(57)【要約】【課題】環境に有害な水銀封入量を削減して約５００００時間以上の管寿命を確保することができる液晶表示装置及び冷陰極蛍光放電管並びに外部電極蛍光放電管を提供する。【解決手段】内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管ＶＡＬと、このガラス管ＶＡＬの両端部に対向して封入配置された一対の冷陰極ＥＬＥと、この冷陰極ＥＬＥに一端が接続し他端が当該ガラス管外に気密封止して導出された電力導入線ＬＥとを備えた冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬにおいて、ガラス管ＶＡＬの内部ＩＮＳに封入する初期必要水銀量は、放電を維持する水銀量をＡとし、スパッタで消費する水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇの関係を持たせた。【選択図】図３
2008077863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に画素形成用の電極を有する一対の透光性基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルに照明光を照射する少なくとも１本の冷陰極蛍光管を有するバックライトと、
前記液晶表示パネルと前記バックライトとの間に介挿された光学補償シートと、
前記液晶表示パネル及び前記バックライトを収容するフレームと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記冷陰極蛍光管は、内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管と、
前記ガラス管の内周面に配置された蛍光体層と、
前記ガラス管の両端部に対向して封入配置された一対の冷陰極と、
前記冷陰極に一端が接続し他端が前記ガラス管外に気密封止して当該ガラス管外に導出された電力導入線と、
を備え、
前記ガラス管内に封入する初期必要水銀量は、放電を維持する水銀量をＡとし、スパッタで消費する水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、
０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇ
の関係を持たせて封入することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に照明光を照射する少なくとも１本の外部電極蛍光放電管を有するバックライトと、
前記液晶表示パネルとバックライトとの間に介挿された光学補償シートと、
前記液晶表示パネル及び前記バックライトを収容するフレームと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記外部電極蛍光放電管は、内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管と、
前記ガラス管の内周面に形成された蛍光体膜と、
前記ガラス管の両端部の外周面に形成された一対の外部電極と、
を備え、
前記ガラス管内に封入する初期必要水銀量は、放電を維持する水銀量をＡとし、スパッタで消費する水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、
０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇ
の関係を持たせて封入することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管と、
前記ガラス管の内周面に形成された蛍光体膜と、
前記ガラス管の両端部に対向配置して封入された一対の冷陰極と、
前記冷陰極に一端を接続し、他端を気密封止して当該ガラス管外に導出された一対の電力導入線と、
を備え、
前記ガラス管内に封入する初期必要水銀量は、放電を維持する水銀量をＡとし、スパッタで消費する水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、
０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇ
の関係を持たせて封入することを特徴とする冷陰極蛍光放電管。
【請求項４】
内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管と、
前記ガラス管の内周面に形成された蛍光体膜と、
前記ガラス管の両端部の外周面に形成された一対の外部電極と、
を備え、
前記ガラス管内に封入する初期必要水銀量は、放電を維持する水銀量をＡとし、スパッタで消費する水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、
０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇ
の関係を持たせて封入することを特徴とする外部電極蛍光放電管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として冷陰極蛍光放電管または外部電極蛍光放電管を用いた液晶表示装置に係わり、特に冷陰極蛍光放電管または外部電極蛍光放電管の内部に封入される初期必要水銀量に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非発光型である液晶表示パネルを用いた画像表示装置では、当該液晶表示パネルに形成された電子潜像を外部照明手段を設けることにより、可視化させている。外部照明手段には自然光を利用する構造を除いて液晶表示パネルの背面または前面に照明装置を設置している。特に高輝度を要する表示デバイスには、液晶表示パネルの背面に照明装置を設けた構造が主流となっている。これをバックライトと称している。
【０００３】
バックライトには、大別してサイドエッジ型と直下型とがある。サイドエッジ型は、透明板からなる導光板の側縁部に沿って冷陰極蛍光管に代表される線状光源を設置した構造であり、パソコン用等の薄型化が要求される表示デバイスに多く用いられている。一方、ディスプレーモニタまたはテレビ受像機に用いられる表示デバイス等の大型サイズの液晶表示装置では、直下型が多く用いられる。直下型バックライトは、液晶表示パネルの背面側直下に照明装置を設置する構造である。
【０００４】
図９は、液晶表示装置のバックライトとして用いられる冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬの全体構成を示す模式断面図、図１０は図９の一部切り欠き拡大断面図である。
【０００５】
この図９及び図１０に示す冷陰極蛍光管ＣＣＦＬは、外套管とも称される透光性のガラス管ＶＡＬの両端内部には一対の冷陰極ＥＬＥが対向して配置され、希ガス及び水銀が封入されて構成されている。また、このガラス管ＶＡＬの内周面には希土類蛍光体からなる蛍光体膜ＦＬＵが被着形成されている。一対の冷電極ＥＬＥは、例えばニッケル材をプレス成形法によりカップ状に形成し、その開口端部が主放電領域に向き、その後端部にはガラスの熱膨張率に近似する例えばニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）−鉄（Ｆｅ）合金などからなるインナーリードＩＬＥを突き合わせて例えば抵抗溶接法などにより接合されて電気的に接続されている。カップ状に形成された冷陰極ＥＬＥは、その内壁面に例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を焼結させて形成されたスパッタ源ＡＳＰが形成されている。
【０００６】
また、このインナーリードＩＬＥは、ガラスビーズＧＢＥに支持されてガラス管ＶＡＬに内外部を気密状態に封着されている。ガラスビーズＧＢＥは、ガラス管ＶＡＬの両端部に溶着させてガラス管ＶＡＬを封止切りし、外部に突出した一対のインナーリードＩＬＥには例えばニッケル材等からなるアウターリードＯＬＥにレーザ溶接方法等により接合されて電気的に接続されている。この一対のアウターリードＯＬＥには図示しない電源回路に接続されて対向する冷電極ＥＬＥに点灯電力が供給される。
【０００７】
このように構成された冷陰極蛍光管に関して、表示パネルのバックライト装置に実装される冷陰極蛍光放電管で長時間安定した発光特性が得られる電子放出性電極を備えた冷陰極蛍光放電管が特許文献１に開示されている。また、液晶表示装置に用いられる冷陰極蛍光放電管の電極部の電圧降下損失及び管壁温度上昇を抑えて高輝度発光を可能とした冷陰極放電管及びそれを実装した液晶表示装置が特許文献２に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２７３５５３号公報
【特許文献２】特開平９−１６００２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１及び特許文献２にその構成の一例を示すような従来の液晶表示装置において、当該装置のバックライトに用いられる冷陰極蛍光放電管は、ガラス管ＶＡＬの内周面に蛍光体膜ＦＬＵを形成し、ガラス管ＶＡＬの封止側端部に一方の冷陰極ＥＬＥを封着した後、その排気側端部に他方の冷電極ＥＬＥを封着する際にガラス管ＶＡＬ内を排気し、希ガス及び水銀ディスペンサを用いて水銀を封入することにより、冷陰極蛍光放電管内の蛍光体膜による安定した蛍光体発光が得られる構成が採られている。
【００１０】
従来から、この種の冷陰極蛍光放電管及び外部電極蛍光放電管等においては、長寿命化の蛍光放電管とするためにガラス管ＶＡＬ内に十分な水銀量を封入する必要があるとの考えに立っており、通常、長寿命管と称する蛍光放電管ではガラス管ＶＡＬ内に約１．４ｍｇ／本以上の水銀を封入することが行われ、約５．０ｍｇ／本以上の水銀は環境規制により封入不可能となっている。
【００１１】
ところが、ガラス管ＶＡＬ内に封入する水銀量は、ガラス管ＶＡＬの内径及び管長、つまり内容積によって異なる。現行では、１本当りの初期封入水銀量（製造完了時点での封入水銀量）は、約１．４ｍｇ以上、約５．０ｍｇ未満の水銀量が封入されている。この水銀量は通電時間の経過に伴い、封入水銀の消耗及び吸着等が進行（０．０１ｍｇ〜０．０２ｍｇ／１本）する。
【００１２】
このことから、約５０ｋｈ（ｋｉｌｏ-ｈｏｕｒ）、つまり、約５００００時間以上の管寿命を確保するためには、０．０２×５０＝１．０ｍｇ／１本以上、実際には封入作業のバラツキを考慮して１．４ｍｇ〜３．５ｍｇ／１本の水銀を封入している。例えば直下型バックライトのように多数本の冷陰極蛍光放電管を使用する機器の場合、封入されている水銀の総量は多大な量となっており、その使用量の削減が強く求められている。
【００１３】
発明者等は、水銀封入量が規定値よりも微少（１．４ｍｇ以下）である冷陰極蛍光放電管を複数本試作し、定格管電流を供給して連続通電試験を行い、約１０ｋｈを経過した時点での水銀量の計測を行った。この結果、（１）水銀の消耗が殆んど生じていない。（２）電極先端部でのスパッタ物の堆積も殆んど生じていない。ことが確認された。
【００１４】
したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、環境に有害な水銀封入量の使用量を削減して約５０ｋｈ以上の管寿命を確保することができる液晶表示装置及び冷陰極蛍光放電管並びに外部電極蛍光放電管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために本発明による液晶表示装置は、内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、この液晶表示パネルに照明光を照射する少なくとも１本の冷陰極蛍光放電管を有するバックライトと、液晶表示パネルとバックライトとの間に介挿された光学補償シートと、液晶表示パネル及びバックライトを収容するフレームとを備え、冷陰極蛍光放電管が内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管と、このガラス管の両端部に対向して封入配置された一対の冷陰極と、この冷陰極に一端が接続し他端が当該ガラス管外に気密封止して導出された電力挿入線とを備え、ガラス管内に封入する初期必要水銀量は、放電を維持する水銀量をＡとし、スパッタで消費する水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇの関係を持たせて封入することにより、初期封入水銀量を半減以下にて所定値の約５００００時間以上の管寿命を確保することで背景技術の課題を解決することができる。
【００１６】
また、本発明による他の液晶表示装置は、内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に照明光を照射する少なくとも１本の外部電極蛍光放電管を有するバックライトと、液晶表示パネルとバックライトとの間に介挿された光学補償シートと、液晶表示パネル及びバックライトを収容するフレームとを備えた液晶表示装置であって、外部電極蛍光放電管は、内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管と、このガラス管の内周面に形成された蛍光体膜と、ガラス管の両端部の外周面に形成された一対の外部電極とを備え、ガラス管内に封入する初期必要水銀量は、放電を維持する水銀量をＡとし、スパッタで消費する水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇの関係を持たせて封入することにより、初期封入水銀量を半減以下にて所定値の約５００００時間以上の管寿命を確保することで背景技術の課題を解決することができる。
【００１７】
また、本発明による冷陰極蛍光放電管は、内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管と、このガラス管の内周面に形成された蛍光体膜と、ガラス管の両端部に対向配置して封入された一対の冷陰極と、この冷陰極に一端を接続し、他端を気密封止して当該ガラス管外に導出された一対の電力導入線とを有し、ガラス管内に封入する初期必要水銀量は、放電を維持する水銀量をＡとし、スパッタで消費する水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇの関係を持たせて封入することにより、初期封入水銀量を半減以下にて所定値の約５００００時間以上の管寿命を確保することで背景技術の課題を解決することができる。
【００１８】
また、本発明よる外部電極蛍光放電管は、内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管と、このガラス管の内周面に形成された蛍光体膜と、ガラス管の両端部の外周面に形成された一対の外部電極とを備え、ガラス管内に封入する初期必要水銀量は、放電を維持する水銀量をＡとし、スパッタで消費する水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇの関係を持たせて封入することにより、初期封入水銀量を半減以下にて所定値の約５００００時間以上の管寿命を確保することで背景技術の課題を解決することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による液晶表示装置によれば、冷陰極蛍光放電管及び外部電極蛍光放電管の初期封入水銀量を半減以下にて所定値以上の管寿命を確保することができるので、環境に有害な使用水銀量を半減以下に抑えて環境規制に対応した長寿命の液晶表示装置が実現可能となる等の極めて優れた効果が得られる。
【００２０】
また、本発明による冷陰極蛍光放電管及び外部電極蛍光放電管によれば、初期封入水銀量を削減して所定値以上の管寿命を確保することができるので、環境に有害な使用水銀量を半減以下にて長寿命の冷陰極蛍光放電管及び外部電極蛍光放電管が実現可能となる等の極めて優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。以下の説明中に参照する図面において、同一機能を有するものは同一の参照符号を付してある。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明になる液晶表示装置の一実施例の構成を説明するための模式断面図、図２は図１の模式的展開斜視図である。
【００２３】
図１及び図２において、液晶表示パネルＬＣＤは、画素形成用の電極（図示せず）を有する２枚の透光性ガラス基板の間に液晶層を封止している。一方のガラス基板（通常、アクティブ・マトリクス基板とも称する）の二辺は他方の基板（通常、カラーフィルタ基板とも称する）よりはみ出た構成とされており、このはみ出し部分に走査信号線駆動回路チップＧＣＨを搭載したフレキシブルプリント回路基板ＦＰＣ１と、データ信号線駆動回路チップＤＣＨを搭載したフレキシブルプリント回路基板ＦＰＣ２とが実装されている。
【００２４】
このような液晶表示装置は、下フレームＤＦＬの内側に反射シートＲＦＳを敷き、その上方に複数本の冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬを平行に設置してバックライトＢＫＬを構成している。このバックライトＢＫＬの冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬの構成については後述する。下フレームＤＦＬは金属板で形成され、同じく金属板で形成した上フレームＵＦＬとの間に液晶表示パネルＬＣＤを光学補償シートＰＨＳと共に重ねて一体化する機能も有する。ここで、図２では上フレームＵＦＬは図示を省略してある。
【００２５】
液晶表示パネルＬＣＤは、そのサイズが大型になるに伴い、一般には冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬの長さが長くなる。冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬは直径の小さいガラス管で構成される蛍光灯であり、通常はゴムブッシュＧＢＳによる両端部支持により設置されている。
【００２６】
さらに、図示したように照明装置として直下型バックライトを用いた液晶表示装置においては、バックライトＢＫＬの上部（液晶表示パネルＬＣＤとの間）には複数種の光学補償シートＰＨＳが設置される。この光学補償シートＰＨＳは、拡散板ＳＣＢと、第１拡散シートＳＣＳ１と、交差して配置された２枚のプリズムシートＰＲＺと、第２拡散シートＳＣＳ２とを重ねて構成されている。
【００２７】
前述した直下型バックライトＢＫＬは、有底で側縁を有する下フレームＤＦＬの側縁に設けたサイドモールドと称する樹脂製の側部保持枠ＳＭＬＤを有し、この側部保持枠ＳＭＬＤに光学補償シートＰＨＳの周端を橋絡させて保持される。
【００２８】
また、図示したように導光板ＧＬＢ及び光学補償シートＰＨＳを保持したバックライトＢＫＬは、モールドフレームＭＬＤで液晶表示パネルＬＣＤと組み合わされた後、上フレームＵＦＬを被せ、この上フレームＵＦＬと下フレームＤＦＬとを図示しない係止部材で結合し、一体化して液晶表示装置が構成される。ここで、液晶表示パネルＬＣＤが大型化される構成においては、光拡散板または光拡散シートを用いることも可能である。
【００２９】
図３は、前述した実施例１の本発明による液晶表示装置に実装された冷陰極蛍光放電管の構成例を示す要部拡大断面図である。図３において、冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬは、透光性ガラス管ＶＡＬの内周面に蛍光体膜ＦＬＵが被着配置され、両端内部には一対の冷陰極ＥＬＥが対向して配置され、さらにガラス管ＶＡＬの内部ＩＮＳには真空引きした後に不活性ガスとしてネオン−アルゴン（Ｎｅ−Ａｒ）ガス及び水銀が封入され、さらに、その内壁面には蛍光体膜ＦＬＵが被着形成されている。
【００３０】
一対の冷電極ＥＬＥは、例えばニッケル材またはモリブデン材等を例えばプレス成形法によりカップ状に成形されたカップ体ＣＡＰがその開口端を主放電領域に向き、その後端底部にはガラス管ＶＡＬの熱膨張率に近似する例えばニッケル−コバルト−鉄合金からなる電力導入線ＬＥを突き合わせ、例えば抵抗溶接法またはレーザ溶接法により接合されて電気的に接続されて形成されている。この電力導入線ＬＥがガラス管ＶＡＬの両端部にガラスビーズＧＢＥに支持されて気密封着され、一対の冷電極ＥＬＥが主放電領域にその開口端を対向させてガラス管ＶＡＬの両端部に気密封止される。なお、このガラス管ＶＡＬは、その肉厚が約１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の厚さで形成されている。
【００３１】
また、この冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬは、そのガラス管ＶＡＬ本体の肉厚が例えば数１００μｍ程度に対してガラス管ＶＡＬの両端部の肉厚が約２００μ〜３００μｍ程度で形成されている。また、ガラス管ＶＡＬの外径は約１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度であり、その長さは表示パネルの大きさに対応して約５０ｍｍ〜８００ｍｍ程度の大きさで形成される。
【００３２】
このように構成された冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬは、一対の電力導入線ＬＥに図示しない電源回路（一般にインバータ点灯回路）に接続されて対向する一対の冷電極ＥＬＥ間に点灯電力が供給される。
【００３３】
図４（ａ）〜図４（ｇ）は、冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬの製作方法を説明する模式断面図であり、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。先ず、図４（ａ）に示すように図示しない蛍光体膜が形成されたガラス管ＶＡＬの一方の開口端側からカップ体ＣＡを接合した電力導入線ＬＥにガラスビーズＧＢＥを融着固定した冷陰極組立体ＥＡＳを挿入し、ガラスビーズＧＢＥを所定のシール位置に仮止めする。これによってガラスビーズＧＢＥがガラス管ＶＡＬ内の所定のシール位置に安定した状態でセットされ、このシール位置を例えば赤外線加熱機により約７００℃以上に加熱し、ガラスビーズＧＢＥとガラス管ＶＡＬとを融着させてガラス管ＶＡＬの封止側封着部を封止する。
【００３４】
次に、図４（ｂ）に示すようにこのガラス管ＶＡＬの他方（排気側）の開口端に同一構成の冷電極組立体ＥＡＳを挿入し、ガラスビーズＧＢＥを所定のシール位置に仮止めする。次に、図４（ｃ）に示すようにこのガラス管ＶＡＬ内に水銀ディスペンサＨＤＩを投入した後、真空装置（図示せず）内に挿入してガラス管ＶＡＬ内を真空引きし、排気した後、不活性ガスとしてネオン−アルゴン（Ｎｅ−Ａｒ）ガスを封入する。次に、ガラス管ＶＡＬ端部を例えば赤外線加熱機により約７００℃以上に加熱し、融着させた後、チップオフ（加熱切断）する。
【００３５】
次に、図４（ｅ）に示すようにガラス管ＶＡＬ端部内に封入された水銀ディスペンサＨＤＩを管外から例えばボンバータ（高周波加熱機）により約７００℃〜８００℃に加熱してガラス管ＶＡＬ内に水銀ＨＧを放出させる。その後、図４（ｆ）に示すようにこのガラス管ＶＡＬを図示しない加熱炉内で加温し、目標封入水銀量が得られる水銀蒸気圧に見合った加熱温度下に置く。そして、十分な時間が経過し、ガラス管ＶＡＬの内部ＩＮＳの水銀蒸気密度が一様になった後、ガラス管ＶＡＬを一様温度状態を保持したまま室温まで冷却する。
【００３６】
最後に図４（ｇ）に示すようにガラス管ＶＡＬ内の所定のシール位置に仮止めされているガラスビーズＧＢＥを赤外線加熱機により約７００℃以上に加熱し、ガラスビーズＧＢＥとガラス管ＶＡＬとを融着させ後、チップオフ（加熱切断）してガラス管ＶＡＬの排気側封着部を封止して冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬを完成する。この結果、冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬ内には、加熱温度で決まる水銀蒸気圧×ガラス管ＶＡＬ内容積分の水銀が封入されることになる。
【００３７】
このような製作方法によれば、冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬの点灯及びこの点灯を継続させるために必要不可欠な水銀量（ガラス管ＶＡＬの内部ＩＮＳを満たす水銀量＋蛍光体膜ＦＬＵ等に吸着されて放電に使用されない水銀量）を封入するに留まり、少量の水銀を精度良く封入することができ、封入水銀量を現行の１／２以下とすることができる。
【００３８】
このように構成される冷陰極蛍光放電管において、ガラス管ＶＡＬ内に封入される初期必要水銀量は次のようにして決定される。まず、ガラス管ＶＡＬの内容積及びこの管内に収容できる水銀重量ｗ（ｇ）は、水銀蒸気圧力ｐ（Ｔｏｒｒ）、ガラス管内容積Ｖ（ｍ3）、水銀の分子量Ｍ＝２００．６、気体常数＝８．３１４（Ｊ／ｍｏｌ）、絶対温度Ｔ（Ｋ）としたとき、ｗ＝ｐ・Ｖ・Ｍ／ＲＴの関係で表される。また、水銀の飽和蒸気圧力は、理科年表より下記表１に示すように表される。
【００３９】
【表１】
2008077863.tif 000003
【００４０】
下記表２は、冷陰極蛍光放電管として適用されるガラス管ＶＡＬの内径ｄ（ｍｍ），管長ｌ（ｍｍ）及びその内容積Ｖ（ｍｍ3）に対して温度変化に伴う水銀蒸気圧力ｐ（Ｔｏｒｒ）の変化を上記式（水銀重量）及び表１を用いて計算した結果を示したものである。
【００４１】
【表２】
2008077863.tif 000004
【００４２】
ガラス管内に封入される封入水銀量は、次のように規定される。すなわち、放電を維持するために必要な気体水銀量Ａは、ガラス管内の容積に応じて決まるので、表２から小型モニタ用ガラス管は、内径ｄが約２ｍｍ、管長ｌが約３００ｍｍでは水銀重量に換算すると、約０．０１ｍｇとなり、大型テレビ用ガラス管は、内径ｄが約３ｍｍ、管長ｌが約１０００ｍｍでは水銀重量に換算すると、約０．０２ｍｇを超えない。
【００４３】
また、放電によりスパッタで消費される水銀量Ｂは、点灯動作による電極スパッタ物質に取り込まれて消費されるが、ホローカソード形状を採用し、十分に広い内表面積を有する電極を使用し、且つ初期水銀封入量が少ない場合、この消耗量は微量であり、実績から約０．０１ｍｇ以下である。
【００４４】
また、吸着・付着水銀量Ｃは、蛍光体膜及びガラス管への吸着される量を見込んでおく必要がある。この吸着・付着量は実績から約０．０１ｍｇ〜０．０５ｍｇ程度である。これらの関係から、初期必要水銀量は、０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇ／本に設定される。つまり、ガラス管ＶＡＬ内に封入する水銀の初期必要水銀量を約０．０２ｍｇ〜０．０８ｍｇの範囲に設定すれば良い。この初期必要水銀量は、表２に示した全てのサイズの冷陰極蛍光放電管に適合できる。
【００４５】
このように構成された冷陰極蛍光放電管は、例えば内径ｄが約２ｍｍ、管長ｌが約３００ｍｍの小型モニタ用では、放電を維持する必要な気体水銀量Ａが約０．０１ｍｇ、スパッタで消費される水銀量Ｂが約０．０１ｍｇ以下、吸着・付着する水銀量Ｃが約０．０１ｍｇとなるので、封入する初期必要水銀量の総量を約０．０３ｍｇ以下の少量で点灯が可能となる。したがって、現行の１．４ｍｇ／本以上に対して水銀封入量を半減以下に抑えることが可能となった。
【実施例２】
【００４６】
図５は、本発明による液晶表示装置に実装された外部電極蛍光放電管の構成例を示す要部拡大断面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図５において、外部電極蛍光放電管ＥＥＦＬは、内部に希ガス及び水銀が封入された透光性のガラス管ＶＡＬと、このガラス管ＶＡＬの内周面に形成された蛍光体膜ＦＬＵと、ガラス管の両端部の外周面に形成された一対の外部電極ＯＵＥとから構成され、このガラス管ＶＡＬの内部ＩＮＳには、放電を維持するために必要な気体水銀量をＡとし、放電によるスパッタで消費される水銀量をＢとし、吸着及び付着する水銀量をＣとしたとき、０．０２ｍｇ≦（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．０８ｍｇ／本に設定された初期必要水銀量が封入されて構成されている。このような構成においても、前述と全く同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００４７】
図６は、本発明による液晶表示装置の実施例３の構成を説明するための要部模式断面図である。図６において、この実施例３に示す液晶表示装置は、ノート型ＰＣの構成例を示す。この図６に示す液晶表示装置は、液晶表示パネルＬＣＤの背面側にレンズシートＬＳと拡散シートＳＣＳとからなる光学補償シートＰＨＳを介在させ、その背面側に導光板ＧＬＢ及び反射シートＲＦＳを配置したバックライトＢＫＬをそれぞれ設置している。
【００４８】
この実施例３におけるバックライトＢＫＬは、導光板ＧＬＢの一方の側縁部に前述の図３に示すような構成の冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬまたは図５に示すような構成の外部電極蛍光放電管ＥＥＦＬを設置した所謂サイドエッジ型のものである。前述した実施例１においては、液晶表示パネルＰＮＬの背面側に複数の冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬを並列に配列した所謂直下型バックライトＢＫＬを備えた液晶表示装置について説明したが、本発明はこの実施例１の構造に限定されるものではなく、実施例２に示すように導光板ＧＬＢの一方の側縁部に冷陰極蛍光管ＣＣＦＬを設置した所謂サイドエッジ型の構成についても適用できることは勿論である。
【実施例４】
【００４９】
図７は、本発明による液晶表示装置の実施例４の構成を説明するための要部模式断面図である。図７において、この実施例４に示す液晶表示装置は、例えば液晶カーナビゲーション，デジタルメディア対応モニタ，医療用液晶モニタ，印刷／デザイン用液晶モニタ等のＰＣモニタの構成例を示す。この実施例４に示す液晶表示装置は、液晶表示パネルＬＣＤの背面側にプリズムシートＰＲＺと拡散シートＳＣＳとからなる光学補償シートＰＨＳを介在させ、その背面側に導光板ＧＬＢ及び反射シートＲＦＳを配置したバックライトＢＫＬをそれぞれ設置している。
【００５０】
この実施例４におけるバックライトＢＫＬは、導光板ＧＬＢの両側縁部に前述の図３に示すような構成の冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬまたは図５に示すような外部電極蛍光放電管ＥＥＦＬを設置した所謂サイドエッジ型のものである。
【００５１】
前述した実施例１〜実施例４においては、液晶表示パネルＬＣＤの背面側に複数の冷陰極蛍光管ＣＣＦＬまたは外部電極蛍光放電管ＥＥＦＬを並列に配列した所謂直下型バックライトＢＫＬを備えた液晶表示装置について説明したが、本発明はこの実施例１〜実施例４の構造に限定されるものではなく、図７に示すように導光板ＧＬＢの両側縁部に冷陰極蛍光管ＣＣＦＬまたは外部電極蛍光放電管ＦＦＥＬを設置した所謂サイドエッジ型の構成についても適用できることは勿論である。
【実施例５】
【００５２】
図８は、本発明による液晶表示装置の実施例５の構成を説明するための要部模式断面図である。図８において、この実施例５に示す液晶表示装置は液晶テレビ受像機の構成例を示す。この図８に示す液晶表示装置は、液晶表示パネルＬＣＤの背面側にレンズシートＬＳとプリズムシートＰＲＺと拡散シートＳＣＳと電磁遮蔽シートＥＣＳとからなる光学補償シートＰＨＳを介在させ、その背面側に反射シートＲＦＳを配置したバックライトＢＫＬをそれぞれ設置している。
【００５３】
この実施例５におけるバックライトＢＫＬは、光学補償シートＰＨＳの背面部に並列に前述の図３に示すような構成の冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬまたは図５に示すような構成の外部電極蛍光放電管ＥＥＦＬを設置した所謂直下型のものである。
【００５４】
なお、本発明は上記構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による液晶表示装置の実施例１を説明するための模式断面図である。
【図２】図１の模式的展開斜視図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の実施例１に実装された冷陰極蛍光放電管の模式断面図である。
【図４】図４の冷陰極蛍光放電管の製作方法を説明する要部模式断面図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の実施例２に実装された外部電極蛍光放電管の模式断面図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の実施例３の構成を説明するための要部模式断面図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の実施例４の構成を説明するための要部模式断面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の実施例５の構成を説明するための要部模式断面図である。
【図９】液晶表示装置のバックライトとして用いられる冷陰極蛍光管の全体構成を示す要部模式断面図である。
【図１０】図９の一部切り欠き拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
ＬＣＤ・・・液晶表示パネル、ＳＣＢ・・・拡散板、ＳＣＳ・・・拡散シート、ＳＣＳ１・・・第１拡散シート、ＳＣＳ２・・・第２拡散シート、ＰＲＺ・・・プリズムシート、ＰＨＳ・・・光学補償シート、ＧＬＢ・・・導光板、ＲＦＳ・・・反射シート、ＵＦＬ・・・上フレーム、ＤＦＬ・・・下フレーム、ＢＫＬ・・・バックライト、ＣＣＦＬ・・・冷陰極蛍光放電管、ＶＡＬ・・・ガラス管、ＩＮＳ・・・管内部、ＦＬＵ・・・蛍光体膜、ＥＬＥ・・・冷電極、ＬＥ・・・電力導入線、ＧＢＥ・・・ガラスビーズ、ＣＡ・・・カップ体、ＥＡＳ・・・冷電極組立体ＥＡＳ、ＨＤＩ・・・水銀ディスペンサ、ＨＧ・・・水銀。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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