JP2016071946A - 発光装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光量を増大させることができる発光装置を提供する。【解決手段】 発光装置１０であって、内部に放電空間となる凹部２ｂが設けられたパッケージ２と凹部２ｂを塞ぐようにパッケージ２に接合された透光性部材３とで内部に形成された放電空間Ｓを有する容器部材１と、放電空間Ｓ内に封入された不活性ガス６と、パッケージ２の対向する側壁２ａに設けられているとともに、互いに対向するように配置された対向部４ｂを有する一対の放電用電極４と、を備えており、パッケージ２における透光性部材３との接合部２ｅの光の反射率を、パッケージ２において外部に露出する側面部２ｆの光の反射率よりも高くしている。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、放電灯などの発光装置およびそれを備えた電子機器に関するものである。

従来、例えば、放電灯などの発光装置は、ガラス管内に不活性ガスが充填された構造が知られている。従来の発光装置において、一対の放電用電極は、ガラス管の端部から放電空間内に突き出るような状態でガラス管に固定されており、放電誘発用電極は、ガラス管の外周部に設けられている。このような放電灯としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。

近年、例えば、放電灯などの発光装置は、携帯型端末等に搭載するために、小型化に関する改善が求められている。しかしながら、従来のガラス管からなる発光装置の構造は、小型化しにくいという問題点があった。このような小型化の問題に対して、パッケージと該パッケージに接合された透光性部材とで構成され、容器部材の内部に放電空間を有する発光装置の構造が知られている。このような発光装置としては、例えば、特許文献２に開示されたものがある。

特開平０９―１８０６７７号公報 特開２０１１−９６５６２号公報

上述のパッケージと該パッケージに接合された透光性部材とで構成される発光装置においては、より一層の発光量の増大が求められ、たとえば、従来のガラス管タイプのものと同等以上の発光量が求められている。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、パッケージと該パッケージに接合された透光性部材とで構成される発光装置において、発光量を増大させることができる発光装置およびそれを備えた電子機器を提供することにある。

本発明の一つの態様による発光装置は、内部に放電空間となる凹部が設けられたパッケージと前記凹部を塞ぐように前記パッケージに接合された透光性部材とを有する容器部材と、前記放電空間内に封入された不活性ガスと、前記パッケージの対向する側壁に設けられているとともに、互いに対向するように配置された対向部を有する一対の放電用電極と、を備えており、前記パッケージにおける前記透光性部材との接合部の光の反射率を、該パッケージにおいて外部に露出する側面部の光の反射率よりも高くしたことを特徴とするものである。

本発明の発光装置によれば、パッケージにおける透光性部材との接合部の光の反射率を、該パッケージにおいて外部に露出する側面部の光の反射率よりも高くすることによって、発光量を増大させることができる。

（ａ）は、接合材を除いた本発明の実施形態における発光装置を示す分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示された発光装置の放電誘発用電極を説明するためにパッケージを分解した分解斜視図である。 図１に示す発光装置の下面側の状態を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の実施形態における発光装置の平面図であり、（ｂ）は、透光性部材および接合材を除いた発光装置の平面図である。 （ａ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 （ａ）は、図４（ａ）において符号Ａによって示す部分の拡大図であり、（ｂ）は、図４（ｂ）において符号Ｂによって示す部分の拡大図である。 本発明の実施形態における発光装置の接合部を模式的に拡大表示した断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態における発光装置の他の例であり、図３（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。また、発光装置は、説明の便宜上、直交座標系ＸＹＺを定義するとともに、Ｚ方向の正側を上方として、適宜、上面（表面）もしくは下面の語を用いるものとする。

また、実施形態等の説明において、既に説明した構成と同一若しくは類似する構成については、同一の符号を付して説明を省略することがある。

＜実施の形態＞
本発明の実施の形態に係る発光装置１０について、図１乃至図５を参照しながら以下に説明する。

本発明の一つの実施の形態に係る発光装置１０は、図１乃至図５に示すような構成であり、内部に放電空間Ｓとなる凹部２ｂが設けられたパッケージ２と凹部２ｂを塞ぐように接合材７からなる接着層７ａを介してパッケージ２に接合された透光性部材３とを有する容器部材１と、放電空間Ｓ内に封入された不活性ガス６と、パッケージ２の対向する側壁２ａに設けられているとともに、互いに対向するように配置された対向部４ｂを有する一対の放電用電極４と、を備えており、パッケージ２における透光性部材３との接合部２ｅの光の反射率を、パッケージ２において外部に露出する側面部２ｆの光の反射率よりも高くしている。また、発光装置１０の光出射方向は、Ｚ方向の正側である。

また、発光装置１０は、放電空間Ｓにおいて放電の始動を容易にするために、放電誘発用電極５をパッケージ２内に備えていてもよい。発光装置１０は、環状の放電誘発用電極５が、一対の放電用電極４の下方に位置するとともに、平面透視において凹部２ｂの底面２ｂａを囲むようにパッケージ２の内部に設けられている。また、一対の放電用電極４は、平面透視において対向部４ｂが放電誘発用電極５の内周よりも内側に位置している。

このような構成によって、発光装置１０は、小型化を図りつつ、一対の放電用電極４間において放電が発生しやすくなり、さらに、容器部材１がパッケージ２の内部に放電空間Ｓを十分に確保できるとともに、放電用電極４の電極面積を大きくできるので、一対の放電用電極４間で放電を効果的に生じさせることができる。

また、発光装置１０は、環状の放電誘発用電極５を備えることによって、不活性ガス６全体をイオン化することができる、特に、放電用電極４付近の不活性ガス６をイオン化することができるので、一対の放電用電極４間で放電が発生しやすくなる。このように、発光装置１０は、放電誘発用電極５が放電の始動を容易にするとともに、一対の放電用電極４が効果的に放電を起こすことができる。

発光装置１０は、放電灯であり、一対の放電用電極４間での不活性ガス６の放電による発光を利用するものである。また、パッケージ２とパッケージ２の側壁２ａに接合された透光性部材３とを含む容器部材１と、対向する一対の放電用電極４および放電誘発用電極５とが、発光管（放電管）を構成している。例えば、スマートフォン等の携帯端末装置は、被写体を撮影するためにカメラ機能を有しており、夜間等の暗所での撮影時の照明光源を備えており、発光装置１０は、発光管（放電管）を放電させて閃光を発生させるように構成されており、スマートフォン等の携帯端末装置に用いることができる。また、発光装置１０は、用途が照明光源に限定されず、例えば、急速加熱等の短時間で高出力のエネルギーを必要とする用途等に用いることができる。

容器部材１は、パッケージ２と、パッケージ２の側壁２ａに接合材７からなる接着層７ａを介して接合された透光性部材３を含んでいる。容器部材１は、放電空間Ｓを有しており、放電空間Ｓはパッケージ２と透光性部材３とによって規定されている。

また、放電用電極とは、電位差によって気体に絶縁破壊を生じさせて、気体に電流を流すために用いられる電極のことをいい、陽極または陰極である。また、放電誘発用電極とは、放電空間に放電を開始させるために、放電用電極に追加して設けられる電極であり、一対の放電用電極間の気体（不活性ガス）をイオン化させることにより、放電の始動を容易にする電極のことをいう。なお、放電誘発用電極は、トリガー電極ともいう。

発光装置１０は、図１乃至図５に示すように、パッケージ２が、対向する側壁２ａに一対の段差部２ｃを有しており、この一対の段差部２ｃに一対の放電用電極４が設けられている。また、発光装置１０は、長手方向（Ｘ方向）の長さが、例えば、３．２（ｍｍ）〜５０（ｍｍ）であり、短手方向（Ｙ方向）の長さが、例えば、１．２（ｍｍ）〜３０（ｍｍ）であり、高さが、例えば、０．３（ｍｍ）〜５（ｍｍ）であり、図１乃至図５に示すような構成を備えており、小型化、薄型化または低背化を図ることができる。

発光装置１０は、容器部材１のパッケージ２が対向する側壁２ａに一対の段差部２ｃを有し、この一対の段差部２ｃに一対の放電用電極４が設けられており、この構成について以下に説明する。なお、後述するように、発光装置１０において、一対の放電用電極４は、一部が放電空間Ｓ内に露出して、一対の放電用電極４間で放電が生じるように設けられていればよい。

パッケージ２は、図１に示すように、側壁２ａに囲まれて放電空間Ｓとなる凹部２ｂが内部に設けられている。このように、パッケージ２は、内部に放電空間Ｓとなる凹部２ｂが設けられており、凹部２ｂの形状は、図４（ｂ）に示すように、断面視形状が矩形状に限定されず、放電空間Ｓとなる凹部２ｂで放電による発光が生じるような断面視形状であればよい。例えば、凹部２ｂの形状は、断面視形状がＶ型形状であってもよく、また、パッケージ２の上方側から下方側に向かって開口の幅が漸次狭くなるような形状であってもよい。

容器部材１は、パッケージ２に一対の放電用電極４を設けるために、対向する側壁２ａ（Ｘ方向の対向する側壁２ａ）のそれぞれに段差部２ｃが設けられており、これらの段差部２ｃが一対の段差部２ｃをなしている。すなわち、パッケージ２は、周縁部の４つの側
壁２ａで中央部を含む領域を囲むようにして凹部２ｂが設けられており、長手方向（Ｘ方向）において、互いに対向する一対の側壁２ａの内周側に一対の段差部２ｃが設けられている。このように、容器部材１は、長手方向（Ｘ方向）の一対の段差部２ｃ上に一対の放電用電極４を設けることによって、放電空間Ｓにおいて距離の長い長手方向（Ｘ方向）で放電が起り、より多くの不活性ガス６が励起されるので、発光効率を向上させることができる。

また、容器部材１は、パッケージ２に一対の放電用電極４を設けるために、短手方向（Ｙ方向）において、互いに対向する側壁２ａ（Ｙ方向において対向する側壁２ａ）に一対の段差部２ｃが設けられていてもよい。容器部材１は、短手方向（Ｙ方向）に一対の放電用電極４を設けることによって、一対の放電用電極４間の距離が短くなるので、放電空間Ｓにおいて放電が生じやすくなる。

図３に示すように、放電用電極４は段差部２ｃに設けられており、断面視において、段差部２ｃの上面は、凹部２ｂの底面２ｂａ（Ｘ軸）に対して略平行に設けられている。また、略平行とは、段差部２ｃの上面と凹部２ｂの底面２ｂａ（ＸＹ平面）との成す角度が、０（°）〜１０（°）の範囲内であることをいう。なお、角度０（°）が段差部２ｃの上面と底面２ｂａとが平行の場合である。

また、段差部２ｃの上面は、凹部２ｂの底面２ｂａに向かって傾斜していてもよい。すなわち、段差部２ｃは、上面が、凹部２ｂの底面２ｂａ（Ｘ軸）に対して、１０（°）〜６０（°）の範囲内で傾いていてもよい。傾いた段差部２ｃの上面に一対の放電用電極４を設けることによって、擬似的ではあるが、一対の放電用電極４は互いに向き合う面積が増加することになる。このように、一対の放電用電極４は、対向する放電用電極４の面積が増加するので、電極寿命の低下を抑制することができる。

また、一対の段差部２ｃは、凹部２ｂの底面２ｂａからの高さが略同等となるようにパッケージ２の側壁２ａの内周側に設けられている。一対の段差部２ｃの底面２ｂａからの高さ（側面２ｃａの高さ）は、例えば、１０（μｍ）〜５００（μｍ）である。また、略同等とは、他方の段差部２ｃの底面２ｂａからの高さが、一方の段差部２ｃの底面２ｂａからの高さに対して、６５（％）〜１３５（％）の範囲内にあることをいう。

また、パッケージ２は、実質的に絶縁材料からなり、平面視において略矩形形状を有している。パッケージ２の絶縁材料の例としては、例えば、セラミックス材料またはエポキシ樹脂またはポリエステル樹脂等の樹脂材料である。また、パッケージ２は、例えば、セラミックス材料の絶縁性の白色を呈する材料からなり、放電で発生した光をパッケージ２内部で効率よく反射させるために、例えば、可視光領域（およそ４００（ｎｍ）から８００（ｎｍ）の波長範囲）のすべての波長において反射率が７０（％）以上の白色を呈する材料からなることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナ）または低温同時焼成セラミックス等である。このように、パッケージ２が白色を呈することによって、パッケージ２内部の内壁面の反射率を高くすることができるので、発光量の低下を抑制することができる。また、容器部材１は、セラミックスからなるパッケージ２を含むことにより、使用耐性に関して改善される。

図１および図２に示すように、略矩形状とは、例えば、搬送時または実装時などにおける損傷の可能性を低減させることを目的に、パッケージ２の４つの角部分に内側方向へ曲線状に窪んだ構造を有する形状、また、４つの角部分がＣ面取りまたはＲ面取りされた構造を有する形状を含んでいる。また、平面視とは、図１において、上方からＺ軸の負方向への視線によるものである。この曲線状の窪みは、パッケージ２の角部において、パッケージ２の上面から下面にかけて溝状に設けられている。この窪みの横断面形状は、曲面形
状を有しており、例えば、半円形状となっている。なお、この窪みの横断面形状は、半円形状に限らず、半長円形状または半楕円形状等であってもよく、形状は特に限定されない。

また、略矩形状とは、図１および図２に示すように、容器部材１の下面側に、放電用電極４および放電誘発用電極５に接続された外部電極（放電用電極４に接続された外部電極４ａおよび放電誘発用電極５に接続された外部電極５ａ）を設けることを目的に、容器部材１の側面に内側方向へ曲線状に凹んだ構造を有する形状を含んでいる。この曲線状の凹みの壁面に外部電極４ａおよび外部電極５ａがそれぞれ設けられている。また、発光装置１０は、このように、容器部材１の下面に外部電極を有する表面実装型にすることにより、省スペース化を図ることができる。発光装置１０は、小型化、薄型化または低背化が可能であり、例えば、電子機器などに搭載されることが可能となる。電子機器は、例えば、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話、カメラ付きスマートフォン等である。

また、曲線状の凹みは、上述の曲線状の窪みと同様に、パッケージ２の側面において、パッケージ２の上面から下面にかけて溝状に設けられている。この凹みの横断面形状は、曲面形状を有しており、例えば、半円形状となっている。なお、この凹みの横断面形状は、半円形状に限らず、半長円形状または半楕円形状等であってもよく、形状は特に限定されない。

透光性部材３は、平面視において略矩形状を有しており、パッケージ２の凹部２ｂを塞ぐように接合材７からなる接着層７ａを介してパッケージ２の側壁２ａの上面に接合されている。透光性部材３において、略矩形状とは、例えば、組み立て時などにおける損傷の可能性を低減させることを目的に、４つの角部分に外側方向へ曲線状に膨らんだ構造を有する形状を含んでいる。

また、発光装置１０においては、透光性部材３は、図３乃至図５に示すように、パッケージ２の上面側に位置する側壁２ａの内周側に全周にわたって段差部２ｄを設けて、この全周の段差部２ｄにパッケージ２の凹部２ｂを塞ぐように接合材７からなる接着層７ａを介して接合されていてもよい。このように、容器部材１は、パッケージ２と、パッケージ２の側壁２ａに凹部２ｂを塞ぐように接合材７からなる接着層７ａを介して接合された透光性部材３とで形成された中空の放電空間Ｓを内部に有することになる。

ここで、透光性部材３における透光性とは、放電空間Ｓ内における発光によって放射された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。透光性部材３は、実質的に絶縁材料からなり、絶縁材料の例としては、ガラスであり、例えば、ホウケイ酸ガラスまたは石英ガラス等である。

放電空間Ｓは、平面視において略矩形状を有している。放電空間Ｓにおいて、略矩形状とは、例えば、組み立て時などにおける損傷の可能性を低減させることを目的に、４つの角部分に外側方向へ曲線状に膨らんだ構造を有する形状を含んでいる。また、容器部材１において、放電空間Ｓは、縦断面においてパッケージ２の段差部２ｃを有する側壁２ａで形成される凹部２ｂと透光性部材３とによって規定される。

放電空間Ｓ内には、不活性ガスが封入されている。不活性ガス６は、例えば、キセノン（Ｘｅ）を主成分とするものである。

一対の放電用電極４は、図３に示すように、一端部側（側面２ｃａ側）が段差部２ｃに設けられて、上面の一部が放電空間Ｓ内に露出しており、他端部側の残りの部分がパッケージ２の側壁２ａの内部に設けられている。一対の放電用電極４は、図４においては、先
端が段差部２ｃの側面２ｃａと面同一となるように設けられている。また、一対の放電用電極４は、対向部４ｂが放電誘発用電極５の内周よりも内側に位置していれば、段差部２ｃの側面２ｃａよりも外側に位置するように段差部２ｃの上面に設けられていてもよい。

このように、一対の放電用電極４は、図３に示すように、パッケージ２の互いに対向する側壁２ａの段差部２ｃに設けられているとともに、互いに対向するように配置された対向部４ｂを有している。このように、一対の放電用電極４は、対向部４ｂが放電空間Ｓ内に互いに対向して位置するように設けられている。すなわち、一対の放電用電極４は、放電空間Ｓ内で放電を発生させるために、放電空間Ｓ内に少なくとも一部が露出するように、パッケージ２の側壁２ａの段差部２ｃの上面に設けられている。

また、放電用電極４は、図３に示すように、段差部２ｃの上面の全てを覆うように設けられている。また、放電用電極４は、段差部２ｃの上面のＹ方向の両側の一部が露出するように段差部２ｃの上面に設けられていてもよい。

一対の放電用電極４は、段差部２ｃの上面に設けられているので、放電用電極４とパッケージ２の底面２ｂａとの間での放電、所謂沿面放電が生じにくく、発光効率の低下を抑制することができる。

また、図３に示すように、一対の放電用電極４は、互いの先端部が対向部４ｂであり、先端同士が互いに対向するように放電空間Ｓ内に配置されている。また、一対の放電用電極４の対向部４ｂ間の間隔は、例えば、３（ｍｍ）〜２０（ｍｍ）である。

また、対向する一対の段差部２ｃのそれぞれの高さ（側面２ｃａの側面の高さ）は、他方の段差部２ｃの底面２ｂａからの高さが、一方の段差部２ｃの底面２ｂａからの高さに対して、６５（％）〜１３５（％）の範囲内になるように設けられる。したがって、Ｚ方向において、一対の段差部２ｃのそれぞれの高さは上記の範囲内にあり、この段差部２ｃに一対の放電用電極４が設けられる場合には、一対の放電用電極４は、互いに対向するように配置された対向部４ｂを有しているものとする。すなわち、Ｚ方向において、一対の放電用電極４は、対向部４ｂが上記の範囲内でずれていてもよい。また、一対の放電用電極４は、Ｚ方向において互いに対向するように配置された対向部４ｂを有していれば、放電用電極４がＹ方向にずれていてもよい。

一対の放電用電極４は、図１乃至図３に示すように、パッケージ２の長手方向（Ｘ方向）のそれぞれの側面において、容器部材１の放電空間Ｓ内から外部電極４ａによって容器部材１の下面側に引き出されており、放電用電極４と外部電極４ａとは、電気的および物理的に接合されている。なお、外部電極４ａは、容器部材１の下面に設けられている電極も含んでいる。また、外部電極４ａの材料例は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、ストロンチウム、ランタンまたは白金等である。

また、一対の放電用電極４のうち、一方の放電用電極４が陽極であり、他方の放電用電極４が陰極である。放電用電極４が陽極の場合には、放電用電極４の材料例は、タングステンなどを含む高融点金属である。

また、放電用電極４が陰極の場合には、放電用電極４の材料例は、主成分であるタングステンの他に、電子放出特性に優れた酸化ランタン、酸化イットリウムまたは酸化セリウムを含むことが好ましい。放電用電極４は、電極の厚みが、例えば、５（μｍ）〜５００（μｍ）である。

放電誘発用電極５は、図３および図４に示すように、環状の形状を有しており、一対の
放電用電極４の下方に位置するとともに、平面透視において凹部２ｂを囲むようにパッケージ２の内部に設けられている。また、放電誘発用電極５は、図１および図３に示すように、環状の形状を有しており、凹部２ｂの底面２ｂａ（底部）を囲むように設けられている。放電誘発用電極５は、凹部２ｂがＶ型形状の場合には、一対の放電用電極４の下方に位置するとともに、凹部２ｂの底部を囲むように、または、凹部２ｂの内壁面に近接するようにパッケージ２の内部に設けることができる。なお、放電誘発用電極５は、図３（ｂ）において、点線で示している。

このように、環状の放電誘発用電極５は、凹部２ｂの底面を囲むとともに放電空間Ｓに露出しないようにパッケージ２の内部に設けられているので、発光装置１０は、放電空間Ｓ内で放電誘発用電極５が起因となるような発光の乱反射が生じにくくなる。また、発光装置１０は、発光の妨げにならないように、環状の放電誘発用電極５が放電空間Ｓに露出しないように一対の放電用電極４の下方のパッケージ２の内部に設けられているので、発光量の低下が抑制される。

また、放電誘発用電極５は、一対の放電用電極４の下方に位置しており、放電空間Ｓ内に露出しないように、容器部材１のパッケージ２の内部に設けられている。すなわち、放電誘発用電極５は、図３および図４に示すように、パッケージ２の内部の側壁２ａの周辺部に設けられているので、Ｘ方向またはＺ方向において、放電用電極４と放電誘発用電極５との距離を短くすることができるので、放電誘発用電極５によって放電空間Ｓ内での放電が誘発されやすくなる。また、一対の放電用電極４は、図３に示すように、平面透視において対向部４ｂが環状の放電誘発用電極５の内周よりも内側に位置している。

また、放電誘発用電極５は、電極の厚みが、例えば、５（μｍ）〜３００（μｍ）であり、電極の幅が、例えば、３０（μｍ）〜５００（μｍ）である。

また、図３に示すように、放電用電極４は、平面視において、放電誘発用電極５の内周と放電用電極４の先端との距離は、例えば、１０（μｍ）〜５００（μｍ）である。また、一対の放電用電極４は、Ｘ方向において、対向部４ｂ同士が環状の放電誘発用電極５の内周よりも内側に位置していれば、距離は、同じであっても異なっていてもよい。

また、平面透視で放電用電極４と放電誘発用電極５とが重なっている領域において、Ｚ方向における放電用電極４と放電誘発用電極５との間隔は、例えば、２５（μｍ）〜３００（μｍ）である。環状の放電誘発用電極５が放電用電極４に接触しない範囲であれば、放電を誘発しやすくするために、距離は短いほうが好ましい。

また、パッケージ２の側壁２ａの内周面（側面２ｃａ）と放電誘発用電極５の内周との距離は、例えば、１０（μｍ）〜５００（μｍ）である。距離は、環状の放電誘発用電極５が側壁２ａの内周面に露出しない範囲であれば、放電を誘発しやすくするために、距離は短いほうが好ましい。

放電誘発用電極５は、図１乃至図３に示すように、パッケージ２の短手方向（Ｙ方向）のそれぞれの側面において、容器部材１の内部から外部電極５ａによって容器部材１の下面側に引き出されており、放電誘発用電極５と外部電極５ａとは、電気的および物理的に接合されている。なお、外部電極５ａは、容器部材１の下面に設けられている電極も含んでいる。また、外部電極５ａの材料例は、例えば、タングステン、モリブデン、ストロンチウム、ランタン、マンガンまたは白金等である。

また、放電誘発用電極５の材料例は、タングステン、モリブデン、ストロンチウム、ランタン、マンガンまたは白金などの高融点金属である。発光装置１０は、放電誘発用電極
５を含んでいることにより、予備放電を有することになる。したがって、発光装置１０は、一対の放電用電極４および放電誘発用電極５によって、主放電の開始が安定することになる。

上述のように、透光性部材３は、図３乃至図５に示すように、接合材７からなる接着層７ａを介してパッケージ２の側壁２ａに接合されており、発光装置１０は、図３乃至図５に示すように、段差部２ｄがパッケージ２の側壁２ａの内周側に全周にわたって設けられており、その段差部２ｄに透光性部材３が接合材７からなる接着層７ａを介して接合されている。

接合材７は、低融点ガラスであり、低融点ガラスとは、融点が、４００（℃）〜６５０（℃）の範囲にあるものをいう。低融点ガラスは、例えば、酸化ビスマスを主成分とするもの、酸化亜鉛を主成分とするものまたは酸化ケイ素を主成分とするものである。パッケージ２と透光性部材３とは、例えば、加熱温度が、５００（℃）〜７００（℃）で接合される。

また、接合材７は、低融点ガラスに白色性を有する金属酸化物が含まれているものであってもよい。白色性を有する金属酸化物は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）またはジルコニア（ＺｒＯ_２）等である。白色性を有する金属酸化物は、例えば、可視光領域（およそ４００（ｎｍ）から８００（ｎｍ）の波長範囲）のすべての波長において反射率が７０（％）以上の白色性を呈する材料のことをいう。このように、低融点ガラスに添加される金属酸化物は白色性を有しており、低融点ガラスに添加することによって接着層７ａの反射率を高めることができるので、発光装置１０は、発光量を向上させることができる。

このように、発光装置１０は、パッケージ２と透光性部材３とが接合材７からなる接着層７ａを介して接合されており、接着層７ａが段差部２ｄと透光性部材３との間に位置しており、接着層７ａの一部が放電空間Ｓ内に面している。また、パッケージ２は、側壁２ａに段差部２ｄを設けずに、側壁２ａの上面にパッケージ２と透光性部材３とが接合材７からなる接着層７ａを介して接合されていてもよい。

ここで、パッケージ２における透光性部材３との接合部２ｅの構造について以下に説明する。パッケージ２における接合部２ｅとは、４つの側壁２ａにおける上面部のうち、少なくとも透光性部材３の下面（放電空間Ｓ側の面）と対向している枠状の部分のことを指し、本実施形態のように側壁２ａに段差部２ｄが設けられている場合には、透光性部材３の側面と対向している部分を含んでもよい。

パッケージ２は、接合部２ｅの光の反射率が、パッケージ２において外部に露出する側面部２ｆの光の反射率よりも高くなるように構成されている。ここでいう光とは、可視光領域（およそ４００（ｎｍ）から８００（ｎｍ）の波長範囲）の光のことである。

発光装置１０では、容器部材１における放電空間Ｓ内において一対の放電用電極４間の放電によって光が発生し、発生した光の一部は、透光性部材３の上面で反射して接合部２ｅに入射されることになる。そして、接合部２ｅに入射した光のうち、一部の光は接合部２ｅで反射されるが、残りの光は接合部２ｅで吸収され、その分だけ光が損失してしまう。

しかしながら、発光装置１０は、パッケージ２が、接合部２ｅの光の反射率が側面部２ｆの光の反射率よりも高くなるように構成されているので、接合部２ｅの光の反射率と側面部２ｆの光の反射率とが同等となる構成を有するパッケージを用いる場合と比べて、接合部２ｅで吸収される光量が低減し、接合部２ｅで反射されて透光性部材３を透過して外
部に放射される光量が増加するので、発光量を増大させることができる。

この場合、接合部２ｅは、複数の粒子を互いに一部分で一体化させて粒子間に多くの空隙が形成されている多孔質体によって構成されるのが好ましい。図６は、多孔質体によって構成された接合部２ｅを拡大して示した模式図であり、３１は多孔質体を構成している材料の粒子を示し、３２は粒子３１間に形成された気孔（以下、空隙ともいう）を示している。

接合部２ｅが多孔質体によって構成されることにより、接着層７ａを介してパッケージ２と透光性部材３とを接合する際に、接着層７ａとなる未硬化の接合材７が空隙３２内に入り込み、その後硬化されることによって、空隙３２内に入り込んで硬化した接合材７がアンカーの作用をなし、パッケージ２と透光性部材３とを強固に接合することができる。多孔質体によって構成される接合部２ｅの厚みは、例えば、３０（μｍ）以上である。

接合部２ｅを多孔質体とする場合、粒子３１の表面に対して全反射角よりも小さな角度で入射した光は、表面を透過して、粒子３１の内部に進入する。この透過光は、粒子３１中を透過した後に反対側の表面に至り、その表面と、それよりも屈折率の低い空隙３２との界面３３で、屈折率差によって全反射されて、接合部２ｅの外部に出射させることができる。すなわち、粒子３１と空隙３２との界面が光入射角度に対して全反射する角度で存在する場合、入射した光は全反射される。一方、粒子３１と空隙３２との界面３３が光入射角度に対して全反射する角度で存在しない場合には入射光は透過するが、この透過した光の光路の先には粒子３１と空隙３２との界面３３が幾つも存在し、それらの界面３３の中には、光入射角度に対して全反射する角度で存在する界面３３が高確率で存在する。その結果、接合部２ｅの内部に進入した透過光は、いずれかの界面３３において全反射されて、接合部２ｅの外部に出射される。この様な現象が連続的に生じることによって、接合部２ｅの内部に進入した透過光は、効果的に反射され、接合部２ｅの外部に出射される。なお、全反射角とは、粒子３１側から空隙３２との界面に入射する光が、空隙３２に進行しなくなったときの界面に垂直な線と入射光とのなす臨界角度以上の角度を意味する。

上述の作用から理解できるように、パッケージ２において、接合部２ｅと側面部２ｆとが、可視光領域の光に対して同じ光吸収率を有する材料からなる場合には、接合部２ｅを、側面部２ｆよりも気孔率が大きな多孔質体とすることで、内部で全反射する光量を多くすることができる。これにより、パッケージ２は、接合部２ｅが、側面部２ｆの光の反射率よりも高い光の反射率を有することとなる。

このように接合部２ｅを多孔質体によって構成する場合、入射光を効率良く反射させる観点から、接合部２ｅを構成する粒子３１としては、屈折率が高くて全反射角を大きく確保できるものを使用するのが好ましい。また、接合部２ｅにおける光減衰を少なくする観点からは、可視光領域の光に対する吸収が少ない（たとえば光吸収率が５％以下の）材料を使用するのが好ましい。さらに、接合材７としては、屈折率の低いものを使用するのが好ましく、これによって、空隙３２内に入り込んで硬化した接合材７と粒子３１との界面において、光の全反射を生じやすくできる。

パッケージ２がセラミックス材料を用いて構成される場合、接合部２ｅを構成するセラミック粒子の平均粒径を、側面部２ｆを構成するセラミック粒子の平均粒径よりも大きくして焼結することにより、接合部２ｅを、側面部２ｆよりも気孔率の大きな多孔質体とすることができる。ここで、接合部２ｅおよび側面部２ｆを構成する複数のセラミック粒子の平均粒径は、インターセプト法により測定した粒径であり、たとえば、以下のようにして測定した粒径である。まず、接合部２ｅおよび側面部２ｆの断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて所定倍率（たとえば５０００倍、平均粒径が１０μｍ以上となる場合
には１０００倍）で観察し、ＳＥＭ画像を得る。このＳＥＭ画像を用いてインターセプト法により例えば１００個程度のセラミック粒子の粒径を測定し、その平均値を平均粒径とする。

また、一般的に粒子３１の粒径が入射する光の波長より小さくなる場合、光と粒子３１との相互作用が小さくなるため、粒子３１と空隙３２との界面３３で光を反射する効果は小さくなる。特に、粒径が光の波長の１／４未満になる場合、光を反射する効果が非常に小さくなる。よって、接合部２ｅを構成する粒子３１の粒径は、可視光領域の光の波長の１／４より大きく、かつできるだけ小さいものを使用するのが好ましい。

また、多孔質体によって構成される接合部２ｅでは、全反射面を空間的に多数存在させることで全体の反射率を向上させているので、粒子３１の粒径が大きすぎる場合には、単位空間あたりの粒子３１と空隙３２とが接することによって形成される反射面が少なくなり、好ましくない。

さらに、入射した光を全反射する確率を上げる観点からは、粒子３１としては、球形状よりも、互いに形状および寸法が異なる複数の平面が組み合わされた、板形状や柱形状などの不定形なものを使用するのが好ましい。

たとえば、接合部２ｅを、アルミナ粒子を使用して多孔質体を形成する場合には、反射率を高くするという観点から、気孔率を１５（％）〜４３（％）の範囲に設定するのが好ましい。ここで、気孔率は、下記数式１により定義されるものである。

数式１における嵩密度はアルキメデス法により、真密度は気相置換法（ピクノメータ法）により測定することができる。また、多孔質部分が薄い場合、反射層の断面を顕微鏡により観察し、その断面における気孔の面積率（気孔の面積の総和を総面積で割ることにより求められる）を求め、この気孔の面積率を３／２乗することにより気孔率を求めることができる。

このような多孔質体からなる接合部２ｅを有する、セラミックス材料からなるパッケージ２は、パッケージ２における接合部２ｅ以外の部分（以下、「基体」と称する）を複数のセラミックグリーンシートを積層して作製した後に、その積層体の上面における、接合部２ｅを設けるべき箇所に、基体を構成しているセラミック粒子の平均粒径よりも大きな平均粒径を有する複数のセラミック粒子をスプレーコーティングして所望の形状に成形して焼結することにより、作製することができる。

多孔質体は、基体を複数のセラミックグリーンシートを積層して形成した後に、接合部２ｅとなるセラミックグリーンシートを、その積層体の上面における、接合部２ｅを設けるべき箇所に積層し、仮焼成することにより形成してもよい。なお、仮焼成とは、セラミック粒子間に空隙がほとんど存在しない状態（気孔率が０．００１〜１％程度）の焼結体（セラミック）とは異なり、適度な気孔率を有する多孔質体を形成するための不完全な焼成を意味している。

また、多孔質体からなる接合部２ｅを有するパッケージ２を作製する方法としては、接合部２ｅと、パッケージ２における接合部２ｅ以外の部分とを別々に作製し、その後、そ
れらを接合材を使用して接合してもよい。この方法は、特に、パッケージ２における接合部２ｅ以外の部分を、エポキシ樹脂またはポリエステル樹脂等の樹脂材料によって構成する場合に好適に用いられる。

ここで、発光装置１０の製造方法について以下に説明する。

パッケージ２は、互いに積層された複数の絶縁層で構成されている。絶縁層は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、ムライト質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミック材料等の電気絶縁材料から成るものである。パッケージ２における基体は、例えば、セラミックグリーンシート積層法等を用いて、複数層のセラミックグリーンシートを積層することで形成される。

パッケージ２が、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、まず、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化カルシウムまたは酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿状となし、これをドクターブレード法等のシート形成方法によってシート状となすことによって絶縁層となるセラミックグリーンシートを得る。

そして、パッケージ２の一対の放電用電極４および放電誘発用電極５等の構成に応じて、例えば、セラミックグリーンシートにスクリーン印刷等を用いて、一対の放電用電極４および放電誘発用電極５となるペースト層を形成する。また、同様にして、セラミックグリーンシートにスクリーン印刷等を用いて、パッケージ２の下面の外部電極４ａおよび外部電極５ａとなるペースト層を形成する。

また、パッケージ２の側面の外部電極４ａおよび外部電極５ａは、同様にして、セラミックグリーンシートにスクリーン印刷等を用いて、外部電極４ａおよび外部電極５ａとなるペースト層を形成する。そして、セラミックグリーンシート積層法等を用いて、外部電極４ａおよび外部電極５ａの位置に打ち抜き加工された複数層のセラミックグリーンシートを積層することで形成される。

また、パッケージ２の凹部２ｂを形成するためにセラミックグリーンシートに打ち抜き金型等を用いた孔加工方法により凹部２ｂとなる貫通孔を形成する。

パッケージ２が、例えば、セラミックス材料からなる場合には、それぞれの電極は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）または銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）等の金属材料を用いることができる。

上述したパッケージ２用のセラミックグリーンシートを作製する工程において、ペーストは、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）または銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）等の粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して得られ、パッケージ２となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法を用いてペーストを所定のパターンに印刷塗布してペースト層を形成して、パッケージ２となる積層された複数のセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、パッケージ２の所定位置に、一対の放電用電極４、放電誘発用電極５、外部電極４ａおよび外部電極５ａが被着形成される。

これらのセラミックグリーンシートを適当な大きさに切断して、パッケージ２における基体の構成となるように複数のセラミックグリーンシートを積層して積層体を作製し、そ
の積層体の上面における、接合部２ｅを設けるべき箇所に、基体を構成しているセラミック粒子の平均粒径よりも大きな平均粒径を有する複数のセラミック粒子をスプレーコーティングして所望の形状に成形して、この積層体を還元雰囲気中で約１６００（℃）の温度で焼成することによって複数の絶縁層が積層されたパッケージ２が製作される。また、還元雰囲気中は、例えば、窒素雰囲気中である。

上述のようにして、パッケージ２は、一対の放電用電極４および放電誘発用電極５が設けられ、側面および下面には放電用電極４に接続された外部電極４ａおよび放電誘発用電極５に接続された外部電極５ａが設けられることになる。

この多孔質体からなる接合部２ｅを有するパッケージ２に対して、凹部２ｂを塞ぐように接合材７からなる接着層７ａを介して透光性部材３を接合する。具体的には、パッケージ２と透光性部材３との接合領域の形状に合わせてスクリーン印刷法を用いて、接合材７としてのガラスペースト（アルミナを添加した低融点ガラスに適当なバインダーおよび溶剤等を添加混合して得られたもの）を側壁２ａまたは透光性部材３の接合領域に塗布して、透光性部材３またはパッケージの形状に合わせたアライメント治具を用いて、パッケージ２の側壁２ａの段差部２ｄに透光性部材３を落とし込む。

その後、透光性部材３が接合材７を介して段差部２ｄに載置された状態のパッケージ２を、チャンバ内に配置し、チャンバ内の空気を一旦排気する。このとき、放電空間Ｓ内に存在している空気も併せて排気される。この場合、放電空間Ｓ内の空気の排気は、透光性部材３と接合材７との隙間を介して行われるが、本実施形態のように、接合部２ｅが多孔質体からなる場合には、透光性部材３と接合材７との隙間だけでなく、接合部２ｅに形成されている空隙３２を介して排気を行うことができる。このため、放電空間Ｓ内の空気の排気をスムーズに行うことができる。換言すれば、放電空間Ｓ内の空気の排気に要する時間を短縮することができる。

排気後、不活性ガス（Ｘｅガス）を注入してチャンバ内を不活性ガス雰囲気にすることで、透光性部材３と接合材７との隙間を介して、不活性ガスが放電空間Ｓ内に充填される。この場合にも、上記同様、接合部２ｅが多孔質体からなる場合には、透光性部材３と接合材７との隙間だけでなく、接合部２ｅに形成されている空隙３２を介して不活性ガスの充填を行うことができる。このため、不活性ガスの放電空間Ｓ内への充填をスムーズに行うことができる。換言すれば、不活性ガスの放電空間Ｓ内への充填に要する時間を短縮することができる。

不活性ガスの放電空間Ｓ内への充填が完了すると、チャンバの外部からレーザ光を照射し、接合材７を加熱して溶融させ、接合材７を硬化させることによって、放電空間Ｓを外部から密封する。なお、接合部２ｅが多孔質体からなる場合には、接合部２ｅを介して放電空間Ｓと外部の空間とが連通しないように、接合材７を、接合部２ｅが外部に露出しないように覆うことが好ましい。

このようにして、放電空間Ｓ内に不活性ガス６が充填されたパッケージ２が作製される。この方法によれば、不活性ガス６を導入するためのガス導入孔をパッケージ２に設けることなく、パッケージ２を作製することができる。

本発明は、上述の実施の形態の発光装置１０に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。以下に本発明の他の実施の形態について説明する。なお、他の実施の形態に係る発光装置のうち、実施の形態に係る発光装置１０と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

発光装置１０Ａは、図７（ａ）に示すように、一対の放電用電極４が上面の先端部から側壁２ａの内周面に沿って下方側（底面２ｂａ側）に延在するような構成であってもよい。この場合には、一対の放電用電極４は、上面の先端部から下方側に延在して内周面に設けられた部分が対向部４ｂであり、この対向部４ｂは互いに平面形状を有している。このように、発光装置１０Ａにおいて、一対の放電用電極４は、対向部４ｂが平面形状を有しているので、陰極の放電用電極４から放出された電子による劣化が低減されて、電極寿命の低下が抑制される。また、発光装置１０Ａは、放電用電極４と放電誘発用電極５との距離を短くすることができるので、放電誘発用電極５によって放電空間Ｓ内での放電が誘発されやすくなる。

また、発光装置１０Ｂは、図７（ｂ）に示すように、一対の放電用電極４は、側壁２ａの内部から内周面に到達するようにパッケージ２の側壁２ａに設けられ、内周面に到達した部分から側壁２ａの内周面に沿って下方側（底面２ｂａ側）に延在するように設けられた平面形状の電極であってもよい。この場合には、一対の側壁２ａの内周面に設けられた平面形状の電極が対向部４ｂであり、平面形状の電極同士が互いに対向するように放電空間Ｓ内に配置されている。なお、発光装置１０Ｂは、側壁２ａに段差部を有していない。

このように、発光装置１０Ｂは、放電用電極４は、互いに対向する対向部４ｂが平面形状を有しているので、陰極の放電用電極４から放出された電子による劣化が低減されて、放電用電極４の電極寿命の低下が抑制される。また、発光装置１０Ｂは、放電誘発用電極５を放電用電極４の周辺のパッケージ２の内部に設けており、Ｘ方向またはＺ方向において、放電用電極４と放電誘発用電極５との距離を短くすることができるので、放電誘発用電極５によって放電空間Ｓ内での放電が誘発されやすくなる。

本発明は、上述した実施の形態および他の実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更および改良が可能である。

１ 容器部材
２ パッケージ
２ａ 側壁
２ｂ 凹部
２ｃ 段差部
２ｄ 段差部
２ｅ 接合部
２ｆ 側面部
３ 透光性部材
４ 放電用電極
５ 放電誘発用電極
６ 不活性ガス
７ 接合材
７ａ 接着層
１０、１０Ａ、１０Ｂ 発光装置
Ｓ 放電空間

Claims (5)

1. 内部に放電空間となる凹部が設けられたパッケージと前記凹部を塞ぐように前記パッケージに接合された透光性部材とを有する容器部材と、
   前記放電空間内に封入された不活性ガスと、
   前記パッケージの対向する側壁に設けられているとともに、互いに対向するように配置された対向部を有する一対の放電用電極と、
   を備えており、
   前記パッケージにおける前記透光性部材との接合部の光の反射率を、該パッケージにおいて外部に露出する側面部の光の反射率よりも高くしたことを特徴とする発光装置。
2. 前記接合部が、多孔質体からなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記パッケージはセラミックスからなり、前記接合部を構成するセラミック粒子の平均粒径が、前記側面部を構成するセラミック粒子の平均粒径よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 前記接合部を構成するセラミック粒子が、不定形状粒子であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発光装置が搭載された電子機器。