HU223172B1

HU223172B1 - Lapos fénysugárzó

Info

Publication number: HU223172B1
Application number: HU0000626A
Authority: HU
Inventors: Lothar Hitzschke; Simon Jerebic; Jens Mücke; Rolf Siebauer; Frank Vollkommer
Original assignee: Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH.
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2004-03-29
Also published as: DK0901687T3; JP3037441B2; KR100281343B1; CN1165958C; HUP0000626A3; CA2255758C; HUP0000626A2; KR20000015786A; TW412772B; EP0901687A1; US6222317B1; WO1998043279A1; DE19711892A1; ES2179503T3; CN1220769A; CA2255758A1; JPH11514148A; EP0901687B1; DE59804564D1

Abstract

A találmány tárgya lapos fénysugárzó dielektromosan gátolt kisülésheznem áramvezető anyagú kisülőedénnyel (5), amelynek a falán csíkszerűelektródok vannak elhelyezve. A katódok (6) és az anódok (7)váltakozva egymás mellett vannak elhelyezve, és legalább az anódokatdielektromos anyag (10 üvegréteg) választja el a kisülőedény (5)belsejétől. Szomszédos katódok (6) között egy-egy járulékos anód (7b)van elhelyezve, vagyis a szomszédos katódok (6) között egy-egy anódpár(7a, 7b) van elhelyezve. Ez egyenletes kisülési struktúrát hoz létre,ugyanakkor a kisülő- edény optimálisan ki van használva. ŕ

Description

A találmány tárgya lapos fénysugárzó legalább részben átlátszó és gáztöltettel töltött, zárt vagy gáztöltet által átáramolt, nyitott lapos, nem áramvezető anyagú kisülőedénnyel és a kisülőedény falán elhelyezett, hosszúkás elektródokkal, amely fénysugárzóban legalább a katódok és az anódok váltakozva egymás mellett vannak elhelyezve, és legalább az anódokat dielektromos anyag választja el a kisülőedény belsejétől.

Elsősorban például az EP 0 363 832 számú európai szabadalomban és a DE-OS 195 26 211 számú német nyilvánosságra hozatali iratban nyilvánosságra hozott lapos fénysugárzókról van szó. Az ilyen fénysugárzók legalább egy, a fénysugárzó kisülőterétől dielektromos anyaggal elválasztott elektródot tartalmaznak. Az ilyen elektródot a következőkben rövidítve „dielektromos elektródoknak” is fogjuk nevezni.

A „lapos fénysugárzó” megnevezésen itt lapszerű geometriájú sugárzót értünk, ami fényt, vagyis látható elektromágneses sugárzást vagy akár ultraibolya, valamint vákuum-ultraibolya sugárzást bocsát ki.

Az ilyen sugárzásforrások a kibocsátott sugárzás színképétől függően általános világításra és segédvilágításra, például lakás- és irodavilágításra, illetőleg kijelzők, például folyadékkristályos (LCD) megjelenítők háttérvilágítására, közlekedési világításra és jelzőtáblák világítására, ultraibolya besugárzásra, például csírátlanításra vagy fotolitikai célokra alkalmasak.

Az EP 0 363 832 számú európai szabadalom nagy teljesítményű ultraibolyafény-sugárzót ismertet, amely páronként egy nagyfeszültségű forrásra csatlakoztatott, hosszúkás elektródokat tartalmaz. Az elektródokat egymástól és a fénysugárzó kisülőterétől dielektromos anyag választja el. Ezenkívül a különböző polaritású, hosszúkás elektródok (anódok és katódok) váltakozva vannak egymás mellett elhelyezve. Ezáltal viszonylag lapos kisülőedényeket tartalmazó, lapszerű kisülési konfigurációkat lehet megvalósítani.

A WO 94/23442 számú szabadalom eljárást ismertet inkoherens kibocsátású sugárzásforrás, elsősorban kisülőlámpa dielektromosan gátolt kisüléssel való üzemeltetésére. Az üzemeltetési eljárás során hatásos teljesítményű impulzusokat alkalmaznak, és az egyes hatásos teljesítményű impulzusokat holtidők választják el egymástól. Ekkor unipoláris impulzusok esetén számos egyedi, delta alakú kisülés keletkezik, amelyek a hosszúkás elektródok mentén sorban helyezkednek el. Ennek az impulzusüzemű üzemmódnak előnye a sugárzás létrehozásának nagy hatékonysága.

Ha most például a WO 94/23442 számú szabadalom szerinti eljárást az EP 0 363 832 számú európai szabadalom szerinti lapos fénysugárzóra alkalmazzák - amit a DE-OS 195 26 211 számú német nyilvánosságra hozatali irat már leírt -, akkor az következik be, hogy az egyedi kisülések csak az anódok és a két közvetlenül szomszédos katód közül az egyik között jönnek létre. Nem lehet előre meghatározni, hogy a két szomszédos katód közül melyik fogja a kisüléseket képezni. Nem észleltek olyan kisüléseket, amelyek szomszédos katódoktól egy és ugyanazon anód felé égnek. A lapos fénysugárzóra mint egészre vonatkoztatva ez szabálytalan kisülési struktúrát létesít. További hátrány a vázolt jelenség által korlátozott teljesítménysűrűség.

A találmányunk elé kitűzött feladat az említett hátrányok kiküszöbölése, valamint a bevezetésben leírt jellegű lapos fénysugárzó teljesítménysűrűségének növelése és felületi fényességének (fénysűrűségének) javítása.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a szomszédos katódok között egy-egy járulékos anód van elhelyezve, vagyis a szomszédos katódok között egy-egy anódpár van elhelyezve.

A találmány a technika állásából kiindulva azt javasolja, hogy azok az anódok, amelyekkel két katód közvetlenül azonos távolságban szomszédos, két-két anóddá legyenek szétválasztva. Más szavakkal, minden ilyen katódpár között el van helyezve egy járulékos anód.

A találmánynak ezt az elvét a továbbiakban az 1. és

2. ábra segítségével taglaljuk. Példaképpen, vázlatosan ábrázoltuk egy találmány szerinti és egy hagyományos lapos fénysugárzó egy-egy részletét. Az egyszerűség és áttekinthetőség érdekében az elektródok hosszait körülbelül egy delta alakú egyedi kisülés kiteijedésére korlátoztuk. Egy lapos fénysugárzó konkrét kivitelében az elektródok jellegzetesen hosszabbak, úgyhogy működés közben számos egyedi kisülés ég az elektródok mentén. A találmány elvének megmagyarázásában az elektródok hosszának mindazonáltal nincs döntő szerepe. Az 1. és 2. ábra mintegy az elektródok egységnyi hosszúságára vonatkozó elvi összefüggéseket ábrázolja.

A találmány értelmében legalább egy, előnyös módon minden K_i; K_i+1 katódpár között el van helyezve egy A;, Aj. anódpár, ahol i=l, 2, ...n, és n a katódok száma (az 1. és 2. ábrán például a választás n=4). Ezzel a megoldással minden Aj, A_f anóddal legfeljebb egy Ki, illetőleg Kj₊₁ katód a közvetlenül szomszédos.

Működés közben tehát - kellő bemenő villamos teljesítményt feltételezve - az egyes i, i’ kisülések minden Aj, Aj. anódtól a mindenkori közvetlenül szomszédos Kj, illetőleg K_i+1 katódhoz jönnek létre. Ezzel elkerüljük a technika állásának hátrányát, hogy ugyanis két szomszédos katód közül csak az egyikhez égnek egyedi kisülések (lásd a 2. ábrát).

Míg az 1. ábra szerinti példában négy, K1-K4 katód esetében a találmány értelmében az elektródok egységnyi hosszúságán hat (1, Γ-3,3’) kisülés is elérhető (kellő bemenő villamos teljesítményt feltételezve), addig a technika állása szerinti, ezzel összehasonlítható elrendezésben (lásd a 2. ábrát) csak négy egyedi kisülést (1-4) lehet elérni. A 2. ábra szerinti elrendezés további, már említett hátránya, hogy nem lehet előre meghatározni, hogy az i kisülés a szomszédos K_i; K_i+1 katódok közül melyikhez fog gyújtani. A 2. ábrán tehát több lehetséges kisülési struktúra közül csak az egyik látható.

Minden A_i; Aj· anódpár kölcsönös távolsága kisebb, mind az adott Aj vagy A;· anód és a közvetlenül szomszédos K;, illetőleg K_i+1 katód közötti távolság. Ezáltal viszonylag kicsi lesz az anódpárok között a kisüléshez nem használható terület. A kölcsönös „g” távolság kedvező értéke az anódcsíkok hozzávetőleges szélessége.

Az egyik kiviteli alakban a két Aj, A_r anód villa alakú kettős anódként van kiképezve. A kettős anódnak

HU 223 172 Bl van egy-egy hosszúkás első és második szakasza, amelyek egymástól előre meghatározott távolságban vannak. Az első és második szakaszt egy harmadik szakasz köti össze egy egységgé.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra a találmány elvének vázlatos ábrázolása, a

2. ábra a technika állása elvének vázlatos ábrázolása, a

3a. ábra egy találmány szerinti lapos fénysugárzó egy kiviteli alakjának vázlatos felülnézete, a

3b. ábra a 3a. ábra szerinti lapos fénysugárzó vázlatos keresztmetszete.

A 3a. és 3b. ábrán vázlatosan, felülnézetben, illetőleg a B-B metszésvonal szerinti keresztmetszetben ábrázoltunk egy ultraibolya, illetőleg vákuum-ultraibolya 4 lapos fénysugárzót, vagyis lapos „kisülőlámpát”, amely ultraibolya, illetőleg vákuum-ultraibolya sugárzás hatékony kisugárzásához van kialakítva. A 4 lapos fénysugárzó lapos, négyszögletes alapfelületű 5 kisülőedényből, négy csíkszerű fém- 6 kátédból (-), valamint három hosszúkás, villa alakú kettős 7 anódból (+) áll. Az 5 kisülőedény egy négyszögletes 8 fenéklapból és egy teknőszerű (a 3a. ábrán nem ábrázolt) 9 fedélből áll. Mind a 8 fenéklap, mind a 9 fedél üvegből áll. A 8 fenéklap és a 9 fedél körülmenő éleiknél gázzáróan össze vannak kötve egymással, és így körülveszik a 4 lapos fénysugárzó gáztöltetét. A gáztöltet 10 kPa töltőnyomású xenonból áll. A kettős 7 anódok két-két párhuzamos 7a, 7b csíkból állnak, amelyeknek az egyik vége széles közös 7c végcsíkba van összevezetve. A 6 katódok és a kettős 7 anódok egymással párhuzamosan vannak a 8 fenéklap belső falára felhordva. A kettős 7 anódok széles 7c végcsíkjai gázzáróan ki vannak vezetve az 5 kisülőedényből, és ott csatlakozókként szolgálnak egy feszültségforráshoz. A 6 katódoktól eltérően a kettős 7 anódok az 5 kisülőedényen belül mindig teljesen takarva vannak egy 10 üvegréteggel, amelynek a vastagsága kb. 150 pm. A 6 katód és a kettős 7 anód közvetlenül szomszédos 7a, 7b csíkja közötti mindenkori d távolság kb. 3 mm. Működés közben számos egyedi kisülés keletkezik. (Ezeket a 3a. és 3b. ábrán nem ábrázoltuk.) Ezek az egyedi kisülések a mindenkori 6 katód és a hozzá tartozó kettős 7 anód közvetlenül szomszédos 7a, illetőleg 7b csíkja között égnek. A becsatolható teljesítménysűrűség elért növekedése az eddig alkalmazott, kettős anód nélküli (és azonos geometriai méretekkel rendelkező) kisülőedényhez képest közel 75%.

Egy nem ábrázolt változat csak abban különbözik a 3a. és 3b. ábrázolt lapos fénysugárzótól, hogy nemcsak az anódokat, hanem a katódokat is dielektromos réteg választja el a kisülőedény belsejétől (kétoldalasán dielektromosan gátolt kisülés).

Egy további nem ábrázolt változatban a kisülőedény belső fala teljesen be van vonva fényponal vagy fényporkeverékkel, ami a kisülés által létesített ultraibolya, illetőleg vákuum-ultraibolya sugárzást látható fénnyé alakítja át. Ezenkívül a fenéklap belső falára fel van hordva egyegy A1₂O₃, illetőleg TiO₂ fényvisszaverő réteg. Ezek a rétegek a felületi fényesség fokozására szolgálnak a fénysugárzó fedőoldalán. Ez a változat egy lapos fénycső, amely általános világításra, vagy kijelzők, például folyadékkristályos megjelenítők háttérvilágítására alkalmas.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Lapos fénysugárzó (4) legalább részben átlátszó és gáztöltettel töltött, zárt vagy gáztöltet által átáramolt, nyitott lapos, nem áramvezető anyagú kisülőedénnyel (5) és a kisülőedény (5) falán elhelyezett, hosszúkás elektródokkal, amely fénysugárzóban legalább a katódok (6) és az anódok (7) váltakozva egymás mellett vannak elhelyezve, és legalább az anódokat dielektromos anyag (10 üvegréteg) választja el a kisülőedény belsejétől, azzal jellemezve, hogy szomszédos katódok (6) között egyegy járulékos anód (7b) van elhelyezve, vagyis a szomszédos katódok (6) között egy-egy anódpár (7a, 7b) van elhelyezve.
2. Az 1. igénypont szerinti lapos fénysugárzó, azzal jellemezve, hogy az anódpárok (7a, 7b) egyes anódjainak kölcsönös távolsága (g) kisebb, mint az anód (7a, 7b) és a közvetlenül szomszédos katód (6) közötti távolság.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti lapos fény sugárzó, azzal jellemezve, hogy az anódpárok (7a, 7b) egyes anódjainak kölcsönös távolsága (g) körülbelül az anódok fél szélessége és kétszeres szélessége közötti tartományban van.
4. A 3. igénypont szerinti lapos fénysugárzó, azzal jellemezve, hogy az anódpárok (7a, 7b) egyes anódjainak kölcsönös távolsága (g) körülbelül az anódok szélességével egyezik meg.
5. Az 1. igénypont szerinti lapos fénysugárzó, azzal jellemezve, hogy a szomszédos katódok (6) között elhelyezett két anód villa alakú kettős anódként (7) egy-egy hosszúkás első csíkkal (7a) és második csíkkal (7b) van kiképezve, a kettős anód (7) első csíkja (7a) és második csíkja (7b) egymástól előre meghatározott távolságban van elhelyezve, és az első csíkot (7a) és a második csíkot (7b) egy végcsík (7c) egy egységgé köti össze.
6. Az 5. igénypont szerinti lapos fény sugárzó, azzal jellemezve, hogy a végcsík (7c) hossza az első csík (7a) és a második csík (7b) hosszának kb. egytizedénél rövidebb.
7. Az 5. igénypont szerinti lapos fénysugárzó, azzal jellemezve, hogy a kettős anódok (7) gázzáróan részben ki vannak vezetve a kisülőedényből (5), és ott mindegyik kettős anód (7) végcsíkja (7c) csatlakozóként szolgál a feszültségellátáshoz.
8. Az 1. igénypont szerinti lapos fénysugárzó, azzal jellemezve, hogy az elektródok (6 katódok, 7 anódok) a kisülőedény (5) belső falára vannak felhordva, és hogy az anódpároknak (7) legalább a kisülőedényen (5) belüli része teljesen takarva van egy dielektromos réteggel (10 üvegréteggel).
9. Az 1. igénypont szerinti lapos fénysugárzó, azzal jellemezve, hogy a kisülőedény belső fala legalább részben fényporréteggel van ellátva.