CN1404622A - 具有可控制颜色的静音放电灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光辐射的颜色可调节的静音气体放电灯。

Description

具有可控制颜色的静音放电灯
技术领域
本发明涉及一种所谓的静音气体放电灯。人们对此理解成一种为所谓的介电阻塞放电而设计的气体放电灯。为此通过一种介电层将至少一个(或一些)阳极与用作为放电介质的填充气体分开。在为双极的工作所设计的气体放电灯中所有的电极是介电阻塞的。
背景技术
象这样的静音放电灯是公知的。它们对于不同的用途是重要的，尤其是也用于平面显示屏和类似物中的显示器的背景照明。作为所谓的平面辐射器的所述结构形式对于这种应用范围是公知的，其中，所述的灯基本上由两个可以经一种框架相连的、且放电介质包含在其中的平面平行板组成。此时，两个板中的一个用作为平面辐射器的光辐射面。
尤其用一种脉冲式的运行方法运行这些静音气体放电灯，用这种运行方法可以达到光(UV光，或尤其是采用荧光材料时的可见光)的生成效率特别高。这种运行方法的详细情况也是现有技术，并对于专业人员是熟悉的，因而在此不作深入讨论。
此外，在一种静音气体放电灯中采用一种划分为多个组的电极装置是公知的，其中，可以彼此分开地运行所述的组。由此譬如能够彼此独立地照明仪器装置的不同范围，并可以接通和关断所述不同范围的这种照明，其中，总共只采用一个灯。此时，仪器照明的不同范围也可以有各种各样的颜色，也即采用不同颜色的荧光材料或荧光材料混合物。请参阅EP 97 122 799.6。
发明内容
本发明所基于的技术问题是扩大静音气体放电灯的使用领域和使用可能性。
为此一方面安排了具有一种充有填充气体的放电容器的气体放电灯，该放电容器拥有许多划分成可分开运行的组的电极、一种在电极的至少一个阳极部分和所述填充气体之间的介电层、和一种荧光层，其中，所述的荧光层具有至少两种相应荧光颜色的、分配给所述电极组的荧光子面，所述的电极组和所述的荧光子面相互间在平面上各自是如此交错的，使得气体放电灯的光辐射面基本上可以用每一个电极组自己照明，并且所述的气体放电灯是为以下目的设计的，即通过控制电极组的同时工作能够控制光辐射的颜色。
除此之外，本发明也以一种这样的气体放电灯的运行方法为目的，其中，同时用分别控制的功率运行所述的电极组，并以此方式控制荧光材料的所辐射光颜色的相互关系。
在各自的从属权利要求中说明了优选的改进方案。
最后，本发明也以一种具有许多这样的气体放电灯的图像显示装置为目的，在以下的说明过程中还要详述这种图像显示装置。
本发明的基本思路在于，放电灯的光辐射的总颜色应该是可控制的，也即作为由荧光材料或荧光材料混合物的至少两种颜色组成的混合色。正如公知的那样，为此将所述的电极划分为可以彼此分开运行的组。电极组中的每一个被分配给形成气体放电灯的整个光辐射面中的一个子面的荧光面。这种荧光子面配备了一种相应的荧光材料或荧光材料混合物，并在灯的运行中生成某种颜色。电极组的运行因此意味着具有所分配的荧光材料(混合物)颜色的光辐射。此时，总辐射却应起着混合色的作用，也就是说在使用观察者肉眼的情况下，在匹配的观察距离上、或当通过放电灯散射元件或通过所照明的对象或类似物上的反射而引起散射时，应该尽可能不再能分辨所述单个的荧光子面，为此局部地彼此交错所述的电极组和所分配的荧光子面。这种局部交错的结构应该是怎样细微，这是一种专门应用情况的问题。无论如何，在气体放电灯的总的光辐射面之内，所述的荧光子面不应形成自我封闭的分离的紧凑块，而是更确切地说，它们是相对于这种光辐射总面而彼此多种多样地交错的，或以另一种方式交错。换言之，应该可以通过每个电极组自身基本上照亮所述的总的光辐射面。
用这些本发明的措施现在可以在灯的工作时生成至少两种荧光颜色中的一种或另一种，并通过同时的工作从中生成一种混合色。由于在此已表明，可以对这种类型的静音放电灯调光，这也适用于各个电极组，所以通过同时运行具有不同荧光颜色的电极组不仅可以生成某种混合色，而且也可以连续改变这种混合色。
关于合适的调光方法和用于此的合理的措施请参阅同一申请人的两份较早的专利申请，请参阅这些专利申请的涉及各个电极组中的功率控制的内容，并请也参阅这些电极组之内的电极结构的优选的特征。这一方面是德国专利申请198 44 720.5(所属的PCT/DE 99/02885)，另一方面是德国专利申请198 45 228.4(所属的PCT/DE 99/03109)。为了避免本申请的不必要的长度，舍弃了重复这些所依据的申请内容。因此假设，在合适的电极结构中，尤其是在这样的在所谓的控制长度之内具有单调变化的放电距离的电极结构中，通过改变电功率供应参数、尤其是脉冲式运行方法中的电压幅度或脉冲之间停滞时间，可以在比较大的范围中连续控制灯的功率。尤其通过在电极副的一部分中采用特别小的放电距离，并通过一种具有特别长停滞时间的所分配的运行方法，也可以实现一种在很小的功率级上的工作。在此，这应该如此来理解，即在一个与一种荧光颜色相应的电极组之内也可以存在不同的放电距离，也就是说可以结合所述的调光方法形成子组。
对于本发明，原则上按照以上的实施方案人们仅需要两种可以覆盖从混合色直至纯原色的光谱的原色。当然人们用较大数目的原色则有一种较大的设计的回旋余地，其中，原则上具有三个电极组的三种原色已足够(其中，在下文把电极组理解为在颜色控制方面的组划分)。这里不深入讨论某些荧光材料至不同原色的分配关系细节和荧光灯中颜色混合物的详情，因为在此也涉及专业人员的基本知识和现有技术。尤其是从较早的申请中也公开了VUV激励的适合于静音放电灯的荧光材料。
为了清晰起见应附加说明的是，所述的荧光子面不必彼此清楚地界定，而是也可以彼此融合。但是在通常的制造方法中一般可以看到在荧光子面之间的预定界限。此外正如上面已经确认的那样，譬如可以通过结合调光特性把所述的组划分为子组。此外，所分配的荧光子面不必是各自相互连贯的，而是也可以由光辐射面上许多单个的各自相互连贯的区域组成。
本发明的一种可能的应用在于生成可调节色温的白色光。在常规的气体放电灯中通过共同激励不同荧光材料的所谓三带混合物来生成白色光。此时，因此共同混合地存在着与所述三种原色(三带)相应的荧光材料或荧光材料混合物。
在这样的常规的气体放电灯中，只能通过总颜料混合物中的颜料的数量份额来调节白色色调的色温。因此必须对每一种所希望的色温来制造、并由使用者购买和储备一种自己的颜料混合物和因而一种自己的气体放电灯。与此相反，用本发明的方式可以制造一种静音气体放电灯，其中，通过各个电极组的各自功率的微调，除了总亮度之外也可以校准色温。原则上这种论点除了白色光之外也适用于另外的色调，但是不同色温的白色光的工业上的重要性是最大的。
此时，除了在使用者方面的调节之外但是也可以达到另外的优点：譬如可以用不同的前联设备来装备标准化的灯，以便因此按应用情况的不同而生成各种各样的色温。此时，有可能舍弃使用者方面的可调节性，譬如因为反正只关心较少数目的不同的标准色温。也可以在不同的固定给定的色温之间安排一种具有转换可能性的前联设备。
但是另一方面，用一种本发明的气体放电灯可以生成一种较大的色谱或一种尽可能完整的色谱，这也是重要的。这尤其适用于将本发明的灯优选用作较大图像显示装置的图像元件。此时，这种图像显示装置由许多平面地彼此并列布置的，因此各自形成全色像素的气体放电灯组成。此时，通过控制各个像素的，也即灯的亮度可以生成图像信息，其中，根据由各个像素可显示的颜色而可以把总图像显示装置作为彩色显示器来工作。此时，与常规的彩色显像管相比所述的单个的灯相当于一组(通常三个)相邻的原色像素。但是在所述的图像显示装置中，也可以将本发明的气体放电灯仅用于生成必要的颜色，并与此无关地譬如通过前联的LCD显示器或另外方式的亮度滤波器来显示本来的图形的图像信息。
此外，对于这种图像显示装置的细节请参阅实施例和同一申请人在相同申请日期的具有题名“由许多静音气体放电灯组成的图像显示装置″(DE 100 63 931.3)的平行申请，其公布内容在此作为参考。
附图说明
以下借助附图中示出的实施例详述本发明。在以上的及以下的说明中，所公布的特征应理解为既有关于装置范畴的，也有关于方法范畴的。
附图1示意地展示了一种具有两个分别与原色相应的荧光子面的静音气体放电灯的光辐射面构造；
附图2示意地描绘了一种对此合适的电极结构；
附图3描绘了对附图1的一种变型的构造，即三个分别与原色相应的荧光子面的交错；
附图4示意地描绘了一种由附图1-3的静音气体放电灯可以建立的本发明的图像显示装置。
具体实施方式
附图1示意地展示了一种静音气体放电灯的光辐射面1的面构造。此时，所述的光辐射面1基本上相当于一种除了以下阐述的细节之外为常规的静音平面辐射器的透光的盖板。人们发现，所述的光辐射面1以棋盘图样形式划分为两种荧光子面2和3。此时，所述的荧光子面2和3显然可以理解为各自亮的和暗的正方块的总和，每个荧光子面2和3因此形成光辐射面的一半，并在单独激励时已经能够基本上完全照亮所述的光辐射面1。此时，通过在荧光子面2和3之间的比较细的棋盘图样形式的交错，在某种观察距离上用肉眼不再能分辨荧光子面2和3中的哪一个被激励用于光辐射。这当然不适用于通过荧光子面2和3的荧光材料或荧光材料混合物产生的不同颜色。在此实例中荧光子面2应辐射一种蓝色的色调，而荧光子面3应辐射一种黄色的色调。因此除了黄色和蓝色色调之外，也可以表示一种通过混合两种原色得出的连续的绿光谱中的色调。
可以进一步加强均匀性，此时在放电灯之前附加连接一种为了使显示屏背景照明中的照明密度分布均匀化而本身公知的散射器元件，譬如一种棱镜薄膜或一种磨砂玻璃。
附图2展示了一个适用于附图1的电极结构的实例。此时，两个中间的水平线4相当于两个阳极，在某种程度上围绕这些阳极4呈矩形波动的电极条5和6是相互可分开运行的阴极，它们具有用于定位单个放电结构8的各自凸起7。所述的阴极条5是以虚线画出的，以便使它能区别于阴极6，实际上它当然是一种贯通的导板。
通过阴极5和6的可分开的运行可能性，产生两种分配了分别作为三角形示意性画出的放电结构的电极组4，5和4，6(具有共同的阳极)。因此在示图中从两个电极组的同时工作出发。
不言而喻，在交叉点上和在电极条比较紧密地相邻分布的范围中，所述的电极条4，5，6必须是相互绝缘的。为此尤其在所述的相邻范围中可以安排一种在阴极条5和6之间的、在附图2中未示出的相应安全距离。
不言而喻，在阴极5与6和阳极4之间分别包围的、各个放电结构8位于其中的正方块在灯中直接布置在荧光子面2和3的单个正方块之下。因此所述的电极组4，5和4，6各自分配给两个荧光子面2和3中的一个。按照各个正方块的尺寸不同，并依赖于放电结构8和荧光子面之间的距离(在附图的垂直于图纸平面的意义上)，在两个电极组4，5和4，6之一运行时当然也会导至本来未分配给它的其它荧光子面的某种激励。在两个电极组4，5和4，6中只有一个运行时，这稍微影响原色的纯度，但是在基本原则上这不会改变所述可显示的原色之间的所有混合色的可显示性的基本原理。
附图3展示了一种对来自附图1的图样的、为三种原色设计的变型。用9，10和11表示了所述的荧光子面，并且在此变型中所述的荧光子面在9的情况下相当于原色蓝色，在10的情况下相当于原色绿色，和在11的情况下相当于原色红色。因此一种相应构造的气体放电灯原则上能够显示完整的色谱。此外对附图1的实施方案也适用。对于附图3中的的变型所必要的电极结构当然是比附图2中示出的稍微复杂些，并在这里未加详述，因为从中不会得出任何根本上新的内容。
附图4示意地展示了一种具有支架13的大规格的图像显示装置12，此支架13竖立着和高于地面之上地支撑一个大规格的矩形的平面屏幕壁14。这样的图像显示装置12譬如可能在大型体育场中用作为信息板面，或也可以譬如在房屋墙壁上作为广告牌来安装，这时当然没有在这里所画的支架13。
所述的平面屏幕壁14基本上由大量平面地彼此并列安装的，按附图1和2或按附图3构造的各个气体放电灯15组成。它们因此形成具有两种或三种原色的颜色显示用的全色像素。此时，图形的图像信息(也即亮信息/暗信息)具有一种与各个气体放电灯15的大小相对应的局部分辨率。因此应如此设计所述的平面屏幕壁14，使得观察者在可接受的观察距离上可以总体地识别一个图像，并尤其不再觉察到一个单个的灯。
此外，已经在说明书开头所提及的备注也适用，即：通过进一步划分各个灯也可以相应地达到图形显示和颜色显示的、比各个灯大小更高的局部分辨率。这基本上是一种经济问题，也即它取决于究竟应该价格更有利地制造一组较小的灯，还是制造一个相当于整组规格的、但是进一步划分的较大的灯。
使用象附图4中那样的图像显示装置12用的静音气体放电灯的主要优点在于，用所述的静音放电灯在一种恰当的电耗情况下可以达到很高的照明密度。此外，静音放电灯特别耐开关，即很好适合于时间上变化的持续应用。此外，它们实际上并不显示出起动特性或不显示出照明功率的温度依赖性。这些优点特别适合在体育场中、音乐会转播时、广告中、交通疏导系统上和在所有有关大规格图像显示的其它用途中使用这种图像显示装置。

Claims (8)

1.具有一种充有填充气体的放电容器的气体放电灯(15)，具有许多划分成可分开运行的组(4，5；4，6)的电极(4，5，6)、一种在电极的至少一个阳极部分(4)和所述填充气体之间的介电层、和一种荧光层(2，3，9，10，11)，
其中，所述的荧光层(2，3，9，10，11)具有至少两种相应荧光颜色的、分配给所述电极组(4，5；4，6)的荧光子面(2，3，9，10，11)，
所述的电极组(4，5；4，6)和所述的荧光子面(2，3，9，10，11)相互间在平面上各自是如此交错的，使得气体放电灯(15)的光辐射面(1)基本上可以用每一个电极组(4，5；4，6)自己照明，
和所述的气体放电灯(15)是为以下目的设计的，即通过控制电极组(4，5；4，6)的同时工作能够控制光辐射的颜色。
2.按权利要求1的气体放电灯(15)，其中，安排了三个电极组和为此所分配的三个分别具有一种荧光原色的荧光子面(9，10，11)。
3.按以上权利要求之一的气体放电灯，它是为了生成可调节色温的白色光设计的。
4.按以上权利要求之一的气体放电灯(15)，被作为平面辐射器。
5.图像显示装置(12)，具有许多按权利要求1，2，4之一的、相对于一个面而平面地彼此并列布置的气体放电灯(15)，其中，每一个气体放电灯(15)相当于一个全色像素。
6.运行权利要求1-4之一的气体放电灯(15)的方法，其中，同时用分别控制的功率运行所述的电极组(4，5；4，6)，并以此方式控制荧光材料(2，3，9，10，11)的所辐射光颜色的相互关系。
7.用权利要求10的运行方法进行照明的方法，其中，通过控制所辐射光颜色的相互关系调节白色光照明的色温。
8.用权利要求5的图像显示装置(12)显示图像的方法，其中，通过控制各个气体放电灯(15)的颜色辐射建立一种由许多颜色像素组成的彩色图像。
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