Патент на изобретение №2170990

(54) ПЛАЗМЕННЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом является упрощение технологии изготовления электродной системы источника света и за счет этого снижение стоимости плазменного источника света. Плазменный источник света содержит заполненный разрядным газом корпус с прозрачной стенкой, покрытой со стороны внутренней поверхности люминофорным слоем, и расположенную в корпусе систему электродов. Система электродов выполнена в виде ткани, образованной электропроводящими и изолирующими нитями, причем основа ткани образована чередующимися параллельно расположенными изолирующими и электропроводящими нитями, а уток ткани образован изолирующими нитями или наоборот, при этом посредством расположенных вдоль электропроводящих нитей изолирующих нитей зафиксировано расположение электропроводящих нитей относительно друг друга с возможностью формирования пар взаимно независимых адресных электродов. Коэффициент теплового расширения изолирующих и электропроводящих нитей составляет от 0,9 до 1,1 коэффициента теплового расширения стенок корпуса. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к источникам освещения и системам световых экранов.

Известны ртутные люминесцентные лампы, содержащие заполненные разрядным газом колбы из прозрачного стекла, покрытые со стороны внутренней поверхности люминофорным слоем, и расположенную в колбе систему электродов (см. US Re.35,142, кл. H 01 J 5/46, 09.01.1996).

Данные лампы получили наиболее широкое распространение в настоящее время в быту и промышленности. Однако проблема утилизации отработанных источников, являющихся, в силу использования ртути, экологически вредными, а также зависимости их эффективной работы от температуры, а также невозможность организации однородного горения на большой поверхности накладывают ограничение на использование и дальнейшее развитие таких источников света.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является плазменный источник света, содержащий заполненный разрядным газом корпус с прозрачной стенкой, покрытой со стороны внутренней поверхности люминофорным слоем, и расположенную в корпусе систему электродов (см. заявку ЕР 0938128, МПК H 01 J 61/92, 25.08.1999).

Лампы данного типа позволяют получить более равномерное свечение на больших поверхностях и являются экологически более безопасными, однако технология изготовления электродной системы достаточно трудоемка, что приводит к повышению стоимости конечного изделия. Кроме того, не предоставляется возможность обеспечить однородное горение при выполнении лампы с большой поверхностью, например при выполнении лампы с плоской светящейся поверхностью, имеющей диагональ порядка 1 м.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение технологии изготовления электродной системы источника света и за счет этого снижение стоимости плазменного источника света.

Указанная задача решается за счет того, что плазменный источник света содержит заполненный разрядным газом корпус с прозрачной стенкой, покрытой со стороны внутренней поверхности люминофорным слоем, и расположенную в корпусе систему электродов, причем электроды выполнены в виде ткани, образованной электропроводящими и изолирующими нитями, причем основа ткани образована чередующимися параллельно расположенными изолирующими и электропроводящими нитями, а уток ткани образован изолирующими нитями или наоборот, при этом посредством расположенных вдоль электропроводящих нитей изолирующих нитей зафиксировано расположение электропроводящих нитей относительно друг друга с возможностью формирования пар взаимонезависимых адресных электродов.

Электроды могут быть покрыты слоем диэлектрического материала, поверх которого может быть выполнен защитный слой с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии. Электропроводящие нити могут быть образованы металлической проволокой или металлической лентой, изолирующие нити могут быть образованы нитями из стекловолокна, коэффициент теплового расширения изолирующих и электропроводящих нитей может составлять от 0,9 до 1,1 коэффициента теплового расширения стенок корпуса, а люминофорный слой может быть образован люминофорными составами с различным цветом свечения, при этом эти составы образуют систему последовательно расположенных полос с последовательным изменением цвета свечения. Расстояние от электродов до покрытой люминофором прозрачной стенки может составлять более 100 мкм, а прозрачная стенка или несколько стенок могут быть выполнены из стекла.

В ходе проведения исследований было установлено, что выполнение электродов из электропроводящих нитей может существенно снизить стоимость изготовления электродов. Выполнение электродов из нитей позволяет выделить технологию изготовления системы электродов в самостоятельный процесс, который в свою очередь позволяет повысить качество изготовления электродов. Более того, предоставляется возможность одновременно сформировать системы электродов для всего источника света, формировать систему разделительных барьеров (если это требуется, например, при изготовлении многоцветных светящихся экранов), что существенно упрощает технологию сборки источника света и повышает его качество. Всего этого удалось достигнуть за счет выполнения электродов в виде ткани, причем основу ткани составляют расположенные параллельно электропроводящие нити и изолирующие нити, фиксирующие расположение электропроводящих нитей относительно друг друга. Часть изолирующих нитей может иметь большую, чем остальные нити толщину, что позволяет формировать из них при сборке экрана разделительные барьеры. Нити утка ткани, изготовленные из изолирующего материала, фиксируют изолирующие и электропроводящие нити основы. Возможен и другой вариант, когда наоборот основа ткани образована изолирующими нитями, а уток ткани образован чередующимися электропроводящими и изолирующими нитями. Подбором материала нитей, их размера и структуры ткани можно добиться практически любой необходимой структуры системы электродов и необходимых эксплуатационных характеристик. Предоставляется возможность изготавливать источники света практически любой формы, что значительно расширяет область использования данного источника света, например использовать его при создании больших светящихся цветных рекламных панно. Предоставляется возможность использовать в качестве электропроводящих нитей металлические нити или ленты. В качестве изолирующих нитей может быть использовано стекловолокно, причем стекловолокно может иметь характеристики, аналогичные характеристикам стекла, используемого для передней и задней панелей, что также снимает проблему с герметизацией газовой полости экрана. Данная технология изготовления электродной системы позволяет создавать плоские источники света с двумя светящимися по обе стороны плоскими или другой формы сторонами. И одно из главных достоинств состоит в том, что при создании данного источника света можно отказаться от использования ртути, что значительно повышает безопасность использования данного источника света, особенно в быту, в детских и общественных учреждениях.

Таким образом, достигается выполнение поставленной задачи – упрощение технологии изготовления системы электродов, улучшение их эксплуатационных характеристик и за счет этого снижение стоимости плазменного источника света.

На фиг. 1 представлен разрез плазменного источника света с одной светящейся поверхностью, на фиг. 2 представлен вариант выполнения плазменного источника света с двумя светящимися противоположными поверхностями, на фиг. 3 представлена электродная система плазменного источника, выполненная в виде ткани.

Плазменный источник света содержит заполненный разрядным газом 8 корпус 7 с прозрачной стенкой 1, покрытой со стороны внутренней поверхности люминофорным слоем 6, и расположенную в корпусе 7 систему электродов 3. Система электродов 3 выполнена в виде ткани.

Электропроводящие нити ткани образуют электроды 3. Уток ткани образован изолирующими нитями 9, а основа ткани образована чередующимися параллельно расположенными электропроводящими и изолирующими нитями 10, при этом посредством расположенных вдоль электропроводящих нитей изолирующих нитей 10 зафиксировано расположение электропроводящих нитей относительно друг друга с возможностью формирования пар взаимонезависимых электродов. Как отмечалось выше, возможен и другой вариант, когда наоборот основа ткани образована изолирующими нитями 9, а уток ткани образован чередующимися электропроводящими и изолирующими нитями 10.

Электроды 3 могут быть покрыты слоем 4 диэлектрического материала, что позволяет сделать источник света более компактным. На слое 4 диэлектрического материала может быть выполнен защитный слой 5 с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии, что позволяет увеличить яркость свечения источника света. Электропроводящие нити могут быть образованы металлической проволокой или металлической лентой в зависимости от требуемой мощности источника света. В то же время можно выполнить отдельно взятый электрод 3 в виде нескольких рядом уложенных электропроводящих нитей. Изолирующие нити 9, 10 могут быть образованы нитями из стекловолокна. Предпочтительно, чтобы коэффициент теплового расширения изолирующих и электропроводящих нитей составлял от 0,9 до 1,1 коэффициента теплового расширения стенок корпуса 7. Люминофорный слой 6 может быть образован люминофорными составами с различным цветом свечения, при этом эти составы образуют систему последовательно расположенных полос с последовательным изменением цвета свечения, а в источнике света могут быть выполнены разделительные барьеры, что предпочтительно при выполнении многоцветных источников света (на чертеже не показано). При выполнении одностороннего источника света (фиг. 1) задняя стенка 2 корпуса 7 может быть выполнена из непрозрачного материала. При выполнении двухстороннего источника света (фиг. 2) обе стенки выполняются аналогично стенке 1 по фиг. 1, т. е. обе стенки имеют со стороны внутренней поверхности слой люминофора 6. В источнике света выполнены две заполненные разрядным газом 8 полости, а электрод 3 с обеих сторон покрыт слоем 4 диэлектрического материала и с обеих сторон имеется защитный слой 5 с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии. Расстояние от электродов 3 до покрытой люминофором прозрачной стенки 1 может составлять более 100 мкм. Прозрачная стенка 1 или несколько стенок 1 (согласно фиг. 2) могут быть выполнены из стекла.

Плазменный источник света работает следующим образом.

При приложении переменного электрического поля между соседними электродами 3 возникает поверхностный разряд, который приводит к генерации плазмой разрядного тока (атомами Xe) ультрафиолетового излучения, которое в свою очередь возбуждает люминофорный слой и вызывает его свечение в видимом диапазоне.

Данный источник света может быть использован в быту, чистых технических помещениях, применен в качестве светового сигнала в автомобилях, светофорах, а также везде, где требуется источник света нетрадиционной формы, например там, где требуется высокая однородность свечения, что необходимо для подсветки жидкокристаллических экранов мониторов, или где необходима изменяющаяся яркость и цветность свечения источника света, например при изготовлении светящейся рекламы.

Формула изобретения

1. Плазменный источник света, содержащий заполненный разрядным газом корпус с прозрачной стенкой, покрытой со стороны внутренней поверхности люминофорным слоем и расположенную в корпусе систему электродов, отличающийся тем, что система электродов выполнена в виде ткани, образованной электропроводящими и изолирующими нитями, причем основа ткани образована чередующимися параллельно расположенными изолирующими и электропроводящими нитями, а уток ткани образован изолирующими нитями или наоборот, при этом посредством расположенных вдоль электропроводящих нитей изолирующих нитей зафиксировано расположение электропроводящих нитей относительно друг друга с возможностью формирования пар взаимонезависимых электродов, при этом коэффициент теплового расширения изолирующих и электропроводящих нитей составляет 0,9 – 1,1 коэффициента теплового расширения стенок корпуса.

2. Источник света по п.1, отличающийся тем, что электропроводящие нити образованы металлической проволокой или металлической лентой.

3. Источник света по п.1, отличающийся тем, что электроды покрыты слоем диэлектрического материала.

4. Источник света по п.3, отличающийся тем, что на слое диэлектрического материала выполнен защитный слой с высоким коэффициентом вторичной эмиссии.

5. Источник света по п.1, отличающийся тем, что изолирующие нити образованы нитями из стекловолокна.

6. Источник света по п.1, отличающийся тем, что люминофорный слой образован люминофорными составами с различным цветом свечения, при этом составы образуют систему последовательно расположенных полос с последовательным изменением цвета свечения.

7. Источник света по п.1, отличающийся тем, что расстояние от электродов до покрытой люминофором прозрачной стенки составляет более 100 мкм.

8. Источник света по п.1, отличающийся тем, что прозрачная стенка или несколько стенок выполнены из стекла.

РИСУНКИ

PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 5-2002

(73) Патентообладатель:

ООО “Центр прикладных исследований” (RU)

Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 07.12.2001 № 13649

Извещение опубликовано: 20.02.2002

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 20.10.2005

Извещение опубликовано: 27.09.2006 БИ: 27/2006