平面放電ランプ
【課題】 ２種類の情報を何れも点灯状態で表示可能で、設置スペースが小さく、安価で故障も生じにくい表示装置を提供する。
【解決手段】 高電圧が印加される第１電極２４および第２電極２６が各々によって発光させる第１発光区画群または第２発光区画群の一方に属する発光区画２０のみを通るように設けられると共に、それら第１電極２４および第２電極２６の間を通って蛇行する共通電極２８が全ての発光区画２０を通るように設けられていることから、第１発光区画群の発光区画２０から発光させる際には、第２発光区画群の発光区画２０には、フローティングとされた第２電極２６とGNDレベルの共通電極２８のみが存在する。そのため、その第２発光区画群の発光区画２０内で放電が発生し、延いては漏れ発光が生ずることが好適に抑制される。
【解決手段】 高電圧が印加される第１電極２４および第２電極２６が各々によって発光させる第１発光区画群または第２発光区画群の一方に属する発光区画２０のみを通るように設けられると共に、それら第１電極２４および第２電極２６の間を通って蛇行する共通電極２８が全ての発光区画２０を通るように設けられていることから、第１発光区画群の発光区画２０から発光させる際には、第２発光区画群の発光区画２０には、フローティングとされた第２電極２６とGNDレベルの共通電極２８のみが存在する。そのため、その第２発光区画群の発光区画２０内で放電が発生し、延いては漏れ発光が生ずることが好適に抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの表示パターンを切り替えて発光表示可能な平面放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋内や屋外の各種施設・設備において、例えば２〜４種類程度の複数種類の表示パターンを切り替えて情報を表示することが行われている。表示装置においては、一般に、視認性を高めることを目的として表示パターンを発光させるものが広く使用されている。このような表示装置としては、例えば、以下のＡ〜Ｄに示すようなものがある。
【０００３】
Ａ．点灯状態と消灯状態とで異なる情報を表示するもの
この形態の表示装置は、点灯時に表示しようとする表示パターンを透光性を有するガラス板や樹脂板等に形成し、その表示板を蛍光ランプや電球等の発光体が内部に備えられた箱形の灯具の前面に装着して構成される。点灯状態では、表示パターンが内部から照らされることでその表示パターンに示される状態であることが表され、消灯状態では、暗転することでその状態では無いことが表される。例えば、スタジオ等における「ON AIR」の表示や、手術室における「手術中」の表示等で用いられている。
【０００４】
Ｂ．上記Ａの表示装置を２個並べて一体化させたもの
この形態の表示装置では、２個並べたうちの一方が点灯中は他方が消灯し、点灯中の表示パターンで何れの状態であるかを表示する。例えば、駐車場における「満車｜空車」の表示等で用いられている。
【０００５】
Ｃ．幕に形成した複数の表示パターンを切り替えて表示するもの
この形態の表示装置は、例えば、複数種類の表示パターンを幕に並べて形成し、これを灯具の前面に配置すると共に、その幕を一方向および反対方向に巻き取ることで表示パターンを変化させる。例えば、鉄道車両における「自由席／指定席」の表示の切り替えや、駅や百貨店等の広告を順次に変更して表示する場合等に用いられている。
【０００６】
Ｄ．フルドットディスプレイを用いたもの
この形態の表示装置は、縦横に矩形に配置した多数のドットから入力データ信号に従って発光させて表示するもので、複数の入力データを用意して手動或いは自動的に切り替えることで表示される情報を変化させる。例えば、鉄道車両において、ＬＥＤ等を用いて「特急」「急行」「普通」を表示させる場合等に用いられている。
【特許文献１】特開２００６−１４７２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記Ａの表示装置では、消灯状態のときに表示状態にあるのか否かの判断が困難である。Ｂの表示装置は、この不都合を改善するものであるが、１個の表示に必要なスペースに対して表示パターン数に応じた倍数のスペースが装置の設置に必要になるため、空間の利用効率が悪い問題がある。また、Ｃの表示装置は、装置が機械仕掛けになって大がかりであると共に、その機械部分に故障が生じ易い問題がある。また、Ｄの表示装置は、多様な表示が可能に構成されているにも拘わらず限定的な表示パターンのみを表示することから、その表示パターンの焼き付きが生じ易くなる。また、多様な表示を可能とするために複雑な構造や駆動回路が必要であるから装置が高価になり、単純な使用態様に比較して割高になる問題がある。
【０００８】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、２種類の情報を何れも点灯状態で表示可能で、設置スペースが小さく、安価で故障も生じにくい表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
斯かる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、透光性を有する表面板と、その表面板との間に扁平な気密空間を形成する背面板とを備え、その気密空間内で放電させることにより発生した光を前記表面板を通して射出する形式の平面放電ランプであって、(ａ)前記気密空間を複数の発光区画に区分するために前記背面板上に突設された隔壁と、(ｂ)前記複数の発光区画の各々に設けられた蛍光体層と、(ｃ)前記複数の発光区画の各々が重複して属することなく且つ各々に属する複数の発光区画の分布範囲が互いに重なるように定められたそれぞれ複数の発光区画から成る互いに異なる表示パターンを形成するための第１発光区画群および第２発光区画群と、(ｄ)前記複数の発光区画のうち前記第１発光区画群に属する各々を通って前記背面板内面に設けられた第１電極と、(ｅ)前記複数の発光区画のうち前記第２発光区画群に属する各々を通って前記背面板内面に前記第１電極と絶縁して設けられた第２電極と、(ｆ)前記複数の発光区画の各々を通って前記背面板内面に設けられ且つ前記第１電極および前記第２電極との間で択一的に放電するための共通電極と、(ｇ)前記第１電極、前記第２電極、および前記共通電極を覆う誘電体層とを、含むことにある。
【発明の効果】
【００１０】
このようにすれば、表面板および背面板間に扁平な気密空間を備えてその気密空間内から発光させる形式の平面放電ランプにおいて、その気密空間内がそれぞれ蛍光体層が設けられた複数の発光区画に隔壁で区分されると共に、複数の発光区画でそれぞれ構成される２つの発光区画群によって、互いに異なる２つの表示パターンが形成される。このとき、第１発光区画群および第２発光区画群の発光区画を通る第１電極および第２電極は、互いに絶縁されていることから、それらの一方と共通電極との間に電圧を印加することにより、互いに異なる２つの表示パターンを選択的に表示させることができる。複数の発光区画の各々は第１発光区画群および第２発光区画群の一方だけに属し、重複して属しないので、複雑な配線や制御回路を必要とすることなく、発光させる発光区画群を選択できる。また、２つの発光区画群は、各々に属する発光区画の分布範囲が互いに重なるように定められるので、表面板の面方向において互いに完全に分離する位置関係にはないことから、２つの表示パターンの各々をその重なりの程度に応じた広い範囲で、例えば、何れも表面板全体を利用して表示することができる。したがって、２種類の情報を何れも点灯状態で表示しながら、それら２種類の情報は１つの表示面内で発光区画を分割することで形成していることから、１つの表示装置の大きさで２種類の表示パターンを得ることができる。また、機械的な駆動部分が無用であるからそれによる故障を避けることができ、構造や駆動回路も簡単にできるので、安価な装置が得られる。また、全ての発光区画が何れかの表示パターンで点灯するように構成できるので、フルドットディスプレイで限定的な表示パターンのみを表示させる場合のような表示パターンの焼き付きも生じない。
【００１１】
しかも、第１電極、第２電極、および共通電極は何れも背面板上に設けられていることから面放電させられるため、表面板に配置された電極によって開口率が低下し、延いては輝度が低下することが抑制される。また、製造過程において表面板と背面板との位置ずれによって不点灯や漏れ発光が生ずることがない。因みに、平面放電ランプの電極構成としては、表面板上と背面板上に互いに対向して配置された電極間で放電させる対向放電構造とすることもできるが、この構造では、表面板上の電極によって遮光されて輝度低下する問題や、アッセンブリ時に表面板上の電極と背面板上の電極が位置ずれし得る問題がある。
【００１２】
また、放電は第１電極および第２電極の一方と共通電極との間で行われるため、消灯させる発光区画には、高電圧が印加された電極か接地された電極の一方と、電源回路との接続が断たれたフローティング電極とのみが存在する駆動方法を採ることができる。そのため、漏れ発光が好適に抑制される。
【００１３】
なお、本発明において、「分布範囲が互いに重なる」とは、第１発光区画群に属する発光区画の相互間に第２発光区画群に属する発光区画が存在することを意味する。この結果、２つの表示パターンの各々が形成される範囲には他方の表示パターンを形成するための発光区画が存在することになる。そのため、表示パターンの各々にはそのような発光区画によって非発光部分が生じることから、表示しようとする文字や図形等の本来の形状を表すためには発光しなければならない部分が非発光状態になり得る。例えば、連続すべき線が途切れて断続し、或いは、塗り潰しパターン内に空白が生じ得る。しかしながら、このような断続或いは空白部分が存在しても、近傍の発光区画から発生する光量が十分に多ければ、非発光部分は目立たず、表示品質を実質的に低下させない。また、仮に非発光部分が目立っていても、観察者はその非発光部分を無意識のうちに補完して表示パターンを認識する。したがって、何れにしても、表示しようとする情報は十分に伝達されることになるから、表示パターン内に他の表示パターンを構成するための非点灯の発光区画が存在することは何ら問題にならない。
【００１４】
すなわち、本発明によれば、例えばバックライト、照明ランプ、一般照明等に用いられる平面型放電ランプ(例えば特許文献１を参照。)を利用し、その放電空間を複数に分割して、断続的な発光区画で全体として視認可能な表示パターンを構成することができるのである。このような平面放電ランプを応用して構成したことから、本発明の表示装置は、厚さ寸法が従来のフルドットディスプレイと同程度以下の薄いものになる利点もある。
【００１５】
なお、「分布範囲が互いに重なる」には、第１発光区画群および第２発光区画群の各々に属する発光区画の分布範囲が互いに完全に重なる場合の他、部分的に重なる場合も含まれる。例えば、２つの表示パターンの中に表示面全体のうちの一部から全く発光させない方が表示品質上好ましい形状が含まれる場合には、部分的な重なり状態が好ましい。例えば、本発明の平面放電ランプが配置された部分の周囲に備えられた設備との位置関係等により、一方の表示パターンが表示面全体の左方部分を中心に表示し、他方が右方部分を中心に表示することが表示の目的に適う場合などが考えられる。
【００１６】
また、前記蛍光体層は、全ての発光区画に設けられることが好ましいが、必須ではない。例えば、ネオン、ナトリウムや水銀灯のガス放電により発生した光をそのまま表示に利用する発光区画が含まれていることを妨げない。また、各発光区画に設けられる蛍光体層の発光色や塗布パターンは形成しようとする表示パターンに応じて定められる。例えば、発光区画の全体に１色に発光する蛍光体が塗布されてもよいが、一つの発光区画内で複数色の蛍光体を塗り分けることもできる。
【００１７】
ここで、好適には、前記第１電極および前記第２電極は各々櫛形を成し且つそれらの歯部において互いに嵌め合わされたものであり、前記共通電極はそれら第１電極および第２電極間を蛇行するものである。このようにすれば、櫛形の第１電極および第２電極の間を縫って共通電極が設けられるので、全体で３本の電極および取り出し端子で足りる。
【００１８】
また、好適には、前記隔壁は格子状を成すものであり、前記複数の発光区画は前記第１発光区画群に属するものと前記第２発光区画群に属するものとが互いに隣接して位置するものである。このようにすれば、２つの発光区画群の各々に属する発光区画が市松模様に設けられるため、視認性に優れた平面放電ランプが得られる。
【００１９】
また、好適には、前記複数の発光区画の各々において前記共通電極と前記第１電極および前記第２電極とは一方が中央部を通り且つ他方が隅部を通るものであって、隅部を通る電極の面積が中央部を通る電極の面積の同一以上且つ1.5倍未満である。中央部に位置する電極の面積が隅部に位置するものよりも大きいと漏れ発光し易くなり、隅部に位置する電極の面積が中央部に位置するものの1.5倍以上の大きさになると、絶縁耐圧が低くなる。なお、上記各電極のうちの一が一つの発光区画内の複数箇所を通るように設けられている場合、例えば、第１電極および第２電極が中央部を通り、共通電極がその側方の２隅を通るような構成では、複数箇所を通る一の電極の面積は、その複数箇所を合計した値である。上記「同一以上且つ1.5倍未満」には、隅部を通る電極の面積が中央部を通る電極の面積よりも僅かに小さいが略同一と言いうる程度のものも含まれる。
【００２０】
また、好適には、前記第１電極および前記第２電極は前記複数の発光区画の各々の中央部を通るものであり、前記共通電極は前記複数の発光区画の各々の周縁部を通るものである。このようにすれば、互いに電気的に絶縁させられた第１電極と第２電極とが他方の電極が通る発光区画から最も遠い位置を通ることとなるため、漏れ発光が一層抑制される。
【００２１】
また、好適には、前記第１電極および前記第２電極は前記複数の発光区画の各々における幅寸法が前記隔壁の交点における幅寸法よりも大きくされたものである。このようにすれば、第１電極および第２電極は隔壁の交点における幅寸法が発光区画内に対して相対的に細幅にされるため、隔壁の交点に位置する部分と共通電極との間で放電して漏れ発光が生ずることが一層抑制される。
【００２２】
また、好適には、前記共通電極は前記隔壁の交点下に一部が位置するものである。このようにすれば、共通電極の一部が隔壁の交点下に位置することから、その交点下に位置する第１電極または第２電極との間の放電が発光区画内で生じ延いては漏れ発光が生ずることが一層抑制される。
【００２３】
また、好適には、前記隔壁は交点が前記複数の発光区画の各々の内周側に拡大されることによって前記共通電極の一部を覆うものである。このようにすれば、第１電極および第２電極のうち隔壁の交点下に位置する一方から、消灯させる発光区画の内壁面までの距離が拡大されるので、その内壁面に壁電荷が形成されにくくなり、延いては漏れ発光が一層抑制される。
【００２４】
なお、前記複数の発光区画の各々の形状は、所望する表示パターンに応じて適宜定められる。例えば、円形、矩形、三角形等のドット状の他、ストライプ状に構成することもでき、適当な図形パターンに構成することもできる。
【００２５】
また、前記複数の発光区画の各々がストライプ状を成す場合において、好適には、前記電極は、そのストライプ状の長手方向に沿って設けられる。このようにすれば、発光区画の形成や蛍光体層の塗り分け等が容易になるため、表示装置を一層安価に製造できる。また、発光区画相互間を隔壁で区分する場合においては、電極が隔壁を跨がない構成とすることができるので、誤放電が生じ難い利点がある。
【００２６】
また、前記気密空間は、平面放電ランプを構成し得るような扁平なものであれば、表面板側および背面板側が平坦なものに限られない。例えば、背面板や表面板の内面に光の散乱等の目的で凹凸が設けられているものも、請求の範囲に言う「扁平な気密空間」に含まれる。
【００２７】
また、気密空間を形成するための表面板および背面板は、例えばガラス材料で構成されるが、背面板側から光を射出させない場合には、背面板は透光性を有する必要が無いので、セラミックス、琺瑯等の不透明な材料で構成することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００２９】
図１は、本発明の平面放電ランプ１０の一例の構成を説明するための断面を模式的に示す図である。平面放電ランプ１０は、例えばキセノン・ガスが放電ガスとして用いられた冷陰極管に分類されるものであって、有害な水銀を含まず、且つ全温度においてmsecオーダで立ち上がる応答性を備えている。
【００３０】
図１において、平面放電ランプ１０は、背面板１２および表面板１４が僅かな間隔を隔てて互いに平行に配置されることにより、全体が薄型平箱状を成している。これら背面板１２および表面板１４は、それぞれ例えば150×200(mm)程度の大きさを備えたソーダライムガラス製のガラス平板から成るものであり、背面板１２の厚さ寸法は1.1(mm)程度、表面板１４の厚さ寸法は0.7(mm)程度である。これらはその周縁部に略沿って矩形に設けられた例えばソーダライムガラス製の側壁１６を介して相互に気密に固着されており、それらの間に矩形の気密空間１８が形成されている。この気密空間１８内には、キセノン或いはキセノンを主成分とした混合ガス(例えば、キセノン90(%)、アルゴン10(%))が例えば40(kPa)(≒300(Torr))程度の圧力で封入されている。この封入ガスすなわち放電ガスのガス圧は、気密空間１８内の全面で略一様な放電が発生するように定められたものである。このため、気密空間１８内には、背面板１２および表面板１４の相互間隔すなわち気密空間１８の高さ寸法を一定に保つと共に、その気密空間１８を多数の発光区画２０に区分するための例えば格子状の隔壁２２が備えられている。
【００３１】
上記の背面板１２の内面(気密空間１８側の一面)には、図２に平面視にて示すようにそれぞれ櫛形を成す第１電極２４および第２電極２６と、蛇行形成された共通電極２８とが設けられている。第１電極２４および第２電極２６は櫛形の歯部にそれぞれ互いに平行な多数本の枝電極部３０を有するもので、それら多数本の枝電極部３０が電気的に絶縁させられた状態で互いに嵌め合わされている。前記共通電極２８は、第１電極２４および第２電極２６の何れとも電気的に絶縁させられた状態で、それら多数本の枝電極部３０の間を縫うように設けられている。第１電極２４および第２電極２６は、例えば220(μm)程度の幅寸法を備えたもので、厚膜スクリーン印刷法を用いてパターン形成された厚膜銀や、アルミニウムの蒸着後にエッチングによりパターン形成された薄膜アルミニウム等から成る。また、共通電極２８は、例えば300(μm)程度の幅寸法を備えたもので、第１電極２４および第２電極２６と同様な材料で構成されている。これら第１電極２４，第２電極２６、共通電極２８は例えば白色の誘電体層３２に覆われている。誘電体層３２は、例えば低融点ガラスおよびアルミナやチタニア等のフィラー等から成るものであって、例えば30〜100(μm)程度の厚さ寸法、例えば50(μm)程度で設けられている。
【００３２】
背面板１２の図２における上端部には、外部回路と接続するための端子部３４，３６，３８が備えられており、上記第１電極２４、第２電極２６，共通電極２８は、それら端子部３４，３６，３８にそれぞれ接続されている。なお、上記図２は前記誘電体層３２等を省略して電極２２等の配設状態を表したもので、前記隔壁２２の位置を破線で示した。前記図１は、この図２におけるＩ−Ｉ視断面に相当するものである。
【００３３】
図３は、発光区画２０の一部を拡大して隔壁２２と電極２４，２６，２８との位置関係を示す図である。前記第１電極２４、第２電極２６は、それぞれ隔壁２２の格子に対して４５度傾斜した向きに沿って設けられており、何れも矩形の発光区画２０の対角線上に位置する。すなわち、格子に対して４５度傾斜して斜め方向に並ぶ多数の発光区画２０の中央部および２つの隅部を通っている。一方、前記共通電極２８は、各発光区画２０において上記第１電極２４および第２電極２６の両側に位置し、第１電極２４が通る発光区画２０の隅部、第２電極２６が通る発光区画２０の隅部を交互に通るように、すなわち、相互に隣接する発光区画２０を順次に通るように形成されている。
【００３４】
したがって、複数の発光区画２０は、前記図２における上下方向および横方向の何れにおいても、第１電極２４が中央部を通るものおよび第２電極２６が中央部を通るものが交互に並んでいる。本実施例においては、第１電極２４が通る発光区画２０が第１発光区画群に属し、第２電極２６が通る発光区画２０が第２発光区画群に属する。したがって、本実施例においては、第１発光区画群に属する発光区画２０が分布する範囲と、第２発光区画群に属する発光区画２０が分布する範囲とは、互いに重なった状態にあり、各発光区画２０は何れか一方のみに属し、双方に重複して属するものは無い。
【００３５】
複数の発光区画２０の各々は、中央部を通る電極が第１電極２４および第２電極２６の何れであるかが異なるが、全て同一の電極配設状態になっている。図３において右下部の発光区画２０について例示するように、各発光区画２０内には、中央部の１箇所に第１電極２４または第２電極２６が、隅部の２箇所に共通電極２８が備えられているが、それらの発光区画２０内に位置する部分の面積Sh、Sgは、中央部を通る電極面積Shが隅部を通る電極面積2Sgに略等しい関係にある。
【００３６】
また、上記の隔壁２２は、例えば低融点ガラスに適宜白色のフィラー等を添加した材料などで構成された多孔質体であって、例えば、0.1〜1.2(mm)程度の範囲内、例えば200(μm)程度の高さ寸法と、0.1〜2(mm)程度の範囲内、例えば300(μm)程度の幅寸法とを備え、例えば0.5〜10(mm)程度の範囲内、例えば1.2(mm)程度の中心間隔で設けられている。
【００３７】
また、前記誘電体層３２の表面であって、上記隔壁２２の相互間には、発光区画２０毎に予め定められたパターンで塗り分けられた蛍光体層４４が備えられている。蛍光体層４４の塗布厚みは例えば20〜100(μm)の範囲内、例えば70(μm)程度である。なお、図１においては、背面板１２内面のみに蛍光体層４４が設けられているが、表面板１４内面にも蛍光体層を形成してもよい。表面板側に設ける場合には、光の射出の妨げとならないように5〜20(μm)の範囲内の膜厚とすることが好ましい。第１発光区画群および第２発光区画群でそれぞれ表示する表示パターンは、例えば、上記蛍光体層４０の塗り分けによる色相変化にて形成し、補助的に、非点灯としたい発光区画２０に蛍光体層４０を設けないことで黒を表現する。
【００３８】
このように構成される平面放電ランプ１０は、例えば、図４に示すように、高周波インバータ回路４２等を用いて、第１電極２４および第２電極２６の一方に例えば700(V)、20(kHz)程度の高周波正弦波またはパルスを印加すると共に、共通電極２８を0(V)(すなわちGND)として駆動される。なお、図４において、インバータ４６と第１電極２４，第２電極２６との間には、切換器４４が設けられており、インバータ４２の高圧側と第１電極２４、第２電極２６が択一的に接続される。一方が高圧側に接続されている間は、他方はフローティングにされる。この結果、第１電極２４，第２電極２６の一方と、共通電極２８との間に駆動電圧が印加されるので、それらの間で放電が発生させられ、それによって生じた紫外線で蛍光体層４０が発光させられる。なお、駆動電流の周波数や電圧、パルスの場合のパルス幅等は、平面放電ランプ１０の大きさや封入ガス圧等に応じて適宜設定される。
【００３９】
すなわち、本実施例によれば、高電圧が印加される第１電極２４および第２電極２６が各々によって発光させる第１発光区画群または第２発光区画群の一方に属する発光区画２０のみを通るように設けられると共に、それら第１電極２４および第２電極２６の間を通って蛇行する共通電極２８が全ての発光区画２０を通るように設けられていることから、第１発光区画群の発光区画２０から発光させる際には、第２発光区画群の発光区画２０には、フローティングとされた第２電極２６とGNDレベルの共通電極２８のみが存在する。そのため、その第２発光区画群の発光区画２０内で放電が発生し、延いては漏れ発光が生ずることが好適に抑制される。
【００４０】
したがって、本実施例によれば、高圧側電極を第１電極２４および第２電極２６の２系統に分割し、インバータ４２から印加される電圧を切換器４４を用いて切り替えるだけの簡単な構成で、従来の１種の表示パターンのみが表示される表示面サイズで２種の表示パターンが表示できる利点がある。
【００４１】
また、本実施例においては、前記のように電極２４，２６，２８の各発光区画２０内に位置する面積がSh≒2Sgの関係にあることから、漏れ発光が一層抑制されると共に、十分に高い絶縁耐圧が得られる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において上述した実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図５は、異なる形状の隔壁４６によって発光区画４８を区画形成した平面放電ランプの隔壁４６と電極２８，５０，５２との位置関係を説明するための前記図３に対応する図である。
【００４４】
図５において、隔壁４６は、格子の幅寸法やピッチは前記隔壁２２と同一であるが、格子の交点が発光区画４８の内周側に拡大されたもので、発光区画４８の各々は、隅部が面取りされることによって平面視において八角形を成すものとなっている。上記面取り部分の大きさは、斜め方向に並ぶ発光区画４８，４８の相互間隔Ｃが700(μm)となるように定められている。
【００４５】
また、本実施例においても、背面板１２上に前記図２に示したものと同一の平面形状で電極が設けられているが、第１電極５０，第２電極５２は、それらの枝電極部の長手方向において太幅部分と細幅部分とを周期的に備えた形状で設けられている。すなわち、発光区画４８内においては、例えば220(μm)程度の幅寸法Ａで設けられ、隔壁４６の格子の交点部分では、例えば120(μm)程度の幅寸法Ｂで設けられている。なお、共通電極２８は前記図３に示したものと同一構成である。
【００４６】
図５におけるＤ−Ｄ視断面、Ｅ−Ｅ視断面を図６、図７にそれぞれ示す。なお、これら図６、図７では前記蛍光体層４０の図示を省略した。第２電極５２ａに注目すると、図６に示す発光区画４８内では、第２電極５２ａの幅寸法がＡ＝220(μm)程度と大きいことから、共通電極２８との放電ギャップｇ1が前記図３等に示した実施例と同一の170(μm)程度の大きさで、これらの間の放電条件には何ら変わりはない。この発光区画４８内で電荷Ｑ1が溜まるのは第２電極５２ａ上であるから、電荷形成位置までの距離ｄ1は誘電体層３２の厚さ寸法に等しい大きさ、例えば50(μm)程度である。
【００４７】
一方、図７に示すように、第２電極５２ａが隔壁４６の下に位置する断面Ｅで考えると、第２電極５２ａの幅寸法がＢ＝120(μm)程度すなわち図６に示す場合よりも100(μm)程度小さいため、第２電極５２ａと共通電極２８との放電ギャップｇ2は220(μm)程度に拡大する。そのため、これらの間の放電が生じ難くなる。しかも、第１電極５０が通る発光区画４８内において電荷Ｑ2が溜まるのは第２電極５２ａから最も近い位置にある隔壁４６の付け根部分になるが、その第２電極５２ａから電荷形成位置までの距離ｄ2は例えば294(μm)程度と大きくなる。
【００４８】
上記のように、発光区画４８内と隔壁４６の交点下とでは、電荷形成位置までの距離ｄが著しく例えば６倍程度相違すると共に、電極面積も発光区画４８内の方が大きくなっているので、誘電体層３２の誘電率、電極面積、距離ｄによって決定される静電容量は、図６に示す場合と図７に示す場合とでは、６倍以上相違することとなる。そのため、上記構成では、第２電極５２に高電圧を印加し、第１電極５０をフローティングとしたとき、消灯させる発光区画４８内で溜まる電荷Ｑ2は極めて小さくなるので、隔壁４６の交点下で電気力線の殆どが誘電体層３２内に形成されることと相俟って、その消灯させる発光区画４８内では放電が生じ難い。すなわち、前記図３等に示される場合に比較して漏れ発光が一層抑制される。
【００４９】
因みに、前記図３に示す構成例において、幅寸法が一様な前記第１電極２４，第２電極２６に代えて上記第１電極５０，第２電極５２を設けた構成では、図７のｄ2に相当する寸法が142(μm)程度であるが、この条件では、例えば全点灯開始電圧が600(V)程度、漏れ開始電圧が752(V)程度で、動作マージンが152(V)程度である。これに対して、上記と若干条件が異なる例であるが、ｄ2を294(μm)程度とした試験結果では、全点灯開始電圧が613(V)、漏れ開始電圧が876(V)程度で、動作マージンが263(V)まで拡大した。すなわち、格子の交点を発光区画４８側に拡大した隔壁４６を用いることによって、動作マージンを一層拡大して、漏れ発光が一層生じ難い平面放電ランプを得ることができる。
【００５０】
しかも、上述したように第１電極５０、第２電極５２に細幅部分Ｂを設けることによって管全体の静電容量が小さくなる。そのため、使用可能なインバータの条件が緩くなる利点もある。
【００５１】
また、上記構成によれば、隔壁４６の交点部分が細幅とされていることから、印刷位置ズレが生じても前記ｄ2の大きさが十分に大きく保たれるので、製造時の位置合わせマージンが拡大する利点もある。
【００５２】
なお、上記図６、図７において、５４は、発光区画４８の相互間すなわち隔壁４６上に設けられた黒色層である。黒色層５４は、例えば、前記誘電体層３２や隔壁４６等を構成するガラス材料に適宜の黒色顔料を添加したガラスペーストを用いて形成される。
【００５３】
また、上述した実施例においては、共通電極２８をＧＮＤ側に設定して駆動したが、共通電極２８を高電圧側に設定して駆動することもできる。
【００５４】
また、前述した駆動方法では、第１電極２４に高電圧を印加する際には、第２電極２６をフローティングにしたが、GNDとしても駆動可能である。また、図８に示すように、第１電極２４，第２電極２６に互いに位相が１８０度異なる正弦波を定常的に印加し、共通電極２８に、第１電極２４および第２電極２６にそれぞれ位相が一致する２種類の正弦波を択一的に印加することで駆動することも可能である。このようにすれば、パターンＡに示すように、印加したパルスの位相が共通電極２８と第２電極２６とで一致するときは、共通電極２８と第１電極２４との間で放電して第１発光区画群が発光表示され、パターンＢに示すように、共通電極２８と第１電極２４とで一致するときは、共通電極２８と第２電極２６との間で放電して第２発光区画群が発光表示されるので、共通電極２８に印加したパルスの位相反転で表示を切り替えることができる。
【００５５】
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の平面放電ランプの一例の断面構造を模式的に示す図である。
【図２】図１の平面放電ランプの電極配設形状を示す図である。
【図３】発光区画を拡大して隔壁と電極との位置関係を説明する図である。
【図４】図１の平面放電ランプの点灯方法を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施例の平面放電ランプにおける隔壁と電極との位置関係を説明するための図３に対応する図である。
【図６】図５におけるＤ−Ｄ視断面を示す図である。
【図７】図５におけるＥ−Ｅ視断面を示す図である。
【図８】図１の平面放電ランプの点灯方法の他の例を説明するための駆動波形図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０：平面放電ランプ、１２：背面板、１４：表面板、１６：側壁、１８：気密空間、２０：発光区画、２２：隔壁、２４：第１電極、２６：第２電極、２８：共通電極、３２：誘電体層、４０：蛍光体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの表示パターンを切り替えて発光表示可能な平面放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋内や屋外の各種施設・設備において、例えば２〜４種類程度の複数種類の表示パターンを切り替えて情報を表示することが行われている。表示装置においては、一般に、視認性を高めることを目的として表示パターンを発光させるものが広く使用されている。このような表示装置としては、例えば、以下のＡ〜Ｄに示すようなものがある。
【０００３】
Ａ．点灯状態と消灯状態とで異なる情報を表示するもの
この形態の表示装置は、点灯時に表示しようとする表示パターンを透光性を有するガラス板や樹脂板等に形成し、その表示板を蛍光ランプや電球等の発光体が内部に備えられた箱形の灯具の前面に装着して構成される。点灯状態では、表示パターンが内部から照らされることでその表示パターンに示される状態であることが表され、消灯状態では、暗転することでその状態では無いことが表される。例えば、スタジオ等における「ON AIR」の表示や、手術室における「手術中」の表示等で用いられている。
【０００４】
Ｂ．上記Ａの表示装置を２個並べて一体化させたもの
この形態の表示装置では、２個並べたうちの一方が点灯中は他方が消灯し、点灯中の表示パターンで何れの状態であるかを表示する。例えば、駐車場における「満車｜空車」の表示等で用いられている。
【０００５】
Ｃ．幕に形成した複数の表示パターンを切り替えて表示するもの
この形態の表示装置は、例えば、複数種類の表示パターンを幕に並べて形成し、これを灯具の前面に配置すると共に、その幕を一方向および反対方向に巻き取ることで表示パターンを変化させる。例えば、鉄道車両における「自由席／指定席」の表示の切り替えや、駅や百貨店等の広告を順次に変更して表示する場合等に用いられている。
【０００６】
Ｄ．フルドットディスプレイを用いたもの
この形態の表示装置は、縦横に矩形に配置した多数のドットから入力データ信号に従って発光させて表示するもので、複数の入力データを用意して手動或いは自動的に切り替えることで表示される情報を変化させる。例えば、鉄道車両において、ＬＥＤ等を用いて「特急」「急行」「普通」を表示させる場合等に用いられている。
【特許文献１】特開２００６−１４７２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記Ａの表示装置では、消灯状態のときに表示状態にあるのか否かの判断が困難である。Ｂの表示装置は、この不都合を改善するものであるが、１個の表示に必要なスペースに対して表示パターン数に応じた倍数のスペースが装置の設置に必要になるため、空間の利用効率が悪い問題がある。また、Ｃの表示装置は、装置が機械仕掛けになって大がかりであると共に、その機械部分に故障が生じ易い問題がある。また、Ｄの表示装置は、多様な表示が可能に構成されているにも拘わらず限定的な表示パターンのみを表示することから、その表示パターンの焼き付きが生じ易くなる。また、多様な表示を可能とするために複雑な構造や駆動回路が必要であるから装置が高価になり、単純な使用態様に比較して割高になる問題がある。
【０００８】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、２種類の情報を何れも点灯状態で表示可能で、設置スペースが小さく、安価で故障も生じにくい表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
斯かる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、透光性を有する表面板と、その表面板との間に扁平な気密空間を形成する背面板とを備え、その気密空間内で放電させることにより発生した光を前記表面板を通して射出する形式の平面放電ランプであって、(ａ)前記気密空間を複数の発光区画に区分するために前記背面板上に突設された隔壁と、(ｂ)前記複数の発光区画の各々に設けられた蛍光体層と、(ｃ)前記複数の発光区画の各々が重複して属することなく且つ各々に属する複数の発光区画の分布範囲が互いに重なるように定められたそれぞれ複数の発光区画から成る互いに異なる表示パターンを形成するための第１発光区画群および第２発光区画群と、(ｄ)前記複数の発光区画のうち前記第１発光区画群に属する各々を通って前記背面板内面に設けられた第１電極と、(ｅ)前記複数の発光区画のうち前記第２発光区画群に属する各々を通って前記背面板内面に前記第１電極と絶縁して設けられた第２電極と、(ｆ)前記複数の発光区画の各々を通って前記背面板内面に設けられ且つ前記第１電極および前記第２電極との間で択一的に放電するための共通電極と、(ｇ)前記第１電極、前記第２電極、および前記共通電極を覆う誘電体層とを、含むことにある。
【発明の効果】
【００１０】
このようにすれば、表面板および背面板間に扁平な気密空間を備えてその気密空間内から発光させる形式の平面放電ランプにおいて、その気密空間内がそれぞれ蛍光体層が設けられた複数の発光区画に隔壁で区分されると共に、複数の発光区画でそれぞれ構成される２つの発光区画群によって、互いに異なる２つの表示パターンが形成される。このとき、第１発光区画群および第２発光区画群の発光区画を通る第１電極および第２電極は、互いに絶縁されていることから、それらの一方と共通電極との間に電圧を印加することにより、互いに異なる２つの表示パターンを選択的に表示させることができる。複数の発光区画の各々は第１発光区画群および第２発光区画群の一方だけに属し、重複して属しないので、複雑な配線や制御回路を必要とすることなく、発光させる発光区画群を選択できる。また、２つの発光区画群は、各々に属する発光区画の分布範囲が互いに重なるように定められるので、表面板の面方向において互いに完全に分離する位置関係にはないことから、２つの表示パターンの各々をその重なりの程度に応じた広い範囲で、例えば、何れも表面板全体を利用して表示することができる。したがって、２種類の情報を何れも点灯状態で表示しながら、それら２種類の情報は１つの表示面内で発光区画を分割することで形成していることから、１つの表示装置の大きさで２種類の表示パターンを得ることができる。また、機械的な駆動部分が無用であるからそれによる故障を避けることができ、構造や駆動回路も簡単にできるので、安価な装置が得られる。また、全ての発光区画が何れかの表示パターンで点灯するように構成できるので、フルドットディスプレイで限定的な表示パターンのみを表示させる場合のような表示パターンの焼き付きも生じない。
【００１１】
しかも、第１電極、第２電極、および共通電極は何れも背面板上に設けられていることから面放電させられるため、表面板に配置された電極によって開口率が低下し、延いては輝度が低下することが抑制される。また、製造過程において表面板と背面板との位置ずれによって不点灯や漏れ発光が生ずることがない。因みに、平面放電ランプの電極構成としては、表面板上と背面板上に互いに対向して配置された電極間で放電させる対向放電構造とすることもできるが、この構造では、表面板上の電極によって遮光されて輝度低下する問題や、アッセンブリ時に表面板上の電極と背面板上の電極が位置ずれし得る問題がある。
【００１２】
また、放電は第１電極および第２電極の一方と共通電極との間で行われるため、消灯させる発光区画には、高電圧が印加された電極か接地された電極の一方と、電源回路との接続が断たれたフローティング電極とのみが存在する駆動方法を採ることができる。そのため、漏れ発光が好適に抑制される。
【００１３】
なお、本発明において、「分布範囲が互いに重なる」とは、第１発光区画群に属する発光区画の相互間に第２発光区画群に属する発光区画が存在することを意味する。この結果、２つの表示パターンの各々が形成される範囲には他方の表示パターンを形成するための発光区画が存在することになる。そのため、表示パターンの各々にはそのような発光区画によって非発光部分が生じることから、表示しようとする文字や図形等の本来の形状を表すためには発光しなければならない部分が非発光状態になり得る。例えば、連続すべき線が途切れて断続し、或いは、塗り潰しパターン内に空白が生じ得る。しかしながら、このような断続或いは空白部分が存在しても、近傍の発光区画から発生する光量が十分に多ければ、非発光部分は目立たず、表示品質を実質的に低下させない。また、仮に非発光部分が目立っていても、観察者はその非発光部分を無意識のうちに補完して表示パターンを認識する。したがって、何れにしても、表示しようとする情報は十分に伝達されることになるから、表示パターン内に他の表示パターンを構成するための非点灯の発光区画が存在することは何ら問題にならない。
【００１４】
すなわち、本発明によれば、例えばバックライト、照明ランプ、一般照明等に用いられる平面型放電ランプ(例えば特許文献１を参照。)を利用し、その放電空間を複数に分割して、断続的な発光区画で全体として視認可能な表示パターンを構成することができるのである。このような平面放電ランプを応用して構成したことから、本発明の表示装置は、厚さ寸法が従来のフルドットディスプレイと同程度以下の薄いものになる利点もある。
【００１５】
なお、「分布範囲が互いに重なる」には、第１発光区画群および第２発光区画群の各々に属する発光区画の分布範囲が互いに完全に重なる場合の他、部分的に重なる場合も含まれる。例えば、２つの表示パターンの中に表示面全体のうちの一部から全く発光させない方が表示品質上好ましい形状が含まれる場合には、部分的な重なり状態が好ましい。例えば、本発明の平面放電ランプが配置された部分の周囲に備えられた設備との位置関係等により、一方の表示パターンが表示面全体の左方部分を中心に表示し、他方が右方部分を中心に表示することが表示の目的に適う場合などが考えられる。
【００１６】
また、前記蛍光体層は、全ての発光区画に設けられることが好ましいが、必須ではない。例えば、ネオン、ナトリウムや水銀灯のガス放電により発生した光をそのまま表示に利用する発光区画が含まれていることを妨げない。また、各発光区画に設けられる蛍光体層の発光色や塗布パターンは形成しようとする表示パターンに応じて定められる。例えば、発光区画の全体に１色に発光する蛍光体が塗布されてもよいが、一つの発光区画内で複数色の蛍光体を塗り分けることもできる。
【００１７】
ここで、好適には、前記第１電極および前記第２電極は各々櫛形を成し且つそれらの歯部において互いに嵌め合わされたものであり、前記共通電極はそれら第１電極および第２電極間を蛇行するものである。このようにすれば、櫛形の第１電極および第２電極の間を縫って共通電極が設けられるので、全体で３本の電極および取り出し端子で足りる。
【００１８】
また、好適には、前記隔壁は格子状を成すものであり、前記複数の発光区画は前記第１発光区画群に属するものと前記第２発光区画群に属するものとが互いに隣接して位置するものである。このようにすれば、２つの発光区画群の各々に属する発光区画が市松模様に設けられるため、視認性に優れた平面放電ランプが得られる。
【００１９】
また、好適には、前記複数の発光区画の各々において前記共通電極と前記第１電極および前記第２電極とは一方が中央部を通り且つ他方が隅部を通るものであって、隅部を通る電極の面積が中央部を通る電極の面積の同一以上且つ1.5倍未満である。中央部に位置する電極の面積が隅部に位置するものよりも大きいと漏れ発光し易くなり、隅部に位置する電極の面積が中央部に位置するものの1.5倍以上の大きさになると、絶縁耐圧が低くなる。なお、上記各電極のうちの一が一つの発光区画内の複数箇所を通るように設けられている場合、例えば、第１電極および第２電極が中央部を通り、共通電極がその側方の２隅を通るような構成では、複数箇所を通る一の電極の面積は、その複数箇所を合計した値である。上記「同一以上且つ1.5倍未満」には、隅部を通る電極の面積が中央部を通る電極の面積よりも僅かに小さいが略同一と言いうる程度のものも含まれる。
【００２０】
また、好適には、前記第１電極および前記第２電極は前記複数の発光区画の各々の中央部を通るものであり、前記共通電極は前記複数の発光区画の各々の周縁部を通るものである。このようにすれば、互いに電気的に絶縁させられた第１電極と第２電極とが他方の電極が通る発光区画から最も遠い位置を通ることとなるため、漏れ発光が一層抑制される。
【００２１】
また、好適には、前記第１電極および前記第２電極は前記複数の発光区画の各々における幅寸法が前記隔壁の交点における幅寸法よりも大きくされたものである。このようにすれば、第１電極および第２電極は隔壁の交点における幅寸法が発光区画内に対して相対的に細幅にされるため、隔壁の交点に位置する部分と共通電極との間で放電して漏れ発光が生ずることが一層抑制される。
【００２２】
また、好適には、前記共通電極は前記隔壁の交点下に一部が位置するものである。このようにすれば、共通電極の一部が隔壁の交点下に位置することから、その交点下に位置する第１電極または第２電極との間の放電が発光区画内で生じ延いては漏れ発光が生ずることが一層抑制される。
【００２３】
また、好適には、前記隔壁は交点が前記複数の発光区画の各々の内周側に拡大されることによって前記共通電極の一部を覆うものである。このようにすれば、第１電極および第２電極のうち隔壁の交点下に位置する一方から、消灯させる発光区画の内壁面までの距離が拡大されるので、その内壁面に壁電荷が形成されにくくなり、延いては漏れ発光が一層抑制される。
【００２４】
なお、前記複数の発光区画の各々の形状は、所望する表示パターンに応じて適宜定められる。例えば、円形、矩形、三角形等のドット状の他、ストライプ状に構成することもでき、適当な図形パターンに構成することもできる。
【００２５】
また、前記複数の発光区画の各々がストライプ状を成す場合において、好適には、前記電極は、そのストライプ状の長手方向に沿って設けられる。このようにすれば、発光区画の形成や蛍光体層の塗り分け等が容易になるため、表示装置を一層安価に製造できる。また、発光区画相互間を隔壁で区分する場合においては、電極が隔壁を跨がない構成とすることができるので、誤放電が生じ難い利点がある。
【００２６】
また、前記気密空間は、平面放電ランプを構成し得るような扁平なものであれば、表面板側および背面板側が平坦なものに限られない。例えば、背面板や表面板の内面に光の散乱等の目的で凹凸が設けられているものも、請求の範囲に言う「扁平な気密空間」に含まれる。
【００２７】
また、気密空間を形成するための表面板および背面板は、例えばガラス材料で構成されるが、背面板側から光を射出させない場合には、背面板は透光性を有する必要が無いので、セラミックス、琺瑯等の不透明な材料で構成することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００２９】
図１は、本発明の平面放電ランプ１０の一例の構成を説明するための断面を模式的に示す図である。平面放電ランプ１０は、例えばキセノン・ガスが放電ガスとして用いられた冷陰極管に分類されるものであって、有害な水銀を含まず、且つ全温度においてmsecオーダで立ち上がる応答性を備えている。
【００３０】
図１において、平面放電ランプ１０は、背面板１２および表面板１４が僅かな間隔を隔てて互いに平行に配置されることにより、全体が薄型平箱状を成している。これら背面板１２および表面板１４は、それぞれ例えば150×200(mm)程度の大きさを備えたソーダライムガラス製のガラス平板から成るものであり、背面板１２の厚さ寸法は1.1(mm)程度、表面板１４の厚さ寸法は0.7(mm)程度である。これらはその周縁部に略沿って矩形に設けられた例えばソーダライムガラス製の側壁１６を介して相互に気密に固着されており、それらの間に矩形の気密空間１８が形成されている。この気密空間１８内には、キセノン或いはキセノンを主成分とした混合ガス(例えば、キセノン90(%)、アルゴン10(%))が例えば40(kPa)(≒300(Torr))程度の圧力で封入されている。この封入ガスすなわち放電ガスのガス圧は、気密空間１８内の全面で略一様な放電が発生するように定められたものである。このため、気密空間１８内には、背面板１２および表面板１４の相互間隔すなわち気密空間１８の高さ寸法を一定に保つと共に、その気密空間１８を多数の発光区画２０に区分するための例えば格子状の隔壁２２が備えられている。
【００３１】
上記の背面板１２の内面(気密空間１８側の一面)には、図２に平面視にて示すようにそれぞれ櫛形を成す第１電極２４および第２電極２６と、蛇行形成された共通電極２８とが設けられている。第１電極２４および第２電極２６は櫛形の歯部にそれぞれ互いに平行な多数本の枝電極部３０を有するもので、それら多数本の枝電極部３０が電気的に絶縁させられた状態で互いに嵌め合わされている。前記共通電極２８は、第１電極２４および第２電極２６の何れとも電気的に絶縁させられた状態で、それら多数本の枝電極部３０の間を縫うように設けられている。第１電極２４および第２電極２６は、例えば220(μm)程度の幅寸法を備えたもので、厚膜スクリーン印刷法を用いてパターン形成された厚膜銀や、アルミニウムの蒸着後にエッチングによりパターン形成された薄膜アルミニウム等から成る。また、共通電極２８は、例えば300(μm)程度の幅寸法を備えたもので、第１電極２４および第２電極２６と同様な材料で構成されている。これら第１電極２４，第２電極２６、共通電極２８は例えば白色の誘電体層３２に覆われている。誘電体層３２は、例えば低融点ガラスおよびアルミナやチタニア等のフィラー等から成るものであって、例えば30〜100(μm)程度の厚さ寸法、例えば50(μm)程度で設けられている。
【００３２】
背面板１２の図２における上端部には、外部回路と接続するための端子部３４，３６，３８が備えられており、上記第１電極２４、第２電極２６，共通電極２８は、それら端子部３４，３６，３８にそれぞれ接続されている。なお、上記図２は前記誘電体層３２等を省略して電極２２等の配設状態を表したもので、前記隔壁２２の位置を破線で示した。前記図１は、この図２におけるＩ−Ｉ視断面に相当するものである。
【００３３】
図３は、発光区画２０の一部を拡大して隔壁２２と電極２４，２６，２８との位置関係を示す図である。前記第１電極２４、第２電極２６は、それぞれ隔壁２２の格子に対して４５度傾斜した向きに沿って設けられており、何れも矩形の発光区画２０の対角線上に位置する。すなわち、格子に対して４５度傾斜して斜め方向に並ぶ多数の発光区画２０の中央部および２つの隅部を通っている。一方、前記共通電極２８は、各発光区画２０において上記第１電極２４および第２電極２６の両側に位置し、第１電極２４が通る発光区画２０の隅部、第２電極２６が通る発光区画２０の隅部を交互に通るように、すなわち、相互に隣接する発光区画２０を順次に通るように形成されている。
【００３４】
したがって、複数の発光区画２０は、前記図２における上下方向および横方向の何れにおいても、第１電極２４が中央部を通るものおよび第２電極２６が中央部を通るものが交互に並んでいる。本実施例においては、第１電極２４が通る発光区画２０が第１発光区画群に属し、第２電極２６が通る発光区画２０が第２発光区画群に属する。したがって、本実施例においては、第１発光区画群に属する発光区画２０が分布する範囲と、第２発光区画群に属する発光区画２０が分布する範囲とは、互いに重なった状態にあり、各発光区画２０は何れか一方のみに属し、双方に重複して属するものは無い。
【００３５】
複数の発光区画２０の各々は、中央部を通る電極が第１電極２４および第２電極２６の何れであるかが異なるが、全て同一の電極配設状態になっている。図３において右下部の発光区画２０について例示するように、各発光区画２０内には、中央部の１箇所に第１電極２４または第２電極２６が、隅部の２箇所に共通電極２８が備えられているが、それらの発光区画２０内に位置する部分の面積Sh、Sgは、中央部を通る電極面積Shが隅部を通る電極面積2Sgに略等しい関係にある。
【００３６】
また、上記の隔壁２２は、例えば低融点ガラスに適宜白色のフィラー等を添加した材料などで構成された多孔質体であって、例えば、0.1〜1.2(mm)程度の範囲内、例えば200(μm)程度の高さ寸法と、0.1〜2(mm)程度の範囲内、例えば300(μm)程度の幅寸法とを備え、例えば0.5〜10(mm)程度の範囲内、例えば1.2(mm)程度の中心間隔で設けられている。
【００３７】
また、前記誘電体層３２の表面であって、上記隔壁２２の相互間には、発光区画２０毎に予め定められたパターンで塗り分けられた蛍光体層４４が備えられている。蛍光体層４４の塗布厚みは例えば20〜100(μm)の範囲内、例えば70(μm)程度である。なお、図１においては、背面板１２内面のみに蛍光体層４４が設けられているが、表面板１４内面にも蛍光体層を形成してもよい。表面板側に設ける場合には、光の射出の妨げとならないように5〜20(μm)の範囲内の膜厚とすることが好ましい。第１発光区画群および第２発光区画群でそれぞれ表示する表示パターンは、例えば、上記蛍光体層４０の塗り分けによる色相変化にて形成し、補助的に、非点灯としたい発光区画２０に蛍光体層４０を設けないことで黒を表現する。
【００３８】
このように構成される平面放電ランプ１０は、例えば、図４に示すように、高周波インバータ回路４２等を用いて、第１電極２４および第２電極２６の一方に例えば700(V)、20(kHz)程度の高周波正弦波またはパルスを印加すると共に、共通電極２８を0(V)(すなわちGND)として駆動される。なお、図４において、インバータ４６と第１電極２４，第２電極２６との間には、切換器４４が設けられており、インバータ４２の高圧側と第１電極２４、第２電極２６が択一的に接続される。一方が高圧側に接続されている間は、他方はフローティングにされる。この結果、第１電極２４，第２電極２６の一方と、共通電極２８との間に駆動電圧が印加されるので、それらの間で放電が発生させられ、それによって生じた紫外線で蛍光体層４０が発光させられる。なお、駆動電流の周波数や電圧、パルスの場合のパルス幅等は、平面放電ランプ１０の大きさや封入ガス圧等に応じて適宜設定される。
【００３９】
すなわち、本実施例によれば、高電圧が印加される第１電極２４および第２電極２６が各々によって発光させる第１発光区画群または第２発光区画群の一方に属する発光区画２０のみを通るように設けられると共に、それら第１電極２４および第２電極２６の間を通って蛇行する共通電極２８が全ての発光区画２０を通るように設けられていることから、第１発光区画群の発光区画２０から発光させる際には、第２発光区画群の発光区画２０には、フローティングとされた第２電極２６とGNDレベルの共通電極２８のみが存在する。そのため、その第２発光区画群の発光区画２０内で放電が発生し、延いては漏れ発光が生ずることが好適に抑制される。
【００４０】
したがって、本実施例によれば、高圧側電極を第１電極２４および第２電極２６の２系統に分割し、インバータ４２から印加される電圧を切換器４４を用いて切り替えるだけの簡単な構成で、従来の１種の表示パターンのみが表示される表示面サイズで２種の表示パターンが表示できる利点がある。
【００４１】
また、本実施例においては、前記のように電極２４，２６，２８の各発光区画２０内に位置する面積がSh≒2Sgの関係にあることから、漏れ発光が一層抑制されると共に、十分に高い絶縁耐圧が得られる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において上述した実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図５は、異なる形状の隔壁４６によって発光区画４８を区画形成した平面放電ランプの隔壁４６と電極２８，５０，５２との位置関係を説明するための前記図３に対応する図である。
【００４４】
図５において、隔壁４６は、格子の幅寸法やピッチは前記隔壁２２と同一であるが、格子の交点が発光区画４８の内周側に拡大されたもので、発光区画４８の各々は、隅部が面取りされることによって平面視において八角形を成すものとなっている。上記面取り部分の大きさは、斜め方向に並ぶ発光区画４８，４８の相互間隔Ｃが700(μm)となるように定められている。
【００４５】
また、本実施例においても、背面板１２上に前記図２に示したものと同一の平面形状で電極が設けられているが、第１電極５０，第２電極５２は、それらの枝電極部の長手方向において太幅部分と細幅部分とを周期的に備えた形状で設けられている。すなわち、発光区画４８内においては、例えば220(μm)程度の幅寸法Ａで設けられ、隔壁４６の格子の交点部分では、例えば120(μm)程度の幅寸法Ｂで設けられている。なお、共通電極２８は前記図３に示したものと同一構成である。
【００４６】
図５におけるＤ−Ｄ視断面、Ｅ−Ｅ視断面を図６、図７にそれぞれ示す。なお、これら図６、図７では前記蛍光体層４０の図示を省略した。第２電極５２ａに注目すると、図６に示す発光区画４８内では、第２電極５２ａの幅寸法がＡ＝220(μm)程度と大きいことから、共通電極２８との放電ギャップｇ1が前記図３等に示した実施例と同一の170(μm)程度の大きさで、これらの間の放電条件には何ら変わりはない。この発光区画４８内で電荷Ｑ1が溜まるのは第２電極５２ａ上であるから、電荷形成位置までの距離ｄ1は誘電体層３２の厚さ寸法に等しい大きさ、例えば50(μm)程度である。
【００４７】
一方、図７に示すように、第２電極５２ａが隔壁４６の下に位置する断面Ｅで考えると、第２電極５２ａの幅寸法がＢ＝120(μm)程度すなわち図６に示す場合よりも100(μm)程度小さいため、第２電極５２ａと共通電極２８との放電ギャップｇ2は220(μm)程度に拡大する。そのため、これらの間の放電が生じ難くなる。しかも、第１電極５０が通る発光区画４８内において電荷Ｑ2が溜まるのは第２電極５２ａから最も近い位置にある隔壁４６の付け根部分になるが、その第２電極５２ａから電荷形成位置までの距離ｄ2は例えば294(μm)程度と大きくなる。
【００４８】
上記のように、発光区画４８内と隔壁４６の交点下とでは、電荷形成位置までの距離ｄが著しく例えば６倍程度相違すると共に、電極面積も発光区画４８内の方が大きくなっているので、誘電体層３２の誘電率、電極面積、距離ｄによって決定される静電容量は、図６に示す場合と図７に示す場合とでは、６倍以上相違することとなる。そのため、上記構成では、第２電極５２に高電圧を印加し、第１電極５０をフローティングとしたとき、消灯させる発光区画４８内で溜まる電荷Ｑ2は極めて小さくなるので、隔壁４６の交点下で電気力線の殆どが誘電体層３２内に形成されることと相俟って、その消灯させる発光区画４８内では放電が生じ難い。すなわち、前記図３等に示される場合に比較して漏れ発光が一層抑制される。
【００４９】
因みに、前記図３に示す構成例において、幅寸法が一様な前記第１電極２４，第２電極２６に代えて上記第１電極５０，第２電極５２を設けた構成では、図７のｄ2に相当する寸法が142(μm)程度であるが、この条件では、例えば全点灯開始電圧が600(V)程度、漏れ開始電圧が752(V)程度で、動作マージンが152(V)程度である。これに対して、上記と若干条件が異なる例であるが、ｄ2を294(μm)程度とした試験結果では、全点灯開始電圧が613(V)、漏れ開始電圧が876(V)程度で、動作マージンが263(V)まで拡大した。すなわち、格子の交点を発光区画４８側に拡大した隔壁４６を用いることによって、動作マージンを一層拡大して、漏れ発光が一層生じ難い平面放電ランプを得ることができる。
【００５０】
しかも、上述したように第１電極５０、第２電極５２に細幅部分Ｂを設けることによって管全体の静電容量が小さくなる。そのため、使用可能なインバータの条件が緩くなる利点もある。
【００５１】
また、上記構成によれば、隔壁４６の交点部分が細幅とされていることから、印刷位置ズレが生じても前記ｄ2の大きさが十分に大きく保たれるので、製造時の位置合わせマージンが拡大する利点もある。
【００５２】
なお、上記図６、図７において、５４は、発光区画４８の相互間すなわち隔壁４６上に設けられた黒色層である。黒色層５４は、例えば、前記誘電体層３２や隔壁４６等を構成するガラス材料に適宜の黒色顔料を添加したガラスペーストを用いて形成される。
【００５３】
また、上述した実施例においては、共通電極２８をＧＮＤ側に設定して駆動したが、共通電極２８を高電圧側に設定して駆動することもできる。
【００５４】
また、前述した駆動方法では、第１電極２４に高電圧を印加する際には、第２電極２６をフローティングにしたが、GNDとしても駆動可能である。また、図８に示すように、第１電極２４，第２電極２６に互いに位相が１８０度異なる正弦波を定常的に印加し、共通電極２８に、第１電極２４および第２電極２６にそれぞれ位相が一致する２種類の正弦波を択一的に印加することで駆動することも可能である。このようにすれば、パターンＡに示すように、印加したパルスの位相が共通電極２８と第２電極２６とで一致するときは、共通電極２８と第１電極２４との間で放電して第１発光区画群が発光表示され、パターンＢに示すように、共通電極２８と第１電極２４とで一致するときは、共通電極２８と第２電極２６との間で放電して第２発光区画群が発光表示されるので、共通電極２８に印加したパルスの位相反転で表示を切り替えることができる。
【００５５】
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の平面放電ランプの一例の断面構造を模式的に示す図である。
【図２】図１の平面放電ランプの電極配設形状を示す図である。
【図３】発光区画を拡大して隔壁と電極との位置関係を説明する図である。
【図４】図１の平面放電ランプの点灯方法を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施例の平面放電ランプにおける隔壁と電極との位置関係を説明するための図３に対応する図である。
【図６】図５におけるＤ−Ｄ視断面を示す図である。
【図７】図５におけるＥ−Ｅ視断面を示す図である。
【図８】図１の平面放電ランプの点灯方法の他の例を説明するための駆動波形図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０：平面放電ランプ、１２：背面板、１４：表面板、１６：側壁、１８：気密空間、２０：発光区画、２２：隔壁、２４：第１電極、２６：第２電極、２８：共通電極、３２：誘電体層、４０：蛍光体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する表面板と、その表面板との間に扁平な気密空間を形成する背面板とを備え、その気密空間内で放電させることにより発生した光を前記表面板を通して射出する形式の平面放電ランプであって、
前記気密空間を複数の発光区画に区分するために前記背面板上に突設された隔壁と、
前記複数の発光区画の各々に設けられた蛍光体層と、
前記複数の発光区画の各々が重複して属することなく且つ各々に属する複数の発光区画の分布範囲が互いに重なるように定められたそれぞれ複数の発光区画から成る互いに異なる表示パターンを形成するための第１発光区画群および第２発光区画群と、
前記複数の発光区画のうち前記第１発光区画群に属する各々を通って前記背面板内面に設けられた第１電極と、
前記複数の発光区画のうち前記第２発光区画群に属する各々を通って前記背面板内面に前記第１電極と絶縁して設けられた第２電極と、
前記複数の発光区画の各々を通って前記背面板内面に設けられ且つ前記第１電極および前記第２電極との間で択一的に放電するための共通電極と、
前記第１電極、前記第２電極、および前記共通電極を覆う誘電体層と
を、含むことを特徴とする平面放電ランプ。
【請求項２】
前記第１電極および前記第２電極は各々櫛形を成し且つそれらの歯部において互いに嵌め合わされたものであり、前記共通電極はそれら第１電極および第２電極間を蛇行するものである請求項１の平面放電ランプ。
【請求項３】
前記隔壁は格子状を成すものであり、前記複数の発光区画は前記第１発光区画群に属するものと前記第２発光区画群に属するものとが互いに隣接して位置するものである請求項１または請求項２の平面放電ランプ。
【請求項４】
前記複数の発光区画の各々において前記共通電極と前記第１電極および前記第２電極とは一方が中央部を通り且つ他方が隅部を通るものであって、隅部を通る電極の面積が中央部を通る電極の面積の同一以上且つ1.5倍未満である請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【請求項５】
前記第１電極および前記第２電極は前記複数の発光区画の各々の中央部を通るものであり、前記共通電極は前記複数の発光区画の各々の周縁部を通るものである請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【請求項６】
前記第１電極および前記第２電極は、前記隔壁の交点を通るものであり且つ前記複数の発光区画の各々における幅寸法がその隔壁の交点における幅寸法よりも大きくされたものである請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【請求項７】
前記共通電極は前記隔壁の交点下に一部が位置するものである請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【請求項８】
前記隔壁は交点が前記複数の発光区画の各々の内周側に拡大されることによって前記共通電極の一部を覆うものである請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【請求項１】
透光性を有する表面板と、その表面板との間に扁平な気密空間を形成する背面板とを備え、その気密空間内で放電させることにより発生した光を前記表面板を通して射出する形式の平面放電ランプであって、
前記気密空間を複数の発光区画に区分するために前記背面板上に突設された隔壁と、
前記複数の発光区画の各々に設けられた蛍光体層と、
前記複数の発光区画の各々が重複して属することなく且つ各々に属する複数の発光区画の分布範囲が互いに重なるように定められたそれぞれ複数の発光区画から成る互いに異なる表示パターンを形成するための第１発光区画群および第２発光区画群と、
前記複数の発光区画のうち前記第１発光区画群に属する各々を通って前記背面板内面に設けられた第１電極と、
前記複数の発光区画のうち前記第２発光区画群に属する各々を通って前記背面板内面に前記第１電極と絶縁して設けられた第２電極と、
前記複数の発光区画の各々を通って前記背面板内面に設けられ且つ前記第１電極および前記第２電極との間で択一的に放電するための共通電極と、
前記第１電極、前記第２電極、および前記共通電極を覆う誘電体層と
を、含むことを特徴とする平面放電ランプ。
【請求項２】
前記第１電極および前記第２電極は各々櫛形を成し且つそれらの歯部において互いに嵌め合わされたものであり、前記共通電極はそれら第１電極および第２電極間を蛇行するものである請求項１の平面放電ランプ。
【請求項３】
前記隔壁は格子状を成すものであり、前記複数の発光区画は前記第１発光区画群に属するものと前記第２発光区画群に属するものとが互いに隣接して位置するものである請求項１または請求項２の平面放電ランプ。
【請求項４】
前記複数の発光区画の各々において前記共通電極と前記第１電極および前記第２電極とは一方が中央部を通り且つ他方が隅部を通るものであって、隅部を通る電極の面積が中央部を通る電極の面積の同一以上且つ1.5倍未満である請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【請求項５】
前記第１電極および前記第２電極は前記複数の発光区画の各々の中央部を通るものであり、前記共通電極は前記複数の発光区画の各々の周縁部を通るものである請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【請求項６】
前記第１電極および前記第２電極は、前記隔壁の交点を通るものであり且つ前記複数の発光区画の各々における幅寸法がその隔壁の交点における幅寸法よりも大きくされたものである請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【請求項７】
前記共通電極は前記隔壁の交点下に一部が位置するものである請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【請求項８】
前記隔壁は交点が前記複数の発光区画の各々の内周側に拡大されることによって前記共通電極の一部を覆うものである請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の平面放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２３１１１９（Ｐ２００９−２３１１１９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７６４６６（Ｐ２００８−７６４６６）
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００００４２９３）株式会社ノリタケカンパニーリミテド (449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００００４２９３）株式会社ノリタケカンパニーリミテド (449)
【Ｆターム（参考）】
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