Осветительная панель

ЗО ИК ПАТЕНТУ Ж Г митет Российской Федерации патентам и товариым знакам(1) Смитс Индастриз ПЛС (ОВ)(3) Смитс Индастриз ПЛС (ОВ) .(5) Изобретение относится к автоматике и вычилительной технике и может быть использовано дл(51) 5 009 Р 13 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 1 нижней пластины 3 профилирована и покрыта отражаоцим 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 ил.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, при котором свет генерируется фотоионизацией фосфорного слоя в 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 контуры, 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 конструк.- 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 тол 5 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, такое неравномерное освещение может делать изображение на дисплее нечетким в некоторых местах. В ряде случаев, например в дисплеях авиационных приборов,20крайне важно, чтобы лампа давала некоторое избыточное освещение, либо было предусмотрено дублирование, с тем чтобы обеспечить адекватное освещение на случай выхода из строя главной лампы, Дубли. рующая лампа должна обеспечиватьдостато гно равномерное освещение, чтобы изобракение на дисплее было четким,Цель изобретения заключается в обеспечении надежной равномерной освещенности панелиСогласно одному иэ аспектов изобретения предлагается осветительная панель, отличающаяся от известных тем, что включает третью нижнюю пластину, спаянную с втоЗ 5 рой по кромке, вторую газоразрядную емкость с пониженным давлением между нижней поверхностью второй пластины и верхней поверхностью третьей пластины, причем вторая и третья пластины поддержи ваются в рамках их кромок по меньшей мереодним поддерживающим элементом внутри второй газоразрядной емкости, и электроды, которые осуществляют разряд и излуче ние внутри второй газоразрядной емкости, 45 а также тем, что вторая пластина прозрачнадля видимого излучения, вследствие чего по меньшей мере часть излучения, происходящего во второй газоразрядной емкости, передается через вторую и первую пластины 0 таким образом, что освещение может бытьобеспечено панелью даже тогда, когда разряд в первой газоразрядной емкости не происходит.Поддерживающие элементы предпоч тительно должйы быть из лучепропускающего материала и могут выполняться в виде двух одинаковых порядков опор между первой и второй пластинами и межу второй и третьей пластинами, Опоры могут бь 1 ть отделены друг от друга плоскими областямина поверхности пластин, имеющими фосфорное покрытие в первой и второй газо- разрядных 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 10 15 имеет такую форму, чтобы отражать излучение прежде всего на поддерживающие 25 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 30 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 газо- непроницаемое 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 верхней поверхностью 9 нижней пластины 3 образует вторую газораэрядную емкость .7 и заполнено аналогичным газом при низком давлении, Нижняя поверхность 5 верх 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 выраанены с опорами 10. Вдоль противоположных вертикальных сторон внутри каждой из двух гаго,-:азрядных емкостей 7 и 7 установлены две пары электродов 11, 12 и 13, 14. соответственно, которые вплавлены в прокладки 4 и имеют электропроводник, выходящий 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, 2004016покрываются, например, методом погружения одним или более слоями 15 фосфора 5 фосфором либо покрываются тонким слоем менее оптимального для преобразования ультрафиолетового излучения в видимое, этот слой тоньше покрытия на наклонных,15 стенках опор 10 и 10, Таким образом, мак- . симальн ый обьем излучения. образуащего.ся в. нижнем газоразрядной емкости 7, .проходит через промежуточную пластину 2,пластины 1 паоская и прямая, внешняя нижняя помрхйость:17 йижней пластины 3 профилирОвзнз и покрыта ОтрВжающим слоем 18 Нижняя аоверхность 17 срезана таким: , образом, что излучение, падающее на отра жающий слой, отражается прздпочтительнее в опбры 10, чей ма плоские области поверхнастй 9, т,е. нижняя поверхность срезана так, чтобы. образовать порядок пере. вернутых мелких усечанных пирамид Я с 30 квадратик основанием, которые выравне-ны с опорами 16 так, что плоская вершина 20 каждой пирамиды выравнена с центром каждой опоры, Как правило, плоская вершина 20 пирамиды Яимееттотжеразмер, что 35 и верщина опор 10, и угол стены а около 18 о нижней пластиной 3. которая имеет толщину 2 мм. Кромка одной пирамиды 19 4 О. Стенки опор, плоская нижняя поверхность верхней пластины 1 и плоская верхняя поверхность 9 нижней пластины(фиг.5), который испускает излучение требуемого спектра, когда флюоресцирует под воздействием ультрафиолетового излучения в газоразряднике. Плоские верхняя 6 и нижняя 8 поверхности промежуточной пластины 2 предпочтительно не покрываются Наружная верхняя поверхность 1 б верхней примыкает к кромке соседней пирамиды на каждой из ее четырех сторон, Основание пврамид 19 больше, чем Основание опор.10,наклонные стенки 21 каждой пирамиды наклонены в направлении вышелекащей опоры. Панель устанавливают под дисплеем 22 самолетного прибора 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 только между двумя электродами 11 и 12, но не между электродами 13 и 14, В этом случае разряд происходит только в первой емкости 7, Источник 23 питания контролирует осуществление разрядов в первой емкОсти 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 двумпарам электродов. В этом случае, если разряд между двумя верхними пластинами 1 и2 прерывается, лампа имеет избыточность,при которой освещение мажет образовываться от разряда между двумя нижнимипластинами 2 и 3,Напряжение, подающееся на электроды 11 и 12 или 13 и 14, достаточно, чтобывызвать разряд в панели, который, в своюочередь, вызь 1 вает флюоресциравание фосфорного слоя 15, Разряд между электродами приводит к возникновению плазмы,которая не ограничена какими;либо внутренними барьерами в панели и, следовательно, равномерно распределяется в нейва)сруг опор 10. Свет, испускаемый фосфорным слоем 15, движется как в газоразрядную емкость 7 или 7, так и в.стеклянный: материал, поддерживающий фосфорныйслой, как это показано на фиг,5, Наклонныестенки опор 10 вынуждают свет, поступающий в опоры, в конечном итоге, отражатьсяк противоположной поверхности соответствующий пластиньь Б этой связи предпочти. ельнее, чтобы стенки или стороны опорбыли наклонены так, что угол, при которомони 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 зеркальноотражается фосфорным слоем 15 на нижнейповерхности 8 прамекуточнай пластины 2 внаправлении к верхней пластине 1, Частьсвета проходит через фосфорный слой 15 ипоступает в нижнюа пластину 3, Часть света поступает в нижнюю пластину непосред. ственно через опоры 10 и 10.5 Свет, падающий на никнюю поверхность 17 нижней пластины 3, отражаетсяслоем 18 предпочтительнее в направленииопар 10, нежели в направлении плоских областей поверхности 9 вокруг опор. Напри 0 мер, любой свет, образующийсяпосредством эмиссии из фосфора в плоскихобластях поверхности 9, который следуетвертикально вниз через толщу нижней пластины 2, падает на одну из наклонных стенок 21 одной из пирамид 19. Светатракается вверх под углом 36 в направлении ближайшей из опор 10. В целом светпадает пад множеством различных углов ине весь отражается в направлении опор. Тачасть, которая отражается в направлении200401 б щаяся тем, что, с целью абеспе.ен. я равномерной светапередачи, панель содержит тре; ьо пластину, расположенную с 55 зазором параллельно второй пластине испаянну,о с ней по периметру пространство между второй и третьей пластинами заполнена Газам при низком давлении, вдоль двух противоположных сторон по периметру второй и -ретьей пластин уста 1, ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ, содержащая две пластины, установленные параллельно с зазоаом и спаянные по периметру, пространства между пластинами заполнено Газом при низком давлении, вдаль двух противоположных сторон по периметру пластин установлены электроды, между пластинами - Опоры, отличаюопор, больше той, которая вырабатывается плоской отражающей поверхностью, Количество света, которое отражается слоем 18 на плоские области поверхности 8 между опорами 10, следовательно, меньше количества, производимого плоским отражающим слоем. Опоры 10 и 10 дгействуют как направляющие для свето, 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 опарах и, следовательно, уменьшить ега эффективность, Зто, Однако, не существеннапоскольку при взгляде сверху видно, чта только относительно небольшой вклад вно. сится излучением со стенок опор 10 па сравнению с тем, что дает плоская поверхность между опорами.Опары 10 на пластинах 1, 2 и 3 и пирамидальная атражаОщая 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 нижнюю поверхность верхней разрядной емкости, так и верхнюО поверхность нижней разрядной емкости, имеет ряд преимуществ, Во-первых, ано может бь ть тоньше и компактнее, чем аналогичная лампа, изготовленная посредствам соединения двух отдельных плоских панельных ламп, Зффективность передачи света через промскуточную пластину высока, поскольку отсутствуют барьеры внутри пластин , на которых может происхоцить отражение, рефракция или абсорбция, Противоположные поверхности промекутачнс,й пластины могут производиться в вьсокай степени параллельными по сравнениа с аналогичным элементом, изготавливаемым путем соединения двух пластин. Зта существенно для Формула изобретения обеспечения максимальной эффективностипередачи излучения вдоль опор 10 и 10.Выравнивание опар облегчена,Хотя часть света, вырабатываемого раэ 5 рядом в нижней емкости 7, ослаблена припрахакдении через фосфорный слой 15 вверхней разрядной емкости 7, количествосвета, поднимающегося с верхней поверхности 16 лампы, достаточна для нужд под10 светки. Если промежуточная пластина 2выполнена из стекла, прозрачного для ультрафиолетовсго излучен.я, та выработанноев одной из гаэаразрядных емкостей ультрафиолетовое излучение может всзбуждать15 фосфорное покрытие в другой га:аразрядНай ЕМКОСТИ, Зта Мажвт бЫть ИСПОЛЬЭОВападля уоеличения количества вРДимага излучения вы рабаты вающэГася раэря 4 ам аИкней емкости. Предпоч гительнэе, чта 20 бы все тэи плостинь бьли вьполнень иэОДНОГО ЫатЕРИЛа, ДНаха, ЕСЛИ ПСОМЕХСУточная пластина 2 выполнена из материала,отличного ат ма. ериала веохней пластины 1и нижней пластины 3, необходисфа подго 25 нять ее к верхней и н,.Ней пластинам сучетом термальнага расширения. Вырабатываемое а вешение ровГомерна расг:рделяется ПО Оверхнасти анели, н.-,читаялокальньх изменений РНте,сивь:":,Ги меж 30 ду областями, ч="хадяе:имис:.: н .в опора;, и,и областями, скружа ащим; сПарь,Не абяза тсльна В Зпалнять ГорележУтсную пластину как одно целое с опорами, этамакет быть плоская пластина, поверхности35 которой касаются вершин Опар на верхнейи нижней пластинах,Лампы такОГО тига маут, в частности,испольэаватьсч для Освещеня дисплеевгде требуется избыточное асвегцение, одна 40 ко ани могут быть использованы тахе апример, для комнатного Освещения, когданеобходима подсветка, Ценна та, .ТО;,гэряд мажет Осуществляться в обои",.;зря;ых емкостях одновременне, когда45 требуется павьшенная ос-,.ещеннасть.б) Заявка Япснии К. 59-44682, кл, 1 З 09 ГИ 00, И 84,Заявка РСТ Ч 87/0458., кл, Н 01 Э 61,30,1 Э 87,50новлены 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, и 2, отличающаяся 5 тем, что внешняя поверхность третьей пластины профилирована и на нее нанесено отражающее покрытие..ПетроваРедактор Тираж .Подписно НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5 аз 3325 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Составитель Нейл Техред М,Моргента ни ФоксКорре