JP2006190537A - Cold-cathode fluorescent lamp and liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a cold cathode fluorescent lamp and a liquid crystal display device using the same.
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)。 The cold cathode fluorescent lamp CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) has a simple structure and is easy to miniaturize (capillary) and has a long life, so it is used for backlights of liquid crystal display devices (for example, , See Patent Document 1).
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。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of such a cold cathode fluorescent lamp.
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。
A rare gas such as neon or argon and mercury are enclosed in the
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。 Such a cold cathode fluorescent lamp has a high cathode fall voltage (lamp voltage) and a large electrode loss. Therefore, in order to reduce the electrode loss and reduce the power consumption, a cesium compound such as cesium oxide is formed on the surface of the electrode. Is applied to lower the discharge start voltage.
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。 However, cesium compounds are vulnerable to sputtering, and when the cesium compound is sputtered from the electrode surface while the fluorescent lamp is lit, the cathode fall voltage increases, electrode loss increases, and cold cathode fluorescence increases. There is a problem that the power consumption of the lamp increases.
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。
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。 Accordingly, a main problem to be solved by the present invention is to provide a cold cathode fluorescent lamp that reduces power consumption and extends its life, and a liquid crystal display device using the same.
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。 The cold cathode fluorescent lamp of the present invention is a cold cathode fluorescent lamp comprising a glass tube and a pair of electrodes enclosed in the glass tube, wherein a carbon film is formed on the surface of the electrode.
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。 The carbon film is preferably made of carbon nanowalls or carbon nanotubes, and the electrode is preferably made of nickel, iron, chromium or an alloy thereof.
また、炭素膜は、CVD法によって成膜されるのが好ましい。 The carbon film is preferably formed by a CVD method.
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。 According to such a configuration, a carbon film having a low work function such as carbon nanowall and a low sputtering rate is formed on the electrode surface, so that the cathode fall voltage can be reduced to reduce power consumption and sputtering. It is possible to extend the life by suppressing the above.
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。 Further, the liquid crystal display device of the present invention includes the cold cathode fluorescent lamp according to the present invention as a backlight.
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。 Therefore, power consumption can be reduced and the life can be extended.
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。 According to the present invention, since a carbon film having a low work function such as carbon nanowall and a low sputtering rate is formed on the electrode surface, the cathode fall voltage can be reduced to reduce power consumption, Sputtering can be suppressed and the life can be extended.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a backlight type liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention.
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。 The liquid crystal display device of this embodiment includes a flat liquid crystal panel 1 and an edge light type backlight unit 2 on the back side thereof.
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。 The liquid crystal panel 1 is configured by sealing a liquid crystal layer between a pair of substrates.
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。 The backlight unit 2 includes a cold cathode fluorescent lamp 3 according to the present invention, a reflector 4 that reflects light from the cold cathode fluorescent lamp 3, and light emitted from the cold cathode fluorescent lamp 3 as a diffusion sheet 5 and a prism. A light guide plate 7 that leads to the liquid crystal panel 1 through the sheet 6 and a reflection plate 8 disposed on the back side of the light guide plate 7 are provided, and the light from the cold cathode fluorescent lamp 3 is efficiently transmitted to the liquid crystal panel 1. It is comprised so that it can irradiate.
図2は、図1の冷陰極蛍光ランプ3の断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the cold cathode fluorescent lamp 3 of FIG.
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。
The cold cathode fluorescent lamp 3 of this embodiment includes a
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。
At both ends of the
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。
The
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。
In this embodiment, the
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。
The
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。
In this embodiment, the
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。
The
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。
This
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。
FIG. 3 is a diagram showing a DC plasma CVD apparatus. In this DC plasma CVD apparatus, a
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。
The
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。 The carbon nanowall is preferably grown to a length of about 2 to 4 μm, for example.
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。
In the cold cathode fluorescent lamp 3 including the
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。 Next, Table 1 shows the result of comparing the characteristics of the cold cathode fluorescent lamp according to the present invention in which carbon nanowalls are formed on the electrode surface and the conventional cold cathode fluorescent lamp.
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。 As can be seen from Table 1, in the conventional examples 1 to 3, the efficiency is 47 (lm / W), whereas in the example of the present invention, the efficiency is 56 (lm / W), and the efficiency is improved. In the conventional example, the lifetime is 5000 to 40000 (h), whereas in the embodiment of the present invention, the lifetime is 80000 (h).
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。 As described above, the cold cathode fluorescent lamp according to the present invention can reduce power consumption and increase the efficiency, and is less prone to sputtering and can have a long life.
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。 In the above-described embodiment, the carbon nanowall is formed. However, the present invention is not limited to the carbon nanowall, and other carbon-based materials such as carbon nanotubes and diamond-like carbon may be formed.
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。 Further, although the film is formed by DC plasma CVD in the above-described embodiment, it is not limited to DC plasma CVD but may be formed by RF plasma CVD, thermal CVD, microwave plasma CVD, cathodic arc, or the like.
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。 The present invention is useful as a liquid crystal display device and a backlight thereof.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal panel 3 Cold
Claims (5)
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。 In a cold cathode fluorescent lamp comprising a glass tube and a pair of electrodes enclosed in the glass tube,
A cold cathode fluorescent lamp, wherein a carbon film is formed on the electrode surface.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008258045A (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Dialight Japan Co Ltd | Cup-like electrode and cold-cathode fluorescent discharge tube equipped with this cup-like electrode |
JP2009070746A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Yoshihisa Ishiguro | Tool for manufacturing hollow cathode, its manufacturing method, and hollow cathode |
TWI383423B (en) * | 2008-01-18 | 2013-01-21 | Hannstar Display Corp | Lamp, backlight, and liquid crystal display device |
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- 2005-01-05 JP JP2005000799A patent/JP2006190537A/en active Pending
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