Im Rahmen einer Industriekooperation wird an der Entwicklung und Verbesserung einer großflächigen Flachlampe gearbeitet. Die Strahlungserzeugung basiert auf dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung (DBE), welche besondere Anforderungen an das Betriebsgerät stellt, da gepulste Hochspannungen im Bereich von einigen kV innerhalb von Zeiten im Mikrosekundenbereich erzeugt werden müssen.
Forschung und Entwicklung von Flachlampen auf dem Prinzip der DBE inklusive Betriebsgerät
| Ansprechpartner: | Dipl.-Ing. Mark Paravia | ||
|---|---|---|---|
| Projektgruppe: | Licht- und Plasmatechnologien | ||
| Förderung: | Auftragsentwicklung für Saint Gobain Glass France | ||
Die dielektrisch behinderte Xe-Excimerentladung stellt eine Möglichkeit zur effizienten und flächigen Lichterzeugung dar. Gleichzeitig bietet die dielektrisch behinderte Entladung (DBE) in Xenon den Vorteil der Quecksilberfreiheit, hoher Lebensdauer (50.000 h) und geringer Temperaturabhängigkeit. Mindestens ein Dielektrikum trennt den Gasraum von den Elektroden. Dabei fällt die Feldstärke durch Aufbau eines Gegenfeldes nach dem Durchbruch der Entladung wieder ab und die Entladung erlischt selbstständig.
Obwohl Werner von Siemens die Dielektrisch Behinderte Entladung bereits 1857 entdeckte, werden derartige Entladungen erst in den letzten beiden Jahrzehnten z.B. als VUV-Strahler zur Oberflächenbehandlung oder zur Ozongewinnung eingesetzt. Durch die Konversion der VUV-Strahlung mit Hilfe eines Leuchtstoffes wird zum Beispiel in Plasma Display Panels oder in Hintergrundbeleuchtungen für LCDs sichtbares Licht mit DBEs erzeugt. Die Möglichkeiten eines flachen Aufbaus und der beliebigen Wahl der Lampengeometrie legen die Nutzung der DBE für aktiv leuchtende Werbeeinrichtungen nahe. Für die Allgemeinbeleuchtung wurde vom Glashersteller Saint Gobain Glass France eine Lampe basierend auf der Dielektrisch Behinderten Entladung in Xe/Ne vorgestellt.
Für eine weitere Optimierung werden Betriebsgeräte, die eine hochfrequente, gepulste Hochspannung im Bereich einiger kV zur Verfügung stellen, entwickelt. Ziel dieser Arbeit ist es, einen homogenen und effizienten Betrieb zu ermöglichen. Den Schwerpunkt bilden Untersuchungen der Pulsanregung auf das Entladungsverhalten. Hierfür werden innere Größen der DBE wie Plasmastrom und Plasmaspannung, erfasst und der Einfluss der Pulsform untersucht. Durch die Auswertung von Kurzzeitaufnahmen kann das Entladungsverhalten charakterisiert und eine Effizienzsteigerung durch Anpassung der Füllung und Anregungsform erreicht werden.
Bild 4.2 Quecksilberfreie Flachlampe auf dem Prinzip der DBE mit einer Größe von 60 cm x60 cm und einer leuchtenden Fläche von 0,2 m²
