WO1999034411A1 - Gasentladungslampe mit getrennt betreibbaren elektrodengruppen - Google Patents

Gasentladungslampe mit getrennt betreibbaren elektrodengruppen Download PDF

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WO1999034411A1
WO1999034411A1 PCT/EP1998/008106 EP9808106W WO9934411A1 WO 1999034411 A1 WO1999034411 A1 WO 1999034411A1 EP 9808106 W EP9808106 W EP 9808106W WO 9934411 A1 WO9934411 A1 WO 9934411A1
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WO
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gas discharge
discharge lamp
groups
electrodes
electrode
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PCT/EP1998/008106
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Inventor
Frank Vollkommer
Lothar Hitzschke
Simon Jerebic
Original Assignee
Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH
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Publication date
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Priority to JP53445999A priority patent/JP3530199B2/ja
Priority to HU0001548A priority patent/HUP0001548A3/hu
Priority to US09/355,521 priority patent/US6483255B1/en
Priority to DE59809933T priority patent/DE59809933D1/de
Priority to EP98966304A priority patent/EP0995224B1/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/92—Lamps with more than one main discharge path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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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
    • 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
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    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/305—Flat vessels or containers

Definitions

  • This invention relates to gas discharge lamps. It relates to the special field of gas discharge lamps for dielectrically disabled discharges, i. H. that is, gas discharge lamps in which the electrodes, or at least the anodes, are separated from the gas filling for the discharge by a dielectric layer.
  • Such gas discharge lamps for dielectrically impeded discharges have recently become the subject of increased attention because they can show various technical properties which make them particularly suitable as flat spotlights for backlighting liquid crystal screens.
  • the present invention does not primarily relate to this field of application and is also not restricted to flat radiators.
  • gas discharge lamps for dielectrically disabled discharges have electrode arrangements with a large number of electrodes for generating a large number of spatially distributed partial discharges.
  • electrode arrangements with a large number of electrodes for generating a large number of spatially distributed partial discharges.
  • flat spotlights for example, the most uniform possible backlighting of an extensive area is generated in this way.
  • This invention is based on the technical problem of further developing gas discharge lamps for dielectrically impeded discharges with regard to expanded possible uses and uses.
  • a gas discharge lamp with a discharge vessel filled with a gas filling and having a multiplicity of electrodes and with a dielectric layer between at least one anode part of the electrodes and the gas filling, characterized in that the electrodes can be operated in separately operable groups Operation are divided.
  • the basic idea of the invention is therefore to divide the electrodes into groups that can be operated electrically separately in the case of a plurality of electrodes in a gas discharge lamp for dielectrically impeded discharges, that is to make part of the anodes and / or part of the cathodes separately electrically controllable and likewise the other or to make another part of the cathodes and / or anodes electrically controllable in the same way, but independently of the first part.
  • the division into groups can result from the electrical separation of cathodes or anodes or from the interaction of an electrical separation of the cathodes and one of the anodes.
  • anode and cathode are not to be understood as restricting unipolar operation.
  • bipolar operation of the electrodes there is no difference between anodes and cathodes, so that respective statements for anodes or cathodes in the bipolar case apply to both “types of electrodes”.
  • the invention preferably relates to so-called flat radiators.
  • a discharge volume is formed from plates that are not necessarily flat, in the sense of straight, but flat and largely flat plates, for example made of glass, the electrode structures being produced on one or both glass plates.
  • Flat light generation is an important aspect in many applications. This can involve backlighting a surface of a certain extent or distributing a certain light output over a surface in order to reduce the glare.
  • a flat design can also be important for aesthetic reasons or to reduce the formation of shadows.
  • the invention can be of considerable advantage, particularly in the case of such flat spotlight applications, in particular when, according to a preferred embodiment, the groups to be operated independently correspond to different luminous surfaces. Then the luminous areas are to be operated independently of one another, the luminous areas nevertheless belonging to the same gas discharge lamp, that is to say in particular to the same discharge vessel.
  • Examples are billboards in which different graphic elements are operated independently of each other, e.g. B. partially flashing and partially lit continuously.
  • Another example are signal lamps, whose different graphic elements correspond to the electrically separated groups. The increase in conspicuity can play a role here, as can the previously mentioned advertising space. However, it can also be about symbolizing certain meaningful contents, for example by successively activating different luminous surfaces symbolizing a continuous arrow movement or the like. Another possibility is to use different, alternatively selectable luminous surfaces with different meaningful contents to adapt the meaning a and the same signal lamp to different situations.
  • the electrode geometry In connection with display devices, also in the advertising area, or signal devices, it is further preferred to adapt the electrode geometry to the surface shape to be backlit by an electrode group. Thereafter, the corresponding electrode group essentially "fills" the relevant luminous surface, but does not go much further into areas whose backlighting is not necessary at all.
  • Preferred shapes for an electrode geometry matched in this way are, in particular in the case of technical display devices, circular, circular segment, circular or circular ring-shaped surfaces. They occur in many analog displays. Reference is also made to the second exemplary embodiment.
  • the electrode groups which can be operated electrically separately, also correspond to locally separated luminous surfaces.
  • This can, for.
  • a function similar to a dimming function can be implemented by operating the same electrode area with different luminance levels by operating individual electrode groups of different power or certain combinations of electrode groups.
  • a (discrete) brightness gradation is possible in this way without the circuitry complexity of a dimming function.
  • a separation of the electrode groups and a corresponding switching device for optionally supplying one or more of the groups is sufficient, the electronic ballast not having to have any controllable power.
  • Another possible application for locally separated electrode groups is through special optical foils or similar devices to give the separate luminous surfaces of the electrode groups different radiation directions or at least focus directions, so that the radiation properties of the lamp can also be changed in the direction overall by switching the operation between the electrode groups.
  • the invention also relates to certain particularly interesting exemplary applications.
  • the invention relates to a traffic light in which the groups which can be operated electrically separately each correspond to one of the signal areas, but the entire traffic light contains only a uniform gas discharge lamp.
  • the different colors of the signal areas within the same gas discharge lamp can be realized by different phosphors.
  • the European application “Signal lamp and luminescent materials” from the same applicant with the file number 97122800.2.
  • the design of the traffic light lamp reference is also made to the European application “Flat signal lamp with dielectric discharge "from the same applicant with the file number 97122798.8
  • the invention is directed specifically to signal lamps in vehicles, ships or aircraft and to display devices therein. Reference is made to the first embodiment. But are also conceivable. B. automotive rear lights, warning lights in control panels and the like.
  • the invention also relates to an interior light in which the advantages of the invention can be used on the one hand for aesthetic reasons or on the other hand to regulate the luminance.
  • Figure 1 is a plan view of a flat radiator for a motor vehicle "dashboard" for backlighting a combination instrument for displaying the speed, the engine speed, the cooling water temperature and the tank content;
  • Figure 2 shows a gas discharge lamp according to the invention with three luminous surfaces
  • FIG. 3 shows the electrode structure of the gas discharge lamp from FIG. 2;
  • Figure 4 shows a second gas discharge lamp according to the invention with three luminous surfaces, but in a different geometric arrangement than in Figure 2;
  • FIG. 5 shows the electrode structure for the gas discharge lamp from FIG. 4.
  • FIG. 1 first shows the outer edge of a discharge volume denoted by 1, which is enclosed by two glass plates lying flat in the plane of the drawing and a seal running along the drawn-in edge. In the lower area of the figure, the glass plates protrude beyond the discharge volume 1 with an attachment labeled 3.
  • the pump nozzle used for evacuation and filling (in the closed state) is shown on the right-hand edge.
  • Summarized with 2 are the electrodes printed on one of the plates, the cathodes and anodes running alternately, but not differentiated in the figure, because they do not show any qualitative differences. point and the roles are no longer separated in bipolar operation. Most of the length of the electrodes 2 lie in the discharge volume 1 and are connected to their part located outside the discharge volume 1 in the area of the attachment 3 to the supply circuit and vehicle electrics.
  • the electrodes 2 are in three spatially separate groups 2a, 2b and 2c, each of which corresponds to specific display units or contents.
  • the left group 2a corresponds to an analog instrument for speed display and, apart from its straight section leading to the approach 3, guides the circular ring segment of this analog instrument.
  • group 2b corresponding to an engine tachometer.
  • two instruments are connected, namely a tank level indicator and a cooling water thermometer.
  • this separation in the present case is that, depending on the operating state of the motor vehicle, only the information that is actually necessary for the driver can be shown in the dashboard. In any case, this is the speed display 2a.
  • display 2b When the engine speed limit is reached or at the driver's request, display 2b is added.
  • the third unit 2c for backlighting the remaining two instruments can be switched on when the fuel tank is almost empty or the engine's cooling water temperature is still low or excessive, and of course at the driver's request.
  • individual control and warning fields in the display device shown are switched on if necessary.
  • the corresponding electrode structures each form further groups, but are no longer shown in the figure for the sake of clarity.
  • the electrodes 2 are printed on one of the two glass plates by the screen printing method. They are coated with a glass barrier as a dielectric. The distance between the two glass plates is about 7 mm, wherein they are connected as a seal via a glass frame forming the outer edge of the discharge volume 1 with glass solder.
  • the invention is distinguished by a technically simple and rationally producible construction and a distribution of the surface luminance which is precisely adapted to the design of the display device. This improves energy efficiency and ergonomics.
  • flat radiators with dielectrically impeded discharge are also particularly advantageous because they have a high switching stability and are not sensitive to vibrations and their service life is basically limited only by the stability of the phosphors used (“maintenance”). Its advantages are particularly important in the case of motorized means of transport, where the effort for repair or replacement is high and a failure of a display device or its lighting is particularly unfavorable for safety reasons.
  • the geometry of the flat radiators can also be advantageous, as, as is clear in this exemplary embodiment, the shape and size can be adapted particularly well to the place of use or installation.
  • the present invention nevertheless allows the use of simple flat radiator housing shapes, in the present example the outer shape of the discharge volume 1 including the extension 3 instead of the complicated circular ring segments with connecting pieces.
  • the flatness is also advantageous in the limited space in a dashboard, cockpit, etc. The same applies to the low weight.
  • the second and third exemplary embodiments show applications in the area of interior lighting.
  • Figure 2 shows an interior light consisting of a lamp with three light surfaces 14a, 14b, 14c, which fill the inner surface of a frame 11.
  • Figure 3 shows the associated electrode structure.
  • the entirety of the electrodes consists of a comb-like anode structure 15 and three comb-like cathode groups 12a, 12b, 12c.
  • the cathode groups and the anodes of the comb-like structure 15 are nested in such a way that pairs of anode strips lie between adjacent cathodes.
  • the electrode geometry selected here is aimed at a unipolar voltage for power pulse coupling.
  • the cathode strips have nose-like projections directed to the sides of the respectively adjacent anode strips for local fixing of individual partial discharges, as described in more detail in DE 19636 965.7.
  • the common connections of the cathode strips of a group and the anode strips lie at the end of a bus-like structure outside the discharge vessel delimited by the frame 11.
  • the electrode strips are simply carried out between the frame 11 and a base plate or cover plate, not shown, of the discharge vessel, in the same way produced by screen printing as they run as electrode strips in the interior of the discharge vessel.
  • the following third exemplary embodiment is shown in a manner analogous to FIGS. 2 and 3 in FIGS. 4 and 5, reference numerals added with a dash denoting the corresponding analog components.
  • the difference between the second and third exemplary embodiments lies only in the different geometry of the electrodes and the correspondingly different geometry of the luminous surfaces 14a ', 14b', 14c '.
  • not all of the anode strips are brought together to form a common connection. Rather, there are two anode groups 15a 'and 15bc', each of which is assigned to the luminous area 14a 'or the sum of the two luminous areas 14b' and 14c '. Accordingly, in this exemplary embodiment there are not three but only two cathode groups 12ab 'and 12c', each of which is assigned to the sum of the two luminous areas 14a 'and 14b' or the luminous area 14c '. This should make it clear that the separately operable Electrode groups do not necessarily have to be reflected in a subdivision of one of the two “electrode types”. In this case, the division into three luminous areas only results from the interaction of the anode subdivision and the cathode subdivision.
  • the second and third exemplary embodiment relate to an interior light which, for decoration reasons, is divided into different light surfaces which can be switched independently of one another.
  • the gas discharge lamp shown in the second and third exemplary embodiments as an advertising space each representing a business logo, it being possible for the individual segments, for example, to be alternately switched to a flashing state in order to increase the degree of conspicuity of the advertising.

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Abstract

Beschrieben werden Gasentladungslampen mit Elektrodenstrukturen für dielektrisch behinderte Entladungen, bei denen die Elektroden in getrennt betreibbare Gruppen zum unabhängig schaltbaren Betrieb aufgeteilt sind.

Description

Gasentladungslampe mit getrennt betreibbaren Elektrodengruppen
Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf Gasentladungslampen. Dabei betrifft sie das Spezialgebiet der Gasentladungslampen für dielektrisch behinderte Entladungen, d. h. also Gasentladungslampen, bei denen die Elektroden, zumindest jedoch die Anoden, mit einer dielektrischen Schicht von der Gasfüllung für die Entladung getrennt sind.
Stand der Technik
Solche Gasentladungslampen für dielektrisch behinderte Entladungen sind in jüngster Vergangenheit Gegenstand verstärkter Aufmerksamkeit geworden, weil sie verschiedene technische Eigenschaften zeigen können, die sie vor allem als Flachstrahler zur Hinterleuchtung von Flüssigkristallbildschir- men geeignet erscheinen lassen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich jedoch nicht primär auf dieses Anwendungsgebiet und ist auch nicht auf Flachstrahler eingeschränkt.
In den allermeisten Fällen verfügen Gasentladungslampen für dielektrisch behinderte Entladungen über Elektrodenanordnungen mit einer Vielzahl von Elektroden zur Erzeugung einer Vielzahl räumlich verteilter Teilentladungen. Bei Flachstrahlern wird auf diese Art beispielsweise eine möglichst gleichmäßige Hinterleuchtung einer ausgedehnten Fläche erzeugt. Darstellung der Erfindung
Dieser Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, Gasentladungslampen für dielektrisch behinderte Entladungen im Hinblick auf erweiterte Anwendungs- und Gebrauchsmöglichkeiten weiterzuentwickeln.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gasentladungs- lampe mit einem mit einer Gasfüllung gefüllten Entladungsgefäß mit einer Vielzahl von Elektroden und mit einer dielektrischen Schicht zwischen zumindest einem Anodenteil der Elektroden und der Gasfüllung, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in getrennt betreibbare Gruppen zum unabhängig schaltbaren Betrieb aufgeteilt sind.
Sie bezieht sich ferner auf eine Verkehrsampel nach Anspruch 8, eine Anzeigeeinrichtung oder Signallampe nach Anspruch 9 sowie eine Innenraumleuchte nach Anspruch 10.
Die Grundidee der Erfindung geht also dahin, bei einer Vielzahl von Elektroden in einer Gasentladungslampe für dielektrisch behinderte Entladungen die Elektroden in elektrisch getrennt betreibbare Gruppen aufzuteilen, also einen Teil der Anoden und/ oder einen Teil der Kathoden separat elektrisch ansteuerbar zu machen und gleichfalls den anderen oder einen weiteren Teil der Kathoden und/ oder Anoden in gleicher Weise, aber von dem ersten Teil unabhängig, elektrisch ansteuerbar zu machen. Dabei entstehen Elektroden- gruppen für einen unabhängig schaltbaren Betrieb, wobei Kathoden und Anoden in einer Gruppe einander hinsichtlich der räumlichen Anordnung zugeordnet sind, so daß sie zwischen sich Entladungen aufbauen können. Dabei kann sich die Aufteilung in Gruppen aus der elektrischen Trennung von Kathoden oder Anoden oder aus einem Zusammenwirken einer elektri- sehen Trennung der Kathoden und einer der Anoden ergeben. Hier und im Folgenden sind die Begriffe Anode und Kathode im übrigen nicht als auf einen unipolaren Betrieb einschränkend zu verstehen. Im Fall eines bipolaren Betriebs der Elektroden besteht insoweit kein Unterschied zwischen Anoden und Kathoden, so daß jeweilige Aussagen für Anoden oder Kathoden im bipolaren Fall für beide „Elektrodensorten" gelten.
Die Erfindung bezieht sich dabei bevorzugt auf sogenannte Flachstrahler. Dabei wird ein Entladungsvolumen gebildet aus nicht unbedingt ebenen im Sinne von geraden, jedoch flächigen und weitgehend ebenen Platten, etwa aus Glas, wobei die Elektrodenstrukturen auf einer oder beiden Glasplatten hergestellt sind. Durch die Elektrodenverteilung auf eine große Fläche und eventuell durch Einsatz zusätzlicher Diffusorschichten lassen sich großflächige flache Lampen mit sehr gleichmäßiger Lichtverteilung realisieren. Eine flächige Lichterzeugung ist in vielen Anwendungsfällen ein wesentlicher Gesichtspunkt. Dabei kann es darum gehen, eine Fläche bestimmter Aus- dehnung zu hinterleuchten oder eine bestimmte Lichtleistung auf eine Fläche zu verteilen, um die Blendwirkung zu verringern. Eine flächige Gestaltung kann auch aus ästhetisch-gestalterischen Gründen oder zur Verringerung der Schattenbildung von Bedeutung sein.
Gerade bei solchen Flachstrahleranwendungen kann die Erfindung von we- sentlichem Vorteil sein, und zwar insbesondere dann, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die unabhängig zu betreibenden Gruppen verschiedenen Leuchtflächen entsprechen. Dann sind folglich die Leuchtflächen unabhängig voneinander zu betreiben, wobei die Leuchtflächen dennoch zur gleichen Gasentladungslampe, also insbesondere zum gleichen Entladungs- gefäß gehören. Beispiele sind Werbetafeln, bei denen verschiedene grafische Elemente unabhängig voneinander betrieben werden, z. B. teilweise blinken und teilweise dauernd leuchten. Ein weiteres Beispiel sind Signallampen, deren unterschiedliche grafische Elemente den elektrisch getrennten Gruppen entsprechen. Dabei kann die Steigerung der Auffälligkeit eine Rolle spielen wie auch bei den bereits erwähnten Werbeflächen. Es kann aber auch um die Symbolisierung bestimm- ter Bedeutungsinhalte gehen, etwa durch aufeinander abfolgende Aktivierung verschiedener Leuchtflächen, die eine fortlaufende Pfeilbewegung symbolisieren oder dgl. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung verschiedener, alternativ wählbarer Leuchtflächen mit unterschiedlichem Bedeutungsinhalt zur Anpassung der Bedeutung ein und derselben Signal- lampe an verschiedene Situationen.
Im Zusammenhang mit Anzeigeeinrichtungen, auch im Werbebereich, oder Signaleinrichtungen ist es weiterhin bevorzugt, die Elektrodengeometrie angepaßt auf die jeweils von einer Elektrodengruppe zu hinterleuchtende Flächenform abzustimmen. Danach „füllt" dann die entsprechende Elektroden- gruppe im wesentlichen die betreffende Leuchtfläche, geht aber nicht weit darüber hinaus in Bereiche, deren Hinterleuchtung gar nicht erforderlich ist. Zu diesem Gesichtspunkt wird ergänzend verwiesen auf die Europäische Patentanmeldung 97 122 799.6 derselben Anmelderin mit dem Titel „Flachstrahler mit örtlich modulierter Flächenleuchtdichte".
Bevorzugte Formen für eine dergestalt abgestimmte Elektrodengeometrie sind vor allem bei technischen Anzeigeeinrichtungen kreis-, kreissegment-, kreisring- oder kreisringsegmentförmige Flächen. Sie treten bei vielen Analoganzeigen auf. Verwiesen wird hierzu auch auf das zweite Ausführungs- beispiel.
Es ist im Rahmen der Erfindung durchaus nicht notwendig, die elektrisch getrennt betreibbaren Elektrodengruppen auch örtlich getrennten Leuchtflächen entsprechen zu lassen. So kann es erfindungsgemäß auch vorteilhaft sein, innerhalb ein und derselben Leuchtfläche zwei oder mehrere elektrisch getrennt betreibbare Elektrodengruppen miteinander so zu verschachteln, daß jede der Elektrodengruppen eine weitgehend gleichmäßige Hinterleuchtung der Leuchtfläche bewirken kann. Dadurch kann z. B. eine ähnliche Funktion wie eine Dimmfunktion (auch ergänzend zu einer solchen) reali- siert werden, indem durch Betrieb einzelner Elektrodengruppen unterschiedlicher Leistung oder bestimmter Kombinationen von Elektrodengruppen dieselbe Leuchtfläche mit unterschiedlichen Leuchtdichten erscheint.
Insbesondere ist in dieser Weise eine (diskrete) Helligkeitsabstufung ohne den schaltungstechnischen Aufwand einer Dimmfunktion möglich. Eine Trennung der Elektrodengruppen und eine entsprechende Schalteinrichtung zur wahlweisen Versorgung einzelner oder mehrerer der Gruppen reicht aus, wobei das elektronische Vorschaltgerät keine regelbare Leistung aufweisen muß. Es kann aber auch sinnvoll sein, diese Technik zu kombinieren mit einer Dimmfunktion. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß beim Abdim- men, also beim Herunterregulieren der Leistung eines elektronischen Vor- schaltgeräts, im Bereich im Vergleich zur Nennleistung sehr niedriger Leistungen Schwierigkeiten auftreten können. Insoweit kann mit der oben beschriebenen getrennten Schaltbarkeit einzelner Elektrodengruppen und einer zusätzlichen Dimmfunktion, die jedoch nur einen Leistungsbereich in der Umgebung der jeweiligen Nennleistung einer Elektrodengruppe überdeckt, eine sinnvolle Kombination gefunden werden, die durch Wegschalten von Gruppen auch weit heruntergedimmt werden kann.
Natürlich kann es auch Fälle geben, bei denen weder eine gleichmäßige Hinterleuchtung derselben Leuchtfläche durch unterschiedliche getrennte Elek- trodengruppen noch wirklich getrennte Leuchtflächen getrennter Elektrodengruppen vorliegen, die dennoch zur Erfindung zählen.
Eine weitere mögliche Anwendung bei örtlich getrennten Elektrodengruppen liegt darin, durch spezielle optische Folien oder ähnliche Einrichtungen den getrennten Leuchtflächen der Elektrodengruppen unterschiedliche Ab- strahlungsrichtungen oder zumindest Richtungsschwerpunkte zu geben, so daß insgesamt durch Umschalten des Betriebs zwischen den Elektrodengruppen die Abstrahlungseigenschaften der Lampe auch in der Richtung verändert werden können.
Die Erfindung betrifft auch bestimmte besonders interessante exemplarische Anwendungsfälle. Zunächst betrifft die Erfindung eine Verkehrsampel, bei der die elektrisch getrennt betreibbaren Gruppen jeweils einer der Signalflächen entsprechen, die gesamte Verkehrsampel jedoch nur eine einheitliche Gasentladungslampe enthält. Dabei können durch unterschiedliche Leuchtstoffe die entsprechenden Farben der Signalflächen innerhalb derselben Gasentladungslampe realisiert werden. Zu bevorzugten Leuchtstoffen für diese Anwendung und für andere Anwendungen im Bereich der Signallampen wird verwiesen auf die europäische Anmeldung „Signallampe und Leucht- Stoffe dazu" derselben Anmelderin mit dem Aktenzeichen 97122800.2. Zu der Bauform der Ampellampe wird ergänzend verwiesen auf die europäische Anmeldung „Flache Signallampe mit dielektrisch behinderter Entladung" derselben Anmelderin mit dem Aktenzeichen 97122798.8
Weiterhin richtet sich die Erfindung spezifisch auf Signallampen in Fahrzeu- gen, Schiffen oder Flugzeugen und auf Anzeigeeinrichtungen darin. Es wird verwiesen auf das erste Ausführungsbeispiel. Denkbar sind aber auch z. B. Kraftfahrzeugrückleuchten, Warnleuchten in Bedienungsfeldern und dgl.
Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Innenraumleuchte, bei der die Vorteile der Erfindung einerseits aus ästhetischen Gründen oder andererseits zur Regulierung der Leuchtdichte Verwendung finden können. Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun veranschaulicht anhand zweier konkreter Ausführungsbeispiele, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Dabei offenbarte Einzelmerkmale können auch in anderen als den dargestellten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Im einzelnen zeigt:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen Flachstrahler für ein Kfz-,, Armaturenbrett" zur Hinterleuchtung eines Kombinationsinstruments für die Anzeige der Geschwindigkeit, der Motordrehzahl, der Kühlwassertemperatur und des Tankinhalts;
Figur 2 eine erfindungsgemäße Gasentladungslampe mit drei Leuchtflächen;
Figur 3 die Elektrodenstruktur der Gasentladungslampe aus Figur 2;
Figur 4 eine zweite erfindungsgemäße Gasentladungslampe mit drei Leuchtflächen, jedoch in anderer geometrischer Anordnung als in Figur 2;
Figur 5 die Elektrodenstruktur zu der Gasentladungslampe aus Figur 4.
Dargestellt ist in Figur 1 zunächst der Außenrand eines mit 1 bezeichneten Entladungsvolumens, das von zwei flach in der Zeichenebene liegenden Glasplatten und einer entlang dem eingezeichneten Rand verlaufenden Dichtung eingeschlossen ist. Im unteren Bereich der Figur ragen die Glasplatten mit einem mit 3 bezeichneten Ansatz über das Entladungsvolumen 1 hinaus. Am rechten Rand ist der für die Evakuierung und Füllung verwendete Pumpstutzen (in geschlossenem Zustand) eingezeichnet. Summarisch mit 2 bezeichnet sind die auf eine der Platten aufgedruckten Elektroden, wobei Kathoden und Anoden jeweils abwechselnd verlaufen, in der Figur jedoch nicht näher differenziert sind, weil sie keine qualitativen Unterschiede auf- weisen und im bipolaren Betrieb die Rollen nicht mehr getrennt sind. Mit dem größten Teil ihrer Länge liegen die Elektroden 2 in dem Entladungsvolumen 1 und sind an ihrem außerhalb des Entladungsvolumens 1 befindlichen Teil im Bereich des Ansatzes 3 an die Versorgungsschaltung und Kfz- Elektrik angeschlossen.
Die Elektroden 2 liegen in drei räumlich getrennten Gruppen 2a, 2b und 2c vor, die jeweils bestimmten Anzeigeeinheiten bzw. -inhalten entsprechen. Konkret entspricht die linke Gruppe 2a einem Analoginstrument zur Geschwindigkeitsanzeige und führt, von ihrem zu dem Ansatz 3 führenden geraden Abschnitt abgesehen, das Kreisringsegment dieses Analoginstruments nach. Entsprechendes gilt für die einem Motordrehzahlmesser entsprechende Gruppe 2b. Im Fall der Gruppe 2c sind zwei Instrumente zusammengeschlossen, und zwar eine Tankinhaltsanzeige und ein Kühlwasserthermometer.
Sinn dieser Auftrennung ist im vorliegenden Fall, das je nach Betriebszustand des Kraftfahrzeugs nur die tatsächlich für den Fahrer notwendigen Informationen in das Armaturenbrett eingeblendet werden können. Das ist in jedem Fall die Geschwindigkeitsanzeige 2a. Bei Erreichen der Drehzahlgrenze des Motors oder auf Wunsch des Fahrers wird die Anzeige 2b hinzu- gefügt. Analog kann bei fast leerem Kraftstofftank oder bei noch niedriger oder überhöhter Kühlwassertemperatur des Motors sowie natürlich auf Wunsch des Fahrers die dritte Einheit 2c zur Hinterleuchtung der verbleibenden beiden Instrumente zugeschaltet werden. In genau analoger Weise werden auch einzelne Kontroll- und Warnfelder in der dargestellten Anzei- geeinrichtung bei Bedarf eingeschaltet. Die entsprechenden Elektrodenstrukturen bilden jeweils weitere Gruppen, sind jedoch der Übersichtlichkeit halber in der Figur nicht mehr dargestellt. Zu denken ist an die üblichen Warnhinweise, etwa an „Handbremse angezogen", „Fernlicht eingeschaltet" usw. Die Elektroden 2 sind nach dem Siebdruckverfahren auf eine der beiden Glasplatten aufgedruckt. Sie sind mit einer Glasbarriere als Dielektrikum beschichtet. Der Abstand zwischen den beiden Glasplatten beträgt etwa 7 mm, wobei sie als Dichtung über einen den Außenrand des Entladungsvo- lumens 1 bildenden Glasrahmen mit Glaslot verbunden sind. Das so dicht eingeschlossene Entladungsvolumen enthält als Entladungsfüllung eine Xe- Füllung bei etwa 100 mbar (= 10 kPa).
Es ist ferner möglich, das Entladungsvolumen bei Atmosphärendruck, also etwa bei 1 bar, zu füllen. Dann ist ein Xe-Partialdruck im Bereich von 100 mbar (= 10 kPa) bevorzugt. Die Differenz zwischen diesem Partialdruck und dem Atmosphärendruck der Füllung kann aus einem anderen Edelgas bestehen, etwa Ne. Durch eine solche unterdruckfreie Befüllung wird die mechanische Beanspruchung des Lampengefäßes verringert.
Weitere Einzelheiten zu der Technik von Xe-Excimer-Entladungslampen und zu der hier gewählten gepulsten Betriebsweise (im vorliegenden Fall bipolar) sind folgenden Anmeldungen zu entnehmen, deren Offenbarungsgehalt hier in Bezug genommen ist: WO 94/23 442 bzw. DE-P 43 11 197.1 und WO 97/04625 bzw. DE 195 26 211.5.
An dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird deutlich, daß sich die Er- findung im Gegensatz zum konventionellen Einsatz gebogener Leuchtstofflampen oder mehrerer Glühlampen durch einen technisch einfachen und rationell herstellbaren Aufbau und eine genau an das Design der Anzeigeeinrichtung angepaßte Verteilung der Flächenleuchtdichte auszeichnet. Damit werden die Energieausnutzung und die Ergonomie verbessert. Darüber hinaus sind Flachstrahler mit dielektrisch behinderter Entladung auch besonders vorteilhaft, weil sie eine hohe Schaltfestigkeit und Vibrationsunemp- findlichkeit aufweisen und in ihrer Lebensdauer im Grunde nur durch die Stabilität der verwendeten Leuchtstoffe („Maintenance") begrenzt sind. Die- se Vorteile sind vor allem bei motorisierten Verkehrsmitteln wichtig, bei denen der Aufwand zur Reparatur oder zum Austausch hoch ist und ein Ausfall einer Anzeigeeinrichtung bzw. ihre Beleuchtung aus Sicherheitsgründen besonders ungünstig ist. Von Vorteil sein kann auch die Geometrie der Flachstrahler, die, wie in diesem Ausführungsbeispiel deutlich, in Form und Größe besonders gut an den Ort der Verwendung bzw. des Einbaus angepaßt werden können. Dabei erlaubt die vorliegende Erfindung dennoch die Verwendung einfacher Flachstrahler-Gehäuseformen, im vorliegenden Beispiel die Außenform des Entladungsvolumens 1 einschließlich des Ansatzes 3 anstelle der komplizierten Kreisringsegmente mit Anschlußstücken. Auch ist die Flachheit bei den begrenzten Raumverhältnissen in einem Armaturenbrett, Cockpit usw. von Vorteil. Gleiches gilt für das geringe Gewicht.
Im Zusammenhang mit der bereits erwähnten nterdruckfreien Befüllung des Entladungsvolumens sind wesentlich geringere Wandstärken möglich, und es können auch Stützstellen oder auch andere Stabilisierungsmaßnahmen weggelassen werden, die bei Unterdruckfüllungen eine Implosion vermeiden helfen. Dadurch kann der Flachstrahler wesentlich leichter werden und ist damit besonders gut für die oben genannten Anwendungen geeignet.
Schließlich kommt als wesentlicher Vorteil die erfindungsgemäße unabhän- gige Schaltbarkeit der einzelnen „Bedeutungssegmente" des Kombinationsinstruments hinzu.
Das zweite und das dritte Ausführungsbeispiel zeigen Anwendungen im Innenbeleuchtungsbereich. Figur 2 zeigt eine Innenraumleuchte bestehend aus einer Lampe mit drei Leuchtflächen 14a, 14b, 14c, die die Innenfläche eines Rahmens 11 ausfüllen. Figur 3 zeigt die zugehörige Elektrodenstruktur. Die Gesamtheit der Elektroden besteht aus einer kammartigen Anodenstruktur 15 und jeweils drei kammartigen Kathodengruppen 12a, 12b, 12c. Die Kathodengruppen und die Anoden der kammartigen Struktur 15 sind mit- einander dergestalt verschachtelt, daß zwischen benachbarten Kathoden jeweils Paare von Anodenstreifen liegen. Außerdem liegen an den beiden äußersten Enden jeweils einzelne Anodenstreifen.
Die hier gewählte Elektrodengeometrie ist auf eine unipolare Spannung zur Leistungspulseinkopplung ausgerichtet. Dabei tragen die Kathodenstreifen zu den Seiten der jeweils benachbarten Anodenstreifen gerichtete nasenartige Vorsprünge zur örtlichen Festlegung einzelner Teilentladungen, wie sie in der DE 19636 965.7 näher beschrieben sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird insbesondere deutlich, daß eine erfin- dungsgemäße Unterteilung der Elektroden in getrennt betreibbare Gruppen nicht durch einen gruppenweise getrennten elektrischen Anschluß beider „Elektrodensorten" gegeben sein muß. Vielmehr kann im vorliegenden Fall die gesamte Zahl der Anoden 15 gemeinsam angeschlossen werden und auf ein konstantes Bezugspotential gelegt werden. Durch Beaufschlagung der einzelnen Kathodengruppen 12a, 12b, 12c mit den bereits erwähnten Wirkleistungseinkopplungspulsen (vgl. den zitierten Stand der Technik) können dann zwischen der jeweiligen Kathodengruppe und dem entsprechenden Teil der kammartigen Anodenstruktur 15 Entladungen gezündet werden.
Die gemeinsamen Anschlüsse der Kathodenstreifen einer Gruppe und der Anodenstreifen liegen am Ende einer busartigen Struktur außerhalb des durch den Rahmen 11 begrenzten Entladungsgefäßes. Die Elektrodenstreifen sind dabei einfach zwischen dem Rahmen 11 und einer nicht dargestellten Boden- oder Deckplatte des Entladungsgefäßes durchgeführt, und zwar in der gleichen durch Siebdruck erzeugten Weise wie sie als Elektrodenstreifen im Inneren des Entladungsgefäßes verlaufen. Hierzu wird ergänzend verwiesen auf den Offenbarungsgehalt der deutschen Anmeldungen „Flachleuchtstofflampe für die Hintergrundbeleuchtung und Flüssigkristallanzei- ge-Vorrichtung mit dieser Flachleuchtstofflampe" mit dem Aktenzeichen 19711 890.9 derselben Anmelderin und „Flachleuchtstofflampe für die Hintergrundbeleuchtung und Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung mit dieser Flachleuchtstofflampe" mit dem Aktenzeichen 19729181.3 derselben An- melderin sowie der Anmeldung „Gasentladungslampe mit dielektrisch behinderten Elektroden" mit dem Aktenzeichen PCT/ DE98/ 00826 (= W098/ 43276) derselben Anmelderin. Dies gilt im übrigen auch für das vorstehende erste Ausführungsbeispiel.
Das folgende dritte Ausführungsbeispiel ist in zu den Figuren 2 und 3 analo- ger Weise in den Figuren 4 und 5 dargestellt, wobei mit einem Strich ergänzte Bezugsziffern die entsprechenden analogen Bestandteile bezeichnen. Der Unterschied zwischen dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel liegt dabei lediglich in der anderen Geometrie der Elektroden und der dementsprechend unterschiedlichen Geometrie der Leuchtflächen 14a', 14b', 14c'.
Aus Figur 5 ergibt sich insbesondere auch, daß die busartigen Zusammenführungen der Kathoden und der Anoden in diesem Fall innerhalb des Entladungsvolumens verlaufen, weil die schräge Anordnung der Elektrodenstreifen relativ zu dem größten Teil des Rahmens 11' des Entladungsgefäßes zusammen mit der Aufteilung der Elektroden in dieser Weise einfacher aus- zuführen ist.
Des weiteren sind bei diesem Ausführungsbeispiel nicht sämtliche Anodenstreifen zu einem gemeinsamen Anschluß zusammengeführt. Vielmehr existieren zwei Anodengruppen 15a' und 15bc', die jeweils der Leuchtfläche 14a' bzw. der Summe der beiden Leuchtflächen 14b' und 14c' zugeordnet sind. Dementsprechend gibt es bei diesem Ausführungsbeispiel nicht drei sondern nur zwei Kathodengruppen 12ab' und 12c', die jeweils der Summe der beiden Leuchtflächen 14a' und 14b' bzw. der Leuchtfläche 14c' zugeordnet sind. Dadurch soll verdeutlicht werden, daß die getrennt betreibbaren Elektrodengruppen nicht unbedingt in einer Unterteilung einer der beiden „Elektrodensorten" wiedergespiegelt sein müssen. In diesem Fall ergibt sich nämlich die Aufteilung in drei Leuchtflächen erst durch das Zusammenspiel der Anodenunterteilung und der Kathodenunterteilung.
Man kann sich leicht verdeutlichen, daß alle drei Leuchtflächen 14a', 14b', 14c' jeweils isoliert betrieben werden können. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht jedoch der Nachteil, daß die Leuchtfläche 14a' und die Leuchtfläche 14c' nicht miteinander betrieben werden können, ohne gleichzeitig auch die Leuchtfläche 14b' zu betreiben. Dies liegt daran, daß der Betrieb der Leuchtfläche 14a' eine Versorgung der Kathodengruppe 12ab' und der Anodengruppe 15a' erfordert, während der Betrieb der Leuchtfläche 14c' eine Versorgung der Kathodengruppe 12c' sowie der Anodengruppe 15bc' erfordert. Dadurch sind die Anoden und Kathoden der Leuchtfläche 14b' automatisch mitversorgt.
Das zweite und dritte Ausführungsbeispiel betrifft, wie bereits erwähnt, eine Innenraumleuchte, die aus Dekorationsgründen in verschiedene Leuchtflächen aufgeteilt ist, die unabhängig voneinander geschaltet werden können. Es wäre jedoch auch denkbar, die im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel dargestellte Gasentladungslampe als jeweils ein geschäftliches Logo darstellende Werbefläche zu verstehen, wobei die einzelnen Segmente beispielsweise alternierend in einen blinkenden Zustand versetzt werden können, um den Auffälligkeitsgrad der Werbung zu erhöhen.

Claims

Patentansprüche
1. Gasentladungslampe mit einem mit einer Gasfüllung gefüllten Entladungsgefäß mit einer Vielzahl von Elektroden (2, 12, 15, 12', 15') und mit einer dielektrischen Schicht zwischen zumindest einem Anodenteil der Elektroden und der Gasfüllung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 12, 15, 12', 15') in getrennt betreibbare Gruppen (...a, ...b, ...c) zum unabhängig schaltbaren Betrieb aufgeteilt sind.
2. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, bei der die Gruppen (...a, ...b, ...c) flächig aufgeteilt sind und verschiedenen unabhängig zu betrei- benden Leuchtflächen (14a, 14b, 14c, 14a', 14b', 14c') entsprechen.
3. Gasentladungslampe nach Anspruch 2, mit einer optischen Anzeigeeinrichtung oder Signaleinrichtung, bei der die Gruppen (...a, ...b, ...c) jeweils zu beleuchtenden Flächenformen der Anzeigeeinrichtung oder Signaleinrichtung zugeordnet sind.
4. Gasentladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der zumindest ein Teil der Elektroden (2) eine flächig inhomogene Elektrodengeometrie zur örtlichen Modulation der Flächenleuchtdichte aufweist.
5. Gasentladungslampe nach Anspruch 3 und 4, bei der die Elektroden- geometrie der zugeordneten Elektrodengruppen (2a, 2b, 2c) auf die jeweilige zu beleuchtende Flächenform abgestimmt ist.
6. Gasentladungslampe nach Anspruch 5 als Flachstrahler zur Hinterleuchtung von kreis-, kreissegment-, kreisring- oder kreisringsegment- förmigen Analoganzeigen.
7. Gasentladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der Elektroden verschiedener getrennt betreibbarer Elektrodengruppen miteinander verschachtelt angeordnet sind, um in im wesentlichen dem gleichen Flächenbereich von einander unabhängig Entladungsstruktu- ren erzeugen zu können, so daß der Flächenbereich wahlweise unter
Verwendung einer der beiden oder beider Elektrodengruppen beleuchtet werden kann.
8. Ampel mit einer Gasentladungslampe nach Anspruch 6, bei der die getrennt schaltbaren Elektrodengruppen jeweils den einzelnen Signalflä- chen der Ampel zugeordnet sind und die Gasentladungslampe alle Signalflächen der Ampel enthält.
9. Anzeigeeinrichtung oder Signallampe mit einer Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1-6 als Anzeigeeinrichtung in einem Fahrzeug, Schiff oder Flugzeug.
10. Innenraumleuchte mit einer Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1-7.
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