(57)【要約】  【課題】  消費電力を低減するとともに、長寿命化を図った冷陰極蛍光ランプおよびそれを用いた液晶表示装置を提供する。  【解決手段】  ガラス管１０の内壁に蛍光体層９が形成され、ガラス管１０の内部に希ガスおよび水銀が封入されるとともに、ガラス管１０の両端に導入線１１が気密に封着され、導入線１１の先端部それぞれに電極１２が接続された冷陰極蛍光ランプにおいて、電極１２の表面に、カーボンナノウォール１３からなる炭素膜を形成している。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管と該ガラス管内に封入された一対の電極とを備える冷陰極蛍光ランプにおいて、
前記電極表面に、炭素膜を形成したことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
前記炭素膜が、カーボンナノウォールまたはカーボンナノチューブからなることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項３】
前記電極が、ニッケル、鉄、クロムまたはそれらの合金からなることを特徴とする請求項１または２記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
前記炭素膜が、ＣＶＤ法によって成膜されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷陰極蛍光ランプをバックライトとして備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極蛍光ランプおよびそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極蛍光ランプCCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp）は、構造が単純であるため小型化（細管化）しやすく長寿命な特徴を有するために、液晶表示装置のバックライトなどに使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、かかる冷陰極蛍光ランプの概略構成を示す断面図である。
【０００４】
ガラス管１０内には、ネオンやアルゴンなどの希ガスおよび水銀が封入されるとともに、内壁面には、紫外線によって発光する蛍光体層９が設けられている。ガラス管１０の両端部には、一対の導入線１１が、対向するように封入されており、各導入線１１の先端部には、電極１２がそれぞれ設けられている。
【０００５】
かかる冷陰極蛍光ランプは、陰極降下電圧（ランプ電圧 ）が高く電極損失が大きく、このため、電極損失を低減して低消費電力化を図るために、電極の表面に、酸化セシウムなどのセシウム化合物を塗布して放電開始電圧を低くしたものがある。
【０００６】
しかしながら、セシウム化合物は、スパッタリングに弱く、蛍光ランプの点灯中にセシウム化合物が電極表面からスパッタリングされて消耗し尽くされてしまうと、陰極降下電圧が上昇し、電極損失が増加して、冷陰極蛍光ランプの消費電力が増大するという問題がある。
【０００７】
また、上記スパッタリングによって、ガラス管に封入された水銀が、消耗するために、冷陰極蛍光ランプの寿命が短くなるという問題もある。
【特許文献１】特開２００４−１６３８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明により解決すべき主たる課題は、消費電力を低減するとともに、長寿命化を図った冷陰極蛍光ランプおよびそれを用いた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の冷陰極蛍光ランプは、ガラス管と該ガラス管内に封入された一対の電極とを備える冷陰極蛍光ランプにおいて、前記電極表面に、炭素膜を形成したものである。
【００１０】
この炭素膜は、カーボンナノウォールまたはカーボンナノチューブからなるのが好ましく、電極は、ニッケル、鉄、クロムまたはそれらの合金からなるのが好ましい。
【００１１】
また、炭素膜は、ＣＶＤ法によって成膜されるのが好ましい。
【００１２】
かかる構成によると、電極表面には、カーボンナノウォールなどの低仕事関数であって、スパッタ率の低い炭素膜が成膜されるので、陰極降下電圧を低下させて消費電力を低減できるとともに、スパッタリングを抑制して長寿命化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明の液晶表示装置は、本発明に係る冷陰極蛍光ランプを、バックライトとして備えている。
【００１４】
したがって、消費電力の低減および長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電極表面に、カーボンナノウォールなどの低仕事関数であって、スパッタ率の低い炭素膜を成膜しているので、陰極降下電圧を低下させて消費電力を低減できるとともに、スパッタリングを抑制して長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一つの実施の形態に係るバックライト方式の液晶表示装置の要部の概略断面図である。
【００１８】
この実施の形態の液晶表示装置は、平板状の液晶パネル１を備えるとともに、その背面側にエッジライト式のバックライトユニット２が設けられている。
【００１９】
液晶パネル１は、一対の基板間に液晶層が封入されて構成されている。
【００２０】
バックライトユニット２は、本発明に係る冷陰極蛍光ランプ３と、この冷陰極蛍光ランプ３からの光を反射するリフレクタ４と、冷陰極蛍光ランプ３から出射された光を、拡散シート５およびプリズムシート６を介して液晶パネル１に導く導光板７と、この導光板７の背面側に配置された反射板８とを備えており、冷陰極蛍光ランプ３からの光を、効率よく液晶パネル１に照射できるように構成されている。
【００２１】
図２は、図１の冷陰極蛍光ランプ３の断面図である。
【００２２】
この実施の形態の冷陰極蛍光ランプ３は、アルゴンガス等の希ガスと水銀が封入されるとともに、内壁に紫外線によって発光する蛍光体層９が設けられたガラス管１０を備えている。ガラス管１０は、管径(内径)が、例えば、１．２〜４．８ｍｍ程度であり、管長が、例えば、４０〜８００ｍｍ程度である。
【００２３】
このガラス管１０の両端部には、図示しないランプ点灯回路に接続された導入線１１がそれぞれ軸方向に貫通して気密に封着され、各導入線１１の端部には、対向する一対の電極１２が設けられている。
【００２４】
電極１２は、例えば、円柱状に形成されており、導入線１１に溶接されて電気的に接続される。
【００２５】
この実施の形態では、電極１２は、その径が、例えば、０．７〜２．１ｍｍ程度であり、長さが、例えば、２〜６ｍｍ程度である。
【００２６】
なお、電極１２は、円筒状、棒状、板状、螺旋状等の形状であってもよい。
【００２７】
この実施の形態では、電極１２は、例えば、ニッケルからなり、この電極１２の表面には、カーボンナノウォール１３が形成されている。
【００２８】
カーボンナノウォール１３は、仕事関数が低く、陰極降下電圧(ランプ電圧)を下げることができ、しかも、スパッタ率が低く、それ自身の消耗およびガラス管１０内に封入された水銀の消耗を抑制して長寿命化を図ることができる。
【００２９】
このカーボンナノウォール１３は、例えば、ＤＣプラズマＣＶＤ装置を用いて、次のようにして形成される。
【００３０】
図３は、ＤＣプラズマＣＶＤ装置を示す図である。このＤＣプラズマＣＶＤ装置は、真空室１４内に、カソード電極板１５とアノード電極板１６とを、上下に対向配置して平行平板電極を構成し、アノード電極板１６とカソード電極板１５との間に直流電源１７から直流電圧を印加する構成となっている。また、真空室１４は、図示略の真空ポンプが接続される排気口１８を備えるとともに、原料ガスを導入するガス導入口１９を備えている。
【００３１】
上述のニッケル製の電極１２を、カソード電極板１５上の図示略の基板上に載置する。そして、例えば、原料ガスとして、水素とメタンとの混合ガス、あるいは、水素と一酸化炭素との混合ガスを用い、該原料ガスをガス導入口１９から真空室１４内に導入するとともに、直流電源１７によりアノード電極板１６とカソード電極板１５との間に直流電圧を印加する。これによって、該真空室１４内に６００℃〜９００℃前後の高温のプラズマを発生させ、電極１２をその高温のプラズマに晒すことによって、電極１２にカーボンナノウォールを成膜する。
【００３２】
このカーボンナノウォールは、例えば、２〜４μｍ程度の長さに成長させるのが好ましい。
【００３３】
以上のようにして表面にカーボンナノウォール１３が成膜された電極１２を備える冷陰極蛍光ランプ３では、一対の電極１２，１２間に交流電圧を印加すると、一方の電極１２から電子が放出され、ガラス管１０内の水銀原子に電子が衝突して紫外線を発生する。この紫外線によって、ガラス管１０の内壁に形成された蛍光体９が励起されて可視光線が得られる。
【００３４】
次に、電極表面にカーボンナノウォールを形成した本発明に係る冷陰極蛍光ランプと、従来の冷陰極蛍光ランプとの特性を比較した結果を、下記の表１に示す。
【００３５】
【表１】
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この表１において、従来例１は、パソコンのバックライトとして用いられる冷陰極蛍光ランプを、従来例２は、大型液晶のパックライトとして用いられる冷陰極蛍光ランプを、従来例３は、電極表面にセシウム化合物を塗布したものを、それぞれ示している。
【００３６】
この表１から分かるように、従来例１〜３では、効率が、４７(ｌｍ／Ｗ)であるのに対して、本発明の実施例は、５６(ｌｍ／Ｗ)であり、効率が向上しており、また、従来例では、寿命が、５０００〜４００００(ｈ)であるのに対して、本発明の実施例では、８００００(ｈ)となっている。
【００３７】
このように本発明に従う冷陰極蛍光ランプは、消費電力を低減して効率を高めることができるとともに、スパッタリングが生じ難く、長寿命化を図ることができるものである。
【００３８】
上述の実施形態では、カーボンナノウォールを成膜したけれども、カーボンナノウォールに限らず、カーボンナノチューブやダイヤモンドライクカーボンなどの他の炭素系の材料を成膜してもよい。
【００３９】
さらに、上述の実施形態では、ＤＣプラズマＣＶＤによって成膜したけれども、ＤＣプラズマＣＶＤに限らず、ＲＦプラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、マイクロ波プラズマＣＶＤあるいはカソーディックアークなどによって形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、液晶表示装置およびそのバックライトなどとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る液晶表示装置の要部の概略断面図である。
【図２】図１の冷陰極蛍光ランプの断面図である。
【図３】ＤＣプラズマＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図４】従来の冷陰極蛍光ランプの断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１              液晶パネル
３              冷陰極蛍光ランプ
９              蛍光体層
１０            ガラス管
１１            導入線
１２            電極
１３            カーボンナノウォール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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