冷陰極管

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冷陰極管（れいいんきょくかん）は細径の小型蛍光管で発光原理は概ね一般の蛍光管と同様である。近年、液晶バックライト用の光源として急速に発展した。現在、この冷陰極管市場の主導権を握るのは日本である。

また最近は寿命の長さおよび消費電力が小さいことから建築物内の誘導灯に用いられることも多い。

点灯させるためには特殊な専用安定器（インバータ回路）を用いる。冷陰極放電を利用した低圧放電灯でもあるためにネオン管とも似た特性を有する。

[編集] 冷陰極管の特徴

最も重要な特徴は容易に調光^[1]できるということである。この特徴を生かして液晶バックライト用の光源として多用される。調光を行うためには特殊な調光回路（冷陰極管インバータ回路）が用いられる。調光は冷陰極管の管電流を増減して明るさを変える管電流調光方式、間欠的に点灯と消灯を繰り返して平均輝度を増減するバースト調光方式がある。

[編集] 電極の電子放出原理

一般の蛍光管は熱陰極管（Hot Cathode Fluorescent Lamp-HCFL）と呼ばれるもので、電極を加熱して熱電子放出を行う。これに対して冷陰極管（Cold Cathode Fluorescent Lamp-CCFL）は陰極を加熱しないで電子放出を行う。

このために、熱陰極管に比べて冷陰極管は陰極降下電圧が大きく、その陰極降下電圧は蛍光管の発光に寄与しないのでそのまま熱的な損失となる。このため、冷陰極管は熱陰極管に比べて発光効率が若干悪い。

しかし、近年になって陰極材料が改善され、陰極降下電圧が下がる目処がついたため、冷陰極管の発光効率は大幅に改善される見通しとなった。

[編集] 冷陰極管の点灯用インバータ回路

ノートパソコン用のインバータ回路例

冷陰極管の点灯用に使われるインバータ回路は、ノートパソコン用や液晶テレビ用バックライトの点灯回路として独自の発展を遂げており、小型化と効率改善のために、比較的細長い形状の共振型トランス(共振変圧器)が使われるようになった。共振型トランスは同一形状の一般用トランスと比較して体積率にして1/3以下の大きさであり、また信頼性が高い。この共振型トランスを用いたインバータ回路は液晶技術の発展に伴い、冷陰極管点灯用として急速に発展し続けている。

インバータ回路の出力は高電圧（概ね1000V前後）であり、高周波であるために比較的電撃を感じにくい一方、不用意に分解して触れると高周波火傷を負う危険があるために注意が必要である。

[編集] 冷陰極管の陰極材料

従前はニッケル電極が主流であったが、モリブデン電極が開発されることにより陰極降下電圧が大幅に下がった。陰極材料としてカーボンナノチューブも注目される。また、パイオニアと東芝がそれぞれに発見したダイヤモンド薄膜効果により、陰極降下電圧はさらに半分に下がるとされている。

[編集] 今後の見通し

液晶ディスプレイのバックライトの用途としてはLEDの使用が徐々に増えつつある。LEDは単色光源のためバックライトに使用した場合、色の再現域が広がる。また、高電圧を必要としないので電源部を簡素化でき、消費電力の削減にもつながる。バッテリー駆動の携帯電子機器の分野では白色LEDのバックライトが大半を占める。また、薄型ディスプレイではバックライトを必要としないSEDや有機ELの開発も進行中である。

[編集] 関連項目

照明

[編集] 脚注

^ 明るさを変えること。

[編集] 特許

アメリカ合衆国特許第2184910号 - en:Philo Farnsworth - Cold cathode electron discharge tube
アメリカ合衆国特許第2263032号 - Philo Farnsworth - Cold cathode electron discharge tube
アメリカ合衆国特許第2448527号 - Clarence W. Hansell - Cold cathode electron discharge device and circuits therefore

[編集] 外部リンク

[0] 明るさを変えること。

[1]