CCFL冷陰極管の詳細

 

 

CCFLは産業機器光源として40年来活躍してきたランプです。当初は、FAX・スキャナーの読み取り光源やアミューズメント機器の装飾光源など、点滅点灯(ON/OFF)を必要とするところを主に使用されてきました。その後、Windowsの台頭とともにPCが普及。液晶モニター、ノート型PCに搭載されると、より薄く、より軽量でコンパクトな設計が追及されるようになり、CCFLは細さを追求するようになりました。その一例として、外径Φ1.8のランプを量産することに成功するなど、技術・品質共に飛躍的な躍進を遂げました。21世紀に入ると大型液晶TVが主流となり、ランプの長尺化と共に、より長寿命・高光束・高効率を達成。特に2003~2007年の間は常に受注が生産量を上回る状況が続くほど、液晶TVの分野ではなくてはならない存在でした。リーマンショック以降LEDの台頭と共に、少し陰りが見え始めた近年は、長年培った技術・品質ベースを基に、実用照明を中心とした幅広い分野に活躍の場を広げています。

CCFLの変遷と液晶の変遷

1986 Φ5.8 CCFL L:200mm FAX読み取り光源(東芝)
1987 3型TV発売
1988
1989 Φ6.5CCFL パチンコ用液晶採用(STN)
1990 Φ5.8CCFL
1991 Φ4.8,4.0CCFL Ar→Ar+Neガス採用 液晶ビューカム搭載
1992 Φ3.0CCFL ザウルス搭載
1993
1994 Φ2.6CCFL NEC 98NotebookPC搭載
1995 Φ2.4CCFL 半硬質ガラス採用
1996 Φ2.2CCFL カーナビ搭載 L:550mm
1997 Φ2.0,1.8CCFL
1998 15型TV登場
1999 20型TV登場
2000 完全Pbフリー CUP電極採用 本格的に液晶TV搭載
2001 L:750mm、30型TV登場
2002 Nb,Mo電極 U型ランプTV採用、37型TV登場
2003 Nb,Mo電極 U型ランプTV採用
2004 L:1500mm、フルスペックハイビジョン
2005 UVカットガラス、65型TV登場
2006 高演色タイプ
2007 CUP電極拡大化、108型TV登場
2008 超薄型 22.28cm液晶TV登場
2009 LED搭載モデルが注目、LEDTV販売
2010 3Dブーム
2011 アナログ放送停波 デジタル放送開始
2012

 

冷陰極蛍光ランプは、「放電」と「蛍光」の2つの現象を利用した照明装置です。一般の蛍光ランプよりも細く長寿命なため、主にバックライト用光源として使用されています。ガラス管内に封入する物質の種類や圧力、またガラス管の内壁に塗布された蛍光体の厚さや種類などを変えることで様々な明るさや発光色(色温度や色度)を作り出すことができます。また用途によって様々な形状や大きさのものがあります。

CCFLの特性

CCFLの曲げ加工例

蛍光ランプとの違い

蛍光ランプと冷陰極蛍光ランプは非常によく似た構造をしていますが、放電の仕方が異なります。蛍光灯は電極を加熱することにより、エミッタと呼ばれる電子放出物質から電子を放出するのに対し、 CCFLは上述のように加熱せずに電子を放出します。これは電極構造に起因しており、両者の最も大きな違いです。

 

蛍光ランプとの違い

 

冷陰極ランプと熱陰極ランプの主な違い

 

冷陰極ランプと熱陰極ランプの主な違い

 

発光のメカニズム

 

1.紫外線の発光

紫外線は電子の衝突により励起されたHgが基底状態へと戻る際に発せられます。しかし、電子は非常に小さく、およそ(r=0.282×10-5nm)と言われており、Hg原子(r=0.141nm)に衝突する確率が低いため、効率が良くありません。そのため、Hgの励起効率を高めるためにArやNeなどの不活性ガスを封入しています。これらの物質は放電の維持とHgへのエネルギー伝達において大きな役割を担っています。

 

2.可視光への変換

管内壁面に塗布された蛍光体を紫外線で励起し、可視光に変換します。蛍光体の種類によって様々な色の光を作ることができます。

 

 

 

 

CCFLはいままではバックライト光源として多用されていましたが、液晶TV用バックライト光源としての寿命の衰退と共に、新しい活用法が模索されました。そのひとつとしての答えが照明分野への活用でした。CCFLは省エネ性能が高く、長寿命ということもあり、省エネブームに乗り、日本中に普及しました。

蛍光灯の照明の進化


CCFL蛍光灯は、CCFL(冷陰極管)の特徴を活かして、明るく、長寿命で、省エネ性能に優れた次世代の照明として日本と台湾の企業の共同で開発された優れた第3の省エネ照明です。近年、従来の蛍光灯に代わる次世代の照明として普及し、特に「人体・目に優しい照明」として、人の常駐している所、特に作業所・事務所等に採用するのに最適な照明として注目されています。