DE4031459A1 - Entladungsverfahren und danach arbeitende fluoreszenzlampe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Entladungsverfahren und eine das Entladungsverfahren anwendende kleine Fluoreszenzlampe vom Glühkathodentyp.

Eine kleine Fluoreszenzlampe vom Kaltkathodentyp ist als Hintergrundlichtquelle einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit bereits bekannt.

Bei der herkömmlichen kleinen Fluoreszenzlampe vom Kaltkathodentyp sind an entgegengesetzten Enden einer Glasröhre glühfadenartige (z. B. gewendelte) Elektroden angeordnet, und zur Entladung wird an die Elektroden eine Hochspannung angelegt. Da eine hohe Betriebsspannung verwendet werden muß, benötigt man einen Gleichspannungswandler, der insofern ein Problem darstellt, als seine Kosten hoch sind. Außerdem besteht ein Problem darin, daß aufgrund der Anwesenheit des Wandlers Störspannungen in umgebenden Geräten erzeugt werden.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Entladungsverfahren und eine kleine Fluoreszenzlampe vom Glühkathodentyp bereitzustellen, bei denen eine Lichtaussendung hoher Leuchtdichte mittels Gleichstroms niedriger Spannung einfach erreicht werden kann, ohne daß ein Gleichspannungswandler zur Erzeugung hoher Spannung verwendet wird, der teuer wäre und Störspannungen in den umgebenden Geräten erzeugen würde.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Entladungsverfahren und eine kleine Fluoreszenzlampe vom Glühkathodentyp bereitzustellen, die das sog. Kataphorese- Phänomen verhindern können und dadurch die Lebensdauer einer einseitig Elektronen emittierenden negativen Elektrode verlängern sowie die Luminanz mit zunehmender Entfernung von der negativen Elektrode beim Verstreichen der Entladungs- oder Zünddauer herabsetzen und eine praktische Realisierung einer langen rohrförmigen Lampe ermöglichen.

Fig. 1 ist eine geschnittene Vorderansicht zur Erläuterung eines Entladungsverfahrens und einer kleinen Fluoreszenzlampe, die das erfindungsgemäße Entladungsverfahren verwendet;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Schema einer Entladungs-/Zünd-Schaltung der in Fig. 1 gezeigten kleinen Fluoreszenzlampe;

Fig. 5 ist ein Schema einer Zünd-Schaltung zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten kleinen Fluoreszenzlampe;

Fig. 6 ist ein Schema einer Entladungs-/Zünd-Schaltung zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten kleinen Fluoreszenzlampe;

Fig. 7 ist eine geschnittene Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der kleinen Fluoreszenzlampe;

Fig. 8 ist eine geschnittene Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der kleinen Fluoreszenzlampe;

Fig. 9 ist eine geschnittene Vorderansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform eines weiteren Entladungsverfahrens sowie einer kleinen Fluoreszenzlampe, die dieses erfindungsgemäße Entladungsverfahren verwendet;

Fig. 10 ist ein Schema einer Entladungs-/Zünd-Schaltung der in Fig. 9 gezeigten kleinen Fluoreszenzlampe;

Fig. 11 ist ein Schema einer Entladungs-/Zünd-Schaltung zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der in Fig. 9 gezeigten kleinen Fluoreszenzlampe;

Fig. 12 ist eine geschnittene Vorderansicht zur Erläuterung eines weiteren Entladungsverfahrens und einer weiteren kleinen Fluoreszenzlampe, die dieses erfindungsgemäße Entladungsverfahren verwendet;

Fig. 13 ist ein Schema einer Zünd-Schaltung der in Fig. 12 gezeigten kleinen Fluoreszenzlampe; und

Fig. 14 ist ein Schema einer Zünd-Treiberschaltung zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform einer kleinen Fluoreszenzlampe.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Glasröhre von 7 mm Innendurchmesser und ca. 70 mm Länge. Ein Sockel 2 mit einem Auslaßrohr 3 ist an einem Ende der Glasröhre 1 angeschweißt und mit einer gewendelten, zwischen einem Paar von Elektrodenhaltestäben 4a und 4b eingespannten negativen Elektrode 5 versehen. Eine Anodenelektrode 7 bestehend aus einem ringförmigen, am äußersten Ende eines Elektrodenhaltestabs 6 angebrachten Getter ist ebenfalls am Sockel 2 angeordnet, wobei die Anodenelektrode 7 der negativen Elektrode 5 in senkrechter und geringfügig beabstandeter Relativlage gegenübersteht. Die negative Elektrode 5 ist beispielsweise doppelt oder dreifach gewendelt, und ihre Oberfläche ist mit einem thermionischen Material aus Oxid, hauptsächlich etwa von Barium, Strontium und Calcium, beschichtet. Die negative Elektrode 5 und die Anodenelektrode 7 bilden eine erste (nicht mit einem Bezugszeichen versehene) Entladungszone.

Die Elektrodenhaltestäbe 4a, 4b und 6 sind im Sockel 2 mit Anschlußdrähten 8a, 8b bzw. 9 verbunden, wobei die Anschlußdrähte 8a, 8b und 9 nach außen geführt sind, aber luftdicht durch den Sockel 2 verlaufen.

Ein Sockel 10 ist am anderen Ende der Glasröhre 1 angeschweißt, und das Innere der Glasröhre 1 stellt durch die Anwesenheit des Sockels 10 und des vorgenannten Sockels 2 eine geschlossene Konstruktion dar. Ein Edelgas, wie etwa Argon, und eine kleine Menge Quecksilber sind in der Glasröhre dicht eingeschlossen,; deren Innenfläche ist mit einem fluoreszierendem Material 1a beschichtet. Ein Elektrodenhaltestab 11 ist am Sockel 10 angeordnet, und eine Anodenelektrode 12 bestehend aus einem ringförmigen Getter ist am äußersten Ende des Elektrodenhaltestabs 11 angebracht. Eine zweite (nicht mit einem Bezugszeichen gekennzeichnete) Entladungszone liegt zwischen der Anodenelektrode 12 und der negativen Elektrode 5 der oben genannten ersten Entladungszone. Der Elektrodenhaltestab 11 ist im Sockel 10 mit einem Anschlußdraht 13 verbunden, der luftdicht durch den Sockel 10 nach außen geführt ist.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Entladungs-/Zünd-Schaltung der Glasröhre 1 in der vorgenannten Bauweise. Wenn gemäß dieser Figur eine Gleichspannung von 5 V an die negative Elektrode 5 und eine Gleichspannung von 12 V an die positiven Elektroden 7 und 12 gelegt wird, beginnt die Aussendung von Thermionen, d. h. eines ersten Ladungsstroms, in Richtung auf die positive Elektrode 7, die der geheizten negativen Elektrode 5 der ersten Entladungszone mit kleinem Abstand gegenübersteht, und danach erfolgt eine Hauptentladung in der zweiten Entladungszone zwischen der negativen Elektrode 5 und der ihr mit großem Abstand gegenüberstehenden positiven Elektrode 12. Zwischen der Vorentladung der ersten Entladungszone und der Hauptentladung der zweiten Entladungszone besteht eine geringe zeitliche Verschiebung. Diese ist so kurz, daß es dem menschlichen Auge erscheint, als würden beide Entladungen gleichzeitig beginnen. Die durch diese Entladung hervorgerufenen Thermionen kollidieren mit Quecksilberdampf und erzeugen so ultraviolette Strahlen von 253,7 nm Wellenlänge.

Wenn die ultravioletten Strahlen auf die oben erwähnte fluoreszierende Materialschicht an der Innenwand der Glasröhre 1 fallen, wird sichtbares Licht erzeugt. Dieses sichtbare Licht dringt durch die Glasröhre 1 und strahlt nach außen, wodurch die Glasröhre 1 eine kleine Fluoreszenzlampe vom Glühkathodentyp bildet.

Sobald die Hauptentladung zwischen der negativen Elektrode 5 und der positiven Elektrode 12 der zweiten Entladungszone erfolgt, braucht an die positive Elektrode 7 keine Spannung angelegt zu werden. Wenn jedoch für eine fortgesetzte Entladung gesorgt wird, ist es günstig, daß Entladung und Lichtemission in dieser Zone sichergestellt werden können. Was etwa die Farbe des Lichts anbelangt, so kann - z. B. bei Verwendung von bekanntem Halogenkaliumphosphat als fluoreszierendem Material - wie bei einer allgemeinen Fluoreszenzlampe reines Weiß erzielt werden, wobei die Farbtemperatur bei 5000°Kelvin liegt. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel beträgt die Luminanz ca. 8000 Candela pro Quadratmeter (8000 Nit) .

Lumineszenzfarben schließen verschiedene Farben ein, je nach Art der fluoreszierenden Materialien, die an der Glasröhre 1 als Schicht aufgebracht werden.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Zünd-Schaltung. Gemäß der Figur wird eine Gleichspannung von 5 V als Energiequellenspannung verwendet, und an die positiven Elektroden 7 und 12 werden jeweils 12 V oder 24 V gelegt, die mittels eines Gleichspannungswandlers 20 durch Umwandlung der AV-Gleichspannung gewonnen werden.

Der in diesem Fall verwendete Gleichspannungswandler 20 kann von einfacher Bauweise sein, da eine niedrige Umwandlungsspannung ausreicht. Dieser Wandler liegt hinsichtlich seiner Herstellungskosten viel niedriger als jener für den herkömmlichen Kaltkathodentyp. Störspannungen treten selten auf.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Zünd-Schaltung. Gemäß der Figur wird eine Spannung von 24 V, die dieselbe ist wie jene der positiven Elektroden 7 und 12, auch an die negative Elektrode 5 gelegt. Selbst bei einer solchen Ausführungsform kann das Ziel der Erfindung erreicht werden, nämlich eine kleine Fluoreszenzlampe mit hoher Luminanz zu erhalten.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Elektrodenkonstruktion. Gemäß der Figur wird eine positive Elektrode 31, die einer negativen Elektrode 30 zugeordnet ist, bezüglich der negativen Elektrode genau andersherum angeordnet als in der vorgenannten Ausführungsform. Die andere positive Elektrode 32 entspricht derjenigen im vorherigen Ausführungsbeispiel.

Bei einer derartigen Ausführungsform besteht ein Vorteil darin, daß das Einbauen der positiven Elektrode 31 in einen Sockel 33 erleichtert wird.

Fig. 8 zeigt noch eine Ausführungsform einer Elektrodenkonstruktion. Gemäß der Figur besitzt eine positive Elektrode 41, die einer negativen Elektrode 40 zugeordnet ist, die Form eines Stabes, wobei die positive Elektrode 41 in einer senkrechten und geringfügig beabstandeten Relativlage angeordnet ist. Eine positive Elektrode 42 an der entgegengesetzten Seite besitzt ebenfalls die Form eines Stabes.

Bei einer solchen Ausführungsform besteht ein Vorteil darin, daß Konstruktion und Einbau der positiven Elektrode einfach sind.

Die stabförmige positive Elektrode 41 selbst kann die eines Getters sein, und es kann eine Bauweise angewendet werden, bei der ein Getter am äußersten Ende der positiven Elektrode 41 montiert ist. Zahlreiche Abwandlungen können für die Form und Konstruktion der positiven Elektrode in Betracht gezogen werden.

Als Entladungs-/Zünd-Schaltungen der in Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiele können die in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Schaltungen angemessen verwendet werden.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entladungsverfahrens und einer erfindungsgemäßen kleinen Fluoreszenzlampe. Ein Sockel 52 und ein Auslaßrohr 53 sind an einem Ende einer Glasröhre 51, die die gleiche Konstruktion wie in der vorigen Ausführungsform aufweist, angeordnet. Der Sockel 52 ist mit einer gewendelten, zwischen einem Paar von Elektrodenhaltestäben 54a und 54b gespannten, negativen Elektrode 55 versehen. Eine positive Elektrode 57 bestehend aus einem ringförmigen, am äußersten Ende eines Elektrodenhaltestabs 56 angebrachten Getter ist ebenfalls am Sockel 52 angeordnet, wobei die positive Elektrode 57 bezüglich der negativen Elektrode 55 in senkrechter und geringfügig beabstandeter Relativlage angeordnet ist.

Die Elektrodenhaltestäbe 54a, 54b und 56 sind im Sockel 52 mit Anschlußdrähten 58a, 58b bzw. 59 verbunden, wobei die Anschlußdrähte 58a, 58b und 59 nach außen geführt sind, indem sie luftdicht durch den Sockel 52 verlaufen.

Ein Sockel 62 und ein Auslaßrohr 63 sind am anderen Ende der Glasröhre 51 angeordnet, und der Sockel 62 ist mit einer gewendelten, zwischen einem Paar von Elektrodenhaltestäben 64a und 64b aufgespannten negativen Elektrode 65 versehen. Eine positive Elektrode 67 bestehend aus einem ringförmigen, am äußersten Ende eines Elektrodenhaltestabs 66 angebrachten Getter ist ebenfalls am Sockel 62 angeordnet, wobei die positive Elektrode 67 bezüglich der negativen Elektrode 65 in senkrechter und geringfügig beabstandeter Relativlage angeordnet ist. Die negative Elektrode 65 ist beispielsweise doppelt oder dreifach gewendelt, und ihre Oberfläche ist z. B. mit einem thermionischen Emissionsmaterial aus Oxid, hauptsächlich etwa von Barium, Strontium und Calcium, beschichtet. Die Elektrodenhaltestäbe 64a, 64b und 66 sind im Sockel 62 mit Anschlußdrähten 68a, 68b bzw. 69 verbunden, wobei die Anschlußdrähte 68a, 68b und 69 nach außen geführt sind, indem sie luftdicht durch den Sockel 62 verlaufen.

Die Glasröhre 51 besitzt eine geschlossene Konstruktion, die von den an entgegengesetzten Enden derselben angeschweißten Sockeln 52 und 62 gebildet ist, und ein Edelgas, wie etwa Argon, ist zusammen mit einer kleinen Menge Quecksilber darin dicht eingeschlossen. Diese Glasröhre 51 ist zu einer kleinen Fluoreszenzlampe vom Glühkathodentyp ausgebildet, indem - wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel - ein fluoreszierendes Material 51a in bekannter Weise als Schicht an ihrer Innenwand aufgebracht wird.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform einer Entladungs-/Zünd­ Schaltung der Glasröhre 51 mit der Bauweise nach Fig. 9. Gemäß dieser Figur wird eine Gleichspannung von 5 V an die negativen Elektroden 55 und 65 und eine Gleichspannung von 12 V an die positiven Elektroden 57 und 67 gelegt. Dann erfolgt zunächst die Aussendung von Thermionen von den geheizten negativen Elektroden 55 und 65 in Richtung auf die mit geringem Abstand zugeordneten positiven Elektroden 57 und 67, um die Entladung in Gang zu setzen. Die Thermionen kollidieren mit Quecksilberdampf und erzeugen so ultraviolette Strahlung von 253,7 nm Wellenlänge. Wenn das fluoreszierende Material wie oben beschrieben an der Innenwand der Glasröhre 51 als Schicht aufgebracht ist, fallen die ultravioletten Strahlen auf die Fluoreszenzlampe und erzeugen sichtbares Licht, wodurch die ganze Glasröhre 51 strahlt und eine kleine Fluoreszenzlampe vom Glühkathodentyp bildet. Was die Farbe des Lichts anbelangt, so kann bei Verwendung von Halogenkaliumphosphat als fluoreszierendem Material - wie beim vorgenannten Ausführungsbeispiel - reines Weiß erzielt werden, wobei die Farbtemperatur bei 5000°Kelvin liegt. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel beträgt die Luminanz ca. 8000 Candela pro Quadratmeter (8000 Nit).

Fig. 11 zeigt noch eine weitere Ausführungsform einer Zünd- Schaltung einer in Fig. 9 gezeiqten kleinen Fluoreszenzlampe. Gemäß der Figur wird eine Spannung von 24 V, die dieselbe ist wie jene der positiven Elektroden 57 und 67, an die negativen Elektroden 55 und 65 gelegt. Das Ziel der Erfindung kann durch die beschriebene Ausfühhrungsform erreicht werden. Eine kleine Fluoreszenzlampe mit höherer Luminanz wird erzielt.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entladungsverfahrens und einer erfindungsgemäßen kleinen Fluoreszenzlampe. Gemäß der Figur bezeichnet die Bezugszahl 71 eine langgestreckte Glasröhre mit 7 mm Innendurchmesser und ca. 150 mm Länge. Ein Sockel 72 und ein Auslaßrohr 73 sind an einem Ende der Glasröhre 71 angeordnet, und der Sockel 72 ist mit einer gewendelten, zwischen einem Paar von Elektrodenhaltestäben 74a und 74b aufgespannten negativen Elektrode 75 versehen. Eine positive Elektrode 77, bestehend aus einem ringförmigen, am äußersten Ende eines Elektrodenhaltestabs 76 angebrachten Getter, ist ebenfalls am Sockel 72 angeordnet, wobei die positive Elektrode 77 der negativen Elektrode 75 in senkrechter und geringfügig beabstandeter Relativlage gegenübersteht.

Die Elektrodenhaltestäbe 74a, 74b und 76 sind im Sockel 72 mit Anschlußdrähten 78a, 78b bzw. 79 verbunden, wobei die Anschlußdrähte 78a, 78b und 79 nach außen geführt sind, indem sie luftdicht durch den Sockel 72 verlaufen.

Ein Sockel 92 und ein Auslaßrohr 83 sind am anderen Ende der Glasröhre 71 angeordnet, und der Sockel 82 ist mit einer gewendelten, zwischen einem Paar von Elektrodenhaltestäben 84a und 84b aufgespannten negativen Elektrode 85 versehen. Eine positive Elektrode 87 bestehend aus einem ringförmigen, am äußersten Ende eines Elektrodenhaltestabs 86 angebrachten Getter, ist ebenfalls am Sockel 82 angeordnet, wobei die positive Elektrode 87 der negativen Elektrode 85 in senkrechter und geringfügig beabstandeter Relativlage gegenübersteht. Die Montageposition der positiven Elektroden 77, 87 und der negativen Elektroden 75, 85 kann gegenüber jener des Ausführungsbeispiels umgekehrt werden und ist nicht auf jene beschränkt.

Die Elektrodenhaltestäbe 84a, 84b und 86 sind im Sockel 82 mit Anschlußdrähten 88a, 88b bzw. 89 verbunden, wobei die Anschlußdrähte 88a, 88b und 89 nach außen geführt sind, indem sie luftdicht durch den Sockel 82 verlaufen.

Die Glasröhre 71 besitzt eine geschlossene Konstruktion, die von den an entgegengesetzten Enden derselben angeschweißten Sockeln 72 und 82 gebildet ist, und ein Edelgas, zum Beispiel Argon, ist zusammen mit einer kleinen Menge Quecksilber darin dicht eingeschlossen. Diese Glasröhre 71 ist zu einer Fluoreszenzlampe ausgebildet, indem - wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel - ein fluoreszierendes Material 71a in bekannter Weise als Schicht wie gezeigt an ihrer Innenwand aufgebracht wird.

Fig. 13 erläutert eine Entladungs-/Zünd-Schaltung einer Glasröhre 71 mit der vorgenannten Konstruktion. Gemäß der Figur werden die negativen Elektroden 75 und 85 während der Entladung/Zündung durch Reihen-Energiequellen-Schaltkreise 92 und 93 und Gleichspannungsquellen 90 und 91 mit einer Gleichspannung beaufschlagt, so daß die negativen Elektroden 75 und 85 geheizt werden können.

Die Bezugszahlen 92a und 93a bezeichnen Schalter zum Öffnen und Schließen der Gleichspannungs-Energiequellen-Schaltkreise 92 und 93. Bei der vorliegenden Erfindung ergibt sich auch bei Fehlen der Schalter 92a und 93a im Betrieb kein Nachteil. Werden die Schalter 92a und 93a jedoch vorgesehen, dann kann, wenn die negativen Elektroden 75 und 85, die - wie weiter unten beschrieben - abwechselnd die Entladung beenden, nicht ständig geheizt werden, der Schalter des Gleichspannungs- Energiequellen-Schaltkreises auf der Seite, auf der die Entladung endet, sogar erst vor dem Übergang auf das Heizen der negativen Elektroden in EIN-Stellung gebracht werden, wodurch der Vorteil erreicht wird, daß Energieverbrauch eingespart werden kann.

Weiterhin sind die positiven Elektroden 77 und 87 über Widerstände 95 bzw. 94 an Klemmen 97 bzw. 98 bezüglich der positiven Seite einer Gleichspannungs-Energiequelle 96 angeschlossen, und untereinander sind die positiven Elektroden 77 und 87 über einen Widerstand 99 verbunden. Andererseits sind die negativen Seiten der Gleichspannungs-Energiequellen- Schaltkreise 92 und 93 zum Heizen der negativen Elektroden 75 und 85 an Klemmen 101 bzw. 100 bezüglich der negativen Seite der Gleichspannungs-Energiequelle 96 angeschlossen. Die Bezugszeichen 102 und 103 bezeichnen Schalter, die - automatisch und mit gegebener Periode oder mittels eines externen Signals - gleichzeitig geschaltet werden. Im Ausführungsbeispiel ist ein mechanischer Schalter gezeigt, der die Schalter 92a und 93a umfaßt, welche nur zur Erläuterung dargestellt sind. Natürlich können zahlreiche andere Schaltanordnungen verwendet werden. Wenn die Entladung oder Zündung über eine lange Zeitdauer hinweg fortgesetzt wird, ist es erwünscht, daß das Schalten des besagten Schalters wie im unten beschriebenen Ausführungsbeispiel automatisch mit vorgegebener Periode erfolgt. Ein Auftreten des Kataphorese- Phänomens kann jedoch festgestellt werden, indem man eine Änderung von Strom und Spannung erfaßt oder eine Erfassung mittels optischer Einrichtungen, die nahe der entgegengesetzten Enden der Glasröhre angeordnet sind, durchführt. Bei Verwendung in einer Weise, bei welcher Entladung und Zündung mit Unterbrechungen wiederholt werden, bevor es zu Kataphorese kommt, kann das Schalten mit der Wiederholung der Entladung und Zündung erfolgen.

Kurz gesagt genügt es, wenn die Entladungszone vor einem Auftreten von Kataphorese oder vor einem Auftreten eines einseitigen Verbrauchs der negativen Elektrode der Entladungszone geschaltet werden kann. Die Erfindung gemäß dieser Ausführungsform kann für eine Glasröhre kurzer Baulänge verwendet werden und ist nicht auf Glasröhren großer Länge beschränkt.

Wie in Fig. 13 gezeigt, werden in einem Schaltzustand, bei dem die Schalter 102 und 103 bezüglich der Klemmen 97 und 100 in EIN-Stellung gebracht sind, Thermionen von der negativen Elektrode 75 der ersten Entladungszone 104 in Richtung auf die positive Elektrode 77 ausgesandt, um eine Vorentladung auszulösen. Danach werden Thermionen von der negativen Elektrode 75 der ersten Entladungszone 104 in Richtung auf die positive Elektrode 87 der zweiten Entladungszone 105 ausgesandt, um eine Hauptentladung auszulösen. Vorentladung und Hauptentladung erfolgen mit nur kleinem Zeitversatz, und das menschliche Auge kann beide Entladungen so sehen, als würden sie gleichzeitig stattfinden. Die Thermionen kollidieren mit Quecksilberdampf und erzeugen dabei ultraviolette Strahlung von 253,7 nm Wellenlänge. Wenn die Glasröhre 71 nicht mit fluoreszierendem Material beschichtet ist, werden die ultravioletten Strahlen so wie sie sind nach außen abgestrahlt.

Wenn - wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel - die Glasröhre 71 mit fluoreszierendem Material beschichtet ist, treffen die ultravioletten Strahlen auf das fluoreszierende Material und erzeugen so sichtbares Licht, wodurch die Glasröhre 71 zu einer kleinen Fluoreszenzlampe vom Glühkathodentyp wird. Was die Farbe des Lichts anbelangt, so kann bei Verwendung von Halogenkaliumphosphat als fluoreszierendem Material reines Weiß erzielt werden, wobei die Farbtemperatur bei 5000°Kelvin liegt. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel beträgt die Luminanz ca. 8000 Candela pro Quadratmeter (8000 Nit).

Wenn eine negative Elektrode nach Verstreichen einer gegebenen Zeitspanne einseitig verbraucht ist oder wenn die Schalter 102 und 103 vor einem Auftreten von Kataphorese auf die Seite der Klemmen 98 und 101 gelegt werden, wird die bis zu diesem Zeitpunkt stattgefundene, von der negativen Elektrode 75 der ersten Entladungszone 104 zu den positiven Elektroden 77 und 87 verlaufende Entladung abgebrochen, und die Vorentladung von der negativen Elektrode 85 der zweiten Entladungszone 105 zur positiven Elektrode 87 wird eingeleitet, und dann erfolgt die Hauptentladung von der negativen Elektrode 85 zur positiven Elektrode 77 der ersten Entladungszone 104. Die erste und die zweite Entladungszone 104 bzw. 105 führen in abwechselnder Folge ihre Entladungen durch, da die Schalter 102 und 103 nach Verstreichen einer gegebenen Zeitdauer umgeschaltet werden. Das Umschalten der Entladung beim Umschalten der Schalter 102 und 103 erfolgt augenblicklich, wenn die negativen Elektroden 75 und 85 im voraus geheizt werden. Das menschliche Auge kann eine solche Umschaltung nicht wahrnehmen, sondern sieht sie so, als fände eine normale Entladung kontinuierlich statt.

Im übrigen kann bei der oben genannten Glasröhre von 7 mm Durchmesser und 150 mm Länge die Umschaltzeit der Schalter zur Vermeidung von Kataphorese ca. zwei Stunden betragen. Wenn das Umschalten der Schalter nur zur Vermeidung eines Verbrauchs der negativen Elektrode getätigt wird, kann die erwähnte Umschaltzeit natürlich länger als die oben genannte sein.

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Zünd- Treiberschaltung. In der Figur bezeichnet die Bezugszahl 110 einen Impulsgenerator, der zum Steuern der Umschaltung der Entladungszone der Glasröhre 111 einen Impuls erzeugt. Die Periode des Impulses sowie sein Tastverhältnis können mittels veränderlicher Widerstände 112 und 113 eingestellt werden. Die Bezugszahl 114 bezeichnet einen Inverter zum Umkehren der vom Impulsgenerator 110 abgegebenen Impulse, die Bezugszahl 115 einen Inverter zum Umkehren des Ausgangssignals des Inverters 114, die Bezugszahlen 116 und 117 bezeichnen lichtgesteuerte Schalter (Photomoth-Relais), die vom Ausgangssignal des Inverters 114 angesteuert werden, und die Bezugszahlen 118 und 119 bezeichnen lichtgesteuerte Schalter, die vom Ausgangssignal des Inverters 115 angesteuert werden.

Die Bezugszahl 120 bezeichnet eine negative Elektrode einer ersten Entladungszone 121, wobei die negative Elektrode mittels eines Energiequellen-Schaltkreises 122 geheizt wird. Die Bezugszahl 123 bezeichnet eine positive Elektrode, die der negativen Elektrode 120 der ersten Entladungszone 121 nahe gegenübersteht und in einer Reihenschaltung von Widerständen 124, 125 und 126 an einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 124 und 125 angeschlossen ist. Die Bezugszahl 127 bezeichnet eine negative Elektrode einer zweiten Entladungszone 128, wobei die negative Elektrode 127 mittels eines Energiequellen-Schaltkreises 129 geheizt wird. Die Bezugszahl 130 bezeichnet eine positive Elektrode, die der negativen Elektrode 127 der zweiten Entladungszone 128 nahe gegenübersteht und an einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 125 und 126 angeschlossen ist. Der dem Widerstand 125 abgewandte Anschluß des Widerstands 126 ist über den lichtgesteuerten Schalter 117 mit einem positiven Anschluß eines Energiequellen-Schaltkreises 131 verbunden. Der dem Widerstand 125 abgewandte Anschluß des Widerstands 124 ist über den lichtgesteuerten Schalter 119 ebenfalls mit dem positiven Anschluß des Energiequellen-Schaltkreises 131 verbunden. Der lichtgesteuerte Schalter 116 ist zwischen der negativen Elektrode 120 der ersten Entladungszone 121 der Glasröhre 111 und dem negativen Anschluß des Energiequellen-Schaltkreises 131 angeschlossen, und der lichtgesteuerte Schalter 118 ist zwischen der negativen Elektrode 127 der zweiten Entladungszone 128 und dem negativen Anschluß des Energiequellen-Schaltkreises 131 angeschlossen. Die Bezugszahl 132 bezeichnet einen Transformator für die Energiequellen-Schaltkreise 122, 129 und 131.

Nachstehend wird die Funktionsweise beschrieben. Sobald die Energiequelle eingeschaltet wird, werden die negativen Elektroden 120 und 127 von den Energiequellen-Schaltkreisen 122 und 129 aufgeheizt und das Ausgangssignal des Impulsgenerators 110 ist logisch hoch, während das Ausgangssignal des Inverters 114 logisch tief ist. Das bedeutet, daß die lichtgesteuerten Schalter 116 und 117 eingeschaltet werden. Das Ausgangssignal des Inverters 115 ist logisch hoch, so daß die lichtgesteuerten Schalter 118 und 119 ausgeschaltet werden.

Der lichtgesteuerte Schalter 116 wird eingeschaltet, wodurch die negative Elektrode 120 der ersten Entladungszone 121 der Glasröhre 111 einen Zustand annimmt, in dem die negative Elektrode 120 mit der negativen Seite des Energiequellen- Schaltkreises 131 verbunden ist. Der lichtgesteuerte Schalter 117 wird eingeschaltet, wodurch die positive Elektrode 130 der zweiten Entladungszone 128 einen Zustand annimmt, in dem sie über den Widerstand 126 mit der positiven Seite des Energiequellen-Schaltkreises 131 verbunden ist, und die positive Elektrode 123 der ersten Entladungszone 121 nimmt einen Zustand an, in dem sie über eine Reihenschaltung der Widerstände 125, 126 mit der positiven Seite des Energiequellen-Schaltkreises 131 verbunden ist. Zunächst erfolgt die Vorentladung zwischen der positiven Elektrode 123 der ersten Entladungszone 121 und der negativen Elektrode 120. Dies löst die Hauptentladung zwischen der positiven Elektrode 130 der zweiten Entladungszone 128 und der negativen Elektrode 120 der ersten Entladungszone 121 aus. Durch die Vorentladung und die Hauptentladung ausgesandte Thermionen kollidieren mit Quecksilberdampf und erzeugen somit - wie oben erwähnt - ultraviolette Strahlen. Die ultravioletten Strahlen werden aus der Glasröhre 111 abgestrahlt. Wenn die Innenwand der Glasröhre 111, wie oben erwähnt, mit fluoreszierendem Material beschichtet ist, fallen die ultravioletten Strahlen auf das fluoreszierende Material und erzeugen so sichtbares Licht und die Glasröhre 111 wird zu einer kleinen Fluoreszenzlampe vom Glühkathodentyp.

Wenn dann der vom Impulsgenerator 110 erzeugte Impuls nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne von logisch hoch nach logisch tief wechselt, wechselt das Ausgangssignal des Inverters 114 von logisch tief nach logisch hoch, so daß die lichtgesteuerten Schalter 116 und 117 in den Sperrzustand übergehen und keine Spannung mehr zwischen der negativen Elektrode 120 einerseits und der positiven Elektrode 123 der ersten Entladungszone 121 und der positiven Elektrode 130 der zweiten Entladungszone 128 andererseits anlegen. Dementsprechend erfolgt keine Entladung zwischen diesen. Andererseits wechselt, wenn der Inverter 114 seinen Zustand umkehrt, das Ausgangssignal des Inverters 115 von logisch hoch nach logisch tief, und die lichtgesteuerten Schalter 118 und 119 gehen in den Leitzustand. Der lichtgesteuerte Schalter 118 wird eingeschaltet, wodurch die negative Elektrode 127 der zweiten Entladungszone 128 der Glasröhre 111 einen Zustand annimmt, in dem die negative Elektrode 127 mit der negativen Seite des Energiequellen-Schaltkreises 131 verbunden ist. Der lichtgesteuerte Schalter 119 wird eingeschaltet, wodurch die positive Elektrode 123 der ersten Entladungszone 121 der Glasröhre 111 mit der positiven Seite des Energiequellen- Schaltkreises 131 verbunden wird, und die positive Elektrode 130 der zweiten Entladungszone 128 nimmt einen Zustand an, in dem sie über eine Reihenschaltung der Widerstände 125, 126 mit der positiven Seite des Energiequellen-Schaltkreises 131 verbunden ist.

Dann erfolgt zuerst die Vorentladung zwischen der positiven Elektrode 130 der zweiten Entladungszone 128 und der negativen Elektrode 127 der zweiten Entladungszone 128. Dies löst die Hauptentladung zwischen der positiven Elektrode 123 der ersten Entladungszone 121 und der negativen Elektrode 127 der zweiten Entladungszone 128 aus. Damit ist das Umschalten der Elektroden, durch welche die Entladung erfolgt, abgeschlossen.

Danach wiederholt sich der soeben beschriebene Vorgang, und in vorgegebenen Zeitabständen wiederholen die erste und die zweite Entladungszone abwechselnd ihre Entladung. Dieses Umschalten der Entladung geschieht augenblicklich, da die negative Elektrode im voraus angeheizt wird. Deshalb erscheint es dem menschlichen Auge, als würde die Glasröhre 111 sich kontinuierlich entladen oder leuchten.

Claims (24)

1. Entladungsverfahren, bei dem in einer ersten Entladungszone an einem Ende einer Glasröhre (1) geschlossener Bauweise eine glühfadenartige negative Elektrode (5) und eine positive Elektrode (7) mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen, wobei die Glasröhre die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem inerten Gas, wie Argon, gefüllt ist, und bei dem ferner in einer zweiten Entladungszone am anderen Ende der Glasröhre eine weitere positive Elektrode (12) mit großem Abstand zur negativen Elektrode der ersten Entladungszone angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektroden eine Gleichspannung angelegt wird, wodurch zuerst eine Vorentladung in der ersten Entladungszone und dann eine Hauptentladung in der zweiten Entladungszone ausgelöst werden.

2. Kleine Fluoreszenzlampe, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Entladungszone an einem Ende einer Glasröhre (1), die mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem inerten Gas, wie Argon, gefüllt ist und an ihrer Innenwand mit einer fluoreszierenden Beschichtung (1a) versehen ist, eine glühfadenartige negative Elektrode (5) und eine positive Elektrode (7), die mit Thermionen aussendendem Material beschichtet sind, mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen und daß am anderen Ende der Glasröhre eine weitere positive Elektrode (12) mit großem Abstand zur negativen Elektrode der ersten Entladungszone angeordnet ist.

3. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 2, wobei die positive Elektrode gleichzeitig einen Getter bildet.

4. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 2, wobei die an die negative Elektrode angelegte Spannung niedriger als die an die positive Elektrode angelegte Spannung ist.

5. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 3, wobei der Getter ringförmig ist und senkrecht zur negativen Elektrode angeordnet ist.

6. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 2, wobei die positive Elektrode stabförmig ist.

7. Entladungsverfahren, bei dem in zwei Entladungszonen an entgegengesetzten Enden einer geschlossenen Glasröhre (51), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem inerten Gas, wie Argon, gefüllt ist, jeweils eine glühfadenartige negative Elektrode (55; 65) und eine positive Elektrode (57; 67) mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen, wobei an jede der Entladungszonen eine Gleichspannung angelegt wird, so daß sie gleichzeitig entladen werden.

8. Kleine Fluoreszenzlampe, dadurch gekennzeichnet, daß an entgegengesetzten Enden einer Glasröhre (51), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem Edelgas, wie z. B. Argon, gefüllt ist und an ihrer Innenwand mit einer fluoreszierenden Beschichtung (51a) versehen ist, jeweils eine glühfadenartige negative Elektrode (55; 65) und eine positive Elektrode (57; 67), die mit Thermionen aussendendem Material beschichtet sind, mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen.

9. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 8, wobei die positive Elektrode gleichzeitig einen Getter bildet.

10. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 8, wobei die an die negative Elektrode angelegte Spannung niedriger als die an die positive Elektrode angelegte Spannung ist.

11. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 9, wobei der Getter ringförmig ist und senkrecht zur negativen Elektrode angeordnet ist.

12. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 8, wobei die positive Elektrode stabförmig ist.

13. Entladungsverfahren, bei dem in zwei Entladungszonen an entgegengesetzten Enden einer geschlossenen Glasröhre (71), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem inerten Gas, wie Argon, gefüllt ist, jeweils eine glühfadenartige negative Elektrode (75; 85) und eine positive Elektrode (77; 87) mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Steuereinrichtung (102, 103) abwechselnd einerseits eine Entladung ausgelöst wird, indem eine Gleichspannung an eine Entladungszone (104) sowie zwischen die negative Elektrode (75) dieser Entladungszone (104) und die positive Elektrode (87) der anderen Entladungszone (105) gelegt wird, und andererseits eine Entladung ausgelöst wird, indem eine Gleichspannung an die andere Entladungszone (105) sowie zwischen die negative Elektrode (85) der anderen Entladungszone (105) und die positive Elektrode (77) der ersten Entladungszone (104) gelegt wird.

14. Entladungsverfahren nach Anspruch 13, bei dem in zwei Entladungszonen an entgegengesetzten Enden einer geschlossenen Glasröhre (71), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem inerten Gas, wie Argon, gefüllt ist, jeweils eine glühfadenartige negative Elektrode (75; 85) und eine positive Elektrode (77; 87) mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen, wobei mittels einer Steuereinrichtung (102, 103) abwechselnd in vorgegebenen Zeitintervallen einerseits eine Entladung ausgelöst wird, indem eine Gleichspannung an eine Entladungszone (104) sowie zwischen die negative Elektrode (75) dieser Entladungszone (104) und die positive Elektrode (87) der anderen Entladungszone (105) gelegt wird, und andererseits eine Entladung ausgelöst wird, indem eine Gleichspannung an die andere Entladungszone (105) sowie zwischen die negative Elektrode (85) der anderen Entladungszone (105) und die positive Elektrode (77) der ersten Entladungszone (104) gelegt wird.

15. Entladungsverfahren nach Anspruch 13, bei dem in zwei Entladungszonen an entgegengesetzten Enden einer geschlossenen Glasröhre (71), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem inerten Gas, wie Argon, gefüllt ist, jeweils eine glühfadenartige negative Elektrode (75; 85) und eine positive Elektrode (77; 87) mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen, wobei mittels einer Steuereinrichtung (102, 103) abwechselnd in vorgegebenen Zeitintervallen einerseits eine Entladung ausgelöst wird, indem eine Gleichspannung an eine Entladungszone (104) sowie zwischen die negative Elektrode (75) dieser Entladungszone (104) und die positive Elektrode (87) der anderen Entladungszone (105) gelegt wird, und andererseits eine Entladung ausgelöst wird, indem eine Gleichspannung an die andere Entladungszone (105) sowie zwischen die negative Elektrode (85) der anderen Entladungszone (105) und die positive Elektrode (77) der ersten Entladungszone (104) gelegt wird, wobei während der besagten Zeitintervalle die negative Elektrode derjenigen Entladungszone, in der gerade keine Entladung stattfindet, in einen Bereitschaftszustand versetzt wird, währenddessen die negative Elektrode vorgeheizt wird.

16. Entladungsverfahren nach Anspruch 13, bei dem in zwei Entladungszonen an entgegengesetzten Enden einer geschlossenen Glasröhre (71), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem inerten Gas, wie Argon, gefüllt ist, jeweils eine glühfadenartiqe negative Elektrode (75; 85) und eine positive Elektrode (77; 87) mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen, wobei mittels einer Steuereinrichtung (102, 103) abwechselnd in vorgegebenen Zeitintervallen einerseits eine Entladung ausgelöst wird, indem eine Gleichspannung an eine Entladungszone (104) sowie zwischen die negative Elektrode (75) dieser Entladungszone (104) und die positive Elektrode (87) der anderen Entladungszone (105) gelegt wird, und andererseits eine Entladung ausgelöst wird, indem eine Gleichspannung an die andere Entladungszone (105) sowie zwischen die negative Elektrode (85) der anderen Entladungszone (105) und die positive Elektrode (77) der ersten Entladungszone (104) gelegt wird, wobei während der besagten Zeitintervalle die negative Elektrode derjenigen Entladungszone, in der gerade keine Entladung stattfindet, in einen Bereitschaftszustand versetzt wird und erst kurz vor dem Einschalten der Entladung vorgeheizt wird.

17. Kleine Fluoreszenzlampe, wobei in zwei Entladungszonen (121; 128) an entgegengesetzten Enden einer Glasröhre (111), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem Edelgas, wie z. B. Argon, gefüllt ist und an ihrer Innenwand mit einer fluoreszierenden Beschichtung versehen ist, jeweils eine glühfadenartige negative Elektrode (120; 127) und eine positive Elektrode (123; 130), die mit Thermionen aussendendem Material beschichtet sind, mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen und wobei ein Zünd-Schaltkreis (110-119) vorgesehen ist, um zwischen jeder der positiven Elektroden (123, 130) einerseits und abwechselnd jeweils einer der beiden negativen Elektroden (120; 127) andererseits eine Gleichspannung (131) anzulegen.

18. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 17, wobei in zwei Entladungszonen (121; 128) an entgegengesetzten Enden einer Glasröhre (111), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem Edelgas, wie z. B. Argon, gefüllt ist und an ihrer Innenwand mit einer fluoreszierenden Beschichtung versehen ist, jeweils eine glühfadenartige negative Elektrode (120; 127) und eine positive Elektrode (123; 130), die mit Thermionen aussendendem Material beschichtet sind, mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen und wobei ein Zünd-Schaltkreis (122, 129; 110-119) vorgesehen ist, um die negativen Elektroden (120, 127) während des Zündens zu heizen und um zwischen jeder der positiven Elektroden (123, 130) einerseits und abwechselnd jeweils einer der beiden negativen Elektroden (120; 127) andererseits eine Gleichspannung (131) anzulegen.

19. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 17, wobei in zwei Entladungszonen (121; 128) an entgegengesetzten Enden einer Glasröhre (111), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem Edelgas, wie z. B. Argon, gefüllt ist und an ihrer Innenwand mit einer fluoreszierenden Beschichtung versehen ist, jeweils eine glühfadenartige negative Elektrode (120; 127) und eine positive Elektrode (123; 130), die mit Thermionen aussendendem Material beschichtet sind, mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen und wobei ein Zünd-Schaltkreis (122, 129; 110-119) vorgesehen ist, um die negativen Elektroden (120, 127) während des Zündens zu heizen und um in vorgegebenen Zeitintervallen zwischen jeder der positiven Elektroden (123, 130) einerseits und abwechselnd jeweils einer der beiden negativen Elektroden (120; 127) andererseits eine Gleichspannung (131) anzulegen.

20. Kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 17, wobei in zwei Entladungszonen (121; 128) an entgegengesetzten Enden einer Glasröhre (111), welche die Form einer langen Röhre besitzt und mit einer geringen Menge Quecksilber sowie mit einem Edelgas, wie z. B. Argon, gefüllt ist und an ihrer Innenwand mit einer fluoreszierenden Beschichtung versehen ist, jeweils eine glühfadenartige negative Elektrode (120; 127) und eine positive Elektrode (123; 130), die mit Thermionen aussendendem Material beschichtet sind, mit kleinem Abstand einander gegenüberstehen und wobei ein Zünd-Schaltkreis (122, 129; 110-119) vorgesehen ist, um die negativen Elektroden (120, 127) abwechselnd zu heizen und um in vorgegebenen Zeitintervallen zwischen jeder der positiven Elektroden (123, 130) einerseits und abwechselnd jeweils einer der beiden negativen Elektroden (120; 127) andererseits eine Gleichspannung (131) anzulegen.

21. Kleine Fluoreszenzlampe nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die positive Elektrode gleichzeitig einen Getter bildet.

22. Kleine Fluoreszenzlampe nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei der Getter stabförmig ist und senkrecht zur negativen Elektrode angeordnet ist.

23. Entladungsverfahren und kleine Fluoreszenzlampe nach einem der Ansprüche 13 bis 22, wobei der Zünd-Schaltkreis zwei Gleichspannungs-Energiequellen-Schaltkreise (122, 129) zum Anlegen jeweils einer getrennten Spannung an die negativen Elektroden (120, 127); einen Gleichspannungs- Energiequellen-Schaltkreis (131) zum Anlegen einer Spannung an die positiven Elektroden; vier Schalter (116, 117, 118, 119), die in den Gleichspannungs-Energiequellen- Schaltkreisen liegen und paarweise betätigt werden; und einen Impulsgenerator (110) und zwei Inverter (114, 115) zum paarweisen Betätigen der Schalter mittels Impulsgenerator-Signalen hohen und niedrigen Pegels aufweist.

24. Entladungsverfahren und kleine Fluoreszenzlampe nach Anspruch 23, wobei die Schalter lichtgesteuerte Schalter (Photomoth-Relais) umfassen.