JP2010265135A - ガラス、発光装置用のガラス被覆材および発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４００℃以下の被覆処理温度での被覆が可能であるとともに、良好な耐候性を有するガラスを提供する。
【解決手段】酸化物基準のｍｏｌ％表示で、２９％〜３１．５％のＰ_２Ｏ_５、５５％〜６０％のＳｎＯ、２％〜６．５％のＺｎＯ、０．５％〜５％のＧａ_２Ｏ_３、ならびに０．５％〜５％のＣａＯ、を含み、酸化物基準のｍｏｌ％表示で、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３の総和Ｐが１％〜７％の範囲であり、酸化物基準のｍｏｌ％表示で、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総和Ｑが１％〜５％の範囲である、ガラス。
【選択図】なし

Description

本発明は、ガラスに関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）装置等の発光装置用の被覆材として使用されるガラスに関する。

従来より発光ダイオード（ＬＥＤ）装置において、ＬＥＤ素子と該ＬＥＤ素子を担持する基板とを封止、被覆する被覆材として、樹脂等の有機材料が使用されている。しかしながら、樹脂製の被覆材は、装置稼働時に生じる熱、光および／または環境中の水分による劣化を受け易く、寿命が短いという問題が指摘されている。

そこで、樹脂に比べてより安定な、ガラス製の被覆材を使用することが検討されている。しかしながら、従来の一般的なケイ酸塩系のガラスを被覆材として使用した場合、ガラスの軟化点上の制約から、５００℃程度またはそれ以上の被覆処理温度が必要となる。ＬＥＤ装置を構成する各種部品にとって、このような高温による被覆処理は、信頼性の観点からは好ましくない。ガラスを被覆材として適用するためには、５００℃未満、特に４００℃以下の被覆処理温度で、被覆処理を行うことが可能なガラスが必要となる。

この点に関し、一般に、リン酸（Ｐ_２Ｏ_５）塩系のガラスは、ケイ酸塩系のガラスとは異なり、被覆処理温度が比較的低い（約４５０℃以下である）ことが知られている。また、陰極線管（ＣＲＴ）の分野においては、リン酸塩系のガラスを被覆材として使用することが提案されている（特許文献１）。

特開平７−６９６７２号公報

ガラス工学ハンドブック、（朝倉書店）、編集委員：山根他、第６２６頁、１９９９年

しかしながら、一般にリン酸（Ｐ_２Ｏ_５）塩系のガラスは、主要成分であるリン酸（Ｐ_２Ｏ_５）自身が化学的にあまり安定ではないという問題がある。例えば、このガラスには、環境中に含まれる水分等により、容易に変質、劣化する傾向がある（例えば非特許文献１）。従って、リン酸（Ｐ_２Ｏ_５）塩系のガラスを装置の被覆材として使用した場合も、依然として、被覆材の耐候性など、長時間安定性の点で問題が残る。特に、前述の特許文献１のリン酸（Ｐ_２Ｏ_５）塩系のガラスは、さらに、化学的に不安定な酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含んでおり、このガラスを被覆材として使用した場合、耐候性の問題がより顕著になるおそれがある。

本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、透明性が高く、かつ４００℃以下の被覆処理温度での被覆が可能であるとともに、良好な耐候性を有するガラスを提供することを目的とする。また、そのようなガラスで構成された発光装置用の被覆材、さらにはそのような被覆材を有する発光装置を提供することを目的とする。

本発明では、
酸化物基準のｍｏｌ％表示で、
２９％〜３１．５％のＰ_２Ｏ_５、
５５％〜６０％のＳｎＯ、
２％〜６．５％のＺｎＯ、
０．５％〜５％のＧａ_２Ｏ_３、ならびに
０．５％〜５％のＣａＯ、
を含み、
酸化物基準のｍｏｌ％表示で、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３の総和Ｐが１％〜７％の範囲であり、
酸化物基準のｍｏｌ％表示で、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総和Ｑが１％〜５％の範囲である、ガラスが提供される。

ここで、本発明によるガラスは、
酸化物基準のｍｏｌ％表示で、
３０％〜３１％のＰ_２Ｏ_５、
５８％〜６０％のＳｎＯ、
２％〜６％のＺｎＯ、
２％〜５％のＧａ_２Ｏ_３、ならびに
１％〜３％のＣａＯ、
を含み、
前記Ｐは、２％〜５％の範囲であり、
前記Ｑは、２％〜４％の範囲であってもよい。

また本発明では、前述の特徴を有するガラスで構成された発光装置用のガラス被覆材が提供される。

ここで、前記発光装置は、ＬＥＤ素子を用いた発光装置であってもよい。

さらに、本発明では、ベース基板上に配置された光学素子と、該光学素子を被覆する被覆材とを有する発光装置であって、
前記被覆材は、前述の特徴を有するガラスで構成されていることを特徴とする発光装置が提供される。

ここで、前記光学素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。

本発明では、着色や白濁等を生じにくく透明性が高く、４００℃以下の被覆処理温度での被覆が可能であるとともに、良好な耐候性を有するガラスを提供することが可能となる。また、そのようなガラスで構成された発光装置用の被覆材、さらにはそのような被覆材を有する発光装置を提供することが可能となる。

本発明による発光装置の断面の一例を模式的に示した図である。 ＤＴＡデータからガラス転移温度（Ｔｇ）を求める際の操作を模式的に示した図である。横軸はＴ（温度、℃）であり、縦軸は、Ｔｅ（熱起電力、μＶ）である。 本発明によるガラスの示差熱分析測定結果の一例を示したグラフである。横軸はＴ（温度、℃）であり、縦軸は、Ｔｅ（熱起電力、μＶ）である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、下記の実施形態は、一例として示されたもので、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、種々の変形をして実施することが可能である。

本発明では、酸化物基準のｍｏｌ％表示で、
酸化物基準のｍｏｌ％表示で、
２９％〜３１．５％のＰ_２Ｏ_５、
５５％〜６０％のＳｎＯ、
２％〜６．５％のＺｎＯ、
０．５％〜５％のＧａ_２Ｏ_３、ならびに
０．５％〜５％のＣａＯ、
を含み、
酸化物基準のｍｏｌ％表示で、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３の総和Ｐが１％〜７％の範囲であり、
酸化物基準のｍｏｌ％表示で、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総和Ｑが１％〜５％の範囲である、ガラスが提供される。

このような本発明によるガラスでは、軟化点が４００℃未満に抑制され、４００℃以下での被覆処理が可能となる。また、本発明によるガラスは、良好な耐候性を有するという特徴を有する。

一般に、ケイ酸塩系のガラスをＬＥＤ装置のような発光装置の被覆材として使用する場合、ガラスの軟化点上の制約から、５００℃程度またはそれ以上の被覆処理温度が必要となる。しかしながら、このような高温の被覆処理では、発光装置を構成する各部品が熱により損傷し、装置の信頼性が損なわれる恐れがある。

このため、４００℃〜４５０℃程度で被覆処理が可能なリン酸（Ｐ_２Ｏ_５）塩系のガラスを、被覆材として使用することが考えられる。

しかしながら、一般に、リン酸（Ｐ_２Ｏ_５）塩系のガラスは、主要成分であるリン酸（Ｐ_２Ｏ_５）自身が化学的にあまり安定ではないという問題がある。例えば、リン酸（Ｐ_２Ｏ_５）塩系のガラスを被覆材として使用した場合、環境中に含まれる水分等により、ガラスは、比較的容易に変質、劣化してしまう。従って、リン酸（Ｐ_２Ｏ_５）塩系のガラスを装置の被覆材として使用した場合、被覆材の耐候性など、長時間安定性の点で問題が残る。

特に、リン酸（Ｐ_２Ｏ_５）塩系のガラスは、ガラスの流動性を増加させるため、さらに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む場合が多い。しかしながら、酸化亜鉛（ＺｎＯ）もまた、化学的にはあまり安定ではなく、そのようなガラスを被覆材として使用した場合、耐候性の問題は、より顕著に現れるおそれがある。

これに対して、本発明によるガラスでは、環境安定性を損なう可能性のあるＰ_２Ｏ_５およびＺｎＯの組成物中の含有量が、酸化物基準のｍｏｌ％表示で、それぞれ、２９％〜３１．５％および２％〜６．５％と、有意に抑制されている。また、本発明によるガラスは、耐候性の向上に寄与する化合物として、酸化物基準のｍｏｌ％表示で、０．５％〜５％のＧａ_２Ｏ_３、および０．５％〜５％のＣａＯを含んでいる。

従って、本発明によるガラスは、これまでのリン酸塩系のガラスに比べて、良好な耐候性を有するという特徴を有する。また、本発明によるガラスは、４００℃以下での被覆処理が可能である。このため、本発明によるガラスは、発光装置の被覆材として使用することができる。さらに、本発明によるガラスを発光装置の被覆材として使用した場合、長期にわたって安定な特性を示す発光装置を提供することができる。

（本発明によるガラスに含まれる成分について）
以下、本発明によるガラスに含まれる各種成分の概略的な特徴、および適当な含有量について説明する。ここで、以降に示す各成分の含有量は、特に記載のない限り、全て酸化物基準のｍｏｌ％で表されていることに留意する必要がある。なお、以下に示す各成分の特徴は、一例を示したものであり、その成分が有する他の特性および効果を否定するものではない。

Ｐ_２Ｏ_５は、ガラスを安定化させる成分であり、本発明によるガラスには、２９％〜３１．５％の範囲で含まれている。Ｐ_２Ｏ_５の含有量が２９％を下回ると、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高くなり、ガラスの流動性が低下するおそれがある。また、Ｐ_２Ｏ_５の含有量が３１．５％を超えると、耐候性が低下しやすくなる。特に、耐候性の観点からは、Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、３０％〜３１％の範囲であることが好ましい。

ＳｎＯは、ガラスの流動性を増す成分であり、本発明によるガラスには、５５％〜６０％の範囲で含まれている。ＳｎＯの含有量が５５％を下回ると、軟化点が高くなりすぎ、流動性が悪くなりやすい。また、ＳｎＯの含有量が６０％を超えると、ガラス化が困難になる。特に、耐候性の観点からは、ＳｎＯの含有量は、５８％〜６０％の範囲であることが好ましい。

ＺｎＯは、ガラスの流動性を増す成分であり、本発明によるガラスには、２％〜６．５％の範囲で含まれている。ＺｎＯの含有量が２％を下回ると、ガラスの流動性が悪くなりやすい。またＺｎＯの含有量が６．５％を超えると、ガラスの耐候性が低下しやすくなる。特に、耐候性の観点からは、ＺｎＯの含有量は、２％〜６％の範囲であることが好ましい。

Ｇａ_２Ｏ_３は、ガラスの耐候性を向上させる成分であり、本発明によるガラスには、０．５％〜５％の範囲で含まれている。Ｇａ_２Ｏ_３の含有量が０．５％未満では、ガラスの耐候性が十分に向上しないおそれがある。また、Ｇａ_２Ｏ_３の含有量が５％を超えると、ガラスが不安定になりやすい。特に、耐候性の観点からは、Ｇａ_２Ｏ_３の含有量は、２％〜５％の範囲であることが好ましい。

なお、Ｇａ_２Ｏ_３と同様の役割を果たす成分として、Ｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３のうちの少なくとも一つをさらに添加してもよい。この場合、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３の総和Ｐは、１％〜７％の範囲であり、特に２％〜５％の範囲であることが好ましい。ただし、この場合であっても、ガラス中に、Ｇａ_２Ｏ_３は、少なくとも０．５％含まれている必要がある。

ＣａＯは、ガラスの耐候性を向上させる成分であり、本発明によるガラスには、０．５％〜５％の範囲で含まれている。ＣａＯの含有量が０．５％未満では、ガラスの耐候性が十分に向上しないおそれがある。また、ＣａＯの含有量が５％を超えると、ガラスが不安定になりやすい。特に、耐候性の観点からは、ＣａＯの含有量は、１％〜３％の範囲であることが好ましい。

なお、ＣａＯと同様の役割を果たす成分として、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも一つをさらに添加してもよい。この場合、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総和Ｑは、１％〜５％の範囲であり、特に２％〜４％の範囲であることが好ましい。ただし、この場合であっても、ガラス中に、ＣａＯは、少なくとも０．５％含まれている必要がある。

また、前述のＰとＱの総和は、３％〜１０％の範囲であることが好ましく、５％〜７％の範囲であることがより好ましい。ＰとＱの総和が３％〜１０％の範囲である場合、ガラスの特性に悪影響を及ぼすことなく、前述のＰおよびＱに含まれる成分の有する効果を有効に発現させることが可能となる。

本発明のガラスは、実質的に上記成分で構成されるが、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の成分、例えば、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｃｅ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＴｉＯ_２、ＧｅＯ_２、ＴｅＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等を添加してもよい。

なお、本発明のガラスは、ＰｂＯを実質的に含有しないことが好ましい。また、本発明のガラスは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、およびＫ_２Ｏ等を実質的に含有しないことが好ましい。これらの化合物は、ガラス中に有意な含有量で存在すると、半導体素子へのイオン拡散による劣化が生じるおそれがあるからである。また、本発明のガラスは、ＭｎＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ_２Ｏ_３、ＷＯ_３等を実質的に含有しないことが好ましい。これらの化合物は、ガラス中に有意な含有量で存在すると、着色により、ガラスの透明性が損なわれるおそれがあるからである。

本発明のガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）は、約２９０℃〜約３１０℃の範囲にある。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、３１０℃より高い場合、封止温度が４００℃以上になるおそれがあり、２９０℃より低い場合、ガラスが不安定になるとともに、耐候性が悪くなるおそれがある。

本発明のガラスの熱膨張係数（α）の上限は、好ましくは１３０×１０^−７／℃であり、より好ましくは１２８×１０^−７／℃である。また熱膨張係数（α）の下限は、好ましくは１１０×１０^−７／℃であり、より好ましくは１１５×１０^−７／℃である。熱膨張係数（α）が１１０×１０^−７／℃未満では、ガラス転移温度（Ｔｇ）が上昇しやすいからである。また、熱膨張係数（α）が１３０×１０^−７／℃を超えると、ガラスで発光素子を被覆した後、この素子を室温まで冷却する過程においてまたはその後の工程において、ガラスの発光素子に接する部分を起点として割れが発生するおそれがあるからである。

なお、本発明のガラスは、安定性が高く、溶融状態を急冷してガラス化する際に、結晶化または分相等により、不透明になるリスクが小さいという特徴がある。また、封止時の軟化流動時に、結晶化によってガラスが不透明になるリスクが小さいという特徴もある。参考文献に開示されているリン酸塩ガラスの多くは、封止のための熱処理で結晶化しやすく、不透明になることがある。

（本発明によるガラスの適用例）
上記組成を有する本発明によるガラスは、ガラス被覆部を有する発光装置の被覆材として使用することができる。そこで以下、ＬＥＤ装置を例に、本発明のガラスが被覆材として適用された、発光装置の構成を説明する。なお、本発明によるガラスは、他の発光装置の被覆材としても適用し得ることは、明らかである。

図１には、本発明によるＬＥＤ装置１の断面図の一例を模式的に示す。ＬＥＤ装置１は、ベース基板１２０と、該ベース基板１２０上に置載された発光部１００と、該発光部１００を被覆する被覆部１１０と、を有する。

ベース基板１２０の発光部１００が置載される側の表面には、複数の配線１３０（１３０ａ、および１３０ｂ）が形成されている。

ベース基板１２０は、例えば、純度９８．０％〜９９．５％、厚さ０．２ｍｍ〜１．２ｍｍの矩形状のアルミナ等の無機材料からなる基板で構成される。ベース基板１２０の表面に形成された配線１３０ａ、および１３０ｂは、例えば金ペーストで形成された金配線であってもよい。

発光部１００は、素子用基板１０１の上にＬＥＤ素子１０２を設置することにより構成される。ＬＥＤ素子１０２は、素子用基板１０１とは反対の側に、正極１０３および負極１０４を有する。発光部１００は、これらの電極１０３、および１０４が前述のベース基板１２０の配線１３０ａ、および１３０ｂのそれぞれと接するようにして、ベース基板１２０上に配置される。

ＬＥＤ素子１０２は、例えば、波長が３６０〜４８０ｎｍの紫外光または青色光を放出するＬＥＤで構成され、ＧａＮにＩｎを添加したＩｎＧａＮを発光層とする量子井戸構造のＬＥＤ（ＩｎＧａＮ系ＬＥＤ）が代表的なものとして例示される。ただし、これ以外の仕様のＬＥＤを使用してもよいことは、当然である。素子用基板１０１の熱膨張係数は、例えば、７０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃である。通常の場合、素子用基板１０１の材料には、熱膨張係数が約８０×１０^−７／℃であるサファイアが使用される。

被覆部１１０は、被覆材１１５で構成され、この被覆材１１５は、前述の組成のガラスで構成される。

このような発光装置１では、発光部１００を覆う被覆材１１５を４００℃以下の被覆処理温度で設置することができる。従って、発光装置１を構成する各部品の熱損傷を有意に抑制することができる。また、この被覆材は、良好な耐候性を有する。従って、従来のガラスにおいて問題となり得る、長時間使用後の劣化が有意に抑制される。これにより、長期にわたって安定な光出力を示す発光装置を提供することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらに限定して解釈されるものではない。

（例１）
以下の方法で、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３０％のＰ_２Ｏ_５、５８％のＳｎＯ、５％のＺｎＯ、３％のＧａ_２Ｏ_３、３％のＣａＯ、および１％のＳｒＯを含むガラス（例１に係るガラス）を調製した。

まず、露点が−５０℃以下の窒素雰囲気を保ったグローブボックス炉内で、ピロリン酸スズ（Ｓｎ_２Ｐ_２Ｏ_７：日本化学工業製）、酸化スズ（ＳｎＯ：日本化学産業製）、メタリン酸亜鉛（Ｚｎ（ＰＯ_３）_２：日本化学工業製）、メタリン酸カルシウム（Ｃａ（ＰＯ_３）_２：日本化学工業製）、酸化ガリウム（ＧａＯ）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ_３）を所定量秤量後、ビニール袋に密封して手で約１分間振り、粉が均質に混ざるように攪拌した。

次に、得られた固形物を、露点が−７０℃以下の部屋に移し、石英製るつぼに入れ、るつぼの上部に石英製蓋を配置後、このるつぼを９００℃で３０分間保持し、固形物を溶解した。溶融処理が完了した後、このるつぼを炉から取り出した。さらに、溶融物を板状のガラスに成形するため、るつぼ内の溶融ガラスをカーボン型に注入した。その後、このカーボン型から取り出したガラスを３１５℃に保持された別の電気炉に入れ、この電気炉内で１時間保持した後、１２時間かけて室温まで冷却した。以上の操作は、全て窒素雰囲気のグローブボックス内で行った。

このような工程を経て、例１に係るガラスを得た。

なお、上記工程では、全ての粉末原料に無水和物を使用し、露点が低く十分に乾燥された雰囲気中で操作を行うことにより、ガラス中への水分の含有を少なくすることができた。ガラス中の水分含有が多くてもよい場合、または後に水分を除去する工程を含む場合、液体の正リン酸原料等を使用することも可能である。

また、上記工程では、価数が＋２である原料中のスズが、溶解中に＋４の価数に変化すること（酸化反応）を抑制するため、窒素雰囲気で溶解を行った。ただし、原料にサッカロース等を加えて過剰な酸素を燃焼させ、ガラス溶融物中での酸化反応を抑制することにより、大気中で溶解する方法もある。

（例２）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３０％のＰ_２Ｏ_５、５９％のＳｎＯ、６％のＺｎＯ、２％のＧａ_２Ｏ_３、および３％のＣａＯを含むガラス（例２に係るガラス）を調製した。なお、この例では、例１とは異なり、ＳｒＣＯ_３は添加していない。

（例３）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３０％のＰ_２Ｏ_５、５９％のＳｎＯ、６％のＺｎＯ、３％のＧａ_２Ｏ_３、および２％のＣａＯを含むガラス（例３に係るガラス）を調製した。なお、この例では、例１とは異なり、ＳｒＣＯ_３は添加していない。

（例４）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３０％のＰ_２Ｏ_５、５９％のＳｎＯ、６％のＺｎＯ、３％のＧａ_２Ｏ_３、１％のＣａＯ、および１％のＳｒＯを含むガラス（例４に係るガラス）を調製した。

（例５）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３１％のＰ_２Ｏ_５、６０％のＳｎＯ、３％のＺｎＯ、４％のＧａ_２Ｏ_３、１％のＣａＯ、および１％のＳｒＯを含むガラス（例５に係るガラス）を調製した。

（例６）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３１％のＰ_２Ｏ_５、６０％のＳｎＯ、２％のＺｎＯ、５％のＧａ_２Ｏ_３、１％のＣａＯ、および１％のＳｒＯを含むガラス（例６に係るガラス）を調製した。

（例７）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３０％のＰ_２Ｏ_５、５７％のＳｎＯ、６％のＺｎＯ、３％のＧａ_２Ｏ_３、３％のＣａＯ、および１％のＳｒＯを含むガラス（例７に係るガラス）を調製した。

（例８）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３０％のＰ_２Ｏ_５、６０％のＳｎＯ、６％のＺｎＯ、１％のＧａ_２Ｏ_３、および３％のＣａＯを含むガラス（例８に係るガラス）を調製した。なお、この例では、ＳｒＣＯ_３は、添加していない。

（例９）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３１％のＰ_２Ｏ_５、５６％のＳｎＯ、６％のＺｎＯ、３％のＧａ_２Ｏ_３、３％のＣａＯ、および１％のＳｒＯを含むガラス（例９に係るガラス）を調製した。

（例１０）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３１％のＰ_２Ｏ_５、５７％のＳｎＯ、５％のＺｎＯ、３％のＧａ_２Ｏ_３、３％のＣａＯ、および１％のＳｒＯを含むガラス（例１０に係るガラス）を調製した。

（例１１）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３１％のＰ_２Ｏ_５、５８％のＳｎＯ、４％のＺｎＯ、３％のＧａ_２Ｏ_３、３％のＣａＯ、および１％のＳｒＯを含むガラス（例１１に係るガラス）を調製した。

（例１２）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３２％のＰ_２Ｏ_５、５８％のＳｎＯ、８％のＺｎＯ、および２％のＣａＯを含むガラス（例１２に係るガラス）を調製した。なお、この例では、Ｇａ_２Ｏ_３およびＳｒＣＯ_３は、添加していない。

（例１３）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３２％のＰ_２Ｏ_５、５９．５％のＳｎＯ、８％のＺｎＯ、および０．５％のＧａ_２Ｏ_３を含むガラス（例１３に係るガラス）を調製した。なお、この例では、ＣａＯおよびＳｒＣＯ_３は、添加していない。

（例１４）
例１と同様の方法により、酸化物基準のｍｏｌ％で計算して、３２％のＰ_２Ｏ_５、５９．５％のＳｎＯ、８％のＺｎＯ、および０．５％のＣａＯを含むガラス（例１４に係るガラス）を調製した。なお、この例では、Ｇａ_２Ｏ_３およびＳｒＣＯ_３は、添加していない。

以下の表１には、各例に係るサンプルの組成をまとめて示す。表１において、例１〜例１１は、実施例であり、例１２〜例１４は比較例である。

表１において、Ｐは、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３の総和（酸化物基準のｍｏｌ％表示）である。また、Ｑは、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総和（酸化物基準のｍｏｌ％表示）である。

なお、例１〜例１１に係るガラスには、いずれも着色や失透に伴う白濁は生じておらず、これらのガラスは、透明であった。

（耐候性試験）
以下の方法により、前述の各例に係るガラスのサンプルの耐候性を評価した。

まず、各サンプルを、厚さが２ｍｍの平板に加工し、表面および裏面を、鏡面になるまで研磨した。研磨したサンプルを用いて、波長４６０ｎｍにおける分光透過率を測定した。測定には、分光透過率測定装置（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、ＬＡＭＢＤＡ９５０）を使用した。得られた透過率をＶ_０とする。

次に、各サンプルの耐候性を評価するため、８０℃で８０％の相対湿度環境とした恒温恒湿槽内に、各サンプルを入れ、所定の時間（例えば、時間ｔだけ）保持した。その後、各サンプルを取り出し、前述の方法により、分光透過率を測定した。得られた透過率をＶ_ｔとする。その後、各サンプルを再度、恒温恒湿槽内に戻した。

この操作を３００時間まで繰り返した。３００時間後に得られた各サンプルの分光透過率をＶ_３００とする。ここで、サンプルを恒温恒湿槽内に設置する前の透過率Ｖ_０に対する、３００時間後の分光透過率Ｖ_３００の比（すなわちＶ_３００／Ｖ_０）が、０．６未満になっていた場合、そのサンプルの耐候性は、悪いと評価し、試験を完了した。

一方、比Ｖ_３００／Ｖ_０が０．６以上のサンプルについては、さらに耐候性の評価を１０００時間まで継続した。

１０００時間の保持が完了後、各サンプルを取り出し、前述の方法により、分光透過率を測定した。得られたサンプルの透過率をＶ_１０００とする。この値を用いて、サンプルを恒温恒湿槽内に設置する前の透過率Ｖ_０に対する、１０００時間後の分光透過率Ｖ_１０００の比（すなわちＶ_１０００／Ｖ_０）を求めた。

比Ｖ_１０００／Ｖ_０が０．６以上のサンプルを耐候性が良好なサンプルであると判定した。

前述の表１には、各サンプルについて得られた結果をまとめて示す。表１において、×マークは、Ｖ_３００／Ｖ_０が０．６未満のサンプルを表す。また、表１において、○マークは、Ｖ_１０００／Ｖ_０が０．６以上のサンプルを表している。なお、◎マークは、Ｖ_１０００／Ｖ_０が０．９以上の、極めて良好な耐候性を示したサンプルを表している。

この表から、例１２〜例１４に係るサンプルでは、耐候性が比較的劣るのに対して、例１〜例１１に係るサンプルでは、比較的良好な耐候性が得られることがわかる。特に、例１〜例６に係るサンプルでは、極めて良好な耐候性が得られた。

（ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定）
次に、各サンプルを用いて、ガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。転移温度の測定には、示差熱分析装置（セイコーインスツル社製示差熱分析装置ＥＸＳＴＡＲ６０００ＴＧ／ＤＴＡ）を用いた。前述の各ガラスを粉末状に加工したサンプル１１０ｍｇを白金パンに充填し、これを室温から５００℃まで、１０℃／分の昇温速度で昇温した。

ガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差熱分析の測定結果から、図２に示すような操作により算定した。まず、低温側の吸熱ピークＡに着目し、この吸熱ピークＡの近傍の、吸熱ピークＡの温度以下の平坦部分と一致するように、直線Ｌ１を引く。次に、吸熱ピークＡの変曲点Ｂと接するように、直線Ｌ２を引く。このようにして得られた２本の直線の交点Ｃを、ガラス転移温度（Ｔｇ）とした。

図３には、例２に係るガラスのサンプルにおいて得られた示差熱分析の測定結果を示す。図３において、縦軸は熱起電力Ｔｅ（μＶ）、横軸は温度Ｔ（℃）を示す。この結果から、図２の方法により、ガラス転移温度（Ｔｇ）を算出したところ、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、約２９３．０℃となった。

前述の表１には、各サンプルのガラス転移温度（Ｔｇ）をまとめて示す。なお、表において、「−」の表記は、そのサンプルについては、ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定を実施しなかったことを示している。この結果から、例１２〜例１３に係るサンプルでは、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、２７７℃〜２８５℃の範囲にあるのに対して、例１〜例１１に係るサンプルでは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２９３℃〜３１０℃の範囲にあることがわかる。

（被覆材としての特性評価）
次に、実際に本発明によるガラスを用いて、ＬＥＤ素子の被覆処理を行い、本発明によるガラスの被覆材としての適性を評価した。

例１の組成を有するガラスを、厚みが約３ｍｍになるように加工した後、両表面を鏡面研磨した。その後、このガラスを寸法が約３ｍｍ×約３ｍｍとなるように切断して、被覆材サンプルを調製した。

金の配線パターンを形成したアルミナ製ベース基板（寸法：縦１４ｍｍ×横１４ｍｍ×厚さ１ｍｍ）、およびＬＥＤ素子（豊田合成社製：Ｅ１Ｃ６０−０Ｂ０１１−０３）に接続バンプが形成された部品を用意した。このＬＥＤ素子を、フリップチップ形式でベース基板に実装した。実装後、６００℃で２〜３０分間、熱処理を行った。

このフリップチップ実装したＬＥＤ素子の上に、被覆材サンプルを載置した状態で、ＬＥＤ素子を電気炉に入れ、毎分１００℃の速度で、室温から３８０℃まで昇温した。温度が４００℃に到達後、同温度でＬＥＤ素子を１０秒〜３０秒間保持し、ガラスを軟化流動させた。これにより、ＬＥＤ素子がガラスで被覆され、ＬＥＤ装置が形成された。その後、このＬＥＤ装置を、毎分１００℃の速度で室温まで冷却した。室温に達してから、ＬＥＤ装置を炉から取り出し、被覆材の状態を目視観察したところ、ガラスに着色や白濁は、認められず、ガラスは、透明であった。また、ガラスの表面および内部に、気泡は認められなかった。

次にこのようにして得られたＬＥＤ装置の特性を評価するため、ＬＥＤ装置の両電極間に、直流電圧を印加し、青色の発光が生じる発光開始電圧を測定した。得られた発光開始電圧は、２．２〜２．４Ｖの範囲であり、ベアチップとほぼ同じ値であった。以上のことから、本発明によるガラスを被覆材として使用したＬＥＤ装置において、各部品に損傷等の異常は生じていないことがわかった。

このように本発明によるガラスを用いて、４００℃以下の温度での被覆処理を行うことが可能であることが示された。

本発明のガラスは、液晶パネル用バックライト光源、一般照明ならびに自動車用ヘッドライドなどに用いられるＬＥＤ素子の被覆および／または封止に利用することができる。

１ ＬＥＤ装置
１００ 発光部
１０１ 素子用基板
１０２ ＬＥＤ素子
１０３ 正極
１０４ 負極
１１０ 被覆部
１１５ 被覆材
１２０ ベース基板
１３０ａ、１３０ｂ 配線。

Claims (6)

1. 酸化物基準のｍｏｌ％表示で、
   ２９％〜３１．５％のＰ_２Ｏ_５、
   ５５％〜６０％のＳｎＯ、
   ２％〜６．５％のＺｎＯ、
   ０．５％〜５％のＧａ_２Ｏ_３、ならびに
   ０．５％〜５％のＣａＯ、
   を含み、
   酸化物基準のｍｏｌ％表示で、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３の総和Ｐが１％〜７％の範囲であり、
   酸化物基準のｍｏｌ％表示で、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総和Ｑが１％〜５％の範囲である、ガラス。
2. 酸化物基準のｍｏｌ％表示で、
   ３０％〜３１％のＰ_２Ｏ_５、
   ５８％〜６０％のＳｎＯ、
   ２％〜６％のＺｎＯ、
   ２％〜５％のＧａ_２Ｏ_３、ならびに
   １％〜３％のＣａＯ、
   を含み、
   前記Ｐは、２％〜５％の範囲であり、
   前記Ｑは、２％〜４％の範囲であることを特等とする請求項１に記載のガラス。
3. 請求項１または２に記載のガラスで構成された発光装置用のガラス被覆材。
4. 発光装置がＬＥＤ素子を用いた発光装置であることを特徴とする、請求項３に記載の発光装置用のガラス被覆材。
5. ベース基板上に配置された光学素子と、該光学素子を被覆する被覆材とを有する発光装置であって、
   前記被覆材は、請求項１または２に記載のガラスで構成されていることを特徴とする発光装置。
6. 前記光学素子が、ＬＥＤであることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。

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