CCFL

CCFL简介

　　Cold Cathode Fluorescent Lamp简称CCFL，中文译名为冷阴极荧光灯管，具有高功率、高亮度、低能耗等优点，广泛应用于显示器、照明等领域。

CCFL百科

　　Cold Cathode Fluorescent Lamp简称CCFL，中文译名为冷阴极荧光灯管，具有高功率、高亮度、低能耗等优点，广泛应用于显示器、照明等领域。

　　相关原理

　　与我们平常所理解的“冷”与“热”一样，通常发射电子的材料，即阴极，分冷与热两种。热阴极，是指用电流方式把阴极加热至800C以上高温时，让阴极内的电子因获得热能后转换为动能而向外发射；冷阴极，是指无需把阴极加热，而是利用电场的作用来控制界面的势能变化，使阴极内的电子把势能转换为动能而向外发射。两种阴极的最大特点是，热阴极可以用低电压就可以产生电子发射，而冷阴极往往需要很高的电压才能产生电子发射。热阴极的寿命比较短，冷阴极的寿命比较长。故在CCFL中，常常使用冷阴极。CCFL原理应该是当高压加在灯管两端后，灯管内少数电子高速撞击电极后产生二次电子发射，开始放电，因为阴极温度较低，所以得名。二次电子发射是CCFL中一个阴极重要过程。辉光放电中，汤生第三电离系数即为离子轰击下阴极表面的二次电子发射系数，该过程一般为离子在阴极表面的Auger中和过程（Auger neutralization of an ion），又称作Hagstrum理论（参见：Homer D. Hagstrum，“Theory of Auger Ejection of Electrons from Metals by Ions，” Phys. Rev. 96， （1954）336–365）。当正离子运动至阴极表面时，与阴极材料中的自由电子复合，同时释放出电离能；阴极中其它电子获得该电离能后，克服表面势垒而脱离阴极向外发射，这就是所谓的二次电子发射，是一种间接的场发射过程。与此同时，正离子也会在阴极表面近区域形成正离子云，该正离子云相对于阴极如同外加一正电场，故也存在直接的场发射。所以，CCFL即可以用直流驱动，也可以用交流驱动。冷阴极放电的表面过程极为复杂。1 。关于冷阴极管无论是冷阴极管还是热阴极管，就原理上而言都是荧光管，其发光原理与一般荧光管相同。从电极跑出的电子撞击到水银（也可使用氙） ，激发水银使其释放出紫外线，这个紫外线照射到涂在玻璃管内侧的荧光体成为可见光。冷阴极管与热阴极管的很大一个区别在于电极部分。冷阴极管因其结构简单，所以可以是非常细的荧光管。由于电极的电子发射不是热电子发射，故称其为冷阴极管（ ColdCathodeFluorescentLamp ，冷阴极荧光灯）。2 。冷阴极管与热阴极管的应用领域热阴极管由于其电极的构造无法小型化，故不适合于细型荧光管。因此，热阴极管主要应用于高功率的荧光管。一般照明用的荧光管几乎都是这个。另一方面，冷阴极管由于其具有的细型的特性，主要被用于液晶用背面照明（背光） 。再者，最近常可以看到彩色冷阴极管用于汽车等的装饰品，受到大家的瞩目。如果看到从旁边穿过的汽车中有蓝色或紫色的装饰品，那就是冷阴极管。另外，与热阴极管相比，冷阴极管具有使用寿命长，体积小，功率低等特性，这些特性被活用于常明灯等，用途日趋广泛。3 。冷阴极管的热量容易被误解的是：通常会认为冷阴极管的阴极较冷，所以在阴极产生的热量可能会比较小。这是极大的错误，冷阴极管的阴极所发生的热量要比同样功率的热阴极管大得多。冷阴极管与热阴极管内部的电压坡度如图1所示。此处，请注意意阴极下降电压与电弧柱的电压下降。无论冷阴极管还是热阴极管，实际上能源消耗转化为光的部分都是电弧柱的部分。由于阴极下降电压部分没有用于发光，因此所有的能源都被转变为热量而浪费。这个阴极下降电压在热阴极管上小，而在冷阴极管上大。即：冷阴极管比热阴极管的效率低。冷阴极管在其阴极附近消耗没用的能源，其结果， “冷”阴极管却是热电极。因此，使用冷阴极管设计机器的时候，要注意使阴极附近良好放热。4 。冷阴极管的电气特性因为冷阴极管的阴极下降电压较大，为了改善效率，所以增加电弧柱（日文：阳光柱）的阻抗值，使大部分的实际能量能够在可视光中消耗。其结果，管电流变小，阻抗值（阻抗）增加。図第2背光的灯管电流-管阻抗特性若冷阴极管的阻抗要使用在笔记型电脑的话，一般为5 0KΩ？ 2 00KΩ 。与此相较，热阴极管使用于一般照明时为2 00KΩ？ 1KΩ左右。管电流越大的话，阻抗值则会急剧降低，而有负性阻抗特性。笔记型电脑用的冷阴极管放电电压一般约为700V 。热阴极管时则约为70V至140V左右。冷阴极管的管电压较高，灯管的阻抗（阻抗）较高，所以会强烈受到杂散电容的影响。一般而言，冷阴极管的阻抗（阻抗） （管电压/管电流）以管电流的- 5/ 4次方为比例，这是众所皆知的。另外，微小电流领域中的管电压被称为是启动电压，或者是点灯电压。点灯电压的意义是，冷阴极管若一旦未置于这样的高电压状况则不会放电，但是冷阴极管中仍有极大的疑问。这是因为，冷阴极管组装在背光板之后，此特性会有大的变化。

　　产品应用

　　1、背光源：TFT 液晶显示屏、液晶电视、液晶电脑显示器、便携式DVD、汽车、火车、飞机载电视、GPS显示、掌上电脑游戏机及工业仪器显示的背光源。2、广告灯箱和装饰照明。3、办公自动化设备。4、改装汽车灯（天使眼车灯）5、高档酒店，会所，别墅内部装饰暗槽光源。冷阴极灯管（图一所示）在一玻璃管内封入惰性气体Ne+Ar混合气体，其中含有微量水银蒸气（数mg），并于玻璃内壁涂布荧光体，于二电极间加上一高压高频电场，则水银蒸气在此电场内被激发即产生释能发光效应，放出波长253.7nm的紫外线光，而内壁的荧光体原子则因紫外线激发而提升其能阶，当原子反回原低能阶时放射出可见光（此可见光波长由荧光体物质特性决定）。CCFL冷阴极荧光灯管冷阴极灯是一种新型的照明光源；由于CCFL灯管具有灯管细小、结构简单、灯管表面温升小、灯管表面亮度高、易加工成各种形状（直管形、L形、U型、环形等）；使用寿命长、显色性好、发光均匀等优点；所以也是当前TFT-LCD（液晶屏）理想的光源，同时广泛应用于广告灯箱、扫描仪和背光源等用途上。

　　led和ccfl哪个好

　　LED好CCFL背光屏优点：成本低、制造工艺简单、技术成熟。CCFL背光屏缺点：寿命短（老化快）、发光效率低（耗电）、亮度均匀性低、色彩纯度低、色阶表现差、不环保、体积大、驱动电压高、不耐冲击（看图中那么大灯泡就知道肯定不耐摔）。LED背光屏优点：体积小、重量轻、更高的效率、更好的流明维持、更好的亮度和对比度。LED背光屏缺点：制造成本高、色离散性、色彩偏移等现象，是使用RGB LED无法避免的问题，不管技术如何发展，RGB调和出来的白色跟WLED的白色总是会有差异。另外RGB LED背光还会遇上响应时间问题。

　　LCD LED CCFL 三种背光有什么区别？那种背光更优越？

　　LCD就是液晶显示，他是要背光的。因为LCD 本身并不会发光。（就像我们用的普通计算机，算加减乘除的哪种，他的屏也是LCD，但是没有背光的话，你在黑的地方是看不到数字的）现在的背光主体上有分LED和CCFL。背光模块是液晶电视必不可少的部件，因为液晶本身并不会发光，因此背光源十分重要。从诞生到现在，LCD背光源几乎都是冷阴极荧光灯（CCFL，Cold Cathode FluorescentLamps），这种光源寿命较短，使用几年后会逐渐发暗变黄，有些质量不达标的更是用不过三年。

　　多年来，厂商致力于研发新的背光源。目前业界比较看好LED背光技术，已然有众多厂商推出了属于自己LED背光的显示器和液晶电视，很多业内人士也是普遍看好这一新技术。那么，LED背光的兴起是否就表示CCFL走到了尽头、LED是不是很快就能取代CCFL了呢？很多人都在就此争论不休。

　　好吧，这个问题咱先放下不表，笔者先从技术和性能上对二者做一下比较：

　　CCFL背光源——技术性能上有明显的缺陷

　　我们知道，液晶是一种介乎于液体和晶体之间的物质，其显示的原理是通过给液晶施加不同的电压来改变其分子排列状态，从而控制光线的通过量，以便显示多种多样的图像。而液晶自身并不会发光，它只是控制光线的通过与否，因此所有的液晶面板都需要背光源来提供照明。

　　在刚刚问世的时候，CCFL冷阴极灯被认为是具有跨时代意义的新型照明光源。由于CCFL灯管具有灯管细小、结构简单、灯管表面温度低、易加工成形、显色性好、发光均匀等优点，也被认为是TFT-LCD液晶屏理想的背光源。当前，大多数的液晶电视所应用的背光源还是CCFL冷阴极荧光灯，也为众多平板电视厂商实现了更多的商业价值。

　　不过，从其技术原理上看，CCFL是在玻璃管内封入隋性气体Ne和Ar，其中含有微量水银蒸气，并于玻璃内壁涂布荧光体。通过灯管两端的电极，能够让灯管内的气态汞激发的紫外线碰撞管壁上的荧光粉，从而发出各色的光线。

　　无论是从发光原理还是物理结构上讲，CCFL都和常用的日光灯管非常接近，可以即使是这样，CCFL要想获得CRT那样均匀的亮度输出仍是很困难的，而在色彩表现力、功耗、寿命等方面，它同样是有明显的缺陷。下面，我们就从四个方面做具体的分析：

　　色彩表现力不足

　　在图像显示效果上，同CRT 相比，采用CCFL的液晶之色域表现还是明显不足的。我们知道，液晶电视中每个像素都是由R、G、B三个长方形色块组成，色彩表现完全取决于背光模块和滤色膜的性能。

　　在业界，我们一直都用美国国家电视系统委员会NTSC公布的标准来衡量视频设备的色彩还原能力，这一指标是指在整个色域内，显示设备在色彩显示时，色彩的饱和度怎样，对于大多数传统液晶面板来说，能够覆盖的色彩范围只有NTSC标准的65%～75%，具体表现为在绿、黄、红色彩区域，与标准值差别较大。

　　亮度均匀度不够

　　由于不是平面光源，CCFL属于管状光源，要将所发出的光均匀散布到面板的每一个区域就需要相当复杂的辅助组件，像扩散片、导光板、反射板等，但在显示全白或全黑画面时，屏幕边缘和中心亮度的差异十分明显。

　　体积大功耗高

　　我们知道，CCFL背光源包含了扩散板、反射板等器件，因此其体积还是相对较大的，这与当前液晶电视超薄化的趋势则是相悖的。在功耗方面，采用CCFL背光源的液晶电视也是有很大的缺陷，有人做过这样的实验，一台42 英寸液晶电视往往需要消耗250W甚至更多的电能，这与当前构建节约型社会的理念也是合不上拍的。

　　寿命较短

　　绝大多数CCFL 背光源在使用2至3年后亮度下降非常明显，许多液晶电视在使用几年后会出现屏幕变黄、发暗的现象，这正是CCFL使用衰减期较短的缺陷造成的。到了这步田地，消费者除了更换液晶背光灯管，还真没有别的什么解决办法。

　　针对上述四大缺陷，很多专业技术厂商也都在对传统CCFL进行改良，像索尼、三星和TCL等厂商就在其液晶产品上搭载了号称WCG-CCFL的广色域 CCFL背光，并称其色域达到NTSC的85％左右。可即便是这样，相比于100%的NTSC还是有很大不足的嘛，也就是说，CCFL有它不可避免的缺陷。于是，也就有众多液晶电视厂商在搜寻一种更为优秀的液晶背光源来作为替代品，那便是下面要重点介绍的LED背光源。LED背光源——性能优势突出

　　LED也就是我们通常所说的发光二极管，通俗些讲，它就是在PN结中注入的载流子，少数载流子与多数载流子复合后，释放出能量，表现以光的形式，从而实现电致发光。而LED背光源则能直接将电能转化为光能，具备光电转换效率高、彩色饱和度高、体积小、耐震动、耐冲击、不含有毒物质、低压供电、对人体安全、寿命超长等突出特点。

　　根据发光颜色的不同，LED可以分为自光LED背光源和RGB-LED背光源，白光LED的优势主要体现在耗电量方面，广泛应用于对功耗要求高的移动设备；RGB-LED背光源色域宽广，它能够大幅度提高色彩表现，通过高纯度红、绿、蓝LED器件，实现CCFL不能达到的宽广色域，目前可以达到105％的NTSC色域，如果采用性能更好的LED，则可以实现120％以上的NTSC色域，主要被应用各类高端的显示设备。

　　早在上世纪60 年代，LED就被认定是荧光灯管、灯泡等照明设备的终结者，甚至有人认为LED 将会开创一个全新的照明时代，最终出现在所有需要照明的场合。而应用于液晶电视的LED背光源也被众多业内人士认为是CCFL光源的取代者。为什么这么说呢？我们来看LED背光具备的四大优势：

　　色彩表现力更强

　　CCFL背光存在色纯度等问题，而应用这种背光源的传统LCD在灰度和色彩过渡方面也一直为专业人士诟病。传统的CCFL 背光只能实现NTSC 色彩区域的百分之六七十，而LED背光却拥有超过NTSC的色域，液晶电视在应用了它之后，就能真实还原更为真实、自然的画面。另外，其中的RGB- LED背光还可以有效提升液晶电视的对比度，实现更佳精确的色阶和层次感更强的画面。像索尼“Bravia”系列LED 背光液晶电视就选用了能同LED 波长作最佳搭配的彩色滤光片，色域甚至可以达到126%。

　　看了上面的介绍，我们知道背光源是由众多的LED发光单元组成的，也就能对其中的每个发光器件实现更为精准的亮度控制，也就能让该暗的地方更暗，明亮的地方变得更亮，动态对比能力则是可见一斑。

　　平面化的光源设计

　　LED背光源是由众多栅格状的半导体组成，每个格子中都拥有一个LED元件，这样LED背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮度均匀性，还不需要复杂的光路设计。因此LCD的厚度就能做得更薄，同时还拥有更高的可靠性和稳定性。而更薄的液晶面板意味着液晶屏有更好的移动性，这是显而易见的。

　　寿命更长

　　我们知道，普通CCFL光源的寿命只能在2.5万小时左右，即便是最新的CCFL也不过6万小时。而LED 背光则完全没有这样的问题，现阶段白色LED 背光的寿命已经高达10万小时，很多专家还提出这一成绩甚至有进一步发展的空间，消费者即使是24小时不间断使用，LED液晶电视也是可以应付的了。

　　节电稳定环保

　　最后需要点出的是，LED采用了低压驱动，它使用的是5至24V的低压电源，驱动电路模块的设计也是较为简单的；稳定性方面，平面状的结构设计能让LED 拥有稳固的内部结构，抗震性能很出色；LED在绿色环保设计上也是极具优势的，它不采用对环境有害的金属汞，更加安全环保；再者，LED背光源非常节电，其功耗要比CCFL冷阴极背光灯更低一些，因为LED内部驱动电压远低于CCFL，功耗和安全性均好于CCFL。

　　LED短期内还无法取代CCFL

　　很多消费者会说了，从上面的对比中不是可以看出嘛，LED背光源比CCFL强得多。为什么还是它短期还无法替代CCFL呢？我们得认识到一点，任何一项新事物的产生和发展都是要经过很长一段时期的历练和磨难的，也就是大家常说的“在迂回中前进”。

　　价格问题

　　这也是最重要的一个问题。从理论上，LED发光单元价格并不高，其背光模块成本上要低于CCFL，但是为什么目前LED背光液晶电视的价格却高得惊人呢？其关键问题就在于LED背光还不够成熟。目前LED背光模组的价格约为CCFL的5倍，屏幕尺寸越大，成本越高。

　　而且白光LED背光器件被少数几个厂商垄断，LED背光的制造成本还是比较高，市面上应用LED背光的液晶电视还是处在劣势的。应用LED背光的液晶产品售价在现阶段仍然比传统CCFL的产品高出很多，而且在白光LED的产量无法满足大批量需求的情况下，广大消费者还是一直在为到底是买LED还是CCFL 而发愁。

　　技术问题

　　LED背光虽然有着众多优点，却仍然存在着很多的局限性。例如大量独立的LED排列相当密集，不仅较难保证每一个器件发光的一致性，而且还不利于散热，这也不利于背光源寿命的延长。

　　更重要的是，当下LED 背光技术在发光效率方面还难以让人满意。传统CCFL冷阴极荧光灯虽然耗电量大、发光质量一般，但是其发光效率可达到50至100流明/瓦，而白光LED 器件在刚起步时发光效率仅为30lm/W甚至更低。探究其原因，主要是LED会随着芯片面积的增大而出现电流密度不均匀的现象，这必然导致整体发光效率低下，同时也会产生较高的热量。由于在大尺寸背光发光效率上的差距达到了50%，因此LED 背光用在大尺寸面板上所需要的发热量将会是普通CCFL的2倍，这也是LED背光液晶电视价格较高的另一个重要的原因。

　　另外，它还大量使用了独立的LED器件，其点阵排列相当密集，不仅较难保证每一个器件发光的一致性，而且散热也非常不理想，达不到超长的寿命；虽然RGB-LED的色彩纯度较高，但是长期使用后每种LED色彩衰减的幅度并不一致，这也将对画面质量产生一些影响。普通厂家不放弃CCFL

　　通过上面的介绍，咱们知道LED的优势明显，但也同样具有难以避免的缺憾。虽说有大量的厂商在尝试着研发更为先进的LED背光技术，但在LED模组量化生产上的投资却依然不大。即便是像索尼、三星这些厂商在致力于此，它们也都是将LED应用于高端机型，这也是LED当下无法取代CCFL的原因。

　　另外，各大厂商这些年来在CCFL模组上的投入都是非常大的，轻易做出产业转变也是不可能的，一般来讲，更晚的放弃也将意味着更小的损失，厂家不情愿放弃CCFL也就从一个侧面阻碍了LED的快速普及。

　　展望——LED背光源前途光明

　　上面咱们分析了，LED背光源虽说有众多优点，但还是有三大因素决定了它并不能在短期内取代CCFL背光源。然而，当下众多厂商对于LED 背光研究投入都在持续增加，像白光LED 主导厂商日亚化学在2004年开始便不断提升白光LED 产品的产量，同时其他很多厂商的白光LED 产品也实现了量产化，而白光LED 的价格也正逐步下降。

　　如何解决技术上的缺陷仍是关键，就LED背光源技术的两大分支来说，很多业内人士认为，白光LED只是RGB-LED 背光技术的一个过渡。在消费者愈发重视液晶电视画质表现的当下，RGB-LED背光的又一发展方向，而现阶段的这种另外，RGB-LED背光的成本仅是 CCFL的1.3倍，而且发光效率还相当高，这也为LED取代CCFL提供了一个有效的途径。

　　另外，提升LED的发光效率也将是一大关键因素。现如今，新一代的白光LED发光效率已经提升到了50lm/W，这已经是相当高，只不过这种高发光效率的 LED发光元件还有待于量产化。换种角度来讲，LED毕竟是新事物，它虽说在发光效率上有缺陷，却也有更大的提升空间。相信有着越来越多厂家进入这一领域，LED背光在技术上的不足也将得到更好的解决。

　　技术和成本问题得到了妥善的解决，还会有厂商不愿选用LED背光么？对于当前的LED液晶电视市场，您说它是噱头也好，说它还不成熟也好，我们都不能否认LED背光源技术存在着无限的潜力。

　　更好的消息传来，原本就优势明显的LED背光源模块BLU的成本虽说还是高于传统的CCFL，二者之间的差距正逐步缩小，包括iSuppli、 DisplaySearch 在内多家调研公司以及很多业内专家都预测，在2010 年，30%左右的液晶电视将采用LED背光源。即便是当前还不能替代CCFL，LED背光源技术的前景还是非常广阔、光明的。