する直径２５μｍ、５０μｍ、２５０μｍの円形スルーホールを形成した。次に溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を加え導電性成分として純タングステン粉末、５０体積％タングステン＋５０体積％銅の混合粉末および純銅粉末の３種類の粉末を用いて導通ビア用ペーストを作製して上記のスルーホール内に充填した。銅を含む導通ビア用ペーストを充填したグリーンシートに対して厚み０．３ｍｍのグリーンシートを両面に積層密着した。両側に積層密着した厚み０．３ｍｍのグリーンシートはスルーホールなどを形成していないグリーンシート成形した状態のままのものである。本実施利においては両側にグリーンシートを密着したのは焼成中銅の揮散が生じないように考慮したものであるが場合によっては必ずしも必要としない。その後乾燥し、適宜窒素又は窒素／二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダーを行った後Ｎ２中１８２０℃で２時間常圧純窒素雰囲気中で同時焼成し導通ビアが内部に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。焼成に際しては実施例１で示した方法と同様、被焼成物であるスルーホールに導通ビアペーストが充填されたグリーンシートの脱脂物をタングステン製セッターに置き該被焼成物とは別に窒化アルミニウム粉末成形体を同時に置き周囲をタングステンの枠で囲んで行った。該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において最初グリーンシートのスルーホールに充填した金属成分は焼結あるいは溶融凝固により十分緻密化し導電性が発現しており窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とも緊密に一体化し導通ビアとして機能している。タングステン、５０体積％タングステン＋５０体積％銅、銅の各導通ビア材料と該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間には反応が認められない。得られた導通ビアの大きさは焼成後収縮し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部でそれぞれ直径２０８〜２１６μｍ、４０〜４４μｍ及び２０〜２３μｍになっていた。次に得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に両面研削、及び鏡面研磨加工し内部の導通ビアを露出させ導通ビアを有する基板状の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。鏡面研磨後の表面平滑性は平均表面粗さ（Ｒａ）＝２６ｎｍ程度であった。なお上記導通ビアは１０ｍｍ×１０ｍｍの面積に１〜３０個形成されるように配されている。このようにして得られた導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて波長６０５ｎｍの単色光に対する光透過率を測定しその後導通ビアの室温における抵抗を４端子法で測定し導通ビアの形状から室温における抵抗率を算出した。その結果導通ビアが形成されたいずれの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においても光透過率は１％以上であり、実際上得られたものは少なくとも５０％以上の光透過率を有するものであった。導通ビアの室温における抵抗率は２．０×１０−６Ω・ｃｍ〜７．７×１０−６Ω・ｃｍの範囲であった。これらの結果を表２に示す。
次に本実施例において得られた直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、及び鏡面研磨加工した導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさに切断し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの該発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とはエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで明るいものであった。また、該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された導通ビアの影は１〜３０個いずれの数量の導通ビアを有する基板においても観察されなかった。また、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
なお、本実施例において得られた実験Ｎｏ．３７〜５１で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の室温における熱伝導率はすべて１５０Ｗ／ｍＫ〜１８０Ｗ／ｍＫの範囲のものであった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
Figure 2005035864
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として実施例１及び実施例２で用いた２種類の酸化アルミニウムの還元法による原料のほかに金属アルミニウムの直接窒化法により作製された２種類の窒化アルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」及びドイツＳｔａｒｃｋ社製「Ｇｒａｄｅ Ｂ」）を用意した。これらの原料のうち金属アルミニウムの直接窒化法により作製された原料粉末は２種類それぞれ単独で、さらに酸化アルミニウムの還元法によるものと金属アルミニウムの直接窒化法により作製された原料とをそれぞれ５０重量％ずつ混合したものを実施例１と同様の方法で成形、脱脂を行った後窒素中１９５０℃×２時間、３００Ｋｇ／ｃｍ２でホットプレスを行い窒化アルミニウムを主成分とする６種類の焼結体を得た。得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、及び鏡面研磨加工し表面平滑度Ｒａ＝２７ｎｍの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を作製した。Ｘ線回折により原料に「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」だけを用いた焼結体は主相がＡｌＮでその他１．６％のＡＬＯＮが検出される。また原料に「Ｇｒａｄｅ Ｂ」だけを用いた焼結体は主相がＡｌＮでその他２．２％のＡＬＯＮが検出される。又酸化アルミニウムの還元法によるものとアルミニウム金属の直接窒化法により作製された原料との混合原料から作製された焼結体も同様主相はＡｌＮであり１．２〜１．９％のＡＬＯＮを含む。これら６種類の焼結体の相対密度はすべて９８％以上である。上記鏡面研磨加工された基板を用いて波長６０５ｎｍの単色光に対する光透過率を測定した。その結果金属アルミニウムの直接窒化法による原料だけを用いて作製した２種類の焼結体の光透過率は「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」を用いたものが６９％、「Ｇｒａｄｅ Ｂ」を用いたものが５３％と、いずれの原料を用いたものも５０％以上の光透過率を示した。一方、酸化物の還元法で作製された原料だけを用いて作製した２種類の焼結体の光透過率は「Ｈ」グレードを用いたものが５９％、「Ｆ」グレードを用いたものが７０％と、いずれの原料を用いたものも５０％以上の光透過率を示した。さらに、金属アルミニウムの直接窒化法による原料と酸化物の還元法で作製された原料とを５０重量％ずつ混合した原料から作製された焼結体において、「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」＋「Ｈ」グレードの混合原料粉末から得られた焼結体の光透過率は５８％、「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」＋「Ｆ」グレードを用いたものが６７％と、いずれの原料を用いたものも５０％以上の光透過率を示した。
上記６種類の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの鏡面研磨された基板を切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの該発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで明るいものであった。また、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
なお、本実施例において得られた６種類の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の室温における熱伝導率は７６Ｗ／ｍＫ〜８７Ｗ／ｍＫの範囲のものであった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
実施例１と同様の方法で新たに１１種類の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製し実施例１と同様の方法でこれら焼結体の特性を調べた。本実施例により得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率はすべて１％以上であり、実際得られたものはすべて３０％以上の光透過率を有していた。焼結体の特性の測定結果を表３に示す。なお表３には記してないが鏡面研磨後の表面平滑性は平均表面粗さ（Ｒａ）＝２６ｎｍ〜３２ｎｍの範囲にあった。波長６０５ｎｍの単色光で測定した光透過率はすべて３０％以上の範囲にあった。また希土類元素化合物、カルシウム化合物、アルミナを添加して作製されたものはすべて光透過率が５０％以上であった。
上記１１種類の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの鏡面研磨された基板を切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの該発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで明るいものであった。また、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
Figure 2005035864
実施例１及び実施例４において作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長３００ｎｍの光に対する透過率を測定した。測定は光が紫外線に代わった以外は実施例１と同様の方法で行った。その結果を表４に示す。この結果は波長３００ｎｍの光に対する透過率も１％以上であることが示された。また明らかに可視光領域での光透過率の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は紫外光においても高い透過率を有する傾向があることが示された。３００ｎｍの紫外光に対しても光透過率は最大７２％と高いものであった。
Figure 2005035864
本実施例において窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいはあらかじめ焼成済の焼結体を長時間加熱することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の特性について調べた。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として酸化物（酸化アルミニウム）の還元法により製造された高純度窒化アルミニウム粉末（徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード）及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製された東洋アルミニウム株式会社製「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」を用意し、焼結助剤として各種希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物粉末を用意した。分析の結果「Ｈ」グレードには酸素が１．２重量％「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」には不純物として酸素が１．４重量％含まれる。粉末の平均粒子径はそれぞれ０．９μｍと１．１μｍである。又その他に添加物として酸化アルミニウム、カーボン、珪素などを用意した。これらの原料を用いて実施例１と同様の方法により各種組成の粉末成形体を作製した。またこのようにして得た粉末成形体の一部を用いてできるだけ焼結助剤などが揮散しないよう実施例１と同じ方法により１８００℃で１時間常圧焼成しあらかじめ焼成済の焼結体も作製した。該あらかじめ焼成済の焼結体は本実施例の内容を示す表６の実験Ｎｏ．１１８〜１２１のサンプルがそれである。前記のようにして得た粉末成形体及びあらかじめ焼成済の焼結体をカーボン製のセッターに置いた後カーボン製のさやに入れカーボン炉を用い一酸化炭素１０００ｐｐｍ含む常圧の窒素雰囲気中で各種温度及び時間条件により高温長時間焼成し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。得られた焼結体の組成分析、Ｘ線回折によるＡｌＮ結晶相の定量、窒化アルミニウム粒子の大きさ測定を行った。Ｘ線回折によるＡｌＮ結晶相の定量はＡｌＮ以外の結晶相の回折ピークを測定しそれとＡｌＮの最強回折ピークとの比を百分率で求め、全体の結晶相の量から該ＡｌＮ以外の結晶相の量を差し引くことにより求めた値である。次に得られた焼結体の表面を３０ｎｍに鏡面研磨して厚み０．５ｍｍに加工し波長６０５ｎｍの単色光で光透過率を測定した。これらの結果を表５及び表６に示す。表５には酸化物還元法による原料を用いて作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用粉末成形体の組成と焼成条件及び得られた焼結体の組成、特性が記してある。表６には金属アルミニウムの直接窒化法による原料を用いて作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用粉末成形体の組成と焼成条件及び得られた焼結体の組成、特性が記してある。また、表６には長時間焼成するサンプルとしてあらかじめ焼成済の焼結体を用いて作製された長時間焼成後の焼結体の例も示されている（実験Ｎｏ．１１８〜１２１）。
本実施例において得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率はすべて１％以上であった。上記１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間焼成する方法によりＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ、かつこれらの焼結体の光透過率は４０％以上のものであった。焼結助剤として希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物を含む粉末成形体あるいはあらかじめ焼成済みの焼結体において、より低い温度でかつ短い時間で焼結助剤などの成分が揮散・除去され該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮの純度が高まりやすい傾向がある。また希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物を同時に含む粉末成形体あるいはあらかじめ焼成済みの焼結体において、さらに低い温度でかつ短い時間で焼結助剤などの成分が揮散・除去され該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮの純度が高まりやすい傾向がある。
その結果、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤あるいはＳｉ、Ｍｏ、Ｃ（カーボン）、Ｆｅ、Ｎｉなどの成分を含まない粉末成形体であっても高温で長時間焼成することにより、窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化し希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物が揮散・除去された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られる。これらの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の窒化アルミニウム粒子の平均大きさは５μｍ以上である。これらの焼結体の光透過率はすべて４０％以上であった。
また本実施例において、焼結助剤として希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物を含む粉末成形体あるいはあらかじめ焼成済みの焼結体を高温で長時間焼成することにより、窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化し希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物が揮散・除去された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られる。これらの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の窒化アルミニウム粒子の平均大きさは５μｍ以上であり、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物の含有量が元素換算で合計０．５重量％以下かつ酸素含有量が０．９重量％以下の組成からなるであった。これらの焼結体の光透過率はすべて４０％以上であった。これらの焼結体において最高８８％の光透過率を有するものが得られた。また、光透過率に対して原料粉末による影響はほとんど見られずいずれの原料であっても良好な光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られる。また室温における熱伝導率も２００Ｗ／ｍＫ以上と高くなり、実験Ｎｏ．１２０のもので２３７Ｗ／ｍＫであった。
（比較例）
比較のために実験Ｎｏ．１００と同じ粉末成形体をタングステン製のセッターに置きタングステン製のさやに入れ、タングステン炉材と発熱体からなるタングステン炉により純窒素雰囲気中で２２００℃の温度において８時間焼成したが焼結助剤である酸化イットリウムはほとんど揮散・除去されず粉末成形体のまま残り高純度化されていない。又熱伝導率も２００Ｗ／ｍＫ以下と低く光透過性も小さかった。
本実施例で得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの鏡面研磨された基板を切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの該発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで明るいものであった。また、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による影は観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
Figure 2005035864
Figure 2005035864
実施例６で作製した粉末成形体を用い焼成雰囲気を一酸化炭素１５０ｐｐｍを含む窒素、水素６０ｐｐｍを含む窒素、炭化水素２４０ｐｐｍ含む窒素、一酸化炭素１８００ｐｐｍを含むアルゴン、の４種類のものに代えた以外は実施例１１で使用した実験Ｎｏ．１０４の粉末成形体を用い、実施例１１と同様のカーボンセッター、カーボンさや、カーボン炉を使用して２２００℃の温度で４時間焼成し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。その結果上記すべての雰囲気で焼成したものが実施例６と同様イットリウム及びカルシウムの含有量はそれぞれ０．５ｐｐｍ以下となった。窒化アルミニウム粒子も３０μｍ〜４５μｍに成長し厚み０．５ｍｍで測定した光透過率もすべて８０％を超えた。
本実施例で得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体から１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの鏡面研磨された基板を切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの該発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。また、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として高純度窒化アルミニウム粉末（徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード）を用意した。この原料粉末は酸化物還元法にて製造されたものである。この原料粉末にＹ２Ｏ３粉末を５重量％加えたものと、Ｙ２Ｏ３粉末５重量％及びＣａＣＯ３粉末をＣａＯ換算で０．５重量％加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して１２重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．８ｍｍの２種類の組成を有するグリーンシートを作製した。このグリーンシートから一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製しこのシートにＹＡＧレーザーで表裏面を貫通する直径２５μｍ及び５０μｍの円形スルーホールを形成した。次に溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を使用し導電性成分としてタングステン粉末を用いさらに該タングステン粉末に対して上記窒化アルミニウム粉末を０〜３０重量％の範囲で加えて混合し導通ビア用ペーストを作製した。各混合比の粉末ペーストを上記スルーホールに充填し乾燥後、適宜窒素又は窒素／二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、次の２つの焼成条件で同時焼成により導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。焼成条件は、１）純Ｎ２雰囲気中１８２０℃において２時間常圧焼成する、２）一酸化炭素を２００ｐｐｍ含む窒素雰囲気中２２００℃において４時間常圧焼成する、という２条件である。このようにして導通ビアが内部に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。いずれの焼結体においても最初グリーンシートのスルーホール内に充填した導電性成分は十分緻密化し導電性が発現しており窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とも一体化しており導通ビアとして機能している。上記２２００℃で４時間焼成したものは焼結助剤が揮散しイットリウム及びカルシウムの含有量が合計で５０ｐｐｍ以下になっている。また窒化アルミニウム粒子も３５μｍ〜４５μｍに成長している。得られた導通ビアが形成された板状の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を厚み０．５ｍｍに研削及び鏡面研磨した。該導通ビアを有する厚み０．５ｍｍの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５の単色光で測定した光透過率も８０％以上であった。焼成を１８２０℃で２時間及び２２００℃で４時間行って得られたいずれの焼結体においても、導通ビア用タングステンペースト中の窒化アルミニウム含有量が増加するにしたがって得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は増加する傾向を示した。次に導通ビアの室温における抵抗を４端子法で測定し導通ビアの形状から室温における抵抗率を算出した。導通ビアの大きさは焼成後収縮しそれぞれ直径４０〜４４μｍ及び２０〜２３μｍになっていた。これらの結果を表７に示した。導通ビアの室温における抵抗率は窒化アルミニウムの含有量や焼成条件及び導通ビアの径などにより変化したが６．８×１０−６Ω・ｃｍ〜１３２×１０−６Ω・ｃｍの範囲であった。なお、上記導通ビアは１０ｍｍ×１０ｍｍの面積に１〜３０個形成されるように配されている。
次に本実施例において得られた導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの鏡面研磨された基板を切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの該発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで明るいものであった。また、該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された導通ビアによる明るさの減少は１〜３０個いずれの数量の導通ビアを有する基板においてほとんど観察されなかった。また、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少もほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の内部及び表面に導通ビアあるいは電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
Figure 2005035864
実施例２で作製した３種類の組成の窒化アルミニウムを主成分とする厚み０．７５ｍｍのグリーンシートを用いて一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製した。なおこれらグリーンシートはそれぞれ焼結助剤としてＹ２Ｏ３を３．３体積％、Ｅｒ２Ｏ３を４．０２体積％、ＣａＣＯ３をＣａＯ換算で０．６体積％有している。次に溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を加え導電性成分として純タングステン、５０体積％タングステン＋５０体積％銅の混合粉末および純銅粉末の３種類の粉末を用いて電気回路形成用ペーストを作製して上記の各シートに幅２００μｍの配線をピッチ１ｍｍ間隔でスクリーン印刷し、該配線が内部になるよう該シートを積層し、乾燥後、適宜窒素又は窒素／二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、１）純Ｎ２雰囲気中１８２０℃において２時間常圧焼成する、２）一酸化炭素を２００ｐｐｍ含む窒素雰囲気中２２００℃において４時間常圧焼成する、という２つの条件で同時焼成し電気回路が内部に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。１８２０℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんどそのままの量残存し、原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。一方２２００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんど揮散し、３種類すべての組成のグリーンシートから得られた焼結体においてＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の含有量はＹ、Ｃａ、Ｅｒ元素換算で１００ｐｐｍ以下であった。また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて３００ｐｐｍ以下であった。窒化アルミニウム粒子も３０μｍ〜４５μｍに成長していた。これらの焼結体において電気回路を形成する導電性成分と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との反応は見られない。その後内部に電気回路が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を厚み０．５ｍｍに研削及び鏡面研磨した。このようにして得られた内部に電気回路が形成された厚み０．５ｍｍの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの単色光に対する光透過率はすべて５０％以上であった。そのうち２２００℃で４時間焼成したものは光透過率がすべて８０％以上であった。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の内部に形成された電気回路の室温における抵抗率を４端子法を用いて測定したところ２．２×１０−６Ω・ｃｍ〜８．６×１０−６Ω・ｃｍの範囲であった。これらの測定結果を表８に示した。
次に本実施例において得られた内部電気回路を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの鏡面研磨された基板を切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。また、該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の内部に同時焼成により形成された電気回路による明るさの減少はいずれの基板においてもほとんど観察されなかった。また、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少もほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の内部及び表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
Figure 2005035864
実施例２で作製した窒化アルミニウムを主成分とする厚み０．７５ｍｍのグリーンシートと導通ビア用ペーストを用い実施例２と同様の方法で導通ビアペーストがスルーホール内に形成されたグリーンシートを作製した。この導通ビアペーストが形成されているグリーンシートを用いて実施例９で作製した電気回路形成用ペーストを用い、実施例９と同様の方法で配線パターンを形成して積層し内部に配線パターンが形成されたグリーンシートを作製した。その後該グリーンシートを乾燥し、適宜窒素又は窒素／二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、１）純Ｎ２雰囲気中１８２０℃において２時間常圧焼成する、２）一酸化炭素を２００ｐｐｍ含む窒素雰囲気中２２００℃において４時間常圧焼成する、という２つの条件で同時焼成し内部に導通ビアと電気回路が同時に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。１８２０℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんどそのままの量残存し、原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。一方２２００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんど揮散し、３種類すべての組成のグリーンシートから得られた焼結体においてＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の含有量はＹ、Ｃａ、Ｅｒ元素換算で１００ｐｐｍ以下であった。また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて３００ｐｐｍ以下であった。窒化アルミニウム粒子も３０μｍ〜４５μｍに成長していた。これらの焼結体において導通ビアを形成する導電性成分及び電気回路を形成する導電性成分と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との反応は見られない。このようにして得られた内部に導通ビアと電気回路が同時に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの単色光による光透過率はすべて５０％以上であった。そのうち２２００℃で４時間焼成したものは光透過率がすべて８０％以上であった。
次に本実施例において得られた内部に導通ビアと電気回路を同時に有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの鏡面研磨された基板を切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。また、該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の内部に同時焼成により形成された導通ビア及び電気回路による明るさの減少はいずれの基板においてもほとんど観察されなかった。また、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少もほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の内部及び表面に導通ビアあるいは電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
実施例２で作製した窒化アルミニウムを主成分とするグリーンシートのうち厚み０．３ｍｍのものを用いて一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製した。なおこれらグリーンシートはそれぞれ焼結助剤としてＹ２Ｏ３を３．３体積％、Ｅｒ２Ｏ３を４．０２体積％、ＣａＣＯ３をＣａＯ換算で０．６体積％含む３種類の組成を有している。次に溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を加え導電性成分として純タングステン、５０体積％タングステン＋５０体積％銅の混合粉末および純銅粉末の３種類の粉末を用いて電気回路形成用ペーストを作製して上記の各シートに幅５０μｍの配線をピッチ０．５ｍｍの間隔で形成し、該配線が内部及び表面に形成されるよう該シートを２枚積層し、乾燥後、適宜窒素又は窒素／二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、１）純Ｎ２雰囲気中１８２０℃において２時間常圧焼成する、２）一酸化炭素を２００ｐｐｍ含む窒素雰囲気中２２００℃において４時間常圧焼成する、という２つの条件で同時焼成し電気回路が内部及び表面に形成された厚み０．５ｍｍの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。１８２０℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんどそのままの量残存し、原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。一方２２００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんど揮散し、３種類すべての組成のグリーンシートから得られた焼結体においてＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の含有量はＹ、Ｃａ、Ｅｒ元素換算で１００ｐｐｍ以下であった。また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて３００ｐｐｍ以下であった。窒化アルミニウム粒子も３０μｍ〜４５μｍに成長していた。これらの焼結体において電気回路を形成する導電性成分と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との反応は見られない。このようにして得られた内部に電気回路が形成された厚み０．５ｍｍの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの単色光に対する光透過率はすべて５０％以上であった。そのうち２２００℃で４時間焼成したものは光透過率がすべて８０％以上であった。
次に本実施例において得られた内部電気回路を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体から１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの基板を切り出し、表面の配線パターンにはＮｉ／Ａｕめっきを施して発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。また、該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の内部及び表面に同時焼成により形成された電気回路による明るさの減少はいずれの基板においてもほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の内部及び表面に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
実施例２で作製した窒化アルミニウムを主成分とするグリーンシートのうち厚み０．３ｍｍのものを用いて一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製した。なおこれらグリーンシートはそれぞれ焼結助剤としてＹ２Ｏ３を３．３体積％、Ｅｒ２Ｏ３を４．０２体積％、ＣａＣＯ３をＣａＯ換算で０．６体積％含む３種類の組成を有している。上記窒化アルミニウムを主成分とするグリーンシートと導通ビア用ペーストを用い実施例２と同様の方法で導通ビアペーストがスルーホール内に形成されたグリーンシートを作製した。この導通ビアペーストが形成されているグリーンシートを用いて実施例９で作製した電気回路形成用ペーストを用い、実施例９と同様の方法で配線パターンを形成した後該グリーンシートを２枚積層し内部及び表面に配線パターンが形成されたグリーンシートを作製した。その後該グリーンシートを乾燥し、適宜窒素又は窒素／二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、１）純Ｎ２雰囲気中１８２０℃において２時間常圧焼成する、２）一酸化炭素を２００ｐｐｍ含む窒素雰囲気中２２００℃において４時間常圧焼成する、という２つの条件で同時焼成し内部に導通ビアと電気回路が同時に形成された窒化アルミニウムを主成分とする厚み０．５ｍｍの焼結体を得た。１８２０℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんどそのままの量残存し、原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。一方２２００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんど揮散し、３種類すべての組成のグリーンシートから得られた焼結体においてＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の含有量はＹ、Ｃａ、Ｅｒ元素換算で１００ｐｐｍ以下であった。また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて３００ｐｐｍ以下であった。窒化アルミニウム粒子も３０μｍ〜４５μｍに成長していた。これらの焼結体において導通ビアを形成する導電性成分及び電気回路を形成する導電性成分と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との反応は見られない。このようにして得られた内部に導通ビアと電気回路が同時に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの単色光による光透過率はすべて５０％以上であった。そのうち２２００℃で４時間焼成したものは光透過率がすべて８０％以上であった。
次に本実施例において得られた内部に導通ビアと電気回路を同時に有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体から１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの基板を切り出し、表面の配線パターンにはＮｉ／Ａｕめっきを施して発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。また、該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた同時焼成により形成された基板の内部及び表面の電気回路、及び基板内部に形成されている導通ビアによる明るさの減少はいずれの基板においてもほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の内部及び表面に導通ビアあるいは電気配線などの電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
酸化物還元法にて製造された高純度窒化アルミニウム粉末（徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード）を用意した。この窒化アルミニウム原料粉末に焼結助剤として酸化イットリウムを５重量％含む混合粉末を用いて外形サイズを直径３２ｍｍの円盤状とした各種厚みの粉末成形体を作製した。この粉末成形体を脱バインダー後実施例１と同様還元性にならないよう純窒素雰囲気中１８００℃で２時間焼成し各種厚みの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。又一方で上記粉末成形体を実施例６と同様カーボン製のセッター、カーボン製のさやを用いカーボン炉にて１０００ｐｐｍの一酸化炭素を含有する窒素雰囲気中２２００℃で８時間焼成した。１８００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は粉末成形体のとき多量に存在したＹ２Ｏ３成分はほとんどそのままの量残存し、原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。一方２２００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はすべての厚みにおいて粉末成形体のとき多量に存在したＹ２Ｏ３成分はほとんど揮散しＹ２Ｏ３の含有量はＹ元素換算で２００ｐｐｍ以下であった。また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて５００ｐｐｍ以下であった。窒化アルミニウム粒子も３０μｍ〜４５μｍに成長していた。その結果、純窒素雰囲気中１８００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚み０．５ｍｍにおける光透過率６５％であった。なお光透過率の測定値は波長６０５ｎｍの単色光に対するものである。この焼結体において厚み５ｍｍのものの光透過率は１．６％であった。また、２．５ｍｍの厚みのもので光透過率は６％、０．２ｍｍの厚みで光透過率は８２％、０．０５ｍｍの厚みで光透過率は９１％であった。
一方１０００ｐｐｍの一酸化炭素を含有する窒素雰囲気中２２００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚み０．５ｍｍにおける光透過率８４％であった。該焼結体の厚み８ｍｍのものでは光透過率は１．９％、５．０ｍｍの厚みのもので光透過率は７％、２．５ｍｍの厚みのもので光透過率は１４％、１．０ｍｍの厚みのもので光透過率は６４％、０．５ｍｍの厚みのもので光透過率は８３％、０．２ｍｍの厚みのもので光透過率は９２％、０．０５ｍｍの厚みのもので光透過率は９６％であった。
次に本実施例において得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍの鏡面研磨された基板を切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの該発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。なお、純窒素雰囲気中１８００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の厚みは０．０５ｍｍとし、１０００ｐｐｍの一酸化炭素を含有する窒素雰囲気中２２００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の厚みは０．２ｍｍのものを用いた。いずれの基板も光透過率９０％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる。
作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで明るく光調が穏やかなものに変化しているものの発光素子がもともと発する光がそのままの強度で基板を透過されているように観察された。また、上記該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に形成された薄膜電気回路による明るさの減少もほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体に電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
実施例２で作製したＹ２Ｏ３を３．３体積％、Ｅｒ２Ｏ３を４．０２体積％、ＣａＣＯ３をＣａＯ換算で０．６体積％含む３種類の組成を有する厚み０．３ｍｍのグリーンシートを用いてそれぞれ２枚積層し３５ｍｍ角の正方形状に切り出したシートを用意した。一方、厚み０．７５ｍｍで上記３種類の組成を有するグリーンシートを用意しそのままの厚みで３５ｍｍ角の正方形状に切り出したシートを用意した。これらのシートを大気中５５０℃で脱バインダー後、窒化アルミニウム製のセッターに粉末成形体を乗せ純窒素雰囲気中１８００℃で２時間焼成して窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。厚み０．７５ｍｍのグリーンシートから作製した焼結体を厚み０．５ｍｍにラップ研磨及び鏡面研磨してその表面の反射率と光透過率を測定した。なお、厚み０．３ｍｍを２枚積層したグリーンシートから作製した焼結体は厚み０．５ｍｍであり焼きっ放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）面の状態で反射率と光透過率を測定した。反射率及び光透過率は波長６０５ｎｍの単色光を用いて測定した。
次いで上記各表面状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を大気中１０００℃で１時間加熱し表面に自己酸化皮膜を形成した。形成された自己酸化皮膜の厚みはおよそ０．３μｍであり酸化アルミニウムからなる。さらに珪酸エチルを用いてＣＶＤ法により厚み０．４μｍのシリカ皮膜を上記各表面状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成した。又厚み０．３μｍの酸化マグネシウムのスパッタ皮膜を上記各表面状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成した。自己酸化皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率を測定した。
これらの結果を表９に示した。表９に示すように自己酸化皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜を形成する前の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は組成にあまり影響されず焼きっ放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）面で９〜１２％、鏡面研磨面で１３〜１６％、ラップ研磨面で１０〜１２％であった。又光透過率は５６％〜６５％であった。それに対して自己酸化皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜形成後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は６７％〜７６％へとおよそ１０％〜１１％向上した。これは自己酸化皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜の屈折率がそれぞれ１．６９、１．４４、１．６７と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の屈折率２．１より小さくまた光透過性も高いため反射防止部材として機能したためであろうと思われる。なお、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜の屈折率は厚さ１ｍｍの溶融石英ガラスに形成し波長６０５ｎｍの単色光で測定したものである。
なお、上記皮膜の屈折率は米国「ＳＣＩ（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社」製の分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）「製品名：ＦｉｌｍＴｅｋ４０００」を用いて測定した。また。焼結体の反射率及び皮膜形成前後の光透過率は実施例１と同様日立製作所製の分光光度計Ｕ−４０００を用いた。
次に本実施例において得られた自己酸化皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜形成前および形成後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの大きさに切り出し、片面にＡｇ／Ｐｄを主成分とする厚膜ペーストにより幅１００μｍの配線パターンを形成して発光素子駆動用の電気回路を作製し発光素子搭載用基板を得た。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。その中で自己酸化皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜形成後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板からの透過光は穏やかでより明るいものであり透過光の強度が高まっている。また、上記透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板表面に形成された厚膜電気回路による明るさの減少もほとんど観察されなかった。
このように本実施例において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成した自己酸化皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜が反射防止部材として機能し基板を透過する発光素子からの発光の強度を制御することが可能であることが確認できた。すなわち、セラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の小さい材料を用いた皮膜が反射防止部材として機能し基板を透過する発光素子からの発光の強度を制御することが可能であると思える。
Figure 2005035864
実施例１４で使用したＹ２Ｏ３を３．３体積％、Ｅｒ２Ｏ３を４．０２体積％、ＣａＣＯ３をＣａＯ換算で０．６体積％含む３種類の組成を有する３５ｍｍ×厚み０．７５ｍｍのグリーンシートを用い大気中５５０℃で脱バインダー後窒化ほう素を塗布したカーボンセッターを用いて純窒素雰囲気中１８００℃で２時間カーボンヒーター炉で常圧焼成を行ない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は灰色〜灰黒色を呈していた。次に実施例１４と同様に得られた各組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面状態として焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）のままのもの、及び厚み０．５ｍｍにラップ研磨及び鏡面研磨したものとを作製した。これらの各焼結体について反射率を測定したところ８％〜１４％の範囲であった。また上記各焼結体の光透過率を測定したところＹ２Ｏ３を３．３体積％含むもので１２．７％、Ｅｒ２Ｏ３を４．０２体積％含むもので８．４％、ＣａＯを０．６体積含むものは０％であった。次に得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金の蒸着皮膜を片側全面に形成した。該蒸着皮膜の厚みはいずれも０．４μｍである。作製した蒸着皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率と光透過率を測定した。反射率及び光透過率は波長６０５ｎｍの単色光を用いて測定した。蒸着皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率はいずれのものも０％であった。
これらの結果を表１０に示した。但し、表１０には光透過率の測定結果は示されていない。表１０に示すように蒸着皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率はいずれも７０％以上と高いものであった。特に鏡面研磨された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にアルミニウム、金、銀、銅が形成されたものは反射率が９０％以上であった。
次に実施例２で作製したグリーンシートを用いて一体化した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体により窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板を作製した。該窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板は図６、８、１０、１４、１５、１６、２０、２１、２３、２４、２５、２６における符号３０で例示されるような形態を有したものである。また、該窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板の外形寸法は１０ｍｍ×１０ｍｍ×２ｍｍであり発光素子搭載面及び窪み空間側壁の基板厚みはそれぞれ０．５ｍｍである。また窪み空間内の発光素子搭載面にはタングステンを用いた同時焼成により線幅１５０μｍの発光素子駆動用の電気回路が形成されＮｉ／Ａｕめっきが施されている。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、実施例１４における自己酸化皮膜、シリカ皮膜、マグネシア皮膜、あるいは本実施例における蒸着皮膜などを形成していないそのままの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と本実施例で作製した全面に蒸着皮膜を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とを蓋として用いてエポキシ樹脂で接着し発光素子を封止した。その後３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果、実施例１４における自己酸化皮膜、シリカ皮膜、マグネシア皮膜、あるいは本実施例における蒸着皮膜などを形成していない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは基板全体から基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。一方、本実施例で作製した蒸着皮膜が全面に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは明らかに蓋部分において該蓋を透過した光は観察されず、発光素子を搭載した基板側（窪み空間を有する発光素子搭載用基板側）で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかであるが明るさは蒸着皮膜を形成していない蓋を用いた基板のものよりかなり大きいものであった。このことは蓋に形成された蒸着皮膜が反射部材として十分機能していることを示している。なお、上記各基板における透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板表面に形成された同時焼成メタライズにより形成された電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
このように本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した高い反射率を有する皮膜が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、さらに発光強度の制御が可能であることが確認できた。またこの反射部材としての機能はセラミック材料を主成分する焼結体の光透過性の有無によらないことも確認できた。
Figure 2005035864
実施例１４で作製した外形寸法１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの自己酸化皮膜、シリカ皮膜、マグネシア皮膜及び蒸着皮膜などを形成していないそのままの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基体として用意した。該基体にはＡｇ／Ｐｄを主成分とする厚膜メタライズ線幅１５０μｍの配線が発光素子駆動用の電気回路として形成した。又一方では外形寸法１０ｍｍ×１０ｍｍ×１．５ｍｍ、内寸法７ｍｍ×７ｍｍ×１．５ｍｍの高純度アルミニウムからなる枠体を用意した。これら基体及び枠体はそれぞれ図１５に例示されている符号３４及び符号３５の部品に相当する。この基体と枠体とを市販のエポキシ樹脂及びシリコーン樹脂で接着し図１５に示されているような窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板を得た。作製した該発光素子搭載用基板の基体部分に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載した。次いで実施例１５で作製した金属アルミニウムが蒸着された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を蓋として用意し発光素子搭載用基板に市販のエポキシ樹脂及びシリコーン樹脂で接着し発光素子を封止した。封止後３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光素子を発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は発光素子搭載用基板における発光素子が搭載された基体部分からだけしか観測されなかった。該透過光は穏やかであったが実施例１５で観測した透過光より一段と明るく観測された。
このように本実施例において窒化アルミニウムを主成分する焼結体に形成したアルミニウム皮膜が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、さらに発光強度の制御が可能であることが確認できた。またこの反射部材としての機能は窒化アルミニウムを主成分する焼結体の光透過性の有無によらないことも確認できた。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基体と高純度アルミニウムからなる枠体とをエポキシ樹脂及びシリコーン樹脂を用いて接合して作製した発光素子搭載用基板基体において、該接合部分の長期信頼性について調べたがシリコーン樹脂を用いて接合したものは急熱急冷などの熱衝撃に対して極めて強靭であることが確認された。すなわち−４０℃〜＋１２５℃間の冷熱衝撃テストを３０００サイクル以上繰り返しても接合部分にクラックなどの不具合が生じにくく接着強度も低下しにくい。これは上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と高純度アルミニウムという熱膨張率差が大きい材料同士の接合であっても、シリコーン樹脂の持つ柔らかさがこの熱膨張率差に起因する応力を吸収し易いため接合の信頼性高くなるものと思われる。したがって基体と枠体との接合にシリコーン樹脂を用いた作製した発光素子搭載用基板は大きなパワーが繰り返し断続的に加えられる発光素子を搭載する用途に最適であるといえる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として高純度窒化アルミニウム粉末（徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード）を用意した。この原料粉末は酸化物還元法にて製造されたものである。この原料粉末にＹ２Ｏ３粉末を５重量％加えたものと、Ｙ２Ｏ３粉末５重量％及びＣａＣＯ３粉末をＣａＯ換算で０．５重量％加えたもの、Ｅｒ２Ｏ３粉末を９重量％加えたもの、Ｅｒ２Ｏ３粉末３重量％及びＣａＣＯ３粉末をＣａＯ換算で０．５重量％加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して１２重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．３ｍｍの４種類の組成を有するグリーンシートを作製した。得られた４種類の組成の窒化アルミニウムを主成分とする厚み０．３ｍｍのグリーンシートを用いて一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製した。これらのシートにパンチング機で表裏面を貫通する直径１５０μｍの円形スルーホールを形成した。次に溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を加え導電性成分としてタングステン粉末を用いさらに該タングステン粉末に対して上記窒化アルミニウム粉末を０〜３０重量％の範囲で加えて混合し導通ビア用ペーストを作製して上記のスルーホール内に充填した。又別に導通ビア用ペーストと同様溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を使用し導電性成分としてタングステン粉末を用いさらに該タングステン粉末に対して上記窒化アルミニウム粉末を０〜３０重量％の範囲で加えて混合し電気回路用ペーストを作製した。次に上記の導通ビア用ペーストが充填された各シートに電気回路用ペーストで幅１５０μｍの配線をピッチ０．６ｍｍ間隔でスクリーン印刷し、該配線が内部及び表面に形成されるよう該シートを２枚積層した。このグリーンシート積層体の片側表面には１．５ｍｍ角のべタ状パターンが電気回路用ペーストにより形成されている。なお、上記グリーンシート積層体を作製するに当って導通ビア用ペースト及び電気回路用ペーストに含まれる導電性成分であるタングステン及び窒化アルミニウムが同じ組成になるものを用いた。得られたグリーンシート積層体を乾燥後、適宜窒素又は窒素／二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、１）純Ｎ２雰囲気中１８２０℃において２時間常圧焼成する、２）一酸化炭素を２００ｐｐｍ含む窒素雰囲気中２２００℃において４時間常圧焼成する、という２つの条件で同時焼成し電気回路が内部及び表面に形成されさらに内部に導通ビアが形成された厚み０．５ｍｍの窒化アルミニウムを主成分とする板状焼結体を得た。１８２０℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんどそのままの量残存し、原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。一方２２００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんど揮散し、４種類すべての組成のグリーンシートから得られた焼結体においてＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の含有量はＹ、Ｃａ、Ｅｒ元素換算で１００ｐｐｍ以下であった。また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて３００ｐｐｍ以下であった。窒化アルミニウム粒子も３０μｍ〜４５μｍに成長していた。焼成を１８２０℃で２時間及び２２００℃で４時間行って得られたいずれの焼結体においても、電気回路用タングステンペースト中の窒化アルミニウム含有量が増加するにしたがって得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は増加する傾向を示した。これらの焼結体において電気回路を形成する導電性成分及び導通ビアを形成する成分と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との反応は見られない。このようにして得られた電気回路が内部及び表面に形成されさらに内部に導通ビアが形成された厚み０．５ｍｍの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの単色光に対する光透過率はすべて５０％以上であった。そのうち２２００℃で４時間焼成したものは光透過率がすべて８０％以上であった。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の内部に形成された電気回路の室温における抵抗率を４端子法を用いて測定したところ６．９×１０−６Ω・ｃｍ〜１６６×１０−６Ω・ｃｍの範囲であった。上記光透過率及び抵抗率の測定結果を表１１に示した。
次に本実施例において得られた内部及び表面に電気回路を有しさらに内部に導通ビアを有する４種類の組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの基板を切り出し、表面の配線パターン及びベタ状パターンにはＮｉ／Ａｕめっきを施して発光素子駆動用の電気回路を形成し図３２で例示したものと同様な発光素子搭載用基板を作製した。作製した各基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された１ｍｍ角の発光素子をＳｎを主成分とする低融点ろう材を用いて固着することで搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。また、該透過光において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の内部及び表面に同時焼成により形成された電気回路による明るさの減少はいずれの基板においてもほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の内部に導通ビア及び電気配線などの電気回路が形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
Figure 2005035864
実施例１７で作製した異なる４種類の組成を有するグリーンシートをそれぞれ１００ｍｍ角の大きさに切断したものを用意し、さらに実施例１７で作製した導通ビア用ペースト及び電気回路用ペーストを用いて内部及び表面に電気回路を有し内部に導通ビアが形成された窪み空間を有する発光素子搭載用基板の形状になるよう上記グリーンシートを加工した。用いた導通ビア用ペースト及び電気回路用ペーストは窒化アルミニウムが５重量％含まれたものである。加工は窪み空間を有する発光素子搭載用基板の大きさが焼成後１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚み２ｍｍになるよう行った。また、窪み空間内の発光素子が搭載される部分の基板厚みは焼成後０．５ｍｍになるように加工した。したがって窪み空間の深さは焼成後１．５ｍｍになるよう加工されている。又窪み空間側壁部の基板厚みは焼成後１．５ｍｍになるよう加工されている。このようにして得られたグリーンシート加工体を乾燥後、適宜窒素又は窒素／二酸化炭素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、常圧の純Ｎ２雰囲気中１８２０℃において２時間同時焼成し電気回路が内部及び表面に形成されさらに内部に導通ビアが形成された窪み空間を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんどそのままの量残存し、原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。
得られた各組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちそれぞれ一部のものを選んで窪み空間を形成している側壁部分を研削により取り除き厚み０．５ｍｍの平板状に加工した。研削のとき基板表面に形成されている電気回路が削り取れないようにした。このようにして得られた内部及び表面に電気回路が形成された焼結体の波長６０５ｎｍの単色光に対する光透過率を各組成のものを用いて測定した。その結果はすべて５０％以上であり、Ｙ２Ｏ３を５重量％有するものが光透過率６５％、Ｙ２Ｏ３５重量％及びＣａＯを０．５重量％有するものが光透過率６１％、Ｅｒ２Ｏ３を９重量％有するものが光透過率６４％、Ｅｒ２Ｏ３３重量％及びＣａＯを０．５重量％有するものが光透過率６２％であった。
次に窪み空間を形成する側壁を研削しなかった残りの焼結体の窪み空間表面の電気回路及び外部表面の電気回路にＮｉ／Ａｕめっきを施しスナップ割りによって１０ｍｍ×１０ｍｍ×２ｍｍの大きさ切断し図３３で例示したものと同様な発光素子搭載用基板を作製した。この発光素子搭載用基板は上記４種類の組成を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体それぞれについて作製した。作製した各基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された１ｍｍ角の発光素子をＩｎを主成分とする低融点ろう材を用いて図３３に示されるように固着、反転実装することで搭載し金属アルミニウム製の蓋をもちいてシリコーン樹脂で封止した。その後発光素子に３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した明るく強い光が観察されたがその透過光は穏やかなものであった。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板において同時焼成により基板の内部及び表面に形成された電気回路によって透過光の明るさが減少するという現象はいずれの基板においてもほとんど観察されなかった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体の内部に導通ビア及び電気配線などの電気回路が発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
実施例１７で作製した異なる４種類の組成を有するグリーンシートを用いそれぞれ３枚ずつ積層して３５ｍｍ角×厚み０．９ｍｍの正方形に切断したものを用意した。各グリーンシートを乾燥後、窒素雰囲気中で脱バインダー後、１）純Ｎ２雰囲気中１８００℃において２時間常圧焼成する、２）一酸化炭素を２００ｐｐｍ含む窒素雰囲気中２２００℃において４時間常圧焼成する、という２つの条件で焼成し窒化アルミニウムを主成分とする板状焼結体を得た。１８００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんどそのままの量残存し、原料中の酸素もほとんどそのままの量残存していた。一方２２００℃で焼成して得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はグリーンシートのとき多量に存在したＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の各成分はほとんど揮散し、４種類すべての組成のグリーンシートから得られた焼結体においてＹ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３の含有量はＹ、Ｃａ、Ｅｒ元素換算で１００ｐｐｍ以下であった。また原料に含まれていた酸素の含有量も減少しすべて３００ｐｐｍ以下であった。窒化アルミニウム粒子も３０μｍ〜４５μｍに成長していた。得られた各焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法の円形に両面研削しその後片面を平均表面粗さ２４ｎｍに表面を鏡面研磨加工した。このようにして得られた焼結体の波長６０５ｎｍの単色光に対する光透過率はすべて５０％以上であった。そのうち２２００℃で４時間焼成したものは光透過率がすべて８０％以上であった。これらの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の鏡面研磨面に対して表１２に示した金属酸化物、炭化珪素、窒化珪素、ＧａＮ、シリコンからなる各種皮膜をスパッタにより、あるいは蒸着により、あるいはＣＶＤにより、あるいはゾルゲル液への浸漬後焼成し焼き付ける方法により形成した。なお皮膜のうちＰＺＴと記したものの組成は５０モル％ＰｂＴｉＯ３＋５０モル％ＰｂＴｉＯ３であり、ＰＬＺＴと記したものの組成は５０モル％〔（９０モル％Ｐｂ＋１０モル％Ｌａ）ＺｒＯ３〕＋５０モル％〔（９０モル％Ｐｂ＋１０モル％Ｌａ）ＴｉＯ３〕である。その後得られた各種皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの単色光に対する反射率を測定した。なお形成した各種皮膜の厚みは２．０μｍである。また、別途上記各種皮膜を厚さ１ｍｍの溶融石英ガラスに２．０μｍの厚みで形成し波長６０５ｎｍの単色光で反射部材自体の屈折率及び透過率を測定した。作製した各種皮膜の屈折率はすべて２．１以上であった（ただし、シリコンを除く）。又そのとき各種皮膜自体の光透過率も測定し、シリコンの光透過率がゼロであった以外すべての皮膜の光透過率は８０％以上と透明性が高いことを確認した。これらの測定結果を表１２に示した。
皮膜が形成されていない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの単色光に対する反射率１０％〜１４％（１８００℃×２時間焼成したもの：Ｙ２Ｏ３を５重量％有するものの反射率１４％、Ｙ２Ｏ３５重量％及びＣａＯを０．５重量％有するものの反射率１２％、Ｅｒ２Ｏ３を９重量％有するものの反射率１３％、Ｅｒ２Ｏ３３重量％及びＣａＯを０．５重量％有するものが反射率１１％、２２００℃×４時間焼成したもの：Ｙ２Ｏ３を５重量％有するものの反射率１２％、Ｙ２Ｏ３５重量％及びＣａＯを０．５重量％有するものの反射率１１％、Ｅｒ２Ｏ３を９重量％有するものの反射率１２％、Ｅｒ２Ｏ３３重量％及びＣａＯを０．５重量％有するものが反射率１０％）であったのに対して、上記各種皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では屈折率が２．１以上の皮膜が形成されたもので反射率が少なくとも３０％以上に向上した。又屈折率が２．３以上の皮膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は５０％以上に向上した。さらに屈折率が２．４以上の皮膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は７０％以上に向上した。このように各種皮膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は形成した皮膜の屈折率の向上に伴い増大化する傾向がある。なおシリコンは屈折率を測定できなかったものの反射率は５０％以上であった。これらの皮膜の中でＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ２ＷＯ６を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率が９０％以上であり優れている。これはおそらく上記各皮膜の屈折率が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の屈折率２．１より大きいことと、そのほか光透過率も高く窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と形成した上記各皮膜との界面で全反射された光が吸収されることがほとんど無いためであろうと思われる。これら６種類の皮膜の中でＴｉＯ２を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率が９５％を有するものが得られ特に優れている。
なお、皮膜の屈折率は米国「ＳＣＩ（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社」製の分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）「製品名：ＦｉｌｍＴｅｋ４０００」を用いて測定した。また。皮膜の光透過率及び皮膜形成前後の焼結体の反射率は実施例１と同様日立製作所製の分光光度計Ｕ−４０００を用いた。
次に本実施例において作製した上記各種皮膜を形成した基板状の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの大きさを切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。まずその中から実験Ｎｏ．１９８、２０７、２１０、２１３、２１６、２１９で作製したＴｉＯ２皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用い作製した基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの放出状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を透過した光は弱くほとんど観察されない。発光素子からの発光は該発光素子が搭載されている基板面側の方へ鋭く強い光となって基板外部へと放出されていた。なお、参考のためＴｉＯ２皮膜を形成していない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子搭載用基板では基板を透過した発光素子からの明るい穏やかな光が観察される。このようにＴｉＯ２皮膜及び窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はそれぞれ高い光透過率を有するにもかかわらずＴｉＯ２皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板では基板を透過する発光素子からの光の強度が劇的に減少することが観察される。このことは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対して形成したＴｉＯ２皮膜が発光素子搭載用基板においても反射部材として機能していることを示している。
また、本実施例において作製した実験Ｎｏ．２０１の炭化珪素皮膜（ＳｉＣ：屈折率２．６５）を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として作製し発光素子を搭載して該発光素子を発光させて観察してみたが、ＴｉＯ２皮膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と同様窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を透過した光は弱くほとんど観察されず、発光素子からの光は該発光素子が搭載されている基板面側の方へ鋭く強い光となって基板外部へと放出される現象が観察された。このことは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対して形成したＳｉＣ皮膜が発光素子搭載用基板においても反射部材として機能していることを示している。
このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を透過する光の減少化あるいは実質的に基板を透過する光が観察されないという現象、及び発光素子からの光は該発光素子が搭載されている基板面側の方へ強い光となって基板外部へと放出される現象は本実施例で作製したＴｉＯ２及びＳｉＣ以外の皮膜を形成した発光素子搭載用基板すべてで観察された。
次に実施例１７で作製した４種類組成のグリーンシートを用いて、焼成を１８００℃で２時間焼成行ったものと、２２００℃で４時間焼成を行ったものの２条件で窪み空間を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。これらの焼結体の大きさは１０ｍｍ×１０ｍｍ×２ｍｍであり発光素子搭載部分の基板厚みは０．５ｍｍである。したがって窪み空間の深さは１．５ｍｍである。又側壁の厚みは０．５ｍｍである。その後窪み空間内の発光素子搭載部分にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。上記電気回路には発光素子固着用電極も含まれる。又、別に蓋として用いる１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる板状基板を用意した。次に薄膜による電気回路が形成された発光素子搭載用基板の窪み空間内の側壁と、上記蓋として用いる板状基板の片面にＴｉＯ２皮膜を２．０μｍの厚みで形成した。窪み空間内の発光素子が搭載される面にはＴｉＯ２皮膜が形成されていない。この発光素子搭載用基板は上記４種類の組成を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体それぞれについて作製した。作製した各基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された１ｍｍ角の発光素子をＡｕ（１０重量％）／Ｓｎを主成分とする合金製低融点ろう材を用いて図２４に示されるように固着、反転実装することで搭載し、あらかじめ作製しておいた片面にＴｉＯ２皮膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる板状基板を蓋として用いはんだにより封止した。その後発光素子に３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で蓋及び基板側壁からの透過光の強さは弱くあるいはほとんど観察されなかった。一方蓋及び基板側壁以外の部分（すなわち基板の発光素子が搭載されている面と反対側の表面）からは基板を透過した強く明るい光が観察されたがその透過光は穏やかなものであった。この基板を透過した光の強さは４種類の組成を有するグリーンシートから作製した基板すべてにおいて、１８００℃で焼成して作製したものからよりも２２００℃で焼成して作製したものからの方がより大きいものに観察された。このことは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対して形成したＴｉＯ２皮膜が発光素子搭載用基板においても反射部材として機能していることを示している。
また、上記ＴｉＯ２皮膜に代えてＳｉＣ皮膜を形成した発光素子搭載用基板を作製し該基板による発光素子からの光の透過状態を観察した。すなわち、上記窪み空間を有する発光素子搭載用基板の該窪み空間内の側壁と、蓋として用いる板状基板の片面にＳｉＣ皮膜を２．０μｍの厚みで形成した。窪み空間内の発光素子が搭載される面にはＳｉＣ皮膜が形成されていない。この発光素子搭載用基板は上記４種類の組成を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体それぞれについて作製した。作製した各基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された１ｍｍ角の発光素子をＡｕ（１０重量％）／Ｓｎを主成分とする合金製低融点ろう材を用いて図２４に示されるように固着、反転実装することで搭載し、あらかじめ作製しておいた片面にＳｉＣ皮膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる板状基板を蓋として用いはんだにより封止した。その後発光素子に３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で蓋及び基板側壁からの透過光の強さは弱くあるいはほとんど観察されなかった。一方蓋及び基板側壁以外の部分（すなわち基板の発光素子が搭載されている面と反対側の表面）からは基板を透過した強く明るい光が観察されたがその透過光は穏やかなものであった。この基板を透過した光の強さは４種類の組成を有するグリーンシートから作製した基板すべてにおいて、１８００℃で焼成して作製したものからよりも２２００℃で焼成して作製したものからの方がより大きいものに観察された。このことは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対して形成したＳｉＣ皮膜が発光素子搭載用基板においても反射部材として機能していることを示している。
このように本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の高い材料を用いた皮膜が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、さらに発光強度の制御が可能であることが確認できた。
Figure 2005035864
本実施例においては実施例１５で作製したアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金の蒸着皮膜を片側全面に形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の他に、厚み０．４μｍのマグネシウム、亜鉛、ニッケル、タングステン、モリブデン、及びタングステン７０重量％と銅３０重量％との合金の皮膜を片側全面に形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。これら皮膜のうちマグネシウム、亜鉛、ニッケルの皮膜は蒸着法により形成したものであり、タングステン、モリブデン、及びタングステン７０重量％と銅３０重量％との合金の皮膜はスパッタ法により形成したものである。これらの皮膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの単色光に対する反射率を測定した。その結果を表１３に示した。表１３に示すようにマグネシウム及び亜鉛の蒸着皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率はいずれも７０％以上と高いものであった。特に鏡面研磨した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体ではすべて８０％以上であった。また、タングステン（７０重量％）と銅（３０重量％）との合金の皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率は７０％以上であった。ニッケル、タングステン及びモリブデンの皮膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の反射率はいずれも５０％以上であった。
Figure 2005035864
焼結体作製用原料粉末として高純度窒化アルミニウム粉末（徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード）を用意した。この原料粉末は酸化物還元法にて製造されたものである。この原料粉末は不純物として酸素を０．８重量％含む。この原料粉末に適宜焼結助剤や着色剤などを加えエタノールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後乾燥しエタノールを揮散した後パラフィンワックスを粉末混合体に対して５重量％加え成形用粉末を作製し、直径３６ｍｍ×厚み２．０ｍｍの円形成形体を一軸プレス成形により得た。その後減圧下３００℃でパラフィンワックスを脱脂し、窒化アルミニウム製、ＢＮ製、タングステン製、あるいは部粉末を表面にコーティングしたカーボン製のセッター及びさやを使用して純窒素雰囲気中で常圧焼成し各種組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。焼成は希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物を焼結助剤として加えた粉末成形体は１８００℃×２時間で行った。また、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物を加えない粉末成形体は１９５０℃×２時間で焼成した。得られた焼結体はすべて相対密度９５％以上に緻密化している。
次に得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、さらに表面を鏡面研磨加工し各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の全酸素量、ＡＬＯＮ量、６０５ｎｍの単色光を用いた光透過率の測定を行った。また、一部のサンプルでは熱伝導率、抵抗率の測定も行った。この測定結果を表１４〜表１８に示す。得られた各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、原料粉末に不純物として存在しているものや添加したアルミナなどから混入する酸素、あるいは添加した希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいは添加したアルカリ金属化合物や珪素含有化合物、あるいは添加したモリブデン、タングステン、ニオブ、チタン、カーボンなどの着色を促進する成分、あるいは添加した鉄、ニッケルなどの成分は原料粉末に添加した添加物が殆ど揮散・除去されないで粉末成形体中と同量存在している。すなわち得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成は粉末製形態の組成と同様である。したがって得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成としては全酸素量以外特に各表には記載してない。上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製するとき添加したアルミナ量は酸化物換算により算定したものであり、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の酸素量は元素換算で測定したものである。表１４には添加物としてＡｌ２Ｏ３を用いた例が示してある。表１５には添加物として希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物を用いた例が示してある。表１５の実験例では室温における熱伝導率の測定結果も示されている。表１６には添加物として珪素含有化合物、及びアルカリ金属化合物を用いた例が示してある。表１７には添加物としてＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンを用いた例が示してある。表１８には添加物として鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛を用いた例が示してある。表１７及び表１８に示す実験例では室温における抵抗率の測定結果も示されている。なお、鏡面研磨後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面平滑性は平均表面粗さ（Ｒａ）＝２１ｎｍ〜３６ｎｍの範囲にあった。
表１４〜表１８で示すように本実施例において光透過率５０％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られた。また比較的多量の酸素（Ａｌ２Ｏ３として用いた）、あるいは希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物、あるいは珪素含有化合物及びアルカリ金属化合物、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、を含むものは光透過率が１０％以下に低下しやすく、光透過率が０％のものも容易に得られた。表１５に示した実験例で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウムの含有量が５０体積％以上であるため室温における熱伝導率はすべて５０Ｗ／ｍＫ以上であり、最大１７２Ｗ／ｍＫであった。また、表１７及び表１８に示した実験例で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウムの含有量が５０体積％以上であるため室温における抵抗率はすべて１×１０８Ω・ｃｍ以上であり電気的絶縁性を有していた。
その後本実施例で作製した表面を鏡面研磨加工した直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの各種組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体から１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさのものを切り出し片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子を駆動するための電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。また、上記発光素子の中心発光波長４６０ｎｍである。
その結果、光透過率が３０％〜５０％の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合、発光素子が搭載された基板面側からは該発光素子から直接発せられた強い光が放出され発光素子が搭載された基板面と反対側の面からはそれよりも弱く穏やかな散乱光が放出されているように肉眼では観察された。また発光素子搭載用基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１０％〜３０％の範囲では光透過率が３０％から１０％に低下していくにしたがって上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散乱光は次第に弱まっていく様子が観察された。このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が３０％〜５０％の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合よりも強い光が発光素子から放出されるように観察された。また、発光素子搭載用基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％〜１０％の範囲では上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散乱光はさらに弱まっていく様子が観察された。またこの範囲において光透過率が５％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いたとき、発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散乱光は一層弱まっていく様子が観察された。このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が１０％〜３０％の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合よりもさらに強い光が発光素子から放出されるように観察された。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％より小さくなると上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面からの穏やかな散乱光は肉眼でほとんど観察されにくくなり、このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が１％〜１０％の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合よりも強い光が発光素子から放出されるように観察された。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が０％では上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面からの穏やかな散乱光は肉眼では観察されなくなり、このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が１％より小さい窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合とほとんど同様の強い光が発光素子から放出されているように観察された。
なお、発光素子を駆動するための電気回路として上記Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜に代わりＴｉ／Ｗ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ｃｕ、Ａｌの材料構成からなる各薄膜を用いたものにも発光素子を搭載して肉眼観察したが発光素子から放出される光の様子はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜を用いたものと同様であった。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
Figure 2005035864
Figure 2005035864
Figure 2005035864
Figure 2005035864
Figure 2005035864
本実施例では窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が焼結助剤である希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物と同時に酸素（Ａｌ２Ｏ３）、あるいは珪素含有化合物及びアルカリ金属化合物、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、カーボン、あるいは鉄とを含む場合の効果について調べた。
実施例２１と同様、焼結体作製用原料粉末として高純度窒化アルミニウム粉末（徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード）を用意した。この原料粉末に適宜焼結助剤及び各種成分を加えエタノールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後乾燥しエタノールを揮散した後パラフィンワックスを粉末混合体に対して５重量％加え成形用粉末を作製し、直径３６ｍｍ×厚み２．０ｍｍの円形成形体を一軸プレス成形により得た。その後減圧下３００℃でパラフィンワックスを脱脂し、窒化アルミニウム製、ＢＮ製、タングステン製、あるいは部粉末を表面にコーティングしたカーボン製のセッター及びさやを使用して純窒素雰囲気中１８００℃×２時間常圧焼成し各種組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。
次に得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、さらに表面を鏡面研磨加工し各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の全酸素量、ＡＬＯＮ量、６０５ｎｍの単色光を用いた光透過率の測定を行った。また、一部のサンプルでは抵抗率の測定も行った。この測定結果を表１９に示す。得られた各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、原料粉末に不純物として存在しているものや添加したアルミナなどから混入する酸素、あるいは添加した希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいは添加したアルカリ金属化合物や珪素現有化合物、あるいは添加したモリブデン、タングステン、ニオブ、チタン、カーボンなどの着色を促進する成分、あるいは添加した鉄、ニッケルなどの成分は原料粉末に添加した添加物が殆ど揮散・除去されないで粉末成形体中と同量存在している。すなわち得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成は粉末製形態の組成と同様である。したがって得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成としては全酸素量以外特に各表には記載してない。表１９に示した粉末成形体中に混合する上記添加物のうちモリブデン、タングステン、バナジウム、カーボン、鉄の各成分を含む化合物の添加量は元素換算によるものである。それ以外のアルミナ、酸化イットリウム、酸化エルビウム、炭酸カルシウム、炭酸リチウム、珪素の添加量は酸化物換算によるものである。また、該添加量は上記各添加物のうち鉄が重量百分率（重量％）である以外はすべて体積百分率（体積％）である。なお、鏡面研磨後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面平滑性は平均表面粗さ（Ｒａ）＝２４ｎｍ〜３５ｎｍの範囲にあった。
その結果焼結助剤を用いることで得られた焼結体は焼成温度１８００℃であるにもかかわらずすべて相対密度９５％以上に緻密化している。光透過率は実施例２１で作製した焼結助剤を含まず酸素（Ａｌ２Ｏ３として用いた）、あるいは珪素含有化合物及びアルカリ金属化合物、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、カーボン、あるいは鉄だけ含んだ状態で焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に比べて向上し易い傾向を有する。しかしながら本実施例においても光透過率５０％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られた。比較的多量の酸素（Ａｌ２Ｏ３として用いた）、あるいは珪素含有化合物及びアルカリ金属化合物、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、カーボン、あるいは鉄を含むものは光透過率が１０％以下に低下しやすく、光透過率が０％のものも容易に得られた。また、室温における抵抗率は実施例２１で作製した焼結助剤を含まず酸素（Ａｌ２Ｏ３として用いた）、あるいは珪素含有化合物及びアルカリ金属化合物、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、カーボン、あるいは鉄だけ含んだ状態で焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に比べて１桁前後高くなり電気絶縁性が向上し易い傾向を有する。本実施例で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウムの含有量が５０体積％以上であるため室温における抵抗率はすべて１×１０８Ω・ｃｍ以上であり電気的絶縁性を有していた。
次に実施例２１と同様に本実施例で作製した表面を鏡面研磨加工した直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの各種組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体から１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさのものを切り出し片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子を駆動するための電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。作製した基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。また、上記発光素子の中心発光波長４６０ｎｍである。
その結果、光透過率が１０％〜２０％の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合、発光素子が搭載された基板面側からは該発光素子から直接発せられた強い光が放出され発光素子が搭載された基板面と反対側の面からはそれよりもかなり弱く穏やかな散乱光が放出されているように肉眼では観察された。また発光素子搭載用基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％〜１０％の範囲では光透過率が１０％から１％に低下していくにしたがって上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散乱光は次第に弱まっていく様子が観察された。このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が１０％〜２０％の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合よりも強い光が発光素子から放出されるように観察された。またこの範囲において光透過率が５％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を発光素子搭載用基板として用いたとき、発光素子が搭載された基板面と反対側の面から放出される穏やかな散乱光は一層弱まっていく様子が観察された。このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が５％〜１０％の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合よりもさらに強い光が発光素子から放出されるように観察された。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％より小さくなると上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面からの穏やかな散乱光は肉眼でほとんど観察されにくくなり、このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が１％〜５％の範囲の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合よりも強い光が発光素子から放出されるように観察された。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が０％では上記の発光素子が搭載された基板面と反対側の面からの穏やかな散乱光は肉眼では観察されなくなり、このとき発光素子が搭載された基板面側からは光透過率が１％より小さい窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合とほとんど同様の強い光が発光素子から放出されているように観察された。
本実施例により、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
Figure 2005035864
本実施例は酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過性などの特性について調べた例を示す。
まず、酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末として関東化学株式会社製の特級試薬粉末を用意し、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末としてアルコア社製の商品名「Ａ−１６ＳＧ」を原料として用意し、実施例１と同様の方法によりこれらの粉末を所定の組成になるようボールミルで混合後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該成形用粉末を実施例１と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、その後１４６０℃で１時間大気中で常圧焼成してアルミニウム成分を各種割合で含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体を作製した。これらの焼結体はいずれも相対密度９８％以上に緻密化していた。このようにして作製した酸化亜鉛を主成分とする焼結体はアルミニウム成分を含まないものでは淡黄白色であったが、アルミニウム成分を含むものでは青色への呈色が見られるようになりアルミニウム成分の含有量が増加するにつれてより濃い青色へと呈色が進み、３．０モル％のＡｌ２Ｏ３を含むもので最も濃い青色を呈し、その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれて青色化の程度は弱くなり青白色の色調へと次第に変化した。
その他別に株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％以上のＦｅ２Ｏ３粉末及び純度９９．９％以上のＣｒ２Ｏ３粉末を用意した。また、希土類元素化合物として信越化学工業株式会社製の純度９９．９９％以上のＹ２Ｏ３粉末、純度９９．９９％以上のＥｒ２Ｏ３粉末、純度９９．９９％以上のＹｂ２Ｏ３粉末、純度９９．９９％以上のＤｙ２Ｏ３粉末、純度９９．９９％以上のＨｏ２Ｏ３粉末を用意した。次に本実施例で示した方法と同様の方法により、上記各粉末を酸化亜鉛粉末及びアルミナ粉末と共に所定量ボールミルで混合後一軸プレス成形し１４６０℃で１時間大気中常圧焼成して鉄成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、クロム成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、イットリウム成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、エルビウム成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、イッテルビウム成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、アルミニウム成分と鉄成分とを同時に含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、アルミニウム成分とクロム成分とを同時に含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、及びアルミニウム成分と各種希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を作製した。
上記のようにして得られた各焼結体の室温における抵抗率を４端子法で測定した。その後得られた各焼結体を粒径０．０２μｍのコロイド状酸化珪素を主成分とする研磨剤で鏡面研磨し、さらに塩化メチレン及びＩＰＡで超音波洗浄し直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの基板を作製した。鏡面研磨後の基板の平均表面粗さＲａは６．９ｎｍ〜７．７ｎｍの範囲であった。研磨後の基板を用いて波長６０５ｎｍの光に対する光透過率を実施例１と同様の方法により測定した。
このようにして得られた酸化亜鉛を主成分とする焼結体の特性を表２０及びに示す。作製した上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体のうちアルミニウム成分だけを含むもの、及びアルミニウム成分を含まずクロム成分、鉄成分、イットリウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分だけを含むものの特性は表２０に記載した。さらに、アルミニウム成分とクロム成分、鉄成分、各種希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の特性も表２０に記載した。
表２０において、実験Ｎｏ．３２８〜３３９がアルミニウム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のアルミニウム成分の含有量がＡｌ２Ｏ３換算で示されている。表２０において、実験Ｎｏ．３４０が鉄成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体の鉄成分の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で示されている。表２０において、実験Ｎｏ．３４１がクロム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のクロム成分の含有量がＣｒ２Ｏ３換算で示されている。表２０において、実験Ｎｏ．３４２がイットリウム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のイットリウム成分の含有量がＹ２Ｏ３換算で示されている。表２０において、実験Ｎｏ．３４３がエルビウム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のエルビウム成分の含有量がＥｒ２Ｏ３換算で示されている。表２０において、実験Ｎｏ．３４４がイッテルビウム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のイッテルビウム成分の含有量がＹｂ２Ｏ３換算で示されている。
表２０に示すように、本実施例で作製した酸化亜鉛を主成分とする焼結体はアルミニウム成分を含まないものは電気絶縁体であり、アルミニウム成分の含有量が増加するにつれて抵抗率が低下し、Ａｌ２Ｏ３換算で３．０モル％のアルミニウム成分を含むもので室温における抵抗率が１．６×１０−３Ω・ｃｍと最も小さくなった。その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれて抵抗率が増大化し始め、Ａｌ２Ｏ３換算で５０．０モル％のアルミニウム成分を含むもので電気絶縁体となった。
また、表２０の実験Ｎｏ．３４０及び３４１で示すようにアルミニウム成分を含まず鉄成分及びクロム成分をそれぞれＦｅ２Ｏ３換算で１．０モル％、Ｃｒ２Ｏ３換算で１．０モル％含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は導電性を示し室温において８．７×１０−１Ω・ｃｍ、３．４×１０−１Ω・ｃｍと比較的低い抵抗率であった。
表２０に示すようにアルミニウム成分と同時に鉄成分、クロム成分、各種希土類元素成分とを複合で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体はすべて導電性を示し室温における抵抗率７．４×１０１Ω・ｃｍ〜１．７×１０−３Ω・ｃｍの範囲であった。またその抵抗率はアルミニウム成分だけを含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の抵抗率に対して余り変化しておらず殆ど同じレベルであった。
表２０に示すようにアルミニウム成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は１６％であったがアルミニウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率は上昇する傾向を示し、Ａｌ２Ｏ３換算で３．０モル％のアルミニウム成分を含むものは５６％に達した。その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下する傾向を示し、Ａｌ２Ｏ３換算で５０．０モル％のアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では光透過率が１７％となり、アルミニウム成分を含まない実質的に酸化亜鉛だけからなる焼結体の光透過率と殆ど同じになった。
また、表２０の実験Ｎｏ．３４０及び３４１で示すようにアルミニウム成分を含まず鉄成分及びクロム成分をそれぞれＦｅ２Ｏ３換算で１．０モル％、Ｃｒ２Ｏ３換算で１．０モル％含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率はそれぞれ６．９％、９．２％であった。
また、表２０の実験Ｎｏ．３４２、３４３、及び３４４で示すようにアルミニウム成分を含まずイットリウム成分だけをＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％、エルビウム成分だけをＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％及びイッテルビウム成分だけをＹｂ２Ｏ３換算で０．０４モル％をそれぞれ含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は５７％、５３％、５４％となり、アルミニウム成分を含まない実質的に酸化亜鉛だけからなる焼結体の光透過率より上昇した。
さらに、表２０に示すようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含み同時に鉄成分あるいはクロム成分それぞれＦｅ２Ｏ３換算で０．２モル％、Ｃｒ２Ｏ３換算で０．２モル％含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は５３％、５５％であり、アルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率と殆ど同じであった。
また、表２０に示されているようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００１モル％〜１２．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は、イットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００１モル％含有するものの波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２８％とアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率と殆ど同じであった。さらにイットリウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇しＹ２Ｏ３換算で０．０００４モル％のイットリウム成分を含むもので３７％、Ｙ２Ｏ３換算で０．０００８モル％のイットリウム成分を含むもので４５％、Ｙ２Ｏ３換算で０．００１５モル％のイットリウム成分を含むもので５６％、Ｙ２Ｏ３換算で０．００５モル％のイットリウム成分を含むもので６４％、Ｙ２Ｏ３換算で０．０４モル％のイットリウム成分を含むもので６８％に達した。その後イットリウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下しＹ２Ｏ３換算で１２．０モル％のイットリウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２４％となり、アルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率と殆ど同じとなった。
また、表２０に示されているようにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含み同時にアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％〜５０．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル含有するものの波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は６２％であり、さらにアルミニウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇しＡｌ２Ｏ３換算で１．０モル％及び３．０モル％のアルミニウム成分を含むもので８４％に達した。その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下しＡｌ２Ｏ３換算で３０．０モル％のアルミニウム成分を含むもので光透過率は６６％であったが、Ａｌ２Ｏ３換算で５０．０モル％のアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２７％となった。
また、表２０に示されているようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．１０モル％含み同時にエルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は６８％であった。
また、表２０に示されているようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含み同時に希土類元素成分としてジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４モル％、ホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４モル％、エルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％、イッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４モル％、含有するものの波長６０５ｎｍの光に対する光透過率はそれぞれ７７％、８０％、７８％、８１％高いものであった。
また、表２０に示されているようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で１．０モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０２モル％含みさらにエルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０２モル％含む３成分を同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は８３％と高いものであった。
Figure 2005035864
本実施例は酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過性について調べた例を示す。
まず、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）粉末として株式会社高純度化学研究所製の純度９９％のものを用意し、マグネシア（ＭｇＯ）粉末として株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％のものを用意し、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末として株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％のものを用意し、シリカ（ＳｉＯ２）粉末として株式会社アドマテック製の純度９９．９％の「ＳＯ−Ｅ２」グレードを用意した。これらの粉末を所定の組成になるよう実施例１と同様の方法によりボールミルで粉砕混合後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該成形用粉末を実施例１と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、その後１５００℃で３時間大気中で常圧焼成してマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を各種割合で含有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を作製した。これらの焼結体はいずれも相対密度９８％以上に緻密化していた。得られた焼結体を粒径０．０５μｍのコロイド状のアルミナを主成分とする研磨剤を用いて鏡面研磨し塩化メチレン及びＩＰＡで超音波洗浄し直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの基板を作製した。鏡面研磨した基板の平均表面粗さＲａは８．６ｎｍ〜９．５ｎｍの範囲にあった。研磨後の基板を用いて波長６０５ｎｍの光に対する光透過率を実施例１と同様の方法により測定した。
このようにして得られた酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板の特性を表２１に示す。
表２１に示すようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分及びその他の成分を添加せずに焼成され原料中の不純物以外は含まない実質的に酸化ベリリウムだけからなる焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は１４％であったがマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇する傾向を示しカルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含むものは５７％に達した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下しマグネシウム成分をＭｇＯ換算で３０．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２４％となり、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で４０．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体では光透過率が７．６％となった。
また、本実施例において実施例２３で用いたものと同じ希土類酸化物粉末を用いて該希土類元素成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を作製した。マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００００５モル％〜５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率３０％以上のものが得られ易いことが確認された。さらに、８０％以上の光透過率を有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が製造し得ることも確認された。
すなわち表２１に示されるように、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００２モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率が３５％であった。その後イットリウム成分が増加するにつれ光透過率は増大する傾向を示し、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率が８１％であった。さらにその後はイットリウム成分が増加するにつれ光透過率は低下するする傾向を示し、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で４．０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は３７％であり、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で６．０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２８％であった。
また、上記のようにカルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は８１％であったが、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みさらにイットリウム以外の希土類元素成分を酸化物換算で０．０４０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率も７５％〜８０％と高いものであった。すなわち、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みさらに希土類元素成分としてジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は７６％であり、ホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率は７５％であり、エルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率は８０％であり、イッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率は７８％であった。さらに、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みかつ珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％の３成分を同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は８０％であった。
Figure 2005035864
本実施例は酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性について調べた例を示す。
まず、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末として日本軽金属株式会社製の「Ａ−３１」グレードを用意し、マグネシア（ＭｇＯ）粉末として株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％のものを用意し、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末として株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％のものを用意し、シリカ（ＳｉＯ２）粉末として株式会社アドマテック製の純度９９．９％の「ＳＯ−Ｅ２」グレードを用意した。これらの粉末を所定の組成になるよう実施例１と同様の方法によりボールミルで粉砕混合後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該成形用粉末を実施例１と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、その後１５５０℃で３時間大気中で常圧焼成してマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を各種割合で含有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。これらの焼結体はいずれも相対密度９８％以上に緻密化していた。得られた焼結体を粒径０．０５μｍのコロイド状のアルミナを主成分とする研磨剤を用いて鏡面研磨し塩化メチレン及びＩＰＡで超音波洗浄し直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの基板を作製した。鏡面研磨した基板の平均表面粗さＲａは６．７ｎｍ〜７．６ｎｍの範囲にあった。研磨後の基板を用いて波長６０５ｎｍの光に対する光透過率を実施例１と同様の方法により測定した。
このようにして得られた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の特性を表２２に示す。
表２２に示すようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分及びその他の成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は１８％であったがマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇する傾向を示しマグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％含むものは５７％に達した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下しカルシウム成分をＣａＯ換算で２０．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で２０．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２２％となり、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で２０．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で３０．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率が６．４％となった。
また、本実施例において実施例２３で用いたものと同じ希土類酸化物粉末を用いて該希土類元素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計４５．０モル％以下の範囲で含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は、上記と同じ量のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を含むが実質的に希土類元素成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と比較して減少するなどの変化がほとんど見られないことが確認された。すなわち、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は３６％であるが、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５０モル％及びイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は３７％とほとんど変化せず、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体にマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外に希土類元素成分が含まれることによる影響はあまり見られないことが確認された。さらに、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は５７％と比較的高い光透過率を有していたが、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％及びイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率も５９％、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％及びホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率も５６％、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％及びイッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率も５８％、と比較的高く、イットリウムをはじめとする希土類元素成分が含まれることによって光透過率が大きく低下し悪い影響を与えるという現象は見られなかった。
表２２において、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５０モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で８．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は３６％であり、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で１２．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２７％であった。このように、本実施例においてマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計４５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率３０％以上のものが作製し得ることが確認された。
さらに、本実施例においてマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくともいずれか２種以上を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はより高い光透過率を有するものが作製し得ることが確認された。また、最高８０％以上の光透過率を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が製造し得ることも確認された。すなわち、表２２に示されるように、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．８０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で０．８０モル％同時に含み、さらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．００８０モル％、ジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４０モル％それぞれ含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率がそれぞれ５７％、７８％に増大した。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％同時に含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率が６９％であった。さらに、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．０モル％及びカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％同時に含み、さらにイットリウムなどの希土類元素成分を酸化物換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は８１％〜８２％の高いものであった。すなわち、上記量のマグネシウム成分及びカルシウム成分と同時に希土類元素成分としてイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率が８２％であり、エルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率が８１％であった。
その他、本実施例において上記酸化アルミニウム原料粉末に関東化学株式会社製特級試薬のＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＭｏＯ３粉末を加えて上記と同様の条件で混合後成形し、水素を１２．５体積％含有する窒素雰囲気中１５５０℃で３時間焼成しチタン、クロム、マンガン、モリブデン各成分をそれぞれＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＭｏＯ３換算で０．３０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製し、さらにマグネシウム成分をＭｇＯ換算で２．０モル％、カルシウム成分をＣａＯ換算で２．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で４．０モル％含み同時にチタン、クロム、マンガン、モリブデン各成分をそれぞれＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＭｏＯ３換算で０．３０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体も作製した。また、水素を１２．５体積％含有する窒素雰囲気中１５５０℃で３時間焼成しチタン及びクロム成分をＴｉＯ２及びＣｒ２Ｏ３換算でそれぞれ０．３０モル％ずつ同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製し、さらにマグネシウム成分をＭｇＯ換算で２．０モル％、カルシウム成分をＣａＯ換算で２．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で４．０モル％含み同時にチタンおよびクロム各成分をそれぞれＴｉＯ２及びＣｒ２Ｏ３換算で０．３０モル％ずつ含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体も作製した。得られた核焼結体を研削及び鏡面研磨して直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの基板としたものを用いてその光透過性を調べた。これらの結果も表２２に示されている。これらの遷移金属成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はそれぞれ黒色（チタン成分を含むもの、モリブデン成分を含むもの、及びチタンとクロム成分を同時に含むもの）、あずき色（クロム成分を含むもの）、黄色（マンガンを含むもの）に呈色している一方で、クロム成分（チタン成分を含まないもの）及びマンガン成分を含むものはそれぞれ光透過性を有していることが確認された。
Figure 2005035864
本実施例は酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウム、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体についてその光透過性を調べた例を示すものである。
本実施例においては以下に示す方法により酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウム、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を作製した。すなわち、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体としては安定化剤としてＹ２Ｏ３を３モル％含む東ソー株式会社製部分安定化ジルコニア「ＴＺ−３Ｙ」グレードを原料として用意し、原料粉末に焼結助剤は加えず実施例１と同様にしてパラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該成形用粉末を実施例１と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、１５００℃で３時間大気中で常圧焼成したものと、１４００℃で２時間、圧力１５０Ｋｇ／ｃｍ２、大気中でホットプレスした２種類の酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体を作製した。酸化マグネシウムを主成分とする焼結体としては関東化学株式会社製の特級試薬粉末を原料として用意し、焼結助剤を加えないもの及び焼結助剤としてＣａＯとＹ２Ｏ３をそれぞれ１重量％ずつ加えたものを実施例１と同様にボールミルで粉砕混合し、その後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該成形用粉末を実施例１と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、焼結助剤を加えないものは１５５０℃で３時間大気中で常圧焼成し、焼結助剤を加えたものは１６００℃で６時間大気中で常圧焼成して２種類の酸化マグネシウムを主成分とする焼結体を作製した。アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体としては株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９％の微粉末を原料として用意し、焼結助剤を加えないもの及び焼結助剤としてＣａＯとＹ２Ｏ３をそれぞれ０．１重量％ずつ加えたものを実施例１と同様にボールミルで粉砕混合し、その後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該成形用粉末を実施例１と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、焼結助剤を加えないものは１６００℃で３時間大気中で常圧焼成し、焼結助剤を加えたものは１６５０℃で８時間水素気流中で常圧焼成して２種類のアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体を作製した。また、酸化イットリウムを主成分とする焼結体としては実施例２３、２４、及び２５で用いたものと同じＹ２Ｏ３粉末、Ｄｙ２Ｏ３粉末、Ｈｏ２Ｏ３粉末を用意し、主成分として上記Ｙ２Ｏ３粉末だけを用いてボールミルで粉砕後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該成形用粉末を実施例１と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、１６００℃で３時間大気中で常圧焼成して酸化イットリウムを主成分とする焼結体を作製した。また別に上記Ｙ２Ｏ３粉末９９．５重量％に焼結助剤として上記Ｄｙ２Ｏ３及びＨｏ２Ｏ３粉末それぞれ０．２５重量％ずつ加えてボールミルで粉砕混合し、その後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該成形用粉末を実施例１と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、２１００℃で３時間水素気流中で常圧焼成して酸化イットリウムを主成分とする焼結体を作製した。結晶化ガラスを主成分とする焼結体としては市販の硼珪酸ガラス粉末と住友化学工業株式会社製の「ＡＲＬ−Ｍ４１」グレードを原料粉末として用いた。その他に添加剤として用いるために信越化学工業株式会社製の純度９９．９％のＬａ２Ｏ３粉末、及びＹ２Ｏ３粉末を用意した。これらの原料粉末を用いて次の３種類の組成を有する混合粉末を実施例１と同様にボールミルで粉砕混合し作製した。すなわち（１）硼珪酸ガラス：５５重量％＋酸化アルミニウム：４５重量％、（２）硼珪酸ガラス：５４．７２５重量％＋酸化アルミニウム：４４．７７５重量％＋Ｌａ２Ｏ３：０．５０重量％、（３）硼珪酸ガラス：５４．７２５重量％＋酸化アルミニウム：４４．７７５重量％＋Ｙ２Ｏ３：０．５０重量％、の３種類である。これらの３種類これらの混合粉末にパラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該成形用粉末を実施例１と同様の大きさの成形体に同じ条件で一軸プレス成形後脱脂し、９００℃で２時間大気中で常圧焼成して３種類の組成を有する結晶化ガラスを主成分とする焼結体を作製した。なお上記の原料として用いた硼珪酸ガラス粉末の組成を蛍光Ｘ線分析するとＳｉＯ２：４８．５重量％、Ｂ２Ｏ３：１０．６重量％、Ａｌ２Ｏ３：２２．４重量％、ＣａＯ：１４．５重量％、ＭｇＯ：４．０重量％であった。
次に本実施例で作製した各セラミック材料を主成分とする焼結体を研削加工後粒径０．０５μｍのコロイド状酸化アルミニウムからなる研磨剤を用いて鏡面研磨しアセトン及びイソプロピルアルコールで洗浄して直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの円盤状基板を作製した。
このようにして作製した基板について波長６０５ｎｍの光に対する光透過性を測定したがすべての基板は光透過性を有することが確認された。
これらの結果を表２３に示した。
酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウム、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体からなる基板も平均表面粗さＲａが１０ｎｍ以下のものが作製し得ることが確認された。また、本実施例で作製した酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板は平均表面粗さＲａが５ｎｍ以下のものが作製し得ることが確認された。また本実施例で作製したセラミック材料を主成分とする焼結体はすべて光透過率も２０％以上であり、その中で酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体で最高５９％、酸化マグネシウム主成分とする焼結体で最高８３％、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体では最高７９％、酸化イットリウムを主成分とする焼結体で最高８２％、結晶化ガラスを主成分とする焼結体で最高７１％のものが作製し得ることが確認された。
Figure 2005035864
本実施例は、セラミック材料を主成分とする焼結体へ比較的屈折率の低い皮膜を形成したときの光透過率の変化について調べたものである。
まず、実施例２３、実施例２４、実施例２５、及び実施例２６で作製した鏡面研磨された表面状態を有する基板状の酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、酸化イットリウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。
次いでスパッタリング法により厚み０．２μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３：アルミナ）皮膜、厚み０．２μｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ２：シリカ）皮膜、及び厚み０．３μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ：マグネシア）の皮膜を上記各セラミック材料を主成分とする焼結体の鏡面研磨面に形成し、該アルミナ皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜を有する各セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率を測定した。
これらの結果を表２４に示した。表２４に示すようにアルミナ皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜を有する各セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率は該アルミナ皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜を形成する前の各セラミック材料を主成分とする焼結体と比較しておよそ１０％〜１７％向上した。これはアルミナ皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜の屈折率がそれぞれ１．７１、１．４４、及び１．６７であり該アルミナ皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜を形成した各セラミック材料を主成分とする焼結体自体の屈折率（酸化亜鉛を主成分とする焼結体で２．０、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体で１．７、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体で１．７、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体で２．２、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体で１．７、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体で１．７、酸化イットリウムを主成分とする焼結体で１．９、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体で１．６）よりも小さく光透過性も高いため反射防止部材として機能した結果であろうと思われる。なお、表２４に示すようにアルミナ皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜を形成する前の各セラミック材料を主成分とする焼結体の反射率はセラミック材料の違いにあまり影響されず８〜１４％であった。
なお、皮膜の屈折率は実施例１４と同様米国「ＳＣＩ（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社」製の分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）「製品名：ＦｉｌｍＴｅｋ４０００」を用いて測定した。また。焼結体の反射率及び皮膜形成前後の焼結体の光透過率は実施例１４と同様日立製作所製の分光光度計Ｕ−４０００を用いた。
次に本実施例において得られたアルミナ皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜形成前および形成後の各セラミック材料を主成分とする焼結体をそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの大きさに切り出し、片面にＡｇ／Ｐｄを主成分とする厚膜ペーストにより幅１００μｍの配線パターンを発光素子駆動用の電気回路として形成し発光素子搭載用基板を作製した。なお、酸化亜鉛を主成分とする焼結体のうち実施例２３の実験Ｎｏ．３３４、及び３６０で作製したものには１ｍｍ角の電極を２ヶ所形成しただけで電気回路パターン形成しなかった。作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子をＡｕ／Ｓｎはんだで接合することにより搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。その中でアルミナ皮膜、シリカ皮膜、及びマグネシア皮膜形成後の各セラミック材料を主成分とする焼結体を用いた基板からの透過光は穏やかでより明るいものであり透過光の強度が高まっている。また、実験Ｎｏ．４６４で作製したシリカ皮膜及びマグネシア皮膜が形成されたクロム成分を含有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板からの透過光は一層穏やかなものと感じられた。また、上記透過光において各セラミック材料を主成分とする焼結体を用いた基板表面に形成された厚膜電気回路による明るさの減少もほとんど観察されなかった。
なお、上記電極を２ヶ所形成しただけの酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いて作製した基板において、搭載した発光素子の電極（２つある）のうちの１つと該基板に形成した電極のうちの１ヶ所とを金線によるワイアボンディングで電気的に接続し電気配線によらず該基板自体の電気伝導性を利用して該基板に形成した残り１ヶ所の電極から駆動電力（マイナス電位）を印加した。その際、発光素子のもう一方の電極には別に金線を接続して駆動電力（プラス電位）を印加しした。
このように本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の小さい材料を用いた皮膜が反射防止部材として機能し基板を透過する発光素子からの発光の強度を制御することが可能であることが確認できた。
Figure 2005035864
本実施例は、セラミック材料を主成分とする焼結体へ反射部材を形成したときの反射率の変化について調べたものである。
まず実施例２３、実施例２４、実施例２５、及び実施例２６で作製した鏡面研磨された表面状態を有する基板状の酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、酸化イットリウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。
次に上記各セラミック材料を主成分とする焼結体にアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金の蒸着皮膜を鏡面研磨面に形成した。該蒸着皮膜の厚みはいずれも０．４μｍである。作製し
た蒸着皮膜が形成された各セラミック材料を主成分とする焼結体の反射率と光透過率を測定した。反射率及び光透過率は波長６０５ｎｍの単色光を用いて測定した。蒸着皮膜が形成された各セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率はいずれのものも０％であった。
これらの結果を表２５に示した。但し、表２５には光透過率の測定結果は示されていない。表２５に示すように蒸着皮膜が形成された各セラミック材料を主成分とする焼結体の反射率はいずれも７０％以上と高いものであった。特に各セラミック材料を主成分とする焼結体にアルミニウム、金、銀、銅が形成されたものは反射率が９０％以上であった。
次に実施例２３、実施例２４、実施例２５、及び実施例２６で作製した酸化亜鉛を主成分とする成形用粉末、酸化ベリリウムを主成分とする成形用粉末、酸化アルミニウムを主成分とする成形用粉末、酸化ジルコニウムを主成分とする成形用粉末、酸化マグネシウムを主成分とする成形用粉末、アルミン酸マグネシウムを主成分とする成形用粉末、酸化イットリウムを主成分とする成形用粉末、及び結晶化ガラスを主成分とする成形用粉末を用意した。これらの成形用粉末は本実施例でアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金の蒸着皮膜を形成するために用いた酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、酸化イットリウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を作製するために用いた成形用粉末と同じ組成のものである。すなわち、酸化亜鉛を主成分とする成形用粉末は実施例２３において表２０の実験Ｎｏ．３２７、３３４、３４２、及び３６３に示した酸化亜鉛を主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。酸化ベリリウムを主成分とする成形用粉末は実施例２４において表２１の実験Ｎｏ．３７３、３８０、及び３９５に示した酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。酸化アルミニウムを主成分とする成形用粉末は実施例２５において表２２の実験Ｎｏ．４０３、４１３、４３０、及び４４２に示した酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。酸化ジルコニウムを主成分とする成形用粉末は実施例２６において表２３の実験Ｎｏ．４４３、及び４４４に示した酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。酸化マグネシウムを主成分とする成形用粉末は実施例２６において表２３の実験Ｎｏ．４４５、及び４４６に示した酸化マグネシウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。アルミン酸マグネシウムを主成分とする成形用粉末は実施例２６において表２３の実験Ｎｏ．４４７、及び４４８に示したアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。酸化イットリウムを主成分とする成形用粉末は実施例２６において表２３の実験Ｎｏ．４４９、及び４５０に示した酸化イットリウムを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。結晶化ガラスを主成分とする成形用粉末は実施例２６において表２３の実験Ｎｏ．４５１、４５２、及び４５３に示した結晶化ガラスを主成分とする焼結体を作製するために用いたものと同じものである。
上記各成形用粉末を用いて窪み空間（キャビティー）を有する成形体を圧力５００Ｋｇ／ｃｍ２で金型を用いた一軸プレス法により作製した。作製した粉末成形体を脱バインダー後にそれぞれの組成に従って実施例２３、２４、２５、及び実施例２６で示したものと同じ条件で焼成を行ない（酸化亜鉛を主成分とする各粉末成形体は実施例２３で示したもの、酸化ベリリウムを主成分とする各粉末成形体は実施例２４で示したもの、酸化アルミニウムを主成分とする各粉末成形体は実施例２５で示したもの、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体及び酸化マグネシウムを主成分とする焼結体及びアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体及び酸化イットリウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体は実施例２６で示したもの）、該窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板を作製した。該窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板は図６、８、１０、１４、１５、１６、２０、２１、２３、２４、２５、２６における符号３０で例示されるような形態を有したものである。また、該窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板の外形寸法は１０ｍｍ×１０ｍｍ×２ｍｍであり発光素子搭載面及び窪み空間側壁の基板厚みはそれぞれ０．５ｍｍである。また窪み空間内の発光素子搭載面にはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子駆動用の電気回路を形成した。さらに該窪み空間（キャビティー）の内面には全面（側壁面及び発光素子が搭載される面）本実施例で用いたアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金の蒸着皮膜を厚み０．４μｍ形成した。なお該蒸着皮膜は発光素子駆動用電気回路と電気的に絶縁を図るために隙間（スペース）を設けて形成してある。このようにして作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果、発光素子からの発光は基板を透過したものは観察されず（すなわち、発光素子が搭載された窪み空間部と反対側の基板側の面から発光素子の光は観察されず）、基板の窪み空間から上部の方向に向かう光だけが観察された（すなわち、発光素子が搭載された窪み空間部のある基板側からだけ発光素子の光は実質的に放出される状況が観察された）。
次に上記本実施例で作製した各セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製された窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板を用意した。窪み空間内の発光素子搭載面にはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子駆動用の電気回路が形成されているが、上記のようなアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金などの蒸着皮膜は形成されていない。用意した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、実施例２７におけるアルミナ皮膜、シリカ皮膜、マグネシア皮膜、あるいは本実施例における蒸着皮膜などを形成していないそのままの各セラミック材料を主成分とする焼結体と本実施例で作成した全面に蒸着皮膜を有する各セラミック材料を主成分とする焼結体とを蓋として用いてエポキシ樹脂で接着し発光素子を封止した。その後３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果、実施例２７におけるアルミナ皮膜、シリカ皮膜、マグネシア皮膜、あるいは本実施例における蒸着皮膜などを形成していないセラミック材料を主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは基板全体から基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。一方、本実施例で作製した蒸着皮膜が全面に形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは明らかに蓋部分において該蓋を透過した光は観察されず、発光素子を搭載した基板側（窪み空間を有する発光素子搭載用基板側）で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかであるが明るさは蒸着皮膜を形成していない蓋を用いた基板のものよりかなり大きいものであった。このことは蓋に形成された蒸着皮膜が反射部材として十分機能していることを示している。なお、上記各基板における透過光においてセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた基板表面に形成された電気回路による明るさの減少はほとんど観察されなかった。
また、本実施例において用いた酸化亜鉛を主成分とする焼結体のうち実施例２３の実験Ｎｏ．３３４及び３６３で作製したものを用いた発光素子搭載用基板では実施例２７と同様発光素子駆動用の電気回路は特に設けず、該酸化亜鉛を主成分とする焼結体自体の電気伝導性を利用して発光素子に駆動電力を供給した。
このように本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した皮膜が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、さらに発光強度の制御が可能であることが確認できた。またこの反射部材としての機能はセラミック材料を主成分する焼結体の光透過性の有無によらないことも確認できた。
Figure 2005035864
本実施例は、セラミック材料を主成分とする焼結体へ比較的高い屈折率を有する皮膜を形成したときの上記各焼結体の反射率の変化について調べたものである。
まず実施例２３、実施例２４、実施例２５、及び実施例２６で作製した鏡面研磨された表面状態を有する基板状の酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、酸化イットリウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。
次にこれらの各セラミック材料を主成分とする焼結体の鏡面研磨面に対してＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ダイヤモンド、ＳｉＣ、ＴｉＯ２の各皮膜をスパッタ法及びＣＶＤ法により形成した。形成した各皮膜の厚みはそれぞれ２．０μｍである。その後皮膜が形成された各セラミック材料を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの単色光に対する反射率を測定した。また、別途上記各種皮膜を厚さ１ｍｍの溶融石英ガラスに２．０μｍの厚みで形成し波長６０５ｎｍの単色光で反射部材自体の屈折率を測定した。作製した各種皮膜の屈折率はすべて２．１以上であった。又そのとき各種皮膜自体の光透過率も測定し、すべての皮膜の光透過率は８０％以上と透明性が高いことを確認した。これらの測定結果を表２６に示した。
皮膜が形成されていない各セラミック材料を主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの単色光に対する反射率が８％〜１５％であったのに対して、上記各種皮膜が形成された各セラミック材料を主成分とする焼結体ではすべて反射率が７０％以上に向上し、ほとんどすべてのもので反射率が９０％以上に向上した。これは恐らく形成した各皮膜の屈折率が各セラミック材料を主成分とする焼結体自体の屈折率（酸化亜鉛を主成分とする焼結体で２．０、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体で１．７、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体で１．７、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体で２．２、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体で１．７、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体で１．７、酸化イットリウムを主成分とする焼結体で１．９、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体で１．６）よりも大きいため全反射が生じた結果であろうと思われる。また形成した各皮膜のほとんどのものは屈折率がそれぞれのセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率よりも０．３以上高いため反射率が９０％以上に向上したものと思われる。
なお、皮膜の屈折率は実施例１９と同様に米国「ＳＣＩ（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社」製の分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）「製品名：ＦｉｌｍＴｅｋ４０００」を用いて測定した。また。皮膜の光透過率及び皮膜形成前後の焼結体の反射率は実施例１９と同様日立製作所製の分光光度計Ｕ−４０００を用いた。
次に本実施例において作製した上記各皮膜を形成した基板状のセラミック材料を主成分とする焼結体すべてを用いそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの大きさを切り出し、片面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子駆動用の電気回路を形成し発光素子搭載用基板を作製した。このように作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの放出状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板でセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を透過した光は弱くほとんど観察されない。発光素子からの発光は該発光素子が搭載されている基板面側の方へ鋭く強い光となって基板外部へと放出されていた（すなわち、発光素子が搭載されている基板面より上部の方に向かう光だけが実質的に観察された）。なお、参考のため上記各皮膜を形成していないセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子搭載用基板では基板を透過した発光素子からの明るい穏やかな光が観察される。このように上記各皮膜及び各セラミック材料を主成分とする焼結体はそれぞれ高い光透過率を有するにもかかわらず上記各皮膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板では基板を透過する発光素子からの光の強度が劇的に減少することが観察される。このことは酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、酸化イットリウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体に対して形成したＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ダイヤモンド、ＳｉＣ、ＴｉＯ２の各皮膜が発光素子搭載用基板においても反射部材として機能していることを示している。
このようなセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を透過する光の減少あるいは実質的に基板を透過する光が観察されないという現象、及び発光素子からの光は該発光素子が搭載されている基板面側の方へ強い光となって基板外部へと放出される現象は本実施例において各皮膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板だけでなく、セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製されるすべての発光素子搭載用基板において、該セラミック材料を主成分とする焼結体として該セラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以上の屈折率を有する材料が形成されたものを用いた発光素子搭載用基板で観察される。
次に実施例２８で作製した各セラミック材料を主成分とする焼結体（酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、酸化イットリウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体）を用いて作製された窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板を用意した。窪み空間内の発光素子搭載面にはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜により幅５０μｍの発光素子駆動用の電気回路が形成されている。上記電気回路には発光素子固着用電極も含まれる。またその他の例えばアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金などの蒸着皮膜などは形成されていない。又、別に蓋として用いる１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの各セラミック材料を主成分とする焼結体からなる板状基板を用意した。次に薄膜による電気回路が形成された発光素子搭載用基板の窪み空間内の側壁と、上記蓋として用いる板状基板の片面にＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ダイヤモンド、ＳｉＣ、ＴｉＯ２の各皮膜をそれぞれ厚み２．０μｍ形成した。これら各皮膜は本実施例の表２６で示したセラミック材料に対応したものと同じ組み合わせで形成した。例えば酸化亜鉛を主成分とする焼結体の場合は皮膜としてはＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＣ、及びＡｌＮであり、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の場合は皮膜としてはＡｌＮ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、及びＺｎＯである。また、これら皮膜の形成は表２６に記載されたものと同じ方法を用いた。一方、窪み空間内の発光素子が搭載される面にはこれらＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ダイヤモンド、ＳｉＣ、ＴｉＯ２の各皮膜は形成されていない。このようにして各セラミック材料を主成分とする焼結体に対応した皮膜を形成した発光素子搭載用基板を作製した。作製した各基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された１ｍｍ角の発光素子をＡｕ（１０重量％）／Ｓｎを主成分とする合金製低融点ろう材を用いて図２４に示されるように固着、反転実装することで搭載し、あらかじめ作製しておいたＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ダイヤモンド、ＳｉＣ、ＴｉＯ２の各皮膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体からなる板状基板を蓋として用いはんだにより封止した。その後発光素子に３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板で蓋及び基板側壁からの透過光の強さは弱くあるいはほとんど観察されなかった。一方蓋及び基板側壁以外の部分（すなわち基板の発光素子が搭載されている面と反対側の表面）からは基板を透過した強く明るい光が観察されたがその透過光は穏やかなものであった。このことは各セラミック材料を主成分とする焼結体に対して形成したＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ダイヤモンド、ＳｉＣ、ＴｉＯ２などの各皮膜が発光素子搭載用基板においても反射部材として機能していることを示している。
このように本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の高い材料を用いた皮膜が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、さらに発光強度の制御が可能であることが確認できた。またこの反射部材としての機能はセラミック材料を主成分する焼結体の光透過性の有無によらないことも確認できた。
Figure 2005035864
本実施例は実施例２８で作製したアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金の蒸着皮膜を片側全面に形成したセラミック材料を主成分とする焼結体の他に、厚み０．４μｍのマグネシウム、亜鉛、ニッケル、タングステン、モリブデン、及びタングステン（７０重量％）と銅（３０重量％）との合金の皮膜を片側全面に形成したセラミック材料を主成分とする焼結体（酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、酸化イットリウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体）の反射率を調べたものである。
セラミック材料を主成分とする焼結体として実施例２３、実施例２４、実施例２５、及び実施例２６で作製した酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、酸化イットリウムを主成分とする焼結体、及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意し、それぞれの焼結体の鏡面研磨した面に対して厚み０．４μｍのマグネシウム、亜鉛、ニッケル、タングステン、モリブデン、及びタングステン（７０重量％）と銅（３０重量％）との合金の各皮膜を形成した。これら皮膜のうちマグネシウム、亜鉛、ニッケルの皮膜は蒸着法により形成したものであり、タングステン、モリブデン、及びタングステン７０重量％と銅３０重量％との合金の皮膜はスパッタ法により形成したものである。これらの皮膜を形成した各セラミック材料を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの単色光に対する反射率を測定した。その結果を表２７に示した。表２７に示すようにマグネシウム、及び亜鉛の蒸着皮膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体の反射率はいずれも８０％以上と高いものであった。また、タングステン（７０重量％）と銅（３０重量％）との合金の皮膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体の反射率は７０％以上であった。またニッケル、タングステン及びモリブデンの皮膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体の反射率はいずれも５０％以上であった。
Figure 2005035864
本実施例は焼結体内部に電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過性について調べた例を示す。調べたセラミック材料は酸化アルミニウム及び結晶化ガラスである。
まず、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体について調べた例を述べる。
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）原料粉末として住友化学工業株式会社製の「ＡＲＬ−Ｍ４１」グレードを用意し、該酸化アルミニウム粉末に酸化マグネシウム粉末をＭｇＯ換算で２．０モル％、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末をＣａＯ換算で２．０モル％、シリカ粉末をＳｉＯ２換算で４．０モル％加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して９重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．３０ｍｍ及び０．６０ｍｍのグリーンシートを作製した。又別に上記酸化アルミニウム粉末に酸化マグネシウム粉末をＭｇＯ換算で１．０モル％、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末をＣａＯ換算で０．２モル％、酸化イットリウム粉末をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して９重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．３０ｍｍ及び０．６０ｍｍのグリーンシートを作製した。さらに上記酸化アルミニウム粉末に酸化マグネシウム粉末をＭｇＯ換算で２．０モル％、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末をＣａＯ換算で２．０モル％、シリカ粉末をＳｉＯ２換算で４．０モル％、酸化チタン粉末をＴｉＯ２換算で０．３モル％、及び酸化クロム粉末をＣｒ２Ｏ３換算で０．３モル％加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して９重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．３０ｍｍ及び０．６０ｍｍのグリーンシートを作製した。作製した上記２種類の組成を有するグリーンシートから一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製しこのシートにパンチング機及びＹＡＧレーザーで表裏面を貫通する直径２５μｍ、５０μｍ、２５０μｍの円形スルーホールを形成した。一部の厚み０．６ｍｍのシートは窪み空間を形成するために８ｍｍ角の正方形の穴が打ち抜いてある。次に溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を加え導電性成分として純タングステン粉末、５０体積％タングステン＋５０体積％銅の混合粉末および純銅粉末を用いて３種類の導電性ペーストを作製した。このペーストの一部を用い上記のスルーホール内に充填した。またペーストの一部を用いて各シートに幅１００μｍの配線を印刷した。その後厚み０．３ｍｍのシートを２枚積層し内部に導通ビアと電気配線を有し表面にも電気配線を有するシートを作製した。また厚み０．６ｍｍのシート１枚と四角の穴が打ち抜いてあるシート２枚とを積層して内部に導通ビアと電気配線を有し表面にも電気配線を有しかつ窪み空間（キャビティー）を有するシートを作製した。これら積層されたシートを乾燥後水素１２．５体積％を含む湿り窒素雰囲気中１５５０℃で２時間常圧焼成し内部に導通ビアと電気配線を有し表面にも電気配線を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。得られた各焼結体の外形寸法は収縮し２９ｍｍ×２９ｍｍ角〜３０ｍｍ×３０ｍｍ角の大きさであった。厚み０．６ｍｍのシートを積層して作製した酸化アルミニウムを主成分とする焼結体にはおよそ６．７ｍｍ×６．７ｍｍ×深さ１．０ｍｍの窪み空間が形成されている。焼結体全体の厚みはおよそ１．５ｍｍであり、窪み空間部の基板厚みはおよそ０．５ｍｍであった。また０．３ｍｍのシートを積層して得られた平板状の焼結体の厚みはおよそ０．５ｍｍであった。得られた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において、最初グリーンシートのスルーホールに充填した金属成分は焼結あるいは溶融凝固により十分緻密化し導電性が発現しており各組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体とも緊密に一体化し導通ビアとして機能している。また内部の電気配線も各組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体と緊密に一体化し電気回路として機能している。タングステン、５０体積％タングステン＋５０体積％銅、銅の各導電性材料と各組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体との間には反応が認められない。得られた導通ビアの大きさは焼成後収縮し酸化アルミニウムを主成分とする焼結体内部でそれぞれ直径２１４〜２２１μｍ、４１〜４４μｍ及び２１〜２３μｍになっていた。電気配線の幅は８３μｍ〜８７μｍであった。作製された酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面に形成されているタングステン配線、タングステン５０体積％＋銅５０体積％配線、及び銅配線にはそれぞれＮｉ／Ａｕめっきを施した。なお上記導通ビアは１０ｍｍ×１０ｍｍの面積に１〜３０個形成されるように配されている。また、チタン及びクロム成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は黒色に呈色している。このようにして得られた導通ビア及び電気配線を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて波長６０５ｎｍの単色光に対する光透過率を測定しその後導通ビアの室温における抵抗を４端子法で測定し導通ビアの形状から室温における抵抗率を算出した。光透過率は０．３ｍｍのシートを積層して得られた厚みおよそ０．５ｍｍの平板状の焼結体の表面をブラシで洗浄した焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態のものを用いて測定した。その結果上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちマグネシウム成分をＭｇＯ換算で２．０モル％、カルシウム成分をＣａＯ換算で２．０モル％、及び珪素成分をＳｉＯ２換算で４．０モル％含むものは内部に導通ビア及び電気配線などの電気回路が形成されているものであってもタングステンを導体としたもので光透過率５７％、タングステン＋銅の合金を導体としたもので光透過率５３％、銅を導体としたもので光透過率５２％と優れたものであった。マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．０モル％、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．２モル％、及びイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含むものは内部にタングステンの導通ビア及び電気配線などの電気回路が形成されているもので光透過率８３％、タングステン＋銅の導通ビア及び電気配線が形成されているもので光透過率８１％、銅の導通ビア及び電気配線が形成されているものであっても光透過率８０％とさらに優れたものであった。一方マグネシウム成分をＭｇＯ換算で２．０モル％、カルシウム成分をＣａＯ換算で２．０モル％、珪素成分をＳｉＯ２換算で４．０モル％、チタン成分をＴｉＯ２換算で０．３モル％、及びクロム成分をＣｒ２Ｏ３換算で０．３モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率はすべて０％であった。これは内部に導通ビア及び電気配線などの電気回路が形成されているどうかにかかわらずもともと上記組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体自体が光透過性を有しないものであることが原因であると思われる。なお、導通ビアの室温における抵抗率は１．９×１０−６Ω・ｃｍ〜８．２×１０−６Ω・ｃｍの範囲であった。これらの結果を表２８に示した。
以下、結晶化ガラスを主成分とする焼結体について調べた例を述べる。
原料粉末として市販の硼珪酸ガラス粉末と上記住友化学工業株式会社製の「ＡＲＬ−Ｍ４１」グレードを用意した。その他に添加剤として用いるために信越化学工業株式会社製の純度９９．９％のＬａ２Ｏ３粉末、及びＹ２Ｏ３粉末を用意した。なお、上記市販の硼珪酸ガラス粉末の組成を蛍光Ｘ線分析するとＳｉＯ２：４８．５重量％、Ｂ２Ｏ３：１０．６重量％、Ａｌ２Ｏ３：２２．４重量％、ＣａＯ：１４．５重量％、ＭｇＯ：４．０重量％であった。
次に上記硼珪酸ガラス粉末５５重量％と酸化アルミニウム粉末４５重量％とをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して１２重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．３０ｍｍ及び０．６０ｍｍのグリーンシートを作製した。又別に上記硼珪酸ガラス粉末５４．７２５重量％、酸化アルミニウム粉末４４．７７５重量％、及びＬａ２Ｏ３粉末０．５０重量％とをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して１２重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．３０ｍｍ及び０．６０ｍｍのグリーンシートを作製した。さらに上記硼珪酸ガラス粉末５４．７２５重量％、酸化アルミニウム粉末４４．７７５重量％、及びＹ２Ｏ３粉末０．５０重量％とをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間粉砕混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して１２重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．３０ｍｍ及び０．６０ｍｍのグリーンシートを作製した。作製した上記３種類の組成とそれぞれの組成において厚み０．３ｍｍ及び０．６ｍｍを有するグリーンシートから一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製しこのシートにパンチング機及びＹＡＧレーザーで表裏面を貫通する直径２５μｍ、５０μｍ、２５０μｍの円形スルーホールを形成した。厚み０．６ｍｍのシートの一部は窪み空間を形成するために８ｍｍ角の正方形の穴が打ち抜いてある。次に溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を加え導電性成分として純銀粉末および純銅粉末を用いて銀を主成分とするもの及び銅を主成分とするものとの２種類の導電性ペーストを作製した。このペーストの一部を用い上記のスルーホール内に充填した。またペーストの一部を用いて各シートに幅１００μｍの配線を印刷した。その後厚み０．３ｍｍのシートを２枚積層し内部に導通ビアと電気配線を有し表面にも電気配線を有するシートを作製した。また厚み０．６ｍｍのシート１枚と四角の穴が打ち抜いてあるシート２枚とを積層して内部に導通ビアと電気配線を有し表面にも電気配線を有しかつ窪み空間（キャビティー）を有するシートを作製した。なお、窪み空間内の発光素子搭載部には上記スルーホールに導電性ペーストを充填することによりサーマルビアが形成されている。これら積層されたシートのうち純銀粉末の導電性ペーストを用いたものは大気中９００℃で２時間常圧焼成し内部に銀を主成分とする導通ビアと電気配線を有し表面にも銀を主成分とする電気配線を有する結晶化ガラスを主成分とする焼結体を得た。また、積層されたシートのうち純銅粉末の導電性ペーストを用いたものは窒素中９００℃で２時間常圧焼成し内部に銅を主成分とする導通ビアと電気配線を有し表面にも銅を主成分とする電気配線を有する結晶化ガラスを主成分とする焼結体を得た。得られた各焼結体の外形寸法は収縮し２９ｍｍ×２９ｍｍ角〜３０ｍｍ×３０ｍｍ角の大きさであった。厚み０．６ｍｍのシートを積層して作製した結晶化ガラスを主成分とする焼結体にはおよそ６．７ｍｍ×６．７ｍｍ×深さ１．０ｍｍの窪み空間が形成されている。焼結体全体の厚みはおよそ１．５ｍｍであり、窪み空間部の基板厚みはおよそ０．５ｍｍであった。また０．３ｍｍのシートを積層して得られた平板状の焼結体の厚みはおよそ０．５ｍｍであった。得られた結晶化ガラスを主成分とする焼結体において、最初グリーンシートのスルーホールに充填した金属成分は十分緻密化し導電性が発現しており各組成の結晶化ガラスを主成分とする焼結体とも緊密に一体化し導通ビアとして機能している。また内部の電気配線も各組成の結晶化ガラスを主成分とする焼結体と緊密に一体化し電気回路として機能している。また銀及び銅の各導電性材料と各組成の結晶化ガラスを主成分とする焼結体との間には反応が認められない。得られた導通ビアの大きさは焼成後収縮し結晶化ガラスを主成分とする焼結体内部でそれぞれ直径２１２〜２２０μｍ、４１〜４３μｍ及び２０〜２３μｍになっていた。電気配線の幅は８２μｍ〜８６μｍであった。作製された結晶化ガラスを主成分とする焼結体表面の銅配線にはＮｉ／Ａｕめっきを施した。なお上記導通ビアは１０ｍｍ×１０ｍｍの面積に１〜３０個形成されるように配されている。このようにして得られた導通ビア及び電気配線を有する結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いて波長６０５ｎｍの単色光に対する光透過率を測定しその後導通ビアの室温における抵抗を４端子法で測定し導通ビアの形状から室温における抵抗率を算出した。光透過率は０．３ｍｍのシートを積層して得られた厚みおよそ０．５ｍｍの平板状の焼結体の表面をブラシで洗浄した焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態のものを用いて測定した。その結果上記結晶化ガラスを主成分とする焼結体のうち硼珪酸ガラス粉末５５重量％と酸化アルミニウム粉末４５重量％との混合により作製されたものは内部に導通ビア及び電気配線などの電気回路が形成されているものであっても銀を導体とし大気中焼成されたもので光透過率３６％であり、銅を導体とし窒素中で焼成されたもので光透過率３３％であった。また、上記結晶化ガラスを主成分とする焼結体のうち硼珪酸ガラス粉末５４．７２５重量％、酸化アルミニウム粉末４４．７７５重量％、及びＬａ２Ｏ３粉末０．５０重量％の３成分混合により作製されたものは内部に導通ビア及び電気配線などの電気回路が形成されているものであっても銀を導体とし大気中焼成されたもので光透過率５５％であり、銅を導体とし窒素中で焼成されたもので光透過率５３％と優れたものであった。また、上記結晶化ガラスを主成分とする焼結体のうち硼珪酸ガラス粉末５４．７２５重量％、酸化アルミニウム粉末４４．７７５重量％、及びＹ２Ｏ３粉末０．５０重量％の３成分混合により作製されたものは内部に導通ビア及び電気配線などの電気回路が形成されているものであっても銀を導体とし大気中焼成されたもので光透過率７４％であり、銅を導体とし窒素中で焼成されたもので光透過率７０％とさらに優れたものであった。なお、導通ビアの室温における抵抗率は２．０×１０−６Ω・ｃｍ〜２．７×１０−６Ω・ｃｍの範囲であった。これらの結果を表２８に示した。
本実施例による結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いて作製される窪み空間を有する発光素子搭載用基板は図３７に例示したような形状を有するものである。すなわち図３７を用いて説明すれば発光素子搭載用基板３０の内部及び表面には導通ビア４０及び電気回路４１、４２、及び４３が形成され窪み空間３１の発光素子搭載部３８にはサーマルビア１３０が形成されている。
また、本実施例による酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製される窪み空間を有する発光素子搭載用基板は上記の図３７に例示したようなサーマルビアのない形状のものである。すなわち、図３３で例示したような形状のものである。
Figure 2005035864
本実施例はセラミック材料を主成分する焼結体内部に電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子搭載用基板の特性について調べた例を示す。調べたセラミック材料は酸化アルミニウム及び結晶化ガラスである。
実施例３１で作製した窪み空間を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体から該窪み空間が中央に位置するよう１０ｍｍ×１０ｍｍの外形寸法に切り出すことにより発光素子搭載用基板を作製した。発光素子搭載用基板を作製するために用いた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体は実施例３１で作製したすべての組成のものを用いた。該窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板は図６、８、１０、１４、１５、１６、２０、２１、２３、２４、２５、２６、３７における符号３０で例示されるような形態を有したものである。なお、該窪み空間（キャビティー）内の発光素子搭載面には実施例３１に記載されたように発光素子駆動用の電気回路が形成されている。また結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板の発光素子搭載部にサーマルビアが形成されている。
次に作製した発光素子搭載用基板に市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果、チタン成分とクロム成分とを含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板を除き、実施例３１で作製した焼結体を用いて作製した発光素子搭載用基板すべてにおいて基板を透過した発光素子からの光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。特にＭｇＯ換算で１．０モル％、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．２モル％、及びイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び硼珪酸ガラス粉末５４．７２５重量％、酸化アルミニウム粉末４４．７７５重量％、及びＹ２Ｏ３粉末０．５０重量％の３成分混合により作製された結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板ではより明るい透過光が観察された。透過光の明るさは同じ組成のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板であれば導通ビア及び電気配線に用いた導体材料の種類にかかわらずほとんど同等であるように観察された。このように内部に導通ビアや電気配線などの電気回路が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板であっても十分発光素子からの光を透過し得ることが確認された。
次に酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子搭載用基板すべてに対してその窪み空間内のすべての面に実施例２７と同様の方法でシリカ皮膜を形成した。その後市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果、チタン成分とクロム成分とを含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子搭載用基板を除き、実施例３１で作製した焼結体を用いて作製した発光素子搭載用基板すべてにおいて基板を透過した発光素子からの光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。該透過光はシリカ皮膜を形成していないものに比べてより明るいものであるように観察された。このように比較的屈折率の小さい材料を用いて皮膜を形成すればセラミック材料を主成分とする焼結体からなる発光素子搭載用基板を透過する発光素子からの光はより明るいものとなりうることが確認された。これは上記の皮膜が反射防止部材として機能したためであろうと推測される。
次に酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子搭載用基板すべてに対してその窪み空間内のすべての面に実施例２８及び実施例３０と同様の方法でアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、タングステン、モリブデン、及びタングステン７０重量％＋銅３０重量％合金の各皮膜を形成した。その後市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。また上記皮膜は窪み空間内に形成されている発光素子駆動用の電気回路と電気的に絶縁を図るために隙間（スペース）を設けて形成してある。その結果、作製したすべての発光素子搭載用基板において発光素子からの発光は基板を透過したものは観察されず（すなわち、発光素子が搭載された窪み空間部と反対側の基板側の面から発光素子の光は観察されず）、基板の窪み空間から上部に向かう光だけが観察された（すなわち、発光素子が搭載された窪み空間部のある基板側から発光素子の光は放出される状況が観察された）。また、アルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金、マグネシウム、亜鉛、及びタングステン７０重量％＋銅３０重量％合金の各皮膜が形成された発光素子搭載用基板において発光素子からの光は他の皮膜が形成されたものよりより明るいことが観察された。そのうちアルミニウム、金、銀、銅、マグネシウムの各皮膜が形成された発光素子搭載用基板において発光素子からの光は他の皮膜が形成されたものよりさらに明るいことが観察された。このような現象が生じるのはアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、タングステン、モリブデン、及びタングステン７０重量％＋銅３０重量％合金の各皮膜が反射部材として機能したことによると思われる。このようにセラミックを主成分とする焼結体が高い光透過性を有するものであっても発光素子搭載用基板において反射部材として機能する皮膜が形成された部分では発光素子からの光は透過しにくい。
このように本実施例において発光素子からの発光方向を制御でき、さらに発光強度の制御が可能であることが示された。
次に酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子搭載用基板すべてに対してその窪み空間内のすべての面に実施例２９と同様の方法で、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に対してはＴｉＯ２、ＳｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＺｎＯの各皮膜を、結晶化ガラスを主成分とする焼結体に対してはＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｎＯの各皮膜を形成した。その後市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載し、３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その結果作製したすべての発光素子搭載用基板でセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を透過した光は弱くほとんど観察されない。発光素子からの発光は該発光素子が搭載されている窪み空間より上部の方へ強い光となって基板外部へと放出されていた（すなわち、発光素子が搭載されている基板面より上部の方に向かう光だけが実質的に観察された）。このような現象が生じるのは形成したＴｉＯ２、ＳｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｎＯの各皮膜の屈折率が酸化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは結晶化ガラスを主成分とする焼結体と同等かあるいは大きいので該被膜が反射部材として機能したことによると推測される。このようにセラミックを主成分とする焼結体が高い光透過性を有し、さらに皮膜自体も高い光透過性を有するものであってもセラミックを主成分とする焼結体と屈折率が同等かあるいは屈折率の大きい材料を用いて皮膜を形成すれば該被膜は反射部材として機能し易くなり、発光素子からの光は該被膜が形成された発光素子搭載用基板の部分を透過しにくくなる。
このように本実施例において発光素子からの発光方向を制御でき、さらに発光強度の制御が可能であることが示された。
次に、実施例２５の実験Ｎｏ．４３０で作製した平板状の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び実施例２６の実験Ｎｏ．４５３で作製した平板状の結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。また、実施例２８で作製したアルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金の各皮膜が形成された平板状の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。また、実施例２９で作製したＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＺｎＯの各皮膜を形成した平板状の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及びＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｎＯの各皮膜を形成した結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。また、本実施例において実施例２５で作製した鏡面研磨された平板状の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び実施例２６で作製した鏡面研磨された平板状の結晶化ガラスを主成分とする焼結体の該鏡面研磨面に実施例２９と同様のスパッタリング法でＳｉＣ皮膜をそれぞれ形成したものも用意した。さらに、実施例３０で作製したマグネシウム、亜鉛、ニッケル、タングステン、モリブデン、及びタングステン７０重量％＋銅３０重量％合金の各皮膜を形成した平板状の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を用意した。これら各種皮膜が形成された焼結体を１０ｍｍ×１０ｍｍ（厚みは０．５ｍｍである）の大きさに切り出し窪み空間を有する発光素子搭載用基板の蓋として用いたときの状況について調べた。すなわち本実施例で作製したすべての窪み空間を有する発光素子搭載用基板のうち皮膜（アルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、白金、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、タングステン、モリブデン、及びタングステン７０重量％＋銅３０重量％合金の各皮膜及びＴｉＯ２、ＳｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｎＯの各皮膜）が形成されていないものに市販の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を積層し発光層としてＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いて作製された発光素子を搭載した。なおこの発光素子の大きさは１ｍｍ角であり発光素子搭載用基板とエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で接着されている。その後上記の蓋をエポキシ樹脂を主成分とする接着剤で接着し発光素子を封止した。次に発光素子に３．５Ｖ×３５０ｍＡの電力を印加して発光させ該発光の基板からの透過状態を肉眼により確認した。その結果、各種皮膜を形成していない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体及び結晶化ガラスを主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは基板全体から基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかで十分明るいものであった。ただしチタン及びクロム成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板では蓋の部分からだけ基板を透過した光が観察された。一方、各種皮膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を蓋として用いたものでは明らかに蓋部分において該蓋を透過した光は観察されず、発光素子を搭載した基板側（窪み空間を有する発光素子搭載用基板側）で基板を透過した光が観察された。該透過光は穏やかであるが明るさは皮膜を形成していない蓋を用いた基板のものよりかなり大きいものであった。このことは蓋に形成された蒸着皮膜が反射部材として十分機能していることを示している。
本実施例において、セラミック材料を主成分する焼結体の内部に導通ビア及び電気配線などの電気回路さらにサーマルビアが形成された発光素子搭載用基板であってもセラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有するものであれば基板を透過した光の明るさが大きく減少するようなことは生じにくいことが確認でき、セラミック材料を主成分する焼結体が光透過性を有することの有効性が確認できた。
また本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の小さい材料を用いた皮膜が反射防止部材として機能し基板を透過する発光素子からの発光の強度を制御することが可能であることが確認できた。
また本実施例においてセラミック材料を主成分する焼結体に形成した比較的屈折率の高い材料を用いた皮膜が反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、さらに発光強度の制御が可能であることが確認できた。さらに反射率の高い皮膜も反射部材として機能し発光素子の発光方向を制御でき、さらに発光強度の制御が可能であることが確認できた。この反射部材としての機能はセラミック材料を主成分する焼結体の光透過性の有無によらないことも確認できた。
（発明の態様）
本発明は上記のように、１）光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板、２）反射防止部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板、３）反射部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子搭載用基板、に関するものでありその態様は下記の内容を含む。以下発明の態様について詳細を説明する。
項１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板。
項２．光透過率１％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１に記載された発光素子搭載用基板。
項３．光透過率５％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１又は２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項４．光透過率１０％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２又は３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５．光透過率２０％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３又は４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項６．光透過率３０％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４又は５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項７．光透過率４０％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５又は６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項８．光透過率５０％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６又は７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項９．光透過率６０％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１０．光透過率８０％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８又は９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１１．光透過率８５％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２．セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は反射防止部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板。
項１４．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は反射防止部材が形成された光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又は１３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１５．反射防止部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以下であることを特徴とする項１３又は１４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１６．反射防止部材が屈折率２．３以下の材料からなることを特徴とする項１３、１４又は１５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１７．反射防止部材が屈折率２．１以下の材料からなることを特徴とする項１６に記載された発光素子搭載用基板。
項１８．反射防止部材が屈折率２．０以下の材料からなることを特徴とする項１６又は１７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１９．反射防止部材が光透過率３０％以上の材料からなることを特徴とする項１３、１４、１５、１６、１７又は１８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２０．反射防止部材が光透過率５０％以上の材料からなることを特徴とする項１９に記載された発光素子搭載用基板。
項２１．反射防止部材が光透過率７０％以上の材料からなることを特徴とする項１９又は２０に記載された発光素子搭載用基板。
項２２．反射防止部材が光透過率８０％以上の材料からなることを特徴とする項１９、２０又は２１に記載された発光素子搭載用基板。
項２３．反射防止部材の屈折率及び光透過率がそれぞれ少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１又は２２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２４．反射防止部材がガラス、樹脂、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２又は２３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２５．反射防止部材として用いられるガラスが石英ガラス、高珪酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ソーダガラス、カリガラス、鉛カリガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、硼珪酸ガラス、無アルカリガラス、カルコゲン化物ガラス、テルライドガラス、燐酸塩ガラス、ランタンガラス、リチウム含有ガラス、バリウム含有ガラス、亜鉛含有ガラス、フッ素含有ガラス、鉛含有ガラス、窒素含有ガラス、ゲルマニウム含有ガラス、クラウンガラス、硼酸クラウンガラス、重クラウンガラス、希土類元素あるいはニオブ、タンタルを含むクラウンガラス、フリントガラス、軽フリントガラス、重フリントガラス、希土類元素あるいはニオブ、タンタルを含むフリントガラス、はんだガラス、光学ガラス、各種結晶化ガラスのうちから選ばれた１種以上の材料からなることを特徴とする項２４に記載された発光素子搭載用基板。
項２６．反射防止部材として用いられる樹脂がエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、不飽和ポリエステル、ＰＴＦＥやＰＦＡあるいはＦＥＰあるいはＰＶｄＦなどのフッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂（ＳＡＮ）、アリルジグリコールカーボネート樹脂（ＡＤＣ）、ウレタン樹脂、チオウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂（ＤＡＰ）、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリスルホン、ポリアリレート、ジアリルフタレート、ポリアセタールなどのうちから選ばれる少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項２４に記載された発光素子搭載用基板。
項２７．反射防止部材として用いられる金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物がベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ディスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、亜鉛（Ｚｎ）、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、のうちから選ばれる少なくとも１種以上の金属を主成分とする材料からなることを特徴とする項２４に記載された発光素子搭載用基板。
項２８．反射防止部材が酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウムのうちから選ばれる少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項２４又は２７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２９．反射防止部材がセラミック材料を主成分とする焼結体の自己酸化皮膜からなるものであることを特徴とする項２４、２７又は２８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項３０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は反射部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板。
項３１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は反射部材が形成された光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９又は３０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項３２．反射部材が反射率１５％以上の材料からなることを特徴とする項３０又は３１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項３３．反射部材が反射率３０％以上の材料からなることを特徴とする項３２に記載された発光素子搭載用基板。
項３４．反射部材が反射率５０％以上の材料からなることを特徴とする項３２又は３３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項３５．反射部材が反射率７０％以上の材料からなることを特徴とする項３２、３３又は３４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項３６．反射部材が反射率８０％以上の材料からなることを特徴とする項３２、３３、３４又は３５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項３７．反射部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率と同等かあるいはそれ以上であることを特徴とする項３０、３１、３２、３３、３４、３５又は３６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項３８．反射部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率より少なくとも０．２以上大きいことを特徴とする項３７に記載された発光素子搭載用基板。
項３９．反射部材の屈折率がセラミック材料を主成分とする焼結体の屈折率より少なくとも０．３以上大きいことを特徴とする項３７又は３８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項４０．反射部材が光透過率３０％以上の材料からなることを特徴とする項３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８又は３９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項４１．反射部材が光透過率５０％以上の材料からなることを特徴とする項４０に記載された発光素子搭載用基板。
項４２．反射部材が光透過率８０％以上の材料からなることを特徴とする項４０又は４１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項４３．反射部材の反射率、屈折率及び光透過率がそれぞれ少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１又は４２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項４４．反射部材が金属、合金のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６又は４３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項４５．反射部材がＢｅ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、希土類金属、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６又は３７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項４６．反射部材がＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗ／Ｃｕ合金、Ｍｏ／Ｃｕ合金、Ｗ／Ａｇ合金、Ｍｏ／Ａｇ合金、Ｗ／Ａｕ合金、Ｍｏ／Ａｕ合金のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項４５に記載された発光素子搭載用基板。
項４７．反射部材がＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗ／Ｃｕ合金、Ｍｏ／Ｃｕ合金、Ｗ／Ａｇ合金、Ｍｏ／Ａｇ合金、Ｗ／Ａｕ合金、Ｍｏ／Ａｕ合金のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項４５又は４６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項４８．反射部材がＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌを主成分とする材料からなることを特徴とする項４５、４６又は４７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項４９．反射部材が元素単体、金属の酸化物、金属の窒化物、金属の炭化物、金属の珪素化物のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２又は４３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５０．反射部材がＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＰＺＴ〔Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３〕、ＰＬＺＴ〔（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３〕、ＰＬＴ〔（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ３〕、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳｅ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＳＢＮ〔（Ｓｒ１−ｘＢａｘ）Ｎｂ２Ｏ６〕、ＢＮＮ（Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ１５）、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ２ＷＯ６、ＰｂＭｏＯ４、ＰｂＭｏＯ５、ＴｅＯ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンド、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、Ｓｉ、Ｇｅ、カルコゲナイドガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項４９に記載された発光素子搭載用基板。
項５１．反射部材がＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＰＺＴ〔Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３〕、ＰＬＺＴ〔（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３〕、ＰＬＴ〔（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ３〕、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳｅ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ２ＷＯ６、ＴｅＯ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンド、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、カルコゲナイドガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項４９又は５０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５２．反射部材がＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ２ＷＯ６、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンド、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項４９、５０又は５１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５３．反射部材がＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンド、ＡｌＮを主成分とする材料からなることを特徴とする項４９、５０、５１又は５２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５４．反射部材が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して全反射する材料からなることを特徴とする項３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２又は５３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板はセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板には反射防止部材及び反射部材のうちから選ばれた少なくともいずれかが形成されていることを特徴とする項１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３又は５４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板はセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板には反射防止部材及び反射部材が同時に形成されていることを特徴とする項１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４又は５５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板はセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板には反射防止部材及び反射部材のうちから選ばれた少なくともいずれかがセラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面のうちから選ばれた少なくともいずれかに形成されていることを特徴とする項５５又は５６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板はセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板には反射防止部材及び反射部材が同時にセラミック材料を主成分とする焼結体の内部及び表面のうちから選ばれた少なくともいずれかにそれぞれ形成されていることを特徴とする項５５、５６又は５７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項５９．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項５５、５６、５７又は５８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項６０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板はセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該発光素子からの発光を基板の任意の方向に放出可能であることを特徴とする発光素子搭載用基板。
項６１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該発光素子からの発光を基板の任意の方向に放出可能であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９又は６０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項６２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板はセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板には反射防止部材が形成され、該発光素子からの発光を基板の任意の方向に放出可能であることを特徴とする項６０又は６１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項６３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板はセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板には反射部材が形成され、該発光素子からの発光を基板の任意の方向に放出可能であることを特徴とする項６０、６１又は６２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項６４．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板はセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板には反射防止部材及び反射部材が同時に形成され、該発光素子からの発光を基板の任意の方向に放出可能であることを特徴とする項６０、６１、６２又は６３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項６５．発光素子からの発光を基板の周囲空間すべての方向に放出可能であることを特徴とする項６０、６１、６２、６３又は６４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項６６．発光素子からの発光を基板の発光素子搭載面と反対側の方向にも放出可能なものであることを特徴とする項６０、６１、６２、６３、６４又は６５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項６７．発光素子からの発光が基板を透過して基板の発光素子搭載面と反対側の方向にも放出されることを特徴とする項６６に記載された発光素子搭載用基板。
項６８．窪み空間を有する発光素子搭載用基板であって、発光素子からの発光は基板の側面から放出されることを特徴とする項６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６又は６７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項６９．窪み空間を有する発光素子搭載用基板であって、発光素子からの発光は窪み空間内部の基板側壁を透過して基板の側面から放出されることを特徴とする項６８に記載された発光素子搭載用基板。
項７０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、発光素子からの発光が主として基板の発光素子搭載面側に放出されることを特徴とする項６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６又は６７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項７１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９又は７０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項７２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過率３０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１に記載された発光素子搭載用基板。
項７３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過率１０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１又は７２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項７４．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過率５％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２又は７３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項７５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過率１％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３又は７４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項７６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過率０％のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４又は７５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項７７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、発光素子からの発光が主として基板の発光素子搭載面側に放出されることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５又は７６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項７８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板には反射防止部材及び反射部材のうちから選ばれた少なくともどちらか１以上が形成され、発光素子からの発光が主として基板の発光素子搭載面側に放出されることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６又は７７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項７９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過率５０％以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板には反射防止部材及び反射部材がどちらも同時に形成され、発光素子からの発光が主として基板の発光素子搭載面側に放出されることを特徴とする項７８に記載された発光素子搭載用基板。
項８０．セラミック材料が窒化物、酸化物、炭化物、硼化物、珪化物、及び結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８又は７９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項８１．窒化物が窒化アルミニウム、窒化硼素、窒化珪素、及び窒化チタンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項８０に記載された発光素子搭載用基板。
項８２．酸化物が酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、及びステアタイトのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項８０に記載された発光素子搭載用基板。
項８３．炭化物が炭化珪素、炭化チタン、炭化硼素、及び炭化タングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項８０に記載された発光素子搭載用基板。
項８４．硼化物が硼化チタン、硼化ジルコニウム、及び硼化ランタンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項８０に記載された発光素子搭載用基板。
項８５．珪化物が珪化モリブデン、及び珪化タングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項８０に記載された発光素子搭載用基板。
項８６．セラミック材料が窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、希土類元素酸化物、及び結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項８０、８１又は８２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項８７．希土類元素酸化物が酸化イットリウムであることを特徴とする項８６に記載された発光素子搭載用基板。
項８８．結晶化ガラスが硼珪酸ガラス及び酸化アルミニウムの混合物を主成分とするものであることを特徴とする項８６に記載された発光素子搭載用基板。
項８９．セラミック材料がアルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする項８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７又は８８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項９０．セラミック材料が遷移金属元素及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする項８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８又は８９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項９１．遷移金属元素がモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛であることを特徴とする項９０に記載された発光素子搭載用基板。
項９２．セラミック材料が少なくともアルミニウム成分を含む酸化亜鉛であることを特徴とする項８０、８２、８６、８９、９０又は９１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項９３．セラミック材料が酸化亜鉛であり、該酸化亜鉛を主成分とする焼結体が導電性を有することを特徴とする項８６、８９、９０、９１又は９２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項９４．セラミック材料が少なくともアルミニウム成分を含む酸化亜鉛であり、該酸化亜鉛を主成分とする焼結体が導電性を有することを特徴とする項９２又は９３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項９５．室温における抵抗率１×１０２Ω・ｃｍ以下の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９３又は９４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項９６．室温における抵抗率１×１００Ω・ｃｍ以下の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９５に記載された発光素子搭載用基板。
項９７．室温における抵抗率１×１０−１Ω・ｃｍ以下の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９５又は９６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項９８．室温における抵抗率１×１０−２Ω・ｃｍ以下の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９５、９６又は９７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項９９．セラミック材料が窒化アルミニウムであることを特徴とする項８０、８１、８６、８９、９０又は９１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１００．セラミック材料が窒化アルミニウムであり、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを５０体積％以上含むものであることを特徴とする項９９に記載された発光素子搭載用基板。
項１０１．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で５０体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９又は１００に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１０２．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で４０体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１０１に記載された発光素子搭載用基板。
項１０３．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で３０体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１０１又は１０２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１０４．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で１２体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１０１、１０２又は１０３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１０５．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で７体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１０１、１０２、１０３又は１０４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１０６．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で５体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１０１、１０２、１０３、１０４又は１０５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１０７．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で３体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１０１、１０２、１０３、１０４、１０５又は１０６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１０８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちいずれか一方だけを含むものであることを特徴とする項１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６又は１０７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１０９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属を同時に含むものであることを特徴とする項１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６又は１０７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１１０．アルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で２０体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８又は１０９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１１１．アルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で１０体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１１０に記載された発光素子搭載用基板。
項１１２．アルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で５体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１１０又は１１１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１１３．アルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で３体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１１０、１１１又は１１２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１１４．アルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を酸化物換算で１体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１１０、１１１、１１２又は１１３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１１５．アルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含みさらに希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３又は１１４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１１６．Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で５０体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４又は１１５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１１７．Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で２０体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１１６に記載された発光素子搭載用基板。
項１１８．Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で１０体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１１６又は１１７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１１９．Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で５体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１１６、１１７又は１１８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２０．Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で３体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１１６、１１７、１１８又は１１９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２１．Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で１体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１１６、１１７、１１８、１１９又は１２０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２２．Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含みさらに希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０又は１２１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２３．遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも1種以上を元素換算で５０重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１又は１２２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２４．遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも1種以上を元素換算で２０重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１２３に記載された発光素子搭載用基板。
項１２５．遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも1種以上を元素換算で１０重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１２３又は１２４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２６．遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも1種以上を元素換算で１．０重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１２３、１２４又は１２５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２７．遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも1種以上を元素換算で０．５重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１２３、１２４、１２５又は１２６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２８．遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも1種以上を元素換算で０．２重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１２３、１２４、１２５、１２６又は１２７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１２９．遷移金属の不可避不純物のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含みさらに希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７又は１２８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１３０．遷移金属の不可避不純物が鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛であることを特徴とする項１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８又は１２９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１３１．酸素を２５重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９又は１３０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１３２．酸素を１５重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１３１に記載された発光素子搭載用基板。
項１３３．酸素を１０重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１３１又は１３２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１３４．酸素を５重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１３１、１３２又は１３３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１３５．酸素を３重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１３１、１３２、１３３又は１３４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１３６．酸素を含みさらに希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４又は１３５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１３７．ＡＬＯＮを５０％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５又は１３６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１３８．ＡＬＯＮを４０％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１３７に記載された発光素子搭載用基板。
項１３９．ＡＬＯＮを２０％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１３７又は１３８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１４０．ＡＬＯＮを１２％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１３７、１３８又は１３９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１４１．ＡＬＯＮを７％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１３７、１３８、１３９又は１４０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１４２．ＡＬＯＮを含みさらに希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０又は１４１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１４３．窒化アルミニウムを９５体積％以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１又は１４２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１４４．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で合計０．５重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２又は１４３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１４５．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．５重量％以下含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１４４に記載された発光素子搭載用基板。
項１４６．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で合計０．０５重量％以下かつ酸素を０．２重量％以下含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１４４又は１４５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１４７．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で合計０．０２重量％以下かつ酸素を０．１重量％以下含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１４４、１４５又は１４６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１４８．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で合計０．００５重量％以下かつ酸素を０．０５重量％以下含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１４４、１４５、１４６又は１４７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１４９．アルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７又は１４８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１５０．Ｍｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８又は１４９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１５１．Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｕ、及びＺｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９又は１５０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１５２．結晶相としてＡｌＮを９５％以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０又は１５１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１５３．結晶相としてＡｌＮを９８％以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１５２に記載された発光素子搭載用基板。
項１５４．結晶相として実質的にＡｌＮ単一相の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１５２又は１５３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１５５．相対密度９５％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３又は１５４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１５６．相対密度９８％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１５５に記載された発光素子搭載用基板。
項１５７．空孔の大きさが平均１μｍ以下である窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５又は１５６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１５８．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１μｍ以上である窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６又は１５７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１５９．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上であることを特徴とする項１５８に記載された発光素子搭載用基板。
項１６０．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上であることを特徴とする項１５８又は１５９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１６１．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上であることを特徴とする項１５８、１５９又は１６０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１６２．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上であることを特徴とする項１５８、１５９、１６０又は１６１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１６３．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１００μｍ以下である窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１又は１６２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１６４．室温における抵抗率が１×１０８Ω・ｃｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２又は１６３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１６５．室温における抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１６４に記載された発光素子搭載用基板。
項１６６．室温における抵抗率が１×１０１０Ω・ｃｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１６４又は１６５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１６７．室温における抵抗率が１×１０１１Ω・ｃｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１６４、１６５又は１６６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１６８．室温における熱伝導率５０Ｗ／ｍＫ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６又は１６７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１６９．室温における熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１６８に記載された発光素子搭載用基板。
項１７０．室温における熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１６８又は１６９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１７１．室温における熱伝導率が１７０Ｗ／ｍＫ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１６８、１６９又は１７０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１７２．室温における熱伝導率が２００Ｗ／ｍＫ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１６８、１６９、１７０又は１７１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１７３．室温における熱伝導率が２２０Ｗ／ｍＫ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１６８、１６９、１７０、１７１又は１７２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１７４．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２又は１７３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１７５．平均表面粗さＲａ１０００ｎｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１７４に記載された発光素子搭載用基板。
項１７６．平均表面粗さＲａ１００ｎｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１７４又は１７５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１７７．平均表面粗さＲａ２０ｎｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１７４、１７５又は１７６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１７８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６又は１７７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１７９．基板表面が焼きっ放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨あるいは鏡面研磨のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態を有することを特徴とする項１７４、１７５、１７６、１７７又は１７８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１８０．基板表面が鏡面研磨された状態を有することを特徴とする項１７４、１７５、１７６、１７７、１７８又は１７９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１８１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は厚みが８．０ｍｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９又は１８０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１８２．基板の厚みが５．０ｍｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８１に記載された発光素子搭載用基板。
項１８３．基板の厚みが２．５ｍｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８１又は１８２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１８４．基板の厚みが１．０ｍｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８１、１８２又は１８３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１８５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は厚みが０．０１ｍｍ以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３又は１８４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１８６．基板の厚みが０．０２ｍｍ以上であることを特徴とする項１８５に記載された発光素子搭載用基板。
項１８７．基板の厚みが０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする項１８５又は１８６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１８８．基板の厚みが８．０ｍｍ以下でありかつ光透過率が１％以上であることを特徴とする項１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６又は１８７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１８９．基板の厚みが０．０１ｍｍ以上でありかつ光透過率が２０％以上であることを特徴とする項１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７又は１８８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１９０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８又は１８９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１９１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は導通ビアを有する光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１９０に記載された発光素子搭載用基板。
項１９２．導通ビアが金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、チタン、モリブデン、タングステン、クロム、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項１９０又は１９１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１９３．導通ビアが金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項１９２に記載された発光素子搭載用基板。
項１９４．導通ビアが金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、チタン、モリブデン、タングステン、クロム、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、さらにセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項１９０、１９１、１９２又は１９３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１９５．導通ビアが金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、さらにセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項１９４に記載された発光素子搭載用基板。
項１９６．導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、硼珪酸ガラス、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１９４又は１９５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１９７．導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、硼珪酸ガラス、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１９６に記載された発光素子搭載用基板。
項１９８．導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が３０重量％以下であることを特徴とする項１９４、１９５、１９６又は１９７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項１９９．導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が２０重量％以下であることを特徴とする項１９８に記載された発光素子搭載用基板。
項２００．導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が１０重量％以下であることを特徴とする項１９８又は１９９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２０１．導通ビア中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が５重量％以下であることを特徴とする項１９８、１９９又は２００に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２０２．導通ビアの室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００又は２０１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２０３．導通ビアの室温における抵抗率が１×１０−４Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項２０２に記載された発光素子搭載用基板。
項２０４．導通ビアの室温における抵抗率が５×１０−５Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項２０２又は２０３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２０５．導通ビアの室温における抵抗率が１×１０−５Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項２０２、２０３又は２０４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２０６．導通ビアの大きさが５００μｍ以下であることを特徴とする項１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４又は２０５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２０７．導通ビアの大きさが２５０μｍ以下であることを特徴とする項２０６に記載された発光素子搭載用基板。
項２０８．導通ビアの大きさが１００μｍ以下であることを特徴とする項２０６又は２０７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２０９．導通ビアの大きさが５０μｍ以下であることを特徴とする項２０６、２０７又は２０８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２１０．導通ビアの大きさが２５μｍ以下であることを特徴とする項２０６、２０７、２０８又は２０９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２１１．導通ビアの大きさが１μｍ以上であることを特徴とする項１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９又は２１０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２１２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０又は２１１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２１３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は電気回路を有する光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２１２に記載された発光素子搭載用基板。
項２１４．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は内部に電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２１２又は２１３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２１５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は内部に電気回路を有する光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２１２、２１３又は２１４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２１６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は内部に電気回路を有し、かつ導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４又は２１５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２１７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は表面に電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５又は２１６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２１８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は表面に電気回路を有し、かつ導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６又は２１７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２１９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は内部及び表面に同時に電気回路を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７又は２１８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２２０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は内部及び表面に同時に電気回路を有し、かつ導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８又は２１９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２２１．電気回路が金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、酸化ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ジルコニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、ニッケル−クロム合金、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする導電性を有する材料からなることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９又は２２０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２２２．電気回路が金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項２２１に記載された発光素子搭載用基板。
項２２３．電気回路が金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、酸化ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ジルコニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、ニッケル−クロム合金、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、さらにセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１又は２２２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２２４．電気回路が金、銀、銅、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、さらにセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項２２３に記載された発光素子搭載用基板。
項２２５．電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、硼珪酸ガラス、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項２２３、又は２２４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２２６．電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、硼珪酸ガラス、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項２２５に記載された発光素子搭載用基板。
項２２７．電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が３０重量％以下であることを特徴とする項２２３、２２４、２２５又は２２６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２２８．電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が２０重量％以下であることを特徴とする項２２７に記載された発光素子搭載用基板。
項２２９．電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が１０重量％以下であることを特徴とする項２２７又は２２８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２３０．電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が５重量％以下であることを特徴とする項２２７、２２８又は２２９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２３１．電気回路がセラミック材料を主成分とする焼結体との同時焼成により形成されたものであることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９又は２３０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２３２．電気回路がいったん焼成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に焼付けることにより又は接着することにより形成されたものであることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９又は２３０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２３３．電気回路がセラミック材料を主成分とする焼結体に薄膜として形成されたものであることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９又は２３０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２３４．電気回路がセラミック材料を主成分とする焼結体との同時焼成により形成されたもの、あるいはいったん焼成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に焼付けることにより又は接着することにより形成されたもの、あるいはセラミック材料を主成分とする焼結体に導電性材料の薄膜として形成されたもの、のうちから選ばれた少なくとも２以上の方法を組み合わせることにより形成されたものであることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２又は２３３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２３５．電気回路が銀、銅、モリブデン、タングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする同時焼成により形成されたものであることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３又は２３４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２３６．電気回路が銀、銅、モリブデン、タングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、さらにセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分を含有することを特徴とする項２３５に記載された発光素子搭載用基板。
項２３７．電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、硼珪酸ガラス、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項２２３、又は２３６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２３８．電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分が窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、硼珪酸ガラス、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項２３６又は２３７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２３９．電気回路中のセラミック材料を主成分とする焼結体に含まれる成分の含有量が３０重量％以下であることを特徴とする項２３６、２３７又は２３８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２４０．電気回路が異なる材料の少なくとも２以上の層からなるものであることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８又は２３９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２４１．電気回路が銀、銅、モリブデン、及びタングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする同時焼成により形成された層と、さらにチタン、白金、金、アルミニウム、銀、パラジウム、及びニッケルのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなる層が形成された少なくとも２以上の層からなるものであることを特徴とする項２４０に記載された発光素子搭載用基板。
項２４２．電気回路が銀、銅、モリブデン、タングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする同時焼成により形成された層に、さらにチタン、白金、金、アルミニウム、銀、パラジウム、及びニッケルのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなる層が形成され、さらに金、銀、銅、及びアルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなる層が形成された少なくとも３以上の層からなるものであることを特徴とする項２４０又は２４１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２４３．電気回路がいったん焼成したセラミック材料を主成分とする焼結体に銀、銅、ニッケル、ルテニウム、酸化ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を焼付け又は接着することにより形成した層と、さらに金を主成分とする層が形成された少なくとも２以上の層からなるものであることを特徴とする項２４０に記載された発光素子搭載用基板。
項２４４．電気回路がいったん焼成したセラミック材料を主成分とする焼結体に金、銀、銅、ニッケル、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を焼付けあるいは接着することにより形成した層と、さらにルテニウム、酸化ルテニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなる層が形成された少なくとも２以上の層からなるものであることを特徴とする項２４０又は２４３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２４５．電気回路がいったん焼成したセラミック材料を主成分とする焼結体にクロム、チタン、ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を薄膜として形成した層と、さらに金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、ニッケル−クロム合金、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を薄膜として形成した層の少なくとも２以上の層からなるものであることを特徴とする項２４０に記載された発光素子搭載用基板。
項２４６．電気回路がいったん焼成したセラミック材料を主成分とする焼結体にクロム、チタン、ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を薄膜として形成した層と、さらに鉄、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を薄膜として形成した層と、さらに金、銀、銅、アルミニウム、窒化タンタル、ニッケル−クロム合金のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を薄膜として形成した層の少なくとも３以上の層からなるものであることを特徴とする項２４０又は２４５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２４７．電気回路がいったん焼成したセラミック材料を主成分とする焼結体にクロム、チタン、ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を薄膜として形成した層と、さらに鉄、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を薄膜として形成した層と、さらに金、銀、銅、アルミニウム、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を薄膜として形成した層と、さらに窒化タンタル、ニッケル−クロム合金のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を薄膜として形成した層の少なくとも４以上の層からなるものであることを特徴とする項２４０、２４５又は２４６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２４８．電気回路の室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６又は２４７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２４９．電気回路の室温における抵抗率が１×１０−４Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項２４８に記載された発光素子搭載用基板。
項２５０．電気回路の室温における抵抗率が５×１０−５Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項２４８又は２４９に記載された発光素子搭載用基板。
項２５１．電気回路の室温における抵抗率が１×１０−５Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項２４８、２４９又は２５０に記載された発光素子搭載用基板。
項２５２．電気回路が、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を駆動するための電気信号及び電力供給用として機能するものであるか、あるいは発光素子を基板に固定するためのメタライズとして機能するものであるか、あるいは発光素子を駆動するための電気信号及び電力供給用として機能しさらに発光素子を基板に固着するためのメタライズとして機能するものであるか、いずれかであることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０又は２５１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２５３．発光素子搭載用基板が板状のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１又は２５２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２５４．発光素子搭載用基板が窪み空間を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２又は２５３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２５５．発光素子搭載用基板が窪み空間を有するものであり、該窪み空間を封止するために設けられる蓋がセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３又は２５４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２５６．発光素子搭載用基板が基体及び枠体との接合により形成され、該基体及び枠体のうちいずれか１以上がセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４又は２５５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２５７．基体及び枠体との接合により形成される発光素子搭載用基板において、該基体及び枠体との接合にシリコーン樹脂を主成分とする接着剤を用いることを特徴とする項２５６に記載された発光素子搭載用基板。
項２５８．発光素子搭載用基板が一体化されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６又は２５７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２５９．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項２５３、２５４、２５５、２５６、２５７又は２５８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２６０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板はセラミック材料を主成分とする焼結体からなり、該基板は２個以上の発光素子が搭載可能であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８又は２５９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板。
項２６１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、該基板が原料として酸化アルミニウムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたもののうちから選ばれたいずれかをそれぞれ単独かあるいは酸化アルミニウムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたものを混合したものか少なくともいずれかを用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板の製造方法。
項２６２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、該基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上焼成することにより得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板の製造方法。
項２６３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、該基板が原料として酸化アルミニウムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたもののうちから選ばれたいずれかをそれぞれ単独かあるいは酸化アルミニウムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたものを混合したものか少なくともいずれかを用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上焼成することにより得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２６１又は２６２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２６４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項２６１、２６２又は２６３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２６５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１％以上を有することを特徴とする項２６１、２６２、２６３又は２６４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２６６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率５％以上を有することを特徴とする項２６５に記載された発光素子搭載用基板の製造方法。
項２６７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１０％以上を有することを特徴とする項２６５又は２６６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２６８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率２０％以上を有することを特徴とする項２６５、２６６又は２６７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２６９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率３０％以上を有することを特徴とする項２６５、２６６、２６７又は２６８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率４０％以上を有することを特徴とする項２６５、２６６、２６７、２６８又は２６９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率５０％以上を有することを特徴とする項２６５、２６６、２６７、２６８、２６９又は２７０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率６０％以上を有することを特徴とする項２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０又は２７１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率８０％以上を有することを特徴とする項２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１又は２７２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率８５％以上を有することを特徴とする項２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２又は２７３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７５．窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を窒化アルミニウム成分を含む非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３又は２７４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７６．窒化アルミニウム成分が被焼成物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体から焼成雰囲気である非酸化性雰囲気中に供給され、該非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上被焼成物を焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２７５に記載された発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７７．窒化アルミニウム成分が被焼成物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体以外から焼成雰囲気である非酸化性雰囲気中に供給され、該非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上被焼成物を焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２７５に記載された発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７８．窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を窒化アルミニウムを主成分とする材料からなる焼成容器あるいは焼成治具を用いて焼成することを特徴とする項２７５又は２７７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２７９．被焼成物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体と該被焼成物以外の窒化アルミニウムを主成分とする粉末、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれか１以上のものとを焼成容器あるいは焼成治具内に同時に存在させて焼成することを特徴とする項２７７又は２７８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８０．窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を窒化アルミニウム、タングステン、モリブデン、窒化ほう素、窒化ほう素を塗布したカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなる焼成容器あるいは焼成治具を用いて焼成することを特徴とする項２７５、２７６、２７７、２７８又は２７９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８１．窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体をいったん焼成して窒化アルミニウムを主成分とする焼結体となし、該焼結体をホットプレス法あるいは熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）法により加圧焼成することを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９又は２８０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１７５０℃以上で３時間以上加熱することを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０又は２８１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物を含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１７５０℃以上で３時間以上焼成し含まれる成分のうち少なくとも希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を飛散・除去し減少させることで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１又は２８２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８４．焼成温度が１９００℃以上であることを特徴とする項２８２又は２８３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８５．焼成温度が２０５０℃以上であることを特徴とする項２８２、２８３又は２８４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８６．焼成温度が２１００℃以上であることを特徴とする項２８２、２８３、２８４又は２８５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、該基板が希土類元素化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１７５０℃以上で３時間以上焼成し含まれる成分のうち少なくとも希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を飛散・除去し減少させることで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５又は２８６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法において、該薄膜を形成するための基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体を焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなるものであって、該粉末成形体は窒化アルミニウム原料粉末を主成分とするグリーンシートからなるものであることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６又は２８７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２８９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法において、該薄膜を形成するための基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体を焼成して得られる焼結体をさらに焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなるものであって、該粉末成形体は窒化アルミニウム原料粉末を主成分とするグリーンシートからなるものであることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７又は２８８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９０．焼成温度１７５０℃以上で１０時間以上焼成を行うことを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８又は２８９に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９１．焼成温度１９００℃以上で６時間以上焼成を行うことを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９又は２９０に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９２．焼成温度２０５０℃以上で４時間以上焼成を行うことを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０又は２９１に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９３．焼成温度２１００℃以上で３時間以上焼成を行うことを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１又は２９２に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９４．焼成雰囲気が窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２又は２９３に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９５．焼成雰囲気が還元性雰囲気であることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３又は２９４に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９６．焼成雰囲気が水素、炭素、一酸化炭素、炭化水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４又は２９５に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９７．焼成雰囲気が水素、炭素、一酸化炭素、炭化水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を０．１ｐｐｍ以上含むものであることを特徴とする項２９４、２９５又は２９６に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９８．焼成される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体の最小寸法が８ｍｍ以下であることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６又は２９７に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
項２９９．焼成される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体が板状でありその厚みが８ｍｍ以下であることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７又は２９８に記載されたいずれかの発光素子搭載用基板の製造方法。
本発明による発光素子搭載用基板に搭載される発光素子の１例を示す断面図である。 本発明による発光素子搭載用基板に搭載される発光素子の１例を示す断面図である。 本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 本発明による導通ビア有する発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 本発明による導通ビア有する発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 サブマウントを有する時の本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 基体と枠体との接合により得られる本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 一体化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 従来からの発光素子搭載用基板を示す断面図である。 反射防止部材及び反射部材が形成されていない本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 反射防止部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 反射防止部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 反射防止部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 反射部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 反射部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 反射部材が形成されている本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 反射防止部材及び反射部材が同時に形成されている本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 反射防止部材及び反射部材が同時に形成されている本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 本発明による窒化アルミニウム焼結体の光透過率を示す図である。 直線的に光を透過する材料による光透過の様子を示す図である。 散乱光となって光を透過する材料による光透過の様子を示す図である。 本発明による発光素子搭載用基板の基板厚みの１例を示す断面図である。 本発明による発光素子搭載用基板の基板厚みの１例を示す断面図である。 内部に電気回路が形成された本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 内部に電気回路が形成された本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 内部に反射防止部材が形成された本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 内部に反射部材が形成された本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 サーマルビアが形成された本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。 サーマルビアが形成された本発明による発光素子搭載用基板の１例を示す断面図である。
符号の説明
１：発光素子作製用基板（電気絶縁性）
２：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体薄膜層
３：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光層
４：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＰ型半導体薄膜層
５：外部電極
６：外部電極
１０：発光素子作製用基板（電気伝導性）
２０：発光素子搭載用基板
２１：発光素子
２２：発光素子が搭載されている基板面側への放出光
２３：基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの光
２４：窪み空間を形成する側壁部分から基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの光
２５：ワイヤ
２６：表面電気回路
２７：表面電気回路
２９：非ワイヤ状の接続材料
３０：窪み空間（キャビティー）を有する発光素子搭載用基板
３１：窪み空間（キャビティー）
３２：蓋
３３：窪み空間内部の側壁
３４：基体
３５：枠体
３６：接合部
３７：封止部
３８：発光素子搭載部
４０：導通ビア
４１：表面電気回路
４２：表面電気回路
４３：内部電気回路
５０：サブマウント
５１：サブマウントに形成された電気回路
５２：サブマウント側面に形成された電気回路
５３：サブマウントに形成された導通ビア
６０：発光素子が搭載されている基板面に照射される発光素子からの光
６１：反射防止部材及び反射部材が形成されていない基板面の反射光
７０：反射防止部材
７１：基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの光
７２：基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの光
７３：基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの光
７４：反射防止部材が形成された基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの光
８０：反射部材
８１：反射部材による反射光
８２：反射部材が形成された基板を透過して基板外部へ放出される発光素子からの光
８３：窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部で反射部材により反射された反射光
８４：反射部材の形成されていない基板部分を透過した放出光
８５：窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部で反射部材により反射された反射光
８６：反射部材の形成されていない部分の基板を透過した基板外部への放出光
８７：反射防止部材の形成されている部分の基板を透過した基板外部への放出光
８８：窪み空間を有する発光素子搭載用基板内部で反射部材により反射された反射光
９０：発光素子から窪み空間を形成している側壁部分及び蓋へ向けて照射される光
９１：反射防止部材が形成されている部分の基板を透過した基板外部への放出光
９２：反射防止部材が形成されている部分の基板を透過した基板外部への放出光
１００：基板
１０１：反射部
１０２：発光素子からの発光
１０３：収納部
１０４：基板を透過した発光素子からの基板外部への放出光
１１０：光を直線的に透過する材料
１１１：入射光
１１２：透過光
１２０：透過光が散乱光となる材料
１２１：入射光
１２２：透過光
１３０：サーマルビア

















Claims (5)

  1. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板。
  2. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は反射防止部材が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板。
  3. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板であって、該基板は反射部材が形成されたセラミック材料主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板。
  4. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、該基板が原料として酸化アルミニウムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたもののうちから選ばれたいずれかをそれぞれ単独かあるいは酸化アルミニウムの還元法により作製されたもの及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製されたものを混合したものか少なくともいずれかを用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板の製造方法。
  5. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子を搭載するための基板の製造方法であって、該基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上焼成することにより得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする発光素子搭載用基板の製造方法。





















JP2003345536A 2002-10-15 2003-10-03 発光素子搭載用基板 Pending JP2005035864A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003345536A JP2005035864A (ja) 2002-10-15 2003-10-03 発光素子搭載用基板
KR1020057024140A KR20060031629A (ko) 2003-06-30 2004-01-07 발광소자 탑재용 기판 및 발광소자
PCT/JP2004/000033 WO2005004246A1 (ja) 2003-06-30 2004-01-07 発光素子搭載用基板及び発光素子

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002300848 2002-10-15
JP2002320048 2002-11-01
JP2003186373 2003-06-30
JP2003345536A JP2005035864A (ja) 2002-10-15 2003-10-03 発光素子搭載用基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005035864A true JP2005035864A (ja) 2005-02-10
JP2005035864A5 JP2005035864A5 (ja) 2006-11-24

Family

ID=34222486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003345536A Pending JP2005035864A (ja) 2002-10-15 2003-10-03 発光素子搭載用基板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005035864A (ja)

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235204A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよび発光装置
WO2005106973A1 (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Kyocera Corporation 発光素子用配線基板
JP2006322999A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Matsushita Electric Works Ltd 光導波路モジュール
WO2007026788A1 (ja) * 2005-08-31 2007-03-08 Tokuyama Corporation 窒化アルミニウム製光学部材
JP2007129191A (ja) * 2005-09-01 2007-05-24 E I Du Pont De Nemours & Co 低温同時焼成セラミック（ｌｔｃｃ）テープ組成物、発光ダイオード（ｌｅｄ）モジュール、照明デバイス、およびそれらの形成方法
JP2007201156A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Kyoritsu Elex Co Ltd 発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオード
JP2008063154A (ja) * 2006-09-04 2008-03-21 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム焼結体
JP2009141318A (ja) * 2007-07-30 2009-06-25 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd 高められた熱伝導度を有するｌｅｄ光源
JP2011077102A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Toyoda Gosei Co Ltd ウエハ、ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子、及びそれらの製造方法
JP2011197648A (ja) * 2010-02-26 2011-10-06 Nippon Electric Glass Co Ltd 光反射基材およびそれを用いた発光デバイス
WO2012147299A1 (ja) * 2011-04-26 2012-11-01 パナソニック株式会社 静電気対策部品およびその製造方法
WO2013002348A1 (ja) * 2011-06-30 2013-01-03 旭硝子株式会社 発光素子用基板および発光装置
US9491812B2 (en) 2005-12-16 2016-11-08 Nichia Corporation Light emitting device
JP2017152530A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 京セラ株式会社 撮像素子用パッケージ、撮像装置および撮像モジュール
CN110540427A (zh) * 2019-08-13 2019-12-06 兰州大学 一种提高无铅电子陶瓷高性能热稳定性的制备方法
US10644213B1 (en) 2006-12-11 2020-05-05 The Regents Of The University Of California Filament LED light bulb
JP2020181158A (ja) * 2019-04-26 2020-11-05 大日本印刷株式会社 発光素子基板及びそれを用いた画像表示装置
CN112062561A (zh) * 2020-09-17 2020-12-11 广西大学 一种pnnzt基多相共存弛豫铁电外延薄膜的制备方法
CN113054076A (zh) * 2021-03-10 2021-06-29 池州昀冢电子科技有限公司 玻璃线路板及其制备方法、封装结构及其制备方法
US11069843B2 (en) 2018-09-28 2021-07-20 Nichia Corporation Light-emitting device
JPWO2021153450A1 (ja) * 2020-01-28 2021-08-05
WO2022230731A1 (ja) * 2021-04-26 2022-11-03 京セラ株式会社 基板、パッケージ、電子部品および発光装置。
US11592166B2 (en) 2020-05-12 2023-02-28 Feit Electric Company, Inc. Light emitting device having improved illumination and manufacturing flexibility
CN116947311A (zh) * 2023-07-26 2023-10-27 连云港福京石英制品有限公司 大功率激光器增益介质用掺杂石英玻璃其制备方法
JP7389334B2 (ja) 2018-12-20 2023-11-30 日亜化学工業株式会社 ケイ素含有窒化アルミニウム粒子、その製造方法及び発光装置
US11876042B2 (en) 2020-08-03 2024-01-16 Feit Electric Company, Inc. Omnidirectional flexible light emitting device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS624157U (ja) * 1985-06-21 1987-01-12
JPS63226080A (ja) * 1987-03-02 1988-09-20 Copal Co Ltd 発光ダイオ−ド複合組立体
JPH0242309U (ja) * 1988-09-16 1990-03-23
JPH054529U (ja) * 1991-06-27 1993-01-22 ローム株式会社 チツプ型発光ダイオードの構造
JPH0677540A (ja) * 1992-08-24 1994-03-18 Sanyo Electric Co Ltd 光半導体装置
JPH0628921U (ja) * 1992-09-21 1994-04-15 京セラ株式会社 発光素子収納用パッケージ
JPH08264840A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Sanyo Electric Co Ltd 発光ダイオード表示器
JP2001168398A (ja) * 1999-12-13 2001-06-22 Nichia Chem Ind Ltd 発光ダイオード及び製造方法
JP2001257410A (ja) * 2000-03-09 2001-09-21 Kyocera Corp 電子部品
JP2002232017A (ja) * 2001-01-30 2002-08-16 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよびその製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS624157U (ja) * 1985-06-21 1987-01-12
JPS63226080A (ja) * 1987-03-02 1988-09-20 Copal Co Ltd 発光ダイオ−ド複合組立体
JPH0242309U (ja) * 1988-09-16 1990-03-23
JPH054529U (ja) * 1991-06-27 1993-01-22 ローム株式会社 チツプ型発光ダイオードの構造
JPH0677540A (ja) * 1992-08-24 1994-03-18 Sanyo Electric Co Ltd 光半導体装置
JPH0628921U (ja) * 1992-09-21 1994-04-15 京セラ株式会社 発光素子収納用パッケージ
JPH08264840A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Sanyo Electric Co Ltd 発光ダイオード表示器
JP2001168398A (ja) * 1999-12-13 2001-06-22 Nichia Chem Ind Ltd 発光ダイオード及び製造方法
JP2001257410A (ja) * 2000-03-09 2001-09-21 Kyocera Corp 電子部品
JP2002232017A (ja) * 2001-01-30 2002-08-16 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよびその製造方法

Cited By (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235204A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよび発光装置
US8314346B2 (en) 2004-04-27 2012-11-20 Kyocera Corporation Wiring board for light-emitting element
WO2005106973A1 (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Kyocera Corporation 発光素子用配線基板
JP2006322999A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Matsushita Electric Works Ltd 光導波路モジュール
WO2007026788A1 (ja) * 2005-08-31 2007-03-08 Tokuyama Corporation 窒化アルミニウム製光学部材
JP2007129191A (ja) * 2005-09-01 2007-05-24 E I Du Pont De Nemours & Co 低温同時焼成セラミック（ｌｔｃｃ）テープ組成物、発光ダイオード（ｌｅｄ）モジュール、照明デバイス、およびそれらの形成方法
US11187385B2 (en) 2005-12-16 2021-11-30 Nichia Corporation Light emitting device
US10180213B2 (en) 2005-12-16 2019-01-15 Nichia Corporation Light emitting device
US9491813B2 (en) 2005-12-16 2016-11-08 Nichia Corporation Light emitting device
US11692677B2 (en) 2005-12-16 2023-07-04 Nichia Corporation Light emitting device
US11421829B2 (en) 2005-12-16 2022-08-23 Nichia Corporation Light emitting device
US9752734B2 (en) 2005-12-16 2017-09-05 Nichia Corporation Light emitting device
US10801676B2 (en) 2005-12-16 2020-10-13 Nichia Corporation Light emitting device
US9491812B2 (en) 2005-12-16 2016-11-08 Nichia Corporation Light emitting device
US10598317B2 (en) 2005-12-16 2020-03-24 Nichia Corporation Light emitting device
JP2007201156A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Kyoritsu Elex Co Ltd 発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオード
JP2008063154A (ja) * 2006-09-04 2008-03-21 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム焼結体
US10644213B1 (en) 2006-12-11 2020-05-05 The Regents Of The University Of California Filament LED light bulb
JP2009141318A (ja) * 2007-07-30 2009-06-25 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd 高められた熱伝導度を有するｌｅｄ光源
JP2011077102A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Toyoda Gosei Co Ltd ウエハ、ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子、及びそれらの製造方法
US9188713B2 (en) 2010-02-26 2015-11-17 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Light reflective substrate and light emitting device using the same
JP2011197648A (ja) * 2010-02-26 2011-10-06 Nippon Electric Glass Co Ltd 光反射基材およびそれを用いた発光デバイス
US20160033679A1 (en) * 2010-02-26 2016-02-04 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Light reflective substrate and light emitting device using the same
KR101658595B1 (ko) * 2010-02-26 2016-09-21 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 광반사 기재 및 이를 이용한 발광 디바이스
CN105198221A (zh) * 2010-02-26 2015-12-30 日本电气硝子株式会社 光反射基材和使用该基材的发光设备
KR20120121413A (ko) * 2010-02-26 2012-11-05 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 광반사 기재 및 이를 이용한 발광 디바이스
CN102782533A (zh) * 2010-02-26 2012-11-14 日本电气硝子株式会社 光反射基材和使用该基材的发光设备
US20120319060A1 (en) * 2010-02-26 2012-12-20 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Light reflective substrate and light emitting device using the same
WO2012147299A1 (ja) * 2011-04-26 2012-11-01 パナソニック株式会社 静電気対策部品およびその製造方法
WO2013002348A1 (ja) * 2011-06-30 2013-01-03 旭硝子株式会社 発光素子用基板および発光装置
JPWO2013002348A1 (ja) * 2011-06-30 2015-02-23 旭硝子株式会社 発光素子用基板および発光装置
JP2017152530A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 京セラ株式会社 撮像素子用パッケージ、撮像装置および撮像モジュール
US11069843B2 (en) 2018-09-28 2021-07-20 Nichia Corporation Light-emitting device
JP7389334B2 (ja) 2018-12-20 2023-11-30 日亜化学工業株式会社 ケイ素含有窒化アルミニウム粒子、その製造方法及び発光装置
JP7251297B2 (ja) 2019-04-26 2023-04-04 大日本印刷株式会社 発光素子基板及びそれを用いた画像表示装置
JP2020181158A (ja) * 2019-04-26 2020-11-05 大日本印刷株式会社 発光素子基板及びそれを用いた画像表示装置
CN110540427B (zh) * 2019-08-13 2022-02-15 兰州大学 一种提高无铅电子陶瓷高性能热稳定性的制备方法
CN110540427A (zh) * 2019-08-13 2019-12-06 兰州大学 一种提高无铅电子陶瓷高性能热稳定性的制备方法
JPWO2021153450A1 (ja) * 2020-01-28 2021-08-05
WO2021153450A1 (ja) * 2020-01-28 2021-08-05 京セラ株式会社 電子部品搭載用パッケージおよび電子装置
US11796163B2 (en) 2020-05-12 2023-10-24 Feit Electric Company, Inc. Light emitting device having improved illumination and manufacturing flexibility
US11592166B2 (en) 2020-05-12 2023-02-28 Feit Electric Company, Inc. Light emitting device having improved illumination and manufacturing flexibility
US11876042B2 (en) 2020-08-03 2024-01-16 Feit Electric Company, Inc. Omnidirectional flexible light emitting device
CN112062561A (zh) * 2020-09-17 2020-12-11 广西大学 一种pnnzt基多相共存弛豫铁电外延薄膜的制备方法
CN112062561B (zh) * 2020-09-17 2022-08-05 广西大学 一种pnnzt基多相共存弛豫铁电外延薄膜的制备方法
CN113054076A (zh) * 2021-03-10 2021-06-29 池州昀冢电子科技有限公司 玻璃线路板及其制备方法、封装结构及其制备方法
WO2022230731A1 (ja) * 2021-04-26 2022-11-03 京セラ株式会社 基板、パッケージ、電子部品および発光装置。
CN116947311A (zh) * 2023-07-26 2023-10-27 连云港福京石英制品有限公司 大功率激光器增益介质用掺杂石英玻璃其制备方法
CN116947311B (zh) * 2023-07-26 2024-03-08 连云港福京石英制品有限公司 大功率激光器增益介质用掺杂石英玻璃其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005035864A (ja) 発光素子搭載用基板
JPWO2004005216A1 (ja) 薄膜形成用基板、薄膜基板、光導波路、発光素子、及び発光素子搭載用基板
JP3924728B2 (ja) 電子素子
KR102606173B1 (ko) 세라믹 파장 컨버터 어셈블리 및 이를 제조하는 방법
US10290775B2 (en) Luminescent ceramic for a light emitting device
US7737461B2 (en) Package for storing light emitting element and method for producing package for storing light emitting element
CN101555128A (zh) 用于光转化的陶瓷复合材料及其应用
JP4937738B2 (ja) 窒化物焼結体、及びその製造方法
JP5073179B2 (ja) 発光素子収納用窒化アルミニウム焼結体
JP2005175039A (ja) 発光素子搭載用基板及び発光素子
JP2009164311A (ja) 発光素子搭載用基板およびその製造方法およびそれを用いた発光装置
KR20060031629A (ko) 발광소자 탑재용 기판 및 발광소자
JP2006290729A (ja) 薄膜接合体
JP2005179167A (ja) 薄膜形成用基板、薄膜基板及び発光素子
JP2006315951A (ja) 電子素子及び薄膜基板
JP2006282500A (ja) 薄膜形成用基板、薄膜基板、及び発光素子
JP2006315952A (ja) 電子素子及び薄膜基板

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061002

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061002

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061003

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20061011

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20061026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070327

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070528

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070626