EP0990262B1 - Discharge lamp with dielectrically impeded electrodes - Google Patents

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EP0990262B1
EP0990262B1 EP99911602A EP99911602A EP0990262B1 EP 0990262 B1 EP0990262 B1 EP 0990262B1 EP 99911602 A EP99911602 A EP 99911602A EP 99911602 A EP99911602 A EP 99911602A EP 0990262 B1 EP0990262 B1 EP 0990262B1
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EP
European Patent Office
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electrodes
discharge
lamp according
discharge vessel
wall
Prior art date
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Application number
EP99911602A
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German (de)
French (fr)
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EP0990262A1 (en
Inventor
Frank Vollkommer
Lothar Hitzschke
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HITZSCHKE, LOTHAR, DR.
VOLLKOMMER, FRANK, DR.
Osram GmbH
Original Assignee
Hitzschke Lothar Dr
Vollkommer Frank Dr
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitzschke Lothar Dr, Vollkommer Frank Dr, Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Hitzschke Lothar Dr
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/046Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel
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    • H01J65/04Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel

Definitions

  • the invention is based on a discharge lamp according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a lighting system according to the preamble of claim 14 with this discharge lamp.
  • the outer wall serves under other than dielectric layer, which during the operation of the lamp separates the electrodes from the discharge. This type of discharge is called hence double-sided dielectric discharge.
  • the spectrum of the electromagnetic emitted by this lamp Radiation can affect both the visible area and the UV (ultraviolet) / VUV (vacuum ultraviolet) range and the IR (infrared) range include.
  • a phosphor layer can also be used for conversion be made invisible in visible radiation.
  • tubular Discharge vessel sealed on both sides.
  • the cross section of the discharge vessel is preferably circular. However, they are only approximate circular cross-sections, for example regular polygons, e.g. Secksecke etc.
  • tubular is not just tubular here Discharge vessels limited but also includes curved, for example angled, tubular discharge tubes. Because the discharge direction runs essentially perpendicular to the lamp longitudinal axis there is also no general limit on the length of the lamp.
  • OA O ffice A utomation
  • the signal light for example as brake and turn signal light in automobiles
  • auxiliary lighting including interior lighting of motor vehicles
  • Backlighting of displays for example liquid crystal displays, used as so-called "edge type backlights”.
  • a noble gas discharge lamp is already known from the document US Pat. No. 5,117,160 OA devices known.
  • On the outer surface of the wall of a tubular discharge vessel are two strip-shaped electrodes along the longitudinal axis of the lamp arranged.
  • the lamp is preferred with AC voltage Frequency operated between 20 kHz and 100 kHz. Operational the 147 nm xenon line is excited. The one with the operating mode used achievable radiation efficiency and consequently the resulting Luminance is relatively low.
  • EP-A-0 766 286 there is a rare gas discharge lamp with a tubular one Discharge vessel disclosed.
  • the discharge vessel is on the outer wall with three or more strip-like electrodes parallel to the longitudinal axis Mistake. With the exception of one intended for light emission strip-like areas parallel to the longitudinal axis cover the strip-like areas Electrodes cover almost the entire remaining surface area of the discharge tube.
  • the strip-like electrodes are relatively narrow from each other Separate areas that are filled with insulating material. Thereby are supposed to cause sliding discharges on the outer wall between the individual strip-like Electrodes are prevented.
  • the term "pair of electrodes” is first introduced. Below that are two lines to each other understand parallel electrodes with different polarities during operation, between which a “discharge level” burns during operation.
  • the discharge plane is a planar discharge structure that consists of a large number of individual discharges.
  • the discharge lamp has three or more line-like electrodes which are arranged on the outer wall of the tubular discharge vessel of the lamp and parallel to the longitudinal axis of the tubular discharge vessel in such a way that the following relationship is fulfilled: s a ⁇ 0.1, where s defines the maximum distance that the imaginary connecting line of an electrode pair has to the next adjacent wall of the discharge vessel and where a defines the mutual distance of the electrodes of this electrode pair (measured in the center from the electrodes).
  • FIG. 6 shows the maximum distance s that the imaginary connecting line 20 of a pair of electrodes 3, 4 or 3, 5 has to the next-adjacent wall of the discharge vessel 2, using the example of a discharge lamp 1 with three electrodes 3 - 3. 5 shows schematically.
  • At least two discharge levels are generated, which are: between corresponding pairs of electrodes and along the longitudinal axis extend the discharge vessel.
  • this level are a variety of Single discharges lined up alongside each other along the electrodes, which are in the Borderline transition into a kind of curtain-like discharge form.
  • the discharge planes can also have a common electrode, for example in the case of three electrodes in which the two electrodes same polarity, only a common counter electrode with an opposite one Have polarity. In other words, two are shared in this case Electrode pairs a common electrode. This is preferred for unipolar ones Voltage pulses are the cathode and the other two electrodes switched as anodes. To increase the luminance of the lamp can increase further discharge levels within the discharge vessel be generated.
  • these are preferably arranged, viewed in cross section, at least approximately at the corner points of an imaginary isosceles or equilateral triangle.
  • the latter case has the advantage that the lamp can be manufactured relatively easily, since the lamp only has to be rotated through 120 ° in order to apply the second and third electrodes.
  • the quotient s / a always has the value 1 / (2 3 ) ⁇ 0.29, regardless of the lamp diameter, and consequently fulfills the relationship mentioned above.
  • the arrangement in the form of an isosceles triangle has the advantage that larger striking distances (and therefore higher electrical power coupling, see below) can be achieved for the two discharge levels, provided that the angle formed by the two discharge levels is chosen to be less than 120 °.
  • two independent discharge levels can be created or realize three discharge levels with a common electrode, depending on whether the four electrodes as unipolar excitation two cathodes and two anodes or as one cathode and three anodes (or an anode and three cathodes) are connected.
  • the electrode arrangement according to the invention enables relatively high filling pressures of the active discharge gas, typically approximately 20 kPa (150 torr) and more, without any discharge instabilities, for example discharge arcs, which are detrimental to efficient useful radiation generation.
  • a noble gas, in particular xenon, or a noble gas mixture, for example xenon and krypton, is suitable as the active gas filling within the discharge vessel.
  • a buffer gas can be added to the active discharge gas, which is not directly involved in the generation of radiation, for example neon.
  • Excimers for example Xe 2 * excimers, are produced in the discharge as particles which emit electromagnetic radiation.
  • Each outer wall electrode is as an electrically conductive, line-like Stripes formed - but which also have a substructure can - and parallel to the longitudinal axis of the tubular discharge vessel oriented.
  • the width of a strip is typically approx. 1 mm and less. In this way, shadowing by three or more electrodes kept small even with small diameter lamps. To the others have shown that this results in higher efficiency in the production of useful radiation is achieved.
  • the inner wall can have a phosphor layer.
  • one or more reflection layers for visible light for example made of Al 2 O 3 and / or TiO 2 , can be applied below the phosphor layer. This may prevent some of the light emitted by the phosphor layer from being transmitted through the vessel wall. Rather, the light is essentially directed onto the aperture by reflection or multiple reflection and consequently the luminance is increased there.
  • the phosphor layer itself can also be additionally used as a reflection layer by applying the phosphor layer with a sufficient thickness. In both cases, only a strip-shaped aperture remains uncoated or is only coated with a relatively thin phosphor layer. As a result, the aperture has an increased luminance during operation.
  • the lamp may be advantageous to use the lamp with transparent electrical insulation, e.g. with a see-through Plastic shrink tubing, protective varnish or similar to encase.
  • FIG. 1 shows a cross section of an aperture fluorescent lamp 1 for OA applications in a highly schematic representation.
  • the lamp 1 consists essentially of a tubular Discharge vessel 2 with a circular cross section and a first, a second and a third strip-shaped electrode 3-5.
  • the inner wall of the discharge vessel 2 points with the exception of a rectangular one Aperture 6 has a reflection layer 7.
  • On this reflective layer 7 as well the inner wall in the area of the aperture 6 is a phosphor layer 8 applied.
  • the discharge vessel 2 is dome-shaped at both ends sealed gastight (not shown). Inside the discharge vessel 2 Xenon is at a fill pressure of approximately 21.33 kPa (160 torr).
  • the three electrodes 3-5 are designed as metal foil strips.
  • the first The electrode is provided as a cathode 3 and the other two as anodes 4, 5 (unipolar operation).
  • the electrodes 3-5 are viewed in cross section at the corner points of an imaginary isosceles triangle on the outer wall of the discharge vessel 2 arranged. Consequently, in the pulsed operation according to US Pat. No. 5,604,410 two levels with dielectric disabled single discharges from (not shown).
  • a first level of discharge extends within the discharge vessel 2 between the Cathode strip 3 and the first anode strip 4.
  • the other level of discharge extends accordingly between the cathode strip 3 and the second anode strip 5.
  • the respective width of the anode strips 4, 5 is 0.9 mm.
  • the width of the cathode strip 3 is 0.8 mm.
  • the outer diameter of the tubular discharge vessel 2 made of glass is approximately 9 mm with a wall thickness of approximately 0.5 mm.
  • the width and length of the aperture 6 are approximately 6.5 mm and 255 mm, respectively.
  • the lamp in Figure 2 - similar features are given the same reference numerals as designated in Figure 1 - has four outer wall electrodes 9-12 on. Of these, two are electrodes as cathodes 9, 10 and the rest two electrodes are provided as anodes 11, 12.
  • the two pairs of electrodes 9, 12 and 10, 11 are arranged on the outer wall such that the both discharge levels burning during operation between a pair of electrodes (not shown) are oriented parallel to each other. adversely is the slightly shorter stroke distance compared to FIG. Indeed this electrically symmetrical arrangement is well suited for a bipolar Business.
  • the aperture 6 is arranged centrally between a pair of electrodes such that the surface normal over large areas of the aperture 6 quasi is oriented perpendicular to the two discharge planes.
  • the lamp from FIG. 2 is intended for automotive lighting and depending on the phosphor used, for example as a brake light or Flashing light.
  • the lamp in Figure 3 differs from that in Figure 1 by another Electrode 13, which is arranged between the two anodes and also is provided as an anode.
  • a total of three discharge levels are thus formed, in each case between the first cathode 3 and one of the three anodes 4, 13 and 5.
  • the inner wall of the discharge vessel 2 has a phosphor layer 6 on. There is no reflection layer or aperture here.
  • FIG. 4 shows a lighting system for OA devices.
  • the aperture fluorescent lamp 1 from FIG. 1 additionally points at its second end a base 14.
  • the base 14 consists essentially of a Socket pot 15 and two connecting pins 16a, 16b.
  • the base pot 15 serves primarily the inclusion of the lamp 1.
  • the outer wall cathode 3 and the anodes 4 and 5 from Discharge vessel 2 covered and therefore not visible
  • the connector pins 16a, 16b are in turn connected to the two via electrical lines 17a, 17b Poles 18a and 18b of a pulse voltage source 19 connected.
  • the pulse voltage source 19 supplies a sequence of unipolar voltage pulses with pulse heights of approximately 3 kV and with a repetition frequency of 80 kHz.
  • the pulse duration is approx. 1.1 ⁇ s each.
  • a luminance of approx. 45000 cd / m 2 is achieved with a power consumption of 10 W.
  • FIG. 5 shows the luminance L [cd / m 2 ] measured by the aperture in arbitrary units as a function of the time-averaged electrical power P in W.
  • Curve 20 relates to an illumination system according to FIG. 4 with the operating parameters specified there and three outer wall electrodes.
  • Curve 21 relates to a comparable lamp with only two electrodes. From the figure it can be seen qualitatively that the lamp according to the invention with three electrodes achieves a significantly higher luminance than the conventional lamp with electrical powers of more than 10 W. In addition, curve 20 rises even with an electrical power of 20 W, whereas curve 21 already flattens slightly, ie shows a saturation behavior.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

A discharge lamp (1) including a tubular discharge vessel (2), filled with inert gas and, optionally, a fluorescent layer, having at least three elongated electrodes (3, 4, 5) arranged parallel to the longitudinal axis of the tubular discharge vessel (2). The electrodes are arranged in such a manner that the relationshipis satisfied, wherein s is the maximum spacing between an imaginary connecting line of an electrode pair and the most closely neighboring point on the wall of the tubular discharge vessel, and a is the mutual spacing between the electrodes of such electrode pair. A higher luminous density is achieved in this way. The lamp is particularly advantageous for a pulsed, dielectrically impeded discharge.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung geht aus von einer Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 mit dieser Entladungslampe.The invention is based on a discharge lamp according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a lighting system according to the preamble of claim 14 with this discharge lamp.

Es handelt sich dabei um eine Entladungslampe, insbesondere auch um eine Leuchtstofflampe, bei der sämtliche Elektroden auf der Außenwandung des Entladungsgefäßes angeordnet sind. Die Außenwandung dient dabei unter anderem als dielektrische Schicht, welche während des Betriebs der Lampe die Elektroden von der Entladung trennt. Man nennt diese Art von Entladung deshalb auch zweiseitig dielektrisch behinderte Entladung.It is a discharge lamp, in particular also a discharge lamp Fluorescent lamp with all electrodes on the outer wall of the Discharge vessel are arranged. The outer wall serves under other than dielectric layer, which during the operation of the lamp separates the electrodes from the discharge. This type of discharge is called hence double-sided dielectric discharge.

Das Spektrum der von dieser Lampe emittierten elektromagnetischen 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 Konvertierung unsichtbarer in sichtbare Strahlung vorgesehen sein.The spectrum of the electromagnetic emitted by this lamp Radiation can affect both the visible area and the UV (ultraviolet) / VUV (vacuum ultraviolet) range and the IR (infrared) range include. A phosphor layer can also be used for conversion be made invisible in visible radiation.

Des weiteren handelt es sich um eine Entladungslampe mit rohrförmigem, beidseitig verschlossenem Entladungsgefäß. Der Querschnitt des Entladungsgefäßes ist bevorzugt kreisförmig. Geeignet sind aber auch nur näherungsweise kreisförmige Querschnitte, beispielsweise regelmäßige Vielecke, z.B. Secksecke etc.. Der Begriff "rohrförmig" ist hier nicht auf gerade rohrförmige Entladungsgefäße beschränkt sondern umfaßt ebenso gebogene, beispielsweise abgewinkelte, rohrförmige Entladungsgefäße. Da die Entladungsrichtung im wesentlichen senkrecht zu Lampenlängsachse verläuft, ist auch der Länge der Lampe keine prinzipielle Grenze gesetzt.Furthermore, it is a discharge lamp with a tubular, Discharge vessel sealed on both sides. The cross section of the discharge vessel is preferably circular. However, they are only approximate circular cross-sections, for example regular polygons, e.g. Secksecke etc. The term "tubular" is not just tubular here Discharge vessels limited but also includes curved, for example angled, tubular discharge tubes. Because the discharge direction runs essentially perpendicular to the lamp longitudinal axis there is also no general limit on the length of the lamp.

Derartige Lampen werden insbesondere in Geräten für die Büroautomation (OA = Office Automation), z.B. Farbkopierer und -scanner, für die Signalbeleuchtung, z.B. als Brems- und Richtungsanzeigelicht in Automobilen, für die Hilfsbeleuchtung, z.B. der Innenbeleuchtung von Automobilen, sowie für die Hintergrundbeleuchtung von Anzeigen, z.B. Flüssigkristallanzeigen, als sogenannte "Edge Type Backlights" eingesetzt.Such lamps are particularly in equipment for office automation (OA = O ffice A utomation), such as color copiers and scanners, for the signal light, for example as brake and turn signal light in automobiles, for the auxiliary lighting, including interior lighting of motor vehicles, and for the Backlighting of displays, for example liquid crystal displays, used as so-called "edge type backlights".

In diesen technischen Anwendungsfeldern sind sowohl besonders kurze Anlaufphasen, aber auch möglichst temperaturunabhängige Lichtströme erforderlich. Deshalb enthalten diese Lampen kein Quecksilber. Vielmehr sind diese Lampen üblicherweise mit Edelgas, vorzugsweise Xenon, bzw. Edelgasmischungen gefüllt.In these technical fields of application, both are particularly short Start-up phases, but also temperature-independent luminous fluxes required. That is why these lamps do not contain mercury. Much more are these lamps usually with noble gas, preferably xenon, or Noble gas mixtures filled.

Für die genannten Anwendungen ist sowohl eine hohe Leuchtdichte als auch eine über die Länge der Lampe gleichmäßige Leuchtdichte notwendig. Zur Erhöhung der Leuchtdichte werden die Lampen für den OA-Einsatz üblicherweise mit einer Apertur entlang der Längsachse versehen. Um die Leuchtdichte weiter zu steigern, genügt es nicht, die in bisherige Systeme eingekoppelte Leistung zu erhöhen, da die Belastung einer Lampe für einen dauerhaften und zuverlässigen Betrieb nicht beliebig gesteigert werden kann. Erschwerend kommt hinzu, daß bei den bisher in Kopiergeräten und Scannern eingesetzten Systemen die Effizienz der Entladung mit zunehmender Leistungseinkopplung abnimmt. For the applications mentioned there is both a high luminance as well a uniform luminance over the length of the lamp is necessary. to The lamps for OA use are usually increased in luminance provided with an aperture along the longitudinal axis. To the It is not enough to increase the luminance in previous systems coupled power to increase because the load of a lamp for one permanent and reliable operation cannot be increased arbitrarily can. To make matters worse, the previously in the copiers and Systems used by scanners increase the efficiency of the discharge Power coupling decreases.

Stand der TechnikState of the art

Aus der Schrift US 5,117,160 ist bereits eine Edelgas-Entladungslampe für OA-Geräte bekannt. Auf der Außenfläche der Wand eines rohrförmigen Entladungsgefäßes sind zwei streifenförmige Elektroden entlang der Lampenlängsachse angeordnet. Die Lampe wird mit Wechselspannung bei einer bevorzugten Frequenz zwischen 20 kHz und 100 kHz betrieben. Im Betrieb wird die 147 nm Xenon-Linie angeregt. Die mit der verwendeten Betriebsweise erzielbare Nutzstrahlungseffizienz und folglich die resultierende Leuchtdichte ist relativ gering.A noble gas discharge lamp is already known from the document US Pat. No. 5,117,160 OA devices known. On the outer surface of the wall of a tubular discharge vessel are two strip-shaped electrodes along the longitudinal axis of the lamp arranged. The lamp is preferred with AC voltage Frequency operated between 20 kHz and 100 kHz. Operational the 147 nm xenon line is excited. The one with the operating mode used achievable radiation efficiency and consequently the resulting Luminance is relatively low.

Aus der US-PS 5,604,410 ist außerdem bekannt, daß sich die Effizienz von dielektrisch behinderten Entladungen mit Hilfe eines auf die speziellen Verhältnisse (Schlagweite, Elektrodenkonfiguration, Elektrodengeometrie, Füllgas und Fülldruck) angepaßten Pulsbetriebes (gepulste, dielektrisch behinderte Entladung) gegenüber den mit Wechselspannung angeregten dielektrisch behinderten Entladungen (siehe US-PS 5,117,160) deutlich steigern läßt.From US-PS 5,604,410 it is also known that the efficiency of dielectrically disabled discharges with the help of a on the special conditions (Stroke distance, electrode configuration, electrode geometry, filling gas and filling pressure) adapted pulse operation (pulsed, dielectric disabled Discharge) compared to the dielectric excited with AC voltage disabled discharges (see US Patent 5,117,160) significantly increase leaves.

In der EP-A-0 766 286 ist eine Edelgas-Entladungslampe mit einem rohrförmigen Entladungsgefäß offenbart. Auf der Außenwand ist das Entladungsgefäß mit drei oder mehr streifenartiger, zur Längsachse paralleler Elektroden versehen. Mit Ausnahme eines für die Lichtabstrahlung vorgesehenen streifenförmigen, zur Längsachse parallelen Bereichs bedecken die streifenartigen Elektroden nahezu die gesamte restliche Mantelfläche des Entladungsrohrs. Die streifenartigen Elektroden sind voneinander durch relativ schmale Bereiche getrennt, die mit einem Isoliermaterial ausgefüllt sind. Dadurch sollen Gleitentladungen auf der Außenwand zwischen den einzelnen streifenartigen Elektroden verhindert werden. In EP-A-0 766 286 there is a rare gas discharge lamp with a tubular one Discharge vessel disclosed. The discharge vessel is on the outer wall with three or more strip-like electrodes parallel to the longitudinal axis Mistake. With the exception of one intended for light emission strip-like areas parallel to the longitudinal axis cover the strip-like areas Electrodes cover almost the entire remaining surface area of the discharge tube. The strip-like electrodes are relatively narrow from each other Separate areas that are filled with insulating material. Thereby are supposed to cause sliding discharges on the outer wall between the individual strip-like Electrodes are prevented.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu beseitigen und eine Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere auch eine Leuchtstofflampe, mit verbesserter Leuchtdichte bereitzustellen.It is an object of the present invention to eliminate the disadvantages mentioned and a discharge lamp according to the preamble of the claim 1, especially a fluorescent lamp, with improved To provide luminance.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. Particularly advantageous configurations can be found in the dependent ones Claims.

Zum besseren Verständnis des folgenden wird zunächst der Begriff des "Elektrodenpaares" eingeführt. Darunter sind hier zwei linienartige zueinander parallele Elektroden mit im Betrieb unterschiedlichen Polaritäten zu verstehen, zwischen denen im Betrieb eine "Entladungsebene" brennt. Im Falle der bevorzugten impulsartigen Wirkleistungseinkopplung gemäß US-PS 5,604,410 ist die Entladungsebene eine ebene Entladungsstruktur, die aus einer Vielzahl von Einzelentladungen besteht.For a better understanding of the following, the term "pair of electrodes" is first introduced. Below that are two lines to each other understand parallel electrodes with different polarities during operation, between which a "discharge level" burns during operation. In the event of according to the preferred pulse-like active power coupling US Patent 5,604,410, the discharge plane is a planar discharge structure that consists of a large number of individual discharges.

Erfindungsgemäß weist die Entladungslampe drei oder mehr linienartige Elektroden auf, die auf der Außenwandung des rohrförmigen Entladungsgefäßes der Lampe und parallel zur Längsachse des rohrförmigen Entladungsgefäßes angeordnet sind derart, daß die folgende Beziehung erfüllt ist: sa ≥ 0,1, wobei s den maximalen Abstand definiert, den die gedachte Verbindungslinie eines Elektrodenpaares zur nächstbenachbarten Wand des Entladungsgefäßes aufweist und wobei a den gegenseitige Abstand der Elektroden dieses Elektrodenpaares definiert (mittig von den Elektroden aus gemessen). In diesem Zusammenhang wird auch auf die Figur 6 verwiesen, welche den maximalen Abstand s, den die gedachte Verbindungslinie 20 eines Elektrodenpaares 3, 4 bzw. 3, 5 zur nächstbenachbarten Wand des Entladungsgefäßes 2 aufweist, am Beispiel einer Entladungslampe 1 mit drei Elektroden 3-5 schematisiert zeigt.According to the invention, the discharge lamp has three or more line-like electrodes which are arranged on the outer wall of the tubular discharge vessel of the lamp and parallel to the longitudinal axis of the tubular discharge vessel in such a way that the following relationship is fulfilled: s a ≥ 0.1, where s defines the maximum distance that the imaginary connecting line of an electrode pair has to the next adjacent wall of the discharge vessel and where a defines the mutual distance of the electrodes of this electrode pair (measured in the center from the electrodes). In this context, reference is also made to FIG. 6, which shows the maximum distance s that the imaginary connecting line 20 of a pair of electrodes 3, 4 or 3, 5 has to the next-adjacent wall of the discharge vessel 2, using the example of a discharge lamp 1 with three electrodes 3 - 3. 5 shows schematically.

Im Betrieb werden also mindestens zwei Entladungsebenen erzeugt, die sich zwischen korrespondierenden Elektrodenpaaren und entlang der Längsachse des Entladungsgefäßes erstrecken. In dieser Ebene sind eine Vielzahl von Einzelentladungen nebeneinander entlang der Elektroden aufgereiht, die im Grenzfall in eine Art vorhangähnliche Entladungsform übergehen.During operation, at least two discharge levels are generated, which are: between corresponding pairs of electrodes and along the longitudinal axis extend the discharge vessel. In this level are a variety of Single discharges lined up alongside each other along the electrodes, which are in the Borderline transition into a kind of curtain-like discharge form.

Dabei können die Entladungsebenen auch eine gemeinsame Elektrode haben, beispielsweise im Falle von drei Elektroden, in dem die beiden Elektroden gleicher Polarität nur eine gemeinsame Gegenelektrode mit entgegengesetzter Polarität haben. Mit anderen Worten teilen sich in diesem Fall zwei Elektrodenpaare eine gemeinsame Elektrode. Bevorzugt ist dies bei unipolaren Spannungspulsen die Kathode und die beiden anderen Elektroden sind als Anoden geschaltet. Um die Leuchtdichte der Lampe darüber hinaus zu erhöhen, können weitere Entladungsebenen innerhalb des Entladungsgefäßes erzeugt werden.The discharge planes can also have a common electrode, for example in the case of three electrodes in which the two electrodes same polarity, only a common counter electrode with an opposite one Have polarity. In other words, two are shared in this case Electrode pairs a common electrode. This is preferred for unipolar ones Voltage pulses are the cathode and the other two electrodes switched as anodes. To increase the luminance of the lamp can increase further discharge levels within the discharge vessel be generated.

Im Falle von drei Elektroden sind diese bevorzugt - im Querschnitt betrachtet - zumindest näherungsweise an den Eckpunkten eines gedachten gleichschenkligen oder gleichseitigen Dreiecks angeordnet. Der letztere Fall hat den Vorteil, daß sich die Lampe relativ einfach herstellen läßt, da zum Aufbringen der zweiten sowie dritten Elektrode die Lampe jeweils nur um 120° gedreht werden muß. Außerdem läßt sich anhand einfacher geometrischer Überlegungen zeigen, daß in diesem Fall der Quotient s/a immer den Wert 1/(2· 3 )≈0,29 annimmt, unabhängig vom Lampendurchmesser, und folglich die weiter oben genannte Beziehung erfüllt. Die Anordnung in Form eines gleichschenkligen Dreiecks hat hingegen den Vorteil, daß sich damit größere Schlagweiten (und damit höhere elektrische Leistungseinkoppelungen, siehe weiter unten) für die beiden Entladungsebenen realisieren lassen, sofern der von den beiden Entladungsebenen gebildete Winkel kleiner als 120° gewählt wird.In the case of three electrodes, these are preferably arranged, viewed in cross section, at least approximately at the corner points of an imaginary isosceles or equilateral triangle. The latter case has the advantage that the lamp can be manufactured relatively easily, since the lamp only has to be rotated through 120 ° in order to apply the second and third electrodes. In addition, it can be shown on the basis of simple geometric considerations that in this case the quotient s / a always has the value 1 / (2 3 ) ≈0.29, regardless of the lamp diameter, and consequently fulfills the relationship mentioned above. The arrangement in the form of an isosceles triangle, on the other hand, has the advantage that larger striking distances (and therefore higher electrical power coupling, see below) can be achieved for the two discharge levels, provided that the angle formed by the two discharge levels is chosen to be less than 120 °.

Mit vier Elektroden lassen sich entweder zwei unabhängige Entladungsebenen oder aber drei Entladungsebenen mit einer gemeinsamen Elektrode realisieren, je nach dem, ob bei unipolarer Anregung die vier Elektroden als zwei Kathoden und zwei Anoden oder aber als eine Kathode und drei Anoden (bzw. eine Anode und drei Kathoden) geschaltet sind. With four electrodes, two independent discharge levels can be created or realize three discharge levels with a common electrode, depending on whether the four electrodes as unipolar excitation two cathodes and two anodes or as one cathode and three anodes (or an anode and three cathodes) are connected.

Im Prinzip lassen sich auf diese Weise auch mehr als drei Entladungsebenen erzeugen. Allerdings hängt es im wesentlichen vom Durchmesser des Entladungsrohres ab, ob sich für drei und mehr Entladungsebenen überhaupt noch eine Elektrodenanordnung finden läßt, welche die oben genannte Beziehung erfüllt.In principle, more than three discharge levels can be created in this way produce. However, it essentially depends on the diameter of the discharge tube depending on whether there are three or more discharge levels at all can still find an electrode arrangement which has the above relationship Fulfills.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lehre wird eine höhere Nutzstrahlungseffizienz erzielt. Dies ist unter anderem auf die höhere elektrische Leistungseinkopplung mittels mehrerer Entladungsebenen bei gleichzeitig optimierter Schlagweite der Entladungen und geringen Wandverlusten zurückzuführen.With the help of the teaching according to the invention, a higher useful radiation efficiency achieved. Among other things, this is due to the higher electrical power coupling by means of several discharge levels with simultaneously optimized Striking distance of the discharges and low wall losses.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß sich durch mehr als zwei Elektroden zwar zunächst eine höhere elektrische Leistung in die Lampe einkoppeln läßt. Allerdings nimmt die Effizienz der Nutzstrahlungserzeugung mit zunehmender Anzahl der Elektroden unter Umständen wieder ab. Dafür werden nach dem heutigen Stand der Erkenntnisse unter anderem zunehmende Wandverluste verantwortlich gemacht, wenn nämlich die von einem Elektrodenpaar erzeugten Entladungen zu nahe an der Innenwandung des Entladungsgefäßes verlaufen oder sich gar eine Oberflächengleitentladung ausbildet. Außerdem ist es vorteilhaft, eine möglichst große Schlagweite anzustreben, weil dadurch die Zünd- bzw. Brennspannung steigt und folglich eine höhere elektrische Leistung eingekoppelt werden kann. Aus diesem Grunde ist die Anzahl der Elektroden sowie deren Polarität und Positionierung abhängig vom Durchmesser des Entladungsgefäßes so zu wählen, daß die oben genannte Beziehung erfüllt ist. Bei einer geraden Anzahl von Elektroden ist prinzipiell ein Betrieb sowohl mit unipolaren als auch mit bipolaren Spannungspulsen zur Wirkleistungseinkopplung gemäß der US-PS 5,604,410 geeignet. Bei einer ungeraden Anzahl von Elektroden ist ein Betrieb mit unipolaren Spannungspulsen bevorzugt. It has been shown that by more than two electrodes can initially couple a higher electrical power into the lamp. Indeed increases the efficiency of the generation of useful radiation with increasing The number of electrodes may decrease again. For this, after the current state of knowledge including increasing wall losses held responsible, namely that of a pair of electrodes generated discharges too close to the inner wall of the discharge vessel run or even a surface sliding discharge is formed. It is also advantageous to aim for the longest possible range, because this increases the ignition or burning voltage and consequently a higher one electrical power can be coupled. For this reason it is Number of electrodes as well as their polarity and positioning dependent to choose the diameter of the discharge vessel so that the above Relationship is satisfied. With an even number of electrodes in principle operation with both unipolar and bipolar voltage pulses suitable for coupling active power according to US Pat. No. 5,604,410. If the number of electrodes is odd, the operation is unipolar Voltage pulses preferred.

Ferner hat es sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung relativ hohe Fülldrücke des aktiven Entladungsgases ermöglicht, typisch ungefähr 20 kPa (150 Torr) und mehr, ohne daß sich einer effizienten Nutzstrahlungserzeugung abträgliche Entladungsinstabilitäten, beispielsweise Entladungsbögen ausbilden. Der höhere Fülldruck des aktiven Entladungsgases - darunter ist die Gaskomponente zu verstehen, welche die Strahlung erzeugt - trägt ebenfalls zu einer höheren Nutzstrahlungseffizienz bei. Als aktive Gasfüllung innerhalb des Entladungsgefäßes ist ein Edelgas, insbesondere Xenon, oder ein Edelgasgemisch, z.B. Xenon und Krypton, geeignet. Zusätzlich kann dem aktiven Entladungsgas noch ein Puffergas zugefügt sein, welches an der Strahlungserzeugung nicht direkt beteiligt ist, z.B. Neon. In der Entladung werden Excimere, beispielsweise Xe2*-Excimere, als elektromagnetische Strahlung emittierende Teilchen erzeugt.Furthermore, it has been shown that the electrode arrangement according to the invention enables relatively high filling pressures of the active discharge gas, typically approximately 20 kPa (150 torr) and more, without any discharge instabilities, for example discharge arcs, which are detrimental to efficient useful radiation generation. The higher filling pressure of the active discharge gas - this includes the gas component that generates the radiation - also contributes to higher useful radiation efficiency. A noble gas, in particular xenon, or a noble gas mixture, for example xenon and krypton, is suitable as the active gas filling within the discharge vessel. In addition, a buffer gas can be added to the active discharge gas, which is not directly involved in the generation of radiation, for example neon. Excimers, for example Xe 2 * excimers, are produced in the discharge as particles which emit electromagnetic radiation.

Jede Außenwandungselektrode ist als elektrisch leitfähiger, linienartiger Streifen ausgebildet - der allerdings auch noch eine Unterstruktur aufweisen kann - und parallel zur Längsachse des rohrförmigen Entladungsgefäßes orientiert. Die Breite eines Streifens beträgt typisch ca. 1 mm und weniger. Auf diese Weise wird zum einen die Abschattung durch drei und mehr Elektroden auch bei Lampen mit kleinem Durchmesser gering gehalten. Zum anderen hat es sich gezeigt, daß dadurch eine höhere Effizienz der Nutzstrahlungserzeugung erzielt wird.Each outer wall electrode is as an electrically conductive, line-like Stripes formed - but which also have a substructure can - and parallel to the longitudinal axis of the tubular discharge vessel oriented. The width of a strip is typically approx. 1 mm and less. In this way, shadowing by three or more electrodes kept small even with small diameter lamps. To the others have shown that this results in higher efficiency in the production of useful radiation is achieved.

Außerdem kann zumindest ein Teil der Innenwandung eine Leuchtstoffschicht aufweisen. Zusätzlich kann unterhalb der Leuchtstoffschicht eine oder mehrere Reflexionsschichten für sichtbares Licht, z.B. aus Al2O3 und/oder TiO2, aufgebracht sein. Dadurch wird gegebenenfalls verhindert, daß ein Teil des von der Leuchtstoffschicht emittierten Lichts durch die Gefäßwand transmittiert wird. Vielmehr wird das Licht durch Reflexion bzw. Mehrfachreflexion im wesentlichen auf die Apertur gelenkt und folglich dort die Leuchtdichte erhöht Alternativ kann die Leuchtstoffschicht auch selbst zusätzlich als Reflexionsschicht mitbenutzt werden, indem die Leuchtstoffschicht ausreichend dick aufgebracht wird. In beiden Fällen bleibt lediglich eine streifenförmige Apertur unbeschichtet bzw. ist nur mit einer relativ dünnen Leuchtstoffschicht beschichtet. Dadurch weist die Apertur im Betrieb eine erhöhte Leuchtdichte auf.In addition, at least part of the inner wall can have a phosphor layer. In addition, one or more reflection layers for visible light, for example made of Al 2 O 3 and / or TiO 2 , can be applied below the phosphor layer. This may prevent some of the light emitted by the phosphor layer from being transmitted through the vessel wall. Rather, the light is essentially directed onto the aperture by reflection or multiple reflection and consequently the luminance is increased there. Alternatively, the phosphor layer itself can also be additionally used as a reflection layer by applying the phosphor layer with a sufficient thickness. In both cases, only a strip-shaped aperture remains uncoated or is only coated with a relatively thin phosphor layer. As a result, the aperture has an increased luminance during operation.

Aus Gründen des Berührungsschutzes kann es vorteilhaft sein, die Lampe mit einer transparenten elektrischen Isolierung, z.B. mit einem durchsichtigen Kunststoff-Schrumpfschlauch, Schutzlack o.ä. zu ummanteln.For reasons of protection against contact, it may be advantageous to use the lamp with transparent electrical insulation, e.g. with a see-through Plastic shrink tubing, protective varnish or similar to encase.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

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

Fig. 1
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Leuchtstofflampe mit Apertur und mit drei Außenwandungselektroden,
Fig. 2
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Leuchtstofflampe mit Apertur und mit vier Außenwandungselektroden,
Fig. 3
ähnlich Figur 2, aber mit geänderter Anordnung der Elektroden und Polaritätsverteilung,
Fig. 4
ein Beleuchtungssystem mit der Apertur-Leuchtstofflampe aus Figur 1 und Impulsspannungsquelle,
Fig. 5
qualitativen Vergleich zweier Meßkurven der Lampe aus Figur 1 mit einer Lampe mit nur zwei Außenwandungselektroden.
Fig. 6
eine schematische Prinzipskizze zur Erläuterung des maximalen Abstands s, den die gedachte Verbindungslinie eines Elektrodenpaares zur nächstbenachbarten Wand des Entladungsgefäßes aufweist.
The invention will be explained in more detail below with the aid of several exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1
3 shows a cross section through a fluorescent lamp according to the invention with an aperture and with three outer wall electrodes,
Fig. 2
3 shows a cross section through a fluorescent lamp according to the invention with an aperture and with four outer wall electrodes,
Fig. 3
similar to FIG. 2, but with a different arrangement of the electrodes and polarity distribution,
Fig. 4
1 shows an illumination system with the aperture fluorescent lamp from FIG. 1 and a pulse voltage source,
Fig. 5
qualitative comparison of two measurement curves of the lamp from FIG. 1 with a lamp with only two outer wall electrodes.
Fig. 6
is a schematic diagram to explain the maximum distance s, which the imaginary connecting line of a pair of electrodes to the next adjacent wall of the discharge vessel.

Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt einer Apertur-Leuchtstofflampe 1 für OA-Anwendungen in stark schematischer Darstellung. Dabei sind insbesondere die Dicken der Wand, der Reflexionsschicht und des Leuchtstoffes sowie die Breite der Elektrodenstreifen aus darstellerischen Gründen deutlich vergrößert dargestellt. Die Lampe 1 besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Entladungsgefäß 2 mit kreisförmigem Querschnitt sowie einer ersten, einer zweiten und einer dritten streifenförmigen Elektrode 3-5. Die Innenwandung des Entladungsgefäßes 2 weist mit Ausnahme einer rechteckigen Apertur 6 eine Reflexionsschicht 7 auf. Auf diese Reflexionsschicht 7 sowie die Innenwandung im Bereich der Apertur 6 ist eine Leuchtstoffschicht 8 aufgebracht. Das Entladungsgefäß 2 ist an seinen beiden Ende kuppelförmig gasdicht verschlossen (nicht dargestellt). Innerhalb des Entladungsgefäßes 2 befindet sich Xenon mit einem Fülldruck von ungefähr 21,33 kPa (160 Torr).FIG. 1 shows a cross section of an aperture fluorescent lamp 1 for OA applications in a highly schematic representation. Here are particular the thicknesses of the wall, the reflective layer and the phosphor as well the width of the electrode strips clearly for illustrative reasons shown enlarged. The lamp 1 consists essentially of a tubular Discharge vessel 2 with a circular cross section and a first, a second and a third strip-shaped electrode 3-5. The inner wall of the discharge vessel 2 points with the exception of a rectangular one Aperture 6 has a reflection layer 7. On this reflective layer 7 as well the inner wall in the area of the aperture 6 is a phosphor layer 8 applied. The discharge vessel 2 is dome-shaped at both ends sealed gastight (not shown). Inside the discharge vessel 2 Xenon is at a fill pressure of approximately 21.33 kPa (160 torr).

Die drei Elektroden 3-5 sind als Metallfolienstreifen ausgebildet. Die erste Elektrode ist als Kathode 3 und die beiden anderen als Anoden 4, 5 vorgesehen (unipolarer Betrieb). Die Elektroden 3-5 sind im Querschnitt betrachtet an den Eckpunkten eines gedachten gleichschenkeligen Dreiecks auf der Außenwandung des Entladungsgefäßes 2 angeordnet. Folglich bilden sich im gepulsten Betrieb gemäß der US-PS 5,604,410 zwei Ebenen mit dielektrisch behinderten Einzelentladungen aus (nicht dargestellt). Eine erste Entladungsebene erstreckt sich innerhalb des Entladungsgefäßes 2 zwischen dem Kathodenstreifen 3 und dem ersten Anodenstreifen 4. Die andere Entladungsebene erstreckt sich entsprechend zwischen dem Kathodenstreifen 3 und dem zweiten Anodenstreifen 5.The three electrodes 3-5 are designed as metal foil strips. The first The electrode is provided as a cathode 3 and the other two as anodes 4, 5 (unipolar operation). The electrodes 3-5 are viewed in cross section at the corner points of an imaginary isosceles triangle on the outer wall of the discharge vessel 2 arranged. Consequently, in the pulsed operation according to US Pat. No. 5,604,410 two levels with dielectric disabled single discharges from (not shown). A first level of discharge extends within the discharge vessel 2 between the Cathode strip 3 and the first anode strip 4. The other level of discharge extends accordingly between the cathode strip 3 and the second anode strip 5.

Die jeweilige Breite der Anodenstreifen 4, 5 beträgt 0,9 mm. Die Breite des Kathodenstreifens 3 beträgt 0,8 mm. Der Außendurchmesser des aus Glas bestehenden rohrförmigen Entladungsgefäßes 2 beträgt ca. 9 mm bei einer Wandstärke von ca. 0,5 mm. Die Breite und die Länge der Apertur 6 betragen ca. 6,5 mm bzw. 255 mm. Bei der Leuchtstoffschicht 7 handelt es sich um einen Dreibandenleuchtstoff. Er besteht aus einer Mischung der Blaukomponente BaMgAl10O17:Eu, der Grünkomponente LaPO4:Ce,Tb und der Rotkomponente (Y,Gd)BO3:Eu. Die resultierenden Farbkoordinaten betragen x = 0,395 und y = 0,383, d.h. es wird weißes Licht erzeugt.The respective width of the anode strips 4, 5 is 0.9 mm. The width of the cathode strip 3 is 0.8 mm. The outer diameter of the tubular discharge vessel 2 made of glass is approximately 9 mm with a wall thickness of approximately 0.5 mm. The width and length of the aperture 6 are approximately 6.5 mm and 255 mm, respectively. The phosphor layer 7 is a three-band phosphor. It consists of a mixture of the blue component BaMgAl 10 O 17 : Eu, the green component LaPO 4 : Ce, Tb and the red component (Y, Gd) BO 3 : Eu. The resulting color coordinates are x = 0.395 and y = 0.383, ie white light is generated.

Die Lampe in Figur 2 - gleichartige Merkmale sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in Figur 1 bezeichnet - weist vier Außenwandungselektroden 9-12 auf. Davon sind zwei Elektroden als Kathoden 9, 10 und die restlichen zwei Elektroden als Anoden 11, 12 vorgesehen. Die beiden Elektrodenpaare 9, 12 bzw. 10, 11 sind derart auf der Außenwandung angeordnet, daß die beiden im Betrieb zwischen je einem Elektrodenpaar brennenden Entladungsebenen (nicht dargestellt) parallel zueinander orientiert sind. Nachteilig ist zwar die gegenüber Figur 1 etwas geringere Schlagweite. Allerdings eignet sich diese elektrisch symmetrische Anordnung gut für einen bipolaren Betrieb. Die Apertur 6 ist mittig zwischen einem Elektrodenpaar angeordnet derart, daß die Flächennormale über weite Bereiche der Apertur 6 quasi senkrecht zu den beiden Entladungsebenen orientiert ist.The lamp in Figure 2 - similar features are given the same reference numerals as designated in Figure 1 - has four outer wall electrodes 9-12 on. Of these, two are electrodes as cathodes 9, 10 and the rest two electrodes are provided as anodes 11, 12. The two pairs of electrodes 9, 12 and 10, 11 are arranged on the outer wall such that the both discharge levels burning during operation between a pair of electrodes (not shown) are oriented parallel to each other. adversely is the slightly shorter stroke distance compared to FIG. Indeed this electrically symmetrical arrangement is well suited for a bipolar Business. The aperture 6 is arranged centrally between a pair of electrodes such that the surface normal over large areas of the aperture 6 quasi is oriented perpendicular to the two discharge planes.

Die Lampe aus Figur 2 ist für die Automobilbeleuchtung vorgesehen und zwar je nach verwendetem Leuchtstoff beispielsweise als Bremslicht oder Blinklicht.The lamp from FIG. 2 is intended for automotive lighting and depending on the phosphor used, for example as a brake light or Flashing light.

Die Lampe in Figur 3 unterscheidet sich von jener in Figur 1 durch eine weitere Elektrode 13, die zwischen den beiden Anoden angeordnet ist und ebenfalls als Anode vorgesehen ist. Im vorzugsweise unipolaren gepulsten Betrieb bilden sich somit insgesamt drei Entladungsebenen aus und zwar jeweils zwischen der ersten Kathode 3 und je einer der drei Anoden 4, 13 und 5. Die Innenwandung des Entladungsgefäßes 2 weist eine Leuchtstoffschicht 6 auf. Auf eine Reflexionsschicht sowie eine Apertur ist hier verzichtet.The lamp in Figure 3 differs from that in Figure 1 by another Electrode 13, which is arranged between the two anodes and also is provided as an anode. In preferably unipolar pulsed operation A total of three discharge levels are thus formed, in each case between the first cathode 3 and one of the three anodes 4, 13 and 5. The inner wall of the discharge vessel 2 has a phosphor layer 6 on. There is no reflection layer or aperture here.

Die Figur 4 zeigt ein Beleuchtungssystem für OA-Vorrichtungen. Die Apertur-Leuchtleuchtstofflampe 1 aus Figur 1 weist an ihrem zweiten Ende zusätzlich einen Sockel 14 auf. Der Sockel 14 besteht im wesentlichen aus einem Sockeltopf 15 sowie zwei Anschlußstiften 16a,16b. Der Sockeltopf 15 dient primär der Aufnahme der Lampe 1. Außerdem sind im Innern des Sockeltopfes 15 die Außenwandungskathode 3 sowie die Anoden 4 und 5 (vom Entladungsgefäß 2 verdeckt und deshalb nicht zu sehen) mit den beiden Anschlußstiften 16a bzw. 16b verbunden (nicht dargestellt). Die Anschlußstifte 16a,16b sind ihrerseits über elektrische Leitungen 17a, 17b mit den beiden Polen 18a bzw. 18b einer Impulsspannungsquelle 19 verbunden.FIG. 4 shows a lighting system for OA devices. The aperture fluorescent lamp 1 from FIG. 1 additionally points at its second end a base 14. The base 14 consists essentially of a Socket pot 15 and two connecting pins 16a, 16b. The base pot 15 serves primarily the inclusion of the lamp 1. Also inside the base pot 15 the outer wall cathode 3 and the anodes 4 and 5 (from Discharge vessel 2 covered and therefore not visible) with the two connecting pins 16a and 16b connected (not shown). The connector pins 16a, 16b are in turn connected to the two via electrical lines 17a, 17b Poles 18a and 18b of a pulse voltage source 19 connected.

Die Impulsspannungsquelle 19 liefert eine Folge von unipolaren Spannungspulsen mit Pulshöhen von ca. 3 kV und mit einer Wiederholfrequenz von 80 kHz. Die Pulsdauer beträgt jeweils ca. 1,1 µs. Bei einer Lampenlänge von 300 mm lassen sich bis zu ca. 20 W elektrische Leistung effizient einkoppeln. Bei Verwendung eines reinen Grünleuchtstoffes (LaPO4:Ce,Tb) wird bei einer Leistungsaufnahme von 10 W eine Leuchtdichte von ca. 45000 cd/m2 erzielt.The pulse voltage source 19 supplies a sequence of unipolar voltage pulses with pulse heights of approximately 3 kV and with a repetition frequency of 80 kHz. The pulse duration is approx. 1.1 µs each. With a lamp length of 300 mm, up to approx. 20 W electrical power can be efficiently coupled. When using a pure green phosphor (LaPO 4 : Ce, Tb), a luminance of approx. 45000 cd / m 2 is achieved with a power consumption of 10 W.

Da es sich hier um eine beidseitig dielektrisch behinderte Entladung handelt, ist nicht nur der Betrieb mit unipolaren Spannungspulsen sondern ebenso mit bipolaren Spannungspulsen möglich.Since this is a dielectric barrier discharge on both sides, is not only the operation with unipolar voltage pulses but also possible with bipolar voltage pulses.

In der Figur 5 ist die durch die Apertur gemessene Leuchtdichte L [cd/m2] in beliebigen Einheiten als Funktion der zeitlich gemittelten elektrischen Leistung P in W dargestellt. Die Kurve 20 bezieht sich auf ein Beleuchtungssystem gemäß Figur 4 mit den dort spezifizierten Betriebsparametern und drei Außenwandungselektroden. Die Kurve 21 bezieht sich auf eine vergleichbare Lampe mit nur zwei Elektroden. Aus der Figur ist qualitativ zu entnehmen, daß die erfindungsgemäße Lampe mit drei Elektroden bei elektrischen Leistungen von mehr als 10 W eine deutlich höhere Leuchtdichte erzielt als die konventionelle Lampe. Außerdem steigt die Kurve 20 auch bei einer elektrischen Leistung von 20 W noch an, wohingegen die Kurve 21 bereits leicht abflacht, d.h. ein Sättigungsverhalten zeigt.FIG. 5 shows the luminance L [cd / m 2 ] measured by the aperture in arbitrary units as a function of the time-averaged electrical power P in W. Curve 20 relates to an illumination system according to FIG. 4 with the operating parameters specified there and three outer wall electrodes. Curve 21 relates to a comparable lamp with only two electrodes. From the figure it can be seen qualitatively that the lamp according to the invention with three electrodes achieves a significantly higher luminance than the conventional lamp with electrical powers of more than 10 W. In addition, curve 20 rises even with an electrical power of 20 W, whereas curve 21 already flattens slightly, ie shows a saturation behavior.

Claims (15)

  1. Discharge lamp (1) having an at least partially transparent, closed tubular discharge vessel (2) filled with a gas filling, and having a number of electrodes (3-5, 9-12, 13) which are arranged parallel to the longitudinal axis of the tubular discharge vessel (2) and on the external wall of this discharge vessel (2), characterized in that
    the electrodes (3-5, 9-12) are linear
    the number of electrodes (3-5, 9-12) is three or more, and the following relationship is satisfied:
    s / a ≥ 0.1
    s defining the maximum spacing between the imaginary connecting line (20) of an electrode pair (3, 4; 3,5) and the most closely neighbouring wall of the discharge vessel (2), and a defining the mutual spacing between the electrodes of this electrode pair.
  2. Discharge lamp according to Claim 1, it being the case that s / a ≥ 0.2, in particular preferably > 0.25.
  3. Discharge lamp according to Claim 1 or 2, the number of the electrodes of one polarity (3) differing from the number of the electrodes of the other polarity (4, 5, 13).
  4. Discharge lamp according to Claim 3, the number of electrodes being exactly three.
  5. Discharge lamp according to Claim 4, the electrodes (3-5) being arranged, when seen in cross section, at least approximately at the corner points of an imaginary equilateral triangle.
  6. Discharge lamp according to Claim 4, the electrodes being arranged, when seen in cross section, at least approximately at the corner points of an imaginary isosceles triangle.
  7. Fluorescent lamp according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gas filling consists of an inert gas or inert gas mixture.
  8. Fluorescent lamp according to Claim 7, characterized in that the filling pressure is more than 13 kPa.
  9. Fluorescent lamp according to Claim 7 or 8, characterized in that the gas filling contains xenon.
  10. Discharge lamp according to one or more of the preceding claims, the width of the electrodes being 1 mm or less.
  11. Discharge lamp according to one or more of the preceding claims, the discharge vessel (2) having on at least part of its wall a layer of fluorescent material or a mixture of fluorescent materials (8) and, optionally, a reflective layer (7) in addition.
  12. Fluorescent lamp according to Claim 11, the wall of the discharge vessel (2) having an aperture (6) which is excepted at least by the reflective layer (7).
  13. Fluorescent lamp according to one or more of the preceding claims, the tubular discharge vessel (2) having a circular cross section with an inside diameter of less than 20 mm, in particular less than 15 mm.
  14. Illuminating system having a fluorescent lamp (1) according to one of claims 1-[illegible] and an electric pulsed voltage source (19) which is suitable for delivering active-power pulses separated from one another by pauses during operation, characterized in that the fluorescent lamp (1) has features of one or more of Claims 1 to 13, the pulsed voltage source (19) being connected in an electrically conducting fashion to the two external supply leads (17a, 17b) of the fluorescent lamp (1).
  15. Illuminating system according to Claim 14, characterized by the following operating parameters:
    repetition frequency of the active-power pulses greater than or equal to 20 kHz,
    pulse duration of the active-power pulses of less than 2 µs.
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