专利名称：平面式照明灯及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种平面式照明灯，例如可适用于作为液晶显示器(LCD)的常规照明、背景光照明灯。
虽然熟知的照明灯包含家庭使用的荧光灯、在液晶显示器中或类似器件中作为背景照明的电(场)致发光灯，等等，此外，利用等离子体放电的显示装置也是公知的。
图1和2是以示例方式表示的等离子显示装置的示意图。等离子显示装置1由透明基片例如玻璃基片4和后基片7构成，在玻璃基片4的内表面上有若干条状电极，即交替配置的由透明电极构成的阳极2和阴极3，后基片7的内表面上有沿与阳极2和阴极3垂直的方向延伸的若干条状寻址电极5和荧光材料层6。
两个基片4和7彼此对置，玻璃基片4中位于阳极2和阴极3一侧的表面与后基片7中位于寻址电极5和荧光材料层6一侧的表面均面向内配置。两个基片4和7通过周边的垫圈9形成一气密腔盒10。
在密封腔盒10中，条形的隔壁11与阳极2和阴极3垂直设置，以便使每一条形的隔壁11位于相邻的寻址电极5之间。各隔壁11将各寻址电极5和荧光材料层6截开。
在等离子显示装置1中，当放电维持电压加在一对阳极2和阴极3之间，然后在例如阴极3和寻址电极5之间加上放电起始电压时，在成对的对应阳极2和阴极3之间产生放电。这种放电产生等离子体13，荧光材料层6受到由等离子体13产生的紫外线的激发并发光实现预期的显示。
各电极之间的间隔，即在上述等离子显示装置1中的阳极2和阴极3之间的间隔通常在100μm(微米)到200μm的范围内。
在用作照明灯的情况下，荧光灯呈圆柱形，因此具有相当大的体积，这样就使制造更薄的荧光灯受到限制。电致发光(EL)的缺点是在亮度和色调方面的不足。
虽然，可以考虑利用等离子放电，遇到的问题是亮度不足。
考虑到这些状况，本发明的目的是提供一种平面式照明灯，其可以提供满意的亮度、可做得更薄；并提供制造这种照明灯的方法。
根据本发明的第一个方面，平面式照明灯具有多个形成在第一基片上的电极，各相邻电极之间的间隔设定为50μm或更小；形成在与第一基片相对的第二基片上的荧光材料层；以及由第一和第二基片形成的密封盒，使得各电极和荧光材料层位于二基片的内侧。将一种或多种气体He、Ne、Ar、Xe以及Kr注入到密封盒中，使注入的气体压力处在0.8到3.0大气压的范围内。
根据本发明的第二个方面，在根据本发明的第一个方面的平面式照明灯中、一绝缘层，或一绝缘层与保护膜形成在放电电极的表面上。
根据本发明的第三个方面，在根据本发明的第二个方面的平面式照明灯中，该保护膜是由MgO构成的。
根据本发明的第四个方面，在根据本发明的第一个方面的平面式照明灯中，利用De驱动或AC驱动向电极施加电压。
根据本发明的第五个方面，在根据本发明的第二个方面或第三个方面的平面式照明灯中，利用AC驱动向电极施加电压。
根据本发明的第六个方面，在根据本发明的第一个方面的平面式照明灯中，按照DC驱动方式，作为阴极的电极是由氧化的金属构成的，而作为阳极的电极是由金属构成的。
根据本发明的第七个方面，在根据本发明的第一个方面的平面式照明灯中，按照AC驱动方式，作为阴极的电极和作为阳极的电极都是由氧化的金属或由金属构成的。
根据本发明的第八个方面，在根据本发明的第五个方面的平面式照明灯中，作为阴极的和作为阳极的电极都是由氧化的金属或金属构成的。
根据本发明的第九个方面，在根据本发明的第一、二、三、四、五、六、七或八个方面的平面式照明灯中，在气密封的盒中还混合有Hg气体。
根据本发明的第十个方面，在根据本发明的第一、二、三、四、五、六、七、八或九个方面的平面式照明灯中，如果各放电电极的间距为P，放电电极和荧光材料层之间的距离为L以及放电角为θ，则设定各数值的使其满足P≤2Ltanθ。
根据本发明的第十一个方面，在根据本发明的第一、二、三、四、五、六、七、八、九或十个方面的平面式照明灯中，形成在同一平面上的一对放电电极中彼此相对的表面按照非线性模式形成。
根据本发明的第十二个方面，一种制造平面式照明灯的方法，其包含以下步骤在第一基片上形成放电电极、在第二基片上形成荧光材料层，通过将第一基片和第二基片这样定位，即令放电电极和荧光材料层位于它们的内表面进而形成一密封盒，以及将放电气体注入密封盒，使密封盒中的压力处在0.8到1.3大气压的范围内。
根据本发明的第十三个方面，一种制造平面式照明灯的方法包含以下步骤在第一基片上形成放电电极，在放电电极上形成绝缘层，或者绝缘层与保护膜，在第二基片上形成荧光材料层、通过将第一基片和第二基片这样定位，即令放电电极和荧光材料层位于它们的内侧进而形成一密封盒，以及将放电气体注入密封盒中，使密封盒中的压力处于0.8到3.0大气压的范围内。
根据本发明的第十四个方面，一种平面式照明灯包含多个形成在第一基片上的放电电极，各相邻电极之间的间隔设定为50μm或更小；形成在与第一基片相对的第二基片上的反射膜和荧光材料层；以及由第一和第二基片形成的密封盒，其中的电极和荧光材料层位于二基片的内侧。向密封盒中注入一种或多种气体He、Ne、Ar、Xe和Kr，使注入气体的压力处在0.8到3.0大气压的范围内。
根据本发明的第十五个方面，在根据本发明的第十四个方面的平面式照明灯中，反射膜形成在第二基片和荧光材料层之间。
根据本发明的第十六个方面，在根据本发明的第十四或十五个方面的平面式照明灯中，反射膜是由具有高反射率材料构成的，根据本发明的第十七个方面，在根据本发明的第十六个方面的平面式照明灯中，该高反射率材料是铝。
根据本发明的第十八个方面，在根据本发明的第十四、十五、十六或十七个方面的平面式照明灯中，一绝缘层，或者一绝缘层与一保护膜形成在放电电极表面上。
根据本发明的第十九个方面，在根据本发明的第十八个方面的平面式照明灯中，该保护膜是由MgO构成的。
根据本发明的第二十个方面，在根据本发明的第十四、十五、十六或十七个方面的平面式照明灯中，利用DC驱动或AC驱动向电极施加电压。
根据本发明的第二十一个方面，在根据本发明的第十八或十九个方面的平面式照明灯中，利用AC驱动向电极施加电压。
根据本发明的第二十二个方面，在根据本发明的第十四、十五、十六或十七个方面的平面式照明灯中，按照DC驱动方式，作为阴极的电极是由氧化的金属构成的，作为阳极的电极是由金属构成的。
根据本发明的第二十三个方面，在根据本发明的第十四、十五、十六或十七个方面的平面式照明灯中，按照AC驱动方式，作为阴极的电极和作为阳极的电极都是由氧化的金属或金属构成的。
根据本发明的第二十四个方面，在根据本发明的第二十一个方面的平面式照明灯中，作为阴极和阳极的电极都是由氧化的金属或金属构成的。
根据本发明的第二十五个方面，在根据本发明的第十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三或二十四个方面的平面式照明灯中，在密封盒中还混合有Hg气体。
根据本发明的第二十六个方面，在根据本发明的第十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四或二十五个方面的平面式照明灯中，如果各放电电极之间的间距为P，放电电极和荧光材料层之间的距离为L，以及放电角为θ时，则设定各数值使其满足P≤2Ltanθ。
根据本发明的第二十七个方面，在根据本发明的第十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五或二十六个方面的平面式照明灯中，形成在同一平面上的一对放电电极中的彼此相对的二表面按照非线性模式形成。
根据本发明的第二十八个方面，一种制造平面式照明灯的方法包含以下步骤在第一基片上形成放电电极、在第二基片上形成反射膜和荧光材料层，通过将第一基片和第二基片这样定位，即令放电电极和荧光材料层位于在二基片内侧进而形成一密封盒，向密封盒中注入放电气体、使在密封盒中的压力处于0.8到3.0大气压的范围内。
根据本发明的第二十九个方面，一种制造平面式照明灯的方法包含以下步骤在第一基片上形成放电电极，在放电电极上形成绝缘层或者绝缘层与保护膜，在第二基片上形成反射膜和荧光材料层，通过将第一基片和第二基片这样定位，即令放电电极和荧光材料层位于二基片的内侧进而形成一密封盒，向密封盒中注入放电气体，使密封盒中的压力处于0.8到3.0大气压的范围内。
根据本发明的第三十个方面，一种平面式照明灯包含在第一基片上的反射膜；形成在第一基片上的多个放电电极，各相邻电极之间的间设定为50μm或更小；形成在与第一基片相对的第二基片上的荧光材料层；以及由第一和第二基片构成的密封盒，其中的各电极和荧光材料层位于二基片的内侧。将一种或多种气体；He、Ne、Ar、Xe和Kr注入到密封盒中，使注入的气体压力处在0.8到3.0大气压的范围内。
根据本发明的第三十一个方面，在根据本发明的第三十一个方面的平面式照明灯中，反射膜形成在第一基片和荧光材料层之间，以及一绝缘膜形成在反射膜和放电电极之间。
根据本发明的第三十二个方面，在根据本发明的第三十或三十一个方面的平面式照明灯中，该反射膜是由具有高反射率材料构成的。
根据本发明的第三十三个方面，在根据本发明的第三十二个方面的平面式照明灯中，该高反射率材料是铝。
根据本发明的第三十四个方面，在根据本发明的第三十、三十一、三十二或第三十三个方面的平面式照明灯中，一绝缘层，或者一绝缘层与一保护膜形成在放电电极的表面上。
根据本发明的第三十五个方面，在根据本发明的第三十四个方面的平面式照明灯中，该保护膜是由MgO形成的。
根据本发明的第三十六个方面，在根据本发明的第三十、三十一、三十二或三十三个方面的平面式照明灯中，利用DC驱动或AC驱动向电极施加电压。
根据本发明的第三十七个方面，在根据本发明的第三十四或三十五个方面的平面式照明灯中，利用AC驱动向电极施加电压。
根据本发明的第三十八个方面，在根据本发明的第三十、三十一、三十二或第三十三个方面的平面式照明灯中，按照DC驱动方式作为阴极的电极是由氧化的金属构成的，作为阳极的电极是由金属构成的。
根据本发明的第三十九个方面，在根据本发明的第三十、三十一、三十二或三十三个方面的平面式照明灯中，按照AC驱动方式，作为阴极和阳极的电极都是由氧化的金属或金属构成的。
根据本发明的第四十个方面，在根据本发明的第三十七个方面的平面式照明灯中，作为阴极和阳极的电极都由氧化的金属或金属构成的。
根据本发明的第四十一个方面，在根据本发明的第三十、三十一、三十二、三十三、三十四、三十五、三十六、三十七、三十八、三十九或四十个方面的平面式照明灯中，在密封盒中还混有Hg气体。
根据本发明的第四十二个方面，在根据本发明的第三十、三十一、三十二、三十三、三十四、三十五、三十六、三十七、三十八、三十九、四十或第四十一个方面的平面式照明灯中，如果各放电电极的间距为P，放电电极与荧光材料层之间的距离为L以及放电角为θ，则设定各数值使其满足P≤2Ltanθ。
根据本发明的第四十三个方面，在根据本发明的第三十、三十一、三十二、三十三、三十四、三十五、三十六、三十七、三十八、三十九、四十或四十二个方面的平面式照明灯中，形成在同一平面上的一对放电电极中的彼此相对的二表面是按照非线性模式形成的。
根据本发明的第四十四个方面，一种制造平面式照明灯的方法包含以下步骤在第一基片上形成反射膜，在反射膜上再经过绝缘膜形成放电电极，在第二基片上形成荧光材料层，通过将第一基片和第二基片这样定位，即令放电电极和荧光材料层位于在二基片内侧从而形成密封盒以及向密封盒中注入放电气体，使在密封盒中的压力处于0.8到3.0大气压的范围内。
根据本发明的第四十五个方面，一种制造平面式照明灯的方法包含以下步骤在第一基片上形成反射膜，在反射膜上经过绝缘膜形成放电电极，在放电电极上形成一绝缘层，或者一绝缘层与保护膜，在第二基片上形成荧光材料层，以及通过将第一基片和第二基片这样定位，即令放电电极和荧光材料层位于二基片的内侧从而形成密封盒，以及向密封盒中注入放电气体，使密封容器中的压力处于0.8到3.0大气压的范围内。
图1是以举例方式表示的等离子显示器的平面图；图2是表示图1中所示的等离子显示器的断面图；图3是表示根据本发明的第一实施例的平面式照明灯的配置原理的分解图；图4是表示根据本发明的第一实施例的平面式照明灯的配置原理的断面图；图5A是表示用于解释根据本发明的第一实施例的平面式照明灯的光通量分布的曲线图；图5B是表示根据本发明第一实施例的平面式照明灯中的主要部分的断面图；图6是用于解释根据本发明第一实施例的平面式照明灯的断面图；图7A到7C是表示根据第一实施例的放电电极的形状的示意图；图8是表示根据本发明的第一实施例的AC驱动系统中的平面式照明灯的实例的断面图；图9是表示根据本发明第一实施例的DC驱动系统中的平面式照明灯的实例的断面图；图10是表示根据本发明第二实施例的平面式照明灯配置原理的断面图；图11是表示根据本发明第二实施例的AC驱动系统中的平面式照明灯的实例的断面图；图12是表示根据本发明第二实施例的DC驱动系统中的平面式照明灯的实例的断面图；图13是表示根据本发明第三实施例的平面式照明灯配置原理的断面图；图14是表示根据本发明第三实施例的AC驱动系统中的平面式照明灯的实例的断面图；及图15是表示根据本发明第三实施例的DC驱动系统中的平面式照明灯的实例的断面图。
下面参照附图解释根据本发明一个实施例的平面式照明灯。
图3和图4是表示根据本发明第一实施例的平面式照明灯配置原理的示意图。
如图3和图4所示，平面式照明灯21配置如下。一对用于放电的电极即阳极23和阴极24形成在例如为玻璃基片22的第一基片中的一个表面22a上。荧光材料层26涂覆在第二基片25(例如与第一玻璃基片22相对的玻璃基片)中的一个表面25a上。此外，第一和第二基片22和25这样配置，即它们彼此相对，使阳极23和阴极24与荧光材料层26分别位于二基片的内侧，然后利用垫圈27形成密封。
由第一玻璃基片22，第二玻璃基片25和垫圈27形成密封盒28。
一个阳极23具有多个彼此平行且在各自一个端部连接起来的电极部分23a，使得阳极23呈梳状。另一阴极24具有多个彼此平行且在各自一个端部连接起来的电极部分24a，使得阴极24呈梳状。
阳极23和阴极24形成在玻璃基片22上，电极间的预定间隔为X1，使阳极23中的每个电极部分23A和阴极24中的每个电极部分24A插入在另一电极中的电极部分之间。具体地说，多个阳极电极部分23A和多个阴极电极部分24A是交错排列的。
各电极部分之间的间隔X1设定为50μm或更小，例如处在5μm到20μm的范围内。此外，可以将各电极部分之间的间隔X1取为5μm或更小，或者1μm或更小，例如0.5μm。
将从例如He、Ne、Ar、Xe、Kr等中选择的一种或多种气体注入密封盒28中并密封，使得密封压力处在0.8到3.0大气压的范围内，例如0.9到2.0大气压的范围内。此外，可以将Hg气体与所选择的气体相混合。
例如，可以这样配置平面式照明灯，即各电极部分之间的间隔X1取为10μm，并在其中密封有XeNe的混合气体，使密封气体的压力处在1.0大气压下。
在这种平面式照明灯21中，将预期的电压V加在阳极23和阴极24之间，以便在阳极23和阴极24之间产生表面放电。这种放电产生等离子体30。因此，由这种等离子体30产生的紫外线激发荧光材料层26，荧光材料层26发出作为照明光的光。这时，如果将各电极部分之间的间隔取为50μm或更小，例如在5μm到20μm的范围内并且进一步取为5μm或更小，或者1μm或更小，以及密封气体的压力定得较大，例如在0.8到3.0大气压的范围内，因而会产生大量的紫外线31，使荧光材料层26能发出明亮的光。
由于阳极23和阴极24形成在第一玻璃基片22中的同一表面22a上，荧光材料层26形成在第二玻璃基片25的表面25a上，所以防止了放电产生的等离子体30与荧光材料层26相接触，因而，防止在等离子体30中的带电粒子冲撞荧光材料层26，进而可避免损害荧光材料层26。
如果选择一种荧光材料层26，则可以得到一种具有任选色温(Colortemperature)的照明光。
根据这一实施例，由于第一和第二玻璃基片22、25利用垫圈27密封形成一扁平密封盒28，故可以形成一极薄的平面式照明灯。
如图5B中所示，荧光材料层26发出具有如图5A所示光通量分布42的光，以对应于由阳极23和阴极24形成的一对放电电极40引起的放电产生的紫外线辐射区域41。光照度明亮的区域定义为有效光辐照区域43，电极23、24之间的放电区域相对于所说的有效光辐照区域43的两端的角度θ定义为放电角。
如图6所示，假设由阳极23和阴极24构成的各对放电电极之间的间距为P，放电电极(阳极23和阴极24)与荧光材料层26之间的放电间隔距离为L，以及处在荧光材料层26的放电角θ范围内的光发射区的距离为D。这时，如果相邻成对放电电极40之间的间距P满足按照如下方程1表示的条件，根据荧光材料层26的设计由荧光材料层26的整个表面26发出明亮的光。
实际上，由于各电极之间的间隔X1取为约10μm，放电电极和荧光材料层之间的距离L可能取为100μm或更大，形成X1＜＜L。
DLtanθP＝2D2Ltanθ(方程1)因而，在这一实施例中，通过这样取成对放电电极40的间距即满足P≤2Ltanθ的条件构成该平面式照明灯。这样就保证由整个表面均匀地满意地发光。
如果将放电角取为例如70°，则P≤L×3.9成立。此外，如果该对放电电极的间距P取为等于或小于该3.9倍于距离L(L即玻璃基片22和25之间的距离)的数值，则可以得到连续的放电发光区。
如果要增加这种类型的平面式照明灯的亮度，则通过增加放电电极的长度因此扩大放电区域，可以增加光发射量。
为此，在这一实施例中可以采用这样一种配置，通过形成这样一对放电电极，即阳极23和阴极24，使它们的各电极部分23A和24A按非线性而不是按线性图形分布，可以明显增加放电电极的长度。
图7A到7C是以举例方式表示这样一种配置的示意图。
如在图7A中所示，形成这样一对在同一平面内的放电电极，即阳极部分23A和阴极部分24A，使它们各自的彼此相对的一个表面呈波纹状。
如图7B所示，该对在同一平面内的放电电极即阳极部分23A和阴极部分24A这样形成，即它们各自的彼此相对的一个表面呈曲线状，其基本上为矩形波状。
如图7C所示，阳极部分23A和阴极部分24A形成在同一平面内，以便在彼此相邻的阳极部分23A和阴极部分24A之间产生放电，它们的彼此相对的表面是按照曲线形状形成的。
通过印刷或光刻可以易于形成具有曲线图形的放电电极部分23A和24A。
当在同一平面内形成电极部分23A、24A使它们的彼此相对的表面呈曲线状，可以明显地增加电极部分23A、24A的长度，因此可以提高平面照明灯的亮度。
如果采用图7C中所示的电极图形，成对放电电极之间的间距P是微小的，因而可以提供高亮度的照明。如果采用如在图7A和7B中所示的电极图形，成对放电电极之间的间距P是粗略的，因而可以提供柔和的照明。
在这一实施例中，可以采用DC电压或AC电压作为施加在阳极23和阴极24上的驱动电压。
图8以举例方式表示AC驱动系统中的平面式照明灯211。在这种平面式照明灯211中，例如由玻璃构成的厚度范围为0.1到4.0μm的绝缘层34形成在按其间间隔X1例如取为10μm定位的电极23和24或者电极部分23A和24A的两者之上。最好在绝缘层34上进一步形成一厚度例如为0.5μm的MgO层，用作保护膜并用于降低放电起始电压。在电极23、24之间施加AC电压。由于这种平面式照明灯211由一种AC电压驱动，即将正电压和负电压交替施加到每电极23和24上，因而每一电极23和24交替地用作阳极和阴极。
使用中的放电通常使阴极侧电极氧化并使阳极侧电极还原。然而，在AC驱动系统中采用的电极23和24可以由氧化的金属膜例如ITO(InO3+SnO2)膜、SnO2膜、I2O3膜等构成的透明电极形成；或者由例如为Al、Cu、Ni、Fe、Cr、Zn、Au、Ag、Pb等的金属，或由上述金属中的某些金属构成的合金构成。
图9为以举例方式表示DC驱动系统中的平面式照明灯212的示意图。在这种平面式照明灯212中，DC电压VDC施加在阳极23和阴极24之间。在这一实例中，阴极24是由氧化的金属膜(例如ITO膜、SnO2膜、I2O3膜等)构成的透明电极构成的，而阳极23由金属(例如Al、Cu、Ni、Fe、Cr、Zn、Au、Ag、Pb等)或由上述金属构成的合金构成。这种组合增加了电极的寿命。
在图8和9中分别表示的平面式照明灯的工作原理与参照图3和图4所介绍的相似，因此这里不再介绍。
按照下述方法可以制造如图8中所示的AC驱动系统中的平面式照明灯211。
通过印刷或光刻形成在作为第一基片的玻璃基片22的一个表面上的放电电极阳极23和阴极24，它们按上述预期的间隔X1定位。
接着，例如由玻璃层之类形成的绝缘层34形成在基片22的整个表面上，覆盖阳极23和阴极24，并进一步将用作保护膜的MgO膜沉积在绝缘层24上。
荧光材料层26形成在用作第二基片的例如玻璃基片25的一个表面上。
这样配置第一玻璃基片22和第二玻璃基片25，使电极23和24以及荧光材料层26位于二基片内侧。即MgO膜35和荧光材料层26应彼此相对。第一和第二玻璃基片22和25利用一等于其间预定间隔的垫圈27形成气密封，从而形成密封盒28。
然后，向密封盒28中注入放电气体，使其中的压力应处于0.8到3.0大气压的范围内，因此得到AC驱动系统中的平面式照明灯。
按照下述方法可以制造如图9中所示的DC驱动系统中的平面式照明灯212。
通过印刷或光刻在用作第一基片的例如为玻璃基片的一个表面上形成放电电极阳极23和阴极24，使它们按照上述预期的间隔X1定位。
接着，在用作第二基片的例如为玻璃基片25一个表面上涂覆荧光材料层26。
这样配置第一玻璃基片22和第二玻璃基片25，使电极23和24以及荧光材料层26位置彼此相对。第一和第二玻璃基片22和25利用垫圈27其间按预定间隔形成气密封，因此形成密封盒28。
然后，向密封盒28中注入放电气体，使内部压力应处在0.8到3.0大气压，因此，得到DC驱动系统中的平面式照明灯212。
在上述平面式照明灯211和212中，由其中形成有电极23和24的第一玻璃基片22的一侧以及其中形成有荧光材料层26的第二玻璃基片25的一侧双方向外照射高发光亮度的光。因此，当在平面式照明灯211和212中利用向两个方向照射光时，可以达到照亮周围环境的效果。无须说，当在平面式照明灯211和212中仅利用照射到该第一基片22一侧或第二基片25一侧的光时，如果向两个方向照射光的其中之一被遮住，则平面式照明灯211和212则可以应用于此。
在这种情况下，由荧光材料层26透过的光可以部分地由荧光材料层26所吸收。通常，如果荧光材料层的厚度在20到40μm的范围内选取，则由于紫外线照射形成的由荧光材料表面发出的光的亮度约二到三倍于在其中透过以后由荧光材料发出的光的亮度。
如果仅采用通过第一和第二玻璃基片22和25的其中之一照射的光作为照明，则一部分的高亮度的发射光通过对侧的玻璃基片照射到后侧，这样损失了发射的光，因而降低了亮度。
下面介绍改正上述缺点的根据本发明第二实施例的平面式照明灯。
图10是表示根据本发明第二实施例的平面式照明灯的配置原理的示意图，该灯仅利用由其中形成有电极23和24的第一基片22一侧照射的光。
如图10所示，根据本发明第二实施例的平面式照明灯51具有一对形成在第一基片例如玻璃基片22中的一个表面上的放电电极即阳极23和阴极24。利用蒸镀或溅射在第二基片例如玻璃基片25的一个表面上形成由具有高反射率的材料(例如铝、镍、银之类)构成的反射膜53，然后利用涂覆在反射膜53上形成荧光材料层26。
这样配置第一玻璃基片22和第二玻璃基片25，使它们彼此相对，以使阳极23和阴极24以及荧光材料层26分别位于在二基片的内侧，第一和第二玻璃基片22和25利用垫圈27彼此按照预定的间隔分开形成气密封，因此形成一密封盒28。
其它配置参数，即电极间隔X1，注入气体的种类，注入气体的压力、成对电极的间距P、电极23和24的形状等均与在图3、4、6和7A到7C中所示配置的参数相似，因此不需要再详细介绍。
在这种平面式照明灯51中，当预定电压V施加在阳极23和阴极24之间时，产生放电并因此产生等离子体30。然后由等离子体30产生的紫外线31激发荧光材料层26，荧光材料层26发光。在这种情况下，在所发出的光中，向在荧光材料层(26)侧的第二玻璃基片25行进的光被反射膜53所反射；并且朝向电极(23和24)侧的第一玻璃基片22。因此，防止向第二玻璃基片(25)侧行进的光损失，因而，由第一玻璃基片(22)侧照射的光的亮度提高了，提供更高亮度的照明。
在这一实施例中也可采用DC电压或AC电压作为向阳极23和阴极24施加的驱动电压。
图11是表示AC驱动系统中的平面式照明灯S11的示意图。在这种平面式照明灯S11中，例如由玻璃构成的厚度范围为0.1到4.0μm的绝缘层34形成在两个其间间隔按X1(如取10μm)定位的电极23和24上。最好在绝缘层34上进一步形成厚度例如为0.5μm的MgO层35，用作保护膜以及用于降低放电起始电压。AC电压VAC施加在两个电极23、24之间。在这种情况下，在AC驱动系统中采用的电极23和24两者也可以由氧化的金属膜(例如ITO膜、SnO2膜、I2O3膜等)构成的透明电极构成，或者由金属(例如Al、Cu、Ni、Fe、Cr、Zn、Au、Ag、Pb等)或由上述金属中的某些金属构成的合金构成。当两个电极是由金属构成时，由于它们的电阻值低，它们的形状很窄，使得对于通过玻璃基片22的透射光的数值口经可以增加。
图12是以举例方式表示DC驱动系统中的平面式照明灯512的示意图。在这种平面式照明灯512中，DC电压VDC施加在阳极23和阴极24之间。在这种情况下，阴极24由氧化的金属膜(例如ITO膜、SnO2膜、I2O3膜等)构成的透明电极构成的，阳极23是由金属(例如Al、Cu、Ni、Fe、Cr、Zn、Au、Ag、Pb等)或者由上述金属中的某些金属的合金构成的。这种组合方案增加了电极的使用寿命。
在这种情况下，由金属构成的阳极可以做得较窄，以便增加关于透过玻璃基片22的光的数值口径。
按照下述方法可以制造如图11中所示的AC驱动系统中的平面式照明灯511。
通过印刷或光刻将作用放电电极的阳极23和阴极24形成在用作第一基片的透明基片22的一个表面上，使二电极按照上述预期的间隔X1定位。
接着，将由玻璃层之类构成的绝缘层34形成在基片22的整个表面上，覆盖阳极23和阴极24，并且在绝缘层34进一步沉积该用作保护膜的MgO膜。
在用作第二基片的玻璃基片25的一个表面上通过蒸镀或溅射形成一具有高反射率的金属(例如铝)膜，因此形成厚度范围基本上为从1000到10000(埃)的反射膜。然后通过在反射膜53上涂覆形成荧光材料层26。
这样配置第一玻璃基片22和第二玻璃基片25，使得电极23和24以及荧光材料层26应位于二基片的内侧，即MgO膜35和荧光材料层26应彼此相对。第一和第二玻璃基片22和25利用垫圈27按照其间形成预定间隔形成气密封，从而构成密封盒28。
然后，向密封盒28中注入放电气体，使其中的压力处于0.8到3.0大气压的范围内，因此得到AC驱动系统中的平面式照明灯511。
按照下述方法可以制造如图12中所示的DC驱动系统中的平面式照明灯512。
通过印刷或溅射等方式在用作第一基片的玻璃基片22的一个表面上形成放电电极阳极23和阴极24，按上述预期间隔X1将二基片定位。
通过蒸镀或溅射在用作第二基片的玻璃基化25的一个表面上形成具有高反射率的金属(例如铝)膜，因此形成厚度范围基本上从1000到10000的反射膜53。然后，通过在反射膜53上涂覆形成荧光材料层26。
这样配置第一玻璃基片22和第二二玻璃基片25，应令阳极23和24与荧光材料层26彼此相对定位。第一和第二玻璃基片22和25利用垫圈27其间按照预定间隔形成气密封，从而构成密封盒28。
然后，向密封盒28中注入放电气体，使其中的压力应处于0.8到3.0大气压的范围内，因此得到DC驱动系统中的平面式照明灯512。
图13是表示根据本发明第三实施例的平面式照明灯61的配置原理的示意图，该照明灯仅利用由形成电极23和24的第一基片22的一侧照射的光。
如图13所示，通过蒸镀或溅射在第一基片例如玻璃基片22的一个表面上形成反射膜53，该反射膜53是由具有高反射率的材料例如铝、镍、银等(在这一实施例中为铝)构成的，并将绝缘膜54形成在反射膜53上。一对放电电极即阳极23和阴极24形成在绝缘膜54。通过涂覆在第二基片例如玻璃基片25的一个表面上形成荧光材料层26。
这样配置第玻璃基片22和第二玻璃基片25，应令它们彼此相对，应使阳极23和阴极24以及荧光材料层26分别位于二基片的内侧。第一和第二玻璃基片22和25利用垫圈27使之按照预定间隔彼此分开形成气密封，由此形成密封盒28。
其它配置参数，即电极间隔X1、注入气体种类，注入气体压力、成对电极间距P、电极23和24的形状等均与在图3、4、6和7A到7C中所示的配置参数相似，因此不再详细介绍。
在这种平面式照明灯61中，当在阳极23和阴极24之间施加预定电压V时，产生放电并因此产生等离子体30。于是由等离子体30产生的紫外线31激发荧光材料层26，荧光材料层26发光。在这种情况下，在发出的光中，向在电极23和24一侧的第一玻璃基片22行进的光被反射膜53反射，并朝向在荧光材料层26一侧的第二玻璃基片25行进。因此，防止朝第一玻璃基片(22)侧行进的光损失，因而提高了由第二玻璃基化(25)侧照射的光的亮度，提供具有更高亮度的照明。
在这一实施例中也可将DC电压或AC电压作为驱动电压施加到阳极23和阴极24上。
图14是表示AC驱动系统中的平面式照明灯的示意图。在这种平面式照明灯611中，例如由厚度范围为0.1到4.0μm的玻璃层形成的绝缘层34形成在按其间的间隔X1例如取为10μm定位的电极23和24两者之上。最好，在绝缘层34上进一步形成厚度例如为0.5μm的MgO层，用作保护膜和用于降低起始放电电压。AC电压VAC施加在电极23和24之间。在这种情况下，电极23和24也可以由与参照图8和11所介绍的相似的氧化的金属膜或金属膜构成。
图15是以举例方式表示DC驱动系统中的平面式照明灯612的示意图。在这种平面式照明灯612中，与上面介绍的相似，DC电压VDC施加在阳极23和阴极24之间。与参照图9和12上面介绍的相似，阴极24是由氧化的金属构成的，阳极23是由金属构成的。
按照下述方法可以制造如图14中所示的AC驱动系统中的平面式照明灯611。
通过蒸镀和溅射在用作第一基片的玻璃基化22的一个表面上形成具有高反射率的金属(例如铝)膜，因此，形成厚度范围基本上为从1000到10000的反射膜53。
接着，通过化学蒸发沉积(CVD)或蒸敖在反射膜53上形成厚度范围基本上从0.5到10.0μm的绝缘膜(例如SiO2膜)。
通过印刷或光刻在绝缘膜54上形成放电电极阳极23和阴极24，按照上述预期的间隔X1将二电极定位。
接着，在整个表面上形成由玻璃层之类构成的绝缘层34，以便覆盖阳极23和阴极24，并且进一步在绝缘层34上沉积用作保护膜的MgO膜。
然后，在第二基片例如玻璃基片25的一个表面上通过涂覆形成荧光材料层26。
这样配置第一玻璃基片22和第二玻璃基片25，应令电极23和24以及荧光材料层26位于二基片的内侧，即MgO膜和荧光材料层26应彼此相对。利用垫圈27使第一和第二玻璃基片22和25其间按照预定的间隔形成气密封，因此形成密封盒28。
然后，向密封盒28中注入放电气体，使其中的压力应处于0.8到3.0大气压的范围内，因此，得到AC驱动系统中的平面式照明灯611。
按照下述方法可以制造如图15中所示的DC驱动系统中的平面式照明灯。
通过蒸镀或溅射在用作第一一基片的玻璃基化22的一个表面上形成具有高反射率的金属(例如铝)膜，因此形成厚度范围基本上为1000到10000的反射膜53。
接着，通过化学蒸发沉积(CVD)或蒸敖在反射膜53上形成厚度范围基本上为从0.5到10.0μm的绝缘膜(例如SiO2膜)。
通过印刷或光刻之类在绝缘膜54上形成放电电极阳极23和阴极24，按照上述预期的间距X1定位二电极。
然后，在第二基片例如玻璃基片25的一个表面上通过涂覆形成荧光材料层26。
这样配置第一玻璃基片22和第二玻璃基片25，应令电极23和24与荧光材料层26应彼此相对。利用垫圈27使第一和第二玻璃基片22和25其间按照预定的间隔形成气密封，因此形成一密封盒28。
然后，向密封盒28中注入放电气体，使其中的压力外在0.8到3.0大气压的范围内，因此得到DC驱动系统中的平面式照明灯612。
根据本发明的各上述实施例的平面式照明灯可以用于普通的照明，也可用于提供液晶显示器等的背面照明。
根据本发明的平面式照明灯，可以作为一扁平照明灯，并提供高亮度的照明。因此，根据本发明的平面式照明灯可以用于一般的照明、液晶显示器的背面照明等等。
由于反射膜形成在荧光材料层一侧的第二基片上，所发出的所有光线可以通过在放电电极一侧的第一基片。因此，可以提供具有更高亮度的平面式照明灯。
由于反射膜形成在放电电极一侧的第一基片上，所有发出的光线可以通过在荧光材料层一侧的第二基片照射。因而可以提供具有更高亮度的平面式照明灯。
由于按照非线性图形形成一对放电电极中彼此相对的二表面，可以明显地增加电极的长度，因此，可以提高平面式照明灯的亮度。
当成对放电电极的间距为P，放电电极和荧光材料层之间的放电间隔为L以及放电角为θ时，如果P、L和θ的数值满足P≤2Ltanθ，可以得到由整个表面均匀发光的灯。
由于将Hg气体与所选择的气体混合，可产生波长为365nm(纳米)的紫外线，其明显地增加由荧光材料发出的光的亮度。
当平面式照明灯采用DC驱动方式时，阴极是由氧化的金属构成的，阳极是由金属构成的。当平面式照明灯采用AC驱动方式时，阴极和阳极由氧化的金属或金属构成。因此，可以提高电极的使用寿命。
当平面式照明灯采用AC驱动方式时，由于平面式照明灯具有在放电电极的表面上的绝缘层，能够防止放电电极的退化和提高它的使用寿命。再者，由于平面式照明灯具有在绝缘层的表面上形成的保护膜例如MgO膜，从而可以保护绝缘层并降低起始放电电压。
根据本发明的制造方法，可以制造DC驱动型和AC驱动型的平面式照明灯，以及另外制造每一种驱动型式的双面照射式和单面照射式的平面式照明灯。
上面参照附图已经介绍了本发明的各优选实施例、应当理解，本发明并不局限于上述实施例，在不脱离按照附加的权利要求书所限定的本发明的构思或范围的情况下，本技术领域的技术人员可以实现各种变化和改进。
权利要求
1.一种平面式照明灯，包含多个放电电极，按照所述各相邻电极之间取为50微米或更小的间隔形成在第一基片上；荧光材料层，形成在与所述第一基片相对的第二基片上；以及密封盒，由所述第一和第二基片形成，使所述电极和所述荧光材料层应位于二基片的内侧，向所述密封盒中注入He、Ne、Ar、Xe和Kr中的一种或多种气体，使所述注入气体的压力应处于从0.8到3.0大气压的范围内。
2.根据权利要求1所述的平面式照明灯，其特征在于在所述密封盒中还混合有Hg气体。
3.根据权利要求1所述的平面式照明灯，其特征在于利用DC驱动器或AC驱动器向所述电极施加电压。
4.根据权利要求1所述的平面式照明灯，其特征在于按照所述DC驱动方式，作为阴极的所述电极是由氧化的金属构成的，作为阳极的所述电极是由金属构成的。
5.根据权利要求1所述的平面式照明灯，其特征在于按所述AC驱动方式，所述作为阴极和阳极的电极是由氧化的金属或金属构成的。
6.根据权利要求1所述的平面式照明灯，其特征在于如果一对所述放电电极的电极间隔为P，所述放电电极和所述荧光材料层之间的距离为L，放电角为θ，则所述各数值应满足P≤2Ltanθ。
7.根据权利要求1所述的平面式照明灯，其特征在于一对形成在同一平面中的所述放电电极的彼此相对的各表面之间是按照非线性图形形成的。
8.根据权利要求1所述的平面式照明灯，其特征在于在所述放电电极的表面上形成一绝缘层或者一绝缘层与保护层。
9.根据权利要求1所述的平面式照明灯，其特征在于所述保护层是由MgO构成的。
10.根据权利要求8所述的平面式照明灯，其特征在于利用AC驱动器向所述电极施加电压。
11.根据权利要求8所述的平面式照明灯，其特征在于在所述密封盒中混合有Hg气体。
12.根据权利要求10所述的平面式照明灯，其特征在于作为阴极和阳极的所述电极是由氧化的金属或金属构成的。
13.根据权利要求8所述的平面式照明灯，其特征在于如果一对所述放电电极的电极间隔为P，所述放电电极和所述荧光材料层之间的距离为L，放电角为θ，则所述各数值为满足P≤2Ltanθ。
14.根据权利要求8所述的平面式照明灯，其特征在于形成在同一平面中的一对所述放电电极的彼此相对的二表面是按照非线性图形形成的。
15.一种制造平面式照明灯的方法，包含的步骤有在第一基片上形成放电电极；在第二基片上形成荧光材料层；通过将所述第一基片和所述第二基片这样定位，即令所述放电电极和所述荧光材料层应位于二基片的内侧，进而形成密封盒；以及向所述密封盒中注入放电气体，使其中的压力处于从0.8到3.0大气压的范围内。
16.一种制造平面式照明灯的方法，包含的步骤有在第一基片上形成放电电极；在所述放电电极上形成一绝缘层，或者一绝缘层与保护层；在第二基片上形成荧光材料层；通过将所述第一基片和所述第二基片这样定位，即令所述放电电极和所述荧光材料层应位于二基片的内侧，进而构成密封盒，以及向所述密封盒注入放电气体，使其中的压力处于0.8到3.0大气压的范围内。
17.一种平面式照明灯，包含多个放电电极，按照所述各相邻电极之间取为50微米或更小的间隔形成在第一基片上；在与所述第一基片相对的第二基片上形成的反射膜和荧光材料层；以及密封盒，由所述第一和第二基片构成，使所述电极和所述荧光材料层位于二基片内侧，向所述密封盒中注入He、Ne、Ar、Xe和Kr中的一种或多种气体，使所述注入气体的压力方处于0.8到3.0大气压的范围内。
18.根据权利要求17所述的平面式照明灯，其特征在于所述的反射膜形成在所述第二基片和所述荧光材料层之间。
19.根据权利要求17所述的平面式照明灯，其特征在于所述的反射膜是由具有高反射率的材料构成的。
20.根据权利要求19所述的平面式照明灯，其特征在于所述的具有高反射率的材料是铝。
21.根据权利要求17所述的平面式照明灯，其特征在于在所述密封盒中混合有Hg气体。
22.根据权利要求17所述的平面式照明灯，其特征在于利用DC驱动器或AC驱动器向所述电极施加电压。
23.根据权利要求17所述的平面式照明灯，其特征在于按所述DC驱动方式，作为阴极的所述电极是由氧化的金属构成的，作为阳极的所述电极是由金属构成的。
24.根据权利要求17所述的平面式照明灯，其特征在于按所述AC驱动方式，作为阴极和阳极的电极是由氧化的金属或金属构成的。
25.根据权利要求17所述的平面式照明灯，其特征在于如果一对所述放电电极的电极间距为P，所述放电电极和所述荧光材料层之间的距离为L，放电角为θ，则所述各数值应满足P≤2Ltgθ。
26.根据权利要求17所述的平面式照明灯，其特征在于形成在同一平面中的一对所述放电电极的彼此相对的二表面是按照非线性图形构成的。
27.根据权利要求17所述的平面式照明灯，其特征在于在所述放电电极的表面上形成一绝缘层，或者一绝缘层与保护层。
28.根据权利要求27所述的平面式照明灯，其特征在于所述的保护层是由MgO构成的。
29.根据权利要求27所述的平面式照明灯，其特征在于利用AC驱动器向所述电极施加电压。
30.根据权利要求27所述的平面式照明灯，其特征在于在所述密封盒中混合有Hg气体。
31.根据权利要求29所述的平面式照明灯，其特征在于作为阴极和阳极的所述电极是由氧化的金属或金属构成的。
32.根据权利要求27所述的平面式照明灯，其特征在于如果一对所述放电电极的电极间距为P，所述放电电极和所述荧光材料层之间的距离为L，放电角为θ，则所述各数值应满足P≤2Ltanθ。
33.根据权利要求27所述的平面式照明灯，其中形成在同一平面中的一对所述放电电极的彼此相对的二表面是按照非线性图形构成的。
34.一种制造平面式照明灯的方法，包含的步骤有在第一基片上形成放电电极；在第二基片上形成反射膜和荧光材料层；通过这样定位所述第一基片和所述第二基片，即令所述放电电极和所述荧光材料层位于二基片的内侧，进而形成密封盒；以及向所述密封盒中注入放电气体，使在所述密封盒中的压力处在0.8到3.0大气压的范围内。
35.一种制造平面式照明灯的方法，包含的步骤有在第一基片上形成放电电极，在所述放电电极上形成一绝缘层，或者一绝缘层与一保护层；在第二基片上形成反射膜和荧光材料层；通过这样定位所述第一基片和所述第二基片，即令所述放电电极和所述荧光材料层位于一基片的内侧，进而形成一密封盒；以及向所述密封盒中注入放电气体，使所述密封盒中的压力处在0.8到3.0大气压的范围内。
36.一种平面式照明灯，包含形成在第一基片上的反射膜；多个放电电极，按照所述相邻各电极之间的取为50微米或更小的间隔形成在所述第一基片上；形成在与所述第一基片相对的第二基片上的荧光材料层；以及密封盒，由所述第一和第二基片这样构成，即令所述电极和所述荧光材料层位于二基片的内侧，向所述密封盒中注入He、Ne、Ar、Xe、Kr中的一种或多种气体，使所述注入气体的压力处在0.8到3.0大气压的范围内。
37.根据权利要求36所述的平面式照明灯，其特征在于所述的反射膜形成在所述第一基片和所述荧光材料层之间。
38.根据权利要求36所述的平面式照明灯，其特征在于所述的反射膜是由具有高反射率的材料构成的。
39.根据权利要求38所述的平面式照明灯，其特征在于所述的具有高反射率的材料是铝。
40.根据权利要求36所述的平面式照明灯，其特征在于在所述密封盒中混合有Hg气体。
41.根据权利要求36所述的平面式照明灯、其特征在于利用DC驱动器或AC驱动器对所述电压施加电压。
42.根据权利要求36所述的平面式照明灯，其特征在于按所述DC驱动方式，作为阴极的电极是由氧化的金属构成的，作为阳极的电极是由金属构成的。
43.根据权利要求36所述的平面式照明灯，其特征在于按所述AC驱动方式，作为阴极和阳极的电极是由氧化的金属或金属构成的。
44.根据权利要求36所述的平面式照明灯，其特征在于如果一对所述放电电极的电极间距为P，所述放电电极有和荧光材料层之间的距为L，放电角为θ，则所述各数值应满足P≤2Ltanθ。
45.根据权利要求36所述的平面式照明灯，其特征在于形成在同一平面中的一对所述放电电极的彼此相对的二表面是按照非线性图形构成的。
46.根据权利要求36所述的平面式照明灯，其特征在于在所述放电电极的表面上形成一绝缘层，或一绝缘层与保护层。
47.根据权利要求46所述的平面式照明灯，其特征在于所述的保护层是由MgO构成的。
48.根据权利要求46所述的平面式照明灯，其特征在于利用AC驱动器向所述电极施加电压。
49.根据权利要求46所述的平面式照明灯，其特征在于在所述密封盒中混合有Hg气体。
50.根据权利要求46所述的平面式照明灯，其特征在于作为阴极和阳极的电极是由氧化的金属或金属构成的。
51.根据权利要求46所述的平面式照明灯，其特征在于如果一对所述放电电极的电极间距为P，所述放电电极和所述荧光材料层之间的距离为L，放电角为θ，则各数值应满足P≤2Ltanθ。
52.根据权利要求46所述的平面式照明灯，其特征在于形成在同一平面中的一对所述放电电极的彼此相对的二表面是按照非线性图形构成的。
53.一种制造平面式照明灯的方法，包含的步骤有在第一基片上形成反射膜，在此之后在所述反射膜上再经过绝缘膜形成放电电极；在第二基片上形成荧光材料层；通过这样定位所述第一基片和所述第二基片，即令所述放电电极和所述荧光材料层位于二基片的内侧，进而形成一密封盒；以及向所述密封盒中注入放电气体，使在所述密封盒中的压力处于0.8到3.0大气压的范围内。
54.一种制造平面式照明灯的方法，包含的步骤有在第一基片上形成反射膜，在此之后在所述反射膜上再经过绝缘膜形成放电电极；在所述放电电极上形成一绝缘层，或一绝缘层与保护层，在第二基片上形成荧光材料层；通过这样定位第一基片和所述第二基片，即令所述放电电极和所述荧光材料层位于二基片的内侧，进而形成一密封盒；以及向所述密封盒中注入放电气体，使在所述密封盒中的压力处于0.8到3.0大气压的范围内。
全文摘要
按照各相邻电极之间的取为50微米或更小的间隔在第一基片(22)上形成多个放电电极(23)、(24)。在与第一基片(22)相对的第二基片(25)上形成荧光材料层(26)。通过这样定位第一和第二基片(22)和(25),即令电极(23)和(24)与荧光材料层(26)位于二基片的一侧进而形成一密封盒。将预定的气体注入密封盒(28),使注入气体的压力处于0.8到3.0大气压的范围内。利用等离子放电产生紫外线并使荧光材料层(26)发光,用作照明灯。
文档编号H01J61/30GK1192577SQ9810564
公开日1998年9月9日 申请日期1998年1月6日 优先权日1997年1月6日
发明者中村末广, 森启 申请人:索尼公司