[科普中国]-冷阴极荧光灯

冷阴极荧光灯具有体积小、亮度高、寿命长的特点，但工作前需要预热。该类光源已经广泛应用于液晶显示器，液晶电视机的背光源中。随着背光照明在办公用笔记本电脑和家用电器如电视机、数码相机、摄像机等中的应用与日俱增，高亮度的冷阴极超细管径荧光灯为此应运而生。

产生背景冷阴极荧光灯英文名Cold Cathode Fluorescent Lamps，简称CCFL。

这类灯的管径为1.8mm 3.0mm，普遍采用三基色荧光粉，通常采用Ni 、Ta 、Zr等金属作为冷阴极，在高的启动电压下形成辉光放电使灯管工作1。

组成结构背光模组的主要产品种类有：发光二极管（LED）、卤钨灯、电致发光（ELD）、冷阴极荧光灯（CCFL）、阴极发射灯（CLL）和金属卤化物灯等。其中工艺成熟、性能稳定，在彩色液晶显示器（TFT-LCD）上普遍使用的背光源是是LED背光源，尤其以发光均匀、高效的侧背光为主。

LED背光源主要的应用范围：如手机、PDA、游戏机、家用电器、仪表、仪器、数码产品、汽车应用部件等产品的LCD显示面板。

CCFL随LED液晶显示技术的成熟，市场份额日趋缩小。日本是CCFL器件的最大生产商市场占有率约60%，其次是台湾，市场占有率约18%。

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，也即促使灯管寿命缩短。为了克服水银的损耗造成的危害，国内外著名的制造商都采用大量增加水银加入量的方法解决。虽然这样会在灯管内荧光层上出现黑色水银珠点和成片的水银细点，影响外观，但由于能够明显改善灯管的光学性能和寿命，仍能被用户普遍接受，而在实际使用上，由于冷热的作用和重力的作用，水银珠绝大部份沉积在灯管下部的非工作面上，并不会对灯管的发光和外观造成明显的影响2。

应用领域冷阴极荧光灯的另一主要的应用领域就是霓虹灯，我国2008年的霓虹灯产值为30亿人民币，厂家约万家，从业人员10万以上。在室内外的装饰照明工程中，管径为10mm-20mm CCFL灯的瞬时点燃，可频繁开关，可动态调光，色彩鲜艳和长寿命等优点使它仍保持旺盛的生命力，得到广泛的应用。

随着技术的发展，CCLF技术已经完全转型向室内照明器具。国内还没有涉及到这个领域，日本已经将产品投入市场3。

技术参数

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本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学