目前平面HDTV已經(jīng)達(dá)到普及階段，其中微顯電視則尚處于推廣階段，市場前景十分廣闊。微顯示電視運用的燈泡基本上采用超高壓汞燈（UHP）做光源，但UHP燈存在著壽命短、價格高等缺點使其成為制約微顯示電視發(fā)展的一個瓶頸。鑒于以上情況，不少相關(guān)廠家都在尋找新的替代光源。本文介紹了eele Laboratories最新開發(fā)的插即用燈泡，并重點介紹了其重要部件——金屬燈杯的光學(xué)特性、生產(chǎn)工藝及檢測方法。

目前微顯示電視運用的燈泡基本上采用超高壓汞燈（UHP）做光源，但UHP燈存在著壽命短、價格高等缺點使其成為制約微顯示電視發(fā)展的一個瓶頸。例如100W UHP燈壽命僅為6000-10,000小時，而且功率越大壽命就越短；另外由于UHP燈的生產(chǎn)操縱在國外少數(shù)企業(yè)手中，他們不直接供應(yīng)給維修單位，燈泡經(jīng)過多個流通環(huán)節(jié)到達(dá)普通消費者手中的時候價格已是原來的幾倍。鑒于以上情況，不少相關(guān)廠家都在尋找新的解決方法，研制新的替代光源。從長遠(yuǎn)來看，LED光源是一個不錯的選擇，但由于目前LED光源存在亮度低、成本高等缺點，想讓其擔(dān)當(dāng)大任暫時也不現(xiàn)實。

正所謂條條大路通羅馬，任何事情總有其解決的方法，近來美國eele Laboratories公司稱其已經(jīng)研制成功新型背投燈泡——eele-enhanced即插即用燈泡。該燈泡一改傳統(tǒng)UHP燈泡的玻璃燈杯設(shè)計采用金屬燈杯并且燈杯分為主燈杯和副燈杯兩部分，采用平行光源，大大提高了光耦合效率。壽命長、成本低是該燈泡的主要特點。該產(chǎn)品的另一大優(yōu)勢是可以實現(xiàn)燈芯的即插即用，當(dāng)燈芯壞了以后消費者可以自行更換燈芯。

據(jù)該公司應(yīng)用工程師沈立博士日前透露“整機在用eele獨有金屬燈杯的情況下，用飛利浦的燈芯，在120W運行的情況下，可以運行18,000小時”�？梢娖鋲勖莻鹘y(tǒng)UHP燈泡的2到3倍。

康佳集團股份有限公司投影設(shè)計所所長、高級工程師曹嘉燦指出“雖然該產(chǎn)品市場潛力很大，但相對LED光源來說，其注定是過渡產(chǎn)品。從LED光源發(fā)展來看，其離普及應(yīng)用不遠(yuǎn)，不過至少在2年以上，而在這期間，如果美國eele Laboratories公司的產(chǎn)品能在設(shè)計上做出進(jìn)一步的改進(jìn)，而且在燈芯上得到UHP主流廠商的支持，其市場前景還是相當(dāng)廣闊的�！庇捎跓襞莸闹饕考粺粜究梢再徺I成品，因此作為該燈泡另一重要部件——金屬燈杯能否量產(chǎn)就成為該產(chǎn)品能否盡快占領(lǐng)市場的一個重要因素。

燈杯工藝

金屬燈杯用作冷光鍍膜eele-enhanced燈杯模塊的杯體，可以用來制造投影燈燈杯模塊，這種模塊在廣寬的弧光燈功率范圍內(nèi)（例如80W-250W）使用壽命是橢圓或者拋物面玻璃燈杯的2倍以上。要在投影顯示系統(tǒng)中使用冷光鍍膜燈杯模塊就必須實現(xiàn)低成本大規(guī)模生產(chǎn)。因此必須采取一系列質(zhì)量控制措施優(yōu)化各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

冷光鍍膜燈杯的光學(xué)特性主要取決于以下幾方面：燈杯表面的精度；燈杯表面的光滑度；各種光的反射率；反光面有效部分在高溫下的長期穩(wěn)定性。

下面介紹一系列質(zhì)量控制系統(tǒng)，使產(chǎn)品符合上述光學(xué)特性參數(shù)要求。這些系統(tǒng)同時適用于傳統(tǒng)橢圓面或者拋物面器件和eele-enhanced燈杯器件的生產(chǎn)。因為eele-enhanced燈杯器件有效表面區(qū)域是不對稱的并且生產(chǎn)步驟也是不對稱的，所以所有相應(yīng)的質(zhì)量控制系統(tǒng)只需檢查相關(guān)的（有效的）非對稱燈杯表面。

eele-enhanced冷光鍍膜金屬燈杯器件的生產(chǎn)過程包括以下幾個環(huán)節(jié)：
(i)燈杯杯體的生產(chǎn)（電鑄或者沖壓成型）。
(ii)抽樣檢查進(jìn)行質(zhì)量控制 。
(iii)對未鍍膜的杯體進(jìn)行薄膜物理蒸汽沉積鍍膜過程（例如離子輔助電子束多層鍍膜過程）。
(iv)冷光鏡面鍍層燈杯配對的質(zhì)量控制。

質(zhì)量控制反饋回來的結(jié)果有助于改進(jìn)生產(chǎn)質(zhì)量， 例如在生產(chǎn)線建立過程中擇優(yōu)選擇硬件配置，優(yōu)化各個生產(chǎn)過程參數(shù)；在生產(chǎn)過程中通過對每一批產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控制定最佳的生產(chǎn)線維護(hù)周期。

對eele-enhanced橢圓面光杯和半球形光杯來說，需要解決幾個很重要的問題，它們是：
(i)怎樣確定表面精度（表面形狀變形）和未經(jīng)鍍膜的光杯表面的散射（表面粗糙）。
(ii)怎樣測量各個局部光譜反射率（冷光鏡面鍍膜表面局部鍍膜厚度不均）。
(iii)怎樣測量光杯表面有效部分總的有效光譜反射率。

杯體的光學(xué)特性

光杯的光學(xué)性能受兩個關(guān)鍵因素的影響：表面精度（形狀）和未鍍膜杯體表面的粗糙度。

1、表面精度
表面精度，比如光杯杯體的形狀誤差會造成聚焦方面問題，這會降低投影顯示光引擎的光耦合效率。

對金屬光杯杯體來說，形狀誤差由幾個不同的因素造成。金屬光杯杯體的生產(chǎn)方式如電鑄或者沖壓基本上是一個復(fù)制過程，例如一個模具的形狀復(fù)制到一個杯體表面。模具的任何光學(xué)缺陷（形狀誤差或者劃傷）都會傳給光杯的光學(xué)表面。另外，生產(chǎn)過程本身也會造成形狀誤差。例如非軸對稱元件的電鑄模具接縫會導(dǎo)致光杯彎曲，沖壓會造成金屬表面不均勻等等。還有生產(chǎn)過程本身產(chǎn)生的機械壓力積聚在杯體內(nèi)，在正常使用情況下隨著時間推移杯體會變形（壓力釋放）。

2、表面粗糙度
光杯杯體光學(xué)表面的劃傷和其它嚴(yán)重的空間形狀誤差會把光線散射到可收集范圍之外，從而降低了光杯的耦合效率。

表面粗糙主要由模具的表面缺陷造成。另外，每次光杯杯體從模具分離出來時也可能造成模具表面精度變差，這樣隨著時間推移模具有一個慢慢變粗糙的過程。為了滿足質(zhì)量控制，必須對模具進(jìn)行保養(yǎng)或者更換模具。

未鍍膜的金屬燈杯的相對光譜反射率主要取決于杯體自身的材料，比如金屬鎳的特性。因為有效反射率測量儀測試系統(tǒng)對彎曲誤差不敏感，所以也可以用來確定未鍍膜杯體的絕對耦合效率。

因此在特定光譜區(qū)域內(nèi)，比較未鍍膜光杯杯體和標(biāo)準(zhǔn)測試光杯的平均光譜耦合效率的比值，就可間接測量未鍍膜光杯杯體表面的粗糙度。有效反射率測量儀可用來在生產(chǎn)過程中減少低反射率光杯（鍍膜或者未鍍膜的）的數(shù)量以免它們被裝到燈杯模塊中，從而提高光杯模塊產(chǎn)量。

影響

eele-enhanced燈杯模塊是一種長壽命、高性能的燈杯模塊，是可以大量供應(yīng)投影顯示器市場的成熟產(chǎn)品。以上討論的質(zhì)量控制手段可對采用不同工藝生產(chǎn)的eele-enhanced光杯器件的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行大量分析。

進(jìn)一步精煉測試方法，并充分利用各個質(zhì)量控制環(huán)節(jié)的反饋數(shù)據(jù)，所得出的實際經(jīng)驗可用來改進(jìn)工藝，擴大產(chǎn)量并降低金屬燈杯的生產(chǎn)成本，進(jìn)一步提高背投燈泡的性價比。

參考資料
1、eele Laboratories公司網(wǎng)站  http://www.eele.com
2、《美企兜售背投燈泡，廠商擔(dān)心量產(chǎn)風(fēng)險》，中國電子報，2006年4月6日B版

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