(57)【要約】【課題】  輝度ムラが少なく発光効率が高い平面型放電ランプを提供する。【解決手段】  内面３０上の蛍光体層４２に非形成部分４４が設けられていることから、経路Ｄや経路Ｅの光は非形成部分４４から射出されるので蛍光体層４２で減衰させられない。そのため、非形成部分４４からは背面板１２側の蛍光体層４０で発生した光および表面板１４側の蛍光体層４２で発生して背面板１２側で反射された光が減衰されることなく射出されることから、その非形成部分４４に蛍光体粒子が存在する場合に比較して射出される光量が増大する。したがって、導体部３６から最も離隔した位置にあることから輝度が相対的に低くなる開口部３４の中央部における輝度が高められるので、輝度ムラが緩和されると共に面輝度が高められる。【選択図】図２
2006278286.tif 000002
【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、それら表面板および背面板上に互いに対向して設けられ且つ誘電体層に被覆された表面側電極および背面側電極とを備え、その気密空間内で前記表面側電極および背面側電極間で放電させることにより前記表面板の内面に設けられた蛍光体層を励起して発光させ、且つその光をその表面板を通して射出する形式の平面型放電ランプにおいて、
複数の開口部とそれらの相互間に形成される細幅寸法の導体部とを有する導体膜によって前記表面側電極および前記背面側電極の少なくとも一方を構成し、
前記細幅寸法の導体部のうち前記開口部を挟んで相対する部分間の中央に対応する位置に前記光の透過率が相対的に高い高透過率領域を有する形状で前記蛍光体層を設けたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項２】
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、それら表面板および背面板上に互いに対向して設けられ且つ誘電体層に被覆された表面側電極および背面側電極とを備え、その気密空間内で前記表面側電極および背面側電極間で放電させることにより前記表面板の内面に設けられた蛍光体層を励起して発光させ、且つその光をその表面板を通して射出する形式の平面型放電ランプにおいて、
複数の開口部とそれらの相互間に形成される細幅寸法の導体部とを有する導体膜によって前記表面側電極および前記背面側電極の少なくとも一方を構成し、
前記細幅寸法の導体部のうち前記開口部を挟んで相対する部分間の中央に対応する位置に非形成部分を有する形状で前記蛍光体層を設けたことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項３】
前記導体膜は前記複数の開口部がその形成面上に一様に分布するものであり、
前記蛍光体層は前記表面板の内面全体に前記非形成部分または前記高透過率領域が一様に分布するものである請求項１または請求項２の平面型放電ランプ。
【請求項４】
前記導体膜は網状を成すものである請求項１乃至請求項３の何れかの平面型放電ランプ。
【請求項５】
前記導体膜は前記開口部を15乃至50(μm)の範囲内の一定相互間隔を以て全面積の90乃至99(%)の範囲内の面積割合で備え且つ前記表面側電極を構成するものである請求項１乃至請求項４の何れかの平面型放電ランプ。
【請求項６】
前記導体膜は前記複数の開口部が一様な大きさの正六角形を成すものである請求項５の平面型放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面型蛍光ランプに関し、特にその面輝度(すなわち発光面全体の平均輝度。面平均輝度とも言う。)を高める技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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(以下、特に区別しないときは何れも基板という)と、その気密空間内で放電を発生させるためにそれら表面板および背面板上に互いに対向し且つ誘電体層に被覆されて設けられた表面側電極および背面側電極とを備え、その気密空間内で放電させて表面板内面等に設けられた蛍光体層を励起す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型放電ランプが知られている(例えば特許文献１〜４、７、８等を参照)。このような平面型放電ランプは、透過型液晶パネルの背面から照射するためのバック・ライト、案内表示板や広告表示板等の内部からその両面または一面を照射するための照明ランプ、或いは、天井や壁等に直付けされる一般照明用の平面型蛍光灯等に用いられる。
【０００３】
特に、上述したような表面板と背面板との間の対向放電構造としたものによれば、例えば特許文献５に記載されるように背面板のみに放電電極を設けたものや、特許文献６に記載されるように背面板上の相対する２辺に一対の電極を対向配置したもの等に比較して、光射出面である表面板の面内における放電の均一性が高くなる。そのため、表面板の有効領域の全面で一様な輝度が得られると共に、薄型化が容易な利点がある。
【特許文献１】特許第３４８１７２１号公報
【特許文献２】特開平３−１１０７５０号公報
【特許文献３】特開平７−２１９８４号公報
【特許文献４】特開平６−１７６７３６号公報
【特許文献５】特開平６−２３１７３１号公報
【特許文献６】特開平６−３１４５５９号公報
【特許文献７】特開平８−１６２０６９号公報
【特許文献８】特開２０００−２９４１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような表面板および背面板間の対向放電構造の平面型放電ランプでは、前記表面側電極を射出する光に対して透明な材料、例えば可視光を高い透過率で透過させる透明導体材料で構成する一方、前記背面側電極を不透明な導体材料で構成し、何れもべた一面に設けている。一般に、上記透明導体材料としては、酸化インジウム錫(ＩＴＯ)や酸化錫(SnO2)等が用いられ、上記不透明な導体材料としては、厚膜銀等の厚膜導体材料やアルミニウム薄膜等が用いられる。
【０００５】
しかしながら、背面側電極がべた一面に設けられていると、その全面で放電が発生するため放電電流が多くなって発光効率が低下すると共に、電極表面の凹凸に起因して意図しない放電の偏り延いては輝度ムラも生じ得る。この輝度ムラは表面板の上に重ねられる拡散板で緩和することになるが、拡散板の可視光透過率は一般に50〜70(%)程度に留まる。しかも、輝度ムラを緩和する拡散効果の高いものほど透過率が低い傾向にあるので、全体的な発光効率を向上させるためには、平面型放電ランプ自体の輝度ムラを可及的に小さくすることが望ましい。なお、拡散板は、例えばガラスや透明樹脂板等に光を散乱させる粒子を付着させて構成される。
【０００６】
上記構造に対して、放電電流を制限すると共に放電の一様性を高めるためには、例えば前記特許文献５に記載されている面放電構造のものと同様に、背面側電極を縞状或いは櫛状等でパターン形成することが考えられる。本発明者は、このような構造について、発光効率を向上させるべく鋭意研究を重ねたところ、電極をパターン形成した場合には、その電極上が相対的に高輝度になり、電極相互間の中央位置の輝度が相対的に低くなる輝度分布が生じることを見出した。前述したように平面型放電ランプ自体の輝度ムラが小さいほど拡散板の透過率を高め得るから、斯かる知見に基づき、本発明者は、上記中央位置の輝度向上が平面型放電ランプの面輝度を高め延いては発光効率を高めるために最も効果的であると考えるに至った。
【０００７】
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、輝度ムラが少なく発光効率が高い平面型放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯かる目的を達成するための第１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、それら表面板および背面板上に互いに対向して設けられ且つ誘電体層に被覆された表面側電極および背面側電極とを備え、その気密空間内で前記表面側電極および背面側電極間で放電させることにより前記表面板の内面に設けられた蛍光体層を励起して発光させ、且つその光をその表面板を通して射出する形式の平面型放電ランプにおいて、(ａ)複数の開口部とそれらの相互間に形成される細幅寸法の導体部とを有する導体膜によって前記表面側電極および前記背面側電極の少なくとも一方を構成し、(ｂ)前記細幅寸法の導体部のうち前記開口部を挟んで相対する部分間の中央に対応する位置に前記光の透過率が相対的に高い高透過率領域を有する形状で前記蛍光体層を設けたことにある。
【０００９】
また、前記目的を達成するための第２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、それら表面板および背面板上に互いに対向して設けられ且つ誘電体層に被覆された表面側電極および背面側電極とを備え、その気密空間内で前記表面側電極および背面側電極間で放電させることにより前記表面板の内面に設けられた蛍光体層を励起して発光させ、且つその光をその表面板を通して射出する形式の平面型放電ランプにおいて、(ａ)複数の開口部とそれらの相互間に形成される細幅寸法の導体部とを有する導体膜によって前記表面側電極および前記背面側電極の少なくとも一方を構成し、(ｂ)前記細幅寸法の導体部のうち前記開口部を挟んで相対する部分間の中央に対応する位置に非形成部分を有する形状で前記蛍光体層を設けたことにある。
【発明の効果】
【００１０】
前記第１発明によれば、背面板と表面板との間で対向放電させる形式の平面型放電ランプにおいて、表面側電極および背面側電極の少なくとも一方が細幅寸法の導体部がパターン形成された導体膜で構成されることから、べた一面にこれらを設けた場合に比較して放電電流が少なくなる。このとき、導体膜には細幅寸法の導体部を形成する複数の開口部が備えられており、表面板内面に設けられた蛍光体層は、細幅寸法の導体部のうちその開口部を挟んで相対する部分間の中央に対応する位置(以下、単に中央位置という)に高透過率領域を有するので、その高透過率領域が設けられていない場合に比較して、その中央位置から射出される光量が増加させられる。そのため、面輝度が高められるだけでなく、細幅寸法の導体部から遠いことから相対的に低輝度になるその中央位置の輝度が高められるので、相対的に高輝度になる導体部上の輝度との差が減じられ、輝度ムラが緩和される。したがって、輝度ムラが少なく発光効率が高い平面型放電ランプが得られる。
【００１１】
また、前記第２発明によれば、前記高透過率領域に代えて、蛍光体層が形成されていない非形成部分が設けられる。そのため、表面板内面に蛍光体層が設けられている部分からはその蛍光体層で減衰させられた光が射出されるが、非形成部分からは蛍光体層で何ら減衰されていない光が射出されるので、その非形成部分では気密空間内から外部への光の透過率は、蛍光体層が設けられている部分よりも高い値になる。したがって、第１発明の場合と同様にして、輝度ムラが少なく発光効率が高い平面型放電ランプが得られる。前記「高透過率領域」は、他の部分よりも透過率が高ければ足りるので、例えば、蛍光体層の膜厚を薄くしたものや、蛍光体層の粒子密度を低くしたもの等でも差し支えない。しかしながら、上記のように非形成部分を設けること、すなわち蛍光体による減衰が零の構成とすることが最も簡便且つ効果的である。
【００１２】
因みに、気密空間内で放電させるとこれにより発生した紫外線等で蛍光体層が励起されて発光するが、表面板内面の蛍光体層から発生した光は、一部がその表面板に向かい且つそのまま射出されるが、残部は背面板側に向かい且つその表面で反射されて表面板側に向かう。また、背面板内面等の他の部分に蛍光体層が設けられている場合にも、その蛍光体層で発生した光は表面板側に向かう。これらの光は表面板内面の蛍光体層を透過するため、その蛍光体層で減衰させられてその減衰量に応じた透過率で射出されることになる。そのため、一般に、表面板内面の蛍光体層は、その透過率と蛍光体の発光量とを比較考量して、反射側に比べて薄い例えば5〜20(μm)程度の厚さ寸法で設けられる(例えば特許文献１等を参照)。
【００１３】
図１０は、表面板１２の内面３０全面に蛍光体層７８を設けた平面型放電ランプ８０の断面図である。矢印Ａ〜Ｃは、上述した３種類の光の射出経路を表している。蛍光体層７８で発生する光は矢印Ａ，Ｂ２つの経路を通る。また、背面側の蛍光体層３４で発生する光は矢印Ｃに示す経路を通る。射出される全光量を多くしようとするとき、矢印Ａに示す経路は蛍光体層７８における発光量だけを考えればよいが、矢印Ｂに示す経路はその発光量と透過光量との平衡を考える必要がある。また、矢印Ｃに示す経路は、蛍光体層７８の透過光量だけを考えればよい。気密空間１８内で発生する全光量に対する割合は矢印Ａの光量よりも矢印Ｂ，Ｃの光量の方が遙かに大きくなることから、矢印Ｂ，Ｃの光の透過量を十分に多くすることが高輝度を得るためには望ましいので、蛍光体層７８の厚さ寸法は矢印Ａに示す光量が最大になる値よりも極めて薄くすることが好適である。本発明者が実験したところによれば、実際に好適な厚さ寸法は5(μm)以下、少なくとも10(μm)以下であるが、このような薄いものは安定して形成することが困難であるため、15〜20(μm)程度、或いはそれよりも厚い膜厚で形成されるのが通例である。
【００１４】
すなわち、蛍光体の粒子径は例えば3〜10(μm)程度であることから、20(μm)程度以下の膜厚は例えば蛍光体粒子１〜２個分程度の厚みに相当するため、同一膜厚であっても粒子の分散の疎密で透過率が相違する。このような薄い蛍光体層を形成する場合には、膜厚が薄くなるほど蛍光体ペーストの樹脂や溶剤の比率を多くするが、樹脂や溶剤の比率を多くするほど部分的な密度ムラを起こし易く、溶剤の揮発による経時的な変化や材料のロット間バラツキ等が顕著になる。そのため、高輝度を得るためには5(μm)程度以下が好ましいにも拘らず、このような膜厚では一様な蛍光体粒子の分布を得ることが困難になり、意図しない透過率分布延いては輝度分布が形成され易くなる。或いは、同一条件で製造した平面型放電ランプの輝度が一定に保たれないことになる。したがって、前記のようにそれよりも厚い膜厚が好適とされているものと考えられる。
【００１５】
上記のように蛍光体粒子１〜２個分程度の膜厚が好ましい理由は、この程度の膜厚になると蛍光体層の平面視において蛍光体粒子の相互間に隙間が生じてくるため、その間を通って射出される光が生ずるためと推定される。この考えを推し進めると、背面板側に向かった反射光や背面板内面等に蛍光体層が備えられている場合にそこで発生した光を射出する経路を蛍光体層内に設けると、それらの光の一部が蛍光体層で減衰されることなく射出されることになる。すなわち、蛍光体層全体の膜厚を薄くしてそのような射出経路を形成することに代えて、蛍光体層を非形成部分を有する形状で設ければ、膜厚を厚くしてロット間バラツキ、部位間バラツキ、経時的変化の少ない濃度の蛍光体ペーストを用いながら、全体の膜厚を薄くした場合に類似した効果が得られるのである。
【００１６】
例えば、前記特許文献６には、本願発明とは電極構造の異なる平面型放電ランプであるが、表面側の蛍光体層をランプ構造に起因して輝度が低くなるスペーサの近傍等に非形成部を有する形状で設けることが記載されている。この構造によれば、表面側の蛍光体層の発光のうち背面側に向かい且つ反射されて表面側に向かう光および背面側の蛍光体層の発光は、その非形成部から蛍光体層で減衰されることなく射出される。そのため、この光は蛍光体層を透過する光よりも透過率が高いことから輝度が高いので、低輝度部分の輝度が改善されて輝度ムラが緩和されると共に、全体の輝度も高められる。
【００１７】
なお、表面側電極および背面側電極は、相対する面すなわち放電面が誘電体層で被覆されていることが必要であるが、配設面は、表面板および背面板の何れにおいても、その内面でも外面でも差し支えない。また、一方が内面に、他方が外面に設けられていてもよい。内面に設けられる場合には、誘電体層を別に設けることが必須であるが、外面に設ける場合には、表面板或いは背面板が誘電体層として機能するので無用となる。すなわち、請求の範囲に言う「誘電体層」は、放電電極に対して実質的にそのように機能するものであれば、表面板や背面板で構成(すなわち兼用)されていてもよい。
【００１８】
また、前記「導体部のうち開口部を挟んで相対する部分間の中央に対応する位置」は、導体膜が網状を成す場合においてはその網目(すなわち空点)の中央に対応する位置であり、多数本の並行部分から成る縞状等を成す場合には、相互に隣接するその並行部分の間の中央に対応する位置である。なお、何れの態様においても、前記高透過率領域や非形成部は、その中央に対応する位置の全てに設けられていなくとも良い。すなわち、網目等の分布に対して疎らに分布してよい。また、「対応する位置」とは、平面型放電ランプを表面板および背面板が水平になる向きとした場合に、導体膜のそのような中央位置の真上または真下の位置を意味する。
【００１９】
ここで、好適には、前記導体膜は前記複数の開口部がその形成面上に一様に分布するものであり、前記蛍光体層は前記表面板の内面全体に前記非形成部分または前記高透過率領域が一様に分布するものである。このようにすれば、透過率の高い領域が表面板内面全体に一様に分布することから、輝度の一様性が一層高められる。なお、本発明によれば、開口部の配置に応じて各部分の輝度が変化するので、その配置を適宜定めることにより、上記と反対に、意図的な輝度分布を形成することも可能である。本発明には、斯かる態様のものも含まれる。
【００２０】
また、好適には、前記導体膜は網状を成すものである。このようにすれば、細幅寸法の導体部が多数の方向において相互に接続されることから、輝度の一様性が高められると共に、断線による部分不灯の可能性が減じられ。すなわち、例えば互いに平行な多数の細幅導体から成る縞状に導体膜が形成される場合に比較して、部分的な断線が生じても他の経路から通電できるため部分不灯が生じ難い。また、このような縞状の導体膜に比較すると、開口部分布の一様性が一層高められる利点もある。
【００２１】
また、好適には、前記蛍光体層のうち前記高透過率領域および前記非形成部分を除く残部は、蛍光体の粒子径よりも大きく且つ20(μm)以下の厚さ寸法を備えたものである。このようにすれば、蛍光体層のその残部が適度な膜厚を備えることから、気密空間内で発生した光を比較的高い透過率で透過させつつ、その蛍光体層で発生し且つそのまま表面板から射出される光量を十分に多くできる。なお、20(μm)よりも厚くすると、印刷時にダレや流れなどが生じ易くなり、蛍光体層の平面形状の維持が困難になる。一層好適には、膜厚は5〜10(μm)の範囲内である。
【００２２】
また、好適には、多数設けられることとなる前記高透過率領域および前記非形成部分は、それらを含む蛍光体層の形成領域の全体に対して5〜40(%)の面積割合で設けられる。このようにすれば、開口率が十分に大きくされていることから、発光面全体の平均輝度が十分に高められる。また、発光に寄与する蛍光体の面積が十分な大きさで確保されていることから開口部を設けることによる輝度低下が特に問題にならない。一層好適には、開口部は20〜30(%)の面積割合で設けられる。なお、本発明は、表面側蛍光体層を透過する光の透過率と、高透過率領域或いは非形成部分とされることによる表面側蛍光体層で発生する光の減少量とのバランスを最適化することにより、最も高い効果を得ることができる。そのため、好適な面積割合は気密空間の高さ寸法、蛍光体層の高透過率領域および非形成部分以外の部分の透過率(すなわち、厚さ寸法と緻密度)が影響するが、上記数値範囲は例えば400(μm)〜1(mm)程度の隔壁高さ寸法、5〜10(μm)程度の蛍光体厚さ寸法の場合に特に好適である。但し、印刷形成が一層容易な10〜15(μm)程度の膜厚の蛍光体層の場合には、上記範囲よりも大きい開口率の方が好ましい。
【００２３】
また、好適には、多数設けられることとなる前記高透過率領域および前記非形成部分は、差し渡し寸法の最小値が各々100(μm)〜1(mm)の範囲内である。このようにすれば、個々の寸法が十分に大きいことから所望の一様な大きさで設けることができると共に、個々の寸法が十分に小さいことからこれらの内周部特に中央部で輝度が低下し延いては面輝度が低下することを抑制できる。なお、上記差し渡し寸法の最小値は、高透過率領域および非形成部分が真円形を成す場合には直径であり、長円形や矩形或いは帯状等を成す場合にはそれらの短径或いは短辺等の長さ寸法である。なお、真円形を成す場合には、直径200(μm)〜1(mm)の範囲内が好ましい。一層好適には、差し渡し寸法の最小値は300〜600(μm)の範囲内である。
【００２４】
また、帯状を成す場合には、幅方向の中心間隔を0.5〜10(mm)の範囲内とすることが好ましい。なお、帯状を成す場合には、前記差し渡し寸法の範囲内および前記開口率の範囲内で上記中心間隔を満たすものが好ましい。
【００２５】
また、好適には、前記導体膜は前記開口部を15乃至50(μm)の範囲内の一定相互間隔を以て全面積の90乃至99(%)の範囲内の面積割合で備え且つ前記表面側電極を構成するものである。このようにすれば、光射出側に設けられた表面側電極は、開口部の面積割合すなわち開口率が90〜99(%)と十分に大きく、且つ線幅が15〜50(μm)と十分に細い導体部が一様な繰り返し形状で形成された導体膜によって構成される。そのため、気密空間内で発生した光は、その開口部を通して射出されることから、導体が透光性を有していなくとも上記開口率に応じた高い光透過率を確保できる。また、導体に透光性が要求されないことから、シート抵抗値を十分に低くし得る適宜の導体材料を不透明或いは透明を問わず用いることができるので、光透過率を高めることに伴ってシート抵抗値が高くなって発光効率が低下し或いは発熱量が多くなることもない。なお、導体が存在しない部分である上記開口部は閉じた形状のものに限られず、例えば両端が開放され帯状を成すもの等も含まれる。
【００２６】
このとき、開口部が一定相互間隔を以て設けられていることから、導体部(導体膜のうち導体が存在する部分すなわち開口部以外の部分)は一様な繰り返し形状を成すため、導体部が遮光性を有していても全面から略一様に光が射出され、延いては全面に透明電極材料が用いられている場合と同様なムラの少ない表示品質が得られる。しかも、光は導体の存在しない開口部内から専ら射出されることから、透明電極を透過させる場合のような透過率の波長依存性の問題も生じ得ない。また、導体部は、線幅が50(μm)以下と十分に細くされていることから、上記のような高い開口率を確保しつつ、輝度ムラが十分に抑制されるように導体部の繰り返し密度(すなわち単位面積当たりの導体部と開口部の繰り返し回数)を高めることができると共に導体部が目立つことも無い一方、線幅が15(μm)以上と十分に太くされていることから断線延いては部分不灯による輝度ムラも十分に抑制される。したがって、光透過率が十分に高く且つ発光効率の十分に高い平面型放電ランプが得られる。
【００２７】
因みに、表面板および背面板間の対向放電構造の平面型放電ランプでは、従来、前述したように表面側電極が透明導体材料で構成されていた。しかしながら、現在知られている透明導体材料は、シート抵抗値と可視光透過率とがトレードオフの関係にあり、シート抵抗値を低くすると可視光透過率が低下する。例えば200(Ω/□)程度のシート抵抗値では可視光透過率が85〜90(%)程度に留まる。通常の使用態様では表示品質上の問題は無いが、シート抵抗値が大きいと電力損失が大きくなって発光効率が低下すると共に、発熱量が多くなる。また、透明電極材料の光透過率は波長依存性を有することから、例えば白色光等の広い波長域に亘る光を透過させた場合に透過光が着色される。上記態様によれば、透明電極に代えて高い開口率で開口部を有する導体膜が用いられるので、これらの問題が生じない利点がある。すなわち、本発明は、表面側電極および背面側電極の何れが開口部を有する導体膜で構成されている場合にも適用されるが、表面側電極をそのような構成とする法が透明電極を置換えられる点で有利である。
【００２８】
また、上記態様において、複数の開口部が導体膜内に一様に分布する場合には、複数の開口部が一定相互間隔を以て設けられ且つそれらの相互間に形成される細幅寸法の導体部が一様な繰り返し形状を成す導体膜によって表面側電極が構成されることから、輝度の一様性が一層高められる。これに対応する蛍光体層は、前記高透過率領域および非形成部分が所定形状を以て周期的に繰り返されるものとなる。
【００２９】
また、一層好適には、前記複数の開口部の各々は一様な大きさの正六角形を成すものであり、一様な相互間隔で備えられる。このようにすれば、導体膜は、一定の細幅寸法の導体部が正六角形の輪郭を構成して全体が屈曲しつつ連なり、開口部はその導体部の幅寸法だけ相互に隔てて密接して並び、全体として蜂巣状を成すものとなるので、開口部が他の形状にされる場合に比較して、十分な導電性を得るための幅寸法を確保しつつ開口率を高くすることができる。また、導体部が屈曲することから干渉縞が生じ難い利点もある。上記正六角形は、例えば、内接円の直径が0.5〜2.5(mm)の範囲内の大きさを備えたものが好適である。
【００３０】
また、好適には、前記複数の開口部は各々が一様な大きさの矩形を成し、全体として格子状またはあみだ状を成すものであってもよい。この場合は、例えば短辺が0.5〜2.5(mm)の範囲内の大きさを備えたものが好適である。
【００３１】
また、好適には、前記細幅寸法の導体部は一方向に沿って伸びる複数本の直線状部分を有するものであってもよい。この場合には、複数の開口部は、それら複数本の導体部によって相互に区分されるが、その両端はそれら導体部を相互に接続する部分によって他の開口部と分離されていてもよいが、例えば、導体膜が全体として櫛状を成す場合などのように、一端側において他の開口部と連通していても差し支えない。本願にいう「複数の開口部」には、このように完全に分離されていないものも含まれる。上記直線状部分は0.5〜2(mm)の範囲内の相互間隔を以て並ぶのが好適である。
【００３２】
また、前記導体膜は種々の構成のものが用いられ得るが、例えば、厚膜銀や厚膜アルミニウム等の厚膜導体をスクリーン印刷法でパターン形成したものや、アルミニウム薄膜を蒸着してエッチングによってパターン形成したもの等が好適に用いられる。
【００３３】
なお、本発明において、気密空間内で発生させられる光は可視光に限られず、紫外線や赤外線等の肉眼で捉え得ない光であってもよい。請求の範囲に言う「透光性を有する表面板」は、気密空間内で発生させられる光が透過し得るものであることを意味し、必ずしも可視光が透過し得るものに限られない。
【００３４】
また、前記気密空間は、平面型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。
【００３５】
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】
【００３６】
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。
【００３７】
図１は本発明の一実施例の平面型放電ランプ１０の構成を説明するための平面図、図２はその周縁分近傍の一部の断面を示す図である。平面型放電ランプ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。このような平面型放電ランプ１０は、例えば、液晶テレビやカー・ナビゲーション・システム等の表示装置を構成する液晶パネルのバックライトとして用いられる。
【００３８】
上記の図１、図２において、平面型放電ランプ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、それぞれ例えば厚さ寸法が0.7〜2(mm)の範囲内、例えば1.1(mm)程度で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。背面板１２および表面板１４間には、この気密空間１８の高さ寸法すなわち背面板１２および表面板１４の相互間隔を一定に保つための多数の支柱２０が備えられている。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。
【００３９】
また、図２において、背面板１２の気密空間１８側の一面には例えばその長手方向に沿って伸びる簾状に複数本の背面側電極２２が設けられている。背面側電極２２は、例えば、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ものである。これら複数本の背面側電極２２は、背面板１２の一面に設けられた例えば白色の誘電体層２４に覆われている。誘電体層２４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50〜100(μm)程度の厚さ寸法で設けられている。
【００４０】
上記の誘電体層２４の表面２６には、前記支柱２０の背面側部分を構成する背面側支柱部２８が突設されている。この背面側支柱部２８は、例えば、幅寸法Ｗｂが100〜400(μm)程度の範囲内、例えば200(μm)程度、図２における紙面に垂直な方向の長さ寸法が1〜5(mm)程度の範囲内、例えば2(mm)程度、高さ寸法が200(μm)〜10(mm)程度の範囲内、例えば400(μm)程度の大きさを備えたものである。背面側支柱部２８は、低融点ガラスにフィラーが添加されることによって白色を呈している。上記フィラーは、形成時に保形性を高めると共に形成後には反射率を高めるために添加されており、例えば、アルミナやチタニア等から成るものである。また、背面側支柱部２８は、例えば、背面板１２の長辺方向および短辺方向の各々において、例えば12(mm)程度の中心間隔で設けられている。すなわち、12(mm)四方に１個の割合で設けられている。
【００４１】
一方、表面板１４の気密空間１８側の内面３０には、前記背面側電極２２との間で放電を発生させるための表面側電極３２が備えられている。表面側電極３２は、図３に平面型放電ランプ１０の周縁部近傍の一部を拡大した平面図を示すように、一様な大きさおよび一様な相互間隔を以て互いに６０度の角度を成す方向に密接して並ぶ多数の六角形の開口部３４と、それら多数の開口部３４相互間を屈曲しつつ内面３０全体に広がる蜂巣状の導体部３６とを有する厚膜銀等から成る孔明き形状すなわち網目状の導体膜である。
【００４２】
上記の導体部３６の幅寸法Ｗは、全面で一様であって、例えば15〜50(μm)の範囲内、例えば30(μm)程度である。また、導体膜の厚さ寸法は、例えば0.5〜1.5(μm)の範囲内、例えば1(μm)程度である。また、開口部３４の各辺の長さ寸法Ｌは、例えば0.58〜1.4(mm)の範囲内、例えば740(μm)程度の全面で一様な寸法である。そのため、表面側電極３２のうち開口部３４の占める面積割合すなわち開口率は、例えば90(%)以上の高い値となっている。また、表面側電極３２は、全体を面状定抵抗体と見なした場合の単位抵抗値すなわちシート抵抗値相当値で例えば1〜20(Ω)の範囲内、例えば5(Ω)程度の極めて高い導電性を有している。なお、各図においては、図示の便宜上、導体部３６の幅寸法や厚さ寸法を他の構成部分に対して相対的に大きく描いている。
【００４３】
また、上記の導体部３６は誘電体層３８で覆われている。誘電体層３８は、例えば低融点ガラス等から成る透明誘電体であって、導体部３６上の厚さ寸法は、例えば50〜150(μm)の範囲内、例えば100(μm)程度である。また、図４に示すように、誘電体層３８は上記のような網目を構成する屈曲した導体部３６に倣った蜂巣状の平面形状で設けられており、その幅寸法は全面で一様な値であって、導体部３６の幅方向両端から片側に50〜150(μm)の範囲内、例えば100(μm)程度広がった大きさである。すなわち、115〜350(μm)程度の範囲内、例えば300(μm)程度の一様な幅寸法を備えている。図２において幅方向の中央に位置する誘電体層３８の一部と背面側支柱部２８との位置関係から明らかなように、誘電体層３８は、前記支柱２０のうち表面側部分を兼ねるものである。すなわち、これら背面側支柱部２８および誘電体層３８が重ね合わされて機能上一体化させられることによって支柱２０が構成されている。したがって、気密空間１８の高さ寸法ｈは、このような背面側支柱部２８および表面側支柱部３２とから成る支柱２０によって定められており、そのため、例えば230(μm)〜10(mm)程度の範囲内、例えば500(μm)程度である。
【００４４】
なお、上記誘電体層３８は、フィラーを何ら含まず可視光に対する透光性を有するものである。ここで「透光性を有する」とは、例えば50(μm)の厚さ寸法としたときに可視光の透過率が80(%)以上であることを意味する。
【００４５】
また、気密空間１８の内壁面、すなわち誘電体層２４の表面２６，背面側支柱部２８の表面、表面板１４の内面３０，および誘電体層３８の表面には、蛍光体層４０，４２が設けられている。これら蛍光体層４０，４２は、例えば紫外線励起により白色或いは昼光色に発光させられる蛍光体粉末が塗布されることにより形成されたものである。背面板１２側の蛍光体層４０の厚さ寸法は、例えば50〜100(μm)の範囲内、例えば70(μm)程度であり、表面板１４側の蛍光体層４２の厚さ寸法は、例えば5〜20(μm)の範囲内、例えば10(μm)程度である。
【００４６】
上記表面側の蛍光体層４２は、前記図３に示されるように多数の円形の非形成部分４４を有する孔明き形状で設けられている。非形成部分４４は、各々が例えば200(μm)〜1(mm)程度の範囲内、例えばｄ＝600(μm)程度の直径を備えたものであって、蛍光体層４２の塗布領域の全面積(すなわち非形成部分４４を含む面積)に対する非形成部分４４の割合すなわち開口率は、例えば5〜40(%)の範囲内、例えば20(%)程度である。また、多数の非形成部分４４の各々は、表面側電極３２に設けられた多数の開口部３４の各々の中央に位置する。すなわち、非形成部分４４は、導体部３６のうち開口部３４を挟んで相対して位置する部分間の中央に位置する。このため、非形成部分４４も互いに６０度の角度を以て交差する３方向に並んでおり、その中心間隔は開口部３４の中心間隔と同一である。
【００４７】
以上のように構成された平面型放電ランプ１０は、例えば、高周波インバータ回路等を用いて、背面側電極２２および表面側電極３２間に周期的にそれらの間の極性(正負)が反転させられる例えば1.5(kV)、20(kHz)程度の高周波正弦波またはパルスを印加して駆動される。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、平面型放電ランプ１０の大きさや封入ガス圧等に応じて適宜設定される。正弦波またはパルスを印加することにより電極２２，３２間で所謂電界放電型の放電が発生させられると、放電ガスが電離させられて例えば波長が172(nm)程度或いは147(nm)程度の紫外線を発生させる。そして、その紫外線で蛍光体層４０，４２が励起されて発光し、その光が表面板１４を通してその全面から射出される。
【００４８】
このとき、本実施例によれば、表面側電極３２が開口率90(%)以上すなわち可視光透過率が90(%)以上の網状の導体膜で構成されていることから、ＩＴＯなどの透明導体材料を用いた場合に比較して光の透過率が高いため、面輝度が高められる。
【００４９】
しかも、本実施例によれば、光の射出側に位置する表面板内面３０上の蛍光体層４２に非形成部分４４が設けられていることから、気密空間１８内で発生した光の射出経路は、図２に矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに示すように５種類が考えられる。これらのうちＡ，Ｂ，Ｃは、非形成部分４４を設けていない前記図１０に示される平面型放電ランプ８０の場合と同様である。すなわち、経路Ｂ，Ｃの光は蛍光体層４２を透過して射出されるので、その蛍光体層４２によって減衰させられる。これに対して、射出経路Ｄは、経路Ｂと同様に表面側の蛍光体層４２で発生した光のうち背面側に向かい且つ反射されることにより表面側に向かわせられる光の経路であるが、非形成部分４４から射出されるので蛍光体層４２で減衰させられない。経路Ｅも、経路Ｃと同様に背面側の蛍光体層４０で発生した光の経路であるが、これも非形成部分４４から射出されるので蛍光体層４２で減衰させられない。
【００５０】
そのため、非形成部分４４からは背面板１２側の蛍光体層４０で発生した光および表面板１４側の蛍光体層４２で発生して背面板１２側で反射された光が減衰されることなく射出されることから、その非形成部分４４に蛍光体粒子が存在する場合に比較して射出される光量が増大する。すなわち、経路Ａに相当する経路を通る光が皆無になるにも拘らず、経路Ｄ，Ｅを通る光がその減少分以上に多くなるので、却って光量が増大するのである。したがって、導体部３６から最も離隔した位置にあることから輝度が相対的に低くなる開口部３４の中央部における輝度が高められるので、輝度ムラが緩和されると共に面輝度が高められる。
【００５１】
しかも、本実施例によれば、表面側電極３２の開口部３４が内面３０上に一様に分布すると共に、蛍光体層４２の非形成部分４４も内面３０上に一様に分布することから、これらの分布が一様でない場合に比較して輝度の一様性が一層高められる。
【００５２】
また、本実施例によれば、表面側電極３２を構成する導体部３６は網状を成すことから、開口部３４を形成する６辺の各々に対して例えばそれぞれ４本程度の細幅導体が接続された構造を成すため、断線が生じた場合にも代替する通電経路が存在する可能性が高くなっている。そのため、断線による部分不灯の可能性が減じられている。
【００５３】
また、本実施例によれば、蛍光体層４２が10(μm)程度の膜厚で設けられていることから、厚膜スクリーン印刷法による塗布形成が容易で高い一様性を以て形成することができる。また、膜厚が十分に厚いことからこれを形成するための蛍光体ペーストには蛍光体粒子密度の比較的高いものを用い得るため、変質や偏りなどが生じ難いので管理が容易になる利点もある。すなわち、本実施例によれば、表面側の蛍光体層４２で発生して背面板１２側で反射された光や背面側の蛍光体層４０で発生した光の取出し効率を高める目的で蛍光体層４２を薄く、例えば5(μm)程度以下にする必要がないため、蛍光体層４２の厚さ寸法を定めるに際してこれを考慮する必要がない。そのため、塗布厚みや緻密度等のバラツキ等が小さく、或いはペーストの管理が容易になるように蛍光体層４２の厚さ寸法を定めることができる利点がある。
【００５４】
図５は、蛍光体層４２に非形成部分４４を設けることによる輝度改善効果を、その非形成部分４４の孔径を種々変更して確かめたものである。孔径を変更する他は全て上述した平面型放電ランプ１０と同様に構成した。縦軸の「輝度変化率」は非形成部４４を設けていない場合の輝度(すなわち孔無し部面輝度)を基準(0(%))としてこれに対する輝度の増加率を正の値で、減少率を負の値で表した。図５において、「密」と記したものは、図３に示されるように全ての開口部３４内に位置するように非形成部分４４を設けた場合の輝度変化率を表しており、「疎」と記したものは、図６に示されるように隣り合った開口部３４内に位置しないように非形成部分４４が疎らに設けられた表面側電極４６の場合の輝度変化率を表している。非形成部分４４の中心間隔は、密の場合には互いに６０度を成す３方向の各々で1.3(mm)程度であり、疎の場合には互いに６０度を成す３方向の各々で2.4(mm)程度であるが、他の部分の構成は密のものと同様である。また、「孔輝度」は非形成部分４４上の輝度であり、「面平均輝度」は表面板１４内の有効領域全体の平均輝度である。
【００５５】
上記の図５に示されるように、一定の孔径例えば0.3(mm)程度までは孔径が大きくなるほど輝度が向上する傾向があるが、これを超えると却って輝度が低下する傾向がある。例えば、図３に示すように密に配置した態様では、最大値で孔輝度が82(%)程度、面平均輝度が15(%)程度向上する(何れも、孔無しの場合の輝度に対する割合。)。また、図６に示すように疎に配置した態様では、最大値で孔輝度が81(%)程度、面平均輝度が9(%)程度向上する。したがって、この評価結果の範囲では、非形成部分４４の孔径は0.3(mm)程度が最も好ましいと考えられる。
【００５６】
しかしながら、密に配置した態様では、孔径が一定値を超えると孔輝度および面輝度共に非形成部分４４を設けていない場合よりも輝度が低くなる。このような傾向が生ずるのは、孔輝度については、孔径が大きくなるほど蛍光体層４２で発生した反射光がその内周側に届き難くなると共に、蛍光体塗布面積の減少に伴って反射光自体が減少するためと考えられる。その結果、孔径が大きくなることに伴って蛍光体層４２の蛍光体塗布面積が小さくなり延いてはその蛍光体層４２で発生する光量が低下することと相俟って輝度が低下するためである。
【００５７】
一方、疎に配置した態様では、孔径が大きくなるほど反射光が内周側に届き難くなることは同様であるが、非形成部分４４の各々の中心間隔が密の場合に比較して大きいことから、孔径拡大に伴う非形成部分４４に向かう反射光の光量が密の場合よりも減少し難い。そのため、孔輝度が密の場合に比較して高く保たれると共に、蛍光体層の塗布面積も密の場合に比較して大きく保たれることから、その孔輝度が比較的高く保たれることと相俟って面輝度も高く保たれる。
【００５８】
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前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。
【００５９】
図７は、本発明の他の実施例の平面型放電ランプ５０の構成を説明するための図２に対応する断面図である。この平面型放電ランプ５０では、表面側電極５２が内面３０に設けられず、外面５４に設けられている。但し、表面側電極５２の平面形状は前記実施例の表面側電極３２と同一形状すなわち蜂巣状であり、電極各部の寸法も例えばこれと同一である。なお、外面５４には、その表面側電極５２を保護するための透明な保護膜などが設けられるが、図７においては省略した。
【００６０】
上記のように表面側電極５２が外面５４に設けられた結果、平坦に保たれることとなった内面３０には、蛍光体層５６が例えば10(μm)程度の一様な厚さ寸法で設けられている。この蛍光体層５６は、前記蛍光体層４２と同様な平面形状を備えたものである。すなわち、表面側電極５２の多数の開口部３４の各々に対応する位置(すなわち直下の位置)に例えば直径が600(μm)程度の円形の非形成部分４４を有している。
【００６１】
そのため、このように構成された平面型放電ランプ５０においても、光の射出経路がＡ〜Ｅに示されるように５種類挙げられ、導体部３６のうち開口部３４を挟んで互いに相対する部分の中央部すなわちその相対する部分から最も離隔した部分の輝度が、非形成部分４４を設けない場合に比較して高められている。このように、表面側電極５２が外面５４に設けられている場合にも、表面側電極３２が内面３０に設けられた場合と同様に非形成部分４４を設けることによる輝度改善効果を享受できる。なお、本実施例においては、表面板１４が表面側電極５２の誘電体層として機能するので、背面側電極２２との間で交流放電を発生させるための誘電体層は特に設けられていない。また、気密空間１８の高さ寸法を維持するための支柱５８は、背面板１２上に突設されたものだけで一体的に構成されている。このため、前記平面型放電ランプ１０における誘電体層３８の高さ寸法(厚さ寸法)分だけ気密空間１８の高さ寸法が低くなっている。
【００６２】
なお、上記実施例において、支柱５８は、全体がフィラーを含む白色の誘電体層で構成されていても良いが、表面板１４側の頂部が透光性材料で構成されていることが好ましく、例えば、表面板内面３０上に透光性材料から成る表面側支柱部を設けて、支柱５８を分割形成しても差し支えない。また、支柱５８は、別途作成したガラス製支柱を背面板１２上に固着して設けることもできる。
【００６３】
図８は、外面５４に表面側電極５２が設けられた上記図７の場合の非形成部分４４の孔径と輝度変化率との関係を評価した結果を示すグラフである。「孔輝度」は非形成部分４４上の孔輝度の変化率であり、「面平均輝度」は表面板１４全体の平均輝度の変化率である。このように管外に表面側電極５２を設けた場合にも、管内に表面側電極３２を設けた平面型放電ランプ１０と同様に、一定の孔径までは輝度が向上し、これを超えると低下傾向に転じ、孔径が過大になると却って輝度が低下する傾向が認められる。この実験データの範囲では、孔径が0.4(mm)のときに最も輝度が高くなり、50(%)の改善が認められるが、これを超えると低下傾向にある。そして、0.9(mm)を超えると非形成部分４４を設けない場合よりも面平均輝度が低くなる。
【００６４】
図９は、互いに平行な多数の帯状導体部６０が一定の中心間隔で並ぶ縞状の表面側電極６２が備えられた場合の表面側蛍光体層６４の構成例を説明する図である。多数の帯状導体部６０は、表面板１４の長手方向に対して傾斜する向きに沿って伸び、それらの両端部が相互に接続されており、それらの相互間には帯状の開口部６６が形成されている。帯状導体部６０は、例えば各々の幅寸法が15〜50(μm)の範囲内、例えば30(μm)程度、厚さ寸法が0.5〜1.5(μm)の範囲内、例えば1(μm)程度である。また、帯状導体部６０の中心間隔は例えば0.5〜2(mm)の範囲内、例えば1(mm)程度である。したがって、開口部６６の幅寸法は例えば450〜1975(μm)の範囲内、例えば970(μm)である。この実施例でも、開口率は例えば90(%)以上になる。
【００６５】
また、この実施例においても、内面３０には蛍光体層６４が備えられているが、その蛍光体層６４には、上記開口部６６の幅方向の中央位置に長孔状の非形成部分６８が設けられている。非形成部分６８は、例えば、幅寸法が100〜1000(μm)の範囲内、例えば600(μm)程度、長さ寸法が例えばその幅寸法の２〜３倍程度であり、その幅方向において帯状導体部６０と同一中心間隔で設けられている。また、図示の例では非形成部分６８が長手方向において開口部６６の長さ寸法に応じた複数個に分割して設けられているが、これらは全て連続して設けることもできる。すなわち、開口部６６の各々に一つの帯状の非形成部分６８が備えられていても差し支えない。
【００６６】
上記のように構成した場合にも、帯状導体部６０の相互間の中央部に生じ得る低輝度部分の輝度が、非形成部分６８を設けて反射光や背面側の蛍光体層４０の発光を効率よく取り出すことによって高められるため、前記平面型放電ランプ１０等と同様に電極構造に起因する輝度ムラが緩和されると共に、面輝度が高められる利点がある。
【００６７】
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】
【００６８】
【図１】本発明の一実施例の平面型放電ランプの全体を示す平面図である。
【図２】図１の平面型放電ランプの断面の要部を拡大して示す図である。
【図３】図１の一部を拡大して表面側電極および蛍光体層の形状を説明する図である。
【図４】図１の平面型放電ランプの表面側電極と誘電体層との位置関係を説明する図である。
【図５】図１の平面型放電ランプの蛍光体層に設けた丸孔の大きさと輝度との関係を評価した結果を示すグラフである。
【図６】疎らな丸孔配置の一例である。
【図７】電極が管外に設けられた平面型放電ランプの断面構造を説明する図である。
【図８】電極が管外に設けられている場合における蛍光体層に設けた丸孔の大きさと輝度との関係を評価した結果を示すグラフである。
【図９】縞状の電極を設けた場合における蛍光体層の形成状態の一例を示す平面図である。
【図１０】表面板の外面に透明電極が設けられた従来の平面型放電ランプの構成を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０：平面型放電ランプ、１２：背面板、１４：表面板、３０：内面、３４：開口部、３６：導体部、４２：蛍光体層、４４：非形成部分
【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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