发光装置的制作方法

文档序号:11161440阅读:713来源:国知局
发光装置的制造方法

本发明涉及例如放电灯等发光装置。



背景技术:

现有技术中,例如,已知的放电灯等发光装置的结构是在玻璃管内填充惰性气体。在现有的发光装置中,一对放电用电极在从玻璃管的端部向放电空间内突出的状态下被固定在玻璃管中,放电诱发用电极设置在玻璃管的外周部。作为这样的放电灯,例如有在特开平09-180677号公报公开的方案。

近年来,例如,为了搭载到便携式终端等,放电灯等发光装置被要求与小型化相关的改善。但现有的玻璃管所构成的发光装置的结构存在难以小型化的问题。针对这样的小型化的问题,已知如下结构的发光装置,即,由封装件和与该封装件接合的透光性构件构成,在容器构件的内部具有放电空间。作为这样的发光装置,例如有在特开2011-96562号公报公开的方案。

上述的由封装件和与该封装件接合的透光性构件构成的发光装置隔着接合材料接合了封装件和透光性构件,在放电空间的内部产生的光容易被接合材料吸收,存在发光量降低的问题。

本发明鉴于上述的问题而提出,其目的在于,提供能抑制因对封装件和透光性构件进行接合的接合材料而导致发光量降低的发光装置。



技术实现要素:

本发明的1个方式的发光装置具备:容器构件,具有在内部设置作为放电空间的凹部的陶瓷封装件以及堵塞所述凹部且隔着由接合材料构成的接合层被安装到该陶瓷封装件的透光性无机构件;惰性气体,被封在所述放电空间内;和一对放电用电极,在所述陶瓷封装件的所述凹部内相互隔开间隔而配置一对所述放电用电极,所述接合材料由呈白色的玻璃构成,包含氧化物系陶瓷粉末。

附图说明

图1(a)是表示除去接合材料的本发明的1个实施方式中的发光装置的分解立体图,(b)是为了说明(a)所示的发光装置的放电诱发用电极而分解了陶瓷封装件的分解立体图。

图2是表示图1所示的发光装置的下表面侧的状态的立体图。

图3(a)是本发明的1个实施方式中的发光装置的俯视图,(b)是除去透光性构件以及接合材料的发光装置的俯视图。

图4(a)是在图3(a)的A-A线切断的截面图,(b)是在图3(a)的B-B线切断的截面图。

图5(a)是图4(a)中由标号A表示的部分的放大图,(b)是图4(b)中由标号B表示的部分的放大图。

图6(a)以及(b)分别是本发明的其他实施方式中的发光装置的其他示例,是在图3(a)的A-A线处切断的截面图。

图7是表征在氧气氛中的氧化铝添加量与反射率及He泄漏率的关系的图表。

图8是表征在非氧气氛中的氧化铝添加量与反射率及He泄漏率的关系的图表。

图9是表征在非氧气氛中的氧化铝添加量与发光量的关系的图表。

具体实施方式

以下,参考附图来说明本发明的实施方式所涉及的发光装置。另外,在发光装置中,为了便于说明,定义正交坐标系XYZ,并将Z方向的正侧设为上方,适当地使用上表面(表面)或下表面的用语。

另外,在实施方式等的说明中,有时对与已说明过的构成相同或类似的构成标注相同标号,并省略说明。

<实施方式>

参考图1至图5,说明本发明的实施方式所涉及的发光装置10。发光装置10例如内置在智能手机等便携式终端或数字摄像机等摄像装置中。发光装置10例如利用惰性气体的放电作用,与LED相比,能瞬间发出大光量的闪光。

本发明的一实施方式所涉及的发光装置10是图1至图5所示那样的构成,具备容器构件1、惰性气体6和一对放电用电极4。容器构件1具有:陶瓷封装件2,在内部设有作为放电空间的凹部2b;和透光性构件3,隔着由接合材料7构成的接合层7a与陶瓷封装件2相接合,以堵塞凹部2b,是透光性无机构件。另外,一对放电用电极4设置在陶瓷封装件2的对置的侧壁2a上,并具有相互对置地配置的对置部4b。并且接合材料7是呈白色的玻璃,包含氧化物系陶瓷粉末。另外,发光装置10的光射出方向是Z方向的正侧。

另外,发光装置10为了在放电空间S中使放电的启动变得容易,也可以在陶瓷封装件2内具备放电诱发用电极5。在发光装置10中,环状的放电诱发用电极5在陶瓷封装件2的内部被设置成位于一对放电用电极4的下方,且包围凹部2b。另外,一对放电用电极4在俯视透视下,对置部4b位于比放电诱发用电极5的内周更靠内侧的位置处。

通过这样的构成,发光装置10实现了小型化并容易在一对放电用电极4间产生放电。另外,在发光装置10中,由于容器构件1能在陶瓷封装件2的内部充分确保放电空间S,并能增大放电用电极4的电极面积,因此能在一对放电用电极4间有效果地产生放电。

另外,发光装置10具备环状的放电诱发用电极5,从而能使惰性气体6整体离子化,特别是能使放电用电极4附近的惰性气体6离子化,因此容易在一对放电用电极4间产生放电。如此,在发光装置10中,放电诱发用电极5使放电的启动变得容易,同时一对放电用电极4能有效果地引发放电。

发光装置10是放电灯,利用在一对放电用电极4间的惰性气体6的放电所引起的发光。另外,容器构件1和对置的一对放电用电极4及放电诱发用电极5构成了发光管(放电管),容器构件1包括陶瓷封装件2以及与陶瓷封装件2的侧壁2a接合的透光性构件3。例如,智能手机等便携式终端装置为了拍摄被摄体而具有摄像机功能,具备在夜间等暗处摄影时的照明光源。发光装置10构成为使发光管(放电管)放电来产生闪光,能用在智能手机等便携式终端装置中。另外,发光装置10的用途并不限于照明光源,例如能用在快速加热等在短时间内需要高输出的能量的用途等中。

容器构件1包括:陶瓷封装件2;和隔着由接合材料7构成的接合层7a而安装在陶瓷封装件2的侧壁2a的透光性构件3。容器构件1具有放电空间S,由陶瓷封装件2和透光性构件3划定放电空间S。

另外,放电用电极4是指,为了根据电位差使气体产生绝缘击穿使得电流流过气体而使用的电极,有阳极和阴极,是一对。另外,放电诱发用电极是指,为了在放电空间内开始放电而追加设置在放电用电极4的电极,是通过使一对放电用电极4间的气体(惰性气体)离子化来容易启动放电的电极。另外,放电诱发用电极5也称作触发电极。

发光装置10中,如图1至图5所示那样,陶瓷封装件2在对置的侧壁2a具有一对高低差部2c,在该一对高低差部2c设置一对放电用电极4。另外,在发光装置10中,长边方向(X方向)的长度例如为3.2mm~50mm,短边方向(Y方向)的长度例如为1.2mm~30mm,高度例如为0.3mm~5mm,具备图1至图5所示那样的构成,能实现小型化、薄型化或低高度化。

容器构件1的陶瓷封装件2在对置的侧壁2a具有一对高低差部2c,在该一对高低差部2c设置一对放电用电极4,以下对这样的构成进行说明。另外,如后述那样,在发光装置10中,一对放电用电极4只要被设置成一部分在放电空间S内露出,在一对放电用电极4之间产生放电即可。

如图1所示那样,在陶瓷封装件2中设置被侧壁2a包围而成为放电空间S的凹部2b。关于该凹部2b的形状,并不限于图4(b)所示的截面视图形状为矩形,只要是在作为放电空间S的凹部2b中产生放电所引起的发光的截面视图形状即可。凹部2b的形状例如可以是截面视图形状为V型形状,也可以是从陶瓷封装件2的上方侧向下方侧开口的宽度逐渐变窄的形状。

容器构件1为了在陶瓷封装件2中设置一对放电用电极4,在对置的侧壁2a(X方向的对置的侧壁2a)分别设置了高低差部2c,这些高低差部2c构成一对高低差部2c。即,陶瓷封装件2利用周缘部的4个侧壁2a包围包含中央部的区域来设置了凹部2b,在长边方向(X方向)上,在相互对置的一对侧壁2a的内周侧设置一对高低差部2c,在该一对高低差部2c设置一对放电用电极4。如此,容器构件1通过在长边方向(X方向)上的一对高低差部2c设置一对放电用电极4,从而在放电空间S内在距离长的长边方向(X方向)上引发放电,激发更多的惰性气体6,因此能提升发光效率。

另外,容器构件1也可以为了在陶瓷封装件2中设置一对放电用电极4,在短边方向(Y方向)上,在相互对置的侧壁2a(Y方向上对置的侧壁2a)设置一对高低差部2c。容器构件1由于在短边方向(Y方向)上设置一对放电用电极4来缩短了一对放电用电极4间的距离,因此容易在放电空间S产生放电。

如图4所示,放电用电极4设置在高低差部2c中,截面视图下,与凹部2b的底面2ba(X轴)大致平行地设置高低差部2c的上表面。另外,所谓大致平行是指,高低差部2c的上表面与凹部2b的底面2ba(X轴)所成的角度在0°~±5°的范围内。另外,角度0°是高低差部2c的上表面与底面2ba平行的情况。

另外,高低差部2c的上表面也可以朝向凹部2b的底面2ba倾斜。即,高低差部2c可以是上表面相对于凹部2b的底面2ba(X轴)在10°~60°的范围内倾斜。通过在倾斜的高低差部2c的上表面设置一对放电用电极4,虽然是虚设,但一对放电用电极4增加了相互面对面的面积。若这样一对放电用电极4的对置的面积增加,则能抑制电极寿命的降低。

另外,一对高低差部2c设置在陶瓷封装件2的侧壁2a的内周侧,距凹部2b的底面2ba的高度大致相同。一对高低差部2c距底面2ba的高度(侧面2ca的高度)例如是10μm~500μm。另外,所谓大致相同是指,另一方高低差部2c距底面2ba的高度相对于一方的高低差部2c距底面2ba的高度在65%~135%的范围内。

另外,陶瓷封装件2实质上由绝缘材料构成,俯视时具有大致矩形形状。作为陶瓷封装件2的绝缘材料的示例,例如能举出陶瓷材料或环氧树脂或聚酯树脂等树脂材料。另外,陶瓷封装件2例如由陶瓷材料这样绝缘性的呈白色的材料构成。并且陶瓷封装件2为了在陶瓷封装件2的凹部2b的内壁面有效地反射通过放电产生的光,例如能使用由在可见光区域(约400nm至800nm的波长范围)的全部波长下反射率为70%以上的呈白色的材料构成的封装件。作为这样的材料的示例,能举出氧化铝质烧结体(氧化铝陶瓷)或低温同时烧成陶瓷等。通过陶瓷封装件2呈白色,能提高陶瓷封装件2的凹部2b的内壁面的反射率,因此能抑制发光量的降低。另外,容器构件1通过包含由陶瓷构成的陶瓷封装件2,使用耐性可得到改善。

如图1以及图2所示那样,陶瓷封装件2具有大致矩形形状是指,包含例如以降低运送时或安装时等情况下的损伤的可能性为目的,在陶瓷封装件2的4个角部分具有向内侧方向曲线状凹陷的结构的形状,还包含4个角部分具有被C倒角或R倒角的结构的形状。另外,俯视是指,在图1中,基于从上方向Z轴的负方向的视线进行观察。该曲线状的凹陷在陶瓷封装件2的角部从陶瓷封装件2的上表面直到下表面被设置成槽状。该凹陷的横截面形状具有曲面形状。

另外,陶瓷封装件2具有大致矩形形状是指,为了如图1以及图2所示那样在容器构件1的下表面侧设置与放电用电极4连接的外部电极4a以及与放电诱发用电极5连接的外部电极5a,也可以包括在容器构件1的侧面具有朝向内侧方向曲线状凹陷的结构的形状。在该情况下,在该曲线状的凹坑的壁面分别设置外部电极4a以及外部电极5a。另外,发光装置10能作成在容器构件1的下表面具有外部电极4a、5a的表面安装型。并且发光装置10能实现小型化、薄型化或低高度化,例如能搭载在电子设备等中。电子设备例如是数字摄像机、带摄像机的移动电话、带摄像机的智能手机等。

另外,曲线状的凹坑与上述的曲线状的凹陷一样,都是在陶瓷封装件2的侧面从陶瓷封装件2的上表面直到下表面被设置成槽状。该凹坑的横截面形状具有曲面形状,例如是半圆形状。另外,该凹坑的横截面形状并不限于半圆形,也可以是半长圆形或半椭圆形等,形状并没有特别限定。

透光性构件3是俯视下具有大致矩形形状的透光性无机构件,隔着由接合材料7构成的接合层7a与陶瓷封装件2的侧壁2a的上表面接合,以堵塞陶瓷封装件2的凹部2b。在透光性构件3中,大致矩形形状以降低例如组装等时的损伤的可能性为目的,包含在4个角部分具有向外侧方向曲线状膨胀的结构的形状。

另外,在发光装置10中,也可以如图3至图5所示那样,在位于陶瓷封装件2的上表面侧的侧壁2a的内周侧遍布全周设置高低差部2d,隔着由接合材料7构成的接合层7a将透光性构件3接合在该全周的高低差部2d,以堵塞陶瓷封装件2的凹部2b。在该情况下,容器构件1在内部具有由陶瓷封装件2和透光性构件3形成的中空的放电空间S,其中,透光性构件3隔着由接合材料7构成的接合层7a与陶瓷封装件2的侧壁2a接合,以堵塞凹部2b。

在此,透光性构件3的透光性是指,通过放电空间S内的发光而辐射的光的至少一部分波长能透过。构成透光性构件3的透光性无机构件实质上由绝缘材料构成。作为绝缘材料的示例是玻璃,例如是硼硅酸玻璃或石英玻璃等。另外,将在后面详细叙述隔着由接合材料7构成的接合层7a使陶瓷封装件2与透光性构件3接合的情况。

放电空间S在俯视下具有大致矩形形状。在放电空间S内,大致矩形形状是指,例如以降低组装等时的损伤的可能性为目的,包含在4个角部分具有向外侧方向曲线状膨胀的结构的形状。另外,在容器构件1中,由凹部2b和透光性构件3划定放电空间S,其中,凹部2b由在纵截面具有陶瓷封装件2的高低差部2c的侧壁2a形成。

在放电空间S内封入惰性气体6。惰性气体6例如是以氙(Xe)、氪(Kr)、氩(Ar)、氖(Ne)、氦(He)为主成分的气体或它们的混合气体。

如图3所示那样,一对放电用电极4其一端部侧(侧面2ca侧)设置在高低差部2c,从而上表面的一部分在放电空间S内露出,另一端部侧的剩余的部分设置在陶瓷封装件2的侧壁2a的内部。在图4中,一对放电用电极4被设置成前端与高低差部2c的侧面2ca成为同一面。另外,只要对置部4b位于比放电诱发用电极5的内周更靠内侧的位置处,则一对放电用电极4就可以以位于比高低差部2c的侧面2ca更靠外侧的位置处的方式被设置在高低差部2c的上表面。

如图3所示那样,一对放电用电极4设置在陶瓷封装件2的相互对置的侧壁2a的高低差部2c,具有相互对置配置的对置部4b。如此,一对放电用电极4被设置成对置部4b在放电空间S内位于相互对置的位置处。即,一对放电用电极4为了在放电空间S内产生放电,设置在陶瓷封装件2的侧壁2a的高低差部2c的上表面,至少一部分在放电空间S内露出。

另外,如图4所示那样,放电用电极4被设置成覆盖高低差部2c的上表面的全部。另外,放电用电极4设置在高低差部2c的上表面,使高低差部2c的上表面的Y方向上的两侧的一部分露出。

由于一对放电用电极4设置在高低差部2c的上表面,因此难以出现在放电用电极4与陶瓷封装件2的底面2ba之间的放电,能抑制发光效率的降低。

另外,如图3所示那样,一对放电用电极4彼此的前端部是对置部4b,前端彼此相互对置地配置在放电空间S内。另外,一对放电用电极4的对置部4b间的间隔例如是3mm~20mm。

另外,对置的一对高低差部2c各自的高度(侧面2ca的高度)被设置成,另一方高低差部2c距底面2ba的高度相对于一方的高低差部2c距底面2ba的高度在65%~135%的范围内。因此,在Z方向上,一对高低差部2c各自的高度处于上述的范围内,在该高低差部2c设置一对放电用电极4时,一对放电用电极4具有相互对置配置的对置部4b。即,在Z方向上,一对放电用电极4的对置部4b可以在上述的范围内错开。另外,一对放电用电极4只要具有在Z方向上相互对置配置的对置部4b即可,放电用电极4可以在Y方向上错开。

如图1至图3所示那样,一对放电用电极4在陶瓷封装件2的长边方向(X方向)上的各个侧面,从容器构件1的放电空间S内通过外部电极4a被引出到容器构件1的下表面侧,放电用电极4和外部电极4a电连接,且物理上也连接。另外,外部电极4a还包含设置在容器构件1的下表面的电极。另外,外部电极4a的材料例如是钨、钼、锰、锶、镧或铂等。

另外,一对放电用电极4当中一方的放电用电极4是阳极,另一方的放电用电极4是阴极。在放电用电极4是阳极的情况下,放电用电极4的材料例如是含钨等的高熔点金属。另外,在放电用电极4是阴极的情况下,放电用电极4的材料例如除了作为主成分的钨以外还可包含电子释放特性卓越的氧化镧、氧化钇或氧化铈。放电用电极4的电极的厚度例如是5μm~500μm。

如图3所示那样,放电诱发用电极5具有环状的形状,位于一对放电用电极4的下方,并在俯视透视下以包围凹部2b的方式被设置在陶瓷封装件2的内部。另外,如图2所示那样,放电诱发用电极5具有环状的形状,被设置成包围凹部2b的底面2ba(底部)。在凹部2b为V型形状的情况下,放电诱发用电极5能设置在陶瓷封装件2的内部,位于一对放电用电极4的下方,并且包围凹部2b的底面2ba(底部),或者接近凹部2b的内壁面。另外,在图3(b)中用点线表示了放电诱发用电极5。

如此,由于环状的放电诱发用电极5设置在陶瓷封装件2的内部,包围凹部2b的底面2ba且不在放电空间S露出,因此在发光装置10中,在放电空间S内难以出现放电诱发用电极5引起的发光的漫反射。另外,在发光装置10中,由于为了不妨碍发光,环状的放电诱发用电极5设置在一对放电用电极4的下方的陶瓷封装件2的内部,不在放电空间S露出,因此抑制了发光量的降低。

另外,放电诱发用电极5设置在容器构件1的陶瓷封装件2的内部,位于一对放电用电极4的下方,不在放电空间S内露出。即,由于放电诱发用电极5如图3以及图4所示那样设置在陶瓷封装件2的内部的侧壁2a的周边部,因此能在X方向或Z方向上缩短放电用电极4与放电诱发用电极5的距离。由此,通过放电诱发用电极5容易诱发放电空间S内的放电。另外,如图3所示那样,一对放电用电极4在俯视透视下,对置部4b位于比环状的放电诱发用电极5的内周更靠内侧的位置处。

另外,放电诱发用电极5的电极的厚度例如是5μm~300μm,电极的宽度例如是30μm~500μm。

另外,在俯视透视下放电用电极4和放电诱发用电极5重合的区域内,Z方向上的放电用电极4与放电诱发用电极5的间隔例如为25μm~300μm。只要是环状的放电诱发用电极5不与放电用电极4接触的范围,就能为了容易诱发放电而缩短距离。

另外,陶瓷封装件2的侧壁2a的内周面(侧面2ca)与放电诱发用电极5的内周的距离例如是10μm~500μm。只要是环状的放电诱发用电极5不在侧壁2a的内周面露出的范围,就能为了容易诱发放电而缩短该距离。

如图1至图3所示那样,放电诱发用电极5在陶瓷封装件2的短边方向(Y方向)的各个侧面,从容器构件1的内部通过外部电极5a被引出到容器构件1的下表面侧,放电诱发用电极5和外部电极5a电连接,且物理上也连接。另外,外部电极5a还包含设置在容器构件1的下表面的电极。另外,外部电极5a的材料例如是钨、钼、锶、镧、锰或铂等。另外,放电诱发用电极5的材料例如是钨、钼、锶、镧、锰或铂等高熔点金属。发光装置10通过包含放电诱发用电极5而变得能进行预放电。因此,发光装置10因一对放电用电极4以及放电诱发用电极5而其主放电的开始变得稳定。

如上所述,如图3至图5所示那样,透光性构件3隔着由接合材料7构成的接合层7a与陶瓷封装件2的侧壁2a接合。另外,如图3至图5所示那样,发光装置10中,在陶瓷封装件2的侧壁2a的内周侧遍布全周设置有高低差部2d,透光性构件3隔着由接合材料7构成的接合层7a与该高低差部2d接合。

接合材料7是呈白色的玻璃,由于在该玻璃中包含氧化物系陶瓷粉末,因此氧化物系陶瓷粉末的分子存在于玻璃的分子间。特别是,为了使陶瓷封装件2与作为透光性构件3的材料的玻璃等的接合性良好,能使用低熔点玻璃。低熔点玻璃是指熔点在400℃~650℃的范围的玻璃。

接合材料7例如是在以氧化铋、氧化锌或氧化硅为主成分的低熔点玻璃中添加氧化铝(氧化铝、Al2O3)粉末或氧化锆(二氧化锆、ZrO2)粉末作为氧化物系陶瓷粉末而得到。

使用3辊研磨机,将低熔点玻璃以及氧化物系陶瓷粉末在分别相同程度的粒径的粉末状态下混合并膏化。因此,添加到低熔点玻璃内的氧化物系陶瓷粉末处于均匀分散在低熔点玻璃内的状态,玻璃的熔融温度不会大幅变化。另外,由于低熔点玻璃以及氧化物系陶瓷粉末都是氧化物,因此两者之间接合性良好,难以在低熔点玻璃与氧化物系陶瓷粉末之间出现空隙等。另外,关于氧化铋系低熔点玻璃,能通过基于氧化锌、氧化硅、氧化硼、碱土类金属氧化物的微量添加的组成控制来调整热膨胀系数、玻璃过度点、软化温度等玻璃特性,因此能进行与接合对象物匹配的材料设计。

另外,陶瓷封装件2与透光性构件3的接合例如在加热温度500℃~700℃下进行。在此,以氧化铋、氧化锌或氧化硅为主成分的低熔点玻璃是指,该主成分以50~90质量%构成,作为剩余成分而包含氧化铋、氧化锌、氧化硅、氧化硼、碱土类金属氧化物中的任一种的玻璃。

另外,氧化物系陶瓷粉末例如是指,在可见光区域(约400nm至800nm的波长范围)的全部波长下反射率为70%以上的呈白色的材料所构成的粉末,作为这样的材料,除了氧化铝以外例如还有氧化锆等。另外,由于氧化物系陶瓷粉末呈白色,因此能通过添加到低熔点玻璃中来提高反射率。

如此,发光装置10如图3至图5所示那样,陶瓷封装件2和透光性构件3隔着由接合材料7构成的接合层7a被接合,接合层7a位于高低差部2d与透光性构件3之间,接合层7a的一部分面向放电空间S内。

具体地,接合材料7是在以氧化铋为主成分的低熔点玻璃中添加氧化铝粉末或氧化锆粉末而得到的,例如在含Bi2O3/SiO2/B2O3的低熔点玻璃中添加了氧化铝粉末。另外,在以氧化锌为主成分的低熔点玻璃中添加氧化铝粉末或氧化锆粉末而得到,例如在含ZnO/SiO2/B2O3/R2O(R是碱金属,锂、钠或钾)的低熔点玻璃中添加了氧化铝粉末或氧化锆粉末。另外,在以氧化硅为主成分的低熔点玻璃中添加氧化铝粉末或氧化锆粉末而得到,例如在含SiO2/RO/R2O(R是碱金属,锂、钠或钾)的低熔点玻璃中添加了氧化铝粉末。

在此,作为接合材料7,呈白色的低熔点玻璃以氧化铋为主成分,氧化物系陶瓷粉末是氧化铝粉末,以下对这样的情况进行说明。

在图7中示出了氧化铝添加量(质量%)与反射率的关系以及氧化铝添加量(质量%)与He泄漏率的关系。在图7中示出了在氧气氛中陶瓷封装件2和透光性构件3通过接合材料7被接合时的氧化铝粉末添加量(质量%)与反射率的关系以及氧化铝粉末添加量(质量%)与He泄漏率的关系。

另外,关于接合材料7,在氧化铝粉末添加量为0质量%的情况下,仅是低熔点玻璃,而在氧化铝粉末添加量为100质量%的情况下,仅是氧化铝粉末。其中,在氧化铝粉末添加量为100质量%的情况下,起不到作为接合材料的作用。另外,表示接合材料7在例如氧化铝粉末添加量为40质量%的情况下低熔点玻璃为60质量%。

在此,以下分别说明图7所示的反射率和He泄漏率。

反射率表示针对以氧化铋为主成分的低熔点玻璃改变氧化铝粉末的添加量时的值。在透光性构件3上涂布100nm程度的厚度的添加了氧化铝粉末的低熔点玻璃,使用施加了与陶瓷封装件2的制造工艺相同热履历而制作出的样本,通过分光光度计在可见光区域测定了反射率。

另外,He泄漏率通过He泄漏试验得到,用于评价陶瓷封装件2与透光性构件3的接合带来的容器构件1的气密性。关于测定方法,首先,将容器构件1(接合了陶瓷封装件2和透光性构件3的构件)放置在He加压下。然后,假设在被置于He加压下的容器构件1中存在泄漏路径(气密性被破坏的部分)的情况下,He从泄漏路径进入到容器构件1的内部。因此,对进入到容器构件1的内部的He进行真空抽取,从而将其有效地从容器构件1的内部取出,能根据检测到的He气体量来求取He泄漏率。

容器构件1中,隔着由接合材料7构成的接合层7a,在陶瓷封装件2上安装透光性构件3,接合层7a位于侧壁2a的高低差部2d与透光性构件3之间,接合层7a的一部分面向放电空间S内。因此,在容器构件1的放电空间S内因一对放电用电极4间的放电而产生的光其一部分入射到接合层7a。例如,入射到接合层7a的光之中,一部分光被接合层7a反射,剩余的光透过接合层7a而在内部扩散并被反射后辐射到容器构件1的内部或外部,或者在接合层7a的内部被吸收,因此容器构件1容易在接合层7a处产生光的损失。如此,由于在接合层7a处的光的损失,发光装置10中有可能会出现发光量的降低。

但是,在发光装置10中,隔着由接合材料7构成的接合层7a接合了陶瓷封装件2和透光性构件3,接合材料7在以氧化铋为主成分的低熔点玻璃中添加氧化铝粉末而得到,因此如图7所示那样,随着氧化铝粉末添加量的增加,反射率变高。例如在氧化铝粉末添加量为10质量%的情况下,反射率为50%,高于未添加氧化铝粉末的氧化铝粉末添加量为0质量%时的反射率30%。发光装置10通过在接合材料7中添加氧化铝粉末,从而反射率得以提高,也可以为了进一步提升反射率,使相对于低熔点玻璃的氧化铝粉末添加量设为20质量%以上。

因此,在发光装置10中,入射到接合层7a的光之中,由于接合层7a的反射率变高,所以在放电空间S内被反射的光量变多,能抑制发光量的降低。如此,通过提高接合层7a的反射率,在发光装置10中,例如,被接合层7a反射的光入射到一对放电用电极4的上表面(表面),入射的光在放电用电极4的上表面(表面)被反射,透过透光性构件3后被辐射到外部,能抑制发光量的降低。另外,在发光装置10中,被接合层7a反射的光入射到陶瓷封装件2内部的内壁面,入射的光在内壁面被反射,透过透光性构件3后被辐射到外部,能抑制发光量的降低。

另一方面,如图7所示那样,随着氧化铝粉末添加量的增加,容易出现气密性的降低,为了保持封入到容器构件1内部的惰性气体6的气密性,发光装置10优选使He泄漏率小于1.0×10-10Pa·m3/sec。另外,在图7的图表中,将1.0×10-10显示为1.0E-10。因此,发光装置10优选将相对于低熔点玻璃的氧化铝粉末添加量设为40质量%以下。另外,从接合性或气密性的观点出发,优选将氧化铝粉末添加量设为小于50质量%。

因此,发光装置10兼顾反射率和气密性,将相对于低熔点玻璃的氧化铝粉末添加量设为20质量%以上且40质量%以下的范围。

另外,在图8中示出在非氧气氛中隔着接合材料7接合了陶瓷封装件2和透光性构件3时的氧化铝粉末添加量(质量%)与反射率的关系以及氧化铝粉末添加量(质量%)与He泄漏率的关系。在图8中示出在非氧气氛中隔着由接合材料7构成的接合层7a接合了发光装置10的陶瓷封装件2和透光性构件3时的氧化铝粉末添加量与反射率及He泄漏率之间的关系。在图8中,非氧气氛是氮气氛。

一对放电用电极4为了耐受放电时的热而使用钨或钼等高熔点金属材料。其中,高熔点金属材料有容易氧化的性质。在作为一对放电用电极4而例如使用了钨的情况下,若在氧气氛中隔着由接合材料7构成的接合层7a接合陶瓷封装件2和透光性构件3,则接合层7a被氧化,作为放电用电极的功能降低,变得容易出现放电效率的降低。进而,若放电用电极4的氧化继续,会变成不进行放电。因此,在一对放电用电极4中使用容易氧化的金属材料的情况下,为了抑制一对放电用电极4的氧化,在非氧气氛下接合陶瓷封装件2和透光性构件3。

如上述那样,陶瓷封装件2与透光性构件3的接合在非氧气氛下进行,非氧气氛并不限于氮气氛。非氧气氛下的陶瓷封装件2与透光性构件3的接合例如可以是在真空下或合成气体(氢与氨的混合气体)环境下,只要是还原气氛即可。另外,在真空中,因加热,发生氧化铋的分解(还原),容易从低价氧化状态变成金属状态。另外,在合成气体中,因氢气体的还原作用,氧化铋容易从低价氧化状态变成金属状态。

如图8所示那样,在氮气氛下,当氧化铝粉末添加量为0质量%的情况下,反射率为10%。其理由如下。即,在氮气氛下,若隔着由接合材料7构成的接合层7a将陶瓷封装件2和透光性构件3接合,则因环境中的氮的还原性,氧化铋容易被夺去氧,从而变成低价氧化状态。由此,接合材料7容易变成铋的金属成分的颜色,被黑色化,反射率比在氧气氛下接合的情况低。因此,反射率低于在氧气氛下氧化铝粉末添加量为0质量%时的反射率30%。

添加的氧化铝粉末对低价氧化状态的氧化铋提供氧,由此,低价氧化状态的氧化铋从氧化铝粉末得到氧,从而氧化得以进展,能维持原本的氧化铋的白色,因此能抑制反射率的降低。进而,通过添加呈白色的氧化铝粉末,也能提高反射率。

接合材料7在以氧化铋为主成分的低熔点玻璃中添加氧化铝粉末而得到,如图8所示那样,随着相对于低熔点玻璃的氧化铝粉末添加量的增加,反射率变高。例如,在氧化铝粉末添加量为10%的情况下,反射率为25%,高于未添加氧化铝粉末的氧化铝粉末添加量为0质量%时的反射率10%。

如此,氧化铝粉末的添加提高反射率并向低价氧化状态的氧化铋提供氧,从而抑制氧化铋变成低价氧化状态,维持氧化铋的白色,由此抑制反射率的降低。

发光装置10通过添加氧化铝粉末来提高反射率,为了进一步提升反射率,可以将相对于低熔点玻璃的氧化铝粉末添加量设为20质量%以上。

因此,根据发光装置10,入射到接合层7a的光因接合层7a的反射率提升而被反射到放电空间S内的光量变多,能抑制发光量的降低。如此,根据发光装置10,通过提升接合层7a的反射率,例如被接合层7a反射的光入射到一对放电用电极4的上表面(表面),入射的光在放电用电极4的上表面(表面)被反射,透过透光性构件3后被辐射到外部,能抑制发光量的降低。另外,在发光装置10中,例如被接合层7a反射的光入射到陶瓷封装件2内部的内壁面,入射的光在内壁面被反射,透过透光性构件3后被辐射到外部,能抑制发光量的降低。

另一方面,如图8所示那样,随着氧化铝粉末添加量的增加,容易出现气密性的降低,为了保持封入到容器构件1内部的惰性气体6的气密性,可以将He泄漏率设为小于1.0×10-10Pa·m3/sec。另外,在图8的图表中,将1.0×10-10表示为1.0E-10。因此,在发光装置10中,可以将相对于低熔点玻璃的氧化铝粉末添加量设为40质量%以下。

如此,发光装置10中,若考虑兼顾反射率和气密性的情况,则可以将相对于低熔点玻璃的氧化铝粉末添加量设置在20质量%以上且40质量%以下的范围内。

另外,在图9中示出了氧化铝粉末添加量(质量%)与发光量比率(%)的关系。在图9中,在接合材料7的氧化铝粉末添加量为0质量%的情况下,只有低熔点玻璃,另外在氧化铝粉末添加量为100质量%的情况下,只有氧化铝粉末。其中,在氧化铝粉末添加量为100质量%的情况下,起不到作为接合材料的作用。另外,关于接合材料7,例如在氧化铝粉末添加量为40质量%的情况下,表示低熔点玻璃为60质量%。

在此说明图9所示的发光量比率。发光量比率表示以氧化铝粉末添加量为0质量%的情况为基准,增加氧化铝粉末添加量时的发光量的比率。可知,若在低熔点玻璃中不断增加氧化铝粉末添加量,则直到氧化铝粉末添加量为40质量%为止,发光装置的发光量都有改善。进而,在增加了氧化铝粉末添加量的情况下,由于接合材料7的低熔点玻璃量变少,因此会发生发光装置的气密不良,因而无法进行测定。另外,在发光量的测定中,测量仪表使用“KONICA MINOLTA”制的CM-A148,测定波长区域设为360nm以上且740nm以下,通过全光束测定来测定发光量。

在此,以下说明发光装置10的制造方法。

陶瓷封装件2由相互层叠的多个绝缘层构成。绝缘层例如由氧化铝质烧结体、氮化铝质烧结体、碳化硅质烧结体、氮化硅质烧结体、莫来石质烧结体或玻璃陶瓷等陶瓷材料等的电绝缘材料构成。陶瓷封装件2例如使用陶瓷生片层叠法等将多层陶瓷生片层叠来形成。

若是陶瓷封装件2由例如氧化铝质烧结体构成的情况,则首先在氧化铝、氧化硅、氧化钙或氧化镁等原料粉末中添加适当的有机粘合剂及溶剂等进行混合,使之成为泥浆状。之后,用刮片法等薄片形成方法使其成为薄片状,得到作为绝缘层的陶瓷生片。

然后,根据陶瓷封装件2的一对放电用电极4以及放电诱发用电极5等的构成,例如对陶瓷生片使用丝网印刷等来形成作为一对放电用电极4以及放电诱发用电极5的膏层。另外,同样地,对陶瓷生片使用丝网印刷等来形成作为陶瓷封装件2的下表面的外部电极4a以及外部电极5a的膏层。

另外,关于陶瓷封装件2的侧面的外部电极4a以及外部电极5a,同样对陶瓷生片使用丝网印刷等来形成作为外部电极4a以及外部电极5a的膏层。然后,使用陶瓷生片层叠法等,在外部电极4a以及外部电极5a的位置层叠经过冲孔加工而成的多层陶瓷生片,由此形成电极。

另外,为了形成陶瓷封装件2的凹部2b,通过对陶瓷生片利用了冲孔金属模等的孔加工方法,形成作为凹部2b的贯通孔。

在陶瓷封装件2由例如陶瓷材料构成的情况下,能在各个电极中使用例如钨(W)、钼(Mo)、钼-锰(Mo-Mn)、铜(Cu)、银(Ag)或银-钯(Ag-Pd)等金属材料。

在制作上述的陶瓷封装件2用的陶瓷生片的工序中,在钨(W)、钼(Mo)、钼-锰(Mo-Mn)、铜(Cu)、银(Ag)或银-钯(Ag-Pd)等粉末中添加适当的有机粘合剂及溶媒等进行混合来得到作为电极的导体膏。预先使用丝网印刷法,对会成为陶瓷封装件2的陶瓷生片印刷涂布该导体膏,使其成为给定的图案,由此形成膏层。之后,通过与会成为陶瓷封装件2的层叠的多个陶瓷生片同时烧成,在陶瓷封装件2的给定位置处被覆形成一对放电用电极4、放电诱发用电极5、外部电极4a以及外部电极5a。

将这些陶瓷生片切断成适当的大小,层叠多个陶瓷生片来制作层叠体,作为陶瓷封装件2的构成。之后,通过在还原气氛中以约1600℃的温度对该层叠体进行烧成,由此制作层叠了多个绝缘层的陶瓷封装件2。另外,还原气氛例如是氮气氛。

如上述那样,陶瓷封装件2设置了一对放电用电极4以及放电诱发用电极5,在侧面及下表面设置了与放电用电极4连接的外部电极4a以及与放电诱发用电极5连接的外部电极5a。

与该陶瓷封装件2隔着由接合材料7构成的接合层7a接合透光性构件3,以堵塞凹部2b。

在氧气氛中进行接合的情况下,能通过如下那样的方法进行。即,配合陶瓷封装件2与透光性构件3的接合区域的形状来使用丝网印刷法,将作为接合材料7的玻璃膏(在添加了氧化铝粉末的低熔点玻璃中添加适当的粘合剂以及溶剂等进行混合后得到的膏)涂布在侧壁2a或透光性构件3的接合区域。接下来,使用符合透光性构件3或陶瓷封装件2的形状的调准夹具,使透光性构件3落入到陶瓷封装件2的侧壁2a的高低差部2d,例如,在200℃~300℃的加热温度下进行用于将接合材料7所含的溶剂成分或粘合剂成分除去的脱粘合剂。接下来,例如,在500℃~700℃的加热温度下,接合陶瓷封装件2和透光性构件3。能通过这些工序,得到容器构件1。

另外,例如,即便放电用电极4为钨等容易氧化的金属材料,若加热温度为200℃~300℃,则很难被氧化。

另外,在非氧气氛中进行接合的情况下,利用与在氧气氛中进行接合的情况同样的方法来进行接合。另外,也可以在200℃~300℃的加热温度下,在氧气氛中进行将作为接合材料7的玻璃膏所含的溶剂成分或粘合剂成分除去的脱粘合剂。

另外,例如,在陶瓷封装件2设置有用于将惰性气体6导入到容器构件1中的气体导入孔(未图示),通过该气体导入孔,将惰性气体6(Xe气体)导入到容器构件1的内部。另外,气体导入孔在导入惰性气体6后被密封。

接下来,说明在呈白色的低熔点玻璃中添加氧化物系陶瓷粉末来制作接合材料7的方法。

对于由粉末构成的以氧化铋为主成分的低熔点玻璃和由粉末构成的氧化铝,使用适当的溶剂或粘合剂,用研钵磨碎粉末的同时进行混合,并使用3辊研磨机等使之分散,由此得到接合材料7。

另外,以氧化铋为主成分的低熔点玻璃例如是粒径为0.5μm~10μm的粉末,氧化铝粉末是例如粒径为0.2μm~10μm。

本发明并不限于上述的实施方式的发光装置10,能在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更、改良等。以下说明本发明的其他实施方式。另外,对其他实施方式所涉及的发光装置当中与实施方式所涉及的发光装置10同样的部分附加相同标号,并适当省略说明。

如图6(a)所示那样,发光装置10A可以是一对放电用电极4沿着侧壁2a的内周面朝向下方侧(底面2ba侧)延伸的构成。在该情况下,一对放电用电极4的朝向下方侧延伸设置在内周面的部分是对置部4b。

另外,一对放电用电极4在放电空间S内露出,在惰性气体6(Xe)中,从露出的一方的放电用电极4针对对置的另一方放电用电极4的电极间距离最短的部分进行放电。此时,放电用电极4在局部放电的部分磨损而带圆,在下一次的放电中,从一方的放电用电极4的另外部位对另一方放电用电极4进行放电。

另外,在发光装置10B中,也可以如图6(b)所示那样,一对放电用电极4设置在陶瓷封装件2的侧壁2a,从侧壁2a的内部到达内周面,从到达内周面的部分沿着侧壁2a的内周面(侧面2ca)延伸到下方侧(底面2ba侧)。在该情况下,设置在一对侧壁2a的内周面(侧面2ca)的部位是放电用电极4的对置部4b。

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