CN1689138A - 平面灯、生产方法与应用 - Google Patents

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CN1689138A CNA038238616A CN03823861A CN1689138A CN 1689138 A CN1689138 A CN 1689138A CN A038238616 A CNA038238616 A CN A038238616A CN 03823861 A CN03823861 A CN 03823861A CN 1689138 A CN1689138 A CN 1689138A
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T·贝尔坦-穆罗特
A·纳耶
Y·勒巴伊
张经维
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Abstract

本发明涉及一种平面灯(1)，它包括至少两个相互保持平行的玻璃基体(2，3)，因此限定了充满气体的内空间(10)，包括两个电极(4，5)，它们放在上述内空间(10)外面，并且与玻璃基体连接。根据本发明，至少一个基体(2，3)内面(22，32)涂一层荧光粉物质(6，7)，所述的表面面向上述的内空间(10)。本发明的特征在于至少一个电极(4，5)覆盖至少一种优选透明的电绝缘体(2，3；14，15；16，17)，这种材料可以由至少一种玻璃基体(2，3)构成或与至少一种所述玻璃基体(2，3)连接。

Description

平面灯、生产方法与应用
本发明涉及光源领域，更具体地涉及可作为装饰或建筑光源使用的放电平面灯。
这些平面灯(Les lampes planes)，例如用于制造背光屏幕设备的平面灯，可能由两块玻璃片构成，这些玻璃片彼此保持有小的间隔，这种间隔一般小于几毫米，并且可能密封，以达到其中装有较低压力的气体，其中放电产生一般在紫外光区的辐射，这种辐射激发荧光粉物质，这种物质这时发射可见光。
在现有的结构中，一块玻璃片在同一面上有两个丝网印刷涂层，特别是银丝网印刷涂层，它们呈相互渗透的梳状，分别构成了阴极和阳极。这个面转向含有等离子体气体的空间。另一块玻璃片通过点状的中间体，并任选地通过四周框架与第一块玻璃片保持一定的距离。在阳极与阴极之间产生了所谓的共面放电，即沿着玻璃基体主平面方向放电，这种放电激发周围的等离子体气体。用绝缘涂层保护这些电极，试图通过电容限制来避免在玻璃基体附近通过离子轰击而损失电极材料。转向含有这种气体的空间的玻璃基体面中至少一个面还带有一个通常称之磷型的这类荧光粉材料涂层。
这种共面放电灯结构追求用非常薄的设备提供最大的光强，这种结构显得非常复杂。它的高成本只能提供给高附加值的应用。
本发明的目的是提出平面发光元件，它能在装饰、显示器和/或建筑物方面提供新的可能性。
为此，本发明的目的是平面灯，它包括至少两个相互保持平行的玻璃基体，因此限定了充满气体的内空间，包括两个分别与两块玻璃基体连接的并在内空间外面的电极，其中转向所述内空间的至少一个基体内面涂覆荧光粉物质，其特征在于至少一个电极覆盖至少一个电绝缘体，其可以由至少一种玻璃基体构成或与至少一种玻璃基体连接。
这种电绝缘体，优选地透明的电绝缘体，因此能够将这些电极与外部电分隔开而使公众安全。
根据一种实施方式，至少一个电极置于它与其连接的基体外面的表面上，并且覆盖至少一个电绝缘体，电极合并在玻璃基体或电绝缘体的表面上。
根据另一个实施方式，至少一个电极与电绝缘材料连接，或者甚至在其厚度内，或者在表面上。
根据这些实施方式，这种电绝缘体尤其可以用玻璃或透明塑料制成，例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
根据另一个实施方式，电绝缘体是用玻璃基体原样构成的，电极合并在其厚度中。
在根据这些不同实施方式如此构成的这种电绝缘体中，可以接合一种或多种其它的附加绝缘体，优选地透明的附加绝缘体，这些绝缘体用玻璃或任何其它材料制成，例如塑料(PVB、PET、EVA)，它们可能还具有其它的功能性，例如可能保证光学效果，特别地着色效果，采用丝网印刷等的装饰效果，具有结构浮雕的效果，去光泽效果，或具有散射层的效果等。
因此，灯的一种或多种电绝缘体与一种或多种玻璃基体连接，除了保护电极外，还能够生产加入装饰板的装饰或发光物品，所述装饰板有平的装饰物，具体地是照片，丝网印刷品、涂瓷漆装饰物等。
特别地，附加电绝缘体还可用其它的玻璃基体构成，这种玻璃基体可以借助夹层塑料薄膜中间体或其它能将两种基体彼此粘附在一起的材料，特别是树脂，层压在构成灯的至少一块玻璃基体上。
根据另外一个特征，第二电极以与第一电极同样方式或按照前面给出的一种实施方案连接。
把这些电极置于减压等离子体气体外壳的外部时，这种结构能够大大降低灯的生产成本，还具有非常适合用作光源的照明度特性。
在这种结构中，玻璃基体起着抗离子轰击的电极的电容保护作用。
另外，为电源连接问题找到了比已知系统简单得多的解决办法，其已知系统中这些电连接器应该通过装气体的外壳。
关于半透明元件，应当理解是其构成材料是半透明的或透明的元件，而且也是由能吸收光辐射基本部分但按照图案相对于基体表面分布，以致灯发射的所有光辐射被这种元件改变得非常少的材料构成的元件。这样一些总体半透明的元件可以由格栅、丝网、蚀刻涂层或丝网印刷涂层等构成。
优选地，本发明使用的电极呈透明或半透明的导电涂层状，而这种涂层是采用通常的薄层沉积方法、采用蚀刻或丝网印刷方法直接沉积在基体上的。特别地，这种电极是连续导电涂层，即在很大程度上完全地覆盖了基体表面。
有利地，两个电极每个都是在位于基体外面一侧的连续导电涂层，它们覆盖了至少一部分所述基体表面。优选地，两个电极是透明的涂层。
可以采用非常高生产率的方法在大尺寸基体上制造出构成电极的连续均匀涂层。
这些连续涂层可以覆盖玻璃基体的整个或部分外表面。可能只安排了一种或多种基体外表面的某些区域，使在同一表面上产生预定的照明区域。这些区域可能任选地构成装饰图案或构成显示，例如企业标志或商标。
例如，这些连续涂层可以呈平行带网形式，其带宽度是3-15mm，两个相邻带之间的间隔不导电，其间隔宽度大于带宽度。沉积在两个基体上的这些涂层应该错位180°，以便防止两个基体的两个相反导电带之间面对面。这样就能够有利地降低玻璃基体的有效电容，于是有利于灯的电源及其以流明/W表示的效率。
这些电极可以用任何能制成平面元件形式的导电材料构成，它能够让光通过，它还能够特别在玻璃或在塑料薄膜(例如PET)上沉积成薄层，沉积成光能通过的涂层。根据本发明，优选使用导电金属氧化物或具有电子空穴的金属氧化物制成涂层，例如掺杂氟的锡氧化物或铟锡混合氧化物。
这些电极宁可是呈合并在塑料薄膜中的金属格栅形式，所述的塑料是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)等，如果必要的话，其金属格栅夹在两个塑料薄膜之间。
同样地，两种基体中至少一种基体的全部或部分内面可以涂布荧光粉物质。于是，即使覆盖整个玻璃基体表面的连续电极在整个灯体积内引起放电，在某些区域荧光粉的分布不一样也只能在上述地方将等离子体能量转化成可见光辐射，以便构成并置的照明区域和透明区域。
最好可以选择或采用能决定在宽颜色范围内照明颜色的这种荧光粉物质。
根据一种实施方式，将非导电材料间隔物置于两个玻璃基体之间，同时就能使两个基体间保持一定的间隔。这些间隔物的尺寸明显小于玻璃基体的尺寸时，可以将其定性为点状间隔物，这些间隔物可以制成不同的形状，特别是球形，有平行面的双截球形、圆柱体，但也可以是有多角截面的平行六面体，尤其十字形的平行六面体，例如在文件WO 99/56302中描述的形状。
可以用间隔物将两个基体间的间隔固定到约0.3-5mm的值，特别地小于或等于约2mm。由FR-A-2 787 133知道间隔物沉积在绝缘玻璃板中的技术。根据这个方法，采用丝网印刷方法，把直径小于或等于间隔物直径的沉积胶水点，特别地砝琅点沉积在玻璃片上，将这些间隔物辊在所述的玻璃片上，这种玻璃片优选地是倾斜的，这样只是一个间隔物与每个胶水点粘着。然后把第二块玻璃片贴在这些间隔物上，再放周边密封垫。
这些间隔物是用非导电材料制成的，为的是不参与放电或引起短路。优选地，它们用玻璃制成，尤其用钠钙类玻璃制成。
为了防止间隔物材料吸收光的损失，可能的是使用与一种或多种玻璃基体使用的相同或不同荧光粉物质涂敷间隔材料表面。
在本发明平面灯的结构中，内空间中的气体压力可以是约0.05-1bar，有利地约0.05-0.6bar。使用的气体是能构成等离子体的可电离气体(等离子体气体)，具体地纯的或混合的氙、氖。
根据一种实施方式，首先制造密封外壳，其中中间空气隙处于大气压下，然后抽真空，再充入所需压力的所要求的等离子体气体，这样可以生产出这种灯。根据这种实施方式，其中的一个玻璃基体有至少一个通过其厚度的钻孔，这个孔用密封部件堵塞。
本发明还有一个目的是如上所述灯的生产方法，该方法包括下述步骤：
-任选地将至少一个电极沉积在其中一个玻璃基体上
-把磷丝网印刷在至少一个玻璃基体上，其中一个玻璃基体有通过其厚度的钻孔，如果该电极沉积在同一基体上，则在该电极对面，
-间隔物沉积在其中一个玻璃基体上，
-将这些玻璃基体平行地连接起来，
-使用四周密封材料将内空间密封起来，
-通过这个钻孔用等离子体气体置换内空间中的空气，以及
-用密封部件堵塞这个钻孔，
-任选地，把至少一个第一电绝缘体与至少一个玻璃基体连接起来，该电绝缘体用于在内部或表面上覆盖或合并电极，该电极应该与所述基体的其中一个面连接，或该电绝缘体用于覆盖电极，该电极与第二种电绝缘体结合，而该电绝缘体与第一绝缘体连接。
为了用这种气体置换空气，可以采用泵送方法通过双层或多层玻璃板结构，具体如文件EP-A-645 516所描述的。其文件中提出烧结焊料玻璃料悬浮液作为密封材料。生产开始时，这种材料以珠状置于钻孔外端，通过这个片抽真空，然后使其软化堵塞该孔。
FR-A-2 774 373描述了另外一种方法，其中提出用低熔点合金作为密封材料。生产开始时，放置这种材料片，其片的形状与钻孔外端相适应，通过这个片抽真空，然后使其片熔化，将它密封在孔壁上，以便堵塞这个孔。
本发明的优选方法是用密封膏堵塞这个孔，覆盖该钻孔的外孔。可以采用焊接方法将这种膏，有利地金属膏，粘结在玻璃基体上。
本发明的平面灯可以用作照明和/或装饰目的的光源。这种光源尺寸可以是使用所述氖管实际能达到的数量级，或高一些，例如至少1m2。使用的这种平面灯因发射更散射的光要比这些管能获得更好的视觉舒适感，还保证非常高的寿命。
这些玻璃基体可以是任何形状的：基体的外形可以是凹或凸起的多角形，特别是方形或矩形，或是曲线，或不变或可变曲率的半径，尤其是圆形或卵形。
本发明的平面灯可以有利地用作能同时通过两个主面照明的光源。事实上，其结构不包括任何不透明层或反射层，它们能限制灯的一部分或另一部分透射光。不过，由于美观的理由，可能的是堵住照明设备通过灯的一个面或一部分面，例如以便有助于实现所希望的图案。在同样情况下，这种灯本身可能配备这样一种屏幕，或在最后安装光源时这种屏幕与其灯连接。
参照所作的说明，本发明还涉及如所描述灯在生产能照明和/或具有显示功能的建筑或装饰元件中的应用，例如平面光源、照明壁，特别地悬挂式照明壁，照明平板等
由参照附图所作的详细说明应体会到本发明的其它细节和特征，其附图：
-图1表示本发明平面灯的剖面示意图；
-图2、3和4表示本发明平面灯其它实施方式的剖面示意图。
应该指出，出于清楚考虑，示出物品的不同元件没有必要按规定比例绘出。
图1表示由两个基体构成的平面灯1，其基体由玻璃片2、3构成，该玻璃片有第一面21、31和第二面22、32，第一面21、31与构成电极的均匀连续导电涂层4、5连接，而第二面22、32带有荧光粉物质涂层6、7。
这种导电涂层可以不同的方式与基体连接：该层可以直接地沉积在基体面21、31上，或沉积在电绝缘载体元件14、15上，这个载体元件与基体连接，以便该涂层贴在基体面21、31上。电绝缘体14、15例如可以是EVA或PVB类塑料薄膜。
任选地，附加绝缘体16、17可以添加到电极的绝缘元件14、15上。
该片2、3可与其带荧光粉6、7的彼此相对的第二面22、32连接起来，并且借助密封玻璃料8连接起来，在玻璃片之间的间隔由置于这些玻璃片之间的玻璃间隔物9确定(其值一般低于5mm)的。这里，间隔是约0.3-5mm，例如0.4-1mm。
这些间隔物9可以是球形、圆柱形、立方形的，或是任何其它多角形截面的，例如十字形的。作为实例可以列举DISPLAY GLASS公司销售的TAGLIA十字形间隔物。这些间隔物至少在与等离子体气体气氛接触的侧表面上可以涂布与荧光粉6、7相同或不同的荧光粉，其荧光粉选自通常的磷。
在玻璃片之间的间隔10中是减压的，一般是约十分之一个大气压的惰性气体，例如氙气，任选地氙与氖混合气体。
这些导电层4、5置于组件外面，因此形成这些电极，这些导电层4、5通过软薄片11与未绘出的适当电源连接。
玻璃片2在靠近周边有通过其厚度的钻孔12，其外孔用密封膏13堵塞，特别地用铜焊接在带电极4的玻璃片外面上。
以下述方式生产这种灯：使用例如厚度约3mm的玻璃片，该玻璃片涂布了掺杂氟的SnO2薄层，这些基体进行切割与加工成所要求的形状。在靠近基体2的边缘加工直径几毫米的通孔12。
特别采用丝网印刷法，沉积磷功能层6、7，任选地其它功能元件，例如电源元件。
在基体3的层7上，在预定位置沉积这些间隔物9，例如采用自动机沉积这些间隔物9，将基体2的内面22对着基体3的内面32贴基体2。在两个基体内周边带上沉积密封玻璃垫，再在高温下密封。
然后，使用泵通过孔12抽取密封空间中的空气，再用氙/氖混合物置换空气。达到要求的气体压力时，在孔12的口周围涂密封膏13，在其周围放下焊接合金条。打开靠近焊料的热源，以便使焊料软化，膏13通过重力贴在孔口，因此焊接在基体2上，形成密封塞。
使用标准玻璃产品可以制造出具有这种结构的灯，涂布掺杂氟的SnO2的玻璃(电极)目前用于这些玻璃板中。然后根据材料类型以已知方式，例如采用冷树脂铸塑或采用热塑性薄膜热粘结，添加电绝缘体14、15。
在图2的实施方式中，这种灯的结构基本上取图1的结构，只是导电层或电极4、5排列不同。
导电层4、5是在第一电绝缘体14、15和第二电绝缘体，或附加绝缘体16、17之间的夹层，这整个再与玻璃片2、3装配在一起。
可以根据不同组合方式形成这些电绝缘体14、15、16、17，例如将玻璃片和/或PVB、PET类塑料薄膜或能通过粘合与玻璃产品结合的其它树脂组合起来。
因此，玻璃片2、3作为组合可以支撑与作为第一电绝缘体和作为第二电绝缘体16、17的玻璃片粘结的PBV薄膜14、15，玻璃片或塑料薄膜与PVB薄膜连接，电极置于两个电绝缘体之间。
非说明性的电绝缘体另一种组合如下：PVB薄膜是作为第一电绝缘体，它用于粘结第二电绝缘体和电极载体，例如PET薄膜，电极是在PVB薄膜与PET薄膜之间，而第三电绝缘体，例如PVB薄膜，用于覆盖PET薄膜，以防止划痕。
图3的实施方式取图2的实施方式，只是电极不合并在电绝缘体面中，而是合并在第一电绝缘体14、15的厚度中。
根据图2和3制造的这种灯是如前面已经所解释的，但没有沉积导电涂层的步骤。在堵塞该结构孔的步骤之后，在灯的外面21、31上，进行了提供导电涂层的电绝缘体层压步骤。
在图4的实施方式中，这种灯结构基本上还是取图1的结构，只是导电涂层或电极4、5排列不同。
导电涂层4、5合并在玻璃片2、3中，它们以原样构成电绝缘体。
这里未表示的附加电绝缘体可以与至少一种玻璃片层压在一起。
如图1所解释的，生产这种灯，没有沉积导电涂层步骤，因为它们已经合并在这些玻璃片中
所描述的这些实施例没有限制本发明。
特别地，在已描述的实施方案中，这些电极是由覆盖整个玻璃片表面的涂层构成的，但应该理解至少一个玻璃片可以带由几个区域构成的电极组，每个区域表面的或大或小面积每个都连续涂层覆盖。
另外。在上述的实施方式中，在该结构玻璃片2、3的每个玻璃片上，可以不同地应用导电元件安装变化，一个玻璃片可以有第一种安装变化，而另一个玻璃片可以有另一种安装变化。

Claims (24)

1.平面灯(1)，它包括至少两个相互保持平行的玻璃基体(2，3)，限定了充满气体的内空间(10)，包括与玻璃基体连接的并在内空间(10)外面的两个电极(4，5)，其中转向所述内空间(10)的至少一个基体(2，3)内面(22，32)涂覆荧光粉物质(6，7)，其特征在于至少一个电极(4，5)覆盖至少一个电绝缘体(2，3；14，15；16，17)，其优选是透明的，这种材料可以由至少一种玻璃基体(2，3)构成或与至少一种玻璃基体(2，3)连接。
2.根据权利要求1所述的灯，其特征在于至少一个电极置于它与其连接的基体外面(21，31)的表面上，并且覆盖至少一个电绝缘体(2，3；14，15；16，17)，电极合并在玻璃基体或电绝缘体的表面上。
3.根据权利要求1所述的灯，其特征在于至少一个电极合并在电绝缘体(2，3；14，15)中，或者同在其厚度内，或者在表面上。
4.根据权利要求2或3所述的灯，其特征在于电绝缘体是用玻璃或用透明塑料制成的，例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
5.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的平面灯，其特征在于与电极连接的电绝缘体(2，3；14，15)与一个或多个其它附加电绝缘体(16，17)连接，所述的附加电绝缘体优选地是透明的，用玻璃或用任何其它材料制成的，例如用塑料制成的。
6.根据权利要求2和5中任一项权利要求所述的灯，其特征在于至少一个附加电绝缘体(16，17)是用其它玻璃基体构成的，借助夹层塑料薄膜或能将两个基体彼此粘合在一起的其它材料层压在至少一个玻璃基体(2，3)上，所述的其它材料特别是树脂。
7.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于至少一个电绝缘体(2，3；14，15；16，17)是具有光学作用，特别地具有着色、脱色、结构化、散射作用等的片。
8.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于这些电极(4，5)是导电和透明的连续涂层，它们每个位于基体(2，3)外面(21，31)一侧，并且覆盖至少一部分所述基体表面。
9.根据权利要求8所述的灯，其特征在于这些电极(4，5)覆盖整个玻璃基体的外面(21，31)。
10.根据权利要求8或9所述的灯，其特征在于这些连续涂层(4，5)可以呈平行带的网状，带的宽度是3-15mm，在两个相邻带之间有不导电空间，其宽度大于带的宽度，这些涂层沉积在两个错位180°的基体上，以防止两个基体的两个相对导电带之间相互对着。
11.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于这些电极(4，5)由具有电子空穴的金属氧化物构成，例如掺杂氟的氧化锡或铟锡混合氧化物。
12.根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的平面灯，其特征在于这些电极(4，5)是合并的金属格栅，如果必要的话，这种金属隔栅插在两个塑料薄膜之间，或这种电极呈沉积在塑料薄膜上或合并在塑料薄膜中的层的形式。
13.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于两个基体(2，3)中至少一个基体的至少一部分内面(22，32)涂覆荧光粉物质(6，7)。
14.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于为确定照明颜色而选择荧光粉物质。
15.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于在两个玻璃基体(2，3)之间放置了用非导电材料制成的间隔物(9)，保持这两个基体之间的间隔。
16.根据权利要求15所述的灯，其特征在于这两个基体之间的间隔是约0.3-5mm。
17.根据权利要求15或16中任一项权利要求所述的灯，其特征在于间隔物(9)是用玻璃制成的。
18.根据权利要求15-17中任一项权利要求所述的灯，其特征在于间隔物(9)的侧表面涂覆荧光粉物质。
19.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于内空间(10)中的气体压力是约0.05-1bar。
20.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于其中一个玻璃基体(2)包括至少一个通过其厚度的钻孔(12)，该孔采用密封部件(13)堵塞。
21.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于这些玻璃基体(2，3)的外形是凹或凸起的多角形或曲线，其具有不变或可变曲率的半径。
22.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的灯，其特征在于它有两个照明面。
23.根据上述权利要求中任一项权利要求所述灯的制造方法，该方法包括下述步骤：
-任选地将至少一个电极沉积在其中一个玻璃基体上，
-把磷丝网印刷在至少一个玻璃基体上，其中一个玻璃基体有通过其厚度的钻孔，如果该电极沉积在同一基体上，则在该电极对面，
-间隔物沉积在其中一个玻璃基体上，
-将这些玻璃基体平行地连接起来，
-使用四周密封材料将内空间密封起来，
-通过这个钻孔用等离子体气体置换内空间中的空气，以及
-用密封部件堵塞这个钻孔，
-任选地，把至少一个第一电绝缘体与至少一个玻璃基体连接起来，该电绝缘体用于在内部或表面上覆盖或合并电极，该电极应该与所述基体的其中一个面连接，或该电绝缘体用于覆盖电极，该电极与第二种电绝缘体结合，而该电绝缘体与第一绝缘体连接。
24.根据权利要求1-22中任一项权利要求所述的灯在生产能照明和/或具有显示功能的建筑或装饰元件中的应用，例如平面光源、照明壁，特别地悬挂式照明壁，照明板等。
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