DE102006037859A1 - External electrode fluorescent lamp for background lighting of displays or screens, comprises a covering glass having an inner coating, which contains doping materials, and a gas mixture - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ, deren Wirkungsgrad optimiert ist.The The invention relates to an EEFL-type fluorescent lamp whose efficiency is optimized.
Es ist bekannt, dass zur Hintergrundbeleuchtung von TFT-Flachbildschirmen Fluoreszenzlampen aus üblicherweise dünnwandigen Glasröhrchen eingesetzt werden. Als neuere Entwicklung gibt es hierfür Lampen, in welche die elektrische Leistung über Wechselspannung eingekoppelt wird, dies sind sog. EEFLs (external electrode fluorescent lamps). Bei diesem Lampentyp werden keine Metallelektroden durch das Glas hindurchgeführt. Mit dem Glas als Dielektrikum, das beispielsweise mit einer äußeren Metallkappe versehen ist, sowie dem ionisierenden Gas, wie Quecksilber oder einem Edelgas, entsteht im Inneren des Röhrchens ein Kondensator, durch den elektrische Leistung als Wechselspannung eingekoppelt werden kann. Das Glas dient hier nicht nur als Dielektrikum im Kondensator, sondern die innerhalb der Glasröhre liegende Oberfläche bildet die Kathode.It is known for the backlighting of TFT flat screens Fluorescent lamps usually thin glass tubes be used. As a recent development, there are lamps, in which the electrical power coupled via AC voltage These are so-called EEFLs (external electrode fluorescent lamps). In this type of lamp, no metal electrodes are passed through the glass passed. With the glass as a dielectric, for example, with an outer metal cap is provided as well as the ionizing gas, such as mercury or a noble gas, a condenser is created inside the tube be coupled to the electrical power as AC voltage can. The glass serves not only as a dielectric in the capacitor, but the inside of the glass tube lying surface forms the cathode.
Zur
Zeit werden dieselben Gläser
für Fluoreszenzlampen
vom EEFL-Typ verwendet wie für herkömmliche
Fluoreszenzlampen, wobei beispielsweise die Metallelektroden auch
durch das Glas hindurchgeführt
werden können
(CCFLs; cold cathode fluorescence lamp). Beispielsweise werden in
den Veröffentlichungen
In
der
Diese Gläser weisen optimierte dielektrische Eigenschaften auf.These glasses have optimized dielectric properties.
Die Erfinder haben festgestellt, dass der Wirkungsgrad einer Fluoreszenzlampe dann am größten und die Zündspannung der Lampe am niedrigsten ist, wenn das Hülsenglas der Lampe, derart modifiziert wird, dass es eine möglichst große Wahrscheinlichkeit besitzt oder betreitstellt, sekundäre Elektronen auszusenden, wenn dort ein Edelgas-Ion neutralisiert wird. Man spricht auch von der so genannten „Auger-Neutralisation", die insbesondere für die Neutralisierung von Edelgas-Ionen an Metalloberflächen bekannt ist.The Inventors have found that the efficiency of a fluorescent lamp then biggest and the ignition voltage the lamp is at its lowest when the bulb of the lamp, so it is modified as much as possible size Possesses or denies the possibility of emitting secondary electrons, when a noble gas ion is neutralized there. One speaks of also the so-called "Auger neutralization", in particular for the Neutralization of noble gas ions on metal surfaces known is.
Für Plasmabildschirme
(PDP) wird bereits diskutiert, ob sich durch eine geeignete Beschichtung der
Gläser
die Sekundärelektronenemissionsrate
herabsetzen lässt.
Eine Übersicht
zu diesem Thema ist zum Beispiel der Arbeit von
Dadurch, dass Gläser Isolatoren darstellen, ist zunächst einmal die Wahrscheinlichkeit für die Aussendung von sekundären Elektronen sehr gering, wenn ein Ion aus dem Gasplasma an der Oberfläche der Kathode neutralisiert wird. Hieraus resultiert die hohe Zündspannung von Fluoreszenzlampen. Aufgrund der hohen Zündspannung müssen im Flachbildschirm hohe Spannungen verwendet werden, was zudem ein Sicherheitsrisiko darstellt. Ferner sinkt die Effizienz, da es während einer Halbwelle der treibenden Wechselspannung zu Totzeiten kommen kann.Thereby, that glasses Isolators represent is first once the probability for the sending of secondary Electrons very low, if an ion from the gas plasma at the surface of the Cathode is neutralized. This results in the high ignition voltage of fluorescent lamps. Due to the high ignition voltage must in Flat screen high voltages are used, what is more Represents security risk. Furthermore, the efficiency decreases, since it during a Half-wave of the driving AC voltage can come to dead times.
Es ist demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben angesprochenen Probleme des Standes der Technik zu vermeiden und Fluoreszenzlampen vom EEFL-Typ bereitzustellen, welche die beschriebenen Nachteile nicht aufweisen.It is therefore an object of the present invention, the above-mentioned To avoid problems of the prior art and fluorescent lamps of the EEFL type providing the disadvantages described do not have.
Überaschenderweise wurde nun festgestellt, dass Fluoreszenzlampen vom EEFL-Typ, dann einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen und gleichzeitig eine möglichst niedrige Zündspannung für die Lampe haben, wenn Gläser und/oder Glasbeschichtungen verwendet werden, die dazu in der Lage sind, mit hoher Wahrscheinlichkeit sekundäre Elektronen auszusenden. Diese Wahrscheinlichkeit kann durch die Austrittsarbeit Wa für die Elektronen ausgedrückt werden. Die Austrittsarbeit ist die kleinste Energie, die benötigt wird, um ein Elektron aus einem ungeladenen Festkörper herauszulösen. Demzufolge sollen erfindungsgemäß Gläser und/oder Glasbeschichtungen zum Einsatz kommen, bei denen eine möglichst niedrige Austrittsausarbeit Wa eingestellt werden kann.Surprisingly, it has now been discovered that EEFL-type fluorescent lamps then have a particularly high efficiency and at the same time have the lowest possible starting voltage for the lamp when glasses and / or glass coatings capable of carrying high-probability secondary electrons are used send out. This probability can be expressed by the work function W a for the electrons. The work function is the smallest energy needed to remove an electron from an uncharged solid. Accordingly, according to the invention, glasses and / or glass coatings are to be used in which the lowest possible exit work W a can be set.
Die Aufgabe wird somit erfindungsgemäß gelöst durch eine Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ zur Hintergrundbeleuchtung von Displays oder Bildschirmen, umfassend ein Hüllenglas, wobei
- (1) das Hüllenglas eine niedrige Austrittsarbeit Wa für die Elektronen von < 5 eV, bevorzugt 0 eV < Wa < 5 eV, besonders bevorzugt 0 eV < Wa < 4 eV, ganz besonders bevorzugt 0 eV < Wa < 3 eV aufweist und mindestens einen Dotierstoff enthält, ausgewählt aus – der Gruppe (a), bestehend aus BaO, CaO, MgO, SrO, MgF2, AlN, Al2O3, und/oder Mg1-x-ySrxCayO, in einer Menge im Bereich von 3 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5 bis 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 10 bis 60 Gew.-%; und/oder – aus der Gruppe (b), bestehend aus La2O3, Bi2O3 und/oder PbO, in einer Menge im Bereich von 3 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5 bis 75 Gew.-%., ganz besonders bevorzugt 10 bis 65 Gew.-%; und/oder
- (2) das Hüllenglas eine (Teil-)Innenbeschichtung aufweist, die eine niedrige Austrittsarbeit Wa für die Elektronen von < 5 eV, bevorzugt 0 eV < Wa < 5 eV, besonders bevorzugt 0 eV < Wa < 4 eV, ganz besonders bevorzugt 0 eV < Wa < 3 eV aufweist, wobei die Innenbeschichtung mindestens einen Dotierstoff enthält oder aus mindestens einem Dotierstoff besteht, ausgewählt aus – der Gruppe (a), bestehend aus BaO, CaO, MgO, SrO, MgF2, AlN, Al2O3, und/oder Mg1-x-ySrxCayO, in einer Menge im Bereich von 3 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5 bis 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 10 bis 60 Gew.-%; und/oder – aus der Gruppe (b), bestehend aus La2O3, Bi2O3 und/oder PbO, in einer Menge im Bereich von 3 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5 bis 75 Gew.-%., ganz besonders bevorzugt 10 bis 65 Gew.-%.
- (1) the cladding glass has a low work function W a for the electrons of <5 eV, preferably 0 eV <W a <5 eV, more preferably 0 eV <W a <4 eV, most preferably 0 eV <W a <3 eV and at least one dopant selected from the group (a) consisting of BaO, CaO, MgO, SrO, MgF 2 , AlN, Al 2 O 3 , and / or Mg 1-xy Sr x Ca y O, in in an amount ranging from 3 to 70% by weight, be more preferably from 5 to 60% by weight, most preferably from 10 to 60% by weight; and / or - from the group (b) consisting of La 2 O 3 , Bi 2 O 3 and / or PbO, in an amount in the range from 3 to 80% by weight, particularly preferably from 5 to 75% by weight. %, most preferably 10 to 65 wt .-%; and or
- (2) the cladding glass has a (partial) internal coating which has a low work function W a for the electrons of <5 eV, preferably 0 eV <W a <5 eV, particularly preferably 0 eV <W a <4 eV, especially preferably 0 eV <W a <3 eV, wherein the inner coating contains at least one dopant or consists of at least one dopant selected from the group (a) consisting of BaO, CaO, MgO, SrO, MgF 2 , AlN, Al 2 O 3 , and / or Mg 1-xy Sr x Ca y O, in an amount ranging from 3 to 70 wt .-%, particularly preferably from 5 to 60 wt .-%, most preferably from 10 to 60 wt .-%; and / or - from the group (b) consisting of La 2 O 3 , Bi 2 O 3 and / or PbO, in an amount in the range from 3 to 80% by weight, particularly preferably from 5 to 75% by weight. %., Most preferably 10 to 65 wt .-%.
Durch die erfindungsgemäße Lehre werden demnach sehr spezielle Gläser bzw. Beschichtungen für Gläser bereitgestellt, die mindestens einen Dotierstoff, besonders bevorzugt eine Kombination von mehreren Dotierstoffen enthalten, welche es ermöglichen, dass das verwendete Hüllenglas und/oder die Innenbeschichtung des Hüllenglases aufgrund niedriger Austrittsarbeit Wa für die Elektronen einen optimalen Wirkungsgrad der Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ hat. Zudem gelingt es hierdurch, die Zündspannung der erfindungsgemäßen Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ auf ein außerordentlich niedriges Niveau abzusenken.The teaching according to the invention accordingly provides very specific glasses or coatings for glasses which contain at least one dopant, particularly preferably a combination of several dopants, which make it possible for the envelope glass used and / or the inner coating of the envelope glass to be produced owing to the low work function W a for which the electrons have an optimum efficiency of the EEFL-type fluorescent lamp. In addition, this makes it possible to lower the ignition voltage of the fluorescent lamp of the EEFL type according to the invention to an extraordinarily low level.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die Hüllengläser nicht besonders beschränkt, sofern diese für Fluoreszenzlampen vom EEFL-Typ geeignet sind. Diese Basisgläser weisen gemäß einer erfindungsgemäßen Variante (1) eine niedrige Austrittsarbeit Wa für Elektronen auf. Dies gelingt durch Dotierung der Gläser mit einem oder mehreren Dotierstoffen ausgewählt aus der Gruppe (a) und/oder (b). So können beispielsweise Erdalkaliionen (Gruppe (a)) in einer bevorzugten Mindestkonzentration von 3 Gew.-%, bevorzugt von 5 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-%. enthalten sein. Hierbei handelt es sich beispielsweise um BaO, CaO, MgO, SrO, MgF2 oder auch Mg1-x-ySrxCayO. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei, drei, vier oder mehreren zum Einsatz kommen.In the present invention, the sheath glasses are not particularly limited as far as they are suitable for EEFL-type fluorescent lamps. According to a variant (1) according to the invention, these base glasses have a low work function W a for electrons. This is achieved by doping the glasses with one or more dopants selected from group (a) and / or (b). Thus, for example, alkaline earth metal ions (group (a)) in a preferred minimum concentration of 3 wt .-%, preferably from 5 wt .-%, in particular 10 wt .-%. be included. These are, for example, BaO, CaO, MgO, SrO, MgF 2 or also Mg 1-xy Sr x Ca y O. These can be used individually or in combination of two, three, four or more.
Zusätzlich zu den genannten Erdalkaliionen können auch Aluminiumverbindungen, wie Al2O3 und/oder AlN in den erfindungsgemäßen Gläsern verwendet werden. Der bevorzugte Bereich, in dem diese Dotierstoffe zu einer erwünscht niedrigen Austrittsarbeit Wa des Hüllenglases beitragen, liegt von etwa 3 bis etwa 70 Gew.-%, insbesondere etwa 10 bis etwa 60 Gew.-%.In addition to the alkaline earth metal ions mentioned, it is also possible to use aluminum compounds, such as Al 2 O 3 and / or AlN, in the glasses according to the invention. The preferred range in which these dopants contribute to a desirably low work function W a of the cladding glass is from about 3 to about 70 weight percent, more preferably from about 10 to about 60 weight percent.
Darüber hinaus besteht alternativ oder zusätzlich auch die Möglichkeit, Schwermetalle in die Gläser einzubeziehen (Gruppe (b)). Hierbei handelt es sich beispielsweise um Verbindungen von Lanthan, Wismuth und/oder Blei.Furthermore exists alternatively or additionally also the possibility Heavy metals in the glasses to include (group (b)). These are, for example to compounds of lanthanum, bismuth and / or lead.
Erfindungsgemäß kann gemäß einer weiteren Variante (2) eine (Teil-)Innenbeschichtung im Hüllenglas vorgesehen sein, die mindestens einen Dotierstoff, bevorzugt eine Kombination aus der oben beschriebenen Gruppe (a) und/oder (b) enthält. Die Mengenbereiche der Dotierstoffe aus der Gruppe (a) werden bevorzugt in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 70 Gew.-% ausgewählt. Die Mengenbereiche der Dotierstoffe aus der Gruppe (b) werden bevorzugt in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 80 Gew.-% ausgewählt. Wie bereits ausgeführt, können die Dotierstoffe aus der Gruppe (a) und (b) auch kombiniert werden.According to the invention can according to a another variant (2) a (partial) inner coating in the glass envelope be provided, the at least one dopant, preferably a Combination of the group (a) and / or (b) described above. The quantity ranges The dopants from group (a) are preferably in one range from about 3 to about 70% by weight. The quantity ranges of Dopants from group (b) are preferably in one range from about 3 to about 80% by weight. As already stated, the Dopants from the group (a) and (b) are also combined.
Die Beschichtung des Hüllenglases auf der innen liegenden Oberfläche des Glases ist vorzugsweise nur eine Teilbeschichtung, insbesondere auf ausgewählten Bereichen des Hüllenglases. Zweckmäßigerweise ist die Innenbeschichtung nur dort vorgesehen, wo Ionen des in der Lampe enthaltenen Gases entladen werden, d.h. im und um den Bereich, wo sich die Metallkontakte der Kathode der Fluoreszenzlampe befinden.The Coating the sheath glass on the inside surface of the glass is preferably only a partial coating, in particular on selected Areas of the sheath glass. Conveniently, the inner coating is only provided where ions of the in the Lamp are discharged, i. E. in and around the area where the metal contacts of the cathode of the fluorescent lamp are located.
Die Schichtdicken für die Innenbeschichtung der erfindungsgemäßen Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ liegen bevorzugt in einem Bereich von etwa 0,3 nm bis etwa 10 μm; in Einzelfällen können die genannten Werte jedoch auch deutlich unter- oder überschritten werden. Neben dem/den Dotierstoffen können in der Beschichtung auch übliche Zusatzstoffe enthalten sein.The Layer thicknesses for the inner coating of the fluorescent lamp of the EEFL type according to the invention are preferably in a range of about 0.3 nm to about 10 μm; in individual cases, the However, these values are also significantly below or exceeded become. In addition to the dopant (s) may also contain conventional additives in the coating be.
Besonders bevorzugt weist die Summe der vorhandenen Menge der Dotierstoffe aus Gruppe (a) und Gruppe (b) im Hüllenglas eine Untergrenze von ≥ 15 Gew.-% bevorzugt ≥ 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt ≥ 30 Gew.-% und eine Obergrenze von ≤ 80 Gew.-%, bevorzugt ≤ 75 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt ≤ 70 Gew.-% auf. In gleicher Weise weist vorzugsweise die Summe der vorhandenen Menge der Dotierstoffe aus Gruppe (a) und Gruppe (b) in der (Teil-)Innenbeschichtung eine Untergrenze von ≥ 15 Gew.-% bevorzugt ≥ 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt ≥ 30 Gew.-% und eine Obergrenze von ≤ 80 Gew.-%, bevorzugt ≤ 75 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt ≤ 70 Gew.-% auf. Hierdurch werden insbesondere die vorteilhaften Eigenschaften der vorliegenden Erfindung erreicht.Particularly preferably, the sum of the existing amount of the dopants from group (a) and group (b) in the glass envelope has a lower limit of ≥ 15 wt .-%, preferably ≥ 20 wt .-%, most preferably ≥ 30 wt .-% and a Upper limit of ≦ 80% by weight, preferably ≦ 75% by weight, very particularly preferably ≦ 70% by weight. In the same way, preferably the sum of the existing amount of dopants from group (a) and group (b) in the (partial) inner coating has a lower limit of ≥ 15 wt .-%, preferably ≥ 20 wt .-%, most preferably ≥ 30 wt .-% and a Obergren ze of ≦ 80% by weight, preferably ≦ 75% by weight, very particularly preferably ≦ 70% by weight. As a result, in particular the advantageous properties of the present invention are achieved.
Erfindungsgemäß ist das Herstellungsverfahren für die Innenbeschichtung der verwendeten Hüllengläser nicht besonders beschränkt, es kann jedes dem Fachmann bekannte Beschichtungsverfahren eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Beschichtung durch Aufsputtern, Eintauchen des Hüllenglases, Besprühen oder Einbrennen der Beschichtung durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Beschichtung durch Eintauchen in eine Schlemme mit einem Pulver, das mindestens einen der bezeichneten Dotierstoffe enthält oder hieraus besteht, durchgeführt werden.This is according to the invention Manufacturing process for the inner coating of the envelope glasses used not particularly limited, it Any coating method known to the person skilled in the art can be used become. For example, the coating by sputtering, Dipping the envelope glass, spray or baking the coating. For example, can the coating by immersion in a slurry with a powder, containing at least one of the designated dopants or consists of, carried out become.
Nach einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform können die oben geschilderten Varianten (1) und (2) nicht nur einzeln, sondern auch in Kombination zum Einsatz kommen. Bei dieser kombinierten Variante wird das erfindungsgemäße Hüllenglas der Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ, das in seiner Glaszusammensetzung mindestens einen der Dotierstoffe, ausgewählt aus der Gruppe (a) und/oder (b), enthält, zusätzlich mit einer Beschichtung versehen, welche mindestens einen der genannten Dotierstoffe, ausgewählt aus der Gruppe (a) und/oder (b), enthält oder hieraus besteht. Besonders bevorzugt werden Kombinationen von zwei, drei, vier oder mehr der bezeichneten Dotierstoffe verwendet.To In another preferred embodiment of the invention, the above-described variants (1) and (2) not only individually, but also be used in combination. In this combined Variant becomes the envelope glass according to the invention the fluorescent lamp of the EEFL type, in its glass composition at least one of the dopants selected from the group (a) and / or (b) contains, additionally provided with a coating which at least one of said Dopants, selected from the group (a) and / or (b), contains or consists of. Especially preferred are combinations of two, three, four or more of designated dopants used.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Dotierstoffe führen in der Glaszusammensetzung und/oder der Beschichtung des Hüllenglases zu einer deutlichen Absenkung der Austrittsarbeit Wa für die Elektronen auf einen Wert < 5 eV, bevorzugt 0 eV < Wa < 5 eV, besonders bevorzugt 0 eV < Wa < 4 eV, ganz besonders bevorzugt 0 eV < Wa < 3 eV. In Abhängigkeit von der Austrittsarbeit Wa kann weiterhin die so genannte Sekundäremissionsrate γ eingestellt werden. Demgemäß ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn die Hüllengläser und/oder Innenbeschichtung der Hüllengläser mit einer Verbindung mit hoher Sekundärelektronenemissionsrate γ bei Beschuss mit Ionen, beispielsweise Hg-, Xe-, Ne- und/oder Ar-Ionen, aufweisen. Bevorzugt wird durch Auswahl der Dotierstoffe in geeigneten Mengen die Sekundärelektronenemissionsrate γ derart eingestellt, dass gilt: γ > 0,01, besonders bevorzugt ist γ > 0,05, ganz besonders bevorzugt γ > 0,1. Durch Einstellung der Sekundärelektronenemissionsrate γ gelingt es, die erfindungsgemäßen Hüllengläser bzw. deren Innenbeschichtungen für diese Hüllengläser für die Verwendung in Fluoreszenzlampen vom EEFL-Typ weiter zu optimieren, so dass die gewünscht niedrige Austrittsarbeit Wa für die Elektronen erhalten wird. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Kombinationen der oben aufgelisteten Dotierstoffe und Modifizierung der eingesetzten Mengen erreicht werden.The dopants used according to the invention lead in the glass composition and / or the coating of the glass to a significant reduction of the work function W a for the electrons to a value <5 eV, preferably 0 eV <W a <5 eV, particularly preferably 0 eV <W a <4 eV, most preferably 0 eV <W a <3 eV. Depending on the work function W a can continue to set the so-called secondary emission rate γ. Accordingly, it is particularly preferred according to the invention if the envelope glasses and / or inner coating of the envelope glasses have a compound with a high secondary electron emission rate γ upon bombardment with ions, for example Hg, Xe, Ne and / or Ar ions. Preferably, by selecting the dopants in suitable amounts, the secondary electron emission rate γ is set such that: γ> 0.01, particularly preferably γ> 0.05, very particularly preferably γ> 0.1. By adjusting the secondary electron emission rate γ, it is possible to further optimize the envelope glasses according to the invention or their internal coatings for these envelope glasses for use in fluorescent lamps of the EEFL type, so that the desired low work function W a for the electrons is obtained. This can be achieved, for example, by different combinations of the above-listed dopants and modification of the amounts used.
Besonders bevorzugt werden Gläserzusammensetzungen und/oder Beschichtungsmaterialien in der vorliegenden Erfindung verwendet, die eine große elektronische Zustandsdichte im Valenzband aufweisen. Ganz besonders bevorzugt sind beispielsweise Beschichtungsmaterialien mit großem Bandgag, beispielsweise > 4 eV, um eine Beschichtung auch auf einem Fluoreszenzfarbstoff zu ermöglichen.Especially preferred are glass compositions and / or coating materials in the present invention used that a big one have electronic density of states in the valence band. Most notably For example, coating materials with a high bandgap are preferred. for example> 4 eV to apply a coating also on a fluorescent dye enable.
Von besonderem Vorteil hat sich ferner für den Betrieb einer Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ herausgestellt, wenn ein Gasgemisch zum Einsatz kommt, insbesondere bevorzugt ein Edelgasgemisch aus zwei oder mehr Edelgasen mit und ohne Quecksilberdampf, beispielsweise Gasgemische mit Neon und/oder Helium und/oder Argon und/oder Hg und dergleichen. Insbesondere bevorzugt sind Gasgemische, die Neon im Bereich von 10 bis 99 Vol.-% enthalten und den Rest in Form von anderen Edelgasen. Der Grund für die Verwendung von Gasgemischen liegt darin, dass eine Kombination besonders geeigneter Eigenschaften entsteht. So hat zum Beispiel Xenon sehr gute Fluoreszenzeigenschaften, während Neon wegen seiner großen Ionisierungsenergie zu einer großen Sekundäremissionsrate γ führt, die erfindungsgemäß insbesondere als vorteilhaft erkannt wurde.From particular advantage has also for the operation of a fluorescent lamp of the EEFL type, when a gas mixture is used, Particularly preferred is a noble gas mixture of two or more noble gases with and without mercury vapor, for example gas mixtures with neon and / or Helium and / or argon and / or Hg and the like. Especially preferred are gas mixtures, the neon in the range of 10 to 99 vol.% contain and the rest in the form of other noble gases. The reason for the Use of gas mixtures is that a combination especially suitable properties arises. For example, Xenon has a lot good fluorescence properties while Neon because of its big Ionisierungsenergie leads to a large secondary emission rate γ, according to the invention in particular was recognized as advantageous.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Hüllenglases bzw. einer (Teil-)Innenbeschichtung für Anwendungen, in denen eine niedrige Austrittsarbeit Wa erforderlich ist, wobei die niedrige Austrittsarbeit Wa für die Elektronen < 5 eV, bevorzugt 0 eV < Wa < 5 eV, besonders bevorzugt 0 eV < Wa < 4 eV, ganz besonders bevorzugt 0 eV < Wa < 3 eV beträgt, insbesondere für Fluoreszenzlampen vom EEFL-Typ, wobei das Hüllenglas bzw. die (Teil)Innenbeschichtung mindestens einen der beschriebenen Dotierstoffe in den geeigneten Mengen enthält.The invention also relates to the use of a cladding glass or a (partial) internal coating for applications in which a low work function W a is required, the low work function W a for the electrons <5 eV, preferably 0 eV <W a <5 eV, particularly preferably 0 eV <W a <4 eV, very particularly preferably 0 eV <W a <3 eV, in particular for EEFL-type fluorescent lamps, wherein the envelope glass or the (partial) inner coating comprises at least one of the described dopants in contains the appropriate amounts.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ, insbesondere einer miniaturisierten Fluoreszenzlampe ist insbesondere im Bereich von Hintergrundbeleuchtung bzw. Backlightsystemen von elektronischen Anzeigevorrichtungen oder Displays aller Art, beispielsweise rückseitig beleuchteten Anzeigen, bei aktiven oder passiven bzw. nicht selbstleuchtenden Displays (sog. „non-selfemitter" Displays), zum Beispiel LCD-TFTs. Beispielhaft seien genannt Computermonitore, insbesondere TFT-Geräte, LCD-Displays, Plasma-Displays, Scanner, Werbeschilder, medizinische Instrumente, Geräte der Luft- und Raumfahrt, der Navigationstechnik, Telefondisplays, insbesondere Mobiltelefondisplays, und in PDAs (Personal Digital Assistant). Für diese Anwendung weisen derartige Fluoreszenzleuchten sehr kleine Dimensionen auf und dementsprechend hat das Lampenglas nur eine äußerst geringe Dicke. Bevorzugte Displays sowie Bildschirme sind so genannte Flachdisplays, verwendet in Laptops, insbesondere flache Backlightanordnungen.The use of the EEFL-type fluorescent lamp according to the invention, in particular of a miniaturized fluorescent lamp, is particularly in the field of backlight or backlight systems of electronic display devices or displays of all kinds, for example backlit displays in the case of active or passive or non-self-luminous displays (so-called "non Examples include computer monitors, in particular TFT devices, LCD displays, plasma displays, scanners, advertising signs, medical instruments, aerospace equipment, navigation technology, telephone displays, in particular Mobile phone displays, and in PDAs (Personal Digital Assis tant). For this application, such fluorescent lamps have very small dimensions and, accordingly, the lamp glass has only an extremely small thickness. Preferred displays and screens are so-called flat displays, used in laptops, especially flat backlight arrangements.
Der
Aufbau, die Anordnungen und Gesamtstrukturen der Backlightsysteme
in denen die erfindungsgemäßen Fluoreszenzlampen
vom EEFL-Typ zum Einsatz kommen können, ist erfindungsgemäß nicht
beschränkt.
Es kann jede denkbare, dem Fachmann geläufige Backlightanordnung verwendet
werden. Lediglich beispielhaft werden nachfolgend einige Backlightanordnungen
beschrieben, auf welche die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist:
Nach
einer ersten Variante einer Backlightanordnung können beispielsweise zwei oder
mehr Fluoreszenzlampen vorzugsweise parallel zueinander angeordnet
sein und befinden sich bevorzugt zwischen einer Grund- bzw. Trägerplatte
und einer Deck- bzw. Substratplatte oder -scheibe. Zweckmäßigerweise
sind in der Trägerplatte
hierbei ein oder mehrere Vertiefungen vorgesehen, in denen das oder
die Leuchtmittel untergebracht sind. Vorzugsweise enthält eine
Vertiefung jeweils eine Fluoreszenzlampe. Das ausgesendete Licht
der Fluoreszenzlampe(n) wird auf dem Display oder Schirm reflektiert.The structure, the arrangements and overall structures of the backlight systems in which the EEFL-type fluorescent lamps according to the invention can be used are not limited in accordance with the invention. Any conceivable backlight arrangement familiar to the person skilled in the art can be used. By way of example only, some backlight arrangements will be described below, to which the present invention is not limited, however:
For example, according to a first variant of a backlight arrangement, two or more fluorescent lamps can preferably be arranged parallel to one another and are preferably located between a base plate and a cover plate or substrate plate. Conveniently, one or more recesses are provided in the carrier plate in which the one or more bulbs are housed. Each well preferably contains a fluorescent lamp. The emitted light of the fluorescent lamp (s) is reflected on the display or screen.
Vorteilhafterweise wird auf der reflektierenden Trägerplatte gemäß dieser Variante, d.h. insbesondere in der oder den Vertiefungen, eine Reflektionsschicht aufgebracht, die das von der Lampe in Richtung der Trägerplatte abgestrahlte Licht als eine Art Reflektor gleichmäßig streut und somit für eine homogene Ausleuchtung des Displays oder Bildschirms sorgt. Als Substrat- oder Deckplatte bzw. -scheibe können beliebige für diesen Zweck übliche Platten oder Scheiben zum Einsatz kommen, die je nach Systemaufbau und Anwendungszweck als Lichtverteilereinheit oder lediglich als Abdeckung fungiert. Die Substrat- oder Deckplatte oder -scheibe kann demnach beispielsweise eine trübe Diffusorscheibe oder eine klare transparente Scheibe sein.advantageously, is on the reflective support plate according to this Variant, i. in particular in the one or more depressions, a reflection layer applied, that of the lamp in the direction of the carrier plate radiated light as a kind of reflector scatters evenly and thus for Homogeneous illumination of the display or screen ensures. As a substrate or cover plate or disc can any for this Purpose usual plates or discs are used, depending on the system design and purpose acts as a light distributor unit or merely as a cover. The substrate or cover plate or disk can therefore, for example a cloudy Diffuser disc or a clear transparent disc.
Diese Anordnung gemäß der ersten Variante wird bevorzugt für größere Displays verwendet, wie zum Beispiel bei Fernsehgeräten.These Arrangement according to the first Variant is preferred for larger displays used, such as in televisions.
Nach einer zweiten Variante für ein mögliches Backlight kann die Fluoreszenzlampe der Erfindung zum Beispiel auch außerhalb der Lichtverteilereinheit angeordnet sein. So können das oder die Leuchtmittel beispielsweise außen an einem Display oder Schirm angebracht werden, wobei dann das Licht zweckmäßigerweise mittels einer als Lichtleiter dienenden lichttransportierenden Platte, einer sog. LGP (light guide plate), gleichmäßig über das Display oder den Schirm ausgekoppelt wird. Solche lichttransportierende Platten weisen beispielsweise eine rauhe Oberfläche auf, über die Licht ausgekoppelt wird.To a second variant for a possible one Backlight may also be the fluorescent lamp of the invention, for example outside be arranged the light distribution unit. So that or the bulbs for example outside be attached to a display or screen, in which case the light expediently by means of a light-transporting plate serving as a light guide, a so-called LGP (light guide plate), evenly across the display or the screen is decoupled. Such light-transporting plates have, for example a rough surface up, over the light is disconnected.
In einer bevorzugten Ausgestaltung einer dritten Variante eines Backlightsystems weist die lichterzeugende Einheit beispielsweise einen umschlossenen Raum auf, der oberhalb durch eine vorzugsweise strukturierte Scheibe, unterhalb durch eine Trägerscheibe sowie an den Seiten durch Wände begrenzt wird. Beispielsweise befinden sich die Fluoreszenzlampen, an den Seiten der Einheit. Dieser umschlossene Raum kann in einzelne Strahlungsräume weiter unterteilt sein, die einen Entladungsleuchtstoff enthalten können, der zum Beispiel in einer vorbestimmten Dicke auf eine Trägerscheibe aufgebracht ist. Als Deckplatte oder -scheibe kann wieder, je nach Systemaufbau, eine trübe Diffuserscheibe oder eine klare transparente Scheibe oder dergleichen verwendet werden.In a preferred embodiment of a third variant of a backlight system For example, the light-generating unit has an enclosed one Space on top through a preferably structured disc, below through a carrier disk as well as on the sides by walls is limited. For example, there are the fluorescent lamps, on the sides of the unit. This enclosed space can be transformed into individual radiation rooms be further divided, which contain a discharge phosphor can, for example, in a predetermined thickness on a carrier disk is applied. As a cover plate or disc can again, depending on System construction, a cloudy Diffuser disc or a clear transparent disc or the like be used.
Die
Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten
Hierbei
ist eine erfindungsgemäße, insbesondere
miniaturisierte, Fluoreszenzlampe
Erfindungsgemäß wird demnach erstmals eine optimierte Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ bereitgestellt, deren Hüllenglas entweder mit einer hohen Erdalkaliionenkonzentration bzw. einer Aluminiumverbindung dotiert ist und/oder mindestens eines der angegebenen Schwermetallelemente aufweist und/oder mit einer Innenbeschichtung, enthaltend oder bestehend aus mindestens einem der genannten Dotierstoffe, versehen ist. Durch Vorsehen mindestens eines Dotierstoffs in und/oder auf der innenliegenden Oberfläche des Hüllenglases einer Fluoreszenzlampe vom EEFL-Typ in geeigneter Menge gelingt es aufgrund niedriger Austrittsarbeit Wa für Elektronen im Bereich < 5 eV, besonders bevorzugt im Bereich 0 eV < Wa < 4 eV, ganz besonders bevorzugt 0 eV < Wa < 3 eV eine hohe Wahrscheinlichkeit für das Austreten sekundärer Elektronen bereitzustellen. Hiermit wurde erstmals ein maßgeschneidertes Hüllenglas für den optimalen Betrieb einer Fluoreszenzlampe vom EEFL-TYP zur Verfügung gestellt. Neben der Einstellung eines größt möglichen Wirkungsgrades, gelingt es zudem die Zündspannung der Lampe möglichst niedrig einzustellen. Durch eine geringere Zündspannung müssen beispielsweise in Flachbildschirmen keine nachteiligen besonders hohen Spannungen mehr eingesetzt werden, wodurch das Sicherheitsrisiko deutlich herabgesetzt werden kann. Ferner resultiert eine größere Effizienz, da die Totzeiten deutlich abnehmen.According to the invention, therefore, an optimized EEFL-type fluorescent lamp is provided for the first time, whose cladding glass is doped either with a high alkaline earth ion concentration or an aluminum compound and / or has at least one of the specified heavy metal elements and / or with an inner coating containing or consisting of at least one of the mentioned Dopants, is provided. By providing at least one dopant in and / or on the inside surface of the glass envelope of a fluorescent lamp of the EEFL-type in an appropriate amount, it is possible due to the low work function W a for electrons in the range <5 eV, particularly preferably in the range of 0 eV <W a <4 eV, very particularly preferably 0 eV <W a <3 eV to provide a high probability of leakage of secondary electrons. This is the first time that a tailor-made glass envelope has been made available for the optimal operation of a fluorescent lamp of the EEFL-TYP. In addition to setting the highest possible efficiency, it is also possible to set the ignition voltage of the lamp as low as possible. Due to a lower ignition voltage, for example, flat-panel monitors no longer need to use disadvantageous, particularly high voltages, as a result of which the safety risk can be significantly reduced. Furthermore, greater efficiency results because the dead times decrease significantly.
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