Was ist eine Fluoreszenzanzeige?
Eine Fluoreszenzanzeige, auch VFD (Vacuum Fluorescent Display) genannt, ist eine Art Elektronenröhre.
Sie strahlt Licht aus, wenn Elektronen, die von einem in einer Vakuumröhre aus Glas erhitzten Wolframdraht emittiert werden, mit einem gegenüberliegenden Leuchtstoff zusammenstoßen.
VFDs wurden 1966 von Noritake Ise Electronics (früher Ise Electronics Industry) in Japan entwickelt und zur Anzeige von Ziffern in Haushaltsgeräten verwendet, bevor LEDs auf den Markt kamen. In den 1970er Jahren wurden sie in Casio-Taschenrechnern im Casio Mini eingesetzt, der die Anzeigetechnik erheblich verbesserte.
Anwendungen von Fluoreszenzanzeigen
Fluoreszenzanzeigen werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in Haushaltsgeräten, Unterhaltungsgeräten, Massagegeräten, Kfz-Teilen und digitaler Beschilderung.
1. Haushaltsgeräte
Dazu gehören Taschenrechner, Backöfen, Audioprodukte, DVD-Rekorder und Set-Top-Boxen. Viele dieser Produkte haben eine gedämpfte blau-grüne Leuchtfarbe, die ihnen ein luxuriöses Aussehen in Innenräumen verleiht. Sie sind weniger anfällig für Temperaturschwankungen und können auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt normal funktionieren.
2. Unterhaltungsprodukte
Verschiedene Spielkonsolen, Audioplayer usw. Aufgrund ihres hohen Stromverbrauchs und ihrer Zerbrechlichkeit werden sie jedoch nicht mehr in den Anzeigeeinheiten von tragbaren Spielautomaten verwendet.
3. Automobilkomponenten
Aktivmatrix-Displays (Heads-up-Displays) für Auto-Audiosysteme, Mittelkonsolen (Tachometer, Uhren, Klimaanlagenanzeigen) usw.
4. Digitale Beschilderung
Die digitale Beschilderung, auch Digital Signage genannt, wird immer häufiger eingesetzt, da sie für die Übertragung von Textinformationen geeignet ist. Sie wurde auch für die Verwendung in der Kategorie Illumination Signage oder Illumination Signage vorgeschlagen.
Funktionsweise der Fluoreszenzanzeigen
Fluoreszenzanzeigen haben eine Kathode (Glühfaden), ein Gitter und eine Anode im Inneren des Glases, die Licht emittieren, wenn die von der dreipoligen Vakuumröhre emittierten Elektronen auf den Leuchtstoff gestrahlt werden.
1. Glühfaden
Der Glühfaden, der sich in einem Hochvakuum-Glasbehälter befindet, ist eine Elektrode, die aus einem extrem feinen Wolframdraht besteht, der mit einem Erdalkalimetalloxid wie Kalzium beschichtet ist. Wenn eine Hochspannung an den Glühfaden angelegt wird, wird dieser auf eine Temperatur von über 600 °C erhitzt und gibt Wärmeelektronen ab.
2. Gitter
Das Gitter besteht aus einem sehr dünnen Metallgeflecht. Die Anoden sind leitende Elektroden, die mit Phosphor in Form von Segmenten, Punkten usw. beschichtet sind. Die thermischen Elektronen werden durch das ⊕-Potenzial des Gitters und der Anoden beschleunigt, erreichen die Anodenelektrode und emittieren den Leuchtstoff.
Als Leuchtstoff wird häufig Zinkoxid verwendet, das eine grüne Farbe abgibt. Andere Farben von rot bis blau sind ebenfalls möglich.
3. Anode
Anodenelektroden können beliebige Zahlen, Buchstaben oder Grafiken projizieren, da die Spannung nur an die Segmente, Punkte oder Symbole in dem zu beleuchtenden Bereich angelegt wird.
Auswahl einer geeigneten Fluoreszenzanzeige
Neben den Fluoreszenzanzeigen gibt es noch andere Anzeigemethoden wie Flüssigkristallanzeigen (LCD), Leuchtdioden (LED) und organische Elektrolumineszenz (OLED), deren Auswahl anhand ihrer Vor- und Nachteile erfolgen sollte.
1. Vorteile von VFDs im Vergleich zu LCDs
Fluoreszenzanzeigen emittieren Licht auf einer fluoreszierenden Oberfläche, so dass sie einen ausgezeichneten Betrachtungswinkel und ein hohes Kontrastverhältnis mit einem selbstleuchtenden Anzeigeelement haben. Die Betriebseigenschaften werden in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen praktisch nicht beeinträchtigt.
2. Vorteile von VFDs im Vergleich zu LEDs
Fluoreszenzanzeigen sind in der Herstellung pro Punkt billiger und können im Falle der Punktmatrix verdichtet werden. Das breite Spektrum an Wellenlängen macht sie gut lesbar und schont die Augen.
3. Vorteile von VFDs im Vergleich zu OLEDs
Fluoreszenzanzeigen sind pro Fläche billiger und haben eine längere Lebensdauer bei der Herstellung größerer Displays.
4. Nachteile von VFDs
Wird derselbe Bereich über einen langen Zeitraum beleuchtet, verschlechtert sich der Leuchtstoff und die Helligkeit nimmt ab, was zu Einbrennen führt. Die Reaktionszeit ist kurz und die Anzeige kann flimmern.