目前平面HDTV已经达到普及阶段，其中微显电视则尚处于推广阶段，市场前景十分广阔。微显示电视运用的灯泡基本上采用超高压汞灯（UHP）做光源，但UHP灯存在着寿命短、价格高等缺点使其成为制约微显示电视发展的一个瓶颈。鉴于以上情况，不少相关厂家都在寻找新的替代光源。本文介绍了eele Laboratories最新开发的插即用灯泡，并重点介绍了其重要部件——金属灯杯的光学特性、生产工艺及检测方法。

目前微显示电视运用的灯泡基本上采用超高压汞灯（UHP）做光源，但UHP灯存在着寿命短、价格高等缺点使其成为制约微显示电视发展的一个瓶颈。例如100W UHP灯寿命仅为6000-10,000小时，而且功率越大寿命就越短；另外由于UHP灯的生产操纵在国外少数企业手中，他们不直接供应给维修单位，灯泡经过多个流通环节到达普通消费者手中的时候价格已是原来的几倍。鉴于以上情况，不少相关厂家都在寻找新的解决方法，研制新的替代光源。从长远来看，LED光源是一个不错的选择，但由于目前LED光源存在亮度低、成本高等缺点，想让其担当大任暂时也不现实。

正所谓条条大路通罗马，任何事情总有其解决的方法，近来美国eele Laboratories公司称其已经研制成功新型背投灯泡——eele-enhanced即插即用灯泡。该灯泡一改传统UHP灯泡的玻璃灯杯设计采用金属灯杯并且灯杯分为主灯杯和副灯杯两部分，采用平行光源，大大提高了光耦合效率。寿命长、成本低是该灯泡的主要特点。该产品的另一大优势是可以实现灯芯的即插即用，当灯芯坏了以后消费者可以自行更换灯芯。

据该公司应用工程师沈立博士日前透露“整机在用eele独有金属灯杯的情况下，用飞利浦的灯芯，在120W运行的情况下，可以运行18,000小时”。可见其寿命是传统UHP灯泡的2到3倍。

康佳集团股份有限公司投影设计所所长、高级工程师曹嘉灿指出“虽然该产品市场潜力很大，但相对LED光源来说，其注定是过渡产品。从LED光源发展来看，其离普及应用不远，不过至少在2年以上，而在这期间，如果美国eele Laboratories公司的产品能在设计上做出进一步的改进，而且在灯芯上得到UHP主流厂商的支持，其市场前景还是相当广阔的。”由于灯泡的主要部件之一灯芯可以购买成品，因此作为该灯泡另一重要部件——金属灯杯能否量产就成为该产品能否尽快占领市场的一个重要因素。

灯杯工艺

金属灯杯用作冷光镀膜eele-enhanced灯杯模块的杯体，可以用来制造投影灯灯杯模块，这种模块在广宽的弧光灯功率范围内（例如80W-250W）使用寿命是椭圆或者抛物面玻璃灯杯的2倍以上。要在投影显示系统中使用冷光镀膜灯杯模块就必须实现低成本大规模生产。因此必须采取一系列质量控制措施优化各个生产环节。

冷光镀膜灯杯的光学特性主要取决于以下几方面：灯杯表面的精度；灯杯表面的光滑度；各种光的反射率；反光面有效部分在高温下的长期稳定性。

下面介绍一系列质量控制系统，使产品符合上述光学特性参数要求。这些系统同时适用于传统椭圆面或者抛物面器件和eele-enhanced灯杯器件的生产。因为eele-enhanced灯杯器件有效表面区域是不对称的并且生产步骤也是不对称的，所以所有相应的质量控制系统只需检查相关的（有效的）非对称灯杯表面。

eele-enhanced冷光镀膜金属灯杯器件的生产过程包括以下几个环节：
(i)灯杯杯体的生产（电铸或者冲压成型）。
(ii)抽样检查进行质量控制 。
(iii)对未镀膜的杯体进行薄膜物理蒸汽沉积镀膜过程（例如离子辅助电子束多层镀膜过程）。
(iv)冷光镜面镀层灯杯配对的质量控制。

质量控制反馈回来的结果有助于改进生产质量， 例如在生产线建立过程中择优选择硬件配置，优化各个生产过程参数；在生产过程中通过对每一批产品的质量监控制定最佳的生产线维护周期。

对eele-enhanced椭圆面光杯和半球形光杯来说，需要解决几个很重要的问题，它们是：
(i)怎样确定表面精度（表面形状变形）和未经镀膜的光杯表面的散射（表面粗糙）。
(ii)怎样测量各个局部光谱反射率（冷光镜面镀膜表面局部镀膜厚度不均）。
(iii)怎样测量光杯表面有效部分总的有效光谱反射率。

杯体的光学特性

光杯的光学性能受两个关键因素的影响：表面精度（形状）和未镀膜杯体表面的粗糙度。

1、表面精度
表面精度，比如光杯杯体的形状误差会造成聚焦方面问题，这会降低投影显示光引擎的光耦合效率。

对金属光杯杯体来说，形状误差由几个不同的因素造成。金属光杯杯体的生产方式如电铸或者冲压基本上是一个复制过程，例如一个模具的形状复制到一个杯体表面。模具的任何光学缺陷（形状误差或者划伤）都会传给光杯的光学表面。另外，生产过程本身也会造成形状误差。例如非轴对称元件的电铸模具接缝会导致光杯弯曲，冲压会造成金属表面不均匀等等。还有生产过程本身产生的机械压力积聚在杯体内，在正常使用情况下随着时间推移杯体会变形（压力释放）。

2、表面粗糙度
光杯杯体光学表面的划伤和其它严重的空间形状误差会把光线散射到可收集范围之外，从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，每次光杯杯体从模具分离出来时也可能造成模具表面精度变差，这样随着时间推移模具有一个慢慢变粗糙的过程。为了满足质量控制，必须对模具进行保养或者更换模具。

未镀膜的金属灯杯的相对光谱反射率主要取决于杯体自身的材料，比如金属镍的特性。因为有效反射率测量仪测试系统对弯曲误差不敏感，所以也可以用来确定未镀膜杯体的绝对耦合效率。

因此在特定光谱区域内，比较未镀膜光杯杯体和标准测试光杯的平均光谱耦合效率的比值，就可间接测量未镀膜光杯杯体表面的粗糙度。有效反射率测量仪可用来在生产过程中减少低反射率光杯（镀膜或者未镀膜的）的数量以免它们被装到灯杯模块中，从而提高光杯模块产量。

影响

eele-enhanced灯杯模块是一种长寿命、高性能的灯杯模块，是可以大量供应投影显示器市场的成熟产品。以上讨论的质量控制手段可对采用不同工艺生产的eele-enhanced光杯器件的关键参数进行大量分析。

进一步精炼测试方法，并充分利用各个质量控制环节的反馈数据，所得出的实际经验可用来改进工艺，扩大产量并降低金属灯杯的生产成本，进一步提高背投灯泡的性价比。

参考资料
1、eele Laboratories公司网站  http://www.eele.com
2、《美企兜售背投灯泡，厂商担心量产风险》，中国电子报，2006年4月6日B版

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