CN1033312A - 发光板 - Google Patents

Abstract

一种发光板(1)由气密性、耐震、耐冲击、透明或 半透明材料构成。光源最好是基于气体放电的，并设 计成为在发光板(1)的本体(2)中的光通道(3)。本体 (2)掺有至少一种有控制地分布的荧光剂。光通道 (3)与发光板(1)形成一个整体且由基本上相同的材 料制成。发光板(1)的本体(2)周围可环绕有硬化处 理过的耐震、耐冲击、透明或半透明材料制成的片材 或层材(5)。本体(2)最好由玻璃、聚合物或陶瓷材料 制成。

Description

本发明涉及一种发光板，其中的光源最好是基于气体放电的光源。更详细地说，本发明涉及一种气密性、耐震、耐冲击、能经受外来极端情况的载荷的透明或半透明材料构成的发光板。再更详细地说，本发明涉及的上述那种发光板，其发光部位的几何形状和尺寸大小可以是任意的，且其中它们的长度和形状主要受发光板的几何条件和尺寸的限制。

这种发光板既可用于室内也可用于室外供普通照明之用，但特别适用于装饰照明，包括艺术品、发光雕塑品和建筑物结构的装饰品的照明等。特别是这种发光板还适宜作标志和安全照明用，在那种情况下它们可能受到机械应力和环境应力的作用，而在这种场合下采用普通光源是不合适的。在这些用途中，值得一提的有道路的侧道、交通繁忙地带、各种不同的交通区（包括人行道区和人行侧道）的标志照明，以及机场跑道和飞机滑行道上的标志灯等。此外应该指出的是由于这种发光板可嵌入地板、墙壁、阶梯和栏杆等之中，因而特别适用作楼梯和走廊的照明。再有，这种发光板还可用于各种体育设施，包括游泳池在内。在一个特定实施例中，这种发光板可用于大型显示器中作为交通和墙上信号灯用和用于广告用途。

如前言中已谈到过的那样，发光板的光源最好是基于气体放电的光源。气体放电管式的光源以前就已经用于上述多项用途中，但如果要将它们用在可能会受到机械应力和环境应力的地方，则安装这种光源时需要采取大量措施。如果这些发光板不是装在物体或使用地点内部，则不是采用昂贵的灯具，就是要采用在某种程度上较复杂的特殊灯具。这要求花费一笔投资，而且还会在维修和更换过程中出问题。此外，在能抗住强大的外部载荷的条件下内装和紧固住例如气体放电灯这样的光源时，还具有这样的问题，即它们往往变得不太适用于预期的照明用途，例如由于安装措施而使光输出减少，照明区减小，且通常使某特定照明用途变得不太理想和适应性不太强等。再有，在这种情况下电源的电气接线和线路也会产生问题，因为防止外部巨大载荷作用的保护装置很容易使得电气设计、配线和激励器、接触器和导线的安装复杂化。

在上述的一些应用中，最好采用扩展式的扁平光源，即看起来不是接近成一个个点或线或平面曲线的光源，而相反是在整个光源的表面上光强度大致均匀扩展的扁平光源。对多数周知的光源来说，这一点可能只有通过将光源装在这样一个灯具中才能达到，该灯具的发光口由可让光源的光半透明地通过并使其散射和漫散的材料构成，从而使发光口材料看起来象个均匀的发光表面。这样的措施通常会使光的输出减少，且还会产生上述在要求能承受外加载荷作用的环境中使用普通光源所产生的同样一些问题。

此外基于场致发光光源的表面照明是长期以来大家所熟悉的一种照明。尽管场致发光光源其理论上的发光量是很大的，大约大于100流明/瓦，但就迄今所能达到的效率来说，仅为几个流明/瓦。相比之下，普通的白炽灯的发光量约为15流明/瓦或以上，基于荧光的气体放电管（即荧光灯管）其发光量在40流明/瓦以上，这接近于它们的最高理论效率。尽管如此，场致发光光源，例如呈表面光源形式的（即场致发光板）光源，在某种程度上已用于照明效果要求较低的照明和用于发光强度和发光量要求不高但相反要求所占空间小、且最好不产生热量的装置中，例如，在某些技术上的用途和在多种技术装置中就要求这样做。效率极高的场致发光光源的另一个问题是使用一段时间之后效率降低，因而即使它们在理论上的使用寿命是无限的，但却必须经常加以更换。

本发明的目的是提供一种适合前言中所述的那些用途的光源，用这种光源进一步可以避免在这些情况下使用普通光源有关的一些问题。根据本发明，上述目的是通过配备一种发光板而付诸实现的，发光板中的光源最好是基于气体放电的光源，该发光板的特征在于，它包括一种以气密性、防震、耐冲击、透明和半透明的材料的形式出现的本体（matrix），光源系作为本体中的至少一个光通道而设计的，本体内掺有至少一种荧光剂，且该荧光剂在本体中的分布是经控制的，该荧光剂系分布在本体的表面上或表面内。发光板还可以包括多个在本体中被分开配置成一层或多层，并取任意所希望的外形的光通道。此外，各光通道可与发光板形成一个整体，并由大致上与发光板同样的材料制成，但也可以在例如浇铸或压入气体放电管时嵌入发光板中。

本发明的发光板还具有下列特点和优点：

发光板还包括至少一片由硬化处理过、耐震、耐冲击、透明或半透明材料制成的片材或层料，最好是用熔接或粘接法连接或层压到本体上。

本体由玻璃、聚合物或陶瓷材料制成;

荧光剂设置在光通道表面上或表面内;

荧光剂均匀分布在本体中;

片材由玻璃、聚合物或陶瓷材料制成;

片材中掺有荧光剂;

发光板包括若干设置在本体中或周围的其中一个或一个以上的片材中的光电元件（photo-voltaic    element），各光电元件面向发光板的光通道或背离发光板而配置;

光电元件为太阳能电池;

各太阳能电池配置在与发光板相连的太阳能电池板上。

下面参看附图更详细地说明本发明发光板最佳实施例的一些例子。

图1是本发明带有光通道的发光板的平面图。图2是图1发光板的正视图，本体中嵌有光通道。图3是其两个最大的表面上环绕有片材的发光板的正视图。

图1是本发明的发光板，编号为1，它形状象一个矩形块或矩形板，由本体2组成。本体2中形成有光通道3。光通道3可用例如铸造法或适当的机械加工方法在本体2中制成空腔状。为简化光通道3在本体2中的成形，最好将发光板设计成分开的两个板件的形式，再用铸造或机械加工的方法在各板件表面制成槽，使得将板件彼此对接起来时形成所要求的光通道3。连接时可采用例如熔接、扩散焊接或粘接法进行。用若干这种分立的板件构成发光板1不难形成多个可分开安置在一层或一层以上的本体2中的光通道3。在各种情况下，光通道3要与发光板1制成一个整体并用与发光板1同样的材料制成。此外应该理解的是，发光板并不局限于矩形块或矩形板的形状，它可取任何适当的所希望的外形。必要时光通道的内壁可涂以荧光物质或荧光剂。此外各光通道最好配置得与发光板的端部表面连通。

用本技术领域中周知的方法还可以将光通道3按所希望的压力而充以气体，而且必要时充以象水银之类的金属。在通道口中设有若干电极4，且必要时还可设置光通道3的激励器（图中未示出）。各电极可以是电容式的，如挪威专利申请851228号所公开的那一种，该专利申请也是属于本申请人，这里也将该专利内容提供参考。各激励器还可以是挪威专利申请XXXXXX号所公开的那一种，该专利申请也是属于本申请人的，同样也在本说明书中供参考。

若采用电容式电极，则光通道3可用与本体同样的材料密封，这时就无需穿过密封层和往光通道中设置电气引线。在这种情况下，激励器可设在发光板1上或发光板1中，例如设在发光板的一个外部凹口（图中未示出）中。

发光板的本体2可以是玻璃、聚合物或陶瓷材料，务必是气密性、耐震、耐冲击、透明或半透明的，以便能承受由于机械力、热或环境而带来的极端负荷，同时不致使发光板的光输出减少。这一点可由本体2来满足，本体2除透明或半透明外还应是增强或硬化处理过的，从而使其能经受上述类型的负荷。本体应加有或掺有至少一种荧光剂，使得当光通道3处于一种气体放电状态时荧光剂发出荧光。这样做的效果是使发光板1在其整个表面上发出荧光，看起来就象表面光源一样。这时，该效果可以达到与场致发光光源所能达到的类似效果，但发光量要大得多，而且理论上可达到普通荧光灯管可能达到的水平。达到这一点的先决条件是，必须能控制荧光剂在本体中的分布，而这一点用普通周知的方法是可以达到的。此外本体必须是由能少量吸收紫外线和较短波长的光波的材料制成的，例如石英。再者光通道，如已经谈过的那样，也可以在内部涂以荧光剂。

光通道3可以是一个分立的元件，例如玻璃管。然后，将此分立元件铸入或压入本体2中，但也可以是用与本体同样的材料制成的。

图3中显示了另一个不同的最佳实施例，其中本体2周围设置有片材或层材5。片材5可由与本体2相同的材料制成，即不但透明或半透明而且经过增强或硬化处理，使它们能承受例如机械负荷之类的巨大外部负荷。片材5是用周知的方法（例如熔接或粘接法）连接或层压到发光板的本体上的。片材5的作用是为发光板提供仅靠本体本身所能提供的保护以外的保护，或者片材5也还可在使用发光板1希望具有美化作用时起美化作用。此外片材5也可和本体2一样掺以荧光剂，使得它们与本体一起起荧光光源的作用。在这种情况下，片材5必须是由能传递较短波长光波和紫外光，但同时表面系经过处理得使较短波长光波和紫外光辐射不致逸出发光板1的物质制成。但通常片材5是按上述主要目的而设的，即增强发光板1的强度，使它更能好地经受外部负荷。

根据其目标用途而定，发光板的实施例可以就具体用途、形状以及例如光通道3的数目而加以改变。在一个实施例中，可以在发光板1中设若干分立的通道。当采用若干个单独的通道、每通道设置有若干电极时，各通道可以配置成若干层，而且例如用以在发光板1中形成某种图形，在这种情况下，本体2不掺以荧光剂。于是可以用光通道3所形成的图形来模拟字母数字字符，这样，发光板就可用于信息显示器等之中。

在某些应用中，例如在与紧急事故照明有关和交通方面的一些应用中，发光板可用电池或光电元件激励，这样做有好处。最好是与一个或一个以上设置在发光板上、并与光电元件和光源连接着的可再充电式电池结合起来使用。这样，必要时可再充电式电池可由光电元件加以充电，并且不依靠外部电源或在外部电源中断的情况下激励发光板。

当发光板中采用光电元件时，可将光电元件在本体中这样地配置，得到它们例如在阳光照射时，处于激活状态。光电元件也可设置在周围的一个或一个以上的片材5上，在一个实施例中，将它们面对着发光板的光通道3配置。在发光板1正常工作期间，光通道3或本体2发出的光激励着以后可用以对紧急事故电源的可再充电式电池进行充电的光电元件。光电元件也可背着各光通道，朝着例如一个适当的外部光源（通常是直接照射的阳光或白天光照）而配置。

通常实用的作法是采用可从任何得到公认的供应厂家购得的太阳能电池作为光电元件。当太阳能电池系配置在太阳能电池板上时，可将电池板直接连接到发光板上，这时实用的作法是使这些太阳能电池设置在图3所示的外部片材的保护范围内。

在列举的诸实施例中，各发光板都是便于维修的。在理想的情况下，本发明发光板的预期使用寿命可达20年之久，而在维修方面是有多种不同的维修方式的，这要根据发光板的嵌入、安装和运行方式而定。例如可打开光通道，然后进行再充气或更换光通道内侧的荧光剂等。激励器的各元件同样也可加以更换，而当一个或一个以上的可再充电式电池与发光板配用时，可将电池安置在易于更换的位置。

Claims (15)

1、一种发光板，其光源最好是基于气体放电的光源，该发光板的特征在于，发光板有一个气密性、耐震、耐冲击、透明或半透明材料制成的本体，光源设计成使得在本体中至少有一个光通道，本体掺有至少一种荧光剂，而且荧光剂在本体中是有控制地分布，所述荧光剂最好设置在本体表面上或表面内。

2、根据权利要求1的发光板，其特征在于，该发光板具有多个在本体中分开配置成一层或一层以上的形式的光通道。

3、根据权利要求1或2的发光板，其特征在于，发光板的外形呈任意所希望的形状。

4、根据权利要求1至3中任一项的发光板，其特征在于，光通道与发光板形成一个整体而且是由与发光板基本相同的材料制成。

5、根据权利要求1至3中任一项的发光板，其特征在于，光通道是在铸制或压入例如气体放电管时嵌入发光板中的。

6、根据权利要求1至5中任一项的发光板，其特征在于，发光板还包括至少一片由硬化处理过、耐震、耐冲击、透明或半透明的材料制成的片材或层材，最好是以熔接或粘接的方法连接或层压到本体上。

7、根据以上权利要求中任一项的发光板，其特征在于，本体由玻璃、聚合物或陶瓷材料制成。

8、根据以上权利要求中任一项的发光板，其特征在于，荧光剂设置在发光板表面上或表面内。

9、根据权利要求1至7中任一项的发光板，其特征在于，荧光剂均匀分布在本体中。

10、根据权利要求6的发光板，其特征在于，片材由玻璃、聚合物或陶瓷材料制成。

11、根据权利要求10的发光板，其特征在于，片材掺有荧光剂。

12、根据以上权利要求中任一项的发光板，其特征在于，发光板包括若干设置在本体中或周围的其中一个或一个以上的片材中的光电元件，各光电元件面对着发光板的光通道或背离发光板而配置。

13、根据权利要求12的发光板，其特征在于，光电元件是太阳能电池。

14、根据权利要求13的发光板，其特征在于，各太阳能电池配置在与发光板连接的太阳能电池板上。

15、根据权利要求12至14中任一项的发光板，其特征在于，发光板中设置有可更换和可再充电的电池，分别与各光电元件和光源电气连接。

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