EP2118918A1 - Transparente strahlungsquelle und verfahren zur strahlungserzeugung - Google Patents

Transparente strahlungsquelle und verfahren zur strahlungserzeugung

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Publication number
EP2118918A1
EP2118918A1 EP08707345A EP08707345A EP2118918A1 EP 2118918 A1 EP2118918 A1 EP 2118918A1 EP 08707345 A EP08707345 A EP 08707345A EP 08707345 A EP08707345 A EP 08707345A EP 2118918 A1 EP2118918 A1 EP 2118918A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation
wavelength range
radiation source
electrodes
lanthanides
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08707345A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Trampert
Uli Lemmer
Wolfgang Heering
Claus Feldmann
Aksana Zharkouskaya
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.)
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Original Assignee
Universitaet Karlsruhe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Karlsruhe filed Critical Universitaet Karlsruhe
Publication of EP2118918A1 publication Critical patent/EP2118918A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/305—Flat vessels or containers

Definitions

  • the present invention relates to a radiation source for generating electromagnetic radiation of a first wavelength range which is transparent to electromagnetic radiation of a second wavelength range at least partially overlapping with the first wavelength range, and to a method for generating electromagnetic radiation of a first wavelength range by means of a radiation source the intensity and direction of a passing through the radiation source electromagnetic radiation of at least partially overlapping with the first wavelength range second wavelength range is substantially unaffected.
  • Radiation sources which are transparent to radiation of certain wavelength ranges are generally used wherever illumination with radiation of a first wavelength range is to be effected without an intensity of present radiation of a second wavelength range whose origin may be arbitrary, by scattering, absorption and / or to reduce transmission.
  • a second wavelength range whose origin may be arbitrary, by scattering, absorption and / or to reduce transmission.
  • the radiation source for generating the radiation of the first wavelength range for radiation of the second wavelength range is transparent, since such a radiation source can be easily introduced into the beam path of the radiation of the second wavelength range, without the radiation of the second wavelength range to change significantly or to reduce their radiance.
  • a further disadvantage results from the lateral irradiation of the radiation into the plastic disk, since the intensity of the radiation at the edges of the disk is substantially higher than in the center of the disk and it is very difficult to achieve a homogeneous radiation density of the radiation over the entire surface of the disk To reach plastic disc.
  • OLED organic light-emitting diodes
  • radiant sources are gas discharge lamps, which operate on the principle of dielectrically impeded discharge and in which preferably a noble gas is excited to a plasma.
  • Radiation sources based on the principle of dielectrically impeded discharge for the generation of visible light are disclosed, for example, in DE 43 11 197 A1, DE 195 26 211 A1 and DE 196 36 965 A1.
  • radiant sources based on the principle of dielectrically impeded discharge have AC voltage, typically high voltage, electrodes separated from the gas by a dielectric or dielectric layer. The gas located between the electrodes and excited into a plasma produces, as a result of gas discharges, radiation whose predominant part is not in the visible spectral range.
  • phosphors are also used to convert the radiation generated by the gas discharges in the visible spectral range, which are usually provided as phosphor layers. Both the phosphors and the phosphor layers containing these phosphors are partially opaque (translucent) to visible light, so that known visible-light radiation sources based on the principle of dielectrically impeded discharge are not transparent.
  • EP 1 521 292 A2 describes a light source comprising (a) a plasma discharge source emitting electromagnetic radiation, a portion of said radiation having a wavelength of less than 200 nm, and (b) a phosphor composition comprising particles, each of said particles A comprises at least a first phosphor and at least one second phosphor, wherein the first phosphor can form a coating around each of the particles of the second phosphor.
  • WO 99/23191 A1 describes a display device comprising phosphor particles having an average diameter of less than about 100 nm, and wherein the phosphor particles consist of a collection of particles with a narrow diameter distribution to produce emission at a desired frequency.
  • a radiation source for generating electromagnetic radiation of a first wavelength range with two electrodes which can be connected to an alternating voltage source, at least partially transparent and filled with a gas discharge tube for electromagnetic radiation of at least partially overlapping with the first wavelength range second wavelength range, at least a dielectric layer which is at least partially transparent for radiation of the second wavelength range, wherein the electrodes, the dielectric layer and the gas-filled discharge vessel are adapted to excite a dielectrically impeded discharge in the gas upon application of an AC voltage to the electrodes, wherein the gas generates electromagnetic radiation in a third wavelength range, and wherein the radiation source further comprises at least one phosphor particle Phosphor layer, the phosphor particles can be excited by at least a portion of the radiation of the third wavelength range for emission of radiation of the first wavelength range, and their phosphor particles have a particle diameter which is smaller than the wavelengths of the radiation of the second wavelength range and the phosphor layer thereby for radiation of the second Wavelength range is at least partially transparent, provided.
  • a phosphor layer with phosphor particles whose particle diameter is smaller than wavelengths of the radiation of the second wavelength range is provided for the radiation source according to the invention and in the method according to the invention.
  • the phosphor layer is transparent to this radiation.
  • the radiation source is absolutely free of mercury, has only a low temperature dependence and is inexpensive and can also be used outdoors, since the components need not be subjected to any special treatment nor are they affected by UV radiation, moisture or oxygen.
  • the radiation source according to the invention can basically be embodied in any desired form.
  • the phosphor layer of the radiation source and thus their luminous surface can be executed in any form.
  • the radiation source can be partially covered with a phosphor layer be coated in the form of a logo, an advertising lettering, a security marking or the like.
  • the first and the second wavelength range can overlap, for example, in only a very narrow wavelength range, which is then common to both wavelength ranges.
  • the intersection of the first and second wavelength ranges includes multiple wavelengths common to both wavelength ranges.
  • the first and second wavelength ranges may also be nearly or completely identical to one another, or one of the two wavelength ranges may completely encompass the respective other wavelength range.
  • the first wavelength range may be completely encompassed by the second wavelength range, which additionally has further wavelengths, or the second wavelength range may be completely encompassed by the first wavelength range in addition to other wavelengths.
  • the first and / or the second wavelength range are at least partially in the wavelength range of the visible light.
  • both the first and the second wavelength range are at least partially in the wavelength range of the visible light.
  • the third wavelength range is in the range between 100 nm and 800 nm and the first wavelength range in the range between 200 nm and 2000 nm.
  • the first wavelength range preferably covers all wavelengths of the visible light.
  • the particle diameter of the phosphor particles is advantageously at most 200 nm, ie 1 nm to 200 nm, in particular 1 to 100 nm, more preferably 1 to 20 nm, which ensures that the radiation source in particular for visible light has a high transparency.
  • Such inorganic phosphor particles can be produced by the method for the specific synthesis of inorganic phosphor particles, as described in international patent application PCTVE P2007 / 000175, to which reference is made in this regard in full.
  • the phosphor particles from an Ii-Vl semiconductor or an Ill-V semiconductor or from a rare earth-doped metal phosphate or -vanadat.
  • these phosphor particles may be doped with from 5 ppm to 70 mol% of one or more dopants, wherein the dopant is selected from elements of the group consisting of lanthanides, transition metals, main group elements, and combinations thereof. More preferably, the dopant is selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Sm 1 Eu, Gd, Tb, Dy, Ho 1 Er, Tm, Yb, Lu, Cr, Mn, Cu, Zn, Y 1 Ag 1 Cd, B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, the halogens, the chalcogens, the elements of the nitrogen group and combinations thereof.
  • the dopant is selected from elements of the group consisting of lanthanides, transition metals, main group elements, and combinations thereof. More preferably, the dopant is selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Sm 1 Eu, Gd, Tb, Dy, Ho 1 Er, Tm, Yb, Lu, Cr
  • these phosphor particles may be coated with an inorganic shell to form core-shell particles.
  • Corresponding processes for the production of core-shell particles are known in the art.
  • the material of the shell is preferably selected from the group consisting of phosphates, halogen phosphates, arsenates, sulfates, borates, aluminates, gallates, silicates, germanates, oxides, vanadates, niobates, tantalates, tungstates, molybdates, halides and alkali halides, nitrides, Oxynitrides, phosphides, sulfides, selenides, tellurides, sulfoselenides, oxysulfides and combinations thereof.
  • the shell has a chemical composition which corresponds to that of the phosphor particle core, but is not doped.
  • a shell whose composition comprises the cation of the host lattice of the phosphor particle core and fluoride or phosphate as the anion.
  • the shell is made of a material selected from SiO 2 , TiO 2 , ZnO, Al 2 O 3 , ZrO 2 , SnO 2 , MgO, the hydroxides, oxide hydroxides, oxide hyd rates n. Hydroxidhyd rates of the above Oxides, MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , ScF 3 , YF 3 , the lanthanide fluorides, and combinations thereof.
  • the first wavelength range may vary.
  • the color of the light generated can be determined by the choice of a suitable phosphor particle.
  • the phosphor layer may be provided on at least part of the discharge vessel and / or at least part of the dielectric layer and / or at least part of at least one of the electrodes. If the phosphor layer is located outside the discharge vessel, the discharge vessel is at least partially transparent to radiation of the third wavelength range.
  • the phosphor particles are integrated into the dielectric layer, so that ultimately the phosphor layer is identical to the dielectric layer. Thereby, damage of the phosphor layer such as scratching thereof is suppressed, and in the production of the radiation source, the step of applying or coating with the phosphor layer is eliminated.
  • the dielectric layer may for example consist of glass, quartz, ceramic or a polymer. However, if the radiation of the second wavelength range is visible light, glass or quartz is preferred for the dielectric layer. In a further preferred embodiment of the radiation source according to the invention, the dielectric layer simultaneously forms at least part of a wall of the discharge vessel. In this way, the number of components of the radiation source is reduced, which can thereby be assembled easier and faster and on the other hand is more robust.
  • At least one of the electrodes may be transparent to radiation of the second wavelength range. This is necessary in particular when the electrode is arranged in a passage region of the radiation of the second wavelength range.
  • the transparent electrode may have a transparent and conductive oxide layer which is transparent to radiation of the second wavelength range.
  • Exemplary layers are, for example, layer systems such as ITO, ZnO: Al or SnO 2 : F.
  • at least one of the electrodes may be lattice-shaped or strip-shaped, whereby it is transparent even without additional coating for radiation of the second wavelength range. Nonetheless, a grid-shaped or strip-shaped electrode may also be provided with a coating.
  • At least one of the electrodes outside the discharge vessel may be arranged at a distance therefrom or against the outside of a wall of the discharge vessel or at least partially embedded in a wall of the discharge vessel or spaced from the wall thereof within the discharge vessel. If the electrode is arranged at a distance from the discharge vessel, then the space between the electrode and the wall of the discharge vessel is preferably filled by the phosphor layer in order to prevent a plasma from being generated outside the discharge vessel. If the electrode bears against the wall of the discharge vessel from the outside or is completely or partially embedded in the wall from outside, the wall advantageously simultaneously forms the dielectric layer of the radiation source. In the case of electrodes which rest against the wall of the discharge vessel from the inside are partially embedded in the wall or are arranged spaced apart from the wall of the discharge vessel, a dielectric layer is required, which may not be identical to the wall of the discharge vessel.
  • the dielectric layer may either rest against only one of the electrodes or a respective dielectric layer may be present on each electrode.
  • the dielectric layer may be spaced from both electrodes.
  • At least one of the electrodes is structured and has switchable partial surfaces. Then, by activating the corresponding subarea, it is possible to activate only a part of the radiation source for generating radiation.
  • the radiation source is preferably flat, wherein it particularly preferably has an area of at least 100 cm 2 or 500 cm 2 or 1000 cm 2 .
  • the electrodes are advantageously arranged opposite one another or lying next to one another in a plane.
  • An alternative embodiment of the radiation source has a round cross-section, with its electrodes being round and concentric.
  • the gas for example, a pure noble gas or noble gas mixture of two or more noble gases, a noble gas / halogen mixture or metal vapors may be used.
  • Xenon more preferably a mixture of xenon and neon used.
  • the gas preferably has a cold filling pressure of 50 mbar to 1000 mbar, but in principle also low and high pressure gas fillings of the discharge vessel and all intermediate pressures are possible. A KaIt filling pressure in the range of about 150 mbar is preferred.
  • the discharge vessel may have a closed gas volume, but it may also be flowed through by the gas.
  • FIG. 1 shows a cross section through a preferred embodiment of the radiation source according to the invention
  • Fig. 2 the radiation source of Figure 1 in the off state.
  • Fig. 3 the radiation source of Figure 1 in the on state.
  • Fig. 7 a radiation source with in a plane adjacent
  • Fig. 9 a radiation source with X-shaped cross-section in plan view and on the side.
  • the lamp 1 comprises a discharge vessel 2, two electrodes 3a and 3b and two phosphor layers 4a and 4b.
  • the discharge vessel 2 is flat with a cuboid cross-section. It has a gas-filled interior 5, which also has a cuboid cross-section.
  • the gas filling the interior 5 is xenon with a cold filling pressure of 150 mbar. Due to its cuboidal cross section and also cuboidal interior 5, an upper wall 6a and a lower wall 6b of the discharge vessel 2 are formed, which are parallel to each other. Outside the discharge vessel 2, an upper electrode 3a is applied to the upper wall 6a, while also outside the discharge vessel 2, a lower electrode 3b is applied to the lower wall 6b.
  • an upper phosphor layer 4a is applied to the upper wall 6a within the discharge vessel 2, and likewise a lower phosphor layer 4b on the lower wall 6b within the discharge vessel 2.
  • the electrodes 3a, 3b and the phosphor layers 4a, 4b each cover the entire respective available outer or inner surface of the walls 6a and 6b. Both electrodes 3a, 3b are connected to an AC voltage source 7 and can be supplied by this with a high AC voltage.
  • the discharge vessel 2 is made of a quartz glass transparent to visible light. Also, the electrodes 3a and 3b are made transparent due to a transparent oxide coating for visible light.
  • the phosphor layers 4a and 4b both have phosphor particles whose particle diameter is smaller than 100 nm, which is in particular substantially smaller than the wavelengths of visible light. Scattering effects of visible light at the edges of the phosphor particles are thus excluded, as a result of which the phosphor layers 4a and 4b are also transparent to visible light.
  • the entire lamp 1 is transparent to visible light.
  • FIG. 2 shows the conditions which are present when the lamp 1 is switched off due to its transparency. Visible light 8 originating from the surroundings of the lamp 1 penetrates the transparent lamp 1 virtually unimpeded in all directions, whereby, for the sake of simplicity, only vertical directions are drawn for the lamp 1.
  • the AC voltage source 7 supplies the electrodes 3a, 3b with an AC voltage, and the electrodes 3a, 3b act similarly to the plates of a capacitor. Between the electrodes 3a, 3b are the quartz glass walls 6a and 6b of the discharge vessel, which thus act as sandwiched between the plates of a capacitor dielectric layers. Because of this, the gas in the interior 5 of the discharge vessel 2 is excited to a dielectrically impeded discharge. In this dielectrically impeded discharge, the gas emits non-visible radiation.
  • This non-visible radiation is absorbed by the phosphor particles of the phosphor layers 4a and 4b and excites them to emit visible light 9, the emission direction of which is also shown for simplicity only in directions perpendicular to the lamp 1 directed outward from the lamp 1.
  • the lamp 1 emits visible light 9 which emanates therefrom, together with the light 8 passing through the lamp.
  • the lamp 1 generates the light 9, it is nevertheless transparent to the light 8 from the environment.
  • FIG. 4 An alternative embodiment of the transparent lamp is shown in Figure 4 without AC voltage source.
  • the lamp 10 shown in FIG. 4 has no independent phosphor layers. Rather, the responsible for the conversion of the radiation generated by the gas in the visible light 9 fluorescent particles in the walls 11 a and 11 b of the discharge vessel 12 are integrated, so that the walls 11 a and 11 b at the same time the function of a dielectric layer as well as the function have a phosphor layer.
  • the electrodes 3a, 3b remain unchanged. With regard to the arrangement of the electrodes 3a, 3b, there are several different possibilities. Some of these are shown in FIGS. 5a) -g), which each show, for example, a detail of a wall 6 of a discharge vessel and an electrode 3.
  • the electrode 3 is arranged outside the discharge vessel without being in contact with the wall 6. So that the formation of a plasma outside the discharge vessel is prevented, the space between the electrode 3 and the wall 6 is filled with a phosphor layer 4. In this embodiment can thus be dispensed with the application of phosphor layers 4 within the discharge vessel.
  • the electrode 3 rests against the wall 6 from the outside, while the electrode 3 in FIG. 5c) is partially embedded in the wall 6 from outside and / or is received by it.
  • the electrode 3 is arranged completely inside the wall 6 and is enclosed by it on all sides.
  • the part of the wall 6 lying between the respective electrode 3 and the inner space 5 serves as a dielectric layer.
  • FIG. 5e Another possibility for arranging the electrode 3 is shown in FIG. 5e).
  • the electrode 3 is disposed within the inner space 5 and partially embedded in the wall 6 and received by this.
  • the electrode 3 arranged in the interior 5 abuts against the wall 6 only.
  • the electrode 3 in the figure 5g) spaced from the wall 6 in the interior 5 is arranged. If both electrodes 3a, 3b are provided according to one of the arrangements shown in FIGS. 5e) -g), none of the walls 6a and 6b can assume the function of a dielectric layer since they are no longer located between the electrodes 3a, 3b. In these cases, therefore, it is necessary to provide a self-contained dielectric layer.
  • both electrodes 3a and 3b are spaced from the walls 6a and 6b of the discharge vessel 2 and arranged in the interior 5 thereof.
  • Phosphor layers 4a and 4b are provided on the walls 6a and 6b in the interior 5, as in the case of the lamp of FIG. 1, the electrodes 3a and 3b respectively resting on the phosphor layers 4a and 4b.
  • a dielectric layer 14 is arranged centrally in the inner space 5, which electrically shields the electrodes 3a and 3b from each other.
  • the phosphor layers 4a and 4b could be applied to the dielectric layer 14 instead of the walls 6a and 6b.
  • FIG. 7 A different approach for a transparent lamp 16 is shown in FIG. 7.
  • two electrodes 15a, 15b which are each smaller than the outer surface of the lamp 16, contact the lower wall 6b from the outside.
  • phosphor layers 4a and 4b are provided on the walls 6a and 6b in the interior 5, as in the case of the lamp of FIG.
  • the plasma in the inner space 5 burns arcuately due to thermal effects, with the arc spanning from one electrode 15a to the other electrode 15b.
  • lamps of the invention can be given arbitrary shapes.
  • FIG. 8 shows a lamp 17 with a circular cross-section.
  • the discharge vessel is formed by two nested and concentrically arranged tubes 18a, 18b of different diameters.
  • a wire-shaped electrode 19 along the longitudinal axis of the lamp 17.
  • the outer tube 18b is internally provided with a phosphor layer 20 and the outside with an electrode 21.
  • the interior 22 between the pipes 18a, 18b is filled with a gas.
  • the lamp 23 shown in FIG. 9 has an X-shape in plan view. In the side view can be seen that the lamp 23 has a structure according to the figure 1. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Es werden eine Strahlungsquelle (1; 10; 13; 16; 17; 23) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs (9) sowie ein entsprechendes Verfahren beschrieben. Die Strahlungsquelle (1; 10; 13; 16; 17; 23) umfasst zwei Elektroden (3; 15; 19; 21 ), die mit einer Wechselspannungsquelle (7) verbindbar sind, ein für elektromagnetische Strahlung eines sich mit dem ersten Wellenlängenbereich (9) wenigstens teilweise überschneidenden zweiten WeIlenlängenbereichs (8) zumindest bereichsweise transparentes und mit einem Gas gefülltes Entladungsgefäß (2; 12) und wenigstens eine für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) wenigstens bereichsweise transparente dielektrische Schicht (14). Dabei sind die Elektroden (3; 15; 19; 21 ), die dielektrische Schicht (14) und das gasgefüllte Entladungsgefäß (2; 12) zur Anregung einer dielektrisch behinderten Entladung des Gases bei Anlegen einer Wechselspannung an die Elektroden (3; 15; 19; 21 ) ausgelegt, bei der das Gas elektromagnetische Strahlung in einem dritten Wellenlängenbereich erzeugt. Die Strahlungsquelle (1; 10; 13; 16; 17; 23) weist weiter wenigstens eine Leuchtstoffpartikel enthaltende Leuchtstoffschicht (4; 11; 20) auf, deren Leuchtstoffpartikel durch wenigstens einen Teil der Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs zur Emission von Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs (9) anregbar sind, und deren Leuchtstoffpartikel einen Partikeldurchmesser aufweisen, der kleiner ist als Wellenlängen der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) und die Leuchtstoffschicht (4; 11; 20) dadurch für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) zumindest bereichsweise transparent ist.

Description

Transparente Strahlungsquelle und Verfahren zur Strahlungserzeugung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlungsquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs, die für elektromagnetische Strahlung eines sich mit dem ersten Wellenlängenbereich wenigstens teilweise überschneidenden zweiten Wellenlängenbereichs transparent ist, sowie ein Verfahren zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung eines ersten WeI- lenlängenbereichs mittels einer Strahlungsquelle, bei dem die Intensität und Richtung einer durch die Strahlungsquelle tretenden elektromagnetischen Strahlung eines sich mit dem ersten Wellenlängenbereich wenigstens teilweise überschneidenden zweiten Wellenlängenbereichs im wesentlichen unbeeinflußt bleibt.
Strahlungsquellen, die für Strahlung bestimmter Wellenlängenbereiche transparent sind, finden im Allgemeinen überall dort eine Anwendung, wenn eine Beleuchtung mit Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs erfolgen soll, ohne dabei eine Intensität von anwesender Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs, deren Ursprung beliebig sein kann, durch Streuung, Absorption und/oder Transmission zu vermindern. Beispielsweise ist es für gewisse industrielle aber auch wissenschaftliche Zwecke erforderlich, ein Objekt oder einen Raum zusätzlich mit Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu bestrahlen, obwohl es bzw. er bereits Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs ausgesetzt ist. In solchen Fällen ist es von Vorteil, wenn die Strahlungsquelle zur Erzeugung der Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs transparent ist, da eine solche Strahlungsquelle einfach in den Strahlengang der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs eingebracht werden kann, ohne dabei die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs wesentlich zu verändern oder deren Strahldichte zu vermindern. Es müssen keinerlei zusätz- liehe apparative Maßnahmen für die gleichzeitige Beleuchtung des Objekts bzw. Raumes mit beiden Strahlungen wie zum Beispiel Lichtleiter oder Umlenkspiegel vorgesehen werden, wie sie sonst üblicherweise notwendig sind. Viele derartige Anwendungsgebiete finden sich insbesondere für Strahlungsquel- len, die sichtbares Licht sowohl erzeugen als auch für sichtbares Licht transparent sind. Solche auch als leuchtende durchsichtige Fenster bezeichnete Strahlungs- quellen werden unter anderem als Werbeleuchten eingesetzt, aber auch für die Allgemeinbeleuchtung von Wohnräumen oder als ambiente Dekorbeleuchtung beispielsweise in Möbeln. Es ist auch bekannt, transparente Strahlungsquellen als Elemente mit integrierten leuchtenden Sicherheitshinweisen und dergleichen auszustatten. Eine solche Kombination von Beleuchtung und Displayfunktionen wird gemeinhin „Signage" genannt.
Bei bekannten, für gewisse Wellenlängenbereiche transparenten Strahlungsquellen wird von Kaltkathodenröhren (CCFL; CoId Cathode Fluorescent Lamp), Leuchtstoffröhren, oder Leuchtdioden (LED) abgegebene Strahlung seitlich in bei- spielsweise eine Kunststoffscheibe eingestrahlt. Zur Auskopplung der eingestrahlten Strahlung ist die Oberfläche der Kunststoffscheibe strukturiert. Mittels einer gleichmäßigen Gitterstruktur wird eine möglichst homogene Auskopplung erreicht. Gelegentlich ist die Strukturierung auch in der Form eines Zeichens gestaltet. Die Strukturierung beeinträchtigt jedoch die Transparenz der Kunststoff- scheibe, die infolge der Strukturierung zum Teil oder sogar nahezu vollständig verloren geht. Problematisch sind darüber hinaus ungewollte Auskopplungen der Strahlung durch Verschmutzungen der Scheibenoberfläche. Insgesamt zeichnen sich solche Lösungen durch einen geringen Wirkungsgrad aus. Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch das seitliche Einstrahlen der Strahlung in die Kunststoff- scheibe, da dadurch die Intensität der Strahlung an den Kanten der Scheibe wesentlich höher ist als in der Scheibenmitte und es sehr erschwert, eine homogene Strahldichte der Strahlung über der gesamten Fläche der Kunststoffscheibe zu erreichen.
Andere bekannte, für gewisse Wellenlängenbereiche transparente Strahlungsquellen sind transparente organische Leuchtdioden (OLED). Diese dienen vor allem zur Herstellung transparenter Anzeigevorrichtungen mit kleinen Flächen. Großflächige Strahlungsquellen mit Flächen von einigen hundert Quadratzenti- metem sind mit transparenten OLEDs allerdings bisher nicht realisierbar. Insbesondere die Herstellung von sehr dünnen, defektfreien Schichten, die in teuren und aufwendigen Vakuumprozessen aufgebracht werden müssen, ist dabei problematisch. Ferner haben transparente OLEDs den Nachteil einer geringen Le- bensdauer, insbesondere wenn sie im Freien eingesetzt werden, da deren Komponenten von UV-Strahlung beeinträchtigt werden und deren organisches Material von Wasser und Sauerstoff angegriffen wird. All dies macht es notwendig, die Komponenten transparenter OLEDs zu verkapseln, was wiederum deren Herstellung erschwert und verteuert und ihre Flexibilität herabsetzt.
Weitere bekannte Strahlungsquellen sind Gasentladungslampen, die auf dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung arbeiten und bei denen vorzugsweise ein Edelgas zu einem Plasma angeregt wird. Auf dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung basierende Strahlungsquellen zur Erzeugung von sichtbarem Licht sind zum Beispiel in DE 43 11 197 A1 , DE 195 26 211 A1 und DE 196 36 965 A1 offenbart. Im Allgemeinen weisen auf dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung basierende Strahlungsquellen an Wechselspannung, in der Regel an Hochspannung anliegende Elektroden auf, die durch ein Dielektrika oder eine dielektrische Schicht vom Gas getrennt sind. Das zwischen den Elektroden befindliche und zu einem Plasma angeregte Gas erzeugt infolge von Gasentladungen eine Strahlung, deren überwiegender Teil sich nicht im sichtbaren Spektralbereich befindet. In solchen Strahlungsquellen werden ferner Leuchtstoffe zur Umwandlung der durch die Gasentladungen erzeugten Strahlung in den sichtbaren Spektralbereich eingesetzt, die üblicherweise als Leuchtstoffschichten vorgesehen werden. Sowohl die Leuchtstoffe als auch die diese Leuchtstoffe enthaltenden Leuchtstoffschichten sind für sichtbares Licht teilweise undurchsichtig (transluzent), so daß bekannte auf dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung basierende Strahlungsquellen für sichtbares Licht nicht transparent sind.
EP 1 521 292 A2 beschreibt eine Lichtquelle, umfassend (a) eine Plasmaentladungsquelle, die elektromagnetische Strahlung emittiert, wobei ein Teil dieser Strahlung eine Wellenlänge von weniger als 200 nm aufweist, und (b) eine Leuchtstoffzusammensetzung, die Teilchen umfasst, wobei jedes der Teilchen - A - mindestens einen ersten Leuchtstoff und mindestens einen zweiten Leuchtstoff umfasst, wobei der erste Leuchtstoff eine Beschichtung um jedes der Teilchen des zweiten Leuchtstoffes bilden kann. WO 99/23191 A1 beschreibt eine Anzeigevorrichtung, die Phosphorpartikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als etwa 100 nm umfasst, und wobei die Phosphorpartikel aus einer Kollektion von Partikeln mit einer engen Durchmesserverteilung bestehen, um Emission bei einer gewünschten Frequenz zu erzeugen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Strahlungsquelle zur Er- zeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu schaffen, die für elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs transparent ist, eine homogene Intensitätsverteilung der erzeugten Strahlung aufweist und eine hohe Lebensdauer hat, sowie ein Verfahren zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs mittels einer Strahlungsquelle bereitzustellen, bei dem eine Intensität einer durch die Strahlungsquelle tretenden elektromagnetischen Strahlung eines sich mit dem ersten Wellenlängenbereich wenigstens teilweise überschneidenden zweiten Wellenlängenbereichs unbeeinflusst bleibt, das preiswert, frei formbar und auch im Freien ohne besondere Vorkehrungen durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen gelöst.
Insbesondere wird eine Strahlungsquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs mit zwei Elektroden, die mit einer Wechselspannungsquelle verbindbar sind, einem für elektromagnetische Strahlung eines sich mit dem ersten Wellenlängenbereich wenigstens teilweise überschneidenden zweiten Wellenlängenbereichs zumindest bereichsweise transparenten und mit einem Gas gefüllten Entladungs- gefäß, wenigstens einer für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs wenigstens bereichsweise transparenten dielektrischen Schicht, wobei die Elektroden, die dielektrische Schicht und das gasgefüllte Entladungsgefäß zur Anregung einer dielektrisch behinderten Entladung im Gas bei Anlegen einer Wechselspannung an die Elektroden ausgelegt sind, bei der das Gas elektromagnetische Strahlung in einem dritten Wellenlängenbereich erzeugt, und wobei die Strahlungsquelle weiter wenigstens eine Leuchtstoffpartikel enthaltende Leuchtstoffschicht aufweist, deren Leuchtstoffpartikel durch wenigstens einen Teil der Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs zur Emission von Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs anregbar sind, und deren Leuchtstoffpartikel einen Partikeldurchmesser aufweisen, der kleiner ist als die Wellenlängen der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs und die Leuchtstoffschicht dadurch für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs zumindest bereichsweise transparent ist, bereitgestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird für die erfindungsgemäße Strahlungs- quelle sowie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Leuchtstoffschicht mit Leuchtstoffpartikeln vorgesehen, deren Partikeldurchmesser kleiner ist als Wellenlängen der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs. Dadurch werden Streueffekte der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs an Partikelgrenzen der Leuchtstoffpartikel vermieden und die Leuchtstoffschicht ist für diese Strah- lung transparent. Mittels solcher Leuchtstoffschichten ist es nunmehr möglich, auf dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung arbeitende Strahlungsquellen für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs transparent auszubilden. Man erhält damit eine Strahlungsquelle, die - wie solche auf Basis klassischer Phos- phore - eine sehr lange Lebensdauer von wenigstens 50000 Stunden aufweisen können und die Strahlung mit einer homogenen Intensitätsverteilung erzeugt. Zudem ist die Strahlungsquelle absolut frei von Quecksilber, weist nur eine geringe Temperaturabhängigkeit auf und ist kostengünstig und auch im Freien einsetzbar, da deren Komponenten weder einer besonderen Behandlung unterzogen werden müssen noch von UV-Strahlung, Feuchtigkeit oder Sauerstoff beeinträchtigt wer- den. Die erfindungsgemäße Strahlungsquelle kann grundsätzlich in jeder beliebigen Form ausgeführt werden. Auch die Leuchtstoffschicht der Strahlungsquelle und damit deren leuchtende Fläche sind in jeder beliebigen Form ausführbar. Insbesondere kann die Strahlungsquelle bereichsweise mit einer Leuchtstoffschicht in Form eines Logos, eines Werbeschriftzugs, einer Sicherheitsmarkierung oder ähnlichem beschichtet sein.
Bei der Erfindung können sich der erste und der zweite Wellenlängenbereich bei- spielsweise in einem nur sehr schmalen Wellenlängenbereich überschneiden, die dann beiden Wellenlängenbereichen gemeinsam ist. In den häufigsten Fällen umfaßt die Überschneidung des ersten und des zweiten Wellenlängenbereiches mehrere, beiden Wellenlängenbereichen gemeinsame Wellenlängen. Der erste und der zweite Wellenlängenbereich können einander auch nahezu oder vollstän- dig identisch sein, oder einer der beiden Wellenlängenbereiche kann den jeweils anderen Wellenlängenbereich vollständig umfassen. Beispielsweise kann der erste Wellenlängenbereich vollständig vom zweiten Wellenlängenbereich umfaßt sein, der darüber hinaus noch weitere Wellenlängen aufweist, oder der zweite Wellenlängenbereich kann neben weiteren Wellenlängen vollständig vom ersten Wellenlängenbereich umfaßt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Strahlungsquelle liegen der erste und/oder der zweite Wellenlängenbereich wenigstens teilweise im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts. Besonders bevorzugt liegen sowohl der erste und der zweite Wellenlängenbereich wenigstens teilweise im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts. Eine solche Strahlungsquelle ist in einem inaktiven Zustand, in dem sie keine Strahlung erzeugt, durchsichtig wie ein gewöhnliches Fenster, während sie in einem aktiven Zustand, in dem sie Strahlung erzeugt, wie eine Lampe leuchtet und dabei aber immer noch durchsichtig ist.
Vorzugsweise befindet sich der dritte Wellenlängenbereich im Bereich zwischen 100 nm und 800 nm und der erste Wellenlängenbereich im Bereich zwischen 200 nm und 2000 nm. Bei einer solchen Strahlungsquelle deckt der erste Wellenlängenbereich bevorzugt alle Wellenlängen des sichtbaren Lichtes ab.
Der Partikeldurchmesser der Leuchtstoffpartikel beträgt vorteilhaft höchstens 200 nm, d.h. 1 nm bis 200 nm, insbesondere 1 bis 100 nm, mehr bevorzugt 1 bis 20 nm, wodurch gewährleistet ist, daß die Strahlungsquelle insbesondere für sichtbares Licht eine hohe Transparenz aufweist. Bevorzugt werden anorganische Leuchtstoffpartikel mit einem Partikeldurchmesser von 1 bis 100 nm, einer bevorzugt nahezu monodispersen Größenverteilung im Bereich von ±20%, mehr bevorzugt ±5%, und einer Quantenausbeute in Abhängigkeit von der gewählten Materi- alklasse von mindestens 20% eingesetzt. In Abhängigkeit von der gewählten Materialklasse können auch Quantenausbeuten von 40 % oder mehr bzw. 60 % oder mehr gegeben sein. Solche anorganischen Leuchtstoffpartikel können durch das Verfahren zur gezielten Synthese von anorganischen Leuchtstoffpartikeln hergestellt werden, wie es in der internationalen Patentanmeldung PCTVE P2007/000175 beschrieben ist, auf welche hier diesbezüglich vollumfänglich verwiesen wird.
Im Stand der Technik sind geeignete Verfahren zur Bestimmung des Partikeldurchmessers, der monodispersen Größenverteilung sowie der Quantenausbeute bekannt.
Die Leuchtstoffpartikel weisen vorzugsweise eine chemische Zusammensetzung auf, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus LiI)Eu1 CsNNa, LiF:Mg, LiF:Mg,Ti, LiF:Mg,Na, KMgF3:Mn, AI2O3:Eu, BaFChEu, BaFChSm, BaFBnEu, BaFCI0,5Br0,5:Sm, BaY2F8:A (A= Pr, Tm, Er, Ce) , BaSi2O5:Pb, BaMg2AI16O27)Eu1 BaMgAI13O23:Eu, BaMgAI10O17)Eu1 (Ba,Mg)AI2O4:Eu, Ba2P2O7Ti,
(Ba1Zn1Mg)3Si2O7Pb, Ce(Mg1Ba)AI11Oi9, Ce016OTbO135MgAI10Oi9, MgAI1 IOi9)Ce Tb1 MgF2:Mn, MgS:Eu, MgS:Ce, MgS:Sm, MgSiSm1Ce1 (Mg,Ca)S:Eu, MgSiO3:Mn, 3,5MgOxO,5MgF2xGe02:Mn, MgW04:Sm, MgWO4Pb1 (Zn,Mg)F2:Mn, (Zn1Be)SiO4)Mn1 Zn2Si04:Mn, ZnO:Zn, ZnOiZn1Si1Ga, Zn3(PO4)2:Mn, ZnS:A (A = Ag1 Al1 Cu), (Zn,Cd)S:A (A = Cu1 Al1 Ag1 N i ) 1 CdBO4)Mn1 CaF2:Mn, CaF2:Dy, CaS:A (A = Lanthanoide, Bi) , (Ca1Sr)SiBi1 CaWO4Pb1 CaW04:Sm, CaSO4:A (A = Mn, Lanthanoide), 3Ca3(PO4)2xCa(F,CI)2: Sb, Mn, CaSiO3:Mn,Pb, Ca2AI2Si2O7)Ce, (Ca1Mg)SiO3)Ce, (Ca1Mg)SiO3)Ti1
2Sr0i6(B2O3)xSrF2:Eu, 3Sr3(PO4)2xCaCI2:Eu, A3(PO4)2xACI2:Eu (A = Sr1 Ca1 Ba)1 (Sr1Mg)2P2O7)Eu, (Sr,Mg)3(PO4)2:Sn, SrS)Ce, SrS)Sm1Ce1 SrS)Sm1 SrS)Eu, SrS)Eu1Sm1 SrS)Cu1Ag1 Sr2P2O7)Sn1 Sr2P2O7)Eu1 Sr4AI14O25)Eu1 SrGa2S4)A (A = Lanthanoide, Pb)1 SrGa2S4)Pb1 Sr3Gd2Si6O18)Pb1Mn1 YF3)Yb1Er1 YF3)Ln (Ln = Lanthanoide), YLiF4:Ln (Ln = Lanthanoide), Y3AI5Oi2:Ln (Ln = Lanthanoide), YAI3(BO4)3:Nd,Yb, (Y,Ga)BO3:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu, Y2AI3Ga2O12Tb, Y2Si05:Ln (Ln = Lanthanoide), Y2O3:Ln (Ln = Lanthanoide), Y2O2SiLn (Ln = Lanthanoide), YVO4:A (A = Lanthanoide, In), Y(P,V)O4:Eu, YTaO4:Nb, YAIO3:A (A = Pr, Tm, Er, Ce), YOChYb1Er, LnPO4:Ce,Tb (Ln = Lanthanoide oder Gemische von Lanthanoi- den), LuVO4:Eu, GdVO4:Eu, Gd2O2STb, GdMgB5Oi0:Ce,Tb, LaOBrTb, La2O2STb, NaGdF4:Yb,Er, NaLaF4:Yb,Er, LaF3:Yb,Er,Tm, BaYF5:Yb,Er, Ga2O3:Dy, GaN:A (A = Pr, Eu, Er, Tm), Bi4Ge3O12, LiNbO3:Nd,Yb, LiNbO3:Er, Li- CaAIF6:Ce, LiSrAIF6:Ce, LiLuF4:A (A = Pr, Tm, Er, Ce), Gd3Ga5O12Tb, Gd3Ga5O12)Eu, Li2B4O7)Mn1SiOx1Er1AI (0<x<2), YVO4:Eu, YVO4:Sm, YVO4:Dy, LaPO4:Eu, LaPO4:Ce, LaPO4:Ce,Tb, ZnSTb, ZnSTbF3, ZnS:Eu, ZnS:EuF3, Y2O3:Eu, Y2O2SiEu, Y2SiO5:Eu, SiO2:Dy, SiO2:AI, Y2O3Tb, ZnSTb, ZnSiAg, ZnS:Cu, Ca3(PO4)2:Eu, Ca3(PO4)2:Eu,Mn, Sr2SiO4:Eu, Ba2SiO4:Eu, BaAI2O4:Eu, MgF2:Mn, ZnS:Mn, ZnS:Ag, ZnS:Cu, CaSiO3:A, CaS:A, CaO:A, ZnS:A, Y2O3:A, MgF2:A (A = Lanthanoide), MS, MSe, MTe (M = Zn, Cd, Ge, Sn, Pb)1 MN, MP, MAs, MSb (M = AI, Ga1 In), M2SiO4:Eu (M = Ca1 Sr, Ba), M2Si5N8:Eu (M = Ca1 Sr, Ba), LaSi3N5:Ce, Lni-xSrxSi3-2xAI2xO3χN5-3χ:Ce, LaSi3N5:Ce und Lni-xSrxSi3. 2χAl2χO3xN5-3x:Eu (Ln = AI, Y1 La, Lanthanoid) und Kombinationen davon.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Leuchtstoffpartikel aus einem Ii-Vl- Halbleiter oder einem Ill-V-Halbleiter oder aus einem seltenerd-dotierten Metallphosphat oder -vanadat herzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform können diese Leuchtstoffpartikel mit 5 ppm bis 70 mol% eines oder mehrerer Dotierungsmittel dotiert sein, wobei das Dotierungsmittel aus Elementen der Gruppe, bestehend aus Lanthanoiden, Übergangsmetallen, Hauptgruppenelementen und Kombinationen davon, ausgewählt ist. Besonders bevorzugt ist das Dotierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Sm1 Eu, Gd, Tb, Dy, Ho1 Er, Tm, Yb, Lu, Cr, Mn, Cu, Zn, Y1 Ag1 Cd, B, AI, Ga, In, Ge, Sn, Pb, den Halogenen, den Chalkogenen, den Elementen der Stickstoffgruppe und Kombinationen davon, ausgewählt. Besonders bevorzugt ist eine Dotierung im Bereich von 0,1 bis 5,0 mol%. In noch einer weiteren Ausführungsform können diese Leuchtstoffpartikel mit einer anorganischen Hülle unter Bildung von Kern-Schale-Partikeln ("Core-Shell- Partikel") beschichtet sein. Entsprechende Verfahren zur Herstellung von Kern- Schale-Partikeln sind im Stand der Technik bekannt. Das Material der Schale ist vorzugs-weise aus der Gruppe, bestehend aus Phosphaten, Halogenphosphaten, Arsenaten, Sulfaten, Boraten, Aluminaten, Gallaten, Silicaten, Germanaten, Oxiden, Vanadaten, Niobaten, Tantalaten, Wolframaten, Molybdaten, Halogeniden und Alkalihalogeniden, Nitriden, Oxynitriden, Phosphiden, Sulfiden, Seleniden, Telluriden, Sulfoseleniden, Oxysulfiden und Kombinationen davon, ausgewählt. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schale eine chemische Zusammensetzung auf, welche der des Leuchtstoffpartikelkerns entspricht, jedoch nicht dotiert ist. Ebenfalls bevorzugt ist eine Schale, deren Zusammensetzung das Kation des Wirtsgitters des Leuchtstoffpartikelkerns und Fluorid oder Phosphat als Anion aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schale aus einem Material, ausgewählt aus SiO2, TiO2, ZnO, AI2O3, ZrO2, SnO2, MgO, den Hydroxiden, Oxidhydroxiden, Oxid hyd rate n. Hydroxidhyd raten der vorstehend genannten Oxide, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2, ScF3, YF3, den Lanthanoidfluoriden und Kombinationen davon, aufgebaut.
Je nach Art des Leuchtstoffpartikels kann der erste Wellenlängenbereich variieren. Insbesondere für Strahlungsquellen, die sichtbares Licht erzeugen, läßt sich die Farbe des erzeugten Lichtes durch die Wahl eines geeigneten Leuchtstoffpartikels bestimmen.
Für das Aufbringen der Leuchtstoffschicht gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann die Leuchtstoffschicht auf wenigstens einem Teil des Entladungsgefäßes und/oder wenigstens einem Teil der dielektrischen Schicht und/oder wenigstens einem Teil wenigstens einer der Elektroden vorgesehen werden. Sofern sich die Leuchtstoffschicht außerhalb des Entladungsgefäßes befindet, ist das Entladungsgefäß wenigstens bereichsweise transparent für Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs. Vorzugsweise werden die Leuchtstoffpartikel in die dielektrische Schicht integriert, so daß letztendlich die Leuchtstoff- schicht mit der dielektrischen Schicht identisch ist. Dadurch wird ein Beschädigen der Leuchtstoffschicht wie zum Beispiel ein Zerkratzen derselben unterbunden, und bei der Herstellung der Strahlungsquelle entfällt der Schritt des Aufbringens oder Beschichtens mit der Leuchtstoffschicht.
Die dielektrische Schicht kann beispielsweise aus Glas, Quarz, Keramik oder einem Polymer bestehen. Sofern es sich bei der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs um sichtbares Licht handelt, werden allerdings Glas oder Quarz für die dielektrische Schicht bevorzugt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle bildet die dielektrische Schicht gleichzeitig wenigstens einen Teil einer Wandung des Entladungsgefäßes. Auf diese Weise wird die Zahl der Komponenten der Strahlungsquelle reduziert, die dadurch zum einen leichter und schneller zusammengebaut werden kann und zum anderen robuster ist.
Wenigstens eine der Elektroden kann für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs transparent sein. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die Elektrode in einem Durchtrittsgebiet der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs angeordnet ist. Zu diesem Zweck kann die transparente Elektrode eine für Strah- lung des zweiten Wellenlängenbereichs transparente und leitfähige Oxidschicht aufweisen. Beispielhafte Schichten sind beispielsweise Schichtsysteme wie ITO, ZnO:AI oder SnO2: F. Ebenso kann wenigstens eine der Elektroden gitterförmig oder streifenförmig sein, wodurch sie auch ohne zusätzliche Beschichtung für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs transparent ist. Nichtsdestotrotz kann auch eine gitterförmige oder streifenförmige Elektrode mit einer Beschichtung versehen sein.
Ferner kann wenigstens eine der Elektroden außerhalb des Entladungsgefäßes von diesem beabstandet angeordnet sein oder von außen oder von innen an einer Wandung des Entladungsgefäßes anliegen oder wenigstens teilweise in eine Wandung des Entladungsgefäßes eingelassen sein oder innerhalb des Entladungsgefäßes von dessen Wandung beabstandet angeordnet sein. Ist die Elektrode außerhalb des Entladungsgefäßes von diesem beabstandet angeordnet, so wird der Raum zwischen Elektrode und Wandung des Entladungsgefäßes bevorzugt von der Leuchtstoffschicht ausgefüllt, um zu verhindern, daß ein Plasma außerhalb des Entladungsgefäßes erzeugt wird. Sofern die Elektrode von außen an der Wandung des Entladungsgefäßes anliegt oder von außen ganz oder teilweise in die Wandung eingelassen ist, stellt die Wandung vorteilhaft gleichzeitig die dielektrische Schicht der Strahlungsquelle dar. Im Falle von Elektroden, die von innen an der Wandung des Entladungsgefäßes anliegen oder teilweise in die Wandung eingelassen sind oder im Inneren des Entladungsgefäßes von dessen Wandung beabstandet angeordnet sind, ist eine dielektrische Schicht erforderlich, die nicht mit der Wandung des Entladungsgefäßes identisch sein kann.
Die dielektrische Schicht kann entweder an nur einer der Elektroden anliegen oder es kann jeweils eine dielektrische Schicht an jeder Elektrode anliegen. Darüber hinaus kann die dielektrische Schicht von beiden Elektroden beabstandet sein. So ist es beispielsweise möglich, im Inneren des Entladungsgefäßes eine einzige dielektrische Schicht zwischen den beiden Elektroden und von diesen beabstandet vorzusehen.
Bevorzugt ist wenigstens eine der Elektroden strukturiert und weist schaltbare Teilflächen auf. Dann ist es durch Aktivierung der entsprechenden Teilfläche möglich, nur einen Teil der Strahlungsquelle zur Erzeugung von Strahlung zu aktivieren.
Die Strahlungsquelle ist bevorzugt flächig ausgebildet, wobei sie besonders be- vorzugt eine Fläche von wenigstens 100 cm2 oder 500 cm2 oder 1000 cm2 aufweist. Bei solchen Strahlungsquellen sind die Elektroden vorteilhaft einander gegenüberliegend oder in einer Ebene nebeneinander liegend angeordnet. Eine alternative Ausführungsform der Strahlungsquelle weist einen runden Querschnitt auf, wobei deren Elektroden rund und konzentrisch sind.
Als Gas kann zum Beispiel ein reines Edelgas oder Edelgasgemisch aus zwei oder mehreren Edelgasen, ein Edelgas/Halogen-Gemisch oder Metalldämpfe verwendet werden. Bevorzugt wird in der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle Xenon, besonders bevorzugt eine Mischung aus Xenon und Neon, eingesetzt. Das Gas weist vorzugsweise einen Kaltfülldruck von 50 mbar bis 1000 mbar auf, prinzipiell sind aber auch Nieder- und Hochdruckgasfüllungen des Entladungsgefäßes sowie alle dazwischen liegenden Drücke möglich. Bevorzugt wird ein KaIt- fülldruck im Bereich um etwa 150 mbar. Das Entladungsgefäß kann ein abgeschlossenes Gasvolumen aufweisen, es kann aber auch vom Gas durchströmt sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug- nähme auf Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 : einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle;
Fig. 2: die Strahlungsquelle der Fig. 1 im ausgeschalteten Zustand;
Fig. 3: die Strahlungsquelle der Fig. 1 im eingeschalteten Zustand;
Fig. 4: eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Strahlungsquelle;
Fig. 5a)-g): verschiedene Möglichkeiten der Elektrodenanordnung;
Fig. 6: eine weitere Ausführungsform der Strahlungsquelle;
Fig. 7: eine Strahlungsquelle mit in einer Ebene nebeneinander liegenden
Elektroden;
Fig. 8: eine Strahlungsquelle mit rundem Querschnitt;
Fig. 9: eine Strahlungsquelle mit X-förmigem Querschnitt in Draufsicht und on der Seite. Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine bevorzugte erfindungsgemäße Strahlungsquelle oder Lampe 1. Die Lampe 1 umfaßt ein Entladungsgefäß 2, zwei Elektroden 3a und 3b und zwei Leuchtstoffschichten 4a und 4b.
Das Entladungsgefäß 2 ist flächig mit einem quaderförmigen Querschnitt. Es weist einen gasgefüllten Innenraum 5 auf, der ebenfalls einen quaderförmigen Querschnitt hat. Bei dem den Innenraum 5 ausfüllenden Gas handelt es sich um Xenon mit einem Kaltfülldruck von 150 mbar. Aufgrund seines quaderförmigen Querschnitts und des ebenfalls quaderförmigen Innenraums 5 sind eine obere Wandung 6a und eine untere Wandung 6b des Entladungsgefäßes 2 ausgebildet, die zueinander parallel sind. Außerhalb des Entladungsgefäßes 2 ist eine obere Elektrode 3a auf der oberen Wandung 6a aufgebracht, während ebenfalls außerhalb des Entladungsgefäßes 2 eine untere Elektrode 3b auf der unteren Wandung 6b aufgebracht ist. Außerdem ist innerhalb des Entladungsgefäßes 2 eine obere Leuchtstoffschicht 4a auf der oberen Wandung 6a aufgebracht und ebenfalls innerhalb des Entladungsgefäßes 2 eine untere Leuchtstoffschicht 4b auf der unteren Wandung 6b. Die Elektroden 3a, 3b und die Leuchtstoffschichten 4a, 4b bedecken jeweils die gesamte jeweilig verfügbare äußere oder innere Fläche der Wandungen 6a und 6b. Beide Elektroden 3a, 3b sind mit einer Wechselspan- nungsquelle 7 verbunden und können von dieser mit einer hohen Wechselspannung versorgt werden.
Das Entladungsgefäß 2 ist aus einem für sichtbares Licht transparenten Quarzglas hergestellt. Auch die Elektroden 3a und 3b sind infolge einer transparenten Oxidbeschichtung für sichtbares Licht transparent ausgeführt. Die Leuchtstoffschichten 4a und 4b weisen beide Leuchtstoffpartikel auf, deren Partikeldurchmesser kleiner als 100 nm ist, was insbesondere wesentlich kleiner ist als die Wellenlängen sichtbaren Lichts. Streueffekte sichtbaren Lichts an Rändern der Leuchtstoffpartikel sind somit ausgeschlossen, wodurch auch die Leuchtstoff- schichten 4a und 4b für sichtbares Licht transparent sind. Damit ist die gesamte Lampe 1 für sichtbares Licht transparent. Figur 2 zeigt die Verhältnisse, wie sie bei einer ausgeschalteten Lampe 1 aufgrund ihrer Transparenz vorliegen. Aus der Umgebung der Lampe 1 stammendes sichtbares Licht 8 durchdringt die transparente Lampe 1 nahezu ungehindert in allen Richtungen, wobei der Einfachheit halber nur zur Lampe 1 senkrechte Rich- tungen eingezeichnet sind.
Wird die Lampe 1 eingeschaltet und in Betrieb genommen, ergeben sich die in Figur 3 gezeigten Verhältnisse. Die Wechselspannungsquelle 7 versorgt die Elektroden 3a, 3b mit einer Wechselspannung und die Elektroden 3a, 3b wirken ähn- lieh den Platten eines Kondensators. Zwischen den Elektroden 3a, 3b befinden sich die aus Quarzglas bestehenden Wandungen 6a und 6b des Entladungsgefäßes, die somit wie zwischen die Platten eines Kondensators eingeschobene dielektrische Schichten wirken. Aufgrund dessen wird das im Innenraum 5 des Entladungsgefäßes 2 befindliche Gas zu einer dielektrisch behinderten Entladung an- geregt. Bei dieser dielektrisch behinderten Entladung gibt das Gas nicht sichtbare Strahlung ab. Diese nicht sichtbare Strahlung wird von den Leuchtstoffpartikeln der Leuchtstoffschichten 4a und 4b absorbiert und regt diese zur Emission von sichtbarem Licht 9 an, dessen Emissionsrichtung ebenfalls der Einfachheit halber nur in zur Lampe 1 senkrechten von der Lampe 1 nach außen gerichteten Rich- tungen dargestellt ist. Somit emittiert die Lampe 1 sichtbares Licht 9, das zusammen mit dem durch die Lampe tretenden Licht 8 der Umgebung von dieser ausgeht. Obwohl die Lampe 1 das Licht 9 erzeugt, ist sie gleichwohl für Licht 8 aus der Umgebung transparent.
Eine alternative Ausführungsform der transparenten Lampe ist in Figur 4 ohne Wechselspannungsquelle gezeigt. Im Unterschied zur vorstehend beschriebenen Lampe 1 weist die in der Figur 4 dargestellte Lampe 10 keine eigenständigen Leuchtstoffschichten auf. Vielmehr sind die für die Umwandlung der vom Gas erzeugten Strahlung in das sichtbare Licht 9 zuständigen Leuchtstoffpartikel in die Wandungen 11 a und 11 b des Entladungsgefäßes 12 integriert, so daß die Wandungen 11 a und 11 b zugleich die Funktion einer dielektrischen Schicht als auch die Funktion einer Leuchtstoffschicht haben. Die Elektroden 3a, 3b bleiben dabei unverändert. Hinsichtlich der Anordnung der Elektroden 3a, 3b bestehen mehrere verschiedene Möglichkeiten. Einige davon sind in den Figuren 5a)-g) gezeigt, die beispielhaft jeweils einen Ausschnitt aus einer Wandung 6 eines Entladungsgefäßes sowie eine Elektrode 3 zeigen. In Figur 5a) ist die Elektrode 3 außerhalb des Entladungsgefäßes angeordnet, ohne mit der Wandung 6 in Kontakt zu sein. Damit die Entstehung eines Plasmas außerhalb des Entladungsgefäßes verhindert wird, ist der Raum zwischen der Elektrode 3 und der Wandung 6 mit einer Leuchtstoffschicht 4 ausgefüllt. Bei dieser Ausführung kann somit auf die Aufbringung von Leuchtstoffschichten 4 innerhalb des Entladungsgefäßes verzichtet werden. In Figur 5b) liegt die Elektrode 3 von außen an der Wandung 6 an, während die Elektrode 3 in Figur 5c) von außen zum Teil in die Wandung 6 eingelassen bzw. von dieser aufgenommen ist. Im Beispiel der Figur 5d) ist die Elektrode 3 vollständig innerhalb der Wandung 6 angeordnet und wird von dieser von allen Seiten umschlossen. Bei den soeben beschriebenen Beispielen der Figuren 5a) bis 5d) dient der zwischen der jeweiligen Elektrode 3 und dem Innenraum 5 liegende Teil der Wandung 6 als dielektrische Schicht.
Eine weitere Möglichkeit zur Anordnung der Elektrode 3 ist in Figur 5e) dargestellt. Bei dieser Anordnung ist die Elektrode 3 innerhalb des Innenraumes 5 angeordnet und teilweise in die Wandung 6 eingelassen bzw. von dieser aufgenommen. Dagegen liegt in Figur 5f) die im Innenraum 5 angeordnete Elektrode 3 lediglich an der Wandung 6 an. Schließlich ist die Elektrode 3 in der Figur 5g) von der Wandung 6 beabstandet im Innenraum 5 angeordnet. Sofern beide Elektroden 3a, 3b gemäß einer der in den Figuren 5e)-g) gezeigten Anordnungen vorgesehen werden, kann keine der Wandungen 6a und 6b die Funktion einer dielektrischen Schicht übernehmen, da sie sich nicht mehr zwischen den Elektroden 3a, 3b befinden. In diesen Fällen ist es daher notwendig, eine eigenständige dielektrische Schicht vorzusehen.
Einen solchen Fall zeigt die Figur 6. Bei der dortigen Lampe 13 sind beide Elektroden 3a und 3b von den Wandungen 6a und 6b des Entladungsgefäßes 2 beabstandet und in dessen Innenraum 5 angeordnet. Leuchtstoffschichten 4a und 4b sind wie bei der Lampe der Figur 1 im Innenraum 5 an den Wandungen 6a und 6b vorgesehen, wobei die Elektroden 3a und 3b jeweils an den Leuchtstoffschichten 4a und 4b aufliegen. Zwischen den Elektroden 3a, 3b ist eine dielektrische Schicht 14 mittig im Innenraum 5 angeordnet, welche die Elektroden 3a und 3b elektrisch voreinander abschirmt. Alternativ könnten die Leuchtstoffschichten 4a und 4b auch auf der dielektrischen Schicht 14 aufgebracht sein statt auf den Wandungen 6a und 6b.
Einen anderen Ansatz für eine transparente Lampe 16 zeigt die Figur 7. Hier Ne- gen zwei Elektroden 15a, 15b, die jeweils kleiner sind als die äußere Fläche der Lampe 16, von außen an der unteren Wandung 6b an. Wiederum sind Leuchtstoffschichten 4a und 4b wie bei der Lampe der Figur 1 im Innenraum 5 an den Wandungen 6a und 6b vorgesehen. Bei dieser Lampe 16 brennt das Plasma im Innenraum 5 aufgrund thermischer Effekte bogenförmig, wobei sich der Bogen von der einen Elektrode 15a zur anderen Elektrode 15b spannt.
Schließlich sollen noch zwei weitere Beispiele verdeutlichen, daß erfindungsgemäßen Lampen beliebige Formen verliehen werden können.
Figur 8 zeigt eine Lampe 17 mit kreisförmigem Querschnitt. Das Entladungsgefäß wird durch zwei ineinandergesteckte und konzentrisch angeordnete Rohre 18a, 18b unterschiedlichen Durchmessers gebildet. Im Zentrum des inneren Rohres 18a verläuft eine drahtförmige Elektrode 19 entlang der Längsachse der Lampe 17. Das äußere Rohr 18b ist innen mit einer Leuchtstoffschicht 20 und außen mit einer Elektrode 21 versehen. Der Innenraum 22 wischen den Rohren 18a, 18b ist mit einem Gas befüllt.
Die in der Figur 9 dargestellte Lampe 23 hat in der Draufsicht eine X-Form. In der Seitenansicht ist erkennbar, daß die Lampe 23 einen Aufbau entsprechend der Figur 1 aufweist. Bezugszeichenliste
1. Lampe
2. Entladungsgefäß
3. Elektrode
4. Leuchtstoffschicht
5. Innenraum
6. Wandung
7. Wechselspannungsquelle
8. Umgebungslicht
9. erzeugtes Licht
10. Lampe
11. Wandung
12. Entladungsgefäß
13. Lampe
14. dielektrische Schicht
15. Elektroden
16. Lampe
17. Lampe
18. Entladungsgefäß
19. drahtförmige Elektrode
20. Leuchtstoffschicht
21. Elektrode
22. Innenraum
23. Lampe

Claims

Ansprüche
1. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs (9) mit zwei Elektroden (3; 15; 19; 21 ), die mit einer Wechselspannungsquelle (7) verbindbar sind, einem für elektromagnetische Strahlung eines sich mit dem ersten Wellen- längenbereich (9) wenigstens teilweise überschneidenden zweiten Wellenlängenbereichs (8) zumindest bereichsweise transparenten und mit einem Gas gefüllten Entladungsgefäß (2; 12), wenigstens einer für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) wenigstens bereichsweise transparenten dielektrischen Schicht (14), wobei die Elektroden (3; 15; 19; 21 ), die dielektrische Schicht (14) und das gasgefüllte Entladungsgefäß (2; 12) zur Anregung einer dielektrisch behinderten Entladung im Gas bei Anlegen einer Wechselspannung an die Elektroden (3; 15; 19; 21 ) ausgelegt sind, bei der das Gas elektromagnetische Strahlung in einem dritten Wellenlängenbereich erzeugt, und wobei die Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) weiter wenigstens eine Leuchtstoffpartikel enthaltende Leuchtstoffschicht (4; 11 ; 20) aufweist, deren Leuchtstoffpartikel durch wenigstens einen Teil der Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs zur Emission von Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs (9) anregbar sind, und deren Leuchtstoffpartikel einen Partikeldurchmesser aufweisen, der kleiner ist als die Wellenlängen der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) und die Leuchtstoffschicht (4; 11 ; 20) dadurch für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) zumindest bereichsweise transparent ist.
2. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach Anspruch 1 , wobei der erste und/oder der zweite Wellenlängenbereich wenigstens teilweise im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts liegt bzw. liegen.
3. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach Anspruch 1 , wobei der erste und der zweite Wellenlängenbereich wenigstens teilweise im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts liegt.
4. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der dritte Wellenlängenbereich im Bereich zwischen 100 nm und 800 nm befindet und der erste Wellenlängenbereich (9) im Bereich zwischen 200 nm und 2000 nm.
5. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtstoffpartikel anorganische Leuchtstoffpartikel mit einem Partikeldurchmesser von 1 bis 200 nm und, in Abhängigkeit von der gewählten Materialklasse, einer Quantenausbeute von mindestens 20% sind.
6. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach Anspruch 5, wobei die anorganischen Leuchtstoffpartikel mit 5 ppm bis 70 mol% eines oder mehrerer Dotierungsmittels dotiert sind, wobei das Dotierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Lanthanoiden, Übergangsmetallen, Hauptgruppenelementen und Kombina- tionen davon, ausgewählt ist.
7. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die anorganischen Leuchtstoffpartikel eine chemische Zusammensetzung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Lil:Eu, Csl:Na, LiF:Mg, LiF:Mg,Ti, LiF:Mg,Na, KMgF3:Mn, AI2O3:Eu, BaFChEu, BaFChSm, BaFBnEu, BaFCIo,5Bro,5:Sm, BaY2F8:A (A= Pr, Tm, Er, Ce), BaSi2O5Pb, BaMg2AI16O27)Eu, BaMgAI13O23)Eu, BaMgAI10Oi7:Eu, (Ba,Mg)AI2O4:Eu, Ba2P2O7Ti,
(Ba1Zn1Mg)3Si2O7Pb, Ce(Mg1Ba)AInOi9, Ce016OTb013SMgAI10O19, MgAI11O19)Ce Tb, MgF2:Mn, MgS:Eu, MgS:Ce, MgS:Sm, MgS:Sm,Ce, (Mg,Ca)S:Eu, MgSiO3:Mn, 3,5MgOxO,5MgF2xGeO2:Mn, MgWO4:Sm, MgWO4Pb, (Zn,Mg)F2:Mn, (Zn,Be)SiO4:Mn, Zn2SiO4:Mn, ZnO:Zn, ZnO:Zn,Si,Ga, Zn3(PO4)2:Mn, ZnS:A (A = Ag, AI, Cu), (Zn,Cd)S:A (A = Cu, AI, Ag, N i ) , CdBO4:Mn, CaF2:Mn, CaF2:Dy, CaS:A (A = Lanthanoide, Bi) , (Ca,Sr)S: Bi , CaWO4Pb1 CaWO4:Sm, CaSO4:A (A = Mn, Lanthanoide), 3Ca3(PO-O2XCa(F1CI)2I Sb1 Mn, CaSiO3:Mn,Pb, Ca2AI2Si2O7ICe, (Ca1Mg)SiO3)Ce, (Ca1Mg)SiO3Ti1
2Sro,6(B2O3)xSrF2:Eu, 3Sr3(PO4)2xCaCI2:Eu, A3(PO4)2xACI2:Eu (A = Sr1 Ca1 Ba)1 (Sr1Mg)2P2O7)Eu1 (Sr,Mg)3(PO4)2:Sn, SrS:Ce, SrS:Sm,Ce, SrS:Sm, SrS:Eu, SrSiEu1Sm, SrSiCu1Ag1 Sr2P2O7:Sn, Sr2P2O7:Eu, Sr4AIi4O25)Eu1 SrGa2S4:A (A = Lanthanoide, Pb)1 SrGa2S4Pb, Sr3Gd2Si6O18Pb1Mn1 YF3:Yb,Er, YF3:Ln (Ln = Lanthanoide), YLiF4:Ln (Ln = Lanthanoide), Y3AI5Oi2ILn (Ln = Lanthanoide), YAI3(BO4)^Nd1Yb, (Y,Ga)BO3:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu, Y2AI3Ga2Oi2Tb1 Y2SiO5)Ln (Ln = Lanthanoide), Y2O3:Ln (Ln = Lanthanoide), Y2O2SiLn (Ln = Lanthanoide), YVO4:A (A = Lanthanoide, In), Y(P,V)O4:Eu, YTaO4:Nb, YAIO3:A (A = Pr, Tm1 Er1 Ce)1 YOChYb1Er, LnPO4:Ce,Tb (Ln = Lanthanoide oder Gemische von Lanthanoi- den), LuVO4:Eu, GdVO4:Eu, Gd2O2STb, GdMgB5O10:Ce,Tb, LaOBrTb, La2O2STb1 NaGdF4:Yb,Er, NaLaF4:Yb,Er, LaF3:Yb,Er,Tm, BaYF5:Yb,Er, Ga2O3:Dy, GaNiA (A = Pr, Eu, Er, Tm), Bi4Ge3Oi2, LiNbO3INd1Yb, LiNbO3IEr, Li- CaAIF6ICe, LiSrAIF6ICe, LiLuF4IA (A = Pr, Tm, Er, Ce), Gd3Ga5Oi2Tb1 Gd3Ga5Oi2IEu, Li2B4O7:Mn,SiOXlEr,AI (0<x<2), YVO4IEu1 YVO4:Sm, YVO4:Dy, LaPO4IEu1 LaPO4ICe, LaPO4ICe1Tb, ZnSTb, ZnSTbF3, ZnSiEu, ZnSiEuF3, Y2O3IEu, Y2O2SiEu1 Y2SiO5IEu1 SiO2IDy, SiO2IAI, Y2O3Tb1 ZnSTb, ZnSiAg, ZnSiCu, Ca3(PO4)2:Eu, Ca3(PO4)2:Eu,Mn, Sr2SiO4IEu, Ba2SiO4IEu, BaAI2O4IEu, MgF2IMn1 ZnSiMn1 ZnSiAg1 ZnSiCu, CaSiO3IA1 CaSiA1 CaOiA1 ZnSiA1 Y2O3IA, MgF2IA (A = Lanthanoide), MS1 MSe, MTe (M = Zn, Cd, Ge, Sn, Pb), MN, MP1 MAs1 MSb (M = AI, Ga, In), M2SiO4IEu (M = Ca1 Sr, Ba), M2Si5N8IEu (M = Ca, Sr, Ba), LaSi3N5ICe, Lni.xSrxSi3.2xAI2xO3χN5-3x:Ce, LaSi3N5:Ce und Ln1-xSrxSi3- ^AI2xO3xN5-3)(IEu (Ln = AI, Y, La, Lanthanoid) und Kombinationen davon, aufwei- sen.
8. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Leuchtstoffpartikel mit einer anorganischen Hülle unter Bildung von Kern-Schale-Partikeln beschichtet sind.
9. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach Anspruch 8, wobei das Material der anorganischen Hülle bzw. Schale aus der Gruppe, bestehend aus Phosphaten, Halogenphosphaten, Arsenaten, Sulfaten, Boraten, Aluminaten, Gallaten, Silicaten, Germanaten, Oxiden, Vanadaten, Niobaten, Tantalaten, Wolframaten, Molybdaten, Halogeniden, Alkalihalogeniden, Nitriden, Oxynitriden, Phosphiden, Sulfiden, Seleniden, Telluriden, Sulfoseleniden, Oxysulfiden und Kombinationen davon, ausgewählt ist.
10. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtstoffschicht (4; 11 ; 20) auf wenigstens einem Teil des Entladungsgefäßes (2; 12) und/oder wenigstens einem Teil der dielektrischen Schicht (14) und/oder wenigstens einem Teil wenigstens einer der Elektroden (3; 15; 19; 21 ) vorgesehen ist.
11. Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtstoffschicht (11) mit der dielektrischen Schicht identisch ist.
12. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dielektrische Schicht aus Glas, Quarz, Keramik oder einem Polymer besteht.
13. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dielektrische Schicht wenigstens einen Teil einer Wandung
(6) des Entladungsgefäßes (2; 12) bildet.
14. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der Elektroden (3; 15; 19; 21 ) für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs transparent ist.
15. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach Anspruch 14, wobei die transparente Elektrode (3; 15; 19; 21 ) eine für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) transparente und leitfähige Oxidschicht aufweist.
16. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der Elektroden gitterförmig oder streifenförmig ist.
17. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der Elektroden (3) außerhalb des Entladungsgefäßes von diesem beabstandet angeordnet ist oder von außen oder von innen an einer Wandung des Entladungsgefäßes anliegt oder wenigstens teilweise in eine Wandung des Entladungsgefäßes eingelassen ist oder innerhalb des Entladungsgefäßes von dessen Wandung beabstandet angeordnet ist.
18. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dielektrische Schicht entweder an nur einer der Elektroden anliegt oder bei der jeweils eine dielektrische Schicht an jeder Elektrode (3; 15; 19; 21) anliegt oder bei der die dielektrische Schicht (14) von beiden Elektroden (3) beabstandet ist.
19. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der Elektroden (3; 15; 19; 21) strukturiert ist und schaltbare Teilflächen aufweist.
20. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 23) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, die flächig ist.
21. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 23) nach Anspruch 20, die eine Fläche von wenigstens 100 cm2 , vorzugsweise von wenigstens 500 cm2, mehr bevorzugt von wenigstens 1000 cm2 aufweist.
22. Strahlungsquelle (16) nach einem der Ansprüche 20 oder 21 , wobei die Elektroden (15) einander gegenüberliegend oder in einer Ebene nebeneinander liegend angeordnet sind
23. Strahlungsquelle (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, die einen runden Querschnitt aufweist, wobei deren Elektroden (19; 21 ) rund und konzentrisch sind.
24. Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gas Xenon oder eine Mischung aus Xenon und einem oder mehreren Edelgasen ist.
25. Verfahren zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs (9) mittels einer Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23), bei dem eine Intensität einer durch die Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) tretenden elektromagnetischen Strahlung eines sich mit dem ersten Wellenlängenbereich (9) wenigstens teilweise überschneidenden zweiten Wellenlängenbe- reichs (8) unbeeinflußt bleibt, bei dem ein für die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) zumindest bereichsweise transparentes Entladungsgefäß (2; 12) bereitgestellt wird, eine für die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) zumindest bereichsweise transparente dielektrische Schicht (14) bereitgestellt wird, eine Leuchtstoff partikel enthaltende Leuchtstoffschicht (4; 11 ; 20) bereitgestellt wird, wobei ein Partikeldurchmesser der Leuchtstoffpartikel kleiner gewählt wird als Wellenlängen der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8), und die Leuchtstoff Schicht (4; 11 ; 20) dadurch für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (8) zumindest bereichsweise transparent vorgesehen wird, eine dielektrisch behinderte Entladung eines in dem Entladungsgefäß (2;
12) befindlichen Gases mittels zweier Elektroden (3; 15; 19; 21 ), einer Wechselspannungsquelle (7) und der dielektrischen Schicht (14) bewirkt wird, bei der das Gas Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs emittiert, und bei dem die Leuchtstoffpartikel der Leuchtstoffschicht (4; 11 ; 20) von der Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs zur Emission von Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs (9) angeregt werden.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei eine Strahlungsquelle (1 ; 10; 13; 16; 17; 23) nach einem der Ansprüche 1 bis 24 verwendet wird.
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