Genauer handelt es sich um eine flache Beleuchtungsvorrichtung, bei der das Licht mindestens einer Lichtquelle in eine Lichtleiterplatte eingekoppelt wird, beispielsweise durch mindestens eine Schmalseite ("Kante","Edge") der Lichtleiterplatte hindurch (sogenannte"Edge-Light Technik"). Mittels Reflexion, beispielsweise an geeigneten Strukturen auf der Unterseite der Lichtleiterplatte, tritt dieses Licht über die gesamte Frontseite der Lichtleiter- platte hindurch nach außen und wirkt so als flache, entsprechend den Ab- messungen der Lichtleiterplatte ausgedehnte Lichtquelle.

Derartige Beleuchtungsvorrichtungen dienen beispielsweise zur Hinter- leuchtung von Anzeigen, insbesondere von Flüssigkristallanzeigen (LCD = Liquid Crystal Display) aber auch großflächigen Werbetafeln. Flüs- sigkristallanzeigen finden vielfältige Verwendungen, beispielsweise in Leit- warten, Cockpits von Flugzeugen und zunehmend auch Kfz, in der Unter- haltungselektronik und als Bildschirme für Personalcomputer (PC).

Stand der Technik Aus der US 5 408 388 ist bereits eine derartige Beleuchtungsvorrichtung be- kannt. An zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten der Lichtleiter- platte ist jeweils eine stabförmige Leuchtstofflampe parallel zu der korre- spondierenden nächstbenachbarten Schmalseite angeordnet. Um die Leucht- dichte zu erhöhen sowie die Gleichmäßigkeit zu verbessern, sind an der Rückseite der Lichtleiterplatte reflektierende und an der Frontseite der Lichtleiterplatte diffus streuende Strukturen angeordnet.

In einigen Fällen, beispielsweise in abgedunkelten Räumen sowie in Kfz, Flugzeugen o. a. bei Nacht, ist es erforderlich, die Leuchtdichte der Anzeige und folglich der Beleuchtungsvorrichtung abzusenken, d. h. zu"dimmen".

Nachteilig beim Stand der Technik ist, daß eine u. U. erforderliche starke Ab- senkung der Leuchtdichte nur mit Hilfe einer entsprechenden Absenkung der in die Lichtquellen eingekoppelten elektrischen Leistung nicht realisier- bar ist, da sich dabei entweder die Farbtemperatur des Lichtes zu stark än- dert oder aber die Entladung inhomogen wird bzw. der Betrieb der Licht- quelle instabil wird oder die Lichtquelle sogar abrupt ganz verlischt.

Darstellung der Erfindung Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flache Beleuchtungsvor- richtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die die erwähnten Nachteile vermeidet und eine verbesserte Dimmbarkeit ermög- licht.

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

Weiterhin betrifft die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Verfah- rensanspruch.

Erfindungsgemäß ist eine erste Lichtquelle benachbart zu der Lichtleiter- platte der flachen Beleuchtungsvorrichtung angeordnet, und eine zweite Lichtquelle ist bezüglich der Lichtleiterplatte hinter der ersten Lichtquelle angeordnet.

Mit der Formulierung"... bezüglich der Lichtleiterplatte hinter der ersten Lichtquelle angeordnet"ist keineswegs gemeint, daß die Lichtquellen und die Lichtleiterplatte notwendigerweise in einer gemeinsamen Ebene ange- ordnet sein müßten. Vielmehr können die Lampen auch gegeneinander und gegenüber der Lichtleiterplatte versetzt sein. Ausschlaggebend für die vor- teilhafte Wirkung der Erfindung ist lediglich, daß zumindest ein Teil des von der zweiten Lichtquelle emittierten Lichts durch die erste Lichtquelle hin- durch in die Lichtleiterplatte gelangt. Gegebenenfalls ist auch ein zusätzli- ches an sich bekanntes optisches System, welches das Licht entsprechend durch die einzelnen Komponenten der Beleuchtungsvorrichtung führt, er- forderlich oder zumindest hilfreich. Der Begriff"hinter"-oder umgekehrt betrachtet das Pendant"vor"-ist in diesem Kontext also auf den Weg zu beziehen, den die Lichtstrahlen der zweiten Lichtquelle durch die erste Lichtquelle hindurch in die Lichtleiterplatte hinein zurücklegen.

Für den extremen Dimmbetrieb ist nun vorgesehen, die erste Lichtquelle auszuschalten und nur die zweite Lichtquelle eingeschaltet zu lassen bzw. gegebenenfalls erst einzuschalten. Für das in die Lichtleiterplatte, beispiels- weise durch eine ihrer Schmalseiten hindurch, einkoppelnde Licht der zweiten Lichtquelle wirkt die erste Lichtquelle als Streukörper und/oder Absorber und verringert so den Anteil des tatsächlich eingekoppelten Licht- stroms und folglich die Leuchtdichte der Lichtleiterplatte.

Als Lichtquellen eignen sich prinzipiell alle länglichen elektrischen Lampen, insbesondere längliche Leuchtstofflampen, beispielsweise zwei stabförmige Leuchtstofflampen, die parallel zueinander orientiert sind oder auch eine einzige Leuchtstofflampe mit zwei voneinander unabhängig betreibbaren Leuchtteilen, z. B. die beiden Schenkel einer U-förmigen Leuchtstofflampe mit für jeden Schenkel unabhängig schaltbaren Elektroden.

Die getrennte Schaltbarkeit läßt sich besonders einfach mit dielektrisch be- hinderten Elektroden, insbesondere außerhalb des Entladungsgefäßes der Leuchtstofflampe angeordneten Elektroden, realisieren.

Diese Art von Lampen enthalten in ihrem Entladungsgefäß üblicherweise ein Edelgas, z. B. Xenon, als Entladungsmedium. Durch die dielektrisch behin- derte Entladung entstehen Excimere, z. B. Xe2*, welche elektromagnetische Strahlung, insbesondere W/VUV-Strahlung, erzeugen, die gegebenenfalls mittels Leuchtstoff (e) in sichtbares Licht transformiert wird. Für weitere De- tails hierzu wird auf die Ausführungsbeispiele verwiesen.

Die erste Lichtquelle ist vorzugsweise mit einer ersten Apertur versehen, die im einfachsten Fall, d. h. ohne die Verwendung zusätzlicher optischer Ele- mente, der Lichtleiterplatte zugewandt ist. Mit Hilfe der Apertur und gege- benenfalls weiterer optischer Elemente wird das Licht gezielt in Richtung zur Lichtleiterplatte abgestrahlt. Im Normalbetrieb läßt sich so eine verbesserte Effizienz erzielen.

Im Falle der Verwendung einer Leuchtstofflampe kann die Apertur im ein- fachsten Fall dadurch realisiert sein, daß dort partiell entweder der Leucht- stoff vollständig ausgespart ist oder zumindest eine dünnere Schicht als im übrigen Teil der Wandung der Lampe aufgebracht ist.

Das Maß der Absenkung der Leuchtdichte durch die Streu-und/oder Ab- sorptionswirkung der ersten Lichtquelle läßt sich durch die Breite einer

zweiten Apertur beeinflussen, die längs der ersten Lichtquelle angeordnet ist und der zweiten Lichtquelle zugewandt ist. Das Licht der zweiten Licht- quelle gelangt dann nämlich bevorzugt durch diese zweite Apertur in die erste Lichtquelle hinein und von dort weiter zur Lichtleiterplatte. Die zweite Apertur wirkt so quasi als schlitzförmige Blende für das von der zweiten Lichtquelle in die erste Lichtquelle einkoppelnde Licht. Mit Hilfe einer ent- sprechend schmalen Apertur in der ersten Lichtquelle läßt sich so auch mit einer zweiten Lichtquelle, die bei voller elektrischer Leistungseinkoppelung betrieben wird, eine im Prinzip beliebig kleine Leuchtdichte der Lichtleiter- platte erzielen.

Typischerweise ist die zweite Apertur schmäler als die erste Apertur. Da- durch wird einerseits eine starke Streuung, d. h. deutliche Dimmung, und anderseits eine hohe Effizienz der ersten Lampe im ungedimmten Zustand erzielt.

Außerdem kann die Wandung der Lampe auch eine Schicht zur Reflexion von sichtbarem Licht aufweisen, wobei die vorgenannten Aperturen von die- ser Reflexionsschicht ausgespart oder aber in diesen Bereichen zumindest ausreichend dünn sind.

Für den Betrieb, einschließlich des Dimmbetriebs der flachen Beleuchtungs- vorrichtung werden erfindungsgemäß folgende Verfahrensschritte vorge- schlagen.

Für den Betrieb mit hoher Leuchtdichte der Lichtleiterplatte, im folgenden mit"Normalbetrieb"bezeichnet, wird zumindest die erste Lichtquelle einge- schaltet, optional zusätzlich die zweite Lichtquelle. In diesem Betriebszu- stand kann bereits eine gewisse Dimmung erzielt werden, indem die Lei- stungseinkoppelung in die erste Lichtquelle in an sich bekannter Weise ver- mindert wird, wobei dieser Art von Dimmung, wie bereits eingangs erwähnt

gewisse Grenzen gesetzt sind und deshalb hier nicht weiter problematisiert werden soll.

Für den Betrieb mit im Vergleich dazu niedriger oder gar deutlich niedriger Leuchtdichte der Lichtleiterplatte, im folgenden mit"Dimmbetrieb"bezeich- net, wird die erste Lichtquelle ausgeschaltet, während die zweite Lichtquelle eingeschaltet bleibt oder gegebenenfalls erst einschaltet wird.

Selbstverständlich sieht das erfindungsgemäße Verfahren auch die Möglich- keit vor, direkt im Dimmbetrieb zu starten, d. h. ausgehend von einem Zu- stand, in dem beide Lampen ausgeschaltet sind, gleich die zweite Lampe einzuschalten. In jedem Fall wird der in die Lichtleiterplatte einkoppelnde Lichtstrom der zweiten Lichtquelle durch die erste, ausgeschaltete Licht- quelle abgeschwächt, bzw. durch Streuung und/oder Absorption. Die Ab- schwächung bzw. Streuwirkung der ersten Lichtquelle und damit der tat- schlich eingekoppelte Lichtanteil und letztendlich die Leuchtdichte der Lichtleiterplatte läßt sich, wie bereits weiter oben erläutert, durch die kon- krete Ausgestaltung der ersten Lichtquelle, insbesondere mittels der zweiten Apertur beeinflussen.

In einer besonders einfachen Ausführung ist die zweite Lichtquelle eine kon- ventionelle stabförmige Leuchtstofflampe ohne Apertur. Die erste Licht- quelle ist vorzugsweise eine Apertur-Leuchtstofflampe.

Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, den Leuchtdichtebereich zwischen den beiden Zustanden"erste Lichtquelle ein"bzw."erste Lichtquelle aus"mit Hilfe einer variierbaren Wirkleistungseinkoppelung-gemäß der Lehre der WO-A-94/23442-, zumindest in die erste Lampe, abzudecken. Durch ge- zielte Wahl der Parameter"Pulsbreite"und"Pausendauer"für die in der WO-A-94/23442 beschriebenen gepulsten Wirkleistungseinkoppelung kann

der Lichtstrom sowohl der ersten als auch der zweiten Lichtquelle beeinflußt werden.

Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, daß mögliche Inhomogenitäten in der Leuchtdichteverteilung der zweiten Lichtquelle-wie sie beim Absenken der elektrischen Leistungseinkoppelung auftreten können, keine Rolle spie- len, da diese durch die Streuwirkung der ersten Lichtquelle weitgehend ho- mogenisiert werden.

Beschreibung der Zeichnungen Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen : Figur la eine flache Beleuchtungsvorrichtung, Figur 1b eine Schnittdarstellung der flachen Beleuchtungsvorrichtung aus Figur la, Figur 2 eine Variante einer flachen Beleuchtungsvorrichtung.

Die Figuren la, 1b zeigen in schematischer Draufsicht bzw. Schnittdarstel- lung längs der Linie AA eine erfindungsgemäße flache Beleuchtungsvor- richtung 1 für die Hinterleuchtung von Flüssigkristallanzeigen (nicht darge- stellt), bestehend aus einer Lichtleiterplatte 2, einer Doppel-Apertur- Leuchtstofflampe 3, einer zweiten Leuchtstofflampe 4 und zwei elektroni- schen Vorschaltgeräten 5,6 (im folgenden verkürzend jeweils mit"EVG" bezeichnet) für den Betrieb der beiden Lampen 3,4.

Die Lichtleiterplatte 2 besteht aus einem flachen Plexiglasquader der Dik- <BR> <BR> ke d = 10 mm, der Lange L= 27 cm sowie der Breite 2 = 20 cm. Eine erste 7 der

vier Schmalseiten der Lichtleiterplatte 2 wird im folgenden der Einfachheit halber als"Lichteintrittskante"bezeichnet.

Die Doppel-Apertur-Leuchtstofflampe 3 ist unmittelbar parallel zur Licht- eintrittskante 7 der Lichtleiterplatte 2 angeordnet. Die Lampe 3 besteht aus einem rohrförmigen Entladungsgefäß 8, zwei Elektroden 9,10 und einem funktionellen Schichtensystem. Das Schichtensystem besteht aus einer Refle- xionsschicht 11 aus Ti02 und einer Leuchtstoffschicht 12 aus einem Dreiban- denleuchtstoff. Der Dreibandenleuchtstoff besteht aus einer Mischung der Blaukomponente BaMgAll0Ol7 : Eu, der Grünkomponente LaP04 : Ce, Tb und der Rotkomponente (Y, Gd) BO3 : Eu. Die resultierenden Farbkoordinaten be- tragen x = 0,395 und y = 0,383, d. h. es wird weißes Licht erzeugt. Die Refle- xionsschicht 11 ist unmittelbar auf der Innenwandung des Entladungsgefä- ßes 8 aufgebracht, wobei eine erste Apertur 13 der Breite B = 8 mm und eine zweite Apertur 14 der Breite b = 1 mm ausgespart ist. Die Dimensionierung der jeweiligen Breiten B, b der beiden Aperturen 13,14 gewährleisten einer- seits eine effiziente Nutzung des von der Doppel-Apertur- Leuchtstofflampe 3 erzeugten Lichts für den Normalbetrieb und anderseits eine deutliche Abschwächung des von der zweiten Leuchtstofflampe 4 er- zeugten Lichts. Zu diesem Zweck ist die erste Apertur 13 der Lichtleiterplat- te 2 zugewandt, und die zweite Apertur 14 ist der hinter der Doppel- Apertur-Leuchtstofflampe 3 angeordneten zweiten Leuchtstofflampe 4 zu- gewandt. Die Leuchtstoffschicht 12 ist auf der Reflexionsschicht 11 bzw. im Bereich der Aperturen 13,14 direkt auf der Innenwandung des Entladungs- gefäßes8 aufgebracht. Der Außendurchmesser des aus Glas bestehenden Entladungsgefäßes 8 beträgt ca. 14 mm bei einer Wandstärke von ca. 0,5 mm Die Länge des an seinen beiden Ende mit einer aus dem Gefäßmaterial ge- formten Kuppel (15 bzw. nicht dargestellt) gasdicht verschlossen rohrförmi- gen Entladungsgefäßes 8 beträgt ca. 27 cm. Innerhalb des Entladungsgefä- ßes 8 befindet sich Xenon mit einem Fülldruck von ca. 17 kPa. Die beiden

Elektroden 9,10 sind als Metallstreifen ausgebildet, die auf der Innenwan- dung des Entladungsgefäßes 8 parallel zur Rohrlängsachse und zueinander diametral angeordnet sind. Auf diese Weise wird die bei einem rohrförmigen Entladungsgefäß maximal mögliche Schlagweite w für die Entladung ausge- nutzt und folglich ein entsprechend hoher Lichtstrom der Lampe erzielt (Er- läuterungen hierzu finden sich in der WO-A-94/23442). Beide Elektroden 9, 10 sind mit einer dielektrischen Schicht 16 aus Glaslot bedeckt. An einem Ende ist die Lampe mit einem Sockel 17 versehen. Der Sockel 17 weist zwei Anschlußstifte 18a, 18b auf, die mit den beiden Elektroden 9,10 verbunden sind.

Die Leuchtstofflampe4 ist-bezüglich der Lichtleiterplatte 2-hinter der Doppel-Apertur-Leuchtstofflampe 3 angeordnet. Gleichartige Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zur Doppel-Apertur- Leuchtstofflampe 3 sind hier die beiden länglichen Elektroden 19,20 auf der Außenwandung des Entladungsgefäßes 8 angebracht. Außerdem weist die Leuchtstofflampe 4 keine Reflexionsschicht und keine Apertur auf.

Die beiden EVG's sind über Zuleitungen 21a, 21b mit den korrespondieren- den Anschlußstiften 18a, 18b der beiden Lampen 3,4 verbunden und ermög- lichen den voneinander unabhängigen Betrieb mit durch Pausen voneinan- der getrennten Wirkleistungspulsen gemäß der bereits zitierten WO-A- 94/23442. Eine hierfür geeignete Schaltungsanordnung findet sich beispiels- weise in der EP-A-0 781078.

Im Normalbetrieb wird nur die Doppel-Apertur-Leuchtstofflampe 3 mittels des angeschlossenen ersten EVG's 5 betrieben. Daraus resultiert eine relativ hohe Leuchtdichte auf der Frontseite 22 der Lichtleiterplatte 2.

Im Dimmbetrieb wird die Doppel-Apertur-Leuchtstofflampe 3 aus-und die dahinter angeordnete zweite Leuchtstofflampe 4 mittels des EVG's 6 einge-

schaltet. Dadurch wirkt die Doppel-Apertur-Leuchtstofflampe 3 als Streu- körper für das von der Leuchtstofflampe 4 in die Lichtleiterplatte 2 einkop- pelnde Licht. Folglich ist die Leuchtdichte auf der Frontseite 22 der Lichtlei- terplatte 2 deutlich niedriger als im Normalbetrieb.

Die Figur 2 zeigt eine Variante der flachen Beleuchtungsvorrichtung aus Fi- gur la. Gleichartige Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu der Vorrichtung in Figur la sind die Doppel-Apertur- Leuchtstofflampe 3 und die Leuchtstofflampe 4 hier durch die beiden Schen- kel 23 bzw. 24 einer einzigen U-förmigen Leuchtstofflampe 25 realisiert. Auf der Außenwandung beider Schenkel 23,24 und parallel zu deren Längsach- sen sind jeweils zwei linienartige Elektroden 26a (26b nicht sichtbar) bzw.

27a (27b nicht sichtbar) paarweise diametral angeordnet. Die Leucht- stofflampe 25 weist an ihrem Ende einen Sockel 28 auf, der mit vier An- schlußstiften 29a, b und 30a, b für die jeweiligen Elektroden 26a, 26b bzw.

27a, 27b versehen ist. Die mittels des ersten Schenkels 23 gebildete erste Lichtquelle wird von dem ersten EVG 5, die mittels des zweiten Schenkels 24 gebildete zweite Lichtquelle wird von dem zweiten EVG 6 gespeist. Die Funktionsweise dieser Variante entspricht der unter Figur la, b beschriebe- nen.

Selbstverständlich läßt sich die vorgeschlagene Lehre auch auf mehr als eine "Lichteintrittskante"der Lichtleiterplatte anwenden, ohne daß die vorteil- hafte Wirkung der Erfindung verloren ginge. Vielmehr läßt sich mit Licht- einkoppelungen über zwei, drei oder gar vier, Lichteintrittskanten" sogar eine feiner gestufte Dimmung realisieren, allerdings mit einem entsprechen- den Mehraufwand an Lampen. Ebenso können die einzelnen Lampe so ge- bogen sein, beispielsweise L-oder U-förmig, daß sie entlang mehr als einer, nämlich zweier oder dreier"Kanten"verlaufen. Alle diese Varianten werden ausdrücklich mit beansprucht.