冷阴极灯管CCFL原理.ppt

* 1 冷陰極燈管CCFL 原理簡介 2 1.0 引言……………………………………….……….1 2.0 原理……………………………………….……….1 3.0 檢驗方式…………………………………………..2 3.1 外形寸法……………..……………………….2 3.2 主發光波長…………………………………….3 3.3 色溫…………………………………………….3 3.4 色度…………………………………………….4 3.5 管電流與管電壓……………………………….4 3.6 管面輝度……………………………………….5 3.7 壽命…………………………………………….7 3.8 信賴性實驗……………..…………………….8 4.0 CCFL的用途……………………………………….9 ●目錄 3 1.0 引言 在現今所有種類的顯示器中，液晶顯示器（Liquid Crystal Displays）已經成為主流產品；而作為其背光源的材料中，則是以冷陰極螢光燈（Cold Cathode Fluorescent Lamps）為關鍵零組件（Key component）。 ? 2.0 原理 冷陰極螢光燈是屬於螢光燈的一種，其發光原理非常類似『日光燈』。在有塗佈螢光体的玻管中封入惰性氣體（Ne-Ar混合氣）與微量的活性金屬氣體，並於玻管兩端的電極間外加一高壓電場（高頻率），使其產生氣體放電現象；自由電子從陰極發射，經過一長串的能量搬運（與惰性氣體碰撞），蓄積了相當程度的動能，最後和低壓的活性金屬原子相撞，電子將動能傳給原子使其激發。這受激原子返回基態時，所吸收的能量被以紫外線（253.7nm）的形式釋放，而螢光體吸收此光能後，再轉變成可見光放射出來。自由電子不斷地被外電場加速，上述的過程也就不斷地在燈管中進行。此外，由於本過程是屬不同能量的轉換，故必須考慮電能與光能之間的轉換契合度，所以在CCFL使用上必須注意電力反轉器（Inverter）的合理設計。 ●CCFL 4 ●發光原理圖 電極 自由電子 活性金屬原子 紫外線 螢光體 可視光 5 3.0 檢驗方式 3.1 項目 : 外形寸法 ?????內容 : 製程中影響的因素，至少有： （1）??? 玻管切割 （2）??? 螢光藥膜玻除 （3）??? 封止 （4）??? 退火 （5）??? 毛邊修復 上述等過程會決定最終CCFL的外形寸法。而最終產品配線加工亦是必須合的重點，玻管外形的直線性，兩電極的垂直性及玻管內無氣泡存在等，都是本項仕樣的檢測範圍。 ??????方法 : 檢測儀器使用CCD攝影機及顯微鏡等。 圖3.1 燈管寸法檢測圖 6 33.2項目 : 主發光波長 ???內容 : 本公司的CCFL為三波長（RGB）型的螢光燈，故在可視光光譜圖上會有三大波峰。另外，紫外光光譜亦是一重要資訊，它可提供背光模組廠商作為參考依據，判斷其材料是否會受到UV的危害。而影響其大小與分佈的因素為: （1）??? 螢光體的材料 （2）??? RGB螢光體調配的比例。 ? ??? 方法 : 量測儀器使用可見光光譜分析儀及UV光譜分析儀 7 圖3.2 可視光譜圖 ? 圖3.3 紫外光光譜圖 8 33.3 項目 : 色溫 ?????內容 : 將所有射進的能量完全吸收而不反射、不透過的假設體稱之為黑體。CCFL所放射之熱光顏色，若以放射相似顏色之黑體溫度來表示其顏色，則將此溫度稱之為燈管的色溫。 ??? 設備 : 利用BM-7F 量測燈管中心的色溫值。 33.4 項目 : 色度 ???內容 : 一般以色度（x , y）來代表燈管的發光顏色，而其值和螢光體比例（R/G/B）關係密切。在顏色的三個屬性中不考慮亮度關係之表示法稱之為色度，所參考的圖則稱為色度圖。如圖3.4所示CIE之x y色度圖；在色度圖中三角形所包圍的區域為實際存在的顏色，而在周圍附近的區域則接近純色系，愈往中央部位顏色便趨向變白。在三角形區域內的線段是代表相關顏色之黑體輻射溫度。 方法 : 利用BM-7F 量測燈管中心的色度值。 9 圖3.4 CIE之xy色度圖 10 33.5 項目 : 管電流與管電壓 內容 : 燈管的電氣特性中，管電流及管電壓是最基本的檢測科目，因為管電流與管電壓的乘積代表著CCFL消費電力之大小，而這是電子產品所必須提供的數據。由於CCFL之管電流與管電壓是呈反比關係，故一般以量測定電流下（6mA）的管電壓值，作為比較的參考依據。製程中影響的參數有: （1）封入氣體的壓力 ?（2）封入氣體的比例 ?（3）電極