CCFLって何?

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CCFLとは冷陰極管(れいいんきょくかん/Cold Cathode Fluorescent Lamp)と言い、皆様からは「シーシエフエル」と呼ばれています。見た目はボールペンの芯のような細くて軽いガラス放電管で、産業機器光源として、モニターのバックライト光源として多く用いられてきましたので、直接見たことのある人は少なくても、実は身の回りにたくさんあるものです。電極を加熱して点灯する従来の熱陰極管 [HCFL]蛍光灯に対して、電極を加熱しないで電子を放出して点灯する事や、またフィラメントを持たず10万回以上のOn/Offを繰り返しても寿命の劣化がないことから、CCFL管単体では60000時間を超える長寿命の蛍光ランプです。

 

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。

 

CCFLの従来蛍光灯から比較するメリット

CCFL照明の光の波長

各種ランプスペクトル

従来の蛍光灯として、一般家庭やオフィスなどに使われる安価な白色蛍光灯は黄色(570nm前後)の成分を非常に多く持っており、ヒトの視覚(錐体細胞)が持つ特性を利用し最もまぶしい白に感じるように設計されています。このタイプの蛍光灯は事務作業や読書などには良いですが、色の正確性を求める作業には不適です。被写体が持つ色を引き出せず、全体的にくすんだ色になってしまいます。
一方、真ん中のCCFL冷陰極管=3波長蛍光灯の特長は、希土類蛍光体という物質を利用して目の感度に合わせやすい青・緑・赤の3波長を際立たせることで、白色蛍光灯に比べて物がハッキリと見え、自然な色合いを再現できます。同じ照度で点灯しても3波長蛍光灯は白色蛍光灯に比べて、約1.4倍も見えやすさ(明るさ感)が得られると言われています。
次に普及型の白色LEDの場合は、青色LEDに黄色の蛍光体を通すことにより白色光を作っています。そのためスペクトルはブルーライト領域が極めて強い(CCFLの6倍以上)の波長となります。この青色光ブルーライトは短波長なので眼内で光が散乱してしまう為、ピントを合わせづらく、これにより物がくっきりと見えにくいと言われます。さらに、水銀灯と同じように瞳孔が嫌うグレア(まぶしさ)が多い光になり、瞳孔が閉じてしまうことで瞳に入ってくる光量が減少します。このため照度計の数値よりも空間が暗く感じるといった現象が起きます。そしてブルーライトの多い光は、角膜や水晶体で吸収されず、網膜まで到達し、長期間の曝露を受けることで目の回復機能が追いつきません。さらに青色光の暴露はメラトニンの分泌を抑え生活リズムの乱れの原因につながると言われていますから、長期間の使用や場合によっては様々な眼病や生活習慣病の原因となります。

 

演色性による明るさ感の向上

演色性の比較

明るさ感とは「演色性が高い」ことや「視感輝度」が高いことで感じられ、人間の生理的な「明るさ」のことを表わし、実際にはこれに数値では表わせない心理的な要素も加わってきます。

左図は演色性と照度の関係図です。横軸が平均演色評価数Raを、縦軸がRaが100である白熱電球を基準として、人間が同じ明るさ感を得られる各光源の照度の比(これを等明るさ感照度比といい白熱電球の照度/各光源の照度)を表わしたものです。光源の演色性の違いは、色の見え方に影響を及ぼすばかりでなく、その照明によって私たちが感じる心理的な明るさ(明るさ感)にも変化を与えます。一般に、演色性の良い光源は演色性の劣る光源にくらべ、明るさ感が高いといえます。例えば、いままでの白色蛍光灯で照明された部屋から演色性の良いCCFL蛍光灯で照明された部屋に移動した場合、室内照度が同じにもかかわらずCCFL蛍光灯で照明された部屋のほうが明るく感じられます。演色性の低い照明がCCFL等の演色性の高い照明と同じ明るさ感を出すにはさらに照度が必要なのです。また輝度というものは、眩しすぎると不快な「グレア」となり、適度であれば華やかなきらめき感となります。CCFLで照射した空間はキラメキ感を感じていただけるでしょう。

今、lmルーメンだけではないあたらしい明るさの新基準PLm:(有効光束密度、瞳孔ルーメン指数) 「瞳孔:pupil」 、放射束:lumen」も使われ始めています。その他にもパナソニックはFeu(フー)、東芝はWeluna(ウェルナ)という明るさの新基準を打ち出しています。名前は違いますが、共に床面や作業面などの明るさだけではなく、人が空間全体から感じる明るさの印象を「空間の明るさ感」としています

 

 

 

オフィス

オフィス・事務所

介護施設

病院・介護施設

学校

学校・教室

商業施設

商業施設

飲食店

飲食店

作業現場

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検査行程

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選別行程

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CCFL照明業界全体では、既に世界で1万社、直管蛍光灯タイプで150万本を超える採用実績があります。

 

CCFLに関するFAQ

CCFLとは、冷陰極管(Cold Cathode Fluorescent Lamp)の略称です。カテエゴリーは蛍光灯の一種となりますが、一般蛍光灯[熱陰極管(Hot Cathode Fluorecent Lamp)]と比べ、より長寿命かつ細管化に優れており、主に産業用機器光源として40年来活躍した光源です。ノートPC、液晶TVのバックライト光源としても長年使用されてきた実績があり、非常に信頼の持てる光源でもあります。

一般蛍光灯と比べ、約20~50%省エネになります。さらに非常に長寿命であることよりランプの交換コストも抑えることができ、電気代の節約と共にCO2削減に非常に活躍できる照明です。

CCFL照明では、一般液晶TVに使用されている高性能のCCFLを採用しております。環境によって異なりますが、一般的にCCFL単品にて50,000時間の要求を満足するよう設計しております。これらを高性能な点灯回路と組み合わせることにより照明により良い条件を得られるよう設計しております。

  • 液晶TVの隆盛
    CCFLは表に出ない産業機器光源の位置づけとして長年活躍してきました。
    特に大型液晶TV用バックライト光源として、世界中で広く普及してきました。
    その中でも2001年にAQUOS(シャープ製)を中心に家電メーカーがこぞって液晶TVの開発に着手し、採用されていたバックライト光源がCCFL(冷陰極管)です。
    当時の液晶TVは液晶の透過率が悪かったのも含め、バックライトの光量を必要としたため、
    1台あたりにCCFLを多数使用していました。
    液晶TV用等で大量採用され、その生産分を他の用途に回すキャパがありませんでした。
    当時、蛍光灯の3倍の生産キャパを有していましたが、
    それを上回るバックライトとしての需要がありました。
  • リーマン・ショック後の3つの転機
    液晶TV販売量の冷え込み TV用バックライト光源としてのLEDの台頭 京都議定書のCO2削減に対するエコへの関心の高まり

    上記3つの要素により、CCFLのバックライト以外の使い方を模索する必要が出てきました。

PSE※認可を受けることができます。その為、万が一の場合にはPL保険が適用されます。
※PSEとは電気用品安全法のことで、電気製品が原因の火災や感電等から消費者を守るための法律です。

既存の照明器具を継続してお使いになる場合は、通常の場合、配線の組み換え工事の改造が必要になります。ご使用の照明により取付・工事内容が異なりますので各メーカーにお問合せ下さい。

CCFLは線光源であるため、エリアを照らす、面を照らすのに非常に優れています。また、演色性に優れる為、人の作業するオフィスや雰囲気を重視する飲食店などに向いています。オフィス・工場、倉庫など多種多様に使用されていますが、人が作業をする場所及び長寿命特性を活かしたメンテナンス(取替え作業)の難しい場所に適しております。

冷蔵庫・冷凍庫など低温環境下でも点灯させることは可能です。ただし、明るさの低減及び寿命が極端に短くなる可能性があります。また、標準で防水仕様ではございませんので、結露が発生する環境ではご使用になれません。 特殊環境にてご使用の際は各メーカーへ良くご確認の上ご使用くださいますようお願い致します。

現行の法律上、非常用灯具にはLEDやCCFLは現状ご使用になれません。(改造の場合)

CCFLに使用されている水銀について

CCFLに使用されている水銀量はヨーロッパ基準であるRoHSに準じており5mg以下と非常に微量です。また、使用している水銀は無機金属であり、水溶性で硫黄を含むたんぱく質と結合しやすい性質です。その結果、必要ではない重金属は、吸収 されにくくなり、吸収したとしても肝臓などでメタロチオイネンという保護用のたんぱく質が生成されるため、毒性は少なくなります。また、元々神経細胞にもこの機構は存在します。

※有機金属・・・炭素と金属が直接共有結合でつながっている化合物 無機金属・・・金属とそれ以外の化合物がイオン結合で結合している化合物

一般蛍光灯同様に産業廃棄物としての処理をお願い致します。CCFLのリサイクルの流れは右のページをご覧下さい。

光源であるCCFL(冷陰極管)は約25年前に液晶用として開発され、ノートPC、液晶TVなどのバックライトとして世界中で使われており、信頼性のある光源です。
専用の保護回路も搭載しており、万が一トラブルが起きても自動的に回路が遮断し消灯します。(メーカー製品仕様により異なります。)

LEDは点光源なのに対し、CCFLは線光源です。このため、LEDはスポット照明に向いており、CCFLは室内照明等に適しています。
※詳しくはLEDとの比較をご覧ください。

 

 

 

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CCFL照明のリサイクル

CCFLの特性

光源であるCCFL(冷陰極管)は約25年前に液晶用として開発され、ノートPC、液晶TVなどのバックライトとして世界中で使われており、信頼性のある光源です。
専用の保護回路も搭載しており、万が一トラブルが起きても自動的に回路が遮断し消灯します。(メーカー製品仕様により異なります。)