平面型放電ランプ
【課題】 安定して均一な面発光を得ることができる平面型放電ランプを提供する。
【解決手段】 所定の間隔で前面基板１と背面基板２とを対向配置し、前面基板と背面基板との周囲を外枠３にて囲い、当該前面基板と背面基板との間に放電空間を形成し、放電空間内に水銀又は希ガスを封入し、前面基板と背面基板とに電圧を印加するために放電空間内あるいは放電空間外に少なくとも１対の電極６ａ，６ｂを設置し、放電空間内で放電発光させる平面型放電ランプであって、前面基板と背面基板との間に介在させるスペーサ５によって放電空間を複数の放電分空間５−１，５−２に分割し、放電分空間は、外枠に隣接する放電分空間５−１の断面積をその他の放電分空間５−２の断面積よりも小さくした。
【解決手段】 所定の間隔で前面基板１と背面基板２とを対向配置し、前面基板と背面基板との周囲を外枠３にて囲い、当該前面基板と背面基板との間に放電空間を形成し、放電空間内に水銀又は希ガスを封入し、前面基板と背面基板とに電圧を印加するために放電空間内あるいは放電空間外に少なくとも１対の電極６ａ，６ｂを設置し、放電空間内で放電発光させる平面型放電ランプであって、前面基板と背面基板との間に介在させるスペーサ５によって放電空間を複数の放電分空間５−１，５−２に分割し、放電分空間は、外枠に隣接する放電分空間５−１の断面積をその他の放電分空間５−２の断面積よりも小さくした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶バックライトや一般照明などで用いられる平面型放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前面基板と背面基板とを対向配置し、四周を側壁やフリットガラスで気密に封着して放電空間を形成し、その放電空間に水銀又は希ガスを封入し、相対２辺のガラス表面に電極を設置して放電電圧を両基板間に印加する構造の平面型放電ランプが知られている。しかしながら、従来の平面型放電ランプでは次のような問題点があった。発光面積が特に大面積となる場合、放電空間が広くなりすぎるため、放電空間のある特定部分のみにプラズマが集中してしまい、陽光柱が収縮し、輝度を均一に保つことが困難になり、また、大気圧によって前面基板と背面基板とが変形あるいは爆縮する恐れがあった。このような理由から、従来の平面型放電ランプには前面基板と背面基板の間の放電空間にスペーサやリブを設けたものが開発されている。
【０００３】
図２８は特公平６−５０６２４号公報（特許文献１）の図１に記載された、１種の面光源装置である平面型放電ランプの従来例を示している。この従来例の平面型放電ランプは、当該公報の図によれば、発光面となる透光性を有する面板１０と、該面板１０の内面に形成された透明導電膜から成る電極２０と、該透明導電膜２０が外部電極とされる部分以外を覆って設けられた透光性を有する誘電体層３０と、前記面板と対向配置された絶縁基板４０と、該絶縁基板４０に被着された蛍光体６０から成り、前面基板１０と絶縁基板４０とが一体に封着され、内部に希ガスと水銀が封入され、前記絶縁基板４０に設けられた放電路５０の断面形状が、面板に向かって開くような勾配や曲面又はそれらを組み合わせた形状に形成したことを特徴としている。そして電極２０は放電路５０に対し直交して配置される構成である。
【０００４】
図２９は、特開２００５−３２７２２号公報（特許文献２）に示された平面型放電ランプの別の従来例の斜視図であり、図３０はその断面図である。この従来例の平面型放電ランプである前面基板面光源装置１００は、光源本体１１０、空間分割壁１２０及び放電電圧印加部１３０を含む。光源本体１１０は平らな空間１１２を有する。光源本体１１０は底面１１０ａと光出射面１１０ｆを対向させて配置し、その周辺部を側壁１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅで囲って放電容器を形成している。光源本体１１０の内部には、少なくとも一つ以上の空間分割壁１２０が配置されており、複数の放電空間を形成する構成である。一対の放電電圧印加部１３０は空間分割壁１２０の長さ方向に対して垂直方向に配置される。放電ガス１１４は、微量のアルゴン、ネオン、キセノン、及びクリプトンのうち一つ以上が水銀とともに含まれる。蛍光体層１１６は光源本体１１０の内壁及び空間分割壁１２０の表面に薄い薄膜形態で形成されている。蛍光体層１１６は放電ガス１１４から発生した紫外線を可視光線に変換する。光反射層１９９は底面１１０ａと側壁１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅの内側面に形成され、各放電空間から発生した光を光出射面１１０ｆに反射させる。放電電圧印加部１３０は光源本体１１０の内部で放電を起こすために、光源本体１１０の表面に配置されている。放電電圧印加部１３０は、空間分割壁１２０の長さ方向に対して垂直方向に配置されている。
【０００５】
図３１は、特開２００５−３２７２２号公報（特許文献２）に示された平面型放電ランプのさらに別の従来例の斜視図である。図３１では、スペーサによって分割される各放電空間の均一な圧力分布を得るために、各分割壁１２０には少なくとも一つの貫通孔１２６が形成されている。貫通孔１２６は、放電電圧印加部１２６とオーバーラップされない位置に形成されることが望ましく、本例ではランプの中央部に設けられている。
【０００６】
このような従来例の場合、ランプの発光状態が不均一となる問題点がある。
【０００７】
図３２は、さらに他の従来例の平面型放電ランプの側壁３、スペーサ５、電極６ａ，６ｂの相対的な位置関係を示した断面図で、電極６ａ，６ｂはランプ外壁に配置されるか、又は、ランプ内壁に塗布された後誘電体層でコートされた構成がとられている。ランプの排気やガス導入を容易にするために、スペーサ５は、その両端部が、側壁３に接しないように配置され、それぞれの放電空間が繋がるような構成されているが、電極６ａ，６ｂ間に交流電圧を印加すると、全ての放電空間には放電路が形成されず、図３２に斜線を施して示した部分のように、部分的に発光する現象が発生する。
【０００８】
この原因は、次の通りである。各放電空間の両端部に作用するように配置される電極６ａと６ｂに電圧を印加すると、全ての放電空間に電界が作用する。従来の構造のように、スペーサで分割された放電分空間の断面積がすべて同じである場合、側壁３に隣接する一番端の放電分空間Ａは、封着に用いられるフリットガラスや側壁３の影響により放電空間のインピーダンスが低く、一番最初に放電が開始する。放電路が形成された空間Ａでは、両端の電極部の表面を覆っている誘電体層（ガラス部）に印加される電圧は、放電路が形成される前は印加電圧と逆極性のものが印加されていたが、放電路Ａの形成により印加電圧と同極性のものに変化するため、結果的に、空間Ａに印加される電圧が低減して放電が終了する。放電空間Ａに隣り合う、放電路が形成されていない空間Ｂの電極部の表面を覆っている誘電体層（ガラス部）では放電に至っていないので、印加電圧と逆極性の電圧が印加されたままであるが、空間Ａの誘電体層（ガラス部）は先述したように同極性に変化しているため、空間Ａと空間Ｂの誘電体層（ガラス部）との間に電圧差を生じ、両者の間で放電し、外観的には電極部で放電路が繋がっているように見える。そして、空間Ｂの誘電体層（ガラス部）の電圧は、印加電圧と同極性になるため、結果的には、空間Ｂに作用する電圧が低減し、空間Ｂでは放電開始しない。同様な現象が管全体に発生し、必ずしも全ての放電空間に放電路が形成されるとは限らず、部分的に発光する問題点があった。この部分発光を抑制するためには、各放電空間のインピーダンスの差を低減する必要がある。
【０００９】
さらに、図３３に示すように、図３１の従来例と同様に放電空間の中央部のスペーサ５に貫通孔５ａを設けた場合、放電空間Ｃに形成された放電路が貫通孔５ａを介して隣りの放電空間に屈曲する場合がある。さらに、スペーサは、前面基板又は背面基板との接合部において、放電空間が形成されず、また、ランプ内から放射される可視光の光路を遮断して非発光部となることから、ランプの発光ムラを生じる要因の一つである。そのため、スペーサには、図２８から図３１のように、スペーサ先端が細い形状となるようなスペーサ構造が用いられている。しかし、スペーサの先端の形状が細い場合、製造中の衝撃によりスペーサ５の一部にかけや割れにより欠損を生じる確率が高くなる。スペーサに欠損を生じると、図３３と同様の理由で、欠損部を介して放電が隣りの放電空間に屈曲し、不均一な放電状態となる場合がある。
【００１０】
また、上記の貫通孔やスペーサの欠損部における放電屈曲現象は、従来例のようにスペーサの先端が細く、隣り合う放電路の距離が接近しているランプ構造であることも、要因の一つである。
【特許文献１】特公平６−５０６２４号公報
【特許文献２】特開２００５−３２７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、スペーサや成型加工した前面基板又は背面基板により形成した多数の放電分空間を形成した平面型放電ランプにあって、安定して均一な面発光を得ることができる平面型放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明の平面型放電ランプは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁又は接着部材に隣接する放電領域の断面積をその他の放電領域の断面積よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明の平面型放電ランプは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁又は接着部材に隣接する放電領域に前記電極を設けないことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明の平面型放電ランプは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁に隣接する放電領域を前記封着部材と直接接しないように分離したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４の発明の平面型放電ランプは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、ランプの厚み方向と放電領域の短辺方向を含む面で切断した放電領域の断面形状が、ランプの厚み方向において、スペーサの接合面を０ｍｍとおいたときに、前記前面基板と背面基板との距離が０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲にある、１放電領域あたりの放電空間の短辺方向の長さｘ１＋ｘ２が１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１〜４の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の放電空間に面する表面を凹凸にしたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１〜５の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の放電空間に面する面に、粒状物を当該面に配置あるいは散布することにより凹凸を形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１〜６の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の少なくとも放電空間に面する表面の光反射率を１０％以上にしたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１〜７の平面型放電ランプにおいて、前記スペーサと前面基板又は背面基板とが接合する凸部おいて、接合部と非接合部を交互に形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スペーサや成型加工した前面基板又は背面基板により形成した多数の放電領域の中の１つの放電領域に陽光柱が集中することなく、また、電極近傍において隣接する放電領域に放電路を形成することもなく、安定して均一な面発光ができる平面型放電ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の平面型放電ランプの構造図を図１〜図４に示す。図１は前面基板１からの斜視図であり、図２は背面基板２からの斜視図、図３は図１におけるＡ−Ａ’線で切欠した断面図、図４は図３のＢ部の拡大図である。
【００２２】
本実施の形態の平面型放電ランプＬは、透光性のガラス板から構成される前面基板１と、スペーサ５を一体的に形成した背面基板２とを略一定の間隔で対向させて配置し、周辺部に側壁３を配置して例えばフリットガラスのような封着部材７にて封着することにより平面型放電容器を形成している。前面基板１、背面基板２、スペーサ５の内側には、それぞれ、蛍光体層４が形成されている。この蛍光体層４は、放電によって放電媒体から放射される紫外線を可視光に変換する。蛍光体層４は、一般照明、冷陰極蛍光ランプ、ＰＤＰに使用される蛍光体等が用いられ、単独で又は発光色の異なる数種類の蛍光体が混合して塗布されている。尚、異なる発光色の蛍光体を個別に縞状に又はドット状に塗布して蛍光体層４を構成することもできる。
【００２３】
光を取り出す側の前面基板１の蛍光体層４は、背面基板２側からの蛍光体の光を損失なく透過させるために、例えば、平均粒径（１次粒子径）が約２．５μｍ以上の蛍光体粒子を、厚さ５〜１５μｍと薄く形成する構成とする。一方、光を取り出さない背面基板２の蛍光体層４は、光を前面基板１側に多く導くために、例えば、平均粒径が約２．５μｍ以下の蛍光体粒子を厚さ３０〜１００μｍと厚く形成して、反射輝度を高める構成とする。また、図示していないが、電極が形成されている基板において、電極が形成される位置の基板内側に蛍光体層がある場合、蛍光体層が放電によりスパッタリングされて、ガスの消耗速度を速めることから、電極６ａ，６ｂが設けられる位置の基板内側部分には蛍光体層を設けない構成が一般的である。この背面基板２と蛍光体層４との間には、微粒子の金属酸化物の反射層を形成することもできる。また、前面基板１及び背面基板２と蛍光体層４との間に、例えば酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどの金属酸化物の層を形成し、水銀がガラス表面に移動するのを防止したり、放電から発生する紫外線を吸収したりすることも可能である。
【００２４】
尚、本実施の形態では、両方のガラス基板１，２の内面に蛍光体層４を設けているが、どちらか一方の蛍光体層を省略する構成にすることもできる。また、前面基板１と背面基板２の両方の蛍光体層４を省略して、放電媒体から放射される可視光を直接利用する形態も採ることができる。
【００２５】
この平面型放電容器の内部には、放電媒体として、水銀蒸気、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムの内の１つを単独もしくは２種類以上を混合して、数ｋＰａから数１００ｋＰａの封入圧力で封入している。封入ガスの一例としては、水銀蒸気とアルゴンとネオンの混合気体であり、ネオンとアルゴンガスの比率は、発光効率及びランプの低電圧始動を優先させる場合は５０：５０〜９９：１とネオンの配合比を多くした構成とし、発光の立ち上がり速度を優先させる場合は１：９９から５０：５０とアルゴン配合比を多くした構成を採る。ガス圧力に関しては、１Ｔｏｒｒから７００Ｔｏｒｒの範囲であり、好ましくは、低電圧始動性、発光効率、寿命の観点から、２０〜１００Ｔｏｒｒの範囲に設定される。
【００２６】
前面基板１の外面には、放電容器の端部に沿って、高圧電圧を印加する外部電極６ａと低圧電圧を印加する外部電極６ｂとが、放電媒体と接触しないように配置してある。本実施の形態の場合、外部電極６ａ，６ｂと放電媒体との遮断は、前面基板１自身で行っているが、前面基板の内壁に導電層を設け、さらにその上を誘電体層を用いて、電極と放電媒体と遮断しても構わない。また、本実施の形態では両方の電極６ａ，６ｂを放電媒体と遮蔽する構成にしているが、一方の電極を内部電極とし、他方の電極だけを放電媒体と遮断するような構成でも構わない。また、本実施の形態では、外部電極６ａ，６ｂは前面基板１にのみ設けているが、その他の実施の形態としては、外部電極を背面基板１のみに形成する構成や、前面基板１と背面基板２の両面に形成する構成や、前面基板、背面基板及び前面基板と背面基板を接合する側面に形成する構成を採ることができる。
【００２７】
電極形成方法の一例としては、アルミニウムなどの導電性テープを導電性接着剤を介して放電容器上に形成する方法や、銀などの金属粉と溶剤とバインダーを混合させた導電性ペーストをスクリーン印刷、ディスペンサー塗布又は浸漬により放電容器表面に塗布した後、乾燥、焼成を行って形成する方法や、スズ、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン、又は銀を少なくとも１種以上含む半田を加熱溶融したものを、例えば、超音波振動を加えながら浸漬により放電容器の表面に塗布する方法などが採られる。電極層と放電容器の接着を高めるために、電極が形成される位置の放電容器の表面を例えばサンドブラスト処理で凹凸化する方法を採ることができる。
【００２８】
外部電極６ａと６ｂの形状は、図示した帯形状とする以外に、スペーサ５で分離した各放電分空間５−１，５−２へ向かって凸部を形成するなど、多彩な異形状をとることができる。また、図１では一対の電極を示したが、複数対の電極構成とすることも可能である。
【００２９】
背面基板２に一体的に形成された細長状のスペーサ５は、所定の間隔で配置されており、前面基板１と背面基板２の間隔を一定に保つとともに、放電容器の内外気圧差によるランプの爆縮による破損を防止する。また、スペーサ５は、電極６ａ，６ｂに対して垂直方向に配置されており、電極６ａ，６ｂ間を複数の放電領域に分割している。スペーサ５の形状は、図４に示す波形状以外に、図５に示すように半楕円形状などをとることができる。また、図６に示すように、前面基板１と背面基板２を平板形状とし、スペーサ５を別個に設けた構成とすることもできる。また、本実施の形態では、背面基板２を熱加工して一体的に形成しているが、図７、図８に示すように前面基板１を熱加工して平板の背面基板２と張り合わせる構成もとることができる。
【００３０】
高電圧側の外部電極６ａと低電圧側の外部電極６ｂとの間に、周波数１０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの矩形波電圧、三角波電圧、正弦波電圧又はパルス電圧を印加することで、放電分空間５−１，５−２内の水銀及び希ガスを励起して放電を起こさせて紫外線を発生させ、これを蛍光体層４に照射させることで可視光を発光させ、これを外部に放射させる。
【００３１】
本実施の形態は、図４に示すように、放電空間のインピーダンスを低くするように作用する側壁３又は封着部材７に面する端部の放電分空間５−１の断面積を、その他の放電分空間５−２の断面積より小さくしたことを特徴としている。端位置の放電分空間５−１と中間位置の放電分空間５−２とのインピーダンスをほぼ同等になるように調整すると、スペーサ５で分割される全ての放電分空間のインピーダンスをほぼ等しくすることができ、インピーダンスの不均一に起因して発生する図３２に示したような放電の回り込み現象を抑制することができる。その結果、図９に示すように、この放電点灯時に放電が端部に集中することなく、発光面全体から均一な発光が得られる。
【００３２】
また、端位置の放電分空間５−１の断面積をさらに小さくして、インピーダンスを中間位置の放電分空間５−２のインピーダンスより極端に高くするように調整すると、図１０に示すように、端位置の放電分空間５−１では放電が形成されないものの、その他の放電分空間５−２の全てに放電が形成され、発光を均一とすることも可能である。放電が形成されない放電分空間５−１には、例えば、排気管や水銀合金、ゲッターなど、本来、放電路に存在するとランプ特性に支障をきたす部材を設置することが可能となる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプの構造図を図１１〜図１４に示す。図１１は前面基板基板１からの斜視図であり、図１２は背面基板２からの斜視図、図１３は図１１おけるＣ−Ｃ’線で切欠した断面図、図１４は図１３のＤ部の拡大図である。この第２の実施の形態の構造は、第１の実施の形態とほぼ同様であり、以下、共通する要素には同一の符号を用いて説明する。
【００３４】
本実施の形態では、図１３、図１４に示すように、放電空間のインピーダンスを低くするように作用する側壁３又は封着部材７に面する端部の放電分空間５−１には外部電極を作用させないことを特徴とする。インピーダンスが異なる放電分空間５−１は放電させないので、その結果、電極６ａと６ｂが作用する放電分空間５−２は、全て放電断面積が等しくなり、インピーダンスを等しくすることができるので、インピーダンスの不均一さに起因して発生する図３２に示したような放電の回り込み現象を抑制することができる。その結果、図１５に示すように、この放電点灯時に放電が端部に集中することなく、発光面全体から均一な発光が得られる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態の平面型放電ランプの構造図を図１６〜図１９に示す。図１６は前面基板基板１からの斜視図であり、図１７は背面基板２からの斜視図、図１８は図１６おけるＥ−Ｅ’線で切欠した断面図、図１９は図１８のＦ部の拡大図である。この第３の実施の形態の構造は、第１の実施の形態とほぼ同様であり、以下、共通する要素には同一の符号を用いて説明する。
【００３６】
本実施の形態の平面型放電ランプＬは、透光性のガラス板から構成される前面基板１と、スペーサ５と側壁３を一体的に形成した背面基板２とを略一定の間隔で対向させて配置し、前面基板基板１と背面基板２の周辺部を例えばフリットガラスのような封着部材７で封着し、放電容器を形成している。放電空間のインピーダンスを低下させるもう一つの要因である封着部材７を、端部の放電分空間５−１に直接暴露しないようにする分離壁８が背面基板２に一体的に形成されている。その結果、放電空間のインピーダンス低下の主要因である封着部材７の影響を排除することができるので、放電空間の断面積が全て等しい場合でも、この放電点灯時に放電が端部に集中することなく、発光面全体から均一な発光が得られる。
【００３７】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態の平面型放電ランプの構造図を図２０に示す。ランプの基本構造は第３の実施の形態と同じである。図２０は、図１９のランプ構造において、スペーサ５によって分割される放電分空間を、ランプの厚み方向と放電空間の短辺方向で切欠した断面図である。スペーサ５によって分割された放電分空間の大きさは、要求されるランプの始動電圧・管電圧及び光量に応じて設定され、例えば、一つの放電分空間の幅Ｗが０．５〜３０ｍｍの範囲で、放電空間の高さＨが０．５〜６．０ｍｍの範囲で設定される。
【００３８】
本実施の形態の平面型放電ランプの放電空間の断面形状は、ランプの厚み方向において、スペーサ５の接合面を０ｍｍとおいたときに、前面基板１と背面基板２との距離が０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲にある放電空間の短辺方向の領域ｘ１＋ｘ２が、放電分空間の幅Ｗあたりに１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であるような放電空間の断面形状であることを特徴とする。
【００３９】
電極６ａ，６ｂ間に形成される放電は、放電空間の広いところを通りやすく、狭いところには進入しにくい性質を有する。本実施の形態では、放電の進入を抑制することができる放電分空間の高さＨが０．５ｍｍ以下の領域を、一つの放電分空間の幅Ｗ当たりに１．０ｍｍ以上設けることにより、スペーサ５の接合部への放電の進入を抑制する効果がある。その結果、例えば、スペーサ５の凸部で割れや欠けなどの欠陥を生じた場合でも、上記の放電進入を抑制する領域が存在するため、図３３に示すようにスペーサの欠陥部を介して、放電が隣りの放電分空間へ屈曲し発光が不均一となる現象の発生を抑制することができる。
【００４０】
また、放電空間の高さが０．５ｍｍ以下の領域では放電が形成されないが、放電が形成される０．５ｍｍ以上の領域からの紫外線が到達し、前面基板１の内面に塗布される蛍光体層４を発光させることができる。ｘ１＋ｘ２が５．０ｍｍ以下の範囲までは、比較的均一な発光状態が得られる。
【００４１】
さらに、本実施の形態の平面型放電ランプでは、スペーサ５が一体的に形成されている背面基板２の表面に、図２１の拡大図に示すように、直径が０．００１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲の複数の凹凸を設け、その凹凸面に蛍光体層４を形成したことを特徴としている。背面基板２の内面を凹凸化させる方法としては、例えば、あらかじめ凹凸形状を設けたカーボン製、金属製、セラミック製の成形型を用いて、ガラスを加熱成形して背面基板を作成する方法や、完成した背面基板の放電空間の表面を、例えば、サンドブラストにより凹凸化させる方法や、また、背面基板２の放電空間に面する内面には図２２に示すように微細なガラス粒材１１を散布する方法や、混合した酸でガラス表面を腐食させてフロスト状にしたりして白濁させ、その表面を微細な凹凸面にすることができる。
【００４２】
表面を凹凸化させることにより、スペーサ５と前面基板１が密接に接合せず、複数の微細な孔を生じさせることができる。その結果、図３１に示した従来例のように大きな貫通孔を設ける場合に比べて、放電の進入を抑制できると共に、排気工程において、微細な孔を介して放電空間内全体から排気することでできるので、排気時間を短縮することができ、生産性の向上が図れる。
【００４３】
また、背面基板２の表面の凹凸化により、背面基板２に塗布される蛍光体層４の表面積が増加し、その結果、前面基板２（発光面）から得られる光束が増加し、ランプの発光効率が向上する。また、凹凸化により背面基板２が白濁してガラスの表面の反射率が向上するので、背面基板２の蛍光体層４からの光が前面基板１の方向に反射されて、ランプの発光効率が向上する。尚、本実施の形態では、背面基板２の反射率が１０％以上であることが好ましい。
【００４４】
さらに、本実施の形態の平面型放電ランプでは、次のような変形例をとることができる。図２３はスペーサが一体的に形成された背面基板２を放電空間側から見た正面図である。図２３においてＡ−Ａ’線上のスペーサの凸部１４には複数の凹部１６が形成されており、図２４に示すように平板状ガラスと接合部と非接合部とを交互に形成する。図２３においてＢ−Ｂ’線上のスペーサの凹部１５は、図２５に示すように平板状ガラスと接合しないため、放電路が形成される。このように加工ガラスの放電空間を分離するスペーサ５に凹部１６を設けて、平板状ガラスと壁の接合部と非接合部が交互に形成させることで、放電空間から放たれる可視光の光路を確保することができ、ランプ点灯時の暗部を低減することができる。なお、図２６は図２３におけるＣ−Ｃ’線断面図、図２７は図２３におけるＤ−Ｄ’線断面図である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の平面型放電ランプの前方から見た斜視図。
【図２】上記実施の形態の平面型放電ランプの背方から見た斜視図。
【図３】図１におけるＡ−Ａ’線断面図。
【図４】図３におけるＢ部分の拡大図。
【図５】上記実施の形態の変形例その１の断面図。
【図６】上記実施の形態の変形例その２の断面図。
【図７】上記実施の形態の変形例その３の断面図。
【図８】上記実施の形態の変形例その４の断面図。
【図９】上記実施の形態による発光態様を示す平面図。
【図１０】上記実施の形態による発光態様の他の例を示す平面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプの前方から見た斜視図。
【図１２】上記実施の形態の平面型放電ランプの背方から見た斜視図。
【図１３】図１１におけるＣ−Ｃ’線断面図。
【図１４】図１３におけるＤ部分の拡大図。
【図１５】上記実施の形態による発光態様を示す平面図。
【図１６】本発明の第３の実施の形態の平面型放電ランプの前方から見た斜視図。
【図１７】上記実施の形態の平面型放電ランプの背方から見た斜視図。
【図１８】図１６におけるＥ−Ｅ’線断面図。
【図１９】図１８におけるＦ部分の拡大図。
【図２０】本発明の第４の実施の形態の平面型放電ランプの断面図。
【図２１】本発明の第５の実施の形態の平面型放電ランプの断面図。
【図２２】本発明の第６の実施の形態の平面型放電ランプの断面図。
【図２３】本発明の第７の実施の形態の平面型放電ランプの平面図。
【図２４】図２３におけるＡ−Ａ’線断面図。
【図２５】図２３におけるＢ−Ｂ’線断面図。
【図２６】図２３におけるＣ−Ｃ’線断面図。
【図２７】図２３におけるＤ−Ｄ’線断面図。
【図２８】従来例の斜視図。
【図２９】他の従来例の斜視図。
【図３０】図２９におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３１】さらに他の従来例の斜視図。
【図３２】従来例における放電挙動を示す平面図。
【図３３】他の従来例における放電挙動を示す平面図。
【符号の説明】
【００４６】
１ 前面基板
２ 背面基板
３ 外枠
４ 蛍光体層
５ スペーサ
５−１，５−２ 放電分空間
６ａ，６ｂ 電極
７ 封着部材
１１ ガラス粒材
１４ 凸条部
１５ 凹条部
１６ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶バックライトや一般照明などで用いられる平面型放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前面基板と背面基板とを対向配置し、四周を側壁やフリットガラスで気密に封着して放電空間を形成し、その放電空間に水銀又は希ガスを封入し、相対２辺のガラス表面に電極を設置して放電電圧を両基板間に印加する構造の平面型放電ランプが知られている。しかしながら、従来の平面型放電ランプでは次のような問題点があった。発光面積が特に大面積となる場合、放電空間が広くなりすぎるため、放電空間のある特定部分のみにプラズマが集中してしまい、陽光柱が収縮し、輝度を均一に保つことが困難になり、また、大気圧によって前面基板と背面基板とが変形あるいは爆縮する恐れがあった。このような理由から、従来の平面型放電ランプには前面基板と背面基板の間の放電空間にスペーサやリブを設けたものが開発されている。
【０００３】
図２８は特公平６−５０６２４号公報（特許文献１）の図１に記載された、１種の面光源装置である平面型放電ランプの従来例を示している。この従来例の平面型放電ランプは、当該公報の図によれば、発光面となる透光性を有する面板１０と、該面板１０の内面に形成された透明導電膜から成る電極２０と、該透明導電膜２０が外部電極とされる部分以外を覆って設けられた透光性を有する誘電体層３０と、前記面板と対向配置された絶縁基板４０と、該絶縁基板４０に被着された蛍光体６０から成り、前面基板１０と絶縁基板４０とが一体に封着され、内部に希ガスと水銀が封入され、前記絶縁基板４０に設けられた放電路５０の断面形状が、面板に向かって開くような勾配や曲面又はそれらを組み合わせた形状に形成したことを特徴としている。そして電極２０は放電路５０に対し直交して配置される構成である。
【０００４】
図２９は、特開２００５−３２７２２号公報（特許文献２）に示された平面型放電ランプの別の従来例の斜視図であり、図３０はその断面図である。この従来例の平面型放電ランプである前面基板面光源装置１００は、光源本体１１０、空間分割壁１２０及び放電電圧印加部１３０を含む。光源本体１１０は平らな空間１１２を有する。光源本体１１０は底面１１０ａと光出射面１１０ｆを対向させて配置し、その周辺部を側壁１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅで囲って放電容器を形成している。光源本体１１０の内部には、少なくとも一つ以上の空間分割壁１２０が配置されており、複数の放電空間を形成する構成である。一対の放電電圧印加部１３０は空間分割壁１２０の長さ方向に対して垂直方向に配置される。放電ガス１１４は、微量のアルゴン、ネオン、キセノン、及びクリプトンのうち一つ以上が水銀とともに含まれる。蛍光体層１１６は光源本体１１０の内壁及び空間分割壁１２０の表面に薄い薄膜形態で形成されている。蛍光体層１１６は放電ガス１１４から発生した紫外線を可視光線に変換する。光反射層１９９は底面１１０ａと側壁１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅの内側面に形成され、各放電空間から発生した光を光出射面１１０ｆに反射させる。放電電圧印加部１３０は光源本体１１０の内部で放電を起こすために、光源本体１１０の表面に配置されている。放電電圧印加部１３０は、空間分割壁１２０の長さ方向に対して垂直方向に配置されている。
【０００５】
図３１は、特開２００５−３２７２２号公報（特許文献２）に示された平面型放電ランプのさらに別の従来例の斜視図である。図３１では、スペーサによって分割される各放電空間の均一な圧力分布を得るために、各分割壁１２０には少なくとも一つの貫通孔１２６が形成されている。貫通孔１２６は、放電電圧印加部１２６とオーバーラップされない位置に形成されることが望ましく、本例ではランプの中央部に設けられている。
【０００６】
このような従来例の場合、ランプの発光状態が不均一となる問題点がある。
【０００７】
図３２は、さらに他の従来例の平面型放電ランプの側壁３、スペーサ５、電極６ａ，６ｂの相対的な位置関係を示した断面図で、電極６ａ，６ｂはランプ外壁に配置されるか、又は、ランプ内壁に塗布された後誘電体層でコートされた構成がとられている。ランプの排気やガス導入を容易にするために、スペーサ５は、その両端部が、側壁３に接しないように配置され、それぞれの放電空間が繋がるような構成されているが、電極６ａ，６ｂ間に交流電圧を印加すると、全ての放電空間には放電路が形成されず、図３２に斜線を施して示した部分のように、部分的に発光する現象が発生する。
【０００８】
この原因は、次の通りである。各放電空間の両端部に作用するように配置される電極６ａと６ｂに電圧を印加すると、全ての放電空間に電界が作用する。従来の構造のように、スペーサで分割された放電分空間の断面積がすべて同じである場合、側壁３に隣接する一番端の放電分空間Ａは、封着に用いられるフリットガラスや側壁３の影響により放電空間のインピーダンスが低く、一番最初に放電が開始する。放電路が形成された空間Ａでは、両端の電極部の表面を覆っている誘電体層（ガラス部）に印加される電圧は、放電路が形成される前は印加電圧と逆極性のものが印加されていたが、放電路Ａの形成により印加電圧と同極性のものに変化するため、結果的に、空間Ａに印加される電圧が低減して放電が終了する。放電空間Ａに隣り合う、放電路が形成されていない空間Ｂの電極部の表面を覆っている誘電体層（ガラス部）では放電に至っていないので、印加電圧と逆極性の電圧が印加されたままであるが、空間Ａの誘電体層（ガラス部）は先述したように同極性に変化しているため、空間Ａと空間Ｂの誘電体層（ガラス部）との間に電圧差を生じ、両者の間で放電し、外観的には電極部で放電路が繋がっているように見える。そして、空間Ｂの誘電体層（ガラス部）の電圧は、印加電圧と同極性になるため、結果的には、空間Ｂに作用する電圧が低減し、空間Ｂでは放電開始しない。同様な現象が管全体に発生し、必ずしも全ての放電空間に放電路が形成されるとは限らず、部分的に発光する問題点があった。この部分発光を抑制するためには、各放電空間のインピーダンスの差を低減する必要がある。
【０００９】
さらに、図３３に示すように、図３１の従来例と同様に放電空間の中央部のスペーサ５に貫通孔５ａを設けた場合、放電空間Ｃに形成された放電路が貫通孔５ａを介して隣りの放電空間に屈曲する場合がある。さらに、スペーサは、前面基板又は背面基板との接合部において、放電空間が形成されず、また、ランプ内から放射される可視光の光路を遮断して非発光部となることから、ランプの発光ムラを生じる要因の一つである。そのため、スペーサには、図２８から図３１のように、スペーサ先端が細い形状となるようなスペーサ構造が用いられている。しかし、スペーサの先端の形状が細い場合、製造中の衝撃によりスペーサ５の一部にかけや割れにより欠損を生じる確率が高くなる。スペーサに欠損を生じると、図３３と同様の理由で、欠損部を介して放電が隣りの放電空間に屈曲し、不均一な放電状態となる場合がある。
【００１０】
また、上記の貫通孔やスペーサの欠損部における放電屈曲現象は、従来例のようにスペーサの先端が細く、隣り合う放電路の距離が接近しているランプ構造であることも、要因の一つである。
【特許文献１】特公平６−５０６２４号公報
【特許文献２】特開２００５−３２７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、スペーサや成型加工した前面基板又は背面基板により形成した多数の放電分空間を形成した平面型放電ランプにあって、安定して均一な面発光を得ることができる平面型放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明の平面型放電ランプは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁又は接着部材に隣接する放電領域の断面積をその他の放電領域の断面積よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明の平面型放電ランプは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁又は接着部材に隣接する放電領域に前記電極を設けないことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明の平面型放電ランプは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁に隣接する放電領域を前記封着部材と直接接しないように分離したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４の発明の平面型放電ランプは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、ランプの厚み方向と放電領域の短辺方向を含む面で切断した放電領域の断面形状が、ランプの厚み方向において、スペーサの接合面を０ｍｍとおいたときに、前記前面基板と背面基板との距離が０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲にある、１放電領域あたりの放電空間の短辺方向の長さｘ１＋ｘ２が１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１〜４の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の放電空間に面する表面を凹凸にしたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１〜５の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の放電空間に面する面に、粒状物を当該面に配置あるいは散布することにより凹凸を形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１〜６の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の少なくとも放電空間に面する表面の光反射率を１０％以上にしたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１〜７の平面型放電ランプにおいて、前記スペーサと前面基板又は背面基板とが接合する凸部おいて、接合部と非接合部を交互に形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スペーサや成型加工した前面基板又は背面基板により形成した多数の放電領域の中の１つの放電領域に陽光柱が集中することなく、また、電極近傍において隣接する放電領域に放電路を形成することもなく、安定して均一な面発光ができる平面型放電ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の平面型放電ランプの構造図を図１〜図４に示す。図１は前面基板１からの斜視図であり、図２は背面基板２からの斜視図、図３は図１におけるＡ−Ａ’線で切欠した断面図、図４は図３のＢ部の拡大図である。
【００２２】
本実施の形態の平面型放電ランプＬは、透光性のガラス板から構成される前面基板１と、スペーサ５を一体的に形成した背面基板２とを略一定の間隔で対向させて配置し、周辺部に側壁３を配置して例えばフリットガラスのような封着部材７にて封着することにより平面型放電容器を形成している。前面基板１、背面基板２、スペーサ５の内側には、それぞれ、蛍光体層４が形成されている。この蛍光体層４は、放電によって放電媒体から放射される紫外線を可視光に変換する。蛍光体層４は、一般照明、冷陰極蛍光ランプ、ＰＤＰに使用される蛍光体等が用いられ、単独で又は発光色の異なる数種類の蛍光体が混合して塗布されている。尚、異なる発光色の蛍光体を個別に縞状に又はドット状に塗布して蛍光体層４を構成することもできる。
【００２３】
光を取り出す側の前面基板１の蛍光体層４は、背面基板２側からの蛍光体の光を損失なく透過させるために、例えば、平均粒径（１次粒子径）が約２．５μｍ以上の蛍光体粒子を、厚さ５〜１５μｍと薄く形成する構成とする。一方、光を取り出さない背面基板２の蛍光体層４は、光を前面基板１側に多く導くために、例えば、平均粒径が約２．５μｍ以下の蛍光体粒子を厚さ３０〜１００μｍと厚く形成して、反射輝度を高める構成とする。また、図示していないが、電極が形成されている基板において、電極が形成される位置の基板内側に蛍光体層がある場合、蛍光体層が放電によりスパッタリングされて、ガスの消耗速度を速めることから、電極６ａ，６ｂが設けられる位置の基板内側部分には蛍光体層を設けない構成が一般的である。この背面基板２と蛍光体層４との間には、微粒子の金属酸化物の反射層を形成することもできる。また、前面基板１及び背面基板２と蛍光体層４との間に、例えば酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどの金属酸化物の層を形成し、水銀がガラス表面に移動するのを防止したり、放電から発生する紫外線を吸収したりすることも可能である。
【００２４】
尚、本実施の形態では、両方のガラス基板１，２の内面に蛍光体層４を設けているが、どちらか一方の蛍光体層を省略する構成にすることもできる。また、前面基板１と背面基板２の両方の蛍光体層４を省略して、放電媒体から放射される可視光を直接利用する形態も採ることができる。
【００２５】
この平面型放電容器の内部には、放電媒体として、水銀蒸気、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムの内の１つを単独もしくは２種類以上を混合して、数ｋＰａから数１００ｋＰａの封入圧力で封入している。封入ガスの一例としては、水銀蒸気とアルゴンとネオンの混合気体であり、ネオンとアルゴンガスの比率は、発光効率及びランプの低電圧始動を優先させる場合は５０：５０〜９９：１とネオンの配合比を多くした構成とし、発光の立ち上がり速度を優先させる場合は１：９９から５０：５０とアルゴン配合比を多くした構成を採る。ガス圧力に関しては、１Ｔｏｒｒから７００Ｔｏｒｒの範囲であり、好ましくは、低電圧始動性、発光効率、寿命の観点から、２０〜１００Ｔｏｒｒの範囲に設定される。
【００２６】
前面基板１の外面には、放電容器の端部に沿って、高圧電圧を印加する外部電極６ａと低圧電圧を印加する外部電極６ｂとが、放電媒体と接触しないように配置してある。本実施の形態の場合、外部電極６ａ，６ｂと放電媒体との遮断は、前面基板１自身で行っているが、前面基板の内壁に導電層を設け、さらにその上を誘電体層を用いて、電極と放電媒体と遮断しても構わない。また、本実施の形態では両方の電極６ａ，６ｂを放電媒体と遮蔽する構成にしているが、一方の電極を内部電極とし、他方の電極だけを放電媒体と遮断するような構成でも構わない。また、本実施の形態では、外部電極６ａ，６ｂは前面基板１にのみ設けているが、その他の実施の形態としては、外部電極を背面基板１のみに形成する構成や、前面基板１と背面基板２の両面に形成する構成や、前面基板、背面基板及び前面基板と背面基板を接合する側面に形成する構成を採ることができる。
【００２７】
電極形成方法の一例としては、アルミニウムなどの導電性テープを導電性接着剤を介して放電容器上に形成する方法や、銀などの金属粉と溶剤とバインダーを混合させた導電性ペーストをスクリーン印刷、ディスペンサー塗布又は浸漬により放電容器表面に塗布した後、乾燥、焼成を行って形成する方法や、スズ、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン、又は銀を少なくとも１種以上含む半田を加熱溶融したものを、例えば、超音波振動を加えながら浸漬により放電容器の表面に塗布する方法などが採られる。電極層と放電容器の接着を高めるために、電極が形成される位置の放電容器の表面を例えばサンドブラスト処理で凹凸化する方法を採ることができる。
【００２８】
外部電極６ａと６ｂの形状は、図示した帯形状とする以外に、スペーサ５で分離した各放電分空間５−１，５−２へ向かって凸部を形成するなど、多彩な異形状をとることができる。また、図１では一対の電極を示したが、複数対の電極構成とすることも可能である。
【００２９】
背面基板２に一体的に形成された細長状のスペーサ５は、所定の間隔で配置されており、前面基板１と背面基板２の間隔を一定に保つとともに、放電容器の内外気圧差によるランプの爆縮による破損を防止する。また、スペーサ５は、電極６ａ，６ｂに対して垂直方向に配置されており、電極６ａ，６ｂ間を複数の放電領域に分割している。スペーサ５の形状は、図４に示す波形状以外に、図５に示すように半楕円形状などをとることができる。また、図６に示すように、前面基板１と背面基板２を平板形状とし、スペーサ５を別個に設けた構成とすることもできる。また、本実施の形態では、背面基板２を熱加工して一体的に形成しているが、図７、図８に示すように前面基板１を熱加工して平板の背面基板２と張り合わせる構成もとることができる。
【００３０】
高電圧側の外部電極６ａと低電圧側の外部電極６ｂとの間に、周波数１０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの矩形波電圧、三角波電圧、正弦波電圧又はパルス電圧を印加することで、放電分空間５−１，５−２内の水銀及び希ガスを励起して放電を起こさせて紫外線を発生させ、これを蛍光体層４に照射させることで可視光を発光させ、これを外部に放射させる。
【００３１】
本実施の形態は、図４に示すように、放電空間のインピーダンスを低くするように作用する側壁３又は封着部材７に面する端部の放電分空間５−１の断面積を、その他の放電分空間５−２の断面積より小さくしたことを特徴としている。端位置の放電分空間５−１と中間位置の放電分空間５−２とのインピーダンスをほぼ同等になるように調整すると、スペーサ５で分割される全ての放電分空間のインピーダンスをほぼ等しくすることができ、インピーダンスの不均一に起因して発生する図３２に示したような放電の回り込み現象を抑制することができる。その結果、図９に示すように、この放電点灯時に放電が端部に集中することなく、発光面全体から均一な発光が得られる。
【００３２】
また、端位置の放電分空間５−１の断面積をさらに小さくして、インピーダンスを中間位置の放電分空間５−２のインピーダンスより極端に高くするように調整すると、図１０に示すように、端位置の放電分空間５−１では放電が形成されないものの、その他の放電分空間５−２の全てに放電が形成され、発光を均一とすることも可能である。放電が形成されない放電分空間５−１には、例えば、排気管や水銀合金、ゲッターなど、本来、放電路に存在するとランプ特性に支障をきたす部材を設置することが可能となる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプの構造図を図１１〜図１４に示す。図１１は前面基板基板１からの斜視図であり、図１２は背面基板２からの斜視図、図１３は図１１おけるＣ−Ｃ’線で切欠した断面図、図１４は図１３のＤ部の拡大図である。この第２の実施の形態の構造は、第１の実施の形態とほぼ同様であり、以下、共通する要素には同一の符号を用いて説明する。
【００３４】
本実施の形態では、図１３、図１４に示すように、放電空間のインピーダンスを低くするように作用する側壁３又は封着部材７に面する端部の放電分空間５−１には外部電極を作用させないことを特徴とする。インピーダンスが異なる放電分空間５−１は放電させないので、その結果、電極６ａと６ｂが作用する放電分空間５−２は、全て放電断面積が等しくなり、インピーダンスを等しくすることができるので、インピーダンスの不均一さに起因して発生する図３２に示したような放電の回り込み現象を抑制することができる。その結果、図１５に示すように、この放電点灯時に放電が端部に集中することなく、発光面全体から均一な発光が得られる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態の平面型放電ランプの構造図を図１６〜図１９に示す。図１６は前面基板基板１からの斜視図であり、図１７は背面基板２からの斜視図、図１８は図１６おけるＥ−Ｅ’線で切欠した断面図、図１９は図１８のＦ部の拡大図である。この第３の実施の形態の構造は、第１の実施の形態とほぼ同様であり、以下、共通する要素には同一の符号を用いて説明する。
【００３６】
本実施の形態の平面型放電ランプＬは、透光性のガラス板から構成される前面基板１と、スペーサ５と側壁３を一体的に形成した背面基板２とを略一定の間隔で対向させて配置し、前面基板基板１と背面基板２の周辺部を例えばフリットガラスのような封着部材７で封着し、放電容器を形成している。放電空間のインピーダンスを低下させるもう一つの要因である封着部材７を、端部の放電分空間５−１に直接暴露しないようにする分離壁８が背面基板２に一体的に形成されている。その結果、放電空間のインピーダンス低下の主要因である封着部材７の影響を排除することができるので、放電空間の断面積が全て等しい場合でも、この放電点灯時に放電が端部に集中することなく、発光面全体から均一な発光が得られる。
【００３７】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態の平面型放電ランプの構造図を図２０に示す。ランプの基本構造は第３の実施の形態と同じである。図２０は、図１９のランプ構造において、スペーサ５によって分割される放電分空間を、ランプの厚み方向と放電空間の短辺方向で切欠した断面図である。スペーサ５によって分割された放電分空間の大きさは、要求されるランプの始動電圧・管電圧及び光量に応じて設定され、例えば、一つの放電分空間の幅Ｗが０．５〜３０ｍｍの範囲で、放電空間の高さＨが０．５〜６．０ｍｍの範囲で設定される。
【００３８】
本実施の形態の平面型放電ランプの放電空間の断面形状は、ランプの厚み方向において、スペーサ５の接合面を０ｍｍとおいたときに、前面基板１と背面基板２との距離が０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲にある放電空間の短辺方向の領域ｘ１＋ｘ２が、放電分空間の幅Ｗあたりに１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であるような放電空間の断面形状であることを特徴とする。
【００３９】
電極６ａ，６ｂ間に形成される放電は、放電空間の広いところを通りやすく、狭いところには進入しにくい性質を有する。本実施の形態では、放電の進入を抑制することができる放電分空間の高さＨが０．５ｍｍ以下の領域を、一つの放電分空間の幅Ｗ当たりに１．０ｍｍ以上設けることにより、スペーサ５の接合部への放電の進入を抑制する効果がある。その結果、例えば、スペーサ５の凸部で割れや欠けなどの欠陥を生じた場合でも、上記の放電進入を抑制する領域が存在するため、図３３に示すようにスペーサの欠陥部を介して、放電が隣りの放電分空間へ屈曲し発光が不均一となる現象の発生を抑制することができる。
【００４０】
また、放電空間の高さが０．５ｍｍ以下の領域では放電が形成されないが、放電が形成される０．５ｍｍ以上の領域からの紫外線が到達し、前面基板１の内面に塗布される蛍光体層４を発光させることができる。ｘ１＋ｘ２が５．０ｍｍ以下の範囲までは、比較的均一な発光状態が得られる。
【００４１】
さらに、本実施の形態の平面型放電ランプでは、スペーサ５が一体的に形成されている背面基板２の表面に、図２１の拡大図に示すように、直径が０．００１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲の複数の凹凸を設け、その凹凸面に蛍光体層４を形成したことを特徴としている。背面基板２の内面を凹凸化させる方法としては、例えば、あらかじめ凹凸形状を設けたカーボン製、金属製、セラミック製の成形型を用いて、ガラスを加熱成形して背面基板を作成する方法や、完成した背面基板の放電空間の表面を、例えば、サンドブラストにより凹凸化させる方法や、また、背面基板２の放電空間に面する内面には図２２に示すように微細なガラス粒材１１を散布する方法や、混合した酸でガラス表面を腐食させてフロスト状にしたりして白濁させ、その表面を微細な凹凸面にすることができる。
【００４２】
表面を凹凸化させることにより、スペーサ５と前面基板１が密接に接合せず、複数の微細な孔を生じさせることができる。その結果、図３１に示した従来例のように大きな貫通孔を設ける場合に比べて、放電の進入を抑制できると共に、排気工程において、微細な孔を介して放電空間内全体から排気することでできるので、排気時間を短縮することができ、生産性の向上が図れる。
【００４３】
また、背面基板２の表面の凹凸化により、背面基板２に塗布される蛍光体層４の表面積が増加し、その結果、前面基板２（発光面）から得られる光束が増加し、ランプの発光効率が向上する。また、凹凸化により背面基板２が白濁してガラスの表面の反射率が向上するので、背面基板２の蛍光体層４からの光が前面基板１の方向に反射されて、ランプの発光効率が向上する。尚、本実施の形態では、背面基板２の反射率が１０％以上であることが好ましい。
【００４４】
さらに、本実施の形態の平面型放電ランプでは、次のような変形例をとることができる。図２３はスペーサが一体的に形成された背面基板２を放電空間側から見た正面図である。図２３においてＡ−Ａ’線上のスペーサの凸部１４には複数の凹部１６が形成されており、図２４に示すように平板状ガラスと接合部と非接合部とを交互に形成する。図２３においてＢ−Ｂ’線上のスペーサの凹部１５は、図２５に示すように平板状ガラスと接合しないため、放電路が形成される。このように加工ガラスの放電空間を分離するスペーサ５に凹部１６を設けて、平板状ガラスと壁の接合部と非接合部が交互に形成させることで、放電空間から放たれる可視光の光路を確保することができ、ランプ点灯時の暗部を低減することができる。なお、図２６は図２３におけるＣ−Ｃ’線断面図、図２７は図２３におけるＤ−Ｄ’線断面図である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の平面型放電ランプの前方から見た斜視図。
【図２】上記実施の形態の平面型放電ランプの背方から見た斜視図。
【図３】図１におけるＡ−Ａ’線断面図。
【図４】図３におけるＢ部分の拡大図。
【図５】上記実施の形態の変形例その１の断面図。
【図６】上記実施の形態の変形例その２の断面図。
【図７】上記実施の形態の変形例その３の断面図。
【図８】上記実施の形態の変形例その４の断面図。
【図９】上記実施の形態による発光態様を示す平面図。
【図１０】上記実施の形態による発光態様の他の例を示す平面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプの前方から見た斜視図。
【図１２】上記実施の形態の平面型放電ランプの背方から見た斜視図。
【図１３】図１１におけるＣ−Ｃ’線断面図。
【図１４】図１３におけるＤ部分の拡大図。
【図１５】上記実施の形態による発光態様を示す平面図。
【図１６】本発明の第３の実施の形態の平面型放電ランプの前方から見た斜視図。
【図１７】上記実施の形態の平面型放電ランプの背方から見た斜視図。
【図１８】図１６におけるＥ−Ｅ’線断面図。
【図１９】図１８におけるＦ部分の拡大図。
【図２０】本発明の第４の実施の形態の平面型放電ランプの断面図。
【図２１】本発明の第５の実施の形態の平面型放電ランプの断面図。
【図２２】本発明の第６の実施の形態の平面型放電ランプの断面図。
【図２３】本発明の第７の実施の形態の平面型放電ランプの平面図。
【図２４】図２３におけるＡ−Ａ’線断面図。
【図２５】図２３におけるＢ−Ｂ’線断面図。
【図２６】図２３におけるＣ−Ｃ’線断面図。
【図２７】図２３におけるＤ−Ｄ’線断面図。
【図２８】従来例の斜視図。
【図２９】他の従来例の斜視図。
【図３０】図２９におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３１】さらに他の従来例の斜視図。
【図３２】従来例における放電挙動を示す平面図。
【図３３】他の従来例における放電挙動を示す平面図。
【符号の説明】
【００４６】
１ 前面基板
２ 背面基板
３ 外枠
４ 蛍光体層
５ スペーサ
５−１，５−２ 放電分空間
６ａ，６ｂ 電極
７ 封着部材
１１ ガラス粒材
１４ 凸条部
１５ 凹条部
１６ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、
前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁又は接着部材に隣接する放電領域の断面積をその他の放電領域の断面積よりも小さくしたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項２】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、
前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁又は接着部材に隣接する放電領域には、前記電極を設けないことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項３】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、
前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁に隣接する放電領域は、前記封着部材と直接接しないように分離したことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項４】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、
ランプの厚み方向と放電領域の短辺方向を含む面で切断した前記放電領域の断面形状を、ランプの厚み方向において、スペーサの接合面を０ｍｍとおいたときに、前記前面基板と背面基板との距離が０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲にある、１放電領域あたりの放電領域の短辺方向の長さｘ１＋ｘ２が１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であるようにしたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の放電空間に面する表面を凹凸にしたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の放電空間に面する面に、粒状物を当該面に配置あるいは散布することにより凹凸を形成したことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の少なくとも放電空間に面する表面の光反射率を１０％以上にしたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記スペーサと前面基板又は背面基板とが接合する凸部おいて、接合部と非接合部を交互に形成したことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項１】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、
前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁又は接着部材に隣接する放電領域の断面積をその他の放電領域の断面積よりも小さくしたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項２】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、
前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁又は接着部材に隣接する放電領域には、前記電極を設けないことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項３】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、
前記複数の放電領域のうち長辺部が前記側壁に隣接する放電領域は、前記封着部材と直接接しないように分離したことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項４】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、前記前面基板と背面基板との周囲を直接又は側壁を介して封着部材で接着し、内部に放電媒体を封入して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の内部又は外部に、かつ少なくとも一方が前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記前面基板と背面基板との間で前記電極に対して直角方向へ所定の間隔を有するように配置され、前記電極間を複数の放電領域に分割する複数のスペーサを具備し、
ランプの厚み方向と放電領域の短辺方向を含む面で切断した前記放電領域の断面形状を、ランプの厚み方向において、スペーサの接合面を０ｍｍとおいたときに、前記前面基板と背面基板との距離が０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲にある、１放電領域あたりの放電領域の短辺方向の長さｘ１＋ｘ２が１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であるようにしたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の放電空間に面する表面を凹凸にしたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の放電空間に面する面に、粒状物を当該面に配置あるいは散布することにより凹凸を形成したことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記背面基板の少なくとも放電空間に面する表面の光反射率を１０％以上にしたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記スペーサと前面基板又は背面基板とが接合する凸部おいて、接合部と非接合部を交互に形成したことを特徴とする平面型放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２００７−２６９６６（Ｐ２００７−２６９６６Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０９４０１（Ｐ２００５−２０９４０１）
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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