КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА Российский патент 1995 года по МПК H01J63/06 

Изобретение относится к светотехнике, в частности к разработке катодолюминесцентных источников света, предназначенных для использования в целях светосигнализации, иллюминации, светоцветовой рекламы, художественного светового оформления, в качестве источника света для крупномасштабных цветных информационных систем коллективного обозрения, а также для местного бытового освещения.

Известен источник света [1] , содержащий наполненный инертным газом баллон из оптически прозрачного материала, внутренняя поверхность которого покрыта светопрозрачным электропроводным слоем, выполняющим функцию анода, поверх которого нанесен слой люминофора. В месте сопряжения цилиндрической и шарообразной частей баллона установлен полый катод с рабочей поверхностью отрицательной кривизны в каждой ее точке, покрытой высокоэмиссионным материалом.

Известен также источник света [2], содержащий наполненный инертным газом баллон из оптически прозрачного материала, имеющий цилиндрическую часть, сопряженную с шарообразной частью, на внутреннюю поверхность которой нанесен катодолюминофор, установленный в месте сопряжения полый катод с рабочей поверхностью отрицательной кривизны в каждой ее точке, покрытой высокоэмиссионным материалом, и анод, выполненный в виде кольца, установленного в плоскости, перпендикулярной продольной оси лампы и отстоящей от вершины баллона на расстояние, составляющие (1/3 - 2/3)D, где D - диаметр шарообразной части баллона.

Вышеуказанные источники света [1, 2] работают по принципу возбуждения люминофора электронами, излучаемыми катодом под воздействием ионной бомбардировки. Поток электронов формируется в условиях высоковольтного (электронно-лучевого) разряда с полым катодом в среде инертного газа.

Недостатками источников света [1, 2] являются ограниченная эффективная мощность (не более единиц ватт), определяемая коэффициентом вторичной электронной эмиссии современных материалов, высокое рабочее напряжение питания, которое необходимо для осуществления электронно-лучевого разряда и сложность конструкции самого преобразователя напряжения питания.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является лампа [3], содержащая стеклянный баллон лампы накаливания общего назначения, внутренняя поверхность которого покрыта светопрозрачным электропроводным слоем, являющимся анодом, на который нанесен слой люминофора. Люминофор возбуждается электронами, источником которых является полый катод цилиндрической формы, установленный в месте сопряжения цилиндрической и шарообразной частей стеклянного баллона и обращенный полостью к люминофорному покрытию. Рабочая поверхность полого катода покрыта высокоэмиссионным материалом. Цоколь лампы стандартный, резьбовой. Давление наполняющего инертного газа составляет 1,5˙10^-1 - 9˙10^-2 мм рт.ст. Напряжение питания лампы в пределах 500-1500 В.

Основным недостатком описанной катодолюминесцентной лампы [3] является ее низкая предельно возможная рабочая мощность. Плотность электронного тока, получаемая за счет вторичной эмиссии с полого катода лампы [3], недостаточна для эффективного возбуждения известных в настоящее время катодолюминофоров, что существенно ограничивает область применения указанной лампы. Кроме того, недостатком лампы является высокое рабочее напряжение (500-1500 В), что требует применения преобразователя, повышающего напряжение, для осуществления питания лампы от сети 220 В.

Целью изобретения является повышение мощности катодолюминесцентной лампы, понижение рабочего напряжения, а также упрощение ее конструкции.

Достигается это тем, что в известной катодолюминесцентной лампе, содержащей наполненный инертным газом баллон из оптически прозрачного материала, люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность баллона, анод, полый катод из электропроводного материала с термоэмиссионным покрытием и цоколь, согласно изобретению полый катод выполнен в виде кольца, установленного на электродах в двух диаметрально противоположных точках, анод выполнен в виде стержня, расположенного перпендикулярно плоскости кольца и установленного на части его длины внутри электроизоляционной трубки соосно с ней.

На чертеже изображена предлагаемая катодолюминесцентная лампа, она содержит наполненный инертным газом баллон 1 из оптически прозрачного материала, на внутреннюю поверхность которого нанесен слой низковольтного катодолюминофора 2. В месте сопряжения цилиндрической и шарообразной частей баллона 1 установлен полый катод 3, который выполнен в виде кольца, установленного на электродах в двух диаметрально противоположных точках. Электроды закреплены в гребешке гребешковой ножки 4. Анод 5 выполнен в виде стержня, расположенного перпендикулярно плоскости кольца и установленного на части его длины внутри электроизоляционной трубки 6 соосно с ней. Анод 5 соединен через балластное сопротивление 7 и диод 8, которые установлены в цоколе 9 лампы, с контактом 10, вмонтированном на торце цоколя 9. На боковой поверхности цоколя 9 вмонтирован контакт 11, соединяющий полый катод 3 с источником питания.

Лампа работает следующим образом. При подаче напряжения на контакты 10 и 11 полый катод 3 под воздействием проходящего тока начинает эмиттировать электроны. В этот же момент времени возникает разряд между полым катодом 3 и анодом 5. Цепь питания для осуществления и поддержания разряда исключает балластное сопротивление 7, ограничивающее разрядный ток, и диод 8, благодаря которому ток в цепи разряда протекает лишь в тот полупериод времени полного колебания напряжения сети, когда на аноде 5 лампы появляется положительный потенциал. Электроны, излучаемые полым катодом 3, под воздействием электрического поля, создаваемого полым катодом 3 и анодом 5, движутся в сторону низковольтного катодолюминофора 2 и вызывают его свечение. Сложный характер электрического поля и наличие в объеме лампы газа способствуют равномерному рассеиванию электронов, идущих с полого катода 3, по всей поверхности низковольтного катодолюминофора 2 и обеспечивают его эффективное возбуждение и излучение светового потока.

Использование: в устройствах светосигнализации, иллюминации, световой рекламы Сущность изобретения: полый катод выполнен в виде кольца из электропроводного материала, покрытого термоэмиссионным материалом. Анод выполнен в виде помещенного внутрь и выступающего из открытого конца электроизоляционной трубки проводника. Длина его выступающей части составляет 8 - 10% длины трубки. 1 ил.

КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА, содержащая наполненный инертным газом баллон из оптически прозрачного материала с люминофором на внутренней поверхности, установленные в нем соосно полый катод с термоэмиссионным покрытием и анод, выполненные из электропроводного материала, и цоколь, отличающаяся тем, что, с целью повышения мощности, понижения рабочего напряжения и упрощения, катод выполнен в виде кольца, установленного на электродах в двух диаметрально противоположных точках, а анод выполнен в виде стержня, расположенного перпендикулярно плоскости кольца и установленного на части его длины в электроизоляционной трубке соосно с ней.