(57)【要約】【課題】  部分放電の発生を抑制しつつ、均斉度を向上させることが可能な平面型放電ランプを提供する。【解決手段】  本発明の平面型放電ランプは、内部に放電空間が形成された放電容器１と、放電容器１の内部に配置され、放電空間を複数に分割するスペーサと、複数のスペーサと交差するように、放電容器１に形成された外部電極７１、７２とを具備し、外部電極７１、７２の形成部分のスペーサを第１のスペーサ２１１、外部電極７１、７２の未形成部分のスペーサを第２のスペーサ２１２とし、放電容器１と当接する第１のスペーサ２１１の当接幅をｄ１、第２のスペーサ２１２の当接幅をｄ２としたとき、１．０ｍｍ≦ｄ１≦５．０ｍｍ、かつｄ１＞ｄ２を満たす。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電空間が形成された放電容器と、前記放電容器の内部に配置され、前記放電空間を複数に分割するスペーサと、複数の前記スペーサと交差するように、前記放電容器に形成された電極とを具備し、
前記電極の形成部分の前記スペーサを第１のスペーサ、前記電極の未形成部分の前記スペーサを第２のスペーサとし、前記放電容器と当接する前記第１のスペーサの当接幅をｄ１、前記第２のスペーサの当接幅をｄ２としたとき、１．０ｍｍ≦ｄ１≦５．０ｍｍ、かつｄ１＞ｄ２を満たすことを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項２】
前記第２のスペーサの当接幅ｄ２は、０ｍｍ＜ｄ２≦３．０ｍｍを満たすことを特徴とする請求項１に記載の平面型放電ランプ。
【請求項３】
前記第１のスペーサは前記第２のスペーサ側に前記電極よりも突出しており、その突出長Ｌは、Ｌ≧０．５ｍｍを満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載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、液晶ディスプレイのバックライトや一般照明などに用いられる平面型放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面型放電ランプは、特開２００６−１０７８８８号公報（以下、特許文献１）、特開２００６−３２３３１号公報（以下、特許文献２）などで既に知られている。この種の平面型放電ランプは、２枚のガラス部材を張り合わせてなる放電容器の内部に複数のスペーサが配置され、それらのスペーサと交差するように外部電極が形成されてなる。なお、このスペーサにより、放電容器内の放電空間は複数に分割され、したがって、点灯時はそれぞれの放電空間において放電が生起される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０７８８８号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、スペーサはガラス部材を支持し、内外気圧差によるランプの爆縮による破損を防止する目的で主に設けられているが、点灯時、スペーサ部分は暗部となるため、明暗の縞が形成され、均斉度低下の原因となっている。したがって、スペーサとガラス部材との当接面積を少なくする方が望ましいが、単に当接面積が少なくなるような構成を採用すると特許文献１でも述べられているような、部分的に放電が生起される現象、いわゆる部分放電が発生することがわかった。
【０００５】
本発明は、部分放電の発生を抑制しつつ、均斉度を向上させることが可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の平面型放電ランプは、内部に放電空間が形成された放電容器と、前記放電容器の内部に配置され、前記放電空間を複数に分割するスペーサと、複数の前記スペーサと交差するように、前記放電容器に形成された電極とを具備し、前記電極の形成部分の前記スペーサを第１のスペーサ、前記電極の未形成部分の前記スペーサを第２のスペーサとし、前記放電容器と当接する前記第１のスペーサの当接幅をｄ１、前記第２のスペーサの当接幅をｄ２としたとき、１．０ｍｍ≦ｄ１≦５．０ｍｍ、かつｄ１＞ｄ２を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、部分放電の発生を抑制しつつ、均斉度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の第１の実施の形態の平面型放電ランプについて図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の平面型放電ランプを前面側の斜視図、図２は、図１の背面側の斜視図である。図３は、図２のＸ−Ｘ’部分の断面図、図４は、図２のＹ−Ｙ’部分の断面図、図５は、加工ガラスを前面側から見た図である。
【０００９】
平面型放電ランプの主要部である放電容器１は、透光性のガラス、例えばソーダガラスからなる加工ガラス２と平板ガラス３とで構成されており、それぞれのガラス部材の端縁に接合材として、フリットガラス４１を形成して張り合わせることによってなる。
【００１０】
加工ガラス２は、本実施の形態において前面側となる基板であり、波状部２１と枠部２２とが形成されている。波状部２１は山、谷が複数交互に連続した凹凸形状をしている。そのため、加工ガラス２に平板ガラス３を配置した場合、図３のように波状部２１の稜線付近が平板ガラス３に当接することになり、放電容器１の内部には複数のほぼ独立した放電セル１１が形成される。すなわち、波状部２１は平板ガラス３を支持するとともに、内部空間を複数に分割するスペーサとして機能する。放電セル１１は、幅Ｗが０．５〜３０ｍｍ、高さＨが０．５〜６．０ｍｍ程度である。なお、「当接」とは、加工ガラス２と平板ガラス３とが接触する場合を意味するが、これに限らず、例えば蛍光体や保護膜を介してガラス部材同士が接触しているような場合であってもよい。要は放電セル１１において放電が個別に生起されるような状態であれば「当接」に該当するものとする。一方、枠部２２は、波状部２１を囲うように加工ガラス２の外縁を形成している部分であり、平板ガラス３と接合するためのフリットガラス４１が塗布される。
【００１１】
平板ガラス３は、本実施の形態において背面側となる基板である。その平板ガラス３の端部には、排気・ガス導入を行うための穴（図示なし）が形成されており、この穴には排気チップ５が形成されている。この排気チップ５は、当初は筒状であるが、容器内部の排気・ガス導入後にチッピングされて、図のような形状で残存している。なお、排気チップ５と放電容器１との接合は、平板ガラス３と排気チップ５との接触部分にフリットガラス４２を形成することによって行われている。
【００１２】
放電容器１の内部には、水銀と希ガスとを含む放電媒体が封入されている。希ガスとしては、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムから選択された少なくとも一種のガス、または２種以上の混合ガスとして封入することができる。なお、希ガスを２種以上混合して封入する場合、希ガス特有の特性を考慮して封入するのが望ましい。例えば、ネオンとアルゴンからなる混合ガスの場合、ネオン：アルゴン＝５０：５０〜９９：１とすれば、発光効率及びランプの低電圧始動性の特性を向上させることができ、ネオン：アルゴン＝１：９９〜５０：５０とすれば、発光の立ち上がり特性を向上させることができる。なお、ガス圧に関しては、発光効率、低電圧始動性、寿命の特性を考慮して、１〜７００ｔｏｒｒ、好適には２０〜１００ｔｏｒｒであるのが良い。なお、キセノン単体、又は１０％〜９０％のキセノンと他の希ガスを含む混合ガスからなる、いわゆる水銀フリーの放電媒体であってもよい。
【００１３】
放電容器１の内面、すなわち、加工ガラス２と平板ガラス３との放電空間側の面には、蛍光体層６１、６２が形成されている。蛍光体層６１、６２は、放電によって水銀から放射される紫外線を可視光に変換するものであればよく、例えば、一般照明や冷陰極蛍光ランプに使用されている単色の蛍光体やＲＧＢの複数種の蛍光体を使用することができる。なお、異なる発光色の蛍光体を縞状に又はドット状に塗布して形成することもできる。
【００１４】
ここで、バックライトに組み込んだ際、本実施の形態では加工ガラス２側が前面、平板ガラス３側が背面となるので、出光面となる前面側は光の透過効率を高め、反射面となる背面側は光の反射効率を高める構成とするのが望ましい。例えば、蛍光体層６１は平均粒径を約２．５μｍ以上、厚さを５〜１５μｍ、蛍光体層６２は、平均粒径を約２．５μｍ以下、厚さを３０〜２００μｍとするのがよい。ただし、電極７１、７２が形成されたガラス部分に蛍光体層を形成した場合、ガス消耗を促進する原因となるため、図３に示したように、当該平板ガラス３の部分には蛍光体層６２を形成しないのが望ましい。
【００１５】
また、背面側の反射効率をさらに高めるために、平板ガラス３と蛍光体層６２との間に酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどからなる微粒子の金属酸化物層を形成するのが良い。また、加工ガラス２および平板ガラス３表面への水銀の移動を防止するために、蛍光体層６１、６２の間に酸化アルミニウム、酸化イットリウムの保護層を形成しても良い。
【００１６】
放電容器１の外部、本実施の形態においては平板ガラス３の外表面には、波状部２１の山谷と交差する（放電セル１１に跨る）ように、帯状の外部電極７１、７２が形成されている。したがって、外部電極７１、７２に電圧を印加すれば、それぞれの放電セル１１に放電を生起させることができる。この外部電極７１、７２は、スズ、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン、銀を少なくとも一種類以上含む半田を、超音波振動を加えながらディスペンサー又は浸漬により形成したものである。なお、半田形成の際、あらかじめサンドブラスト等によって形成した粗面に半田を形成すると、接着性が高まり、剥がれなどを防止できるので望ましい。
【００１７】
ここで、加工ガラス２の構造について、図５を参照してさらに詳しく説明する。
【００１８】
図３〜５から特に明らかなように、波状部２１は外部電極７１、７２の形成部分（以下、第１のスペーサ２１１）の幅と未形成部分（以下、第２のスペーサ２１２）の幅とが異なっている。具体的には、第１のスペーサ２１１の方が第２のスペーサ２１２よりも大きくなっており、特に第１のスペーサ２１１の当接幅ｄ１は、１．０ｍｍ以上に設定されている。これにより、部分放電の発生を抑制しつつ、均斉度を向上させることが可能となる。また、第２のスペーサ２１２の当接幅ｄ２は、３．０ｍｍ以下であるのが望ましい。さらに、第１のスペーサ２１１は、第２のスペーサ２１２側に外部電極７１、７２よりも突出していた方が良く、その突出長Ｌは０．５ｍｍ以上、さらに望ましくは１．０ｍｍ以上である。
【００１９】
なお、「当接幅」は図３、４のような断面から測定することができる。ただし、当接幅のばらつきが大きい場合は、スペーサの平均当接幅を当接幅とするのが望ましい。例えば、第２のスペーサ２１２の当接幅が一定でない場合は、図５のような状態から第２のスペーサ２１２の面積Ｓと長さｌを測定し、Ｓ／ｌを計算して得られる当接幅の平均値を当接幅とすればよい。
【００２０】
ここで、このような加工ガラス２は、例えば、平板のガラス部材を６００℃〜１０００℃まで加熱して軟化させた後、所望の成形型により熱プレスし、型の表面形状をガラスに転写することで所望の形状の加工ガラス２を得ることができる。
【００２１】
ここで、本発明の平面型放電ランプの寸法、材料等の一仕様を示す。
【００２２】
放電容器１；７３７ｍｍ×３９８ｍｍ、
放電空間１１；幅Ｗ＝８．０ｍｍ、高さＨ＝２．４ｍｍ、
加工ガラス２；ソーダガラス製、厚さ＝０．７ｍｍ、第１のスペーサ２１１の幅ｄ１＝３．０ｍｍ、第２のスペーサ２１２の幅ｄ２＝２．０ｍｍ、第１のスペーサ２１１の突出長Ｌ＝１．０ｍｍ、
平板ガラス３；ソーダガラス製、厚さ＝０．７ｍｍ、
放電媒体；水銀、ネオン：アルゴン＝９：１、５０ｔｏｒｒ、
蛍光体層６１；粒径＝４．０μｍ、層の厚さ＝１０μｍ、
蛍光体層６２；粒径＝１．９μｍ、層の厚さ＝１５０μｍ、
外部電極７１、７２；２０ｍｍ×３８９ｍｍ。
【００２３】
この実施例のランプに周波数１０〜１００ｋＨｚの正弦波電圧を印加したところ、部分放電の発生もなく、各放電セル１１において放電が安定しているのが確認された。これは、部分放電は最も強い電界が生じている電極付近においてスペーサとガラス部材の当接部分に放電が侵入し、隣の放電セル１１に移ってしまうというメカニズムにより発生するが、第１のスペーサ２１１の当接幅ｄ１を十分に確保したことによって、放電インピーダンスが高くなり、隣接する放電セル１１へ放電が侵入できなくなったため、部分放電の発生を防止できたと考えられる。
【００２４】
ここで、スペーサの好適な幅を決定するために、第１、第２のスペーサの当接幅ｄ１、ｄ２を変化させたときに、部分放電が発生するかどうかの試験を行った。その結果を図６に示す。試験は、ランプの外部電極７１、７２間に周波６０ｋＨｚ、電圧２０００Ｖの高周波電圧を印加し、部分放電の発生の有無を目視で確認したもので、正常に放電したときを○、部分放電が発生したときを×と判定している。
【００２５】
結果から、部分放電は第１のスペーサ２１１の当接幅ｄ１にのみにほぼ依存し、当接幅ｄ１が１．０ｍｍ以上であれば部分放電の発生を抑制できることがわかる。ただし、当接幅ｄ１が５．０ｍｍよりも大きくなると、各放電セルに作用する電極面積が減少したことによって、ガラスのキャパシタンスの増加に伴う駆動電圧の上昇と、電極の電流密度増加に伴うガラスの穴開きが問題となる。したがって、当接幅ｄ１は、１．０ｍｍ≦ｄ１≦５．０ｍｍでなければならない。
【００２６】
また、第１のスペーサ２１１を第２のスペーサ２１２側に外部電極７１、７２よりも突出させ、突出長Ｌを０．５ｍｍ以上にすると、部分放電抑制の信頼性をさらに高めるのができるため、この構成と組み合わせるのとなお望ましい。ただし、突出長Ｌが大きくなると暗部が増えてしまうため５．０ｍｍ以下であるのが好適である。
【００２７】
また、スペーサの幅が一律３．０ｍｍである比較例の平面型放電ランプと実施例のランプの発光ムラを比較したところ、輝度均斉度が１５％向上していることが確認された。これは、図６のとおり、部分放電は第２のスペーサ２１２の当接幅ｄ２にはあまり依存しないことを発見し、第２のスペーサ２１２の当接幅ｄ２を第１のスペーサ２１１の当接幅ｄ１よりも小さくしたためである。すなわち、第２のスペーサ２１２の幅に起因する点灯中の暗部を小さくすることができたため、輝度均斉度を向上することができた。なお、第２のスペーサ２１２の当接幅ｄ２としては、３．０ｍｍ以下とすれば暗部がかなり小さくなるため効果的である。しかし、図６のように当接幅ｄ２＝０ｍｍ、すなわち隣接する放電セル１１同士が第２のスペーサ２１２部分で完全に繋がると当該箇所から部分放電に発展するため、０ｍｍより大きい（＝線接触以上）のが望ましい。
【００２８】
したがって、本実施の形態では、外部電極７１、７２の形成部分のスペーサである第１のスペーサ２１１の当接幅をｄ１、外部電極７１、７２の未形成部分のスペーサである第２のスペーサ２１２の当接幅をｄ２としたとき、１．０ｍｍ≦ｄ１≦５．０ｍｍ、かつｄ１＞ｄ２とすることにより、部分放電の発生を防止することができるとともに、輝度均斉度を高くすることができる。その際、第２のスペーサ２１２の当接幅ｄ２を、０ｍｍ＜ｄ２≦３．０ｍｍとするとさらに効果的である。
【００２９】
また、第１のスペーサ２１１を第２のスペーサ２１２側に外部電極７１、７２よりも突出させ、その突出長Ｌを、Ｌ≧０．５ｍｍにすることにより、部分放電抑制の信頼性をさらに高めることができる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプのＸ−Ｘ’部分の断面図、図８は、Ｙ−Ｙ’部分の断面図である。この第２の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の平面型放電ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３１】
第２の実施の形態は、２枚の平板ガラス３１、３２と枠ガラス８をフリットガラス４１によって接合してなる放電容器１の内部に、フリットガラス４３で固着されたスペーサ９を複数配置して、放電空間を複数に分割している。その際、外部電極７１、７２の形成部分のスペーサ部分である第１のスペーサ９１の当接幅ｄ１と未形成部分のスペーサ部分である第２のスペーサ９２の当接幅ｄ２の関係を、第１の実施の形態と同様、１．０ｍｍ≦ｄ１≦５．０ｍｍ、かつｄ１＞ｄ２を満たすように構成している。そのため、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、この構成では当接幅ｄ１、ｄ２を調整しやすいという利点がある。
【００３２】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００３３】
スペーサの形状としては、波状、半楕円状、矩形状、台形状、多角形状等などでもよい。
【００３４】
外部電極７１、７２は半田電極に限らず、導電性の接着剤によってアルミニウムなどの導電性テープを貼り付けたり、銀などの金属粉と溶剤とバインダーを混合させてなる導電性ペーストをスクリーン印刷によって形成したものであってもよい。
【００３５】
また、外部電極７１、７２は、平板ガラス３側に限らず、加工ガラス２側に形成しても良いし、その両方に形成しても良い。また、外部電極タイプに限らず、放電容器１の内部に形成し、その周囲を誘電体で覆うような構成であってもよい。さらに、その電極形状としては、放電セル１１上においてランプ中央側に突出する凸部を有するような形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の平面型放電ランプを前面側の斜視図。
【図２】図１の背面側の斜視図。
【図３】図２のＸ−Ｘ’部分の断面図。
【図４】図２のＹ−Ｙ’部分の断面図。
【図５】加工ガラスを前面側から見た図。
【図６】第１、第２のスペーサの当接幅ｄ１、ｄ２を変化させたときの部分放電の発生の有無について説明するための図。
【図７】本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプのＸ−Ｘ’部分の断面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプのＹ−Ｙ’部分の断面図
【符号の説明】
【００３７】
１  放電容器
１１  放電セル
２  加工ガラス
２１  波状部
２１１  第１のスペーサ
２１２  第２のスペーサ
２２  枠部
３  平板ガラス
４１、４２  フリットガラス
６１、６２  蛍光体層
７１、７２  外部電極
【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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