Осветительная панель

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для освещения дисплеев Сущность изобретения, устройство содержит прозрачные пластины 12,3, спаянные по кромке, прокладку 4, газоразрядные емкости 7 и 7 и 7. прозрачные опоры 10 и 10 и 10. Нижняя поверхность 17 нижней пластины 3 профилирована и покрыта отражающим слоем 18 Электроды 11 и 12 вызывают вызывают разряд в верхней газоразрядной емкости. Электроды 13 и И могут быть использованы для независимого возбуждения разряда в нижней емкости 7. 2 элфлы, 5 ил.

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товариым знакам (21) 5001137/24 (22) 15.07.91

{31) 90 15575

{32) 16.0?.90

{ЗЗ) GB (46) 30.11.93 Бюл. ¹ 43 — 44

{l1) Смитс Индастриз ПЛС (GB)

{72) Нейл Энтони Фокс(68) (73) Смитс Индастриз ПЛС (GB) . (54) ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ

{57) Изобретение относится к автоматике и вычис— лительной технике и может быть использовано для (В) RU (1Ц 2ОО4О16 С1 (51) 5 609 F13 00 освещения дисплеев Сущность изобретения: устройство содержит прозоачные пластины 12,3, спаянные по кромке, прокладку 4, газоразрядные емкости 7 и 7 и? . прозрачные опоры 10 и 10 и 10 .

Нижняя поверхность 17 нижней пластины 3 профилирована и покрыта отражающим слоем 18. Электроды 11 и 12 вызывают. вызывают разряд в верхней газоразрядной емкости. Электроды 13 и 14 могут быть использованы для независимого возбуждения разряда в нижней емкости 7 . 2 зпфлы,5 vn.

2004016

Изобретение относится к осветительным панелям, включающим первую верхнюю пластину, прозрачную для видимого излучения, вторую пластину, спаянную с первой по ее кромке, первую газоразрядную емкость с пониженным давлением между нижней поверхностью первой пластины и верхней поверхностью второй пластины, причем первая и вторая пластины поддерживаются в рамках их кромок по меньшей мере одним поддерживающим элементом внутри первой газоразрядной емкости, и электроды, которые осуществляют разряд и излучение внутри газоразрядной емкости.

Во многих случаях требуется равномерное освещение большой пощади, например, при подсветке приборов. Предпочтительнее, чтобы освещение имело высокую интенсивность, устройство при этом должно иметь незначительное рассеивание энергии и тепла и быть компактным и легким. флюоресцентное освещение, nðè котором свет генерируется фотоионизацией фосфорного слоя а газоразрядной трубке, идеально подходит для этого; Однако, если необходимо равномерное освещение большой площади, требуется использовать несколько флюоресцентных трубок, расположенных параллельно друг другу,.либо использовать изогнутую трубку, чтобы обеспечить равномерное распределение света. Известен дисплей, в котором параллельные трубки образованы на плоской панели посредством стенок, разделяющих панель на отдельчые разрядные «онтуры, каждый из которых имеет свой собственный электрод. Изогнутая трубка аналогично образуется стенками, определяющими изогнутый контур между двумя Электродами.

Как правило, необходимо применять диффузоры, размещенные перед такими констру«.циями . для обеспечения . более равномерного освещения. Зтого однако недостаточно для обеспечения освещения, которое распределяется с необходимой для некоторых случаев равномерностью, из-за наличия стенок.

Плоскопанельное флюоресцентное устройство образовано двумя стеклянными пластинами, наружные поверхности которых покрыты фосфором. Пластины удалены друг от друга и спаяны по кромкам, пространство между пластинами разрежено.

Электроды располагаются вдоль противоположных кромок внутри пространства между пластинами так. чтобы между ними мог происходить разряд. Недостаток таких конструкций заключается в том, что ввиду пониженного давления внутри устройства пластины должны быть относительно тол5

10 стыми, с тем чтобы противостоять разности давлений внутри устройства и в окружающей среде, Вследствие этого устройство будет относительно тяжелым и массивным.

Хотя плоскопанельные лампы в целом более прочны, чем лампы, включающие флюоресцентные трубки, они имеют недостаток, заключающийся в следующем: если лампа выходит из строя, освещение прекращается. Напротив, если лампа включает несколько флюоресцентных трубок, выход из строя одной трубки вызывает лишь снижение уровня освещенности и ее неравномерность, Если такая лампа используется для

15 подсветки дисплея какого-либо прибора, тв«ое неравномерное освещение может делать изображение на дисплее нечетким в некоторых местах. В ряде случаев, например в дисплеях авиационных приборов, 20 крайне важно, чтобы лампа давала некоторое избыточное освещение, либо было предусмотрено дублирование, с тем чтобы обеспечить адекватное освещение на случай выхода из строя главной лампы, Дубли25. рующая лампа .должна обеспечивать достаточно равномерное освещение, чтобы изобра>кение на дисплее было четким.

Цель изобретения заключается в обеспечении надежной равномерной освещенности панели

Согласно одному иэ аспектов изобретения предлагается осветительная панель, отличающаяся от известных тем, что включает третью ни>кн10lo пластину, спаянную с второй по кромке, вторую газоразрядную емкость с пониженным давлением между нижней поверхностью второй пластины и верхней поверхностью третьей пластины, причем вторая и третья пластины поддержи40 ваются в рамках их кромок по меньшей мере одним поддерживающим элементом внутри второй газоразрядной емкости, и электроды, которые осуществляют разряд и излуче.. ние внутри второй газоразрядной емкости, а также тем, что вторая пластина прозрачна для видимого излучения, вследствие чего по меньшей мере часть излучения, происходящего во второй газоразрядной емкости, передается через вторую и первую пластины о0 таким образом, что освещение может быть обеспечено панелью даже тогда, когда разряд в первой газоразрядной емкости не происходит.

Поддерживающие элементы предпоч55 тительно должйы быть из лучепропускающего материала и могут вь flgflHATbcR в виде двух одинаковых порядков опор между первой и второй пластинами и межу второй и третьей пластинами. Опоры могут быть отделены друг от друга плоскими областями

2004016 на поверхности пластин, имеющими фосфорное покрытие в первой и второй газоразрядных емкостях, и плоскими областями на второй пластине, не имеющими вообще или имеющими более тонкое фосфорное покрытие по сравнению с другими поверхностями в первой и второй газоразрядных емкостях, вследствие чего излучение может проникать более свободно через эти плоские области.

Вторая пластина может иметь опоры, образующие единое целое с пластиной на противоположных сторонах. Она предпочтительнее выполняется из материала, прозрачного для ультрафиолетового излучения.

Три пластины предпочтительно выполнять из аналогичного материала, Третья пластина предпочтительнее должна быть прозрачна для видимого излучения. Панель включает отражатель, примыкающий к наружной поверхности третьей пластины, расположенной так, чтобы отражать излучение на панель. Отражатель предпочтительно имеет такую форму, чтобы отражать излучение прежде всего на поддерживающие средства, и может быть сформирован заодно с порядком перевернутых усеченных пирамид.

На фиг.1 изображена панель в плане; на фиг,2 — альтернативная панель в плане; на фиг.3 — панель, поперечный разрез; на фиг.4 — часть панели, вид снизу; на фиг.5 — дисплейное устройство с панелью.

Панель включает три плоские параллельные прямоугольные пластины 1 — 3, каждая из которых прозрачная для света. являющегося видимым излучением. Электрически изолирующие прокладки 4, которые могут быть образованы стеклянными стержнями, помещены между пластинами 1 и 2 и пластинами 2 и 3 по их кромкам, чтобы отделить их друг от друга и образовать газонепроницаемое уплотнение между ними.

Пространство между нижней поверхностью

5 верхней пластины 1 и верхней поверхностью 6 промежуточной пластины 2 образует первую газоразрядную емкость 7 и заполнено смесью аргона и паров ртути либо другими газами и газовыми смесями при низком давлении, Пространство между нижней поверхностью 8.промежуточной пластины 2 и

30 верхней поверхностью 9 нижней пластины

3 образует вторую газораэрядную емкость .7 и заполнено аналогичным газом при низ1 ком давлении, Нижняя поверхность 5 верх- 55 ней пластины 1 и верхняя поверхность 6 промежуточной пластины 2 прерваны опорами 10, Опоры 10 имеют квадратное сечение и форму перевернутых пирамид, так что каждая опора имеет вокруг себя четыре грани с развернутыми углами. Ширина каждой опоры, как правило. 0,707 мм. что дает диагональный диаметр по базе 1 мм, угол

Остенки к горизонтали 60, высота 0,433 мм.

Опоры размещены прямыми рядами. на фиг.1 горизонтальными, с промежутками между соседними опорами в ряду, равными диаметру основания опор. Стороны опор 10 наклонены под углом около 45 к краям панели. Опоры 10 в соседних рядах располагаются друг от друга на расстоянии, равном диаметру опор, так, что опоры 10 одного ряда выравнены посредине между опорами соседнего ряда. Кромки соседних рядов соприкасаются так, что пространства между соседними рядами нет, На фиг,2 размещены в ортогональном порядке рядов и колонн, параллельных электродам 11 и 12 и кромкам пластин. Стороны опор 10 расположены параллельно кромкам панели. При таком расположении параллельные контурные пути находятся между двумя электродами 11 и 12 и между рядами опор 10.

Опоры 10 на пластинах 1 и 2 идентичны, вершина каждой опоры на одной пластине выравнена и контактирует с вершиной соответствующей опоры на противоположной пластине. Примыкающие поверхности вершин опор на двух пластинах соединены, например, клейким веществом. имеющим индекс преломления как у стекла, из которого выполнены пластины 1 и 2, Расстояние между двумя пластинами, следовательно, равняется сумме высот опор на двух пластинах, Нижняя поверхность 8 промежуточной пластины 2 и верхняя поверхность 9 нижней пластины 3 аналогично прерваны опорами

10, которые выравнены с опорами 10.

Вдоль противоположных вертикальных сторон внутри каждой из двух гамп,-:азрядных емкостей 7 и 7 установлены две пары электродов 11, 12 и 13, 14. соответственно, которые вплавлены в прокладки 4 и имеют электропроводник, вы""îäÿùèé через прокладку, через который может подаваться напряжение. Каждый электрод проходит практически через всю длину одной стороны панели под прямыми углами и через концы всех рядов опор 10. Электроды предпочтительно не накаливаются, таким образом, панель образует два отдельных газоразрядных устройства с катодом холодного типа. В альтернативных устройствах можетбыть использован электрод с катодом накального типа. Электроды могут быть образованы толстым проводящим покрытием на прокладках 4, 2004016 покрываются, например, методом погружения одним или более слоями 15 фосфора 5 фОсфором либО па к р ы в а ютс я тОнким слоем менее оптимального для преобразования ультрафиолетового излучения в видимое, зтат слой тоньше покрытия на наклонных,15 стенках опор 10 и 10, Таким а4раэам, мак- .

1 симальн ый объем излучения. абразу ащега.ся в. нижней грзаразряднай емкости 7, .проходит через промежуточную пластину 2, пластины 1 пааская и прямая, внешняя нижняя поверхйость: 17 нижней пластиньч 3 прафилирОвзнз и Покрыта Отражающим слоем

18. Нижняя поверхность 17 срезана таким:

:,образом, чта-излучение, падающее. на атра- 25 жающий слой, .Отражается прздпочтительнее в апбры 10, чем ма плоские области паверхнастй 9, т.е. нижняя паврхнасть срезана так, чтобы.образовать порядок перевернутых мелких усечанных пирамид Я с 30

- квадратик основанием, которые выравне- ны.с Опарами 16 так, чта- плоская вершина

20 каждой пирамиды выравнена с центром каждой опоры. Kai< правила, плоская вершина 20 пирамиды Яимеет татже размер, что 35 и верщина опдр 10, и угол стены а около

18 с нижней пластиной 3. КОтарая имеет толщину 2 мм. Кромка одной пирамиды 19

40. Стенки опор, плоская нижняя поверхность верхней пластины 1 и плоская верхняя поверхность 9 нижней пластины (фиг.5}, который испускает излучение требуемага спектра, когда флюоресцирует пад воздействием ультрафиолетового излучения в гаэоразряднике. Плоские верхняя 6 и нижняя 8 поверхности промежуточной пластины 2 предпочтительно не покрываются

Наружная верхняя поверхность 16 верхней примыкает к кромке соседней пирамиды на каждой из ее четырех сторон, Основание пи@амид 19 больше, чем основание опор 10, наклонные стенки 21 каждой пирамиды наклонены в нагфавлении вышеле>кащей опары..

Панель устанавливают под дисплеем 22 самалетногаприбара (фиг,5), например матричным дисплеем на жидких кристаллах.

Электроды 11-14 подведены к источнику 23 питания, который в нормальном состоянии предназначен для подачи высокого напряжения талька между двумя электродами 11 и 12, на не между электродами 13 и 14, В этом случае разряд происходит только в первой емкости 7, Источник 23 питания контролирует осуществление разрядов в первой емкасти 7 и в случае выявления сбоя в разрядах автоматически отключает электроды 11 и 12 от питания и вместо этого подает напряжение разряда на электроды 13 и 14 ва второй разрядной емкОСти 7. Ручной переключатель 24 может быть предусмотрен, чтобы дать воэможность потребителю подключать питание либо к одной, либо к двум парам электродов. В этом случае, если разряд между двумя верхними пластинами 1 и

2 прерывается, лампа имеет избыточность, при которой освещение мажет образовываться от разряда между двумя нижними пластинами 2 и 3.

Напряжение, задающееся на электроды 11 и 12 или 13 и 14, достаточно, чтобы вызвать разряд впанели,,который,,в свою очередь, вызывает флюоресциравание фОСфорнаго слоя 15, Разряд между электродами приводит к возникновению плазмы, которая не ограничена какими.-либо внутренними барьерами в панели и, следовательно, равномерно распределяется в ней вокруг опор 10. Свет, испускаемый фосфорным слоем 15, движется как в газоразрядную емкость 7 или 7, так и в.стеклянный

: материал, поддерживающий фосфорный слой, как эта показано на фиг,5, Наклонные стенки опор 10 вынуждают свет, поступающий в опоры, в конечном итоге, Отражаться к противоположной поверхности соответствующий пластины. Б этой связи предпачти. sельнее, чтобы стенки или стороны опор были наклонены так, что угол, при котором они встречаются с поверхностью пластины, должен составлять менее 90, Свет, поступающий в верхнюю пластину 1, поднимается с поверхности 16 и подсвечивает дисплей 22. Часть света, образованного разрядом в емкости 7, входит в промежуточную пластину 2. Определенная часть этого света зеркально отражается фосфорным слоем 15 на нижней поверхности 8 араме>куточной пластины 2 в направлении к верхней пластине 1. Часть света проходит через фосфорный слой 15 и . поступает в нижнюю пластину 3, Часть света поступает в нижнюю пластину непосред. ственно через опоры 10 и 10.

5 Свет, падающий на ни>кнюю поверхность 17 нижней пластины 3, отражается слоем 18 предпочтительнее в направлении опар 10, нежели в направлении плоских обl ластей поверхности 9 вокруг опор. Напри0 мер, любой свет, образующийся посредством эмиссии из фосфора в плоских областях поверхности 9, который следует вертикально вниз через толщу нижней пластины 2, падает на одну из наклонных стенок 21 одной из пирамид 19. Свет отра>кается вверх под углом 3G в направлении ближайшей из опор 10. В целом свет падает под множеством различных углов и не весь отражается ь направлении опор. Та часть, которая отражается в направлении

200401 б щаяся тем, что, с целью обес.}е.ен..;; равномерной светопередачи, панель содержит тре; bio пластину, расположенную с

55 зазорам параллельно второй пластине и спаянну1о с ней по периметру пространство между второй и третьей пластина!;,и заполнено Газом при низком давлении, вдоль двух противоположных сторон по периметру второЙ и реть=.é плас ин уста1, ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ, содержащая две пластины, установленные параллельно с зазооом и спаяннь1е по периметру, пространство между пластинами заполнено Газом при низком давлении, вдоль двух противоположных сторон по периметру пластин установлены электроды, между пластинами - опоры, отличаюопор, больше той, которая вырабатывается плоской отражающей поверхностью, Количество света, которое отражается слоем !8 на плоские области поверхности 8 между

Опорами 10, следовательно, меньше коли-! чества, производимого плоским отражающим слоем. Опоры 10 и 10 действуют как

I направляющие для света, которые позволяют значительной его части, отраженной слоем 18, поступать непосредственно в верхнюю пластину 1. Зто является преимуществом, поскольку качество фосфора снижается в условиях яркой освещенности.

Увеличенный уровень излучения, поступающего в опоры 10, может увеличить освещенность фосфорного покрытия на опорах и, следовательно, уменьшить его эффективность. Зто, Однако, не существенно„поскольку при взгляде сверху влдно, что только относительно небольшой вклад вно. сится излучением со стенок опор 10 по сравнению с тем, что дает плоская поверхность между опорами.

Опоры !0 на пластинах 1, 2 и 3 и пирамидальная отража1ощая поверхность 17 мОгут быть изготовлены посредством обычной технологии, напримео химическим травлением, формированием стекла, механической или ионной обработкой либо лазерной абляцией.

Предлагаемая панель, в которой единственная промежуточная Гластина определяет как ни>кнюв поверхность верхней разрядной емкости, так и верхнюю поверхность нижней разрядной емкости, имеет ряд преимуществ. Во-первых, она может бь ть тоньше и компактнее, чем аналогичная лампа, изготовленная посредством соединения двух отдельных плоских панельных ламп. Зффективность передачи света через промс>куточную пластину высока, поскольку отсутс гвуют барьеры внутри пластин! i, на которых может происхоцить отражение, рефракция или абсорбция, Противоположные поверхности проме>куточной пластины могут производиться в высокой степени параллельныMИ по сравнениtQ с аналогичным элементом, изготавливаемым путем соединения двух пластин. Это существенно для

Формула изобретения обеспечения максимальной эффективности передачи излучения вдоль опор 10 и 10. !

Выравнивание опор облегчено.

Хотя часть света, вырабатываемого раэ5 рядом в нижней емкости 7, ослаблена при

I прохождении через фо" ôîðíûé слой 15 в верхней разрядной емкости 7, количество света, поднимающегося с верхней поверхности 16 лампы, достаточно для нужд под

10 светки. Если промежуточная пластина 2 выполнена из стекла, проэрач;aro для ультрафиолетовсro излучения, то выработанное в одной из гаэаразрядных емкостей ультрафиолетовое излучение может всзбуждать

15 Осфорное покрытие в д! yrai га=ооазрядhQA емкости. Зто м;.-.жет1 ыть- использовано

ДЛЯ Уоали-ICHIi>", КОЛ11ЧЕСтеа ВИДИ11ОГО ИЗЛУ чечия вырабатываюц Гпся раэрч40bi 9

-! ни>кней емкости т . Предпоч титель;-:эе. что20 бы Вср три пл1стины были cb!I!oilHBHbi l13

ОДНОГО ЫатЕР:.1с}ла, ОДНахо, eC!iИ ПРО!4ЕХ<Уто1ная пластина 2 выпо:иена из материала, отличного от ма.ериала верхней пластины 1 и нижней пластины Э, нэобходимо подго25 нять ее к верхней и н, !<Ней пластинам с учетом термального расширения. Быр- батЫВаЕМОЕ ОСВЕШЕНИЕ раВ1ГОМЕрно рае::ределяется ПО .1о .}ерхности:!анели, н -,illr::-„q локалы!ьх изл енений интен-ив-i:.::,-.и 1-еж30 ду областями, 11="ходя!: 1.".ь с:.: Нлд Опора" и, и Областями, скружа Ощим "; с}парь, Не Збяэа)ельно В Ir;<>r нять Г1рьл.;.;:,i ну О пластину как одно целое е апорлми, это мо>кет быть плоская пластина, г;оверхности

35 которой касаются вершин Опор на верх!; 11 и нижней пластинах.

Лампы такоГО типа мою ут, в частности, испольэоватьсч для Освеще1!!!я д.1сплее.., где требуется и."быто:1нге освегцение, одна40 ко они могут быть использованы та..>."r;. Например, для комнатного Освещения, когда необходима подсветк"-. Ценно то, -iòî i-.-аряд может Осу!цвствляться в Обои"..::-.зря;,. ..ых емкостях одновременне, ко-g,à

45 требуется повыше! 1Гая Qc, : åLI.=ííàcòb. (Ä8) Заявка Япснип N 5g-;,46, ": к1: 1; 0gi Г

g/0i0, 1g64.

3ая в!<а РСТ Ч87/04582, кл, Н 01 J 61/30, 1987.

50 т1

2004036 новлены дополнительные электроды, между второй и третьей пластинами дополнительные опоры, вторая пластина, опоры и дополнительные опоры выполнены прозрачными, 2. Панель по п,1, отличающаяся тем, что на внутренние поверхности первой и третьей пластин нанесено фосфорное покрытие, а пластины и опоры выполнены из прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, 3. Панель по пп,3 и 2, отличающаяся

5 тем, что внешняя поверхность третьей пластины профилирована и на нее нанесено отражающее покрытие.

2004016

18

Тираж .Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Рауяская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Редактор

Заказ 3325

Составитель Нейл Энтони Фокс

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор M.Ïåòðîâà