JPH02244552A - 偏平断面蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示装置等のバックライト用光源に用い
られる偏平断面蛍光ランプに関する。

（従来の技術） 液晶テレビなどの液晶表示装置には、バックライト用光
源として蛍光ランプが用いられる。このような蛍光ラン
プには、できるだけ薄形の形状であること、高輝度であ
ること、輝度が均一であること等が要求されるが、これ
らの要求を満足する蛍光ランプとして、例えば、特開昭
６２−２０８５３７号公報に示すような偏平断面を有す
る蛍光ランプがある。

従来、このような偏平断面を有する蛍光ランプの場合、
断面の長径と短径との比で定義される偏平率が一定以上
大きくなると、いわゆる放電集中や陽光柱のゆれなどの
現象が生じ、点灯状、＠を安定させることができなかっ
た。例えば、放電集中に関しては、エム・ニー・ケイレ
ス著「英国応用物理」第１１巻（１９６０）４９２４９
８号（Ｍ。

Ａ、Ｃａｙｌｅｓｓ；Ｂｒ１ｔｉｓｈ　Ｊｏｕｒｎａｌ
　ｏｆ’　Ａｐｐｌｔｃｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ。

Ｖｏ）、１１（１９８０）４９２４９８）に、偏平率の
増加に伴って放電が集中していく様子が述べられζ′い
る。これによれば、上記の偏平率の値の上限は′う、５
〜４程度であり、この偏平率が３．５以）“のときは、
通常の電流密度であれば、放電が安定していた。

しかし、それ以上ではどのように電流密度を設定しても
安定した点灯状態を得ることができないものと考えられ
ていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、偏平率の上限が１記のように低１値であ
ることは、バックライト用光源としての偏平断面蛍光ラ
ンプを多数用いなければならないことを意味する。その
ため、これら偏平断面蛍光ランプ同士が接する境界部の
個所も多くなり、その分だけ輝度の均一性が失なわれる
結果となっていた。

また、使用する偏平断面蛍光ランプの数が多くなると、
リード部の数も多くなり、その分のスペースを確保しな
ければならないなど、設計−［の自由度が減少し、さら
に、必然的にコストダウンを阻害する要因ともなってい
た。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、バッ
クライト用光源としての要求を満足させつつ、偏平率の
値を大幅に増大させることが可能な偏−１４断面蛍光ラ
ンプを提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するための手段としで、偏甲形
状の断面を有し、アルゴンガスを主体とする希ガスが封
入された偏平断面蛍光ランプにおいて、前記断面の長径
と短径との比で定義される偏平率Ｆと、前記希ガスが封
入される圧力Ｐ　［Ｔ。ｒｒ］とが下記（ａ、　）式又
は（ｂ）式を満足する構成としである。

（ａ）：　　４≦Ｆ≦８のとき ］−〇≦Ｐ≦−−（Ｆ−４）＋４０ （ｂ）＋　　８≦Ｆ≦１８のとき １０≦Ｐ≦３０ （作　用） 断面の長径と短径との比で定義される偏平率Ｆを、４≦
Ｆ≦８、の範囲に設定する場合は、アルゴンガスが封入
される圧力Ｐ　　　を、［Ｔｏｒｒ］ １０≦Ｐ≦−−（Ｆ−４）＋４０、にすると電流密度と
適当な値に設定すれば必ず放電は安定する。

また、８≦Ｆ≦１８に設定する場合は、圧力Ｐを、１０
≦Ｐ≦３０、にすればある適当な値の電流密度により放
電は安定する。

換言すれば、上記のような偏平率に対して、アルゴンガ
ス圧を上記のような値に設定すれば、放電の安定する電
流密度の値が必ず存在する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図乃至第３図に基づき説明
する。

第１図は本実施例に係る偏平断面蛍光ランプの概略構成
を示す斜視図である。一対の枠硝了１゜１及び２，２に
より内部空間３が形成され、この内部空間３の−Ｌ面及
び１面は、上硝子４及び下情子５で覆われるようになっ
ている。内部空間３には、その長方形の横断面とほぼ面
積の等しい電極プレート６が配設されＣおり、この電極
プレート６には外部回路に至るリード棒７の一端が、枠
硝子１を通して接続されている。

そして、内部空間３内には排気管（図示せず）による排
気がなされた後、アルゴン（Ａ「）ガスと適量の水銀（
Ｈｇ）が封入される。

このとき、内部空間３の長方形の横断面に関し７、長径
の寸法をａ１短径の寸法をｂとすると、偏平率ＦはＦ　
−ａ　／　ｂで定義される。そして、内部空＋８８１３
に封入されるアルゴンガスの圧力をＰ［Ｔｏｒｒ］とす
ると、偏平率Ｆが、４≦Ｆ≦８、のときは、］０≦Ｐ≦
−−（Ｆ−４）　＋４０　　　・・・（１）を満足する
ようにＰの値が定められ、偏゛Ｔ′率Ｆが、８≦Ｆ＜１
８、のときは １０≦Ｐ≦３０　　　　・・・・・・・・・・・・（２
）を満足するようにＰの値が定められ一〇いる。

このような、偏平率Ｆと、アルゴンガスの圧力Ｐとの間
に成立する関係は、本願の発明者らが実験、研究の結果
見出したものである。偏平率Ｆが、４≦Ｆ≦８あるいは
８≦Ｆ≦１８、というように従来よりも著しく大きな範
囲にしたとしても、アルゴンガスＰの値が上記（１）式
あるいは（２）式を満足している限り、第１図の偏平断
面蛍光ランプは適当な電流密度を設定することにより安
定した放電を行うことができる。

上記のような関係式を検討したのは、次のような背景が
あったからである。すなわち、放電の安定性が偏平率と
、アルゴンを主体とする希ガスのガス圧、電流密度とに
依存していることは従来より知られており、これ以外の
パラメータが常識的な範囲で変化しても、放電の安定性
には殆ど影響がないからである。

次に、上記（１）式および（２）式の関係式の根拠とな
った実験結果について説明する。

第２図は実験に用いた偏平断面蛍光ランプの概略構成を
示す斜視図である。本図の偏平断面蛍光ランプは、第１
図の電極プレート６を分割して、複数の電極プレート６
ａを有する構成とし、さらに、内部空間３内に、ニッケ
ル板９が底面に貼付された硝子枠８を載置した構成とし
たものである。

そして、下情子５のド方から磁石部材でニッケル板９を
誘導することにより、硝子枠８を矢印方向に移動し、こ
の硝子枠８によって内部空間５のうちの放電を行う空間
を仕切ることができるようにしである。このように硝子
枠８を矢印方向に移動することにより、偏平率Ｆを決定
する要素である長径ａ、短径すのうち、長径ａの値を可
変とすることができ、偏平率Ｆの値を種々変化させた場
合につき放電させることができる。

第３図は、このようにして偏平率Ｆを種々変化させ、さ
らに、その偏平率Ｆについてアルゴンガスの圧力Ｐを変
化させて放電を行なったときの特性図である。

本図において、斜線を付した範囲が放電安定領域であり
、この実験結果から前述のように、偏平率Ｆが４≦Ｆ≦
８のときには、アルゴンガスの圧力Ｐは（１）式の関係
を満足し、８≦Ｆ≦１８のときには（２）式の関係を満
足することが明らかとなる。なお、このときの放電は、
周波数４０Ｋｌｌｚの正弦波電圧を印加することにより
行なったものである。

そして、この放電安定領域の上方の放電集中領域では、
どのような電流密度に設定しても電極間に発生する陽光
柱が集中してしまう、いわゆる放電集中とよばれる現象
が発生する。また、放電安定領域の下方の放電不安定領
域では、放電軸ｊＥ向または断面長軸方向に、いわゆる
移動縞によるチラッキが発生し、どのように電流密度を
設定しても不安定な放電となることが認められた。

なお、第３図における各測定点の付近のかっこ内に示し
た数値は、最冷部温度を変化させたときの電極電流密度
〔ｍ＾／Ｃ♂〕を示すものである。例えば、偏平率Ｆの
値が８、アルゴンガスの圧力ｌ〕の値が３０のときの測
定点Ａに、（３，９，５）とあるのは、最冷部温度が２
０．４０．６０℃のときに、電極電流密度がそれぞれ３
．　９．　５　［ｍＡ／ｃｄ）であったことを示してい
る。ここで、最冷部温度とは、放電空間内の特定個所に
発生する最も低い温度のことをいい、水銀蒸気圧を決定
する要因となるものである。第１図又は第２図に示すよ
うな偏゛（ト断面蛍光ランプでは、通常、内部空間３内
のいずれかのコーナ一部分が最冷部となる。

また、各ｉ’１ｉｌｌ定点における電極電流密度は次の
ようにして算出し７たものである。

すなわち、いま、最冷部温度が２０℃のときに、Ａ点の
位置で放電を行ない、そのときの放電電流が２．　１６
　Ｃ＋＋＋Ａ）であったとする。この場合、偏平率Ｆの
値は８であるから、短径すの値を一定値３　［ｍｎ＋）
とすれば、長径ａの値は２４１：ｍｍ：ｌとなり、電極
面積は０．７２Ｃｃシ〕となる。したがって、この場合
の電極電流密度は、２．１６−＋０、　７２　＝　３　
ＣｒｎＡ／ｃｄ〕　となる。同様にして、最冷部温度が
４０．６０℃のときの電極電流密度のｆａ９．　５　［
ｍＡ／ｃｄ）を算出することができる。

なお、偏平率Ｆが４以下の領域では、第３図の一点鎖線
の内側領域内であれば放電が安定し、アルゴンガスの圧
力Ｐの値を広範囲に変化させても差し支えないことは従
来と同様である。

また、上記実施例では、断面形状が長方形の偏平断面に
ついて説明したが、断面形状が楕円形の偏平断面であっ
ても、その偏平率を長軸（長径）と短軸（短径）との比
とし、て、同様の結果を得ることができる。

また、希ガスとして、アルゴン１００％の場合について
のみ述べたが、アルゴン以外の希ガスを若干両（１０％
程度以内）混入した場合も上記と同様の結果が得られた
。

さらに、ランプに印加する電圧は４０ｋＨｚの正弦波と
したが、周波数、波形ともこれに限られるわけではなく
、１０〜１００ｋＨｚの三角波や方形波でもかまわない
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、断面の長径と短径との比
で定義される偏平率Ｆが、４≦Ｆ≦８、のときにはアル
ゴンガスを主体とする希ガスの圧力Ｐが、１０≦Ｐ≦−
５／２・　（Ｆ−４）＋４０、の関係式を満足するよう
にし、また、８≦Ｆ≦１８のときには希ガスの圧力Ｐが
、１０≦Ｐ≦３０、の関係式を溝層するように構成した
ので、従来よりも偏平率の値を大幅に増大させることが
できると共に、放電を安定にすることがｉｉＪ能となる
。

したがって、液晶表示装置等に本発明の偏平断面蛍光ラ
ンプを用いることにより、表示画面の輝度の均一性を確
保することができ、さらに、設計上の自由度を増大させ
ることができると共に、コストダウンを図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略構成を示す斜視図、第２
図は本発明の実験に用いた偏平断面蛍光ランプの概略構
成を示す斜視図、第３図は第２図の偏宋断面蛍光ランプ
により得られた特性図である。 Ｆ・・・偏平率、Ｐ・・・アルゴンガスの圧力、ａ・・
・長径、ｂ・・・短径。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 偏平形状の断面を有し、アルゴンガスを主体とする希ガ
   スが封入された偏平断面蛍光ランプにおいて、 前記断面の長径と短径との比で定義される偏平率Ｆと、
   前記希ガスの封入される圧力 Ｐ＿［＿Ｔ＿ｏ＿ｒ＿ｒ＿］とが下記（ａ）式又は（ｂ
   ）式を満足することを特徴とする偏平断面蛍光ランプ。 （ａ）：４≦Ｆ≦８のとき １０≦Ｐ≦−５／２（Ｆ−４）＋４０ （ｂ）：８≦Ｆ≦１８のとき １０≦Ｐ≦３０