DE19919363A1

DE19919363A1 - Entladungslampe mit Abstandshalter

Info

Publication number: DE19919363A1
Application number: DE19919363A
Authority: DE
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-09
Also published as: US6879108B1; WO2000065635A1; KR20010053242A; HUP0102721A2; HUP0102721A3; EP1092232A1; CN1253919C; JP2002543562A; TW484166B; CA2336032A1; CN1302450A

Abstract

Eine Entladungslampe, geeignet für den Betrieb mittels dielektrisch behinderter Entladung, mit einem Entladungsgefäß mit zwei zumindest abschnittsweise parallelen Gefäßwänden (2; 7), weist mindestens einen Abstandshalter (1) aus optisch transparentem Isoliermaterial auf. Der bzw. jeder Abstandshalter (1) steht mit den beiden Gefäßwänden (2; 7) über Auflageflächen in Kontakt. Zumindest im Bereich einer Auflagefläche weist der bzw. jeder Abstandshalter eine optisch diffuse Oberfläche (8) auf.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Begriff "Entladungslampe" umfaßt dabei Quellen elektromagnetischer Strahlung auf der Basis von Gasentladungen. Das Spektrum der Strahlung kann dabei sowohl den sichtbaren Bereich als auch den UV(Ultraviolett)/VUV(Vakuumultraviolett)-Bereich sowie den IR(Infrarot)- Bereich umfassen. Ferner kann auch eine Leuchtstoffschicht zur Konvertie rung unsichtbarer in sichtbare Strahlung vorgesehen sein.

Außerdem handelt es sich um Entladungslampen mit sogenannten dielek trisch behinderten Elektroden. Dabei sind die dielektrisch behinderten Elek troden typischerweise in Form dünner metallischer Streifen realisiert, die auf der Außen- und/oder Innenwandung des Entladungsgefäßes angeordnet sind. Falls alle Elektroden auf der Innenwandung angeordnet sind, muß zumindest ein Teil der Elektroden gegenüber dem Innern des Entladungsgefäßes mit einer dielektrischen Schicht vollständig abgedeckt sein. Entladungslampen dieses Typs sind beispielsweise aus der EP 0 363 832 (Fig. 3) und der WO 98/43 279 (Fig. 3a, 3b) bekannt.

Genauer gesagt betrifft die Erfindung den oben genannten Lampentyp mit einem großflächigen Entladungsgefäß, insbesondere sogenannte Flachlam pen. Derartige Lampen weisen typischerweise zwei, zumindest abschnitts weise und näherungsweise plane Entladungsgefäßwände auf, die einander parallel benachbart sind.

Diese beiden Gefäßwände, im folgenden der Kürze wegen als Front- bzw. Bodenplatte bezeichnet, sind üblicherweise über einen Rahmen miteinander gasdicht verbunden und bilden so das Entladungsgefäß. Alternativ können Boden- und/oder Frontplatte so geformt sein, daß beim Zusammenfügen bereits ein Entladungsgefäß gebildet wird. Beispielsweise kann die Boden- und/oder Frontplatte wannenartig geformt sein, z. B. durch Tiefziehen einer planen Glasplatte. Bei sehr großflächigen Flachlampen ist auch in diesem Fall der überwiegende Anteil der geformten Boden- bzw. Frontplatte zumindest näherungsweise plan. In jedem Fall benötigt eine derartige Lampe zur Stabi lisierung eine oder mehrere Stützstellen, im folgenden auch als Abstands halter bezeichnet.

Dies gilt um so mehr, als eine Entladungslampe eine Gasfüllung definierter Zusammensetzung und Fülldruck enthält und deshalb vor dem Befüllen evakuiert werden muß. Folglich muß das Entladungsgefäß sowohl Unter druck - nämlich während der Herstellung der Lampe- als auch dem späte ren Fülldruck, der bei derartigen Lampen üblicherweise weniger als Atmo sphärendruck beträgt, beispielsweise zwischen 10 kPa und 20 kPa, dauerhaft standhalten. Dies wird durch die genannten Abstandshalter erreicht, die zwischen Boden- und Frontplatte des Entladungsgefäßes in ausreichender Anzahl und geeigneter Position angeordnet sind. Jeder Abstandshalter be rührt dabei an zwei einander gegenüberliegenden Auflageflächen die beiden Platten und stützt so diese gegeneinander ab. Die Positionierung der Ab standshalter hat so zu erfolgen, daß die Entladung nicht oder allenfalls ge ringfügig beeinflußt wird.

Stand der Technik

In der Schrift EP 0 324 953 A1 ist ein Flachstrahler mit dielektrisch behinder ten Elektroden und Abstandshalter offenbart (z. B. Fig. 1). Die Abstands halter sind durch längliche Distanzstücke aus Isoliermaterial gebildet.

Außerdem sind auch Abstandshalter mit anderen Formen bekannt, bei spielsweise säulenförmig sowie kugelförmig. Im Falle einer Säule sind ver schiedene Querschnittsformen denkbar. In jedem Fall werden die einzelnen Abstandshalter üblicherweise durch Schleifen und Polieren auf die ge wünschten Abmessungen gebracht. Nachteilig dabei ist, daß sich diese Ab standshalter als relativ dunkle Flecken in der leuchtenden Frontplatte der Lampe abbilden.

Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei der die Abstandshalter möglichst wenig sichtbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängi gen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß ist der bzw. jeder Abstandshalter zumindest im Bereich einer Auflagefläche mit einer optisch diffusen Oberfläche versehen. Alterna tiv kann auch die gesamte Oberfläche des bzw. jedes Abstandshalters mit einer diffusen Oberfläche versehen sein.

Die diffuse Oberfläche kann durch Mattieren realisiert sein, beispielsweise durch Ätzen mit Flußsäure, durch Sandstrahlen o. ä.. Alternativ kann die dif fuse Oberfläche auch durch eine dünne mattweiße Farbschicht realisiert sein.

Eine besondere Problematik tritt hinzu, wenn der bzw. jeder Abstandshalter durch einen Körper gebildet ist, der zwischen den beiden Auflageflächen eine Verdickung aufweist, beispielsweise eine polierte Kugel. Es hat sich nämlich gezeigt, daß sich in diesem Fall während des Lampenbetriebs jede Auflagefläche als dunkler "Punkt" auf der Frontplatte der Lampe abbildet. Um diesen "Punkt" herum erscheint ein dunkler Hof. Dessen Ursache scheint der Schattenwurf der Kugel gegen die Innenwandung der Frontplatte zu sein.

Erfindungsgemäß ist zumindest die Auflagefläche der Kugel mattiert. Au ßerdem ist die obere Hemisphäre der Kugel, d. h. diejenige Hemisphäre, de ren Pol innerhalb der Auflagefläche der Kugel mit der Innenwandung der Frontplatte liegt, zusätzlich mit Leuchtstoff beschichtet. Allerdings ist die Auflagefläche selbst von dem Leuchtstoff ausgespart oder die Leuchtstoff schicht ist auf der Auflagefläche zumindest dünner. Offenbar wird durch die Leuchtstoffschicht auf der "oberen" Hemisphäre der Kugel Licht in den von der Kugel abgeschatteten Bereich hinein reflektiert bzw. gestreut und folglich der oben genannte dunkle Hof vermieden. Die unbeschichtete "untere" He misphäre läßt hingegen Licht in die Kugel eintreten, welches zum Teil aus der Auflagefläche aus und durch die Frontplatte hindurch tritt und so das Entstehen des oben genannten dunklen "Punktes" auf der Frontplatte ver hindert.

In einer Weiterbildung ist die Oberfläche des bzw. jedes Abstandshalters derart behandelt, daß die bzw. jede betreffende Oberfläche, eventuell mit Ausnahme der Auflagefläche, Eigenschaften einer "Strahlungsfalle" auf weist. Damit ist gemeint, daß die optischen Eigenschaften der jeweiligen Oberfläche gezielt derart verändert sind, daß die auf diese Oberfläche auf treffenden Lichtstrahlen bevorzugt in den betreffenden Abstandshalter hin ein gebrochen werden und auf diese Weise zur Aufhellung dieses Abstands halters beitragen.

Dies kann beispielsweise durch eine Vielzahl geeigneter Mikrostrukturen, insbesondere in Form von Prismen oder Pyramiden auf der Oberfläche des bzw. jedes Abstandshalters erreicht werden. Der Effekt der Strahlungsfalle beruht in diesem Fall darauf, daß ein Teil der von einer Struktur reflektierten Lichtstrahlen auf eine unmittelbar benachbarte Struktur trifft und von dieser Struktur zumindest teilweise in den betreffenden Abstandshalter hinein ge brochen wird.

Alternativ kann der Effekt der Strahlungsfalle auch durch eine Art Anti reflex-Interferenzschicht erzielt werden, die auf der Oberfläche des bzw. je des Abstandshalters aufgebracht ist. Allerdings ist diese Variante technisch aufwendig, da Interferenzschichten typischerweise durch einen Stapel von dünnen Schichten mit abwechselnd hohem bzw. niedrigem Brechungsindex realisiert werden.

Außerdem wird Schutz für einen Abstandshalter beansprucht, dessen Ober fläche zumindest teilweise optisch diffus ist.

Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele nä her erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 die Anordnung von Abstandhalter in einer typischen Elektroden konfiguration einer Flachstrahlerlampe,

Fig. 2 ein Abstandhalter in einer Ausschnitts- und Querschnittsdarstel lung aus Fig. 1,

Fig. 3a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abstandhalter in einer Draufsicht,

Fig. 3b der Abstandhalter aus Fig. 3a in einer Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Anordnung von Abstandhal ter 1 in einer typischen Elektrodenkonfiguration einer Flachstrahlerlampe für die Hinterleuchtung eines Flüssigkristallbildschirms (nicht dargestellt), zu der im weiteren verwiesen wird auf die Schrift WO 98/43 276. Auf der Bo denplatte 2 sind abwechselnd längliche Anoden 3 und Kathoden 4 angeord net. Die Kathoden 4 weisen nasenartige Vorsprünge 5 auf (vgl. WO 98/11 596), an denen sich im Betrieb jeweils eine Teilentladung ausbildet. Außerdem ist jede Anode 3 vollständig mit einer dielektrischen Schicht (nicht dargestellt) bedeckt. Ein Rahmen 6 des Entladungsgefäßes ist ange deutet, der die Bodenplatte 2 mit einer Frontplatte (nicht dargestellt) gasdicht verbindet und so ein Entladungsgefäß bildet. Das Licht der Flachstrahler lampe wird im wesentlichen durch die Frontplatte ausgekoppelt.

Fig. 2 verdeutlicht die Abstandhalter 1 in einer Ausschnitts- und Quer schnittdarstellung aus Fig. 1. Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugs ziffern versehen. Der Abstandhalter 1 - eine Präzisionsglaskugel aus Weich glas mit einem Durchmesser von 5 mm - liegt zwischen der Bodenplatte 2 und der Frontplatte 7 der Flachstrahlerlampe. Die gesamte Oberfläche 8 der Kugel 1 ist mittels Flußsäure matt geätzt.

Die Glaskugel 1 ist über ein Glaslot 9 mit der Bodenplatte 2 verlötet, um sie bei der Montage zu fixieren. Bevorzugt ist das Glaslot 9 mit einem Weißpig ment versetzt, z. B. mit ca. 1 bis 10 Gewichtsprozent (Gew.-%) Rutil (TiO₂), um zu verhindern, daß die Glaskugel 1 eine möglicherweise dunkle Farbe des Glaslotes 9 zur Frontplatte 7 projiziert. An der Frontplatte 7 selbst liegt die Glaskugel 1 lediglich an.

Die der Frontplatte 7 benachbarte "obere" Hemisphäre der Glaskugel 1 ist - mit Ausnahme eines kleinen Bereiches 110 um die Auflagefläche der Kugel 1 auf der Frontplatte 7 - mit einer Leuchtstoffschicht 10 beschichtet, die sich auch auf der Bodenplatte 2 und auf der Frontplatte 7 befindet.

Auf der Außenseite der Frontplatte 7, die aus transparentem Spezialglas B270 des Herstellers DESAG besteht, liegt eine Prismenfolie 11 auf (Bright ness-Enhancement-Folie des Herstellers 3M).

Unter der Leuchtstoffschicht 10 auf der Bodenplatte 2 befindet sich weiterhin eine Reflexionsschicht 12.

Die Fig. 3a, 3b zeigen schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel ei nes Abstandhalters 13 in einer Draufsicht sowie in einer Seitenansicht. Es handelt sich um eine Glassäule mit kreuzförmigem oder sternförmigem Querschnitt, wobei das Kreuz vier Arme 14a-14d aufweist. Die obere Stirn fläche der Glassäule 13 ist mit einer mattweißen Farbschicht 15 versehen. In einer (nicht dargestellten) Variante der Fig. 1 ist jede Glaskugel 1 durch ei ne solche Glassäule 13 ersetzt. Dabei bildet jeweils die obere Stirnfläche bzw. die Farbschicht 15 die Auflagefläche mit der Frontplatte 7 des Entladungsge fäßes der Lampe.

Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung ist nicht auf die in den Ausfüh rungsbeispielen aufgeführten Formen der Abstandshalter beschränkt.

Claims

1. Entladungslampe, geeignet für den Betrieb mittels dielektrisch behin derter Entladung, mit

- einem Entladungsgefäß mit zwei zumindest abschnittsweise paral lelen Gefäßwänden (2; 7),
- mindestens einem Abstandshalter (1; 13) aus optisch transparentem Isoliermaterial, wobei der bzw. jeder Abstandshalter (1; 13) innerhalb des Entladungsgefäßes zwischen den beiden Gefäßwänden (2; 7) an geordnet ist derart, daß der bzw. jeder Abstandshalter (1; 13) mit den beiden Gefäßwänden (2; 7) über Auflageflächen in Kontakt steht,
- Elektroden (3; 4), wobei mindestens eine Elektrode (3) durch ein Dielektrikum vom Innern des Entladungsgefäßes getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- der bzw. jeder Abstandshalters (1; 13) zumindest im Bereich einer Auflagefläche eine optisch diffuse Oberfläche (8; 15) aufweist.

2. Entladungslampe nach Anspruch 1, wobei die diffuse Oberfläche (8) durch Mattieren realisiert ist.

3. Entladungslampe nach Anspruch 1, wobei die diffuse Oberfläche durch eine dünne mattweiße Farbschicht (15) realisiert ist.

4. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der bzw. jeder Abstandshalter (13) durch eine Säule gebildet ist.

5. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der bzw. jeder Abstandshalter (1) durch einen Körper gebildet ist, der zwischen den Auflageflächen eine Verdickung aufweist.

6. Entladungslampe nach Anspruch 5, wobei der Körper eine Kugel (1) ist.

7. Entladungslampe nach Anspruch 6, wobei eine Hemisphäre der Kugel zusätzlich mit Leuchtstoff (10) beschichtet ist und wobei diese Hemi sphäre (10) derart orientiert ist, daß ihr Pol innerhalb einer Auflageflä che der Kugel liegt.

8. Entladungslampe nach Anspruch 7, wobei die Auflagefläche von dem Leuchtstoff (10) ausgespart ist (110) oder die Leuchtstoffschicht auf der Auflagefläche zumindest dünner ist.

9. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zu mindest ein Teil der Oberfläche des bzw. jedes Abstandshalters Eigen schaften einer "Strahlungsfalle" aufweist.

10. Entladungslampe nach Anspruch 9, wobei die Oberfläche Mikrostruk turen, beispielsweise in Form von Prismen oder Pyramiden, aufweist.

11. Entladungslampe nach Anspruch 9, wobei die Oberfläche eine Anti reflex-Interferenzschicht aufweist.

12. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der bzw. jeder Abstandshalter (1) zumindest an einer Auflagefläche mit Hilfe eines Glaslotes (9) mit einer Gefäßwand verbunden ist, wobei dem Glaslot (9) ein Weißpigment zugesetzt ist.

13. Entladungslampe nach Anspruch 12, wobei das Weißpigment Rutil (TiO₂) ist und der Anteil am Glaslot im Bereich von ca. 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% liegt.

14. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Isoliermaterial des bzw. jedes Abstandshalters (1; 13) Glas ist.

15. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lampe eine Flachlampe ist und die beiden Gefäßwände eine Frontplat te (7) bzw. eine dazu parallele Bodenplatte (2) sind.

16. Abstandshalter (1; 13) für die Verwendung in einer Entladungslampe, die für den Betrieb mittels dielektrisch behinderter Entladung geeignet ist, mit einem Entladungsgefäßes mit zwei zumindest abschnittsweise parallelen Wänden (2; 7), wobei der Abstandshalter (1; 13) dafür vorge sehen ist, innerhalb des Entladungsgefäßes der Entladungslampe zwi schen den beiden Gefäßwänden (2; 7) angeordnet zu werden derart, daß der Abstandshalter (1; 13) mit den beiden Gefäßwänden (2; 7) über Auflageflächen in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab standshalter (1; 13) zumindest im Bereich einer Auflagefläche eine op tisch diffuse Oberfläche (8; 15) aufweist.

17. Abstandshalter (1) nach Anspruch 16, wobei die diffuse Oberfläche (8) durch Mattieren realisiert ist.

18. Abstandshalter (13) nach Anspruch 16, wobei die diffuse Oberfläche durch eine dünne mattweiße Farbschicht (15) realisiert ist.

19. Abstandshalter nach einem der Ansprüche 16, 17 oder 18, wobei zu mindest ein Teil der Oberfläche des Abstandshalters Eigenschaften ei ner "Strahlungsfalle" aufweist.

20. Abstandshalter nach Anspruch 19, wobei die Oberfläche Mikrostruktu ren, beispielsweise in Form von Prismen oder Pyramiden, aufweist.

21. Abstandshalter nach Anspruch 19, wobei die Oberfläche eine Antire flex-Interferenzschicht aufweist.

22. Abstandshalter (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei zumin dest ein Teil der Oberfläche des Abstandshalters zusätzlich eine Leuchtstoffschicht (10) aufweist.