(57)【要約】【課題】  線状光源の発光効率の低下を抑制して表示品質の劣化を防止して長寿命化を図る。【解決手段】  封入された水銀ＡＧのスパッタが最も起こり易い外部電極ＥＤ１，ＥＤ２近傍における蛍光体膜ＰＨを除去した。【選択図】        図１
2005301263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに設置されて当該液晶表示パネルに形成された電子潜像を可視化する照明光源を備えた液晶表示装置であって、
前記照明光源は、少なくとも外面の各端部電極領域のそれぞれに外部電極を備えて前記端部電極領域の間に出光領域を有し、前記筒状細管の前記出光領域および前記各端部電極領域を含めた内壁に形成された蛍光体膜を有し、前記各端部電極領域の前記蛍光体膜を覆って前記端部電極領域の内壁に二次電子放出係数が高く、かつ耐スパッタ性が大きい物質膜を有すると共に、前記筒状細管の内部に水銀を封入した外部電極蛍光ランプを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記物質膜が酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記筒状細管に不活性ガスを封入したことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示パネルに設置する照明光源が、前記液晶表示パネルの直下に前記外部電極蛍光ランプを複数配列した直下型光源であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶表示パネルに設置する照明光源が、導光板の側縁に沿って前記外部電極蛍光ランプを設置したサイドエッジ型光源であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに設置されて当該液晶表示パネルに形成された電子潜像を可視化する照明光源を備えた液晶表示装置であって、
前記照明光源は、端部の各端部電極領域のそれぞれの外面に設けた端部電極と、前記各端部電極の間の外面の中間電極領域に設けた少なくとも1つの中間電極とを備えて前記各端部電極領域と前記中問電極領域の間に出光領域を有する筒状細管の前記出光領域の内壁にのみ蛍光体膜が形成されると共に、前記筒状細管の内部に水銀を封入した外部電極蛍光ランプを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記端部電極領域の内壁と前記中間電極領域の内壁に二次電子放出係数が高く、かつ耐スパッタ性が大きい物質膜を有することを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記物質膜が酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記筒状細管に不活性ガスを封入したことを特徴とする請求項6〜8の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶表示パネルに設置する照明光源が、前記液晶表示パネルの直下に前記外部電極蛍光ランプを複数配列した直下型光源であることを特徴とする請求項6〜9の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶表示パネルに設置する照明光源が、導光板の側縁に沿って前記外部電極蛍光ランプを設置したサイドエッジ型光源であることを特徴とする請求項6〜10の何れかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に液晶表示パネルと、この液晶表示パネルに形成された電子潜像を可視化する照明光源を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型コンピユータやディスプレイモニターあるいはテレビ受像機用の高精細、薄型、軽量、かつカラー表示が可能な表示装置として液晶表示装置が広く採用されている。この種の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルには、各内面に互いに交差する如く形成された平行電極を形成した一対の基板で液晶層を挟持した液晶表示パネルを用いた単純マトリクス型を用いたものと、一対の基板の一方に画素単位で選択するためのスイッチング素子を有する液晶表示パネルを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置とに大別される。
【０００３】
アクティブマトリクス型液晶表示パネルは、ツイステッドネマチック（ＴＮ）方式に代表されるように、画素選択用の電極群を上下一対の基板のそれぞれに形成した、所謂縦電界方式（一般に、ＴＮ方式と称する）と、画素選択用の電極群が上下一対の基板の一方のみに形成した、所謂横電界方式（一般に、ＩＰＳ方式と称する）とが知られている。
【０００４】
前者のＴＮ方式の液晶表示パネルは、一対（第１の基板（下基板）と第２の基板（上基板）からなる２枚）の基板内で液晶が例えば９０°ねじれて配向されており、その液晶表示パネルの上下基板の外面に吸収軸方向をクロスニコル配置し、かつ入射側の吸収軸をラビング方向に平行または交差させた２枚の偏光板を積層している。
【０００５】
このようなＴＮ方式アクティブマトリクス型液晶表示パネルは、電圧無印加時で入射光は入射側偏光板で直線偏光となり、この直線偏光は液晶層のねじれに沿って伝播し、出射側偏光板の透過軸が当該直線偏光の方位角と一致している場合は直線偏光は全て出射して白表示となる（所謂、ノーマリオープンモード）。また、電圧印加時は、液晶層を構成する液晶分子軸の平均的な配向方向を示す単位ベクトルの向き（ダイレクター）は基板面と垂直な方向を向き、入射側直線偏光の方位角は変わらないため出射側偏光板の吸収軸と一致するため黒表示となる。（１９９１年、工業調査会発行「液晶の基礎と応用」参照）。
【０００６】
一方、一対の基板の一方にのみ画素選択用の電極群や電極配線群を形成し、当該基板上で隣接する電極間（画素電極と対向電極の間）に電圧を印加して液晶層を基板面と平行な方向にスイッチングするＩＰＳ方式の液晶表示パネルでは、電圧無印加時に黒表示となるように偏光板が配置されている（所謂、ノーマリクローズモード）。
【０００７】
ＩＰＳ方式液晶表示パネルの液晶層は、初期状態で基板面と平行なホモジニアス配向で、かつ基板と平行な平面で液晶層のダイレクターは電圧無印加時で電極配線方向と平行または幾分角度を有し、電圧印加時で液晶層のダイレクターの向きが電圧の印加に伴い電極配線方向と垂直な方向に移行し、液晶層のダイレクター方向が電圧無印加時のダイレクター方向に比べて４５°電極配線方向に傾斜したとき、当該電圧印加時の液晶層は、まるで１／２波長板のように偏光の方位角を９０°回転させ、出射側偏向板の透過軸と偏光の方位角が一致して白表示となる。このＩＰＳ方式液晶表示パネルは視野角においても色相やコントラストの変化が少なく、広視野角化が図られるという特徴を有している（特開平５−５０５２４７号公報参照）。
【０００８】
上記した各種の液晶表示パネルを用いた液晶表示装置では、その液晶表示パネルに形成した電子的な画像（電子潜像）を可視化するために外部から照明を与える必要がある。この照明手段としては、周囲光を用いるパッシブ照明方式と、液晶表示パネルの背面側あるいは表面側に冷陰極蛍光灯や発光ダイオード等の光源を設置するアクティブ照明方式とがある。
【０００９】
アクティブ照明方式のうち、液晶表示パネルの表面側に光源を配置する方式（一般に、フロントライト方式と称する）は携帯型の情報機器に多く採用される。一方、パソコンやディスプレイモニターなどの比較的サイズが大きい液晶表示装置では、その液晶表示パネルの背面に光源を配置するのが一般的である（これを一般にバックライトと称する）。
【００１０】
ノートパソコン等の薄型化が要求される情報機器では、透明板（導光板と称する）の端縁に冷陰極蛍光ランプ（以下、ＣＦＬとも言う）などの線状光源を配置して照明光源を構成している。これを、一般にサイドエッジ型と称している。しかし、近年のディスプレイモニターや動画対応のテレビ受像機等に用いられる液晶表示装置の液晶表示パネルの大型化に伴い、画面の明るさ（輝度）を充分に得るため、かつ画面輝度を均一にするために複数のＣＦＬ等の線状光源を液晶表示パネルの背面直下に配置した照明光源が採用されるようになっている。これを、一般に直下型と称している。
【００１１】
上記の線状光源として広く採用されている冷陰極蛍光ランプＣＦＬは、所謂低圧水銀灯（蛍光ランプ）であり、ガラスやセラミックス等の透明無機材料でなる小径の筒状細管の内壁に蛍光体膜を塗布し、不活性ガスと水銀を封入して構成される。封入した水銀を蒸発させて励起する手段として、細管内に少なくとも２つの内部電極を設置して、当該電極間に電圧を印加して放電を発生させる構造とした内部電極方式が一般的である。
【００１２】
これに対し、本発明者等は、先に、細管の端部外面あるいは端部と中間部外面に外部電極を設置し、この外部電極に電圧を印加することで生じる電界を水銀の励起エネルギーとして加える外部電極方式を提案した（特願２０００−１６２５９３他）。この外部電極方式は細管内に電極を有せず、したがって、動作中の水銀蒸気がスパッタすることによる水銀の消耗がないため、長寿命であるという特徴を有する。この内部電極方式には、水銀を励起するエネルギーを印加する手段の相違で、電界結合方式、上記電極にマイクロ波を印加するマイクロ波結合方式、あるいは磁界を印加する磁界結合方式などがある。
【００１３】
図１５は電界結合方式を用いた外部電極方式の冷陰極蛍光ランプの構造例を説明する模式図であり、同図（ａ）は全体図、同（ｂ）は同（ａ）の要部拡大断面図を示す。この冷陰極蛍光ランプＣＦＬはガラス製の筒状細管ＴＢの両端部外周に外部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設け、両外部電極の間の領域を出光領域Ｌ１としている。なお、外部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設置した領域を、それぞれ端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２と呼ぶ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
各端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２と出光領域Ｌ１を含む細管ＴＢの内壁に蛍光体膜ＰＨが塗布等の手段で形成されている。この蛍光体膜ＰＨを構成する蛍光体としては、所謂三波長蛍光体が使用されている。その成分は、青色蛍光体として（Ｓｒ（ＣａＢａ）５  （ＰＯ４  ）３  Ｃｌ：Ｅｕ２＋、あるいはＢａＭｇ２  Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、緑色蛍光体としてＬａＰＯ４  ：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、赤色蛍光体としてＹ２  Ｏ３  ：Ｅｕ３＋が代表的である。また、細管ＴＢの内部には水銀ＡＧが封入されている。
【００１５】
この冷陰極蛍光ランプでは、その動作中の放電により蛍光体膜で水銀ＡＧの消費が生じる。この原因は、前記した蛍光体に含まれる金属成分と水銀とが化合することによるものと考えられる。水銀の消費量は、細管内に電極が存在した場合の電子銃への水銀蒸気のスパッタによる消費量に比べれば少ない。しかし、このような外部電極方式の冷陰極蛍光ランプでは、当該外部電極を設置した領域（端部電極領域）Ｌ２１，Ｌ２２における蛍光体膜に黒化現象が生じる。この黒化現象は水銀蒸気が外部電極領域にある蛍光体にスパッタしていることに起因すると考えられ、その分の水銀の消費がなされ、この水銀の消耗が外部電極方式の冷陰極蛍光ランプの長寿命化を阻害する要因となっている。
【００１６】
なお、内部電極方式の冷陰極蛍光ランプでは、細管内の電極間における放電電流に起因する水銀原子の蛍光体への吸着による発光効率の低下を防止するために、蛍光体膜を保護膜で覆ったものが照明学会研究会資料（２０００年１月、ＭＤ−００−３４）に開示されている。しかし、この資料では、内部電極間での蛍光体膜の劣化を問題としているものであり、外部電極方式の冷陰極蛍光ランプにおける当該外部電極の設置領域と水銀の消耗に関しては何ら考慮がなされていない。
【００１７】
本発明の目的は、照明光源として用いる外部電極方式の冷陰極蛍光ランプにおける水銀消費量を抑制して長寿命化をさらに図った液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明は、照明光源として外部電極方式の冷陰極蛍光ランプを用いた液晶表示装置において、封入された水銀のスパッタが最も起こり易い外部電極近傍における蛍光体膜を除去したことを特徴とする。また、外部電極の設置領域に細管を構成するガラスよりも二次電子放出係数が大きく、耐スパッタ性が高い膜を形成したことを特徴とする。さらに、外部電極の設置領域における蛍光体膜をガラスよりも二次電子放出係数が大きく、耐スパッタ性が高い膜で被覆したことを特徴とする。以下、本発明の代表的な構成を記述する。
【００１９】
（１）、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに設置されて当該液晶表示パネルに形成された電子潜像を可視化する照明光源を備えた液晶表示装置であって、
前記照明光源は、少なくとも外面の各端部電極領域のそれぞれに外部電極を備えて前記端部電極領域の間に出光領域を有する筒状細管の前記出光領域の内壁にのみ形成された蛍光体膜を有すると共に、前記筒状細管の内部に水銀を封入した冷陰極蛍光ランプを備えた。
【００２０】
（２）、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに設置されて当該液晶表示パネルに形成された電子潜像を可視化する照明光源を備えた液晶表示装置であって、
前記照明光源は、少なくとも外面の各端部電極領域のそれぞれに外部電極を備えて前記端部電極領域の間に出光領域を有し、前記筒状細管の前記出光領域および前記各端部電極領域を含めた内壁に形成された蛍光体膜を有し、前記各端部電極領域の前記蛍光体膜を覆って前記端部電極領域の内壁に二次電子放出係数が高く、かつ耐スパッタ性が大きい物質膜を有すると共に、前記筒状細管の内部に水銀を封入した冷陰極蛍光ランプを備えた。
【００２１】
（３）、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに設置されて当該液晶表示パネルに形成された電子潜像を可視化する照明光源を備えた液晶表示装置であって、
前記照明光源は、端部の各端部電極領域のそれぞれの外面に設けた端部電極と、前記各端部電極の間の外面の中間電極領域に設けた少なくとも１つの中間電極とを備えて前記各端部電極領域と前記中間電極領域の間に出光領域を有する筒状細管の前記出光領域の内壁にのみ蛍光体膜が形成されると共に、前記筒状細管の内部に水銀を封入した冷陰極蛍光ランプを備えた。
【００２２】
（４）、（１）〜（３）における前記筒状細管の前記端部電極領域の内壁に二次電子放出係数が高い耐スパッタ性膜として、例えば酸化マグネシウムを用いる。また、前記筒状細管に不活性ガスを封入する。
【００２３】
（５）、（１）〜（４）において、前記液晶表示パネルに設置する照明光源が、前記液晶表示パネルの直下に前記冷陰極蛍光ランプを複数配列した直下型光源とした。
【００２４】
（６）、（１）〜（４）において、前記液晶表示パネルに設置する照明光源が、導光板の側縁に沿って前記冷陰極蛍光ランプを設置したサイドエッジ型光源とした。
【００２５】
以上の各構成とすることにより、照明光源として用いる外部電極方式の冷陰極蛍光ランプにおける水銀消費量を抑制して長寿命化をさらに図った液晶表示装置を提供することができる。なお、本発明は、上記の各構成および後述する実施例の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形が可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、外部電極近傍における蛍光体を除去することで細管内に封入された水銀の蛍光体へのスパッタを抑制し、また外部電極近傍に細管を構成するガラスよりも二次電子放出係数が大きく、耐スパッタ性が高い膜を形成したことにより、外部電極方式の冷陰極蛍光ランプにおける水銀消費量を抑制して長寿命化を図った液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の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。
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明による液晶表示装置の第１実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。同図（ａ）は全体図、同（ｂ）は同（ａ）の要部拡大断面図を示す。この冷陰極蛍光ランプＣＦＬはガラス製の筒状細管ＴＢの両端部外周に端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設けている。両端部電極ＥＤ１，ＥＤ２の間の領域Ｌ１は出光領域、両端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設けた領域はそれぞれ端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２である。
【００２９】
図１において、細管ＴＢの両端の端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の外周には端部電極ＥＤ１，ＥＤ２がそれぞれ設置されている。そして、内壁の上記端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２を避けた出光領域Ｌ１にのみ蛍光体膜ＰＨが形成されている。なお、細管ＴＢの内部にはネオン、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを封入しているが、このガスは必須ではない。図１の（ｂ）に端部電極領域Ｌ２１の部分を拡大断面図で示してある。
【００３０】
端部電極ＥＤ１，ＥＤ２設置した端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の内壁の近傍には当該端部電極ＥＤ１，ＥＤ２で発生される電界が集中し、蒸発した水銀蒸気が集まり易い。この部分の蛍光体膜が存在すると、水銀が蛍光体を構成する物質と反応して化合物を生成する。その結果、前記した水銀の消費が起こる。しかし、本実施例のように、この端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の内壁には蛍光体膜が存在しないため、水銀の消費は抑制される。このように、本実施例によれば、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの細管内に封入した水銀の消費が低減され、長寿命化が図られる。
【実施例２】
【００３１】
図２は本発明による液晶表示装置の第２実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。同図（ａ）は全体図、同（ｂ）は同（ａ）の要部拡大断面図を示す。この冷陰極蛍光ランプＣＦＬはガラス製の筒状細管ＴＢの両端部外周に端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設けている。両端部電極ＥＤ１，ＥＤ２の間の領域Ｌ１は出光領域、両端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設けた領域はそれぞれ端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２である。
【００３２】
図２において、細管ＴＢの両端の端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の外周には端部電極ＥＤ１，ＥＤ２がそれぞれ設置されている。そして、内壁の上記端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２を避けた出光領域Ｌ１にのみ蛍光体膜ＰＨが形成されている。そして、上記端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２には細管ＴＢを構成するガラスよりも二次電子放出係数が高く、耐スパッタ性が大きいマグネシウム膜ＭＧを形成してある。なお、細管ＴＢの内部にはネオン、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを封入しているが、このガスは必須ではない。図２の（ｂ）に端部電極領域Ｌ２１の部分を拡大断面図で示してある。
【００３３】
端部電極ＥＤ１，ＥＤ２設置した端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の内壁の近傍には当該端部電極ＥＤ１，ＥＤ２で発生される電界が集中し、蒸発した水銀蒸気が集まり易い。この部分の蛍光体膜が存在すると、水銀が蛍光体を構成する物質と反応して化合物を生成する。その結果、前記した水銀の消費が起こる。しかし、本実施例のように、この端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の内壁には蛍光体膜が存在しないため、この部分で水銀は消費されない。
【００３４】
さらに、蛍光体膜を形成しない端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の内壁にマグネシウム膜ＭＧを形成してあるため、水銀原子からの一次電子がマグネシウム膜ＭＧに衝突して二次電子が放出され、これが上記一次電子と共に蛍光体膜の励起エネルギーとなって、紫外線発生量を増加させる。その結果、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの発光輝度が高くなる。このように、本実施例によれば、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの細管内に封入した水銀の消費が低減され、長寿命化が図られる。
【実施例３】
【００３５】
図３は本発明による液晶表示装置の第３実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。同図（ａ）は全体図、同（ｂ）は同（ａ）の要部拡大断面図を示す。この冷陰極蛍光ランプＣＦＬはガラス製の筒状細管ＴＢの両端部外周に端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設けている。両端部電極ＥＤ１，ＥＤ２の間の領域Ｌ１は出光領域、両端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設けた領域はそれぞれ端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２である。
【００３６】
図３において、細管ＴＢの両端の端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の外周には端部電極ＥＤ１，ＥＤ２がそれぞれ設置されている。内壁の上記端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２と出光領域Ｌ１を含む全領域に蛍光体膜ＰＨが形成されている。そして、上記端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２に有する蛍光体膜ＰＨを覆って、細管ＴＢを構成するガラスよりも二次電子放出係数が高く、耐スパッタ性が大きいマグネシウム膜ＭＧを形成してある。なお、細管ＴＢの内部にはネオン、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを封入しているが、このガスは必須ではない。図２の（ｂ）に外部電極領域Ｌ２１の部分を拡大断面図で示してある。
【００３７】
端部電極ＥＤ１，ＥＤ２設置した端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の内壁の近傍には当該端部電極ＥＤ１，ＥＤ２で発生される電界が集中し、蒸発した水銀蒸気が集まり易い。この部分の蛍光体膜ＰＨを構成する物質は水銀と反応して化合物を生成する。その結果、前記した水銀の消費が起こる。しかし、本実施例のように、この端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の内壁に形成された蛍光体膜ＰＨにはマグネシウム膜ＭＧが被覆されているため、上記のような化合物の生成は抑制される。
【００３８】
さらに、マグネシウム膜ＭＧは水銀原子からの一次電子の衝突で二次電子を放出する。これが上記一次電子と共に蛍光体膜の励起エネルギーとなって、紫外線発生量を増加させる。その結果、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの発光輝度が高くなる。このように、本実施例によれば、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの細管内に封入した水銀の消費が低減され、長寿命化が図られる。
【実施例４】
【００３９】
図４は本発明による液晶表示装置の第４実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。同図（ａ）は全体図、同（ｂ）は同（ａ）の要部拡大断面図を示す。この冷陰極蛍光ランプＣＦＬはガラス製の筒状細管ＴＢの両端部外周に端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設けていると共に、当該筒状細管ＴＢの中間部の中間電極領域Ｌ２３にも中間電極ＥＤ３を設けたものである。そして、各端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２と中間電極領域Ｌ２３の間に出光領域Ｌ１１，Ｌ１２を有する。筒状細管ＴＢの出光領域Ｌ１１，Ｌ１２の内壁にのみ蛍光体膜が形成され、前記筒状細管の内部に水銀を封入している。なお、細管ＴＢの内部にはネオン、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを封入しているが、このガスは必須ではない。図４の（ｂ）に端部電極領域Ｌ２１と中間電極領域Ｌ２３の部分を拡大断面図で示してある。
【００４０】
端部電極ＥＤ１，ＥＤ２設置した端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の内壁および中間電極ＥＤ３を設置した中間電極領域Ｌ２３の近傍には当該外部電極ＥＤ１，ＥＤ２，ＥＤ３で発生される電界が集中し、蒸発した水銀蒸気が集まり易い。この部分に蛍光体膜が存在すると、水銀が蛍光体を構成する物質と反応して化合物を生成する。その結果、前記した水銀の消費が起こる。しかし、本実施例のように、この端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２および中間出領域Ｌ２３の内壁には蛍光体膜が存在しないため、水銀の消費は抑制される。このように、本実施例によれば、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの細管内に封入した水銀の消費が低減され、長寿命化が図られる。
【実施例５】
【００４１】
図５は本発明による液晶表示装置の第５実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。同図（ａ）は全体図、同（ｂ）は同（ａ）の要部拡大断面図を示す。この冷陰極蛍光ランプＣＦＬはガラス製の筒状細管ＴＢの両端部外周に端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設け、中央部外周に中間電極ＥＤ３を設けている。端部電極ＥＤ１，ＥＤ２と中間電極ＥＤ３の間の領域Ｌ１１およびＬ１２は出光領域、端部電極ＥＤ１，ＥＤ２および中間電極ＥＤ３を設けた領域はそれぞれ端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２、中間電極領域Ｌ２３である。
【００４２】
図５において、細管ＴＢの両端の端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の外周には端部電極ＥＤ１，ＥＤ２がそれぞれ設置され、中間電極領域Ｌ２３の外周には中間電極ＥＤ３が設置されている。そして、内壁の上記端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２および中間電極領域Ｌ２３を避けた出光領域Ｌ１１，Ｌ１２にのみ蛍光体膜ＰＨが形成されている。そして、上記端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２および中間電極領域Ｌ２３には細管ＴＢを構成するガラスよりも二次電子放出係数が高く、耐スパッタ性が大きいマグネシウム膜ＭＧを形成してある。なお、細管ＴＢの内部にはネオン、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを封入しているが、このガスは必須ではない。図５の（ｂ）に端部電極領域Ｌ２１の部分を拡大断面図で示してある。
【００４３】
端部電極ＥＤ１，ＥＤ２、中間電極ＥＤ３を設置した端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２および中間電極領域Ｌ２３の内壁の近傍には当該端部電極ＥＤ１，ＥＤ２、中間電極ＥＤ３で発生される電界が集中し、蒸発した水銀蒸気が集まり易い。この部分の蛍光体膜が存在すると、水銀が蛍光体を構成する物質と反応して化合物を生成する。その結果、前記した水銀の消費が起こる。しかし、本実施例のように、この端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２および中間電極ＥＤ３の内壁には蛍光体膜が存在しないため、この部分で水銀は消費されない。
【００４４】
さらに、蛍光体膜を形成しない端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２および中間電極電極領域Ｌ２３の内壁にマグネシウム膜ＭＧを形成してあるため、水銀原子からの一次電子がマグネシウム膜ＭＧに衝突して二次電子が放出され、これが上記一次電子と共に蛍光体膜の励起エネルギーとなって、紫外線発生量を増加させる。その結果、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの発光輝度が高くなる。このように、本実施例によれば、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの細管内に封入した水銀の消費が低減され、長寿命化が図られる。
【実施例６】
【００４５】
図６は本発明による液晶表示装置の第６実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。同図（ａ）は全体図、同（ｂ）は同（ａ）の要部拡大断面図を示す。この冷陰極蛍光ランプＣＦＬはガラス製の筒状細管ＴＢの両端部外周に端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を、また中間部に中間電極ＥＤ３を設けている。両端部電極ＥＤ１，ＥＤ２と中間電極ＥＤ３の間の領域Ｌ１１、Ｌ１２は出光領域、両端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設けた領域および中間電極ＥＤ３を設けた領域はそれぞれ端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２および中間電極領域である。
【００４６】
図６において、細管ＴＢの両端の端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の外周には端部電極ＥＤ１，ＥＤ２が設置され、中間電極領域Ｌ２３の外周には中華電極ＥＤ３がそれぞれ設置されている。内壁の上記端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２および中華電極領域と出光領域Ｌ１、Ｌ２を含む全領域に蛍光体膜ＰＨが形成されている。そして、上記端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２と中間電極領域Ｌ２３に有する蛍光体膜ＰＨを覆って、細管ＴＢを構成するガラスよりも二次電子放出係数が高く、耐スパッタ性が大きいマグネシウム膜ＭＧを形成してある。なお、細管ＴＢの内部にはネオン、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを封入しているが、このガスは必須ではない。図６の（ｂ）に外部電極領域Ｌ２１と中間電極領域の部分を拡大断面図で示してある。
【００４７】
端部電極ＥＤ１，ＥＤ２を設置した端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２の内壁の近傍および中間電極ＥＤ３を設置した中間電極領域Ｌ２３には当該端部電極ＥＤ１，ＥＤ２および中間電極ＥＤ３で発生される電界が集中し、蒸発した水銀蒸気が集まり易い。この部分の蛍光体膜ＰＨを構成する物質は水銀と反応して化合物を生成する。その結果、前記した水銀の消費が起こる。しかし、本実施例のように、この端部電極領域Ｌ２１，Ｌ２２および中間電極領域Ｌ２３の内壁に形成された蛍光体膜ＰＨにはマグネシウム膜ＭＧが被覆されているため、上記のような化合物の生成は抑制される。
【００４８】
さらに、マグネシウム膜ＭＧは水銀原子からの一次電子の衝突で二次電子を放出する。これが上記一次電子と共に蛍光体膜の励起エネルギーとなって、紫外線発生量を増加させる。その結果、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの発光輝度が高くなる。このように、本実施例によれば、冷陰極蛍光ランプＣＦＬの細管内に封入した水銀の消費が低減され、長寿命化が図られる。
【００４９】
次に、以上の各実施例で説明した冷陰極蛍光ランプを用いた照明光源の構成例と、この照明光源を組み込んだ液晶表示装置の構造例および駆動回路構成例を説明する。
【００５０】
図７は照明光源の１構成例である直下型バックライトの一例を説明する展開斜視図である。この直下型バックライトは、一般に金属材からなる下フレームＦＬＭ−Ｄの上面に複数の冷陰極蛍光ランプＣＦＬを、その長手方向が平行になるように配列してある。この上に上フレームＦＬＭ−Ｕを被せて両者を爪ＮＬで合体し、両側（左右）に樹脂材のモールドＭＬＤ−Ｌ（左モールド）、ＭＬＤ−Ｒ（右モールド）で上フレームＦＬＭ−Ｕと下フレームＦＬＭ−Ｄを挟持して一体化している。
【００５１】
図７では、下フレームＦＬＭ−Ｄの冷陰極蛍光ランプＣＦＬ側の面は反射板の機能を有している。しかし、図示しないが、この下フレームＦＬＭ−Ｄと冷陰極蛍光ランプＣＦＬの間に光反射機能を有するシートなどの別部材を介挿したもの、あるいは冷陰極蛍光ランプＣＦＬの長手方向に沿って下フレームＦＬＭ−Ｄの全面に山形の反射板を配置したもの、この反射シートあるいは反射機能を有する下フレームＦＬＭ−Ｄの上記ＣＦＬの下部を除いた部分に山形の反射板を配置したものもある。
【００５２】
そして、上フレームＦＬＭ−Ｕの上に光拡散板ＳＣＴ（以下、単に拡散板と言う）や拡散シートＳＣＴＳ、プリズムシートＰＲＳなどからなる光学補償シートＯＰＳを積層して直下型のバックライトを構成している。なお、上記拡散板ＳＣＴと拡散シートＳＣＴＳの一方のみを有したものもある。この直下型バックライトの上方に液晶表示パネル（図示せず）が載置され、冷陰極蛍光ランプＣＦＬを駆動する電源、その他の必要回路、構造部材が実装される。なお、直下型のバックライトは上記の構成に限らず、多様な組み立て形状が知られている。
【００５３】
図８は本発明による液晶表示装置を実装したディスプレイモニターの一例を示す外観図である。このモニターの画面すなわち表示部に実装する液晶表示装置を構成するバックライトは前記実施例の何れかで説明した冷陰極蛍光ランプを用いた直下型バックライトである。図中、ＰＮＬは液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの表示面である。
【００５４】
図９は導光板の対向する２辺のそれぞれのサイドエッジに各１本の冷陰極蛍光ランプを設置したバックライト構造体を用いた液晶表示装置の要部構造を模式的に説明する断面図である。図中、参照符号ＢＬはバックライト構造体であり、アクリル樹脂を好適とする平板状の導光板ＧＬＢの対向する２辺のそれぞれに沿って各一本の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ１、ＣＦＬ２を配置している。各冷陰極蛍光ランプには前記実施例の何れかが使用される。冷陰極蛍光ランプＣＦＬ１、ＣＦＬ２の導光体ＧＬＢと対向する部分を除いた部分にはランプ反射シートＬＳ１、ＬＳ２が設置され、また導光板ＧＬＢの背面には反射板ＲＦを備えている。
【００５５】
この導光板ＧＬＢの上面には拡散板ＳＰＳとプリズムシートＰＲＳが積層され、その上に液晶表示パネルＰＮＬが対向して積層されている。液晶表示パネルＰＮＬは一対の基板ＳＵＢ１とＳＵＢ２の間に液晶層を封止してなり、両面のそれぞれに偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が設けられている。
【００５６】
図１０はサイドエッジ型バックライトを備えた液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図である。この液晶表示装置は、液晶表示パネルＰＮＬと導光板ＧＬＢと冷陰極蛍光ランプＣＦＬ１、ＣＦＬ２、および拡散板ＳＰＳ、プリズムシートＰＲＳからなる光学シートを収納した下ケースＭＣＡと、同じく枠状部材である上ケースＳＨＤを下ケースＭＣＡに被せ、上ケースＳＨＤの周辺に有する爪ＮＬを下ケースＭＣＡの係合部ＮＡにかしめて一体化される。この係合は、爪ＮＬを係合部ＮＡの内側に折り曲げることで行われる。
【００５７】
なお、本発明による液晶表示装置は、ディスプレイモニターやノートパソコンに限るものではなく、テレビ受像機、その他の機器の表示デバイスにも使用できる。
【００５８】
図１１は本発明の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの構成冷陰極蛍光ランプを説明する模式図である。ここでは、所謂ＴＮ方式の液晶表示パネルを例として説明するは、他の所謂アクティブマトリクス型についても、その画素電極構成を除いて周辺に配置される駆動回路等の構成は略同様である。図１１において、液晶表示パネルＰＮＬは薄膜トランジスタＴＦＴに代表されるスイッチング素子を形成した第１基板ＳＵＢ１とカラーフィルタを形成した第２基板ＳＵＢ２とで構成される。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２の間には液晶が挟持されている。
【００５９】
液晶表示パネルＰＮＬの一辺（図のｘ方向左側の短辺）側にはゲート駆動用の集積回路（ゲートドライバ）ＧＤＲが複数個実装され、隣接する他の辺（図のｙ方向上側の長辺）側にはドレイン駆動用の集積回路（ドレインドライバ）ＤＤＲが複数個実装されている。ゲートドライバＧＤＲから液晶表示パネルＰＮＬの表示領域にゲート線ＧＬが敷設されている。同様にドレインドライバＤＤＲからは液晶表示パネルＰＮＬの表示領域にドレイン線ＤＬがゲート線ＧＬと交差して敷設されている。そして、隣接する２本のゲート線ＧＬおよびドレイン線ＤＬで囲まれた領域に各１個（２個の場合もある）の薄膜トランジスタＴＦＴを有した１画素が形成されている。
【００６０】
各ゲートドライバＧＤＲはフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１を介して表示制御回路基板ＣＲＬＰに搭載された表示制御回路ＣＲＬから走査信号を受け、複数のゲート線ＧＬに走査信号を順次供給する。ドレインドライバＤＤＲも同様にフレキシブルプリント基板ＦＰＣ２を介して表示制御回路基板ＣＲＬＰに搭載された表示制御回路ＣＲＬから画像信号を受け複数のドレインドライバＤＤＲに画像信号を供給する。
【００６１】
表示制御回路基板ＣＲＬＰは表示信号源であるホストコンピュータＨＳＴにケーブルＣＢで接続されており、各種のタイミング信号を生成するタイミングコンバータＴＣＯＮや階調信号作成回路ＨＴＶＣ、電源回路ＰＷ、その他の表示制御信号生成回路等からなる表示制御回路ＣＲＬが搭載されている。なお、ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３はケーブルＣＢと表示制御回路基板ＣＲＬＰ、表示制御回路基板ＣＲＬＰとフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１，２を接続するコネクタである。
【００６２】
図１２は本発明を適用する一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成と駆動システムの説明図である。この種の液晶表示装置は、液晶表示パネルＰＮＬと、この液晶表示パネルＰＮＬの周辺に前記したドレイン線ＤＬ（データ線、ドレイン信号線とも言う）駆動回路（集積回路）すなわちドレインドライバＤＤＲ、走査線ＧＬ（ゲート線またはゲート信号線とも言う）駆動回路（集積回路）すなわちゲートドライバＧＤＲを有している。これらドレインドライバＤＤＲとゲートドライバＧＤＲに画像表示のための表示データやクロック信号、階調電圧などを供給する表示制御手段である表示制御装置ＣＲＬ、電源回路ＰＷＵを備えている。これら表示制御回路ＣＲＬは表示制御回路基板ＣＲＬＰに実装されている。
【００６３】
表示制御回路ＣＲＬは、コンピュータ、パソコンやテレビ受像回路などの画像信号源（図１１におけるＨＳＴ）からクロック信号、表示タイミング信号、同期信号などが入力される。表示制御装置ＣＲＬには、階調基準電圧生成部、タイミングントローラＴＣＯＮなどが備えられており、外部からの表示データを液晶表示パネルＰＮＬでの表示に適合した形式のデータに変換する。
【００６４】
ゲートドライバＧＤＲとドレインドライバＤＤＲに対する表示データとクロック信号は図１２に示したように供給される。ドレインドライバＤＤＲの前段のキャリー出力は、そのまま次段のドレインドライバのキャリー入力に与えられる。
【００６５】
図１３は液晶表示パネルの各ドライバの概略構成と信号の流れを示すブロック図である。ドレインドライバＤＤＲは画像信号等の表示データのデータラッチ部と出力電圧発生回路とから構成される。また、表示制御回路基板ＣＲＬＰには、階調基準電圧生成部ＨＴＶ、マルチプレクサＭＰＸ、コモン電圧生成部ＣＶＤ、コモンドライバＣＤＤ、レベルシフト回路ＬＳＴ、ゲートオン電圧生成部ＧＯＶ、ゲートオフ電圧生成部ＧＦＤ、およびＤＣ−ＤＣコンバータＤ／Ｄを有する電源回路ＰＷＵが設けられる。
【００６６】
図１４は信号源から表示制御装置に入力される表示データおよび表示制御装置からドレインドライバとゲートドライバに出力される信号を示すタイミング図である。表示制御装置ＣＲＬは信号源からの制御信号（クロック信号、表示タイミング信号、同期信号）を受けて、ドレインドライバＤＤＲへの制御信号としてクロックＤ１（所謂ＣＬ１）、シフトクロックＤ２（所謂ＣＬ２）および表示データを生成し、同時にゲートドライバＧＤＲへの制御信号として、フレーム開始指示信号ＦＬＭ、クロックＧ（所謂ＣＬ３）および表示データを生成する。
【００６７】
なお、信号ソースからの表示データの伝送に低電圧差動信号（ＬＶＤＳ信号）を用いる方式では、当該信号ソースからのＬＶＤＳ信号を上記表示制御装置を搭載する基板（インターフェイス基板）に搭載したＬＶＤＳ受信回路で元の信号に変換してからゲートドライバＧＤＲおよびドレインドライバＤＤＲに供給する。図１４に示されたように、ドレインドライバのシフト用クロック信号Ｄ２（ＣＬ２）は本体コンピュータ等から入力されるクロック信号（ＤＣＬＫ）および表示データの周波数と同じであり、ＸＧＡ表示では約４０ＭＨｚ（メガヘルツ）の高周波となる。
【００６８】
上記で説明した構成としたことにより、冷陰極蛍光ランプの発光効率の低下を抑制して表示品質の劣化が防止される。また、本発明は、電界結合方式に限らず、電極にマイクロ波を印加するマイクロ波結合方式、あるいは磁界を印加する磁界結合方式などの各種外部電極方式の冷陰極蛍光ランプにも同様に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による液晶表示装置の第１実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の第２実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の第３実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の第４実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の第５実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の第６実施例の照明光源を構成する冷陰極蛍光ランプの模式図である。
【図７】照明光源の１構成例である直下型バックライトの一例を説明する展開斜視図である。
【図８】本発明による液晶表示装置を実装したディスプレイモニターの一例を示す外観図である。
【図９】導光板の対向する２辺のそれぞれのサイドエッジに各１本の冷陰極蛍光ランプを設置したバックライト構造体を用いた液晶表示装置の要部構造を模式的に説明する断面図である。
【図１０】サイドエッジ型バックライトを備えた液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの構成冷陰極蛍光ランプを説明する模式図である。
【図１２】本発明を適用する一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成と駆動システムの説明図である。
【図１３】液晶表示パネルの各ドライバの概略構成と信号の流れを示すブロック図である。
【図１４】信号源から表示制御装置に入力される表示データおよび表示制御装置からドレインドライバとゲートドライバに出力される信号を示すタイミング図である。
【図１５】電界結合方式を用いた外部電極方式の冷陰極蛍光ランプの構造例を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００７０】
ＣＦＬ・・・・冷陰極蛍光ランプ、ＴＢ・・・・筒状細管、ＥＤ１，ＥＤ２・・・・端部電極、ＥＤ３・・・・中間電極、Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１２・・・・出光領域、Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３・・・・端部電極領域、ＰＨ・・・・蛍光体膜、ＭＧ・・・・マグネシウム膜、ＡＧ・・・・水銀。
【図１】
2005301263.tif 000003
【図２】
2005301263.tif 000004
【図３】
2005301263.tif 000005
【図４】
2005301263.tif 000006
【図５】
2005301263.tif 000007
【図６】
2005301263.tif 000008
【図７】
2005301263.tif 000009
【図８】
2005301263.tif 000010
【図９】
2005301263.tif 000011
【図１０】
2005301263.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005301263.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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