冷阴极荧光灯管的基本知识.doc

概论：冷阴极荧光灯管（CCFL）由于其结构简单、灯管细小、发光强度高、整支灯管发光均匀，并易于做成各种形状的灯管,是一种新颖的微型的强光源。CCFL灯管在上世纪90年代初在日本被应用后，随着CCFL灯管自身技术的发展和信息技术、办公设备、民用产品的迅猛发展，CCFL灯管的应用范围也越来越广，需求量也急剧增长，尤其是近二年通信设备向高性能化、多机能化和精细化发展和LCD背光源用灯管向大尺寸、长寿命发展,对CCFL灯管提出了各种各样的特殊的要求，更促进了CCFL灯管性能的提高，灯管性能的提高又促进了应用。目前全世界CCFL灯管的月产量已达到2500万支以上并仍在迅速的增加。本公司98年开始进行CCFL灯管的开发研究，依赖本公司从事放电灯管生产30余年的经验和技术实力，到99年中已开始批量生产CCFL灯管。本公司生产的灯管吸取了日本CCFL灯管的发展经验，跳越过CCFL灯管生产的初期阶段，从开始就采用了CCFL灯管生产的先进技术、工艺和材料。为了确保CCFL灯管的质量，采用了国际上最好的玻璃、电极材料和荧光粉，并根据生产工艺和材料特性自己设计，陆续制造了半自动化的生产设备，形成了月产100万支以上的生产能力。目前,CCFL灯管的应用范围正在不断地扩大。主要有：1、办公设备方面：便携式电脑背光源用，扫描器用；液晶显像管背光源用；笔记本个人电脑背光源用；可视电话等等各种液晶显示器的背光源用；高速彩色复印用等等。2、民用设备方面：液晶显示屏电视机用；照相机、摄像机、数码相机用大尺寸液晶显示屏背光源、游戏机显示屏背光源、通信手机用大尺寸液晶显示屏背光源等等。高亮度、局部照明用灯具、立体式镜框照明、汽车用卫星定位显示器背光源。3、工业用设备：大型液晶显示屏用背光源。示波器等等各种仪器仪表的大尺寸液晶显示屏用背光源等等。54321冷阴极荧光灯的结构及组成材料：冷阴极荧光灯的结构见图1，主要有5部份组成。玻璃外壳：图1冷阴极荧光灯结构示意图是将灯管与外界隔离密封形成有独特结构的壳体，玻璃外壳必须绝对密封不能有丝毫的漏气，否则将严重影响灯管的寿命。玻璃外壳的组成根据其成份不同，分为硬玻璃（高硼硅酸盐玻璃）、钼组玻璃（含铅、含铬、硼硅酸盐玻璃）和软玻璃（苏打玻璃钠钙玻璃）。不同的玻璃有不同的膨胀系数，需与不同材质的电极密封。不同的玻璃有不同的耐热温度，在灯管工作过程会散出数量不等的杂气和元素，从而影响灯管的性能和寿命。电极：电极是冷阴极荧光灯通入电流，发射电子，形成电场的关键部件。电极的组成材料、形状、结构直接会影响灯管的发光效率。电极一般由电极杆和电极头组成，并在表面涂有发射体。各个公司使用的电极都有各自独特的材料组成，这些都是各个公司的专有技术。一般硬玻璃外壳使用钨一镍电极，中间玻璃外壳使用可伐合金或钼电极，软玻璃外壳使用杜美丝电极。荧光体层：荧光层是冷阴极荧光灯发光的主体，一般是由标准的红、绿、蓝三基色荧光粉根据所需的色温配制而成。冷阴极荧光灯的发光亮度和发光效率很大程度上都取决于荧光粉层的好坏。灯管中充入的气体：在冷阴极荧光灯管中充入了一定气压的一种或多种隋性气体，充当灯管中产生电子和离子，传递能量，导通二电极的作用是组成冷阴极荧光灯管的必不可少的组份。水银蒸气和水银珠：在冷阴极荧光灯中充入一定数量的水银蒸气和水银粒子，当水银蒸气在接收气体离子的能量后会发射出253.7纳米波长的紫外线。荧光粉层在紫外线的照射下就发出荧光，使荧光灯管发亮进入工作状态。灯管中水银的含量多少直接影响到灯管的发光亮度，亮度的均匀性及灯管的寿命。以上5种材料构成了冷阴极荧光灯的最基本的结构，缺少了任何一种冷阴极荧光灯就无法工作。冷阴极荧光灯的发光原理：当在合格的冷阴极荧光灯二电极上接入点灯回路（逆变器）的输出端，并在点灯回路输入端输入额定电压和电流时，即在冷阴极荧光灯的二电极上施加了数佰伏的电压和50KHZ频率及额定毫安的高频电流。这时在二电极上产生了热量发射出大量电子，在二电极之间形成的电场作用下电子撞击气体分子使分子电离产生更多的离子和电子，这样快速增长使气体很快完全电离。同时，电极的发热和电离的离子和电子在高频电场中加热使水银迅速气化，水银蒸气浓度达到饱和，电子、离子与水银蒸气的碰撞机率越来越大，产生的紫外线强度逐渐增大并达到饱和，紫外线照射到荧光层时使荧光层发出一定色温的可见光，这样冷阴极荧光灯就开始正常地工作了。虽然这个发光的过程较复杂，但这过程的时间从几毫秒到几秒钟就全部完成了。冷阴极荧光灯的亮度几乎同输入的管电流成比例地增加，也就是说输入的功率越大，灯管的亮度也越高，但增大到一定程度也会达到饱和状态。但是由于管电流的增大，电极表面的电流密度增加，电极发热增加，容易造成电极周围灯管发黑，并促使电极和荧光层与水银蒸气的反应加速，致使加速了水银的损耗，也即促使