線性雙極奈米陶瓷電極的特殊結構。CPFL使用線性雙極奈米陶瓷材料作為螢光燈管的電極,將其熔接於燈管兩端如圖1.

 

 

圖1. CPFL之陶瓷與燈管熔接圖

 

其結構和陶瓷材料與傳統的熱陰極(HCFL, 圖2)電極、冷陰極(CCFL, 圖3)和外部電極(EEFL,圖4)等金屬電極技術完全無關,因而稱為斷層技術 (Disruptive Technology)。

 

線性雙極奈米陶瓷電極與其他金屬電極的比較:

 

 
圖2. HCFL 圖3. CCFL 圖4. EEFL


由於其特殊的結構和獨特的奈米陶瓷配方而改善了所有金屬電極的缺點分別敘述如下:

 

1. 不須高電壓啟動
陶瓷電極可以產生強大電場,瞬間產生二次轟擊,進行快速電離汞蒸氣和惰性氣體達到等離子態,不須高電壓啟動,也不需預熱。如圖 5.1

 

 

 

 

圖5.1 CPFL啟動流程

 

 

2. 耐高溫,不氧化,光衰慢
陶瓷電極,耐高溫,不氧化,而且在高溫下也不會和汞產生汞合金(amalgam), 光衰(decay)慢,壽命長。因此,在螢光燈管內就也不需多餘的汞(只需1.6mg-3mg 即可),完全改善了金屬電極容易氧化,壽命短的缺點。參考實驗數據表1.

 

 

 

表1. 5000小時後之光衰紀錄表

 

 

3. 並聯運轉
陶瓷電極不需要啟動電壓而使得CPFL可以完全並聯運轉而節省能源消耗,降低成本;如圖 6

 

 

 

 

 

圖6. CPFL並聯圖

 

 

4. 正電組特性的V-I 線性曲線
正電組特性的V-I 線性曲線 其調光範圍可以由0%-100% 容易控制 完全節能調光而且不影響壽命 如圖 7

 

 

 

 

 

 

 

圖7. CPFL之I-V曲線圖

 

 

5. 維持穩定的介電常數
陶瓷電極 在-40℃- 250℃的溫度範圍內仍可以維持穩定的介電常數產生的電場穩定,故可保持輝度的穩定。如圖8.

 

 

 

 

 

 

圖8. CPFL陶瓷之溫度與介電常數圖

 

 

6. 具有線性的極化能力
線性雙極陶瓷電極的特殊材料,具有線性的極化(polarization)能力。 如圖9;電場強度和其極化能力成線性比,當電場越強,極化能力越好。因此便可減少電流損失,有效降低能源消耗。

 

 

 

 

 

 

 

 

圖9. CPFL之電場與極化能力圖

 

 

7. 具有高密度奈米陶瓷結構
陶瓷電極的熱膨脹係數可以調整配合玻璃燈管 而且具有高密度奈米陶瓷結構(core shell)長期使用不會造成燈管內氣體慢漏現象,與一般金屬燈絲的螢光燈比具有更高的可靠度如圖10.

 

 

 

圖10. CPFL陶瓷顯微圖

 

 

8. 電場密度差異有助於能量轉換效率
CPFL燈管表面的溫度較低。如圖11.CPFL通電後,燈管壁的電場密度高,而燈管內部的電場密度較低,較易發生結合而產生熱

[(Ar+ + Ne+ + Hg+)+ e- → Ar、Ne、Hg + Q(熱)]

,有助於在較低的溫度產生可見光。而燈管壁有較強的電場密度,離子碰撞頻率高,使得發生結合的機率小,造成CPFL燈管表面的溫度較低。

圖11. CPFL電場密度圖