JP2003151503A - 平面照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電によって発生するプラズマを最大限に有
効利用し、さらに明るさの向上を図ることが可能な平面
照明装置を提供すること。 【解決手段】 第１基板１１の内側に第１方向Ｘに沿っ
て相互に略平行に形成される複数対の面放電型電極１２
と、面放電型電極１２を覆うように第１基板１１の内側
に形成される誘電体層１４と、第２基板１１の内側に形
成され、第１基板１１と第２基板２１との間に、密封さ
れた放電空間４を形成するための隔壁リブ２４とを有
し、第１基板１１から第２基板２１に向けての放電空間
４の深さＨ１が、好ましくは、３５０μｍ以上６００μ
ｍ以下、さらに好ましくは、４００μｍ以上５００μｍ
以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面照明装置に係
り、さらに詳しくは、放電によって発生するプラズマを
最大限に有効利用し、明るさの向上を図ることが可能な
平面照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶表示装置のバックライト光
源などとして、平面照明装置が用いられる。従来の平面
照明装置は、蛍光灯などの円筒状光源から出た光を導光
板などを通して面状光源に変換する装置が主流である。

【０００３】しかしながら、このような平面照明装置で
は、導光板の性能によっては、平面内において、照明の
不均一が生じるおそれがある。また、蛍光灯などの円筒
状光源を用いるために、平面照明装置の厚みは、円筒状
光源の直径以下に小さくすることはできず、薄型化には
限界がある。また、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）
を用いた平面照明装置も開発されているが、明るさと色
調において難点がある。本出願人は、上述した課題を解
決するために、特開平１０−２４７４７４号公報に示す
ように、プラズマ発光による平面照明装置を提案してい
る。この平面照明装置によれば、他のタイプの平面照明
装置に比較して、照明むらが無く、明るく、しかも薄型
化を可能にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、プラズマ発
光を利用した平面照明装置は、プラズマ発光を利用して
画像表示を行うプラズマ表示装置と同様な構造が好まし
いと考えられ、前面パネルと背面パネルとの間に形成さ
れる放電空間の深さは、せいぜい２００μｍ程度であっ
た。たとえば橋口征四郎；応用物理 ２００１第７０巻
第４号第４１８−４２２頁では、放電空間の深さが１６
０μｍである。これは、プラズマ表示装置において、ア
ドレス電極が背面パネルに形成されるために、放電空間
の深さが深くなると、前面パネル側に形成される面放電
型電極とアドレス電極との間の距離が大きくなり、アド
レス放電が困難になると言う理由であった。

【０００５】ところが、本発明者等の実験により、面放
電型平面照明装置において、放電空間の深さが浅いと、
面放電放電により生じたプラズマが深さ方向に押さえ込
まれ、そのために発光の明るさの向上が抑制されている
と言う新たな知見が見出された。

【０００６】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、放電によって発生するプラズマを最大限に有効利用
し、さらに明るさの向上を図ることが可能な平面照明装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、面放電型平
面照明装置において、放電によって発生するプラズマを
最大限に有効利用し、さらに明るさの向上を図るために
は、放電空間の深さを３５０μｍ以上に大きくすれば良
いことを見出し、本発明を完成させるに至った。

【０００８】すなわち、本発明に係る平面照明装置は、
第１基板の内側に放電ギャップが形成されるように配置
される複数対の面放電型電極と、前記面放電型電極を覆
うように前記第１基板の内側に形成される誘電体層と、
前記第１基板と第２基板との間に形成される密封された
放電空間とを有し、前記第１基板から第２基板に向けて
の前記放電空間の深さが、３５０μｍ以上であることを
特徴とする。好ましくは、前記放電空間の深さが３５０
μｍ以上６００μｍ以下、さらに好ましくは、４００μ
ｍ以上５００μｍ以下である。

【０００９】放電空間の深さが浅くなると、本発明の効
果が小さくなり、放電空間の深さが深すぎても、本発明
の効果の増大が飽和してしまう傾向にある。したがっ
て、上記の範囲が好ましい。本発明者等の実験結果によ
れば、コプレーナー型の面放電型電極の電極ギャップか
ら、深さ方向に約３００〜３５０μｍ離れた空間に、最
も高い強度のプラズマ発光領域が表れることを見出し
た。

【００１０】好ましくは、前記第２基板の内側には、前
記放電空間を形成するための隔壁リブが形成してある。
好ましくは、前記第２基板の内側には、蛍光体層が形成
してある。

【００１１】好ましくは、前記各対の面放電型電極間の
放電ギャップが、５０μｍ以下である。この場合におい
て、好ましくは、前記放電空間には、実質的にキセノン
が１００％の放電ガスが封入してある。この場合には、
Ｘｅの分子線と言われている１７２ｎｍ波長のＶＵＶ紫
外光の強度が飛躍的に増大し、さらなる明るさの向上が
可能になる。

【００１２】好ましくは、前記面放電型電極が、透明電
極であり、各面放電型電極には、バス電極が長手方向に
沿って接続されている。この場合において、好ましく
は、前記面放電型電極およびバス電極を覆うように、前
記第１基板の内側には、誘電体層が形成してあり、前記
誘電体層の内側に保護層が形成してある。

【００１３】好ましくは、前記放電空間が、前記第２基
板の内側に形成された隔壁リブと、前記第１基板の内側
に形成された隔壁リブとが突き合わされて形成される。
放電空間の深さを、３５０μｍ以上にするためには、隔
壁リブの高さを３５０μｍ以上にする必要がある。いず
れか一方の基板に形成される隔壁リブのみで深い放電空
間を形成することは、隔壁リブの高さが高くなりすぎ
て、その製造が困難になる傾向がある。本発明では、両
方の基板に隔壁リブを形成することで、深い放電空間を
形成することができるにもかかわらず、隔壁リブの製造
が容易である。

【００１４】本発明に係る平面照明装置の具体的な用途
は、特に限定されないが、たとえば液晶表示装置などの
バックライト光源を必要とする表示装置のためのバック
ライト光源などとして好ましく用いることができる。本
発明の平面照明装置は、導光板などを用いる照明装置に
比較して、平面内における照明むらが少なく、ＥＬなど
と比較して明るさの向上を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係
る平面照明装置の要部概略分解斜視図、図２は図１に示
すII−II線に沿う要部断面図、図３は図１に示すIII−I
II線に沿う要部断面図、図４は隔壁リブのパターンと面
放電型電極との関係を示す平面図、図５は本発明の他の
実施形態に係る平面照明装置の要部断面図、図６は本発
明の効果を示す実験に用いる面放電型プラズマ発生装置
の要部断面図、図７は図６に示す装置を用いてプラズマ
発光させた状態を示す写真、図８は図７に示すＡ−Ｂ線
に沿うプラズマ発光強度を示すグラフ、図９は放電ガス
の封入ガス圧力を変化させてプラズマ発光させた状態を
示す図７と同様な写真、図１０は図９に示すＡ−Ｂ線に
沿うプラズマ発光強度を示すグラフ、図１１は放電ガス
の封入ガス圧力を変化させてプラズマ発光させた状態を
示す図７と同様な写真、図１２は図１１に示すＡ−Ｂ線
に沿うプラズマ発光強度を示すグラフ、図１３は放電空
間の溝深さを変化させてプラズマ発光させた状態を示す
図１１と同様な写真、図１４は図１３に示すＡ−Ｂ線に
沿うプラズマ発光強度を示すグラフ、図１５は図１３に
示すＡ−Ｂ線と直角方向に沿うプラズマ発光強度を示す
グラフ、図１６は放電空間の溝深さを変化させてプラズ
マ発光させた状態を示す図１１と同様な写真、図１７は
図１６に示すＡ−Ｂ線に沿うプラズマ発光強度を示すグ
ラフ、図１８は図１６に示すＡ−Ｂ線と直角方向に沿う
プラズマ発光強度を示すグラフ、図１９は放電ガスの種
類と封入圧力とを変化させてプラズマ発光させた状態を
示す図１１と同様な写真、図２０は図１９に示すＡ−Ｂ
線に沿うプラズマ発光強度を示すグラフである。

【００１６】（第１実施形態）平面照明装置の全体構成 まず、図１に基づき、交流駆動（ＡＣ）面放電型平面照
明装置（以下、単に、平面照明装置と呼ぶ場合がある）
の全体構成について説明する。

【００１７】図１に示すＡＣ面放電型平面照明装置２
は、いわゆる２電極型に属し、コプレーナー型の１対の
面放電型電極１２の間で放電が生じる。このＡＣ面放電
型平面照明装置２は、前面パネルに相当する第１パネル
１０と、背面パネルに相当する第２パネル２０とが貼り
合わされて成る。第２パネル２０上の蛍光体層２５の発
光は、たとえば、第１パネル１０を通して観察される。
すなわち、第１パネル１０が、平面光出射面となる。

【００１８】第１パネル１０は、透明な第１基板１１
と、第１基板１１上に第１方向Ｘに沿って相互に略平行
にストライプ状に設けられ、透明導電材料から成る複数
対の面放電型電極１２と、面放電型電極１２のインピー
ダンスを低下させるために設けられ、面放電型電極１２
よりも電気抵抗率の低い材料から成るバス電極１３と、
バス電極１３および面放電型電極１２上を含む第１の基
板１１上に形成された誘電体層１４と、その上に形成さ
れた保護層１５とから構成されている。なお、保護層１
５は、必ずしも形成されている必要はないが、形成され
ていることが好ましい。

【００１９】一方、第２パネル２０は、第２基板２１
と、第２基板２１上に第２方向Ｙ（第１方向Ｘと略直
角）に沿って相互に略平行にストライプ状に設けられた
複数の隔壁リブ２４と、これら隔壁リブ２４の間に隔壁
リブ２４の側壁面上に亘って設けられた蛍光体層２５と
から構成されている。蛍光体層２５は、プラズマ発光に
よる紫外線により発光する材質で構成され、好ましく
は、太陽光に類似した白色光を発光するものであること
が好ましい。ただし、この蛍光体層２５は、平面照明装
置の用途によっては、赤、緑、青などのその他の色の光
を発光するものでも良い。

【００２０】図１は、表示装置２の一部分解斜視図であ
り、実際には、図３に示すように、第２パネル２０側の
隔壁リブ２４の頂部が、第３方向Ｚ（第１方向Ｘおよび
第２方向Ｙに直交する方向）で第１パネル１０側の保護
層１５に当接している。放電ギャップＷ１（図２および
図４参照）を形成する一対の面放電型電極１２が、単一
の放電セルに相当する。そして、蛍光体層２５が形成さ
れた隔壁リブ２４と保護層１５とによって囲まれた放電
空間４内には、放電ガスが封入されている。第１パネル
１０と第２パネル２０とは、それらの周辺部において、
フリットガラスを用いて接合されている。放電空間４内
に封入される放電ガスとしては、特に限定されないが、
キセノン（Ｘｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、ヘリウム
（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ_２）ガ
ス等の不活性ガス、あるいはこれらの不活性ガスの混合
ガスなどが用いられる。封入されている放電ガスの全圧
は、特に限定されないが、６×１０^３Ｐａ〜８×１０^４
Ｐａ程度である。

【００２１】面放電型電極１２の射影像が延びる方向と
隔壁リブ２４が延びる方向とは略直交（必ずしも直交す
る必要はないが）している。グロー放電が、放電ギャッ
プＷ１を形成する一対の面放電型電極１２間で生じるこ
とから、このタイプの平面照明装置は「面放電型」と称
される。この平面照明装置の駆動方法については、後述
する。

【００２２】本実施形態の平面照明装置２は、いわゆる
反射型平面照明装置であり、蛍光体層２５の発光は、第
１パネル１０を通して観察されるので、面放電型電極１
２を構成する導電性材料は透明であることが好ましい。
なお、ここで述べる透明／不透明とは、蛍光体層材料に
固有の発光波長（可視光域）における導電性材料の光透
過性に基づく。即ち、蛍光体層から射出される光に対し
て透明であれば、面放電型電極を構成する導電性材料は
透明であると言える。

【００２３】不透明な導電性材料として、Ｎｉ，Ａｌ，
Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ／Ａｇ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｃｕ，Ｂａ，Ｌ
ａＢ_６，Ｃａ_０．２Ｌａ_０．８ＣｒＯ_３等の材料を、単
独または適宜組み合わせて用いることができる。透明な
導電性材料としては、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）
やＳｎＯ_２を挙げることができる。面放電型電極１２
は、スパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法、メッキ法
等によって形成することができ、フォトリソグラフィ
法、サンドブラスト法、リフトオフ法などによってパタ
ーン加工される。

【００２４】面放電型電極１２の電極幅は、特に限定さ
れないが、２００〜４００μｍ程度である。また、これ
らの対となる電極１２相互間の放電ギャップＷ１は、特
に限定されないが、好ましくは１〜１５０μｍ程度であ
る。また、放電ギャップＷ１は、放電空間の内部に封入
される放電ガスの種類に応じて選択されることが好まし
く、たとえば放電ガスとして、キセノン１００％の放電
ガスを用いる場合には、放電ギャップＷ１は、１〜５０
μｍ程度が好ましい。また、放電ギャップＷ１が形成さ
れた一対の面放電型電極１２と、隣の一対の面放電型電
極１２との間の画素間隣接隙間の幅Ｗ２は、放電ギャッ
プＷ１と同じでも良いが、この幅Ｗ２において、プラズ
マ放電を生じさせないようにするためには、放電ギャッ
プＷ１よりも広いことが好ましく、特に限定されない
が、好ましくは１００〜４００μｍ、さらに好ましくは
２００〜３００μｍである。幅Ｗ２を放電ギャップＷ１
と同程度にすれば、この幅Ｗ２間においても、プラズマ
放電が生じるが、平面照明装置２において問題はなく、
むしろプラズマ発光する箇所が増えるので、さらに明る
さが向上することが期待できる。

【００２５】バス電極１３は、典型的には、金属材料、
たとえば、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｃｒ
などの単層金属膜、あるいはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒなどの積
層膜などから構成することができる。かかる金属材料か
ら成るバス電極１３は、反射型の平面照明装置において
は、蛍光体層から放射されて第１基板１１を通過する可
視光の透過光量を低減させ、光出射面の明るさを低下さ
せる要因となり得るので、面放電型電極全体に要求され
る電気抵抗値が得られる範囲内で出来る限り細く形成す
ることが好ましい。具体的には、バス電極１３の電極幅
は、面放電型電極１２の電極幅よりも小さく、たとえば
３０〜２００μｍ程度である。バス電極１３は、面放電
型電極１２などと同様な方法により形成することができ
る。

【００２６】また、バス電極１３は、通常、一対の各面
放電型電極１２における放電ギャップＷ１側の端部では
なく、図２に示すように、幅Ｗ２側の端部に、各面放電
型電極１２の長手方向に沿って接続して形成してある。
各面放電型電極１２における放電ギャップＷ１の位置に
おいて、放電空間４における発光輝度が最も高いと考え
られ、この位置の近くに遮光性のバス電極１３を配置す
ることは、全体的な明るさを低下させると考えられてい
ることから、バス電極１３は、前記の位置に配置してあ
る。

【００２７】面放電型電極１２の表面に形成される誘電
体層１４は、たとえば単層のシリコン酸化物層で構成し
てあるが、多層膜であっても良い。このシリコン酸化物
層から成る誘電体層１４は、たとえば、電子ビーム蒸着
法やスパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法等に基づ
き、形成されている。誘電体層１４の厚みは、特に限定
されないが、本実施形態では、１〜１０μｍである。

【００２８】誘電体層１４を設けることによって、放電
空間４内で発生するイオンや電子が、面放電型電極１２
と直接に接触することを防止することができる。その結
果、面放電型電極１２の磨耗を防ぐことができる。誘電
体層１４は、壁電荷を蓄積して放電状態を維持するする
メモリ機能、過剰な放電電流を制限する抵抗体としての
機能を有する。

【００２９】誘電体層１４の放電空間側表面に形成して
ある保護層１５は、誘電体層１４を保護し、イオンや電
子と面放電型電極との直接接触を防止する作用を奏す
る。その結果、面放電型電極１２および誘電体層１４の
磨耗を効果的に防ぐことができる。また、保護層１５
は、放電に必要な２次電子を放出する機能も有する。保
護層１５を構成する材料として、酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化カル
シウム（ＣａＦ_２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を例示
することができる。中でも酸化マグネシウムは、化学的
に安定であり、スパッタリング率が低く、蛍光体層の発
光波長における光透過率が高く、放電開始電圧が低い等
の特色を有する好適な材料である。なお、保護層１５
を、これらの材料から成る群から選択された少なくとも
２種類の材料から構成された積層膜構造としてもよい。

【００３０】第１基板１１および第２基板２１の構成材
料として、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ_２Ｏ・Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ_２）、硼珪酸ガラス（Ｎａ_２Ｏ・Ｂ_２Ｏ_３
・ＳｉＯ_２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓｉ
Ｏ_２）、鉛ガラス（Ｎａ_２Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ_２）を例
示することができる。第１基板１１と第２基板２１の構
成材料は、同じであっても異なっていてもよいが、熱膨
張係数が同じであることが望ましい。

【００３１】蛍光体層２５は、たとえば、赤色を発光す
る蛍光体層材料、緑色を発光する蛍光体層材料および青
色を発光する蛍光体層材料から成る群から選択された蛍
光体層材料から構成される。蛍光体層２５の厚みは、特
に限定されないが、数十μｍ程度である。

【００３２】蛍光体層２５を構成する蛍光体層材料とし
ては、従来公知の蛍光体層材料の中から、量子効率が高
く、真空紫外線に対する飽和が少ない蛍光体層材料を適
宜選択して用いることができる。白色光の照明を想定し
た場合、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色に近く、
３原色を混合した際の白バランスがとれ、残光時間が短
く、３原色の残光時間がほぼ等しくなる蛍光体層材料を
組み合わせることが好ましい。

【００３３】蛍光体層材料の具体的な例示を次に示す。
たとえば赤色に発光する蛍光体層材料として、（Ｙ_２Ｏ
_３：Ｅｕ），（ＹＢＯ_３Ｅｕ），（ＹＶＯ_４：Ｅｕ），
（Ｙ _０．９６Ｐ_０．６０Ｖ_０．４０Ｏ_４：Ｅ
ｕ_０．０４），［（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ］，（Ｇｄ
ＢＯ_３：Ｅｕ），（ＳｃＢＯ_３：Ｅｕ），（３．５Ｍｇ
Ｏ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ）、緑色に発光す
る蛍光体層材料として、（ＺｎＳｉＯ_２：Ｍｎ），（Ｂ
ａＡ１_１２Ｏ_１９：Ｍｎ），（ＢａＭｇ_２Ａ１_１６Ｏ
_２７：Ｍｎ），（ＭｇＧａ_２Ｏ_４：Ｍｎ），（ＹＢ
Ｏ_３：Ｔｂ），（ＬｕＢＯ_３：Ｔｂ），（Ｓｒ_４Ｓｉ_３
Ｏ_８Ｃｌ_４：Ｅｕ）、青色に発光する蛍光体層材料とし
て、（Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ），（ＣａＷＯ_４：Ｐｂ），
ＣａＷＯ_４，ＹＰ_０．８５Ｖ_０．１５Ｏ_４，（ＢａＭｇ
Ａ１_１４Ｏ_２３：Ｅｕ），（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｅｕ），
（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｓｎ）などが例示される。

【００３４】これらの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青
色（Ｂ）の蛍光体層材料は、隔壁リブ２４の間に、それ
ぞれ所定の順序で配置し、全て光らせることで白色光と
しても良く、あるいは、これらの蛍光体層材料は、混合
して隔壁リブ２４の間に形成しても良い。

【００３５】蛍光体層２５の形成方法として、厚膜印刷
法、蛍光体層粒子をスプレーする方法、蛍光体層の形成
予定部位に予め粘着性物質を付けておき、蛍光体層粒子
を付着させる方法、感光性の蛍光体層ペーストを使用
し、露光および現像によって蛍光体層をパターニングす
る方法、全面に蛍光体層を形成した後に不要部をサンド
ブラスト法により除去する方法を挙げることができる。

【００３６】なお、蛍光体層２５は、隔壁リブ２４の間
に位置する第２基板２１の内面のみ、あるいは隔壁リブ
２４の側壁面上にのみ形成されていてもよい。蛍光体層
２５は、たとえば低融点ガラスやＳｉＯ_２ などの絶縁
膜の上に形成しても良い。

【００３７】本実施形態では、各隔壁リブ２４の幅Ｗ４
は、特に限定されないが、好ましくは３０〜１００μ
ｍ、さらに好ましくは３０〜６０μｍ程度である。

【００３８】本実施形態では、隔壁リブ２４の高さは、
図３に示すように、放電空間４の深さＨ１が、３５０μ
ｍ以上６００μｍ以下となるように決定される。また、
放電空間４の幅Ｗ３は、１００〜５００μｍ程度であ
る。

【００３９】上述したパターンを持つ隔壁リブ２４の構
成材料として、従来公知の絶縁材料を使用することがで
き、たとえば広く用いられている低融点ガラスにアルミ
ナ等の金属酸化物を混合した材料を用いることができ
る。

【００４０】隔壁リブ２４によって囲まれた放電空間４
の内部に、混合ガスから成る放電ガスが封入されてお
り、蛍光体層２５は、放電空間４内の放電ガス中で生じ
た交流グロー放電に基づき発生した紫外線に照射されて
発光する。

【００４１】平面照明装置の製造方法 次に、本発明の実施形態に係る平面照明装置の製造方法
について説明する。第１パネル１０は、以下の方法で作
製することができる。先ず、高歪点ガラスやソーダガラ
スから成る第１基板１１の全面にたとえばスパッタリン
グ法によりＩＴＯ層を形成し、フォトリソグラフィ技術
およびエッチング技術によりＩＴＯ層をストライプ状に
パターニングすることによって、一対の面放電型電極１
２を、複数、形成する。面放電型電極１２は、第１方向
Ｘに延びている。

【００４２】次に、第１基板１１の内面全面に、たとえ
ば蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグ
ラフィ技術およびエッチング技術によりアルミニウム膜
をパターニングすることによって、各面放電型電極１２
の縁部に沿ってバス電極１３を形成する。その後、バス
電極１３が形成された第１基板１１の内面全面にシリコ
ン酸化物（ＳｉＯ_２ ）層から成る誘電体層１４を形成
する。

【００４３】本実施形態では、誘電体層１４の形成の形
成方法は特に限定されず、電子ビーム蒸着法やスパッタ
法、蒸着法、スクリーン印刷法等が例示される。次に、
誘電体層１４の上に、電子ビーム蒸着法またはスパッタ
リング法により厚さ０．６μｍの酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）から成る保護層１５を形成する。以上の工程によ
り第１パネル１０を完成することができる。

【００４４】また、第２パネル２０を以下の方法で作製
する。まず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第２
の基板２１上に、たとえばストライプパターンの隔壁リ
ブ２４を形成する。この時の形成方法は、特に限定され
ず、たとえばスクリーン印刷法、サンドブラスト法、ド
ライフィルム法、感光法などを例示することができる。
ドライフィルム法とは、基板上に感光性フィルムをラミ
ネートし、露光および現像によって隔壁リブ形成予定部
位の感光性フィルムを除去し、除去によって生じた開口
部に隔壁リブ形成用の材料を埋め込み、焼成する方法で
ある。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、
開口部に埋め込まれた隔壁リブ形成用の材料が残り、隔
壁リブ２４となる。感光法とは、基板上に感光性を有す
る隔壁リブ形成用の材料層を形成し、露光および現像に
よってこの材料層をパターニングした後、焼成を行う方
法である。焼成（隔壁リブ焼成工程）は、空気中で行
い、焼成温度は、５６０°Ｃ程度である。焼成時間は、
１０分程度（ピーク値で）である。

【００４５】次に、隔壁リブ２４が形成された第２基板
２１の表面に、３原色の蛍光体層スラリーを順次印刷す
る。あるいは、単一色の蛍光体層スラリーを印刷する。
その後、この第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁
リブ２４の間の基板２１上から隔壁リブ２４の側壁面上
に亘って、蛍光体層２５を形成する。その時の焼成（蛍
光体焼成工程）温度は、たとえば５１０°Ｃ程度であ
る。焼成時間は、約１０分程度である。

【００４６】次に、平面照明装置の組み立てを行う。先
ず、たとえばスクリーン印刷により、第２パネル２０の
周縁部にシール層（たとえばフリットガラス）を形成す
る。次に、第１パネル１０と第２パネル２０とを貼り合
わせ、焼成してシール層を硬化させる。その後、第１パ
ネル１０と第２パネル２０との間に形成された空間を排
気した後、放電ガスを封入し、かかる空間を封止し、平
面照明装置２を完成させる。

【００４７】かかる構成を有する平面照明装置の交流グ
ロー放電動作の一例を説明する。先ず、たとえば、全て
の一方の面放電型電極１２に、放電開始電圧Ｖｂｄより
も高いパネル電圧を短時間印加する。これによってグロ
ー放電が生じ、双方の面放電型電極１２の近傍の誘電体
層１４の表面に相互に反対極の電荷が付着して、壁電荷
が蓄積し、見掛けの放電開始電圧が低下する。その後、
全ての一対の面放電型電極１２間に所定のパルス電圧を
印加することによって、壁電荷が蓄積されていた全ての
セルにおいて一対の面放電型電極１２の間でグロー放電
が継続し、放電空間内における放電ガス中でのグロー放
電に基づき発生した真空紫外線の照射によって励起され
た蛍光体層が、蛍光体層材料の種類に応じた特有の発光
色を呈する。なお、一方の面放電型電極と他方の面放電
型電極に印加される放電維持電圧の位相は半周期ずれて
おり、電極の極性は交流の周波数に応じて反転する。

【００４８】本実施形態の平面照明装置２では、放電空
間４の深さＨ１を３５０〜６００μｍ程度に深くしてあ
るために、コプレーナー型の面放電型電極１２の電極ギ
ャップＷ１から、深さ方向に約３００〜３５０μｍ離れ
た空間に、最も高い強度のプラズマ発光領域が表れ、そ
の発光が抑制されることがない。したがって、本実施形
態では、放電によって発生するプラズマを最大限に有効
利用し、平面照明装置２における明るさの向上を図るこ
とが可能になる。

【００４９】（第２実施形態）図５に示すように、本実
施形態に係る平面照明装置２ａは、図１〜図４に示す平
面照明装置２の変形例であり、共通する部材には共通す
る符号を付し、その説明は一部省略する。以下の説明で
は、図１〜図４に示す平面照明装置２と異なる部分につ
いて重点的に説明する。

【００５０】本実施形態では、第２パネル２０ａの第２
基板２１に形成される隔壁リブ２４の高さを、図１〜図
４に示す実施形態よりも低くしている。その代わりに、
第１パネル１０ａの内面に形成される誘電体層１４の内
面に、隔壁リブ２４と略同じ位置に、隔壁リブ１２４を
形成し、これらの隔壁リブ２４および１２４の組合せに
より、放電空間４の深さＨ１を３５０〜６００μｍに確
保している。なお、保護層１５は、誘電体層１４および
隔壁リブ１２４の内面を覆っている。

【００５１】本実施形態の平面照明装置２ａにあって
も、図１〜図４に示す平面照明装置２と同様な作用効果
を奏する。しかも本実施形態では、各パネル１０ａおよ
び２０ａの内側に隔壁リブ２４および１２４を形成する
ために、放電空間４の深さＨ１が深くとも、各隔壁リブ
２４および１２４の高さが、それほどに高くならず、そ
の製造が容易である。

【００５２】（その他の実施形態）なお、本発明は、上
述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範
囲内で種々に改変することができる。たとえば、本発明
では、平面照明装置の具体的な構造は、図１〜図５に示
す実施形態に限定されず、その他の構造であっても良
い。

【００５３】

【実施例】以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づ
き説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。

【００５４】実施例１ 放電空間４の深さＨ１とプラズマ発光の強度との関係を
調べるために、図６に示すように、コプレーナー型の一
対の面放電型電極１２ａが放電ギャップＷ１で配置され
た第１基板１１ａと、溝１０４により形成された深さＨ
１の放電空間４を持つ第２基板２１ａとを、フリットガ
ラスにより張り合わせたプラズマ発光装置を実験的に試
作した。

【００５５】これらの基板１１ａおよび２１ａとして
は、高歪点ガラスで構成されたものを用いた。面放電型
電極１２ａとしては、アルミニウム蒸着膜を用いた。放
電空間４には、実質的に純度１００％のＸｅガスを３０
ｋＰａで封入した。

【００５６】電極ギャップＷ１は、２０μｍであり、放
電空間４の深さＨ１は、５００μｍであった。放電空間
４の溝幅は、４４６μｍであった。面放電型電極１２ａ
間に、２５０Ｖおよび３２ｋＨｚの矩形波を印加した。
その結果、図７に示すように、プラズマ発光が観察され
た。

【００５７】また、図７のＡ−Ｂ線に沿って、プラズマ
発光の強度を、測定装置（浜松ホトニクス社製１ＣＣＤ
カメラ（Ｃ４０７８−０１ＭＯＤ＋Ｃ６５８８））によ
り測定した結果を、図８に示す。図８において、横軸
は、面放電型電極１２ａから放電空間４の深さ方向に沿
った距離であり、縦軸は、プラズマ発光の強度を、測定
装置のスケールで表した値である。図８に示すように、
放電空間４の幅方向の中央位置において、発光強度のピ
ークは、面放電型電極から深さ方向に３００〜３５０μ
ｍの位置に表れることが確認できた。

【００５８】実施例２ 放電空間４に封入する放電ガスの封入圧力を２０ｋＰａ
に設定した以外は、実施例１と同様にして、プラズマ発
光を行った。プラズマ発光の写真を図９に示し、発光強
度を図１０に示す。図１０に示すように、放電空間４の
幅方向の中央位置において、発光強度のピークは、面放
電型電極から深さ方向に３００〜３５０μｍの位置に表
れることが確認できた。

【００５９】実施例３ 放電空間４に封入する放電ガスの封入圧力を１０ｋＰａ
に設定した以外は、実施例１と同様にして、プラズマ発
光を行った。プラズマ発光の写真を図１１に示し、発光
強度を図１２に示す。図１２に示すように、放電空間４
の幅方向の中央位置において、発光強度のピークは、面
放電型電極から深さ方向に３００〜３５０μｍの位置に
表れることが確認できた。

【００６０】比較例１ 放電空間４の深さＨ１を、２００μｍとした以外は、実
施例３と同様にして、プラズマ発光を行った。プラズマ
発光の写真を図１３に示し、発光強度を図１４および図
１５に示す。なお、図１５において、横軸は、図６にお
ける溝１０４の一方の側壁Ｃからの距離を示し、縦軸
は、図１４と同様な発光強度である。図１３および図１
５に示すように、プラズマ発光の強度が、溝の深さ方向
と垂直な幅方向に偏っていることが分かる。しかも、図
１５に示すように、比較例１では、発光強度のピーク
が、溝深さ以外は同じ条件の実施例３の図１２に比べ
て、低いことが確認された。

【００６１】比較例２ 放電空間４の深さＨ１を、１００μｍとした以外は、実
施例３と同様にして、プラズマ発光を行った。プラズマ
発光の写真を図１６に示し、発光強度を図１７および図
１８に示す。なお、図１８において、横軸は、図６にお
ける溝１０４の一方の側壁Ｃからの距離を示し、縦軸
は、図１７と同様な発光強度である。図１６および図１
８に示すように、プラズマ発光の強度が、溝の深さ方向
と垂直な幅方向に偏っていることが分かる。しかも、図
１８に示すように、比較例２では、発光強度のピーク
が、溝深さ以外は同じ条件の実施例３の図１２に比べ
て、低いことが確認された。

【００６２】実施例４ 放電空間４に封入する放電ガスとして、Ｎｅ−Ｘｅ（４
％）を用い、封入圧力を６６．６ｋＰａに設定し、印加
電圧を２２０Ｖとした以外は、実施例１と同様にして、
プラズマ発光を行った。プラズマ発光の写真を図１９に
示し、発光強度を図２０に示す。

【００６３】評価 実施例１〜４に示す結果から、コプレーナー型の面放電
型電極の電極ギャップから、深さ方向に約３００〜３５
０μｍ離れた空間に、最も高い強度のプラズマ発光領域
が表れることが確認できた。

【００６４】また、実施例３と、溝深さ以外は同じ条件
の比較例１および２とを比較することで、次のことが確
認できた。すなわち、放電空間の深さＨ１を３５０μｍ
以上とすれば、面放電により生じたプラズマが深さ方向
に押さえ込まれることが無くなり、放電空間の幅方向へ
の発光部分の偏在もなくなることが確認できた。さら
に、本発明によれば、放電によって発生するプラズマの
ピーク強度が強くなり、照明光の明るさの向上が期待で
きることが確認できた。

【００６５】さらにまた、実施例１〜３と実施例４とを
比較することで、放電ガスの種類を変えても同じ傾向が
見られることが確認できた。また、Ｎｅ−Ｘｅ（４％）
よりも、Ｘｅ（１００％）の方が、発光強度ピーク値が
高く、Ｘｅ（１００％）の放電ガスを用いることで、さ
らに照明光の明るさの向上が期待できることが確認でき
た。

【００６６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、放電によって発生するプラズマを最大限に有効利用
し、照明光の明るさの向上を図ることが可能な平面照明
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の一実施形態に係る平面照明装
置の要部概略分解斜視図である。

【図２】 図２は図１に示すII−II線に沿う要部断面図
である。

【図３】 図３は図１に示すIII−III線に沿う要部断面
図である。

【図４】 図４は隔壁リブのパターンと面放電型電極と
の関係を示す平面図である。

【図５】 図５は本発明の他の実施形態に係る平面照明
装置の要部断面図である。

【図６】 図６は本発明の効果を示す実験に用いる面放
電型プラズマ発生装置の要部断面図である。

【図７】 図７は図６に示す装置を用いてプラズマ発光
させた状態を示す写真である。

【図８】 図８は図７に示すＡ−Ｂ線に沿うプラズマ発
光強度を示すグラフである。

【図９】 図９は放電ガスの封入ガス圧力を変化させて
プラズマ発光させた状態を示す図７と同様な写真であ
る。

【図１０】 図１０は図９に示すＡ−Ｂ線に沿うプラズ
マ発光強度を示すグラフである。

【図１１】 図１１は放電ガスの封入ガス圧力を変化さ
せてプラズマ発光させた状態を示す図７と同様な写真で
ある。

【図１２】 図１２は図１１に示すＡ−Ｂ線に沿うプラ
ズマ発光強度を示すグラフである。

【図１３】 図１３は放電空間の溝深さを変化させてプ
ラズマ発光させた状態を示す図１１と同様な写真であ
る。

【図１４】 図１４は図１３に示すＡ−Ｂ線に沿うプラ
ズマ発光強度を示すグラフである。

【図１５】 図１５は図１３に示すＡ−Ｂ線と直角方向
に沿うプラズマ発光強度を示すグラフである。

【図１６】 図１６は放電空間の溝深さを変化させてプ
ラズマ発光させた状態を示す図１１と同様な写真であ
る。

【図１７】 図１７は図１６に示すＡ−Ｂ線に沿うプラ
ズマ発光強度を示すグラフである。

【図１８】 図１８は図１６に示すＡ−Ｂ線と直角方向
に沿うプラズマ発光強度を示すグラフである。

【図１９】 図１９は放電ガスの種類と封入圧力とを変
化させてプラズマ発光させた状態を示す図１１と同様な
写真である。

【図２０】 図２０は図１９に示すＡ−Ｂ線に沿うプラ
ズマ発光強度を示すグラフである。

【符号の説明】

２… 平面照明装置 ４… 放電空間 １０… 第１パネル １１… 第１基板 １２… 面放電型電極 １３… バス電極 １４… 誘電体層 １５… 保護層 ２０… 第２パネル ２１… 第２基板 ２４… 隔壁リブ ２５… 蛍光体層

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１基板の内側に放電ギャップが形成さ
   れるように配置される複数対の面放電型電極と、 前記面放電型電極を覆うように前記第１基板の内側に形
   成される誘電体層と、 前記第１基板と第２基板との間に形成される密封された
   放電空間とを有し、 前記第１基板から第２基板に向けての前記放電空間の深
   さが、３５０μｍ以上である平面照明装置。
2. 【請求項２】 前記放電空間の深さが３５０μｍ以上６
   ００μｍ以下である請求項１に記載の平面照明装置。
3. 【請求項３】 前記第２基板の内側には、前記放電空間
   を形成するための隔壁リブが形成してある請求項１また
   は２に記載の平面照明装置。
4. 【請求項４】 前記第２基板の内側には、蛍光体層が形
   成してある請求項１〜３のいずれかに記載の平面照明装
   置。
5. 【請求項５】 前記各対の面放電型電極間の放電ギャッ
   プが、５０μｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記
   載の平面照明装置。
6. 【請求項６】 前記放電空間には、実質的にキセノンが
   １００％の放電ガスが封入してある請求項５に記載の平
   面照明装置。
7. 【請求項７】 前記面放電型電極が、透明電極であり、
   各面放電型電極には、バス電極が長手方向に沿って接続
   されている請求項１〜６のいずれかに記載の平面照明装
   置。
8. 【請求項８】 前記面放電型電極およびバス電極を覆う
   ように、前記第１基板の内側には、誘電体層が形成して
   あり、前記誘電体層の内側に保護層が形成してある請求
   項７に記載の平面照明装置。
9. 【請求項９】 前記放電空間が、前記第２基板の内側に
   形成された隔壁リブと、前記第１基板の内側に形成され
   た隔壁リブとが突き合わされて形成されることを特徴と
   する請求項１〜８のいずれかに記載の平面照明装置。