WO2004032179A2 - Lichtquelle - Google Patents

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WO2004032179A2
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Klaus Wammes
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Siemens Aktiengesellschaft
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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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency

Definitions

  • Light sources with a gas discharge space enclosed in a radiation-permeable capsule are generally known as fluorescent tubes.
  • the gas discharge generates ultraviolet radiation, which stimulates the luminescent substances provided inside and outside the tube to emit colored light.
  • CCFLs Cold Cathode Fluorescent Lamps
  • the gas discharge takes place between two unheated electrodes inside the tube.
  • electrode connections lead from the outside through the tube wall to the inside electrodes, which entails a corresponding manufacturing outlay and
  • an AC voltage source is connected to the electrode connections of the tube via a ballast capacitor or another impedance element.
  • the ballast capacitor serves to limit and stabilize the current, since the current-voltage characteristic of the tube is negative after ignition, i. H. the voltage decreases with increasing current.
  • the output impedance of the AC voltage source, including the ballast capacitor is typically very high, typically 250 k ⁇ , so that drive power is withdrawn from the tube due to parasitic capacitances between the tube and its surroundings.
  • several tubes cannot be connected in parallel to the AC voltage source, since when one of the tubes is ignited, the voltage on all tubes immediately collapses and is no longer sufficient to ignite the other tubes.
  • electrodeless tubes in which the electrical energy has a very high frequency in the megahertz range. is coupled into the gas discharge space in a quotative or inductive manner.
  • electrodes in the form of metal coatings are applied to the outside at both ends of the tube.
  • the capacitances between these outer electrodes and the plasma inside the tube form a current-limiting ballast capacitance, so that the tube with the outer electrodes can be connected directly to the high-frequency AC voltage source without an additional ballast capacitor.
  • ballast capacitance it is also proposed to connect a cold cathode tube without an external ballast capacitor directly to the AC voltage source, the distance between the cold cathodes and the plasma forming the ballast capacitance.
  • a frequency of the alternating voltage preferably 10 MHz to 100 MHz or higher is required so that the very low ballast capacity turns into an appropriate ballast impedance in relation to the current-voltage characteristic of the tube.
  • the invention is therefore based on the object of enabling effective energy coupling into an electrodeless gas discharge space using simple means.
  • the object is achieved by a light source with an electrodeless gas discharge space enclosed in a radiation-permeable capsule, with electrodes lying on the outside of the capsule and with an AC voltage source directly connected to the output side without an external ballast impedance, which is a compared to the Impedance of the plasma generated in the gas discharge space has a low output impedance, a frequency of the AC voltage less than 1 MHz and means for limiting the output current.
  • the output impedance of the AC voltage source is advantageously less than 30 ⁇ , preferably less than 20 ⁇ and particularly preferably less than 10 ⁇ .
  • the frequency of the AC voltage is preferably in the order of magnitude of 100 kHz (100 kHz ⁇ 50 kHz).
  • each of the capsules can be provided with its own external electrodes, which is particularly suitable if the capsules are gas discharge tubes connected in parallel.
  • the AC voltage source can be connected to a single pair of electrodes, between which the capsules are arranged without their own external electrodes. This is particularly advantageous if the capsules are designed as small spheres with gas discharge spaces connected therein.
  • the spheres can, as is customary in the case of fluorescent tubes, be coated on their inner and / or outer walls with phosphors, or be fluorescent-free on the inside and instead be arranged in a fully or semi-transparent material enriched with phosphors.
  • the light source can be designed as a display in that the one capsule together with further capsules are arranged in a grid area consisting of rows and columns and can be individually excited for gas discharge at the intersections of the rows and columns via external electrodes.
  • individual electrodes with a common counterelectrode can be provided on the opposite side or alternatively the electrodes can be formed on one side as row electrodes and on the opposite side as column electrodes.
  • the AC voltage source can be used alone or together with others
  • AC voltage sources can be switched to the electrodes individually by row and column via a control device.
  • the capsules can be addressed individually or in groups and made to glow so that images can be reproduced.
  • capsules with red, green and blue phosphors can be provided for the reproduction of color images, or the phosphors can be arranged outside the capsules in a corresponding distribution.
  • the light source according to the invention can advantageously serve as background lighting, the one capsule and further capsules being designed as elongated tubes and arranged parallel to one another in a flat area, and the tubes due to phosphors provided inside or outside alternately generate red, green and blue light. This makes it possible to do without the color filters previously required.
  • FIG. 1 shows a simplified block diagram of the light source according to the invention
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the light source according to the invention with a multiplicity of gas-filled capsules which are arranged between two common electrodes
  • FIG. 3 shows a variant of the exemplary embodiment according to FIG. 2, the capsules being arranged in a carrier material enriched with phosphors,
  • FIG. 4 shows an example of the light source according to the invention, designed as a display, with gas-filled capsules that can be addressed row by row and column by column,
  • FIG. 5 shows an example of the light source according to the invention designed as a backlight for a liquid crystal display with parallel elongated tubes and
  • Figure 6 shows a variant for the elongated tubes shown in Figure 5.
  • FIG. 1 shows a radiation-permeable capsule 1 designed as a fluorescent tube with an electrodeless gas discharge space 2 enclosed therein and electrodes 3 and 4 lying on the outside of the capsule 1, which electrodes directly on one
  • the AC voltage source 5 are connected.
  • the AC voltage source 5 consists of a control part 6, which generates an AC voltage with a frequency in the order of 100 kHz and is connected to the electrodes 3 and 4 of the capsule 1 via an output transformer 7.
  • the output impedance of the output transformer 7 and thus the AC voltage source 5 is less than 10 ⁇ .
  • the output transformer 7 has field-weakening means 8, so that the power which can be transmitted by it and thus also the current in the gas discharge space 2 are limited. Alternatively, the current can be limited by the electronics of the control part 6.
  • a multiplicity of radiation-permeable capsules 13 with electrodeless gas discharge spaces enclosed therein are arranged between two electrodes 14 and 15, to which the AC voltage source 5 is connected.
  • the capsules 13 themselves do not have their own external electrodes and can be designed as elongated tubes or in another form, in particular as small spheres.
  • the capsules 13 can be coated with phosphors on their inner and / or optionally outer walls in order to convert the ultraviolet radiation generated by the gas discharge into visible light.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 in that the capsules 13 themselves have no phosphors, but instead are arranged in a transparent material 16 that is enriched with phosphors 17.
  • This solution also includes the possibility that the capsules 13 are formed by voids (bubbles) in the material 16.
  • the light source is designed as a display, in which the capsules 18 are arranged in a grid area consisting of rows and columns and can be individually excited for gas discharge at the crossing points of the rows and columns via external electrodes 19 and 20.
  • the electrodes 19 are arranged on one side of the capsules 18 at the crossing points of the rows and columns, while the electrode 20 serves as a common counterelectrode on the other side.
  • row electrodes can be used on one side and on the other Side column electrodes are provided.
  • AC voltages individually generated in columns by AC voltage sources 21 are supplied to the individual electrodes 19 via column lines 22 and are switched through there to the electrodes 19 via switches 23, for which purpose the switches 23 can be controlled row by row by a control device 24 via row lines 25.
  • FIG. 5 shows a cross section through a color liquid crystal display 26 with individually controllable liquid crystal cells 27 between a polarization layer 28 and an analyzer layer 29.
  • red, green and blue are shown here according to the example according to FIG. 1
  • Capsules 30 are provided in the form of elongated tubes, which form the backlight 31 for the display 26 lying side by side in a surface and alternately produce red, green and blue light due to the phosphors provided inside or outside. This can be introduced into the liquid crystal cells 27 in a targeted manner by suitable light-guiding elements 32.
  • the tubes 33 are not designed as separate components, but are formed by two parallel plates 34 and 35 lying against one another, of which at least one plate, here plate 35, is corrugated, so that plates 34 and 35 do not rest flat, but rather on contact lines 36 between which the gas discharge spaces 37 are formed.

Abstract

Um bei einer Lichtquelle mit einem in einer strahlungsdurchlässigen Kapsel eingeschlossenen, elektrodenlosen Gasentladungsraum, mit außen an der Kapsel liegenden Elektroden und mit einer ausgangsseitig ohne eine äußere Ballastimpedanz unmittelbar an den Elektroden angeschlossenen Wechselspannungsquelle mit einfachen Mitteln eine effektive Energieeinkopplung in den Gasentladungsraum zu ermöglichen, weist die Wechselspannungsquelle (5) eine im Vergleich zur Impedanz des im Gasentladungsraum (2) erzeugten Plasmas niedrige Ausgangsimpedanz, eine Frequenz der Wechselspannung kleiner als 1 MHz und Mittel (8) zur Begrenzung des Ausgangsstromes auf.

Description

Beschreibung
Lichtquelle
Lichtquellen mit einem in einer strahlungsdurchlässigen Kapsel eingeschlossenen Gasentladungsraum sind als Leuchtstoffröhren allgemein bekannt. Durch die Gasentladung wird ultraviolette Strahlung erzeugt, die im Inneren und außerhalb der Röhre vorgesehene Leuchtstoffe zur Aussendung farbigen Lichts anregen. Bei Kaltkathodenröhren (CCFLs = Cold Cathode Fluo- rescent Lamps) findet die Gasentladung zwischen zwei un- beheizten Elektroden im Inneren der Röhre statt. Dabei ist von Nachteil, dass zum einen Elektrodenanschlüsse von außen durch die Rδhrenwand zu den innen liegenden Elektroden füh- ren, was mit einem entsprechenden Herstellungsaufwand und
Dichtigkeitsproblemen verbunden ist, und dass zum anderen die Röhren an ihren Enden, wo sich die Elektroden befinden, dunkel bleiben. Zur Einleitung und Aufrechterhaltung der Gasentladung ist an den Elektrodenanschlüssen der Röhre über einen Ballastkondensator oder ein anderes Impedanzelement eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. Der Ballastkondensator dient dabei zur Strombegrenzung und -Stabilisierung, da die Strom-Spannungs-Charakteristik der Röhre nach dem Zünden negativ ist, d. h. die Spannung bei steigendem Strom abnimmt. Die Ausgangsimpedanz der Wechselspannungs- quelle samt dem Ballastkondensator ist mit typischerweise 250 kΩ sehr hoch, so dass der Röhre aufgrund von parasitären Kapazitäten zwischen der Röhre und ihrer Umgebung Ansteuerleistung entzogen wird. Außerdem lassen sich in der Regel mehrere Röhren nicht parallel an die Wechselspannungsquelle schalten, da beim Zünden einer der Röhren unmittelbar die Spannung an allen Röhren zusammenbricht und für die Zündung der übrigen Röhren nicht mehr ausreicht .
Neben den genannten Kaltkathodenröhren sind auch so genannte elektrodenlose Röhren bekannt, bei denen die elektrische Energie mit sehr hoher Frequenz im Megahertz-Bereich kapa- zitiv oder induktiv in den Gasentladungsraum eingekoppelt wird. Bei einer derartigen, aus der US 5 325 024 bekannten elektrodenlosen Röhre sind außen an den beiden Enden der Röhre Elektroden in Form von Metallbeschichtungen aufge- bracht . Die Kapazitäten zwischen diesen Außenelektroden und dem Plasma im Inneren der Röhre bilden eine strombegrenzende Ballastkapazität, so dass die Röhre mit den Außenelektroden ohne zusätzlichen Ballastkondensator unmittelbar an die Hochfrequenz-Wechselspannungsquelle angeschlossen werden kann. Es wird auch vorgeschlagen, eine Kaltkathodenröhre ohne externen Ballastkondensator unmittelbar an der Wechselspannungsquelle anzuschließen, wobei der Abstand zwischen den Kaltkathoden und dem Plasma die Ballastkapazität bildet. In beiden Fällen ist eine Frequenz der WechselSpannung von vorzugsweise 10 MHz bis 100 MHz oder höher erforderlich, damit aus der sehr geringen Ballastkapazität eine bezogen auf die Strom-Spannungs- Charakteristik der Röhre angemessene Ballastimpedanz wird. Auf diese Weise lassen sich auch mehrere Röhren parallel betreiben, weil in jedem Parallelzweig neben der Gasentladungs- strecke der betreffenden Röhre auch die jeweilige Ballast- impedanz liegt, so dass die Spannungen über den Gasentladungsstrecken der parallelen Röhren durch die Spannungen über den Ballastimpedanzen voneinander getrennt sind. Da bei der bekannten elektrodenlosen Röhre die der Ballastkapazität ent- sprechende Einkoppelkapazität zur Einkopplung der elektrischen Energie in den Gasentladungsraum sehr gering ist, können parasitäre Kapazitäten zwischen der Röhre und deren Umgebung die kapazitive Energieeinkopplung erheblich beeinträchtigen.
Aus der US 4 266 167 ist es bekannt, bei einer elektrodenlosen Gasentladungslampe, d. h. einer Gasentladungslampe ohne innen liegende Elektroden, mit kapazitiver Energieeinkopplung die Frequenz der Wechselspannungsquelle so hoch zu wählen, dass die kapazitiven Kopplungsimpedanzen wesentlich kleiner als die Impedanz des Plasmas sind, so dass die Impedanz der brennenden Gasentladungslampe mit etwa 50 Ω bei einer Fre- quenz größer als 500 MHz im Wesentlichen der des Plasmas entspricht. Die Gasentladungslampe ist ohne ein Anpassungsnetzwerk an die Wechselspannungsquelle geschaltet, deren Ausgangsimpedanz gleich der Impedanz des Plasmas ist, so dass der Reflexionsfaktor gleich Null ist; d. h. , die Wirkleistung der in die Gasentladungslampe eingespeisten vorwärts laufenden Welle wird durch keine reflektierte rücklaufende Welle gemindert. Die Erzeugung von WechselSpannungen derart hoher Frequenzen, wie sie in der US 5 325 024 und insbesondere in der US 4 226 167 gefordert wird, ist mit einem sehr hohen Aufwand verbunden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine effektive Energieeinkopplung in einen elektrodenlosen Gasentladungsraum zu ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Lichtquelle mit einem in einer strahlungsdurchlässigen Kapsel eingeschlossenen, elektrodenlosen Gasentladungsraum, mit außen an der Kapsel liegenden Elektroden und mit einer ausgangs- seitig ohne eine äußere Ballastimpedanz unmittelbar an den Elektroden angeschlossenen Wechselspannungsquelle, welche eine im Vergleich zur Impedanz des im Gasentladungsräum erzeugten Plasmas niedrige AusgangsImpedanz, eine Frequenz der WechselSpannung kleiner als 1 MHz sowie Mittel zur Begrenzung des Ausgangsstromes aufweist.
Aufgrund der niedrigen AusgangsImpedanz der Wechselspannungs- quelle und der niedrigen Frequenz der WechselSpannung spielt die Umgebung außerhalb der Lichtquelle, also insbesondere parasitäre Kapazitäten, keine Rolle für den Gasentladungs- prozess im Inneren der Lichtquelle. Dadurch ergibt sich eine hohe Lichtausbeute bezogen auf die eingespeiste Leistung, und es können nahezu beliebig viele Kapseln mit darin einge- schlossenen elektrodenlosen Gasentladungsräumen parallel an derselben Wechselspannungsquelle betrieben werden. Die aufgrund der negativen Strom-Spannungs-Charakteristik der Gas- entladung erforderliche Strombegrenzung erfolgt nicht über die kapazitiven Kopplungsimpedanzen, sondern über strombegrenzende Mittel der Wechselspannungsquelle. Bei einer Wechselspannungsquelle mit Ausgangsübertrager bestehen diese strombegrenzenden Mittel vorzugsweise aus Mitteln zur Feld- abschwächung bei der Energieübertragung in dem Ausgangs- Übertrager, z. B. ein Streufeldtransformator oder ein Transformator, wie er beispielsweise aus der DE 195 33 323 AI bekannt ist. Die AusgangsImpedanz der Wechselspannungsquelle ist in vorteilhafter Weise kleiner als 30 Ω, vorzugsweise kleiner als 20 Ω und besonders bevorzugt kleiner als 10 Ω. Die Frequenz der WechselSpannung liegt bevorzugt im Größenordnungsbereich von 100 kHz (100 kHz ± 50 kHz) .
Wie bereits erwähnt, können mehrere Kapseln parallel an der Wechselspannungsquelle betrieben werden. Dabei kann jede der Kapseln mit eigenen äußeren Elektroden versehen sein, was insbesondere dann in Frage kommt, wenn es sich bei den Kapseln um parallelgeschaltete Gasentladungsröhren handelt. Alternativ kann die Wechselspannungsquelle an einem einzigen Elektrodenpaar angeschlossen sein, zwischen dem die Kapseln ohne eigene äußere Elektroden angeordnet sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Kapseln als kleine Kü- gelchen mit darin angeschlossenen Gasentladungsräumen ausge- bildet sind. Die Kügelchen können, wie bei Leuchtstoffröhren üblich, an ihren Innen- und/oder Außenwänden mit Leuchtstoffen beschichtet sein, oder im Inneren leuchtstofffrei sein und statt dessen in einem mit Leuchtstoffen angereicherten voll- oder semitransparenten Material angeordnet sein.
In besonders vorteilhafter Weise kann die Lichtquelle als Display ausgebildet sein, indem die eine Kapsel zusammen mit weiteren Kapseln in einer aus Zeilen und Spalten bestehenden Rasterfläche angeordnet und an den Kreuzungspunkten der Zei- len und Spalten über äußere Elektroden individuell zur Gasentladung anregbar sind. Dabei können an den Kreuzungspunkten auf einer Seite der Kapseln einzelne Elektroden mit einer ge- meinsamen Gegenelektrode auf der gegenüberliegenden Seite vorgesehen sein oder alternativ die Elektroden auf der einen Seite als Zeilenelektroden und auf der gegenüberliegenden Seite als Spaltenelektroden ausgebildet sein. Die Wechsel- spannungsquelle kann alleine oder zusammen mit weiteren
Wechselspannungsquellen über eine Steuereinrichtung zeilen- und spaltenindividuell an die Elektroden schaltbar sein. Die Kapseln können einzeln oder in Gruppen adressiert und zum Leuchten gebracht werden, so dass eine Wiedergabe von Bildern möglich ist. So können zur Wiedergabe von Farbbildern Kapseln mit roten, grünen und blauen Leuchtstoffen vorgesehen sein oder die Leuchtstoffe außerhalb der Kapseln in entsprechender Verteilung angeordnet sein.
Bei herkömmlichen Farbdisplays, beispielsweise Flüssigkristalldisplays, kann die erfindungsgemäße Lichtquelle in vorteilhafter Weise als Hintergrundbeleuchtung dienen, wobei die eine Kapsel und weitere Kapseln als langgestreckte Röhren ausgebildet und parallel nebeneinander liegend in einer Flä- ehe angeordnet sind und die Röhren aufgrund von innen oder außen vorgesehenen Leuchtstoffen abwechselnd rotes, grünes und blaues Licht erzeugen. Damit ist es möglich, auf die bisher erforderlichen Farbfilter zu verzichten.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen:
Figur 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der erfindungs- gemäßen Lichtquelle,
Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lichtquelle mit einer Vielzahl von gas- gefüllten Kapseln, die zwischen zwei gemeinsamen Elektroden angeordnet sind, Figur 3 eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Figur 2, wobei die Kapseln in einem mit Leuchtstoffen angereicherten Trägermaterial angeordnet sind,
Figur 4 ein Beispiel für die als Display ausgebildete erfindungsgemäße Lichtquelle mit zeilen- und spaltenweise adressierbaren gasgefüllten Kapseln,
Figur 5 ein Beispiel für die als Hintergrundbeleuchtung für ein Flüssigkristalldisplay ausgebildete erfindungsgemäße Lichtquelle mit parallelen langgestreckten Röhren und
Figur 6 eine Variante für die in Figur 5 gezeigten, lang- gestreckten Röhren.
Figur 1 zeigt eine als Leuchtstoffröhre ausgebildete strahlungsdurchlässige Kapsel 1 mit einem darin eingeschlossenen elektrodenlosen Gasentladungsraum 2 und außen an der Kapsel 1 anliegenden Elektroden 3 und 4, die unmittelbar an einer
Wechselspannungsquelle 5 angeschlossen sind. Die Wechselspannungsquelle 5 besteht aus einem Steuerteil 6, das eine Wechselspannung mit einer Frequenz in der Größenordnung von 100 kHz erzeugt und über einen Ausgangsübertrager 7 an den Elektroden 3 und 4 der Kapsel 1 angeschlossen ist. Die Ausgangsimpedanz des Ausgangsübertragers 7 und damit der Wechselspannungsquelle 5 ist kleiner als 10 Ω. Der Ausgangsübertrager 7 weist feldabschwächende Mittel 8 auf, so dass die von ihm übertragbare Leistung und damit auch der Strom in dem Gasentladungsraum 2 begrenzt ist. Alternativ kann die Strombegrenzung durch die Elektronik des Steuerteils 6 erfolgen. Aufgrund der niedrigen Quellimpedanz der Wechselspannungs- ansteuerung bis zu den außen an dem Gasentladungsraum 2 anliegenden Elektroden 3 und 4 hin haben parasitäre Kapazitäten 9 zwischen dem Gasentladungsraum 2 und seiner Umgebung keinen Einfluss auf den Gasentladungsprozess im Inneren der Kapsel 1, so dass bezogen auf die eingespeiste Leistung eine hohe Lichtausbeute erzielt wird und beliebig viele weitere Kapseln 10 mit ihren äußeren Elektroden 11 und 12 parallel zu der Kapsel 1 gemeinsam an der einen Wechselspannungsquelle 5 betrieben werden können.
Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lichtquelle ist eine Vielzahl von strahlungsdurchlässigen Kapseln 13 mit darin eingeschlossenen elektrodenlosen Gasentladungsräumen zwischen zwei Elektroden 14 und 15 angeordnet, an denen die Wechselspannungsquelle 5 angeschlossen ist. Die Kapseln 13 weisen selbst keine eigenen äußeren Elektroden auf und können als langgestreckte Röhren oder in anderer Form, insbesondere als kleine Kügelchen, ausgebildet sein. Die Kapseln 13 können, wie bei Leuchtstoff- röhren üblich, an ihren Innen- und/oder gegebenenfalls Außenwänden mit Leuchtstoffen beschichtet sein, um die durch die Gasentladung erzeugte ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht umzusetzen.
Das in Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem nach Figur 2 dadurch, dass die Kapseln 13 selbst keine Leuchtstoffe aufweisen, sondern statt dessen in einem transparenten Material 16 angeordnet sind, das mit Leuchtstoffen 17 angereichert ist. Diese Lösung umfasst auch die Möglichkeit, dass die Kapseln 13 von Hohlräumen (Blasen) in dem Material 16 gebildet werden.
Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle als Display ausgebildet, bei dem die Kapseln 18 in einer aus Zeilen und Spalten bestehenden Rasterfläche angeordnet und an den Kreuzungspunkten der Zeilen und Spalten über äußere Elektroden 19 und 20 individuell zur Gasentladung anregbar sind. Dazu sind die Elektroden 19 auf der einen Seite der Kapseln 18 an den Kreuzungspunkten der Zeilen und Spalten angeordnet, während die Elektrode 20 auf der anderen Seite als gemeinsame Gegenelektrode dient. Alternativ können auf der einen Seite Zeilenelektroden und auf der anderen Seite Spaltenelektroden vorgesehen werden. Von Wechselspannungsquellen 21 spaltenindividuell erzeugte WechselSpannungen werden über Spaltenleitungen 22 den einzelnen Elektroden 19 zugeführt und dort über Schalter 23 an die Elektroden 19 durchgeschaltet, wozu die Schalter 23 von einer Steuereinrichtung 24 über Zeilenleitungen 25 zeilenweise ansteuerbar sind.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch ein Farb-Flüssig- kristalldisplay 26 mit einzeln ansteuerbaren Flüssigkristallzellen 27 zwischen einer Polarisationsschicht 28 und einer Analysatorschicht 29. Anstelle der bisher notwendigen Farbfilter zur Erzeugung der unterschiedlichen Farben Rot, Grün und Blau sind hier entsprechend dem Beispiel nach Figur 1 Kapseln 30 in Form von langgestreckten Röhren vorgesehen, die in einer Fläche nebeneinander liegend die Hintergrundbeleuchtung 31 für das Display 26 bilden und aufgrund von innen oder außen vorgesehenen Leuchtstoffen abwechselnd rotes, grünes und blaues Licht erzeugen. Dieses kann durch geeignete licht- führende Elemente 32 gezielt in die Flüssigkristallzellen 27 eingeleitet werden.
Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsvariante sind die Röhren 33 nicht als separate Bauelemente ausgebildet, sondern werden von zwei aneinander liegenden parallelen Platten 34 und 35 gebildet, von denen mindestens eine Platte, hier die Platte 35, gewellt ist, so dass die Platten 34 und 35 nicht flächig, sondern an Berührungslinien 36 aneinander anliegen, zwischen denen die Gasentladungsräume 37 ausgebildet sind.

Claims

Patentansprüche
1. Lichtquelle mit einem in einer strahlungsdurchlässigen Kapsel (1) eingeschlossenen, elektrodenlosen Gasentladungs- räum (2) , mit außen an der Kapsel (1) liegenden Elektroden
(3, 4) und mit einer ausgangsseitig ohne eine äußere Ballastimpedanz unmittelbar an den Elektroden (3, 4) angeschlossenen Wechselspannungsquelle (5) , welche eine im Vergleich zur Impedanz des im Gasentladungsraum (2) erzeugten Plasmas niedri- ge Ausgangsimpedanz, eine Frequenz der WechselSpannung kleiner als 1 MHz und Mittel (8) zur Begrenzung des Ausgangsstromes aufweist.
2. Lichtquelle nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e nn - z e i c h n e t , dass die Wechselspannungsquelle (5) ausgangsseitig einen Ausgangsübertrager (7) aufweist und dass die Mittel (8) zur Begrenzung des AusgangsStroms Mittel zur Feldabschwächung bei der Energieübertragung in dem Ausgangs- Übertrager (7) aufweisen.
3. Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, d a du r c h g e k e nn z e i c hn e t , dass die Ausgangsimpedanz kleiner als 30 Ω, vorzugsweise kleiner als 20 Ω, besonders bevorzugt kleiner als 10 Ω ist.
4. Lichtquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e nn z e i c hn e t , dass die Frequenz der Wechselspannung im Größenordnungsbereich von 100 kHz liegt.
5. Lichtquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a du r ch g e ke nn z e i chne t , dass die Kapsel (1) und weitere Kapseln (10) mit darin eingeschlossenen elektrodenlosen Gasentladungsräumen und außen anliegenden Elektroden (3, 4; 11, 12) parallel an der einen Wechselspannungs- quelle (5) angeschlossen sind.
6. Lichtquelle nach Anspruch 5, d a du r c h g e k e nn z e i c hn e t , dass die Elektroden (14, 15) ein einziges Elektrodenpaar bilden, zwischen denen die Kapseln (13) angeordnet sind.
7. Lichtquelle nach Anspruch 6, d a du r c h g e k e nn z e i c hn e t , dass die Kapseln (13) im Inneren leuchtstofffrei sind und in einem mit Leuchtstoffen (17) angereicherten transparenten Material (16) angeordnet sind.
8. Lichtquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e nn z e i c hn e t , dass die eine Kapsel zusammen mit weiteren Kapseln (18) in einer aus Zeilen und Spalten bestehenden Rasterfläche angeordnet und an den Kreu- zungspunkten der Zeilen und Spalten über äußere Elektroden (19, 20) individuell zur Gasentladung anregbar sind.
9. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a du r c h g e k e nn z e i c hn e t , dass die eine Kapsel und weitere Kapseln als langgestreckte Röhren (30) ausgebildet und parallel nebeneinander liegend in einer Fläche angeordnet sind und dass die Röhren (30) aufgrund von innen oder außen vorgesehenen Leuchtstoffen abwechselnd rotes, grünes und blaues Licht erzeugen.
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