CCFL(冷陰極螢光燈管)

CCFL(冷陰極螢光燈管)

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Cold Cathode Fluorescent Lamp簡稱CCFL,中文譯名為冷陰極螢光燈管,具有高功率、高亮度、低能耗等優點,廣泛套用於顯示器、照明等領域。

基本介紹

  • 中文名冷陰極螢光燈管
  • 外文名:Cold Cathode Fluorescent Lamp
  • 簡稱:CCFL
  • 優點:高功率、高亮度
簡介,CCFL組成,產品套用,相關原理,發展前景,

簡介

冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp),簡稱CCFL。
CCFLCCFL

CCFL組成

1.1.連線器:連線Inverter
1.2.鐵框:保護、固定燈管
1.3.尼龍鉚釘:固定燈管與導光板、反射片、擴散片、錂鏡片
1.4.導光板:導光
1.5.熱縮套管:固定高壓導線、絕緣、保護裸露電極端
1.6.高壓導線:導電
1.7.燈管銀反射紙:反射燈管光,使導入導光板
3.產品特徵:
1、高亮度、高功效、低功耗;
2、能在低溫時快速啟動
3、色溫控制準確;
4、體積小,重量輕;
5、發熱小;
6、有良好的耐震動性;
7、易加工成各種形狀(直管形、L形、U型、環形等),裝飾性強。

產品套用

1、背光源:TFT 液晶顯示屏、液晶電視、液晶電腦顯示器、攜帶型DVD、汽車、火車、飛機載電視、GPS顯示、掌上電腦遊戲機及工業儀器顯示的背光源。
2、廣告燈箱和裝飾照明。
3、辦公自動化設備。
4、改裝汽車燈(天使眼車燈)
5、高檔酒店,會所,別墅內部裝飾暗槽光源。
冷陰極燈管(圖一所示)在一玻璃管內封入惰性氣體Ne+Ar混合氣體,其中含有微量水銀蒸氣(數mg),並於玻璃內壁塗布螢光體,於二電極間加上一高壓高頻電場,則水銀蒸氣在此電場內被激發即產生釋能發光效應,放出波長253.7nm的紫外線光,而內壁的螢光體原子則因紫外線激發而提升其能階,當原子反回原低能階時放射出可見光(此可見光波長由螢光體物質特性決定)。
CCFL
冷陰極螢光燈管冷陰極燈是一種新型的照明光源;由於CCFL燈管具有燈管細小、結構簡單、燈管表面溫升小、燈管表面亮度高、易加工成各種形狀(直管形、L形、U型、環形等);使用壽命長、顯色性好、發光均勻等優點;所以也是當前TFT-LCD(液晶屏)理想的光源,同時廣泛套用於廣告燈箱、掃瞄器和背光源等用途上。

相關原理

與我們平常所理解的“冷”與“熱”一樣,通常發射電子的材料,即陰極,分冷與熱兩種。
熱陰極,是指用電流方式把陰極加熱至800C以上高溫時,讓陰極內的電子因獲得熱能後轉換為動能而向外發射;
冷陰極,是指無需把陰極加熱,而是利用電場的作用來控制界面的勢能變化,使陰極內的電子把勢能轉換為動能而向外發射。
兩種陰極的最大特點是,熱陰極可以用低電壓就可以產生電子發射,而冷陰極往往需要很高的電壓才能產生電子發射。
熱陰極的壽命比較短,冷陰極的壽命比較長。故在CCFL中,常常使用冷陰極。
CCFL原理應該是當高壓加在燈管兩端後,燈管內少數電子高速撞擊電極後產生二次電子發射,開始放電,因為陰極溫度較低,所以得名。
二次電子發射是CCFL中一個陰極重要過程。
輝光放電中,湯生第三電離係數即為離子轟擊下陰極表面的二次電子發射係數,該過程一般為離子在陰極表面的Auger中和過程(Auger neutralization of an ion),又稱作Hagstrum理論(參見:Homer D. Hagstrum,“Theory of Auger Ejection of Electrons from Metals by Ions,” Phys. Rev. 96, (1954)336–365)。
當正離子運動至陰極表面時,與陰極材料中的自由電子複合,同時釋放出電離能;陰極中其它電子獲得該電離能後,克服表面勢壘而脫離陰極向外發射,這就是所謂的二次電子發射,是一種間接的場發射過程。與此同時,正離子也會在陰極表面近區域形成正離子云,該正離子云相對於陰極如同外加一正電場,故也存在直接的場發射。所以,CCFL即可以用直流驅動,也可以用交流驅動。
冷陰極放電的表面過程極為複雜。
1 。關於冷陰極管無論是冷陰極管還是熱陰極管,就原理上而言都是螢光管,其發光原理與一般螢光管相同。從電極跑出的電子撞擊到水銀(也可使用氙) ,激發水銀使其釋放出紫外線,這個紫外線照射到塗在玻璃管內側的螢光體成為可見光。
冷陰極管與熱陰極管的很大一個區別在於電極部分。冷陰極管因其結構簡單,所以可以是非常細的螢光管。由於電極的電子發射不是熱電子發射,故稱其為冷陰極管( ColdCathodeFluorescentLamp ,冷陰極螢光燈)。
2 。冷陰極管與熱陰極管的套用領域
熱陰極管由於其電極的構造無法小型化,故不適合於細型螢光管。因此,熱陰極管主要套用於高功率的螢光管。一般照明用的螢光管幾乎都是這個。另一方面,冷陰極管由於其具有的細型的特性,主要被用於液晶用背面照明(背光) 。再者,最近常可以看到彩色冷陰極管用於汽車等的裝飾品,受到大家的矚目。如果看到從旁邊穿過的汽車中有藍色或紫色的裝飾品,那就是冷陰極管。另外,與熱陰極管相比,冷陰極管具有使用壽命長,體積小,功率低等特性,這些特性被活用於常明燈等,用途日趨廣泛。
3 。冷陰極管的熱量容易被誤解的是:通常會認為冷陰極管的陰極較冷,所以在陰極產生的熱量可能會比較小。這是極大的錯誤,冷陰極管的陰極所發生的熱量要比同樣功率的熱陰極管大得多。冷陰極管與熱陰極管內部的電壓坡度如圖1所示。此處,請注意意陰極下降電壓與電弧柱的電壓下降。無論冷陰極管還是熱陰極管,實際上能源消耗轉化為光的部分都是電弧柱的部分。由於陰極下降電壓部分沒有用於發光,因此所有的能源都被轉變為熱量而浪費。這個陰極下降電壓在熱陰極管上小,而在冷陰極管上大。即:冷陰極管比熱陰極管的效率低。冷陰極管在其陰極附近消耗沒用的能源,其結果, “冷”陰極管卻是熱電極。因此,使用冷陰極管設計機器的時候,要注意使陰極附近良好放熱。
4 。冷陰極管的電氣特性
因為冷陰極管的陰極下降電壓較大,為了改善效率,所以增加電弧柱(日文:陽光柱)的阻抗值,使大部分的實際能量能夠在可視光中消耗。其結果,管電流變小,阻抗值(阻抗)增加。図第2背光的燈管電流-管阻抗特性若冷陰極管的阻抗要使用在筆記型電腦的話,一般為5 0KΩ? 2 00KΩ 。與此相較,熱陰極管使用於一般照明時為2 00KΩ? 1KΩ左右。管電流越大的話,阻抗值則會急劇降低,而有負性阻抗特性。筆記型電腦用的冷陰極管放電電壓一般約為700V 。熱陰極管時則約為70V至140V左右。冷陰極管的管電壓較高,燈管的阻抗(阻抗)較高,所以會強烈受到雜散電容的影響。
一般而言,冷陰極管的阻抗(阻抗) (管電壓/管電流)以管電流的- 5/ 4次方為比例,這是眾所皆知的。另外,微小電流領域中的管電壓被稱為是啟動電壓,或者是點燈電壓。點燈電壓的意義是,冷陰極管若一旦未置於這樣的高電壓狀況則不會放電,但是冷陰極管中仍有極大的疑問。這是因為,冷陰極管組裝在背光板之後,此特性會有大的變化。

發展前景

據國外媒體報導,目前LED顯示器的價格已經接近冷陰極螢光燈管(CCFL)顯示器,因此關於2011年將成為LED年的報導一點兒也不令人感到驚奇。如果不出意外,LED將統治整個LCD顯示器市場。LED背光源技術直到2009年末才流行起來,但在2010年到來之後,該技術得到了飛速發展。事實上,已經有一些顯示器廠商開始採用該技術,把冷陰極螢光燈管技術拋在一旁。
LED背光源技術的一個優勢是價格低廉,18英寸以下LED顯示器的價格已經與CCFL顯示器相差無幾。預計在今年後半年,23英寸的價格也將與對應尺寸的CCFL顯示器持平。LED的另一個優勢就是節能,並且節能將在以後成為LED的主要優勢,同時顯示器的亮度,對比度和整體畫面質量都比CCFL要好。
另據訊息稱,按照目前的發展狀況,到2012年,CCFL顯示器很有可能退出顯示器市場。

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