LCD液晶電視使用的CCFL(冷陰極熒光燈管)背光源是目前世界上制造最多的產品。從液晶電視到筆記本電腦等所有應用液顯示技術的領域都有它的身影。從全球來看CCFL的廠家不多,主要是日本廠家,包括Harrison-Toshiba照明、Stanley電氣、West電氣、Sanken電氣及韓國錦湖(KumhoElectric)電氣。
冷陰極螢燈管(ColdCathodeFluorescentLamp;CCFL)是在液晶電視等產品中的廣泛應用得益于這種產品優良的光學特性。包括成本、體積和工藝方面的優勢,使其在液晶背光源市場長盛不衰。
冷陰極燈管是在一玻璃管內封入隋性氣體Ne+Ar混合氣體,其中含有微量水銀蒸氣(數mg),并于玻璃內壁涂布螢光體,于二電極間加上一高壓高頻電場,則水銀蒸氣在此電場內被激發即產生釋能發光效應,放出波長253.7nm的紫外線光,而內壁的螢光體原子則因紫外線激發而提升其能階,當原子反回原低能階時放射出可見光(此可見光波長顏色由螢光體物質特性決定)。
液晶電視采用的CCFL熒光燈管要求的光譜主要集中分布在紅(R)、綠(G)、藍(B)三個狹窄的波長范圍內。現在產品主要采用稀土三波長熒光粉。這種熒光粉具有較強的抗185nm短波紫外光的能力。其中藍粉穩定性直接決定燈光的光學質量甚至是燈管的壽命。在CCFL中,一般充人氬氣作為緩沖氣體,為了高效節能,液晶電視用CCFL常充入氬、氮、氟、氖混合氣體。充入氣體的壓強對燈的亮度、啟動性能和壽命都有很大影響。
CCFL背光源技術中的有效物質主要是汞金屬蒸汽和熒光粉。其中,汞蒸氣是一種有毒重金屬。如果燈管破裂,則會導致這種金屬的泄露,對環境造成污染。所以各主要CCFL提供商均有替代性技術研發。但是,目前為止尚沒有和汞蒸氣的性能和壽命相當的新型紫外線激發氣體材料方案出現。
除了汞蒸氣的有毒問題外,CCFL的管壁長期受到放電刺激產生老化現象也是該項技術的一大瓶頸。尤其是從光管兩端(接近電極的位置處)最先開始。老化會產生讓管壁泛黑泛黃,導致背光亮度與光均性下降,觀賞者也可感受到亮度減弱不均的顯示不佳效果。
CCFL還是高壓驅動光源產品。為了最大化燈管的壽命和發光效率,CCFL需要采用交流正弦的波形驅動。因此,CCFL燈管通常需要一個直流-交流逆變器來將直流電源電壓變成40kHz至80kHz的交流波形,工作電壓通常在500VRMS至1000VRMS的高壓工作電流。逆變器也是CCFL技術背光模組重要的成本構成組件。同時高壓工作的特點也使產品檢測和修理的危險性加強。
此外,進一步提升燈管的發光效率和三原色的品質上,CCFL技術也遭受到了發展瓶頸。但是作為最成熟的液晶電視光源技術,CCFL在液晶產業中的低位暫時尚無人能夠撼動,該項技術依然處于應用的“春天”。