(57)【要約】【課題】従来構成に比べて長寿命化を図れるとともに信頼性の向上を図れる放電プラズマ生成補助装置を提供する。【解決手段】放電媒体であるガスが封入された気密容器１と、気密容器１の内部に配置され上記ガスを放電させて放電プラズマを生成するためのエネルギを供給するエネルギ供給手段たる一対の電極２ａ，２ａとを備えた発光装置に用いられ放電プラズマの生成を補助する放電プラズマ生成補助装置であって、気密容器１内に配置され上記ガス中へ電子を供給する電子源１０と、気密容器１内に配置され電子源１０から放出された電子の衝突により上記ガス中へ二次電子を放出する二次電子放出部２０とを備えている。【選択図】図１
2007087937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体であるガスが封入された気密容器と、気密容器の内部と外部との少なくとも一方に配置され前記ガスを放電させて放電プラズマを生成するためのエネルギを供給するエネルギ供給手段とを備えた発光装置に用いられ放電プラズマの生成を補助する放電プラズマ生成補助装置であって、気密容器内に配置され前記ガス中へ電子を供給する電子源と、気密容器内に配置され電子源から放出された電子の衝突により前記ガス中へ二次電子を放出する二次電子放出部とを備えてなることを特徴とする放電プラズマ生成補助装置。
【請求項２】
前記二次電子放出部が前記気密容器内において放電プラズマが生成される空間に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の放電プラズマ生成補助装置。
【請求項３】
前記エネルギ供給手段として前記気密容器内に配置される電極を備え、前記二次電子放出部が電極を兼ねることを特徴とする請求項２記載の放電プラズマ生成補助装置。
【請求項４】
前記二次電子放出部は、前記電子源の電子放出面の斜め方向に配置されてなることを特徴とする請求項２記載の放電プラズマ生成補助装置。
【請求項５】
前記気密容器内で前記電子源を囲むように配置され前記気密容器内で生成された放電プラズマのイオンから前記電子源を保護する保護カバーを備え、保護カバーは、前記電子源から放出された電子が通過する開孔部が設けられ、前記二次電子放出部は、保護カバーの開孔部内に配置されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の放電プラズマ生成補助装置。
【請求項６】
前記気密容器内で前記電子源を囲むように配置され前記気密容器内で生成された放電プラズマのイオンから前記電子源を保護する保護カバーを備え、保護カバーは、前記電子源から放出された電子が通過する開孔部が設けられ、前記二次電子放出部は、保護カバーの外側に配置されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の放電プラズマ生成補助装置。
【請求項７】
前記気密容器内で前記電子源を囲むように配置され前記気密容器内で生成された放電プラズマのイオンから前記電子源を保護する保護カバーを備え、保護カバーは、前記電子源から放出された電子が通過する開孔部が設けられ、前記二次電子放出部は、保護カバーの少なくとも一部からなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の放電プラズマ生成補助装置。
【請求項８】
前記気密容器内に前記二次電子放出部が複数設けられてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の放電プラズマ生成補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、プラズマディスプレイパネル、紫外線ランプ、蛍光ランプなどの放電プラズマを利用する発光装置に用いる放電プラズマ生成補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放電媒体であるガスが封入された気密容器と、気密容器に設けられて放電プラズマを生成するためのエネルギを供給するエネルギ供給手段としてガスに電界を印加する一対の電極とを備えた発光装置に用いられ放電プラズマの生成を補助する放電プラズマ生成補助装置において、ガス中へ電子を供給可能な電界放射型の電子源を気密容器に設けて当該電子源を適宜駆動することにより、放電開始電圧の低減、放電プラズマの維持電圧の低減、放電プラズマの安定化などの効果が得られることが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、上記特許文献１には、放電プラズマ生成補助装置の適用例として、気密容器の内面に放電プラズマで生成される紫外線などで励起されて発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルの他に、紫外線ランプ、蛍光ランプなどへ適用することが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１５０９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に開示された発光装置では、放電プラズマの開始や放電安定化を確実にするためには、ガス中へ十分な量の電子を供給する必要がある。しかしながら、上述の放電プラズマ生成補助装置では、ガス中への電子の供給量を増大させるには電子源からの電子放出量を増大させる必要があるので、電子源の駆動電圧を高くしたり、電子源の駆動期間を長くする必要があり、例えば直管形の紫外線ランプや蛍光ランプなどのように気密容器が長寸で放電経路が長く且つ長時間に亘って放電プラズマを安定化する必要がある発光装置に用いる場合には、電子源をより厳しい条件で駆動する必要があり、電子源の寿命および信頼性が問題になると考えられる。また、上述の放電プラズマ生成補助装置では、電子源がプラズマに曝されると電子源がイオン衝撃などによるダメージを受け、寿命が短くなるとともに信頼性が低下することが考えられる。
【０００４】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来構成に比べて長寿命化を図れるとともに信頼性の向上を図れる放電プラズマ生成補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、放電媒体であるガスが封入された気密容器と、気密容器の内部と外部との少なくとも一方に配置され前記ガスを放電させて放電プラズマを生成するためのエネルギを供給するエネルギ供給手段とを備えた発光装置に用いられ放電プラズマの生成を補助する放電プラズマ生成補助装置であって、気密容器内に配置され前記ガス中へ電子を供給する電子源と、気密容器内に配置され電子源から放出された電子の衝突により前記ガス中へ二次電子を放出する二次電子放出部とを備えてなることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、気密容器内に配置されガス中へ電子を供給する電子源と、気密容器内に配置され電子源から放出された電子の衝突により前記ガス中へ二次電子を放出する二次電子放出部とを備えているので、前記ガス中へは電子源から放出された電子だけでなく二次電子放出部から放出された二次電子も供給されることとなり、電子源のみから電子を供給する従来構成に比べて、電子源を放出電子量が少なくなるような比較的緩やかな駆動条件で駆動することができ、従来構成に比べて長寿命化を図れるとともに信頼性の向上を図れる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記二次電子放出部が前記気密容器内において放電プラズマが生成される空間に配置されてなることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、前記二次電子放出部では放電プラズマ中の電子が衝突することによっても二次電子が放出されることとなるから、前記電子源の電子放出量の低減が可能となり、更に長寿命化を図れるとともに信頼性の向上を図れる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記エネルギ供給手段として前記気密容器内に配置される電極を備え、前記二次電子放出部が電極を兼ねることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、前記二次電子放出部を電極に兼用することができるので、発光装置の製造が容易になり、低コスト化を図れる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記二次電子放出部は、前記電子源の電子放出面の斜め方向に配置されてなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、前記電子源を放電プラズマに曝されにくいように配置することが可能となり、放電プラズマのイオンにより前記電子源がダメージを受けるのを抑制することが可能となり、長寿命化および信頼性の向上を図れる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記気密容器内で前記電子源を囲むように配置され前記気密容器内で生成された放電プラズマのイオンから前記電子源を保護する保護カバーを備え、保護カバーは、前記電子源から放出された電子が通過する開孔部が設けられ、前記二次電子放出部は、保護カバーの開孔部内に配置されてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、保護カバーによって前記電子源を放電プラズマのイオンから保護することができ、より一層の長寿命化および信頼性の向上を図れる。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記気密容器内で前記電子源を囲むように配置され前記気密容器内で生成された放電プラズマのイオンから前記電子源を保護する保護カバーを備え、保護カバーは、前記電子源から放出された電子が通過する開孔部が設けられ、前記二次電子放出部は、保護カバーの外側に配置されてなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、保護カバーによって前記電子源を放電プラズマのイオンから保護することができ、より一層の長寿命化および信頼性の向上を図れ、また、前記二次電子放出部が保護カバーの外側に配置されているので、請求項５の発明に比べて、前記二次電子放出部から放出される二次電子の量を増加させることが可能となる。
【００１７】
請求項７の発明は、前記気密容器内で前記電子源を囲むように配置され前記気密容器内で生成された放電プラズマのイオンから前記電子源を保護する保護カバーを備え、保護カバーは、前記電子源から放出された電子が通過する開孔部が設けられ、前記二次電子放出部は、保護カバーの少なくとも一部からなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、保護カバーによって前記電子源を放電プラズマのイオンから保護することができ、より一層の長寿命化および信頼性の向上を図れ、また、前記二次電子放出部が保護カバーの少なくとも一部からなるので、前記二次電子放出部と保護カバーとが別体である場合に比べて、前記二次電子放出部と保護カバーとの相対的な位置関係のずれに起因した二次電子の量のばらつきをなくすことができるとともに、製造が容易になる。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、前記気密容器内に前記二次電子放出部が複数設けられてなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、前記ガス中へ供給される二次電子の量を増大させることができるから、前記電子源からの放出電子量をより低減することができ、より一層の長寿命化および信頼性の向上を図れる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明では、従来に比べて長寿命化を図れるとともに信頼性の向上を図れるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施形態１）
本実施形態における発光装置は、紫外線ランプであり、図１に示すように、放電媒体であるガス（例えば、Ｘｅなどの希ガス）が封入された気密容器１と、気密容器１の内部に配置され上記ガスを放電させて気密容器１内のプラズマ生成空間３に放電プラズマを生成するための一対の電極２ａ，２ａと、気密容器１内に配置され上記ガス中へ電子を供給する電子源１０と、気密容器１内に配置され電子源１０から放出された電子の衝突によりガス中へ二次電子を放出する材料（例えば、Ｃｓ、Ａｇ、ＢａＯ、ＭｇＯ、アモルファスカーボン、ダイヤモンドなど）を有する二次電子放出部２０とを備えており、気密容器１内のガスを放電させることで紫外線を放射させることができる。ここにおいて、本実施形態における紫外線ランプは直管形の紫外線ランプであり、気密容器１は、透光性を有する材料（例えば、ガラス、透光性セラミックなど）により円筒状に形成され、長手方向の両端部内それぞれに上述の電極２ａ，２ａが配設され、一方の電極２ａの側方に二次電子放出部２０が配置され、二次電子放出部２０よりもプラズマ生成空間３から離れた位置に電子源１０が配置されている。
【００２３】
本実施形態における発光装置では、電子源１０を駆動することにより、電子源１０から放出された電子および二次電子放出部２０から放出された二次電子が上記ガス中へ供給される（なお、図１中において電子源１０の右横の矢印は電子源１０から放出された電子の流れを示し、同図中において二次電子放出部２０の右横の矢印は電子源１０から放出され二次電子放出部２０を通過した電子および二次電子放出部２０から放出された二次電子の流れを示している）ので、一対の電極２ａ，２ａ間に電圧を印加する前に電子源１０の駆動を開始してガス中へ電子を供給しておくことにより、放電を開始させるのに必要な電極２ａ，２ａ間の電圧である放電開始電圧を低減することができ、一対の電極２ａ，２ａ間に電圧を印加した後も電子源１０を駆動するようにすれば放電プラズマの安定化を図れるとともに、放電維持電圧を低減することができ、低消費電力化を図れる。
【００２４】
ここにおいて、本実施形態では、一対の電極２ａ，２ａが気密容器１の内部に配置され上記ガスを放電させて放電プラズマを生成するためのエネルギを供給するエネルギ供給手段を構成しており、電子源１０と二次電子放出部２０とで放電プラズマの生成を補助する放電プラズマ生成補助装置を構成している。
【００２５】
電子源１０は、図２（ａ）に示すように、矩形板状の絶縁性基板（例えば、絶縁性を有するガラス基板、絶縁性を有するセラミック基板など）１１の一表面上に金属膜（例えば、タングステン膜など）からなる下部電極１２が形成され、下部電極１２上に強電界ドリフト層６が形成され、強電界ドリフト層６上に金属薄膜（例えば、金薄膜）からなる表面電極７が形成されている。
【００２６】
本実施形態における電子源１０では、強電界ドリフト層６が電子通過層を構成しており、下部電極１２と電子通過層たる強電界ドリフト層６と表面電極７とで表面電極７を通して電子を放出する電子源素子１０ａを構成している。
【００２７】
電子源素子１０ａの強電界ドリフト層６は、図２（ｂ）に示すように、少なくとも、下部電極１２の表面側に列設された柱状の多結晶シリコンのグレイン（半導体結晶）５１と、グレイン５１の表面に形成された薄いシリコン酸化膜５２と、グレイン５１間に介在する多数のナノメータオーダのシリコン微結晶（半導体微結晶）６３と、各シリコン微結晶６３の表面に形成され当該シリコン微結晶６３の結晶粒径よりも小さな膜厚の酸化膜である多数のシリコン酸化膜（絶縁膜）６４とから構成されている。ここに、各グレイン５１は、下部電極１２の厚み方向に延びている（つまり、絶縁性基板１１の厚み方向に延びている）。
【００２８】
上述の電子源素子１０ａから電子を放出させるには、表面電極７が下部電極１２に対して高電位側となるように表面電極７と下部電極１２との間に駆動電圧を駆動電源により印加すればよく、下部電極１２から強電界ドリフト層６へ注入された電子が強電界ドリフト層６をドリフトし表面電極７を通して放出される（図２（ｂ）中の矢印は表面電極７を通して放出された電子ｅ−の流れを示す）。
【００２９】
ここで、本実施形態における電子源素子１０ａでは、表面電極７と下部電極１２との間に印加する駆動電圧を１０〜２０Ｖ程度の低電圧としても電子を放出させることができる。なお、本実施形態の電子源素子１０ａは、電子放出特性の真空度依存性が小さく且つ電子放出時にポッピング現象が発生せず安定して電子を高い電子放出効率で放出することができるという特徴を有している。なお、電子源１０へ与える駆動電圧は一定の直流電圧でもよいし、パルス状の電圧でもよい。また、駆動電圧をパルス状の電圧とした場合、駆動電圧を印加していない時に逆バイアスの電圧を印加するようにしてもよい。
【００３０】
本実施形態における電子源素子１０ａの基本構成は周知であり、次のようなモデルで電子放出が起こると考えられる。すなわち、表面電極７と下部電極１２との間に表面電極７を高電位側として電圧を印加することにより、下部電極１２から強電界ドリフト層６へ電子ｅ−が注入される。一方、強電界ドリフト層６に印加された電界の大部分はシリコン酸化膜６４にかかるから、注入された電子ｅ−はシリコン酸化膜６４にかかっている強電界により加速され、強電界ドリフト層６におけるグレイン５１の間の領域を表面に向かって図２（ｂ）中の矢印の向き（図２（ｂ）における上向き）へドリフトし、表面電極７をトンネルし放出される。しかして、強電界ドリフト層６では下部電極１２から注入された電子がシリコン微結晶６３でほとんど散乱されることなくシリコン酸化膜６４にかかっている電界で加速されてドリフトし、表面電極７を通して放出され（弾道型電子放出現象）、強電界ドリフト層６で発生した熱がグレイン５１を通して放熱されるから、電子放出時にポッピング現象が発生せず、安定して電子を放出することができる。
【００３１】
なお、上述の強電界ドリフト層６では、シリコン酸化膜６４が絶縁膜を構成しており絶縁膜の形成に酸化プロセスを採用しているが、酸化プロセスの代わりに窒化プロセスないし酸窒化プロセスを採用してもよく、窒化プロセスを採用した場合には各シリコン酸化膜５２，６４がいずれもシリコン窒化膜となり、酸窒化プロセスを採用した場合には各シリコン酸化膜５２，６４がいずれもシリコン酸窒化膜となる。
【００３２】
ところで、上述のように気密容器１内において放電プラズマが生成される空間であるプラズマ生成空間３に配置される二次電子放出部２０は、二次電子を放出する材料からなる二次電子放出膜が図３（ａ）に示す基材２１に設置されている。なお、図３（ａ）に示す基材２１は、平板状の板部材２１ａに多数の円形状の穴２１ｂを形成したものであるが、基材２１の形状は特に限定するものではなく、例えば、図３（ｂ）に示すように、平板状の板部材２１ａに多数の矩形状の穴２１ｂを形成したものでもよいし、図３（ｃ）に示すようなメッシュ状の形状としてもよく、少なくとも電子源１０との対向面側に二次電子放出膜を被着しておけば、基材２１における電子源１０側とは反対側の空間へ電子源１０から放出された電子および二次電子放出膜から放出された二次電子を供給することが可能となる。また、図３（ａ）に示した基材２１は図４（ａ）に示すような平板状の板部材２１ａに上述の穴２１ｂを形成しているが、図４（ｂ）に示すような曲面状の板部材２１ａに上述の穴２１ｂを形成してもよいし、図４（ｃ）に示すような球面状の板部材２１ａに上述の穴２１ｂを形成してもよい。なお、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、板部材２１ａの概略側面図である。
【００３３】
しかして、本実施形態の放電プラズマ生成補助装置では、気密容器１内に上述の電子源１０および二次電子放出部２０を備えているので、ガス中へは電子源１０から放出された電子だけでなく二次電子放出部２０から放出された二次電子も供給されることとなり、電子源１０のみから電子を供給する従来構成に比べて、電子源１０を放出電子量が少なくなるような比較的緩やかな駆動条件で駆動することができ、従来構成に比べて長寿命化を図れるとともに信頼性の向上を図れる。また、二次電子放出部２０が気密容器１内において放電プラズマが生成される空間に配置されているので、二次電子放出部２０では放電プラズマ中の電子が衝突することによっても二次電子が放出されることとなるから、電子源１０の電子放出量の低減が可能となり、更に長寿命化を図れるとともに信頼性の向上を図れる。
【００３４】
ここにおいて、二次電子放出部２０の基材２１を導電性材料（例えば、ニッケル、ステンレス、アルミニウムなど）により形成しておき、電子源素子１０ａに駆動電圧を印加するとともに、二次電子放出部２０の基材２１が表面電極７に対して高電位側となるように基材２１と表面電極７との間に加速電圧を印加するようにすれば、電子源素子１０ａが上記駆動電圧により駆動されて表面電極７を通して電子が放出され、表面電極７を通して放出された電子が加速電圧により加速されて二次電子放出膜に照射されることとなるから、加速電圧を適宜設定することで二次電子効率を高めることができて二次電子の放出量を増加させることができるので、電子源１０の電子放出量を低減することが可能となり、電子源１０の長寿命化および信頼性の向上を図れ、結果的に、放電プラズマ生成補助装置の長寿命化および信頼性の向上を図れる。
【００３５】
（実施形態２）
本実施形態における発光装置および放電プラズマ生成補助装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図５に示すように、二次電子放出部２０が一対の電極２ａ，２ａのうちの一方の電極２ａ（図５における左側の電極２ａ）を兼ねている点に特徴がある。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
しかして、本実施形態の放電プラズマ生成補助装置では、二次電子放出部２０が上記一方の電極２ａを兼ねているので、発光装置の部品点数の削減、構造の簡略化、製造プロセスの簡略化を図れ、結果的に発光装置の低コスト化を図れる。
【００３７】
（実施形態３）
本実施形態における発光装置および放電プラズマ生成補助装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図６に示すように、電子源１０を囲むように配置され放電プラズマのイオンから電子源１０を保護する保護カバー３０を備えている点が相違し、他の構成は実施形態１と同じなので、図示および説明を省略する。
【００３８】
保護カバー３０は、絶縁性材料（例えば、フッ素系樹脂などの絶縁性樹脂、絶縁性セラミックなど）により一面開口した直方体状に形成されており、電子源１０の電子放出面に対向する前壁に、電子源１０から放出された電子が通過する開孔部３１が設けられている。また、本実施形態では、二次電子放出部２０が保護カバー３０の前壁に重なる形で配置されているので、電子源１０が放電プラズマに曝されないようにしつつ二次電子放出部２０を放電プラズマに曝すことができる。なお、二次電子放出部２０としては、例えば実施形態１にて説明したメッシュ状の基材２１（図３（ｃ））に二次電子放出膜を被着したものを用いればよく、メッシュサイズを適宜設定することにより、電子源１０からの電子を通過させることができ、且つ、放電プラズマのイオンから電子源１０を保護することが可能となる。
【００３９】
二次電子放出部２０は、基材２１を導電性材料により形成しておき、当該二次電子放出部２０の電位を電子源１０の表面電極７（図２参照）と同電位か或いは表面電極７に対して高電位になるように適宜設定することが好ましい。ここで、二次電子放出部２０を電子源１０の表面電極７と同電位とすることで、電子源１０から放出された電子を十分に通過させるようにしつつ、メッシュ状の二次電子放出部２０を通してプラズマが保護カバー３０内に侵入して電子源１０へ衝撃を与えるのを防止することができる。
【００４０】
しかして、本実施形態の放電プラズマ生成補助装置によれば、保護カバー３０によって電子源１０を放電プラズマのイオンから保護することができ、より一層の長寿命化および信頼性の向上を図れる。
【００４１】
（実施形態４）
本実施形態における発光装置および放電プラズマ生成補助装置の基本構成は実施形態３と略同じであって、図７に示すように、二次電子放出部２０が保護カバー３０の開孔部３１内に配置され、一対の電極２ａ，２ａの一方を兼ねている点が相違する。なお、実施形態３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
しかして、本実施形態の放電プラズマ生成補助装置によれば、二次電子放出部２０が上記一方の電極２ａを兼ねているので、発光装置の部品点数の削減、構造の簡略化、製造プロセスの簡略化を図れ、結果的に発光装置の低コスト化を図れる。
【００４３】
（実施形態５）
本実施形態における発光装置および放電プラズマ生成補助装置の基本構成は実施形態３と略同じであって、図８に示すように、二次電子放出部２０を保護カバー３０において開孔部３１が形成されている前壁から離間して配置している点と、保護カバー３０の前壁における電子源１０との対向面側に導電性材料からなるメッシュ状の保護部材４０を配置している点が相違する。なお、実施形態３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
しかして、本実施形態の放電プラズマ生成補助装置によれば、二次電子放出部２０をより確実に放電プラズマに曝すことが可能となる。ここで、二次電子放出部２０と保護部材４０との間に二次電子放出部２０が保護部材４０に対して高電位となるように電圧を印加するようにし、当該印加電圧を二次電子放出部２０における二次電子放出効率が略最高値となるように設定すれば、効率良く二次電子が生成されるので、電子源１０の放出電子量をより低減することが可能となる。また。本実施形態の放電プラズマ生成補助装置では、保護部材４０の電位を電子源１０と同電位か或いは保護部材４０の電位を電子源１０の表面電極７に対して高電位になるように適宜設定することで、電子源１０から放出された電子を十分に通過させるようにしつつ、メッシュ状の保護部材４０を通してプラズマが保護カバー３０内に侵入して電子源１０へ衝撃を与えるのを防止することが可能となる。
【００４５】
ところで、上述の実施形態３〜５では、保護カバー３０と二次電子放出部２０とが別体となっているが、二次電子放出部２０を保護カバー３０の少なくとも一部により構成するようにしてもよく、このような構成を採用すれば、保護カバー３０によって電子源１０を放電プラズマのイオンから保護することができ、より一層の長寿命化および信頼性の向上を図れる上に、二次電子放出部２０と保護カバー３０とが別体である場合に比べて、二次電子放出部２０と保護カバー３０との相対的な位置関係のずれに起因した二次電子の量のばらつきをなくすことができるとともに、製造が容易になる。
【００４６】
（実施形態６）
本実施形態における発光装置および放電プラズマ生成補助装置の基本構成は実施形態５と略同じであって、図９に示すように、二次電子放出部２０を複数設けてある点が相違する。ここにおいて、本実施形態では、３個のメッシュ状の二次電子放出部２０を電子源１０の電子放出面（図９における上面）の法線方向に沿って並べてある。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
しかして、本実施形態の放電プラズマ生成補助装置によれば、上記ガス中へ供給される二次電子の量を増大させることができるから、電子源１０からの放出電子量をより低減することができ、より一層の長寿命化および信頼性の向上を図れる。なお、本実施形態では、複数の二次電子放出部２０を電子源１０の電子放出面の法線方向に沿って並べてあるが、電子放出面に平行な面内で並設するようにしてもよい。
【００４８】
また、本実施形態の放電プラズマ生成補助装置では、電子源１０の電子放出面の法線方向に沿って配置された複数の二次電子放出部２０それぞれの電位を電子源１０から離れるほど高電位となるように設定すれば、二次電子放出の増倍効果が起こるので、二次電子の放出量をより多くすることができ、電子源１０からの放出電子量をより低減することができる。なお、他の実施形態においても二次電子放出部２０を複数設けてもよい。
【００４９】
ところで、上記各実施形態では、気密容器１を円筒状の形状としてあるが、気密容器１の形状は円筒状の形状に限らず、例えば、電球のような球状の形状でもよいし、直方体状の形状や立方体状の形状などでもよいし、一対の平板と両平板との間に介在するフレームとで構成される平面型の気密容器でもよい。
【００５０】
また、上記各実施形態では、エネルギ供給手段として、図１０（ａ）に示すように円筒状の気密容器１の内部に一対の電極２ａ，２ａを気密容器１の長手方向に離間して配置してあるが、エネルギ供給手段の配置や構成は特に限定するものではなく、エネルギ供給手段を、例えば、図１０（ｂ）に示すように円筒状の気密容器１の外部において気密容器１に近接して巻回された誘導コイル４により構成してもよいし、図１０（ｃ）に示すように円筒状の気密容器１の外部において気密容器１の長手方向に沿って配置された一対の面状の電極２ｂ，２ｂで構成してもよいし、図１０（ｄ）に示すように気密容器１の内部において長手方向の一端部に配置された電極２ａと気密容器１の外部において気密容器１の長手方向に沿って配置された面状の電極２ｂとで構成してもよいし、図１０（ｅ）に示すように円筒状の気密容器１の内部で長手方向の両端部それぞれに１つずつ配置された２つの電極２ａ，２ａと気密容器１の外部に配置された少なくとも１つ以上（図示例では、２つ）の円環状の電極２ｂとで構成してもよいし、図１０（ｆ）に示すように円筒状の気密容器１の内部に配置された二対の電極２ａ，２ａ、２ａ，２ａにより構成してもよいし、図１０（ｇ）に示すように円筒状の気密容器１の外部において気密容器１の長手方向に所定間隔ずつ離れて配置された複数（図示例では、５つ）の円環状の電極２ｂにより構成してもよいし、図１０（ｈ）に示すように円筒状の気密容器１の外部において気密容器１の長手方向に所定間隔ずつ離れて配置された複数（図示例では、５つ）の面状の電極２ｂにより構成してもよいし、図１０（ｉ）に示すように直方体状の気密容器１の内部に配置された一対の電極２ａ，２ａにより構成してもよいし、図１０（ｊ）に示すように気密容器１の内部において並設された一対の電極２ａ，２ａにより構成してもよい。
【００５１】
なお、エネルギ供給手段に印加する電圧は、直流電圧、交流電圧、パルス電圧などから適宜選択すればよい。ここで、エネルギ供給手段として、図１０（ｇ）に示すように気密容器１の長手方向に複数の電極２ｂが所定間隔ずつ離れて配置されている場合には、例えば、図１１（ａ）に示すように、複数の電極２ｂが２組の電極群に分かれるように結線するにあたって隣り合う電極２ｂ同士が異なる電極群となるように結線し、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、一方の電極群に印加する矩形波の交流電圧Ｖ１と他方の電極群に印加する矩形波の交流電圧Ｖ２とを逆位相とすることで、気密容器１の長手方向の寸法が比較的長い場合でも気密容器１内の略全長に亘って放電プラズマを生成することが可能となる。同様に、図１０（ｈ）に示すように気密容器１の長手方向に複数の電極２ｂが所定間隔ずつ離れて配置されている場合には、例えば、図１２（ａ）に示すように、隣り合う電極２ｂ同士が異なる電極群となるように結線し、図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、一方の電極群に印加する矩形波の交流電圧Ｖ１と他方の電極群に印加する矩形波の交流電圧Ｖ２とを逆位相とすればよい。
【００５２】
また、上記各実施形態では、発光装置として紫外線ランプを例示したが、発光装置は紫外線ランプに限らず、例えば、照明用の蛍光ランプやプラズマディスプレイパネルなどでもよく、蛍光ランプの場合には、図１３に示すように、気密容器１の内面の適宜部位に、紫外線により励起されて発光する蛍光体層５を設ければよい（なお、図１３では、放電プラズマ生成補助装置の図示を省略してある）。
【００５３】
また、上記各実施形態では、発光装置として紫外線ランプを例示しており気密容器１を透光性材料により形成してあるが、本発明の放電プラズマ生成補助装置は、図１４や図１５に示すように、気密容器１の一部のみが透光性材料（例えば、ガラスなど）からなる透光板１ｂにより形成されるような発光装置への適用も可能である。なお、図１４の発光装置では、透光板１ｂを通して気密容器１の外部へ紫外線が放射され、図１５の発光装置では、蛍光体層５で発光した可視光が透光板１ｂを通して気密容器１の外部へ放射される。
【００５４】
また、上記各実施形態では、気密容器１の形状が円筒状となっているが、例えば、図１６に示すように、気密容器１を直方体状の形状として、二次電子放出部２０を電子源１０の電子放出面（図１６における下面）の斜め方向に配置するようにすれば、二次電子放出部２０のみがプラズマ生成空間３に曝されるようにし、電子源１０をプラズマ生成空間３から離れた位置に配置するとともに電子源１０の電子放出面をプラズマ生成空間３で生成された放電プラズマに曝されにくいように配置することが可能となり、放電プラズマのイオンにより電子源１０がダメージを受けるのを抑制することが可能となり、長寿命化および信頼性の向上を図れる。
【００５５】
また、上記各実施形態における発光装置では、気密容器１内に封入するガスとしてＸｅガスを採用しているが、気密容器１内に封入するガスは、Ｘｅガスに限定するものではなく、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｋｒガス、Ｎ２ガス、ＣＯガス、Ｈｇ蒸気や、それらの混合ガスなどのようにエネルギを供給することで放電を起こすガスであればよい。
【００５６】
上述の各実施形態における電子源１０は、絶縁性基板１１の上記一表面側に下部電極１２を形成しているが、絶縁性基板１１に代えてシリコン基板などの半導体基板を用い、半導体基板と当該半導体基板の裏面側に積層した導電性層（例えば、オーミック電極）とで下部電極を構成するようにしてもよい。また、上記各実施形態における電子源１０は弾道型電子放出現象により電子を放出する電子源であって弾道電子面放出型電子源（Ballistic electron Surface-emitting Device：ＢＳＤ）と呼ばれているが、電子源１０はＢＳＤに限らず、例えば、上述の電子通過層として強電界ドリフト層６に代えて絶縁体層を採用したＭＩＭ型の電子源や、上述の電子通過層として強電界ドリフト層６に代えて下部電極１２側の半導体層と表面電極７側の絶縁体層とを採用したＭＩＳ型の電子源などのように、ＢＳＤと同様に低真空度でも使用可能なものを採用すれば、いわゆるスピント型電極を採用する場合に比べて、電子源１０の長寿命化および信頼性向上を図れる。また、ＢＳＤでは、放出電子のエネルギが比較的大きいので、放電開始電圧の低減や放電維持電圧の低減の点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施形態１における放電プラズマ生成補助装置を用いた発光装置の概略構成図である。
【図２】同上における電子源の説明図である。
【図３】同上における二次電子放出部の基材の説明図である。
【図４】同上における二次電子放出部の基材の説明図である。
【図５】実施形態２における放電プラズマ生成補助装置を用いた発光装置の概略構成図である。
【図６】実施形態３における放電プラズマ生成補助装置の概略構成図である。
【図７】実施形態４における放電プラズマ生成補助装置を用いた発光装置の概略構成図である。
【図８】実施形態５における放電プラズマ生成補助装置の概略構成図である。
【図９】実施形態６における放電プラズマ生成補助装置の概略構成図である。
【図１０】発光装置におけるエネルギ供給手段の構成例の説明図である。
【図１１】発光装置におけるエネルギ供給手段の構成例の説明図である。
【図１２】発光装置におけるエネルギ供給手段の構成例の説明図である。
【図１３】発光装置の他の構成例の概略構成図である。
【図１４】発光装置の他の構成例の概略構成図である。
【図１５】発光装置の他の構成例の概略構成図である。
【図１６】発光装置の他の構成例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  気密容器
２ａ，２ａ  電極（エネルギ供給手段）
３  プラズマ生成空間
１０  電子源
２０  二次電子放出部
３０  保護カバー
３１  開孔部
【図１】
2007087937.tif 000003
【図２】
2007087937.tif 000004
【図３】
2007087937.tif 000005
【図４】
2007087937.tif 000006
【図５】
2007087937.tif 000007
【図６】
2007087937.tif 000008
【図７】
2007087937.tif 000009
【図８】
2007087937.tif 000010
【図９】
2007087937.tif 000011
【図１０】
2007087937.tif 000012
【図１１】
2007087937.tif 000013
【図１２】
2007087937.tif 000014
【図１３】
2007087937.tif 000015
【図１４】
2007087937.tif 000016
【図１５】
2007087937.tif 000017
【図１６】
2007087937.tif 000018