WO2008009584A2 - Beleuchtungselement mit trennelementen im entladungsraum und/oder exzentrischen elektroden, und beleuchtungsvorrichtung mit dem beleuchtungselement - Google Patents

Beleuchtungselement mit trennelementen im entladungsraum und/oder exzentrischen elektroden, und beleuchtungsvorrichtung mit dem beleuchtungselement Download PDF

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Franz Stoll
Martin Beck
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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Definitions

  • Some embodiments of the present invention relate to an illumination element having a light-emitting gas after Oberbeg ⁇ reef of claim 1 and a lighting element with a light gas according to the preamble of claim 24. Further From ⁇ implementing embodiments of the invention relate to an illumination device with at least one lighting element according to claim 26 and a screen according to claim 35.
  • the publication WO 2006/000948 A2 describes a screen backlighting with a cooling device with hot cathode fluorescent lamps. Fluorescent tubes such. B. these hot cathode fluorescent lamps may have inhomogeneous lighting.
  • At least one object of the present invention it is because ⁇ forth, comprising a hollow body filled with a light gas to provide a lighting element that has an improved Leuchtinten ⁇ intensity in the hollow body. Furthermore, it is a further object of embodiments of the present invention to specify a lighting device with at least one such lighting element.
  • An illumination device may comprise in particular:
  • the separating elements it may be advantageously mög ⁇ Lich that a perceived to an observer inho ⁇ mogenous luminous intensity distribution can be reduced at least in partial areas of the illumination element.
  • the closed volume may have a first end region and a second end region, the first electrode being arranged in the first end region and the second electrode being arranged in the second end region.
  • a luminescent gas may comprise a gas which may comprise, for example, mercury or a noble gas such as helium, neon, krypton or argon or a mixture of said gases. Furthermore, the gas may also have nitrogen. Preferably, the luminous gas to mercury or is mercury, wherein the luminous gas may additionally also admixtures or a mixture of the aforementioned substances.
  • the luminous gas may preferably be such that radiation is generated by ionization and Rekom ⁇ binationsvon. Such ionization and recombination of the luminescent gas can vorzugswei ⁇ se be achieved by forming a plasma in the luminous gas.
  • the wavelength or range of wavelengths may range from ultraviolet to infrared radiation, preferably in the range of ultraviolet to blue radiation.
  • radiation in an ultraviolet to infrared wavelength range may also be referred to as light.
  • the luminous gas can, for example, furthermore also comprise fluorescent and / or phosphorescent substances.
  • the generation and maintenance of a plasma in the luminous gas can preferably be achieved by applying an electrical voltage between the first electrode and the second electrode.
  • the voltage may be an AC voltage ⁇ .
  • the electrodes can preferably be electrically conductively connected to electrical contacts outside the hollow body, by means of which the electrodes can be connected to an electrical voltage source.
  • the lighting element can be operated, for example, according to the principle of a cold cathode fluorescent lamp.
  • the electrodes can preferably have hot cathodes or be such, wherein the hot cathodes can be connected via electrical contacts except ⁇ half of the hollow body to an electrical current source ⁇ closed. It may be particularly advantageous if the electrical contacts for connection to an electrical voltage source and for connection to an electrical current source are the same.
  • a hot cathode can, for example, be similar to a filament or designed as a filament, which can be electrically connected via electrical leads to the electrical contacts outside the hollow body.
  • the lighting element can preferably be operated according to the principle of a hot cathode fluorescent lamp.
  • An electrical voltage source and / or an electrical current source can deliver a time-variable voltage and / or a temporally variable current. Furthermore, the voltage or the current can be varied.
  • a suitable voltage and / or current source may be, for example, an electronic ballast (ECG) for fluorescent tubes or an adjustable (“dimmable”) electronic ballast.
  • the hollow body of the lighting element can preferably be made transparent to ⁇ at least in some areas. This may mean that the hollow body has at least partially a transparent wall, which preferably comprises glass or for example also of a transparent plastic or of glass or the transparent plastic. It can mean "transparent" in that the wall transpa ⁇ rent for at least is a part of the radiation generated by the light-emitting gas.
  • the hollow body may further comprise egg ⁇ NEN phosphor with a wavelength conversion material on ⁇ , the at least one part of the coal gas
  • a luminescent material may be, for example, phosphorescent or fluorescent, and the lumen may preferably be transparent to the secondary radiation, in which case the secondary radiation may be carried out alone or together with parts the radiation generated by the luminous gas a white Light impression awakened by a viewer. It may also be particularly advantageous when the wall trans ⁇ parent is not generated radiation in the ultraviolet wavelength range and / or when the total radiation generated by the illuminating gas may be converted into secondary radiation, particularly when the radiation generated by the light emitting gas in the ultraviolet wavelength range lies.
  • the wavelength conversion material containing phosphor may be at least portions of the wall of the hollow body, at his game located at ⁇ or preferably on all transpa ⁇ pensions partial regions of the wall. It can mean that the phosphor of the wavelength conversion substance having in ⁇ nerrenz the closed volume is present as a layer or layer sequence on the wall of the hollow body or keep ent ⁇ in the material of the wall "be located". Further, a phosphor as a gas in the closed Volume of the hollow body are present.
  • the hollow body may have a cylinder-like shape.
  • cylinder-like may mean that the shape used for the shape of the hollow body is that of a cylinder having a first base surface, a second base surface and a lateral surface
  • the end faces and / or base faces may have a circular, an elliptical or an n-corner-shaped cross-sectional area , where n can be an integer greater than or equal to 3.
  • the hollow body can be circular or square. have table end surfaces.
  • the hollow body may have an inner cross-sectional area corresponding to the cross ⁇ sectional area of the confined volume and the one can be circular, elliptical or Fl ⁇ corner-shaped cross-sectional area, where n may be greater than or equal to 3 is an integer.
  • the inner cross-sectional area of the hollow body of the cross-sectional area of the end faces ⁇ is similar.
  • the cylinder-like shape of the hollow body can have a longitudinal axis perpendicular to the first and second end face on ⁇ , wherein the length of the hollow body along the L Lucassach ⁇ se may be longer than a characteristic dimension of the end ⁇ surfaces.
  • a characteristic measure of the end surfaces may be a radius, a diameter, a diagonal length or a side length.
  • the length of the hollow ⁇ body be longer than the diagonal of a circular Endflä ⁇ surface, so that the hollow body may be formed as an elongated circular tube with end faces.
  • the longitudinal axis may preferably intersect the end faces in the midpoints of the end faces, so that the longitudinal axis can simultaneously be a central axis of the hollow body.
  • the length of the hollow body can be in the range of 10 cm to 300 cm and preferably in the range of 50 cm to 250 cm. Especially be ⁇ vorzugt the length of the hollow body may be about 80 cm.
  • the lighting element has a first electrical feedthrough and a second electrical feedthrough.
  • An electrical leadthrough may comprise the electrical contacts for the connection of an electrode to an electrical current and / or an electrical voltage source.
  • An electrode can be preferably electrically connected to parts of the electrical feedthrough. Particularly preferred is an electrical implementation, may take electrical contacts to ⁇ , wherein the electrical contacts can be electrically conductively connected to electrical leads by which the electrode can be electrically conductively connected.
  • electrical feedthroughs are arranged in the end surfaces of the hollow body.
  • the first electrode can have a first distance from the ers ⁇ th end face and the second electrode have a second distance from the second end surface, wherein the first distance and the second distance may preferably be equal.
  • an electrode to an end face of an Ab ⁇ stand of more than 4 mm and less than 10 mm and preferably a distance of about 8 mm. Such small distances can make it possible that the end areas or end surfaces are well illuminated.
  • a fluorescent tube such as a hot cathode fluorescent lamp or a cold cathode fluorescent lamp electrodes for generating a plasma may have a certain distance to the ends of the fluorescent tube, ⁇ where in the fluorescent tube at the ends areas may be present in which no plasma can be generated , Therefore, in these areas no light generation can take place, so that the ends of the fluorescent tube during operation dark it may seem ⁇ than the rest of the fluorescent tube.
  • this may mean that either edges of the screen less brightly than the rest of the screen he illuminated seem ⁇ or that the illuminated part of the screen is limited only to the brightly illuminated area of the fluorescent tubes, so that the ends of the fluorescent tubes aussihinterleuchtung over the actual screen shall extend, resulting in an increase of the construction of a According to screen can have.
  • small distances between the electrodes and the end surfaces and the ends of the hollow body, which may be a fluorescent tube, for example then be better illuminated.
  • the first separating element and the second separating element may be designed in the form of a disk.
  • This can in particular be ⁇ indicate that a separating element may have the shape of a ⁇ saudimensiona len surface having a thickness in the third dimension, the thickness can be substantially smaller compared to a rule charac ⁇ length of the two-dimensional surface.
  • the two-dimensional surface can ⁇ a circular shape, an elliptical or an n-corner-shaped cross-sectional area have ⁇ , where n may be greater than or equal to 3 is an integer.
  • a characteristic length may be a Ra ⁇ dius, a diameter, a diagonal length or a side ⁇ length.
  • the thickness of a separator may be in the range of 0.1 mm to several millimeters, preferably, a separator may have a thickness in a range of less than or equal to 0.5 mm.
  • the characteristic length can preferably be of the same order of magnitude as the certainis ⁇ diagram measure an end face of the hollow body and lie in the Be ⁇ range from several millimeters to a few centimeters, preferably in a range of more than 10 mm.
  • the first separating element or the second separating element ⁇ have a recess.
  • both separating elements may have a recess, in particular, for example, both separating elements may have the same recess.
  • a recess may be formed in the form of a sector or a segment or be approximately circular, elliptical or n-shaped, where n may be an integer greater than or equal to 3. Furthermore, a recess may also be a hole or an opening with one of the aforementioned forms. In addition, a recess may also be a combination of the aforementioned forms. In such an embodiment, the recesses may, for example, determine the position of a luminous plasma, which may form within the closed hollow body between the first and second electrodes through the recesses, for example when a voltage is applied. Thus, the separating elements can then represent positioning elements for the ⁇ forming plasma.
  • the first and the second separating element are formed with a circular cross-sectional area and a sector-shaped recess.
  • the sector-shaped recess may have an opening angle of greater than 0 degrees and less than or equal to 180 degrees, preferably greater than or equal to about 90 degrees and less than or equal to 180 degrees and more preferably be ⁇ 90 degrees.
  • a separating element can cover the inner cross- sectional area of the hollow body.
  • This can mean re insbesonde ⁇ that a separating element may have the same shape of the cross ⁇ sectional area as the internal cross-sectional area of the Hohlkör ⁇ pers.
  • a separating element with a recess can cover the inner cross-sectional area up to the Ausneh ⁇ tion. It can mean "the same shape" means that the dimensions of the cross-sectional area of the separation element ge ⁇ nauso large or at least in partial areas to be able about an be up to a few millimeters smaller than the dimensions of the internal cross-sectional area of the hollow body.
  • a separator may be further attached to an electrical feedthrough.
  • the electrical imple ⁇ tion a fixture such as a retaining web aufwei ⁇ sen. Characterized in that a separating element can be mounted on an electrical feedthrough, a simple and compact design of the lighting element may be possible and a simple and compact mounting option for the separating element.
  • the first separator has a distance of 5 mm to eini ⁇ ge ten millimeters to the first end surface, in particular a- over a distance which is greater than the distance of the first electrode to the first end surface.
  • ⁇ be a distance of about 20 mm to 25 mm.
  • the second separating element has the same distance to the second end face as the first separating element to the first end face.
  • the arrangement of the first and second release element, each having a recess between the first and second electrodes it may be possible that in operation of the Be ⁇ leuchtungselements the plasma generated in the light gas from the first to the second electrode through the recess of the first separating element and extends through the recess of the second Trennele ⁇ management. This may make it possible for a part the plasma can be generated through the recesses of the separating elements, whereby a control of the position of the plasma in the closed volume of the hollow body in the separating elements by the position, shape and size of the recesses may be possible.
  • the recess of a separating element eccentrically respect ⁇ Lich the inner cross-sectional area of the hollow body angeord ⁇ net which may in particular mean that the recess is not arranged symmetrically to and / or about the longitudinal axis of the hollow body.
  • the plasma can thereby be forced closer to a partial area and / or a side of the lateral surface of the hollow body.
  • a recess in the first separating element and a recess in the second separating element on the same side with respect to the longitudinal axis of the hollow body are arranged eccentrically ⁇ .
  • the light intensity perceived by a viewer can be increased in a region in the vicinity of the recess.
  • it may be advantageous ⁇ way when the plasma is positioned closer to a partial area and / or a side of the lateral surface of the hollow body by the separating elements with the recesses, wherein an object to be illuminated or an area to be illuminated with respect to this side of the lateral surface is and thus can be better and more homogeneously illuminated by this positioning of the plasma within the Hohlkör ⁇ pers.
  • the plasma used for illumination inside the hollow body can be placed closer to one to be ⁇ shining object by this positioning.
  • the first electrode may be mounted eccentrically with respect to the internal cross-sectional area of the hollow body.
  • the second Electrode be mounted eccentrically with respect to the internal cross-sectional area of the hollow body.
  • this may mean that an electrode is not arranged symmetrically to and / or around the longitudinal axis of the hollow body. Accordingly, a plasma generated between the electrodes, with at least one electrode disposed eccentrically, can be forced or positioned near the eccentric electrode closer to a portion and / or a side of the shell surface of the hollow body.
  • the first and second electrodes can be eccentric to ⁇ ordered.
  • the first and second electrodes can be arranged eccentrically on the same side with respect to the longitudinal axis of the hollow body.
  • the eccentric arrangement of one or both electrodes as a result of the approach of the plasma in the vicinity of the one or both electrodes to the lateral surface of the hollow body, a higher luminous intensity perceived by a viewer can be achieved in this area.
  • the first and second electrodes and a recess of the first separating element and a recess of the second separating element are mounted eccentrically on the same side with respect to the longitudinal axis of the hollow body and thus facing one side of the lateral surface of the hollow body.
  • the plasma can be formed in the hollow body, preferably formed on the side on which the exzent ⁇ step recesses and electrodes are located. This makes it possible to advantageously increase the luminous intensity perceived by a viewer, at least in partial regions of the lateral surface on the side facing the electrodes and the recesses of the separating elements.
  • impurities in the coal gas can cause the plasma can not be formed uniformly within the closed volume ist ⁇ especially near the electrodes, which can cause a further deterioration of the luminous intensity of the lighting element, in particular at the ends.
  • the eccentric from ⁇ recesses in the partitions and / or the eccentric arrangement of the electrodes within the hollow body can play a more uniform and / or improved controllability ⁇ bare form the plasma are achieved in ⁇ .
  • a third separating element is arranged on the side of the first electrode opposite the first separating element in the first end region.
  • a third separating element can be arranged between the first electrode and the first end surface, and thus the first electrode can also be arranged between the third and first separating element in the hollow body.
  • the third separating element can advantageously cover the inner cross-sectional area of the hollow body. This may mean in particular that the dimensions of the cross-sectional area of the third Trennele ⁇ ment can be a few millimeters to less than the dimensions of the internal cross-sectional area of the hollow body at or around.
  • the third separating element can have one or more recesses.
  • the third separating element can be arranged around the first electrical feedthrough such that the first electrical feedthrough protrudes through the third separating element.
  • the third separator may be attached to the first electrical ⁇ rule implementation.
  • a fourth separating element is arranged on the side of the second electrode opposite the second separating element in the second end region. This means in particular that a fourth separating element between the second electrode and the second end surface can be disposed and the second Elect ⁇ rode can also be arranged between the fourth and second separating element in the hollow body thereby.
  • the fourth separating element advantageously cover the inner cross-sectional area of the hollow body.
  • the dimensions of the cross-sectional area of the fourth partition member can be a up to a few mils ⁇ limeter smaller than the dimensions of the internal cross-sectional area of the hollow body at or around.
  • the fourth separating element may have one or more recesses. It can be arranged around the second e- lectrical performing further the fourth separator element, that the second e- lectrical implementation by the fourth partition member toward ⁇ penetrates.
  • the fourth separating element may be attached to the second electrical feedthrough.
  • a third and / or a fourth separating element may be arranged such that portions of the first and / or second electrode or at least portions of electrical leads protrude through the third and / or fourth separating element.
  • a third or fourth separator or both may have a thickness in the range of 0.1 mm to several millimeters, preferably a thickness of 0.5 mm. Furthermore, a drit ⁇ tes and / or fourth partition member is spaced from the depending ⁇ wells nearest end face of the hollow body in a loading range from 1 mm to 5 mm, preferably in a range of 2 mm to 3 mm.
  • At least a first, a second, a third or a fourth separating element comprises an electrically non-conductive material from a group, the group being formed by mica, a ceramic, glass and a plastic.
  • Insbesonde ⁇ re at least one of the separating elements have a material ⁇ having a high temperature resistance and / or good dimensional stability over a wide temperature range.
  • a high temperature resistance and / or a good dimensional stability over a wide temperature range can mean that the separating element does not change or deform at the temperatures arising during operation of the lighting element.
  • all existing in the lighting element separating elements are made of mica.
  • a third and fourth separating element may be advantageous for thermally shielding the first and second end surfaces from the first and second electrodes, so that it may be possible to achieve a temperature at least in each case in sectionbe ⁇ rich first and second end surface, the may be substantially lower than the plasma temperature at least in each case in the vicinity of the first and second electrodes or in a region between the electrodes.
  • a temperature is reached, which may be lower than the temperature in the remaining closed volume of the hollow body.
  • Such a subregion of the first end surface and / or second end surface surface may be a so-called cold spot ( "cold spot") may be, through which the vapor pressure of the light gas can be given.
  • cold spot By controlling the temperature of the cold spot may be possible it thus, the amount of in the gas phase EXISTING ⁇ which light gas to Check which may have an advantageous effect on the luminous intensity and / or the life of the lighting element.
  • a lighting element according to one embodiment may in particular alswei ⁇ sen:
  • the closed volume has a luminous gas
  • the first electrode and the second electrode are arranged eccentrically with respect to the inner cross-sectional area.
  • the lighting element according to the further subject of the invention may comprise individual or combinations of several of the features disclosed in the embodiments mentioned above.
  • an embodiment of theestablishedsele ⁇ ments may have in accordance with the further aspect of separating elements which correspond to the third and fourth partition member according to one or more above-mentioned embodiments.
  • a lighting device comprises in particular
  • At least one lighting element and - A holding device for the at least one illumination ⁇ element.
  • the lighting element may have features according to one or more of the aforementioned embodiments.
  • the retaining device may be an adhesive aufwei ⁇ sen by means of which this can be at least one lighting element mounted on the retaining device and / or fixed.
  • An adhesive may preferably have an adhesive on ⁇ . It may be particularly advantageous if the adhesive ⁇ material is filled with metal particles, that is, that the adhesive may have metal particles. Such metal Parti ⁇ angle can be such as malachite as copper particles or particles of a Kup ⁇ ferriv. A filled with metal particles adhesive may advantageously have a good thermi ⁇ specific conductivity and thus allow retaining or adhesive preparation ⁇ che, which may have a low heat transfer resistance.
  • the retaining device may also include a mechanical holding means such as a clamp, a screw, egg ⁇ ne clamp or a clamp.
  • a mechanical Hal ⁇ agent may be combined with an adhesive.
  • the holding device may be a rail aufwei ⁇ sen, metal, ceramic, glass or plastic has.
  • a suitable holding device may be for example a metal rail ⁇ containing about comprises aluminum or aluminum.
  • Such a rail may have openings or recesses in which the at least onethesele ⁇ ment attached and secured by means of the adhesive and / or a holding means. It can in particular be advantageous if the holding device has a high heat ⁇ conductivity and a low heat transfer resistance between the at least oneumpssele ⁇ ment and the holding device can be made possible by a holding means and / or in particular by an adhesive.
  • a holding device may further advantageously Mög ⁇ possibilities for cooling at least a portion of the at least ⁇ having a lighting element, for instance by ex ⁇ line of ent ⁇ standing by the operation of the lighting element heat to a heat sink.
  • a heat sink can be formed by a part of the holding device or by a component which is in thermal contact with the holding device.
  • Suitable heat sinks may include, for example, a heat sink, which may have, for example, cooling fins, and / or a flow cooling, such as by a fan, and / or a Peltier element and / or heat conductor, such as so-called heat pipe.
  • a holding device may further also options for heating at least a portion of the at least one lighting element aufwei ⁇ sen.
  • a device suitable for heating heat source may ⁇ example, a heating wire, a gas stream, such as heated air or a heated gas, and / or a Peltier element.
  • the lighting device comprises at least two lighting elements, which may have a cylinder-like hollow body.
  • the at least two lighting elements may be arranged in the lighting device so that they are parallel. This may mean in particular that the at least two lighting elements are arranged with parallel longitudinal axes to each other and in pairs the end faces of the at least two lighting elements are adjacent.
  • the at least two leuchtungside and the holding device have a leiterähnli ⁇ che structure. In this way, it may be possible to arrange the at least two lighting elements in a rectangular area.
  • the at least two illumination elements can have a spacing of 1 cm to several tens of centimeters, preferably a distance of 5 cm to 20 cm, particularly preferably a distance of approximately 10 cm.
  • the at least two lighting elements may be 8 to 10 lighting elements.
  • the lighting device further comprises a reflector device.
  • the reflector means may be arranged here that the light produced by at least one lighting ⁇ element in operation is deflected such that it is preferably radiated in a direction in space.
  • the reflector device may, for example, have a diffusely scattering, for example matt-white surface and / or directed reflectors such as mirrors, concave mirrors or involute reflectors, the two latter may preferably be adapted to the shape of the hollow body.
  • a concave mirror when used with a cylindrical lighting element may be a cylindrical concave mirror.
  • the illumination device may comprise a spreading device, which is preferably attached ⁇ arranged in the beam path of at least one lighting element of the lighting device.
  • a spreading device which is preferably attached ⁇ arranged in the beam path of at least one lighting element of the lighting device.
  • "arranged in the beam path” may mean, in particular, that the light generated by at least one illumination element during operation, before it can be perceived by a viewer, has to traverse the scattering device.
  • Spread disc comprising at least one surface with a regular or irregular microstructuring.
  • Both a scattering device and a reflector device can thereby advantageously affect a homogeneous luminous density distribution ⁇ in at least one emission direction of at least one illumination element.
  • the electrodes and / or the recesses of the respective first and second separating elements can preferably be arranged eccentrically on the same side of the lighting device.
  • this page can be used to define an ei ⁇ nem viewer side facing.
  • a re ⁇ flektor immunity can be arranged on the side opposite the viewer's side, whereas a spreading device can be arranged on the side facing the observer's side between the viewer and the lighting elements.
  • a lighting device with at least one lighting element or at least two lighting elements can preferably serve as screen backlighting.
  • a screen according to another aspect of the invention comprises in particular
  • the active matrix can preferably be arranged in the beam path of the illumination device, which is particularly advantageous. can indicate that the active matrix between the lighting device and a viewer can be arranged.
  • An active matrix may comprise a plurality of pixels, wherein the pixels variably adjustable either transpa rent for ⁇ may be a part of the light generated by the lighting device during operation, at least, or may be non-transparent.
  • An active matrix may Example ⁇ as a liquid crystal matrix and / or a Dünnfilmtran- have sistorenmatrix.
  • the electrodes and / or the recesses of the respectively first and second separating elements of the lighting elements are preferably arranged eccentrically on the side of the lighting device facing the active matrix. This may be possible, especially in the end ofaxesele ⁇ ments and in peripheral areas of the screen to achieve such a luminous intensity that a homogeneous and uniform luminous impression over the entire screen, by the inventive lighting elements may know ⁇ terhin be possible that the dimensions of the lighting elements, in particular its length, about a side of the screen correspond, so that preferably an image ⁇ screen can be made possible with narrow edge regions.
  • Figures IA and IB and IC are schematic illustrations of a loading ⁇ leuchtungselements according to at least one embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of a lighting ⁇ elements according to at least one further embodiment
  • Figures 3A to 3D are schematic representations of separating elements according to further embodiments
  • FIGS. 4A and 4B are schematic representations of a lighting device according to at least one further exemplary embodiment
  • FIG. 5A shows a measurement with a lighting element according to at least one exemplary embodiment
  • FIG. 5B shows a measuring device for a measurement according to FIG. 5A
  • Figure 6 is a schematic representation of a lighting ⁇ apparatus according to at least one embodiment
  • Figure 7 is a schematic representation of a screen ge ⁇ Josess at least one embodiment
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a lighting ⁇ elements according to at least one further embodiment
  • Figure 9 is a schematic representation of a lighting ⁇ elements according to at least one furthersubsbei ⁇ game.
  • identical or identically acting elements are provided with the same reference sign ⁇ .
  • the illustrated elements and their proportions with each other are basically not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers or components, for better representation and / or better understanding exaggeratedly large and / or thick. Furthermore, individual elements or parts thereof may be shown distorted in perspective to illustrate their shape.
  • FIGS. 1A and 1B show an exemplary embodiment of an illumination element 1000, which comprises a hollow body 100 with a closed volume 10.
  • FIG. 1A shows a side view of the lighting element 1000
  • FIG. 1B shows a view in the direction of a longitudinal axis 1 perpendicular to the viewing direction according to FIG. 1A. The following description refers equally to FIGS. 1A and 1B.
  • the hollow body 100 has a straight cylindrical shape with a wall having two circular end surfaces 101, 102 and a lateral surface 103.
  • the closed volume 10 has a circular cross-section which corresponds to the inner cross-section of the hollow body ent ⁇ , and two end portions 11 and 12.
  • the end portions 11, 12 may each preferably be adjacent to the end surfaces 101, 102 of the closed volume 10 and thus be bounded on one side by the end surfaces 101, 102, respectively.
  • the closed volume may have a circular cross-sectional area with a diameter of about 15 mm and a length of about 700 to about 1500 mm.
  • the hollow ⁇ body 100 may for example have an outer diameter of about 16 mm.
  • the hollow body further has a longitudinal axis 1, which also corresponds to the central axis of the hollow body in the embodiment shown.
  • the longitudinal axis 1 is by two intersecting, perpendicular to each other ⁇ standing layers 2, 3 are indicated.
  • the enclosed volume 10 may vary ⁇ wells by electrical feedthroughs 41 to be completed 42nd At least partial surfaces of the bushings 41, 42 may also be partial surfaces of the end surfaces 101, 102.
  • the electrical feedthroughs 41, 42 may comprise, for example, glass, a plastic or a ceramic.
  • the electrical feedthroughs 41, 42 may be embodied, for example, as a glass base, which may have electrical contacts 401, 402 outside the closed volume.
  • electrodes 31, 32 which are respectively arranged in the end regions 11, 12 of the closed volume 10, can be connected to a power and / or voltage supply, for example by means of electrical supply lines 301, 302.
  • the first electrode 31 may be attached to the first electrical feedthrough 41 by means of the first electrical supply lines 301
  • the second electrode 32 may be attached to the second electrical feedthrough 42 by means of the second electrical supply lines 302.
  • the electrical feedthroughs 41, 42 may, for example, as in the embodiment shown in use Glasso ⁇ ckel for fluorescent lamps according to the prior art be provided by the respective end faces 101, 102 of each of the end portions 11, 12 over a length of 15 mm and more can protrude from ⁇ closed volume.
  • the electrical leads 301, 302 may each be bent in the direction of the end faces 101, 102 so that the electrodes may be arranged at a distance of preferably approximately 8 mm from the end faces 101, 102, respectively.
  • the area of the completed voucher can advantageously be in which a plasma can be generated can be increased to the end surfaces towards ⁇ mens 10.
  • the electrodes 31, 32 as shown in figure shown IB for example, by bending the electrical Zulei ⁇ obligations 301, 302 respectively to the end faces 101, 102 may be out arranged eccentrically with respect to the inner cross-sectional area of the hollow body 100 and its longitudinal axis 1 while both ready the recesses 201, 202 of the separating elements 21, 22 facing the same subregion 110 of the lateral surface 103.
  • a plasma it may be possible for a plasma to be generated in the vicinity of the electrodes 31, 32 near the lateral surface 103 in the partial area 110.
  • FIG. IC A perspective view of the separators 21, 22 is shown in Fig. IC.
  • electrical feedthroughs 41, 42 can also protrude over a shorter length into an end region 11, 12 of the enclosed volume 10, so that it does not have to be necessary to bend the electrical supply lines 301, 302 in each case in the direction of the end surfaces 101, 102.
  • Shorter electrical feedthroughs for example, with a length of about 5 mm or less, an advantageous increase in the range of from ⁇ closed volume 10 may be enabled also be ⁇ written as above, in which a plasma can be generated. Also, with such shorter electrical feedthroughs, an advantageous eccentric arrangement of the electrodes 31, 32 may be possible.
  • electrical feedthroughs 301, 302 outside the hollow body 100 each have a metal base, such as egg ⁇ NEN aluminum base comprise (not shown), which in each case the electrical contacts 401, 402 may have.
  • a metal base may, for example, have a length of about 10 mm and directly adjoin an end face 101, 102, respectively.
  • the sealed volume 10 has a luminous gas, which may preferably contain mercury vapor or may be mercury vapor. Additionally or alternatively, the luminous gas may also have noble gases or nitrogen.
  • the luminescent gas may preferably comprise mercury vapor and a noble gas mixture of 90% argon and 10% krypton.
  • the illumination element 1000 may preferably operate on the prin ⁇ zip a hot cathode fluorescent lamp.
  • the electrodes 31, 32 are also designed as heating cathodes, for example in the form of incandescent filaments, as indicated in FIGS. 1A and 1B.
  • a plasma can be generated in the coal-gas and the coal gas can be excited to emit light.
  • the plasma may preferably form between the electrodes 31, 32. If a plasma is generated between the electrodes 31, 32, it may be possible that the electrodes 31, 32 only have to fulfill a function as electrodes but not more than hot cathodes.
  • the wall of the hollow body 100 can furthermore, in particular on the lateral surface 103 or at least in partial regions, have a phosphor with a wavelength conversion substance which, for example, generates short-wave ultraviolet light generated by the mercury vapor in light with another wave, preferably in the visible range. length can convert.
  • a phosphor with a wavelength conversion substance which, for example, generates short-wave ultraviolet light generated by the mercury vapor in light with another wave, preferably in the visible range. length can convert.
  • a phosphor with a wavelength conversion substance through which the lighting element 1000 can emit mixed-color light with a white light impression for a viewer.
  • the wall can hereby be preferred transparent to emit light ⁇ oriented, opaque and non-transparent for ult ⁇ raviolettes Light.
  • the lighting element 1000 comprises in each case a first partition member 21 and a second Trennele ⁇ ment 22 according to the shown example from ⁇ guide between the electrodes 31, 32nd
  • the separating elements 21, 22 can each limit the end regions 11, 12.
  • the separating elements 21, 22 may preferably have a shape which is adapted to the cross-sectional area of the closed volume 10 and to the in ⁇ inner side of the lateral surface 103 of the hollow body 100, that is, that the separating elements 21, 22 preferably as the cross-sectional area of the closed volume 10 have a circular shape.
  • the separating elements 21, 22 may be circular plates having a through ⁇ knife, which may correspond to the diameter of the cross-sectional area of the closed volume, or may be slightly smaller, preferably.
  • the separating elements 21, 22 may, for example, a diameter of about 14 mm to about 15 mm and have a thickness of about 0.5 mm and be made of mica ⁇ forth.
  • a preferred form of the separating elements 21, 22 has at a circular cross-sectional area of a sector-shaped recess 201, 202 with an opening angle of about 90 degrees, as for a separation element 21 in Figure 3A at ⁇ way of example.
  • the separating elements 21, 22 otherwise shaped recesses 201 may have, as ⁇ game as shown in the embodiments according to the figures 3B to 3D at.
  • the separating elements 21, 22 can each be attached via holding webs 411, 412 to the electrical feedthroughs 41, 42, respectively.
  • the holding webs 411, 412 can each be attached to the electrical feedthroughs 41, 42 or each one of them.
  • wei ⁇ sen the separating elements 21, 22 a propriety of about 15 mm to about 25 mm respectively from the end faces 101, 102.
  • the recesses 201, 202 of the separating elements 21, 22 are shown in Figure IB arranged eccentrically 100 and its longitudinal axis 1 with respect to the inner cross-sectional area of the hollow body and both facing the same part of the region 110 of the jacket surface ⁇ 103rd
  • ge ⁇ is ensured that a plasma electric ⁇ 21, can be generated between the 22, near the lateral surface in the subregion 110 through the recesses 201, 202 passes through it.
  • This may for example also be possible advantageously to achieve a plasma formation in the region of Trennele ⁇ elements 21, 22 portion of the closed volume in a remote portion of the 110th
  • the electrodes 31, 32 each have a distance of less than 8 mm to each of the end surfaces 101, 102, such as a distance of about 4 mm to 5 mm, resulting in a further increase in the Luminous intensity near the end surface 101, 102 and thus can lead to even better end illumination of the lighting element 1000.
  • a further lighting element 2000 which corresponds to the lighting element 1000 and, in addition to the first separating element 21 and the second separating element 22, has a third separating element 23 and a fourth separating element 24.
  • the third and fourth separating element 23, 24 are in each case arranged between the electrodes 31, 32 and the end surfaces 101, 102.
  • Kgs ⁇ NEN the separating elements 23, 24 respectively to the end faces 101, 102 have a distance of about 3 mm.
  • the separating elements 23, 24 can be adapted to the inner cross section ⁇ surface of the hollow body 100 and therefore have a shape similar to the cross sectional area of the closed volume 10 degrees.
  • the separator elements have a ⁇ et what smaller diameter than the diameter of the cross-sectional area of the closed volume 10, so at ⁇ play, about 14 mm and a diameter of about 15 mm of the inner cross-sectional area.
  • the separating elements may have as ⁇ at a thickness of about 0.5 mm and be made of mica ⁇ forth.
  • the separating elements 23, 24 may be designed so that the electrical feedthroughs 41, 42 respectively pass through them.
  • the Trennele ⁇ elements 23, 24 may be attached to the electrical feedthroughs 41, 42.
  • the partition members 23, 24 it may be possible that the heat given off by the electrodes 31, 32 and / or by the plasma in the sealed volume 10 may be prevented from the end surfaces 101, 102, respectively, and the end surfaces 101 , 102 at least partially thermally from the rest of the closed volume 10 are isolated.
  • the end faces 101, 102 of the lighting element 2000 it may be possible for the end faces 101, 102 of the lighting element 2000 to have a lower temperature compared to the end faces 101, 102 of the lighting element 1000 of FIG. 1, whereby, for example, the electrical contacts 401, 402 are also exposed to a lower temperature.
  • the luminous gas can occupy the entire ist ⁇ closed volume 10.
  • the third partition member 23 and / or the fourth separator element ⁇ can have 24 openings or recesses.
  • a first separating element 21 is shown, which may likewise apply to a second separating element 22. They are purely for ⁇ way and shown not in a limiting sense with an underlying ge ⁇ designed circular shape. Such a separating element with an underlying circular shape may be particularly suitable for a lighting element having a circular cross section of the closed volume 10.
  • a separating element 21, 22 may also have, for example, an elliptical or an n-cornered shape, where n is an integer greater than or equal to is equal to 3, and in particular a shape that is adapted to the cross- sectional area of the closed volume. It may also be possible that does not match the partition member 21, 22 underlying shape with the shape of the cross section of the closed volume ⁇ 10th
  • the separating element 21 according to the exemplary embodiment of FIG. 3A has a sector-shaped recess 201.
  • the opening ⁇ angle 211 of the sector-shaped recess may, for example, greater than 0 degrees and less than or equal to about 180 degrees, preferably greater than or equal to about 90 degrees and less than or equal to about 180 degrees.
  • ⁇ be included angle 211 can et ⁇ wa be 90 degrees.
  • a partition member 21 which has a segment-shaped Ausneh ⁇ mung two hundred and first
  • the segment-shaped recess may, for example, be smaller than or equal to half the area of the separating element 21 and preferably be smaller than half the area of the separating element 21.
  • the exemplary embodiments for a separating element 21 shown in FIGS. 3C and 3D have hole-shaped recesses 201.
  • an elliptical recess 201 is shown in the embodiment of Figure 3C and in the embodiment of Figure 3D, a rectangular recess 201.
  • a slot-shaped recess can be further beispielswei ⁇ se circular or n-eckförmig, wherein n is an integer greater than or equal to 3 denotes ,
  • a hole-shaped recess 201 as shown in the embodiments of Figures 3C and 3D be arranged eccentrically.
  • a recess 201 is also a form aufwei ⁇ sen, which results from a combination of the recesses 201 shown in Figures 3A to 3D.
  • the embodiment of Figure 4A shows a lighting ⁇ device 4000 with four illumination elements 2000 according to the embodiment in Figure 2 or alsocampussele ⁇ elements 1000 in accordance with the figure 1.
  • the number of illumination ⁇ elements 2000 is merely exemplary and not shown in a limiting sense. In particular, it can be beneficial be when a lighting device 4000 eight to 25 lighting elements 2000 has.
  • the lighting elements 2000 can be arranged parallel to one another at a distance of about 10 cm or more.
  • Figure 4B shows a detail of the embodiment of Figure 4A for the case that the illumination elements are shown in Figure 2 ver ⁇ turns. The following description ofentesbei ⁇ , game makes reference to both figures 4A and 4B.
  • the lighting device 4000 may, for example, have two rails 60, which may serve as a holding device for the lighting elements 2000.
  • the rails 60 may be parts of a higher-level holding device such as a frame.
  • the rails 60 may preferably be metal rails which, for example, comprise aluminum or are designed as aluminum rails.
  • the rails 60 may also comprise a plastic or a ceramic or be made of a plastic or a ceramic. It can be particularly advantageous if the rails 60 have a high thermal conductivity.
  • the lighting device 4000 may have only one of the two rails 60.
  • a rail 60 may include portions 63 in or on which lighting elements 2000 may be disposed.
  • a rail 60 may have openings 63, which are designed, for example, as recesses and in which the lighting elements 2000 are arranged.
  • the lighting elements 2000 may be ⁇ solidifies in the end areas ⁇ means of an adhesive 71 to the rails 60 preferably.
  • the adhesive preferably has a good thermal conductivity to a low heat transfer resistance between a lighting element 2000 and a Rail 60 to allow.
  • a metal-filled adhesive may be used as the adhesive 71, ⁇ example, a filled with copper or a copper compound such as adhesive, for example a so-called putty malachite.
  • a rail 60 can also support means such et ⁇ wa clamps or clips for attachment of lighting elements 2000 comprise (not shown).
  • a cold spot 80 may mean that there is no Be ⁇ rich in the closed volume 4B is an example of a cold spot 80.
  • a cold spot 80 at any point may advantageously be located between the third separator 23 and the end face 101 of FIG 102 of the closed Vo ⁇ lumens form confined volume 10 or between the fourth partition member 24 and the end face.
  • the vapor pressure of the light gas in the enclosed volume of the lighting element 2000 is determined by the temperature of the cold spot can be determined by a Kon ⁇ troll the temperature of a cold spot 80 the proportion of gas in the luminescent gas and dami t also the luminous intensity of the lighting element 2000 set become.
  • a third and fourth separating element 23 and 24 respectively between the electrodes 31, 32 and the end surfaces 101, 102 of the closed volume 10 can be advantageously supported by a thermal insulation, a control of the temperature of the cold spot 80.
  • a cold spot of about 5O 0 C can be achieved Be ⁇ leuchtungsvoriques 4000, whereby it may be possible that the lighting element can be operated 2000 near an efficiency Opti ⁇ mums , which may have an advantageous effect on the luminous intensity and / or the life of the lighting ⁇ element 2000.
  • the illumination device may include 4000 of electrical contacts 61 for the lighting elements 2000, which are for example arranged on the rails 60 and can at ⁇ game as over electrical lines 62 an electrical connection of the lighting elements 2000 allow to a current and / or voltage supply.
  • a rail 60 may further comprise a heat sink, for example, cooling fins or a Peltier element, which may be mounted approximately on a side of the rail 60 facing away from the lighting elements 2000.
  • heat may be substitutelei ⁇ tet to a heat sink from a rail 60 by heat conductor such as heat pipes as so-called.
  • a rail 60 may further alternatively or additionally comprise a heat source, for example a heating wire or a Peltier element, by means of which heat can be supplied to the rail 60 and at least partial areas, preferably end areas and / or end areas, of lighting elements.
  • a heat sink and / or a heat source it may be mög ⁇ Lich to adjust the temperature of a cold spot, whereby it may be possible to continue to operate the lighting element of a lighting apparatus, regardless of an ambient temperature at least close to an efficiency optimum.
  • Figure 5A shows a measurement of the Leuchtintensticiansvertei- lung during operation of a lighting Elements 2000 ge ⁇ Gurss the embodiment of Figure 2, represented by the curve 501.
  • the enclosed volume 10 had case a cylindrical shape with a circular cross-sectional area with a diameter of about 15 mm Enclosed by a cylindrical wall of glass with an outer diameter of about 16 mm.
  • the first separating element 21 and the second separating element 22 each had a sector-shaped recess 201, 202 with an opening angle 211 of approximately 90 degrees according to the exemplary embodiment of FIG. 3A.
  • FIG. 5A shows a measurement of the luminous intensity distribution during the operation of a conventional lighting element according to the prior art, represented by the curve 502.
  • the conventional lighting element according to the prior art is a hot cathode fluorescent lamp with a concluded Volu ⁇ men and a wall as in the lighting to be compared 2000, wherein the electrodes were each spaced about 21 mm from the ends of the closed volume and were arranged centrally in the cross-sectional area of the closed Vo ⁇ lumen.
  • the light intensity distributions in accordance with the curves 501 and 502 were each measured with a measuring device 500 according to the FIG 5B along a portion of the illumination Elements 2000 ⁇ relationship as the lighting element according to the prior art.
  • the measuring arrangement comprised thereby a light guide 520, which directed a portion of the of a lighting element in operation, emit light to a spectrometer oriented ⁇ 530th
  • the lighting element facing the end 521 of the light guide 520 detected light in a cone with an opening angle 523 of about 30 degrees and was arranged at a distance 522 of about 11 mm to the lighting element.
  • the measured by the spectrometer 530 of the emitted light is a measure for the luminous intensity of aumpssele ⁇ ments in dependence on the measured position of the end 521 of the light guide 520.
  • the end 521 of the light guide 520 was arranged so as to illuminate element 2000 such that the recesses 201 of the separating element 201 elements 21, 22 the end 521 of the light guide 520 facing wa ⁇ ren. According to the illustration in FIG IB, this means that the end 521 of the light guide 520 to the divided region 110 was supplied ⁇ Wandt.
  • the first measuring point of the curve 501 and the curve 502 was ever ⁇ wells at a measurement position of about 5 mm.
  • the lines 503 indicate a value of the luminous intensity measure, which is half the value measured at a measuring position of about 100 mm.
  • the arrows 504 and 505 indicate ⁇ draw the measuring positions in which the half value was measured at 503 lighting member 2000 respectively when BL LEVEL ⁇ processing element according to the prior art.
  • the arrow 504 indicates a measuring position of about 10 mm
  • the arrow 505 indicates a measuring position of about 30 mm, resulting in an improved end illumination in the form of a higher luminous intensity near an end 101 for the illumination element according to the invention 2000 Ver ⁇ equal to the lighting element according to the prior art.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a BL LEVEL ⁇ processing device 5000 with a holding device according to the lighting device 4000 according to the embodiment of Figures 4A and 4B.
  • the illumination device 4000 is shown in FIG. 6 in the viewing direction along the rails 60 in FIG. 4A.
  • the illumination device 5000 in this case has a preferred emission direction 404, indicated by the arrows.
  • the lighting elements 2000 according to the exemplary embodiment of FIG.
  • the plasma generated during operation of the illumination elements 2000 it is possible for the plasma generated during operation of the illumination elements 2000 to be located on the side of the closed volume 10 facing the emission direction 404, in particular in the end regions 11, 12 of the illumination elements 2000, whereby in the emission direction 404 an advantageous increase in the illumination intensity of the illumination ⁇ 2000 in the end areas 11, 12 can be achieved.
  • a reflector device 401 can be arranged on one side of the illumination device 5000.
  • the reflector device 401 the light emitted by the illumination elements 2000 toward the reflector device 401 can preferably be reflected in the emission direction 404 of the illumination device 5000.
  • the Re ⁇ flektor constructive 401 may be designed such that the lighting device has a homogeneous luminance distribution in the radiation 404 5000th
  • the reflector device 401 may, for example, have a matt-white surface 402, which may be diffusely reflective.
  • the surface 402 may be directed reflec ⁇ Rende reflectors about Evolventenreflektoren having.
  • a scattering device 403 can be arranged on the side of the illumination device 5000 opposite the reflector device 401 in the emission direction 404 of the illumination device 5000.
  • the scattering device 403 may, for example, be a transparent lens with at least one surface having a regular moderate or irregular microstructuring.
  • a scattering device 403 may have an advantageous effect on a ho ⁇ mogene luminance distribution in the emission direction 404 of the lighting device 5000.
  • the lighting elements 2000 according to the principalshab ⁇ game of Figure 2 with a length of about 783 mm, which are arranged so that the lighting device 5000 in operation in the emission direction 404 at a Observers the impression of a uniformly luminous surface with a length of about 783 mm and a width of about up to 150 cm he ⁇ wakes.
  • the illumination device 5000 for screen backlighting can alternatively have no scattering element 403 and / or no reflector element 401.
  • an image is shown with a screen ⁇ designed asenvironhinterleuchtung lighting device 5000th
  • an area 5001 of the lighting device 5000 can be used for backlighting an active matrix 700.
  • the active matrix can be embodied, for example, as a liquid-crystal matrix with or without a thin-film transistor matrix.
  • the recesses 201, 202 of the first and second separating element 21, 22 as well as the electrodes 31, 32 may in this case preferably face the active matrix, so that the luminous intensity in the partial region 110 of the lateral surface 103 measure of the figure IB may advantageously be increased in the end regions 11, 12 relative to a lighting element according to the prior art.
  • the areas 5002 may be defined to the measuring Posi ⁇ tion 504 in the measurement 501 according to the figure 5A, for example, by the distance a Endflä ⁇ surface 101, 102 of a lighting element 2000, which means that it may be possible that only the region of a lighting element can be for backlighting ver ⁇ turns 2000, where the light intensity at least et ⁇ wa corresponds to half the maximum light intensity. From this it is immediately evident that by an inventive Be ⁇ leuchtungsvoriques with lighting elements 2000, a screen with a smaller, can not be used for back edge region 5002 may be possible than with lighting elements according to the prior art.
  • the lighting element 8000 may in particular, except for the shape of the electrical feedthroughs 41, 42 have the features of the lighting element 2000 according to the embodiment of FIG.
  • the lighting element 8000 may also include electrodes 31, 32 which are arranged eccentrically with respect to the cross-sectional area of the closed volume 10 (not shown).
  • a lighting element 1000 according to the embodiment of figures IA and IB may include electrical By ⁇ guides according to the lighting element 8000th Ins ⁇ particular, a lighting device 4000, 5000 according to at least one of the embodiments of Figures 4A, 4B and 6 or a screen according to the embodiment of Figure 7 lighting elements have 9000, which operate on the principle of a cold cathode fluorescent lamp.
  • the embodiment according to FIG 9 shows a BL LEVEL ⁇ processing element 9000 with electrodes 31, 32 which may operate on the principle of a cold cathode fluorescent lamp.
  • Insbeson ⁇ particular 9000 can have any other characteristics of a lighting element 1000 according to the embodiment of figures IA and IB or a lighting element 2000 according to the embodiment of Figure 2 an illumination element.
  • a lighting device 4000, 5000 according to at least one of the embodiments of Figures 4A, 4B and 6 or a screen according to the embodiment of Figure 7 lighting elements have 9000, which operate on the principle ei ⁇ ner cold cathode fluorescent lamp.
  • the invention is not limited by the description of said embodiments to these. Rather, the invention encompasses every new feature as well as every combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

Landscapes

  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Ein Beleuchtungselement gemäß einer Ausführungsform eines Gegenstands der Erfindung kann insbesondere einen Hohlkörper (100) mit einem abgeschlossenen Volumen (10) mit einem Leuchtgas aufweisen. Weiterhin kann das Beleuchtungselement eine erste Elektrode (31) und eine zweite Elektrode (32) umfassen, die im abgeschlossenen Volumen angeordnet sind, wobei ein erstes Trennelement (21) und ein zweites Trennelement (22) zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind, und/oder die erste und die zweite Elektrode exzentrisch hinsichtlich der inneren Querschnittsfläche des Volumens (10) angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Beleuchtungselement und Beleuchtungsvorrichtung mit dem Be¬ leuchtungselement
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Beleuchtungselement mit einem Leuchtgas nach dem Oberbeg¬ riff des Anspruchs 1 und ein Beleuchtungselement mit einem Leuchtgas nach dem Oberbegriff des Anspruchs 24. Weitere Aus¬ führungsformen der Erfindung betreffen eine Beleuchtungsvorrichtung mit zumindest einem Beleuchtungselement gemäß dem Anspruch 26 und einen Bildschirm gemäß dem Anspruch 35.
Die Druckschrift WO 2006/000948 A2 beschreibt eine BiId- schirmhinterleuchtung mit einer Kühleinrichtung mit Heißkathoden-Fluoreszenzlampen. Leuchtstoffröhren wie z. B. diese genannten Heißkathoden-Fluoreszenzlampen können inhomogenes Leuchten aufweisen.
Zumindest eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es da¬ her, ein Beleuchtungselement mit einem Hohlkörper gefüllt mit einem Leuchtgas anzugeben, dass eine verbesserte Leuchtinten¬ sität im Hohlkörper aufweist. Weiterhin ist es eine weitere Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung mit zumindest einem solchen Beleuchtungselement anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Wei¬ terbildungen des Beleuchtungselements sowie der Beleuchtungs¬ vorrichtung gehen aus den weiteren Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen hervor. Ein Beleuchtungselement gemäß einer Ausführungsform eines Ge¬ genstands der Erfindung kann insbesondere umfassen:
- einen Hohlkörper mit einem abgeschlossenen Volumen, das ein Leuchtgas aufweist,
- eine erste Elektrode und
- eine zweite Elektrode angeordnet in dem angeschlossenen Vo¬ lumen, und
- ein erstes Trennelement und ein zweites Trennelement ange¬ ordnet zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode.
Durch die Trennelemente kann es dabei vorteilhafterweise mög¬ lich sein, dass eine bei einem Betrachter wahrgenommene inho¬ mogene Leuchtintensitätsverteilung zumindest in Teilbereichen des Beleuchtungselements vermindert werden kann.
Weiterhin kann das abgeschlossene Volumen einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich aufweisen, wobei die erste Elektrode im ersten Endbereich und die zweite Elektrode im zweiten Endbereich, angeordnet ist. Dadurch kann ebenfalls für einen Betrachter eine homogenere Leuchtintensität des Be¬ leuchtungselements vor allem in den Endbereichen erreicht werden .
Ein Leuchtgas kann ein Gas umfassen, das etwa Quecksilber o- der ein Edelgas wie etwa Helium, Neon, Krypton oder Argon o- der eine Mischung der genannten Gase aufweisen kann. Weiterhin kann das Gas auch Stickstoff aufweisen. Bevorzugt weist das Leuchtgas Quecksilber auf oder ist Quecksilber, wobei das Leuchtgas zusätzlich auch Beimengungen oder eine Mischung der vorgenannten Stoffe aufweisen kann. Das Leuchtgas kann dabei vorzugsweise derart sein, dass durch Ionisations- und Rekom¬ binationsprozesse Strahlung erzeugt wird. Solche Ionisations- und Rekombinationsprozesse des Leuchtgases können vorzugswei¬ se durch Bildung eines Plasmas im Leuchtgas erreicht werden. Dadurch kann es möglich sein, Strahlung mit einer Wellenlänge oder einem Bereich von Wellenlängen zu erzeugen, wobei die Wellenlänge oder der Bereich von Wellenlängen im Bereich von ultravioletter bis infraroter Strahlung liegen kann, bevorzugt im Bereich von ultravioletter bis blauer Strahlung. Dabei kann eine Strahlung in einem ultravioletten bis infraroten Wellenlängenbereich auch als Licht bezeichnet werden. Das Leuchtgas kann beispielsweise weiterhin auch fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoffe umfassen.
Die Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Plasmas im Leuchtgas kann vorzugsweise durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode erreichbar sein. Insbesondere kann die Spannung eine Wechsel¬ spannung sein. Die Elektroden können dabei vorzugsweise mit elektrischen Kontakten außerhalb des Hohlkörpers elektrisch leitend verbunden sein, mittels derer die Elektroden an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen sein können. Dabei kann das Beleuchtungselement beispielsweise nach dem Prinzip einer Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe betrieben werden.
Zur Erzeugung eines Plasmas im Leuchtgas kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn in den Elektroden durch Heizen eine Elektronenemission hervorgerufen werden kann. Dazu können die Elektroden vorzugsweise Glühkathoden aufweisen oder solche sein, wobei die Glühkathoden über elektrische Kontakte außer¬ halb des Hohlkörpers an eine elektrische Stromquelle ange¬ schlossen sein können. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die elektrischen Kontakte zum Anschluss an eine elektrische Spannungsquelle und zum Anschluss an eine elektrische Stromquelle dieselben sind. Eine Glühkathode kann beispiels- weise ähnlich einer Glühwendel oder als Glühwendel ausgeführt sein, die über elektrische Zuleitungen mit den elektrischen Kontakten außerhalb des Hohlkörpers elektrisch verbunden sein kann. Mittels der Glühkathoden kann das Beleuchtungselement vorzugsweise nach dem Prinzip einer Heißkathoden- Fluoreszenzlampe betrieben werden.
Eine elektrische Spannungsquelle und/oder eine elektrische Stromquelle kann dabei eine zeitlich variable Spannung und/oder einen zeitlich variablen Strom liefern. Weiterhin kann die Spannung oder der Strom variiert werden. Ein geeignete Spannungs- und/oder Stromquelle kann beispielsweise ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) für Leuchtstoffröhren sein oder ein einstellbares („dimmbares") EVG.
Der Hohlkörper des Beleuchtungselements kann vorzugsweise zu¬ mindest in Teilbereichen transparent ausgeführt sein. Das kann bedeuten, dass der Hohlkörper zumindest teilweise eine transparente Wandung aufweist, die vorzugsweise Glas oder beispielsweise auch aus einem transparenten Kunststoff um- fasst oder aus Glas oder dem transparenten Kunststoff ist. Dabei kann „transparent" bedeuten, dass die Wandung transpa¬ rent für zumindest einen Teil der Strahlung ist, die durch das Leuchtgas erzeugt wird. Der Hohlkörper kann weiterhin ei¬ nen Leuchtstoff mit einem Wellenlängenkonversionsstoff auf¬ weisen, der zumindest einen Teil der vom Leuchtgas erzeugten Strahlung in sekundäre Strahlung mit einer anderen Wellenlänge umwandeln kann. Ein Leuchtstoff kann dabei beispielsweise phosphoreszierend oder fluoreszierend sein. Vorzugsweise kann der Hohlkörper transparent für die sekundäre Strahlung sein. Ein Wellenlängenkonversionsstoff kann dabei so ausgeführt sein, dass die sekundäre Strahlung alleine oder zusammen mit Teilen der vom Leuchtgas erzeugten Strahlung einen weißen Leuchteindruck bei einem Betrachter erweckt. Es kann weiterhin besonders vorteilhaft sein, wenn die Wandung nicht trans¬ parent für erzeugte Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich ist und/oder wenn die gesamte vom Leuchtgas erzeugte Strahlung in sekundäre Strahlung umgewandelt werden kann, insbesondere dann, wenn die vom Leuchtgas erzeugte Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich liegt. Der den Wellenlängenkonversionsstoff aufweisende Leuchtstoff kann bei¬ spielsweise an zumindest Teilbereichen der Wandung des Hohlkörpers angeordnet sein oder vorzugsweise an allen transpa¬ renten Teilbereichen der Wandung. Dabei kann „angeordnet sein" bedeuten, dass der den Wellenlängenkonversionsstoff aufweisende Leuchtstoff als Schicht oder Schichtenfolge in¬ nerhalb des abgeschlossenen Volumens auf der Wandung des Hohlkörpers vorhanden ist oder im Material der Wandung ent¬ halten ist. Weiterhin kann ein Leuchtstoff auch als Gas im abgeschlossenen Volumen des Hohlkörpers vorliegen.
Bei einer Ausführungsform des Beleuchtungselements kann der Hohlkörper eine zylinderähnliche Form aufweisen. Dabei kann „zylinderähnlich" bedeuten, dass die der Form des Hohlkörpers zugrunde gelegte Form die eines Zylinders mit einer ersten Grundfläche, einer zweiten Grundfläche und einer Mantelfläche ist. Vorzugsweise kann es sich dabei um einen geraden Zylinder handeln. Zumindest Teilbereiche der Grundflächen können jeweils als Endflächen des Hohlkörpers ausgebildet sein, so dass der Hohlkörper eine erste Endfläche als Abschluss des ersten Endbereichs und eine zweite Endfläche als Abschluss des zweiten Endbereichs aufweisen kann. Die Endflächen und/oder Grundflächen können dabei eine kreisförmige, eine ellipsenförmige oder eine n-eckförmige Querschnittsfläche aufweisen, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 3 sein kann. Bevorzugt kann der Hohlkörper kreisförmige oder quadra- tische Endflächen aufweisen. Weiterhin kann der Hohlkörper eine innere Querschnittsfläche aufweisen, die der Quer¬ schnittsfläche des abgeschlossenen Volumens entspricht und die eine kreisförmige, eine ellipsenförmige oder eine Fl¬ eckförmige Querschnittsfläche sein kann, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 3 sein kann. Besonders bevorzugt ist die innere Querschnittsfläche des Hohlkörpers der Quer¬ schnittsfläche der Endflächen ähnlich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Beleuchtungselements kann die zylinderähnliche Form des Hohlkörpers eine Längsachse senkrecht zu der ersten und zweiten Endfläche auf¬ weisen, wobei die Länge des Hohlkörpers entlang der Längsach¬ se länger sein kann als ein charakteristisches Maß der End¬ flächen. Ein solches charakteristisches Maß der Endflächen kann ein Radius, ein Durchmesser, eine Diagonalenlänge oder eine Seitenlänge sein. Vorzugsweise kann die Länge des Hohl¬ körpers länger als die Diagonale einer kreisförmigen Endflä¬ che sein, so dass der Hohlkörper als längliche kreisrunde Röhre mit Endflächen ausgebildet sein kann. Die Längsachse kann dabei vorzugsweise die Endflächen in den Mittelpunkten der Endflächen schneiden, so dass die Längsachse gleichzeitig eine Mittelachse des Hohlkörpers sein kann. Die Länge des Hohlkörpers kann dabei im Bereich von 10 cm bis 300 cm liegen und bevorzugt im Bereich von 50 cm bis 250 cm. Besonders be¬ vorzugt kann die Länge des Hohlkörpers etwa 80 cm sein.
Bei einer Ausführungsform des Beleuchtungselements weist das Beleuchtungselement eine erste elektrische Durchführung und eine zweite elektrische Durchführung auf. Eine elektrische Durchführung kann dabei die elektrischen Kontakte zum An- schluss einer Elektrode an eine elektrische Strom- und/oder eine elektrische Spannungsquelle umfassen. Eine Elektrode kann dabei vorzugsweise elektrisch leitend mit Teilen der der elektrischen Durchführung verbunden sein. Besonders bevorzugt kann eine elektrische Durchführung elektrische Kontakte um¬ fassen, wobei die elektrischen Kontakte elektrisch leitend verbunden sein können mit elektrischen Zuleitungen, mit denen die Elektrode elektrisch leitend verbunden sein kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Beleuchtungselements sind in den Endflächen des Hohlkörpers elektrische Durchführungen angeordnet .
Bei einer weiteren Ausführungsform des Beleuchtungselements können die erste Elektrode einen ersten Abstand von der ers¬ ten Endfläche und die zweite Elektrode einen zweiten Abstand von der zweiten Endfläche aufweisen, wobei der erste Abstand und der zweite Abstand vorzugsweise gleich sein können. Ins¬ besondere kann eine Elektrode zu einer Endfläche einen Ab¬ stand von mehr als 4 mm und von weniger als 10 mm aufweisen und bevorzugt einen Abstand von etwa 8 mm. Derartig geringe Abstände können es ermöglichen, das auch die Endbereiche bzw. Endflächen gut ausgeleuchtet werden.
In einer Leuchtstoffröhre wie etwa einer Heißkathoden- Fluoreszenzlampe oder einer Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe können Elektroden zur Erzeugung eines Plasmas einen bestimmten Abstand zu den Enden der Leuchtstoffröhre aufweisen, wo¬ durch in der Leuchtstoffröhre an den Enden Bereiche vorliegen können, in denen kein Plasma erzeugt werden kann. In diesen Bereichen kann daher auch keine Lichterzeugung stattfinden, so dass die Enden der Leuchtstoffröhre im Betrieb dunkler er¬ scheinen können als der übrige Teil der Leuchtstoffröhre.
Speziell für eine Bildschirmhinterleuchtung kann das beispielsweise bedeuten, dass entweder Ränder des Bildschirms weniger hell als der Rest des Bildschirms ausgeleuchtet er¬ scheinen oder dass sich der beleuchtete Teil des Bildschirms nur auf den hell ausgeleuchteten Bereich der Leuchtstoffröhren beschränkt, so dass die Enden der Leuchtstoffröhren einer Bildschirmhinterleuchtung über den eigentlichen Bildschirm hinausragen müssen, was eine Vergrößerung der Bauform eines Bildschirms zufolge haben kann. Bei den oben genannten geringen Abständen zwischen den Elektroden und den Endflächen können dann auch die Enden des Hohlkörpers, der beispielsweise eine Leuchtstoffröhre sein kann, besser ausgeleuchtet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Beleuchtungselements können das erste Trennelement und das zweite Trennelement in Form einer Scheibe ausgeführt sein. Das kann insbesondere be¬ deuten, dass ein Trennelement die Form einer zweidimensiona¬ len Fläche mit einer Dicke in die dritte Dimension aufweisen kann, wobei die Dicke im Vergleich zu einer charakteristi¬ schen Länge der zweidimensionalen Fläche wesentlich kleiner sein kann. Die zweidimensionale Fläche kann dabei eine kreis¬ förmige, eine ellipsenförmige oder eine n-eckförmige Quer¬ schnittsfläche aufweisen, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 3 sein kann. Eine charakteristische Länge kann ein Ra¬ dius, ein Durchmesser, eine Diagonalenlänge oder eine Seiten¬ länge sein. Die Dicke eines Trennelements kann im Bereich von 0,1 mm bis zu mehreren Millimetern liegen, bevorzugt kann ein Trennelement eine Dicke in einem Bereich von weniger oder gleich 0,5 mm aufweisen. Die charakteristische Länge kann vorzugsweise von derselben Größenordnung wie das charakteris¬ tische Maß einer Endfläche des Hohlkörpers sein und im Be¬ reich von mehreren Millimetern bis zu einigen Zentimetern liegen, bevorzugt in einem Bereich von mehr als 10 mm. Weiterhin kann das erste Trennelement oder das zweite Trenn¬ element eine Ausnehmung aufweisen. Vorzugsweise können beide Trennelemente eine Ausnehmung aufweisen, insbesondere können beispielsweise beide Trennelemente die gleiche Ausnehmung aufweisen. Eine Ausnehmung kann dabei in Form eines Sektors oder eines Segments ausgebildet sein oder etwa kreisförmig, elliptisch oder n-eckig sein, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 3 sein kann. Weiterhin kann eine Ausnehmung auch ein Loch oder eine Öffnung mit einer der vorgenannten Formen sein. Darüber hinaus kann eine Ausnehmung auch eine Kombination der vorgenannten Formen sein. Bei einer derartigen Ausführungsform können die Ausnehmungen beispielsweise die Position eines leuchtenden Plasmas bestimmen, das sich innerhalb des abgeschlossenen Hohlkörpers zwischen der ersten und zweiten Elektrode durch die Ausnehmungen hindurch beispielsweise beim Anlegen einer Spannung ausbilden kann. Somit können die Trennelemente dann Positionierungselemente für das sich aus¬ bildende Plasma darstellen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Beleuchtungselements sind das erste und das zweite Trennelement mit einer kreisförmigen Querschnittsfläche und einer sektorförmi- gen Ausnehmung ausgebildet. Die sektorförmige Ausnehmung kann dabei einen Öffnungswinkel von größer als 0 Grad und kleiner oder gleich 180 Grad aufweisen, bevorzugt von größer oder gleich etwa 90 Grad und kleiner oder gleich 180 Grad und be¬ sonders bevorzugt von 90 Grad.
Besonders bevorzugt kann ein Trennelement die innere Quer¬ schnittsfläche des Hohlkörpers bedecken. Das kann insbesonde¬ re bedeuten, dass ein Trennelement die gleiche Form der Quer¬ schnittsfläche wie die innere Querschnittsfläche des Hohlkör¬ pers aufweisen kann. Ein Trennelement mit einer Ausnehmung kann dabei die innere Querschnittsfläche bis auf die Ausneh¬ mung bedecken. Dabei kann „die gleiche Form" bedeuten, dass die Abmessungen der Querschnittsfläche des Trennelements ge¬ nauso groß oder zumindest in Teilbereichen um etwa einen bis einige Millimeter kleiner als die Abmessungen der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers sein können.
Ein Trennelement kann weiterhin an einer elektrischen Durchführung angebracht sein. Dazu kann die elektrische Durchfüh¬ rung eine Haltevorrichtung wie etwa einen Haltesteg aufwei¬ sen. Dadurch, dass ein Trennelement auf einer elektrischen Durchführung angebracht sein kann, kann eine einfache und kompakte Bauweise des Beleuchtungselements möglich sein sowie eine einfache und kompakte Befestigungsmöglichkeit für das Trennelement .
Bei einer weiteren Ausführungsform des Beleuchtungselements weist das erste Trennelement einen Abstand von 5 mm bis eini¬ ge zehn Millimeter zur ersten Endfläche auf, insbesondere a- ber einen Abstand, der größer ist als der Abstand der ersten Elektrode zur ersten Endfläche. Vorteilhaft kann beispiels¬ weise ein Abstand von etwa 20 mm bis 25 mm sein. Besonders bevorzugt weist das zweite Trennelement denselben Abstand zur zweiten Endfläche auf wie das erste Trennelement zur ersten Endfläche .
Durch die Anordnung des ersten und zweiten Trennelements mit jeweils einer Ausnehmung zwischen der ersten und zweiten E- lektrode kann es möglich sein, dass sich im Betrieb des Be¬ leuchtungselements das im Leuchtgas erzeugte Plasma von der ersten zur zweiten Elektrode durch die Ausnehmung des ersten Trennelements und durch die Ausnehmung des zweiten Trennele¬ ments erstreckt. Dadurch kann es möglich sein, dass ein Teil des Plasmas durch die Ausnehmungen der Trennelemente hindurch erzeugt werden kann, wodurch eine Kontrolle der Position des Plasmas im abgeschlossenen Volumen des Hohlkörpers bei den Trennelementen durch die Position, Form und Größe der Ausnehmungen möglich sein kann. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Ausnehmung eines Trennelements exzentrisch hinsicht¬ lich der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers angeord¬ net ist, was insbesondere bedeuten kann, dass die Aussparung nicht symmetrisch zu und/oder um die Längsachse des Hohlkörpers angeordnet ist. Insbesondere kann dadurch das Plasma nä¬ her an einen Teilbereich und/oder eine Seite der Mantelfläche des Hohlkörpers gezwungen werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn eine Ausnehmung im ersten Trennelement und eine Ausnehmung im zweiten Trennelement auf der gleichen Seite hinsichtlich der Längsachse des Hohlkörpers exzentrisch ange¬ ordnet sind. Durch eine exzentrisch angeordnete Ausnehmung kann es möglich sein, dass die von einem Betrachter wahrgenommene Leuchtintensität in einem Bereich in der Nähe der Ausnehmung erhöht werden kann. Insbesondere kann es vorteil¬ haft sein, wenn durch die Trennelemente mit den Ausnehmungen das Plasma näher an einen Teilbereich und/oder eine Seite der Mantelfläche des Hohlkörpers positioniert wird, wobei sich ein zu beleuchtendes Objekt oder eine zu beleuchtende Fläche gegenüber dieser Seite der Mantelfläche befindet und somit durch diese Positionierung des Plasmas innerhalb des Hohlkör¬ pers besser und homogener ausgeleuchtet werden kann. Somit kann durch diese Positionierung das zur Beleuchtung verwendete Plasma innerhalb des Hohlkörpers näher an einem zu be¬ leuchtenden Objekt platziert werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die erste Elektrode exzentrisch hinsichtlich der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers angebracht sein. Weiterhin kann auch die zweite Elektrode exzentrisch hinsichtlich der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers angebracht sein. Insbesondere kann das bedeuten, dass eine Elektrode nicht symmetrisch zu und/oder um die Längsachse des Hohlkörpers angeordnet ist. Demzufolge kann ein Plasma, das zwischen den Elektroden erzeugt wird, wobei zumindest eine Elektrode exzentrisch angeordnet ist, in der Nähe der exzentrisch angeordneten Elektrode näher an einen Teilbereich und/oder eine Seite der Mantelfläche des Hohlkörpers gezwungen oder positioniert werden. Besonders be¬ vorzugt können die erste und zweite Elektrode exzentrisch an¬ geordnet sein. Insbesondere können die erste und zweite E- lektrode auf der gleichen Seite hinsichtlich der Längsachse des Hohlkörpers exzentrisch angeordnet sein. Durch die ex¬ zentrische Anordnung einer oder beider Elektroden kann durch die Annäherung des Plasmas in der Nähe der einen oder der beiden Elektroden an die Mantelfläche des Hohlkörpers eine höhere von einem Betrachter wahrgenommene Leuchtintensität in diesem Bereich erreichbar sein.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Beleuchtungselements sind die erste und zweite Elektrode sowie eine Ausnehmung des ersten Trennelements und eine Ausnehmung des zweiten Trennelements auf der gleichen Seite hinsichtlich der Längsachse des Hohlkörpers exzentrisch angebracht und damit einer Seite der Mantelfläche des Hohlkörpers zugewandt. Dabei wird dann das Plasma, das sich im Hohlkörper ausbilden kann, bevorzugt auf der Seite ausgebildet, auf der sich die exzent¬ rischen Ausnehmungen und Elektroden befinden. Dadurch kann es möglich sein, die von einem Betrachter wahrgenommene Leuchtintensität zumindest in Teilbereichen der Mantelfläche auf der Seite, der die Elektroden und die Ausnehmungen der Trennelemente zugewandt sind, vorteilhafterweise zu erhöhen. Beispielsweise Verunreinigungen im Leuchtgas können bewirken, dass sich das Plasma nicht gleichmäßig innerhalb des abge¬ schlossenen Volumens vor allem nahe der Elektroden ausbilden kann, was eine weitere Beeinträchtigung der Leuchtintensität des Beleuchtungselements insbesondere an den Enden bewirken kann. Durch die oben genannte exzentrische Anordnung der Aus¬ nehmungen in den Trennelementen und/oder die exzentrische Anordnung der Elektroden innerhalb des Hohlkörpers kann bei¬ spielsweise eine gleichmäßigere und/oder besser kontrollier¬ bare Bildung des Plasmas erreicht werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Beleuchtungselements ist ein drittes Trennelement auf der dem ersten Trennelement gegenüberliegenden Seite der ersten Elektrode im ersten Endbereich angeordnet. Dies bedeutet insbesondere, dass ein drittes Trennelement zwischen der ersten Elektrode und der ersten Endfläche angeordnet sein kann und die erste Elektrode somit auch zwischen dem dritten und ersten Trennelement im Hohlkörper angeordnet sein kann. Dabei kann das dritte Trennelement vorteilhafterweise die innere Querschnittsfläche des Hohlkörpers bedecken. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Abmessungen der Querschnittsfläche des dritten Trennele¬ ments genauso groß oder um etwa einen bis einige Millimeter kleiner als die Abmessungen der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers sein können. Weiterhin kann das dritte Trennelement eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen. Dabei kann weiterhin das dritte Trennelement so um die erste elektrische Durchführung angeordnet sein, dass die erste elektrische Durchführung durch das dritte Trennelement hindurchragt. Vor¬ zugsweise kann das dritte Trennelement an der ersten elektri¬ schen Durchführung angebracht sein. Bei einer weiteren Ausführungsform des Beleuchtungselements ist ein viertes Trennelement auf der dem zweiten Trennelement gegenüberliegenden Seite der zweiten Elektrode im zweiten Endbereich angeordnet. Dies bedeutet insbesondere, dass ein viertes Trennelement zwischen der zweiten Elektrode und der zweiten Endfläche angeordnet sein kann und die zweite Elekt¬ rode somit auch zwischen dem vierten und zweiten Trennelement im Hohlkörper angeordnet sein kann. Dabei kann das vierte Trennelement vorteilhafterweise die innere Querschnittsfläche des Hohlkörpers bedecken. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Abmessungen der Querschnittsfläche des vierten Trennelements genauso groß oder um etwa einen bis einige Mil¬ limeter kleiner als die Abmessungen der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers sein können. Weiterhin kann das vierte Trennelement eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen. Dabei kann weiterhin das vierte Trennelement so um die zweite e- lektrische Durchführung angeordnet sein, dass die zweite e- lektrische Durchführung durch das vierte Trennelement hin¬ durchragt. Vorzugsweise kann das vierte Trennelement an der zweiten elektrischen Durchführung angebracht sein.
Weiterhin können ein drittes und/oder ein viertes Trennelement so angeordnet sein, dass Teilbereiche der ersten und/oder zweiten Elektrode oder zumindest Teilbereiche von elektrische Zuleitungen durch das dritte und/oder vierte Trennelement hindurchragen.
Ein drittes oder viertes Trennelement oder beide können einen Dicke im Bereich von 0,1 mm bis zu einigen Millimetern aufweisen, bevorzugt eine Dicke von 0,5 mm. Weiterhin ein drit¬ tes und/oder viertes Trennelement einen Abstand zu der je¬ weils nächstgelegenen Endfläche des Hohlkörpers in einem Be- reich von 1 mm bis 5 mm aufweisen, bevorzugt in einem Bereich von 2 mm bis 3 mm.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Beleuchtungselements weist zumindest ein erstes, ein zweites, ein drittes oder ein viertes Trennelement ein elektrisch nichtleitendes Material aus einer Gruppe auf, wobei die Gruppe gebildet wird durch Glimmer, eine Keramik, Glas und einen Kunststoff. Insbesonde¬ re kann zumindest eines der Trennelemente ein Material auf¬ weisen, das eine hohe Temperaturbeständigkeit und/oder eine gute Formstabilität über einen weiten Temperaturbereich aufweist. Eine hohe Temperaturbeständigkeit und/oder eine gute Formstabilität über einen weiten Temperaturbereich kann dabei bedeuten, dass sich das Trennelement bei den im Betrieb des Beleuchtungselements entstehenden Temperaturen nicht verändert oder verformt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind alle im Beleuchtungselement vorhandenen Trennelemente aus Glimmer herstellbar.
Ein drittes und viertes Trennelement können vorteilhaft sein um die erste und zweite Endfläche jeweils thermisch von der ersten und zweiten Elektrode abzuschirmen, so dass es möglich sein kann, dass eine Temperatur zumindest jeweils in Teilbe¬ reichen der ersten und zweiten Endfläche erreicht werden kann, die wesentlich niedriger sein kann als die Plasmatemperatur zumindest jeweils in der Nähe der ersten und zweiten Elektrode oder in einem Bereich zwischen den Elektroden. Insbesondere kann es dadurch möglich sein, dass zumindest in ei¬ nem Teilbereich der ersten Endfläche und/oder zumindest in einem Teilbereich der zweiten Endfläche eine Temperatur erreichbar ist, die niedriger als die Temperatur im restlichen abgeschlossenen Volumen des Hohlkörpers sein kann. Ein solcher Teilbereich der ersten Endfläche und/oder zweiten End- fläche kann ein so genannter Kaltpunkt („cold spot") sein, durch den der Dampfdruck des Leuchtgases vorgegeben werden kann. Durch eine Kontrolle der Temperatur des Kaltpunkts kann es somit möglich sein, die Menge des in der Gasphase vorhan¬ denen Leuchtgases zu Kontrollieren, was sich vorteilhaft auf die Leuchtintensität und/oder die Lebensdauer des Beleuchtungselements auswirken kann.
Ein Beleuchtungselement gemäß einer Ausführungsform eines weiteren Gegenstands der Erfindung kann insbesondere aufwei¬ sen :
- einen Hohlkörper mit einem abgeschlossenen Volumen das eine innere Querschnittsfläche aufweist,
- eine erste Elektrode, und
- eine zweite Elektrode angeordnet im abgeschlossenen Volu¬ men, wobei
- das abgeschlossene Volumen ein Leuchtgas aufweist, und
- die erste Elektrode und die zweite Elektrode exzentrisch hinsichtlich der inneren Querschnittsfläche angeordnet sind.
Insbesondere kann das Beleuchtungselement gemäß dem weiteren Gegenstand der Erfindung einzelne oder Kombinationen mehrerer der in den weiter oben genannten Ausführungsformen offenbarten Merkmale aufweisen.
Insbesondere kann eine Ausführungsform des Beleuchtungsele¬ ments gemäß dem weiteren Gegenstand Trennelemente aufweisen, die dem dritten und vierten Trennelement gemäß einer oder mehrerer weiter oben genannten Ausführungsformen entsprechen.
Eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem weiteren Gegenstand der Erfindung umfasst insbesondere
- zumindest ein Beleuchtungselement, und - eine Haltevorrichtung für das zumindest eine Beleuchtungs¬ element .
Das Beleuchtungselement kann dabei Merkmale gemäß einer oder mehrerer vorangehend genannter Ausführungsformen aufweisen.
Insbesondere kann die Haltevorrichtung ein Haftmittel aufwei¬ sen, mittels dem das zumindest eine Beleuchtungselement an der Haltevorrichtung angebracht und/oder befestigt sein kann. Ein Haftmittel kann dabei vorzugsweise einen Klebstoff auf¬ weisen. Besonderst vorteilhaft kann es sein, wenn der Kleb¬ stoff mit Metallpartikeln gefüllt ist, das heißt, dass der Klebstoff Metallpartikel aufweisen kann. Solche Metallparti¬ kel können etwa Kupferpartikel oder Partikel aus einer Kup¬ ferverbindung wie etwa Malachit sein. Ein mit Metallpartikeln gefüllter Klebstoff kann vorteilhafterweise eine gute thermi¬ sche Leitfähigkeit aufweisen und somit Halte- oder Haftberei¬ che ermöglichen, die einen geringen Wärmeübergangswiderstand aufweisen können.
Weiterhin kann die Haltevorrichtung auch ein mechanisches Haltemittel wie etwa eine Klemme, eine Schraubverbindung, ei¬ ne Klammer oder eine Schelle aufweisen. Ein mechanisches Hal¬ temittel kann dabei mit einem Haftmittel kombiniert sein.
Insbesondere kann die Haltevorrichtung eine Schiene aufwei¬ sen, die Metall, Keramik, Glas oder Kunststoff aufweist. Eine geeignete Haltevorrichtung kann beispielsweise eine Metall¬ schiene sein, die etwa Aluminium aufweist oder aus Aluminium ist. Eine solche Schiene kann dabei Öffnungen oder Ausnehmungen aufweisen, in denen das zumindest eine Beleuchtungsele¬ ment angebracht und mittels dem Haftmittel und/oder einem Haltemittel befestigt werden kann. Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Haltevorrichtung eine hohe Wärme¬ leitfähigkeit aufweist und durch ein Haltemittel und/oder insbesondere durch ein Haftmittel ein geringer Wärmeübergangswiderstand zwischen dem zumindest einen Beleuchtungsele¬ ment und der Haltevorrichtung ermöglicht werden kann. Eine Haltevorrichtung kann darüber hinaus vorteilhafterweise Mög¬ lichkeiten zur Kühlung zumindest eines Teilbereichs des zu¬ mindest einen Beleuchtungselements aufweisen, etwa durch Ab¬ leitung der durch den Betrieb des Beleuchtungselements ent¬ stehenden Wärme zu einer Wärmesenke. Eine solche Wärmesenke kann dabei durch einen Teil der Haltevorrichtung gebildet werden oder durch ein Bauteil, das in thermischem Kontakt zur Haltevorrichtung steht. Geeignete Wärmesenken können etwa einen Kühlkörper, der beispielsweise Kühlrippen aufweisen kann, und/oder eine Strömungskühlung, etwa durch einen Ventilator, und/oder ein Peltier-Element und/oder Wärmeleiter, wie etwa so genannten Heatpipe, umfassen. Eine Haltevorrichtung kann weiterhin auch Möglichkeiten zur Heizung zumindest eines Teilbereichs des zumindest einen Beleuchtungselements aufwei¬ sen. Eine zur Heizung geeignete Wärmequelle kann beispiels¬ weise einen Heizdraht, einen Gasstrom, etwa erwärmte Luft o- der ein erwärmte Gas, und/oder ein Peltier-Element aufweisen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung umfasst die Beleuchtungsvorrichtung zumindest zwei Beleuchtungselemente, die einen zylinderähnlichen Höhlkörper aufweisen können. Dabei können die zumindest zwei Beleuchtungselemente so in der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein, dass sie parallel sind. Das kann insbesondere bedeuten, dass die zumindest zwei Beleuchtungselemente mit parallelen Längsachsen zueinander angeordnet sind und jeweils paarweise die Endflächen von den zumindest zwei Beleuchtungselementen benachbart sind. Demzufolge können die zumindest zwei Be- leuchtungselemente und die Haltevorrichtung eine leiterähnli¬ che Struktur aufweisen. Auf diese weise kann es möglich sein, in einem rechteckigen Bereich die zumindest zwei Beleuchtungselemente anzuordnen. Die zumindest zwei Beleuchtungsele¬ mente können dabei einen Abstand von 1 cm bis zu mehreren zehn Zentimetern aufweisen, bevorzugt einen Abstand von 5 cm bis 20 cm, besonders bevorzugt einen Abstand von etwa 10 cm. Insbesondere können die zumindest zwei Beleuchtungselemente 8 bis 10 Beleuchtungselemente sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung umfasst die Beleuchtungsvorrichtung weiterhin eine Reflektoreinrichtung. Die Reflektoreinrichtung kann dabei so angeordnet sein, dass das von zumindest einem Beleuchtungs¬ element im Betrieb erzeugte Licht so umgelenkt wird, dass es vorzugsweise in eine Raumrichtung abgestrahlt wird. Dabei kann die Reflektoreinrichtung beispielsweise eine diffus streuende, beispielsweise matt-weiße Fläche aufweisen und/oder gerichtete Reflektoren wie etwa Spiegel, Hohlspiegel oder Evolventenreflektoren, wobei die beiden letzteren vorzugsweise an die Form des Hohlkörpers angepasst sein können. So kann etwa ein Hohlspiegel bei der Verwendung mit einem zylinderförmigen Beleuchtungselement ein zylindrischer Hohlspiegel sein.
Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung eine Streuvorrichtung aufweisen, die vorzugsweise im Strahlengang zumindest eines Beleuchtungselements der Beleuchtungsvorrichtung ange¬ ordnet ist. „Im Strahlengang angeordnet" kann dabei insbesondere bedeuten, dass das von zumindest einem Beleuchtungsele¬ ment im Betrieb erzeugte Licht, bevor es von einem Betrachter wahrgenommen werden kann, die Streuvorrichtung durchqueren muss. Eine Streuvorrichtung kann beispielsweise eine transpa- rente Streuscheibe mit zumindest einer Oberfläche mit einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Mikrostrukturierung umfassen .
Sowohl eine Streuvorrichtung als auch eine Reflektoreinrichtung können sich dabei vorteilhaft auf eine homogene Leucht¬ dichteverteilung in zumindest einer Abstrahlrichtung zumindest eines Beleuchtungselements auswirken.
Bei einer Beleuchtungsvorrichtung mit zumindest zwei Beleuchtungselementen können die Elektroden und/oder die Ausnehmungen der jeweils ersten und zweiten Trennelemente vorzugsweise auf derselben Seite der Beleuchtungsvorrichtung exzentrisch angeordnet sein. Insbesondere kann durch diese Seite eine ei¬ nem Betrachter zugewandte Seite definiert werden. Eine Re¬ flektoreinrichtung kann dabei auf der dem Betrachter abgewandten Seite angeordnet sein, wohingegen eine Streuvorrichtung auf der dem Betrachter zugewandten Seite zwischen dem Betrachter und den Beleuchtungselementen angeordnet sein kann .
Eine Beleuchtungsvorrichtung mit zumindest einem Beleuchtungselement oder zumindest zwei Beleuchtungselementen kann dabei vorzugsweise als Bildschirmhinterleuchtung dienen.
Ein Bildschirm gemäß einem weiteren Gegenstand der Erfindung umfasst insbesondere
- eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß zumindest einem der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen und
- eine aktive Matrix.
Die aktive Matrix kann dabei vorzugsweise im Strahlengang der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein, was insbesondere be- deuten kann, das die aktive Matrix zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und einem Betrachter angeordnet sein kann. Eine aktive Matrix kann eine Mehrzahl von Bildpunkten aufweisen, wobei die Bildpunkte variabel einstellbar entweder transpa¬ rent für zumindest einen Teil des von der Beleuchtungsvorrichtung im Betrieb erzeugten Lichts sein können oder nichttransparent sein können. Eine aktive Matrix kann beispiels¬ weise eine Flüssigkristallmatrix und/oder eine Dünnfilmtran- sistorenmatrix aufweisen.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Elektroden und/oder die Ausnehmungen der jeweils ersten und zweiten Trennelemente der Beleuchtungselemente vorzugsweise auf der der aktiven Matrix zugewandten Seite der Beleuchtungsvorrichtung exzentrisch angeordnet sind. Dadurch kann es möglich sein, insbesondere in den Endbereichen der Beleuchtungsele¬ mente und damit in Randbereichen des Bildschirms eine solche Leuchtintensität zu erreichen, dass ein homogener und gleichmäßiger Leuchteindruck über den gesamten Bildschirm entsteht, durch die erfindungsgemäßen Beleuchtungselemente kann es wei¬ terhin möglich sein, dass die Abmessungen der Beleuchtungselemente, insbesondere deren Länge, etwa einer Seitenlänge des Bildschirms entsprechen, so dass vorzugsweise ein Bild¬ schirm mit schmalen Randbereichen ermöglicht werden kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Wei¬ terbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsformen . Dabei zeigen
Figuren IA und IB und IC schematische Darstellungen eines Be¬ leuchtungselements gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel, Figur 2 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungs¬ elements gemäß zumindest einem weiteren Ausführungsbeispiel, Figuren 3A bis 3D schematische Darstellungen von Trennelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
Figuren 4A und 4B schematische Darstellungen einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß zumindest noch einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Figur 5A eine Messung mit einem Beleuchtungselement gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel,
Figur 5B eine Messvorrichtung für eine Messung gemäß Figur 5A,
Figur 6 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungs¬ vorrichtung gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel, Figur 7 eine schematische Darstellung eines Bildschirms ge¬ mäß zumindest einem Ausführungsbeispiel,
Figur 8 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungs¬ elements gemäß zumindest einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
Figur 9 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungs¬ elements gemäß zumindest noch einem weiteren Ausführungsbei¬ spiel .
In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugs¬ zeichen versehen. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie z.B. Schichten oder Bauelemente, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß und/oder dick dargestellt sein. Weiterhin können einzelne E- lemente oder Teile davon zu Verdeutlichung ihrer Form perspektivisch verzerrt dargestellt sein.
In den Figuren IA und IB ist ein Ausführungsbeispiel für ein Beleuchtungselement 1000 gezeigt, das einen Hohlkörper 100 mit einem abgeschlossenen Volumen 10 umfasst. Die Figur IA zeigt dabei eine Seitenansicht des Beleuchtungselements 1000, während die Figur IB eine Ansicht in Richtung einer Längsachse 1 senkrecht zu der Ansichtsrichtung gemäß der Figur IA zeigt. Die folgende Beschreibung bezieht sich gleichermaßen auf die Figuren IA und IB.
Der Hohlkörper 100 weist gemäß dem Ausführungsbeispiel eine gerade Zylinderform mit einer Wandung mit zwei kreisförmigen Endflächen 101, 102 und einer Mantelfläche 103 auf. Weiterhin weist das abgeschlossene Volumen 10 einen kreisförmigen Querschnitt, der dem inneren Querschnitt des Hohlkörpers ent¬ spricht, und zwei Endbereiche 11 und 12 auf. Die Endbereiche 11, 12 können jeweils vorzugsweise an die Endflächen 101, 102 des abgeschlossenen Volumens 10 angrenzen und somit auf einer Seite von den Endflächen 101, 102 jeweils begrenzt sein. Bei¬ spielsweise kann das abgeschlossene Volumen eine kreisförmige Querschnittfläche mit einem Durchmesser von etwa 15 mm und eine Länge von etwa 700 bis etwa 1500 mm aufweisen. Der Hohl¬ körper 100 kann beispielsweise einen Außendurchmesser von etwa 16 mm aufweisen. Der Hohlkörper weist weiterhin eine Längsachse 1 auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel auch der Mittelachse des Hohlkörpers entspricht. In Figur IB ist die Längsachse 1 durch zwei sich schneidende, senkrecht auf¬ einander stehende Ebenen 2, 3 angedeutet. An den Enden 101, 102 kann das abgeschlossene Volumen 10 je¬ weils durch elektrische Durchführungen 41, 42 abgeschlossen sein. Zumindest Teilflächen der Durchführungen 41, 42 können dabei auch Teilflächen jeweils der Endflächen 101, 102 sein. Die elektrischen Durchführungen 41, 42 können beispielsweise Glas, einen Kunststoff oder eine Keramik aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel können die elektrischen Durchführen 41, 42 beispielsweise als Glassockel ausgeführt sein, die außerhalb des abgeschlossenen Volumens elektrische Kontakte 401, 402 aufweisen können. Über die elektrischen Kontakte 401, 402 können beispielsweise mittels elektrischer Zuleitungen 301, 302 jeweils Elektroden 31, 32, die jeweils in den Endbereichen 11, 12 des abgeschlossenen Volumens 10 angeordnet sind, an eine Strom- und/oder Spannungsversorgung angeschlossen werden. Dabei kann die erste Elektrode 31 an der ersten elektrischen Durchführung 41 mittels der ersten elektrischen Zuleitungen 301 angebracht sein, während die zweite Elektrode 32 an der zweiten elektrischen Durchführung 42 mittels der zweiten elektrischen Zuleitungen 302 angebracht sein kann .
Die elektrischen Durchführungen 41, 42 können beispielsweise wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt gebräuchliche Glasso¬ ckel für Leuchtstofflampen gemäß dem Stand der Technik sein, die über eine Länge von 15 mm und mehr von den jeweiligen Endflächen 101, 102 jeweils in die Endbereiche 11, 12 des ab¬ geschlossenen Volumens hineinragen können. Die elektrischen Zuleitungen 301, 302 können beispielsweise jeweils in Richtung der Endflächen 101, 102 gebogen sein, so dass die Elektroden mit einem Abstand von vorzugsweise etwa 8 mm jeweils von den Endflächen 101, 102 angeordnet sein können. Dadurch kann vorteilhafterweise der Bereich des abgeschlossenen VoIu- mens 10, in dem ein Plasma erzeugt werden kann, zu den End¬ flächen hin vergrößert werden.
Weiterhin können die Elektroden 31, 32 wie in Figur IB gezeigt beispielsweise durch das Biegen der elektrischen Zulei¬ tungen 301, 302 jeweils zu den Endflächen 101, 102 hin exzentrisch hinsichtlich der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers 100 und seiner Längsachse 1 angeordnet sein und dabei beide wie die Ausnehmungen 201, 202 der Trennelemente 21, 22 demselben Teilbereich 110 der Mantelfläche 103 zugewandt sein. Dadurch kann es möglich sein, dass ein Plasma in der Nähe der Elektroden 31, 32 nahe der Mantelfläche 103 in dem Teilbereich 110 erzeugt werden kann.
Eine perspektivische Ansicht der Trennelemente 21, 22 ist in Fig. IC gezeigt.
Alternativ können elektrische Durchführungen 41, 42 auch über eine geringere Länge jeweils in einen Endbereich 11, 12 des abgeschlossenen Volumens 10 hineinragen, so dass es nicht erforderlich sein muss, die elektrischen Zuleitungen 301, 302 jeweils in Richtung der Endflächen 101, 102 zu biegen. Durch kürzere elektrische Durchführungen beispielsweise mit einer Länge von etwa 5 mm oder weniger kann ebenfalls wie oben be¬ schrieben eine vorteilhafte Vergrößerung des Bereichs des ab¬ geschlossenen Volumens 10 ermöglicht werden, in dem ein Plasma erzeugt werden kann. Ebenfalls kann mit solchen, kürzeren elektrischen Durchführungen eine vorteilhafte exzentrische Anordnung der Elektroden 31, 32 möglich sein.
Weiterhin können elektrische Durchführungen 301, 302 außerhalb des Hohlkörpers 100 jeweils einen Metallsockel, etwa ei¬ nen Aluminium-Sockel, aufweisen (nicht gezeigt), der jeweils die elektrischen Kontakte 401, 402 aufweisen kann. Ein solcher Metallsockel kann beispielsweise eine Länge von etwa 10 mm aufweisen und unmittelbar jeweils an eine Endfläche 101, 102 angrenzen.
Das abgeschlossene Volumen 10 weist ein Leuchtgas auf, der vorzugsweise Quecksilberdampf enthalten oder Quecksilberdampf sein kann. Zusätzlich oder alternativ kann das Leuchtgas auch Edelgase oder Stickstoff aufweisen. Bevorzugt kann das Leuchtgas Quecksilberdampf und ein Edelgasgemisch aus 90% Argon und 10% Krypton aufweisen.
Das Beleuchtungselement 1000 kann vorzugsweise nach dem Prin¬ zip einer Heißkathoden-Fluoreszenzlampe arbeiten. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die Elektroden 31, 32 auch als Heizkathoden ausgeführt sind, etwa in Form von Glühwendeln, wie in den Figuren IA und IB angedeutet. Durch eine Ionisie¬ rung des Leuchtgases mittels aus den Elektroden 31, 32 aus¬ tretenden Elektronen und eine Spannung zwischen den Elektroden 31, 32 kann ein Plasma im Leuchtgas erzeugt werden und das Leuchtgas kann zur Lichtemission angeregt werden. Das Plasma kann sich dabei vorzugsweise zwischen den Elektroden 31, 32 ausbilden. Wenn ein Plasma zwischen den Elektrode 31, 32 erzeugt ist, kann es möglich sein, dass die Elektroden 31, 32 nur noch eine Funktion als Elektroden aber nicht mehr als Glühkathoden erfüllen müssen.
Die Wandung des Hohlkörpers 100 kann weiterhin insbesondere auf der Mantelfläche 103 oder zumindest in Teilbereichen die¬ ser einen Leuchtstoff mit einem Wellenlängenkonversionsstoff aufweisen, der beispielsweise durch den Quecksilberdampf erzeugtes kurzwelliges ultraviolettes Licht in Licht mit einer anderen, vorzugsweise im sichtbaren Bereich liegenden Wellen- länge umwandeln kann. Besonders bevorzugt ist hierbei ein Leuchtstoff mit einem Wellenlängenkonversionsstoff, durch den das Beleuchtungselement 1000 mischfarbiges Licht mit einem für einen Betrachter weißen Leuchteindruck emittieren kann. Die Wandung kann hierbei bevorzugt transparent für das emit¬ tierte Licht sein, jedoch opak und nicht-transparent für ult¬ raviolettes Licht sein.
Das Beleuchtungselement 1000 weist gemäß dem gezeigten Aus¬ führungsbeispiel zwischen den Elektroden 31, 32 jeweils ein erstes Trennelement 21 beziehungsweise ein zweites Trennele¬ ment 22 auf. Die Trennelemente 21, 22 können dabei jeweils die Endbereiche 11, 12 begrenzen. Die Trennelemente 21, 22 können vorzugsweise eine Form aufweisen, die an die Querschnittsfläche des abgeschlossenen Volumens 10 und an die In¬ nenseite der Mantelfläche 103 des Hohlkörpers 100 angepasst ist, das heißt, dass die Trennelemente 21, 22 vorzugsweise wie die Querschnittsfläche des abgeschlossenen Volumens 10 eine kreisförmige Form aufweisen. Insbesondere können die Trennelemente 21, 22 kreisförmige Plättchen mit einem Durch¬ messer sein, der dem Durchmesser der Querschnittsfläche des abgeschlossenen Volumens entsprechen kann oder vorzugsweise etwas kleiner sein kann. Die Trennelemente 21, 22 können beispielsweise einen Durchmesser von etwa 14 mm bis etwa 15 mm und eine Dicke von etwa 0,5 mm aufweisen und aus Glimmer her¬ gestellt sein. Ein bevorzugte Form der Trennelemente 21, 22 weist bei einer kreisförmigen Querschnittsfläche eine sektor- förmige Ausnehmung 201, 202 mit einem Öffnungswinkel von etwa 90 Grad auf, wie für ein Trennelement 21 in Figur 3A bei¬ spielhaft dargestellt. Weiterhin können die Trennelemente 21, 22 andersartig geformte Ausnehmungen 201 aufweisen, wie bei¬ spielsweise in den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 3B bis 3D gezeigt. Die Trennelemente 21, 22 können jeweils über Haltestege 411, 412 jeweils an den elektrischen Durchführungen 41, 42 angebracht sein. Die Haltestege 411, 412 können dabei jeweils selbst an den elektrischen Durchführungen 41, 42 angebracht sein oder jeweils ein Teil von diesen sein. Vorzugsweise wei¬ sen die Trennelemente 21, 22 einen Anstand von etwa 15 mm bis etwa 25 mm jeweils von den Endflächen 101, 102 auf.
Die Ausnehmungen 201, 202 der Trennelemente 21, 22 sind wie in Figur IB gezeigt exzentrisch hinsichtlich der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers 100 und seiner Längsachse 1 angeordnet und beide demselben Teilbereich 110 der Mantel¬ fläche 103 zugewandt. Dadurch kann es möglich sein, dass ge¬ währleistet wird, dass ein Plasma, das zwischen den Elektro¬ den 21, 22 erzeugt werden kann, nahe der Mantelfläche im Teilbereich 110 durch die Ausnehmungen 201, 202 hindurch tritt. Dadurch kann es beispielsweise auch möglich sein, vorteilhafterweise eine Plasmabildung im Bereich der Trennele¬ mente 21, 22 in einem dem Teilbereich 110 abgewandten Teilbereich des abgeschlossenen Volumens zu erreichen.
Durch die exzentrische Anordnung der Ausnehmungen 201, 202 und der Elektroden 31, 32 sowie durch den geringen Abstand von etwa 8 mm der Elektroden jeweils von den Endflächen 101, 102 kann im Teilbereich 110 eine erhöhte Leuchtintensität in den Endbereichen 11, 12 ermöglicht werden und damit eine verbesserte Endenausleuchtung für das Beleuchtungselement 1000. Weiterhin können die Elektroden 31, 32 jeweils einen Abstand von weniger als 8 mm jeweils zu den Endflächen 101, 102 aufweisen, so etwa einen Abstand von etwa 4 mm bis 5 mm, was zu einer weiteren Erhöhung der Leuchtintensität nahe den Endflä- chen 101, 102 und damit zu noch einer besseren Endenausleuch- tung des Beleuchtungselements 1000 führen kann.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 ist ein weiteres Beleuchtungselement 2000 gezeigt, das dem Beleuchtungselement 1000 entspricht und zusätzlich zum ersten Trennelement 21 und zum zweiten Trennelement 22 ein drittes Trennelement 23 und ein viertes Trennelement 24 aufweist. Das dritte und vierte Trennelement 23, 24 sind dabei jeweils zwischen den Elektro¬ den 31, 32 und den Endflächen 101, 102 angeordnet. Dabei kön¬ nen die Trennelemente 23, 24 jeweils zu den Endflächen 101, 102 einen Abstand von etwa 3 mm aufweisen.
Die Trennelemente 23, 24 können an die innere Querschnitts¬ fläche des Hohlkörpers 100 angepasst sein und daher eine Form ähnlich der Querschnittsfläche des abgeschlossenen Volumens 10 aufweisen. Vorzugsweise weisen die Trennelemente einen et¬ was kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Querschnittsfläche des abgeschlossenen Volumens 10 auf, so bei¬ spielsweise etwa 14 mm bei einem Durchmesser von etwa 15 mm der inneren Querschnittsfläche. Die Trennelemente können da¬ bei eine Dicke von etwa 0,5 mm aufweisen und aus Glimmer her¬ gestellt sein. Die Trennelemente 23, 24 können so ausgeführt sein, dass die elektrischen Durchführungen 41, 42 jeweils durch sie hindurch führen. Vorzugsweise können die Trennele¬ mente 23, 24 an den elektrischen Durchführungen 41, 42 angebracht sein.
Durch die Trennelemente 23, 24 kann es möglich sein, dass die Wärme, die durch die Elektroden 31, 32 und/oder durch das Plasma im abgeschlossenen Volumen 10 abgegeben wird, jeweils von den Endflächen 101, 102 abgehalten werden kann und so die Endflächen 101, 102 zumindest zum Teil thermisch von dem Rest des abgeschlossenen Volumens 10 isoliert werden. Dadurch kann es möglich sein, dass die Endflächen 101, 102 des Beleuchtungselements 2000 im Vergleich zu den Endflächen 101, 102 des Beleuchtungselements 1000 der Figur 1 eine niedrigere Temperatur aufweisen, wodurch beispielsweise auch die elektrischen Kontakte 401, 402 einer niedrigeren Temperatur ausgesetzt sind. Durch einen etwas geringeren Durchmesser der Trennelemente 23, 24 im Vergleich zum Durchmesser des abgeschlossenen Volumens kann das Leuchtgas das gesamte abge¬ schlossene Volumen 10 einnehmen. Alternativ oder zusätzlich können das dritte Trennelement 23 und/oder das vierte Trenn¬ element 24 Öffnungen oder Ausnehmungen aufweisen.
In den Figuren 3A bis 3D sind Ausführungsbeispiele für ein erstes Trennelement 21 gezeigt, die ebenso für ein zweites Trennelement 22 gelten können. Sie sind dabei rein beispiel¬ haft und nicht in beschränkendem Sinne mit einer zugrunde ge¬ legten Kreisform gezeigt. Ein solches Trennelement mit einer zugrunde gelegten Kreisform kann besonders geeignet sein für ein Beleuchtungselement mit einem kreisförmigen Querschnitt des abgeschlossenen Volumens 10. Insbesondere kann ein Trennelement 21, 22 auch beispielsweise eine elliptische oder eine n-eckige Form aufweisen, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 3 ist, und insbesondere eine Form, die an die Quer¬ schnittsfläche des abgeschlossenen Volumens angepasst ist. Es kann weiterhin auch möglich sein, dass die dem Trennelement 21, 22 zugrunde gelegte Form nicht mit der Form des Quer¬ schnitts des abgeschlossenen Volumens 10 übereinstimmt.
Das Trennelement 21 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3A weist eine sektorförmige Ausnehmung 201 auf. Der Öffnungs¬ winkel 211 der sektorförmigen Ausnehmung kann dabei beispielsweise größer als 0 Grad und kleiner oder gleich etwa 180 Grad sein, vorzugsweise größer oder gleich etwa 90 Grad und kleiner oder gleich etwa 180 Grad. In einem besonders be¬ vorzugten Ausführungsbeispiel kann der Öffnungswinkel 211 et¬ wa 90 Grad sein.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3B ist ein Trennelement 21 gezeigt, das eine segmentförmige Ausneh¬ mung 201 aufweist. Die segmentförmige Ausnehmung kann dabei beispielsweise kleiner oder gleich der halben Fläche des Trennelements 21 sein und bevorzugt kleiner als die halbe Fläche des Trennelements 21 sein.
Die in den Figuren 3C und 3D gezeigten Ausführungsbeispiele für ein Trennelement 21 weisen lochförmige Ausnehmungen 201 auf. Lediglich beispielhaft ist im Ausführungsbeispiel der Figur 3C eine ellipsenförmige Ausnehmung 201 gezeigt und im Ausführungsbeispiel der Figur 3D eine rechteckige Ausnehmung 201. Eine lochförmige Ausnehmung kann weiterhin beispielswei¬ se auch kreisförmig oder n-eckförmig sein, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 3 bezeichnet. Vorzugsweise kann eine lochförmige Ausnehmung 201 wie in den Ausführungsbeispielen der Figuren 3C und 3D gezeigt, exzentrisch angeordnet sein.
Insbesondere kann eine Ausnehmung 201 auch eine Form aufwei¬ sen, die aus einer Kombination der in den Figuren 3A bis 3D gezeigten Ausnehmungen 201 hervorgeht.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 4A zeigt eine Beleuchtungs¬ vorrichtung 4000 mit vier Beleuchtungselementen 2000 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 2 oder auch Beleuchtungsele¬ menten 1000 gemäß der Figur 1. Die Anzahl der Beleuchtungs¬ elementen 2000 ist dabei rein exemplarisch und nicht in beschränkendem Sinne gezeigt. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn eine Beleuchtungsvorrichtung 4000 acht bis 25 Beleuchtungselemente 2000 aufweist. Die Beleuchtungselemente 2000 können dabei parallel mit einem Abstand von etwa 10 cm oder mehr zueinander angeordnet sein. Die Figur 4B zeigt einen Ausschnitt des Ausführungsbeispiels der Figur 4A für den Fall das die in Figur 2 gezeigten Beleuchtungselemente ver¬ wendet werden. Die folgende Beschreibung des Ausführungsbei¬ spiels nimmt Bezug auf beide Figuren 4A und 4B.
Die Beleuchtungsvorrichtung 4000 kann beispielsweise zwei Schienen 60 aufweisen, die als Haltevorrichtung für die Beleuchtungselemente 2000 dienen können. Die Schienen 60 können dabei Teile einer übergeordneten Haltevorrichtung wie etwa einem Rahmen sein. Vorzugsweise kann es sich bei den Schienen 60 um Metallschienen handeln, die beispielsweise Aluminium aufweisen oder als Aluminiumschienen ausgeführt sind. Weiterhin können die Schienen 60 auch einen Kunststoff oder eine Keramik aufweisen oder aus einem Kunststoff oder einer Keramik sein. Es kann besonders vorteilhaft sein, wenn die Schie¬ nen 60 eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Alternativ kann die Beleuchtungsvorrichtung 4000 nur eine der beiden Schienen 60 aufweisen.
Eine Schiene 60 kann Teilbereiche 63 aufweisen, in oder an denen Beleuchtungselemente 2000 angeordnet werden können. Beispielsweise kann eine Schiene 60 Öffnungen 63 aufweisen, die beispielsweise als Vertiefungen ausgeführt sind und in denen die Beleuchtungselemente 2000 angeordnet sind. Dabei können die Beleuchtungselemente 2000 vorzugsweise in den End¬ bereichen mittels eines Haftmittels 71 an den Schienen 60 be¬ festigt sein. Das Haftmittel weist vorzugsweise eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, um einen geringen Wärmeübergangswiderstand zwischen einem Beleuchtungselement 2000 und einer Schiene 60 zu ermöglichen. Bevorzugt kann als Haftmittel 71 ein Metall-gefüllter Klebstoff verwendet werden, beispiels¬ weise ein mit Kupfer oder einer Kupferverbindung gefüllter Klebstoff wie etwa beispielsweise ein so genannter Malachit- Kitt. Weiterhin kann eine Schiene 60 auch Haltemittel wie et¬ wa Klemmen oder Klammern zur Befestigung von Beleuchtungselementen 2000 aufweisen (nicht gezeigt) .
Aufgrund einer guten Wärmeableitung über einen guten thermischen Kontakt eines Beleuchtungselements 2000 mit einer Schiene 60 mittels des Haftmittels 71 kann es insbesondere möglich sein, den mit der Schiene 60 in Kontakt stehenden Bereich des Endbereichs des Beleuchtungselements 2000 bei¬ spielsweise im Vergleich zum Mittelbereich des Beleuchtungs¬ elements 2000 oder einer Elektrode 31, 32 auf einer niedrige¬ ren Temperatur zu halten. Insbesondere kann es dabei vorteil¬ haft sein, wenn sich in einem mit der Schiene 60 in Kontakt stehenden Bereich ein so genannter Kaltpunkt („cold spot") 80 ausbildet. Ein Kaltpunkt 80 kann bedeuten, dass es keinen Be¬ reich in dem abgeschlossenen Volumen des Beleuchtungselements 2000 gibt, an dem die Temperatur niedriger ist. Der in der Figur 4B eingezeichnete Bereich für einen Kaltpunkt 80 ist dabei beispielhaft zu verstehen. Insbesondere kann sich ein Kaltpunkt 80 an einem beliebigen Punkt vorteilhafterweise zwischen dem dritten Trennelement 23 und der Endfläche 101 des abgeschlossenen Volumens 10 oder zwischen dem vierten Trennelement 24 und der Endfläche 102 des abgeschlossenen Vo¬ lumens ausbilden. Da durch die Temperatur des Kaltpunkts 80 der Dampfdruck des Leuchtgases im abgeschlossenen Volumen des Beleuchtungselements 2000 bestimmt wird, kann durch eine Kon¬ trolle der Temperatur eines Kaltpunkts 80 der Anteil des in der Gasphase vorliegenden Leuchtgases und damit auch die Leuchtintensität des Beleuchtungselements 2000 eingestellt werden. Durch ein drittes und viertes Trennelement 23 und 24 jeweils zwischen den Elektroden 31, 32 und den Endflächen 101, 102 des abgeschlossenen Volumens 10 kann durch eine Wärmeisolierung eine Kontrolle der Temperatur des Kaltpunkts 80 vorteilhafterweise unterstützt werden. Bevorzugt kann es mög¬ lich sein, dass in einem Beleuchtungselement 2000 der Be¬ leuchtungsvorrichtung 4000 auf diese Weise ein Kaltpunkt von etwa 5O0C erreicht werden kann, wodurch es möglich sein kann, dass das Beleuchtungselement 2000 nahe eines Effizienzopti¬ mums betrieben werden kann, was sich vorteilhaft auf die Leuchtintensität und/oder die Lebensdauer des Beleuchtungs¬ elements 2000 auswirken kann.
Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung 4000 elektrische Kontakte 61 für die Beleuchtungselemente 2000 aufweisen, die beispielsweise auf den Schienen 60 angeordnet sind und bei¬ spielsweise über elektrische Leitungen 62 einen elektrischen Anschluss der Beleuchtungselemente 2000 an eine Strom- und/oder Spannungsversorgung ermöglichen können.
Eine Schiene 60 kann weiterhin eine Wärmesenke aufweisen, beispielsweise Kühlrippen oder ein Peltier-Element , die etwa auf einer den Beleuchtungselementen 2000 abgewandten Seite der Schiene 60 angebracht sein können. Alternativ oder zusätzlich kann Wärme von einer Schiene 60 durch Wärmeleiter wie etwa so genannten Heatpipes zu einer Wärmesenke abgelei¬ tet werden.
Eine Schiene 60 kann weiterhin alternativ oder zusätzlich eine Wärmequelle aufweisen, beispielsweise einen Heizdraht oder ein Peltier-Element, durch die der Schiene 60 und zumindest Teilbereichen, vorzugsweise Endflächen und/oder Endbereichen, von Beleuchtungselementen Wärme zugeführt werden kann. Durch eine Wärmesenke und/oder eine Wärmequelle kann es mög¬ lich sein, die Temperatur eines Kaltpunkts einzustellen, wodurch es weiterhin möglich sein kann, die Beleuchtungselemente einer Beleuchtungsvorrichtung unabhängig von einer Umgebungstemperatur zumindest nahe eines Effizienzoptimums zu betreiben .
Die Figur 5A zeigt eine Messung der Leuchtintensitätsvertei- lung während des Betriebs eines Beleuchtungselements 2000 ge¬ mäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2, dargestellt durch die Kurve 501. Das abgeschlossene Volumen 10 hatte dabei eine Zylinderform mit einer kreisförmigen Querschnittsfläche mit einem Durchmesser von etwa 15 mm, umschlossen von einer zylinderförmigen Wandung aus Glas mit einem Außendurchmesser von etwa 16 mm. Das erste Trennelement 21 und das zweite Trennelement 22 wiesen jeweils eine sektorförmige Ausnehmung 201, 202 mit einem Öffnungswinkel 211 von etwa 90 Grad gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3A auf. Der Abstand der E- lektroden jeweils von den Enden 101 beziehungsweise 102 des abgeschlossenen Volumens betrug etwa 4,5 mm und die Elektro¬ den waren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 exzent¬ risch zum Mittelpunkt der Querschnittsfläche des abgeschlos¬ senen Volumens auf der gleichen Seite wie die Ausnehmungen 201 des ersten und zweiten Trennelements 21 und 22 angeord¬ net .
Weiterhin zeigt die Figur 5A eine Messung der Leuchtintensi- tätsverteilung während des Betriebs eines herkömmlichen Beleuchtungselements gemäß dem Stand der Technik, dargestellt durch die Kurve 502. Bei dem herkömmlichen Beleuchtungsele¬ ment gemäß dem Stand der Technik handelt es sich um eine Heißkathoden-Fluoreszenzlampe mit einem abgeschlossenen Volu¬ men und einer Wandung wie in dem zu vergleichenden Beleuch- tungselement 2000, wobei die Elektroden jeweils etwa 21 mm von den Enden des abgeschlossenen Volumens beabstandet waren und mittig in der Querschnittsfläche des abgeschlossenen Vo¬ lumens angeordnet waren.
Die Lichtintensitätsverteilungen gemäß der Kurven 501 und 502 wurden jeweils mit einer Messanordnung 500 gemäß der Figur 5B entlang eines Teils des Beleuchtungselements 2000 beziehungs¬ weise des Beleuchtungselements gemäß dem Stand der Technik gemessen .
Die Messanordnung umfasste dabei einen Lichtleiter 520, der einen Teil des von einem Beleuchtungselement im Betrieb emit¬ tierten Lichtes zu einem Spektrometer 530 leitete. Das dem Beleuchtungselement zugewandte Ende 521 des Lichtleiters 520 erfasste dabei Licht in einem Kegel mit einem Öffnungswinkel 523 von etwa 30 Grad und war mit einem Abstand 522 von etwa 11 mm zum Beleuchtungselement angeordnet. Der von dem Spektrometer 530 gemessene Teil des emittierten Lichts ist somit ein Maß für die Leuchtintensität eines Beleuchtungsele¬ ments in Abhängigkeit von der Messposition des Endes 521 des Lichtleiters 520. Durch Verschieben zumindest des Endes 521 des Lichtleiters 520 parallel zur Längsachse 1 des Beleuch¬ tungselements konnte so eine Messung der Leuchtintensität des Beleuchtungselements entlang der Längsachse 1 gemessen wer¬ den, wobei die Messposition beginnend von der Endfläche auf der x-Achse in Figur 5A aufgetragen ist. Die vertikale Achse des Graphen der Figur 5A bezeichnet ein Maß für die Leuchtintensität innerhalb des durch die Messanordnung 500 vorgegebe¬ nen Messbereichs in arbiträren Einheiten. Insbesondere zur Messung der Leuchtintensität des Beleuchtungselements 2000 war das Ende 521 des Lichtleiters 520 so zum Beleuchtungsele¬ ment 2000 angeordnet, dass die Ausnehmungen 201 der Trennele- mente 21, 22 dem Ende 521 des Lichtleiters 520 zugewandt wa¬ ren. Gemäß der Darstellung der Figur IB bedeutet dies, dass das Ende 521 des Lichtleiters 520 dem Teilbereich 110 zuge¬ wandt war.
Der erste Messpunkt der Kurve 501 sowie der Kurve 502 lag je¬ weils bei einer Messposition von etwa 5 mm. Die Linien 503 kennzeichnen einen Wert des Maßes für die Leuchtintensität, der dem halben Wert entspricht, der bei einer Messposition von etwa 100 mm gemessen wurde. Die Pfeile 504 und 505 kenn¬ zeichnen die Messpositionen, bei denen der halbe Wert 503 beim Beleuchtungselement 2000 beziehungsweise beim Beleuch¬ tungselement gemäß dem Stand der Technik gemessen wurde. Der Pfeil 504 kennzeichnet dabei eine Messposition von etwa 10 mm, während der Pfeil 505 eine Messposition von etwa 30 mm kennzeichnet, woraus sich eine verbesserte Endenausleuchtung in Form einer höheren Leuchtintensität nahe eines Endes 101 für das erfindungsgemäße Beleuchtungselement 2000 im Ver¬ gleich zum Beleuchtungselement gemäß dem Stand der Technik ergibt .
Die Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Beleuch¬ tungsvorrichtung 5000 mit einer Haltevorrichtung gemäß der Beleuchtungsvorrichtung 4000 nach dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4A und 4B. Die Beleuchtungsvorrichtung 4000 ist dabei in der Figur 6 in Blickrichtung entlang der Schienen 60 in der Figur 4A gezeigt. Die Beleuchtungsvorrichtung 5000 weist dabei eine bevorzugte Abstrahlrichtung 404, angedeutet durch die Pfeile, auf. Die Beleuchtungselemente 2000 gemäß dem Aus¬ führungsbeispiel der Figur 2 der Beleuchtungsvorrichtung 4000 sind daher so angeordnet, dass die Ausnehmungen 201, 202 des ersten und des zweiten Trennelements 21 und 22 und gegebenen- falls auch die exzentrisch angeordneten Elektroden 31 und 32 in Richtung der Abstrahlrichtung 404 angeordnet sind, das heißt, dass der Teilbereich 110 gemäß der Figur IB eines Be¬ leuchtungselements 2000 in die Abstrahlrichtung 404 zeigt. Dadurch lässt sich erreichen, dass sich das im Betrieb der Beleuchtungselemente 2000 erzeugte Plasma insbesondere in den Endbereichen 11, 12 der Beleuchtungselemente 2000 auf der der Abstrahlrichtung 404 zugewandten Seite des abgeschlossenen Volumens 10 befindet, wodurch in Abstrahlrichtung 404 eine vorteilhafte Erhöhung der Leuchtintensität der Beleuchtungs¬ elemente 2000 in den Endbereichen 11, 12 erreicht werden kann .
Dabei kann eine Reflektoreinrichtung 401 auf einer Seite der Beleuchtungsvorrichtung 5000 angeordnet sein. Durch die Reflektoreinrichtung 401 kann das von den Beleuchtungselementen 2000 zur Reflektoreinrichtung 401 hin emittierte Licht vorzugsweise in die Abstrahlrichtung 404 der Beleuchtungsvorrichtung 5000 reflektiert werden. Insbesondere kann die Re¬ flektoreinrichtung 401 so ausgeführt sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung 5000 eine homogene Leuchtdichteverteilung in Abstrahlrichtung 404 aufweist. Dazu kann die Reflektoreinrichtung 401 beispielsweise eine matt-weiße Oberfläche 402 aufweisen, die diffus reflektierend sein kann. Alternativ o- der zusätzlich kann die Oberfläche 402 gerichtet reflektie¬ rende Reflektoren, etwa Evolventenreflektoren, aufweisen.
Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ auf der der Reflektoreinrichtung 401 gegenüberliegenden Seite der Beleuchtungsvorrichtung 5000 in Abstrahlrichtung 404 der Beleuchtungsvorrichtung 5000 eine Streuvorrichtung 403 angeordnet sein. Die Streuvorrichtung 403 kann beispielsweise eine transparente Streuscheibe mit zumindest einer Oberfläche mit einer regel- mäßigen oder unregelmäßigen Mikrostrukturierung sein. Eine Streuvorrichtung 403 kann sich dabei vorteilhaft auf eine ho¬ mogene Leuchtdichteverteilung in Abstrahlrichtung 404 der Beleuchtungsvorrichtung 5000 auswirken.
Insbesondere kann beispielsweise mit einer Beleuchtungsvor¬ richtung 5000 eine Bildschirmhinterleuchtung realisiert werden, die Beleuchtungselemente 2000 gemäß dem Ausführungsbei¬ spiel der Figur 2 mit einer Länge von etwa 783 mm aufweisen, die so angeordnet sind, dass die Beleuchtungsvorrichtung 5000 im Betrieb in Abstrahlrichtung 404 bei einem Betrachter den Eindruck einer gleichmäßig leuchtenden Fläche mit einer Länge von etwa 783 mm und einer Breite von etwa bis zu 150 cm er¬ weckt werden kann. Die gleichmäßig leuchtende Fläche kann da¬ bei beispielsweise eine Leuchtdichte von etwa 1300 cd/m2 auf¬ weisen. Die Beleuchtungsvorrichtung 5000 zu Bildschirmhinterleuchtung kann dabei alternativ kein Streuelement 403 und/oder kein Reflektorelement 401 aufweisen.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 7 ist ein Bild¬ schirm mit einer als Bildschirmhinterleuchtung ausgeführten Beleuchtungsvorrichtung 5000 gezeigt. Durch die Verwendung von Beleuchtungselementen 2000 gemäß den vorangehenden Ausführungsbeispielen kann ein Bereich 5001 der Beleuchtungsvorrichtung 5000 zur Hinterleuchtung einer aktiven Matrix 700 verwendet werden. Die aktive Matrix kann dabei beispielsweise als Flüssigkristallmatrix mit oder ohne Dünnfilmtransistormatrix ausgeführt sein.
Die Ausnehmungen 201, 202 des ersten und zweiten Trennelements 21, 22 sowie die Elektroden 31, 32 können dabei vorzugsweise der aktiven Matrix zugewandt sein, so dass die Leuchtintensität im Teilbereich 110 der Mantelfläche 103 ge- maß der Figur IB vorteilhafterweise in den Endbereichen 11, 12 gegenüber einem Beleuchtungselement gemäß dem Stand der Technik erhöht sein kann.
In den Bereichen 5002 ist die Lichtintensität zu gering oder keine Lichtemission vorhanden, so dass diese Bereiche nicht zu Hinterleuchtung verwendet werden können. Dabei können die Bereiche 5002 beispielsweise durch den Abstand einer Endflä¬ che 101, 102 eines Beleuchtungselements 2000 zu der Messposi¬ tion 504 in der Messung 501 gemäß der Figur 5A definiert sein, das heißt, dass es möglich sein kann, dass nur der Bereich eines Beleuchtungselements 2000 zu Hinterleuchtung ver¬ wendet werden kann, bei dem die Lichtintensität zumindest et¬ wa der halben maximalen Lichtintensität entspricht. Daraus wird sofort ersichtlich, dass durch eine erfindungsgemäße Be¬ leuchtungsvorrichtung mit Beleuchtungselementen 2000 ein Bildschirm mit einem kleineren, nicht zur Hinterleuchtung verwendbaren Randbereich 5002 möglich sein kann als mit Beleuchtungselementen gemäß dem Stand der Technik.
Weitere Elemente des Bildschirms wie etwa ein Gehäuse, elekt¬ rische Zuleitungen und elektrische Strom- und Spannungsquel¬ len sind gemäß dem Stand der Technik bekannt und in dem Aus¬ führungsbeispiel gemäß der Figur 7 nicht gezeigt.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist Beleuchtungsele¬ ment 8000 gezeigt, das elektrische Durchführungen 41, 42 auf¬ weist, nicht in das abgeschlossene Volumen 10 hineinragen. Die Herstellung eines Beleuchtungselements mit solchen elekt¬ rischen Durchführungen ist beispielsweise in der Druckschrift WO 01/37307 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Durch elektrische Durchführungen 41, 42, die nicht in das abgeschlossene VoIu- men 10 hineinragen, kann es vorteilhafterweise möglich sein, dass eine homogenere Leuchtintensität insbesondere in den Endbereichen 11, 12 erreicht werden kann.
Das Beleuchtungselement 8000 kann insbesondere bis auf die Form der elektrischen Durchführungen 41, 42 die Merkmale des Beleuchtungselements 2000 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 aufweisen. Dabei kann das Beleuchtungselement 8000 auch Elektroden 31, 32 aufweisen, die exzentrisch hinsichtlich der Querschnittsfläche des abgeschlossenen Volumens 10 angeordnet sind (nicht gezeigt) .
Weiterhin kann auch ein Beleuchtungselement 1000 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren IA und IB elektrische Durch¬ führungen gemäß dem Beleuchtungselement 8000 aufweisen. Ins¬ besondere kann eine Beleuchtungsvorrichtung 4000, 5000 gemäß zumindest einem der Ausführungsbeispiele der Figuren 4A, 4B und 6 oder ein Bildschirm gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 Beleuchtungselemente 9000 aufweisen, die nach dem Prinzip einer Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe arbeiten. Das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 9 zeigt ein Beleuch¬ tungselement 9000 mit Elektroden 31, 32, das nach dem Prinzip einer Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe arbeiten kann. Insbeson¬ dere kann ein Beleuchtungselement 9000 alle weiteren Merkmale eines Beleuchtungselements 1000 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren IA und IB oder eines Beleuchtungselements 2000 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 aufweisen. Weiterhin kann eine Beleuchtungsvorrichtung 4000, 5000 gemäß zumindest einem der Ausführungsbeispiele der Figuren 4A, 4B und 6 oder ein Bildschirm gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 Beleuchtungselemente 9000 aufweisen, die nach dem Prinzip ei¬ ner Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe arbeiten. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der genannten Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal o- der diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungselement, umfassend
- einen Hohlkörper (100) mit einem abgeschlossenen Volumen (10), das ein Leuchtgas aufweist,
- eine erste Elektrode (31) und
- eine zweite Elektrode (32) angeordnet in dem angeschlosse¬ nen Volumen, und
- ein erstes Trennelement (21) und ein zweites Trennelement (22) angeordnet zwischen der ersten Elektrode (31) und der zweiten Elektrode (32).
2. Beleuchtungselement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das Leuchtgas ein Gas aus einer Gruppe aufweist und die Grup¬ pe gebildet wird durch Helium, Neon, Krypton, Argon, Quecksilber und Stickstoff.
3. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Hohlkörper zumindest teilweise transparent ist.
4. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Hohlkörper (100) einen Wellenlängenkonversions¬ stoff aufweist.
5. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Hohlkörper (100) eine zylinderähnliche Form mit einer ersten Endfläche (101) in einem ersten Endbereich (11), einer zweiten Endfläche (102) in einem zweiten Endbereich
(12) und einer Mantelfläche (103) umfasst und eine kreisför¬ mige, eine ellipsenförmige, eine quadratische oder eine rechteckige innere Querschnittsfläche aufweist.
6. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das erste Trennelement (21) und/oder das zweite Trennelement (22) eine Ausnehmung (201, 202) aufweist.
7. Beleuchtungselement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Ausnehmung (201, 202) eine sektorförmige, eine segment- förmige, eine kreisförmige, eine elliptische oder eine recht¬ eckige Form aufweist.
8. Beleuchtungselement nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, bei dem das erste Trennelement (21) und/oder das zweite Trennelement (22) bis auf die Ausnehmung (201, 202) die innere Querschnittsfläche des Hohlkörpers (100) bedeckt.
9. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Beleuchtungselement eine Kaltkathoden- Fluoreszenzlampe umfasst.
10. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die erste Elektrode (31) und/oder die zweite Elektro¬ de (32) eine Glühkathode aufweist.
11. Beleuchtungselement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die erste Elektrode (31) und/oder die zweite Elektrode (32) als Glühwendel ausgeführt ist.
12. Beleuchtungselement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem der Hohlkörper (100) eine erste (101) und zweite (102) End¬ fläche aufweist und die Glühwendeln zu den Endflächen hin umgebogen sind.
13. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Beleuchtungselement eine Heißkathoden- Fluoreszenzlampe umfasst.
14. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin umfassend
- eine erste elektrische Durchführung (41) mit ersten elekt¬ rischen Kontakten (401) außerhalb des Hohlkörpers (100) und
- eine zweite elektrische Durchführung (42) mit zweiten e- lektrischen Kontakten (402) außerhalb des Hohlkörpers (100), wobei
- die erste Elektrode (31) elektrisch leitend mit der ersten elektrischen Durchführung (41) verbunden ist und
- die zweite Elektrode (32) elektrisch leitend mit der zwei¬ ten elektrischen Durchführung (42) verbunden ist.
15. Beleuchtungselement nach Anspruch 5, bei dem die der ers¬ ten Elektrode (31) von der ersten Endfläche (101) und die zweite Elektrode (32) von der zweiten Endfläche (102) beabstandet ist.
16. Beleuchtungselement nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem im Betrieb im Leuchtgas ein Plasma erzeugt wird, wobei sich das Plasma von der ersten Elektrode (31) bis zur zweiten Elektrode (32) durch die Ausnehmung (201) im ersten Trennele¬ ment (21) und/oder durch die Ausnehmung (202) im zweiten Trennelement (22) erstreckt.
17. Beleuchtungselement nach einem der Ansprüche 6 bis 8 und 15, bei dem die Ausnehmung (201) des ersten Trennelements
(21) und/oder die Ausnehmung (202) des zweiten Trennelements
(22) exzentrisch hinsichtlich der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers (100) angeordnet sind.
18. Beleuchtungselement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die erste Elektrode (31) und/oder die zweite Elektrode (32) exzentrisch hinsichtlich der inneren Querschnittsfläche des Hohlkörpers (100) angeordnet sind.
19. Beleuchtungselement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die exzentrisch angeordnete Ausnehmung (201) des ersten Trennelements (21) auf der gleichen Seite (110) angeordnet ist wie die exzentrisch angeordnete erste Elektrode (31) und/oder die exzentrisch angeordnete Ausnehmung (202) des zweiten Trennelements (22) auf der gleichen Seite angeordnet ist wie die exzentrisch angeordnete zweite Elektrode (32).
20. Beleuchtungselement nach Anspruch 14, bei dem
- das erste Trennelement (21) mit der ersten elektrischen Durchführung (41) verbunden ist und
- das zweite Trennelement (22) mit der zweiten elektrischen Durchführung (42) verbunden ist.
21. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Hohlkörper (100) eine erste Endfläche (101) in einem ersten Endbereich (11), aufweist, wobei die erste E- lektrode (31) in diesem ersten Endbereich angeordnet ist und ein drittes Trennelement (23) zwischen der ersten Elektrode
(31) und der ersten Endfläche angeordnet ist.
22. Beleuchtungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Hohlkörper (100) eine zweite Endfläche (102) in einem zweiten Endbereich (12) aufweist, wobei die zweite E- lektrode (32) in diesem zweiten Endbereich angeordnet ist und ein viertes Trennelement (24) zwischen der zweiten Elektrode
(32) und der zweiten Endfläche angeordnet ist.
23. Beleuchtungselement nach Anspruch 21 oder 22, bei dem das dritte Trennelement (23) und/oder das vierte Trennelement
(24) die innere Querschnittfläche des abgeschlossenen Volu¬ mens (10) bedecken.
24. Beleuchtungselement, umfassend
- einen Hohlkörper (100) mit einem abgeschlossenen Volumen (10) das eine innere Querschnittsfläche aufweist,
- eine erste Elektrode (31), und
- eine zweite Elektrode (32) angeordnet im abgeschlossenen Volumen, wobei
- das abgeschlossene Volumen (10) ein Leuchtgas aufweist, und
- die erste Elektrode (31) und die zweite Elektrode (32) ex¬ zentrisch hinsichtlich der inneren Querschnittsfläche angeordnet sind.
25. Beleuchtungselement nach dem vorherigen Anspruch, weiterhin aufweisend zwei Trennelemente (23, 24), wobei die erste und zweite Elektrode (31, 32) zwischen den zwei Trennelemen¬ ten (23, 24) angeordnet sind.
26. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend
- zumindest ein Beleuchtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 23, und
- eine Haltevorrichtung (60) für das zumindest eine Beleuchtungselement .
27. Beleuchtungsvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der das zumindest eine Beleuchtungselement mittels einem Haftmittels (71) an der Haltevorrichtung (60) befestigt ist.
28. Beleuchtungsvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der das Haftmittel (71) einen Klebstoff umfasst.
29. Beleuchtungsvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der der Klebstoff mit Kupfer oder einer Kupferverbindung gefüllt ist.
30. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis
29, bei der zumindest zwei Beleuchtungselemente in der Halte¬ vorrichtung (60) angeordnet sind, wobei die zumindest zwei Beleuchtungselemente eine zylinderähnliche Form jeweils mit einer Längsachse (1) aufweisen und die Längsachsen (1) parallel zueinander angeordnet sind.
31. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis
30, bei der die Haltevorrichtung (60) eine Metallschiene um¬ fasst .
32. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis
31, bei der die Haltevorrichtung (60) weiterhin zumindest einen Kühlkörper aufweist.
33. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis
32, weiterhin umfassend eine Reflektoreinrichtung (401), wobei die Reflektoreinrichtung (401) so angeordnet ist, dass das von der zumindest einen Beleuchtungseinrichtung im Betrieb emittierte Licht in eine Richtung (404) abgestrahlt wird.
34. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis
33, weiterhin umfassend eine Streuvorrichtung (403) angeord¬ net im Strahlengang der zumindest einen Beleuchtungseinrichtung.
35. Bildschirm, umfassend
- eine Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 34, und
- eine aktive Matrix (700), wobei die aktive Matrix im Strah¬ lengang der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist und eine Mehrzahl von Bildpunkten (701) aufweist.
36. Bildschirm nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Ausnehmung (201) des ersten Trennelements (21), die Ausnehmung
(202) des zweiten Trennelements (22), die erste Elektrode (31) und die zweite Elektrode (32) exzentrisch angeordnet und der aktiven Matrix (700) zugewandt sind.
PCT/EP2007/057011 2006-07-17 2007-07-10 Beleuchtungselement mit trennelementen im entladungsraum und/oder exzentrischen elektroden, und beleuchtungsvorrichtung mit dem beleuchtungselement WO2008009584A2 (de)

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