(57)【要約】【課題】暗黒始動特性を向上させることによって良品レベルを保持させ、品質及び歩留まりを向上させることができる蛍光放電管を提供する。【解決手段】内面に蛍光体膜が形成され、且つ内部に希ガス及び水銀または希ガスが封入された紫外線透過性のガラス管と、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カップ電極ＣＥと、このカップ電極ＣＥに一端が接続され、他端が当該ガラス管外に気密封止して導出された一対の給電用リード線とを備え、一対のカップ電極ＣＥの外面に電極軸方向に凹む凹溝ＤＥＮを電極長方向に沿って一体的に形成することにより、製造工程中でのエージング工程でカップ電極ＣＥの凹溝ＤＥＮからのスパッタリングが対向するガラス管の内壁面にスパッタリング薄膜として成膜され易くなるので、起動時に電荷が集結され易くなり、点灯遅れが効率的に解消される。【選択図】  図２
2007109588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体膜が形成され、且つ内部に希ガス及び水銀または希ガスが封入された紫外線透過性のガラス管と、
前記ガラス管の両端部に電極開口端を対向して封入配置された一対のカップ電極と、
前記カップ電極に一端が接続され、他端が前記ガラス管の外部に気密封止して導出された一対の電源給電用リード線と、
を備えた蛍光放電管であって、
前記一対のカップ電極の外面に電極軸方向に凹む凹溝を電極長方向に沿って一体的に形成したことを特徴とする蛍光放電管。
【請求項２】
前記凹溝は、前記電極軸方向と交差する斜方向に沿って形成したことを特徴とする請求項１に記載の蛍光放電管。
【請求項３】
前記一対のカップ電極は、前記電極開口端の口径が前記電極軸を通る一方向と当該一方向と交差する他方向とで異なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光放電管。
【請求項４】
前記凹溝は、前記電極軸に対して軸対称に少なくとも一対が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の蛍光放電管。
【請求項５】
前記凹溝は、前記ガラス管の内壁面と最近接する箇所に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の蛍光放電管。
【請求項６】
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の背面に照明光を照射する少なくとも１本の蛍光放電管を有するバックライト装置と、
前記液晶表示パネルと前記バックライト装置との間に介挿された光学補償シート積層体と、
前記液晶表示パネル及び前記バックライト装置を収容するフレームと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記蛍光放電管は、紫外線透過性のガラス管の両端部に電極開口端を向して封入配置された一対のカップ電極の外面に電極軸方向に凹む凹溝を電極長方向に沿って一体的に形成されてい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、暗黒始動特性を改善させた蛍光放電管及びこの蛍光放電管を用いた液晶表示装置に係わり、特に液晶表示装置の光源装置に用いて好適な内部電極型の蛍光放電管の電極構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の光源装置に中で低消費電力，高輝度または小寸法の光源として放電管が多く用いられている。これらの放電管のうち、蛍光体を内壁面に塗布した透光性絶縁材料からなる外套管とも称されるガラス管内に不活性ガスと水銀とを封入した低電圧放電管は蛍光灯として広く知られている。この種の低電圧放電管には熱電子を用いる熱陰極型と冷電子を用いる冷陰極型とがある。
【０００３】
例えば、液晶表示装置の光源装置に光源には、冷電子を放出して蛍光体を励起して発光させる冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が採用されている。一般に冷電子を放出する電極にはニッケル等に金属材料が用いられる。このような電極は、スパッタ性があるために動作中に消散し、消耗する。したがって、冷陰極蛍光管に電極は、ある程度の大きさが必要とされる。一方、電極寸法が大きくなると、その表面積も大きくなって単位面積当りの電流密度が低下し、放電時（特に製品出荷前におけるエージング時）における電極材料の外套管内壁へのスパッタリング量が少なくなる。
【０００４】
この種の冷陰極蛍光管では、その放電開始時間（放電始動時間）の短縮が要請されており、特に暗黒中での放電始動に要する時間に遅れが生じるという問題があった。一般にニッケル材等からなる電極の一部を外套管の内壁にスパッタリングさせると、このスパッタ膜から誘発される電子が放電始動時間を短縮させるという効果が知られている。冷陰極としてカップ状電極を利用する場合、その電極の外径（特に開口端の外径）を外套管の内径に対して小さくすると、その電極材料の外套管内壁へのスパッタリングが促進される。しかし、電極材料のスパッタリングは、電極自体を磨耗させるために電極の寿命を短縮させる。また、エージング工程によりスパッタ膜を形成しても、これによる放電開始時間の短縮は十分と言えなかった。
【０００５】
この放電始動時間に遅れを改善するためには、外套管の内壁面（特に電極に近接した部分）に放電を誘発する物質を配置することが有効である。このためには、現状では、下記に示す方法が採用されている。電子放射性の高い金属化合物、例えばタングステン酸セシウム等のセシウム化合物を電極の表面に付着させる。上記セシウム化合物等の電子放射性の高い金属化合物を水銀放出物質に混合したものを用い、製造工程における水銀放出加熱時に管内に上記セシウム化合物等の電子放射性の高い金属化合物を管内に放散させる。電極に高電流（例えば、電極外径が約１．７ｍｍでは約８〜１５ｍＡ程度）を流して電極を加熱し、当該電極材料の一部を消散させて外套管の電極近傍内壁にスパッタ膜を形成する。そして、蛍光体膜内にアルミナを添加する。
【０００６】
この放電始動時間の遅れを改善する具体的な手段としては、外套管内におけるカップ状電極の近傍内壁に金属またはその金属化合物を主成分とするスパッタ膜を形成し、電極に印加される電圧で生成される冷電子による放電を誘発させ、放電始動時間を短縮させている。また、電極面積を大きくするために電極形状をカップ状とし、その内壁面に上記金属材料を含む薄膜を形成し、エージング工程でこの金属材料を含む薄膜を外套管に電極近傍内壁に加熱蒸散させてスパッタ膜を形成させている。なお、この種の技術に関しては、例えば下記特許文献１及び特許文献２等に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−７６６１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２３１１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、エージング工程でカップ状電極内部に起因するスパッタ膜を、カップ状電極の開口部近傍のガラス管内壁に形成した場合には、カップ状電極内部に起因するスパッタリングはプロセス的な安定性に欠けるために不良品が続出し、品質保証の観点から、約０．１ルックス以下の暗黒雰囲気中に約２４時間以上放置した後、約０．１ルックス以下の暗黒雰囲気中で１本ずつ全数点灯検査を行なっていたので、多大な労力を費やし、歩留まりが低下し、生産性を低下させる。
【０００９】
また、全数点灯検査の結果、良品判定した内から、再検査により約半分が不良品となったり、逆に不良判定された内から再検査により約半分が良品となる等、検査の信頼性が低い上に数パーセントの不良品の発生も収益を悪化させるという課題があった。さらに十分なスパッタ量を得るためには長時間（約２時間程度）のエージングが必要であり、生産性を低下させることから、事業拡大に最大の阻害要因の一つになっているという課題があった。
【００１０】
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、暗黒始動特性を向上させることによって良品レベルを保持させ、歩留まりを向上させることができる蛍光放電管を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、液晶表示パネルの画像表示領域周辺部（画像を表示しない箇所：額縁）の増加を抑制しながら、点灯遅れを軽減させた高品位，高品質の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】
【００１２】
このような目的を達成するために、本発明による蛍光放電管は、内面に蛍光体膜が形成され、且つ内部に希ガス及び水銀または希ガスが封入された紫外線透過性のガラス管と、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カップ電極と、このカップ電極に一端が接続され、他端が当該ガラス管外に気密封止して導出された一対の給電用リード線とを備え、一対のカップ電極の外面に電極軸方向に凹む凹溝を電極長方向に沿って一体的に形成することにより、製造工程中でのエージング工程でカップ電極の凹溝からのスパッタリングが対向するガラス管の内壁面にスパッタ膜として安定して形成され、蛍光放電管の起動時に電荷が集結され易くなるので、点灯遅れが効率的に解消されることにより、背景技術の課題を解決することができる。
【００１３】
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、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本の蛍光放電管を有するバックライト装置と、液晶表示パネルとバックライト装置との間に介挿された光学補償シート積層体と、液晶表示パネル及びバックライト装置を収容するフレームとを備えた液晶表示装置において、蛍光放電管は、紫外線透過性のガラス管の両端部に電極開口端を向して封入配置された一対のカップ電極の外面に電極軸方向に凹む凹溝を電極長方向に沿って一体的に形成することにより、蛍光放電管の点灯遅れを効率的に解消させた液晶表示装置が実現できる。
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による蛍光放電管によれば、暗黒始動特性を高レベルに保持できるとともに、点灯遅れを軽減させることができるので、品質及び歩留まりを大幅に向上させることができるという極めて優れた効果が得られる。
【００１６】
また、本発明による蛍光放電管によれば、暗黒始動特性検査が不要となるので、製造工程が大幅に削減できるとともに、エージング装置装置への投資を低減でき、既存のエージング設備の保守が容易となる等の極めて優れた効果が得られる。
【００１７】
本発明による液晶表示装置によれば、液晶表示パネルの画像表示領域の画像が表示されない周辺部の増加を抑制しながら、蛍光放電管の点灯遅れを軽減させた高品位，高品質の画像表示が得られる等の極めて優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
周知のように冷陰極蛍光放電管は、例えば暗室内等の暗い環境下ではスイッチをオンしてから、実際に点灯するまでに時間遅れが生じ易い。明るい環境下ではスイッチオンすると、瞬時に点灯する。環境が明るいと、蛍光放電管の内部に封入されているガスの一部が光により電離してイオンの状態になっているため、スイッチオンすると、イオンが電界により移動して周辺に気体を電離する現象が連鎖的に起こり、蛍光放電管内の全体にガス電離が急激に進むことになる。
【００１９】
しかし、液晶表示装置などのバックライト装置に蛍光放電管を実装するなどの暗い環境下では、放電の切っ掛けとなる最初のガス電離を光以外に頼る必要がある。放電の切っ掛けを光以外に頼る場合、冷陰極蛍光放電管のどの部位で最初のガス電離を起こさせれば、効率良く点灯遅れを解消できるかということを知ることが要点となる。そのメカニズムの解明には高度の技術力が必要であるが、発明者等は以下の実験により、このメカニズムを解明した。
【００２０】
以下、本発明による蛍光放電管の概略について図６乃至図１０を用いて説明する。
図６は、蛍光放電管の概略構造を示す要部断面図である。図６に示す蛍光放電管ＣＣＦＬは、透光性のガラス管ＶＡＬの両端内部には一対のカップ電極ＣＥが先端開口部を対向させて配置され、希ガス及び水銀が封入されて構成されている。このガラス管ＶＡＬの内壁面には蛍光体膜ＦＬＵが被着形成されている。また、この一対のカップ電極ＣＥは、両先端開口部は主放電領域に向き、その後端部にはインナーリードＩＬＥを突き合わせて接合されて電気的に接続されている。
【００２１】
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、外部に突出した一対のインナーリードＩＬＥにはアウターリードＯＬＥに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は電源回路に接続されてカップ電極ＣＥに点灯電力が供給される。
【００２２】
図７は、上述した蛍光放電管ＣＣＦＬの管内全体に放電に成長する放電開始点を突き止めて暗黒始動特性改善のデータを得るための実験方法を説明する実験装置の模式的断面図であり、図８は蛍光放電管ＣＣＦＬの電源回路である。図７において、この実験では、蛍光放電管ＣＣＦＬは、内壁面に蛍光体膜が塗布されていない直径約２．４ｍｍのガラス管ＶＡＬを用い、カップ電極ＣＥは電極長が約３．００ｍｍで電極開口径が約１．８ｍｍのカップ状電極を用いた。
【００２３】
ここで、内壁面に蛍光体膜が塗布していない蛍光放電管ＣＣＬＦは、暗黒雰囲気中では電源回路（インバータ）で定格電圧を印加しても特別な刺激がないと、管内放電が起こり難い。さらに、蛍光体膜による散乱がないので、光を管内の狭い範囲に導入できるので、スポット的に管内ガスを電離できる。蛍光放電管ＣＣＦＬを一旦点灯しても、電源をオフした後に数分間の暗黒雰囲気内の放置により暗黒始動特性が元の状態に戻る。したがって、蛍光体膜に塗布していないガラス管ＶＡＬを使用することにより、実験に精度及び能率を飛躍的に向上できる。
【００２４】
まず、最初に試料としての蛍光放電管ＣＣＦＬを暗黒雰囲気中に放置する。次にこの試料のアウターリードＯＬＥに暗室内に設置した図８の電源回路のインバータＩＶのホット側を接続し、この試料を水平且つ実験台から離して配置する。ここで、試料の配置への注意は、周囲に配置されている物体からの光の反射の影響を避けるためである。
【００２５】
次に、インバータＩＶの電源をパルス状にＯＮ−ＯＦＦ駆動しながら、試料の一部に投光器ＬＧからの集光を幅の細いスリットＳＬ及びレンズＬＥＮを通して縦長で幅の狭い約０．５ｍｍ程度の光束ＬＦで電極近傍を照射しつつ、矢印で示すＸ−Ｘ´方向に移動し、管内ガス中で光束ＬＦによりスポット的に発生した電離イオンがトリガとなって放電の始まる照射位置を探した。つまり、管内全体の放電に成長するときの最初のイオン発生部位を突き止めた。
【００２６】
蛍光体膜を塗布していない蛍光放電管ＣＣＦＬは、暗黒雰囲気内で定格の電圧印加では管内放電が起こり難い。さらに、蛍光体膜による反射がないので、光束ＬＦを管内に容易に挿入できる。また、一旦点灯しても、電源をオフし、数分間暗黒雰囲気中で放置すれば、始動特性は元の状態に戻るので、実験の能率を飛躍的に向上できる。実際には照射部位で反復して数回にわたってインバータＩＶの電源をＯＮ−ＯＦＦ駆動して再現性があることを確認した。
【００２７】
実際の管球で当該イオン発生部位において、電子放射による管内ガスの電離が行なわれれば、管内全体の放電を引き起こす。したがって、暗黒始動特性改善のためには、当該イオン発生部位を電界による電子放射が行なわれ易くすれば良い。
【００２８】
つまり、幅の細いスリットＳＬを通した光束ＬＦを照射することは、任意の位置に微小なガス電離を起させるためである。僅かな電離ガスが存在すれば、周辺の気体を電離する現象を連鎖的に起し、蛍光放電管ＣＣＦＬ内の全体にガス電離を急激に進めて瞬時に点灯する切っ掛けとなる部位に光を照射すれば、光束ＬＦのエネルギーによるガス電離により蛍光放電管ＣＣＦＬは瞬時に点灯するので、上記イオン発生部位の分布を詳細に知ることができる。
【００２９】
ここで、図７に示すようにガラス管ＶＡＬに光束ＬＦを照射する部位を、カップ電極ＣＥの中央部近傍をＡとし、開口部近傍をＢとし、開口部近傍Ｂから距離ｄ１＝約３ｍｍ離れた部位をＣとしてそれぞれ設定し、インバータＩＶのホット側に接続したカップ電極ＣＥ近傍の上記各部位に投光器ＬＧを矢印Ｘ−Ｘ´方向に移動させながら、光束ＬＦを照射させた場合に蛍光放電管ＣＣＦＬが瞬時に点灯する頻度について、蛍光放電管ＣＣＦＬの１５本の試料について実験を行なった。その結果を下記表１に示す。
【００３０】
【表１】
2007109588.tif 000003
【００３１】
表１に示すようにカップ電極ＣＥの側面中央部近傍Ａでは、１５本の試料のうち、１１本が光束ＬＦの照射で瞬時に点灯した。残りの４本については光束ＬＦの照射後、１秒以内に点灯した。なお、１秒以内の点灯は実用上、全く問題がない。開口部近傍Ｂでは１５本のうち１４本が光束ＬＦの照射で瞬時に点灯した。残りの１本も１秒以内に点灯した。カップ開口部近傍Ｂから距離ｄ＝約３ｍｍ離れた部位Ｃでは１５本のうち１２本が光束ＬＦの照射で瞬時に点灯した。残りの３本も１秒以内に点灯した。しかし、カップ電極ＣＥからの距離が長くなるに伴い瞬時点灯の確率は急激に低下する。
【００３２】
また、インバータＩＶのホット側に接続したカップ電極ＥＬＥの開口部近傍Ｂから距離ｄ２離れた部位Ｄに光束ＬＦを照射した場合に瞬時に蛍光放電管ＣＣＦＬが点灯するカップ電極ＥＬＥからの限界距離について、蛍光放電管ＣＣＦＬの１０本の試料について実験を行なった結果を下記表２に示す。
【００３３】
【表２】
2007109588.tif 000004
【００３４】
表２に示すように１０本の試料のうち限界距離ｄ２が短いものでは約５ｍｍ、最も限界距離ｄ２が長いものでも、約４５ｍｍである。なお、インバータＩＶのアース側が接続されるカップ電極の場合には表１及び表２に示す現象が生じない。
【００３５】
実際の蛍光放電管ＣＣＦＬの長さは、特殊なものを除けば数１００ｍｍから約１０００ｍｍを超えるものもあるが、蛍光放電管ＣＣＦＬの点灯時に直接的に関係しているのはインバータＩＶのホット側に接続されたカップ電極ＣＥの極近傍のみであることが明らかとなった。
【００３６】
本発明では、上述した瞬時点灯する確率の高い部位にガス電離を起させる手段として当該部位に電界放出による電子を発生させる。電界放出による電子の発生は、周知のようにファウラー・ノルドハイムの式に従う。電子放射に電流密度Ｊは、下記式１に示すように表される。ここで、Ｅ：電界、φ：仕事関数、Ａ，Ｂ：定数である。
【数１】
2007109588.tif 000005
【００３７】
上記式１の内には、電界放出の効果要因として電界Ｅと電子放出源の仕事関数φとがある。先ず、電界Ｅの強度を考える。図９は、バックライト装置への実装状態における蛍光放電管ＣＣＦＬの放電開始前時点でのカップ状電極近傍における電界強度及び等電位分布をコンピュータでシミュレーションした一例を示す写真図であり、図中、ＶＡＬはガラス管、ＩＮＬはインナーリード、ＣＥはカップ電極、ＯＣＥはカップ電極の開口部である。図９に示すように電界強度が大きい部分はカップ電極ＣＥの近傍のみである。上記図７に示すカップ開口部近傍Ｂから離れた部位Ｃは、カップ電極ＥＬＥから離れているので、電界を強くすることは困難である。電界をより強くできる部分は、図７のカップ電極ＣＥの側面中央部近傍Ａ及びその開口部近傍Ｂのみである。
【００３８】
電界Ｅを強くするには複数の手段があるが、その一つは通電中にカップ電極がイオンにより研削されてガラス管の内壁面にスパッタリングすることにより成膜される薄膜である。ガラス管の内壁面には蛍光体の粒子からなる蛍光体膜が形成されているので、その表面は粗面化された突起物の集合体である。その上に導電物であるカップ電極からのスパッタリング膜が形成されるので、強電界を形成できる。この場合、強電界による電子の放出量が多いほどガス電離を促進し易い。特に蛍光放電管の製造工程のエージング工程において、意識的にスパッタリングさせることにより、ガラス管の内壁面に広い面積の導電膜を形成し、カップ電極の周辺に誘起する電荷を集結することができるので、蛍光放電管の点灯遅れを軽減できる。
【００３９】
図１０は、蛍光放電管ＣＣＦＬをバックライト装置に実装し、液晶表示装置として組み立てる場合の展開斜視図であり、図中、ＤＦＬは複数の蛍光放電管ＣＣＦＬを所定間隔で並列配置させて収容する下フレーム、ＲＦＰは下フレームＤＦＬの底面に敷設された反射板、ＨＯＬは複数の蛍光放電管ＣＣＦＬを保持する保持部材、ＳＣＢは光拡散板、ＬＣＤは画像を表示する液晶表示パネルである。
【００４０】
液晶表示装置としての必要事項は多数あるが、その一つに液晶表示パネルＬＣＤの画像表示領域ＡＲ以外で画像表示されない領域は可能な限り小さくする要請がある。画像表示領域ＡＲの周面部分の額縁と称される箇所である。この箇所に左右方向の長さは、主として蛍光放電管ＣＣＦＬの発光しない領域長さＬで決定される。この領域長さＬを決める要因は、図７におけるカップ電極ＣＥの管軸方向の電極長と、通電中に蛍光放電管ＣＣＦＬのカップ電極内壁面がイオンにより研削されてガラス管の内壁面にスパッタリングされて形成される薄膜とにある。
【００４１】
蛍光放電管ＣＣＦＬの長さは、設計上変更することは困難である。しかし、蛍光放電管ＣＣＦＬの製造工程のエージング工程において、意識的にスパッタリングさせることにより、ガラス管の内壁面に導電膜を形成し、カップ電極ＣＥの周辺に誘起する電荷を集結させる手段ではスパッタリング薄膜の表面積が増加すると、当該部の蛍光体膜に冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬ内の紫外線が当らなくなるので、蛍光体膜が発光しなくなる領域が広がる。したがって、この条件からは、スパッタリング薄膜の面積は狭い方が良いと言う矛盾が生じる。
【００４２】
本発明では、カップ電極ＣＥの側面に溝を設けることにより、スパッタリング薄膜をカップ電極ＣＥの側面に対向するガラス管の内壁面に形成することにより、額縁の増加を抑制しながら、冷陰極蛍光放電管ＣＣＦＬの点灯遅れを軽減できる。
【実施例１】
【００４３】
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。
【００４４】
図１は、本発明による蛍光放電管の実施例１の構成を説明する冷陰極蛍光放電管の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てある。図１に示す蛍光放電管ＣＣＦＬは、紫外線透過性のガラス管ＶＡＬの両端内部には放電領域側に開口部を有する一対のカップ電極ＣＥが対向して配置されている。図１では一端部のみを示してある。また、このガラス管ＶＡＬの内部には希ガス及び水銀または希ガスが封入され、このガラス管ＶＡＬの内壁面には希土類蛍光体膜ＦＬＵが被着形成されて構成されている。
【００４５】
また、この一対のカップ電極ＣＥは、図２（ａ）に電極開口端側から見た要部平面図及び図２（ｂ）に側面から見た要部平面図に示すように開口径が電極軸の中心を通る一方向とこの一方向と交差する他方向とで開口径が異なって形成されている。つまり、略楕円形状に形成されている。また、このカップ電極ＣＥの外面には、カップ電極ＣＥの管軸方向に凹む凹溝ＤＥＮがこの管軸方向に沿って一体的に形成されている。この凹溝ＤＥＮは、カップ電極ＣＥの電極軸に対して対称でしかもガラス管ＶＡＬの内壁面に近接する箇所（楕円形状カップ電極ＣＥの曲率半径が小さい箇所）に形成されている。
【００４６】
なお、一対のカップ電極ＣＥの形状は、図２に示すように電極長Ｄ１が約３．０ｍｍ、開口端の長径Ｄ２が約２．０ｍｍ、短径Ｄ３が約１．８ｍｍ、凹溝の深さＤ４が約０．１ｍｍ、肉厚が約０．５ｍｍ程度の寸法を有して形成されている。
【００４７】
また、この一対のカップ電極ＣＥは、図１に示すように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され、その内壁面には白色系金属酸化物として例えば酸化アルミニウムを焼結させて形成されたスパッタ源ＡＳＰが形成されており、その対向する両先端開口部は主放電領域に向き、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−コバルト−鉄合金などからなるインナーリードＩＬＥを突き合わせて溶接等の抵抗溶接法により接合されて電気的に接続されている。
【００４８】
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カップ電極ＣＬＥに点灯電力が供給される。
【００４９】
このように構成された蛍光放電管ＣＣＦＬは、一対のカップ電極ＣＥの外面にこのカップ電極ＣＥの電極軸方向に沿って凹む凹溝ＤＥＮがカップ電極ＣＥの電極軸に対して線対称で且つガラス管ＶＡＬの内壁面に近接する楕円形状カップ電極ＣＥの曲率半径が小さい箇所に形成されているので、製造工程中におけるエージング工程において、図１に示すようにカップ電極ＣＥの凹溝ＤＥＮからのスパッタが対向するガラス管ＶＡＬの内壁面にスパッタリング薄膜ＳＰＭとして成膜され易くなるので、蛍光放電管ＣＣＦＬの起動時に電荷が集結され易くなり、点灯遅れが効率的に解消される。
【００５０】
また、この一対のカップ電極ＣＥの凹溝ＤＥＮのある箇所は、ガラス管ＶＡＬの内壁面との間のクリアランスが大きいので、イオン流がこの部分に選択的に大量に発生し、凹溝ＤＥＮが存在しない箇所よりもスパッタ量が増加し、スパッタリング薄膜ＳＰＭの厚さが厚くなり、導電性が向上するので、蛍光放電管ＣＣＦＬの起動時に電荷を集め易くなる。
【００５１】
さらには、エージング工程時にスパッタリングによるスパッタ薄膜ＳＰＭは、その膜表面が滑らかでない蛍光体膜ＦＬＵ上に形成されるので、必然的に表面が粗面状の薄膜となるので、膜成長に伴い、選択的な針状の成長が行われる。この現象は、下地が滑らかな表面でないので、スパッタリングにより飛来したカップ電極ＣＥの材料蒸発物が二次元な運動をして平滑な膜を形成する以前にエネルギーを失ってしまうことに起因している。
【００５２】
このようなスパッタリングによる薄膜ＳＰＭの針状の形状は、前述した式１の電界Ｅの強度を大きくするので、電子放出が行なわれ易くなる。また、カップ電極ＥＬＥの全体の外形形状を縮小することでもスパッタ量を増加させることができるが、この場合、カップ電極ＥＬＥの全周からスパッタリングが発生して過剰となる。
【００５３】
このような構成において、カップ電極ＣＥの外面に凹溝ＤＥＮを形成することにより、エージング中にこの凹溝ＤＥＮを伝わってイオン流がカップ電極ＣＥの外面に到達し、凹溝ＤＥＮに起因するスパッタ膜ＳＰＭをカップ電極ＣＥの外面に対向するガラス管ＶＡＬの内壁面に短時間（約３０分程度）で安定して形成される。この結果、暗黒始動特性を高いレベルで保持できる。また、スパッタリング薄膜ＳＰＭの形成される部位が蛍光体膜ＦＬＵの発光しない箇所を主体としているので、スパッタリング薄膜ＳＰＭにより輝度の低下する箇所の拡大を抑制できる。
【００５４】
このような構成によれば、カップ電極ＣＥの外面に形成した凹溝ＤＥＮによるスパッタリング薄膜ＳＰＭが蛍光放電管ＣＣＦＬの起動特性及びスパッタ量のバランスが良くとれので、最適である。
【実施例２】
【００５５】
図３は、本発明による蛍光放電管の実施例２によるカップ電極の構成を説明する図であり、図３（ａ）はカップ電極の開口端側から見た平面図、図３（ｂ）はカップ電極の側面側からみた平面図であり、上述した図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略してある。図３に示すカップ電極ＣＥは、図２と異なる点がカップ電極ＣＥの外面に形成される凹溝ＤＥＮが電極軸と交差する斜方向に一体形成されている。このような構成においても上記実施例１と同様な作用効果が得られる。
【実施例３】
【００５６】
図４は、本発明による蛍光放電管の実施例３によるカップ電極の構成を説明する図であり、図４（ａ）はカップ電極の開口端側から見た平面図、図４（ｂ）はカップ電極の側面側からみた平面図であり、上述した図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略してある。図４に示すカップ電極ＣＥは、図１と異なる点がカップ電極ＣＥの外面に形成される凹溝ＤＥＮが電極軸に対して対称に９０度間隔で一体的に形成されている。このような構成においては、カップ電極ＣＥの外面と対向するガラス管ＶＡＬの内壁面のほぼ全面にスパッタリング薄膜がさらに短時間で安定して形成されるので、暗黒始動特性をさらに高レベルで保持できる。
【比較例１】
【００５７】
図５は、現行の蛍光放電管の構成例を説明するカップ電極を示す図であり、図５（ａ）はカップ電極の開口端側から見た平面図、図５（ｂ）はカップ電極の側面側からみた平面図である。図５に示すカップ電極ＣＥは、その外形形状が略真円状に形成されているので、上記各実施例と同様な作用効果が得られるものではない。
【００５８】
また、前述した各実施例において、蛍光放電管ＥＥＦＬを構成する紫外線透過性のガラス管ＶＡＬは、これに代えて紫外線での失透が少ない紫外線透過性の樹脂製の管を用いても上記同様の効果が得られる。
【００５９】
また、前述した各実施例においては、一対のカップ電極ＣＥの外面に凹溝ＤＥＮを電極軸に対して対称に一対または二対設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、三対以上設けても良く、さらに、電極軸対称に対設置に特定されずにランダムに少なくとも一本（複数本）を設けても前述と略同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６０】
図１１は、本発明による蛍光放電管をバックライト装置に装着した液晶表示装置の構成例を模式的に説明する展開斜視図である。なお、図１１には、上フレームは液晶表示パネルＬＣＤの上方にあるが、図１１では省略されている。また、図１２は、構成部材を一体化した液晶表示装置の構成を模式的に説明する断面図である。さらに図１３は、光学補償シート積層体側から見た下フレームの構成例を模式的に説明する平面図である。なお、図１２は、図１３のＡ−Ａ線に沿って切断した断面に相当する。
【００６１】
図１１〜図１３において、液晶表示パネルＬＣＤは、画素形成用の電極を有するガラス基板の間に液晶層を封止してなり、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）から食み出ており、この食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。
【００６２】
このような液晶表示装置は、下フレームＤＦＬ内に反射シートＲＦＳを敷き、その上方に前述した本発明による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ＢＬを構成している。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を光学補償シート積層体ＰＨＳと共に重ねて一体化する機能も有する。液晶表示パネルＬＣＤのサイズが大型になるに伴って冷陰極蛍光放電管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る。
【００６３】
さらに、液晶表示装置においては、バックライトＢＬの上部には透光性樹脂材からなる導光板ＧＬＢが設置され、さらにこの導光板ＧＬＢ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群が設置される。この光学補償シート積層体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。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に導光板ＧＬＢ及び光学補償シート積層体ＰＨＳの周端を橋絡させて保持される。
【００６４】
また、図１２に示したように導光板ＧＬＢ及び光学補償シート積層体ＰＨＳを保持したバックライトＢＬ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。なお、液晶表示パネルＬＣＤが大型化される構成においては、導光板ＧＬＢに代えて光拡散板または光拡散シートが用いられる。
【００６５】
このように構成される液晶表示装置においては、蛍光放電管ＣＣＦＬのカップ電極ＣＥの外面に凹溝ＤＥＮを設けたことにより、液晶表示パネルＬＣＤの画像表示領域ＡＲの画像が表示されない周辺部の増加を抑制しながら、蛍光放電管の点灯遅れを軽減させた高品位，高品質の画像表示が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による蛍光放電管の実施例１の構成を示す要部拡大断面図である。
【図２】図１のカップ電極の構成を示す図であり、図２（ａ）は電極開口端から見た要部平面図、図２（ｂ）は側面から見た要部平面図である。
【図３】本発明による蛍光放電管の実施例２の構成を示す図であり、図３（ａ）は電極開口端から見た要部平面図、図３（ｂ）は側面から見た要部平面図である。
【図４】本発明による蛍光放電管の実施例３の構成を示す図であり、図４（ａ）は電極開口端から見た要部平面図、図４（ｂ）は側面から見た要部平面図である。
【図５】現行に蛍光放電管の構成を示す図であり、図５（ａ）は電極開口端から見た要部平面図、図５（ｂ）は側面から見た要部平面図である。
【図６】本発明による蛍光放電管の概略構成を示す断面図である。
【図７】蛍光放電管内全体の放電の切っ掛けとなる微小電離場所の確認実験装置の構成を示す模式的断面図である。
【図８】蛍光放電管を点灯させる電源回路を示す図である。
【図９】蛍光放電管をバックライト装置に実装した時のカップ電極近傍の電界強度及び等電位分布のシミュレーション結果を示す写真図である。
【図１０】本発明による蛍光放電管をバックライト装置に実装し、液晶表示装置として組み立てる場合の展開斜視図である。
【図１１】蛍光放電管をバックライト装置に装着した液晶表示装置の構成例を模式的に説明する展開斜視図である。
【図１２】構成部材を一体化した液晶表示装置の構成を模式的に説明する断面図である。
【図１３】光学補償シート積層体側から見た下フレームの構成例を模式的に説明する平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
ＣＣＦＬ・・・蛍光放電管、ＶＡＬ・・・ガラス管、ＣＥ・・・カップ電極、ＯＣＥ・・・カップ電極開口部、ＦＬＵ・・・蛍光体膜、ＩＬＥ・・・インナーリード、ＯＬＥ・・・アウターリード、ＧＢＥ・・・ガラスビーズ、ＳＰＭ・・・スパッタリング薄膜、ＤＥＮ・・・凹溝、ＡＳＰ・・・スパッタ源、ＩＶ・・・インバータ、ＬＧ・・・投光器、ＳＬ・・・スリット、ＬＥＮ・・・レンズ、ＬＦ・・・光束、ＬＣＤ・・・液晶表示パネル、ＡＲ・・・画像表示領域、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、ＤＦＰ・・・拡散板、ＰＨＳ・・・光学補償シート積層体、ＧＬＢ・・・導光板、ＲＦＰ・・・反射板、ＵＦＬ・・・上フレーム、ＤＦＬ・・・下フレーム、ＢＬ・・・バックライト装置、ＨＯＬ・・・保持部材。
【図１】
2007109588.tif 000006
【図２】
2007109588.tif 000007
【図３】
2007109588.tif 000008
【図４】
2007109588.tif 000009
【図５】
2007109588.tif 000010
【図６】
2007109588.tif 000011
【図７】
2007109588.tif 000012
【図８】
2007109588.tif 000013
【図１１】
2007109588.tif 000014
【図１２】
2007109588.tif 000015
【図１３】
2007109588.tif 000016
【図９】
2007109588.tif 000017
【図１０】
2007109588.tif 000018