DE19718395C1 - Leuchtstofflampe und Verfahren zu ihrem Betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Leuchtstofflampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb dieser Leuchtstofflampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

Es handelt sich dabei um Leuchtstofflampen, bei denen entweder die Elek­ troden einer Polarität oder alle Elektroden, d. h. beiderlei Polarität, mittels einer dielektrischen Schicht von der Entladung getrennt sind (einseitig bzw. zweiseitig dielektrisch behinderte Entladung). Derartige Elektroden werden im folgenden auch verkürzend als "dielektrische Elektroden" bezeichnet.

Die dielektrische Schicht kann durch die Wandung des Entladungsgefäßes selbst gebildet sein, indem die Elektroden außerhalb des Entladungsgefäßes, etwa auf der Außenwandung, angeordnet sind. Ein Vorteil dieser Ausfüh­ rung mit äußeren Elektroden ist, daß keine gasdichten Stromdurchführun­ gen durch die Wandung des Entladungsgefäßes geführt werden müssen. Allerdings ist die Dicke der dielektrischen Schicht - ein wichtiger Parameter, der unter anderem die Zündspannung und die Brennspannung der Entla­ dung beeinflußt - im wesentlichen durch die Anforderungen an das Entla­ dungsgefäß, insbesondere dessen mechanische Festigkeit, festgelegt. Da die Höhe der erforderlichen Versorgungsspannung mit der Dicke der dielektri­ schen Schicht zunimmt, ergeben sich unter anderem folgende Nachteile. In erster Linie muß die für den Betrieb des Flachstrahlers vorgesehene Span­ nungsversorgung auf den höheren Spannungsbedarf ausgelegt werden. Dies ist in der Regel mit Mehrkosten und größeren Außenabmessungen verbun­ den. Außerdem sind höhere Sicherheitsvorkehrungen zum Berührungs­ schutz erforderlich. Schließlich können unerwünscht hohe elektromagneti­ sche Abstrahlungen problematisch werden.

Andererseits kann die dielektrische Schicht auch in Gestalt einer zumindest teilweisen Umhüllung oder Schicht mindestens einer innerhalb des Entla­ dungsgefäßes angeordneten Elektrode realisiert sein. Das hat den Vorteil, daß die Dicke der dielektrischen Schicht auf die Entladungseigenschaften hin optimiert werden kann. Allerdings erfordern innere Elektroden gasdich­ te Stromdurchführungen. Dadurch sind zusätzliche Fertigungsschritte erfor­ derlich, was die Herstellung in der Regel verteuert.

Des weiteren handelt es sich insbesondere um Leuchtstofflampen mit rohr­ förmigem, beidseitig verschlossenem Entladungsgefäß, dessen Innenwan­ dung zumindest teilweise mit einem Leuchtstoff beschichtet ist.

Derartige Lampen werden insbesondere in Geräten für die Büroautomation (OA = Office Automation), z. B. Farbkopierer und -scanner, für die Signalbe­ leuchtung, z. B. als Brems- und Richtungsanzeigelicht in Automobilen, für die Hilfs beleuchtung, z. B. der Innenbeleuchtung von Automobilen, sowie für die Hintergrundbeleuchtung von Anzeigen, z. B. Flüssigkristallanzeigen, als sogenannte "Edge Type Backlights" eingesetzt.

In diesen technischen Anwendungsfeldern sind sowohl besonders kurze Anlaufphasen, aber auch möglichst temperaturunabhängige Lichtströme erforderlich. Deshalb enthalten diese Lampen kein Quecksilber. Vielmehr sind diese Lampen üblicherweise mit Edelgas, vorzugsweise Xenon, bzw. Edelgasmischungen gefüllt.

Für die genannten Anwendungen ist sowohl eine hohe Leuchtdichte als auch eine über die Länge der Lampe gleichmäßige Leuchtdichte notwendig. Zur Erhöhung der Leuchtdichte werden die Lampen für den OA-Einsatz üblicherweise mit einer Apertur entlang der Längsachse versehen. Um die Leuchtdichte weiter zu steigern, genügt es nicht, die in bisherige Systeme eingekoppelte Leistung zu erhöhen, da die Belastung einer Lampe für einen dauerhaften und zuverlässigen Betrieb nicht beliebig gesteigert werden kann. Erschwerend kommt hinzu, daß bei den bisher in Kopiergeräten und Scannern eingesetzten Systemen die Effizienz der Entladung mit zunehmen­ der Leistungseinkopplung abnimmt.

Stand der Technik

In der Schrift DE-PS 10 08 406 ist eine Leuchtstofflampe mit zwei innerhalb eines Entladungsgefäßes angeordneten Elektroden offenbart. Außerdem weist die Lampe einen Zünddraht auf, der durch die Wandung in das Innere des Entladungsgefäßes führt. Auf diese Weise bildet der Zünddraht mit sei­ ner Durchführung und seiner äußeren Stromzuführung eine einzige gemein­ same Struktur. Allerdings dient der Zünddraht lediglich zur Zünderleichte­ rung, trägt also nicht selbst zur Unterhaltung der Entladung bei, d. h. an die Stromtragfähigkeit des Zünddrahtes werden keine hohen Anforderungen gestellt. Demzufolge beträgt der Durchmesser des Drahtes weniger als 20 µm.

Aus der Schrift US 5,117,160 ist bereits eine Edelgas-Entladungslampe für OA-Geräte bekannt. Auf der Außenfläche der Wand eines rohrförmigen Entladungsgefäßes sind zwei streifenförmige Elektroden entlang der Lam­ penlängsachse angeordnet. Die Lampe wird mit Wechselspannung bei einer bevorzugten Frequenz zwischen 20 kHz und 100 kHz betrieben. Im Betrieb wird die 147 nm Xenon-Linie angeregt. Nachteilig ist eine unter anderem aus Gründen des Berührungsschutzes erforderliche, nicht vollständig trans­ parente Schutzschicht, welche sowohl die Elektrodenstreifen als auch die restliche Lampenoberfläche bedeckt. Ohne diese Schutzschicht wären die abwechselnd auf Hochspannungspotential (z. B. ca. 1600 V) liegenden Elek­ troden nämlich frei zugänglich. Außerdem hat die Schutzschicht noch die Funktion, parasitäre Oberflächengleitentladungen zu unterbinden. Weitere Nachteilen resultieren aus den zum Betrieb mit Außenelektroden notwendi­ gen relativ hohen Brennspannungen. Damit verbunden sind zum einen nämlich unerwünscht hohe elektromagnetische Abstrahlungen. Zum ande­ ren muß ein elektronisches Vorschaltgerät auf die zum Betreiben der Lampe erforderlichen relativ hohen Brennspannungen ausgelegt sein, was seine Herstellung in der Regel verteuert. Schließlich ist die mit der verwendeten Betriebsweise erzielbare Nutzstrahlungseffizienz und folglich die resultie­ rende Leuchtdichte relativ gering.

Aus der US-PS 5,604,410 ist außerdem bekannt, daß sich die Effizienz von dielektrisch behinderten Entladungen mit Hilfe eines auf die speziellen Ver­ hältnisse (Schlagweite, Elektrodenkonfiguration, Elektrodengeometrie und Fülldruck) angepaßten Pulsbetriebes (gepulste, dielektrisch behinderte Ent­ ladung) gegenüber den mit Wechselspannung angeregten dielektrisch be­ hinderten Entladungen (siehe US-PS 5,117,160) deutlich steigern läßt.

Ferner ist in der US-PS 5,604,410 eine rohrförmige Entladungslampe mit kreisförmigem Querschnitt, mit einer streifenförmigen Außenelektrode und einer stabförmigen Innenelektrode offenbart. Die stabförmige Innenelektro­ de ist mit Hilfe zweier bügelförmiger Stromzuführungen azentrisch in der Nähe der Innenwandung und parallel zur Längsachse des Entla­ dungsgefäßes angeordnet. Die beiden Stromzuführungen sind über je eine Quetschung, die mittels Tellereinschmelzung mit dem Entladungsgefäß gasdicht verbunden ist, nach außen geführt. Die Außenelektrode ist diame­ tral gegenüberliegend auf der Außenwandung fixiert ist. Nachteilig sind die relativ aufwendige und folglich teuere Konstruktion für die Befestigung des metallischen Elektrodenstabs im Innern der Lampe sowie die beiden Quet­ schungen. Außerdem muß der metallische Innenelektrodenstab relativ dick ausgeführt sein, um die notwendige Steifigkeit zu gewährleisten. Andern­ falls besteht die Gefahr, daß der Innenelektrodenstab durchhängt und folg­ lich die Schlagweite entlang der Elektroden nicht ausreichend konstant ist. Ein gespannter Draht als Innenelektrode würde das Problem nicht lösen, da dieser sich während des Lampenbetriebs erwärmt und damit erst recht durchhängt. Aus diesen Gründen benötigt die genannte Lampe einen relativ großen Durchmesser, was aber einer Verwendung für bestimmte Zwecke, insbesondere für die Büroautomation und die Signalbeleuchtung bei Auto­ mobilen, entgegensteht.

Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu be­ seitigen und eine Leuchtstofflampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit verbesserter Leuchtdichte bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängi­ gen Ansprüchen.

Die Grundidee der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß einerseits die Schlagweite der gepulsten, dielektrisch behinderten Entladung für eine hohe elektrische Leistungseinkopplung möglichst groß sein soll. Andererseits soll die Anordnung sämtlicher Elektroden auf der Außenwandung des Entla­ dungsgefäßes und die damit verbundenen Nachteile vermieden werden. Außerdem ist für die gepulste, dielektrisch behinderte Entladung eine mög­ lichst konstante Schlagweite längs des Entladungsrohres anzustreben. Dies ist deshalb wichtig, um im Betrieb gleiche Zündbedingungen für alle Ein­ zelentladungen (siehe dazu US-PS 5,604,410) entlang der Elektroden zu ge­ währleisten. Dadurch ist nämlich sichergestellt, daß sich die Einzelentla­ dungen entlang der gesamten Elektrodenlänge aufgereiht ausbilden (ausreichende elektrische Eingangsleistung vorausgesetzt) und folglich eine Grundvoraussetzung zur Erzielung einer hohen und homogenen Leucht­ dichte der Lampe erfüllt ist.

Ein erfindungsgemäßer Weg zur Lösung dieser Problematik schlägt vor, mindestens eine oder auch alle Elektroden auf der Innenwandung des Ent­ ladungsgefäßes anzuordnen. Im folgenden wird eine derartige Elektrode verkürzend auch als "Innenwandungselektrode" bezeichnet. Durch dieses Konzept kann, je nach Positionierung der zugehörigen Gegenelektrode(n), bis zu maximal der gesamte Innendurchmesser als Schlagweite genutzt wer­ den. Ein Vorteil ist unter anderem die gute thermische Ankopplung der Elektroden über das Gefäßmaterial nach außen. Dadurch ist gewährleistet, daß sich die Innenwandelektroden auch im Dauerbetrieb nicht von der In­ nenwandung ablösen. Folglich bleibt die Schlagweite konstant.

Die Innenwandungselektrode ist als elektrisch leitfähiger, gegebenenfalls "linienartiger" Streifen ausgebildet und parallel zur Längsachse des rohr­ förmigen Entladungsgefäßes orientiert. Der Streifen kann z. B. in Form von flüssigem Leitsilber o. ä. auf die Innenwand aufgetragen werden. Anschlie­ ßend wird der Streifen verfestigt, z. B. durch Einbrennen. Die Innenwan­ dungselektrode ist zusätzlich auch als Durchführung inklusive äußerer Stromzuführung weitergebildet. Dazu ist das rohrförmige Entladungsgefäß zumindest an einem seiner beiden Enden mit einem Stopfen verschlossen, der mittels Lot, z. B. Glaslot, gasdicht mit der Innenwandung des Gefäßendes verbunden ist. Die Innenwandungselektrode ist durch das Lot hindurch gasdicht nach außen geführt, d. h. die Innenwandungselektrode geht im Breich des Lotes in eine Durchführung und außerhalb des Gefäßes schließ­ lich in eine äußere Stromzuführung über. Auf diese Weise sind Innenwan­ dungselektrode, deren zugehörige Durchführung und zugehörige äußere Stromzuführung als jeweils funktionell unterschiedliche Teilbereiche einer einzigen gemeinsamen, leiterbahnähnlichen Struktur ausgebildet. Diese Struktur stellt einen Schlüssel zur Realisierung der Innenwandungselektrode dar. Dieses Konzept läßt sich nämlich auf einfach Weise und mit relativ we­ nigen Komponenten realisieren und ist darüber hinaus gut automatisierbar.

Des weiteren sind erfindungsgemäß eine oder mehrere weitere Elektroden auf der Außenwandung oder ebenfalls auf der Innenwandung angeordnet sein. Außerdem weist zumindest ein Teil der Innenwandung eine Leucht­ stoffschicht auf. Für OA-Anwendungen bleibt lediglich eine streifenförmige Apertur unbeschichtet. Zusätzlich kann unterhalb der Leuchtstoffschicht eine oder mehrere Reflexionsschichten für sichtbares Licht, z. B. aus Al₂O₃ und/oder TiO₂, aufgebracht sein. Dadurch wird gegebenenfalls verhindert, daß ein Teil des von der Leuchtstoffschicht emittierten Lichts durch die Ge­ fäßwand transmittiert wird. Vielmehr wird das Licht durch Reflexion bzw. Mehrfachreflexion im wesentlichen auf die Apertur gelenkt und folglich dort die Leuchtdichte erhöht. Alternativ kann die Leuchtstoffschicht auch selbst zusätzlich als Reflexionsschicht mitbenutzt werden, indem die Leuchtstoff­ schicht ausreichend dick aufgebracht wird.

In einer ersten einfachen Ausführung weist die Leuchtstofflampe zwei Elek­ troden auf, wobei je eine streifenförmige Elektrode auf der Außen- bzw. In­ nenwandung angeordnet ist. Falls die Lampe für den Betrieb mit bipolaren Spannungspulsen vorgesehen ist, ist die Innenwandungselektrode zusätzli­ che vollständig mit einer dielektrischen Schicht bedeckt. Für den Betrieb mit unipolaren Spannungspulsen ist diese beidseitige dielektrische Behinderung nicht unbedingt erforderlich (siehe dazu US-PS 5,604,410). Um Berührungs­ sicherheit zu gewährleisten, ist im letzteren Fall die Innenwandungselektro­ de mit Hochspannungspotential verbunden.

In einer Variante sind beide Elektroden auf der Innenwandung des Entla­ dungsgefäßes angeordnet, wobei mindestens eine der beiden Elektroden vollständig mit einer dielektrischen Schicht bedeckt ist. Soll die Lampe mit bipolaren Spannungspulsen betrieben werden, sind beide Elektroden ent­ sprechend dielektrisch beschichtet.

Aufgrund der zwei Elektroden entsteht bei beiden Varianten im Betrieb je eine Entladungsebene, die sich innerhalb des Entladungsgefäßes zwischen beiden Elektroden erstreckt. In dieser Ebene sind eine Vielzahl von Ein­ zelentladungen nebeneinander entlang der Elektroden aufgereiht, die im Grenzfall in eine Art vorhangähnliche Entladungsform übergehen. Um die Leuchtdichte der Lampe zu erhöhen, können weitere Entladungsebenen in­ nerhalb des Entladungsgefäßes erzeugt werden. Dazu weist die Lampe drei oder mehr Elektroden auf. Mit drei Elektroden lassen sich bereits zwei Ent­ ladungsebenen erzeugen, die eine gemeinsame Elektrode haben. Bevorzugt ist dies bei unipolaren Spannungspulsen die (temporäre) Kathode und die beiden anderen Elektroden sind als Anoden geschaltet. Mit vier Elektroden lassen sich entweder zwei unabhängige Entladungsebenen oder aber drei Entladungsebenen mit einer gemeinsamen Elektrode realisieren, je nach dem, ob die vier Elektroden als zwei Kathoden und zwei Anoden oder aber als eine Kathode und drei Anoden geschaltet sind. Im Prinzip lassen sich auf diese Weise auch mehr als drei Entladungsebenen erzeugen. Allerdings sind der dazu notwendigen Anzahl von Elektrodenstreifen in der Praxis aus Platzgründen gewisse Grenzen gesetzt.

Falls die Lampe für OA-Anwendungen vorgesehen und folglich mit einer Apertur versehen ist, sind die Elektroden vorteilhaft so orientiert, daß im Querschnitt betrachtet die Mittelsenkrechten der jeweiligen Entladungsebe­ nen die Leuchtstoffschicht schneiden. Dadurch ist sichergestellt, daß das UV-(Ultraviolett)Abstrahlmaximum der Entladungsebene auf die Leucht­ stoffschicht fällt.

Das rohrförmige Entladungsgefäß kann gerade aber auch gebogen sein. Da die Entladungsrichtung im wesentlichen senkrecht zu Lampenlängsachse verläuft, können nahezu beliebige Formen realisiert werden, insbesondere auch kreisförmige, ohne daß die Entladung davon beeinträchtigt wird.

Innerhalb des Entladungsgefäßes befindet sich eine Gasfüllung, bestehend aus einem Edelgas, insbesondere Xenon, oder einem Edelgasgemisch.

Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1a einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Leuchtstofflampe mit Apertur und mit einer Außen- und einer Innenwandungselek­ trode,

Fig. 1b einen Querschnitt durch die Leuchtstofflampe aus Fig. 1a,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Leuchtstofflampe mit zwei Innen­ wandungselektroden,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Leuchtstofflampe mit einer Innen­ wandungs- und zwei Außenwandungselektroden,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Leuchtstofflampe mit vier Innenwan­ dungselektroden,

Fig. 5 ein Beleuchtungssystem mit Apertur-Leuchtstofflampe und Im­ pulsspannungsquelle,

Fig. 6 Meßkurven der Lampe aus Fig. 1 bzw. Fig. 3.

Die Fig. 1a und 1b zeigen den Längs- bzw. Querschnitt einer Apertur- Leuchtstofflampe 1 für OA-Anwendungen in schematischer Darstellung. Die Lampe 1 besteht im wesentlichen aus einem röhrförmigen Entladungsge­ fäß 2 mit kreisförmigem Querschnitt sowie einer ersten und einer zweiten streifenförmigen Elektrode 3, 4. Die Innenwandung des Entladungsgefäßes 2 weist mit Ausnahme einer rechteckigen Apertur 5 eine Leuchtstoffschicht 6 auf. Das Entladungsgefäß 2 ist an seinem ersten Ende mit einer aus dem Ge­ fäß geformten Kuppel 7 und an seinem zweiten Ende mittels Stopfen 8 gas­ dicht verschlossen. Der Stopfen 8 ist mittels Glaslot 9 gasdicht mit der In­ nenwandung des Gefäßendes verbunden. Innerhalb des Entladungsgefä­ ßes 2 befindet sich Xenon mit einem Fülldruck von 160 Torr.

Die erste, als Anode vorgesehene Elektrode 3 ist als Metallfolienstreifen aus­ gebildet, der auf der Außenwandung des Entladungsgefäßes 2 parallel zur Rohrlängsachse angeordnet ist. Die andere, als Kathode vorgesehene Elek­ trode 4 besteht aus einem diametral zur Anode angeordneten Leitsilberstrei­ fen, der in flüssigem Zustand mit Hilfe einer Kanüle auf die Innenwandung des Entladungsgefäßes 2 aufgetragen und anschließend eingebrannt wurde (Innenwandungselektrode). Die Kathode 4 ist in einem Durchführungsbe­ reich 10 zwischen dem Stopfen 8 und der Innenwandung des zweiten Endes des Entladungsgefäßes 2 hindurch gasdicht nach außen geführt und geht dort in eine äußere Stromzuführung 11 über. Das Glaslot 9 ermöglicht in diesem Durchführungsbereich 10 die gasdichte Durchführung der Katho­ de 4.

Die jeweilige Breite des Anoden- und Kathodenstreifens beträgt 0,9 mm bzw. 0,8 mm. Der Außendurchmesser des aus Glas bestehenden rohrförmi­ gen Entladungsgefäßes 2 beträgt ca. 9 mm bei einer Wandstärke von ca. 0,5 mm. Die Breite und die Länge der Apertur 5 betragen ca. 6,5 mm bzw. 255 mm. Bei der Leuchtstoffschicht 6 handelt es sich um einen Dreibandenleuchtstoff. Er besteht aus einer Mischung der Blaukomponente BaMgAl₁₀O₁₇:Eu, der Grünkomponente LaPO₄:Ce,Tb und der Rotkomponente (Y,Gd)BO₃:Eu. Die resultierenden Farbkoordinaten betragen x = 0,395 und y = 0,383, d. h. es wird weißes Licht erzeugt.

In den Fig. 2 bis 5 sind weitere Querschnitte einer erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe, ähnlich wie der in Fig. 1a gezeigten Lampe, mit und oh­ ne Apertur schematisch dargestellt. Sie unterscheiden sich untereinander im wesentlichen durch die Elektrodenkonfiguration. Dabei sind gleiche Merk­ male mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Die Lampe in Fig. 2 weist eine erste und eine zweite Innenwandungselek­ trode 12, 4 auf. Da sich beide Elektroden innerhalb des Entladungsgefäßes 2 befinden, ist die erste Elektrode 12 mit einer dielektrischen Schicht 13 be­ deckt (einseitig dielektrisch behinderte Entladung). Diese ist im unipolar gepulsten Betrieb gemäß der US-PS 5,604,410 als Anode vorgesehen.

Die Lampe in Fig. 3 weist zwei Außenwandungselektroden 3a, 3b und eine Innenwandungselektrode 4 auf. Die Außenwandungselektroden 3a, 3b sind als Anoden und die Innenwandungselektrode 4 ist als Kathode vorgesehen. Folglich bilden sich im gepulsten Betrieb gemäß der US-PS 5,604,410 zwei Ebenen mit einseitig dielektrisch behinderten Einzelentladungen aus (nicht dargestellt). Eine erste Entladungsebene erstreckt sich zwischen dem Katho­ denstreifen 4 und dem ersten Anodenstreifen 3a. Die andere Entla­ dungsebene erstreckt sich zwischen dem Kathodenstreifen 4 und dem zwei­ ten Anodenstreifen 3b. Die Elektroden 3a, 3b, 4 sind im Querschnitt betrachtet an den Eckpunkten eines gedachten gleichschenkeligen Dreiecks angeord­ net.

Die Lampe in Fig. 4 weist vier Innenwandungselektroden 14a-14d auf. Jede der Innenwandungselektroden 14a-14d ist mit einer dielektrischen Schicht 15a-15d bedeckt. Eine erste 14a der vier Elektroden 14a-14d ist für eine erste Polarität einer Versorgungsspannung vorgesehen, während die drei anderen Elektroden 14b-14d für die zweite Polarität vorgesehen sind. Im gepulsten Betrieb bilden sich somit insgesamt drei Entladungsebenen aus und zwar jeweils zwischen der ersten Elektrode 14a und je einer der drei restlichen Elektroden 14b-14d. Da es sich hier um eine beidseitig dielektrisch behinderte Entladung handelt, ist nicht nur der Betrieb mit unipolaren Spannungspulsen sondern ebenso mit bipolaren Spannungspulsen möglich. Die Innenwandung des Entladungsgefäßes 2 ist mit Ausnahme der Aper­ tur 5 mit einer Reflexionsdoppelschicht 16 aus Al₂O₃ und TiO₂ versehen. Auf der Reflexionsdoppelschicht 16 ist eine Leuchtstoffschicht 6 aufgebracht. Die Reflexionsdoppelschicht 16 reflektiert das von der Leuchtstoffschicht 6 er­ zeugte Licht. Auf diese Weise wird die Leuchtdichte der Apertur 5 erhöht.

Die Fig. 6 zeigt ein Beleuchtungssystem für OA-Vorrichtungen. Die Aper­ tur-Leuchtleuchtstofflampe 1 aus Fig. 1 weist die Lampe 1 an ihrem zwei­ ten Ende zusätzlich einen Sockel 18 auf. Der Sockel 18 besteht im wesentli­ chen aus einem Sockeltopf 19 sowie zwei Anschlußstiften 20a, 20b. Der Soc­ keltopf 18 dient primär der Aufnahme der Lampe 1. Außerdem sind im In­ nern des Sockeltopfes 18 die Außenwandungselektrode 3 und die Innen­ wandungselektrode 4 bzw. der äußere Stromzuführungsabschnitt 11 (vgl. Fig. 1) mit den beiden Anschlußstiften 20a, 20b verbunden (nicht darge­ stellt). Die Anschlußstifte 20a, 20b sind ihrerseits über elektrische Leitun­ gen 21a, 21b mit den beiden Polen 22a bzw. 22b einer Impulsspannungsquel­ le 23 verbunden.

Die Impulsspannungsquelle 23 liefert eine Folge von unipolaren Span­ nungspulsen mit einer Wiederholfrequenz von 66 kHz. Die Pulsdauer be­ trägt jeweils ca. 1,1 µs.

In der Fig. 7 ist die durch die Apertur gemessene Leuchtdichte L in cd/m² als Funktion der zeitlich gemittelten elektrischen Leistung P in W dargestellt. Die Meßkurve 24 bezieht sich auf ein Beleuchtungssystem gemäß Fig. 6 mit den dort spezifizierten Betriebsparametern. Wie zu erkennen ist, werden bei einer Leistung von knapp 20 W ca. 40.000 cd/m² erzielt. Eine vergleichbare konventionelle Lampe gemäß der Lehre der US-PS 5,117,160 liefert hingegen bei der gleichen elektrischen Leistung lediglich 20.000 cd/m². Die erfin­ dungsgemäße Lampe erzeugt folglich bei gleicher elektrischer Leistung die doppelte Leuchtdichte; das entspricht einer Steigerung gegenüber dem Stand der Technik um 100%.

Die Meßkurve 25 ergibt sich durch Ersetzen der Lampe gemäß Fig. 1 durch die Lampe gemäß Fig. 3, d. h. einer Lampe mit zwei statt nur einem An­ odenstreifen. Im Betrieb entstehen somit zwei Entladungsebenen (siehe auch Beschreibung zu Fig. 3). Wie zu erkennen ist, werden ab einer elektrischen Leistung von ca. 10 W noch höhere Leuchtdichten als bei der Meßkurve 24 erzielt. Bei einer Leistung von 20 W werden schließlich knapp 50.000 cd/m² erzielt. Das entspricht der 2,5-fachen Leuchtdichte gegenüber dem Stand der Technik oder einer Steigerung um 150%.

Claims (10)

1. Leuchtstofflampe (1) mit einem zumindest teilweise transparenten und mit einer Gasfüllung gefüllten geschlossenen, rohrförmigen Entla­ dungsgefäß (2) aus elektrisch nichtleitendem Material, welches Entla­ dungsgefäß (2) auf seiner Innenwandung zumindest teilweise eine Schicht eines Leuchtstoffes oder Leuchtstoffgemisches (6) aufweist, und mit länglichen, parallel zur Längsachse des rohrförmigen Entladungs­ gefäßes (2) angeordneten Elektroden (3; 4; 12; 14a-14d), wobei zumin­ dest die Elektrode(n) einer Polarität durch ein Dielektrikum (2; 13; 15a- 15d) vom Innern des Entladungsgefäßes getrennt ist (sind), dadurch gekennzeichnet, daß min­ destens eine Elektrode (4; 12; 14a-14d) auf der Innenwandung des Ent­ ladungsgefäßes (2) angeordnet ist und die mindestens eine Innenwandungselektrode (4; 12; 14a-14d) zusätzlich als Durchführung (10) und diese wiederum als äußere Stromzufüh­ rung (11) weitergebildet ist, d. h. daß jede Innenwandungselektrode (4), deren zugehörige Durchführung (10) und zugehörige äußere Stromzu­ führung (11) als jeweils funktionell unterschiedliche Teilbereiche einer einzigen gemeinsamen leiterbahnähnlichen Struktur (4, 10, 11) ausge­ bildet sind.

2. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Entladungsgefäß (2) an einem oder an beiden Enden mit einem Stopfen (8) und mittels Lot (9) gasdicht verschlossen ist, wobei die mindestens eine Innenwandungselektrode (4) durch das Lot (9) hindurch gasdicht nach außen geführt ist, d. h., daß die Innenwandung­ selektrode (4) im Bereich des Lotes (9) in die Durchführung (10) und außerhalb des Gefäßes (2) schließlich in die äußere Stromzufüh­ rung (11) übergeht.

3. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandungselektrode(n) (12; 14a-14d) zusätzlich (jeweils) mit einer dielektrischen Schicht (13; 15a-15d) bedeckt ist (sind).

4. Leuchtstofflampe nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Elektroden der einen Polarität (4; 14a; 16) verschieden von der Anzahl der Elektroden der anderen Polarität (3a, 3b; 14b-14d) ist.

5. Leuchtstofflampe nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des Entla­ dungsgefäßes (2) eine Apertur (5) aufweist, die von der Leuchtstoff­ schicht (6) und gegebenenfalls einer Reflexionsschicht (16) ausgenom­ men ist.

6. Leuchtstofflampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden asymmetrisch bezüglich der Apertur (5) angeordnet sind.

7. Leuchtstofflampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß min­ destens ein Elektrodenpaar unterschiedlicher Polarität (3, 5; 4, 12; 3a, 4; 14a, 14d) derart angeordnet ist, daß im Querschnitt betrachtet die Mit­ telsenkrechte auf der Verbindungslinie eines Elektrodenpaares (3, 5; 4, 12; 3a, 4; 14a, 14d) die Leuchtstoffschicht (6) schneidet, d. h. die Innen­ wandung außerhalb der Apertur (5) trifft.

8. Leuchtstofflampe nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Elektroden weni­ ger als 2 mm, insbesondere weniger als 1 mm beträgt.

9. Verfahren zum Betrieb einer Leuchtstoffampe nach einem oder mehre­ rem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstofflampe mit einer Impulsspannungsquelle verbunden wird, die durch Pausen voneinander getrennte Spannungspulse liefert.

10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch folgende Betrieb­ sparameter:

• 1. Wiederholfrequenz der Spannungspulse größer 60 kHz
• 2. Pulsdauer der Spannungspulse kleiner 2 µs.