DE102011085328A1 - Kaltkathodenfluoreszenzlampe mit hoher Effizienz und langer Bestrahlungsdauer - Google Patents

Kaltkathodenfluoreszenzlampe mit hoher Effizienz und langer Bestrahlungsdauer Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe mit Kaltkathodenelektroden für Leuchtmittel, wobei die Kaltkathodenelektroden jeweils ein an den Stirnseiten der Anschlussleitungen zur Stromversorgung verbundenen Grundmetall; ein in Richtung der Glasrohrlänge auf dem Grundmetall stehendes spirales Drahtelement, wobei das spirale Drahtelement aus Wolfram- oder Wolframlegierungsdraht besteht und durch spirale Wicklung des Drahts entsprechend der Form eines Bechers ausgestaltet ist; und eine Emitterbeschichtete Spule aufweisen, wobei die Emitter-beschichtete Spule in den Innenraum des spiralen Drahtelement eingebracht ist und auf deren Oberfläche ist der Emitter aufgebracht, um dadurch die Elektronenemission stattzufinden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel, welche insbesondere aufgrund verbessertes Röhrenstroms und optischen Wirkungsgrad sowie verbesserter Leuchtdichte und Lebensdauer zur Beleuchtung eingesetzt werden kann, welche ansonsten bis jetzt als Lichtquellen für Hintergrundbeleuchtung von LCD, Abtastlichtquelle bei Fax, Löscheinrichtung(eng.: eraser) bei Kopierer usw. verwendet ist.
  • Klassische CCFLs(Cold Cathode Fluorescent Lamps) sind als Lichtquellen für Hintergrundbeleuchtungen von LCD, Abtastlichtquellen bei Fax, Löscheinrichtungen bei Kopierer usw. verwendet, bei diesen sich erforderliche Leuchtdichte bereits nur mit 4–5 mA Röhrenströme ergeben. Bei solchen CCFLs befinden sich becherförmige Elektroden an beiden Enden des Glasrohrs und auf Innenwände des Glasrohrs ist mittels eines Fluoreszenzmaterials eine Fluoreszenzschicht ausgebildet. Ferner ist das Glasrohr aufweisend eine geringe Menge von Quecksilber neben Edelgase wie Neon, Argon, Xenon und dergleichen versiegelt. Liegt hohe Spannung an den becherförmigen Elektroden an beiden Enden des Glasrohrs an, ionisiert eine innerhalb des Glasrohrs vorhandenen geringe Anzahl von Elektronen die gesiegelten Edelgase sodass die ionisierte Edelgase an die becherförmige Elektroden aneinanderstoßen und dort sekundäre Elektronen abgeben(so genannte Glow Discharge), dann strahlt UV Strahlung beim Zusammenstoßen der emittierten sekundären Elektronen mit dem Quecksilber ab und weiter diese UV Strahlung strahlt in die Fluoreszenzschicht auf den Innenwände des Glasrohrs ein, infolgedessen emittiert das Fluoreszenzmaterial sichtbare Strahlung. Hierbei beträgt der Röhrenstrom zirka 4–5 mA wie vorab beschrieben ist. Um erforderliche Beleuchtungsstärke bei der Verwendung dieser Kaltkathodenfloureszenzlampe als Leuchtmittel zu erhalten, benötigt aber der Röhrenstrom größer oder gleich 10 mA.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Elektroden der Kaltkathodenfluoreszenzlampe sind in Form des Bechers ausgeformt um die innige Fläche zu vergrößern und damit die Elektronenemission sicherzustellen. Des Weitern ist Nickel hauptsächlich als das Material für die Elektroden verwendet. Nickel weist relativ geringen Schmelzpunkt auf und kann aufgrund seiner guten Umformbarkeit leichter becherförmig geformt werden. Doch Nickel oder Nickellegierung hat nachteilig hohe Austrittsarbeit und großen Sputtern-Koeffizient. Zum Erhöhen der Beständigkeit gegen Sputtern verwendet man zwar eine becherförmige Elektrode aus Nickel mit einlegiertem Nb oder Y, doch in diesem Fall wird bei erhöhtem Röhrenstrom auf 10 mA das Sputtern verstärkt und damit die Lebensdauer der Elektrode wesentlich verkürzt. Das Sputtern führt zur Überhitzung der Elektrode und zum deutlichen Erniedrigen des Lichtwirkungsgrads. Außerdem kann die notwendige Beleuchtungsstärke für Leuchtmittel durch die Ausbildung einer Sputternschicht auf der Glasrohrinnenwand schwerer erreichen. Bei Röhrenstrom von größer oder gleich 5 mA ist daher eine Elektrode aus Nickel oder Nickellegierung für die Kaltkathodenfluoreszenzlampe nicht geeignet. Mittels becherförmiger Elektrode aus Nickel oder Nickellegierung ist die erwünschte Kaltkathodenfluoreszenzlampe nur schwer verwirklicht.
  • Außerdem, aus dem Stand der Technik liegt der Schwerpunkt nur auf die Vergrößerung der Elektrodenfläche, damit die Größe der Elektrode wird nachteilig überschüssig zu groß. Die große Abmessung der Elektrode erhöht deren Platzbedarf im Glasrohr, infolgedessen erniedrigen sich die positive Säule und der Lichtwirkungsgrad bei erhöhtem Energieverbrauch, und die Lampe wird dadurch ungeeignet, als Allgemeinbeleuchtung zu verwenden.
  • Eine zu lösende Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, um die vorabgeschriebene Nachteile bei der Verwendung von Kaltkathodenfluoreszenzlampe als Allgemeinbeleuchtung zu überwinden, eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel anzugeben, bei der die Kaltkathodenelektroden aus Wolfram oder Wolframlegierung mit jeweils geringer Austrittsarbeit und gerinem Sputternkoeffizienz gebildet sind, wobei die Elektroden in Form eines Bechers leichter ausgeformt werden können.
  • Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel anzugeben, bei der sich die Länge der Elektroden minimiert und hohe Leuchtdichte erreicht.
  • Eine noch weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel anzugeben, bei der zwei Anschlusleitungen in eine bzw. aus einer Fassung typischer Glühkathodenfluoreszenzlampe erleichtert ein- bzw. ausbauen kann.
  • Eine noch weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel anzugeben, bei der sich die Elektrodenlebensdauer durch das Minimieren der Entladung-Erhaltungsspannung(eng.: discharge sustaining voltage) verlängern kann. Eine noch weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel anzugeben, bei der die Beschichtung und Behaltung des Emitters erleichtert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Kaltkathodenfluoreszenzlampe Kaltkathodenelektroden an beiden Enden eines Glasrohrs auf, dessen Innenwände durch eine Fluoreszenzschicht gebildet sind, wobei die Kaltkathodenelektroden jeweils ein an den Stirnseiten der Anschlussleitungen zur Stromversorgung verbundenen Grundmetall; ein in Richtung der Glasrohrlänge auf dem Grundmetall stehende spirales Drahtelement, wobei das Drahtelement aus Wolfram oder Wolframlegierungsdraht besteht und durch spirale Wicklung des Drahts entsprechend der Form eines Bechers ausgestaltet ist; und eine Emitterbeschichtete Spule aufweisen, wobei die Emitter-beschichtete Spule in den Innenraum des spiralen Drahtelements eingebracht ist und auf deren Oberfläche ist der Emitter aufgebracht, um dadurch die Elektronenemission stattzufinden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zwei Anschlussleitungen an das Grundmetall derart angeschlossen, dass sie auf dem Grundmetall voneinander elektrisch isoliert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Emitter-beschichtete Spule mittels dünneres Wolfram- oder Wolframlegierungsdrahts zu einer Dünnspule ausgebildet als das spirale Drahtelement und dann auf der Oberfläche dieser Dünnspule werden ein oder mehre Emitter bestehend einem ausgewählt aus folgenden Materialien beschichtet: Cäsiumoxid, Bariumoxid, Strontiumcalciumoxid, Yttriumoxid oder Magnesiumoxid.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Emitter-beschichtete Spule mittels dünneres Wolframdrahts zu einer Dünnspule ausgebildet als das spirales Drahtelement, anschließend ist die Dünnspule wiederum in Spiralform gewickelt, und dann auf der Oberfläche dieser Dünnspule werden ein oder mehre Emitter bestehend einem ausgewählt aus folgenden Materialien beschichtet: Cäsiumoxid, Bariumoxid, Strontiumcalciumoxid, Yttriumoxid oder Magnesiumoxid.
  • Mit vorliegender Erfindung kann auch bei Röhrenstrom von größer oder gleich 10 mA durch Doppelstruktur der Spule aus Wolfram oder Wolframlegierung die hohe Leuchtdichte zeitgleich bei geringer Austrittsarbeit erreicht sowie die Beständigkeit gegen Sputtern erhaltengeblieben werden. Ferner wird dadurch ausreichende Elektronenemission sichergestellt, auch wenn die Elektrodenlänge minimiert wird. Durch das Anordnen des Grundmetalls zwischen den Anschlussleitungen und dem spiralen Drahtelement erleichtert es weiterhin, die zweien Anschlussleitungen in eine bzw. aus einer Fassung typischer Glühkathodenfluoreszenzlampe ein- bzw auszubauen. Mittels der Emitter-beschichteten Spule als innere Spule kann außerdem sekundäre Elektronenemission bei geringer Spannung erfolgen, dadurch wird die Entladung-Erhaltungsspannung minimiert und somit erhöht sich die Lebensdauer der Elektrode. Des Weitern wird Emitter auf einfache Weise beschichtet und behalten, indem ein dünner Draht aus Wolfram als innere Spule verwendet, danach dieses Dünndraht in Form einer wendelförmien Spule gewickelt und dann auf der Oberfläche der Dünnspule der Emitter aufgetragt wird.
  • Weitere Ausführungsformen vorliegender Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine perspektive Darstellung einer Emitter-beschichteten Spule gemäß vorliegender Erfindung.
  • 2 eine perspektive Explosionsdarstellung einer Kaltkathodenelektrode gemäß vorliegender Erfindung.
  • 3 eine perspektive kombinierte Darstellung einer Kaltkathodenelektrode gemäß vorliegender Erfindung.
  • 4 eine Ausschnittsdarstellung einer Kaltkathodenelektrode gemäß vorliegender Erfindung, bei der die Kaltkathodenelektrode ins Glasrohr eingebracht und abgedichtet ist.
  • 5 eine ausschnittliche Schnittdarstellung einer Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel gemäß vorliegender Erfindung.
  • In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben vergrößert oder verkleinert dargestellt sein.
  • Wie in 4 und 5 zu erkennen ist, umfasst zunächst die Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel die Kaltkathodenelektroden, welche an beiden Enden des Glasrohrs Elektronen mit massiver Anzahl emittiern kann, wobei die Kaltkathodenelektroden geringen Sputternkoeffizienz, geringe Startspannung und geringe Entladung-Erhaltungsspannung aufweisen, und wobei sich die Innenwände des Glasrohrs durch die Fluoreszenzschicht gebildet. Die Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel gemäß vorliegender Erfindung umfasst ein an den Innenwände mit Fluoreszenzschicht beschichtetes Glasrohr 17 und ein Paar von Kaltkathodenelektroden 1, wobei das Elektrodenpaar an beiden Enden des Glasrohrs 17 gegenüberliegend angeordnet ist. Liegt hohe Spannung an den Kaltkathodenelektroden 1 alternierend an, emittieren sich Elektronen aus den Kaltkathodenelektroden. Die vorliegende Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, die Kaltkathodenelektroden 1 derart zu verbessern, dass die eine hohe Beständigkeit gegen Sputtern aufweisen und dann die bei geringer Startspannung und Entladung-Erhaltungsspannung ausreichend große Elektronenemission bewirken, was den für Beleuchtung benötigte Röhrenstrom größer oder gleich 10 mA erzeugt, so dass die Kaltkathodenfluoreszenzlampe für Leuchtmittel geeignet wird.
  • In Verbindung mit 1, wird das wichtigstes Merkmal vorliegender Erfindung, d.h. die Emitter-beschichtete Spule wie folgendes erläutert.
  • Wie in 1 gezeigt, weist die erfindungsgemäß mit Emitter beschichtete Spule 21 eine Aufbau auf, die sowohl zum leichten Aufbringen des pulverartigen Emitters als auch zum Behalten des Emitters 5 über Langzeit ohne Abtragen dient. Das heißt, bei bevorzugter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Emitter-beschichteten Spule 21 ist eine dünne Drahtspule 19 mittels dünnerer Wolframdrahts(optimaler Durchmesser 0,02 mm–0,05 mm) im Vergleich zu dem spiralen Drahtelement ausgestaltet, wobei sich das spirales Drahtelement außerhalb der Emitter-beschichteten Spule befindet. Anschließend wird die Dünnspule 19 wiederum in Form einer Wendel gewickelt, infolgedessen hat die Emitterbeschichtete Spule eine innige wendelförmige Struktur, wie in 1 dargestellt. Als Emitter werden ein oder mehr Stoffe ausgewählt von folgenden Materialien verwendet: pulverartige Cäsiumoxid, Bariumoxid, Strontiumcalciumoxid, Yttriumoxid oder Magnesiumoxid. Bei vorliegender Erfindung ist dasjenige als das Material für den Emitter verwendet, dessen Austrittsarbeit geringst ist, um die Elektronenemission zu erleichtern. Je geringer die Austrittsarbeit ist, desto mehr erleichtert sich die Elektronenemssion, d.h. erleichtert sich die Entladung. Um das Auftragen des Emitters besser zu machen, kann ein Kohlenstoffnanoröhrchen eingesetzt werden. Hierbei wird das Kohlenstoffnanoröhrchen im Gemisch mit Isopropylalkohol und Wasser in geeigneter Menge dispergiert, dann unterstützt sich die Dispersion mittels grenzflächenaktives Stoffs Natrium-Dodecyl-Benzol-Sulfat, infolgedessen wird das Röhrchen als Auftragungsmittel verwendet. Mit solcher Ausbildung der Emitter-beschichteten Spule 21 erfolgt aufgrund der vergrößerten gesamten Länge der Emitter-beschichteten Spule die Elektronenemission auch in einem engen Raum bei geringer Spannung, was zu dem Röhrenstrom größer oder gleich 10mA führt. Ferner befindet sich der Emitter bei Aufbringen so dicht in den Spalten zwischen übereinander knapp gelegten dünnen Drähte von Dünnspule 19. Das bedeutet, das Auftragen des Emitters 5 sehr leicht ist. Nach dem Auftragen wird das Emitter 5 ohne Abtragen über Langzeit gehalten, somit ist die Lebensdauer der Elektrode erhöht.
  • Die mit Emitter beschichtete Spule kann durch Wicklung des dünneren geradlinige Drahts(optimaler Durchmesser 0,02 mm–0,05 mm) aus Wolfram oder Wolframlegierung als das spirales Drahtelement ausgestaltet sein, stattdessen die genannte Dünnspule 19 zu verwenden. Auch diesmal werden ein oder mehr von den folgenden Materialien auf der Oberfläche des dünnen gradlinigen Drahts beschichtet: Cäsiumoxid, Bariumoxid, Strontiumcalciumoxid, Yttriumoxid oder Magnesiumoxid. Jedoch bei diesem Fall ist das Auftragen schwerer und die beschichtungshaltende Dauer kürzer als bei Verwendung von der genannten Dünnspule 19.
  • Wie in 2 und 3 zu sehen ist, ist die Erfindung zusätzlich dadurch ausgezeichnet, dass die Kaltkathodenfluoreszenzlampe das spirales Drahtelement 3 ausweist. Das spirales Drahtelement 3 ist durch spiralförmige Wicklung des Drahts bestehend aus Wolfram oder Wolframlegierung(geeigneter Durchmesser 0,2 mm–0,5 mm) entsprechend der Form eines Bechers ausgebildet und an dem Grundmetall 7 in Richtung der Glasrohrlänge stehend angeschlossen. Bei der Kaltkathodenelektrode 1 gemäß vorliegender Erfindung ist der Grundmetall 7 an den Stirnseiten der Anschlussleitungen 9a, 9b zur Stromversorgung verbunden. Als die Anschlussleitungen sind Dumet-Drähte oder Kovar-Drähte verwendet. Die Anschlussleitungen 9a, 9b verlaufen senkrecht zu dem Grundmetall 7. Das spirales Drahtelement 3 verläuft auf dem Grundmetall 7 in Richtung entgegen den Anschlussleitungen 9a, 9b. Bei vorliegender Erfindung ist der Grundmetall 7 von großer Bedeutung, weil damit die zwei Anschlussleitungen für die Fassung typischer Fluoreszenzlampe geeignet eingesetzt werden kann. Das spirales Drahtelement 3 kann an ihren beiden Enden fest mit dem Grundmetall 7 in Richtung des Glarsohrs in Verbindung stehen. Ferner werden die zwei Anschlussleitungen (Dumet-Drähte oder Kovar-Drähte) über das Grundmetall 7 leicht an dem spiralen Drahtelement 3 verbunden. Als der Grundmetall ist dasjenige Material verwendet, das sowohl an dem spiralen Drahtelement 3 als auch an den Anschlussleitungen (Dumet-Drähte oder Kovar-Drähte) angeschmolzen werden kann. Der Grundmetall 7 kann stabförmig oder perlenförmig sein. Verwendet man Wolfram oder Wolframlegierung als Stoff für den Grundmetall 7, kann es aufgrund seinem hohen Schmelzpunkt an dem spiralen Drahtelement 3 bestehend Wolfram oder Wolframlegierung nicht geschmolzen werden. Als der Stoff für Grundmetall 7 ist deshalb Nickel oder Nickellegierung bevorzugt. Das spiralförmige Drahtelement 3 ist durch das Punktschweißen an einer Stelle des Grundmetalls 7 elektrisch leitend verbunden. Die zwei Anschlussleitungen 9a, 9b werden an das Grundmetall voneinander elektrisch isolierend angeschlossen. Die Anschlussleitungen 9a, 9b sind in Richtung entgegen dem spiralen Drahtelement 3 mit externen Stromquellen verbunden.
  • Wie in 2 gezeigt, sich die beiden Enden des spiralen Drahtelements 3 erstrecken derart dem Grundmetall 7 zugewandt, dass sich ein Ende von den genannten beiden Enden von der Oberseite des spiralen Drahtelements 3 her durch das Drahtelement 3 hindurch bis zum Grundmetall 7 erstreckt. Die emitterbeschichtete Spule 21 ist bevorzugt innerhalb des spiralen Drahtelements vorhanden. In diesem Fall wird die emitterbeschichtete Spule 21 aus dem spiralen Drahtelement 3 nicht abgetragen. Das Ende der emitterbeschichteten Spule 21 kann an dem Grundmetall 7 angeschmolzen werden, es ist nicht erforderlich. In der 2 oder 3 ist zwar dargestellt, dass innerhalb des spiralen Drahtelements 3 sich lediglich eine emitterbeschichtete Spule 21 befindet, doch können darin entweder eine weitere oder mehr als eine emitterbeschichtete Spule 21 benarbart miteinander ohne überlappend eingebracht werden. Dadurch kann die Elektronenemission bei geringer Spannung erhöht werden, ohne die Länge der Elektrode zu vergrößern, sodass es erreicht ohne Verlust der positiven Säule eine für Beleuchtung geeignete hohe Leuchtdichte.
  • Wie in 3 und 4 gezeigt, werden die Anschlussleitungen 9a, 9b an die Glasumhüllung 11 durch das Glasperlen(eng.: glass beading) angekoppelt, und über die Glasumhüllung 11 mit dem Glasrohr 17 verbunden. Das Glasperlen erfolgt, indem die Anschlussleitungen 9a, 9b der Kaltkathodenelektrode 1 und ein Gaseinlass 15 in die Glasumhüllung hineingesetzt werden, dann zum deren Befestigen ein oberer Glasteil der Glasumhüllung dabei angeschmolzt wird, infolgedessen verbleiben die Glasperlen in zusammengefügter Stelle. Somit kann sich eine Dichtung zwischen dem Glasrohr 17 und den Anschlussleitungen 9a, 9b der Kaltkathodenelektrode 1 erleichtern.
  • Der Erfindung macht von der Idee Gebrauch, dass das Material Wolfram oder Wolframlegierung zwar schwer zur plastischen Bearbeitung dient und aufgrund seiner schlimmeren Umformbarkeit in der Lage ist, schwer in becherförmige Elektrode ausgeformt zu werden, doch das Material nach dem Ziehvorgang leichter in Form einer Spule bearbeitet werden kann, und dass das Material zur becherförmigen Elektrode mit geringem Sputtern-Koeffizient und geringer Austrittsarbeit ausgestaltet werden kann, wenn diese erzeugte Spulen mit unterschidlichen Durchmesser mehrschichtig übereinander aufgebracht werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen spiralen Drahtelement 3 bestehend aus Wolfram oder Wolframlegirung mit geringem Sputtern-Koeffizienz und geringer Austrittsarbeit kann sich die Lebensdauer der Fluoreszenzlampe verlängern und bei geringer Startspannung erste Endladung initiieren. Weiterhin dadurch, dass innerhalb des spiralen Drahtelements 3 eine Emitter-beschichtete Spule angebracht ist, kann sich die Entladung(Elektronenemission) bei einem für Beleuchtung notwendigem Gewiss(größer oder gleich 10 mA) unter normalem Zustand mit geringer Spannung beibehalten.
  • Wie in Verbindung mit 4 und 5 zu erkennen ist, benötigt bei der Kaltkathodenfluoreszenzlampe keine Wärme für die Elektronenemission, da die Elektronenemission nicht durch Wärme sondern durch elektrisches Feld beim Anliegen der Spannung an den Elektroden 1 erfolgt. Am Anfang wird eine geringe Menge von im Glasrohr 17 vorhandenen Elektronen an die Elektroden aneinandergestoßen, was Elektronenemission bewirkt. Sobald die Elektronen emittiern, werden diese Elektronen wieder an die Elektroden angestoßen, dann erfolgt weiter die Entladung. Durch diese Entladung erfolgt das Zusammenstoßen zwischen den an die beiden Pole gezogenen Elektronen und des im Glasrohr vorhandenen Quecksilbers, damit strahlt UV-Strahlung ab und diese UV Strahlung regt die Fluoreszenzschicht im Glasrohr 17 an, somit strahlt die Fluoreszenzschicht des Glasrohrs 17 sichtbare Strahlung ab. Um eine hohe Leuchtdichte sowie zeitgleich lange Lebensdauer sicherzustellen, muss daher die Elektronenemission leicht erfolgen, wie bei dieser Erfindung. Gemäß vorliegender Erfindung benutzt man Wolfram(W) mit höchstem Schmelzpunkt im Vergleich zur Austrittsarbeit als das Material der Elektrode und nimmt das in Wendelform gewickelte Wolfram in Gebrauch hinsichtlich seiner schweren plastischen Bearbeitungsfähigkeit. Bei gewickelter Spule emittieren Elektronen auf ganzen Oberflächen. Wenn das spiralförmig geformte Wolfram(W) einen ausreichend großen Kreisdurchmesser aufweist wie in Figur dargestellt und sich jeweilige Draht so eng aneinander anliegt, ist die Emissionsfläche der Elektronen größer als bei becherförmiger Elektrode. Da die Energie größer oder gleich als 10 eV so hoch, wenn die in einer Beleuchtungslampe vorhandenen Elektronen an die Elektrode aneiander stoßen, wird bevorzugt dasjenige Wolfram für das Elektrodenmaterial bei der Kaltkathodenflioreszenzlampe als Leuchtmittel verwendet, dessen Form spiral ist, um das Flächeninhalt für Elektronenemission zu vergrößern. Doch lediglich bei Verwendung von spiralgewickeltem Wolfram ist die Entladung-Erhaltungsspannung noch hoch und die Entladungsleistung gering, was solche Elektrode für Beleuchtung ungeeignet wird. Wird jedoch eine Emitter-beschichtete Spule in das spiralen Drahtelement aus Wolfram oder Wolframlegierung eingebracht, wie bei vorliegender Erfindung, kann die Entladung-Erhaltungsspannung gering beibehalten werden, sowie der erforderliche Röhrenstrom für Beleuchtung auf größer oder gleich als 10 mA leicht erreichen.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmale sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kaltkathodenelektrode
    3
    spirales Drahtelement
    5
    Emitter
    7
    Grundmetall
    9a, 9b
    Anschlussleitungen
    11
    Glasumhülling
    12
    Anordung von Anschlussleitungen und Glasumhüllung
    13
    Glasperlen
    15
    Gaseinlass
    17
    Glasrohr
    19
    Dünnspule
    21
    Emitter-beschichtete Spule
    23
    Kappe
    25
    Isolierkörper

Claims (4)

  1. Eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe als Leuchtmittel aufweisend Kaltkathodenelektroden, wobei die Kaltkathodenelektroden Elektronen an beiden Enden eines auf Innenwände durch Fluoreszenzschicht ausgebildete Glasrohrs emittieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltkathodenelektroden jeweils ein an den Stirnseiten von Anschlussleitungen für Stromversorgungen verbundenen Grundmetall 7; ein in Richtung der Glasrohrlänge auf dem Grundmetall 7 stehendes spiralförmiges Drahtelement 3, wobei das spirale Drahtelement 3 aus Wolfram- oder Wolframlegierungdraht besteht und durch spirale Wicklung des Drahts entsprechend der Form eines Bechers ausgestaltet ist; und eine Emitter-beschichtete Spule 21 umfassen, wobei die Emitter-beschichtete Spule 21 in den Innenraum des spiralen Drahtelements 3 eingebracht ist und auf deren Oberfläche ist der Emitter aufgebracht, um dadurch die Elektronenemission stattzufinden.
  2. Eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass es zwei Anschlussleitungen 9a, 9b vorgesehen sind, die an das Grundmetall 7 derart angeschlossen sind, dass sie auf dem Grundmetall 7 voneinander elektrisch isoliert werden.
  3. Eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass sich beiden Enden des spiralen Drahtelements 3 erstrecken derart dem Grundmetall 7 zugewandt, dass sich ein Ende von den genannten beiden Enden von der Oberseite des spiralen Drahtelements 3 her durch das Drahtelement 3 hindurch bis zum Grundmetall 7 erstreckt, und innerhalb des spiralen Drahtelements 3 ist die Emitter-beschichtete Spule 21 vorhanden.
  4. Eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Emitter-beschichtete Spule 21 mittels dünneren Wolframdrahts zu einer Dünnspule ausgebildet ist als das spirale Drahtelement 3, anschließend die Dünnspule wiederum in Spiralform gewickelt ist, und dann auf der Oberfläche der Dünnspule werden ein oder mehre Emitter bestehend einem aus folgenden Materialien beschichtet: Cäsiumoxid, Bariumoxid, Strontiumcalciumoxid, Yttriumoxid oder Magnesiumoxid.
DE102011085328A 2011-07-13 2011-10-27 Kaltkathodenfluoreszenzlampe mit hoher Effizienz und langer Bestrahlungsdauer Ceased DE102011085328A1 (de)

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