ES2201499T3 - Lampara de descarga gaseosa con electrodos dielectricamente inhibidos. - Google Patents

Abstract

SE DESCRIBE UNA LAMPARA DE DESCARGA DE GAS PARA UNA DESCARGA IMPEDIDA DIELECTRICAMENTE, EN LA QUE LOS ANODOS ESTAN SITUADOS POR PAREJAS. LA INVENCION SE REFIERE ADEMAS AL CORRESPONDIENTE SISTEMA DE ILUMINACION CON UNA FUENTE DE TENSION DE IMPULSOS Y UN SISTEMA DE PANTALLA PLANA.

Description

Lámpara de descarga gaseosa con electrodos dieléctricamente inhibidos.

Campo técnico

La invención se refiere a una lámpara de descarga gaseosa según el preámbulo de la reivindicación 1. Esta lámpara de descarga gaseosa tiene un recipiente de descarga que incluye una carga de gas, siendo transparentes, como mínimo, partes del recipiente de descarga para la radiación de un intervalo espectral deseado. Una cantidad de ánodos y cátodos genera, con la alimentación eléctrica adecuada, una descarga de la carga de gas, que o bien genera directamente la radiación deseada o, con la radiación emitida mediante la descarga, excita una sustancia luminiscente en la lámpara de descarga gaseosa que emite la radiación deseada.

En el presente caso, se considera una lámpara de descarga gaseosa para la denominada descarga dieléctricamente inhibida en la que, como mínimo, los ánodos están separados, eventualmente también los cátodos, de la carga de gas por medio de una capa dieléctrica intermedia. Además, la invención parte de disposiciones geométricas de ánodos y cátodos que presentan tiras que discurren fundamentalmente paralelas entre sí, con lo que el concepto "en forma de tira" no implica necesariamente bordes que discurren paralelos entre sí. Con "tiras" pretende indicarse aquí productos alargados, en comparación con su longitud delgados y estrechos. Asimismo, estas tiras pueden tener determinadas estructuras a lo largo de su longitud, como se indica adicionalmente más adelante, y no tienen que ser rectas.

Los conceptos "ánodos" y "cátodos" tomados en su sentido estricto, sólo son significativos en el funcionamiento unipolar de la lámpara de descarga gaseosa. Sin embargo, aquí no se excluye un funcionamiento bipolar, eliminándose entonces la diferencia entre ánodos y cátodos y debiendo separarse los electrodos de la carga de gas básicamente con una capa dieléctrica. Por consiguiente, los conceptos "ánodo" y "cátodo" incluyen, en las reivindicaciones y en lo sucesivo, también electrodos para descargas bipolares, que temporalmente desempeñan en cada caso el papel de un ánodo o de un cátodo.

Además, aún ha de aclararse que la capa dieléctrica no tiene que ser ninguna capa especial aplicada sobre un electrodo con este objetivo, sino que puede estar formada también, por ejemplo, por una pared del recipiente de descarga, si están dispuestos electrodos en la cara externa de una de estas paredes o dentro de la pared.

Estado de la técnica

Respecto al estado de la técnica se citan los siguientes documentos:

El documento EP 0 363 832 muestra un radiador ultravioleta de alta potencia con electrodos longitudinales por parejas alimentados con alta tensión, los cuales están separados de la carga de gas por medio de material dieléctrico. Los ánodos y cátodos están dispuestos unos junto a otros en secuencia alternativa, de manera que se produce una configuración en conjunto plana de descargas individuales en recipientes de descarga relativamente planos.

Un procedimiento de funcionamiento para una lámpara de descarga de este tipo se deduce del documento WO 94/23442. En este caso, determinadas secuencias de impulsos de la alimentación de potencia se adaptan especialmente a la descarga dieléctricamente inhibida y en conjunto forman descargas típicas en delta entre los ánodos y cátodos. En una lámpara de descarga gaseosa existe un mayor número de este tipo de descargas individuales, que se disponen en hileras a lo largo de los electrodos en forma de tira y, en caso de un funcionamiento por impulsos diseñado de forma adecuada, generan la radiación deseada con una eficacia muy elevada.

El documento DE 195 48 003 A1 muestra una disposición de conexión correspondiente.

En el documento DE-OS 195 26 211.5 y en el documento WO 94/04625 se describe cómo puede aplicarse el procedimiento anterior en el radiador ultravioleta de alta potencia descrito antes de éste.

Además, el documento EP 0 607 453 muestra una pantalla de cristal líquido con un dispositivo de iluminación de superficie formado por un conductor de luz en forma de placa y una lámpara de sustancia luminiscente en forma de barra. En este caso, la lámpara de sustancia luminiscente está curvada de tal manera que puede disponerse en dos o más cantos contiguos entre sí de la placa conductora de luz. Con ello, la luz de la lámpara de sustancia luminiscente puede acoplarse a la placa conductora de la luz, al menos en dos cantos, y dispersarse hacia la pantalla de cristal líquido a través de la superficie de la placa. Debe mejorarse la uniformidad de la iluminación utilizando, a ser posible, sólo una lámpara de sustancia luminiscente.

Representación de la invención

La invención aquí presente se basa en el problema técnico de perfeccionar la lámpara de descarga gaseosa descrita al principio, según el preámbulo de la reivindicación 1. Además, la invención también está orientada a un procedimiento de fabricación para esta lámpara de descarga gaseosa así como a un sistema de iluminación con esta lámpara de descarga gaseosa y a una alimentación eléctrica, así como a sistemas de pantallas en los que esté combinada la lámpara según la invención con una pantalla.

En conjunto, como solución del problema técnico se produce primero una lámpara de descarga gaseosa con un recipiente de descarga como mínimo parcialmente transparente y relleno con una carga de gas, con una cantidad de ánodos y cátodos fundamentalmente en forma de tira que discurren en paredes del recipiente de descarga y fundamentalmente paralelos entre sí, y con una capa dieléctrica entre, como mínimo, los ánodos y la carga de gas para una descarga dieléctricamente inhibida en el recipiente de descarga entre ánodos y cátodos contiguos, estando dispuesto como mínimo un par de ánodos entre dos cátodos contiguos, en cada caso, a un ánodo del par.

Además, la invención comprende el procedimiento de fabricación según la reivindicación 20, el sistema de iluminación según la reivindicación 21 y el sistema de pantalla plana según la reivindicación 22, así como las correspondientes configuraciones en las reivindicaciones dependientes.

La ventaja del par de ánodos entre los cátodos contiguos radica sobre todo en que, en cada caso, uno de los cátodos está asignado sólo a uno de los dos ánodos del par como ánodo contiguo más próximo. Con ello no puede producirse ninguna situación en la que, partiendo de un ánodo, existan dos cátodos contiguos más próximos equivalentes. Es decir, se ha evidenciado que en este caso se originan descargas individuales no previsibles con exactitud entre el ánodo y uno de los dos cátodos que se tienen en consideración. Esta elección de uno de los dos lados normalmente no es uniforme en toda la longitud de las tiras de los electrodos y también puede cambiar temporalmente. Con ello, con las disposiciones geométricas de electrodos convencionales, no es posible ninguna amplia homogeneización espacial y temporal de la distribución de las descargas y, por ello, ningún control realmente preciso de la distribución de la densidad lumínica en la lámpara.

Como aspecto adicional, con la invención también pueden generarse "paquetes herméticos" de estructuras de descargas individuales, con lo que se produce una densidad de potencia mejorada.

Además, en el caso de un funcionamiento bipolar, los conceptos "ánodos" y "cátodos" se refieren en cada caso a electrodos de una polaridad de la alimentación eléctrica. Gracias a la capacidad de intercambio de las polaridades en el caso bipolar, resulta que en las disposiciones de tiras de electrodos repetidas, en cualquier caso se disponen preferiblemente por pares los electrodos de las dos polaridades.

Sin embargo, tanto para el caso bipolar como también para el caso unipolar, es válido que no tiene que realizarse la disposición por pares de los electrodos para toda la lámpara de descarga gaseosa, sino que, por ejemplo, puede suprimirse en las zonas de los bordes. Además, ha de tenerse en cuenta que ya en la disposición alternativa, según la invención, de pares de electrodos de igual polaridad con polaridad alternativa por pares, existen, en cada caso, pares de electrodos entre los cuales no está dispuesto ningún par de electrodos de la otra polaridad (concretamente, ningún electrodo en absoluto).

Junto a la mejor adecuación para el funcionamiento bipolar, otra ventaja de una disposición por pares también de los cátodos puede ser, que disponen las típicas estructuras de descarga en forma de delta con un pico en los cátodos, y la separación de los cátodos impide la concentración de dos picos de descarga en el mismo punto del mismo cátodo. Con ello, en determinados casos de aplicación pueden evitarse posibles problemas térmicos o problemas relacionados con la estabilidad.

Preferiblemente, la invención está orientada a lámparas de descarga gaseosa con un recipiente de descarga de material no conductor eléctrico y a disposiciones geométricas de radiadores de haz plano. Precisamente, las ventajas conseguidas con la invención de un aumento de la densidad de potencia que puede conseguirse y de una mejora de la uniformidad, desempeñan un papel importante en las disposiciones geométricas planas de recipientes de descarga.

En otras palabras, la invención se refiere especialmente a un radiador de haz plano con un recipiente de descarga de material no conductor eléctrico cerrado, relleno con una carga de gas y parcialmente transparente, o abierto, por el que circula un gas o una mezcla de gases y con electrodos longitudinales dispuestos en la pared del recipiente de descarga, estando dispuestos los cátodos y los ánodos unos junto a otros de forma intercambiable, y estando separados, como mínimo los ánodos, del interior del recipiente de descarga por medio de un material dieléctrico, caracterizado porque entre los cátodos contiguos está dispuesto, en cada caso, un ánodo adicional, es decir, que entre los cátodos contiguos está dispuesto, en cada caso,
un par de ánodos.

Para aumentar la densidad de potencia en la lámpara de descarga gaseosa, las separaciones de los electrodos de un par entre sí pueden ser menores que las separaciones correspondientes respecto a los contiguos de otra polaridad. Un intervalo preferido para la separación de los electrodos de un par entre sí está, en este caso, entre la mitad y el doble del valor del ancho individual de los electrodos.

Sin embargo, también pueden indicarse aplicaciones en las que la lámpara deba ponerse en funcionamiento con una potencia más baja. Entonces, puede ser precisamente ventajoso elegir la separación de los electrodos de un par entres sí mayor que la correspondiente separación respecto a los contiguos de otra polaridad. Una definición útil para la separación de los electrodos de un par se refiere a la distancia disruptiva de la descarga. Expresada según la distancia disruptiva, la separación de los electrodos en el par se sitúa expresamente, de forma más preferida, por debajo de 200% de la distancia disruptiva. Un valor límite inferior apropiado para la separación de los electrodos en el par (también en aplicaciones en las que deba aumentarse la densidad de potencia) se sitúa en el 10% de la distancia disruptiva. Otros valores límite inferiores preferidos son 20% y 40% de la distancia disruptiva y los valores límite superiores preferidos son 100% y 70% de la distancia disruptiva.

En una variante preferida de la invención, está dispuesto como mínimo un tipo de electrodo en la pared interna del recipiente de descarga, de forma más preferida, todos los electrodos. En contraposición al caso en el que la capa dieléctrica está formada por una pared del recipiente de descarga, se pueden optimizar ahora, exclusivamente en cuanto a aspectos de la descarga, las propiedades de la capa dieléctrica que se va a aplicar para ello de forma separada, especialmente su grosor como parámetro para la tensión de encendido y la tensión de alumbrado de la descarga. En otro caso, sobre todo los puntos de vista mecánicos desempeñan un papel importante.

Sin embargo, el problema de pasos de corriente estancos al gas está básicamente vinculado con componentes portadores de corriente dentro de un recipiente de descarga o de una ampolla de lámpara cerrada. Las etapas de trabajo necesarias son en general complicadas debido a la necesaria compacidad de los pasos y, en todo caso, son necesarias además de los restantes pasos de fabricación. Entonces, la invención prevé utilizar la propia forma en tira de los electrodos prácticamente como paso o, expresado de otra manera, renunciar por completo a pasos independientes y hacer pasar los electrodos, como prolongación, a través del recipiente de descarga.

Esto es especialmente apropiado en recipientes de descarga planos o en recipientes de descarga con, como mínimo, una placa plana, en los que los electrodos están aplicados sobre la placa, concretamente sobre la pared interna del recipiente de descarga. Para ello, la estructura de los electrodos es de tal manera que, mediante un único procedimiento de fabricación de la separación o de la aplicación de los electrodos sobre la placa, están fabricadas tanto las propias secciones de electrodos del interior del recipiente de descarga, como también las secciones de paso y eventuales secciones externas de conexión. Los conceptos "recipiente de descarga plano", "radiador de haz plano" o "placas planas" no están limitados en esta solicitud únicamente a disposiciones geométricas planas, sino que también incluyen forman planas abovedadas.

En el caso de un recipiente de descarga construido a partir de dos placas y de una estructura exterior que las une, para un radiador de haz plano, se coloca para ello, por ejemplo, simplemente la estructura sobre los electrodos aplicados sobre una placa y con ello se une de forma estanca al gas, con lo que las tiras planas de electrodos no afectan de manera importante. Con ello no sólo se simplifica la fabricación en relación con la reducción de etapas de fabricación especiales para pasos de corriente convencionales estancos al gas (a través de la placa o a través de la estructura).

Además es posible adaptar completamente la disposición geométrica de los electrodos dentro del recipiente de descarga a la optimización de la disposición geométrica de descarga y, por ejemplo, renunciar a una concentración de los electrodos para dar lugar a un paso de corriente convencional común. Más bien, con la solución según la invención los electrodos también pueden realizarse en cada caso independientes o en pequeños subgrupos.

Aquí se determina por precaución que la solicitante se reserva una demanda de protección para las características de la reivindicación 4, en casos dados, en combinación con características a las que se vuelve a hacer referencia en las reivindicaciones dependientes, en combinación con las características del preámbulo de la reivindicación 1, sin embargo, sin la característica determinante de la reivindicación 1.

Una configuración preferida de las realizaciones simplificadas según la invención parte de que el recipiente de descarga presenta como mínimo una placa. Por tanto, no tiene que tratarse necesariamente de un radiador de haz plano, que en conjunto tiene básicamente forma de placa, sino que el lado del recipiente de descarga opuesto a la placa también puede presentar otra forma. En cualquier caso, la placa del recipiente de descarga es adecuada para disponer los electrodos sobre ésta de tal forma que, discurriendo sobre ésta, sean llevados por el límite del recipiente de descarga. Esto puede suceder, por ejemplo, porque los electrodos se presionan sobre la placa y entonces se monta la placa conjuntamente con el resto del recipiente de descarga, por ejemplo mediante una capa de vidrio para soldadura.

Una dificultad técnica en la realización según la invención de las tiras de electrodos sobre la placa a través de un límite del recipiente de descarga, puede consistir en evitar en la mayor medida posible interrupciones de las pistas conductoras de los electrodos debido a cargas térmicas o mecánicas. Una interrupción de este tipo conduce al fallo de un electrodo o de un grupo de electrodos y con ello dificulta como mínimo la homogeneidad de la generación de la radiación. Esto es especialmente crítico en una forma de realización de la invención, tratada adicionalmente más abajo, como lámpara plana de iluminación posterior para pantallas y similares. En este tipo de aplicaciones y similares, los fallos de electrodos tampoco son tolerables incluso con gran cantidad de
electrodos.

Según la invención está previsto para ello, que en una sección transversal fundamentalmente rectangular de los ánodos y/o cátodos, el grosor de la forma de tira, es decir, la altura del supuesto rectángulo perpendicular a la placa, se sitúe en el intervalo de 3-50 \mum y preferiblemente por encima de 5 u 8 \mum. En
este caso son ventajosos anchos de las tiras de 0,3-1,5 mm, preferiblemente de 0,5 a 1,2 mm.

El límite inferior del grosor de las tiras está condicionado porque con grosores demasiado pequeños no puede conseguirse una capacidad portadora de corriente suficiente, con lo que la resistencia eléctrica de los electrodos se vuelve demasiado alta o la carga térmica se vuelve demasiado grande debido a la pérdida de calor por efecto Joule de las corrientes (eventualmente puntuales) y con ello pueden producirse roturas de material. El último punto de vista es especialmente válido también para los puntos en los que se presente además una carga térmica debido a una estructura de descarga o un pico de descarga que se produce en el entorno.

Por otra parte, el espesor de la capa no debería situarse preferiblemente por encima del valor indicado puesto que el límite de alargamiento de las tiras ha de fijarse aproximadamente proporcional a la raíz recíproca del grosor de las tiras. Las tiras de electrodos demasiado gruesas conducen con ello a roturas ya con pequeñas cargas mecánicas o térmicas. Por lo demás se ha deducido que los valores indicados son válidos en buena aproximación para diferentes materiales que entran en consideración (por ejemplo, para oro, plata, aluminio, cobre).

Los anchos indicados para las tiras parten de que para evitar efectos de cargas espaciales inapropiados son necesarios ciertos anchos de los electrodos. Los valores de grosor indicados han de entenderse también especialmente en relación con los anchos de las tiras. Naturalmente, la forma de sección transversal rectangular indicada aquí sólo representa en muchos casos una burda aproximación y en cierta medida sólo sirve aquí como modelo para la definición de los conceptos "anchura" y "grosor". También son posibles otras formas en relación con las dimensiones aquí indicadas, en tanto que pueden definirse significativamente los conceptos "anchura" y "grosor".

Naturalmente, en el sentido de la invención tanto los ánodos como también los cátodos pueden estar aplicados sobre la pared interna o sobre diferentes paredes internas y pueden estar realizados de la forma descrita en la prolongación de su forma de tira.

Ya se ha indicado al respecto que esta forma de realización de las tiras especialmente poco problemática, en cuanto a la técnica de fabricación, tiene la ventaja de que los electrodos individuales no tienen que agruparse necesariamente dentro del recipiente de descarga para formar una única conexión de una realización de ánodos o de una realización de cátodos. Es decir, son posibles sin más muchas realizaciones de electrodos individuales o grupos de electrodos que entonces sólo se agrupan fuera del recipiente de descarga. Es especialmente ventajoso asignar todos los electrodos individuales por fuera del recipiente de descarga a un bus de alimentación de corriente común.

Otro punto de vista según la invención respecto a la forma en tiras de los electrodos consiste en que el ancho de una tira de ánodos no es constante, sino que es más grueso en una zona de los bordes que en una zona central del recipiente de descarga. Con ello puede variarse la densidad lumínica dentro de la disposición global de los electrodos, puesto que la densidad de corriente de las descargas aumenta con el ensanchamiento.

Además, se prefiere realizar el ensanchamiento de tal manera que se extienda principalmente al otro ánodo, en cada caso, del par de ánodos. Esto tiene la ventaja de una separación no modificada o poco modificada entre los ánodos y los cátodos, de manera que las condiciones de encendido a lo largo de las tiras de electrodos permanecen fundamentalmente constantes. En irregularidades manifiestas de las condiciones de encendido existe, por el contrario, el riesgo de que también se formen estructuras de descarga que no cubran toda la longitud de los electrodos. En conjunto, se pretende dirigir de forma encauzada la densidad lumínica de la lámpara fabricada, es decir, homogeneizarla o adaptarla a propiedades de transmisión eventualmente no uniformes, por ejemplo, de una pantalla plana. Los oscurecimientos de los bordes pueden contrarrestarse con ello. Asimismo, también pueden reducirse en consecuencia los oscurecimientos mediante otro separador descrito adicionalmente más abajo, y especialmente en colaboración con un elemento óptico difuso en la cara de salida de la luz de la lámpara de descarga gaseosa. Para ello los ensanchamientos tienen que situarse en el entorno del separador.

Si el rendimiento de la lámpara de descarga gaseosa es un factor decisivo, se ha evidenciado como ventajosa una disposición en la que los ánodos y los cátodos no están dispuestos en la misma pared interna del recipiente de descarga. Esto se refiere especialmente al caso de radiadores de haz plano en los que existen dos paredes internas opuestas de las placas del recipiente de descarga. Entonces, si los ánodos están dispuestos sobre una placa y los cátodos están dispuestos sobre la otra placa, las tiras de ánodos y las tiras de cátodos están desplazadas entre sí ventajosamente en la proyección sobre un plano paralelo a la placa, de tal manera que en conjunto se produce, en una unión lineal imaginaria en cada caso entre los ánodos y cátodos contiguos más próximos, vista en la dirección de las tiras, esencialmente estructuras simétricas en V.

Para ello, las descargas también saltan desde una de las placas del recipiente de descarga, a través del espacio de descarga, hacia la otra placa. Mediante la disposición desplazada, la distancia disruptiva es mayor que la separación de las placas. Esta disposición geométrica muestra altos rendimientos que posiblemente han de atribuirse a una reducción de la pérdida de electrodos y de pared. Puesto que en el caso unipolar normalmente las tiras de ánodos están configuradas más estrechas que las tiras de cátodos, normalmente se prefiere colocar las tiras de ánodos sobre un lado de transmisión de luz, para minimizar el oscurecimiento. Gracias a la duplicación de los ánodos, sin embargo, también puede ser ventajoso el caso inverso.

Ya al principio se determinó que las formas de tiras pueden presentar determinadas estructuras a lo largo de su longitud. Un ejemplo preferido para ello son resaltes relativamente cortos en la dirección longitudinal de las tiras de cátodos para determinar localmente una estructura de descarga individual. Gracias al resalte se acorta algo de forma localizada la separación respecto al siguiente ánodo, de manera que se asienta una estructura de descarga con su pico sobre el resalte. Con acople de potencia suficiente se asientan entonces estructuras de descarga individuales en todos los resaltes.

Con esta medida, la distribución superficial de las estructuras de descarga puede verse influenciada en beneficio de una homogeneización mejorada o en beneficio de un control de la distribución de la densidad lumínica. También pueden evitarse desplazamientos debidos a convección térmica o fluctuaciones temporales mediante una distribución de la estructura de la carga no estable localmente.

En especial es posible disponer los resaltes en una zona del borde del volumen de descarga de forma más hermética que en una posición central, con lo que se consigue un efecto comparable al del ensanchamiento ya descrito de las tiras de ánodos.

Otro aspecto de la invención se refiere a separadores entre dos placas de un recipiente de descarga para un radiador de haz plano, así como a la disposición geométrica del separador. En los recipientes de descarga del radiador de haz plano están previstas dos placas, una placa base y una placa de cubierta fundamentalmente paralelas entre sí, con una separación relativamente pequeña en comparación con su extensión a lo largo o a lo ancho. Para garantizar una separación de las placas entre sí lo más precisa posible por toda la superficie de las placas y/o para hacer más resistente mecánicamente a todo el recipiente de descarga de radiador de haz plano, pueden estar previstos separadores entre las placas, que pueden unirse en cada caso de forma fija con la placa base y con la placa de cubierta. Sin embargo, los separadores también actúan mejorando la estabilidad sin este tipo de fijaciones.

Este tipo de separadores son especialmente ventajosos en lo referente a una resistencia mecánica lo más grande posible del recipiente de descarga y también son significativos en lo referente a la forma de los pasos de corriente, según la invención, anteriormente mostrados. Cuanto menor sea la probabilidad y el tamaño de los movimientos de flexión del recipiente de descarga durante la fabricación y el funcionamiento, menor es la solicitación mecánica de las tiras de electrodos y especialmente en la zona de los pasos. Para ello, en beneficio de la estabilidad mecánica, los separadores deberían estar dispuestos lo más juntos
posible.

Por otra parte, cada separador adicional está relacionado básicamente con un aumento de las pérdidas durante la generación de luz. Esto afecta, por una parte, a pérdidas de pared adicionales de la propia descarga a través de las superficies adicionales de los bordes del separador y, por otra parte, a la absorción de luz que nunca puede evitarse completamente y a la dispersión adicional.

Por consiguiente, la invención prevé zonas preferidas para la separación entre sí de los separadores, que están colocados juntos en la relación contiguos - más próximos. Para ello son significativas dos magnitudes que establecen, en cada caso, una relación con la disposición geométrica del recipiente de descarga del radiador de haz plano.

En primer lugar, la capacidad de carga mecánica de las tiras de electrodos depende de su grosor. Cuanto más gruesas sean las tiras de electrodos, más rígido debería ser el recipiente de descarga. Por consiguiente, el producto del grosor de los electrodos (con grosores diferentes de los más delgados) por la separación contigua - más próxima del separador, es una magnitud de referencia significativa y se sitúa ventajosamente en el intervalo de 5 x 10^{-8} m^{2} - 6,8 x 10^{-7} m^{2}, un valor límite inferior preferido es 10^{-7} m^{2} y un valor límite superior preferido es 5 x 10^{-7} m^{2}.

Una segunda magnitud significativa es la relación de la separación contigua - más próxima del separador con el grosor de la placa base y/o la placa de cubierta, según cual sea la menor. El intervalo preferido se sitúa aquí entre 8 y 20, un valor límite inferior preferido se sitúa en 10 y un valor límite superior preferido se sitúa en 15. Además, se parte de que los materiales que se tienen en consideración para las placas del recipiente de descarga, en especial vidrios especiales, tienen fundamentalmente propiedades elásticas comparables. Por tanto, aquí el grosor de la placa es completamente suficiente como parámetro para un dato aproximado.

Cuál de los dos criterios geométricos es el que decide, depende del caso individual. En general lo mejor es que los separadores estén adaptados en su disposición tanto al grosor de las placas como también al grosor de las tiras de la forma anteriormente indicada.

Otra configuración posible de la invención se refiere al caso ya mencionado de que como mínimo una parte de los electrodos esté dispuesta sobre o en una pared del recipiente de descarga, que está realizada transparente y sirve para la radiación de la luz generada. (El concepto "luz" hace referencia aquí preferiblemente a luz visible, aunque no excluye, sin embargo, otras áreas espectrales, especialmente en la franja ultravioleta). En la configuración preferida está prevista entonces una estructura de electrodos que muestra la mayor parte de la capacidad de conducción de corriente en una primera parte buena conductora eléctrica y, además, presenta una segunda parte que con un ancho mayor que la primera parte tiene una menor capacidad conductora, aunque para ello está hecha de un material como mínimo parcialmente transparente (en relación con la radiación deseada). Las dos partes están unidas de forma eléctricamente conductora entre sí, lo que también puede estar realizado en un acoplamiento capacitativo puro en un funcionamiento de alta frecuencia de la lámpara.

El sentido de esta construcción consiste, por una parte, en que la primera parte relativamente estrecha está realizada de un material seleccionado en relación con la capacidad de conducción de corriente, por ejemplo, un metal como plata, oro, aluminio o cobre, mientras que el ancho pequeño se ocupa de un efecto de oscurecimiento especialmente pequeño en la pared del recipiente de descarga transparente. Por otra parte, puede utilizarse cualquier electrodo estrecho en la descarga dieléctricamente inhibida, sólo con dificultades puesto que la fuerte concentración de campo conduce a efectos de carga espacial no deseados. Por consiguiente, mediante la segunda parte acoplada eléctricamente se "distribuye" el potencial de la primera parte en una superficie más ancha, de manera que en lo que se refiere a la parte física de la descarga cuenta el ancho mayor de la segunda parte.

En este caso se prefiere (ya debido a la fabricación más sencilla), aunque no es necesario, que las dos partes de los electrodos tengan un contacto directo entre sí. Es especialmente preferido que las partes de los electrodos estén separadas en la misma superficie y que la segunda parte esté colocada sobre la primeramente separada primera parte, de tal forma que en conjunto se produzca una sección transversal rectangular (que puede estar algo "abollada" por la primera parte).

Al decir, más allá de una lámpara única de descarga gaseosa, la invención también se refiere a un sistema de iluminación a partir de una lámpara del tipo anteriormente descrito con una fuente de potencia de impulsos eléctricos. La fuente de potencia de impulsos está optimizada en la lámpara en relación con la descarga dieléctricamente inhibida y se acopla en la lámpara, mediante pausas de longitud determinada de los impulsos de potencia activa separados entre sí, de longitud determinada, con lo que se produce, no obstante, un funcionamiento de iluminación continuo de la lámpara, es decir, sin parpadeos perceptibles. Naturalmente, el concepto "continuo" se refiere aquí al poder resolutivo del ojo humano.

Por lo demás, la invención se refiere a un sistema de pantallas planas puesto que la lámpara aquí descrita es apropiada como radiador de haz plano, especialmente para la iluminación posterior de dispositivos de indicación, como pantallas planas. Para ello, la lámpara del radiador de haz plano y la pantalla plana se disponen esencialmente paralelas entre sí. En los ejemplos de realización se muestra un ejemplo. La invención se refiere especialmente a un sistema de pantallas planas en el que está incluida la fuente de potencia de impulsos anteriormente mencionada.

Un aspecto especial respecto al sistema de pantallas planas se refiere a las denominadas láminas de amplificación de la luz (o también placas) que están dispuestas entre la pantalla plana y la lámpara. Este tipo de láminas contienen una superficie estructurada en forma de prisma para formar como mínimo una cara y con ello pueden estrechar el área de ángulo sólido de la salida de luz desde la lámpara del radiador de haz plano para la iluminación posterior de la pantalla plana como mínimo en una (aproximadamente mediante dos láminas de amplificación de la luz) y preferiblemente en dos dimensiones. Con ello se consigue una claridad mejorada.

Descripción de los dibujos

A continuación se ilustra la invención mediante diferentes ejemplos de realización concretos en sus diferentes aspectos individuales, con lo que las características mostradas en cada caso también pueden estar en otras combinaciones según la esencia de la invención. En las figuras se muestran estos ejemplos de realización así como un ejemplo comparativo según el estado de la técnica. En particular, se muestra:

La figura 1, una representación esquemática de los pares de ánodos;

La figura 2, un ejemplo comparativo respecto a la figura 1 según el estado de la técnica;

Las figuras 3a y 3b, un radiador de haz plano según la invención en la vista en planta o en sección transversal;

La figura 4, una vista en planta de una estructura de electrodos según la invención con electrodos por pares de ambas polaridades y estructura de bus
externa;

La figura 5, una vista en planta de una estructura de electrodos según la invención con cátodos que presentan resaltes y ánodos dispuestos por pares;

Las figuras 6a y 6b, una lámpara del radiador de haz plano según la invención con una estructura de electrodos comparable a la de la figura 5, aunque sin estructura de bus y adicionalmente con ampliaciones en los bordes de los ánodos y, concretamente, en una vista en planta parcialmente seccionada o en una vista lateral;

Las figuras 7a y 7b, una vista en planta correspondiente a la figura 6a en un ejemplo de realización apenas modificado con estructura de bus externa y una vista lateral correspondiente a la figura 6b;

La figura 8, una vista de la sección transversal para la ilustración de una realización de un ánodo doble en los dos ejemplos de realización anteriores;

Las figuras 9a y 9b, una lámpara de radiador de haz plano según la invención con electrodos sobre una placa base o sobre una placa de cubierta y, concretamente, en una vista lateral similar a las figuras 6b y 7b y en una sección transversal ampliada a través de un corte de la lámpara similar a la figura 8;

La figura 10, una vista en sección transversal vista desde el lado de salida de la luz de una lámpara de radiador de haz plano según la invención para ilustrar la disposición de los separadores;

La figura 11, una vista en corte y en sección transversal a través de un radiador de haz plano según la invención para ilustrar un cátodo de dos piezas;

La figura 12, una vista en sección transversal correspondiente a la figura 11 para otra posibilidad de un cátodo de dos piezas;

La figura 13, una vista en planta de un sistema de iluminación según la invención con una fuente de potencia de impulsos;

La figura 14, una vista en corte a través de un sistema de pantallas planas según la invención.

Las figuras 1 y 2 muestran en primer lugar la estructura y el funcionamiento de la disposición por pares de los ánodos según la invención en comparación con el estado de la técnica. Sólo se muestran en cada caso cortes respecto a la dirección longitudinal a partir de una disposición de electrodos que están delimitados aproximadamente por la longitud de las estructuras de descarga individuales. En la figura 2 puede observarse en primer lugar que las estructuras 1, 2, 3, 4 de descarga individuales se extienden en cada caso desde un cátodo K a un ánodo A, con lo que, sin embargo, partiendo de cada cátodo y de cada ánodo, en cada caso, sólo se enciende una estructura de descarga. Por consiguiente, existen espacios intermedios no utilizados, concretamente entre el ánodo A_{1} y el cátodo K_{2}, entre el ánodo A_{2} y el cátodo K_{3}, así como entre el ánodo A_{3} y el cátodo K_{4}, en los que no se enciende ninguna descarga.

La regularidad supuesta para ello de la secuencia alternativa de espacios intermedios con y sin estructura de descarga no es absolutamente obligatoria, sino una de varias posibilidades. En todo caso, los inventores no han considerado nunca que para un único ánodo A. se enciendan dos estructuras de descarga Sin embargo, en un cátodo K pueden finalizar de todas formas dos estructuras de descarga.

Por consiguiente, la disposición según la invención prevé en la figura 1, en cada caso, tiras de ánodos con ánodos A y A' dispuestos por pares unos junto a otros. En la separación claramente menor entre los dos ánodos de un par, en comparación con las separaciones entre cátodos y ánodos, se produce una cantidad mayor de estructuras de descarga, referidas a la unidad de longitud, en la dirección perpendicular respecto a la dirección de las tiras, que en una estructura según la figura 2. Esto se sustenta en que en cada formación de pares contiguos más próximos del ánodo A o A' y cátodo K se enciende una estructura de descarga. Naturalmente, las condiciones de la figura 1 (y por supuesto también las de la figura 2) deben imaginarse multiplicadas en cada caso en la dirección de las tiras de los electrodos. Por así decirlo sólo se muestra una unidad de longitud en la dirección de las tiras.

Es esencial que los ánodos A de la figura 2 estén presentes en la figura 1, en cada caso, como ánodos A y A' por pares, de manera que adicionalmente se añadan a la figura 2 las estructuras de descarga entre A1' y K2, entre A2' y K3 y entre A3' y K4. Con una separación entre ánodos y cátodos igual y una separación relativamente pequeña entre los ánodos A y A' de un par se produce con ello casi una duplicación de la cantidad de estructuras de descarga por unidad de longitud perpendicular a la dirección de las tiras. Para la clara visión, en la figura 1 se muestra una separación relativamente grande entre los ánodos A y A'.

Respecto a la estructura de la figura 2 ha de advertirse que, aparte de la impermeabilidad relativamente pequeña de las estructuras de descarga, tampoco permite ningún pronóstico desde qué lado, partiendo de un determinado ánodo, se configura una estructura de descarga. Por ejemplo, la descarga que se enciende entre el cátodo K3 y el ánodo A3, en lugar de ello, también podría situarse entre el ánodo A3 y el cátodo K4. Esta incapacidad de predicción está acoplada con una gran irregularidad en el medio estático de la generación de luz por superficie y con una posibilidad básica de fluctuaciones respecto al tiempo. Estas desventajas podrían remediarse con una reducción de la separación entre determinados cátodos y ánodos contiguos, es decir, por ejemplo, el indicado igualmente en la figura 2 frente a los pares con índice diferente, pero además se reduciría más fuertemente la densidad de las estructuras de descarga por unidad de longitud perpendicularmente a la dirección de las tiras.

Las figuras 3a y 3b muestran un radiador de haz plano según la invención con una disposición geométrica de los electrodos equiparable a la de la figura 1. Este radiador de haz plano podría servir tanto para la generación ultravioleta como para VUV, utilizando sustancias luminiscentes apropiadas, aunque también para la iluminación con luz visible. En las figuras 3a y 3b se indica con 4 el radiador de haz plano, mostrando la figura 3b que éste se compone de un recipiente 5 de descarga plano con una superficie base rectangular. El recipiente 5 de descarga presenta una placa 8 base y, en el lado de salida de la luz (en la figura 3, en la parte superior) se muestra una cubierta 9 más bien en forma de cuba, en su parte central en forma de placa, que no se muestra en la figura 3a. Todo el recipiente 5 de descarga está hecho de vidrio y está relleno con una carga de gas de xenón con aproximadamente 13 kPa.

En la placa 8 base se disponen de forma alternativa cátodos 6 simples en forma de tira así como ánodos 7a y 7b duplicados dispuestos por pares. Éstos se colocan a presión por serigrafía sobre la placa 8 base antes de la fijación de la cubierta 5. En la vista en planta de la figura 3a se muestra que los electrodos sobresalen por encima del borde en uno de los lados de la placa 8 base. En este caso, éstos están realizados por debajo de la unión estanca al gas (por medio de vidrio para soldadura) entre la cubierta 9 y la placa 8 base, sin que se modifique allí la disposición geométrica de las tiras de electrodos. Las tiras de electrodos son más bien tan planas que al aplicar la cubierta 9 con el vidrio para soldadura puede pegarse sobre las tiras de electrodos.

La figura 3b muestra que la cubierta 9 llega en los lados hasta el borde de la placa 8 base, de manera que las tiras de electrodos de la figura 3a sobresalen en el lado inferior por debajo de la cubierta 9. Para ello, los pares 7a y 7b de ánodos están agrupados a modo de una horquilla en el extremo 7c (en el caso mostrado, en parte, por debajo de la unión mediante vidrio de soldadura).

La separación de entre ánodos y cátodos de la figura 3b es de 10 mm; la separación g entre ánodos 7a y 7b contiguos es de 4 mm.

Los ánodos están recubiertos en cualquier entorno con una capa 10 de cristal de aproximadamente 150 \mum como dieléctrico para la descarga dieléctricamente inhibida, colocándose sobre la placa 8 base.

Durante el funcionamiento, se configuran descargas individuales por medio de las estructuras de electrodos según el modelo de la figura 1. Con ello, en este ejemplo concreto se obtiene una ganancia en la potencia que puede acoplarse en la misma unidad de superficie, de aproximadamente 75% en comparación con ejemplos convencionales.

En las figuras no se muestran adicionalmente otras particularidades respecto a la lámpara del radiador de haz plano mostrada en las figuras 3a y 3b, que se refieren a una configuración opcional como lámpara del radiador de haz plano para la iluminación posterior de dispositivos de indicación con luz visible. Además, las paredes interiores del recipiente 5 de descarga están recubiertas con una mezcla de sustancia luminiscente adecuada que convierte en luz visible la radiación VUV generada por la descarga. Esto puede ser una mezcla de sustancias luminiscentes de tres franjas para generar la impresión de color blanco u otra mezcla de sustancias luminiscentes. Los ejemplos preferidos para las sustancias luminiscentes que pueden utilizarse se encuentran en la solicitud "Signalkampe un leuchstoffe dazu" (en el documento de patente europea presentado el 23.12.1997, AZ 97122800.2, copia adjunta). La pared interior de la placa 8 base está recubierta además con una capa de reflexión de la luz, por ejemplo, de Al_{2}O_{3} o TiO_{2}. Con ello, adicionalmente en la capa de sustancia luminiscente que se sitúa encima, la luz generada se refleja hacia arriba en el lado de la cubierta 5 transparente.

En conjunto, esta lámpara 4 del radiador de haz plano, para la iluminación posterior de una pantalla plana, está diseñada de tal forma que quede garantizada la generación de luz lo más uniforme y plana posible. Además, la potencia de iluminación debe ser lo más alta posible, y para ello se ofrece la estructura de ánodos doble descrita.

La figura 4 muestra, esquemáticamente, una estructura de electrodos adecuada para una descarga accionada de forma bipolar e inhibida dieléctricamente. En este caso, los electrodos de ambas polaridades se encuentran dispuestos en pares y recubiertos por un dieléctrico. De esta forma cada electrodo puede actuar alternativamente como ánodo y como cátodo. La estructura denominada 100 está compuesta, en primer lugar, por una primera parte 101 y una segunda parte 102. Cada una de estas partes 101 y 102 contiene una cantidad de tiras dobles de electrodos, con electrodos 103a y 103b individuales (para la parte 101) o 104a y 104b (para la parte 102), en un par correspondiente. Si no se tiene en cuenta la zona del borde (en la cual tampoco se encuentra ningún par de electrodos), la estructura es simétrica respecto a los electrodos de las dos polaridades.

De forma igualmente simétrica, los electrodos dispuestos en pares de cada parte 101 y 102 están agrupados para formar una estructura 105 ó106, de bus de alimentación de corriente. Por tanto, cada grupo de electrodos (de una polaridad) tiene una estructura dentada con "dientes" dobles, estando las estructuras dentadas entrecruzadas entre sí. En este ejemplo, las distancias entre los electrodos, dentro de los pares y entre los pares, son iguales en cada caso. Por ello puede accionarse la lámpara con potencias más bajas, en comparación con distancias menores, lo que es ventajoso en determinados casos de utilización.

La figura 5 está modificada respecto a la figura 4 en cuanto a que la estructura de electrodos allí mostrada está compuesta de dos partes 107 y 112, sin embargo, la parte 112 no está configurada en pares y forma, por ello, el cátodo 111, para un funcionamiento unipolar. Al contrario, las tiras 108a y 108b de ánodos de la parte 107 del ánodo están realizadas por pares de la forma descrita. Como cierre exterior, únicamente están presentes tiras 109 y 110 de ánodos individuales, en cada caso.

Los resaltes, ya nombrados en la introducción de la descripción, para la determinación local de estructuras de descarga se llevan a cabo, en este ejemplo de realización, a través de talones 113 semicirculares en los cátodos 111 de la parte 112 del cátodo. Éstos están asignados en cada caso de forma alternativa a uno de los dos ánodos contiguos. Por causa de los aumentos locales de campo eléctrico, la ignición de las descargas individuales se realiza únicamente en los lugares determinados por los talones 113.

Además del aspecto ya nombrado de una homogeneización o influencia encauzada de la distribución de la densidad lumínica, también se puede contrarrestar un desplazamiento de la convección de las descargas individuales, en el funcionamiento no horizontal de la lámpara mostrada.

Las alimentaciones 107 y 112 de corriente en forma de bus corresponden a las explicaciones ya dadas antes al respecto.

Cada una de las disposiciones mostradas en las figuras 4 y 5 corresponde a una lámpara de radiador de haz plano con una diagonal de 6,8 pulgadas, para una iluminación posterior de una pantalla plana. No obstante, una ventaja especial de las estructuras mostradas en esta solicitud consiste en que tanto los pares de electrodos como también los pasos de corriente configurados según la invención (de las cuales nos ocuparemos más adelante) y también formas especiales de electrodos (como en la figura 5 y de otra manera en las figuras siguientes) se pueden fabricar mediante procedimientos de fabricación sencillos, como procedimientos habituales de la técnica de capas gruesas, como serigrafiado con un ahornado posterior. Especialmente pueden crearse formatos de prácticamente cualquier tamaño, a través de sucesiones espacialmente consecutivas, por lo que las estructuras aquí mostradas son solamente ejemplos que podrían presentar, en la práctica, una cantidad mucho mayor de electrodos individuales.

Las figuras 6a y 6b muestran otra lámpara 201' del radiador de haz plano con un recipiente 202 de descarga plano de base rectangular. La disposición geométrica de los electrodos utilizada tiene similitudes con la mostrada en la figura 5. Ahora bien, los cátodos 203 y 204 se encuentran aquí de modo que sobresalen hacia arriba y no están conectados a través de un bus de alimentación de corriente. Los cátodos 203 presentan nuevamente resaltes 220, que aquí no están, en su mayoría, dispuestos de manera alterna sino en cada caso en pares. En los cátodos 204 más exteriores, estos resaltes están dispuestos en la zona exterior de las tiras 204 individuales de cátodos, con una mayor densidad (en este caso otra vez alternados), para aumentar la densidad lumínica en las esquinas del rectángulo. Las zonas de los bordes y las esquinas están oscurecidas en las partes de fuera en muchos casos respecto a la densidad lumínica del centro de una lámpara del radiador de haz plano, concretamente por la falta de contribución de los electrodos contiguos que faltan.

Las tiras 205 de ánodos están realizadas en pares, según la forma discutida. Los ánodos 206 más exteriores están colocados, sin embargo, individualmente. Con ello, las tiras 205 de ánodos en los pares de ánodos se extienden hacia los bordes correspondientes del rectángulo, respecto al centro del rectángulo, es decir, en cada caso, dirigidos hacia el otro ánodo del par, como se indica con 205a y 205b. De esta forma, la distancia hasta el cátodo 203 ó 204 contiguo más próximo es constante, con lo que se contrarresta adicionalmente un oscurecimiento de los bordes del rectángulo. La distancia máxima entre las tiras de ánodos de un par 205 de ánodos, en el centro de la tira, es de aproximadamente 4 mm, la menor distancia en el borde es de unos 3 mm.

Los resaltes o talones 220 tienen un radio de aproximadamente 2 mm y acortan la distancia hasta la tira de ánodos contigua a aproximadamente 6 mm.

Con la referencia 215 se indica una capa de vidrio de aproximadamente 250 \mum de grosor que recubre los ánodos 205 y 206 como dieléctrico. Está situada sobre todas las tiras 205 y 206 de ánodos en el interior del recipiente de descarga.

El recipiente 202 de descarga se muestra en una vista lateral en la figura 6b. Se compone de una placa 207 base y una placa 208 de cubierta, así como de una estructura 209 que une ambas. La unión entre la estructura 209 y las placas 208 y 207 se produce mediante una capa 210 de vidrio para soldadura. En la zona inferior de la figura 6b puede verse que las tiras de electrodos están realizadas a través de la capa 210 de vidrio para soldadura. Con la cifra 214 de referencia se muestra en la figura 6a, a modo de ejemplo, la zona externa de conexión del ánodo 206 izquierdo más externo. Los cátodos 203 y 204 están realizados de la misma manera respecto a la otra cara no visible en la figura 6b. Además, el rectángulo formado en planta por la placa 208 de cubierta y la estructura 209 es más pequeño hacia, como mínimo, la cara superior e inferior en la figura 6a, que la planta rectangular de la placa 207 base. Sobre los talones que se originan, las tiras 213 y 214 de electrodos (del cátodo 204) conducidas hacia fuera forman las piezas de conexión correspondientes.

El interior 211 del recipiente 202 de descarga, en forma de paralelelípedo, está recubierto completamente con una mezcla de sustancia luminiscente que no está mostrada en las figuras y que transforma la radiación VUV producida en la descarga en luz blanca visible. Se trata de una sustancia luminescente de tres bandas con el componente azul BAM (BaMgAl_{10}O_{17}: Eu^{2+}), el componente verde LAP (LaPO_{4}:[Tb^{3+}, Ce^{3+}]) y el componente rojo YOB ([Y, Gd]BO_{3}:Eu^{3+}). Para sustancias luminescentes se remite, como ya se mencionó, a la solicitud de patente "Signallampe und Leuchtstoffe dazu".

Las piezas 213 y 214 de conexión descritas de las tiras de electrodos, sobre el talón de la placa 207 base, se unen en cada caso entre sí con conectores y líneas de interconexión no mostradas y con los polos de una fuente de tensión de impulsos unipolar.

Una realización de la lámpara del radiador de haz plano según las figuras 6a y 6b para la iluminación posterior de un monitor de 15 pulgadas podría componerse, por ejemplo, de 14 tiras de ánodos dobles y 15 cátodos con una única tira de ánodos en el borde más exterior en cada caso. Además, cada tira 203 y 204 de cátodos podría presentar, respectivamente, 32 prolongaciones 220 según cada cara longitudinal. Una lámpara del radiador de haz plano de este tipo tendría dimensiones de aproximadamente 315 mm \times 239 mm \times10 mm con un espesor de paredes de la placa 207 base y de la placa 8 de cubierta de 2,5 mm en cada caso. La estructura 209 podría componerse de un tubo de vidrio de aproximadamente 5 mm de diámetro, de manera que bolas de vidrio de precisión con un diámetro de 5 mm serían apropiadas como separador 48 (que se discute a continuación detalladamente).

Las figuras 7a y 7b corresponden en gran parte a las figuras 6a y 6b. Las diferencias de las lámparas 201 del radiador de haz plano mostradas aquí respecto a las 201' descritas con anterioridad son las siguientes: Las piezas 213 y 214 de conexión externas, ya descritas y designadas con la misma cifra de referencia, están aquí agrupadas y continuadas como alimentación externa de corriente en forma de bus. Por consiguiente, hay una conexión 213 de cátodos conjunta que sobresale del borde de la placa 207 base, en la figura 7a en la esquina superior izquierda, y una conexión 214 de ánodos conjunta correspondiente, en la esquina inferior izquierda. Este bus 214 externo de alimentación de corriente de los ánodos puede verse también en la vista lateral en la figura 7b. Por lo demás, la estructura corresponde a lo descrito anteriormente y está designada con cifras de referencia de manera correspondiente.

Respecto a la estructura mostrada en las figuras 6a, 6b, 7a y 7b (a excepción, por una vez, de los buses de alimentación de corriente), la figura 8 muestra una vista seccionada y una vista en corte transversal. Se trata de un corte de la vista en corte transversal indicada en la figura 6a con la línea A-A. Este corte comprende dos tiras de ánodos y, concretamente, en la zona de su paso 212a y 212b a través del límite del recipiente de descarga. Puede observarse que los dos pasos 212a y 212b de ánodos, en oposición a los pasos convencionales, están aplicadas directamente sobre la placa 207 base y también a lo largo de la longitud restante de las tiras de ánodos, y están recubiertos en esta zona completamente por la capa 215 de vidrio que el dieléctrico de la descarga dieléctricamente inhibida.

Cada tira de ánodos tiene una sección transversal esencialmente rectangular y, por tanto, quedan rodeados en su totalidad (en el caso mostrado aquí incluyendo la capa 215 de vidrio) por la capa 210 de vidrio para soldadura que une la estructura 209 de vidrio con la placa 207 base y proporciona un cierre hermético al gas. También hay una capa 210 de vidrio para soldadura equivalente entre la estructura 209 de vidrio y la placa 208 de cubierta. Si la capa 215 de vidrio ya se hubiera suprimido en esta zona, la capa 210 inferior de vidrio para soldadura tendría que ser apenas más gruesa que la superior.

Las realizaciones 212a y 212b de ánodos dobles representadas aquí sirven de ejemplo para las otras realizaciones de ánodos. En las realizaciones de los cátodos 203 y 204 hacia el otro lado existen en principio las mismas condiciones; los cátodos 203 y 204 se presentan sólo individualmente y falta la capa 215 de vidrio.

Las figuras 9a y 9b muestran otra vez esquemáticamente otra variación adicional de las lámparas del radiador de haz plano representadas en las figuras 6a, 6b, 7a y 7b, así como en la 8. La figura 9a corresponde a las vistas laterales en las figuras 6b y 7b, y la figura 9b muestra una vista de corte transversal y en corte según la figura 8.

Una diferencia fundamental respecto a las lámparas representadas anteriormente consiste en que en la variante de las figuras 9a y 9b, los cátodos 224 están aplicados sobre la pared interior de la placa 208 de cubierta. No obstante, existe una secuencia alternativa de pares 225a, 225b de ánodos y cátodos 224, y en la forma en que una unión imaginaria de un cátodo 224 con el ánodo 225a y 225b contiguo más próximo (de diferentes pares) tiene la forma de una V invertida y simétrica. Además, en este caso las distancias entre los cátodos 224 son de aproximadamente 22 mm, las distancias entre los ánodos 225a, 225b individuales de un par de ánodos son de aproximadamente 4 mm y entre los ánodos contiguos de distintos pares de ánodos son de aproximadamente 18 mm.

Además, la figura 9b muestra de manera indicativa los resaltes 226a y 226b en forma de talones, ya descritos, de los cátodos 224. Estos resaltes están en la dirección de las tiras a una distancia entre sí de aproximadamente 10 mm.

La estructura representada en la figura 9b sirve de nuevo de ejemplo para toda la anchura de la lámpara del radiador de haz plano. Con esta disposición se producen estructuras de descarga entre la placa 207 base y la placa 208 de cubierta con mayor distancia disruptiva que la distancia entre la placa base y la de cubierta. Se ha comprobado que con esta disposición pueden conseguirse rendimientos más altos de rayos ultravioleta que con la disposición de todos los electrodos sobre sólo una placa. Supuestamente, esto se basa en una reducción de las pérdidas a través de la pared y de los electrodos.

Además, la figura 9a muestra que tanto los cátodos 224 como los ánodos 225a, 225b están conectados respectivamente a alimentaciones 227 ó 214 externas de corriente en forma de bus cuyo punto de conexión sobresale en la figura 9a de la placa 208 de cubierta o de la placa 207 base, sobre el lado izquierdo.

Otra particularidad de este ejemplo de realización es que tanto los cátodos 224 como los ánodos 225a, 225b están recubiertos completamente con una capa 229 ó 228 de vidrio dieléctrica, la cual, por lo demás, recubre la pared interna en cada caso de la placa 208 de cubierta o de la placa 207 base. Por consiguiente, los electrodos están encastrados, en cierta medida, en las paredes de vidrio de la lámpara.

Además, sobre la capa 228 de vidrio dieléctrica de la placa 207 base está aplicada una capa 230 reflectante de la luz compuesta de Al_{2}O_{3}. Sobre ella hay (al igual que sobre la capa 229 de vidrio dieléctrica que está sobre la placa 208 de cubierta) una capa 231 ó 232 de sustancia luminescente compuesta de una mezcla de BAM-LAP-YOB.

La figura 10 muestra otra característica de la lámpara del radiador de haz plano no representada en las figuras 6a-6b para obtener una mayor claridad. En una vista en planta de la placa 207 base cortada a través del plano de la estructura 209 de vidrio, los espaciadores 250 están representados en una estructura de retículo cuadrada. Otros detalles de la lámpara, especialmente las estructuras de electrodos se han omitido para obtener una mayor claridad.

El retículo cuadrado del separador tiene una separación 251 contigua-más próxima de 34 mm. Como ya se ha explicado, se trata de bolas 48 de vidrio de precisión con un diámetro de 5 mm en cada caso, que están conectadas firmemente mediante vidrio para soldadura y un tratamiento de calor con la placa 207 base y la placa 208 de cubierta. Cada bola de vidrio está recubierta con la capa 230 reflectante y la capa 231 de sustancia luminescente ya descritas para minimizar las pérdidas. Con esto, el retículo cuadrado representado aquí a una separación contigua-más próxima de 34 mm ofrece un buen compromiso entre una buena resistencia mecánica de las lámparas del radiador de haz plano en conjunto y pérdidas no demasiado grandes al generar luz. Además, también hay que observar en la disposición de los separadores 250 que están dispuestos de manera que alteren las estructuras de descarga lo menos posible. Una posibilidad consiste, por ejemplo, en colocarlos centrados entre las correspondientes tiras de electrodos.

La figura 11 hace referencia a la figura 9b y muestra una variación de la configuración de los cátodos 224 respecto a la estructura allí representada. Para obtener una mayor claridad, no hay ningún resalte (en la figura 9b designados con 226a y 226b) representado. No obstante, son posibles en esta forma de realización y tienen sentido.

La variación esencial en la estructura de los cátodos consiste en que tienen dos partes. Es decir, cada cátodo 224 se compone de una primera parte 224-1, que está conectada con la alimentación eléctrica y una segunda parte 224-2. La primera parte 224-1 está marcada en la figura 11 en la esquina superior izquierda de la segunda parte 224-2 y se compone de plata. Por el contrario, la segunda parte 224-2, mucho mayor en la superficie de la sección transversal, se compone de ITO (indio-estaño-óxido), un material conductor pero transparente.

Gracias a esta separación se consigue un oscurecimiento mínimo a través de la primera parte 224-1 no transparente con, al mismo tiempo un ancho efectivo de los cátodos de la segunda parte 224-2 relativamente grande. Este ancho mayor de los cátodos ayuda cuando hay que evitar efectos de carga espacial desventajosos ante los cátodos 224. Por otro lado, se elimina la desventaja de la estructura, en la figura 9b, de que aparezca un oscurecimiento de la radiación luminosa, mediante la disposición de electrodos sobre o bajo la placa 8 transparente de cubierta. Esto afecta sobre todo al caso de que los cátodos frecuentemente un poco más anchos deben estar sobre la parte transparente de un recipiente de descarga. En la figura 9b los ánodos 225a y 225b duplicados habrían conducido a su vez a un oscurecimiento aún más intenso. Naturalmente, también es posible realizar de la manera anteriormente descrita un ánodo doble en dos partes en cada caso.

Para representar que no es necesario obligatoriamente un contacto físico directo entre las dos partes 224-1 y 224-2 de los cátodos para una conexión eléctrica, la figura 12 muestra un ejemplo en el que las dos partes del cátodo están separadas. Esto sucede porque sobre la placa 208 de cubierta se separa en primer lugar la primer parte 224-1, después se recubre con una primera parte 229-1 de la capa 229 dieléctrica, después de lo cual se separa la segunda parte 224-2 del cátodo. Sigue la segunda parte 229-2 de la capa 229 dieléctrica. A través del acoplamiento capacitivo entre las dos partes 224-1 y 224-2 de los cátodos queda garantizada una unión eléctrica suficiente entre las dos partes del cátodo, con las frecuencias altas de funcionamiento de la fuente de tensión de impulsos aquí utilizada.

Para que el mayor ancho efectivo del cátodo de la segunda parte 224-2 pueda también ser eficaz para la descarga, la segunda parte 224-2 está aquí dispuesta del lado de la descarga de la primera parte 224-1 del cátodo. Por consiguiente, el orden es, desde la perspectiva de la descarga: descarga - capa 232 de sustancia luminiscente - segunda capa 229-2 dielétrica - segunda parte 224-2 del cátodo - primera capa 229-1 dieléctrica - primera parte 224-1 del cátodo - placa 208 de cubierta. En la proyección sobre la placa 208 base, la primera parte 224-1 del cátodo más delgada se encuentra preferentemente en el centro de la segunda parte 224-2 del cátodo.

La figura 13 muestra como ejemplo la estructura de la figura 7a, en combinación con una fuente 223 de tensión de impulsos. Cada uno de los buses 213 y 214 de alimentación de corriente de los cátodos 203 y 204 y los ánodos 205 y 206, ya descritos, está conectado a un polo 221 ó 222 correspondiente. La fuente 223 de tensión de impulsos, no representada aquí en detalle en su estructura interna, suministra impulsos de tensión unipolares de duración determinada, con pausas intermedias de duración también determinada. Se remite a la solicitud de patente alemana 195 48 003.1. Esta forma especial de alimentación eléctrica produce una gran cantidad de estructuras de descarga individuales en forma de delta (no representadas en las figuras), entre las prolongaciones 220 de los cátodos 203 y 204 y los ánodos 205 ó 206 contiguos más próximos correspondientes. La lámpara según la invención se complementa mediante esta fuente 223 de tensión de impulsos para formar un sistema de iluminación.

La figura 14 muestra otro ejemplo de realización, en el cual la misma lámpara 201 con la fuente 223 de tensión de impulsos sirve como sistema de iluminación posterior para una pantalla 235 plana con técnología de cristal líquido. Entre la pantalla 235 plana y la lámpara 201 se encuentra, en el lado de la lámpara, un disco 236 difusor, para recubrir irregularidades puntuales en la generación de luz en la lámpara 201, especialmente a causa de los separadores ya descritos. En el lado apartado de la lámpara del disco 236 difusor, se encuentran dos láminas 237 y 238 de amplificación de la luz cruzadas, (las llamados "Brightness Enhacement Films" de la empresa 3M). Estas láminas 237 y 238 de amplificación de la luz cruzadas presentan sobre el lado apartado de la lámpara, una superficie estructurada en forma de prisma (donde los cantos longitudinales de los prismas están cruzados en el plano de la lámina), por lo cual las láminas 237 y 238 de amplificación de la luz estrechan en cada caso en una dimensión la zona relativamente grande del ángulo sólido de la radiación de luz de la lámpara 201, aumentada adicionalmente por el disco 236 difusor.

Esta estructura completa está sostenida en una estructura 239 de una carcasa. Además, una pared 240 trasera de la carcasa porta un dispositivo 241 de enfriamiento y un sistema 242 electrónico de mando para la pantalla 235 plana. En una forma de realización especial, el dispositivo 241 de enfriamiento está realizado como una placa delgada, que se encuentra en buen contacto térmico con la parte trasera de la lámpara y sobre el otro lado presenta nervios de enfriamiento o está en buen contacto térmico con nervios del cuerpo de enfriamiento. Con ello puede estar formada, en sistemas de alta potencia, también la pared trasera inmediata del sistema de pantallas planas. Detalles sobre la electrónica 242 de mando y la pantalla 235 plana se encuentran, por ejemplo, en el documento EP 0 604 453.

El sistema de pantallas planas mostrado en la figura 14 es el caso de aplicación preferido para la invención. Aquí puede realizarse con una lámpara especialmente plana una iluminación posterior muy clara y uniforme. Los sistemas de relleno libres de mercurio y con ello no dañinos para el medio ambiente, con un gas noble, preferentemente xenón, y eventualmente uno o más gases tampón, por ejemplo, argón o neón, bajo una presión de aproximadamente 10 kPa hasta aproximadamente 100 kPa, permiten un arranque inmediato, sin necesidad de una fase previa. Esto es muy ventajoso, por ejemplo, en las pausas de trabajo, porque la pantalla puede apagarse para ahorrar energía, sin que por ello se vea afectado su rendimiento, después de volver a encenderla. No son necesarios tampoco reflectores externos o dispositivos de dirección de luz, a favor de una minimización del tamaño del sistema completo de pantalla y de una reducción de costos y simplificación del montaje. Una ventaja fundamental del sistema de pantallas planas de la invención está, respecto a la lámpara, en la vida útil mucho más larga respecto al estado de la técnica. Se pueden alcanzar, sin más, valores de más de 20.000 horas de funcionamiento, lo que representa más del doble de los valores convencionales.

Claims (26)

1. Lámpara de descarga gaseosa con un recipiente (5, 202) de descarga como mínimo parcialmente transparente y relleno con una carga de gas, con una cantidad de ánodos (A, 7, 103, 104, 108, 109, 110, 205, 206, 225) y cátodos (K, 6, 103, 104, 111, 203, 204, 224) fundamentalmente en forma de tira, que discurren sobre paredes del recipiente de descarga y esencialmente de forma paralela entre sí, y con una capa (10, 215, 228, 229) dieléctrica entre, como mínimo, los ánodos y la carga de gas para una descarga dieléctricamente inhibida en el recipiente de descarga entre ánodos y cátodos contiguos, caracterizada porque como mínimo un par de ánodos (A, A', 7ab, 103ab, 104ab, 108ab, 205, 225ab) está dispuesto entre dos cátodos (K, 6, 103, 104, 111, 203, 204, 224) contiguos, en cada caso, a un ánodo del par.

2. Lámpara según la reivindicación 1 como radiador de haz plano.

3. Lámpara según la reivindicación 1 ó 2, en la que el recipiente (5, 202) de descarga está hecho de material no conductor eléctrico.

4. Lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, en la que la separación entre los ánodos del par (A, A', 7a, 7b, 103ab, 104ab, 108ab, 205, 225ab) entre sí es menor que la separación entre un ánodo correspondiente del par y el cátodo (K, 6, 103, 104, 111, 203, 204, 224) contiguo a aquel.

5. Lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, en la que la separación de los ánodos del par (A, A', 7a, 7b, 103ab, 104ab, 108ab, 205, 225ab) entre sí es de entre 20% y 100% de la distancia disruptiva de la descarga.

6. Lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, en la que como mínimo los ánodos (A, 7, 103, 104, 108, 109, 110, 205, 206, 225) o los cátodos (K, 6, 103, 104, 111, 203, 204, 224) están aplicados sobre una pared interior del recipiente (5, 202) de descarga y están realizados en una prolongación de su forma de tira directamente a través de un límite (209) del recipiente de descarga, que limita la carga de gas.

7. Lámpara según la reivindicación 6, en la que el recipiente (5, 202) de descarga presenta como mínimo una placa (8, 207) que sobresale por encima del límite (209) del recipiente de descarga, y los ánodos (A, 7, 103, 104, 108, 109, 110, 205, 206, 225) o cátodos (K, 6, 103, 104, 111, 203, 204, 224) están aplicados sobre la placa de tal manera que están realizados sobre la placa en el límite a través del recipiente de descarga.

8. Lámpara según la reivindicación 6 ó 7, en la que la forma de tira de los ánodos (A, 7, 103, 104, 108, 109, 110, 205, 206, 225) o de los cátodos (K, 6, 103, 104, 111, 203, 204, 224) presenta una sección transversal fundamentalmente rectangular con un grosor en el intervalo de 3-50 \mum, preferiblemente superior a 5 u 8 \mum, y con un ancho de 0,3-1,5 mm, preferiblemente de 0,5-1,2 mm.

9. Lámpara según la reivindicación 6, 7 u 8, en la que tanto los ánodos (A, 7, 103, 104, 108, 109, 110, 205, 206, 225), como también los cátodos (K, 6, 103, 104, 111, 203, 204, 224) están aplicados sobre la pared interior y están realizados en una prolongación de su forma de tira directamente a través del límite (209) del recipiente (5, 202) de descarga.

10. Lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, en la que los pares (7ab, 103ab, 104ab, 108ab, 205, 225ab) de ánodos están agrupados, como mínimo fuera del recipiente (5, 202) de descarga, para formar una conexión (7c, 105, 106, 114, 115, 214) común.

11. Lámpara según las reivindicaciones 9 y 10, en la que los ánodos (103, 104, 108, 109, 110, 205, 206) y los cátodos (103, 104, 111, 203, 204) están agrupados como mínimo fuera del recipiente (5, 202) de descarga para formar, en cada caso, un bus (105, 106, 213, 214, 227) de alimentación de corriente común.

12. Lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, en la que los ánodos (205) en forma de tira están ampliados en una zona del borde del recipiente (5, 202) de descarga, respecto a una zona central del recipiente de descarga, o en el entorno de una irregularidad del recipiente de descarga.

13. Lámpara según la reivindicación 12, en la que el ensanchamiento de los ánodos (205) está configurado asimétrico y, con ello, principal o exclusivamente hacia el otro ánodo (205) correspondiente del par.

14. Lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, en la que los ánodos (225) y los cátodos (224) están dispuestos en cada caso en otra pared interior del recipiente de descarga, de tal manera que, vistos en la dirección de las tiras, las líneas de unión imaginarias entre un cátodo y dos ánodos contiguos más próximos forman una V fundamentalmente
simétrica.

15. Lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, en la que los cátodos (111, 203, 204, 224) presentan resaltes (113, 220, 226) a lo largo de los lados longitudinales de sus tiras para fijación local de una estructura de descarga individual.

16. Lámpara según la reivindicación 15, en la que, para conseguir una densidad lumínica homogénea de la lámpara en una zona del borde del recipiente (202) de descarga, los resaltes (220) se disponen de forma más cercana entres sí que en una zona central del recipiente de descarga o se disponen de forma más cercana entres sí en el entorno de una irregularidad del recipiente de descarga.

17. Lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, en la que el recipiente (202) de descarga está construido en forma de placa y presenta una placa (207) base y una placa (208) de cubierta, que, en comparación con su longitud o su anchura, están dispuestas con un separación relativamente pequeña y fundamentalmente paralelas entre sí, estando dispuestos separadores (250) entre la placa base y la placa de cubierta.

18. Lámpara según la reivindicación 17, en la que los separadores (250) están dispuestos entre sí con una separación (251) contigua- más próxima cuyo producto por el grosor de los ánodos (205, 206, 225) o cátodos (203, 204, 224) en forma de tira se sitúa en el intervalo de 5\cdot10^{-8} m^{2} hasta 6,8\cdot10^{-7} m^{2}, preferiblemente por encima de 1\cdot10-7 m^{2} o por debajo de
5\cdot10^{-7} m^{2}.

19. Lámpara según la reivindicación 17 ó 18, en la que los separadores (250) están dispuestos entre sí con una separación (251) contigua-más próxima cuya relación respecto al grosor más pequeño de la placa (207) base y de la placa (208) de cubierta se sitúa en el intervalo de 8 a 20, preferiblemente por encima de 10 o por debajo de 15.

20. Lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, en la que los electrodos (224-1, 224-2) están aplicados sobre o en una pared interior de un lado (208) transparente de radiación de luz de la lámpara y estos electrodos presentan en cada caso una primera pieza (224-1) con buena capacidad para conducir la electricidad y una segunda pieza (224-2) con escasa capacidad de conducción de la electricidad y con un ancho mayor que la primera pieza, siendo la segunda pieza fundamentalmente transparente en la dirección (208) de radiación de la luz y, respecto a la frecuencia de funcionamiento de la lámpara, está conectada con la primera pieza de forma eléctricamente conductora.

21. Lámpara según la reivindicación 20, en la que los electrodos (224-1, 224-2) junto a o en la pared interior del lado (208) transparente de radiación de la luz presentan una sección transversal fundamentalmente rectangular y la primera pieza (224-1) está incluida en la forma de sección transversal fundamentalmente rectangular de la segunda pieza (224-2).

22. Procedimiento para la fabricación de una lámpara según una de las reivindicaciones precedentes, como mínimo la reivindicación 6, en la que como mínimo los electrodos (203-206) realizados a través del límite (209) del recipiente (202) de descarga están aplicados, incluida la sección (212) de paso a través, en un procedimiento de estructuración y de disgregación común, preferiblemente mediante un procedimiento de películas gruesas, por ejemplo por
serigrafía.

23. Sistema de iluminación con una lámpara según una de las reivindicaciones 1-18 y una fuente (223) eléctrica de tensión de impulsos, que está diseñada para alimentar la lámpara con impulsos de tensión separados entre sí por pausas, produciéndose durante los impulsos de tensión separados un funcionamiento de iluminación continuo de la lámpara.

24. Sistema de pantallas planas con una pantalla (235) plana para indicar información y con una lámpara dispuesta de forma fundamentalmente paralela a la pantalla plana para la iluminación posterior de la misma según una de las reivindicaciones 1-18.

25. Sistema de pantallas planas según la reivindicación 24, con un sistema de iluminación según la reivindicación 23.

26. Sistema de pantallas planas según la reivindicación 24 ó 25, en el que entre la pantalla (235) plana y la lámpara está dispuesta como mínimo una lámina (237, 238) de amplificación de la luz.