EP1417699A1 - Entladungslampe mit zündhilfe - Google Patents

Entladungslampe mit zündhilfe

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EP1417699A1
EP1417699A1 EP02748616A EP02748616A EP1417699A1 EP 1417699 A1 EP1417699 A1 EP 1417699A1 EP 02748616 A EP02748616 A EP 02748616A EP 02748616 A EP02748616 A EP 02748616A EP 1417699 A1 EP1417699 A1 EP 1417699A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vuv
reflection layer
wall
discharge vessel
electrodes
Prior art date
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Application number
EP02748616A
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English (en)
French (fr)
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EP1417699B1 (de
Inventor
Gerhard DÖLL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1417699A1 publication Critical patent/EP1417699A1/de
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Publication of EP1417699B1 publication Critical patent/EP1417699B1/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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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
    • H01J61/545—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using an auxiliary electrode inside the vessel

Definitions

  • the invention relates to a dielectric barrier discharge lamp according to the preamble of claim 1.
  • Dielectric barrier discharge lamps are sources of electromagnetic radiation based on dielectric barrier gas discharges.
  • the discharge vessel is usually filled with an inert gas, for example xenon, or a gas mixture.
  • an inert gas for example xenon, or a gas mixture.
  • excimers are formed during the gas discharge, which is preferably operated by means of a pulsed operating method described in US Pat. No. 5,604,410.
  • Excimers are excited molecules, such as Xe 2 *, which emit electromagnetic radiation when they return to the normally unbound basic state. In the case of Xe 2 *, the maximum of the molecular band radiation is approximately 172 nm (NUN radiation).
  • the present invention relates to a dielectric barrier discharge lamp with a phosphor layer which is applied to the inner wall of the discharge vessel and which is used for converting the invisible NUN radiation into visible (N ⁇ S) radiation (light).
  • a NUN / NIS reflection layer for example A1 2 Ü3 and Ti0 2
  • the NUN / NIS reflective layer This is because, on the one hand, it reflects the portion of the short-wave radiation emitted by the gas discharge that first passes through the phosphor layer back into the phosphor layer. Otherwise this portion would be largely absorbed by the discharge vessel wall and would thus be finally lost for conversion to light by the phosphor layer.
  • the reflection layer also reflects visible light, so that it is only emitted via the area of the discharge vessel that is free of reflection layers. In this respect, the reflection layer serves to increase the luminance in the area of the lamp provided for the light radiation.
  • the shape of the discharge vessel of the lamp plays at most a minor role for the advantageous effect of the invention.
  • the invention also relates to so-called flat lamps and rod-shaped aperture lamps.
  • the discharge vessel is essentially formed by a base plate and a front plate connected to it.
  • the NUN / NIS reflective layer is applied to the inner wall of the base plate.
  • the light emission here takes place via the front panel.
  • Flat lamps are particularly suitable for large-area lighting tasks, for example for the direct backlighting of displays, e.g. Liquid crystal displays, but also for general lighting.
  • an aperture extending along the longitudinal axis of the lamp remains free of reflection layers.
  • the aperture can optionally also be luminescent or coated with luminescent material.
  • a dielectric barrier discharge lamp necessarily requires at least one so-called dielectric barrier electrode.
  • a dielectric barrier electrode is separated from the inside of the discharge vessel by means of a dielectric barrier.
  • This dielectric barrier can be designed, for example, as a dielectric layer covering the electrode, or it is formed by the discharge vessel of the lamp itself, namely when the electrode is arranged on the outer wall of the discharge vessel.
  • a time-variable voltage between the electrodes is required for the operation of such lamps, for example a sinusoidal AC voltage or pulse-shaped voltage as disclosed in the aforementioned US Pat. No. 5,604,410.
  • US-A 6 034470 discloses a flat lamp with dielectrically impeded electrodes.
  • the discharge vessel of the lamp consists of a base plate and a front plate, which are connected to one another in a gas-tight manner via a surrounding frame.
  • the base plate is provided with a light reflecting layer, ie only the front plate is used for decoupling the light.
  • the inner wall of both the base and the front plate are coated with a phosphor layer (Fig. 6b). This results in a high luminous efficacy or high luminance on the front panel.
  • the long ignition delay after the voltage is applied to the electrodes of the lamp when the lamp is in the dark, for example within an LCD display is disadvantageous. After a long time in the dark it may even happen that the lamp can only be ignited with a voltage that is significantly higher than in normal operation.
  • EP-A 363 832 shows a flat lamp with dielectric pairs of electrodes which are connected in pairs to the two poles of a high-voltage source.
  • the electrodes consist of wires and are embedded in a flat glass dielectric.
  • a coating for lowering the ignition voltage for the discharge is applied to the dielectric surface.
  • the material for the coating comprises the oxides of magnesium, ytterbium, lanthanum and cerium (MgO, Yb 2 ⁇ 3, La 2 0 3 , Ce0 2 ).
  • a phosphor layer is applied to the outer wall of the transparent plate opposite the glass dielectric. It is disadvantageous that the dielectric surface has no luminescent material layer because of the coating for lowering the ignition voltage, since part of the maximum possible light yield is thereby wasted.
  • the object of the present invention is to provide a dielectric barrier discharge lamp with a phosphor which has both a high luminous efficiency and an improved ignition behavior.
  • the dielectric barrier discharge lamp according to the invention has a discharge vessel, on the wall of which dielectrically disabled electrodes are arranged.
  • a NUN / NIS reflection layer is applied to at least part of the inner wall of the discharge vessel.
  • a phosphor layer is applied to the NUN / NIS reflection layer.
  • a subarea of the NUN / NIS reflection layer additionally has the function of a secondary electron emitter to improve the ignition behavior of the lamp.
  • a material with a high secondary electron emission coefficient is specifically selected for the NUV / NIS reflection layer.
  • At least one partial area without phosphor is provided in the phosphor layer, this at least one partial area partially exposing the underlying NUN / VIS reflection layer and is also arranged at least in the immediate vicinity of one or more electrodes.
  • This means that the at least one partial area is selected such that the NUN / NIS reflection layer exposed there is exposed to the free electrons accelerated in the electrical field of the electrodes.
  • These electrons can trigger secondary electrons from the NUN / NIS reflection layer within the fluorescent-free partial area by means of collision processes.
  • the electrodes are arranged on the inner wall and covered with a separate dielectric layer or are arranged on the outer wall.
  • the inner wall electrode is preferred only insofar as the thickness of the dielectric layer can be selected independently of the thickness of the vessel wall. In addition, the inner wall electrode is safe to touch.
  • the fluorescent-free section can be realized that either the phosphor was removed there later or was already left out during application.
  • two or more such partial areas can also be provided within the discharge vessel in order to increase the probability of rapid ignition.
  • the phosphor layer does not completely cover the inner wall of the discharge vessel, it does not matter whether the at least one phosphor-free partial area is arranged inside the outer border of the phosphor layer or on the edge thereof. It is only decisive that the fluorescent-free partial area exposes the underlying reflection layer and the fluorescent-free partial area is arranged in the area of an electrode in such a way that secondary electrons are triggered there during operation.
  • the fluorescent-free partial area is adjacent to an electrode, since electrodes can also strike there due to electrical stray fields.
  • the effectiveness of the ignition aid is higher if the fluorescent-free partial area is arranged directly above at least one electrode.
  • the shape of the phosphor-free partial area is preferably selected so that it corresponds to the image or at least partial image of an electrode, i.e. the fluorescent-free partial area is preferably limited to the zone defined by the (partial) image above the electrode.
  • the fluorescent-free partial area must be arranged on the anode. Only then can primary electrons be accelerated in the direction of the fluorescent-free sub-area and, when striking the VUV / VIS reflection layer, secondary electrons there for the further development of the Ignition process are triggered. This distinction is irrelevant for lamps for operation with bipolar voltage pulses, since the electrodes change their roles in pairs (instantaneous anode or cathode) depending on the polarity of the instantaneous voltage pulse.
  • the instantaneous anode in any case has a fluorescent-free partial area and thus secondary electron emission can take place.
  • This variant also increases the probability of a quick and reliable ignition.
  • the two luminescent-free sub-areas can be both separated from one another and connected to a common sub-area for both electrodes.
  • the common section is particularly suitable for relatively closely adjacent electrodes of a pair of electrodes. If the electrodes are further apart, separate sub-areas will be preferred in order to lose as little as possible of the phosphor layer and thus of the luminous efficacy.
  • a material with a secondary electron emission coefficient greater than one, in particular greater than two, preferably greater than 3, particularly preferably in the range between 3 and 15 is selected for the VUV / VIS reflection layer.
  • Porous A1 2 0 3 and / or MgO, for example, have proven to be a suitable coating material.
  • the discharge vessel is essentially formed by a base plate and a front plate connected to it.
  • the VUV / VIS reflective layer is applied to the inner wall of the base plate.
  • Below the reflective layer are elongated, to each other spaced electrodes are arranged, at least the electrodes of one polarity being covered with a dielectric layer, for example made of glass solder.
  • the electrodes can also be arranged on the outer wall of the discharge vessel.
  • the wall of the vessel itself acts as a dielectric.
  • the phosphor layer is arranged on the reflection layer and is provided with at least one phosphor-free partial area in the manner described above. For further details, reference is made to the exemplary embodiment.
  • the discharge vessel can also be tubular, the VUV / VIS reflection layer, with the exception of an aperture which is free of reflection layers and which extends along the longitudinal axis of the lamp, extending on the inner wall of the discharge vessel.
  • the electrodes are arranged on the inner wall and covered with a separate dielectric layer or are arranged on the outer wall.
  • FIG. 1 a shows a schematic plan view of a base plate of a flat lamp
  • Figure lb shows a cross section through a complete flat lamp on the base of the base plate in Figure la along the line AA.
  • Figures la and lb show a schematic plan view of a base plate 1 of a flat lamp or a cross section through a complete flat lamp on the base of the base plate 1 in Figure la along the line AA.
  • the base plate 1 is connected to a front plate 3 by means of a peripheral frame 2 to form a gas-tight flat discharge vessel. Inside the flat lamp there is a gas filling made of xenon with a filling pressure of 10 kPa. Numerous strip-like electrode tracks 4 made of conductive silver solder with a width of approximately 1 mm and a thickness of approximately 10 ⁇ m are printed on the inner wall of the base plate 1. Their mutual distance is approximately 6 mm. For operation, the strip-like electrodes 4 are alternately connected to one of the two poles of a voltage source supplying a pulse voltage sequence. As a result, numerous partial discharges form between the immediately adjacent electrode tracks.
  • the partial discharges start essentially next to each other along the electrode path (more precisely above the top functional layer covering the electrode paths) of a (current) polarity, reach into the gas-filled discharge space and end on the top, the adjacent electrode (currently ) functional layer covering opposite polarity.
  • a dielectric layer 5 made of glass solder, the thickness of which is approximately 250 ⁇ m.
  • the dielectric layer 5 is followed by a VUV / VIS reflection layer 6 made of A1 2 0 3 and the latter is finally followed by a phosphor layer 7 consisting of a three-band phosphor mixture for generating white light.
  • the phosphor layer 7 has four phosphor-free partial regions 8, in which the VUV / VIS reflection layer 6 arranged below the phosphor layer 7 appears. For this purpose covered the corresponding areas of the VUV / VIS reflection layer 6 before printing with the phosphor.
  • the shape of the fluorescent-free subareas 8 corresponds to a partial image of the strip-like electrodes 4, specifically corresponding to a strip approximately 5 mm long. Two of the four phosphor-free partial areas 8 are arranged on the two sides of the base plate 1 running parallel to the electrodes 4 and on each end of the two outer electrodes 4. In this way, the fluorescent-free partial areas 8 are arranged in the edge area of the visible surface of the flat lamp and nevertheless within the electric field of the electrodes 4.
  • the VUV / VIS reflection layer 6 functions as a secondary electron emitter within the phosphor-free subareas 8 and thus improves the ignitability of the lamp.
  • the inner wall of the front plate 3 is also coated with a phosphor layer 9, consisting of the phosphor mixture of the phosphor layer 7 of the base plate.

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Abstract

Eine dielektrische Barrieren-Entladungslampe mit auf der Wand des Entla-dungsgefäss angeordneten Elektroden weist auf zumindest einem Teil der Innenwand des Entladungsgefässes eine VUV/VIS-Reflexionsschicht (6) aus einem Material mit einem hohen Sekundärelektronenemissionskoeffizienten auf. Auf der VUV/VIS-Reflexionsschicht (6) wiederum ist eine Leuchtstoffschicht (7) aufgebracht. Ausserdem ist in der Leuchtstoffschicht (7) mindestens ein Teilbereich (8) ohne Leuchtstoff vorgesehen, wobei dieser mindestens eine Teilbereich (8) die darunter liegende VUV/VIS-Reflexionsschicht (6) partiell freilegt und ausserdem zumindest in unmittelbarer Nähe einer oder mehrerer Elektroden (4) der Lampe angeordnet ist. Dadurch wird das Zündverhalten der Lampe insbesondere beim Zünden in Dunkelheit verbessert.

Description

Entladungslampe mit Zündhilfe
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine dielektrische Barrieren-Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Dielektrische Barrieren-Entladungslampen sind Quellen elektromagnetischer Strahlung auf der Basis dielektrisch behinderter Gasentladungen.
Das Entladungsgefäß ist üblicherweise mit einem Edelgas, beispielsweise Xenon, oder einer Gasmischung gefüllt. Während der Gasentladung, die bevorzugt mittels eines in der US-A 5,604,410 beschriebenen gepulsten Betriebsverfahrens betrieben wird, werden sogenannte Excimere gebildet. Ex- cimere sind angeregte Moleküle, z.B. Xe2*, die bei der Rückkehr in den in der Regel ungebundenen Grundzustand elektromagnetische Strahlung emittieren. Im Falle von Xe2* liegt das Maximum der Molekülbandenstrahlung bei ca. 172 nm (NUN-Strahlung).
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine dielektrische Barrieren- Entladungslampe mit einer auf der Innenwand des Entladungsgefäßes auf- gebrachten Leuchtstoffschicht, die zur Konvertierung der unsichtbaren NUN- Strahlung in sichtbare (NΙS-)Strahlung (Licht) dient. Auf einem Teil der Innenwand des Entladungsgefäßes ist unterhalb der Leuchtstoffschicht eine NUN/NIS-Reflexionsschicht, beispielsweise A12Ü3 und Ti02 aufgebracht. Diese erhöht die Lichtausbeute der Lampe. Die NUN/NIS-Reflexionsschicht reflektiert nämlich zum einen den durch die Leuchtstoffschicht zunächst hindurchtretenden Anteil der von der Gasentladung emittierten kurzwelligen Strahlung in die Leuchtstoffschicht zurück. Andernfalls würde dieser Anteil großenteils von der Entladungsgefäßwand absorbiert und wäre so für die Konversion in Licht durch die Leuchtstoffschicht endgültig verloren. Zum anderen reflektiert die Reflexionsschicht aber auch das sichtbare Licht, so dass es nur über den reflexionsschichtfreien Bereich des Entladungsgefäßes abgestrahlt wird. Insofern dient die Reflexionsschicht zur Erhöhung der Leuchtdichte in dem für die Lichtabstrahlung vorgesehenen Bereich der Lampe.
Die Form des Entladungsgefäßes der Lampe spielt für die vorteilhafte Wirkung der Erfindung allenfalls eine untergeordnete Rolle. Insbesondere betrifft die Erfindung auch sogenannte Flachlampen und stabförmige Aperturlampen.
Bei Flachlampen ist das Entladungsgefäß im wesentlichen durch eine Grundplatte und eine damit verbundene Frontplatte gebildet. Die NUN/NIS- Reflexionsschicht ist auf der Innenwand der Bodenplatte aufgebracht. Die Lichtabstrahlung erfolgt hier also über die Frontplatte. Flachlampen eignen sich insbesondere für großflächige Beleuchtungsaufgaben, beispielsweise für die direkte Hinterleuchrung von Anzeigen, z.B. Flüssigkristallanzeigen, aber auch für die Allgemeinbeleuchtung.
Bei stabförmigen Aperturlampen bleibt eine sich entlang der Längsachse der Lampe erstreckende Apertur reflexionsschichtfrei. Die Apertur kann wahlweise ebenfalls leuchtstofffrei oder mit Leuchtstoff beschichtet sein. Derarti- ge 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.
Eine dielektrische Barrieren-Entladungslampe setzt notwendigerweise mindestens eine sogenannte dielektrisch behinderte Elektrode voraus. Eine die- lektrisch behinderte Elektrode ist gegenüber dem Innern des Entladungsgefäßes mittels einer dielektrischen Barriere getrennt. Diese dielektrischen Barriere kann beispielsweise als eine die Elektrode bedeckende dielektrische Schicht ausgeführt sein, oder sie ist durch das Entladungsgefäß der Lampe selbst gebildet, nämlich wenn die Elektrode auf der Außenwand des Entladungsgefäßes angeordnet ist.
Aufgrund der dielektrischen Barriere ist für den Betrieb derartiger Lampen eine zeitveränderliche Spannung zwischen den Elektroden erforderlich, beispielsweise eine sinusförmige Wechselspannung oder pulsförmige Spannung wie in der vorstehend genannten US-A 5,604,410 offenbart.
Stand der Technik
In der US-A 6 034470 ist eine Flachlampe mit dielektrisch behinderten Elektroden offenbart. Das Entladungsgefäß der Lampe besteht aus einer Boden- und einer Frontplatte, die über einen umlaufenden Rahmen gasdicht miteinander verbunden sind. Die Bodenplatte ist mit einer lichtreflektierenden Schicht versehen, d.h. nur die Frontplatte dient zur Lichtauskopplung. Die Innenwand sowohl der Boden- als auch der Frontplatte sind mit einer Leuchtstoffschicht beschichtet (Fig. 6b). Dadurch wird eine hohe Lichtausbeute bzw. hohe Leuchtdichte auf der Frontplatte erzielt. Nachteilig ist allerdings die lange Zündverzögerung nach dem Anlegen der Spannung an die Elektroden der Lampe, wenn sich die Lampe in Dunkelheit befindet, bei- spielsweise innerhalb einer LCD-Anzeige. Nach geraumer Zeit in Dunkelheit kann es sogar vorkommen, dass sich die Lampe nur noch mit gegenüber dem Normalbetrieb deutlich erhöhter Spannung zünden lässt.
Die EP-A 363 832 zeigt eine Flachlampe mit dielektrisch behinderten Elektrodenpaaren, die paarweise an die beiden Pole einer Hochspannungsquelle angeschlossen sind. Die Elektroden bestehen aus Drähten und sind in ein flächiges Glasdielektrikum eingebettet. Im Betrieb bilden sich auf der Dielektrikumsoberfläche zwischen jeweils benachbarten Elektrodendrähten Gleitentladungen aus. Auf der Dielektrikumsoberfläche ist eine Beschichtung zur Erniedrigung der Zündspannung für die Entladung aufgebracht. Das Material für die Beschichtung umfasst die Oxide von Magnesium, Ytterbium, Lanthan und Zer (MgO, Yb2θ3, La203, Ce02). Auf der Außenwand der dem Glasdielektrikum gegenüberliegenden transparenten Platte ist eine Leuchtstoffschicht aufgebracht. Nachteilig ist, dass die Dielektrikumsoberfläche wegen der Beschichtung zur Erniedrigung der Zündspannung keine Leucht- Stoffschicht aufweist, da dadurch ein Teil der maximal möglichen Lichtausbeute verschenkt wird.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine dielektrische Barrieren- Entladungslampe mit Leuchtstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die sowohl eine hohe Lichtausbeute als auch ein verbessertes Zündverhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einer Lampe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Die erfindungsgemäße dielektrische Barrieren-Entladungslampe weist ein Entladungsgefäß auf, auf dessen Wand dielektrisch behinderte Elektroden angeordnet sind. Auf zumindest einem Teil der Innenwand des Entladungsgefäßes ist eine NUN/NIS-Reflexionsschicht aufgebracht. Auf der NUN/NIS- Reflexionsschicht wiederum ist eine Leuchtstoffschicht aufgebracht. Darüber hinaus kommt erfindungsgemäß einem Teilbereich der NUN/NIS- Reflexionsschicht noch zusätzlich die Funktion eines Sekundärelektronen- emitters zur Verbesserung des Zündverhaltens der Lampe zu. Zu diesem Zweck ist für die NUV/NIS-Reflexionsschicht gezielt ein Material mit einem hohen Sekundärelektronenemissionskoeffizienten gewählt. Außerdem ist in der Leuchtstoffschicht mindestens ein Teilbereich ohne Leuchtstoff vorgesehen, wobei dieser mindestens eine Teilbereich die darunter liegende NUN/VIS-Reflexionsschicht partiell freilegt und außerdem zumindest in unmittelbarer Nähe einer oder mehrerer Elektroden angeordnet ist. Dies be- deutet, dass der mindestens eine Teilbereich derart gewählt ist, dass die dort freigelegte NUN/NIS-Reflexionsschicht den im elektrischen Feld der Elektroden beschleunigten freien Elektronen ausgesetzt ist. Diese Elektronen können so innerhalb des leuchtstofffreien Teilbereichs mittels Stoßprozesse Sekundärelektronen aus der NUN/NIS-Reflexionsschicht auslösen. Insofern spielt es für die vorteilhafte Wirkung der Erfindung auch keine Rolle, ob die Elektroden auf der Innenwand angeordnet und mit einer separaten Dielektrikumschicht bedeckt oder aber auf der Außenwand angeordnet sind. Wesentlich ist dabei lediglich, dass das von den Elektroden erzeugte elektrische Feld in der vorstehend beschriebenen Weise auf den jeweiligen leucht- stofffreien Teilbereich wirken kann. Der Innenwandelektrode ist nur insofern der Vorzug zu geben, als die Dicke der Dielektrikumschicht unabhängig von der Dicke der Gefäßwand gewählt werden kann. Außerdem ist die Innenwandelektrode berührungssicher. Der leuchtstofffreie Teilbereich kann da- durch realisiert sein, dass entweder der Leuchtstoff dort nachträglich entfernt oder beim Aufbringen bereits ausgespart wurde.
Selbstverständlich können innerhalb des Entladungsgefäßes auch zwei oder mehrere solcher Teilbereiche vorgesehen sein, um dadurch die Wahrschein- lichkeit für eine rasche Zündung zu erhöhen.
Falls die Leuchtstoffschicht die Innenwand des Entladungsgefäßes nicht vollständig bedeckt, spielt es außerdem keine entscheidende Rolle, ob der mindestens eine leuchtstofffreie Teilbereich innerhalb der äußeren Umrandung der Leuchtstoffschicht oder an deren Rand angeordnet ist. Entschei- dend ist nur, dass der leuchtstofffreie Teilbereich die darunter liegende Reflexionsschicht freilegt und der leuchtstofffreie Teilbereich so im Bereich einer Elektrode angeordnet ist, dass dort im Betrieb Sekundärelektronen ausgelöst werden.
Zwar ist es möglicherweise auch ausreichend, wenn der leuchtstofffreie Teil- bereich unmittelbar neben einer Elektrode angrenzt, da aufgrund elektrischer Streufelder auch dort noch Elektroden auftreffen können. Allerdings ist die Wirksamkeit der Zündhilfe höher, wenn der leuchtstofffreie Teilbereich direkt über mindestens einer Elektrode angeordnet ist. Zusätzlich ist die Form des leuchtstofffreien Teilbereichs bevorzugt so gewählt, dass sie dem Abbild oder zumindest Teilabbild einer Elektrode entspricht, d.h. bevorzugt beschränkt sich der leuchtstofffreie Teilbereich auf die durch das (Teil)abbild oberhalb der Elektrode definierte Zone.
Sofern die Lampe für den Betrieb mit unipolaren Spannungspulsen vorgesehen ist, muss der leuchtstofffreie Teilbereich auf der Anode angeordnet sein. Nur dann können nämlich Primärelektronen in Richtung leuchtstofffreier Teilbereich beschleunigt und beim Auftreffen auf die VUV/VIS- Reflexionsschicht dort Sekundärelektronen für die weitere Entwicklung des Zündvorgangs ausgelöst werden. Bei Lampen für den Betrieb mit bipolaren Spannungspulsen ist diese Unterscheidung unerheblich, da die Elektroden paarweise ihre Rollen (momentane Anode bzw. Kathode) je nach Polarität des momentanen Spannungspulses wechseln.
Außerdem ist es beim bipolaren Betrieb vorteilhaft, über den beiden Elektroden eines Elektrodenpaares einen leuchtstofffreien Teilbereich anzuordnen. Dann ist nämlich sicher gestellt, dass bei jedem Spannungspuls, unabhängig von dessen Polarität, die momentane Anode jedenfalls einen leuchtstofffreien Teilbereich aufweist und somit eine Sekundärelektronenemission stattfinden kann. Außerdem erhöht sich bei dieser Variante die Wahrscheinlichkeit für eine rasche und zuverlässige Zündung. Dabei können die beiden leuchtstofffreien Teilbereich sowohl voneinander getrennt als auch zusammenhängend zu einem gemeinsamen Teilbereich für beide Elektroden sein. Der gemeinsamen Teilbereich bietet sich insbesondere für relativ eng benachbarte Elekt- roden eines Elektrodenpaares an. Bei weiter auseinander liegenden Elektroden wird man getrennte Teilbereiche vorziehen, um möglichst wenig Anteil von der Leuchtstoffschicht und damit auch von der Lichtausbeute zu verlieren.
Für die Funktionsfähigkeit als Sekundärelektronenemitter zu gewährleisten, wird für die VUV/VIS-Reflexionsschicht ein Material mit einem Sekundär- elektronenemissionskoeffizienten größer eins, insbesondere größer zwei, bevorzugt größer 3, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 3 und 15 gewählt. Als geeignetes Beschichtungsmaterial haben sich z.B. poröses A1203 und /oder MgO erwiesen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Entladungsgefäß im wesentlichen durch eine Grundplatte und eine damit verbundene Frontplatte gebildet. Die VUV/VIS-Reflexionsschicht ist auf der Innenwand der Grundplatte aufgebracht. Unterhalb der Reflexionsschicht sind längliche, zueinander beabstandete Elektroden angeordnet, wobei zumindest die Elektroden einer Polarität mit einer dielektrischen Schicht, beispielsweise aus Glaslot bedeckt sind. Alternativ können die Elektroden auch auf der Außenwand des Entladungsgefäßes angeordnet sein. Dann fungiert die Gefäßwand selbst als Die- lektrikum. Jedenfalls ist auf der Reflexionsschicht die Leuchtstoffschicht angeordnet, die in der vorstehend beschriebenen Weise mit mindestens einem leuchtstofffreien Teilbereich versehen ist. Für weitere Details wird auf das Ausführungsbeispiel verwiesen.
Das Entladungsgefäß kann auch rohrförmig sein, wobei sich die VUV/VIS- Reflexionsschicht, mit Ausnahme einer sich entlang der Längsachse der Lampe erstreckenden reflexionsschichtfreien Apertur, auf der Innenwand des Entladungsgefäßes erstreckt. Auch hier spielt es für die vorteilhafte Wirkung der Erfindung keine Rolle, ob die Elektroden auf der Innenwand angeordnet und mit einer separaten Dielektrikumsschicht bedeckt oder aber auf der Außenwand angeordnet sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung am Beispiel eines Flachlampe näher erläutert werden. Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen aber auch bei anderen Gefäßgeometrien zur Geltung, insbesondere auch bei Lampen mit rohr- förmigem Entladungsgefäß. Es zeigen:
Figur la eine schematische Draufsicht auf eine Grundplatte einer Flachlampe,
Figur lb einen Querschnitt durch eine vollständige Flachlampe auf der Basis der Grundplatte in Figur la entlang der Linie AA. Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figuren la und lb zeigen eine schematische Draufsicht auf eine Grundplatte 1 einer Flachlampe bzw. einen Querschnitt durch eine vollständige Flachlampe auf der Basis der Grundplatte 1 in Figur la entlang der Linie AA.
Die Grundplatte 1 ist mittels eines umlaufenden Rahmens 2 mit einer Front- platte 3 zu einem gasdichten flachen Entladungsgefäß verbunden. Im Innern der Flachlampe befindet sich eine Gasfüllung aus Xenon mit einem Fülldruck von 10 kPa. Auf der Innenwand der Grundplatte 1 sind zahlreiche streifenartige Elektrodenbahnen 4 aus Leitsilberlot mit einer Breite von ca. 1 mm und einer Dicke von ca. 10 μm aufgedruckt. Ihr gegenseitiger Abstand beträgt ca. 6 mm. Für den Betrieb sind die streifenartigen Elektroden 4 abwechselnd an einen der beiden Pole einer eine Impulsspannungsfolge liefernden Spannungsquelle angeschlossen. Dadurch bilden sich zwischen den unmittelbar benachbarten Elektrodenbahnen zahlreiche Teilentladungen aus. Dabei setzen die Teilentladungen im wesentlichen nebeneinander entlang der Elekt- rodenbahn (genauer gesagt oberhalb der obersten, die Elektrodenbahnen bedeckenden funktioneilen Schicht) einer (momentanen) Polarität an, greifen in den gasgefüllten Entladungsraum hinein und enden auf der obersten, die benachbarte Elektrode mit (momentan) entgegengesetzter Polarität bedeckenden funktionellen Schicht. Für weitere Details hierzu wird auf die US- A 5 994 849 verwiesen. Auf die Elektroden 4 sowie die umliegende Innenwand der Grundplatte 1 folgt eine Dielektrikumschicht 5 aus Glaslot, deren Dicke ca. 250 μm beträgt. Auf die Dielektrikumschicht 5 folgt eine VUV/VIS- Reflexionsschicht 6 aus A1203 und auf letzterer folgt schließlich eine Leuchtstoffschicht 7, bestehend aus einem Dreibandenleuchtstoffgemisch zur Er- zeugung von weißem Licht. Die Leuchtstoffschicht 7 weist vier leuchtstofffreie Teilbereiche 8 auf, in denen die unterhalb der Leuchtstoffschicht 7 angeordnete VUV/VIS-Reflexionsschicht 6 zum Vorschein kommt. Dazu wur- den die korrespondierenden Bereiche der VUV/VIS-Reflexionsschicht 6 vor dem Bedrucken mit dem Leuchtstoff abgedeckt. Die leuchtstofffreien Teilbereiche 8 entsprechen von der Form einem Teilabbild der streifenartigen E- lektroden 4 und zwar entsprechend einem ca. 5 mm langen Streifen. Je zwei der insgesamt vier leuchtstofffreien Teilbereiche 8 sind an den beiden parallel zu den Elektroden 4 verlaufenden Seiten der Grundplatte 1 sowie an je einem Ende der beiden äußeren Elektroden 4 angeordnet. Auf diese Weise sind die leuchtstofffreien Teilbereiche 8 im zwar Randbereich der Sichtfläche der Flachlampe und dennoch innerhalb des elektrischen Feldes der Elektro- den 4 angeordnet. Somit funktioniert innerhalb der leuchtstofffreien Teilbereiche 8 die VUV/VIS-Reflexionsschicht 6 als Sekundärelektronenemitter und verbessert so die Zündfähigkeit der Lampe. Die Innenwand der Frontplatte 3 ist ebenfalls mit einer Leuchtstoffschicht 9, bestehend aus dem Leuchtstoffgemisch der Leuchtstoffschicht 7 der Grundplatte, beschichtet.

Claims

Patentansprüche
1. Dielektrische Barrieren-Entladungslampe mit
- einem Entladungsgefäß (1, 2, 3),
- dielektrisch behinderten Elektroden (4), die auf der Wand des Entladungsgefäßes angeordnet sind, - einer VUV/VIS-Reflexionsschicht (6), die auf zumindest einem Teil der Innenwand des Entladungsgefäßes aufgebracht ist,
- einer Leuchtstoffschicht (7), die auf der VUV/VIS- Reflexionsschicht (6) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass - das Material der VUV/VIS-Reflexionsschicht (6) einen hohen Se- kundärelektronenemissionskoeffizienten aufweist,
- die Leuchtstoffschicht (7) mindestens einen Teilbereich (8) ohne Leuchtstoff aufweist, d.h. dass innerhalb dieses mindestens einen Teilbereichs (8) die unterhalb der Leuchtstoffschicht (7) angeordnete VUV/VIS-Reflexionsschicht (6) freigelegt ist, wobei dieser mindestens eine leuchtstofffreie Teilbereich (8) zumindest in unmittelbarer Nähe einer oder mehrerer Elektroden (4) angeordnet ist.
2. Entladungslampe nach Anspruch 1, wobei der leuchtstofffreie Teilbereich (8) direkt über mindestens einer Elektrode (4) angeordnet ist.
3. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Form des leuchtstofffreien Teilbereichs (8) dem Abbild oder zumindest Teilabbild einer Elektrode (4) entspricht.
4. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das Material der VUV/VIS-Reflexionsschicht (6) einen Sekundär- elektronenemissionskoeffizienten größer eins, insbesondere größer zwei, bevorzugt größer 3, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 3 und 15 aufweist.
5. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Material der VUV/VIS-Reflexionsschicht (6) poröses Al2θ3 und/oder MgO umfasst.
6. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Entladungsgefäß im wesentlichen durch eine Grundplatte (1) und eine damit verbundene Frontplatte (3) gebildet ist und sich die VUV/VIS- Reflexionsschicht (6) auf der Innenwand der Grundplatte (1) erstreckt.
7. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Entladungsgefäß rohrförmig ist und sich die VUV/VIS-Reflexionsschicht, mit Ausnahme einer sich entlang der Längsachse der Lampe erstreckenden reflexionsschichtfreien Apertur, auf der Innenwand des Entladungsgefäßes erstreckt.
8. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Elektroden (4) länglich ausgebildet und auf der In- nenwand des Entladungsgefäßes angeordnet ist.
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