(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電空間を有する放電容器と、
前記放電空間内に配置された一対の電極と
を備え、
前記一対の電極のうちの一方の電極は、その表面が誘電体で覆われた構造を有しており、そして、
前記一方の電極に対する他方の電極は、鋸歯状、正弦波状および矩形波状からなる群から選択された少なくとも１つの断面形状を有する第１の金属板と、前記第１の金属板の長手方向の両側面に設けられた一対の第２の金属板とから構築された構造を有している、発光デバイス。
【請求項２】
前記放電容器内には、励起により紫外線を発生する放電用ガスが封入されており、
前記一対の電極は、当該電極間で発生する誘電体バリア放電によって前記放電用ガスを発光させる、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記放電容器内には、少なくとも希ガスが封入されており、かつ、水銀が実質的に封入されていない、請求項２に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記一対の電極は、前記発光デバイスを点灯するための点灯回路に電気的に接続されており、
前記点灯回路は、前記一対の電極に印加する電力を調整する調光手段を備えている、請求項１から３の何れか一つに記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記一対の電極は、前記放電容器によって支持される部分以外の部分を前記放電容器から離すように、前記放電空間中に配列されている、請求項１から３の何れか一つに記載の発光デバイス。
【請求項６】
内部に放電空間を有する放電容器と、
前記放電空間内に配置された一対の電極と
を備え、
前記一対の電極のうちの一方の電極は、その表面が誘電体で覆われた構造を有しており、そして、
前記一方の電極に対する他方の電極は、鋸歯状、正弦波状および矩形波状からなる群から選択された少なくとも１つの断面形状を有する第１の金属板と、前記第１の金属板の長手方向の両側面に設けられた一対の第２の金属板とから構築された構造を有しており、
前記放電容器は、互いに対向する前面基板および背面基板を含み、かつ、前記放電容器の内面の少なくとも一部には、蛍光体層が形成されており、
前記前面基板および前記背面基板の少なくとも一方は、透光性基板であり、
前記一対の電極は、前記前面基板または前記背面基板に略平行に配置されている、平面ディスプレイ用バックライト。
【請求項７】
前記放電容器内には、励起により紫外線を発生する希ガスが少なくとも封入されており、
前記一対の電極には、直流の高周波電圧が印加され、それによって、当該電極間において、誘電体バリア放電が発生し、
さらに、前記一対の電極に印加する電力を調整して調光を行う調光機能を有する点灯回路を備えている、請求項６に記載の平面ディスプレイ用バックライト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光デバイスおよび平面ディスプレイ用バックライトに関し、特に、希ガス放電を用いた発光デバイスおよび平面ディスプレイ用バックライトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルは薄型軽量で低消費電力のため、パーソナルコンピュータをはじめテレビ等各種の情報映像ディスプレイデバイスとして広く利用されているが、液晶自体は自発光素子でないため表示には外部からの光を利用することになる。そこで、通常、液晶背面より光を供給するバックライトが用いられる。バックライトは細径の蛍光ランプとアクリル樹脂からなる導光体を組み合わせたものが主であるが、平板型の放電ランプも使用されている。
【０００３】
また、近年、地球環境保護における観点から、有害物質の使用規制または使用禁止の動きが活発化しており、環境への配慮から水銀を使用しないバックライトシステムも使用されている。ただし、水銀は、蛍光灯の中で紫外線を放射し、蛍光体を発光させるという、極めて重要な役割を担っているので、単に、通常の蛍光ランプから水銀を取り除くだけでは、当然ながら、実用的なバックライトを得ることはできない。現在、水銀に替わる紫外放射材料として、最も有望視されているのは、キセノン、クリプトンなどの希ガスである。その中でも最も蛍光体を発光させる励起効率の高いものとして、キセノンが広く用いられている。
【０００４】
キセノンは、図１９に示すように、電子の衝突などによって励起されて、共鳴線準位（８．４５ｅＶ）からの１４７ｎｍの放射を生じ、そして、準安定状態準位（８．３ｅＶ）から３体衝突を経て生成されたエキシマ分子からの１７２ｎｍの放射が生じる。この１４７ｎｍ、１７２ｎｍの放射効率を高めるために、様々な放電形態が研究されているが、現在最も高い放射効率が報告されているのは、誘電体バリア放電を用いたものである。
【０００５】
誘電体バリア放電とは、誘電体を介して行われる放電のことで、多数の微小放電が発生し、それぞれの微小放電は瞬時に終了するという特徴を有している。誘電体バリア放電では、放電が瞬時に終了するので、共鳴線準位に励起された電子は、再び上の高準位帯に励起されることなく、効率良く１４７または１７２ｎｍを放射する。
【０００６】
一方、誘電体バリア放電以外の放電では、放電が瞬時に終了せず、長時間持続する放電となるため、電子密度が過剰となってしまう。その結果、共鳴線準位に励起された電子は、図１９に示すように、再び上の高準位帯に励起されてしまい、その後、近赤外光または可視光を放射する。近赤外光は蛍光体の発光にはほとんど寄与せず、また、可視光は発光効率が極めて低いため、これらの放射が生じると、発光効率が低下することになる。
【０００７】
従来、誘電体バリア放電を利用した平板型の発光デバイスは、電極の配置から、大きく２種類に分類することができる。１つは、片方の基板上のみに複数の電極を持ち、その面上で放電を起こす面放電タイプの発光デバイスである（例えば、特開平６−２３１７３１号公報、特開平１１−３１４８０号公報参照）。もうひとつは、両方の基板上にそれぞれ１つ以上の電極を持ち、対向する２枚の基板上の電極間で放電を起こす対向放電タイプの発光デバイスである（例えば、特開平８−２２８０５号公報、特開平８−２８７８６９号公報参照）。図１８および図１９それぞれの放電タイプの発光デバイスを説明する。
【０００８】
図１８は、面放電タイプの発光デバイスの断面を模式的に示している。図示した発光デバイスは、ソーダライムガラスなどからなる背面基板１１１（厚さ３ｍｍ程度）と、背面基板１１１に対向して設けられた前面基板１２１（厚さ３ｍｍ程度）と、背面基板１１１と前面基板１２１との間に位置する外枠７１（背面基板１０と前面基板１２１の間隔は１〜１０ｍｍ）とから構成された放電容器１２００を有している。背面基板１１１の表面には、複数の線状電極４１（電極幅０．２〜２ｍｍ、電極間隔５〜１５ｍｍ）が形成されており、さらに線状電極４１を覆うように、ガラスなどからなる誘電体層１３０（厚さ５０〜５００μｍ）が形成され、誘電体層１３０表面には、蛍光体などからなる発光層５１が形成されている。一方、前面基板１２１の表面には、発光層５１のみが形成されている。放電容器１２００は、背面基板１０と前面基板１２１と外枠７１とによって密閉されており、放電容器１２００の内部には、希ガス１０１（例えばキセノン）が１〜１００ｋＰａ程度の圧力で封入されている。
【０００９】
次に、図１８に示した発光デバイスの動作を説明する。まず、隣り合う複数の線状にした電極４１に正弦波あるいはパルス状の５００〜３０００Ｖ程度の電圧を印加すると、誘電体層１３０が分極し、各線状電極４１間に電界が生じる。そして、この電界がキセノンの放電開始電界を上回った時、微小放電が開始され、この時、微小放電によって誘電体層１３０の表面に電荷が蓄積されていく。この蓄積された電荷による内部電界と、誘電体層１３０の分極による逆向きの外部電界との合成電界が放電維持電界を下回った時、微小放電は終了する。この微小放電の持続時間は非常に短く、放電終了直後には、まだ微小放電の発生していない場所で、次の微小放電が開始される。この微小放電の繰り返しによって、放電プラズマ１１２１は一様に広がる。微小放電によって生じる放電プラズマ１１２１は、同図に示すように湾曲している。これらの微小放電の発生が一通り終わると、放電は完全に停止する。
【００１０】
次いで、線状電極４１に逆向きの電圧が印加され、誘電体層１３０の表面に蓄積された電荷による電界と、電極印加電圧により電極間に生じた電界の和が、放電開始電圧を超えると、再び放電が開始される。 このように、電極印加電圧の印加方向が変わるたびに、放電の開始、休止が繰り返される。放電プラズマ１１２１によって発せられた紫外光（不図示）は、背面基板１１１および前面基板１２１に設けられた発光層５１によって可視光（不図示）に変換され、放電容器１２００の外へ導かれることになる。
【００１１】
図１９は、対向放電タイプの発光デバイスの断面を模式的に示している。図示した発光デバイスは、ソーダライムガラスなどからなる背面基板１１２（厚さ３ｍｍ程度）と、背面基板１１２に対向して設けられた前面基板１２２（厚さ３ｍｍ程度）と、背面基板１１２と前面基板１２２との間に位置する外枠７２（背面基板１１２と前面基板１２２の間隔は１〜１０ｍｍ）とから構成された放電容器１３００を有している。背面基板１１２および前面基板１２２には、電極４２および４３（電極幅０．２〜２ｍｍ、電極間隔５〜１５ｍｍ）が互いに直交する方向に形成されており、電極４２および４３を覆うように背面基板１１２および前面基板１２２の上に、誘電体層１３１（厚さ５０〜５００μｍ）が形成されており、その上には発光層５２が形成されている。この構成においては、発光層５２からの可視光を遮らないよう、電極面積を小さくするために、前面基板１２２上の電極４３として、例えば、ストライプ状の電極が用いられたり酸化インジウム錫などの透明電極を用いられている。放電容器１３００は、図１８に示した面放電タイプと同様に、背面基板１１２と前面基板１２２と外枠７２とによって密封されており、放電容器１３００の内部には、希ガス１０２（例えばキセノン）が１〜１００ｋＰａ程度の圧力で封入されている。
【００１２】
図１９に示した発光デバイスの動作は、図１８に示した発光デバイスの動作と基本的に同様である。図１９に示した発光デバイスの動作を簡単に説明すると、対向する電極４２と電極４３との間に正弦波あるいはパルス状の５００〜３０００Ｖ程度の電圧を印加すると、放電容器１３００の中に複数の放電プラズマ１１２２が生じ、その時、放電プラズマ１１２２から発っせられた紫外光（不図示）は、背面基板１１２および前面基板１２２に設けられた発光層５２で可視光（不図示）に変換され、放電容器１３００の外へ導かれる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図１９に示した対向放電タイプの発光デバイスには、以下に説明するように主に３つの問題点がある。
【００１４】
１つ目は、液晶バックライトなどの薄型の発光デバイスを目指す場合、電極間距離を長くできない点である。一般に、電極間距離（放電ギャップ）が短いと、発光効率が低下することが経験的に知られている。これは、電極付近の発光効率が低いためであると考えられる。対向放電タイプで薄型の発光デバイスを構成した場合には、電極間距離が短くなり、すなわち、放電ギャップが短くなるため、発光効率が低下することになる。なお、プラズマ・ディスプレイ・パネルの発光効率が数ｌｍ／Ｗから上がらないのも、放電ギャップが数百マイクロメートルと短いことが１つの要因であると考えられている。
【００１５】
２つ目は、光取り出し面に電極が形成されている点である。発光デバイスの前面から光を取り出したい場合、前面ガラス基板１２２に形成された電極４３が金属などの非透光性材料から構成されているときには、発光層５２からの光の一部分は、電極４３に散乱または吸収され、発光面輝度が低下してしまう。電極４３の散乱または吸収による発光面輝度の低下を防止するためには、電極面積を小さくすることが考えられるが、電極面積を小さくすると、輝度低下を招き、そして電極の抵抗値も増大してしまう。たとえ、電極４３を透光性材料から構成しても、電極の透過率を上げるためには、膜厚を薄くする必要があり、そうすると電気抵抗が上がってしまう。
【００１６】
３つ目は、蛍光体の劣化が大きい点である。図１９から理解できるように、対向放電タイプの発光デバイスは、放電プラズマ１１２２中のイオンが発光層５２（蛍光体層）へ直接衝突する構造となっている。このイオンの蛍光体への衝突は、蛍光体を劣化させ、大幅な輝度低下を招く。この蛍光体の劣化は、対向放電タイプの最大の問題点であり、類似した構造を持つＤＣタイプのプラズマ・ディスプレイ・パネルにおいても、この問題を解決すべく様々な研究が行われている。
【００１７】
次に、図１８に示した面放電タイプの発光デバイスにおける問題点を説明する。まず、面放電タイプの発光デバイスは、対向放電タイプのものとは異なり、放電ギャップを容易に大きくすることができる。しかし、放電ギャップが大きくなると同時に始動電圧も上昇することになるため、放電ギャップは、始動電圧が高くなり過ぎない範囲で押さえられることになる。
【００１８】
また、面放電タイプの発光デバイスでは、対向放電タイプのものと異なり、全ての電極４１が背面基板１１１に設けられているため、電極の散乱または吸収による発光面輝度の低下は生じない。そして、電極は片方の基板のみに形成されているので、蛍光体へのダメージも半分にすることができる。しかし、面放電タイプの最大の問題点は、例えば、特表２０００−５００９１６号公報中において記載されているように、放電プラズマ１１２１が基板表面からの影響を受けやすいことである。これは、図１８から理解できるように、放電プラズマ１１２１が背面基板１１１の近くを通るためである。以下に、放電プラズマ１１２１が基板表面から受ける影響を説明する。
【００１９】
放電プラズマ中の電子とイオンの一部は、拡散により基板方向へと進んでいく。一般に電子の速度はイオンの速度よりも速いため、普通の状態では電子がイオンよりも多く基板表面に到着する。その結果、基板表面の電子は、表面付近で負の電界を形成し、後続の電子を追い返す働きをする。この負の電界は電子を減速する一方でイオンを引き寄せ、最終的には、表面に到達する電子電流とイオン電流が等しくなるまで増大する。このようなメカニズムは両極性拡散と呼ばれる（参照：「プラズマ基礎工学」、著者； 堤井信力、出版社；内田老鶴圃）。面放電タイプの場合において、放電プラズマと基板との距離が小さくなれば、基板表面での電子とイオンの再結合による損失割合は増加する。そして、放電プラズマの伝導度を保持させるために、再供給される電子とイオンの数も増加し、放電プラズマ中の電子とイオンの密度は増大する。上述したように、電子密度が過剰となると、キセノンガスの共鳴線準位からの再励起が活発となり、発光効率の低下を招くことになる。また、電子密度の増加は、電界強度の不均一性を生み出し、放電を不安定にさせる要因にもなる。
【００２０】
本発明者は、従来の対向放電タイプおよび面放電タイプの発光デバイスの問題点を解決することができる新たなタイプの発光デバイスの可能性を探求し、鋭意研究した結果、そのような新たなタイプの発光デバイスを完成させ、特願２０００−２７８８３０号および特願２００１−１８５０３４号に開示した。
【００２１】
新たなタイプの発光デバイスは、放電容器内部の放電空間中に設けられ、それぞれの周囲が誘電体によって覆われている複数の電極を有している。すなわち、従来技術のいずれのタイプの構成とも異なり、電極は放電空間中に設けられており、その電極の周囲に誘電体が形成されている構成を有している。電極が放電空間中に設けられているため、光取り出し面に電極を形成する必要がなく、そして基板の大きさや基板間隔に依存せずに電極間距離を任意に設定でき、さらに、基板表面からの放電プラズマへの影響を軽減することができる。加えて、放電空間中に設けられた電極間で放電を行えばよいため、蛍光体の劣化の問題も回避することができる。また、電極の周囲は誘電体によって覆われているため、高い発光効率が得ることが可能な誘電体バリア放電を行うことができ、そして電極が放電空間内に露出しないようにすることができる。
【００２２】
本発明者が完成させた新たなタイプの発光デバイスは、誘電体バリア放電を利用する従来の発光デバイスよりも、優れた利点を備えたものであるが、新たな要求に応えるべく、本発明者はさらに改良を加えた。その要求とは、調光機能の付加である。以下、このことについて詳述する。
【００２３】
最近、液晶表示素子用バックライトはこれまでの薄型化、軽量化の要求に加え、高機能化の動きから出力光量の調整手段すなわち調光機能の要求も高まりつつある。出力光量を調整する手段としては、単位時間当たりの注入エネルギーを変化させることが必要であり、それには、主として、２つの方法が考えられる。
【００２４】
第一の方法は、一定周波数での点灯Ｄｕｔｙ比又は点灯周波数を変更する手法である。しかしながら、この手法は、以下に理由を述べるように、あまり実用的ではない。
【００２５】
まず前提として、誘電体バリア放電では、誘電体がコンデンサと同様の働きをするため、ランプに印加される電圧の立ち上がり又は立ち下がりの瞬間にのみに、インパルス的な電流が流れるという特徴がある。そして、その際に注入されたエネルギーにて生じた放電プラズマにより励起分子（例えば、エキシマ分子）を形成し、その後に所定の光子を放出して自然解離を行う。
【００２６】
したがって、点灯Ｄｕｔｙ比の変更では単一時間での発光タイミングが微妙に変化するだけとなり、５０ｋＨｚにて高周波点灯した場合では１０％程度の調光しかできないといった不利点を生じる。加えて、注入エネルギーが適正値より多くなった場合は、その余剰エネルギーが赤外線となって放出され、光源の温度上昇につながる。
【００２７】
一方、周波数によるエネルギーの変更は、次のような問題を生じさせる。すなわち、周波数を落としすぎると、単位時間における放電プラズマ量が減少するため、十分な励起分子生成ができなくなり、その結果、安定点灯せずに、放電が収束状態に変化し、その変化は、チラツキとなって観測される。逆に、周波数を上げすぎると、上述した励起分子の生成と解離の１サイクルが終わる前に再励起することになり、励起分子の効率的な生成ができないばかりでなく、余剰エネルギーが赤外線となって放出され、光源自身の温度上昇のみにつながってしまう。また、点灯周波数を変更する調光は、点灯回路を複雑にするばかりでなく、調光によるスイッチングノイズにより機器の誤動作も懸念される。つまり、あまり実用的とは言えない。
【００２８】
第二の方法としては、点灯電圧を変化させ、エネルギーの注入量を変化させる手法がある。しかし、この手法にも次のような問題が生じる。点灯電圧が低く、放電エネルギーの注入量が少ない場合には、すなわち、放電開始電圧以下の場合には、電極上の誘電体層に壁電荷の維持電圧として作用するのみとなり、その結果、放電プラズマによって励起分子は形成されず、点灯に起因しない。一方、放電エネルギーの注入量が多い場合には、高い励起状態に遷移する確立が高くなり、高い励起状態に遷移したプラズマは赤外線を多く放射して緩和するため、紫外線発光に寄与せず、紫外線発光により励起される蛍光体の光出力が得られない。それに加えて、ランプ自身の温度を上昇させるといった問題も生じる。
【００２９】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、良好に調光を行うことができる発光デバイスを提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明による発光デバイスは、内部に放電空間を有する放電容器と、前記放電空間内に配置された一対の電極とを備え、前記一対の電極のうちの一方の電極は、その表面が誘電体で覆われた構造を有しており、そして、前記一方の電極に対する他方の電極は、鋸歯状、正弦波状および矩形波状からなる群から選択された少なくとも１つの断面形状を有する第１の金属板と、前記第１の金属板の長手方向の両側面に設けられた一対の第２の金属板とから構築された構造を有している。
【００３１】
ある好適な実施形態において、前記放電容器内には、励起により紫外線を発生する放電用ガスが封入されており、前記一対の電極は、当該電極間で発生する誘電体バリア放電によって前記放電用ガスを発光させる。
【００３２】
前記放電容器内には、少なくとも希ガスが封入されており、かつ、水銀が実質的に封入されていないことが好ましい。
【００３３】
ある好適な実施形態において、前記一対の電極は、前記発光デバイスを点灯するための点灯回路に電気的に接続されており、前記点灯回路は、前記一対の電極に印加する電力を調整する調光手段を備えている。
【００３４】
ある好適な実施形態において、前記一対の電極は、前記放電容器によって支持される部分以外の部分を前記放電容器から離すように、前記放電空間中に配列されている。
【００３５】
本発明による平面ディスプレイ用バックライトは、内部に放電空間を有する放電容器と、前記放電空間内に配置された一対の電極とを備え、前記一対の電極のうちの一方の電極は、その表面が誘電体で覆われた構造を有しており、そして、前記一方の電極に対する他方の電極は、鋸歯状、正弦波状および矩形波状からなる群から選択された少なくとも１つの断面形状を有する第１の金属板と、前記第１の金属板の長手方向の両側面に設けられた一対の第２の金属板とから構築された構造を有しており、前記放電容器は、互いに対向する前面基板および背面基板を含み、かつ、前記放電容器の内面の少なくとも一部には、蛍光体層が形成されており、前記前面基板および前記背面基板の少なくとも一方は、透光性基板であり、前記一対の電極は、前記前面基板または前記背面基板に略平行に配置されている。
【００３６】
ある好適な実施形態において、前記放電容器内には、励起により紫外線を発生する希ガスが少なくとも封入されており、前記一対の電極には、直流の高周波電圧が印加され、それによって、当該電極間において、誘電体バリア放電が発生し、さらに、前記一対の電極に印加する電力を調整して調光を行う調光機能を有する点灯回路を備えている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化を図るため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３８】
図１から図７を参照しながら、本発明による実施形態にかかる発光デバイス１００を説明する。
【００３９】
図１は、本実施形態の発光デバイス１００の構成を鉛直方向に沿った断面にて模式的に示している。図２は、発光デバイス１００に含まれる電極９の一部を切り欠いてその構成を模式的に示している。そして、図３は、発光デバイス１００の構成を水平方向に沿った断面にて模式的に示している。
【００４０】
本実施形態の発光デバイス１００は、内部に放電空間１２を有する放電容器１と、放電空間１２内に配置された一対の電極（８、９）とを有している。電極８は、その表面が誘電体７で覆われた構造を有しており、一方、電極９は、電極７側に開口したカップ形状部分２０を少なくとも１つ含む構造を有している。本実施形態では、電極９の表面も誘電体１０で被覆されている。なお、図１および図３に示した例では、円柱状の電極８が３本、そして、カップ形状部分２０を複数含む電極９が３本設けられた構成を示している。
【００４１】
放電容器１（放電空間１２）内には、励起により紫外線を発生する放電用ガスが封入されている。その放電用ガスは、電極（８、９）間で発生する誘電体バリア放電によって、励起して励起分子（例えば、エキシマ分子）となり、そして発光する。放電用ガスは、例えば、キセノンやクリプトン、アルゴン、ヘリウム、ネオン等のいずれか１種類以上の希ガスである。封入圧力は、例えば、１０Ｐａから１００ｋＰａの範囲である。電極（８、９）は、それぞれ、発光デバイス１００を点灯するための点灯回路３０に電気的に接続されており、数ｋＨｚから１ＭＨｚ程度の高周波電圧（正弦波か矩形波、またはパルス電圧等）が印加される。本実施形態では、点灯回路３０は、電極（８、９）に印加する電圧を調整する調光手段を備えている。
【００４２】
発光デバイスとして機能させるために、放電容器１の少なくとも一部は、光透過性部材から構成されている。本実施形態における放電容器１は、互いに対向する前面基板２および背面基板３と、両基板（２、３）間に位置する低融点ガラス部（外枠）１１とから構成されており、前面基板２および背面基板３は、透光性の基板（例えば、ガラス基板やセラミック基板）である。出射方向が前面基板２側である場合には、前面基板２だけを透光性基板にすることも可能である。なお、図１に示すように、低融点ガラス部に、ガス排気・封入を行うための排気管１３を設けても良い。
【００４３】
放電容器１の内面の少なくとも一部には、蛍光体層（５、６）が形成されている。本実施形態では、前面基板２上と、背面基板３上との両方に、蛍光体層（５、６）を形成している。この蛍光体層（５、６）は、電極（８、９）間の放電で発生した紫外線により励起し、可視光を発光する。また、本実施形態では、出射方向となる前面基板２側への光出力を多くするため、背面基板３上に反射層４を形成している。すなわち、背面基板３の内面が透光性材料からなるので、背面基板３と蛍光体５の間に反射層４を設けて、蛍光体５の発光を効率良く反射できるようにしている。反射層４は、例えば、厚さ０．５μｍ程度またはそれ以下のチタニアから構成されており、スクリーン印刷等の厚膜印刷法を用いて形成されている。ただし、これに限定されず、可視光の波長によらずに反射率が一定で、かつ、絶縁性の材料（例えば、アルミナ、ピロ燐酸カルシウム等）から構成した反射層を用いることも可能である。背面基板３が透光性基板でない場合であっても、背面基板３の可視光反射率が低いときには、反射層４を設けることが好ましい。なお、蛍光体の励起発光で得られた可視光を効果的に前面基板２側から出射できるように、蛍光体層（５、６）の厚さ、および、蛍光体層を構成する蛍光体の粒径は、適切に調節することが好ましい。例えば、背面基板３側の蛍光体層４の厚さを厚くして、前面基板２側の蛍光体層５の厚さを薄くする構成にすることも可能である。
【００４４】
蛍光体層５、６は、例えば、スクリーン印刷等の厚膜印刷法を用いて形成されるが、用途により蛍光体の種類及び形成パターンを変えても良い。発光色の異なる蛍光体層をストライプ状やドット状に配置させても勿論かまわない。また、複数層形成させても良い。さらに、蛍光体５、６は、可視光線を発するもの以外にも紫外線や赤外線を発生するものでも可能である。ただし、その場合は、前面基板２の材質を使用する蛍光体にあわせて選定しておくことが好ましい。蛍光体層５、６からの発光ではなく、励起分子（例えば、エキシマ分子）からの光出力を直接得る場合には、蛍光体層５、６を形成しない構成にすること可能である。この構成の場合、前面基板２は、励起分子の発光波長に透過特性を有する材料（例えば、石英ガラス等）から構成することが好ましい。
【００４５】
本実施形態では、電極（８、９）は、前面基板２または背面基板３に略平行になるように配置されている。このように配置することにより、より薄型の発光デバイスを実現することができる。電極８および９は、互いに異なる極性を有しており、放電容器１のほぼ全体にわたって一定間隔で設けられている。本実施形態では、電極８を陽極とし、一方、電極９を陰極として、電極８と電極９とが交互に繰り返すように配列させている。また、電極８および９は、それぞれ、放電容器１によって支持される部分以外の部分を放電容器１から離すように、放電空間１２中に配列されている。なお、放電空間１２中に露出している部分の電極８、９は、誘電体で被覆されていることが好ましい。特に、放電空間１２中の電極に金属がむき出しの箇所があると、その部分に放電が集中する可能性があり、所望の放電が得られないおそれが生じるからである。
【００４６】
電極８は、誘電体７となるガラス管と、そのガラス管内に位置するジュメット線とから構成されている。電極８のジュメット線の部分が、点灯回路２０に電気的に接続される。ジュメット線とは、誘電体（ガラス）７と熱膨張係数を適合させたものであり、４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金芯線の外側に２０〜２８％のＣｕ被覆を施した複合封入線である。ジュメット線の３０〜３３０℃における熱膨張係数は４０〜６５×１０-7（℃-1）であるため、軟質ガラスの熱膨張係数に近く、それゆえ、ジュメット線は、軟質ガラスとの封着に良好に適用することができる。本実施形態で使用したジュメット線は、Ｎｉ４２ｗｔ％、Ｆｅ５８ｗｔ％（Ｃｕ２４ｗｔ％）であり、誘電体（ガラス）７の熱膨張係数は、９４×１０-7（℃-1）である。
【００４７】
電極９は、前面基板２または背面基板３側から見て、鋸歯状の金属板３１から構成されている。電極９の構成を図４に拡大して示す。図４（ａ）は、誘電体１０で被覆される前の電極９の構成を示す要部拡大図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した構成に誘電体層１０を形成したものである。なお、図４（ｂ）では、誘電体層１０の一部を切り欠いて示している。
【００４８】
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、電極９は、水平方向の断面構成が鋸歯状（三角波状）の金属板３１と、金属板３１の長手方向の側面に設けられた金属板３２、３３によって構成されている。鋸歯状の金属板３１は、光出射方向（前面基板２の法線方向）に対して略直角方向に、山−谷−山−谷・・・と繰り返されるように板状電極が折り曲げられた立体形状を有しており、折り曲げていない板状電極と比較して、電極の表面積が大きくされている。そして、その折れ曲がりの幾何学的形状を有する金属板３１と、その上面および下面に位置する金属板３２、３３とによって、複数のカップ形状部分３０が形成されている。なお、鋸歯状の金属板３１のギザギザ（山−谷パターン）により、カップ形状部分３０が形成されていので、カップ形状部分３０は、電極９に隣接する一方の電極８に向けて開口しているものと、もう一方の電極８に向けて開口しているものとの２種類が繰り返し形成されることになる。
【００４９】
金属板３１、３２、３３は、例えば、ニッケルを主体とする合金（例えば、Ｎｉ−Ｆｅ合金）から構成されており、その厚さは、それぞれ、０．１ｍｍ程度である。金属板３１は、板状電極をプレス加工等によって作製されている。電極９を構成する金属板３１と、金属板３２、３３とは、例えば、圧着により互いに接合されている。勿論、溶接により接合してもよいし、接着剤（例えば、導電性接着剤）により接合させてもよい。図４（ｂ）に示すように、金属板３１、３２、３３の表面には、誘電体層１０が形成されており、誘電体層１０の厚さは、例えば、約０．１〜約２μｍである。また、誘電体層７の厚さも、同様に、約０．１〜約２μｍである。
【００５０】
電極８のように、線状の電極の場合は、ガラス加工等により誘電体層７を形成することが好適であるが、電極９のように複雑な幾何学的立体構造を有する場合には、鉛ガラスを主体としたガラスペーストを電極表面に塗布して、誘電体層１０を形成することが好ましい。また、ゾルゲル法を用いて誘電体層１０を形成することも可能である。ゾルゲル法を用いた場合には、ガラス材料以外にも、酸化アルミニウムや酸化チタン等の金属酸化物からなる誘電体層１０を形成することができ、誘電率を変化させ易いという利点も得られる。誘電体層７、１０の表面に、ＭｇＯからなる保護層（不図示）をさらに形成することも可能である。保護層で覆ってやることにより、動作電圧の低下、スパッタの減少の効果が得られ、発光デバイスのさらなる長寿命化を図ることができる。
【００５１】
次に、図５および図６を参照しながら、電極８と９との組み合わせにより、良好に調光を行うことができる機構について説明する。図５（ａ）および図６（ａ）は、注入エネルギーが大のときの状態（すなわち、全光またはそれに近い状態）を示しており、一方、図５（ｂ）および図６（ｂ）は、注入エネルギーが小のときの状態（すなわち、調光により出力光量が低減された状態）を示している。
【００５２】
図５（ａ）に示すように、注入エネルギーが大のときには、カップ形状部分３０のカップ内面の全面を用いて、電極８と９と間の放電（誘電体バリア放電）を安定させることができる。一方、図５（ｂ）に示すように、注入エネルギーが小のときには、カップ形状部分３０のカップ全面ではなく、カップの縁（ギザギザパターンの山の頂点部分）３５を用いて、電極８と９と間の放電を安定させることができる。すなわち、電極８と９との電極間において、電極８と山の頂点部分３５とが、最短電極間距離となり、その最短距離で放電を安定させることができる。より詳細に説明すると、調光手段を用いて注入エネルギーを減少させた場合、放電は収束し、最も近い放電経路を選択して放電が起きるのであるが、本実施形態の構成では、放電経路を予め規定していることにより、放電のゆらぎを抑制し、その結果、放電を安定させることができる。なお、山の頂上部分３５は、金属板３１の鋸歯状形状により規定することができるので、カップ形状部分３０の上面および下面となる金属板３２、３３を省略して、カップ形状部分３０を構成してもよい。
【００５３】
一方、陽極および陰極のいずれも電極８から構成した場合、図６（ａ）に示すように、注入エネルギーが大のときに、放電を安定させることができても、図６（ｂ）に示すように、注入エネルギーが小のときには、放電は安定しない。より詳細に説明すると、この構成では、電極（８，８）間において、最短電極間距離となる特定の箇所がないため、調光手段を用いて注入エネルギーを減少させると、収束した放電の安定化を図ることができず、放電はゆらぎ、場合によっては、放電は消失する。したがって、この構成の場合、調光を良好に行うことは難しい。
【００５４】
本実施形態の構成において、電極８と９との間隔を短くすると、始動電圧を降下させることができる。しかし、電圧を下げすぎると、逆に放電ガスの励起効率が下がって、励起分子の形成効率が悪くなるため、最終的な発光効率の低下をもたらしてしまう。一方、電極８と９との間隔を長くすると、効率は上がるものの、始動電圧も上昇する。このため、点灯回路の耐電圧化や電極リード線の安全対策が必要になり、点灯回路の大型化やコストアップに繋がる。したがって、電極８と９との間隔は、例えば、５ｍｍから５０ｍｍの間で、ガス圧やランプサイズを考慮した上で選択することが望ましい。
【００５５】
電極８、９表面を被覆する誘電体層７、１０の厚さは、他の条件を考慮して、適宜好適なものを決定するのが好ましい。このことについてさらに述べる。誘電体バリア放電においては、誘電体（７、１０）がコンデンサと同様の働きをするため、放電開始電圧は、電極間距離及び誘電体厚と密接に関係する。電極間距離が短いほど、また、誘電体厚が薄いほど放電電圧は低くなる特徴を有する。言い換えると、電極間距離と誘電体厚とを適切に設計することにより、放電開始電圧を調整できるので、スイッチングノイズや回路の複雑化を伴うことなく、光出力を調整することが可能となる。
【００５６】
具体的には、誘電体層７、１０を薄くすれば、放電空間１２への電力注入が容易になるという利点が得られる一方で、放電プラズマが線状に収束するのを抑制する効果が小さくなる。その結果、放電プラズマが、図６（ｂ）のように一点に集中して、放電が不安定になる。そのようになると、励起分子の形成効率が低下するだけでなく、誘電体層７、１０の剥離等の不利点も生じる。このことから、例えばランプのサイズや必要光量を考慮して、電極８、９の間隔、および、誘電体層７、１０の厚さを調節することが好ましい。誘電体層７，１０の厚さは、上述したように、例えば、０．１μｍから２μｍにすることができる。
【００５７】
また、電極９のカップ形状部分３０には、単位面積当たりの電流密度を増加して、高密度のプラズマを生成できるという効果もある。その効果は、いわゆるホロー陰極効果と類似のものと考えることが可能である。ホロー陰極放電については、例えば、電気学会発行改定新版「放電ハンドブック」昭和５５年９月再版三刷発行の第１３２ページなどに説明がある。簡単に説明すると、陰極を平行平板、Ｕ字形または円筒形にし、それらの内側に負グローが現れるようにした放電の場合、陰極間隔を減ずるか、ガス圧を低下させるかして二つの負グローを合体させて一つにすると、（１）維持電圧の低下、（２）陰極電流密度の増加のようなホロー陰極効果が生ずる。本実施形態における放電も、低気圧グロー放電に属するので、カップ形状部分３０を用いた放電により、ホロー陰極効果を得ることができると考えられる。ホロー陰極効果を得る上では、金属板３２、３３を含めてカップ形状部分３０を構成することが好ましい。
【００５８】
電極９のカップ状部分３０における山３５と山３５との間隔は、例えば、点灯周波数を考慮して決定することが好ましい。注入エネルギーを減少したときには、図５（ｂ）に示すように、縞状の陽光柱が識別できるようになるが、この陽光柱間隔は、点灯周波数によって変化するからである。電極９の断面形状における山３５と山３５との間隔は、例えば、０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲で設定することができる。そして、カップ状部分３０のカップ深さは、放電強度に影響を及ぼすため、カップ深さを深くすると、点灯開始電圧は下がるが、深くしすぎると、カップ状部分３０が影となって、光出力を低下させてしまう。そこで、カップ深さは、例えば、０．５ｍｍから５．０ｍｍの範囲で設定することが好ましい。
【００５９】
本実施形態の発光デバイス１００の好適な条件を例示すると、次のようである。発光面積サイズは、４インチであり、放電容器１の高さ（放電空間１２の高さ）は、３．５ｍｍである。棒状の電極８のジュメット線部分の直径および誘電体層７の厚さは、それぞれ、１ｍｍおよび０．８ｍｍである。一方、幾何学的立体形状を有する電極９の幅（奥行き）およびピッチは、それぞれ、１．５ｍｍおよび５ｍｍである。そして、誘電体層１０の厚さは、５μｍである。放電空間１２中に封入する希ガスのガス種は、キセノンであり、その封入ガス圧は、１３．３ｋＰａである。この条件の下、本願発明者が実験したところ、印加パルス電圧１５００Ｖの状態で、電極８、９の間隔を５ｍｍから２０ｍｍまで変えると、電極８、９の間隔が約１２ｍｍで最大効率となった。その間隔を超えると、放電が収束していき、安定点灯しなくなる場合も生じた。印加パルス電圧が１５００Ｖというのは、点灯回路２０を特に問題なく設計・製造できる値である。最大効率状態の構成の下で、安定点灯可能なパルス電圧調整範囲を調べると、１０００Ｖから２０００Ｖであった。この範囲での調整により、ランプの光出力を５０％調節することが可能であった。なお、全光時には、エキシマ発光（１７２ｎｍ）がメインであるが、調光時には、共鳴線発光またはモノマー発光（１４７ｎｍ）とエキシマ発光（１７２ｎｍ）との両発光モードとなっていると思われる。また、発光モードは、封入ガス圧にも依存し、ガス圧が例えば１３．３ｋＰａまたはそれ以上のように高いときには、エキシマ発光が９５％以上を占めるが、ガス圧が例えば２．６６ｋＰａ以下のように低いときには、エキシマ発光は１５％以下であり、そのときには、モノマー発光がメインとなる。
【００６０】
次に、調光可能な発光デバイスの回路構成を、図７を参照しながら説明する。図７に示した点灯回路２０は、発光デバイス１００に電気的に接続されており、そして、直流電源２５に電気的に接続される。点灯回路２０は、コンデンサ２１、トランス２２、スイッチング素子２３、制御回路２４から構成されている。スイッチング素子２３は、制御回路２４が出力する所定周波数の駆動信号２６によってＯＮ／ＯＦＦする。
【００６１】
制御回路２４からの駆動信号２６により、スイッチング素子２３がＯＮになると、コンデンサ２１を介して、直流電源２５→トランス２２の一次側巻線→スイッチング素子２３→接地面への経路で電流が流れ、そして、トランス２２にエネルギーが蓄えられる。その後、トランス２２に蓄えられたエネルギーが放出され、トランス２２の二次側の巻線には、トランス２２の巻線比に対応した急峻な立ち上がりを持つ高電圧波形が出力される。この高電圧波形は、高周波の直流波形であり、この波形の電圧が発光デバイス１００に印加されると、発光デバイス１００が発光する。
【００６２】
点灯回路２０では、制御回路２４の駆動信号２６は、ＯＮ／ＯＦＦの繰返し周期（周波数）および時間比率（デューティ）を変えることが可能である。したがって、トランス２２に蓄えられる単位時間当たりのエネルギー量を変化させることによって、発光デバイス１００に印加するエネルギー値を変化させて、調光を行う。なお、調光機能を有していれば、図７に示した回路構成の点灯回路３０に限らず、他の回路構成のものを用いても良い。また、図７に示した例では、直流電源２５を用いたが、これに限らず、商用電源（例えば、６０Ｈｚ、１００Ｖの交流電源）を用いてもよい。具体的には、商業電源を直流に変換して、点灯回路２０に印加すればよい。また、交流を直流へと変化する整流回路を点灯回路２０に含めることも可能である。なお、調光を行わない場合には、調光機能のない点灯回路を使用してもよい。
【００６３】
次に、本実施形態の発光デバイス１００の製造方法を説明する。図８は、本実施形態の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
まず、前面基板２および背面基板３を用意する（工程Ｓ１１０）。前面基板２および背面基板３は、それぞれ、厚さ２．８ｍｍのソーダライムガラスからなるガラス基板である。
【００６５】
次に、前面基板２および背面基板３のうち、放電容器１の内面側の表面に、蛍光体（または、発光層）５、６を形成する（工程Ｓ１２０）。蛍光体層（５、６）の形成を説明すると、まず、例えば、プラズマ・ディスプレイ・パネル用蛍光体を、分散媒としてのビヒクルの中で充分に分散させる。ビヒクルとしては、例えば、α−テレピネオール＋２５ｗｔ％のアクリル系樹脂を用いることができる。次に、ビヒクルに分散させた蛍光体をスクリーン印刷法で基板上に印刷し、それによって、均一な蛍光体の層を形成する。次いで、これを、１２０℃の雰囲気温度で充分に乾燥させた後、４５０〜６００℃の雰囲気温度で加熱焼成することにより、ビヒクルを焼成、飛散させて蛍光体層（５、６）を前面基板２および背面基板３の表面に固着させる。なお、場合によっては、背面基板３と蛍光体層５との間に、反射層４を形成する。
【００６６】
工程Ｓ１１０〜Ｓ１２０の後または前、あるいは工程Ｓ１１０〜Ｓ１２０と並行して、周囲が誘電体７によって被覆された電極８を作製する（工程Ｓ１３０）。電極８は、例えば、以下のようにして作製することができる。
【００６７】
ここで、図９および図１０を参照する。まず、図９に示すように、ソーダライムガラスから構成された誘電体の管（ガラス管）１７と、ジュメット線１８とを用意する。ジュメット線１８の外径は、ガラス管１７の内径とほぼ等しく、そして、ジュメット線１８の全長は、ガラス管１７の全長より１〜１０ｍｍ長い。次いで、ジュメット線１８をガラス管１７の内部に挿入する。
【００６８】
その後、図１０に示すように、ジュメット線１８を挿入した状態で、ガラス管１７を軟化点以上に加熱することにより、ガラス管１７の熱収縮を起こすことができ、その結果、ジュメット線１８とガラス管１７とを一体化させることができる。このようにして、電極８を得ることができる。この手法によると、誘電体層７を含む電極８の外径（電極径）が例えば０．５ｍｍ程度の小さいものを作製することが可能となる。その結果、パネルの厚みが薄い薄型の発光デバイス（平面ディスプレイ用バックライト）を良好に実現することができる。なお、電極８の形成は、誘電体ペーストが入った容器内にジュメット線１８を挿入して、ディップコートした後、その誘電体ペーストを乾燥し、次いで加熱焼成することによって行ってもよい。
【００６９】
一方、電極９は、金属板（または、導電性材料からなる板）を加工して金属板３１を作製した後、その両端面に金属板３１および３２を接合し（図４（ａ）参照）、次いで、その構造体の表面に誘電体１０を塗布すればよい（図４（ｂ）参照）。具体的には、ガラスペーストを電極構造体の表面に塗布して、誘電体層１０を形成したり、ゾルゲル法を用いて誘電体層１０を形成することができる。
【００７０】
次に、放電容器１の外枠となる低融点ガラス部１１を背面基板３上に形成する。この段階で、低融点ガラス部１１からなる外枠から電極部（導電部）が放電容器１の外に出るように、工程Ｓ１３０で作製した電極８、９を交互に略水平に配列させる（工程Ｓ１４０）。電極８、９の配列は、外枠となる低融点ガラス部１１によって支持される部分以外の部分を、放電容器１（例えば、背面基板３）から離すように行う。このようにして電極８、９を放電容器１（または基板２、３）から浮かすことにより、動作中に電極から生じる発熱の影響を緩和することができる。
【００７１】
また、図１１に示すような外枠７０を予め準備しておき、その周囲に低融点ガラス（１１）を封着させることも可能である。外枠７０は、電極８、９を通すための溝７３と、排気管１３を通すための溝７４とが設けられている。さらに、前面基板２と背面基板３との間隔を規定するスペーサ（不図示）を用いて、放電容器１を作製することも可能である。
【００７２】
電極８、９の配列が完了したら、封着材料である低融点ガラス（例えば、旭硝子株式会社製）を樹脂分散媒（例えば、東京応化工業株式会社製のビークルＣなど）に分散させて低融点ガラスペーストを作製し、それをディスペンサーなどにより、電極８、９が配列されている外枠の上部に均一に吐出する（工程Ｓ１５０）。その後、前面基板２を、背面基板３と対向するようにして貼り合わせて、次いで、加熱・焼結して、放電容器１が密閉状態になるようにする。
【００７３】
次に、排気管１３を通して、放電容器１内のガス排気およびガス封入を行う（工程Ｓ１６０）。例えば、排気・ガス封入装置（例えば、真空ポンプ）に排気管１３を接続し、次いで、放電容器１を加熱して、放電容器１内の不純ガス（例えば、空気）の排気を行う。本実施形態では、排気管１３を真空ポンプに接続して、３５０℃の雰囲気中で放電容器１中の不純ガスを排気する。その後、雰囲気を室温に戻し、例えばキセノン単体からなる希ガスを１３．３ｋＰａ放電容器１内に封入する。本実施形態では、キセノンによる誘電体バリア放電を起こすため、放電容器１内に水銀は封入されていない。最後に、排気管１３をバーナーなどを用いて封止し、不必要な部分を取り除く。
【００７４】
以上の工程により、本実施形態の発光デバイス１００は完成する。なお、この製造方法は、発光デバイス１００を製造するための一例であり、他の方法で発光デバイスを製造してもよい。本実施形態では、例えば図２に示すように、電極８、９を同じ側から、放電容器１の外へ出すようにしたが、電極８を一方の側、電極９を他方の側から外へ出すようにしてもよい。図２に示すように、放電容器１の外部一方方向から電極８、９を取り出しできるようにした場合、機器組み込みの際の配線が容易になるという利点が生じる。一方、陽極と陰極とをそれぞれの側へと集めることができる構成の場合も、同極を集めることができるので、その観点から、配線が容易な発光デバイスにすることができる。
【００７５】
本実施形態の発光デバイス１００は、電極８側に開口したカップ形状部分３０を少なくとも１つ含む構造の電極９を備えているので、良好に調光を行うことができる。つまり、カップ形状部分３０が含む電極９と電極８との組み合わせにより、注入エネルギーが大のとき、小のとき（または中間のとき）でも、放電を安定させることができるので、発光デバイス１００によれば、良好に調光を行うことができる。したがって、構造が比較的簡単で、光出力が大きく、かつ調光時の光量が安定している発光デバイス（誘電体バリア放電ランプ）１００を実現することができる。
【００７６】
図１〜図３に示した本実施形態の発光デバイス１００では、鋸歯状の金属板３１を用いて電極９を構成したが、それに限定されない。つまり、電極９の水平方向の断面形状は、鋸歯状だけでなく、図１２に示すように、正弦波形状にすることもできる。正弦波形状にした構成の場合、注入エネルギーを抑えたときの収束放電の収束幅を和らげ、ムラの少ない光出力が得られるという利点が生じる。
【００７７】
さらに、図１３に示すように、電極９の水平方向の断面形状は、矩形波形状２０にすることもできる。矩形波形状にした構成の場合には、カップ形状部分３０の表面積を最大にすることができるので、注入エネルギーが大きい場合の光出力が最大となるという特徴を有している。ただし、注入エネルギーが減少した場合の放電安定度は、鋸歯状および正弦波形状のときの構成よりも劣るため、光出力重視で調光があまり要らない場合に適している。
【００７８】
図１４は、本実施形態の発光デバイス１００の改変例を示しており、図１４に示した構成では、電極９の表面に誘電体層１０が形成されていない。この構成の場合、上述した構成よりも、放電開始電圧を下げることが可能となる。ただし、放電が容易に起きて、始動電圧は低くなるものの、励起分子の生成に寄与しない放電が生じるので、発光効率は低下し得る。ただし、希ガス放電ではなく、発光物質として水銀も封入した通常の水銀放電にすれば、カップ形状部分３０によるホロー陰極効果によって、始動電圧が低く、発光効率の高い発光デバイスを提供することが可能となる。なお、図１４に示した構成以外の構成において、水銀を封入することも可能である。
【００７９】
また、図１５に示すように、陽極および陰極ともに、カップ形状部分３０を有する電極９とすることも可能である。両極とも電極９とした場合には、各電極９の電極突出部位（山）３５が互いに対称となるように、電極９、９を配置することが好ましい。そのようにすれば、電極９、９の最短距離に電極突出部３５が配置されるため、注入エネルギーを減少させたときに突出部３５を基点として、放電が等間隔に発生し固定される。したがって、この構成の場合、注入エネルギーを大きく変更しても放電ゆらぎが抑制できるといった利点が得られる。この利点は、電極９の断面形状が鋸歯状だけでなく、正弦波形状、矩形波形状のときでも得られる。図１５に示した構成は、両極とも電極９を用いているので、直流の高周波電圧だけでなく、交流の高周波電圧（または、高周波の交番電圧）でも動作可能である。交流で動作させる場合には、図１５のように左右対称の構成がさらに望ましい。
【００８０】
上述した構成では、支持部分以外の電極９を、放電容器１（基板２、３）からを浮かせるようにしたが、図１６に示すように、電極９に強度保持用リブの機能を持たせるべく、前面基板２および背面基板３に電極９を接触させるようにしてもよい。電極９をリブとして配置しているため、機械的強度が増す点や前面基板２及び背面基板３の厚みを下げることが可能になり、一層の薄型化、軽量化が可能になるという利点が得られる。
【００８１】
なお、図１６に示した構成では、前面基板２および背面基板３に電極９が接触しているので、発熱に関する問題が生じるおそれがあるが、その発熱の問題は、本構成においては抑制または緩和されている。その理由を説明すると、次のようである。すなわち、図１６に示した構成では、放電方向が前面基板２および背面基板３と平行であるので、基板に衝突するような放電方向を有する従来の面放電および対向放電タイプの発光デバイス（図１８、図１９参照）と比較して、前面基板２および背面基板３でのイオンの衝突確率を著しく低下させることができる。イオンの衝突による発熱が少ないことにより、前面基板２および背面基板３の温度上昇は、電極９での温度上昇に支配されるだけであるので、問題となるレベルの発熱の発生を抑制することができる。
【００８２】
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、製造の容易性、コスト、用途等により、他の材料の選択、電極の形状を変更できる。例えば、電極形状をハニカム状や三角状にしてもよい。さらに、電極９のカップ形状部分３０は、両方の電極８側に開口していなくてもよく、一方の電極９側に開口するもの（例えば、コの字型形状）であってもよい。加えて、平面型のランプの構成について示したが、円筒状の放電容器１を用いて、円筒状の発光デバイスを構成してもよい。さらに、箱形の放電容器１または円筒状の放電容器だけでなく、例えば、球状の放電容器を用いても同様に実施可能である。放電容器１（特に、基板２、３）を構成する材料は、大気圧に耐え得る材料あるいは構造であればよいため、ガラス材料以外の、例えば、透光性セラミックス、透光性樹脂などを用いても構成することも可能である。透光性樹脂を用いた構成の場合には、耐久性に優れるもの（例えば、耐熱性に優れ、紫外線等によって劣化しないもの）を用いることが望ましく、そのような特性を付与するために機能性フィルムを、別途、透過性樹脂に設けたりしてもよい。
【００８３】
また、平面型の発光デバイス１００は、平面ディスプレイ用バックライト（例えば、液晶表示素子用バックライト）として好適に適用できる。つまり、平面状に発光する放電装置として利用価値が高い。液晶パネル等のバックライトだけでなく、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報ＯＡ機器やテレビ、ゲーム機、カーナビゲーションシステム等の情報映像機器にも適用できる。ただし、そのような平面ディスプレイ用バックライトの用途だけでなく、直接、一般照明用光源（例えば、住宅用照明光源または施設用照明光源）としても使用可能である。
【００８４】
なお、水銀を実質的に含まない誘電体バリア放電タイプの発光デバイス以外の技術として、発光物質として水銀が放電空間に封入された有水銀タイプの平板型放電ランプが、特開２０００−１１９５０号に開示されている。なお、このランプの放電空間には、水銀に加えて、始動用ガスとしての希ガスも封入されている。同公報に開示された有水銀タイプの平板型放電ランプを図２０および図２１に示す。
【００８５】
図２０に示した平板型放電ランプは、偏平状の密閉容器１０００と、密閉容器１０００の横側面の内側に形成された一対の放電電極１８０、１９０とを有している。一対の放電電極１８０、１９０は、例えばＦｅ−Ｎｉ合金を折り曲げたものであり、その表面には、ガラスからなる誘電体層１７０が形成されている。なお、密閉容器１０００の上面および下面には、蛍光体１４０が塗布されている。また、金属棒状の放電電極１２０、１３０を用いた平板型放電ランプを図２１に示す。図２０および２１に示した平板型放電ランプは、有水銀ランプであるので、水銀を用いない本実施形態の発光デバイス１００とは基本的構成を異にするものである。加えて、同公報には、電極８と９との組み合わせは全く開示されておらず、平板型のランプであるものの、調光を良好に行える構成とはなっていない。そして、図２０および２１に示した平板型放電ランプが調光可能であることの記載も示唆もない。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によると、表面が誘電体で覆われた構造の一方の電極と、その一方の電極側に開口したカップ形状部分を少なくとも１つ含む構造の他方の電極とを有しているので、良好に調光を行うことができる発光デバイスを提供することができる。励起分子を生成する放電用ガスが放電容器内に封入されており、誘電体バリア放電によって放電用ガスを発光させる場合には、水銀を封入させなくとも、比較的高い放射効率を示す発光デバイス、つまり、環境へ配慮し、かつ、実用的な発光デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による実施形態にかかる発光デバイス１００の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】  電極９の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】  発光デバイス１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】  （ａ）および（ｂ）は、電極９の構成を示す部分拡大斜視図である。
【図５】  （ａ）および（ｂ）は、電極８と９との間の放電状態を示す図である。
【図６】  （ａ）および（ｂ）は、電極８と８との間の放電状態を示す図である。
【図７】  発光デバイス１００の構成および点灯回路２０の回路構成を示す図である。
【図８】  発光デバイス１００の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】  電極８の作製方法を説明するための図である。
【図１０】  電極８の作製方法を説明するための図である。
【図１１】  外枠７０の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１２】  発光デバイス１００の改変例の構成を模式的に示す断面図である。
【図１３】  発光デバイス１００の改変例の構成を模式的に示す断面図である。
【図１４】  発光デバイス１００の改変例の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５】  発光デバイス１００の改変例の構成を模式的に示す断面図である。
【図１６】  発光デバイス１００の改変例の構成を模式的に示す断面図である。
【図１７】  キセノンのエネルギー準位を説明するための図である。
【図１８】  従来の面放電タイプの発光デバイスの構造を模式的に示す断面図である。
【図１９】  従来の対向放電タイプの発光デバイスの構造を模式的に示す断面図である。
【図２０】  従来の有水銀タイプの平板型光源の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２１】  従来の有水銀タイプの平板型光源の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１  放電容器
２  前面基板
３  背面基板
４  反射層
５、６  蛍光体層
７、１０  誘電体層
８、９  電極
１１  融点ガラス部
１２  放電空間
１３  排気管
２０  点灯回路
３０  カップ形状部分
３１、３２、３３  金属板
１００  発光デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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