EP1261983A1 - Stille entladungslampe mit steuerbarer farbe - Google Patents

Stille entladungslampe mit steuerbarer farbe

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EP1261983A1
EP1261983A1 EP01271651A EP01271651A EP1261983A1 EP 1261983 A1 EP1261983 A1 EP 1261983A1 EP 01271651 A EP01271651 A EP 01271651A EP 01271651 A EP01271651 A EP 01271651A EP 1261983 A1 EP1261983 A1 EP 1261983A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas discharge
discharge lamp
color
phosphor
electrode groups
Prior art date
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Granted
Application number
EP01271651A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1261983B1 (de
Inventor
Udo Custodis
Angela Eberhardt
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Publication of EP1261983A1 publication Critical patent/EP1261983A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1261983B1 publication Critical patent/EP1261983B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps 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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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps 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
    • H01J65/042—Lamps 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
    • H01J65/046—Lamps 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
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/313—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being gas discharge devices

Definitions

  • the present invention relates to a so-called silent gas discharge lamp.
  • at least the anode (s) is or are separated from the gas filling serving as the discharge medium by a dielectric layer.
  • all electrodes are dielectrically impeded.
  • Silent discharge lamps as such are known. They are of interest for various applications, in particular also for backlighting displays in flat screens and the like.
  • the design is known as a so-called flat radiator, in which the lamp essentially consists of two plane-parallel plates which can be connected via a frame and enclose the discharge medium between them. One of the two plates serves as the light emitting surface of the flat spotlight.
  • These silent gas discharge lamps are preferably operated using a pulsed operating method, with which a particularly high efficiency in the generation of light (UV light or preferably visible light is added Use of phosphors) can be achieved.
  • a pulsed operating method with which a particularly high efficiency in the generation of light (UV light or preferably visible light is added Use of phosphors) can be achieved.
  • the details of this operating method are also known in the prior art and are known to the person skilled in the art, so that they are not dealt with in detail here.
  • This invention is based on the technical problem of expanding the area of application and the possible uses for silent gas discharge lamps.
  • a gas discharge lamp is provided on the one hand with a discharge vessel filled with a gas filling, with a plurality of electrodes divided into groups which can be operated separately, a dielectric layer between at least one anode part of the electrodes and the gas filling and a phosphor layer, the phosphor layer being assigned to the electrode groups has at least two respective fluorescent colors, the electrode groups and the partial phosphor surfaces are each nested flatly with respect to one another in such a way that the light-emitting surface of the gas discharge lamp can essentially be illuminated individually with each electrode group, and the gas discharge lamp is designed so that the color of the light emission can be controlled by controlling simultaneous operation of the electrode groups.
  • the invention is also directed to an operating method for such a gas discharge lamp, in which the electrode groups are operated simultaneously with controlled power and in this way the relative ratios of the emitted light colors of the phosphors are controlled.
  • the invention also relates to an image display device with a large number of such gas discharge lamps, which will be discussed in more detail in the further course of the description.
  • the overall color of the light emission of the discharge lamp should be controllable, specifically as a mixed color from at least two colors of phosphors or phosphor mixtures.
  • the electrodes are divided into groups which can be operated separately from one another.
  • Each of the electrode groups is assigned to a fluorescent surface, which forms a partial surface of the entire light emission surface of the gas discharge lamp.
  • This partial phosphor surface is provided with a respective phosphor or phosphor mixture and generates a certain color when the lamp is in operation.
  • the operation of an electrode group thus means light emission with the assigned fluorescent (mixture) color.
  • the total radiation should act as a mixed color, so that the individual areas of the phosphor can no longer be resolved in the application of the beholder's eye with an adapted observation distance or with diffusion through diffuser elements of the discharge lamp or through reflection on illuminated objects or the like, for which purpose the electrode groups and the ordered phosphor partial areas are nested locally. How fine the structure of this local nesting should be depends on the specific application.
  • the partial fluorescent areas should not form self-contained, separate, compact blocks within the entire light-emitting area of the gas discharge lamp, but rather should be interlocked with one another in various ways or otherwise nested in relation to this total light-emitting area. In other words, it should be possible to essentially illuminate the entire light radiation area by each group of electrodes.
  • one or the other of the at least two fluorescent colors can now be generated during operation of the lamp and a mixed color can be produced therefrom by simultaneous operation. Since it has meanwhile been found that silent discharge lamps of this type can be dimmed, which also applies to individual electrode groups, the simultaneous operation of the electrode groups with the different fluorescent colors not only enables a specific mixed color to be produced, but can also be changed continuously.
  • suitable electrode structures in particular those with a discharge that changes monotonically within so-called control lengths, distance, by varying parameters of the electrical power supply, in particular the voltage amplitude in the pulsed operating method, or the dead time between the pulses, the power of the lamp can be continuously controlled in relatively large areas.
  • control lengths, distance by varying parameters of the electrical power supply, in particular the voltage amplitude in the pulsed operating method, or the dead time between the pulses, the power of the lamp can be continuously controlled in relatively large areas.
  • operation can also take place at a very low power level.
  • this is to be understood in such a way that different discharge distances can also exist within an electrode group corresponding to a fluorescent color, that is, subgroups can be formed in connection with the dimming process.
  • the partial fluorescent areas do not have to be clearly delimited from one another, but can also merge into one another. In the usual manufacturing processes, however, there will usually be a defined boundary between the partial phosphor surfaces.
  • the groups z. B. in connection with the dim properties can be divided into subgroups, as already stated above.
  • the assigned partial fluorescent areas do not have to be contiguous, but can also consist of a large number of individual, contiguous fields on the light emitting surface.
  • One possible application of the invention is to generate white light with adjustable color temperature.
  • white light is generated by jointly exciting a so-called three-band mixture of different phosphors.
  • the phosphors or phosphor mixtures corresponding to the three primary colors (three bands) are thus mixed together.
  • the color temperature of the white tone can only be set by the proportions of the dyes in the overall dye mixture. For each desired color temperature, therefore, a separate dye mixture and thus a separate gas discharge lamp must be manufactured and bought and stored by the user.
  • the procedure according to the invention can be used to produce a silent gas discharge lamp in which the color temperature can be adjusted in addition to the overall brightness by finely adjusting the respective output of the individual electrode groups. In principle, this argument naturally also applies to other tones in addition to white light, but the commercial importance of white light of different color temperatures is greatest.
  • standardized lamps can be equipped with different ballasts in order to generate different color temperatures depending on the application.
  • the adjustability on the part of the user could be dispensed with, for example because only a small number of different standard color temperatures are of interest anyway.
  • a ballast can also be provided with the possibility of switching between different, predetermined color temperatures.
  • a gas discharge lamp according to the invention can also be interesting to be able to use a gas discharge lamp according to the invention to be able to produce a larger color spectrum or as complete a color spectrum as possible.
  • This image display device consists of a large number of gas discharge lamps arranged planar next to one another, which therefore each form full-color pixels.
  • the image information can be generated by controlling the brightness of the individual pixels, that is to say lamps, the overall image display device being able to operate as a color display in accordance with the colors that can be represented by the individual pixels.
  • the single lamp corresponds to a set of neighboring primary color pixels (usually three).
  • Fig. 1 shows schematically the structure of a light emission surface of a silent gas discharge lamp with two phosphor surfaces, each corresponding to primary colors;
  • FIG. 3 illustrates the structure of a variant of FIG. 1, namely the nesting of three partial phosphor areas corresponding to primary colors;
  • FIG. 4 schematically illustrates an image display device according to the invention to be constructed from silent gas discharge lamps according to FIGS. 1-3.
  • the light emission surface 1 corresponds essentially to the translucent ceiling plate of a conventional silent flat radiator with the exception of the details explained below. It can be seen that the light radiation surface 1 is divided into a checkerboard pattern into two phosphor partial surfaces 2 and 3.
  • the phosphor partial surfaces 2 and 3 are understood as the sum of the respective light and dark squares, so each phosphor partial surface 2 and 3 forms half of the light radiation surface and is the only one Excitation already capable of illuminating the light emission surface 1 essentially completely.
  • the phosphor sub-area 2 should emit a blue color and the phosphor sub-area a yellow color. This means that in addition to the shades of yellow and blue, shades can also be represented in a continuous green spectrum, which is obtained by mixing the two primary colors.
  • the homogeneity can be further increased by additionally connecting a diffuser element known per se for homogenizing the luminance distribution in backlighting of the screen, for example a prismatic film or a ground glass screen.
  • a diffuser element known per se for homogenizing the luminance distribution in backlighting of the screen for example a prismatic film or a ground glass screen.
  • FIG. 2 shows an example of an electrode structure suitable for FIG. 1.
  • the two central horizontal lines 4 correspond to two anodes, the electrode strips 5 and 6, which are rectangularly meandering around these anodes 4, are cathodes which can be operated separately from one another and have respective projections 7 for localizing individual discharge structures 8.
  • the cathode 5 is designed with broken lines to separate it from the cathode 6 distinguishable, in fact it is of course a continuous path.
  • the separate operability of the cathodes 5 and 6 results in two electrode groups 4, 5 and 4, 6 (with common anodes), to which the discharge structures schematically shown as triangles are assigned. The figure therefore assumes that both electrode groups are operated simultaneously.
  • the electrode strips 4, 5, 6 must be insulated from one another at the crossing points and in the areas in which they run relatively closely adjacent.
  • a corresponding safety distance between the Cathode strips 5 and 6 may be provided, which is not shown in the drawing in FIG. 2.
  • FIG. 3 shows a variant of the pattern from FIG. 1, which is designed for three primary colors.
  • the partial fluorescent areas are designated 9, 10 and 11 and correspond to the primary colors blue at 9, green at 10 and red at 11 in this variant.
  • a correspondingly constructed gas discharge lamp is in principle able to display a full color spectrum. Otherwise, the explanations for FIG. 1 apply.
  • the electrode structure required for the variant in FIG. 3 is naturally somewhat more complex than that shown in FIG. 2 and is not explained in detail here because nothing fundamentally new arises from it.
  • Fig. 4 schematically shows a large-format image display device 12 with a frame 13 which carries a large-format rectangular flat screen wall 14 erected and raised above the ground.
  • a picture display Ge dressed 12 could be used for example in a large sports stadium as an information area or could also be mounted as an advertising board, for example on house walls, then of course without the frame 13 shown here.
  • the flat screen wall 14 essentially consists of a large number of individual gas discharge lamps 15 mounted planar next to one another, which are constructed in accordance with FIGS. 1 and 2 or in accordance with FIG. 3. As a result, they form full-color pixels for a color display with two or three primary colors.
  • the graphic image information (ie light / dark information) has a spatial resolution corresponding to the size of the individual gas discharge lamps 15.
  • the flat screen wall 14 should therefore be designed in such a way that the viewer can recognize an image as a whole at an assumed observation distance and preferably no longer perceives a single lamp for himself.
  • a major advantage of using silent discharge lamps for image display devices 12, as in FIG. 4, is that the silent discharge lamps can be used to achieve a very high luminance with an acceptable power consumption.
  • silent discharge lamps are extremely switch-resistant, ie they are well suited for time-varying continuous applications. They also show practically no start-up behavior or temperature dependence of the light output.

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Description

Stille Entladungslampe mit steuerbarer Farbe
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine sogenannte stille Gasentladungslampe. Darunter versteht man Gasentladungslampen, die für sogenannte dielektrisch behinderte Entladungen ausgelegt sind. Dazu ist oder sind zumindest die Anode(n) durch eine dielektrische Schicht von der als Entladungsmedium dienenden Gasfüllung getrennt. Bei für bipolaren Betrieb ausgelegten Gasentladungslampen sind alle Elektroden dielektrisch behindert.
Stand der Technik
Stille Entladungslampen als solche sind bekannt. Sie sind für verschiedene Anwendungen von Interesse, insbesondere auch zur Hinterleuchtung von Displays in Flachbildschirmen und dergleichen. Für diesen Anwendungsbereich ist die Bauform als sogenannter Flachstrahler bekannt, bei dem die Lampe im wesentlichen aus zwei planparallelen Platten besteht, die über einen Rahmen verbunden sein können und zwischen sich das Entladungsmedium einschließen. Eine der beiden Platten dient dabei als Lichtabstrahlungs- fläche des Flachstrahlers.
Vorzugsweise werden diese stillen Gasentladungslampen mit einem gepulsten Betriebsverfahren betrieben, mit dem sich eine besonders hohe Effizienz der Erzeugung von Licht (UV-Licht oder vorzugsweise sichtbares Licht bei Verwendung von Leuchtstoffen) erzielen lässt. Auch der Einzelheiten dieses Betriebsverfahrens sind Stand der Technik und dem Fachmann vertraut, so dass hier nicht im einzelnen darauf eingegangen wird.
Es ist ferner bekannt, in einer stillen Gasentladungslampe eine in mehrere Gruppen aufgeteilte Elektrodenanordnung zu verwenden, wobei die Gruppen getrennt voneinander betrieben werden können. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, verschiedene Bereiche einer Instrumentenanordnung unabhängig voneinander zu beleuchten und diese Beleuchtung für die verschiedenen Bereiche ein- und ausschalten zu können, wobei insgesamt nur eine Lampe Verwendung findet. Hierbei können die verschiedenen Bereiche der Instrumentenbeleuchtung auch unterschiedlich gefärbt sein, also Leuchtstoffe oder Leuchtstoffmischungen verschiedener Farben Verwendung finden. Es wird verwiesen auf die EP 97 122799.6.
Darstellung der Erfindung
Dieser Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, das Einsatzgebiet und die Verwendungsmöglichkeiten für stille Gasentladungslampen zu erweitern.
Hierzu ist zum einen vorgesehen eine Gasentladungslampe mit einem mit einer Gasfüllung gefüllten Entladungsgefäß mit einer Vielzahl von in getrennt betreibbare Gruppen aufgeteilten Elektroden, einer dielektrischen Schicht zwischen zumindest einem Anodenteil der Elektroden und der Gas- füllung und einer Leuchtstoffschicht, wobei die Leuchtstoffschicht den Elektrodengruppen zugeordnete Leuchtstoffteilflächen zumindest zweier jeweiliger Leuchtstofffarben aufweist, die Elektrodengruppen und die Leuchtstoffteilflächen jeweils untereinander flächig so verschachtelt sind, dass sich die Lichtabstrahlungsfläche der Gasentladungslampe im wesentlichen mit jeder Elektrodengruppe für sich erleuchten lässt, und die Gasentladungslampe dazu ausgelegt ist, dass durch Steuerung eines gleichzeitigen Betriebs der Elektrodengruppen eine Steuerung der Farbe der Lichtemission möglich ist.
Daneben richtet sich die Erfindung auch auf ein Betriebsverfahren für eine solche Gasentladungslampe, bei dem die Elektrodengruppen gleichzeitig mit jeweils gesteuerter Leistung betrieben werden und in dieser Weise die Relativverhältnisse der abgestrahlten Lichtfarben der Leuchtstoffe gesteuert werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Schließlich richtet sich die Erfindung auch auf eine Bildanzeigeeinrichtung mit einer Vielzahl solcher Gasentladungslampen, auf die im weiteren Verlauf der Beschreibung noch näher eingegangen wird.
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, dass die Gesamtfarbe der Lichtemission der Entladungslampe steuerbar sein soll, und zwar als Misch- färbe aus zumindest zwei Farben von Leuchtstoffen oder Leuchtstoffmischungen. Dazu werden, wie an sich bekannt, die Elektroden in Gruppen aufgeteilt, die geteilt voneinander betreibbar sind. Jede der Elektrodengruppen ist einer Leuchtstofffläche zugeordnet, die eine Teilfläche der gesamten Lichtabstrahlungsfläche der Gasentladungslampe bildet. Diese Leuchtstoff- teilfläche ist mit einem jeweiligen Leuchtstoff oder Leuchtstoffgemisch versehen und erzeugt im Betrieb der Lampe eine bestimmte Farbe. Der Betrieb einer Elektrodengruppe bedeutet damit Lichtabstrahlung mit der zugeordneten Leuchtstoff-(Gemisch)-Farbe. Dabei soll die Gesamtabstrahlung jedoch als Mischfarbe wirken, die einzelnen Leuchtstoffteilflächen also in der An- wendung vom Auge des Betrachters bei einem angepassten Beobachtungsabstand oder bei Diffusion durch Diffusorelemente der Entladungslampe oder durch Reflexion an beleuchteten Gegenständen oder dergleichen möglichst nicht mehr aufzulösen sein, wozu die Elektrodengruppen und die zu- geordneten Leuchtstoffteilflächen örtlich miteinander verschachtelt sind. Wie fein die Struktur dieser örtlichen Verschachtelung sein soll, ist eine Frage des speziellen Anwendungsfalls. Jedenfalls sollen die Leuchtstoffteilflächen nicht in sich geschlossene separate kompakte Blöcke innerhalb der gesamten Lichtabstrahlungsfläche der Gasentladungslampe bilden, sondern vielmehr miteinander im Verhältnis zu dieser Lichtabstrahlungsgesamtfläche vielfältig verzahnt oder anderweitig verschachtelt sein. In anderen Worten soll die gesamte Lichtabstrahlungsfläche durch jede Elektrodengruppe für sich im wesentlichen erleuchtet werden können.
Mit diesen erfindungsgemäßen Maßnahmen kann nun im Betrieb der Lampe die eine oder andere der zumindest zwei Leuchtstofffarben erzeugt werden und durch gleichzeitigen Betrieb eine Mischfarbe daraus. Da sich unterdessen herausgestellt hat, dass stille Entladungslampen dieses Typs gedimmt werden können, was auch für einzelne Elektrodengruppen gilt, kann durch den gleichzeitigen Betrieb der Elektrodengruppen mit den verschiedenen Leuchtstofffarben nicht nur eine bestimmte Mischfarbe erzeugt werden, sondern diese auch kontinuierlich verändert werden.
Im Hinblick auf geeignete Dimmverfahren und die hierfür sinnvollen Maßnahmen wird auf zwei frühere Patentanmeldungen derselben Anmelderin verwiesen, auf deren Inhalt in Bezug auf die Leistungssteuerung in den einzelnen Elektrodengruppen und auch auf bevorzugte Merkmale der Elektrodenstruktur innerhalb dieser Elektrodengruppen verwiesen wird. Zum einen ist dies die deutsche Patentanmeldung 198 44 720.5 (zugehörige PCT/DE 99/02885), zum anderen die deutsche Patentanmeldung 198 45 228.4 (zuge- hörige PCT/DE 99/03109). Zur Vermeidung einer unnötigen Länge der vorliegenden Anmeldung wird auf Wiederholungen des Inhalts dieser in Bezug genommenen Anmeldungen verzichtet. Es wird somit vorausgesetzt, dass sich bei geeigneten Elektrodenstrukturen, insbesondere solchen mit sich innerhalb von sogenannten Steuerlängen monoton veränderndem Entladungs- abstand, durch Variation von Parametern der elektrischen Leistungsversorgung, insbesondere der Spannungsamplitude im gepulsten Betriebsverfahren, oder der Totzeit zwischen den Pulsen, die Leistung der Lampe in relativ großen Bereichen kontinuierlich steuern lässt. Insbesondere kann durch Ein- führung besonders kleiner Entladungsabstände bei einem Teil der Elektrodenpaare und durch ein zugeordnetes Betriebsverfahren mit besonders langen Totzeiten auch ein Betrieb auf sehr kleiner Leistungsstufe erfolgen. Im vorliegenden Zusammenhang ist dies so zu verstehen, dass innerhalb einer einer Leuchtstofffarbe entsprechenden Elektrodengruppe auch verschiedene Entladungsabstände vorliegen können, also in Zusammenhang mit dem Dimmverfahren Untergruppen gebildet werden können.
Im Prinzip braucht man für die Erfindung nach den obigen Ausführungen nur zwei Primärfarben, mit denen sich ein Spektrum von Mischfarben bis hin zu den reinen Primärfarben aufspannen lässt. Einen größeren Gestaltungs- Spielraum hat man natürlich mit einer größeren Zahl von Primärfarben, wobei im Prinzip drei Primärfarben mit drei Elektrodengruppen (wobei im folgenden unter Elektrodengruppen die Gruppeneinteilung im Hinblick auf die Farbsteuerung verstanden wird) ausreichen. Auf die Einzelheiten der Zuordnung bestimmter Leuchtstoffe zu verschiedenen Primärfarben und auf die Details der Farbmischung in Leuchtstofflampen wird hier nicht eingegangen, weil es sich auch dabei um Basiswissen des Fachmanns und um Stand der Technik handelt. Insbesondere sind auch für stille Entladungslampen geeignete Leuchtstoffe für VUV- Anregung aus früheren Anmeldungen bekannt.
Der Klarheit halber ist hinzuzufügen, dass die Leuchtstoffteilflächen nicht sauber voneinander abgegrenzt sein müssen, sondern auch ineinander übergehen können. Bei den gängigen Herstellungsverfahren wird jedoch in der Regel eine definierte Grenze zwischen den Leuchtstoffteilflächen zu finden sein. Außerdem können die Gruppen z. B. in Zusammenhang mit den Dim- meigenschaften in Untergruppen aufgeteilt sein, wie oben bereits festgestellt. Die zugeordneten Leuchtstoffteilflächen müssen im übrigen nicht jeweils in sich zusammenhängend sein, sondern können auch aus einer Vielzahl einzelner jeweils in sich zusammenhängender Felder auf der Lichtabstrahlungs- fläche bestehen.
Eine mögliche Anwendung der Erfindung liegt darin, Weißlicht einstellbarer Farbtemperatur zu erzeugen. Bei konventionellen Gasentladungslampen wird Weißlicht durch gemeinsame Anregung einer sogenannten Dreibandenmischung verschiedener Leuchtstoffe erzeugt. Dabei liegen die den drei Primärfarben (drei Banden) entsprechenden Leuchtstoffe bzw. Leuchtstoffmischungen also gemeinsam vermischt vor.
Bei solchen konventionellen Gasentladungslampen lässt sich die Farbtemperatur des Weißtons nur durch die Mengenanteile der Farbstoffe in der Gesamtfarbstoffmischung einstellen. Es muss also für jede gewünschte Farb- temperatur eine eigene Farbstoffmischung und damit eine eigene Gasentladungslampe hergestellt werden und vom Anwender eingekauft und bevorratet werden. Demgegenüber lässt sich mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise eine stille Gasentladungslampe herstellen, bei der durch die Feineinstellung der jeweiligen Leistung der einzelnen Elektrodengruppen neben der Gesamthelligkeit auch die Farbtemperatur justierbar ist. Im Prinzip gilt dieses Argument natürlich neben Weißlicht auch für andere Töne, jedoch ist die gewerbliche Bedeutung von Weißlicht verschiedener Farbtemperatur am größten.
Dabei lassen sich neben der Einstellung auf Seiten des Anwenders aber auch andere Vorteile erzielen: Beispielsweise können standardisierte Lampen mit verschiedenen Vorschaltgeräten bestückt werden, um damit je nach Anwendungsfall unterschiedliche Farbtemperaturen zu erzeugen. Dabei könnte auf die Einstellbarkeit seitens des Anwenders verzichtet werden, beispielsweise weil ohnehin nur eine kleinere Zahl verschiedener Normfarbtemperaturen von Interesse ist. Auch kann ein Vorschaltgerät mit Umschaltmöglichkeit zwischen verschiedenen, fest vorgegebenen Farbtemperaturen vorgesehen sein.
Zum anderen kann es aber auch interessant sein, mit einer erfindungsgemäßen Gasentladungslampe ein größeres Farbspektrum oder ein möglichst vollständiges Farbspektrum erzeugen zu können. Dies gilt insbesondere für eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Lampen als Bildelemente einer größeren Bildanzeigeeinrichtung. Dabei besteht diese Bildanzei- geeinrichtung aus einer Vielzahl planar nebeneinander angeordneter Gasentladungslampen, die also jeweils Vollfarbpixel bilden. Die Bildinformation kann dabei durch die Steuerung der Helligkeit der einzelnen Pixel, also Lampen, erzeugt werden, wobei die Gesamtbildanzeigeeinrichtung entsprechend der durch die einzelnen Pixel darstellbaren Farben als Farbanzeige arbeiten kann. Im Vergleich zu einer konventionellen Farbbildröhre entspricht dabei die einzelne Lampe einem Satz benachbarter Primärfarbpixel (gewöhnlich drei). Es ist jedoch auch möglich, bei der Bildanzeigeeinrichtung die erfindungsgemäßen Gasentladungslampen lediglich für die Erzeugung der notwendigen Farben zu verwenden und die eigentliche figürliche Bildin- formation davon unabhängig darzustellen, etwa durch ein vorgeschaltetes LCD-Display oder anderweitiges Helligkeitsfilter.
Zu Einzelheiten einer solchen Bildanzeigeeinrichtung wird im übrigen verwiesen auf die Ausführungsbeispiele und eine Parallelanmeldung der selben Anmelderin vom gleichen Anmeldetag mit dem Titel „Bildanzeigeeinrich- tung aus einer Vielzahl stiller Gasentladungslampen" (DE 100 63 931.3), deren Offenbarungsgehalt hiermit in Bezug genommen ist. Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren dargestellt sind. In der vorstehenden wie in der nachfolgenden Beschreibung sind die offenbarten Merkmale sowohl im Hinblick auf die Vorrichtungskategorie als auch im Hinblick auf die Verf ahrens- kategorie zu verstehen.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Lichtabstrahlungsfläche einer stillen Gasentladungslampe mit zwei, jeweils Primärfarben entsprechenden Leuchtstoffteilflächen;
Fig. 2 illustriert schematisch eine geeignete Elektrodenstruktur dazu;
Fig. 3 illustriert den Aufbau einer Variante zu Fig. 1, nämlich die Verschach- telung von drei, jeweils Primärfarben entsprechenden Leuchtstoffteilflächen;
Fig. 4 illustriert schematisch eine aus stillen Gasentladungslampen gemäß den Fig. 1 - 3 aufzubauende erfindungsgemäße Bildanzeigeeinrichtung.
Fig. 1 zeigt schematisch den Flächenaufbau einer Lichtabstrahlungsfläche 1 einer stillen Gasentladungslampe. Die Lichtabstrahlungsfläche 1 entspricht dabei im wesentlichen der lichtdurchlässigen Deckenplatte eines mit Ausnahme der im folgenden erläuterten Einzelheiten konventionellen stillen Flachstrahlers. Man erkennt, dass die Lichtabstrahlungsfläche 1 in Schachbrettmusterform aufgeteilt ist in zwei Leuchtstoffteilflächen 2 und 3. Die Leuchtstoffteilflächen 2 und 3 verstehen sich dabei als Summe der jeweiligen hellen und dunklen Quadrate, jede Leuchtstoffteilfläche 2 und 3 bildet also die Hälfte der Lichtabstrahlungsfläche und ist bei alleiniger Anregung bereits in der Lage, die Lichtabstrahlungsfläche 1 im wesentlichen vollständig auszuleuchten. Durch die relativ feine schachbrettmusterartige Verschachte- lung zwischen den Leuchtstoffteilflächen 2 und 3 ist dabei in einem gewissen Beobachtungsabstand mit dem Auge nicht mehr aufzulösen, welche der Leuchtstoffteilflächen 2 oder 3 zur Lichtemission angeregt wird. Das gilt natürlich nicht für die unterschiedlichen Farben, die durch die Leuchtstoffe bzw. Leuchtstoffmischungen der Leuchtstoffteilflächen 2 und 3 gegeben sind. Bei diesem Beispiel soll die Leuchtstoffteilfläche 2 einen blauen Farbton und die Leuchtstoffteilfläche einen gelben Farbton abstrahlen. Damit sind also neben den Farbtönen Gelb und Blau auch Farbtöne in einem kontinuierlichen Grünspektrum darzustellen, das sich durch Mischung der beiden Primärfarben ergibt.
Die Homogenität kann weiter verstärkt werden, indem zusätzlich ein zur Homogenisierung der Leuchtdichteverteilung bei Bildschirmhinterleuchtun- gen an sich bekanntes Diffusorelement vor die Entladungslampe geschaltet wird, beispielsweise eine Prismenfolie oder eine Mattscheibe.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine zu Fig. 1 passende Elektrodenstruktur. Die beiden mittleren horizontalen Striche 4 entsprechen dabei zwei Anoden, die gewissermaßen um diese Anoden 4 rechteckig mäandrierenden Elektrodenstreifen 5 und 6 sind voneinander getrennt betreibbare Kathoden mit jeweiligen Vorsprüngen 7 zur Lokalisierung von Einzelentladungsstrukturen 8. Die Kathode 5 ist gestrichelt ausgeführt, um sie von der Kathode 6 unterscheidbar zu machen, tatsächlich ist sie natürlich eine durchgehende Bahn.
Durch die getrennte Betreibbarkeit der Kathoden 5 und 6 ergeben sich zwei Elektrodengruppen 4, 5 und 4, 6 (mit gemeinsamen Anoden), denen die jeweils als Dreiecke schematisch eingezeichneten Entladungsstrukturen zugeordnet sind. In der Abbildung wird also von einem gleichzeitigen Betrieb beider Elektrodengruppen ausgegangen.
Es versteht sich von selbst, dass die Elektrodenstreifen 4, 5, 6 an den Kreuzungspunkten und in den Bereichen, in denen sie relativ eng benachbart laufen, gegeneinander isoliert sein müssen. Dazu kann insbesondere in den benachbarten Bereichen ein entsprechender Sicherheitsabstand zwischen den Kathodenstreifen 5 und 6 vorgesehen sein, der in Fig. 2 zeichnerisch nicht dargestellt ist.
Es versteht sich von selbst, dass die zwischen den Kathoden 5 und 6 und den Anoden 4 jeweils eingeschlossenen Quadrate, in denen die einzelnen Entla- dungsstrukturen 8 liegen, in der Lampe direkt unter den Einzelquadraten der Leuchtstoffteilflächen 2 und 3 angeordnet sind. Dadurch sind die Elektrodengruppen 4, 5 und 4, 6 jeweils einer der beiden Leuchtstoffteilflächen 2 und 3 zugeordnet. Je nach Ausdehnung der einzelnen Quadrate und abhängig vom Abstand zwischen den Entladungsstrukturen 8 und den Leucht- stoffteilflächen (im Sinn der Figuren senkrecht auf der Zeichenebene) kommt es im Betrieb einer der beiden Elektrodengruppen 4, 5 und 4, 6 natürlich auch zu einer gewissen Anregung der ihr nicht eigentlich zugeordneten anderen Leuchtstoffteilfläche. Dies beeinträchtigt die Reinheit der Primärfarben bei Betrieb nur einer der beiden Elektrodengruppen 4, 5 und 4, 6 geringfügig, ändert jedoch an dem Grundprinzip der Darstellbarkeit aller Mischfarben zwischen den darstellbaren Primärfarben nichts im Grundsatz.
Fig. 3 zeigt eine Variante zu dem Muster aus Fig. 1, die für drei Primärfarben ausgelegt ist. Die Leuchtstoffteilflächen sind mit 9, 10 und 11 bezeichnet und entsprechen bei dieser Variante den Primärfarben Blau bei 9, Grün bei 10 und Rot bei 11. Damit ist eine entsprechend aufgebaute Gasentladungslampe im Prinzip in der Lage, ein volles Farbspektrum anzuzeigen. Im übrigen gelten die Ausführungen zu Fig. 1. Die für die Variante in Fig. 3 notwendige Elektrodenstruktur ist naturgemäß etwas komplexer als die in Fig. 2 dargestellte und wird hier nicht im einzelnen erläutert, weil sich daraus nichts grundsätzlich Neues ergibt.
Fig. 4 zeigt schematisch eine großformatige Bildanzeigeeinrichtung 12 mit einem Gestell 13, das eine großformatige rechteckige Flachbildschirmwand 14 aufgerichtet und über den Erdboden erhoben trägt. Eine solche Bildanzei- geeinrichtung 12 könnte beispielsweise in einem großen Sportstadion als Informationsfläche Verwendung finden oder auch als Werbetafel beispielsweise an Hauswänden montiert sein, dann natürlich ohne das hier gezeichnete Gestell 13.
Die Flachbildschirmwand 14 besteht im wesentlichen aus einer großen Zahl planar nebeneinander montierten einzelnen Gasentladungslampen 15, die entsprechend den Fig. 1 und 2 oder entsprechend Fig. 3 aufgebaut sind. Dadurch bilden sie Vollfarbpixel für eine Farbdarstellung mit zwei bzw. drei Primärfarben. Die grafische Bildinformation (also Hell- /Dunkelinformation) hat dabei eine der Größe der einzelnen Gasentladungslampen 15 entsprechende Ortsauflösung. Die Flachbildschirmwand 14 sollte also so ausgelegt sein, dass der Betrachter bei einem anzunehmenden Beobachtungsabstand insgesamt ein Bild erkennen kann und vorzugsweise eine einzelne Lampe nicht mehr für sich wahrnimmt.
Im übrigen gilt die bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnte Anmerkung, dass durch Unterteilung der einzelnen Lampen auch eine höhere örtliche Auflösung der grafischen Darstellung und der Farbdarstellung erreicht werden kann als der einzelnen Lampengröße entsprechend. Dies ist im wesentlichen eine ökonomische Frage, nämlich danach, ob ein Satz kleinerer Lampen oder eine dem Format des ganzen Satzes entsprechende, jedoch unterteilte, größere Lampe preisgünstiger herzustellen ist.
Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von stillen Entladungslampen für Bildanzeigeeinrichtungen 12 wie in Fig. 4 besteht darin, dass sich mit den stillen Entladungslampen bei einem vertretbaren Stromverbrauch eine sehr hohe Leuchtdichte erzielen lässt. Außerdem sind stille Entladungslampen außerordentlich schaltfest, d.h. für zeitlich veränderliche Daueranwendungen gut geeignet. Sie zeigen zudem praktisch kein Anlaufverhalten bzw. keine Temperaturabhängigkeit der Leuchtleistung. Diese Vorteile sind für An- wendungen solcher Bildanzeigeeinrichtungen in Sportstadien, bei Konzertübertragungen, in der Werbung, bei Verkehrsleitsystemen und bei allen anderen Anwendungen, bei denen es auf die großformatige Bilddarstellung ankommt, besonders geeignet.

Claims

Patentansprüche
1. Gasentladungslampe (15) mit einem mit einer Gasfüllung gefüllten Entladungsgefäß mit einer Vielzahl von in getrennt betreibbare Gruppen (4,5; 4,6) aufgeteilten Elektroden (4, 5, 6), einer dielektrischen Schicht zwischen zumindest einem Anodenteil (4) der Elektroden und der Gasfüllung und einer Leuchtstoffschicht (2, 3, 9, 10, 11),
wobei die Leuchtstoffschicht (2, 3, 9, 10, 11) den Elektrodengruppen (4,5; 4,6) zugeordnete Leuchtstoffteilflächen (2, 3, 9, 10, 11) zumindest zweier jeweiliger Leuchtstofffarben aufweist,
die Elektrodengruppen (4,5; 4,6) und die Leuchtstoffteilflächen (2, 3, 9, 10, 11) jeweils untereinander flächig so verschachtelt sind, dass sich die
Lichtabstrahlungsfläche (1) der Gasentladungslampe (15) im wesentlichen mit jeder Elektrodengruppe (4,5; 4,6) für sich erleuchten lässt,
und die Gasentladungslampe (15) dazu ausgelegt ist, dass durch Steuerung eines gleichzeitigen Betriebs der Elektrodengruppen (4,5; 4,6) eine Steuerung der Farbe der Lichtemission möglich ist.
2. Gasentladungslampe (15) nach Anspruch 1, bei der drei Elektrodengruppen und dazu zugeordnete drei Leuchtstoffteilflächen (9, 10, 11) mit jeweils einer Leuchtstoffprimärfarbe vorgesehen sind.
3. Gasentladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zur Erzeugung von Weißlicht einstellbarer Farbtemperatur ausgelegt ist.
4. Gasentladungslampe (15) nach einem der vorstehenden Ansprüche als Flachstrahler.
5. Bildanzeigeeinrichtung (12) mit einer Vielzahl planar nebeneinander zu einer Fläche angeordneter Gasentladungslampen (15) nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, bei der jede Gasentladungslampe (15) einem Vollfarbpixel entspricht.
6. Verfahren zum Betreiben einer Gasentladungslampe (15) nach einem der Ansprüche 1 - 4, bei dem die Elektrodengruppen (4,5; 4,6) gleichzei- tig mit jeweils gesteuerter Leistung betrieben werden und in dieser
Weise die Relativverhältnisse der abgestrahlten Lichtfarben der Leuchtstoffe (2, 3, 9, 10, 11) gesteuert werden.
7. Verfahren zum Beleuchten mit einem Betriebsverfahren nach Anspruch 10, bei dem die Farbtemperatur einer Weißlichtbeleuchtung eingestellt wird durch Steuern der Relativverhältnisse der abgestrahlten Lichtfarben.
8. Verfahren zum Anzeigen eines Bildes mit einer Bildanzeigeeinrichtung (12) nach Anspruch 5, bei dem durch Steuerung der Farbabstrahlung der einzelnen Gasentladungslampen (15) ein farbiges Bild aus einer Vielzahl von Farbpixeln aufgebaut wird.
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