JP6272172B2 - 発光装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

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

上述の発光装置は、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て、パッケージの内壁側面が平滑になっているので、放電空間内での放電によって発生した光が内壁側面の反射では散乱しにくく、例えば、発光装置を照明光源として用いる場合には、照射光の発光強度分布が急峻な分布になりやすいので、照射光の照射範囲において、照射光の光量が不十分になりやすいという問題点があった。

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、パッケージの内壁側面を凹凸パターンが設けられた傾斜面にすることによって、内壁側面で散乱が生じやすくなり、すなわち、散乱光が増加して、照射光の発光強度分布が緩やかな分布になり、照射光の照射範囲において照射光の光量を増加させることができる発光装置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接合材からなる接着層を介して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、前記パッケージは、前記側壁とは異なる互いに対向する側壁の内壁側面が前記凹部の底部から前記凹部の開口に向かって拡がる傾斜面を有しており、該傾斜面に沿って第１の凹凸パターンが配列されている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、パッケージの内壁側面を凹凸パターンが設けられた傾斜面にすることによって、内壁側面での散乱が生じやすくなり、照射光の発光強度分布が緩やかな分布になり、照射光の照射範囲において照射光の光量を増加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に示す発光装置の内壁側面の状態を説明するための説明図である。 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４（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５（ｂ）において符号Ａで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他の例であり、（ａ）は、発光装置の内壁側面の状態を説明するための説明図であり、（ｂ）は、図５（ｂ）において符号Ａで示す部分に相当する拡大図である。 本発明の実施形態における発光装置の他の例であり、（ａ）は、発光装置の内壁側面の状態を説明するための説明図であり、（ｂ）は、図５（ｂ）において符号Ａで示す部分に相当する拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線で底面を切断した切断端面図である。 （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に相当する断面図である。

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１＞
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６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６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は、互いに対向する側壁２ａの内壁側面２ａａが凹部２ｂの底部２ｂａから凹部２ｂの開口に向かって拡がる傾斜面を有しており、該傾斜面に沿って第１の凹凸パターン８が配列されている。なお、なお、パッケージ２は、４つの側壁２ａにより凹部２ｂが設けられており、一対の放電用電極４が互いに対向する側壁２ａに設けられており、該側壁２ａとは異なる、互いに対向する側壁２ａの内壁側
面２ａａが傾斜面を有している。

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、容器部材１の内部の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６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、パッケージ２は、図２および図５に示すように、互いに対向するパッケージ２の長手方向に平行な内壁側面２ａａ（Ｘ方向に平行な内壁側面）が、凹部２ｂの底部２ｂａから凹部２ｂの開口に向かって拡がる傾斜面を有しており、この傾斜面に沿って第１の凹凸パターン８が配列されている。第１の凹凸パターン８は、凹部２ｂの底部２ｂａ（下方）から凹部２ｂの開口（上方）に向かう方向にそって配列されている。このように、凹部２ｂの内壁側面２ａａは、凹部２ｂの底部２ｂａに向かうにしたがって漸次内側に傾斜するように設けられており、凹部２ｂは、断面視形状がパッケージ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Ｖ型の形状になっている。

また、傾斜面に沿って第１の凹凸パターン８が配列されているとは、図２に示すように、凹部２ｂの底部２ｂａから凹部２ｂの開口に向かう方向にそって第１の凹凸パターン８の凹部と凸部が交互に配列されている状態であり、Ｘ方向から内壁側面２ａａを断面視した場合に、傾斜面は断面視形状が凹凸形状となっている。

また、発光装置１０では、パッケージ２の長手方向に平行な内壁側面２ａａ（Ｘ方向に平行な内壁側面）が凹部２ｂの底部２ｂａから凹部２ｂの開口に向かって拡がる傾斜面を有しており、この傾斜面に沿って第１の凹凸パターン８が配列されているが、これに限らない。

例えば、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方向において互いに対向する側壁２ａ）に一対の段差部２ｃを設けて、短手方向（Ｙ方向）に一対の放電用電極４を設けることができる。そして、互いに対向するパッケージ２の短手方向（Ｙ方向）に平行な内壁側面（Ｙ方向に平行な内壁側面）を凹部２ｂの底部２ｂａから凹部２ｂの開口に向かって拡がる傾斜面として、この傾斜面に沿って第１の凹凸パターン８を配列してもよい。この場合には、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。

このように、パッケージ２は、互いに対向する内壁側面２ａａがパッケージ２の凹部２ｂの開口から凹部２ｂの底部２ｂａに向かって開口断面が減少するようなテーパ状の傾斜斜面を有しており、この傾斜面には傾斜面に沿って第１の凹凸パターン８が配列されている。なお、パッケージ２の内壁側面２ａａの第１の凹凸パターン８の詳細については後述する。

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。

図５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の底部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の底部２ｂａ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の上面と底部２ｂａとが平行の場合である。

また、段差部２ｃの上面は、凹部２ｂの底部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の底部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の底部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の底部２ｂａからの高さが、一方の段差部２ｃの底部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６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の底部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の底部２ｂａ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が底部２ｂａに底面２ｅを有する場合には、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２ｂａの底面２ｅを囲むようにパッケージ２の内部に設けることができる。

このように、環状の放電誘発用電極５は、凹部２ｂの底部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５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４および図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。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。

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（Ａｌ２Ｏ３）またはジルコニア（Ｚｒｏ２）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。

ここで、パッケージ２の内壁側面２ａａの第１の凹凸パターン８について以下に説明する。

パッケージ２は、図２に示すように、互いに対向するパッケージ２の長手方向に平行な内壁側面２ａａが傾斜面になっており、この傾斜面は凹部２ｂの底部から凹部２ｂの開口に向かって拡がっている。このように、内壁側面２ａａは、図２に示すように、パッケージ２の段差部２ｄから凹部２ｂの低部に向かって内側に傾斜しており、この傾斜面には第１の凹凸パターン８が傾斜面に沿って配列されている。

第１の凹凸パターン８は、図２に示すように、傾斜面においてパッケージ２の長手方向（Ｘ方向）に延在する凹部と凸部とが交互に配置された凹凸部で構成されている。すなわち、第１の凹凸パターン８は、パッケージ２の長手方向（Ｘ方向）に延びる複数の凹部と複数の凸部とからなり、凹部および凸部が内壁側面２ａａの傾斜面に沿ってパッケージ２の下方から上方に向かって交互に配置されている。

発光装置１０は、容器部材１内の放電空間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、発生した光が凹凸パターン８の形状を有する内壁側面２ａａに入射されることになる。発光装置１０は、パッケージ２の長手方向において、互いに対向する内壁側面２ａａが凹部２ｂの底部２ｂａから凹部２ｂの開口に向かって拡がる傾斜面を有しており、この傾斜面に沿って第１の凹凸パターン８が配列されている。したがって、発光装置１０は、一対の放電用電極４間の放電によって発生した光が内壁側面２ａａの第１の凹凸パターン８に入射して、この入射した光が内壁側面２ａａの第１の凹凸パターン８で反射されて反射光となる。そして、発光装置１０は、この第１の凹凸パターン８での反射光が透光性部材３を透過して外部に放射されることになる。

この場合に、発光装置１０は、内壁側面２ａａへの入射光が第１の凹凸パターン８で反射することによって散乱が生じ、反射光が散乱光となり、透光性部材３を透過して外部に放射されることになる。このように、発光装置１０は、放電によって発生した光が第１の凹凸パターン８で反射することによって散乱光となり、第１の凹凸パターン８の配列方向に平行なパッケージ２の短手方向（Ｙ方向）に対する散乱光を増加させることができる。

第１の凹凸パターン８は、図６に示すように、第１の凹凸パターン８の凹部の底部から凸部の頂部までの高さＨが、例えば、０．１（μｍ）〜１０（μｍ）であり、ピッチＰが、１（μｍ）〜１００（μｍ）である。

また、凹部２ｂは、図６に示すように、開口角度αが、例えば、６０（°）〜１４０（°）である。なお、開口角度αは、パッケージ２の法線方向に対して、所望の角度の範囲内に光が放出されるように調整される。

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４および外部電極５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、窒素雰囲気中または水素雰囲気中、あるいは、これらの混合ガス雰囲気中である。

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。

例えば、非酸素雰囲気において、パッケージ２と透光性部材３とを接合する場合について以下に説明する。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の段差部に透光性部材３を落とし込む。そして、例えば、２００（℃）〜３００（℃）の加熱温度で、接合材７に含まれる溶剤成分またはバインダー成分の脱溶剤または脱バインダーを行ない、例えば、５００（℃）〜７００（℃）の加熱温度で、パッケージ２と透光性部材３とを接合することによって、容器部材１となる。また、２００（℃）〜３００（℃）の加熱温度で、接合材７に含まれる溶剤成分またはバインダー成分の脱溶剤または脱バインダーは、酸素雰囲気中で行なってもよい。

また、例えば、パッケージ２には容器部材１に不活性ガス６を導入するためのガス導入孔（図示せず）が設けられており、そのガス導入孔を通して、容器部材１の内部に不活性ガス６（Ｘｅガス）が導入される。なお、ガス導入孔は、不活性ガス６の導入後に封止される。

ここで、第１の凹凸パターン８および第２の凹凸パターン９の形成方法について以下に説明する。なお、第２の凹凸パターン９については、後述する。

第１の凹凸パターン８および第２の凹凸パターン９は、表面切削加工等を用いて凹凸形状を施した金型を用いることによって、パッケージ２（２Ａ、２Ｂ）に形成することができる。

第１の凹凸パターン８を形成するための金型は、第１凹凸パターン８の凹凸形状を反映させた形状を有している。

まず、上述のセラミックグリーンシート（放電用電極４、放電誘発用電極５となるペースト層、凹部２ｂとなる貫通孔等が形成されたセラミックグリーンシート）を複数層重ねて積層体とする。次に、第１の凹凸パターン形状を有する金型をセラミックグリーンシート積層体に押しつけて、金型の凹凸形状に合わせてセラミックグリーンシート積層体に第１の凹凸パターン８となる凹凸形状を形成する。そして、金型からセラミックグリーンシート積層体を外して、第１の凹凸パターン８となる形状が形成されたセラミックグリーンシート積層体を還元雰囲気中で約１６００（℃）の温度で焼成する。これによって、パッケージ２は、第１の凹凸パターン８が内壁側面２ａａに形成される。

また、同様にして、後述する第２の凹凸パターン９も金型を用いて形成することができる。この場合には、第２の凹凸パターン９を形成するための金型は、第２の凹凸パターン９の凹凸形状を反映させた形状を有している。

本発明は、上述の実施の形態１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、他の実施の形態に
ついて以下に説明する。なお、他の実施の形態に係る発光装置のうち、実施の形態１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。

＜実施の形態２＞
以下、本発明の実施の形態２に係る発光装置１０Ａについて図面を参照しながら以下に説明する。なお、発光装置１０Ａについては、パッケージ２Ａの一部分のみを図７に示している。

発光装置１０Ａは、図７に示すように、パッケージ２Ａは、凹部２ｂの底部２ｂａの傾斜面間に平坦な底面２ｅが設けられている。すなわち、パッケージ２Ａの底部２ｂａの長手方向に平行な平坦な底面２ｅが設けられている。底面２ｅは、対向する内壁側面２ａａの第１の凹凸パターン８が形成された傾斜面間に位置しており、底面２ｅは、図７に示すように、幅Ｘが、例えば、１０（μｍ）〜１０００（μｍ）である。

発光装置１０Ａは、凹部２ｂの底部２ｂａが底面２ｅになっているので、底面２ｅに入射された光のＺ方向の反射効率が高くなり、発光量を増加させることができる。

このように、発光装置１０Ａは、Ｚ方向の発光量が増加することによって、照射光の発光強度を強くすることができる。また、発光装置１０Ａは、例えば、照明光源として用いる場合には、実施の形態１の発光装置１０と同様な効果が得られるとともに、照射光の発光強度が強くなるので、照射範囲を遠い距離まで伸ばすことができる。

また、発光装置１０Ａは、上述のように、金型を用いて第１の凹凸パターン８と平坦な底面２ｅとがパッケージ２Ａに形成される。なお、この金型は、第１の凹凸パターン８および平坦な底面２ｅの形状を反映させた形状を有している。

＜実施の形態３＞
以下、本発明の実施の形態３に係る発光装置１０Ｂについて図面を参照しながら以下に説明する。なお、発光装置１０Ｂについては、パッケージ２Ｂの一部分のみを図８に示している。

発光装置１０Ｂは、底面２ｅに第１の凹凸パターン８の配列方向に略直交する方向に第２の凹凸パターン形状９が配列されている。すなわち、発光装置１０Ｂは、パッケージ２Ｂの長手方向に沿って第２の凹凸パターン９が配列されている。第２の凹凸パターン９は、図８に示すように、第２の凹凸パターン９の凹部の底部から凸部の頂部までの高さＨ１が、例えば、０．１（μｍ）〜１０（μｍ）であり、ピッチＰ１が、１（μｍ）〜１００（μｍ）である。

発光装置１０Ｂは、互いに対向する内壁側面２ａａの傾斜面に第１の凹凸パターン８が配列されるとともに、第１の凹凸パターン８の配列方向に略直交する方向（パッケージ２Ｂの長手方向（Ｘ方向））に第２の凹凸パターン９が配列されている。

第２の凹凸パターン９は、底面２ｅにおいてパッケージ２Ｂの短手方向に延在する凹部と凸部とが交互に配置された凹凸部で構成されている。すなわち、第２の凹凸パターン９は、底面２ｅにおいてパッケージ２Ｂの短手方向（Ｙ方向）に延びる複数の凹部と複数の凸部とからなり、凹部および凸部がパッケージ２Ｂの長手方向（Ｘ方向）に交互に配置されている。

光装置１０Ｂは、入射光が内壁側面２ａａの第１の凹凸パターン８および底面２ｅの第２の凹凸パターンで反射することによって散乱が生じ、反射光が散乱光となり、透光性部
材３を透過して外部に放射されることになる。このように、発光装置１０Ｂは、パッケージ２Ｂ内に第１の凹凸パターン８および第２の凹凸パターン９が配列されることによって、放電によって発生した光が第１の凹凸パターン８で反射して散乱光となり、また、第２の凹凸パターン９で反射して散乱光となり、第１の凹凸パターン８の配列方向に平行なパッケージ２の短手方向（Ｙ方向）および第２の凹凸パターン９の配列方向（Ｘ方向）に平行なパッケージ２Ｂの長手方向（Ｘ方向）に対する散乱光を増加させることができる。

このように、発光装置１０Ｂは、放電によって発生した光が内壁側面２ａａの第１の凹凸パターン８に入射して、入射した光が内壁側面２ａａで反射されて散乱光となり、また、放電によって発生した光が底面２ｅの第２の凹凸パターン９に入射して、入射した光が底面２ｅの第２の凹凸パターン９で反射されて散乱光となり、これらの散乱光が透光性部材３を透過して外部に放射されることになる。このように、内壁側面２ａａへの入射光は第１の凹凸パターン８で反射され、また、底面２ｅへの入射光は第２の凹凸パターン９で反射されて散乱光となり、透光性部材３を通過して外部に放射されることになる。

したがって、発光装置１０Ｂは、放電によって発生した光が第１の凹凸パターン８で反射され、また、放電によって発生した光が第２の凹凸パターン９で反射されるので、第２の凹凸パターン９の配列方向（Ｘ方向）に平行なパッケージ２Ｂの長手方向（Ｘ方向）および第１の凹凸パターン８の配列方向に平行なパッケージ２Ｂの短手方向（Ｙ方向）に対する散乱光が増加して、照射光の光量（明るさ）が増加することになる。

例えば、発光装置１０Ｂがスマートフォン等のカメラ機能を備えている携帯端末装置において、被写体を撮影するための照明光源として用いられる場合について説明する。発光装置１０Ｂは、内壁側面２ａａの傾斜面に沿って第１の凹凸パターン８が配列されており、入射光が第１の凹凸パターン８で反射するので、パッケージ２Ｂの短手方向（Ｙ方向）において散乱光が増加することになり、また、底面２ｅに第１の凹凸パターン８の配列方向に略直交する方向に第２の凹凸パターン９が配列されており、入射光が第２の凹凸パターン９で反射するので、パッケージ２Ｂの長手方向（Ｘ方向）において散乱光が増加することになる。

したがって、発光装置１０Ｂは、パッケージ２Ｂの短手方向（Ｙ方向）において、散乱光の増加によって被写体に照射される照射光の光量が増加することになり、また、パッケージ２Ｂの長手方向（Ｘ方向）において、散乱光の増加によって被写体に照射される照射光の光量が増加することになるので、被写体に対する照射光の光量を短手方向（Ｙ方向）および長手方向（Ｘ方向）にわたって確保しやすくなり、強度差の小さい照射光の光量を被写体に対して照射することができる。

本発明は、発光装置１０の構成は、上述の実施の形態の発光装置１０の構成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、本発明の発光装置の他の構成について説明する。なお、他の構成に係る発光装置のうち、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１０Ｃは、図９（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、対向部４ｂが上面の先端部から下方側に延在して内周面に設けられ、三角形状を有しており、この三角形状の対向部４ｂは互いに平面状となっている。このように、発光装置１０Ｃにおいて、一対の放電用電極４は、対向部４ｂが三角形状の平面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１０Ｃ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１０Ｄは、図９（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の段差部２ｃの下方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状の電極であってもよい。この場合には、一対の放電用電極４は、対向部４ｂが一対の側壁２ａの内周面にそれぞれ設けられ、三角形状を有しており、平面状の電極となっており、この三角形状の平面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１０Ｄは、側壁２ａに段差部を有していない。

このように、発光装置１０Ｄは、放電用電極４は、互いに対向する対向部４ｂが平面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１０Ｄ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、２Ａ、２Ｂ パッケージ
２ａ 側壁
２ａａ 内壁側面
２ｂ 凹部
２ｃ 段差部
２ｄ 段差部
２ｅ 底面
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

８ 第１の凹凸パターン
９ 第２の凹凸パターン
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 発光装置
Ｓ 放電空間

Claims (4)

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接合材からなる接着層を介して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、
   前記パッケージは、前記側壁とは異なる互いに対向する側壁の内壁側面が前記凹部の底部から前記凹部の開口に向かって拡がる傾斜面を有しており、該傾斜面に沿って第１の凹凸パターンが配列されていることを特徴とする発光装置。
2. 前記パッケージは、前記凹部の底部の前記傾斜面間に平坦な底面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記底面に前記第１の凹凸パターンの配列方向に略直交する方向に第２の凹凸パターンが配列されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置が搭載された電子機器。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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