JPWO2013021922A1 - ガラスセラミックス体、発光素子搭載用基板、および発光装置 - Google Patents

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Abstract

黒色化による反射率の低下が抑制されるとともに、焼成収縮のばらつきが抑制されたガラスセラミックス体を提供する。
ガラスマトリックス中にアルミナ粒子が分散されたガラスセラミックス体であって、前記ガラスマトリックスが結晶化しておらず、かつ前記分散されたアルミナ粒子で構成されるセラミックス部分がα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有する。

Description

本発明は、ガラスセラミックス体、発光素子搭載用基板、および発光装置に関する。
近年、発光ダイオード素子等の発光素子を有する発光装置の高輝度、白色化に伴い、携帯電話や液晶ＴＶのバックライト等に発光素子を有する発光装置が用いられている。このような発光装置における基板には、熱伝導性が高く、発光素子から発生する熱を速やかに放散できるとともに、反射率が高く、生産性が良好なことが求められている。
このような要求に対応し、発光装置の基板にガラスセラミックス基板を用いることが検討されている。ガラスセラミックス基板は、ガラス粉末とアルミナ粉末等のセラミックス粉末とからなり、ガラスとセラミックスとの屈折率差が大きく、かつこれらの界面が多いことから、従来のセラミックス基板に比べて高い反射率が得られる。しかし、発光素子搭載用基板として用いるためには、より高い反射率が求められる。また、ガラスセラミックス基板については、各種特性のばらつき、例えば、反射率、強度等のばらつきを少なくする観点から、焼成時の収縮、すなわち焼成収縮を抑制することも求められている。
ガラスセラミックス基板の反射率を高めるために、アルミナ粒子よりも高い屈折率を有するセラミックス粒子、すなわち高屈折率粒子を含有させることが検討されている。しかし、高屈折率粒子は、焼結性が低下しやすいことから、その含有量を多くできないか、またはガラスの組成が制限され、設計の自由度が低下する。そこで、ガラス組成を広い範囲から選択できるように、ガラスとの焼結性が良好なアルミナ粒子を用いて、反射率を高くするとともに、焼成収縮を少なくすることが求められている。
反射率を向上させる方法として、粒子径および占有面積を規定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。一方、焼成収縮を抑制する方法として、扁平状の粒子を用いるとともに、この扁平状の粒子を所定方向に配向させる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、強度を向上させる方法として、アスペクト比が４以上の粒子を分散させる方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。さらに、結晶構造に関し、強度の観点からα−アルミナ型が好ましく、誘電率の観点からγ−アルミナ型が好ましいことが知られている（例えば、特許文献４参照）。
日本特開２００７−１２１６１３号公報 日本特開平０９−０７１４７２号公報 日本特開２００２−１１１２１０号公報 日本特開平１０−２５１０５６号公報
ところで、ガラスセラミックス基板については、その内部に、基板面と平行に銀または銀合金からなる銀層を設けることがある。銀層は、反射率を改善するための反射層として、または平面方向の放熱性を改善するための放熱層として設けられる。しかし、銀層を設けた場合、焼成時に銀層の構成成分である銀がガラスセラミックス中に溶出し、アルミナ粒子の周辺に凝集しコロイド化しやすい。ガラスセラミックス中に、Ａｇコロイドが生成すると、ガラスセラミックス体は黒く変色し反射率が低下する。このような黒色化は、一般的に用いられるα−アルミナ型の結晶構造を有するアルミナ粒子の場合に発生しやすく、またアルミナ粒子の形状が扁平状であるときにその程度が顕著となる。
ここで、上記特許文献４には、ガラス、α−アルミナ粒子、およびγ−アルミナ粒子からなる混合物を焼成することが記載されている。しかしながら、通信系用の高周波回路における低伝送損失化のために基板材料を低誘電損失化することを目的としたものであり、γ−アルミナ粒子を含有させることによって焼成時にムライト結晶を析出させるものである。また、焼成時にムライト結晶等の結晶を析出させる場合、結晶を安定的に析出させることが難しいことから、焼成収縮のばらつきが発生しやすく、各種特性のばらつき、例えば、反射率、強度等のばらつきが発生しやすい。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、黒色化による反射率の低下が抑制されるとともに、焼成収縮のばらつき、これによる反射率、強度等の各種特性のばらつきの発生が抑制されたガラスセラミックス体の提供を目的とする。また、本発明は、このようなガラスセラミックス体を有する発光素子搭載用基板、および発光装置の提供を目的とする。
本発明のガラスセラミックス体は、ガラスマトリックス中にアルミナ粒子が分散されたガラスセラミックス体であって、前記ガラスマトリックスが結晶化しておらず、かつ前記分散されたアルミナ粒子で構成されるセラミックス部分がα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有することを特徴とする。特に、前記セラミックス部分は、α−アルミナ型の結晶構造を有するとともに、さらにδ−アルミナ型およびθ−アルミナ型からなる群から選ばれる少なくとも１種の結晶構造を有することが好ましい。
本発明の発光素子搭載用基板は、発光素子を搭載するための発光素子搭載用基板であって、上記した本発明のガラスセラミックス体を有することを特徴とする。
本発明の発光装置は、上記した本発明の発光素子搭載用基板と、前記発光素子搭載用基板に搭載された発光素子とを有することを特徴とする。
本明細書において、数値範囲を示す「〜」とは、特段の定めがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明のガラスセラミックス体によれば、ガラスマトリックス中にアルミナ粒子を分散させるとともに、ガラスマトリックスを結晶化させず、かつ前記分散されたアルミナ粒子で構成されるセラミックス部分がα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有することで、黒色化による反射率の低下を抑制するとともに、焼成収縮のばらつきを抑制できる。従って、発光素子搭載用基板、発光装置に本発明のガラスセラミックス体を適用することで、これらの特性を良好にできる。
本発明の実施形態のガラスセラミックス体を示す模式的断面図。 本発明のガラスセラミックス体における扁平状のアルミナ粒子の厚さ方向に沿った断面を示す模式的断面図。 本発明の実施形態の発光装置を示す断面図。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様の説明図であり、扁平状のアルミナ粒子を含むガラスセラミックス体において、前記アルミナ粒子が板状に配向している面での模式断面図を示す。なお、図１中の扁平状のアルミナ粒子は模式的に平行四辺形の板状として表している。図２は、図１の断面とは法線方向の関係にある断面での模式図を示す。
図中、ガラスセラミックス体１０は、ガラスマトリックス１１中に少なくともアルミナ粒子１２が分散されたものであって、ガラスマトリックス１１が結晶化しておらず、かつ前記分散されたアルミナ粒子１２で構成されるセラミックス部分（すなわち、図中、ガラスセラミックス体１０からガラスマトリックス１１を除いた部分）がα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有することを特徴とする。当該セラミックス部分を構成するアルミナ粒子としては、α−アルミナ型の結晶構造を有するアルミナ粒子とα−アルミナ型以外の結晶構造を有するアルミナ粒子とが混合していてもよいし、１個のアルミナ粒子中にα−アルミナ型の結晶構造とα−アルミナ型以外の結晶構造とが存在していてもよい。黒色化防止の観点から、アルミナ粒子１２がα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造（例えば、θ−アルミナ型の結晶構造）を有することが好ましい。
ガラスマトリックス１１が結晶化していないとは、原料粉末としてのガラス粉末に由来するガラスから析出した結晶が存在しないことを意味する。すなわち、ガラスマトリックス１１が非晶質であることを意味する。ガラスマトリックス１１が結晶化していないことの確認は、Ｘ線回折により行うことができ、Ｘ線回折スペクトルにおけるアルミナ粒子１２等のセラミックス粒子に由来するピークの最高強度（絶対値）を１００としたとき、絶対値が１０以上の強度を有するガラス由来のピークが現出しないものを結晶化していないとする。
本発明において、ガラスマトリックス中に、ムライト結晶が析出しないことが、ガラスセラミックス体の形状、特性のバラツキ低減の点で、特に好ましい。この意味で、ガラスセラミックス体のガラスマトリックス中に、ムライト結晶を実質的に含有しないことが特に好ましい。本明細書において、ムライト結晶を実質的に含有しないとは、ガラスマトリックスをＸ線回折したときに、ムライト結晶の明瞭なピークが同定されないことをいう。
このようなガラスセラミックス体１０によれば、焼成時にガラスマトリックス１１に結晶が析出しないことから、焼成収縮のばらつきを抑制できる。これにより、各種特性のばらつき、例えば、反射率、強度等のばらつきを抑制できる。また、結晶が析出しないことから、熱膨張係数の変化が抑制され、反り等の発生も抑制できる。さらに、結晶が析出することによるガラスの減少を抑制できることから、アルミナ粒子１２等のセラミックス粒子の導入量を増やすことができる。
また、前記分散されたアルミナ粒子１２で構成されるセラミックス部分がα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有することで、銀層を設ける場合の黒色化を抑制でき、またガラスセラミックス体１０の強度も確保できる。具体的には、θ−アルミナ型等の、α−アルミナ型以外の結晶構造により銀層を設ける場合の黒色化を抑制でき、α−アルミナ型の結晶構造によりガラスセラミックス体１０の強度を確保できる。黒色化の抑制機構については、必ずしも明確とはなっていないが、α−アルミナ型の結晶構造のみの場合、アルミナ粒子の表面近傍に銀イオンが留まってコロイド化するために黒色化しやすいが、α−アルミナ型以外の結晶構造を有する場合、銀イオンがアルミナ粒子の内部に捕捉されるために黒色化しにくくなると考えられる。
ガラスマトリックス１１を構成するガラスは、ガラスセラミックス体１０の製造時、具体的には焼成時の焼成温度域で結晶を生じないものであれば必ずしも限定されないが、アルミナとの屈折率差が０．１５以上のものが好ましい。すなわち、ガラスの屈折率をａ、アルミナの屈折率をｂとしたとき、（ｂ−ａ）の絶対値は０．１５以上が好ましく、０．１７以上がより好ましく、０．１９以上が特に好ましい。ガラスとアルミナとの屈折率差を０．１５以上とすることで、界面での散乱を良好とし、反射率を高くできる。
このようなガラスとしては、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系のガラスが好ましく、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＭＯ系（Ｍ：アルカリ土類）のガラスがより好ましく、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（Ｍ：アルカリ土類）のガラスが特に好ましい。
このようなガラスの屈折率はアッペンの係数を用いて算出できる。アルカリを含むケイ酸塩ガラスにおける各成分の加成性因子（係数）を表１に示す。（出典：ア．ア．アッペン：ガラスの化学、日ソ通信社（１９７４）ＰＰ．３１８）
Figure 2013021922
上記した各系のガラスにおいて、ガラスのネットワークフォーマーとなるＳｉＯ２やＢ２Ｏ３、ガラスの安定性、化学的耐久性、および強度を高めるＡｌ２Ｏ３は、屈折率が低いガラスを作製するためにも一定割合以上含有させることが好ましい。ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、およびＡｌ２Ｏ３の合計含有量は、５７ｍｏｌ％以上が好ましく、より好ましくは６２ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは６７ｍｏｌ％以上である。
アルカリ土類金属酸化物は、ガラスの安定性を高めるとともに、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）を低下させ、焼結性を向上させるために添加される。アルカリ土類金属酸化物としては、アルミナ粒子１２を扁平状とした場合の焼結性を良好にできることから、特にＣａＯが好ましい。アルカリ土類金属酸化物の含有量は、ガラスの安定性、ガラス溶融温度、ガラス転移点（Ｔｇ）、焼結性等の観点から、１５〜４０ｍｏｌ％が好ましい。アルカリ土類金属酸化物の含有量を１５ｍｏｌ％以上とすることで、ガラス溶融温度の過度な上昇を抑制できる。一方、アルカリ土類金属酸化物の含有量を４０ｍｏｌ％以下とすることで、ガラスの屈折率が過度に大きくなることを抑制し、アルミナとの屈折率差を大きくして反射率を高くできる。アルカリ土類金属酸化物の含有量は、好ましくは１８〜３８ｍｏｌ％、より好ましくは２０〜３５ｍｏｌ％である。
ガラス転移点（Ｔｇ）を低下させるＫ２Ｏ、Ｎａ２Ｏなどのアルカリ金属酸化物は、０〜１０ｍｏｌ％の範囲で添加できる。これらのアルカリ金属酸化物は、アルカリ土類金属酸化物と比較して屈折率を上昇させる度合いが著しく低いことから、低屈折率のガラスを作製する観点からは含有させることが好ましい。しかし、Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計した含有量が１０ｍｏｌ％を超える場合、化学的耐久性、特に耐酸性が低下するおそれがあり、電気的絶縁性も低下するおそれがある。Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計した含有量は、１〜８ｍｏｌ％が好ましく、より好ましくは１〜６ｍｏｌ％である。
ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯは、アルカリ土類金属酸化物と同様に軟化点を低下させる目的で添加できる。しかし、これらの成分は他の添加成分と比較して屈折率を上昇させる度合いが大きいことから、２０ｍｏｌ％以下が好ましい。
ガラスマトリックスのガラスの代表的な例として、酸化物基準表示でＣａＯを１５〜４０ｍｏｌ％含有するＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系ガラスが挙げられる。このガラスにおいて、ＳｉＯ２は、３８〜６０ｍｏｌ％であり、Ｂ２Ｏ３は、１３〜２５ｍｏｌ％であるのが好ましい。
なお、ガラスは、必ずしも上記成分からなるものに限定されず、屈折率差等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有することができる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は１０ｍｏｌ％以下が好ましく、５ｍｏｌ％以下がより好ましい。
分散されたアルミナ粒子１２で構成されるセラミックス部分は、α−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有するものである。α−アルミナ型以外の結晶構造としては、例えば、γ−アルミナ型、δ−アルミナ型、θ−アルミナ型等が挙げられ、通常、α−アルミナ型とともに、δ−アルミナ型、θ−アルミナ型、η−アルミナ型、χ−アルミナ型、およびκ−アルミナ型からなる群から選ばれる少なくとも１種の結晶構造を有することが好ましい。
本発明において、分散されたアルミナ粒子１２で構成されるセラミックス部分がγ−アルミナ型の結晶構造を有すると、焼結時にガラスマトリックス中にムライト結晶が発生しやすくなるので、γ−アルミナ型の結晶構造を当該セラミックス部分中に実質的に含有しないことが好ましい。本明細書において、γ−アルミナ型の結晶構造を実質的に含有しないとは、ガラスセラミックス体をＸ線回折したときに、γ−アルミナ型の明瞭なピークが同定されないことをいう。本発明において、α−アルミナ型以外の結晶構造としては、焼結中にムライト結晶を生成せず、しかも生産性の点から、θ−アルミナ型などが好ましい結晶構造として挙げられる。
ガラスマトリックス中に分散されたアルミナ粒子で構成されるセラミックス部分が、α−アルミナ型の結晶構造とα−アルミナ型以外の結晶構造とを含有する場合、α−アルミナ型の結晶構造とα−アルミナ型以外の結晶構造の割合の合計を１００とした場合における前記α−アルミナ型以外の結晶構造の割合は、１〜７０％が好ましく、２〜６０％がより好ましく、５〜６０％がさらに好ましい。以下、上記したα−アルミナ型以外の結晶構造の割合を非α率と記す。非α率を１％以上とすることで、α−アルミナ型以外の結晶構造に基づき、黒色化を効果的に抑制できる。また、非α率を７０％以下とすることで、α−アルミナ型の結晶構造に基づき、十分な強度を確保できる。例えば、ガラスセラミックス体１０の曲げ強度を１８０ＭＰａ以上とできる。
非α率は、以下のようにして求められる。まず、ガラスセラミックス体１０をアルミナ製ボールミル等で乾式粉砕し、ガラスセラミックス体１０の粉末試料を得る。その後、Ｘ線回折装置（ＲＩＧＡＫＵ社製、商品名「ＲＩＮＴ２５００」、Ｘ線源Ｃｕ−Ｋα）を用いて粉末試料のＸ線回折スペクトルを測定し、バックグランドを除去後、２θ＝２５．６°の位置に現れるα相（０１２面）のピーク高さ（Ｉ２５．６）と、２θ＝４６°の位置に現れるγ相、η相、χ相、κ相、θ相、およびδ相のピーク高さ（Ｉ４６）とから、以下の式（１）を用いてα率を算出する。このα率から以下の式（２）により非α率を算出する。
α率＝Ｉ２５．６／（Ｉ２５．６＋Ｉ４６）×１００（％） …（１）
非α率＝１００−α率（％） …（２）
アルミナ粒子１２の形状は、必ずしも制限されないが、図１及び図２に模式的に示すような扁平状が好ましい。また、その扁平面の平面形状としては、円状、楕円状等、特に限定されない。扁平状とすることで、扁平方向における焼成収縮を抑制でき、高い寸法精度等を実現できる。扁平状のアルミナ粒子１２は、互いの厚さ方向が略同一方向となるように、言い換えればそれぞれの扁平面が一定の平面と略平行となるように分散していることが好ましい。以下、「扁平状のアルミナ粒子」を「扁平アルミナ粒子」と記載する場合がある。なお、扁平面が、例えば長方形、平行四辺形、楕円形状のような長手方向と短手方向とを有する場合には、長手方向が略平行になるとさらに好ましい。この場合、略平行とは、実体顕微鏡で観察したときに、平行と視認できることをいう。
例えば、ガラスセラミックス体１０を発光素子搭載用基板に適用する場合、扁平アルミナ粒子１２の厚さ方向が発光素子搭載用基板の厚さ方向となるように、言い換えれば扁平アルミナ粒子１２の扁平面が発光素子搭載用基板の主面である搭載面と平行となるように分散していることが好ましい。ドクターブレード法で扁平アルミナ粒子を含むガラスセラミックス体のグリーンシートを作成すると、扁平アルミナ粒子の厚み方向がグリーンシート平面方向に垂直になるように配向するため好ましい。また、ドクターブレード法によれば、扁平アルミナ粒子の扁平面が長方形等の長手方向と短手方向とを有する場合、長手方向がドクターブレード法の成形方向と略平行に配向するため好ましい。なお、扁平アルミナ粒子１２における厚さ方向とは、例えば図２に示す場合については図中、上下方向であり、扁平方向（すなわち、基板の長さ方向）とは、この厚さ方向に垂直な方向（図１中の上下、左右方向）である。
アルミナ粒子１２を扁平状とするとともに、互いの厚さ方向を略同一方向とすることで、その扁平方向における焼成収縮を抑制でき、高い寸法精度を実現できる。また、発光素子搭載用基板に適用した場合、入射光がガラスマトリックス１１と扁平アルミナ粒子１２との界面に衝突する回数を増加させ、高い反射率を実現できる。このようなものについては、扁平アルミナ粒子１２の扁平方向の大きさを調整することで、同方向における焼成収縮を制御できる。
図２のような断面を観察したとき、扁平アルミナ粒子１２の扁平方向（図中、左右方向）の平均長さは２〜１０μｍであることが好ましく、厚さ方向（図中、上下方向）の平均長さは０．０５〜０．５μｍであることが好ましい。また、この厚さ方向の平均長さに対する扁平方向の平均長さの割合である平均アスペクト比（扁平方向の平均長さ／厚さ方向の平均長さ）は２０〜４０であることが好ましい。このように特定断面を観察したときに所定の平均長さや平均アスペクト比が得られるように扁平アルミナ粒子１２を含有させることで、焼成収縮を抑制しやすく、また高い反射率を実現できる。
なお、上記した扁平方向の平均長さ、厚さ方向の平均長さは、ガラスセラミックス体１０を図２のような厚さ方向に沿った平面で切断し、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）、画像解析装置を用いて、当該断面中の任意の断面１００μｍ２における個々のアルミナ粒子１２の偏平方向の長さ、厚さ方向の長さを少なくとも２０点以上測定し、それらを平均して求められるものである。また、ガラスセラミックス体がドクターブレード法からなるグリーンシートを焼成して得られる場合には、その切断方向は、ドクターブレードの成形方向と略平行な方向とする。本明細書において、特に断りのない限り、略平行とは目視レベルで平行と視認できることをいう。
上記した各平均長さを得るための扁平アルミナ粒子１２の大きさとしては、原料粉末としてのアルミナ粒子１２自体の大きさとして、扁平方向における最大長さの平均である平均最大長さが２〜１０μｍ、厚さ方向における長さの平均値である平均厚さが０．０５〜０．５μｍのものが好ましい。また、この平均厚さに対する平均最大長さの割合である平均アスペクト比（平均最大長さ／平均厚さ）が２０〜４０のものが好ましい。このような扁平アルミナ粒子としては、水熱合成法で製造されたアルミナ粒子（例えば、キンセイマテック社製、商品名；セラフ）が挙げられる。
なお、原料粉末としての扁平アルミナ粒子１２は、平均アスペクト比が異なるものを混合して使用できる。この場合、それぞれのアルミナ粒子１２の平均アスペクト比とその存在割合とをかけた値の合計値を平均アスペクト比とする。
また、ガラスセラミックス体１０における扁平アルミナ粒子１２の含有量については、必ずしも制限されないが、図２に示すようなガラスセラミックス体１０の厚さ方向に沿った断面、すなわち扁平アルミナ粒子１２の厚さ方向に沿った断面において、単位面積に占める扁平アルミナ粒子１２の面積の割合が３０〜５０％であることが好ましく、３５〜４５％であることがより好ましい。扁平アルミナ粒子１２の割合を３０％以上とすることで、入射光がガラスマトリックス１１と扁平アルミナ粒子１２との界面に衝突する回数を増加させて高い反射率が得られるとともに、焼成収縮を抑制できる。一方、扁平アルミナ粒子１２の割合を５０％以下とすることで、ガラスマトリックス１１の割合が低下することによる焼結性の低下も抑制できる。
なお、上記した扁平アルミナ粒子１２の面積についても、上記した扁平方向の平均長さや厚さ方向の平均長さを求める場合と同様、ガラスセラミックス体１０を扁平アルミナ粒子１２の厚さ方向に沿った平面で切断し、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）、画像解析装置を用いて、その任意の断面１００μｍ２における個々の扁平アルミナ粒子１２の面積を測定し、合計して求めることができる。また、ガラスセラミックス体がドクターブレード法からなるグリーンシートを焼成して得られる場合には、その切断方向は、ドクターブレードの成形方向と略平行な方向とする。
上記した面積を得るためのガラスセラミックス体の原料粉末としての扁平アルミナ粉末の配合割合としては、ガラス粉末とアルミナ粉末との合計量１００質量％中、扁平アルミナ粉末を４０〜６０質量％とすることが好ましい。扁平アルミナ粉末のより好ましい配合割合は４５〜５５質量％である。なお、ここにおける扁平アルミナ粉末とは、上記したように、扁平方向における最大長さの平均である平均最大長さが２〜１０μｍ、厚さ方向における長さの平均値である平均厚さが０．０５〜０．５μｍであるものを指す。扁平アルミナ粉末の割合を４０質量％以上とすることで、入射光がガラスマトリックス１１と扁平アルミナ粒子１２との界面に衝突する回数を増加させて高い反射率を得るとともに、扁平方向の焼成収縮を抑制できる。一方、扁平アルミナ粉末の割合を６０質量％以下とすることで、ガラスマトリックス１１の割合が低下することによる焼結性の低下も抑制できる。
なお、本明細書において、基本的には、アルミナ粒子のアルミナ原料として用いる場合には「アルミナ粉末」と称し、原料のアルミナ粉末から製造されたアルミナの粒子の場合、あるいはガラスセラミック体に分散されているアルミナの場合、あるいはアルミナの一つ一つの特徴を述べる場合には、「アルミナ粒子」と称するが、区別が困難な場合には、アルミナ粒子、あるいはアルミナ粉末と称している場合がある。
α−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有するアルミナ粒子１２は、水酸化アルミニウムの水熱合成によりベーマイト粒子を製造し、このベーマイト粒子を熱処理する方法により製造されたものが好ましい。このような方法によれば、ベーマイト粒子の熱処理、特に熱処理温度を調整することにより、結晶構造を調整できる。以下、具体的に製造方法を説明する。
まず、水酸化アルミニウムを含む反応原料と水をオートクレーブ内に充填し、加圧加温し、無撹拌下または低速撹拌下にて水熱合成を行う。この水熱合成により得られた反応生成物を洗浄、濾過、乾燥しベーマイト粒子を得る。
反応原料には、ｐＨ値を８以上、好ましくは１１以上に調整するためｐＨ調整剤を必要に応じて加えればいい。ｐＨ調整剤としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属類の水酸化物、若しくはバリウム、カルシウム、およびストロンチウム等のアルカリ土類金属類の水酸化物、又はこれらのアルミン酸塩が例示される。
ｐＨ調整剤を反応原料に添加し、アルカリ性の反応系とすることで、原料である水酸化アルミニウムの溶解度が増し、反応時間の短縮を図るとともに、無添加の場合と比較して得られるベーマイト粒子のサイズを大きくできる。
反応原料として投入される水の量は、水酸化アルミニウムに対して質量比で２〜２５倍とすることが好ましい。この質量比が２倍未満では原料を充分に反応させられないおそれがあり、一方、２５倍を超えると無駄な水の量が増加して製造コストが高くなるとともに生産性が低下するおそれがある。
また、反応原料に（メタ）アクリル酸エステル系の単量体または重合体を添加することが好ましい。これにより扁平状のベーマイト粒子、すなわち扁平状のアルミナ粒子が得やすくなるからである。
（メタ）アクリル酸エステル系の単量体とは、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを示しており、これらを総称して（メタ）アクリル酸エステルと記す。（メタ）アクリル酸エステルをより具体的に例示すると、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ヘキサデシル等が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステル系の重合体とは、上記した（メタ）アクリル酸エステルの単一種からなる重合体の他に、これらの共重合体、さらには（メタ）アクリル酸エステルと、エチレン、スチレン等といった異なる単量体とからなる重合体または共重合体を含むものとする。
水熱合成時のオートクレーブ内の温度は１１０〜３００℃であると好ましい。１１０℃未満ではベーマイト粒子を得ることが困難であり、３００℃を超えるとその温度を維持するのに大量のエネルギーが消費され原価面で不利である。
反応時間は、撹拌または静置下のそれぞれの状況に応じて加熱時間は異なるが、好ましくは４〜２４時間である。４時間未満では水酸化アルミニウムが未反応となるおそれがある。一方、２４時間を超えて反応させると生産性が低下し、原価面で不利となる。
アルミナ粒子は、上述の方法で得られるベーマイト粒子を、例えば、電気炉等で４５０〜１５００℃の温度で焼成することによって製造できる。このとき、４５０〜９００℃ではγ−アルミナ型の結晶構造、９００〜１１００℃ではδ−アルミナ型の結晶構造、１１００〜１２００℃ではθ−アルミナ型の結晶構造、１２００〜１５００℃ではα−アルミナ型の結晶構造が主に得られる。α−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有するものを得る観点から、１１５０〜１３００℃で焼成することが好ましい。
ベーマイト粒子を焼成して得られるアルミナ粒子は、焼成前のベーマイト粒子の形状を保持しており、これはアルミナの種類によらない。従って、ベーマイト粒子として扁平状のものを用いることで、扁平状のアルミナ粒子を得る。
焼成時間は、好ましくは１〜４時間、さらに好ましくは１．５〜３．５時間である。１時間未満では焼成が不十分となってアルミナ粒子を得ることが困難である。また、４時間以内でアルミナ化がほぼ完了するので４時間を超える焼成は経済的でない。
アルミナ粒子１２の製造方法としては、上記方法が好ましいものとして挙げられるが、必ずしも上記した方法に限られず、所定の結晶構造や形状が得られるものであれば公知の製造方法を適宜採用できる。
以上、本発明のガラスセラミックス体１０について説明したが、アルミナ粒子１２としては必ずしも扁平状のものに限られず、球状等であっても構わない。また、本発明のガラスセラミックス体１０には、アルミナ粒子１２に加え、必要に応じて、かつ本発明の目的に反しない限度において、シリカ、マイカ、ジルコニアのような酸化物系セラミックス、その他のセラミックスからなる粒子を含有させることができる。アルミナ粒子１２以外の粒子を含有させる場合、その含有量は、ガラスセラミックス体１０の全体中、１５質量％以下であり、好ましくは１３質量％以下である。
次に、ガラスセラミックス体１０を適用した発光素子搭載用基板、および発光装置について説明する。
図３は、ガラスセラミックス体１０を適用した発光装置２０を示す断面図である。
発光装置２０は、少なくとも一部がガラスセラミックス体１０からなる発光素子搭載用基板２１を有する。以下、発光素子搭載用基板を単に基板と記す。基板２１は、例えば、２個の発光素子２２が電気的に直列に接続されるように搭載されるものである。基板２１には、２個の発光素子２２が搭載され、ボンディングワイヤ２３によって電気的に直列に接続されるとともに、これら発光素子２２とボンディングワイヤ２３とを覆うように封止層２４が設けられて発光装置２０とされる。
基板２１は、例えば、基板２１を主として構成する略平板状の基板本体２１１と、その一方の主面側に設けられる枠体２１２とを有している。基板本体２１１の発光素子２２が搭載される搭載面には一対の素子接続端子２１３が設けられ、裏面には外部回路と電気的に接続される一対の外部接続端子２１４が設けられ、基板本体２１１の内部には、これら素子接続端子２１３と外部接続端子２１４とを電気的に接続する一対の貫通導体２１５が設けられている。なお、本明細書において、略平板状とは、目視レベルで平板と視認できることをいう。
また、基板本体２１１の内部には、基板本体２１１の周縁部、一対の貫通導体２１５が配設される部分とその周囲近傍を除くように、銀を含む金属材料からなる膜厚が８〜５０μｍ程度の放熱層としての銀層２１６が形成されている。
このような基板２１については、例えば、素子接続端子２１３、外部接続端子２１４、および貫通導体２１５等の導体部分を除いた部分が、本発明のガラスセラミックス体１０とされる。なお、ガラスセラミックス体１０とされる部分は、導体部分以外の少なくとも一部であればよく、例えば、基板本体２１１における導体部分以外であってもよいし、さらには基板本体２１１における銀層２１６を被覆する部分のみであってもよい。少なくとも銀層２１６を被覆する部分をガラスセラミックス体１０とすることで、製造時、特に焼成時における黒色化による反射率の低下を抑制できる。
また、このような基板２１については、アルミナ粒子１２を扁平状とする場合、扁平アルミナ粒子１２は、通常、その厚さ方向が基板２１の厚さ方向と一致するように、言い換えればその扁平面が基板２１の基板面と略平行となるように（すなわち、基板の長さ方向となるように）分散される。
次に、発光素子搭載用基板２１の製造方法について説明する。
まず、ガラス粉末とアルミナ粉末とを少なくとも含むガラスセラミックス組成物に、バインダーと、必要に応じて可塑剤、溶剤、レベリング剤、分散剤等を添加してスラリーを調製する。これをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させることで、グリーンシートを製造する。
ガラス粉末は、上記したような焼成時の焼成温度域で結晶を生じない組成のガラスとなるようにガラス原料を溶融法によってガラスを製造し、乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕することにより得る。湿式粉砕法の場合、溶媒として水を用いることが好ましい。粉砕は、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機が使用できる。
ガラス粉末の粒径は、５０％粒径（Ｄ５０）で０．５〜３μｍが好ましい。ガラス粉末の５０％粒径が０．５μｍ未満の場合、ガラス粉末が凝集しやすく、取り扱いが困難となるばかりでなく、均一に分散させることが困難となる。一方、ガラス粉末の５０％粒径が３μｍを超える場合には、ガラス軟化温度の上昇や焼結不足が発生するおそれがある。粒径は、例えば粉砕後に必要に応じて分級により調整できる。なお、本明細書中で示される粉末の粒径は、レーザ回折・散乱法による粒子径測定装置（日機装社製、商品名：ＭＴ３１００ＩＩ）により得られるものである。
一方、アルミナ粉末としては、上記したようなα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有するものを用いる。アルミナ粉末としては、非α率が７０％以下が好ましく、６０％以下がより好ましく、５０％以下であると特に好ましい。一方、非α率が１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、５％以上が特に好ましい。α−アルミナ型以外の結晶構造としては、代表的にはθ−アルミナ型の結晶構造である。また、上記したアルミナ粉末としては、扁平状のアルミナ粉末を４０〜６０質量％含むものが好ましい。
このようなガラス粉末とアルミナ粉末とからなるガラスセラミックス組成物に、バインダーを配合し、必要に応じて溶剤（有機溶剤）、可塑剤等を添加することにより、スラリーを得る。
バインダーとしては、例えばポリビニルブチラール、アクリル樹脂等が好適に使用できる。可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等が使用できる。また、溶剤としては、トルエン、キシレン、ブタノール等の芳香族系またはアルコール系の有機溶剤が使用できる。芳香族系の溶剤とアルコール系の溶剤を混合して用いることが好ましい。さらに、分散剤やレべリング剤を併用することもできる。
スラリーの組成は、例えば、固形分（ガラス粉末＋アルミナ粉末を５４．１質量％、有機溶剤（トルエンとキシレンとイソプロピルアルコール（２−プロパノール）および２−ブタノールの混合溶剤）を３６．５質量％、分散剤を０．８質量％、可塑剤を３．２質量％、バインダーである樹脂を５．４質量％とする。
スラリーの調製では、有機溶剤に必要に応じてレベリング剤と分散剤を混合した混合溶剤に、ガラス粉末とアルミナ粉末とを少なくとも加え、ＺｒＯ２をメディアとしたボールミルで撹拌する。そこに、バインダーである樹脂を有機溶剤に溶解させたビヒクルを添加し、プロペラ付き撹拌棒で撹拌した後、メッシュフィルターを用いてろ過する。真空引きしながら撹拌することで、内部に閉じ込められた気泡を脱泡できる。
次いで、得られたスラリーを、離形剤が塗布されたＰＥＴフィルム上に、例えばドクターブレードを用いて塗布してシート状に成形し、乾燥させることで、グリーンシートを製造する。アルミナ粒子が扁平状の場合、このグリーンシートの成形により所定の分散状態となるように配向できる。
すなわち、ドクターブレード法による塗布の際に、ガラス粉末と扁平アルミナ粉末等を含むスラリーは、ドクターブレード装置のブレード部の先端とフィルムの表面とによって形成される間隙を通過することから、スラリーの流れ（流線）がフィルムの搬送方向に沿うこととなる。このとき、スラリー中に分散された扁平アルミナ粒子もスラリーの流れに沿うように前記間隙を通過する。そのため、グリーンシート内における扁平アルミナ粒子は、扁平面の方向がシートの面方向に平行になるように配向される。なお、扁平面が例えば長方形のような長手方向と短手方向とを有する場合には、長手方向がドクターブレード法の成形方向と略平行になる。
グリーンシートには、未焼成素子接続端子２１３、未焼成外部接続端子２１４、未焼成貫通導体２１５等の未焼成導体を形成するとともに、放熱層となる未焼成銀層２１６を形成する。未焼成導体の形成方法は、特に限定されるものではなく、スクリーン印刷法により導体ペーストを塗布することにより行うことができる。導体ペーストとしては、例えば銅、銀、金、アルミニウム等を主成分とする金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものが使用できる。未焼成銀層２１６の形成方法についても、未焼成導体の形成方法と同様にしてできる。ただし、未焼成銀層２１６の導体ペーストには、金属粉末として少なくとも銀を含有するもの、例えば銀粉末、銀と白金との合金粉末、銀とパラジウムとの合金粉末等を使用する。
次いで、上記したようなグリーンシートを位置合わせしつつ複数枚重ね合わせた後、熱圧着により一体化する。その後、バインダー等を分解・除去するための脱脂を行った後、焼成を行ってガラスセラミックス組成物を焼結させ、基板２１を得る。
脱脂は、例えば５００〜６００℃の温度で１〜１０時間保持することによりできる。脱脂温度が５００℃未満または脱脂時間が１時間未満の場合には、バインダー等を十分に分解し、除去できないおそれがある。脱脂温度を６００℃程度とし、脱脂時間を１０時間程度とすれば、十分にバインダー等を除去できるが、この時間を超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。
焼成は、例えば８５０〜９００℃の温度で２０〜６０分保持することによりでき、特に８６０〜８８０℃の温度で行うことが好ましい。焼成温度が８５０℃未満であるか、または焼成時間が２０分未満の場合には、緻密な焼結体が得られないおそれがある。焼成温度を９００℃程度とし、焼成時間を６０分程度とすれば、十分に緻密なものが得られ、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。また、銀を主成分とする金属粉末を含有する導体ペーストを用いた場合、焼成温度が９００℃を超えると、軟化し過ぎるために所定の形状を維持できなくなるおそれがある。
このような製造方法によれば、ガラス粉末として焼成時の焼成温度域で結晶を生じないものを用いることで、焼成収縮のばらつきを抑制できる。また、アルミナ粉末としてα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有するものを用いることで、未焼成銀層２１６を同時に焼成して銀層２１６を形成する場合の黒色化を抑制でき、また強度等も確保できる。なお、α−アルミナ型の結晶構造を有するアルミナ粉末と、α−アルミナ型以外の結晶構造を有するアルミナ粉末との混合粉末を使用しても同様である。
また、アルミナ粉末として扁平状のものを用いるとともに、互いの厚さ方向を略同一方向として焼成することで、その扁平方向の焼成収縮を抑制できるとともに、反射率を高くできる。アルミナ粉末としてα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有するものを用いることで、黒色化を効果的に抑制できる。
以下、実施例を参照して具体的に説明する。
（実施例；例１〜８、比較例；例９〜１１）
表２に示す割合のガラスとなるように各原料を配合、混合して原料混合物とし、この原料混合物を白金ルツボに入れて１２００〜１５００℃で６０分間溶融後、溶融物を流し出し冷却した。そして、冷却物をアルミナ製ボールミルにより水を溶媒として１０〜６０時間粉砕し、分級して各組成のガラス粉末Ｇ１〜Ｇ５を得た
別途、水酸化アルミニウムから水熱合成によりベーマイト粉末を製造し、このベーマイト粉末を焼成してアルミナ粉末を得た。すなわち、まず水酸化アルミニウム、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムまたは炭酸カルシウム、および水をオートクレーブ中に充填した。ここで、ｐＨは８以上に調整し、水の配合比は質量比で水酸化アルミニウムの量の５倍以上とした。そして、１５０〜２００℃、自然加圧下で２〜１０時間反応させた。その後、水洗濾過洗浄し、扁平状のベーマイト粒子を得た。
その後、扁平状のベーマイト粉末を８００〜１３００℃で焼成し、扁平方向における最大長さの平均である平均最大長さが２〜３．５μｍ、厚さ方向における長さの平均値である平均厚さが０．０８〜０．２μｍ、平均アスペクト比（平均最大長さ／平均厚さ）が２５〜５０であり、結晶構造、非α率の異なる扁平アルミナ粉末を得た。なお、平均アスペクト比等の調整はベーマイト粉末の製造時の平均アスペクト比等の調整により行い、結晶構造、非α率の調整は、扁平状のベーマイト粉末の焼成温度の調整により行った。
次いで、表３に示すように、ガラス粉末と、アルミナ粉末またはベーマイト粉末とを所定の割合で配合し、混合した。ここで、例１〜８については、アルミナ粉末として、α−アルミナ型の結晶構造を有するとともに、表３の「粒子の結晶」の欄に記載されたα−アルミナ型以外の結晶構造を有し、また非α率が２〜６０％であるものを用いた。
この混合粉末（ガラスセラミックス組成物）５０ｇに、有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）１５ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）２．５ｇ、バインダーとしてのポリビニルブチラール（デンカ社製、商品名：ＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、および分散剤（ビックケミー社製、商品名：ＢＹＫ１８０）０．５ｇをそれぞれ配合し、混合してスラリーとした。このスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し乾燥させた後切断し、厚さが０．２ｍｍで４０ｍｍ角（縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ）のグリーンシートを製造した。
次に、このグリーンシートを重ね合わせ、８０℃で１０ＭＰａの圧力をかけて一体化した。その後、焼成炉に５５０℃で５時間保持することでバインダー樹脂を分解・除去した後、８７０℃で３０分間保持して焼成を行った。こうして、強度・吸水率測定用基板を得た。この基板について、以下に示すように強度、吸水率等を測定した。なお、この基板について、Ｘ線回折によりガラスの結晶化度を調べたところ、いずれも結晶化していないことが確認された。なお、表３において、「ガラスの結晶化度」の欄の「−＊１」は、上記したグリーンシートを焼成して得られたガラスセラミック体についてＸ線回折によりガラスの結晶化度を調べた結果、Ｘ線回折スペクトルにおけるアルミナ粒子１２等のセラミックス粒子に由来するピークの最高強度（絶対値）を１００としたとき、絶対値が１０以上の強度を有するガラス由来のピークが現出しなかったことを示す。
（平均曲げ強度）
上記した基板について、ＪＩＳ Ｃ２１４１に準拠する３点曲げ強さ試験を行った。すなわち、基板の一辺を２点で支持し、これと対向する辺における上記２点の中間位置に徐々に加重を加えて、基板に切断が生じたときの荷重を測定し、これに基づいて３点曲げ強度（ＭＰａ）を算出した。当該曲げ強度を３０点（サンプル数）測定して平均値（平均曲げ強度）を求めた。結果を表３に示す。
（吸水率）
上記した基板について、ＪＩＳ Ｒ ２２０５に準拠する吸水率測定を行った。すなわち、基板の乾燥質量、真空法による飽水基板の質量を測定し、これらに基づいて吸水率を算出した。結果を表３に示す。
（粒子形状）
上記した基板を厚さ方向、かつドクターブレードの成形方向と略平行な方向に切断し、その断面を鏡面研磨した。走査型顕微鏡（ＳＥＭ）、画像解析装置を用いて、断面１００μｍ２における個々の扁平アルミナ粒子の基板面方向および基板厚さ方向の長さを測定し、それらを平均して扁平アルミナ粒子の基板面方向の平均長さ、基板厚さ方向の平均長さを求めた。また、同断面における扁平アルミナ粒子の面積を測定し、単位面積当たりの扁平アルミナ粒子の面積割合を求めた。
別途、反射率を測定するための反射率測定用基板を作製した。
まず、平均粒子径が２．５μｍ程度で粒度分布が狭く球状の形状を有する導電性粉末（大研化学工業社製）およびエチルセルロースを質量比８５：１５の割合で調合し、固形分が８５質量％となるように溶剤（αテレピネオール）に分散した後、磁器乳鉢中で１時間混練を行い、さらに三本ロールにて３回分散を行って銀ペーストを作製した。
強度・吸水率測定用基板の作製に用いたものと同様のグリーンシート上に銀ペーストを印刷し、乾燥後、銀ペースト上に別のグリーンシートを重ね合わせ、８０℃で１０ＭＰａの圧力をかけて一体化した。なお、銀ペースト上に重ね合わせたグリーンシートは、焼成後の膜厚が１２０μｍとなるものとした。その後、焼成炉に５５０℃で５時間保持することでバインダー樹脂を分解・除去した後、８７０℃で３０分間保持して焼成を行い、内部に銀層を有する反射率測定用基板を得た。
この反射率測定用基板について表面の反射率を測定した。反射率の測定には、オーシャンオプティクス社の分光器ＵＳＢ２０００と小型積分球ＩＳＰ−ＲＦを用い、４６０ｎｍの反射率（単位：％）として算出した。結果を表３に示す。
Figure 2013021922
Figure 2013021922
表３から明らかなように、α−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造（例えば、θ−アルミナ型の結晶構造）を有し、また非α率が２〜６０％であるアルミナ粒子を用いた例１〜８の基板については、銀層を設けたときの黒色化を有効に抑制でき、高い反射率が得られるとともに、高い強度が得られる。
本発明によれば、ガラスマトリックス中にアルミナ粒子を分散させるとともに、ガラスマトリックスを結晶化させず、かつ前記分散されたアルミナ粒子で構成されるセラミックス部分がα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有することで、黒色化による反射率の低下が抑制され、また焼成収縮のばらつきが抑制され、強度の高いガラスセラミック体を提供することができる。このガラスセラミック体を利用すれば、発光素子搭載用基板、発光装置の特性を向上することができ、有用である。
なお、２０１１年８月９日に出願された日本特許出願２０１１−１７４２６１号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
１０…ガラスセラミックス体、１１…ガラスマトリックス、１２…アルミナ粒子、２０…発光装置、２１…発光素子搭載用基板、２２…発光素子、２３…ボンディングワイヤ、２４…封止層、２１１…基板本体、２１２…枠体、２１３…素子接続端子、２１４…外部接続端子、２１５…貫通導体、２１６…銀層

Claims (13)

  1. ガラスマトリックス中にアルミナ粒子が分散されたガラスセラミックス体であって、
    前記ガラスマトリックスが結晶化しておらず、かつ前記分散されたアルミナ粒子で構成されるセラミックス部分がα−アルミナ型の結晶構造を有するとともにα−アルミナ型以外の結晶構造を有することを特徴とするガラスセラミックス体。
  2. 前記アルミナ粒子は扁平状であって、互いの厚さ方向が略同一方向となるように前記ガラスマトリックス中に分散されている請求項１に記載のガラスセラミックス体。
  3. 前記ガラスセラミックス体の厚さ方向に沿った断面において、前記扁平状のアルミナ粒子の扁平方向の平均長さが２〜１０μｍ、かつ前記扁平状のアルミナ粒子の厚さ方向の平均長さが０．０５〜０．５μｍである請求項２に記載のガラスセラミックス体。
  4. 前記ガラスセラミックス体の厚さ方向に沿った断面において、単位面積に占める前記扁平状のアルミナ粒子の面積が３０〜５０％である請求項２または３に記載のガラスセラミックス体。
  5. 前記α−アルミナ型の結晶構造と前記α−アルミナ型以外の結晶構造の割合の合計を１００とした場合における前記α−アルミナ型以外の結晶構造の割合が１〜７０％である請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラスセラミックス体。
  6. 前記ガラスセラミックス体の強度が１８０ＭＰａ以上である請求項１〜５のいずれか１項記に載のガラスセラミックス体。
  7. 前記ガラスマトリックスは、酸化物基準表示でＣａＯを１５〜４０ｍｏｌ％含有するＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系ガラスからなる請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラスセラミックス体。
  8. 前記ガラスマトリックスは、ムライト結晶を実質的に含まない請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラスセラミックス体。
  9. 前記ガラスセラミックス体中には、γ−アルミナ型の結晶構造のアルミナ粒子を実質的に含まない請求項１〜８のいずれか１項に記載のガラスセラミックス体。
  10. 前記ガラスマトリックス中に分散されたアルミナ粒子で構成されるセラミックス部分がα−アルミナ型の結晶構造を有するとともに、さらにδ−アルミナ型、θ−アルミナ型、η−アルミナ型、χ−アルミナ型、およびκ−アルミナ型からなる群から選ばれる少なくとも１種の結晶構造を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載のガラスセラミックス体。
  11. 前記α−アルミナ型以外の結晶構造が、θ−アルミナ型の結晶構造である請求項１〜１０のいずれか１項に記載のガラスセラミックス体。
  12. 発光素子を搭載するための発光素子搭載用基板であって、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載のガラスセラミックス体を有することを特徴とする発光素子搭載用基板。
  13. 請求項１２に記載の発光素子搭載用基板と、
    前記発光素子搭載用基板に搭載された発光素子と
    を有することを特徴とする発光装置。
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