SE465848B - Aatergivningsanordning med flytande kristaller - Google Patents

Description

u 465 848 förelse med fluorescerande lampor.

Det har befunnits, att hög ljusuteffekt och arbetssätt ned hög verkningsgrad kan uppnås vid låga temperaturer medelst ett hybridlampaggregat, vid vilket ett flertal glödlampor och fluorescerande lampor är placerade intill varandra i en parallelluppsättning. Vid låga temperaturer ger glödlamps- elementen ljus för âtergivningsanordningen samt verkar som en strålningsvärmekälla för de intillvarande fluorescerande lamporna. Glödlampornas värmningsefíekt höjer temperaturen i de fluorescerande lampornas omedelbara närhet i tillräck- lig mån för att de fluorescerande lamporna skall tillåtas arbeta och ge ljusuteffekt av hög verkningsgrad, även o: den omgivningstemperatur, vid vilken ljuskällan och'den fluorescerande plana tavlan arbetar befinner sig vid eller under de temperaturer, vid vilka de fluorescerande lamporna antingen icke fungerar eller har mycket låga tteffekter.

Ett huvudsyfte med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en återgivningsanordning med flytande kristal- ler, som skall kunna arbeta med hög verkningsgrad och med hög ljusuteffekt vid mycket låga temperaturer. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en åter- givningsanordning med flytande kristaller med en ljuskälla av hybrid beskaffenhet och innefattande både glödelement och fluorescerande element, så att fördel drages av båda elementens bästa arbetsegenskaper.

Andra syften och fördelar med uppfinningen kommer att fram- gå av nedanstående beskrivning.

Syftena och fördelarna med uppfinningen förverkligas vid 465 848 ett arrangemang, vid vilket ljuskällan för en återgivnings- anordningstavla med flytande kristaller består av ett fler- tal lângsträckta fluorescerande ljuskällor och glödljuskäl- lor, som är monterade på en stödjande tavla i en parallell- uppsättning, varvid de fluorescerande lamporna och glödlam- porna är monterade alternerande intill varandra. Strål- ningsenergi, som utsändes av varje glödlampa, då den drives vid låga temperaturer, verkar såsom en värmekälla för de fluorescerande lamporna på ömse sidor om glödlampan. Som följd härav höjes temperaturnivån i varje fluorescerande lampas omedelbara närhet avsevärt över omgivningstempera- turen, varigenom de fluorescerande lamporna tillåtes ar- beta vid omgivningstemperaturer, vid vilka de normalt icke fungerar eller vid vilka de utsänder mycket lite ljus.

De nya särdrag, som kännetecknar föreliggande uppfinning, anges i de bifogade patentkraven. Själva uppfinningen jämte ytterligare syften och fördelar med densamma förstås emellertid bäst genom nedanstående beskrivning och de bi- fogade ritningarna, i vilka: Fig. 1 är en perspektivvy av ett återgivningstavelarrange- mang med vissa delar bortbrutna, vilket innefattardençflöd-/ fluorescerande hybridljuskällan, fig. 2 är ett diagram, som belyser flyorescens- och glöd- ljusemissionskarakteristika såsom en funktion av tempera- tur, och fig. 3 är ett diagram, som belyser fluorescens/glödhybrid- ljuskällans ljusemissionskarakteristika. Återgivningsanordningar med flytande kristaller består så- som är väl känt i typfallet av två genomsynliga glasunder- lag, som åtskiljes av ett tätningsmedel och bildar ett hål- rum, i vilket en flytande kristallösning hålles. På de ge- nomsynliga glasplattornas innerytor finnes återgivningsele- 465 848 menten, sdmlqnlha finmen.av tecken, symboler eller bilder.

Sålunda är en bakre metallyta avsatt på det ena underlagets inneryta, och individuella, genomsynliga, ledande elektroder (anordnade i varje önskad form, exempelvis i form av rader och kolumner) är avsatta på det andra underlagets inneryta.

De genomsynliga elektroderna är formade av en genomsynlig metall, exempelvis indiumtennoxid (ITO) eller liknande.

Fig. 1 visar ett i ett hus 2 monterat återgivningselement med flytande kristaller. Huset 2 har en öppning 3, i vilken ett fönster 4 bäres för tillåtande av betraktning av åter- givningen. Vid husets nedre ände är placerad en drivelektro- ..nikskiva 6, som bär rad- och kolumnelektroniken för selektiv matning av de individuella bildelementen hos en återgivnings- matristavla med flytande kristaller. Omedelbart bakom åter- givningstavlan med flytande kristaller är placerat ett dif- funderande element 7, som mottager ljus från hybridljuskäl- lan 9, vilken är placerad omedelbart bakom detsamma. Bakom ljuskällan 9 är en på en hållare 11 monterad kretsskiva 10 placerad. Återgivningsanordningen 10 med tryckta kretsar bär strömförsörjningsdelen och andra matningskretsar.

Fluorescens-/glödhybridljuskällan 9 består av ett flertal fluorescerande lampor 12, som är monterade horisontellt på skivan 10. Glödlamporna 13 är placerade mellan de fluo- rescerande lamporna, så att källan 9 består av en uppsätt- ning alternerande fluorescerande lampor och glödlampor. De fluorescerande lamporna och glödlamporna är så placerade, att de står i ett värmeväxlingsförhållande till varandra.

Detta innebär, att strålningsenergi, som utsändes av glöd- lamporna, höjer temperaturnivån i de fluorescerande lampor- nas omedelbara närhet, så att de fluorescerande lampornas temperatur är avsevärt högre än omgivningstemperaturen i huset, så att de fluorescerande lamporan kan arbeta med större verkningsgrad än vad omgivningstemperaturen normalt skulle tillåta. I 465 848 Vid utomordentligt låga temperaturer, d¿v.s. -50OC eller lägre, är glödlamporna huvudljuskällan för tavelåtergiv- ningsanordningarna med flytande kristaller. Samtidigt värmer den strålningsenergi, som utsändes av glödlampor- na, de fluorescerande lamporna och ökar dessas uteffekt.

På ett relativt kort tidsintervall, 10 minuter eller mindre, ökar den hybridanordning, som arbetar vid en omgivnings- temperaturnivå av -50°C, temperaturen hos de fluorescerande lampornas ytor till ungefär 40oC över omgivningstempera- turen, varigenom dess ljusuteffekt tillåtes stiga avsevärt, även om omgivningstemperaturen förblir extremt låg.

Fig. 2 visar grafiskt fluorescerande lampors och glödlampors fotopiska uteffekt såsom en.funktion av temperatur. Sålunda är i fig. 2 den fotopiska uteffekten i cd/m2 avsatt i en logaritmisk skala längs ordinatan och temperaturen i OC är avsatt linjärt längs abskissan.

Kurvan 20 representerar den fotopiska uteffekten såsom en funktion av en fluorescerande lampas temperatur, och kurvan 21 är en glödlampas fotopiska uteffekt såsom en funktion av temperatur. De såsom en kurva 20 i fig. 2 avsatta data re- presenterar de fotopiska uteffekterna från en fluoresce- rande lampa, som drives vid 38 volt, 0,70 ampêre, d.v.s. en ineffekt av 21,8 watt. Kurvan 21 representerar ljusut- effekten från en glödlampa, som drives vid 12,1 volt och 1,55, d.v.s. en ineffekt av 18,8 watt. Av kurvan 20 fram- går, att under -20OC är den fluorescerande lampans utef- fekt utomordentligt låg, kring 140 cd/m2, och vid -50oC kring 34 cd/m2 (mindre än 1,7 cd/m2/watt). Under sådana omgivningsbetingelser, som icke är ovanliga vid flygplans- tillämpningar, där ett flygplan kan parkeras över nat- ten i utomordentligt stark kyla, alstrar en ljuskälla, som består av fluorescerande lampor, mycket obetydlig uteffekt.

En fluorescerande lampas uteffekt når icke 10300 till 13700 cd/m2, förrän omgivningstemperaturen är ungefär 20 till 60°C. 465 848 Sålunda är vid dess optimala arbetsbetingelser vid 40 till 60°C en fluorescerande lampas uteffekt omkring 13700 cd/m2 eller ungefär 685 cd/m2/watt.

Ljusuteffekten från en glödlampa är såsom visas av kurvan 21 i huvudsak konstant med temperaturen. Emellertid är en glödlampas verkningsgrad relativt låg i jämförelse med en fluorescerande lampas optimala verkningsgrad, d.v.s. ljus- uteffekten från en glödlampa med en ineffekt av 19 watt är ungefär 2060 cd/m2 eller ungefär 110 cd/m2/watt, en verk- ningsgrad som är i det närmaste en storleksordning mindre än verkningsgraden för en fluorescerande lampa vid optimal verkningsgrad.

Fig. 3 visar glöd-/fluorescenshybridljuskällans enligt fö- religgande uppfinning fotopiska gensvar såsom funktion av tiden och visar verkan av strålningsenergin från glödlampan på en fluorescerande lampa,som från början matas vid en omgivningstemperatur av -55°C. Såsom anges i detalj nedan stiger inom 10 minuter den faktiska lamptemperaturen från -55oC till ungefär +20OC, så att sålunda den fluoresceran- de lampans uteffekt stiger från praktiskt taget noll till ungefär 5500 cd/m2. I fig. 3 är den fotopiska uteffekten i cd/m2 avsatt längs ordinatan, och tiden i minuter är av- satt längs abskissan. Kurvan 23 visar hybridlamparrange- mangets (fluorescerande lampor plus glödlampor) totala ljusuteffekt. Ineffekterna till glödlamporna och de fluo- rescerande lamporna är desamma som till de enheter, som beskrivits i samband med fig. 2, d.v.s. en ineffekt till de fluorescerande lamporna av 21,8 watt och en ineffekt till glödlamporna av 18,8 watt.

Enheten hölls först i en Tenny-ugn vid -55°C under en timme innan försöket påbörjades. Då lamporna först mata- des, var tiden lika med noll, den i huset uppmätta omgiv- ningstemperaturen -5300 och ljusuteffekten ungefär 2360 cd/m2. Ljusuteffekten var sålunda från början i huvud- 465 848 sak glödlampans uteffekt, eftersom ( såsom visas i fig. 2) glödlampans ljusuteffekt var ungefär 2330 cd/m2 över hela temperaturområdet. Så snart den matats ökade hybridanord- ningens ljusuteffekt snabbt med tiden. Tio minuter efteråt hade omgivningstemperaturen stigit till -19°C. Ljusuteffek- ten översteg emellertid 7900 cd/m2. Eftersom ungefär 2330 cd/m2 representerar konstant ljusuteffekt från glödlam- porna, representerar de återstående 5500 cdfimz de fluoresce- rande lampornas uteffekt.

Av kurvan 20 i fig. 2 framgår, att de fluorescerande lam- pornas uteffekt stiger till ungefär 5500 cd/m2 vid +20°C.

Det är sålunda tydligt, att glödlamporna höjer lampyts- temperaturen till en temperatur, som är ungefär 4000 högre än omgivningens och tillåter den fluorescerande lampan att arbeta vid mycket högre verkningsgrader och ljusuteffekter än som skulle vara möjligt vid de givna omgivningstempera- turerna.

Det är sålunda tydligt, att en fluorescerande/glödhybridljus- källa arbetar mycket effektivt vid utomordentligt låga tem- peraturer, d.v.s. temperaturer, vid vilka de i hög grad effektiva fluorescerande lamporna normalt antingen icke fungerar eller arbetar med mycket låga ljusuteffekter. Det är sålunda tydligt, att en sådan ljuskälla kan arbeta vid extremt låga temperaturer med höga ljusuteffekter och med den höga verkningsgraden för fluorescerande ljuskällor, som normalt icke kan arbeta med hög verkningsgrad och effektivt vid dessa temperaturer. Även om föreliggande uppfinning beskrivits i samband med en föredragen utföringsform av densamma, är uppfinningen på intet sätt begränsad härtill, eftersom andra modifika- tioner av de begagnade medlen inom ramen för uppfinningen kan göras, och de bifogade patentkraven avses täcka alla sådana modifikationer, som faller inom ramen för uppfin- ningen.

Claims (4)

465 848 S' Patentkrav

1. Återgivningsanordning med flytande kristaller, . k ä n n e t e c k n a d av a) en återgivningsenhet (1) med flytande kristaller, < b) en i återgivningsenheten placerad ljuskälla (9), vilken innefattar: 1) ett stödorgan (10), 2) åtminstone ett fluorescerande ljuselement (12) och ett glödljuselement (13), som är monterade på nämnda stöd, 3) vilket glödljuselement är så placerat, att det ver- kar sâsom värmekälla för det fluorescerande elemen- tet, så att det fluorescerande elementets tempera- tur höjes till över omgivningstemperaturen, vari- genom ljusuteffekten från det fluorescerande ele- mentet blir större än det skulle vara vid omgiv- ningstemperaturen.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda ljuskälla innefattar ett flertal fluorescerande ljuselement (12) och glödljuselement (13).

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d av att de fluorescerande ljuselementen (12) och glödljuselementen (13) är monterade i en parallelluppsätt- ning.

4. Anordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - n a d av att parallelluppsättningen innefattar alterne- rande fluorescerande ljuselement (12) och glödljuselement (13).