JP2005085591A - 放電管 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の放電管の構造で光透過効率の向上を可能とする。
【解決手段】 透明電極２には、ｎ個の面積Ｃ×Ｄを有する長方形の穴１０が開口されることによって、複数の電極の無い部分が所定間隔Ｈ毎に形成される。Ｄは３ｍｍ以下とし、電極の無い部分の面積を発光面積の４０％以下とすると、全体として可視光の透過量を増やすことができる。したがって、従来の放電管の構造を変更しなくても、透明電極に電極の無い部分を作るだけで、光透過効率の向上を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライト等に使用される放電管に関するものである。

従来、平面蛍光ランプ等の平面型放電管としては、次のような構成が知られている。即ち、図７に示すように、平面型放電管５１は一対のガラス基板５２ａ、５２ｂを備えており、両ガラス基板５２ａ、５２ｂは所定の放電距離だけ離間するように配置されている。両ガラス基板５２ａ、５２ｂは、それぞれの互いに対向する外周縁間においてガラス接着剤（ガラスフリット低融点ガラス）５３により貼り合わされた状態で焼成することにより互いに接合されている。両ガラス基板５２ａ、５２ｂの互いに対向する内面とガラス接着剤５３とにより、密閉された放電空間５４が形成されている。この放電空間５４内にはキセノン及びネオン等の不活性ガス（放電ガス）が封入されている。

両ガラス基板５２ａ、５２ｂのうち一方のガラス基板５２ａの表面（図７における上面）は発光面Ｓ（光を出す面）とされており、該発光面Ｓにはその前面にわたって膜状の透明電極５５が形成されている。この透明電極は、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）にて形成されている。発光面Ｓとされない他方のガラス基板５２ｂの外面（図７における下面）には、その全面にわたって不透明電極５６が形成されている。この不透明電極５６は、例えば銀、アルミニウム等の金属蒸着膜により形成されている。また、放電空間５４内において、ガラス基板５２ｂの内面（図７における上面）には、蛍光体膜５７が形成されている。

透明電極５５および不透明電極５６の外面にはそれぞれ導電接着剤５８ａ、５８ｂを介してリード線５９ａ、５９ｂの他端はそれぞれ交流電源（図示略）に接続されている。そして、両リード線５９ａ、５９ｂ及び両導電接着剤５８ａ、５８ｂを介して、透明電極５５と不透明電極５６との間に所定の交流電圧を印加すると、両ガラス基板５２ａ、５２ｂには放電（誘電体バリア放電）が発生し、励起したキセノン原子から紫外線が発生する。この紫外線が蛍光体膜５７に受け取られることにより可視光が得られる。なお、ガラス接着剤５３の一端部には、平面型放電管５１の製作の段階で管内部のガスを空気からキセノン等の放電ガスに置換し、その後封入するための封止管７０が取り付けられている。これにより、放電空間５４内には放電ガスが封入される。

なお、これらの従来例は、特許文献１に開示されている。また、平面型放電管５１において、不透明電極５６を透明電極にすると共に、放電空間５４内におけるガラス基板５２ａの内面に蛍光体膜５７を形成するようにしたものもあり、この例は特許文献２に開示されている。また、この平面型放電管の製造方法に関する従来例および発明は、特許文献３に開示されている。また、円筒型放電管に関しては、特許文献４に開示されている。
特願２００３−１７２９７９出願の段落[０００２]〜[０００４] 特開２００３−０３１１８２公報の図２ 特開２００３−２３７２５６公報の明細書全文 特願２００３−１６５２３３出願の段落[０００２]〜[００１１]

前記透明電極５５は、透明ではあるが、可視光透過率が９０％程度であり、完全な透明でなく光を減衰させているのが実状である。このように、透明電極を通じて照射するタイプの放電管では、該透明電極の透過率に応じた分の光量しか照射されないという問題を有していた。

そこで本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであって、透明電極に適当な大きさの電極の無い部分を作り、全体として可視光の透過量を増やすことで、従来の放電管のままで、光透過効率の向上を得ることができる放電管を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載発明の放電管は、
誘電体により形成された密閉容器内に設けられた放電空間に放電ガスを封入し、前記密閉容器内の互いに対向する一対の誘電体壁にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極との間に所定の電圧を印加することにより前記放電空間内に放電を発生させるようにした放電管であって、
第１電極又は第２電極のうち少なくとも一方の電極は透明電極であって、
該透明電極には複数の電極の無い部分が形成されている、
ことを特徴とする。

また、請求項２に記載発明の放電管は、請求項１に記載発明の放電管に加えて、
前記透明電極の無い部分は、所定間隔毎に形成されている、
ことを特徴とする。

また、請求項３に記載発明の放電管は、請求項１または２に記載発明の放電管に加えて、前記透明電極の無い部分の面積が、前記透明電極が設置される誘電体発光面の発光面積の４０％以下とする、
ことを特徴とする。

また、請求項４に記載発明の放電管は、請求項1〜３のいずれかに記載発明の放電管に加えて、
前記透明電極には複数の穴が開口されることによって該透明電極の無い部分が形成される、
ことを特徴とする。

また、請求項５に記載発明の放電管は、請求項４に記載発明の放電管に加えて、
前記透明電極に開口された穴の形状が長方形であって、
該長方形の短辺が３ｍｍ以下である、
ことを特徴とする。

また、請求項６に記載発明の放電管は、請求項1〜３のいずれかに記載発明の放電管に加えて、
前記透明電極は、複数の透明電極から構成され、
隣り合う透明電極において形成される電極の無い部分の間隔が３ｍｍ以下である、
ことを特徴とする。

また、請求項７に記載発明の放電管は、請求項１〜６のいずれかに記載発明の放電管に加えて、
前記放電管は、前記密閉容器内の互いに対向する一対の誘電体壁が平行平板状ガラスからなる平面型放電管である、
ことを特徴とする。

また、請求項８に記載発明の放電管は、請求項１〜６のいずれかに記載発明の放電管に加えて、
前記放電管は、前記密閉容器内の互いに対向する一対の誘電体壁が直径の異なる円筒形状のガラスからなる円筒型放電管である、
ことを特徴とする。

請求項１に記載発明の放電管によれば、
透明電極に適切な大きさの電極の無い部分を作ると、全体として可視光の透過量を増やすことができる。

また、請求項２に記載発明の放電管によれば、請求項１に記載発明の放電管の効果に加えて、
前記透明電極の無い部分は、所定間隔毎に形成されているので、明るい部分と暗い部分のバランスを保つことができ、局所的に形成される明るい部分や暗い部分を防止することができる。

また、請求項３に記載発明の放電管によれば、請求項１または２に記載発明の放電管の効果に加えて、
前記透明電極の無い部分の面積が、前記透明電極が設置される誘電体発光面の発光面積の４０％以下となる条件にすると、全体として可視光の透過量を増やすことができる。

また、請求項４に記載発明の放電管によれば、請求項１〜３のいずれかに記載発明の放電管の効果に加えて、
透明電極の無い部分を透明電極に複数の穴を開口することによって形成したので、使用する透明電極は、少なくとも１枚とすることができる。場合によっては、複数の透明電極としてもよい。

また、請求項５に記載発明の放電管によれば、請求項４に記載発明の放電管の効果に加えて、
前記透明電極に開口される穴形状は長方形とし、その短辺の長さを３ｍｍ以下とすることによって、光の透過する部分と、透明電極が無いことによって放電が発生しないために起こる光の無い部分とのバランスをとることができる。これが３ｍｍを超えると、このバランスが崩れ、暗い部分と明るい部分が表れ、全体として可視光の透過量を増やすことができなくなる。

また、請求項６に記載発明の放電管によれば、請求項１〜３のいずれかに記載発明の放電管の効果に加えて、
前記透明電極に穴を開けることなく、複数の透明電極をある間隔あけて設置することによって、電極の無い部分を形成することができるが、その場合、電極の無い部分の間隔が３ｍｍ以下であるとした。これは、上述の理由と同様である。

また、請求項７若しくは８に記載発明の放電管によれば、請求項１〜６のいずれかに記載発明の放電管の効果に加えて、
前記密閉容器内の互いに対向する一対の誘電体壁に、第１電極及び第２電極を設け、所定の電圧を印加することにより、放電空間内に放電を発生させるようにした放電管の種類として、平面型放電管、円筒型放電管のいずれかを選択することができる。これらの放電管において本発明が実施されることにより、その効果を発揮する。

以上の発明の放電管の効果によって、透明電極に適当な大きさの電極の無い部分を作り、全体として可視光の透過量を増やすことで、従来の放電管のままで、光透過効率の向上を得ることができる。

本発明における実施例について図１〜６を用いて説明する。なお、従来例と同様な構成要素に付した符号は同一としてある。

最初に本発明が平面型放電管に対して応用された実施例について説明する。図１は平面型放電管１であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図を示す。その構成は、図７の従来例とほぼ同様であるが、透明電極の形状が異なっている。透明電極２は、破線で囲まれた面積Ａ×Ｂを有する発光面Ｓとその周囲の非発光面からなり、発光面内の一部にｎ個（図１では２６個）の面積Ｃ×Ｄを有する長方形の穴１０が開口されることによって、複数の電極の無い部分が形成されており、また、これらの穴は、所定間隔Ｈ毎に開口されている。

図２は透明電極２の開口率νと輝度率μとの関係を表したグラフである。ここで、開口率νおよび輝度率μは次式で定義される。
ν＝（開口面積）／（発光面積）×１００ （単位：％） ・・・・（１）
μ＝（発光輝度）／（開口率＝０の場合の発光輝度） ・・・・(２)
開口率＝０の場合の発光輝度とは、透明電極２に複数の穴が開口されていない場合の発光輝度を言う。したがって、開口率＝０の場合はこの定義からμ＝1となる。また、本実施例の場合、ν＝（ｎ×Ｃ×Ｄ）／（Ａ×Ｂ）となり、図２ではν＝３８％である。

図２において点◆は長方形穴の短辺Ｄ＝２ｍｍの場合におけるデータである。なお、長方形穴の長辺Ｃの長さを変化させることによって開口率νを変化させている。このグラフから分かるように、ν＝２０％でμは最大値（μ≒１.３）を示し、ν＝０〜４2％ではμ≧1となり、輝度が増加していることが分かる。点■は長方形穴の短辺Ｄ＝３ｍｍの場合におけるデータである。ν＝０〜４０％においてμ≧1となっているものの、その効果は僅かである。これらの結果から本発明では、透明電極２の電極の無い部分の面積が発光面積の４０％以下、即ちν≦４０％としている。つまり、透明電極の無い部分の面積が、発光面積の４０％以下となる条件にすると、全体として可視光の透過量を増やすことができる。また、長方形穴の短辺はＤ≦３ｍｍとしている。つまり、Ｄを３ｍｍ以下とすることによって、光の透過する部分と、透明電極が無いことによって放電が発生しないために起こる光の無い部分とのバランスをとることができる。これが３ｍｍを超えると、このバランスが崩れ、暗い部分と明るい部分が表れ、全体として可視光の透過量を増やすことができなくなる。

図３は平面型放電管３であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図を示す。その構成は、図７の従来例とほぼ同様であるが、本実施例も透明電極４の形状が異なっている。長方形の短辺Ｄ≦３ｍｍの穴１１が所定間隔ＹおよびＺ毎に、多数開口されており、ν＝（ｎ×（一個あたりの穴面積））／（Ａ×Ｂ）×１００＝０〜４０（％）としてある。ここで、ｎは開口された穴の個数である。
このようにしても実施例１と同様の効果を奏する。また、このような穴形状は、様々な形状が考えられる。図４（ｂ）は穴形状を楕円とし、短径の長さをその代表長さＤとし、Ｄ≦３ｍｍとしている。図４（ａ）のように穴形状が円形の場合は直径を、また、図４（ｃ）のように三角形の場合は最小辺を代表長さＤにすると良い。また、図４（ｄ）または（ｅ）のような平行四辺形や台形の場合には、一対の平行辺の間隔を代表長さとすればよい。また、図４（ｆ）のように穴形状が五角形以上の多角形の場合には、対角線の最小のものをその代表長さとすると良い。なお、正方形は長方形の長辺を短辺と同じ長さとした場合に相当する。

また、穴形状は、上述の様々な形状と寸法条件を組み合わせて形成することができる。例えば、図４（ｈ）の角にＲを施した長方形や図４（ｉ）の両端を半円形とする長穴などは、円と長方形の分割・組み合わせで形成することができ、長方形の短辺をその代表長さとして形成することができる。

図５は平面型放電管５であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図を示す。その構成は、図７の従来例とほぼ同様であるが、本実施例も透明電極６の形状が異なっている。複数の透明電極６を所定間隔毎に配置し、その間に形成される電極の無い部分をその間隔がＥ≦３ｍｍとし、また、ν＝（ｍ×Ｅ×Ｂ）／（Ａ×Ｂ）×１００＝０〜４０（％）となるようにした実施例である。この実施例では、透明電極６は１２個であり、ｍは発光面内にあって互いに隣り合う透明電極間に存在する電極の無い部分の数で１１本である。各透明電極６は導電接着剤５８ａによって一体接続される。このような構成としても実施例１と同様な効果を奏する。

次に本発明が円筒型放電管に対して応用された実施例について説明する。図６は円筒型放電管６０であり、（ａ）は概略構成を示す一部断面斜視図、（ｂ）は管を長手方向に切断した断面図、（ｃ）は管の中央付近を径方向に切断した断面図を示す。この円筒型放電管６０は、直径の異なる円筒形状の2つのガラス管（誘電体）６１、６２が同軸上に配置され、直径の大きいガラス管６１の内壁と直径の小さいガラス管６２の外壁とで密閉空間６３が形成されている。

外側管６１の長手方向の一端部には、放電管６０の製作の段階で管内部のガスを空気からキセノン等の放電ガス６４に置換し、その後封入するための封止管６５が取り付けられている。これにより、密閉空間６３内には放電ガス６４が封入されている。

外側管６１の内壁には蛍光体膜６６が塗布され、外側管６１の外壁と内側管６２のない壁とには、それぞれ外部電極６７と内部電極６８とが配置されている。外部電極６７は、光を外に取り出すことができる透明電極（例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）など）にて形成され、内部電極６８は、光を反射する金属電極（アルミニウムや銀など）にて形成されている。透明電極である外部電極６７は、複数のスリット穴６９が所定間隔毎に開口されており、その穴間隔は３ｍｍ以下とされ、その開口面積は外部電極６７における発光面積の４０％以下とされている。このような円筒型放電管に対しても、実施例１〜３に記載した平面型放電管に及ぼす効果と同様な効果を奏する。

なお、本発明は上記の実施例に限定するものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施が可能である。例えば、実施例1と実施例３とを組み合わせても良いし、実施例２と実施例３とを組み合わせても良い。また、平面型放電管の実施例においては、第１の電極を本発明の透明電極としたが、これを第２の電極にも用いることができる。即ち、両面を本発明の透明電極としても良い。また、実施例４の円筒型放電管においては、透明電極の開口穴をスリット穴としたが、種々の穴形状でも良い。

次に前記実施例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（１）前記透明電極に開口された穴の形状が円形であって、該円形の直径が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の放電管。
（２）前記透明電極に開口された穴の形状が楕円であって、該楕円の短径が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の放電管。
（３）前記透明電極に開口された穴の形状が三角形であって、該三角形の最短辺の長さが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の放電管。
（４）前記透明電極に開口された穴の形状が正方形であって、該正方形の一辺の長さが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の放電管。
（５）前記透明電極に開口された穴の形状がひし型であって、該ひし形の対角線のうち最短線の長さが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の放電管。
（６）前記透明電極に開口された穴の形状が平行四辺形であって、該平行四辺形の対向する二組の辺の間隔のうち最短の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の放電管。
（７）前記透明電極に開口された穴の形状が台形であって、該台形の対向する平行辺の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の放電管。
（８）前記透明電極に開口された穴の形状が５つ以上の角を有する多角形であって、該多角形の対角線のうち最短線の長さが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の放電管。
（９）前記透明電極に開口された穴の形状が、前記請求項５または前記（１）〜（８）に記載の放電管の透明電極に開口された穴の形状及び寸法条件を組み合わせて形成することができる穴形状であることを特徴とする請求項４に記載の放電管。
（１０）前記放電管は、前記密閉容器内の互いに対向する一対の誘電体壁が平行平板状ガラスからなる平面型放電管であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載の放電管。
（１１）前記放電管は、前記密閉容器内の互いに対向する一対の誘電体壁が直径の異なる円筒形状のガラスからなる円筒型放電管であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載の放電管。
これらの（１）〜（１１）の構成によれば、透明電極に適当な大きさの電極の無い部分を作り、全体として可視光の透過量を増やすことで、従来の放電管のままで、光透過効率の向上を得ることができる。

実施例１を示す平面型放電管であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図を示す。 透明電極の開口率と輝度率との関係を示す図である。 実施例２を示す平面型放電管であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図を示す。 透明電極に開口される穴形状および寸法を示す図である。 実施例３を示す平面型放電管であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図を示す。 実施例４を示す円筒型放電管であり、（ａ）は概略構成を示す一部断面斜視図、（ｂ）は管を長手方向に切断した断面図、（ｃ）は管の中央付近を径方向に切断した断面図を示す。 従来例を示す平面型放電管であり、（ａ）が斜視図、（ｂ）が平面図、（ｃ）はＸ−Ｘ断面図を示す。

符号の説明

１、３、５・・・平面型放電管、６０・・・円筒型放電管、２、４、６、６７・・・透明電極、１０、１１・・・穴、６９・・・スリット穴、Ｄ・・・長方形穴の短辺長さまたは代表長さ、Ｃ・・・長方形穴の長辺長さ、Ａ・・・発光面積の縦辺長さ、Ｂ・・・発光面積の横辺長さ、Ｈ、Ｙ、Ｚ・・・所定間隔、ｎ・・・穴個数、ｍ・・・電極の無い部分の本数

Claims (8)

1. 誘電体により形成された密閉容器内に設けられた放電空間に放電ガスを封入し、前記密閉容器内の互いに対向する一対の誘電体壁にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極との間に所定の電圧を印加することにより前記放電空間内に放電を発生させるようにした放電管であって、
   第１電極又は第２電極のうち少なくとも一方の電極は透明電極であって、
   該透明電極には複数の電極の無い部分が形成されている、
   ことを特徴とする放電管。
2. 前記透明電極の無い部分は、所定間隔毎に形成されている、
   ことを特徴とする請求項1に記載の放電管。
3. 前記透明電極の無い部分の面積が、前記透明電極が設置される誘電体発光面の発光面積の４０％以下とする、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の放電管。
4. 前記透明電極には複数の穴が開口されることによって、該透明電極の無い部分が形成される、
   ことを特徴とする請求項1〜３のいずれかに記載の放電管。
5. 前記透明電極に開口された穴の形状が長方形であって、
   該長方形の短辺が３ｍｍ以下である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の放電管。
6. 前記透明電極は、複数の透明電極から構成され、
   隣り合う透明電極の間に形成される電極の無い部分の間隔が３ｍｍ以下である、
   ことを特徴とする請求項1〜３のいずれかに記載の放電管。
7. 前記放電管は、前記密閉容器内の互いに対向する一対の誘電体壁が平行平板状ガラスからなる平面型放電管である、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の放電管。
8. 前記放電管は、前記密閉容器内の互いに対向する一対の誘電体壁が直径の異なる円筒形状のガラスからなる円筒型放電管である、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の放電管。
   

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