背光源用冷阴极荧光灯管ccfl解析

摘要：本文分析了国外背光源用冷阴极荧光灯的发展情况、现状及近期的发展动态，特点以及生产冷阴极荧光灯的现状和近期的研究成果、研究方向。
一、序言
背光源用冷阴极荧光灯管(ccfl)从上个世纪九十年代初开始在日本面世以来，由于其具有灯管细小、结构简单、灯管表面亮度高、灯管温升小，便于加工成各种形状、寿命长等等优异的特性，迅速在各种类型的背光源、扫描器中得到广泛的使用。随着冷阴极荧光灯管自身技术的发展和信息技术、办公设备、日用产品的迅猛发展，冷阴极荧光灯管的应用范围也越来越广，需求量也急剧增长，尤其是近二年来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，对冷阴极荧光灯管提出了各种各样的特殊要求，促进了冷阴极荧光灯管性能的提高，反过来又促进了应用的扩大。目前全世界冷阴极荧光灯的月产量已达到2500万支以上并仍在迅速地增长。
二、阴极荧光灯管的发展和现状
冷阴极荧光灯管从上世纪九十年代初在日本被用于背光源照明以来，随着应用范围的扩大，灯管本身的制造技术也得到迅猛的发展。例如在：
1.灯管直径方面：
随着冷阴极荧光灯应用范围的越来越广、越来越精密化，对灯管直径也逐年向更细小的方向演变。在90年代初冷阴极荧光灯刚刚被推广使用时，主要使用灯管外直径为Φ4.0mm的冷阴极荧光灯。到1993年以后背光源用冷阴极荧光灯的主流是采用外径为Φ3.0mm的灯管。到1995年之后外径为Φ2.6mm的灯管开始主导市场，并且更开始向外径Φ2.4mm、Φ2.2mm方向变化。到上世纪末已开始使用外径Φ2.0mm的灯管。本世纪初在掌上电脑、数码相机等小型化的用途中更细的Φ1.8mm的灯管也已大量供应市场。最近又有采用Φ1.5mm外径，壁厚0.2mm的冷阴极荧光灯管的报导。
冷阴极荧光灯具有管径变细时会提高灯管表面亮度的特性，特别是在精细的背光源组件中由于管径变细，光线的入射效率会相应地提高，这可以有效地提高背光源板面的亮度。灯管管径细化促进了冷阴极荧光灯制造技术的提高，更进一步促进了冷阴极荧光灯应用领域的扩大。
2.灯管玻璃材料方面：
在冷阴极荧光灯管开始应用初期，所用的灯管玻璃材料绝大部份是使用钠钙玻璃(或称苏打玻璃、属软玻璃类)。由于软玻璃中所含杂质气体较多，而软玻璃的软化温度较低，不能进行较高温度除气，玻璃中的活性金属如钠、钾、钙等容易析出而与汞产生化合物，这样用软玻璃制的冷阴极荧光灯因使用过程中排放的杂气较多，对汞的吸收较多而限制了灯管的使用寿命和发光亮度。到1995年左右日本生产冷阴极荧光灯的主要企业开始逐渐改用硬玻璃(即高硼硅酸盐玻璃，膨胀系数38～40×10/℃)做灯管，由于硬玻璃中含杂质气体较少，而且除气温度允许较高，玻璃中活性金属的含量较少，固而灯管在使用中寿命较长，可以达到3万～5万小时，但是硬玻璃灯管对加工封接等技术要求比较高。有些灯管生产企业无法掌握，之后又出现了介乎二者之间的中间玻璃(又称钼组玻璃或铬玻璃，膨胀系数46～62×10/℃)。其使用性能和寿命也介乎二者之间。目前背光源用的冷阴极荧光灯在日本、欧美等地区主要用硬玻璃制的灯管。在台湾、中国大陆仍主要使用软玻璃或中间玻璃制的灯管。但对使用要求高的地方仍必须使用硬玻璃制的灯管，这是冷阴极荧光灯的发展方向。