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WO2008145905A2 - Lampe plane a decharge - Google Patents

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Publication number
WO2008145905A2
WO2008145905A2 PCT/FR2008/050691 FR2008050691W WO2008145905A2 WO 2008145905 A2 WO2008145905 A2 WO 2008145905A2 FR 2008050691 W FR2008050691 W FR 2008050691W WO 2008145905 A2 WO2008145905 A2 WO 2008145905A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lamp
electrode
dielectric
walls
visible
Prior art date
Application number
PCT/FR2008/050691
Other languages
English (en)
Other versions
WO2008145905A3 (fr
Inventor
Guillaume Auday
Laurent Joulaud
Jingwei Zhang
Philippe Guillot
Philippe Belenguer
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
Priority to US12/596,069 priority Critical patent/US20100140511A1/en
Priority to JP2010503564A priority patent/JP2010525508A/ja
Priority to CA002684176A priority patent/CA2684176A1/fr
Priority to EP08805666A priority patent/EP2145346A2/fr
Publication of WO2008145905A2 publication Critical patent/WO2008145905A2/fr
Publication of WO2008145905A3 publication Critical patent/WO2008145905A3/fr

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/305—Flat vessels or containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/62—Lamps with gaseous cathode, e.g. plasma cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/046—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel

Definitions

  • the invention relates to the field of flat lamps and more particularly relates to a flat discharge lamp transmitting in the UV and / or visible.
  • the discontinuities have diameters of a few fractions of mm to 1 cm so that the UV radiation is emitted by the plasma confined between the electrodes.
  • This UV lamp is inserted in a discharge chamber filled with xenon and is used for the decontamination of liquids.
  • This UV lamp has the advantage of being powered by a DC or AC voltage and provides a satisfactory power density.
  • this UV lamp is fragile, of limited life and use.
  • flat lamps consisting of two sheets of glass held with a small spacing relative to each other, generally less than a few millimeters, and hermetically sealed to contain a gas under reduced pressure in which an electric discharge produces radiation generally in the ultraviolet range which excites a photoluminescent material which then emits visible light.
  • WO2006 / 090086 discloses a flat discharge lamp which comprises:
  • first and second electrodes in the form of transparent uniform layers covering the inner faces of the first and second walls beneath the phosphors
  • a conductor for electrical safety in the form of a transparent uniform layer covering the outer face of the first wall.
  • the first electrode is at a potential VO of the order of 500 to 700V and the second electrode as the driver are grounded.
  • the phosphors are constantly bombarded by the plasma, which weakens it.
  • the electrodes are necessarily transparent for illumination by both sides.
  • the object of the present invention is to propose a flat discharge lamp that transmits in the ultraviolet (UV) and / or the visible, which is efficient, with an increased lifetime and electrical safety at a lower cost, while remaining robust and easy to use.
  • UV ultraviolet
  • the object of the present invention is to propose a flat discharge lamp that transmits in the ultraviolet (UV) and / or the visible, which is efficient, with an increased lifetime and electrical safety at a lower cost, while remaining robust and easy to use.
  • the present invention proposes a UV and / or visible transmitting discharge flat lamp comprising:
  • first and second dielectric walls in particular glass walls facing each other, held parallel (by one or more spacers, by a peripheral frame, etc.) and sealed at the periphery, in particular by at least one sealing gasket, thus delimiting a filled internal space; of plasma gas and comprising a UV and / or visible light source,
  • first and second electrodes in distinct planes parallel to the first and second walls, the first electrode being at a potential VO higher than the potential Vl of the second electrode, the first electrode being arranged in the internal space, spaced from the first dielectric wall by the gas (by one or more spacers, by a peripheral frame ...), and closer to the first dielectric wall than the second electrode, the first and second electrodes being separated by a plane electrical insulator, in particular parallel to the walls, with at least one main face, said hole-shaped, provided with through-holes, at least one of the first and second electrodes being in contact with the main face having holes; and having discontinuities at least in the extension of the holes.
  • the flat discharge lamp according to the invention combines many advantages:
  • UV UV exciter of a light source or other (s) UV, or forming the direct source of a UV lamp
  • the electrodes (opaque or transparent, layer, wire, plate ?) that the radiation is emitted via one and / or both walls,
  • the first electrode is internal and spaced from the first wall by an insulating gas (the plasma gas) for example from 0.5 mm to a few mm.
  • the plasma gas for example from 0.5 mm to a few mm.
  • the first electrode is protected by both walls.
  • the lamp is compact, easily transportable and manipulable and is used directly in many UV or lighting applications, especially without resorting to an additional discharge chamber.
  • the peripheral seal may be made in different ways: - by (at least) a seal (polymeric, silicone type, or mineral, frit type of glass), - by (at least) a frame device bound to the walls (by gluing or any other means for example a film based on glass frit), for example glass.
  • a frame may optionally serve as a spacer, replace one or more spacers.
  • the insulator may be a simple pierced dielectric, or be a stack of dielectrics (composite laminated insulation for example).
  • the electrode with the discontinuities can be on the main face perforated, posed or fixed for any means (adhesive etc) on this main face or partially integrated to this face. More simply, it can be deposited on the main face, especially in the form of a discontinuous layer.
  • the electrical insulation can be preferably
  • it may comprise (or even consist of) a glass sheet, for example made of glass, in particular silicosodocalcic glass, the first and second electrodes being on the opposite major faces of the electrical insulator.
  • the electrical insulator comprises, preferably consists of, the mineral sheet spaced from the first and second dielectric walls, the first and second electrodes being on the main faces of the sheet.
  • the mineral sheet may be equidistant from the first and second dielectric walls.
  • First holes may be blind, then opening only on the discontinuities of the first electrode (respectively the second electrode).
  • the second electrode (respectively the first electrode) can then be indifferently continuous or discontinuous.
  • Second possible holes opposite or offset from the first holes, may be blind and opening on the discontinuities of the first electrode (respectively the second electrode). With blind holes, the electrode associated with the face opposite the hole face is protected from plasma bombardment.
  • the dielectric barrier between the electrodes is of thickness corresponding to the remaining insulation thickness, preferably low.
  • the holes can be through.
  • the lamp is no longer dielectric barrier and VO can be further lowered.
  • the first and second electrodes may each preferably have discontinuities at least in the extension of the through holes. They undergo only a tangential bombardment (thus of limited intensity) by the sides.
  • the mineral sheet may be thin, for example to increase the height of the space between the sheet and each wall for greater electrical safety or to reduce the total height of the lamp for more compactness.
  • the thickness of this mineral sheet - even the total thickness of the selected composite electrical insulation - may be for example less than or equal to 5 mm, especially between 0.5 and 2 mm.
  • the mineral sheet may advantageously be maintained at constant distances from each of the dielectric walls by a spacer (for example a peripheral frame) or preferably by dielectric spacers, in the internal space.
  • the spacers are disposed on either side of the sheet, peripherally or preferably distributed (evenly, uniformly) in the internal space.
  • spacers are not conductive to not participate in discharges or short circuit.
  • they are predominantly glass, for example silicosodium-calcium glass.
  • the spacers may have a spherical shape, cylindrical, cubic or other polygonal section for example cruciform. These spacers can be evenly distributed over the entire surface of the electrical insulation.
  • the spacers may also be elongated, for example of rectangular section; and arranged on the periphery. On each side of the sheet, the spacers may form, for example, a peripheral frame preferably associated with a central spacer or with crossed and centered spacers.
  • the spacers may be coated with a phosphor identical to or different from the phosphor emitting light and / or UV.
  • the spacer (s) may be adhered by a film of mineral preference, such as a glass frit, of a few hundred microns or less in thickness.
  • the insulator may be sealed with the first and second dielectric walls at the periphery, for example two peripheral joints on either side of the insulator, preferably of (essentially) mineral material. (glass frit etc).
  • two peripheral frames made of glass, etc., for example heat-sealed or bonded with a preferably mineral film such as a glass frit, of a few hundred microns or less in thickness, are chosen.
  • the insulator is a mineral sheet of dimensions substantially identical to the dimensions of the first and second dielectric walls.
  • the power supply of each electrode, in particular layer is simply by electrically connecting each electrode with a peripheral electrically conductive area of power supply, on the inner main face. insulator game.
  • This peripheral electroconductive zone may be (wholly or partially) outside the internal space, or even overflow on the edge of the insulation. This area, for example forming a so-called band
  • Bus bar (silver enamel etc) is itself connected, for example solder to a feeding means.
  • the seal or seals may be recessed relative to the slices of the walls, for example, from 0.5 to a few mm.
  • the first electrode and / or the second electrode in particular a layer, may be protruding on one edge of the lamp, outside the internal space (hence beyond the seal) and be connected to a power supply means directly, especially if the electrode material is silver-based or via this described electroconductive zone.
  • the second electrode, the electrical insulator and the first electrode are on the internal face of the second dielectric wall, placed or secured (glued for example by a glass frit, in the form of deposited layers .
  • the second electrode, the electrical insulator and the first electrode can form a stack of layers.
  • the holes and discontinuities can be made preferably by laser.
  • the electrical insulation may be for example a layer of silica, alumina, mica etc.
  • the peripheral seal may be recessed with respect to the edges of the walls, for example from 0.5 to a few mm.
  • the second electrode in particular a layer deposited on the inner face of the second wall, may extend towards an edge of the lamp, outside the internal space (thus beyond the seal) to facilitate the power supply.
  • the second electrode can be connected to an edge of the lamp directly to a power supply cable, especially if the electrode material is silver-based.
  • the second electrode may also be in electrical connection with a peripheral electrical supply electroconductive zone on the internal face of the second wall and outside the internal space (entirely or partially). This peripheral electroconductive zone, for example forming a so-called "bus bar" band, (enamel with silver, etc.) is itself connected, for example by soldering to a power cable.
  • the electrical insulator may also be a mineral sheet with on its main faces the first electrode, deposited layer or the second electrode.
  • the second electrode may also be partially integrated in the inner face of the insulator, especially in the form of conductive wires.
  • the first electrode may be maintained at a constant distance from the first dielectric wall by at least one or more dielectric spacers, in particular glass, such as those already described for the first design or by the peripheral frame for sealing.
  • Electrical insulation may have blind holes or through holes like those described for the first design.
  • the lamp can include: at least one electroconductive spacer disposed on the edge and on the first electrode (mechanical contact, by pressure, or contact via a conductive adhesive, a solder, etc.), for example electroconductive spacers in their mass or glass spacers coated with a electroconductive material,
  • electroconductive element for example a metal element, at the edge and on the first electrode, chosen in particular from one or the following means: optionally elastic metal tab, (spring, ...), wire, paste pad enamel-type conductor, a braze especially in tin-silver alloy.
  • the spacer (s), just like the electroconductive element (s), can be in electrical contact with a peripheral electrical supply electroconductive zone on the internal face of the first dielectric wall, for example a so-called "bus bar", in particular enamel with
  • This preferably electroconductive peripheral zone preferably leaves the internal space and is connected to a power supply means (cable, wire, foil, etc.).
  • a power supply means cable, wire, foil, etc.
  • an electrical insulator is preferably added between the seal and the first or second wall.
  • the first electrode may be powered by a periodic signal typically at a high frequency of the order of 1 to 100 kHz, preferably greater than or equal to 40 kHz.
  • the signal can be alternating, sinusoidal, impulse, square (square ..).
  • the first electrode can also be fed continuously when the holes are through. More precisely, in the first design of the invention with discontinuous internal electrodes, spaced from the walls by gas and with through holes, VO is equal to the DC discharge voltage and Vl is grounded. Electromagnetic shielding is not required and there is no leakage current generated by approaching the metal body of one of the dielectric walls.
  • the voltage between this metal body and the electrode in play is much lower than the discharge voltage to generate a plasma in this space. Also, even when approaching this metal body, there is no risk for the user because the gas in the space between the electrode in play and the facing wall is and remains electrical insulation.
  • conductors can be grounded to meet electromagnetic compatibility standards. These may be transparent conductors if necessary.
  • Vd is also possible, as a third power supply option, to choose an AC supply, with VO greater than or equal to the discharge voltage Vd and lower than the discharge voltage necessary to create a discharge between the first electrode, the gas, the glass and an electrical conductor that would be reported.
  • Vl is then chosen equal to the mass or at an alternating voltage less than or equal to 400 V (typically peak voltage), in particular less than or equal to 220 V, at a frequency f less than or equal to 100 Hz, preferably less than or equal to 60 Hz, for example to the sector (220V, 50 Hz).
  • a third power supply option it is not necessary to add an electrical conductor to ground or mains on the outer face of the first wall for electrical safety.
  • the second design of the invention it is preferred to choose the third power option because the second electrode is on the inner face of the second wall.
  • the electrical insulator comprises, preferably consists of, the second dielectric wall with blind holes on its inner face, the first electrode on the inner face of the second wall being discontinuous and the second electrode being integrated with the second wall or the outside of the internal space.
  • the first and second dielectric walls can be maintained at a constant distance by a peripheral frame, and / or by one or more dielectric and / or conductive spacers, in particular such as those already described.
  • the peripheral seal (seal or frame) may be recessed with respect to the slices of the walls, for example, from 0.5 to a few mm.
  • the first electrode in particular a layer, may be protruding on one edge of the lamp, outside the internal space (beyond the sealing).
  • the first electrode may be connected to a power supply cable directly, particularly if the electrode material is silver-based.
  • the first electrode may also be in electrical connection with a peripheral electrical supply electroconductive zone on the internal face of the second wall and outside the internal space (entirely or partially). This zone Peripheral electroconductive, for example forming a so-called "bus bar", (silver enamel etc) is itself connected, for example by soldering to a power cable.
  • the electrical insulation may be composite, for example formed of the second dielectric wall and (s) film (s) plastic (s) on its outer surface carrying the second electrode, including a (s) film (s) spacer (s) ) laminating with a counter glass or a suitable plastic.
  • the light source may comprise the plasmagenic gas and / or an additional gas and / or at least one phosphor layer excited by the gas (s) in the internal space and deposited on at least one of the inner faces of the walls.
  • gas emitting in the visible especially for a filtered light
  • rare gases can be mentioned: helium, neon, argon, krypton, xenon, or others (air, oxygen, nitrogen, hydrogen, chlorine, methane, ethylene, ammonia ... and mixtures).
  • a gas emitting in the UV it is possible to use a gas or a mixture of gases, for example a gas that effectively emits said UV radiation, in particular xenon, or mercury or halogens, and an easily ionizable gas capable of constituting a plasma.
  • a gas that effectively emits said UV radiation in particular xenon, or mercury or halogens
  • an easily ionizable gas capable of constituting a plasma for example a gas that effectively emits said UV radiation, in particular xenon, or mercury or halogens, and an easily ionizable gas capable of constituting a plasma.
  • Lasma gas as a rare gas such as neon, xenon or argon or helium, or halogens, or air or nitrogen. Examples are described in the application FR 2889886 incorporated herein by reference.
  • the phosphor may be opaque or transparent, especially as described in the application FR2867897 incorporated herein by reference.
  • the phosphor layer may be continuous or discontinuous, especially in the visible, for example to form lighting areas and dark areas.
  • UV radiation at 250 nm is emitted by phosphors after excitation by VUV radiation of less than 200 nm.
  • Mention may be made of materials doped with Pr or Pb such that: LaPO 4 : Pr; CaSO 4 : Pb etc.
  • phosphors emitting in the UVA or near UVB also from a VUV radiation.
  • UVA-emitting phosphors from UVB or UVC radiation for example produced by mercury or preferably gas (s) such as rare and / or halogenated gases (Hg, Xe / Br, Xe / I, Xe / F, Cl 2 ).
  • gas such as rare and / or halogenated gases (Hg, Xe / Br, Xe / I, Xe / F, Cl 2 ).
  • LaPO 4 Ce
  • the (Mg, Ba) AI 11 O 19 Ce
  • BaSi 2 O 5 Pb
  • the YPO 4 Ce
  • the first electrode and / or the second electrode may be protected (s) from bombardment by a dielectric, especially in a layer, such as an oxide, a nitride, in particular a silica, a silicon nitride, a barium sulfate BaSO 4 , a manganese oxide, an alumina.
  • a dielectric especially in a layer, such as an oxide, a nitride, in particular a silica, a silicon nitride, a barium sulfate BaSO 4 , a manganese oxide, an alumina.
  • the first electrode may be a layer (monolayer or multilayer) of any electroconductive material, in particular:
  • a metal silver, copper, molybdenum, tungsten, aluminum, titanium, nickel, chromium, platinum, gold, a transparent multilayer comprising a thin functional pure alloy layer, doped (silver, etc.) between two dielectric layers of single or mixed metal oxide and / or doped (zinc oxide, ITO, IZO, etc.), in metallic nitrides (metal in the broad sense, silicon being included, for example Si3N4),
  • a conductive metal oxide in particular transparent and / or having electronic gaps, such as fluorine or antimony-doped tin oxide, doped or alloyed zinc oxide with at least one of the following elements : aluminum, gallium, indium, boron, tin, (for example ZnO: Al, ZnO: Ga, ZnO: In, ZnO: B, ZnSnO),
  • IZO zinc
  • IGZO gallium and zinc
  • ITO tin
  • a conductive enamel preferably with silver, such as a frit of molten glass with silver
  • a conductive ink in particular an ink loaded with (nano) metallic particles, for example a screen-printing silver ink such as Ink PA T 0 0 TM ink from InkTec Nano Silver Paste Inks.
  • This layer may be deposited by any known means of deposition, such as liquid deposits, vacuum deposition (magnetron sputtering, evaporation), pyrolysis (powder or gaseous route) or by screen printing, by ink jet, by scraping or more generally by printing.
  • deposition such as liquid deposits, vacuum deposition (magnetron sputtering, evaporation), pyrolysis (powder or gaseous route) or by screen printing, by ink jet, by scraping or more generally by printing.
  • This layer may be less than 50 ⁇ m thick, more preferably less than 20 ⁇ m or even 1 ⁇ m. It may be in particular a thin layer, for example less than 50 nm thick, deposited under vacuum.
  • An electrode material (first electrode and / or second electrode) is for example based on metal particles or conductive oxides, for example those already mentioned, It is possible to choose nanoparticles, therefore of nanometric size, (for example with a nanometric maximum dimension, and / or a nanoscale D50), especially of size between 10 and 500 nm, or even less than 100 nm, to facilitate the deposition formation of ends. reasons (for a sufficient overall transmission, for example), in particular by screen printing.
  • (nano) metal particles sphere, flake or “flake” .
  • (nano) particles based on Ag, Au, Al, Pd, Pt, Cr, Cu, Ni.
  • the (nano) particles are preferably in a binder.
  • the resistivity is adjusted for the concentration of (nano) particles in a binder.
  • the binder can be optionally organic, for example acrylic resins, epoxy, polyurethane, or be developed by sol-gel (mineral, or inorganic organic hybrid ).
  • the (nano) particles can be deposited from a dispersion in a solvent (alcohol, ketone, water, glycol, etc.).
  • the desired resistivity is adjusted according to the formulation.
  • the (nano) particles and / or the binder are essentially mineral.
  • the first electrode and / or the second electrode one can choose:
  • a screen printing paste in particular:
  • a paste loaded with (nano) particles (as already mentioned, preferably with silver and / or gold): a conductive enamel (a glass frit of glass melted with silver for example), an ink, a conductive organic paste (with a polymer matrix), a PSS-PEDOT (for example from Bayer, Agfa) and a polyaniline,
  • the first electrode and / or the second electrode is essentially mineral.
  • Arrangement for overall transparency (UV and / or visible) of the first electrode and / or the second electrode (and possible safety conductors) can be obtained directly by discontinuous deposition of electroconductive material (s) ( s) relatively opaque (such as those already mentioned) to reduce manufacturing costs. This avoids poststructures, for example dry and / or wet etchings, often using lithography processes (exposure of a resin to radiation and development).
  • This direct network arrangement can be obtained directly by one or more appropriate deposition methods, preferably a liquid deposit, by printing, in particular planar or rotary, for example by using an ink pad, or by ink jet ( with a suitable nozzle), by screen printing ("screen or silk printing” in English), by simple scraping.
  • appropriate deposition methods preferably a liquid deposit
  • printing in particular planar or rotary, for example by using an ink pad, or by ink jet ( with a suitable nozzle), by screen printing ("screen or silk printing” in English), by simple scraping.
  • the width of the tracks can be between 5 ⁇ m and 200 ⁇ m, the pitch between tracks between 100 ⁇ m and 1 mm.
  • the first electrode may be based on conductive wires.
  • the conductive wires are in particular metallic (for example tungsten, copper, etc.) and / or thin (for example of section between 10 ⁇ m and 2 mm).
  • the conductive son are reported on the main face of the insulation by any suitable adhesive means (temperature resistance etc). These wires can be partially integrated in the main face.
  • the first electrode may be continuous or may be discontinuous.
  • the first electrode may be based on tracks or conductive wires. It may be in the form of a series of bands or lines, in particular equidistant and / or parallel, or even at least two crossed series of bands or lines.
  • the first electrode can be organized in grid, fabric or canvas, in particular obtained by screen printing, by ink jet.
  • the second electrode can be in the internal space:
  • the electrical insulator - embedded in the second wall for example a grid, frame, forming the electrical insulator. If necessary, it can be protected as the first electrode.
  • the second electrode may finally be outside the internal space, preferably in contact with the outer face: - posed or even integral on the outer face (deposited, glued, etc.),
  • an outer dielectric for example a rigid polyurethane, polycarbonates, acrylates such as polymethyl methacrylate (PMMA). It is also possible to use PE, PEN or PVC or else polyethylene terephthalate (PET), the latter being thin, especially between 10 and 100 ⁇ m.
  • the second electrode may be continuous or may be discontinuous.
  • the second electrode may be based on conductive tracks or conductive wires. It may be in the form of a series of bands or lines, in particular equidistant and / or parallel, or even at least two crossed series of bands or lines. Thus the second electrode can be organized in grid, fabric or canvas, in particular obtained by screen printing, by ink jet.
  • the second electrode in particular incorporated in the second wall or outside the second wall, may be made of electroconductive material reflecting visible and / or UV light or transmitting visible and / or UV light or capable of overall transmission of the light.
  • visible and / or UV light if the material is absorbent or UV reflective
  • the through holes can be of any shape, including geometric: rectangular, round, square, being elongated or not. It is thus possible to form grooves or rows of holes
  • the grooves or rows for example parallel to the edge of the insulator, may be spaced from 0.1 mm to 3 cm. And within a row, the holes may be spaced from 0.1 mm to 3 cm.
  • the holes preferably have a straight or conical cross-section, a width of 0.1 to 5 mm, a depth of at least 0.1 mm.
  • first and second electrodes may extend over surfaces of dimensions at least substantially equal to the surface of the walls inscribed in the internal space.
  • the visible and / or UV radiation may preferably be bidirectional (emission of radiation by the main faces of the two walls).
  • first electrode and / or the second electrode may be discontinuous, for example in the form of spaced strips, the electrode zones being all at the respective given potential, in particular supplied in common via at least one " busbar ".
  • the transmittance of the lamp according to the invention around the peak of UV and / or visible radiation is greater than or equal to 50%, even more preferably greater than or equal to 70% and even greater than or equal to 80%.
  • the visible-transmitting dielectric walls may be glass sheets, in particular of silicosodium-calcium glass.
  • the UV-transmitting dielectric walls may be chosen preferably from quartz, silica, magnesium fluoride (MgF 2 ) or calcium fluoride (CaF 2 ), a borosilicate glass, a silicodio-calcium glass, in particular with less than 0.05% Fe 2 O 3 .
  • magnesium or calcium fluorides transmit more than 80% or even 90% over the entire range of UVs, that is to say UVA (between 315 and 380 nm), the UVB (between 280 and 315 nm), UVC (between 200 and 280 nm), or VUV (between about 10 and 200 nm),
  • quartz and certain high purity silicas transmit more than 80% or even 90% over the entire range of UVA, UVB and UVC,
  • silicosodocalcic glasses with less than 0.05% Fe III or Fe 2 O 3 , in particular Saint-Gobain's Diamant glass, Pilkington's Optiwhite glass and Schott's B270 glass, which transmit more than 70% or even 80% % across the range of UVA.
  • a soda-lime glass such as Planilux® glass sold by Saint-Gobain, has a transmission greater than 80% beyond 360 nm, which may be sufficient for certain embodiments and applications.
  • the dielectric walls may be of any shape: the contour of the walls may be polygonal, concave or convex, in particular square or rectangular, or curved, of constant or variable radius of curvature, in particular round or oval.
  • an additional electrical insulator may also be another dielectric wall, in particular a glass roof, which is laminated to at least one of the glass walls constituting the lamp, by means of an interlayer plastic film or other material, in particular resin, capable of adhering them the two substrates.
  • interlayer plastic film there may be mentioned an element made of a polymeric material, for example polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl butyral (PVB), ethylene-vinyl acetate (EVA), polyurethane (PU) for example with a thickness between 0.2 mm and 1.1 mm, in particular between 0.3 and 0.7 mm.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene-vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • the gas pressure in the internal space may be of the order of 0.05 to 1 bar, advantageously of the order of 0.05 to 0.6 bar.
  • the gas used is an ionizable gas likely to constitute a plasma ("plasma gas”), including xenon, neon, pure or in mixture.
  • the invention applies to any lamp for any type of light source (plasma gas, phosphor, etc ...) of any size.
  • a flat lamp can be various: lamp with one-way and / or bidirectional lighting, lamp for the decoration, backlighting of screens.
  • the invention aims for example the production of illuminating architectural and / or decorative elements and / or display function (identifying elements, type exit exit signs, and / or with logo or light mark), such as luminaires, luminous walls in particular suspended, luminous slabs ...
  • the light panel according to the invention may also be intended for the building, the transport vehicle, road lighting, street furniture, domestic, electronics.
  • the light panel may in particular be a ceiling light, a bus shelter panel, a wall of a display, a jewelery display or a showcase, be a shelf or furniture element, a facade of a furniture, an illuminated refrigerator shelf, be an aquarium wall, a greenhouse. It can also be an illuminating mirror.
  • the illuminated sign can be used to illuminate a bathroom wall or a kitchen worktop.
  • Mono-directional lighting is useful for example for screen backlighting, in particular liquid crystal (LCD).
  • LCD liquid crystal
  • the elements oriented more outward than the light source of the structure are, on a common part, substantially transparent or generally transparent (for example in the form of a suitable arrangement of a relatively opaque, absorbent and / or reflective, sufficient enough light emitted), such as grid type, or are translucent.
  • the electrodes, the optional layer (s) of phosphor (s), the possible safety conductor (s) and the electrical insulator are made of materials transmitting visible light or capable of a global transmission of visible light by their arrangement.
  • the lamp in the visible can be part of a window (transom etc), be integrated into a double glazing, be an illuminating window (on all its surface or not). The lamp in the visible can thus equip any building window or means of locomotion (train windows, boat or airplane cabin windows, roof windows, industrial vehicle side windows, or even portions of the rear window or windows). windshield).
  • a coating having a given functionality may be a coating with a function of blocking infrared wavelength radiation, for example for electromagnetic compatibility with a low-emissive function (for example doped metal oxide such as SnO 2: F or indium doped with tin ITO) or solar control for building and / or automotive applications.
  • a low-emissive function for example doped metal oxide such as SnO 2: F or indium doped with tin ITO
  • solar control for building and / or automotive applications.
  • An anti-fouling function may be desired (photocatalytic coating on the outer faces comprising at least partially crystallized TiO 2 in anatase form), or an anti-reflection stack of the type for example Si 3 N 4 / SiO 2 / Si 3 N 4 / SiO 2 on the outer faces.
  • the UV lamp as described above can be used both in the industrial field for example for aesthetics, electronics or for food or in the domestic field, for example for the decontamination of tap water, water Pool drinking, air, UV drying, polymerization.
  • the UV lamp as described above can be used:
  • tanning lamp in particular 99.3% in the UVA and 0.7% in the UVB according to the standards in force
  • a tanning booth in particular integrated in a tanning booth
  • photochemical activation processes for example for a polymerization, in particular of glues, or a crosslinking or for the drying of paper,
  • fluorescent material such as ethidium bromide used in gel
  • nucleic acid or protein analyzes for the activation of fluorescent material, such as ethidium bromide used in gel, for nucleic acid or protein analyzes
  • the lamp serves to promote the formation of vitamin D on the skin.
  • the UV lamp as described above can be used for the disinfection / sterilization of air, water or surfaces by germicidal effect, especially between 250 nm and 260 nm.
  • the UV lamp as described above is used in particular for the treatment of surfaces, in particular before deposition of active layers for electronics, computing, optics, semiconductors ...
  • FIGS. 1 and 1 show a schematic side sectional view of a flat lamp according to the invention and a partial top view of the electrical insulator carrying the electrodes;
  • FIGS. 2 and 2 'respectively represent a schematic side sectional view of a plane lamp in another embodiment according to the invention and a partial view from above of the electrical insulator carrying the electrodes,
  • FIG. 1 is a schematic side sectional view of a plane lamp 1000 consisting of a part 1 formed by first and second walls made of glass sheets 2, 3 for example about 3 mm thick, rectangular and made of glass lime-silica.
  • the first and second glass sheets 2, 3 each having:
  • the so-called external faces 21, 31, and so-called internal faces 22, 32 each carrying a coating of photoluminescent material 6, for example transparent and for example in the form of particles phosphors dispersed in an inorganic matrix for example based on lithium silicate.
  • the glass sheets 2, 3 are associated with facing their internal faces 22, 32 and are assembled through a sealing frit 8 for example about 1 mm from the edges.
  • the seal is recessed leaves for example 1 mm.
  • a reduced pressure generally of the order of one-tenth of an atmosphere, of a rare gas such as xenon, possibly mixed with neon or water. 'helium.
  • the atmosphere contained in the sealed enclosure is then pumped through the hole 12 and replaced by the xenon / neon mixture.
  • the sealing pellet 13 is presented in front of the opening of the hole 12 around which a bead of brazing alloy has been deposited.
  • a heat source is activated near the solder so as to cause the solder to soften, the tablet 13 is gravity-plateed against the orifice of the hole and is thus brazed on the wall 2 forming a hermetic plug.
  • the internal space 10 contains a mineral sheet 7, for example of silicosodocalcic glass, of thickness for example of the order of 1 mm, with first and second main faces 71, 72 respectively comprising first and second electrodes 4, 5 .
  • a mineral sheet 7 for example of silicosodocalcic glass, of thickness for example of the order of 1 mm, with first and second main faces 71, 72 respectively comprising first and second electrodes 4, 5 .
  • the mineral sheet 7 is smaller than the distance between the two opposite sealing edges, and therefore smaller than the first and second walls 2, 3.
  • the mineral sheet 7 is spaced apart from the first and second walls and held by first glass spacers 9 arranged on both sides of the sheet and by second metal spacers 9 '(or, alternatively, metallized glass), which are located on the edges of the first and second electrodes 4, 5 (as shown in Figure 1').
  • the spacings between the sheet 7 and the walls 2, 3 are constant, for example approximately 2 mm each.
  • the first spacers 9 are, for example, balls.
  • the first spacers 9 (the rightmost in FIG. 1) can be elongate and rectangular as are the second spacers 9 '(one of them is shown in FIG. 1).
  • the second spacers 9 ' are replaced by cords or solder pads, for example based on tin and silver.
  • the mineral sheet 7 has through holes 73 for example a plurality of parallel rows of round holes, each row extending over substantially the entire length of the mineral sheet 7 (as shown in Figure 1).
  • the width of each hole is for example of the order of 1 mm.
  • the holes 73 are spaced 3 mm apart.
  • rows of holes are for example spaced 3 mm.
  • the rows of round holes are replaced by grooves for example longitudinal.
  • Each electrode 4, 5 has discontinuities 41, 51 at least in the extension of the through holes 73. They may be wider.
  • the electrodes 4, 5 are preferably in the form of electroconductive layers, for example metal, in particular silver screen-printed or thin-layer deposited by sputtering.
  • the discontinuities 41, 51 are preferably made at the time of drilling the sheet 7 coated with two solid electroconductive layers.
  • the electrodes 4, 5 can be chosen transparent
  • the electrodes may be coated with an electrical protective insulation (not shown) for example an oxide, a nitride, especially a silica, a silicon nitride, a barium sulfate, a manganese oxide, an alumina.
  • an electrical protective insulation for example an oxide, a nitride, especially a silica, a silicon nitride, a barium sulfate, a manganese oxide, an alumina. This insulation can cover the holes
  • the plasma is confined in the through holes 73 while the UV radiation produced occupies the entire internal space 10 and excites the phosphors 6 with a high efficiency.
  • the holes are blind, they then open on the face 71 or 72.
  • the electrodes 4, 5 are connected to an AC power source (not shown) by cables 11, 11 'external to the internal space.
  • the first electrode 4 is at a potential VO equal to half the discharge voltage, for example of the order of 800 V or 600 V, and a high frequency fo for example of 40 to 50 kHz.
  • the second electrode 5 is at a potential Vl equal to half of the discharge voltage in a negative value, for example of the order of -800 or even -600 V, and a high frequency fo of 40 to 50 kHz.
  • the outer faces 21, 31 may comprise conductors 60, 60 ', connected by cables 11 ", 11'" to the ground, made of material for (overall) transmission in the visible, by example thin layers deposited directly or deposited on a PET type film.
  • they are layers deposited by sputtering transparent conductive oxide. It may also be a network of conductive tracks (grid etc.) for example copper or any other photolithographed or screen-printed conductor (enamel type, in particular based on glass frit silver, or ink ) or ink charged with conductive particles deposited by inkjet, or son.
  • conductive tracks grid etc.
  • enamel type in particular based on glass frit silver, or ink
  • the walls chosen are armed glasses.
  • metal reinforcements serving as shielding.
  • the power supply is continuous, it is possible to keep the values given for VO or V1.
  • the electromagnetic shielding is useless.
  • VO is greater than or equal to the discharge voltage, for example between 600 and 800 V, and preferably less than the discharge voltage necessary to create a discharge between the first electrode 4, the gas, the wall 3 and an electrical conductor placed on the first wall.
  • Vl is then chosen equal to ground or to an alternating voltage less than or equal to 400 V, in particular less than or equal to 220 V, at a frequency f is less than or equal to 100 Hz, preferably less than or equal to 60 Hz, example to the mains (220V to 50 Hz).
  • electroconductive zones 61, 62 are provided, preferably in the form of strips, a few mm wide, for example.
  • These conductive strips 61, 62 extend on either side of the sealing joint 8. These strips 61, 62 are for example in the form of metal layers, preferably conducting enamel (silver etc.) and screen-printed. These conductive strips 61, 62 are in electrical contact (by pressure, solder, conductive bonding, etc.) with the conductive spacers 9 '.
  • the alternating conductive strips 61, 62 may overflow on the edge of the walls and the cables 11, 11 'then be fixed at this point and not in the sealing groove.
  • the lamp 1000 illuminates by its two faces 21, 31.
  • the phosphors can be removed and a light-emitting gas, for example colored, sieved, can be selected.
  • the one or more walls of UV-passing material (quartz, etc.) are chosen, as are the possible conductors 60, 60 '.
  • the phosphors are removed, the source
  • UV is then a gas, or they are replaced to emit in a specific UV range.
  • Electrodes, conductors are not necessarily the same material.
  • the electrodes are not necessarily powered electrically by the same means or by the same edge.
  • the structure of the lamp 1010 basically takes the lamp 1000 of Figure 1 apart from the elements described below.
  • the mineral sheet 7 is larger than the distance between the opposite sealing edges, preferably of dimensions substantially identical to the dimensions of the first and second glass walls 2, 3.
  • the mineral sheet 7, preferably of the same material as the walls 2 , 3, is sealed with the first and second glass walls 2, 3 by two peripheral sealing joints 8, 8 'on either side of the sheet 7 is set back with respect to the slices of the walls and the sheet 7.
  • the spacing between the sheet 7 and each wall 2, 3 can be reduced, for example by about 0.5 mm.
  • the electrodes 4, 5 extend beyond the seals 8 at least on one edge (here longitudinal) of the mineral sheet 7. As shown in FIG. 2 ', the electrodes 4, 5 are conductive tracks (or conducting wires in variant) organized in a grid.
  • the peripheral current supply strips 61 ', 62' are on the faces 71, 72, of the sheet 7 and electrically connected (here by overlapping, as shown in Figure 2 ', or by any other means) to the outer edges of the electrodes 4, 5. These peripheral strips are not necessary in particular, if the tracks are silver.
  • the sheet 7 comprises a plurality of grooves for example longitudinal (as shown in Figure 2 '). In this configuration, it is preferred that the holes 73 'pass through to fill the entire internal space with gas through a single hole 12.
  • blind holes preferably on both faces 71 72, it is also possible to provide a second hole on the wall 3.
  • the feed described for FIG. 1 can be conserved.
  • the foils 11, 11 ' are connected to the peripheral zones 61', 62 '.
  • All the variants described for the lamp 1000 can be applied to the lamp 1010 (material and dissymmetry of the electrodes or shielding conductors, wall material, power supply, addition of protective insulation UV lamp, etc.).
  • the structure of the lamp 2000 basically takes the lamp 1000 of Figure 1 apart from the elements described below.
  • the mineral sheet 7 is placed on the inner face 32 of the second wall. This removes the spacers 9, 9 'from the lower part of the structure 1.
  • the second electrode 5 projects outside the internal space by one of its longitudinal edges. It is possibly covered by the peripheral area 61 for supplying current.
  • the mineral sheet 7 is replaced by a mineral layer for example silica, alumina, for example 100 microns.
  • the distance between the first wall 2 and the first electrode 4 may be, for example, 0.5 mm.
  • VO is greater than or equal to the discharge voltage, for example between 600 and 800 V, and preferably less than the discharge voltage necessary to create a discharge between the first electrode 4, the gas, the wall 3 and an electrical conductor placed on the first wall.
  • Vl is then chosen equal to ground or to an alternating voltage less than or equal to 400 V, in particular less than or equal to 220 V, at a frequency f is less than or equal to 100 Hz, preferably less than or equal to 60 Hz, example to the mains (220V to 50 Hz).
  • Conductors 60 and 60 ' are optional. All the variants described for the lamp 1000 can be applied to the lamp 2000 (material and asymmetry of the electrodes or of the shielding conductors, material of the walls, addition of insulating protection, UV lamp, etc.)
  • the structure of the lamp 3000 basically takes the lamp of Figure 3 apart from the elements described below.
  • the mineral sheet 7 is removed.
  • the inner face 32 of the second wall 3 has through holes 33 not through, for example identical to the holes 73 'and carries the first electrode 4 with discontinuities 41 in the extension of the holes 33.
  • the driver 60 is optional.
  • the outer face 31 of the second wall 3 carries the second electrode 5 for example chosen continuously and in the form of a preferably transparent layer.
  • the second electrode 5 is in the second wall
  • a differentiated distribution of the photoluminescent in certain zones makes it possible to convert the energy of the plasma into visible radiations only in the zones in question, in order to constitute light zones (themselves opaque or transparent depending on the nature of the photoluminescent) and permanently transparent areas juxtaposed.
  • the light zone may also form a network of geometric patterns (lines, pads, rounds, squares or any other shape) and the spacings between patterns and / or pattern sizes may be variable.
  • the light source can be a plasma gas.
  • the walls may be of any shape: a contour may be polygonal, concave or convex, in particular square or rectangular, or curved, of constant or variable radius of curvature, in particular round or oval.
  • the walls may be glass substrates, optical effect, including colored, decorated, structured, diffusing ....

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Abstract

La présente invention porte sur une lampe plane à décharge (1000) transmettant dans le visible et/ou l'UV comportant transmettant dans le visible et/ou l'UV comportant des première et deuxième parois diélectriques (2, 3) en regard, maintenues parallèles et scellées en périphérie (8), délimitant ainsi un espace interne (10) rempli de gaz plasmagène et comprenant une source de lumière UV et/ou visible (6), des première et deuxième électrodes (4, 5) dans des plans distincts parallèles aux première et deuxième parois, la première électrode (4) étant à un potentiel VO plus élevé que le potentiel Vl de la deuxième électrode, et la première électrode étant agencée dans l'espace interne et plus proche de la première paroi diélectrique que la deuxième électrode. Et la première électrode est espacée de la première paroi diélectrique, par le gaz, les première et deuxième électrodes sont séparées par un isolant électrique plan (7) avec au moins une face principale (71, 72), dite trouée, dotée des trous débouchants (73), l'une au moins des première et deuxième électrodes est en contact avec la face principale trouée et présente des discontinuités au moins dans le prolongement desdits trous.

Description

LAMPE PLANE A DECHARGE
L'invention se rapporte au domaine des lampes planes et plus particulièrement concerne une lampe plane à décharge transmettant dans l'UV et/ou le visible.
On connaît divers types de lampes planes à décharge. Dans le domaine des lampes UV, on connaît par le document US20004/0227469 une lampe UV comportant une feuille métallique formant une cathode et porteuse d'un diélectrique de type alumine discontinue d'épaisseur inférieure à 1 mm, lequel est recouvert par une anode discontinue en molybdène ou autre réfractaire d'épaisseur entre 0,1 et 1 mm.
Les discontinuités ont des diamètres de quelques fractions de mm à 1 cm pour que le rayonnement UV soit émis par le plasma confiné entre les électrodes. Cette lampe UV est insérée dans une chambre de décharge remplie de xénon et sert pour la décontamination de liquides.
Cette lampe UV présente l'avantage d'être alimentée par une tension continue ou alternative et fournit une densité de puissance satisfaisante. Toutefois, cette lampe UV est fragile, de durée de vie et d'usage limités.
Par ailleurs, dans le domaine des lampes pour l'éclairage, on connaît des lampes planes constituées de deux feuilles de verre maintenues avec un faible écartement l'une par rapport à l'autre, généralement inférieur à quelques millimètres, et scellées hermétiquement de manière à renfermer un gaz sous pression réduite dans lequel une décharge électrique produit un rayonnement généralement dans le domaine ultraviolet qui excite un matériau photoluminescent qui émet alors de la lumière visible.
Le document WO2006/090086 divulgue une lampe plane à décharge qui comprend :
- des première et deuxième parois sous forme de feuilles de verre maintenues parallèles entre elles et délimitant un espace interne rempli de gaz, et dont les faces tournées vers l'espace interne sont chacune revêtues d'un matériau luminophore,
- des première et deuxième électrodes sous forme de couches uniformes transparentes recouvrant les faces internes des première et deuxième parois sous les luminophores,
- un conducteur pour la sécurité électrique sous forme d'une couche uniforme transparente recouvrant la face externe de la première paroi.
Pour alimenter cette lampe plane, la première électrode est à un potentiel VO de l'ordre de 500 à 700V et la deuxième électrode comme le conducteur sont à la masse.
Dans cette lampe, les luminophores sont constamment bombardés par le plasma, ce qui la fragilise. En outre, les électrodes sont nécessairement transparentes pour un éclairage par les deux faces.
Aussi, la présente invention a pour objet de proposer une lampe plane à décharge transmettant dans l'ultraviolet (UV) et/ou le visible, qui soit performante, avec une durée de vie augmentée et une sécurisation électrique à moindre coût, tout en restant robuste et simple d'utilisation.
A cet effet, la présente invention propose une lampe plane à décharge transmettant dans l'UV et/ou le visible comportant :
- des première et deuxième parois diélectriques, notamment verrières, en regard maintenues parallèles (par un ou des espaceurs, par un cadre périphérique...) et scellées en périphérie, notamment par au moins un joint de scellement, délimitant ainsi un espace interne rempli de gaz plasmagène et comprenant une source de lumière UV et/ou visible,
- des première et deuxième électrodes dans des plans distincts parallèles aux première et deuxième parois, la première électrode étant à un potentiel VO plus élevé que le potentiel Vl de la deuxième électrode, la première électrode étant agencée dans l'espace interne, espacée de la première paroi diélectrique par le gaz (par un ou des espaceurs, par un cadre périphérique...), et plus proche de la première paroi diélectrique que la deuxième électrode, les première et deuxième électrodes étant séparées par un isolant électrique plan, notamment parallèle aux parois, avec au moins une face principale, dite trouée, dotée des trous débouchants, l'une au moins des première et deuxième électrodes étant en contact avec la face principale trouée et présentant des discontinuités au moins dans le prolongement des trous. La lampe plane à décharge selon l'invention réunit de nombreux atouts :
- une forte efficacité lumineuse du fait des micro-décharges localisées dans les trous de l'isolant électrique, ce qui favorise l'excitation du gaz plasmagène et donc la production d'UV (UV excitateur d'une source de lumière ou d'autre(s) UV, ou formant la source directe d'une lampe UV),
- une absence de bombardement direct par le plasma des luminophores (émettant dans le visible et/ou l'UV) éventuellement présents, notamment sur la face interne en regard des trous débouchants,
- un vaste choix possible pour les électrodes (opaque ou transparente, en couche, en fils, en plaque...) que le rayonnement soit émis via l'une et/ou les deux parois,
- une sécurité électrique plus facilement assurée car la première électrode est interne et espacée de la première paroi par un gaz isolant (le gaz plasmagène) par exemple de hauteur de 0,5 mm à quelques mm. La première électrode est protégée par les deux parois. La lampe est compacte, facilement transportable et manipulable et s'utilise directement dans de nombreuses applications UV ou d'éclairage, notamment sans recourir à une chambre de décharge additionnelle.
La lampe doit être hermétique, le scellement périphérique peut être fait de différentes manières : - par (au moins) un joint de scellement (polymérique, type silicone, ou encore minéral, type fritte de verre), - par (au moins) un cadre périphérique lié aux parois (par collage ou tout autre moyen par exemple un film à base de fritte de verre), par exemple en verre. Un cadre peut éventuellement servir d'espaceur, remplacer un ou des espaceurs ponctuels.
L'isolant peut être un simple diélectrique percé, ou être un empilement de diélectriques (isolant feuilleté composite par exemple).
L'électrode avec les discontinuités peut être sur la face principale trouée, posée ou fixée pour tout moyen (adhésif etc) sur cette face principale ou intégrée partiellement à cette face. Plus simplement, elle peut être déposée sur la face principale, notamment sous forme d'une couche discontinue.
Pour de meilleures tenues mécanique, thermique et au plasma, et pour éviter toute pollution, l'isolant électrique peut être de préférence
(essentiellement) minéral (céramique, vitrocéramique, verrier etc).
Encore plus préférentiellement, il peut comprendre (voire consister en) une feuille verrière, par exemple en verre notamment silicosodocalcique, les première et deuxième électrodes étant sur les faces principales opposées de l'isolant électrique.
Plus précisément, dans une première conception de l'invention, l'isolant électrique comporte, de préférence consiste en, la feuille minérale espacée des première et deuxième parois diélectriques, les première et deuxième électrodes étant sur les faces principales de la feuille.
De préférence, la feuille minérale peut être à égale distance des première et deuxième parois diélectriques. Des premiers trous peuvent être aveugles, ne débouchant alors que sur les discontinuités de la première électrode (respectivement de la deuxième électrode). La deuxième électrode (respectivement la première électrode) peut alors être indifféremment continue ou discontinue.
Des deuxièmes trous éventuels, en regard ou décalés des premiers trous, peuvent être aveugles et débouchant sur les discontinuités de la première électrode (respectivement de la deuxième électrode). Avec des trous aveugles, l'électrode associée à la face opposée à la face trouée est protégée du bombardement par le plasma.
Dans le cas de trous aveugles, la barrière diélectrique entre les électrodes est d'épaisseur correspondant à l'épaisseur restante d'isolant, de préférence faible. Les trous peuvent être traversants. La lampe n'est alors plus à barrière diélectrique et VO peut être encore abaissé. Dans cette hypothèse, les première et deuxième électrodes peuvent présenter chacune de préférence des discontinuités au moins dans le prolongement des trous traversants. Elles ne subissent qu'un bombardement tangentiel (donc d'intensité limitée) par les côtés.
De manière avantageuse, la feuille minérale peut être mince par exemple afin d'augmenter la hauteur de l'espace entre la feuille et chaque paroi pour plus de sécurité électrique ou afin de diminuer la hauteur totale de la lampe pour plus de compacité. L'épaisseur de cette feuille minérale - voire l'épaisseur totale de l'isolant électrique choisi composite - peut être par exemple inférieure ou égale à 5 mm, notamment entre 0,5 et 2 mm.
La feuille minérale peut être avantageusement maintenue à des distances constantes de chacune des parois diélectriques par un espaceur (par exemple un cadre périphérique) ou de préférence par des espaceurs diélectriques, dans l'espace interne. Les espaceurs sont disposés de part et d'autre de la feuille, en périphérie ou de préférence répartis (régulièrement, uniformément) dans l'espace interne.
Ces espaceurs ne sont pas conducteurs pour ne pas participer aux décharges ou faire de court-circuit. De préférence, ils sont majoritairement verriers, par exemple en verre silicosodocalcique.
Les espaceurs peuvent avoir une forme sphérique, cylindrique, cubique ou une autre section polygonale par exemple cruciforme. Ces espaceurs peuvent être répartis régulièrement et sur toute la surface de l'isolant électrique. Les espaceurs peuvent aussi être allongés, et par exemple de section rectangulaire; et disposés en périphérie. De chaque coté, de la feuille les espaceurs peuvent former par exemple un cadre périphérique associé de préférence à un espaceur central ou à des espaceurs croisés et centrés. Les espaceurs peuvent être revêtus d'un luminophore identique ou différent du luminophore émetteur de lumière et/ou d'UV.
Le ou les espaceurs peuvent être collés par un film de préférence minéral comme une fritte de verre, de quelque centaines de μm ou moins encore d'épaisseur. De manière avantageuse, en relation avec cette première conception, l'isolant peut être scellé avec les première et deuxième parois diélectriques en périphérie, par exemple deux joints périphérique de part et d'autre de l'isolant de préférence en matière (essentiellement) minérale (fritte de verre etc). En variante on choisit deux cadres périphériques (en verre etc) par exemple thermoscellés ou encore collés par un film de préférence minéral comme une fritte de verre, de quelque centaines de μm ou moins encore d'épaisseur.
Et, de préférence, l'isolant est une feuille minérale de dimensions sensiblement identiques aux dimensions des première et deuxième parois diélectriques. Avec ce double scellement, on peut prévoir de préférence que l'alimentation électrique de chaque électrode, notamment en couche, se fait simplement par mise en liaison électrique de chaque électrode avec une zone électroconductrice périphérique d'alimentation électrique, sur la face interne principale en jeu de l'isolant. Cette zone électroconductrice périphérique peut être (entièrement ou partiellement) à l'extérieur de l'espace interne, voire déborder sur la tranche de l'isolant. Cette zone, par exemple formant une bande dite
« bus bar », (en émail à l'argent etc) est elle-même reliée, par exemple par brasure à un moyen d'alimentation.
Le ou les scellements (les joints de scellement les cadres périphériques) peuvent être en retrait par rapport aux tranches des parois, par exemple, de 0,5 à quelques mm.
La première électrode et/ou la deuxième électrode, notamment une couche, peut être dépassante sur un bord de la lampe, à l'extérieur de l'espace interne (donc au delà du scellement) et être reliée à un moyen d'alimentation électrique directement, en particulier si le matériau d'électrode est à base d'argent ou via cette zone électroconductrice périphérique décrite. Dans une deuxième conception de l'invention, la deuxième électrode, l'isolant électrique et la première électrode sont sur la face interne de la deuxième paroi diélectrique, posés ou solidaires (collés par exemple par une fritte de verre, sous forme de couches déposées...).
La deuxième électrode, l'isolant électrique et la première électrode peuvent former un empilement de couches.
Avec un empilement de trois couches, les trous et discontinuités peuvent être réalisés de préférence par laser.
L'isolant électrique peut être par exemple une couche en silice, alumine, mica etc. Le scellement périphérique (joint de scellement périphérique ou cadre périphérique) peut être en retrait par rapport aux tranches des parois, par exemple de 0,5 à quelques mm. La deuxième électrode, notamment en couche déposée sur la face interne de la deuxième paroi, peut déborder vers un bord de la lampe, à l'extérieur de l'espace interne (donc au delà du scellement) pour faciliter l'alimentation électrique. La deuxième électrode peut être reliée, sur un bord de la lampe, directement à un câble d'alimentation électrique en particulier si le matériau d'électrode est à base d'argent. La deuxième électrode peut aussi être en liaison électrique avec une zone électroconductrice périphérique d'alimentation électrique sur la face interne de la deuxième paroi et à l'extérieur de l'espace interne (entièrement ou partiellement). Cette zone électroconductrice périphérique, par exemple formant une bande dite « bus bar », (en émail à l'argent etc) est elle- même reliée, par exemple par brasure à un câble d'alimentation.
L'isolant électrique peut aussi être une feuille minérale avec sur ses faces principales la première électrode, en couche déposée, voire la deuxième électrode.
La deuxième électrode peut aussi être partiellement intégrée dans la face interne de l'isolant, notamment sous forme de fils conducteurs. Dans cette deuxième conception, la première électrode peut être maintenue à une distance constante de la première paroi diélectrique par un ou des espaceurs au moins en majorité diélectriques, notamment verriers, comme ceux déjà décrits pour la première conception ou par le cadre périphérique pour le scellement. L'isolant électrique peut avoir des trous aveugles ou traversants comme ceux décrits pour la première conception.
Pour l'amenée de courant vers la première électrode, d'autres alternatives sont possibles dans ces deux dernières conceptions, en particulier lorsque l'on prévoit un seul joint de scellement périphérique ou un seul cadre périphérique, scellant directement les parois diélectriques entre elles.
Aussi la lampe peut comprendre : - au moins un espaceur électroconducteur disposé en bordure et sur la première électrode (contact mécanique, par pression, ou contact via une colle conductrice, une brasure etc), par exemple des espaceurs électroconducteurs dans leur masse ou d'espaceurs verriers revêtus d'un matériau électroconducteur,
- et/ou au moins un élément électroconducteur, par exemple métallique, en bordure et sur la première électrode notamment choisi parmi l'un ou les moyens suivants : patte métallique éventuellement élastique, (ressort, ...), fil, plot en pâte conductrice type émail, une brasure notamment en alliage étain-argent.
Le ou les espaceurs, tout comme le ou les éléments électroconducteurs, peuvent être en contact électrique avec une zone électroconductrice périphérique d'alimentation électrique sur la face interne de la première paroi diélectrique, par exemple une bande dite « bus bar » notamment en émail à l'argent de préférence sérigraphié, Cette zone électroconductrice périphérique de préférence sort de l'espace interne et est raccordée à un moyen d'alimentation électrique (câble, fil, clinquant etc). Pour la première conception, on peut prévoir des moyens identiques (espaceur et/ou élément électroconducteur) pour l'alimentation électrique de la deuxième électrode.
Si le scellement est en un matériau suffisamment conducteur, on rajoute de préférence un isolant électrique entre le scellement et la première ou la deuxième paroi.
La première électrode peut être alimentée par un signal périodique typiquement à haute fréquence de l'ordre de 1 à 100 kHz, de préférence supérieure ou égale à 40 kHz.
Le signal peut être alternatif, sinusoïdal, impulsionnel, en créneau (carré..).
La première électrode peut aussi être alimentée en continu lorsque les trous sont traversants. Plus précisément, dans la première conception de l'invention avec les électrodes internes discontinues, espacées des parois par du gaz et avec des trous traversants, VO est égal à la tension de décharge continue et Vl est à la masse. Un blindage électromagnétique n'est pas nécessaire et il n'y a pas de courant de fuite généré en approchant le corps métallique d'une des parois diélectriques.
Dans la première conception de l'invention avec les électrodes internes et espacées des parois par du gaz, on peut, comme deuxième option d'alimentation, choisir une alimentation en alternatif, avec VO égal à la moitié de la tension de décharge, par exemple VO entre 250 et 500 V (typiquement tension crête), et Vl égal à la moitié de la tension de décharge Vd en négatif, par exemple Vl entre -250 et -500 V. On peut aussi faire une répartition dissymétrique, la somme (en valeur absolue) étant égale à VO. II n'est pas nécessaire d'ajouter des conducteurs électriques à la masse ou au secteur sur les deux faces externes pour la sécurité électrique afin de limiter le courant de fuite généré approchant le corps métallique d'une des parois diélectriques. En effet, le plasma reste confiné dans les trous. La tension entre ce corps métallique et l'électrode en jeu est bien inférieure à la tension de décharge pour générer un plasma dans cet espace. Aussi, même en approchant ce corps métallique, il n'y a pas de risque pour l'utilisateur car le gaz dans l'espace entre l'électrode en jeu et la paroi en regard est et reste isolant électrique. On peut toutefois prévoir de tels conducteurs à la masse pour répondre à des normes de compatibilité électromagnétique. Il peut s'agir de conducteurs transparents si nécessaire.
On peut aussi, comme troisième option d'alimentation, choisir une alimentation en alternatif, avec VO supérieur ou égal à la tension de décharge Vd et inférieur à la tension de décharge nécessaire pour créer une décharge entre la première électrode, le gaz, le verre et un conducteur électrique qui serait rapporté. Vl est alors choisi égal à la masse ou à une tension alternative inférieure ou égale à 400 V (typiquement tension crête), notamment inférieure ou égale à 220 V, à une fréquence f inférieure ou égale à 100 Hz, de préférence inférieure ou égale à 60 Hz, par exemple au secteur (220V, 50 Hz). A nouveau, il n'est pas nécessaire d'ajouter un conducteur électrique à la masse ou au secteur sur la face externe de la première paroi pour la sécurité électrique.
Dans la deuxième conception de l'invention, on préfère choisir la troisième option d'alimentation, car la deuxième électrode est sur la face interne de la deuxième paroi.
Dans une troisième conception préférée de l'invention, l'isolant électrique comporte, de préférence consiste en, la deuxième paroi diélectrique avec des trous aveugles sur sa face interne, la première électrode sur la face interne de la deuxième paroi étant discontinue et la deuxième électrode étant intégrée à la deuxième paroi ou à l'extérieur de l'espace interne.
Les première et deuxième parois diélectriques peuvent être maintenues à une distance constante par un cadre périphérique, et/ou par un ou des espaceurs diélectriques et/ou conducteurs, notamment comme ceux déjà décrits.
Le scellement périphérique (joint ou cadre) peut être en retrait par rapport aux tranches des parois, par exemple, de 0,5 à quelques mm.
La première électrode, notamment une couche, peut être dépassante sur un bord de la lampe, à l'extérieur de l'espace interne (au-delà du scellement).
La première électrode peut être reliée à un câble d'alimentation électrique directement, en particulier si le matériau d'électrode est à base d'argent. La première électrode peut aussi être en liaison électrique avec une zone électroconductrice périphérique d'alimentation électrique sur la face interne de la deuxième paroi et à l'extérieur de l'espace interne (entièrement ou partiellement). Cette zone électroconductrice périphérique, par exemple formant une bande dite « bus bar », (en émail à l'argent etc) est elle-même reliée, par exemple par brasure à un câble d'alimentation.
L'isolant électrique peut être composite par exemple formé de la deuxième paroi diélectrique et de(s) film(s) plastique(s) sur sa face externe porteur de la deuxième électrode, notamment un (des) film(s) intercalaire(s) de feuilletage avec un contre verre ou un plastique adapté.
On peut aussi choisir la troisième option d'alimentation décrite précédemment.
La source de lumière peut comprendre le gaz plasmagène et/ou un gaz additionnel et/ou au moins une couche de luminophore excitée par le(s) gaz dans l'espace interne et déposé sur au moins l'une des faces internes des parois. Comme gaz émettant dans le visible, notamment pour une lumière tamisée, on peut citer des gaz rares : hélium, néon, argon, krypton, xénon, ou d'autres (air, oxygène, azote, hydrogène, chlore, méthane, éthylène, ammoniac... et les mélanges).
Comme gaz émettant dans l'UV, on peut utiliser un gaz ou un mélange de gaz, par exemple un gaz émettant de manière efficace ledit rayonnement UV notamment le xénon, ou le mercure ou les halogènes et un gaz facilement ionisable susceptible de constituer un plasma (gaz plasmagène) comme un gaz rare tel que le néon, le xénon ou l'argon ou encore l'hélium, ou les halogènes, ou encore l'air ou l'azote. Des exemples sont décrits dans la demande FR 2889886 incorporée ici par référence.
Le luminophore peut être opaque ou transparent notamment comme décrit dans la demande FR2867897 incorporée ici par référence. La couche de luminophore peut être continue ou discontinue, notamment dans le visible, par exemple pour former des zones d'éclairage et des zones sombres.
On peut choisir le(s) revêtement(s) luminophore(s) en fonction du ou des UV que l'on souhaite produire.
Il existe notamment des luminophores émettant dans les UVC à partir d'un rayonnement VUV par exemple produit par un ou des gaz rares (Ar, Kr etc). Par exemple, un rayonnement UV à 250 nm est émis par des luminophores après excitation par un rayonnement VUV inférieur à 200 nm. On peut citer les matériaux dopés au Pr ou Pb tels que : LaPO4: Pr; CaSO4 : Pb etc.
Il existe aussi des luminophores émettant dans les UVA ou proche UVB également à partir d'un rayonnement VUV. On peut citer les matériaux dopés au gadolinium tels que le YBO3:Gd ; le YB2O5:Gd ; le LaP3O9 = Gd ; le NaGdSiO4 ; le YAI3(BO3)4:Gd ; le YPO4:Gd ; le YAIO3:Gd ; le SrB4O7 = Gd ; le LaPO4:Gd ; le LaMgB5O10 = Gd, Pr ; le LaB3O8 = Gd, Pr ; le
Figure imgf000015_0001
Il existe en outre des luminophores émettant dans les UVA à partir d'un rayonnement UVB ou UVC par exemple produit par du mercure ou de préférence un (des) gaz comme les gaz rares et/ou halogènes (Hg, Xe/Br, Xe/I, Xe/F, Cl2 ...). On peut citer par exemple le
LaPO4 = Ce ; le (Mg, Ba)AI11O19 = Ce ; le BaSi2O5 = Pb ; le YPO4 = Ce ; le
(Ba,Sr,Mg)3Si2O7: Pb ; le SrB4O7 = Eu. Par exemple, un rayonnement UV supérieur à 300 nm, notamment entre 318 nm et 380 nm, est émis par des luminophores après excitation par un rayonnement UVC de l'ordre de 250 nm.
La première électrode et/ou la deuxième électrode peut être protégée(s) du bombardement par un diélectrique, notamment en couche, tel qu'un oxyde, un nitrure, notamment une silice, un nitrure de silicium, un sulfate de baryum BaSO4, un oxyde de manganèse, une alumine.
La première électrode, comme la deuxième électrode (ou tout autre conducteur rajouté), peut être une couche (monocouche ou multicouche) en tout matériau électroconducteur, notamment :
- un métal : argent, cuivre, molybdène, tungstène, aluminium, titane, nickel, chrome, platine, or, - une multicouche transparente comprenant une fine couche métallique fonctionnelle pur allié, dopé (argent...) entre deux couches diélectriques en oxyde métallique simple ou mixte et/ou dopé (oxyde de zinc, ITO, IZO...), en nitrures métalliques (métal au sens large, le silicium étant inclus, par exemple du Si3N4),
- un oxyde métallique conducteur notamment transparent et/ou présentant des lacunes électroniques, tel que l'oxyde d'étain dopé au fluor ou à l'antimoine, de l'oxyde de zinc dopé ou allié avec au moins l'un des éléments suivants : de l'aluminium, du gallium, de l'indium, du bore, de l'étain, (par exemple ZnO : Al, ZnO : Ga, ZnO : In, ZnO : B, ZnSnO),
- de l'oxyde d'indium dopé ou allié notamment avec le zinc (IZO), le gallium et le zinc (IGZO), l'étain (ITO), - un émail conducteur, de préférence à l'argent, type une fritte de verre fondue à l'argent,
- une encre conductrice, notamment une encre chargée de (nano)particules métalliques, par exemple une encre à l'argent sérigraphiable telle que l'encre TEC PA 030™ de InkTec Nano Silver Paste Inks.
Cette couche peut être déposée par tout moyen connu de dépôt, tels que des dépôts par voie liquide, dépôts sous vide (pulvérisation magnétron, évaporation), par pyrolyse (voie poudre ou gazeuse) ou par sérigraphie, par jet d'encre, par raclage ou plus généralement par impression.
Cette couche peut être d'épaisseur inférieure à 50 μm, encore plus préférentiellement inférieure à 20 μm voire 1 μm. Il peut s'agir notamment d'une couche mince, par exemple d'épaisseur inférieure à 50 nm, déposée sous vide. Un matériau d'électrode (première électrode et/ou deuxième électrode) est par exemple à base des particules métalliques ou d'oxydes conducteurs, par exemple ceux déjà cités, On peut choisir des nanoparticules, donc de taille nanométrique, (par exemple avec une dimension maximale nanométrique, et/ou un D50 nanométrique), notamment de taille entre 10 et 500 nm, voire inférieure à 100 nm, pour faciliter le dépôt formation de fins motifs (pour une transmission globale suffisante par exemple), notamment par sérigraphie.
Comme (nano)particules métalliques (sphère, paillette ou « flake »...), on peut choisir notamment des (nano)particules à base d'Ag, Au, Al, Pd, Pt, Cr, Cu, Ni. Les (nano)particules sont de préférence dans un liant. On ajuste la résistivité pour la concentration des (nano)particules dans un liant.
Le liant peut être éventuellement organique, par exemple des résines acryliques, époxy, polyuréthane, ou être élaboré par voie sol-gel (minéral, ou hybride organique inorganique...). Les (nano)particules peuvent être déposées à partir d'une dispersion dans un solvant (alcool, cétone, eau, glycol...).
Des produits commerciaux à base de particules pouvant être utilisés pour former la première et/ou la deuxième électrode sont les produits vendus par la compagnie Sumitomo Métal Mining Co. Ltd suivants :
- X100®, X100®D particules d'ITO dispersées dans un liant résine (optionnel) et avec solvant cétone,
- X500® particules d'ITO dispersées dans un solvant alcool,
- CKR® particules d'argent revêtu d'or, dans un solvant alcool, - CKRF® particules d'or et d'argent agglomérées.
La résistivité souhaitée est ajustée en fonction de la formulation.
Des particules sont aussi disponibles par « Cabot Corporation USA » (e.g. Produit No. AG-IJ-G-IOO-Sl), ou « Harima Chemicals, Inc. » au Japon (séries NP). De préférence, les (nano)particules et/ou le liant sont essentiellement minérales. Pour la première électrode et/ou pour la deuxième électrode on peut choisir:
- une pâte de sérigraphie, notamment :
- une pâte chargée de (nano)particules (telle que déjà citées, de préférence à l'argent et/ou à l'or) : un émail conducteur (une fritte de verre fondue à l'argent par exemple), une encre, une pâte organique conductrice (à matrice polymère), un PSS- PEDOT (par exemple de Bayer, Agfa) et un polyaniline,
- une couche sol-gel avec des (nano)particules conductrices (métalliques) précipitant après impression,
- une encre conductrice chargée de (nano)particules (telle que déjà citées, de préférence à l'argent et/ou à l'or) déposée par jet d'encre, par exemple l'encre décrite dans le document US 20070283848 De préférence, la première électrode et/ou la deuxième électrode est essentiellement minérale.
Un arrangement pour une transparence globale (UV et/ou visible) de la première électrode et/ou de la deuxième électrode (et d'éventuels conducteurs de sécurité) peut être obtenu directement par dépôt(s) discontinus de matériau(x) électroconducteur(s) relativement opaques (tels que ceux déjà cités) afin de réduire les coûts de fabrications. On évite ainsi des poststructurations, par exemple des gravures sèches et/ou humides, faisant souvent appel aux procédés de lithographies (exposition d'une résine à un rayonnement et développement).
Cet arrangement direct en réseau peut être obtenu directement par une ou plusieurs méthodes de dépôts appropriées, de préférence un dépôt par voie liquide, par impression, notamment plane ou rotative, par exemple en utilisant un tampon encreur, ou encore par jet d'encre (avec une buse appropriée), par sérigraphie (« screen or silk printing » en anglais), par simple raclage.
Par sérigraphie, on choisit une toile synthétique, en soie, en polyester, ou métallique avec une largeur de mailles et une finesse de maille adaptées.
Typiquement, pour un arrangement en grille de pistes conductrices, (première et/ou deuxième électrode voire éventuel(s) conducteur(s) de sécurité), la largeur des pistes peut être entre 5 μm et 200 μm, le pas entre pistes entre 100 μm et 1 mm. On préfère un rapport largeur sur pas inférieur ou égal à 50%, encore plus préférentiellement inférieur ou égal à 10%, pour une transmission globale aux UV et/ou visible suffisante. La première électrode peut être à base de fils conducteurs. Les fils conducteurs sont notamment métalliques (par exemple tungstène, cuivre ...) et/ou minces (par exemple de section entre 10 μm et 2 mm). Les fils conducteurs sont rapportés sur la face principale de l'isolant par tout moyen adhésif adapté (tenue en température etc). Ces fils peuvent être intégrés partiellement à la face principale.
En dehors des éventuelles discontinuités prolongeant les trous de l'isolant, la première électrode peut être continue ou peut être discontinue.
Ainsi, la première électrode peut être à base de pistes ou de fils conducteurs. Elle peut être sous forme d'une série de bandes ou de lignes, notamment équidistantes et/ou parallèles, voire d'au moins deux séries croisées de bandes ou lignes.
Ainsi la première électrode peut être organisée en grille, tissu ou toile, notamment obtenue par sérigraphie, par jet d'encre. La deuxième électrode peut être dans l'espace interne :
- espacée de la deuxième paroi, sur la face interne ou partiellement intégrée à la face interne de l'isolant électrique,
- sur la face interne (posée ou solidaire) de la deuxième paroi formant l'isolant électrique, - incorporée dans la deuxième paroi (par exemple une grille, armature, formant l'isolant électrique). Si nécessaire, elle peut être protégée comme la première électrode.
La deuxième électrode peut enfin être à l'extérieur de l'espace interne, de préférence en contact avec la face externe : - posé voire solidaire sur la face externe (déposée, collé etc),
- portée ou intégrée sur un diélectrique extérieur (film intercalaire ou plastique rigide), par exemple un polyuréthane rigide, les polycarbonates, des acrylates comme le polyméthacrylate de méthyle (PMMA). On peut aussi utiliser du PE, du PEN ou du PVC ou encore le poly(téréphtalate d'éthylène (PET), ce dernier pouvant être mince, notamment entre 10 et 100 μm.
Comme déjà décrit, en dehors des éventuelles discontinuités prolongeant les trous de l'isolant, la deuxième électrode peut être continue ou peut être discontinue.
Ainsi, la deuxième électrode peut être à base de pistes conductrices ou de fils conducteurs. Elle peut être sous forme d'une série de bandes ou de lignes, notamment équidistantes et/ou parallèles, voire d'au moins deux séries croisées de bandes ou lignes. Ainsi la deuxième électrode peut être organisée en grille, tissu ou toile, notamment obtenue par sérigraphie, par jet d'encre.
La deuxième électrode, notamment incorporée dans la deuxième paroi ou à l'extérieur de la deuxième paroi, peut être en matériau électroconducteur réfléchissant la lumière visible et/ou UV ou transmettant la lumière visible et/ou UV ou apte à une transmission globale de la lumière visible et/ou UV (si le matériau est absorbant ou réfléchissant aux UV) pour son arrangement, comme déjà indiqué.
Les trous débouchants peuvent être de toute forme, notamment géométrique : rectangulaire, rond, carré, être allongé ou non. On peut ainsi former des rainures ou des rangées de trous
« ponctuels », parallèles, en quinconce etc. Les rainures ou rangées, par exemple parallèles au bord de l'isolant, peuvent être espacées de 0,1 mm à 3 cm. Et au sein d'une rangée, les trous peuvent être espacés de 0,1 mm à 3 cm.
Les trous présentent de préférence une section transversale droite ou conique, une largeur de 0,1 à 5 mm, une profondeur d'au moins 0,1 mm.
Naturellement, pour maximiser le nombre de microdécharges, on peut pratiquer un grand nombre de trous et les première et deuxième électrodes, peuvent s'étendre sur des surfaces de dimensions au moins sensiblement égales à la surface des parois inscrite dans l'espace interne.
Le rayonnement visible et/ou UV peut être de préférence bidirectionnel (émission du rayonnement par les faces principales des deux parois).
Naturellement la première électrode et/ou la deuxième électrode peuvent être discontinues, par exemple sous forme de bandes espacées, les zones d'électrodes étant toutes au potentiel respectif donné, notamment alimentées en commun via au moins un Λbus bar'.
De préférence, le facteur de transmission de la lampe selon l'invention autour du pic de rayonnement UV et/ou visible est supérieur ou égal à 50%, encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 70% et même supérieur ou égal à 80%.
Les parois diélectriques transmettant le visible peuvent être des feuilles de verre, notamment en verre silicosodocalcique.
Les parois diélectriques transmettant l'UV peuvent être choisies de préférence parmi le quartz, la silice, le fluorure de magnésium (MgF2) ou de calcium (CaF2), un verre borosilicate, un verre silicosodocalcique notamment avec moins de 0,05% de Fe2O3. A titre d'exemples pour des épaisseurs de 3 mm : - les fluorures de magnésium ou de calcium transmettent à plus de 80% voire 90% sur toute la gamme des UVs, c'est-à-dire les UVA (entre 315 et 380 nm), les UVB (entre 280 et 315 nm), les UVC (entre 200 et 280 nm), ou les VUV (entre environ 10 et 200 nm),
- le quartz et certaines silices de haute pureté transmettent à plus de 80% voire 90% sur toute la gamme des UVA, UVB et UVC,
- le verre borosilicate, comme le borofloat de Schott, transmet à plus de 70% sur toute la gamme des UVA,
- les verres silicosodocalciques avec moins de 0,05% de Fe III ou de Fe2O3, notamment le verre Diamant de Saint-Gobain, le verre Optiwhite de Pilkington, le verre B270 de Schott, transmettent à plus de 70% voire 80% sur toute la gamme des UVA.
Toutefois, un verre silicosodocalcique, tel que le verre Planilux® vendu par la société Saint-Gobain, présente une transmission supérieure à 80% au delà de 360 nm ce qui peut suffire pour certaines réalisations et certaines applications.
Des verres suffisamment transparents aux UV sont décrits dans la demande FR 2889886 incorporée ici par référence.
Les parois diélectriques peuvent être de toute forme : le contour des parois peut être polygonal, concave ou convexe, notamment carré ou rectangulaire, ou courbe, de rayon de courbure constant ou variable, notamment rond ou ovale.
Pour une protection mécanique, un isolant électrique supplémentaire peut être aussi une autre paroi diélectrique, notamment verrière, qui est feuilletée à au moins l'une des parois verrières constituant la lampe, par l'intermédiaire d'un film plastique intercalaire ou autre matériau, notamment résine, susceptible de faire adhérer entre eux les deux substrats.
Comme film plastique intercalaire, on peut citer un élément en matériau polymère, par exemple en polyéthylène téréphtalate (PET), en polyvinyl butyral (PVB), en éthylène-vinyl acétate (EVA), en polyuréthane (PU) par exemple avec une épaisseur entre 0,2 mm et 1,1 mm, notamment entre 0,3 et 0,7 mm.
Dans la structure de lampe plane selon l'invention, la pression de gaz dans l'espace interne peut être de l'ordre de 0,05 à 1 bar, avantageusement de l'ordre de 0,05 à 0,6 bar. Le gaz utilisé est un gaz ionisable susceptible de constituer un plasma (« gaz plasmagène »), notamment le xénon, le néon, purs ou en mélange.
L'invention s'applique à toute lampe pour tout type de source lumineuse (gaz plasmagène, luminophore, etc ...), de toute taille. Les utilisations d'une lampe plane peuvent être diverses : lampe à éclairage monodirectionnel et/ou bidirectionnel, lampe pour la décoration, rétroéclairage d'écrans.
L'invention vise par exemple la réalisation d'éléments architecturaux ou décoratifs éclairants et/ou à fonction d'affichage (éléments signalétiques, type panneaux d'issue de secours, et/ou avec logo ou marque lumineuse), tels que des luminaires, des parois lumineuses notamment suspendues, des dalles lumineuses...
Le panneau lumineux selon l'invention peut aussi être destiné au bâtiment, au véhicule de transport, à l'éclairage routier, au mobilier urbain, domestique, à l'électronique.
Le panneau lumineux peut en particulier être un plafonnier, un panneau d'abribus, une paroi d'un présentoir, d'un étalage de bijouterie ou d'une vitrine, être un élément d'étagère ou de meuble, une façade d'un meuble, une tablette éclairante de réfrigérateur, être une paroi d'aquarium, d'une serre. Il peut être aussi un miroir éclairant. Le panneau lumineux peut servir à l'éclairage d'une paroi de salle de bains ou d'un plan de travail de cuisine.
On peut aussi penser à équiper la lampe selon l'invention, de portes vitrées, notamment coulissantes, les cloisons internes entre les pièces dans un bâtiment, notamment dans des bureaux, ou entre deux zones/compartiments de moyens de locomotion terrestres, aériens ou maritimes, ou pour équiper des vitrines ou tout type de contenants. Un éclairage monodirectionnel est utile par exemple pour le rétroéclairage d'écran, notamment à cristaux liquides (LCD).
Naturellement, pour un éclairage bidirectionnel, tous les éléments orientés plus à l'extérieur que la source lumineuse de la structure sont, sur une partie commune, sensiblement transparents ou globalement transparents (par exemple sous forme d'un arrangement adapté d'un matériau relativement opaques, absorbants et/ou réfléchissants, laissant passer suffisamment la lumière émise), type grille par exemple, ou sont translucides. Dans un mode de réalisation, les électrodes, l'(les) éventuelle(s) couche(s) de luminophore(s), le ou des éventuels conducteurs de sécurité ainsi que l'isolant électrique sont en des matériaux transmettant la lumière visible ou apte à une transmission globale de la lumière visible par leur arrangement. La lampe dans le visible peut faire partie d'une fenêtre (imposte etc), être intégrée dans un double vitrage, constituer une fenêtre éclairante (sur toute sa surface ou non). La lampe dans le visible peut ainsi équiper toute fenêtre de bâtiment ou de moyens de locomotion (fenêtres de train, hublots de cabine de bateau ou d'avion, de toit, de vitre latérale de véhicules industriels, voire de portions de lunette arrière ou de pare-brise).
Il peut être en outre avantageux d'incorporer dans la lampe (UV) un revêtement ayant une fonctionnalité donnée. Il peut s'agir d'un revêtement à fonction de blocage des rayonnements de longueur d'onde dans l'infrarouge par exemple pour une compatibilité électromagnétique à fonction bas-émissive (par exemple en oxyde de métal dopé comme SnO2 : F ou oxyde d'indium dopé à l'étain ITO) ou de contrôle solaire pour les applications bâtiment et/ou automobile. Pour ce faire, on peut aussi utiliser par exemple une ou plusieurs couches d'argent entourées de couches en diélectrique, ou des couches en nitrures comme TiN ou ZrN ou en oxydes métalliques ou en acier ou en alliage Ni-Cr). On peut souhaiter une fonction anti-salissures (revêtement photocatalytique sur les faces externes comprenant du TiO2 au moins partiellement cristallisé sous forme anatase), ou encore un empilement anti-reflet du type par exemple Si3N4/SiO2/Si3N4/SiO2 sur les faces externes.
La lampe UV telle que décrite précédemment peut être utilisée tant dans le domaine industriel par exemple pour l'esthétique, l'électronique ou pour l'alimentaire que dans le domaine domestique, par exemple pour la décontamination d'eau du robinet, d'eau potable de piscine, d'air, le séchage UV, la polymérisation.
En choisissant un rayonnement dans l'UVA voire dans l'UVB, la lampe UV telle que décrite précédemment peut être utilisée :
- comme lampe à bronzer (notamment 99,3% dans l'UVA et 0,7% dans l'UVB selon les normes en vigueur), notamment intégrée dans une cabine de bronzage,
- pour les traitements dermatologiques (notamment, un rayonnement dans l'UVA à 308 nm),
- pour les processus d'activation photochimique, par exemple pour une polymérisation, notamment de colles, ou une réticulation ou pour le séchage de papier,
- pour l'activation de matière fluorescente, telle que l'éthidium bromide utilisée en gel, pour des analyses d'acides nucléiques ou de protéines,
- pour l'activation d'un matériau photocatalytique par exemple pour réduire les odeurs dans un réfrigérateur ou les saletés.
En choisissant un rayonnement dans l'UVB, la lampe sert pour favoriser la formation de vitamine D sur la peau.
En choisissant un rayonnement dans l'UVC, la lampe UV telle que décrite précédemment peut être utilisée pour la désinfection/stérilisation d'air, d'eau ou de surfaces par effet germicide, notamment entre 250 nm et 260 nm. En choisissant un rayonnement dans l'UVC lointain ou de préférence dans le VUV pour la production d'ozone, la lampe UV telle que décrite précédemment sert notamment pour le traitement de surfaces, en particulier avant dépôt de couches actives pour l'électronique, l'informatique, l'optique, les semi-conducteurs ...
D'autres détails et caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels :
- les figures 1 et l' représentent respectivement une vue schématique en coupe latérale d'une lampe plane selon l'invention et une vue partielle de dessus de l'isolant électrique porteur des électrodes ;
- les figures 2 et 2' représentent respectivement une vue schématique en coupe latérale d'une lampe plane dans une autre forme de réalisation selon l'invention et une vue partielle de dessus de l'isolant électrique porteur des électrodes,
- les figures 3 et 4 représentent des vues schématiques en coupe latérale d'autres formes de réalisation de lampes planes selon l'invention. On précise que pour un souci de clarté les différents éléments des objets représentés ne sont pas nécessairement reproduits à l'échelle.
La figure 1 est une vue schématique en coupe latérale d'une lampe plane 1000 constituée d'une partie 1 formée par de première et deuxième parois faites de feuilles de verre 2, 3 par exemple environ 3 mm d'épaisseur, rectangulaire et en verre silicosodocalcique.
Les première et deuxième feuilles de verre 2, 3 présentant chacune :
- des faces dites externes 21, 31, - et des faces dites internes 22, 32 qui portent chacune un revêtement de matériau photoluminescent 6 par exemple transparent et par exemple sous forme de particules luminophores dispersées dans une matrice inorganique par exemple à base de silicate de lithium.
Les feuilles de verre 2, 3 sont associées avec mise en regard de leurs faces internes 22, 32 et sont assemblées par l'intermédiaire d'une fritte de scellage 8 par exemple à environ 1 mm des bords. Le joint de scellement est en retrait des feuilles par exemple de 1 mm.
Dans un espace dit interne 10 entre les feuilles de verre 2, 3 règne une pression réduite, en général de l'ordre du dixième d'atmosphère, d'un gaz rare tel que le xénon, éventuellement en mélange avec du néon ou de l'hélium.
Pour sa fabrication, on dépose sur la bande périphérique interne des deux parois, la fritte de scellement et on scelle à haute température.
On prélève ensuite au moyen d'une pompe à travers le trou 12, l'atmosphère contenue dans l'enceinte scellée et on la remplace par le mélange xénon/néon. Lorsque la pression souhaitée de gaz est atteinte, on présente la pastille de scellement 13 devant l'ouverture du trou 12, autour de laquelle a été déposé un cordon d'alliage de brasure. On active une source de chaleur à proximité de la brasure de façon à provoquer le ramollissement de cette dernière, la pastille 13 se plaque par gravité contre l'orifice du trou et est ainsi brasée sur la paroi 2 en formant un bouchon hermétique.
L'espace interne 10 renferme une feuille minérale 7, par exemple de verre silicosodocalcique, d'épaisseur par exemple de l'ordre de 1 mm, avec des première et deuxième faces principales 71, 72 comportant respectivement des première et deuxième électrodes 4, 5.
La feuille minérale 7 est de dimensions inférieures à la distance entre les deux bords opposés de scellement, donc inférieures aux première et deuxième parois 2, 3. La feuille minérale 7 est espacée des première et deuxième parois et maintenue par des premiers espaceurs 9 en verre disposés de part et d'autre de la feuille et par des deuxièmes espaceurs métalliques 9' (ou, en variante, en verre métallisé), lesquels sont situés sur les bordures des première et deuxième électrodes 4, 5 (comme montré en figure l'). Les écartements entre la feuille 7 et les parois 2, 3 sont constants par exemple de 2 mm environ chacun. Au centre les premiers espaceurs 9 sont par exemple des billes.
En périphérie, les premiers espaceurs 9 (les plus à droite sur la figure 1) peuvent être allongés et rectangulaires tout comme les deuxièmes espaceurs 9' (l'un d'eux est montré en figure l').
En variante, on remplace les deuxièmes espaceurs 9' par des cordons ou des plots de brasure, par exemple à base d'étain et d'argent.
La feuille minérale 7 présente des trous traversants 73 par exemple une pluralité de rangées parallèles de trous ronds, chaque rangée s'étendant sur la quasi-totalité de la longueur de la feuille minérale 7 (comme montré en figure l'). La largeur de chaque trou est par exemple de l'ordre de 1 mm. Dans une rangée, les trous 73 sont espacés de 3 mm. Et les rangées de trous sont par exemple espacées de 3 mm.
En variante, on remplace les rangées de trous ronds par des rainures par exemple longitudinales.
Chaque électrode 4, 5 présente des discontinuités 41, 51 au moins dans le prolongement des trous traversants 73. Elles peuvent être plus larges.
Les électrodes 4, 5 sont de préférence sous forme de couches électroconductrices, par exemple métalliques, notamment de l'argent sérigraphié ou en couche mince déposée par pulvérisation. Les discontinuités 41, 51 sont réalisées de préférence au moment du perçage de la feuille 7 revêtue de deux couches électroconductrices pleines. Les électrodes 4, 5 peuvent être choisies transparentes
(matériau transparent ou réparti pour une transmission globale dans le visible) en particulier lorsque le luminophore est transparent pour former une lampe transparente.
Les électrodes peuvent être revêtues d'un isolant électrique de protection (non montré) par exemple un oxyde, un nitrure, notamment une silice, un nitrure de silicium, un sulfate de baryum, un oxyde de manganèse, une alumine. Cet isolant peut recouvrir en outre les trous
73.
Le plasma est confiné dans les trous traversants 73 tandis que le rayonnement UV produit occupe tout l'espace interne 10 et vient exciter les luminophores 6 avec un rendement élevé. En variante, les trous sont aveugles, ils ne débouchent alors que sur la face 71 ou 72.
Les électrodes 4, 5 sont reliées à une source d'alimentation électrique alternative (non montrée) par des câbles 11, 11' extérieurs à l'espace interne. La première électrode 4 est à un potentiel VO égal à la moitié de la tension de décharge, par exemple de l'ordre de 800 V voire 600 V, et une haute fréquence fo par exemple de 40 à 50 kHz.
La deuxième électrode 5 est à un potentiel Vl égal à la moitié de la tension de décharge en valeur négative, par exemple de l'ordre de - 800 voire - 600 V, et une haute fréquence fo de 40 à 50 kHz.
Pour satisfaire aux normes de compatibilité électromagnétique, les faces externes 21, 31 peuvent comprendre des conducteurs 60, 60', reliés par des câbles 11", 11'" à la masse, en matériau pour une transmission (globale) dans le visible, par exemple des couches minces déposées directement ou déposées sur un film type PET.
Par exemple ce sont des couches déposées par pulvérisation en oxyde conducteur transparent. Il peut aussi s'agir d'un réseau de pistes conductrices (en grille etc) par exemple en cuivre ou toute autre conducteur photolithographié ou sérigraphié (type émail, notamment à base de fritte de verre fondue à l'argent, ou d'encre) ou d'encre chargée de particules conductrices déposée par jet d'encre, ou encore des fils.
En variante, on choisit comme parois, des verres armés, les armatures métalliques servant de blindage.
En première variante, l'alimentation est continue, on peut garder les valeurs données pour VO ou Vl. Dans cette variante, le blindage électromagnétique est inutile. En deuxième variante, VO est supérieur ou égal à la tension de décharge, par exemple entre 600 et 800 V, et de préférence inférieur à la tension de décharge nécessaire pour créer une décharge entre la première électrode 4, le gaz, la paroi 3 et un conducteur électrique posé sur la première paroi. Vl est alors choisi égal à la masse ou à une tension alternative inférieure ou égale à 400 V, notamment inférieure ou égale à 220 V, à une fréquence f est inférieure ou égale à 100 Hz, de préférence inférieure ou égale à 60 Hz, par exemple au secteur (220V à 50 Hz).
Dans des zones périphériques des faces internes 22, 32, par exemple le long de bords longitudinaux, sont prévues des zones électroconductrices 61, 62, de préférence sous forme de bandes, larges de quelques mm par exemple.
Ces bandes conductrices 61, 62 s'étendent de part et d'autre du joint de scellement 8. Ces bandes 61, 62 sont par exemple sous forme de couches métalliques, de préférence en émail conducteur (argent etc) et sérigraphiées. Ces bandes conductrices 61, 62 sont en contact électrique (par pression, brasure, collage conducteur...) avec les espaceurs conducteurs 9'.
Les bandes conductrices 61, 62 en variante peuvent déborder sur la tranche des parois et les câbles 11, 11' être alors fixés à cet endroit et non dans la gorge de scellement.
On peut par ailleurs remplacer les espaceurs conducteurs 9' et les bandes conductrices 61, 62 par des pièces métalliques, chacune étant coudée dans la partie interne de la lampe et venant à l'extérieur de la lampe pincer la paroi pour son maintien.
La lampe 1000 éclaire par ses deux faces 21, 31. Pour un éclairage orienté ou peut prévoir un miroir, par exemple le conducteur 60 de blindage choisi réfléchissant (en aluminium etc).
Pour une lampe alternative, on peut supprimer les luminophores et choisir un gaz émetteur de lumière, par exemple colorée, tamisée.
Pour une lampe UV alternative, on choisit la ou les parois en matériau laissant passer les UV (quartz etc), de même pour les éventuels conducteurs 60, 60'. On supprime les luminophores, la source
UV étant alors un gaz, ou on les remplace pour émettre dans une gamme d'UV spécifique.
Les électrodes, les conducteurs ne sont pas nécessairement en même matériau. Les électrodes ne sont pas nécessairement alimentées électriquement par les mêmes moyens ni par le même bord.
Dans la forme de réalisation de la figure 2, la structure de la lampe 1010 reprend fondamentalement la lampe 1000 de la figure 1 mis à part les éléments décrits ci après.
La feuille minérale 7 est de dimensions supérieures à la distance entre les bords opposés de scellement, de préférence de dimensions sensiblement identiques aux dimensions des première et deuxième parois verrières 2, 3. La feuille minérale 7, de préférence en même matériau que les parois 2, 3, est scellée avec les première et deuxième parois verrières 2, 3 par deux joints de scellement périphériques 8, 8' de part et d'autre de la feuille 7 est en retrait par rapport aux tranches des parois et de la feuille 7. L'espacement entre la feuille 7 et chaque paroi 2, 3 peut être réduit, par exemple d'environ 0,5 mm.
Les électrodes 4, 5 s'étendent au delà des joints 8 au moins sur un bord (ici longitudinal) de la feuille minérale 7. Comme montré en figure 2', les électrodes 4, 5 sont des pistes conductrices (ou des fils conducteurs en variante) organisées en grille.
Les espaceurs conducteurs sont supprimés. Les bandes périphériques d'amenée de courant 61', 62' sont sur les faces principales 71, 72, de la feuille 7 et reliées électriquement (ici par recouvrement, comme montré en figure 2', ou par tout autre moyen) aux bords extérieurs des électrodes 4, 5. Ces bandes périphériques ne sont pas nécessaires notamment, si les pistes sont en argent. La feuille 7 comprend une pluralité de rainures par exemple longitudinales (comme montré en figure 2'). Dans cette configuration, on préfère que les trous 73' soient traversants pour remplir de gaz tout l'espace interne au moyen d'un seul trou 12.
Avec des trous aveugles, de préférence sur les deux faces 71 72, on peut aussi prévoir un deuxième trou sur la paroi 3.
On peut conserver l'alimentation décrite pour la figure 1. Les clinquants 11, 11' sont reliés aux zones périphériques 61', 62'.
Toutes les variantes décrites pour la lampe 1000 peuvent s'appliquer à la lampe 1010 (matériau et dissymétrie des électrodes ou des conducteurs de blindage, matériau des parois, alimentation électrique, rajout isolant de protection lampe UV etc).
Dans la forme de réalisation de la figure 3, la structure de la lampe 2000 reprend fondamentalement la lampe 1000 de la figure 1 mis à part les éléments décrits ci après.
La feuille minérale 7 est posée sur la face interne 32 de la deuxième paroi. On supprime ainsi les espaceurs 9, 9' de la partie inférieure de la structure 1.
La deuxième électrode 5 déborde à l'extérieur de l'espace interne par l'un de ses bords longitudinaux. Elle est éventuellement recouverte par la zone périphérique 61 d'amenée de courant. Un luminophore 6' recouvre la première électrode 4 et éventuellement les parois des trous traversant 73.
En variante, la feuille minérale 7 est remplacée par une couche minérale par exemple de silice, d'alumine, par exemple de 100 μm.
La distance entre la première paroi 2 est la première électrode 4 peut être par exemple de 0,5 mm. VO est supérieur ou égal à la tension de décharge, par exemple entre 600 et 800 V, et de préférence inférieur à la tension de décharge nécessaire pour créer une décharge entre la première électrode 4, le gaz, la paroi 3 et un conducteur électrique posé sur la première paroi. Vl est alors choisi égal à la masse ou à une tension alternative inférieure ou égale à 400 V, notamment inférieur ou égal à 220 V, à une fréquence f est inférieure ou égale à 100 Hz, de préférence inférieure ou égale à 60 Hz, par exemple au secteur (220V à 50 Hz).
Les conducteurs 60 et 60' sont optionnels. Toutes les variantes décrites pour la lampe 1000 peuvent s'appliquer à la lampe 2000 (matériau et dissymétrie des électrodes ou des conducteurs de blindage, matériau des parois, rajout isolant de protection, lampe UV etc)
Dans la forme de réalisation de la figure 4, la structure de la lampe 3000 reprend fondamentalement la lampe de la figure 3 mis à part les éléments décrits ci après.
La feuille minérale 7 est supprimée. La face interne 32 de la deuxième paroi 3 présente des trous débouchants 33 non traversants, par exemple identiques aux trous 73' et porte la première électrode 4 avec des discontinuités 41 dans le prolongement des trous 33. Le conducteur 60 est optionnel .
La face externe 31 de la deuxième paroi 3 porte la deuxième électrode 5 par exemple choisie continue et sous forme d'une couche de préférence transparente.
Pour l'alimentation électrique, on utilise éventuellement des bandes conductrices périphériques 61, 62 disposées sur les électrodes dépassantes sur au moins un bord longitudinal des parois 2 ,3 à l'extérieur du scellement 8. En variante, la deuxième électrode 5 est dans la deuxième paroi
3 (type verre armé), ou encore est en contact avec la face externe 32 et sur un élément rapporté associé à la deuxième paroi 3 par exemple par collage.
Les exemples qui viennent d'être décrits ne limitent nullement l'invention. Toutes les dissymétries et variantes d'assemblage sont possibles pour les électrodes.
Dans le cas d'une activation par un gaz plasmagène, une distribution différenciée du photoluminescent dans certaines zones permet de ne convertir l'énergie du plasma en rayonnements visibles que dans les zones en question, afin de constituer des zones lumineuses (elles-mêmes opaques ou transparentes en fonction de la nature du photoluminescent) et des zones en permanence transparentes juxtaposées.
La zone lumineuse peut aussi former un réseau de motifs géométriques (lignes, plots, ronds, carrés ou toute autre forme) et les espacements entre motifs et/ou les tailles de motifs peuvent être variables.
Par ailleurs, la source lumineuse peut être un gaz plasmagène.
Les parois peuvent être de toute forme : un contour peut être polygonal, concave ou convexe, notamment carré ou rectangulaire, ou courbe, de rayon de courbure constant ou variable, notamment rond ou ovale.
Les parois peuvent être des substrats verriers, à effet optique, notamment colorés, décorés, structurés, diffusants....

Claims

REVENDICATIONS
1. Lampe plane à décharge (1000 à 3000) transmettant dans le visible et/ou l'UV comportant :
- des première et deuxième parois diélectriques (2, 3) en regard, maintenues parallèles et scellées en périphérie (8, 8'), délimitant ainsi un espace interne (10) rempli de gaz plasmagène et comprenant une source de lumière UV et/ou visible (6), - des première et deuxième électrodes (4, 5) dans des plans distincts parallèles aux première et deuxième parois, la première électrode (4) étant à un potentiel VO plus élevé que le potentiel Vl de la deuxième électrode, et la première électrode étant agencée dans l'espace interne et plus proche de la première paroi diélectrique que la deuxième électrode, caractérisée en ce que la première électrode est espacée de la première paroi diélectrique par le gaz, les première et deuxième électrodes sont séparées par un isolant électrique plan (3, 7) avec au moins une face principale (71, 72), dite trouée, dotée des trous débouchants (33, 73, 73'), l'une au moins des première et deuxième électrodes est en contact avec la face principale trouée et présente des discontinuités au moins dans le prolongement desdits trous.
2. Lampe (1000 à 3000) selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'isolant électrique est essentiellement minéral et de préférence comprend une feuille verrière (3, 7).
3. Lampe (1000, 1010) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que l'isolant électrique comporte une feuille minérale (7), espacée des première et deuxième parois diélectriques (2, 3) par le gaz, les première et deuxième électrodes étant sur les faces principales opposées (71, 72) de l'isolant électrique (7).
4. Lampe (1000, 1010) selon la revendication 3 caractérisée en ce que la feuille minérale (7) est maintenue à des distances constantes des première et deuxième parois diélectriques par des espaceurs diélectriques (9, 9') disposés de part et d'autre de la feuille et en ce que les espaceurs sont au moins en majorité verriers.
5. Lampe (1000, 1010) selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisée en ce que VO est égal à la moitié de la tension de décharge, et Vl est égal à la moitié de la tension de décharge en négatif.
6. Lampe selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisée en ce que les trous sont traversants et en ce que la première électrode est alimentée en continue, avec VO égal à la tension de décharge, et de préférence Vl à la masse ou au secteur.
7. Lampe (1010) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que l'isolant électrique (7) est scellé avec les première et deuxième parois diélectriques (2, 3) en périphérie, et de préférence l'isolant électrique (7) est une feuille de dimensions sensiblement identiques aux dimensions des première et deuxième parois diélectriques.
8. Lampe (2000) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que la deuxième électrode (5), l'isolant électrique (7) et la première électrode (4) sont sur la face interne (32) de la deuxième paroi diélectrique (3).
9. Lampe (1000, 2000) selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisée en ce qu'elle comprend disposé sur la première électrode (4) et en bordure, au moins un espaceur électroconducteur (9'), et/ou au moins un élément électroconducteur notamment choisi parmi l'un ou les moyens suivants : une patte métallique, un fil conducteur, un plot en pâte conductrice ou une brasure notamment en alliage étain- argent.
10. Lampe (3000) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que l'isolant électrique comporte, de préférence consiste en, la deuxième paroi diélectrique (3) avec des trous aveugles (33) sur la face interne (32), la première électrode (4) étant discontinue et sur la face interne de la deuxième paroi et la deuxième électrode (5) étant intégrée à la deuxième paroi ou à l'extérieur de l'espace interne (10).
11. Lampe (1010 à 3000) selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que le ou les scellements périphériques, sont en retrait par rapport aux tranches des parois (2, 3), et en ce que la première électrode (4) et/ou la deuxième électrode (5), notamment une couche, est dépassante sur un bord de la lampe, à l'extérieur de l'espace interne (10) et de préférence, est en liaison électrique à l'extérieur de l'espace interne avec une zone électroconductrice périphérique d'alimentation électrique (61 à 62') et/ou un moyen d'alimentation électrique.
12. Lampe (1000 à 3000) selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisée en ce que la source de lumière comprend le gaz plasmagène et/ou un gaz additionnel et/ou au moins une couche de luminophore (6) excitée par le(s) gaz et déposée sur la face interne de la première paroi.
13. Lampe (1000 à 3000) selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisée en ce que la première électrode et/ou la deuxième électrode est couverte éventuellement par un luminophore (6) et est couverte par un diélectrique de protection choisi de préférence parmi un oxyde, un nitrure, notamment une silice, un nitrure de silicium, un sulfate de baryum BaSO4, un oxyde de manganèse, une alumine.
14. Lampe (1000 à 3000) selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisée en ce que la première et/ou la deuxième électrode est une couche électroconductrice, notamment d'épaisseur inférieure à
50 μm, inférieure à 20 μm.
15. Lampe (1010) selon l'une des revendications 1 à 14 en ce que la première (4) et/ou la deuxième électrode (5) est discontinue, sous forme de pistes conductrices, notamment à base de particules conductrices, notamment en émail conducteur, en encre conductrice, ou de fils conducteurs.
16. Lampe (1000 à 3000) selon l'une des revendications 1 à 15 la première (4) et/ou la deuxième électrode (5) est organisée en grille, notamment pour une transmission globale aux UV et/ou visible.
17. Lampe (1000 à 3000) selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisée en ce que le rayonnement visible et/ou UV est bidirectionnel, c'est à dire des deux côtés de lampe.
18. Lampe (1000 à 3000) selon l'une des revendications 1 à 17 caractérisée en ce que les parois diélectriques sont en verre pour la transmission du visible ou en ce que les parois diélectriques transmettant l'UV sont choisies parmi le quartz, la silice, le fluorure de magnésium (MgF2) ou de calcium (CaF2), un verre borosilicate, un verre silicosodocalcique notamment avec moins de 0,05% de Fe2O3.
19. Lampe (1000, 1010) selon l'une des revendications 1 à 18 caractérisée en ce que les électrodes, I' (les) éventuelle(s) couche(s) de luminophores (6, 6'), le ou des éventuels conducteurs de sécurité
(60, 60') ainsi que l'isolant électrique sont en des matériaux transmettant la lumière visible ou apte à une transmission globale de la lumière visible.
20. Lampe (1000 à 3000) selon l'une des revendications 1 à 19 caractérisée en ce que, la lampe émettant dans le visible, elle forme un élément décoratif et/ou architectural et/ou à fonction de signalisation et/ou d'affichage.
21. Lampe (1000 à 3000) selon l'une des revendications 1 à 20 caractérisée en ce que la lampe émettant dans le visible une façade, une fenêtre éclairante, une porte une lunette arrière, une vitre latérale ou un toit d'automobile ou une fenêtre ou cloison de tout véhicule terrestre, aquatique ou aérien, un panneau pour l'éclairage routier ou urbain, une dalle éclairante, un plafonnier, un panneau d'abribus, une paroi d'un présentoir, d'un étalage de bijouterie ou d'une vitrine, un élément d'étagère ou de meuble, une façade d'un meuble, une tablette éclairante de réfrigérateur, une paroi d'aquarium, d'une serre, un miroir éclairant, un dispositif de rétroéclairage d'écran.
22. Utilisation de la lampe émettant dans le visible selon l'une des revendications précédentes dans le bâtiment, à un véhicule de transport terrestre, aquatique ou aérien, à l'éclairage routier ou urbain, au mobilier urbain ou domestique, à l'électronique.
23. Lampe selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisée en ce que la lampe émettant l'UV est une lampe à bronzer, notamment intégrée dans une cabine de bronzage.
24. Utilisation de la lampe émettant dans l'UV selon l'une des revendications 1 à 18 caractérisée en ce dans le domaine de l'esthétique , du biomédical, de l'électronique, pour l'alimentaire, pour le traitement dermatologique, pour la désinfection ou la stérilisation de surfaces, d'air, d'eau du robinet, d'eau potable, de piscine, pour le traitement de surfaces en particulier avant dépôt de couches actives, pour activer un processus photochimique de type polymérisation ou réticulation, pour un séchage de papier, pour des analyses à partir de matières fluorescentes, pour une activation d'un matériau photocatalytique.
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SCHOENBACH K H ET AL: "Microhollow Cathode Discharge Excimer Lamps" PHYSICS OF PLASMAS, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS, WOODBURY, NY, US, vol. 7, no. 5, 2000, pages 2186-2191, XP008086345 ISSN: 1070-664X *

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