JP4249740B2 - Luminance recovery method and apparatus for cold cathode tube - Google Patents
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Description
本発明は、水銀の蒸気中での放電を利用した冷陰極管の輝度を回復させる方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for recovering the brightness of a cold cathode tube using a discharge in mercury vapor.
冷陰極管は、小型で長寿命という特徴を生かして、例えばLCDモジュールの光源として広く用いられている(例えば特許文献1)。冷陰極管は、長寿命ではあるものの、やはり点灯時間の経過とともに輝度が低下する。そのため、一定以下の輝度になった古い冷陰極管は新品と交換され、その古い冷陰極管は廃棄されていた。 Cold cathode tubes are widely used as light sources for LCD modules, for example, taking advantage of their small size and long life (for example, Patent Document 1). Although the cold cathode fluorescent lamp has a long life, the luminance decreases as the lighting time elapses. Therefore, an old cold cathode tube having a luminance below a certain level was replaced with a new one, and the old cold cathode tube was discarded.
しかしながら、新品の在庫切れや製造中止のために、冷陰極管を交換できない場合が生じ、これによってユーザに多大な迷惑をかけていた。特に製造中止の場合には、その冷陰極管を使用している製品も廃棄しなければならなくなる。また、昨今の環境保全への関心の高まりから、有害な水銀を含む冷陰極管を簡単に廃棄してしまうことが問題視されるようになってきた。そのため、冷陰極管の再使用について潜在的な要望が増してきているが、現状では有効な対応策が見出されていない。 However, there is a case where the cold cathode tube cannot be replaced due to out of stock of new products or discontinuation of production, which causes great inconvenience to the user. In particular, in the case of discontinuation of production, products using the cold cathode tubes must be discarded. Also, with the recent increase in interest in environmental conservation, it has become a problem to dispose of cold cathode tubes containing harmful mercury easily. For this reason, there is an increasing potential demand for reuse of cold cathode fluorescent lamps, but no effective countermeasure has been found at present.
そこで、本発明の目的は、冷陰極管の再使用を実現し得る、冷陰極管の輝度回復方法及び装置を提供することにある。 An object of the present invention can realize reuse of the cold cathode tube is to provide a luminance recovery method and apparatus of the cold cathode tube.
本発明者は、上記目的を達成するために研究を重ねた結果、次の知見を得た。冷陰極管の輝度が低下する主な理由は、冷陰極管内で蒸気であるべき水銀が何らかの理由によって液化するためである。そして、液化した水銀が再び気化するまで冷陰極管を加熱すれば、輝度は回復する。本発明は、この知見に基づきなされたものである。 The present inventor has obtained the following knowledge as a result of repeated studies to achieve the above object. The main reason for the brightness of the cold cathode tube is lowered, the mercury should be vapor in the cold cathode tube is to liquefy some reason. If the cold cathode tube is heated until the liquefied mercury is vaporized again, the luminance is restored. The present invention has been made based on this finding.
すなわち、本発明に係る輝度回復方法は、水銀の蒸気中での放電を利用した冷陰極管の輝度を回復させる方法であって、液化した水銀が気化するまで冷陰極管を加熱する、ことを特徴とする。 That is, the luminance recovery method according to the present invention is a method for recovering the luminance of a cold cathode tube using discharge in mercury vapor, and heating the cold cathode tube until liquefied mercury is vaporized. Features .
冷陰極管内の水銀は点灯時間の経過とともに一部が液化し始め、これに伴い発光に寄与する水銀の蒸気が減少するので、輝度が低下する。ここで、液化した水銀が再び気化するまで冷陰極管を加熱すると、蒸気となった水銀は冷陰極管が冷却されても液体に戻ることなく蒸気の状態を保つ。したがって、冷陰極管の輝度をほぼ新品の値にまで回復させることができる。このように、「冷陰極管を加熱するだけ」という簡単な方法で古い冷陰極管を新品同様に再生できるので、冷陰極管の在庫切れや製造中止に関係なく、ユーザの修理の要望に対応できるようになる。また、冷陰極管の再使用が可能になるので、廃棄される冷陰極管も減少する。 Mercury in the cold cathode tube begins to liquefy part in the course of operation, the steam which contributes mercury emission decreases with this, the luminance decreases. Here, when the cold cathode tube is heated until the liquefied mercury is vaporized again, the vaporized mercury maintains the vapor state without returning to the liquid even when the cold cathode tube is cooled. Therefore, the brightness of the cold cathode fluorescent lamp can be restored to a new value. In this way, an old cold cathode tube can be regenerated as a new one with a simple method of “heating the cold cathode tube ”, so that it can meet the user's repair request regardless of whether the cold cathode tube is out of stock or discontinued. become able to. In addition, since the cold cathode tubes can be reused, the number of discarded cold cathode tubes is reduced.
一定温度に設定した恒温槽内に冷陰極管を一定時間放置することにより、冷陰極管を加熱する、としてもよい。恒温槽はどこにでもある設備であるし、恒温槽内に冷陰極管を放置するだけでよいので、極めて簡単に冷陰極管を加熱できる。 The cold cathode tube may be heated by leaving the cold cathode tube in a constant temperature bath set at a constant temperature for a certain period of time . It is a thermostat which is also where the equipment, since it is only necessary to leave the cold cathode tube in a constant temperature bath, can be heated very briefly CCFL.
冷陰極管に接触又は近接する発熱体を誘導加熱装置によって発熱させることにより、冷陰極管を加熱する、としてもよい。発熱体は、導電体又は強磁性体である。このとき、発熱体は冷陰極管を巻回する強磁性体箔であり、誘導加熱装置は高周波磁界を発生させる空芯コイルを有し、強磁性体箔に巻回された冷陰極管を空芯コイル内に挿入する、としてもよい。強磁性体は、渦電流に加えヒステリシス損によっても発熱するので、効率よく発熱させることができる。 By heating by the induction heating device a heating element in contact with or close to the cold cathode tube, heating the cold-cathode tube may be. The heating element is a conductor or a ferromagnetic material. At this time, the heating element is a ferromagnetic foil winding a cold-induction heating device has an air core coil for generating a high-frequency magnetic field, an empty cold cathode tubes wound on a ferromagnetic foil It is good also as inserting in a core coil . The ferromagnetic material generates heat not only due to eddy current but also due to hysteresis loss, so that heat can be generated efficiently.
冷陰極管は、その電極構造によって、熱陰極管のようなフィラメント切れが発生しない。そのため、冷陰極管の寿命は、主に輝度の低下によって決まる。したがって、冷陰極管の輝度を回復させることにより、廃棄される冷陰極管を大幅に減らすことができるので、本発明の効果が最も顕著になる。なお、本発明における冷陰極管は、水銀の蒸気中での放電を利用して発光するもの全てを含み、冷陰極管や熱陰極管に限定されない。 The cold cathode tube does not break the filament like the hot cathode tube due to its electrode structure. Therefore, the life of the cold cathode tube is mainly determined by a decrease in luminance. Therefore, by recovering the luminance of the cold cathode tubes, the number of discarded cold cathode tubes can be greatly reduced, so that the effect of the present invention is most remarkable. In addition, the cold cathode tube in this invention contains all what light-emits using the discharge in the vapor | steam of mercury, and is not limited to a cold cathode tube or a hot cathode tube.
本発明に係る輝度回復装置は、水銀の蒸気中での放電を利用した冷陰極管の輝度を回復させる装置であって、冷陰極管を加熱する加熱手段と、加熱手段によって加熱されている冷陰極管に通電することにより冷陰極管を点灯させる通電手段と、通電手段によって通電されている冷陰極管の輝度を測定する輝度測定手段と、輝度測定手段で測定された輝度に基づき加熱手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。このとき、制御手段は、輝度測定手段で測定された輝度が一定以上になると、加熱手段による冷陰極管の加熱を停止させる機能を有する。本発明に係る輝度回復装置によれば、輝度が低下した冷陰極管を自動的に一定の輝度まで回復させることができる。 Cold luminance recovery device according to the present invention is a device for restoring the brightness of the cold cathode tube using a discharge in mercury vapor, and heating means for heating the cold cathode tube, which is heated by the heating means energizing means for lighting the cold cathode tube by energizing the cathode tube, a brightness measuring means for measuring the luminance of the cold cathode tube which is energized by the energizing means, the heating means based on the luminance measured by the luminance measuring means And a control means for controlling . At this time, the control unit has a function of stopping the heating of the cold cathode tube by the heating unit when the luminance measured by the luminance measuring unit becomes a certain level or more . According to the luminance recovery device of the present invention, it is possible to automatically recover a cold cathode tube having reduced luminance to a certain luminance.
本発明によれば、冷陰極管を加熱するだけという極めて簡単な方法によって、古い冷陰極管の輝度を回復させることができるので、冷陰極管の再使用を実現できる。したがって、冷陰極管の在庫切れや製造中止に関係なく、ユーザの修理の要望に対応できるので、ユーザに対するサービスを向上できる。また、冷陰極管の再使用化によって、廃棄される冷陰極管を減らすことができるので、資源の有効利用が図れるとともに、環境保全にも大きく貢献できる。 According to the present invention, by an extremely simple method of simply heating the cold-cathode tube, it is possible to restore the brightness of the old cold-cathode tube, it is possible to realize a re-use of the cold cathode tube. Therefore, it is possible to respond to the user's repair request regardless of whether the cold cathode tube is out of stock or discontinued, and the service to the user can be improved. Moreover, the reuse of the cold cathode tube, it is possible to reduce the cold-cathode tube to be discarded, along with can be effectively utilize resources, it can contribute significantly to environmental protection.
図1は、本発明に係る輝度回復方法の第一実施形態を示す概念図である。以下、この図面に基づき説明する。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a luminance recovery method according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing.
まず、表示画面が暗い又は映らない等のLCD表示障害を有する端末モニタ1を用意する。そして、端末モニタ1を分解してLCDモジュール2を取り出し、LCDモジュール2を分解してバックライトの冷陰極管5を取り出す。
First, a
続いて、冷陰極管5に接続されている被覆リード線3を、コネクタ4とともに取り外す。そして、残った冷陰極管5を恒温槽6に入れ、一定時間の加熱を施す。その時間の経過後、冷陰極管5に被覆リード線3を再接続して、これらをLCDモジュール2に組み込むことにより、再度モジュール化する。
Subsequently, the covered
最後に、LCDモジュール2の表示画面の輝度が復活したことを確認後、そのLCDモジュール2を端末モニタ1に組み込む。これにより、再び端末モニタ1の使用が可能となる。
Finally, after confirming that the brightness of the display screen of the
図2乃至図4は、冷陰極管5を示す断面図である。以下、これらの図面に基づき、冷陰極管5の発光原理、発光減衰及び輝度回復を説明する。
2 to 4 are cross-sectional views showing the
図2に基づき、発光原理について説明する。冷陰極管5のガラス管7の内壁面には、発光体となる蛍光体8が薄くコーティングされている。ガラス管7の内部には、気体状の水銀9とアルゴン及びネオンからなる不活性ガス10とが封入されている。ガラス管7の両端には、モリブテン又はタングステンからなる電子放出電極11が設けられている。電子放出電極11には、外部電極12によってガラス管7の外部から電力が供給される。
The light emission principle will be described with reference to FIG. The inner wall surface of the
そして、図示しないインバータ(外部電源回路)で作られた約1kVかつ50kHzの交番電界を外部電極12に印加すると、この電界によって電子放出電極11から電子13が発生する。すなわち放電状態になることによって、ガラス管7内に浮遊している気体状の水銀9に電子13がぶつかって、水銀9から紫外線14が放出される。そして、紫外線14が発光に必要なエネルギーを蛍光体8に与えると、蛍光体8は励起して発光する。一般的に、冷陰極管の発光原理は、家庭用でも工業用でも同じである。
When an alternating electric field of about 1 kV and 50 kHz generated by an inverter (external power supply circuit) (not shown) is applied to the
図3に基づき、発光減衰について説明する。長期間の点灯によって、ガラス管7内に含まれる気体状の水銀9が、徐々に液体状の水銀15となる。液状化の原因としては、電子放出電極11から出る塵、ガラス管7の管壁に沿った部分的な温度低下、インバータの交番電界波形の偏り等が考えられる。その結果、気体状の水銀9の減少に伴い紫外線14も減少するために、遂には寿命症状に至る。
The light emission attenuation will be described with reference to FIG. The
図4に基づき、輝度回復について説明する。液状化した水銀15は、外部から加熱することにより、気体状の水銀9に戻すことができる。一度気体状に戻った水銀9は冷えても液体状にはならず、これにより輝度の復活が可能になることを確認した。
The luminance recovery will be described based on FIG. The liquefied
図5は、冷陰極管5についての加熱温度及び時間と輝度上昇率との関係を示すグラフである。以下、図1及び図5に基づき説明する。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the heating temperature and time for the
図1に示すように恒温槽6に冷陰極管5を入れ、加熱温度及び時間を変化させた結果、図5に示すように輝度上昇が確認された。図5では、この輝度上昇を無発光状態から新品初期輝度までの比率で表した。この加熱温度は、水銀の沸点である356.58℃近傍で、20〜30分が最適であることも確認された。すなわち、350±20℃に設定した恒温槽6に、20分以上かつ30分以下、冷陰極管5を放置することにより、冷陰極管5の輝度を効果的に回復することができる。ただし、新品初期輝度まで復活させることはできないことがわかった。これは、ガラス管が紫外線によって変色してしまうため、冷陰極管5の光透過率が減少するためである。
As shown in FIG. 1, the
図6は、本発明に係る輝度回復方法の第二実施形態を示す概念図である。以下、この図面に基づき説明する。 FIG. 6 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the luminance recovery method according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing.
本実施形態では、輝度寿命に至った冷陰極管5を強磁性体箔20で巻き、これらをコイル状につくられた高周波リング筒17(すなわち空芯コイル)の中に入れ、高周波リング筒17を高周波電源18によって通電することにより、局部的に冷陰極管5を加熱する。つまり、高周波リング筒17及び高周波電源18は、誘導加熱装置を構成している。
In the present embodiment, the
まず、表示画面が暗い又は映らない等のLCD表示障害を有する端末モニタ1を用意する。そして、端末モニタ1を分解してLCDモジュール2を取り出し、LCDモジュール2を分解してバックライトの冷陰極管5を取り出す。
First, a
続いて、冷陰極管5を包むように、鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性体箔(フォイル)20を巻きつける。強磁性体箔20の市販品として、大日本インキ化学工業製パイロフォイルを使用した。
Subsequently, a ferromagnetic foil (foil) 20 made of iron, nickel, cobalt or the like is wound so as to wrap the
続いて、高周波リング筒17内に、強磁性体箔20を巻いた状態の冷陰極管5を入れて、誘導加熱を行う。発熱体は、強磁性体箔20である。このとき、冷陰極管5はインバータ19に接続して点灯状態にする。強磁性体箔20は、渦電流に加えヒステリシス損によっても発生するので、効率よく発熱させることができる。なお、加熱対象である冷陰極管5内の水銀は、微量であることにより渦電流が発生しないので、自ら発熱することはない。
Subsequently, the
高周波電源18は、出力30kWかつ80kHzの設定とする。高周波リング筒17に電流を流すことにより、強磁性体箔20が2〜3秒で350℃まで上昇し冷陰極管5を加熱し始める。この状態で、冷陰極管5の端部の輝度上昇を色彩輝度計(図示せず)により観察しながら、任意の輝度上昇に達したポイントで高周波出力を停止する。
The high
その後、冷陰極管5をLCDモジュール2に組み込み再度モジュール化する。最後に、LCDモジュール2の表示画面の輝度が復活したことを確認後、そのLCDモジュール2を端末モニタ1に組み込む。これにより、再び端末モニタ1の使用が可能となる。
Thereafter, the
なお、強磁性体箔20の代わりに、導電体箔を用いてもよい。この場合は渦電流のみによる発熱となる。
Instead of the
図7[1]は、本発明に係る輝度回復装置の一実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。 FIG. 7 [1] is a block diagram showing an embodiment of a luminance recovery apparatus according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing.
図7[1]に示すように、本実施形態の輝度回復装置100は、輝度が低下した冷陰極管5を加熱する加熱手段101と、加熱手段101によって加熱されている冷陰極管5に通電することにより冷陰極管5を点灯させる通電手段102と、通電手段102によって通電されている冷陰極管5の輝度を測定する輝度測定手段103と、輝度測定手段103で測定された輝度に基づき加熱手段101を制御する制御手段104と、を備えている。
As shown in FIG. 7 [1], the
加熱手段101は、例えば前述した恒温槽や誘導加熱装置である。通電手段102は、冷陰極管5の点灯に必要な電力を供給する電源である。輝度測定手段103は、例えばレンズ、フィルタ、光検出器等からなり、受光した輝度に対応した電気信号を出力する。制御手段104は、例えばマイクロコンピュータ及びそのプログラムからなり、輝度測定手段103から輝度のデータを入力し、そのデータに基づき加熱手段101、通電手段102及び輝度測定手段103に対して制御信号を出力する。
The heating means 101 is, for example, the above-described constant temperature bath or induction heating device. The energizing means 102 is a power source that supplies electric power necessary for lighting the
図7[2]は、輝度回復装置100の動作を示すフローチャートである。以下、図7[1][2]に基づき説明する。
FIG. 7 [2] is a flowchart showing the operation of the
あらかじめ、通電手段12からの配線を冷陰極管5に接続し、加熱手段101で加熱できるように、かつ輝度測定手段103で測定できるように、冷陰極管5を位置付けておく。続いて、制御手段104が次のように動作し始める。まず、加熱・通電・測定を開始する(ステップ201)。そして、サンプリング時間ごとに、輝度が一定以上になったか否かを判断する(ステップ202)。輝度が一定未満であれば加熱・通電・測定を続行する。一方、輝度が一定以上であれば、冷陰極管5の輝度が回復したので、加熱・通電・測定を停止する(ステップ203)。輝度回復装置100によれば、輝度が低下した冷陰極管5を自動的に一定の輝度まで回復させることができる。
The
なお、図示しないが、一定時間が経過しても輝度が一定未満であれば、エラー信号を出力した上で、加熱・通電・測定を停止する。又は、加熱温度を上げて、加熱・通電・測定を続行するようにしてもよい。また、制御手段104は、輝度測定手段103で測定された輝度が一定以上になると加熱手段101による冷陰極管5の加熱を停止させる機能を有していればよく、通電手段102及び輝度測定手段103に対する制御については他の手段に任せるようにしてもよい。
Although not shown, if the luminance is less than a certain value even after a certain period of time, an error signal is output and heating / energization / measurement is stopped. Or you may make it raise heating temperature and to continue heating, electricity supply, and a measurement. The
なお、本発明は、いうまでもなく、上記各実施形態に限定されない。例えば、冷陰極管に代えて、家庭用の蛍光ランプや高輝度の水銀灯にも、本発明を適用可能である。 Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the present invention can be applied to a household fluorescent lamp or a high-intensity mercury lamp instead of a cold cathode tube.
5 冷陰極管
6 恒温槽
7 ガラス管
8 蛍光体
9 水銀(蒸気)
10 不活性ガス
11 電子放出電極
12 外部電極
13 電子
14 紫外線
15 水銀(液体)
17 高周波リング筒(空芯コイル)
18 高周波電源(誘導加熱装置の一部)
20 強磁性体箔
100 輝度回復装置
101 加熱手段
102 通電手段
103 輝度測定手段
104 制御手段
5
10
17 High-frequency ring cylinder (air-core coil)
18 High frequency power supply (part of induction heating device)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
この加熱されている前記冷陰極管に通電することにより当該冷陰極管を点灯させ、
この通電されている前記冷陰極管の輝度を測定し、
この測定された輝度が一定以上になると、前記冷陰極管の加熱を停止する、
ことを特徴とする冷陰極管の輝度回復方法。
Heating the cold cathode tube,
The cold cathode tube is turned on by energizing the heated cold cathode tube,
Measure the brightness of the cold cathode tube that is energized,
When the measured luminance is above a certain level, the heating of the cold cathode tube is stopped.
A method for recovering the brightness of a cold cathode tube .
この加熱手段によって加熱されている前記冷陰極管に通電することにより当該冷陰極管を点灯させる通電手段と、
この通電手段によって通電されている前記冷陰極管の輝度を測定する輝度測定手段と、
この輝度測定手段で測定された輝度に基づき前記加熱手段を制御する制御手段と、を備え、
この制御手段は、前記輝度測定手段で測定された輝度が一定以上になると、前記加熱手段による前記冷陰極管の加熱を停止させる機能を有する、
ことを特徴とする冷陰極管の輝度回復装置。 Heating means for heating the cold cathode tubes ;
Energizing means for lighting the cold cathode tube by energizing the cold cathode tube heated by the heating means;
A luminance measuring means for measuring the luminance of the cold cathode tube that is energized by the energizing means;
Control means for controlling the heating means based on the brightness measured by the brightness measuring means ,
This control means has a function of stopping the heating of the cold cathode tube by the heating means when the brightness measured by the brightness measuring means becomes a certain level or more.
A brightness recovery device for a cold cathode tube .
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