JP2007026677A - 平面型放電管 - Google Patents

Abstract

【課題】 誘電体リブによって放電空間が複数のセルに区画された平面型放電管において、空気の真空排気の排気効率および放電ガスの給気効率を上昇することが可能な平面型放電管を提供する。
【解決手段】 平面型放電管１は、放電空間６を形成する第１および第２の誘電体平板としての両ガラス基板２、３間には複数の誘電体リブ５が介在されており、この誘電体リブ５の長手方向の両端は、枠ガラス４の内壁側面と連接している。これによって、放電空間６は、複数のセル６ａ〜６ｅに区画されている。複数の誘電体リブ５の上面５ａには、一部に溝部５ｂが複数個設けられており、各放電区間のセル６ａ〜６ｅが連通されるようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライト、照明装置等に使用される平面型放電管に関し、詳しくは、対向対置された一対の誘電体平板に放電ガスが封入された放電空間が設けられている平面型放電管に関する。

従来、この種の平面型放電管としては、特許文献１で開示されるものがある。この平面型放電管においては、対向配置された一対のガラス基板間に放電空間が形成され、この放電空間には、キセノン等の不活性ガスからなる放電ガスが封入されている。両ガラス基板のそれぞれの外面には、一対の薄膜状の透明電極が形成され、その内面に蛍光体膜が形成されている。各透明電極には、その周縁に四角片状の導電体（通電用電極）が取り付けられており、この導電体に給電用の電線が半田付けされている。

また、従来の平面型放電管としては、次のような構成も知られている。即ち、図７に示す平面型放電管５１のように、特許文献１に記載の平面放電管の構成に加えて、放電空間５６を形成する両ガラス基板５２、５３間には複数の誘電体リブ５５が介在されている。これにより両ガラス基板５２、５３の間隔が一定に保たれている。各誘電体リブ５５は、ガラス基板５２と一体にして長尺状に形成され、放電空間５６内において互いに平行をなすように、且つ所定間隔毎に配置されている。一方、枠ガラス５４は、誘電体リブ５５の高さよりも低く形成され、ガラス基板５２の周縁に一体として形成されている。なお、誘電体リブ５５の長手方向の両端は、枠ガラス５４の内壁側面と所定の距離（図８（ａ）中のＧ）が設けられている。

前記枠ガラス５４の上部には、ガラス接着剤（ガラスフリット低融点ガラス）５７が誘電体リブ５５の高さと等しくなる分だけ塗布され、第２のガラス基板５３を重ねて張り合わせた状態で焼成することにより互いに接合されている。なお、第２のガラス基板５３の内面５３ａと各誘電体リブ５５の上部５５ａとが当接しており、この間には接着剤は塗布されていない。両ガラス基板５２、５３の互いに対向する内面と前記枠ガラス５４およびガラス接着剤７とにより、密閉された放電空間５６が形成され、放電空間５６は各誘電体リブ５５により複数の放電室に区画されている。この放電空間６内にはキセノン等の不活性ガス（放電ガス）が封入されている。

両ガラス基板５２、５３のうち第２のガラス基板５３の表面（図７（ｃ）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５８が形成されている。この透明電極５８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とされない第１のガラス基板５２の外面（図７（ｃ）における下面）には、その全面にわたって不透明電極５９が形成されている。この不透明電極５９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５６内において、第1のガラス基板５２の内面には、蛍光体膜６２が形成されている。

透明電極５８および不透明電極５９の外面にはそれぞれ導電接着剤（通電電極に相当）６０ａ、６０ｂを介してリード線６１ａ、６１ｂ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６１ａ、６１ｂ及び両導電接着剤６０ａ、６０ｂを介して、透明電極５８と不透明電極５９との間に所定の交流電圧を印加すると、両ガラス基板５２、５３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６２に受け取られることにより可視光が得られる。

次に、上述の実施例の平面型放電管５１の製造方法の概略について説明する。前記枠ガラス５４の上部にガラス接着剤５７を誘電体リブ５５の高さと等しくなる分だけ塗布（塗布厚さＲ−Ｈ）し、第２のガラス基板５３を重ねて張り合わせた状態で炉にいれて、所定温度（例えば５５０℃）で所定時間だけ加熱して接合する。その後、真空ポンプ（図示しない）によって、放電空間５６内の空気をチップ管６３を介して真空排気した後、所定の放電ガスを放電空間５６内に供給し封入する。最後に、透明電極５８および不透明電極５９に対してリード線６１ａ、６１ｂを導電接着剤６０ａ、６０ｂを介して固定すれば、平面型放電管１の製造が完了する。

ところで、上述のように放電空間の内部に誘電体リブが設けられている平面型放電管においては、その発光面から観察すると、誘電体リブに対応する部分が黒く見え、点灯時にはこの部分からは発光しない。そのため、この誘電体リブを利用して、文字や模様形状を描くことが可能である。

図８（ｂ）、図９および図１０は、この誘電体リブを文字や模様形状にして配置した場合の平面型放電管における枠ガラスおよび誘電体リブの配置構造の例を示した図である。これらの図は、従来の平面型放電管である図７（ｃ）におけるＹ−Ｙ断面（図８（ａ）参照）に相当するものである。図８（ａ）では、誘電体リブ５５の長手方向の両端は、枠ガラス５４の内壁側面と所定の距離Ｇを有しており、枠ガラスと誘電体リブとは接していない。ところが、図８（ｂ）ではＧ＝０、即ち、枠ガラスと誘電体リブとが面２１で接し、一体となって設けられているところに違いがある。図９（ａ）および（ｂ）は、長方形状および円形状の平面型放電管であって、放電空間内にある複数の誘電体リブを同心状に配置した例である。また、図１０（ａ）は、誘電体リブを文字形状「Ｏ」、「Ｐ」とした例である。また、図１０（ｂ）は、誘電体リブを格子状に配置して例である。つまりこのように誘電体リブを配置することによって、点灯時には独特のデザイン性を有した発光状態を示すことができる。

特開２００３−３１１８２号公報の図２

ところが、上記のように誘電体リブを配置すると、その誘電体リブによって放電空間が複数のセルに区画され、それぞれのセルは基本的には密閉された空間に近い状態となる場合がある。上記の例で説明すると、図８（ｂ）ではセルａ，ｂ、図９（ａ）ではセルｃ、ｄ、図９（ｂ）ではセルｅ、ｆ、図９（ｂ）では格子空間ｇ、および図９（ａ）ではｈ、ｉが密閉空間のセルとなる。誘電体リブの上面とガラス基板の内面とは当接しているが、接着剤等によって密着固定されているわけではないので、ここに僅かな隙間（図示せず）ができる。従って、空気の真空排気の際には、この僅かな隙間からそれぞれのセルに存在する空気を排気することは可能である。しかし、それぞれのセルが基本的には密閉された空間に近い状態となっているため、非常に排気効率が悪くなるという問題があった。また、空気を真空排気した後、放電ガスを封入するが、この場合においても給気効率が悪いという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、誘電体リブによって放電空間が複数のセルに区画された平面型放電管において、空気の真空排気の排気効率および放電ガスの給気効率を上昇することが可能な平面型放電管を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載した平面型放電管は、
平行に配置された第１誘電体平板および第２誘電体平板と、これらの間に挟持された枠スペーサ部材および所定の放電距離によって規定される高さの等しい複数の誘電体リブとによって形成された扁平の密閉容器には、一対の放電電極が備えられると共に、該密閉容器内の放電空間に放電ガスが封入され、前記一対の放電電極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平面型放電管において、
前記誘電体リブの上面または下面には、前記放電空間を連通させる溝部を設けた、
ことを特徴とする。

また、請求項２に記載した平面型放電管は、
平行に配置された第１誘電体平板および第２誘電体平板と、これらの間に挟持された枠スペーサ部材および所定の放電距離によって規定される高さの等しい複数の誘電体リブとによって形成された扁平の密閉容器には、一対の放電電極が備えられると共に、該密閉容器内の放電空間に放電ガスが封入され、前記一対の放電電極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平面型放電管において、
前記誘電体リブの側面には、その側面を貫通して連通させる貫通穴を設けた、
ことを特徴とする。

また、請求項３に記載した平面型放電管は、請求項１または請求項２に記載した平面型放電管に加えて、
前記スペーサ部材は、前記誘電体リブと一体にして形成される、
ことを特徴とする。

なお、これらの請求項に記載した文言において、「誘電体リブの上面または下面」とは、第１または第２の誘電体平板の内面に当接して密着する面を指し、「誘電体リブの側面」とは、これ以外の面を指す。また、「誘電体平板の内面」とは、誘電体平板の放電空間側に向いた面を指し、「誘電体平板の外面」とは、誘電体平板の放電空間側ではない外側に向いた面を指す。

本発明のうち、請求項１または請求項２に記載の平面型放電管によれば、
放電空間を連通させる溝部または貫通穴を設けたことによって、隣り合う放電空間のセルが連通するので、空気の真空排気および放電ガスの供給時において、その排気効率および給気効率を上昇させることができる。

また、請求項３に記載の平面型放電管によれば、請求項１または請求項２に記載の平面型放電管の効果に加えて、
前記スペーサ部材は、前記誘電体リブと一体にして形成されるので、部品点数を少なくすることができる。

（第１の実施形態）
図１〜図２は、本発明における第１の実施形態の平面型放電管１を示した図である。図１（ａ）は平面型放電管１の外観斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。図２（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面の拡大図である。

本実施形態の平面型放電管１は、放電空間６を形成する第１および第２の誘電体平板としての両ガラス基板２、３間には複数の誘電体リブ５が介在されている。これにより両ガラス基板２、３の間隔が一定に保たれている。各誘電体リブ５は、ガラス基板２と一体にして長尺状に形成され、放電空間６内において互いに平行をなすように、且つ所定間隔毎に配置されている。一方、枠スペーサ部材としての枠ガラス４は、誘電体リブ５の高さよりも低く形成され、ガラス基板２の周縁に一体として形成されている。なお、誘電体リブ５の長手方向の両端は、枠ガラス４の内壁側面と連接している点が従来と異なる。

前記枠ガラス４の上部には、ガラス接着剤（ガラスフリット低融点ガラス）７を誘電体リブ５の高さと等しくなる分だけ塗布され、第２のガラス基板３を重ねて張り合わせた状態で焼成することにより互いに接合されている。なお、第２のガラス基板３の内面３ａと各誘電体リブ５の上部５ａとが当接しており、この間には接着剤は塗布されていない。両ガラス基板２、３の互いに対向する内面と前記枠ガラス４およびガラス接着剤７とにより、密閉された放電空間６が形成され、放電空間６は各誘電体リブ５により複数の放電空間のセル６ａ〜６ｅに区画されている。この放電空間６内にはキセノン等の不活性ガス（放電ガス）が封入されている。なお、図２（ａ）および（ｂ）に示されるように、複数の誘電体リブ５の上面５ａには、一部に溝部５ｂが複数個設けられており、これによって各放電区間のセル６ａ〜６ｅが連通されるようになっている。

両ガラス基板２、３のうち発光面Ｓとされない第２のガラス基板３の表面（図１における上面）には、膜状の不透明電極８が形成されている。この不透明電極８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、第２のガラス基板２の外面は、発光面Ｓ（光を出す面）とされており、該発光面Ｓの表面には、透明電極９が形成されている。この透明電極９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。また、放電空間６内において、第1のガラス基板２の内面には、蛍光体膜１２が形成されている。

不透明電極８および透明電極９の外面にはそれぞれ導電接着剤（または半田でもよい。通電電極に相当する）１０ａ、１０ｂを介してリード線１１ａ、１１ｂ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１１ａ、１１ｂ及び両導電接着剤１０ａ、１０ｂを介して、不透明電極８と透明電極９との間に所定の交流電圧を印加すると、両ガラス基板２、３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１２に受け取られることにより可視光が得られる。

次に、上述の実施例の平面型放電管１の製造方法の概略について説明する。前記枠ガラス４の上部にガラス接着剤７を誘電体リブ５の高さと等しくなる分だけ塗布し、第２のガラス基板３を重ねて張り合わせた状態で炉にいれて、所定温度（例えば５５０℃）で所定時間だけ加熱して接合する。その後、真空ポンプ（図示しない）によって、放電空間６内の空気をチップ管１３を介して真空排気した後、所定の放電ガスを放電空間６内に供給し封入する。最後に、透明電極８および不透明電極９に対してリード線１１ａ、１１ｂを導電接着剤１０ａ、１０ｂを介して固定すれば、平面型放電管１の製造が完了する。

（第１の実施形態の効果）
（１）誘電体リブ５の上面には、複数の溝部５ｂを設けることによって、複数の放電空間セル６ａ〜６ｅを連通させることができるので、空気の真空排気および放電ガスの供給時において、その排気効率および給気効率を上昇させることができる。
（２）複数の溝部５ｂは、発光面とされない第１のガラス基板側に設けられている。従って、発光面Ｓ側から見た場合には、この溝部５ｂが観察されないので、誘電体リブによって文字や模様形状を形成した場合においても、これらの表示の一部が欠けることなく正常に表示される。

（第１の実施形態の別例）
なお、上記実施形態は、平面型放電管１のＹ−Ｙ断面が、従来図である図８（ｂ）に相当する場合について説明してあるが、当然、図９（ａ）（ｂ）および図１０（ａ）（ｂ）のような誘電体リブの配置に対しても本実施形態を応用することは可能である。

また、上記第１の実施形態において、次に示すように平面型放電管１の構造を一部変更させても同様な機能および作用・効果を発揮する。以下にそれらの例を具体的に示し、特に特徴のある部分を詳細に説明する。

・ 図３は、別例としての平面型放電管であって、図３（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面に相当する図であり、図３（ｂ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面の拡大図に相当する図である。本例では、前記誘電体リブの側面に、各放電空間のセルを貫通させる貫通穴５ｃを複数個設けた。従って、上記（１）および（２）と同様の効果を奏する。

・ 図４および図５は、別例としての平面型放電管であって、図５（ａ）に示されるように、枠スペーサ部として、枠ガラス４と誘電体リブ５とを一体にして設け、第１のガラス基板２と第２のガラス基板３に挟持するようにして平面型放電管を構成としている。この場合、前記枠スペーサ部は、両ガラス基板とは独立別体として形成されている点が第１の実施形態と異なる。このように構成することによって、両ガラス基板２，３の形状が同じになるため、材料取りが簡便になる他、製作工数を低減させることが可能となる。なお、図４および図５においては、蛍光体膜１２を第１のガラス基板２の内面のみに設けているが、第２のガラス基板３の内面３ａにも設けても良い。また、図１０（ｂ）のような誘電体リブの配置に対してもこれを実施することは可能である。

（第２の実施形態）
図６は、本発明における第２の実施形態の平面型放電管３１を示した図である。図６（ａ）は平面型放電管３１の平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、（ｃ）はそのＢ−Ｂ断面図である。以下には、第１の実施形態と異なる構成および作用について述べる。

本実施形態では、第１のガラス基板２に放電空間６となる文字形状「Ｏ」および「Ｐ」を示す凹部を設け、第２のガラス基板３を重ね合わせて焼成させることによって、平面型放電管３１が作成され、２つの放電空間「Ｏ」および「Ｐ」が形成される。この２つの放電空間を連通し、また、給排気管に接続するように溝部５ｂが設けられている。この溝部５ｂは、第１のガラス基板の内面側に設けられている。なお、その他の構成要素については、第１の実施形態と同様である。

２つの放電電極である不透明電極８と透明電極９との間に所定の交流電圧を印加すると、両ガラス基板２、３間に形成された文字形状「Ｏ」および「Ｐ」の放電空間には、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１２に受け取られることにより可視光が得られ、透明電極９が設けられた側である発光面Ｓ側に放射される。したがって、発光面Ｓ側から当該平面型放電管を観察すると、文字の部分のみが光輝いて表れる。

（第２の実施形態の効果）
（３）第２のガラス基板２の上面に溝部５ｂを設けることによって、文字形状の放電空間を連通させることができるので、空気の真空排気および放電ガスの供給時において、その排気効率および給気効率を上昇させることができる。
（４）溝部５ｂは、発光面とされない第１のガラス基板側に設けられている。従って、発光面Ｓ側から見た場合には、文字に相当する放電空間のみから発光する照射光がされ、この溝部５ｂに相当する部分には放電が起こらないので発光が観察されない。

なお、本実施形態においては、ガラス基板２の内面から、文字形状を有する放電空間の高さに相当するガラスの部分は、本発明における誘電体リブの部分に相当するものとする。また、このような放電空間は、様々な文字や模様の形状に描くことが可能であり、さらに様々な色を発光する蛍光体膜をその放電空間の内面に自由に形成しても良い。

（応用例等）
ところで、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、第１の実施形態においては、一方の放電電極を不透明電極としたが、平面型放電管の両面を発光面とする場合には、この不透明電極を透明電極に変更しても良い。

また、第１の実施形態およびその別例においても、一対の放電電極を両ガラス基板の外面に設けているが、これに限定するものではなく、いずれか一方をガラス基板の内面に設けるようにしても良い。

また、第１〜第３の実施形態およびこれらの別例において、放電ガスをキセノンとしているが、これに限定されるものではなく、キセノンを含む混合ガスであれば、放電によって紫外線を発生させることが可能である。放電ガス中におけるキセノンの成分比率は、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。

第１の実施形態における平面型放電管であって、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。 第１の実施形態における平面型放電管であって、（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面の拡大図である。 第１の実施形態の別例における平面型放電管であって、（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面相当図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面の拡大相当図である。 第１の実施形態の別例における平面型放電管であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図である。 第１の実施形態の別例における平面型放電管であって、（ａ）は枠スペーサ部、（ｂ）は図４（ａ）の分解断面図、（ｃ）は（ａ）の断面の拡大図である。 第２の実施形態における平面型放電管であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 従来の平面型放電管であって、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。 従来の平面型放電管であって、（ａ）は図７（ｂ）のＹ−Ｙ断面図、（ｂ）は従来別例のＹ−Ｙ断面の相当図である。 従来の平面型放電管であって、（ａ）（ｂ）ともに、従来別例のＹ−Ｙ断面の相当図である。 従来の平面型放電管であって、（ａ）（ｂ）ともに、従来別例のＹ−Ｙ断面の相当図である。

符号の説明

１，３１・・・平面型放電管、２、３・・・ガラス基板、３ａ・・・ガラス基板３の内面、４・・・枠ガラス、５・・・誘電体リブ、５ａ・・・誘電体リブの上面、５ｂ・・・溝部、５ｃ・・・貫通穴、６・・・放電空間、６ａ〜６ｅ・・・放電空間のセル、７・・・ガラス接着剤、８・・・不透明電極、９・・・透明電極、１０ａ、１０ｂ・・・導電接着剤、１１ａ、１１ｂ・・・リード線、１２・・・蛍光体膜、１３・・・給排気管。

Claims (3)

1. 平行に配置された第１誘電体平板および第２誘電体平板と、これらの間に挟持された枠スペーサ部材および所定の放電距離によって規定される高さの等しい複数の誘電体リブとによって形成された扁平の密閉容器には、一対の放電電極が備えられると共に、該密閉容器内の放電空間に放電ガスが封入され、前記一対の放電電極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平面型放電管において、
   前記誘電体リブの上面または下面には、前記放電空間を連通させる溝部を設けた、
   ことを特徴とする平面型放電管。
2. 平行に配置された第１誘電体平板および第２誘電体平板と、これらの間に挟持された枠スペーサ部材および所定の放電距離によって規定される高さの等しい複数の誘電体リブとによって形成された扁平の密閉容器には、一対の放電電極が備えられると共に、該密閉容器内の放電空間に放電ガスが封入され、前記一対の放電電極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平面型放電管において、
   前記誘電体リブの側面には、その側面を貫通して連通させる貫通穴を設けた、
   ことを特徴とする平面型放電管。
3. 前記スペーサ部材は、前記誘電体リブと一体にして形成される、
   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管。
   

Images