Неоновое освещение состоит из ярко светящихся наэлектризованных стеклянных трубок или лампочек, содержащих разреженный неон или другие газы. Неоновые лампы — это разновидность газоразрядных ламп с холодным катодом . Неоновая трубка представляет собой герметичную стеклянную трубку с металлическими электродами на каждом конце, наполненную одним из нескольких газов под низким давлением. Высокий потенциал в несколько тысяч вольт , приложенный к электродам, ионизирует газ в трубке, заставляя его излучать цветной свет. Цвет света зависит от газа в трубке. Неоновые огни были названы в честь неона , благородного газа , который излучает популярный оранжевый свет, но для получения других цветов используются другие газы и химические вещества, называемые люминофорами , такие как водород (фиолетово-красный), гелий (желтый или розовый), углекислый газ. (белый) и ртуть (синий). Неоновые трубки могут быть изготовлены в изогнутых художественных формах, в виде букв или изображений. В основном они используются для изготовления ярких разноцветных светящихся рекламных вывесок , называемых неоновыми вывесками , которые были популярны с 1920-х по 1960-е годы, а затем снова в 1980-х годах.
Этот термин также может относиться к миниатюрной неоновой лампе накаливания , разработанной в 1917 году, примерно через семь лет после освещения неоновыми трубками. [1] Хотя неоновые лампы обычно имеют длину несколько метров, неоновые лампы могут иметь длину менее одного сантиметра и светиться гораздо тусклее, чем лампы с трубками. Они до сих пор используются в качестве небольших индикаторных лампочек. В 1970-е годы неоновые лампы накаливания широко использовались для цифровых дисплеев в электронике, для небольших декоративных ламп и в качестве устройств обработки сигналов в схемах. Хотя эти лампы сейчас являются антиквариатом, технология неоновых ламп накаливания превратилась в современные плазменные дисплеи и телевизоры . [2] [3]
Неон был открыт в 1898 году британскими учёными Уильямом Рамзи и Моррисом Трэверсом . Получив чистый неон из атмосферы, они исследовали его свойства, используя «электрическую газоразрядную» трубку , похожую на трубки, используемые сегодня для неоновых вывесок. Жорж Клод , французский инженер и изобретатель, представил освещение неоновых трубок в его современном виде на Парижском автосалоне 3–18 декабря 1910 года. [4] [5] [6] Клод, которого иногда называют « Эдисоном Франции» , [7] обладали почти монополией на новую технологию, которая стала очень популярной для вывесок и дисплеев в период 1920–1940 годов. Неоновое освещение было важным культурным явлением в Соединенных Штатах той эпохи; [8] к 1940 году центры почти каждого города в США были ярко освещены неоновыми вывесками, а Таймс-сквер в Нью-Йорке была известна во всем мире своей неоновой экстравагантностью. [9] [10] По всей стране существовало 2000 магазинов, занимающихся проектированием и изготовлением неоновых вывесок. [11] [12] Популярность, сложность и масштабы неоновых вывесок для рекламы в США снизились после Второй мировой войны (1939–1945), но активное развитие продолжалось в Японии, Иране и некоторых других странах. [11] В последние десятилетия архитекторы и художники, а также дизайнеры вывесок, снова стали использовать освещение из неоновых трубок в качестве компонента своих работ. [11] [13] [14]
Неоновое освещение тесно связано с флуоресцентным освещением , которое появилось примерно через 25 лет после освещения неоновыми трубками. [12] В люминесцентных лампах свет, излучаемый разреженными газами внутри трубки, используется исключительно для возбуждения флуоресцентных материалов, покрывающих трубку, которые затем светятся своими собственными цветами, которые становятся видимым, обычно белым, свечением трубки. Люминесцентные покрытия (люминофоры) и стекла также являются вариантом освещения неоновыми трубками, но обычно их выбирают для получения ярких цветов.
Неон — химический элемент благородного газа и инертный газ , который является второстепенным компонентом земной атмосферы. Его открыли в 1898 году британские учёные Уильям Рамзи и Моррис В. Трэверс . Когда Рамзи и Трэверс преуспели в получении чистого неона из атмосферы, они исследовали его свойства, используя «электрическую газоразрядную» трубку , похожую на трубки, используемые сегодня для неоновых вывесок. Позже Трэверс писал: «Сияние малинового света из трубки рассказывало свою собственную историю и было зрелищем, на котором стоит остановиться и никогда не забыть». [15] Процедура исследования цвета света, излучаемого газоразрядными (или трубками «Гейсслера»), была в то время хорошо известна, поскольку цвета света («спектральные линии»), излучаемого газоразрядной трубкой, По сути, это отпечатки пальцев, которые идентифицируют газы внутри.
Сразу после открытия неона неоновые трубки стали использоваться в качестве научных инструментов и новинок. [16] Однако нехватка очищенного неона препятствовала его быстрому применению для электрического газоразрядного освещения по типу трубок Мура , которые использовали более распространенный азот или углекислый газ в качестве рабочего газа и пользовались некоторым коммерческим успехом в США в начало 1900-х годов. [1] [17] После 1902 года компания Жоржа Клода во Франции, Air Liquide , начала производить промышленные количества неона в качестве побочного продукта бизнеса по сжижению воздуха. С 3 по 18 декабря 1910 года Клод демонстрировал две большие (длиной 12 метров (39 футов)) ярко-красные неоновые трубки на Парижском автосалоне . [4] [5]
Эти неоновые трубки по существу имели свою современную форму. [11] [19] [20] Наружный диаметр стеклянных трубок, используемых в неоновом освещении, колеблется от 9 до 25 мм; со стандартным электрооборудованием длина трубок может достигать 30 метров (98 футов). [21] Давление газа внутри колеблется от 3 до 20 Торр (0,4–3 кПа), что соответствует частичному вакууму в трубке. Клод также решил две технические проблемы, которые существенно сократили срок службы неоновых и некоторых других газоразрядных трубок [22] и фактически положили начало индустрии неонового освещения. В 1915 году Клоду был выдан патент США на конструкцию электродов для газоразрядного освещения; [23] этот патент стал основой монополии его компании Claude Neon Lights в США на неоновые вывески в начале 1930-х годов. [24]
Патенты Клода предусматривали использование таких газов, как аргон и пары ртути, для создания цветов, отличающихся от тех, которые дает неон. Например, смешивание металлической ртути с неоновым газом дает синий цвет. Зеленого цвета можно добиться, используя урановое (желтое) стекло. Белый и золотой также можно получить, добавив аргон и гелий . [25] В 1920-х годах были разработаны флуоресцентные стекла и покрытия для дальнейшего расширения диапазона цветов и эффектов для трубок с аргоном или аргон-неоновыми смесями; обычно флуоресцентные покрытия используются со смесью аргона/паров ртути, которая излучает ультрафиолетовый свет, который активирует флуоресцентные покрытия. [12] К 1930-м годам цвета комбинаций неоновых ламп стали удовлетворительными для некоторых общих применений внутреннего освещения и добились определенного успеха в Европе, но не в США. [12] С 1950-х годов разработка люминофоров для цветных телевизоров привела к созданию почти 100 новых цветов для освещения неоновыми трубками. [14]
Примерно в 1917 году Дэниел Макфарлан Мур , работавший тогда в компании General Electric , разработал миниатюрную неоновую лампу . Лампа накаливания имеет конструкцию, совершенно отличную от неоновых трубок гораздо большего размера, используемых для вывесок; разница была настолько велика, что в 1919 году на лампу был выдан отдельный патент США. [26] На веб-сайте Смитсоновского института отмечается: «Эти небольшие устройства малой мощности используют физический принцип, называемый «корональным разрядом». Мур установил два электрода близко друг к другу в колбе и добавил в них неон или аргон. Электроды ярко светились красным или синим светом, в зависимости от газа, и лампы работали годами. Поскольку электроды могли принимать практически любую форму, которую только можно себе представить, популярным применением стали причудливые декоративные лампы. Лампы накаливания нашли практическое применение в качестве электронных компонентов, а также в качестве индикаторов на приборных панелях и во многих бытовых приборах до тех пор, пока в 1970-х годах не появились светодиоды (LED)» .
Хотя некоторые неоновые лампы сами по себе сейчас являются антиквариатом, а их использование в электронике заметно сократилось, технология продолжает развиваться в художественном и развлекательном контексте. [11] [20] Технология неонового освещения превратилась из длинных трубок в тонкие плоские панели, используемые для плазменных дисплеев и плазменных телевизоров. [3]
Когда Жорж Клод продемонстрировал впечатляющую и практичную форму освещения из неоновых трубок в 1910 году, он, очевидно, предполагал, что она будет использоваться в качестве формы освещения, что представляло собой применение более ранних трубок Мура, основанных на разрядах азота и углекислого газа. Демонстрация неонового освещения, проведенная Клодом в 1910 году в Гран-Пале (Большом дворце) в Париже, осветила перистиль этого большого выставочного пространства. [6] Соратник Клода, Жак Фонсек, осознал возможности бизнеса, основанного на вывесках и рекламе. К 1913 году большая вывеска вермута «Чинзано» осветила ночное небо Парижа, а к 1919 году вход в Парижскую оперу украсил свет из неоновых трубок. [11]
Неоновые вывески были встречены с особым энтузиазмом в США. В 1923 году Эрл К. Энтони купил у Клода две неоновые вывески для своего автосалона Packard в Лос-Анджелесе, Калифорния; они буквально остановили движение. [4] [11] Патенты Клода в США обеспечили ему монополию на неоновые вывески, и после успеха Энтони с неоновыми вывесками многие компании заключили с Клодом франшизы на производство неоновых вывесок. Во многих случаях компаниям предоставлялись эксклюзивные лицензии на производство неоновых вывесок в определенной географической зоне; к 1931 году стоимость бизнеса по производству неоновых вывесок составила 16,9 миллиона долларов, из которых значительный процент был выплачен компании Claude Neon Lights, Inc. по соглашениям о франчайзинге. Срок действия основного патента Клода истек в 1932 году, что привело к значительному расширению производства неоновых вывесок. Объем продаж отрасли в 1939 году составил около 22 миллионов долларов; рост объема с 1931 по 1939 год был намного больше, чем предполагает соотношение продаж за два года. [12]
Руди Стерн писал: «1930-е годы были годами великого творчества в области неона, периодом, когда были разработаны многие методы дизайна и анимации. ... Такие люди, как О.Дж. Гуд и, в частности, Дуглас Ли , продвинули неоновую рекламу дальше, чем Жорж Клод и его коллеги когда-либо могли себе представить. Ли, который задумал и создал архетипическое зрелище на Таймс-сквер, экспериментировал с дисплеями, которые включали запахи, туман и звуки как часть их общего эффекта... Большая часть визуального волнения на Таймс-сквер в тридцатые годы была связана с результат гениальности Ли как кинетического и яркого художника». [11] Крупные города по всей территории Соединенных Штатов и в ряде других стран также имели тщательно продуманные дисплеи неоновых вывесок. Такие мероприятия, как выставка «Век прогресса в Чикаго» (1933–34), Всемирная выставка в Париже (1937) и Всемирная выставка в Нью-Йорке (1939) были примечательны широким использованием неоновых трубок в качестве архитектурных элементов. Стерн утверждал, что создание «великолепных» неоновых дисплеев для кинотеатров привело к объединению этих двух явлений: «Удовольствие от похода в кино стало неразрывно связано с неоном».
Вторая мировая война (1939–1945) привела к остановке установки новых вывесок по всему миру. После войны промышленность возобновилась. Маркус Тилен пишет об этой эпохе: «...после Второй мировой войны были созданы государственные программы, помогающие перевоспитывать солдат. Институт Эгани (Нью-Йорк) был одной из немногих школ в стране, где преподавали секреты торговли неонами. Американский обтекаемый дизайн 1950-х годов был бы невообразим без использования неона». [14] Развитие Лас-Вегаса, штат Невада, как курортного города неразрывно связано с неоновыми вывесками; Том Вулф писал в 1965 году: «Лас-Вегас — единственный город в мире, горизонт которого состоит не из зданий, как Нью-Йорк, и не из деревьев, как Уилбрахам, штат Массачусетс , а из знаков. На Лас-Вегас можно смотреть с расстояния в милю. на 91-м шоссе и не вижу ни зданий, ни деревьев, только знаки. Но такие знаки! Они возвышаются. Они вращаются, колеблются, парят в формах, перед которыми беспомощен существующий словарь истории искусств». [27]
Однако в целом неоновые дисплеи стали менее модными, и некоторые города запретили их строительство постановлениями. [28] Нельсон Олгрен назвал свой сборник рассказов 1947 года « Неоновая пустыня» (как синоним «городских джунглей» для Чикаго ). Маргалит Фокс писала: «... после Второй мировой войны, когда неоновые вывески все чаще заменялись пластиком с флуоресцентной подсветкой, искусство сгибания цветных трубок в извилистые, наполненные газом формы начало приходить в упадок». [29] Темный век сохранялся, по крайней мере, до 1970-х годов, когда художники с энтузиазмом стали использовать неон; В 1979 году Руди Штерн опубликовал свой манифест « Да будет неон» . [30] Маркус Тилен написал в 2005 году, в 90-ю годовщину патента США, выданного Жоржу Клоду: «Спрос на использование неона и холодного катода в архитектурных приложениях растет, а внедрение новых технологий, таких как оптоволокно и светодиоды, растет. — на рынок вывесок укрепили, а не заменили неоновую технологию. Эволюция «отходов» неоновой трубки остается незавершенной спустя 90 лет после подачи патента». [14]
В неоновых лампах накаливания светящаяся область газа представляет собой тонкую область «отрицательного свечения» , непосредственно примыкающую к отрицательно заряженному электроду (или «катоду»); положительно заряженный электрод («анод») расположен довольно близко к катоду. Эти особенности отличают лампы накаливания от гораздо более длинных и ярких светящихся областей «положительного столба» при освещении неоновыми трубками. [20] Рассеяние энергии в лампах при их свечении очень мало (около 0,1 Вт), [31] отсюда и термин « освещение с холодным катодом ».
Некоторые из применений неоновых ламп включают: [31]
Небольшой размер области отрицательного свечения неоновой лампы и гибкие электронные свойства, которые использовались в электронных схемах, привели к принятию этой технологии для самых первых плазменных дисплеев . Первые монохромные матричные плазменные панели были разработаны в 1964 году в Университете Иллинойса для образовательной вычислительной системы PLATO . Они имели характерный цвет неоновой лампы; их изобретатели, Дональд Л. Битцер , Х. Джин Слоттоу и Роберт Х. Уилсон, добились работающего компьютерного дисплея, который запоминал свое собственное состояние и не требовал постоянного обновления со стороны центральной компьютерной системы. Взаимосвязь между этими ранними монохромными дисплеями и современными цветными плазменными дисплеями и телевизорами была описана Ларри Ф. Вебером в 2006 году: «Все плазменные телевизоры, представленные сегодня на рынке, обладают теми же функциями, которые были продемонстрированы в первом плазменном дисплее, который представлял собой устройство с только одна ячейка. Эти функции включают в себя переменное поддерживающее напряжение, диэлектрический слой, заряд стенки и газовую смесь на основе неона». [3] Как и в цветных неоновых лампах, в плазменных дисплеях используется газовая смесь, излучающая ультрафиолетовый свет. Каждый пиксель имеет люминофор, излучающий один из основных цветов дисплея (красный, зеленый и синий).
Середина и конец 1980-х годов были периодом возрождения производства неона. Компании, производящие вывески, разработали новый тип вывесок, называемый канальной надписью , в котором отдельные буквы изготавливались из листового металла.
Хотя рынок неонового освещения для наружной рекламы с середины двадцатого века сократился, в последние десятилетия неоновое освещение сознательно используется в искусстве, как в отдельных объектах, так и интегрировано в архитектуру. Фрэнк Поппер связывает использование неонового освещения как основного элемента произведений искусства с работами Дьюлы Кошице в конце 1940-х годов в Аргентине. Среди более поздних художников, которых Поппер отмечает в краткой истории неонового освещения в искусстве, — Стивен Антонакос , художники-концептуалисты Билли Эппл , Джозеф Кошут , Брюс Науман , Марсьяль Райсс , Крисса , Петр Ковальский , Маурицио Наннуччи и Франсуа Морелле [13] кроме того. Лучио Фонтане или Марио Мерцу .
Несколько музеев в США в настоящее время посвящены неоновому освещению и искусству, в том числе Музей неонового искусства (основанный неоновой художницей Лили Лакич , Лос-Анджелес, 1981), Неоновый музей (Лас-Вегас, основан в 1996 году), Американский музей вывесок. (Цинциннати, основан в 1999 г.). Эти музеи восстанавливают и демонстрируют исторические вывески, которые изначально были задуманы как реклама, а также демонстрируют экспонаты неонового искусства. Также было опубликовано несколько альбомов фотографий, чтобы привлечь внимание к неоновому освещению как к искусству. [11] [32] [33]
Плазменные дисплеи тесно связаны с простой неоновой лампой.
Американцы, как ни странно, не так без ума от неона, как японцы и европейцы, хотя можно утверждать, что неон, открытый французским изобретателем Жоржем Клодом в 1910 году, во многом является американским явлением.Как объясняется в этой статье, Клод не открывал неон.
До вчерашнего голосования за пересмотр постановления 8 голосами против 2 на высотных зданиях Сан-Хосе не разрешалось размещать вывески на крышах, а также цветные неоновые вывески. Кроме того, максимально допустимый размер вывесок на высотных зданиях составлял всего 750 квадратных футов.