DK170317B1 - Lysende plade - Google Patents

Description

DK 170317 B1 i

Opfindelsen angår en lysende plade eller tavle af den i krav l’s indledning nærmere angivne art. Opfindelsen beskæftiger sig med lysende plader eller tavler af denne 5 art med lysende områder, der kan have en vilkårlig geometrisk udformning og udstrækning, idet deres længde og udformning i alt væsentligt er begrænset af den lysende plades geometriske udformning og dimensioner.

Lysende plader af denne art kan anvendes både indendørs og 10 udendørs til almindelige belysningsformål, men er navnlig velegnet til dekorativ belysning, såsom belysning af kunstgenstande, lys-skulpturer og pynt på bygninger etc. Pladerne kan også være særligt velegnede til markering og sikkerhedsbelysning i sådanne tilfælde, hvor de kan blive 15 udsat for mekaniske og miljømæssige belastninger, som ville gøre sædvanlige lyskilder uegnede. Blandt sådanne anvendelser kan nævnes afmærkning af vejkanter, kørebaner, forskellige arter trafik-zoner, herunder fodgænger-zoner og fortovskanter, samt markering på startbaner og til- og 20 frakørselsbaner for luftfartøjer. Det kan endvidere nævnes, at lyspladerne er velegnet til belysning af trapper og korridorer, eftersom de kan indbygges i gulve, vægge, trin, balustre etc. Endvidere kan lysende plader anvendes i idrætsanlæg, herunder svømmebassiner. I en 25 særlig udførelsesform kan de lysende plader anvendes som trafik- og vægsignaler, i store visningstavler og til reklameformål.

Som nævnt i krav l's indledning er de lysende pladers lyskilde baseret på elektrisk gasudladning. Lyskilder i 30 form af gasudladningsrør er tidligere blevet anvendt til et antal af de ovenfor omtalte formål, men dersom de skal anvendes på steder, hvor de kan blive udsat for store mekaniske og miljømæssige belastninger, kræver dette omfattende foranstaltninger ved montering af lyskilden.

35 Ellers skal der anvendes kostbare og i nogen udstrækning komplicerede, specielle lysarmaturer, dersom disse ikke er DK 170317 B1 2

Indbygget i den genstand eller på de steder, hvor de 4 lysende plader skal anvendes. Dette er også omkostnings-krævende og kan desuden forårsage problemer i forbindelse 5 med vedligeholdelse og udskiftning. Indbygning og beskyttelse af f.eks. gasudladningsrør mod store ydre belastninger medfører endvidere den ulempe, at rørene ofte bliver mindre velegnede for det påtænkte belysningsformål, f.eks. ved at lysudbyttet formindskes på grund af armatu-10 rerne, at det belyste areal formindskes, og at anvendelsen til et bestemt belysningsformål i almindelighed bliver forringet og mindre tilpasningsdygtig. I tillæg hertil kan lyskildens elektriske forbindelser og ledninger i mange tilfælde frembyde problemer, eftersom en instal-15 lation, der beskytter mod store ydre belastninger, let kan gøre den elektriske udformning, trådføringen og installationen af sådanne enheder som drivorganer, kontakter og ledninger, mere kompliceret.

I mange af de ovenfor omtalte anvendelser kunne det være 20 ønskeligt at anvende udstrakte, flade lyskilder, dvs. lyskilder, der ikke fremtræder som tilnærmede punkter eller linier eller plane kurver, men derimod som udstrakte, flade lyskilder, der giver en i alt væsentligt ensartet lys-intensitet over lyskildens samlede overflade.

25 Med de fleste kendte lyskilder kan dette kun opnås ved at montere lyskilden i et armatur, hvor lysåbningerne omfatter et materiale, der er gennemskinneligt for lyset fra lyskilden, og som yderligere bidrager til at sprede lyset og gøre dette diffust, for at lysåbningens materiale 30 dermed skal fremtræde som en ensartet lysende overflade.

Sådanne foranstaltninger vil i reglen føre til et formindsket lysudbytte og kan endvidere forårsage de samme problemer som nævnt ovenfor med hensyn til anvendelsen af sædvanlige lyskilder i miljøer, som kræver modstandsdyg-35 tighed mod ydre belastninger.

DK 170317 B1 3

Eksempler på lyskilder af de ovennævnte typer kan findes i f.eks. EP-A-222.928 og GB-A-2.165.344. Førstnævnte beskriver i det mindste en lyskilde baseret på lavtryksbue-5 udladning, der er indlejret i en flad, pladelignende glaskappe, medens sidstnævnte omhandler et udladningsrør, der er indlejret i en støbt eller formet blok af syntetisk, gennemskinneligt harpiksmateriale.

I lang tid har der endvidere også været kendt overfladebe-10 lysning, hvor lyskilden er baseret på elektroluminescens. Selv om elektroluminescente lyskilder teoretisk vil afgive et højt lysudbytte, nemlig mere end ca. 100 lumen/watt, er den hidtil i praksis opnåede virkningsgrad kun nogle få lumen/watt. Til sammenligning giver en almindelig gløde-15 lampe ca. 15 lumen/watt eller mere, medens et gasudladningsrør baseret på fluorescens, f.eks. lysstofrør, kan give mere end 40 lumen/watt, hvad der ligger tæt på deres maksimale teoretiske virkningsgrad. Alligevel er elektroluminescente lyskilder, f.eks. i form af overfladelys-20 kilder, dvs. elektroluminescente plader eller paneler, i nogen udstrækning blevet anvendt til lav-effektbelysning og installationer, hvor en høj lysintensitet og et højt lysudbytte ikke er af væsentlig betydning, men hvor lille pladsbehov og undgåelse af varmeudvikling er ønskelig, 25 f.eks. til tekniske formål og i forskellige tekniske installationer. Et andet problem med de mest effektive elektroluminescente lyskilder er, at deres virkningsgrad synker efter et vist tidsrum, hvorfor de må udskiftes ret ofte, selv om deres levetid teoretisk set skulle være 30 næsten ubegrænset.

Det er opfindelsens formål at anvise en lyskilde, der er velegnet til de indledningsvis nævnte anvendelser, og hvormed det desuden er muligt at undgå de problemer, der er forbundet med anvendelsen af sædvanlige lyskilder i 35 sådanne situationer. Dette formål opnås ved en lysende plade af den indledningsvis nævnte art, som ifølge op- DK 170317 B1 4 findelsen tillige udviser de i krav l's kendetegnende del angivne træk.

Hensigtsmæssige udførelsesformer for den lysende plade 5 ifølge opfindelsen, hvis virkninger - i den udstrækning, de ikke er selvindlysende - er nærmere forklaret i den efterfølgende specielle del af nærværende beskrivelse, er angivet i krav 2-9.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under 10 henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en lysende plade med lyskanaler ifølge opfindelsen, set ovenfra, fig. 2 viser, set fra siden, en lysende plade som den i fig. 1 og med en lyskanal indlejret i 15 bærelegemet, medens fig. 3 set fra siden viser en lysende plade, som på sine to største overflader er omgivet af beskyttelseslag.

Fig. 1 viser en som helhed med 1 betegnet lysende plade 20 ifølge opfindelsen. Denne lysplade er formet som en rektangulær blok eller skive bestående af et bærelegeme 2.

I bærelegemet 2 er der udformet en lyskanal 3. Lyskanalen 3 kan være udformet som et hulrum i bærelegemet 2, f.eks. ved støbning eller passende maskinbearbejdning. For at 25 forenkle dannelsen af lyskanalen 3 i bærelegemet 2 kan lyspladen 1 fortrinsvis være udformet som to særskilte plader, idet der i hver plades overflade ved støbning eller maskinbearbejdning er udformet et spor eller en not, således at når de to plader lægges mod hinanden og sammen-30 føjes, fremkommer den ønskede lyskanal 3. Sammenføjningen kan udføres f.eks. ved hjælp af sammensmeltning, diffusion eller klæbning. 1

Ved at opbygge lyspladen 1 ved hjælp af flere sådanne særskilte dele-plader er det let at tilvejebringe et antal DK 170317 B1 5 lyskanaler 3, der kan være anbragt særskilt i et eller flere lag i bærelegemet 2. I hvert tilfælde vil lyskanalen 3 være udformet i et stykke med lyspladen 1 og af det 5 samme materiale som denne. Det vil endvidere kunne indses, at lyspladen ikke er begrænset til udformningen som en rektangulær blok eller plade, idet den kan gives en hvilken som helst egnet, ønsket ydre udformning. Dersom det ønskes, kan lyskanalens indervæg være belagt med et 10 fluorescerende eller phosphorescerende stof. Endvidere er lyskanalerne anbragt på en sådan måde, at de fortrinsvis udmunder i lyspladens endeflader.

Ved hjælp af metoder, der er velkendte inden for denne teknik, kan lyskanalerne 3 også fyldes med en gas til 15 ønskede tryk, og - om så ønskes - med et metal, såsom kviksølv. I kanalens mundinger er der anbragt elektroder 4, og dersom det ønskes, også ikke viste drivorganer for lyskanalerne 3. Elektroderne 4 kan være af den kapacitive type, der er beskrevet i NO-patentskrift nr. 163.159, som 20 tilhører ansøgeren og ved denne henvisning skal betragtes som optaget i nærværende beskrivelse. Drivorganerne kan endvidere være af en hvilken som helst art, der kendes af fagfolk på området, og som er egnet til at drive gasudladningsrør af kendt art.

25 Dersom der anvendes kapacitive elektroder, kan lyskanalen 3 være forseglet med det samme materiale som bærelegemets materiale, og det er i så fald ikke nødvendigt at tilvejebringe elektriske ledninger gennem forseglingen og ind i lyskanalen. Drivorganet eller -kredsløbet kan i så fald 30 være anbragt på eller i lyspladen 1, f.eks. i en ikke vist udvendig udsparing i pladen.

Lyspladens bærelegeme 2 kan bestå af glas, en polymer eller et keramisk materiale. Det skal være gastæt, stødsikkert, modstandsdygtigt over for slag, gennemsigtigt 35 eller gennemskinneligt, således at det kan tåle yderst DK 170317 B1 6 store belastninger af mekanisk, termisk eller miljømæssig art, samtidig med, at lyspladens lysafgivelse ikke forringes. Dette kan opnås ved, at bærelegemet 2, foruden at 5 være gennemsigtigt eller gennemskinneligt, også er armeret eller hærdet på en sådan måde, at det kan modstå belastninger af ovennævnte art. Til bærelegemet er der tilsat, eventuelt ved "dopning", mindst ét fluorescerende eller phosphorescerende stof, således at dette stof bringes til 10 at lyse, når en elektrisk gasudladning foregår i lyskanalen 3. Virkningen af dette vil være, at lyspladen 1 over sin samlede overflade afgiver et fluorescerende lys, således at den fremtræder som en overfladelyskilde. I så fald kan virkningen ligne den virkning, der opnås ved 15 hjælp af elektro-luminescerende lyskilder, men lysudbyttet vil være betydeligt større, teoretisk set lige så stort som det, det er muligt at opnå ved sædvanlige lysstof rør.

En forudsætning herfor er, at det phosphorescerende eller fluorescerende stofs fordeling i bærelegemet kan styres, 20 hvad der kan opnås ved hjælp af kendte metoder. Det phosphorescerende eller fluorescerende stof kan f.eks. være fordelt på eller ved bærelegemets overflade eller jævnt i bærelegemet. Med henblik på at tilvejebringe en overfladelyskilde med en tilnærmelsesvis isofotisk over-25 fladeluminans, bør der imidlertid ved fordelingen af det phoshorescerende eller fluorescerende stof tages hensyn til absorptionen af den primære emission fra gasudladningskilden, både i bærelegemet og i selve det phosphorescerende eller fluorescerende stof. Endvidere skal 30 bærelegemet i så fald bestå af et sådant materiale, som i ringe grad absorberer ultraviolet og kortbølget lys, f.eks. kvarts. Som nævnt kan lyskanalen også være belagt indvendigt med et phosphorescerende eller fluorescerende stof.

35 Lyskanalen 3 kan udgøres af et særskilt element, f.eks. et glasrør. Dette særskilte element kan i så fald indstøbes eller indpresses i bærelegemet 2, men kan ikke desto DK 170317 B1 7 mindre bestå af det samme materiale som bærelegemet.

Fig. 3 viser en anden, foretrukken udførelsesform, hvori bærelegemet 2 er omgivet af plader eller lag 5. Lagene 5 5 kan være fremstillet af lignende materiale som bærelegemet 2, dvs., at de er gennemsigtige eller gennemskinnelige og desuden armeret eller hærdet på en sådan måde, at de kan modstå store ydre belastninger, f.eks. mekaniske sådanne. Lagene 5 er sammenføjet eller lamineret med 10 lyspladens bærelegeme ved hjælp af kendte metoder, f.eks. ved sammensmeltning eller klæbning. Formålet med lagene 5 er at forsyne lyspladen 1 med en ekstra beskyttelse udover den, der kan opnås af bærelegemet 2 alene, men lagene 5 kan også have en æstetisk funktion, hvor eller hvornår 15 brugen af lyspladen 1 gør dette ønskværdigt. Endvidere kan lagene 5 på lignende måde som bærelegemet 2 være "dopet" med et phosphorescerende eller fluorescerende stof, således at de sammen med bærelegemet fungerer som en fluorescerende lyskilde. I så fald skal lagene 5 bestå af et 20 materiale, der tillader gennemstråling af kortbølget og ultraviolet lys, men kan samtidigt være overfladebehandlet på en sådan måde, at kortbølget og ultraviolet lysstråling ikke forlader lyspladen 1. Imidlertid er lagene 5 i reglen tilvejebragt med det ovenfor omtalte hovedformål, nemlig 25 at styrke lyspladen 1 og gøre denne mere modstandsdygtig over for ydre belastninger.

Afhængigt af den tilsigtede anvendelse kan lyspladen varieres med hensyn til materiale, form og f.eks. antallet af lyskanaler 3. Ved en udførelsesform kan der være 30 udformet flere særskilte kanaler i lyspladen 1. Dersom der anvendes flere særskilte kanaler, som hver er udstyret med side egne elektroder, kan kanalerne være anbragt i flere lag og f.eks. anvendes til at skabe et mønster i lyspladen 1, hvori så fald bærelegemet 2 ikke er "dopet" med et 35 phosphorescerende eller fluorescerende stof. Det mønster, der skabes af lyskanalerne 3, kan i så fald anvendes til DK 170317 B1 8 gengivelse af alfa-numeriske tegn med henblik på at * anvende lyspladerne i informations-visningstavler og lignende.

5 1 visse anvendelser, f.eks. i forbindelse med nødbelysning og trafikale formål, kan lyspladen hensigtsmæssigt være indrettet til at drives af batterier eller foto-voltaiske elementer. Fortrinsvis kan der anvendes en kombination med et eller flere genopladelige elektriske batterier, der er 10 anbragt i lyspladen og forbundet både med de foto-voltaiske elementer og lyskilden. Det genopladelige elektriske batteri vil i så fald i et passende tidsrum blive opladet af de foto-voltaiske elementer, og vil drive lyspladen uafhængigt af ydre strømforsyning eller ved afbrydelse af 15 en sådan.

Dersom der i lyspladen anvendes foto-voltaiske elementer, kan disse være anbragt på en sådan måde i bærelegemet, at de aktiveres, når de belyses med f.eks. sollys. Foto-voltaiske elementer kan også være anbragt i et eller flere 20 omgivende lag, og ved en udførelse være således anbragt, at de vender mod lyspladens lyskanal 3. Under normal drift af lyspladen 1 vil det lys, der afgives fra lyskanalen 3 eller bærelegemet 2, aktivere de foto-voltaiske elementer, som så kan anvendes til opladning af et genopladeligt 25 elektrisk batteri til nødstrømsforsyning. De foto-voltaiske elementer kan også være anbragt på en sådan måde, at de vender bort fra lyskanalerne og f.eks. vender mod en mulig ydre lyskilde, i reglen direkte sollys eller dagslys.

30 I reglen vil det være praktisk at de anvendte foto-voltaiske elementer udgøres af solceller, der kan fremskaffes fra en hvilken som helst anerkendt leverandør af sådanne.

Dersom solcellerne er anbragt i et solcellepanel, kan dette forbindes direkte med lyspladen og, dersom det er 35 praktisk muligt, anbringes på en sådan måde, at solcel- DK 170317 B1 9 lerne er beskyttet af de ydre lag 5, der er vist i fig. 3.

I de viste udførelseseksempler kræver lyspladerne meget lidt vedligehold. I det ideelle tilfælde kan den forven-5 tede levetid for en lysplade ifølge opfindelsen være op til 20 år, men afhængigt af hvorledes lyspladen er blevet indbygget eller monteret eller hvorledes den drives, er det muligt at udføre vedligehold på forskellige måder.

F.eks. kan lyskanalerne åbnes, hvorpå de kan gen-opfyldes 10 med gas eller forsynes med en ny belægning af phosphor-escerende eller fluorescerende stof på indersiden. Ligeledes er det muligt at udskifte komponenter i drivorganet, og dersom der i forbindelse med lyspladen anvendes et eller flere genopladelige elektriske batterier, kan disse 15 være anbragt på en sådan måde, at det er let at udskifte dem.

Claims (9)

1. Lysende plade med en lyskilde baseret på elektrisk gasudladning og omfattende et bærelegeme bestående 5 af et gastæt, stødsikkert, slag-modstandsdygtigt, gennemsigtigt eller gennemskinneligt materiale, idet lyskilden er udformet som mindst en lyskanal i bærelegemet, kendetegnet ved, at bærelegemet er tilsat eller "dopet" med mindst et phosphorescerende eller fluorescerende stof, 10 hvis fordeling i bærelegemet er styret.

2. Plade ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det phosphorescerende eller fluorescerende materiale er jævnt fordelt i bærelegemet, eller er anbragt på eller i nærheden af lyskanalens overflade.

3. Plade ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den om fatter et antal lyskanaler, der er anbragt særskilt i et eller flere lag i bærelegemet.

4. Plade ifølge et eller flere af kravene 1 og 3, kendetegnet ved, at lyskanalen er udformet i et stykke med 20 pladen og af i hovedsagen det samme materiale som denne, fortrinsvis at lyskanalen er indlejret i pladen ved støbning eller indføring af f.eks. et gasudladningsrør.

5. Plade ifølge et eller flere af kravene 1 og 3-4, kendetegnet ved, at den endvidere omfatter mindst eci del 25 eller mindst efc lag af hærdet, stødsikkert, slag-modstandsdygtigt, gennemsigtigt eller gennemskinneligt materiale, der er sammenføjet med eller lamineret til bærelegemet fortrinsvis ved smeltning eller klæbning, idet bærelegemet fortrinsvis er fremstillet af glas, polymer 30 eller keramisk materiale, og idet delpladen eller laget fortrinsvis består af glas, polymer eller keramisk materiale. DK 170317 B1 11

6. Plade ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at det phosphorescerende eller fluorescerende stof er anbragt på eller i nærheden af 5 lyskanalens overflade, eller at delpladen eller laget er "dopet" med et phosphorescerende eller fluorescerende stof.

7. Lysplade ifølge et eller flere af kravene 1-6, kendetegnet ved, at den omfatter foto-voltaiske ele- 10 menter, der er anbragt i bærelegemet eller i et eller flere af de omgivende lag og anbragt på en sådan måde, at de vender mod pladens lyskanal eller bort fra pladen, idet de foto-voltaiske elementer er solceller.

8. Plade ifølge krav 7, kendetegnet ved, at solcel-15 lerne er anbragt i et solcellepanel, der er forbundet med pladen.

9. Plade ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at der i pladen er anbragt et udskifteligt og gen-opladeligt elektrisk batteri, som er elektrisk forbundet med de 20 foto-voltaiske elementer henholdsvis lyskilden.