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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Entladungslampe,
insbesondere einer Flachlampe.
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Stand der Technik
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Flachlampen,
welche als Entladungslampen ausgebildet sind, sind von der Anmelderin
bekannt und werden beispielsweise als Planon® bezeichnet.
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Darüber
hinaus ist aus der
US
2006/0043857 A1 eine Hg-haltige Entladungslampe in Form
einer Flachlampe bekannt. Die Flachlampe umfasst ein plattenartiges
Oberteil und ein plattenartiges Unterteil, welche miteinander verbunden
werden. An den einander zugewandten Oberflächen dieser
beiden Teile ist jeweils eine Leuchtstoffschicht ausgebildet. Beide
Teile können als im Wesentlichen ebene Platten ausgebildet
sein. Insbesondere das Oberteil kann jedoch auch als plattenartiges
Teil ausgebildet sein, welches im Querschnitt eine Wellenform aufweist. Durch
diese Ausgestaltung können beim Zusammenfügen
mehrere parallel zueinander angeordnete Entladungsräume
in Form von Kanälen ausgebildet werden. An den Rändern
werden das Oberteil und das Unterteil miteinander verbunden, indem
ein Einschmelzmaterial bzw. Glaslot (ein so genanntes "frit") eingebracht
wird. Dieses Einschmelzmaterial erstreckt sich an den von Leuchtstoff
befreiten Randbereichen des Oberteils und des Unterteils vollständig bis
zur Außenseite, so dass das Oberteil und das Unterteil
nicht unmittelbar miteinander verbunden sind, sondern dieses Einschmelzmaterial
dazwischen liegt. Nach dem Verschmelzen der beiden plattenartigen
Teile sind die kanalartigen Entladungsräume vakuumtechnisch
quasi getrennt zueinander angeordnet und ein nachfolgendes Pumpen
muss praktisch im Bereich der aneinander anliegenden Bereiche der
plattenartigen Teile durch die Leuchtstoffschichten hindurch erfolgen.
Dadurch dauert das Pumpen über den einen Pumpstängel
sehr lange.
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Beim
Herstellungsprozess derartiger Flachlampen besteht ein wesentliches
Problem des Weiteren darin, dass die separaten Oberteile und Unterteile
nach dem Entbinden der Leuchtstoffschicht nochmals Bedingungen ausgesetzt
werden, in welchen sich Verunreinigungen, insbesondere Wasser, an
der Leuchtstoffschicht anlagern können, die im nachträglichen
erwähnten Pumpprozess aufwändig und sehr zeitraubend
wieder entfernt werden müssen.
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Darstellung der Erfindung
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen,
mit dem eine Entladungslampe, insbesondere eine Flachlampe, so hergestellt
werden kann, dass ihre Funktionalität verbessert werden
kann. Insbesondere der Pumpprozess soll verkürzt werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch
1 aufweist, gelöst.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein plattenartiges
Oberteil und ein plattenartiges Unterteil bereitgestellt. Zumindest
ein Teilbereich des Oberteils und/oder ein Teilbereich des Unterteils
wird aus einem lichtdurch lässigen Material ausgebildet. Bevorzugterweise
werden sowohl das Oberteil als auch das Unterteil aus einem Glasmaterial
oder einem glasartigen Material ausgebildet. Auf eine Oberfläche
des Oberteils und/oder auf eine Oberfläche des Unterteils
wird dann eine Leuchtstoffschicht zumindest bereichsweise aufgebracht.
Das Oberteil und das Unterteil werden dann beabstandet zueinander
angeordnet und zwischen die beiden Teile wird eine Mehrzahl von
Abstandselementen angeordnet. Insbesondere kann vorgesehen sein,
dass bei eckig ausgebildeten plattenartigen Teilen an den Eckpunkten
Abstandselemente angeordnet werden. Die beiden Teile werden so zueinander
positioniert, dass die Leuchtstoffschicht dem anderen Teil zugewandt
ist oder dann, wenn sowohl auf dem Oberteil als auch auf dem Unteil
eine Leuchtstoffschicht angebracht ist, diese einander zugewandt
sind.
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Zum
Entfernen von Wassereinlagerungen und Wasseranlagerungen in bzw.
auf der Leuchtstoffschicht wird im Nachfolgenden ein Gasstrom erzeugt,
welcher zwischen dem Oberteil und dem Unterteil in Richtung der
Erstreckung eines Entladungsraums bzw. Entladungskanals hindurchströmt.
Insbesondere strömt dieser Gasstrom an der Leuchtstoffschicht
bzw. den Leuchtstoffschichten vorbei, wodurch diese Wassereinlagerungen
und Wasseranlagerungen entfernt werden können. Durch Erzeugen einer
glaslotfreien, gasdichten direkten Verbindung am umlaufenden Rand
des Oberteils und des Unterteils werden diese beiden Teile miteinander
verbunden. Durch diese Vorgehensweise kann eine Entladungslampe,
insbesondere eine Flachlampe, gefertigt werden, welche im Vergleich
zu Flachlampen aus dem Stand der Technik eine höhere Lichtausbeute aufweist.
Darüber hinaus kann auch erreicht werden, dass die Zündspannung
abgesenkt werden kann und eine bessere Dimmbarkeit ermöglicht
wird. Insbesondere können funktionsmindernde Verunreinigungen, welche
sich im Fertigungsprozess in den Leuchtstoffschichten angesammelt
haben, effektiv und effizient und dennoch sehr aufwandsarm entfernt
werden.
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Das
Unterteil kann zwischen dem Glas und dem Leuchtstoff auch eine Reflektorschicht,
beispielsweise Aluminiumoxid, aufweisen.
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Die
beiden plattenartigen Oberteile können beide im Wesentlichen
eben ausgebildet sein. Die geometrische Formgebung kann eckig, beispielsweise
viereckig ausgebildet werden. Neben einer im Wesentlichen ebenen
Ausbildung des Oberteils und des Unterteils kann auch vorgesehen
sein, dass insbesondere das Oberteil plattenartig ausgebildet ist
und im Querschnitt wellenartig strukturiert ist. Prinzipiell können
somit das Oberteil und das Unterteil auch Formgebungen aufweisen,
wie sie in den Ausführungen im Stand der Technik gemäß
US 2006/0043857 A1 dargestellt
sind. Insbesondere in den dortigen Querschnittdarstellungen gemäß
2 und
6 sind diesbezüglich
sowohl ebene als auch gewellte Ausführungen dargestellt.
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Zwischen
dem Oberteil und dem Unterteil wird bevorzugterweise zumindest ein
Entladungsraum ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine
Mehrzahl von Entladungsräumen zwischen dem Oberteil und
dem Unterteil ausgebildet wird. Bei einer Mehrzahl von Entladungsräumen
werden diese bevorzugt parallel zueinander ausgebildet und erstrecken
sich somit kanalartig nebeneinander. Dies kann insbesondere durch
eine wellenförmige plattenartige Ausgestaltung des Oberteils
gewährleistet werden.
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Bevorzugt
wird der erzeugte Gasstrom so gerichtet, dass er durch die Entladungsräume
strömt. Durch diese Ausführung kann besonders
effektiv das Entfernen von Wassereinlagerungen und Wasseranlagerungen
erreicht werden. Die Anordnung aus dem Oberteil und dem Unterteil
mit den bereits angeordneten Abstandselementen wird vorzugsweise
vor dem Erzeugen des Gasstroms in eine Vorrichtung eingebracht,
in der dann auch nachfolgend die gasdichte Verbindung am umlaufenden
Rand des Oberteils und des Unterteils erzeugt wird. Insbesondere
ist diese Vorrichtung als Ofen ausgebildet. Durch diese Vorgehensweise
kann erreicht werden, dass in dieser Vorrichtung zwei wesentliche
Schritte durchgeführt werden. Zum einen das Erzeugen des
Gasstroms zum Entfernen der Wassereinlagerungen und Wasseranlagerungen
und andererseits auch das Erzeugen der gasdichten Verbindung. Ein
nochmaliges Herausnehmen und Einführen in eine weitere
Vorrichtung dieser Zwischenkonstruktion, nachdem eine ausreichende
Spülung mit dem Gasstrom durchgeführt wurde, ist
daher nicht mehr erforderlich. Die Fertigung kann damit schneller
und aufwandsärmer durchgeführt werden. Darüber
hinaus kann durch diese Vorgehensweise auch erreicht werden, dass nicht
nochmals Wasser eingelagert wird.
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Darüber
hinaus kann durch diese Vorgehensweise auch gewährleistet
werden, dass die Erzeugung des Gasstroms und somit die Entfernung von
Wassereinlagerungen und Wasseranslagerungen in bzw. an den Leuchtstoffschichten
zeitweise gleichzeitig und somit überlappend mit dem weiteren Verfahrensschritt
der gasdichten Verbindungserzeugung zwischen dem Oberteil und dem
Unterteil durchgeführt werden kann. Gerade dadurch kann dann
in besonders effektiver und effizienter Weise die optimale Funktionalität
der herzustellenden Entladungslampe gewährleistet werden,
da einerseits das Entfernen von Wassereinlagerungen und Wasseranlagerungen
besonders effektiv durchgeführt werden kann, des Weiteren
aber auch gewährleistet werden kann, dass nach diesem Entfernen
sehr zeitnah und unmittelbar darauf folgend auch die gasdichte Verbindung
zwischen den beiden Teilen am umlaufenden Rand erzeugt wird. Die
Wasserdampfrate hängt von der Temperatur ab. Erfahrungsgemäß wird
die Lampe zu keinem nachfolgenden Zeitpunkt mehr auf die Temperatur
erhitzt, die das Glas vor dem Einschmelzen hat. Typische Pumptemperaturen
liegen bei etwa 300 bis 350°C, welche deutlich niedriger sind,
als Einschmelztemperaturen, welche etwa um 500°C liegen.
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Bevorzugt
wird der Gasstrom erhitzt, wodurch das Austreiben der Wassereinlagerungen
und Wasseranlagerungen nochmals verbessert werden kann und Spannungen
im Glas des Oberteils und des Unterteils verhindert werden können.
Das Spülen mit einem derartigen temperierten Gasstrom kann
dadurch besonders effektiv erfolgen. Insbesondere wird der Gasstrom
auf eine Temperatur erhitzt, welche der Temperatur in der Vorrichtung,
insbesondere dem Ofen, beim Durchführen und Erzeugen der
gasdichten Verbindung am umlaufenden Rand des Oberteils und des
Unterteils entspricht. Insbesondere können hierbei Temperaturen
bis etwa 550°C vorgesehen sein. Durch das praktisch durchgeführte
Spülen des Zwischenraums zwischen dem Oberteil und dem
Unterteil durch einen derartigen Gasstrom kann auch eine deutliche
Reduzierung der Fertigungszeit erreicht werden, insbesondere im
Vergleich zu Herstellungsverfahren, bei denen kein derartiges Spülen
mit einem Gasstrom, sondern ein Abpumpen durchgeführt wird.
Durch die relativ hohen Temperaturen des Gasstroms kann ein sehr
effizientes Austreiben der Wassereinlagerungen und Wasseranlagerungen
aus bzw. von den Leuchtstoffschichten ermöglicht werden.
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Bevorzugt
werden in Schritt d) das Oberteil und das Unterteil erhitzt, insbesondere
auf eine Temperatur erhitzt, welche im Wesentlichen der Temperatur
in dem Ofen beim Durchführen von Schritt e) entspricht.
Dadurch kann das Austreiben von Wasseranlagerungen und Wassereinlagerungen
besonders effektiv erfolgen.
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Bevorzugt
liegt die Temperatur des Oberteils und des Unterteils bei der Wasseraustreibung
etwa zwischen 530°C und 550°C. Vorzugsweise ist
die Temperatur des Gasstroms höher, insbesondere 20°C
bis 30°C höher als die Temperatur des Oberteils und
des Unterteils.
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Vorzugsweise
werden in Schritt e) diejenigen Ränder des Oberteils und
des Unterteils, welche senkrecht zur Ersteckung eines Entladungsraums verlaufen,
zeitlich vor den Rändern, welche parallel zum Entladungsraum
verlaufen, gasdicht verschmolzen. Dadurch kann das nochmalige Anlagern
von Wasser nach dem Austreiben verhindert werden.
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In
bevorzugter Weise wird das Medium des Gasstroms abhängig
von der Zeitdauer des erzeugten Gasstroms verändert bzw.
variiert. Während der Zeitdauer des erzeugten Gasstroms
wird somit nicht permanent mit dem gleichen Medium gespült,
sondern dies zeitabhängig verändert. Dadurch kann
das Austreiben von Wasser nochmals wesentlich verbessert werden
und darüber hinaus auch nachfolgende Verfahrensschritte
für das weitere Herstellen der Entladungslampe optimiert
bzw. bereits integriert werden.
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Bevorzugterweise
erfolgt der Wechsel des Mediums des Gasstroms kontinuierlich. Durch
diese Vorgehensweise können abrupte Medienwechsel und damit
verbundene, gegebenenfalls den weiteren Herstellungsprozess negativ
beeinflussende Reaktionen verhindert werden.
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Bevorzugt
wird während einer ersten Zeitphase des erzeugten Gasstroms
als Medium Stickstoff verwendet und während einer zweiten
Zeitphase, welche bevorzugterweise auf die erste Zeitphase folgt,
als Medium ein Edelgas, insbesondere Argon oder aber auch das Füllgas
der Entladungslampe, verwendet. Quasi ohne Unterbrechung des Gasstroms
kann somit zunächst das effektive Austreiben der Wassereinlagerungen
und Wasseranlagerungen durch einen Stickstoff-Gasstrom gewährleistet
werden, welcher dann sukzessive übergeht in einen Edelgas-Gasstrom,
mit welchem dann bereits insbesondere das Füllgas der Entladungslampe
eingebracht werden kann und dennoch weiterhin Wasser ausgetrieben
werden kann. Durch diese überlappende Vorgehensweise von
Verfahrensschritten zum Fertigen der Entladungslampe kann die Fertigungszeit
reduziert werden.
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Insbesondere
kann damit ein kontinuierlicher Übergang der Fertigungsschritte
vom Entfernen der Wassereinlagerungen und Wasseranlagerungen aus den
Leuchtstoffschichten über das Einbringen des Füllgases
bis hin zum gasdichten Ver siegeln am umlaufenden Rand des Oberteils
und des Unterteils ermöglicht werden.
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Bevorzugt
werden die Abstandselemente aus einem Material mit einer niedrigeren
Erweichungstemperatur als das Material des Oberteils und des Unterteils
ausgebildet. Durch diese Vorgehensweise kann erreicht werden, dass
sich die Abstandselemente bereits bei Temperaturen verformen, welche
niedriger sind als diejenigen, die zur Verformung der Materialien
des Oberteils und des Unterteils erforderlich sind. Auch dadurch
kann ein optimiertes Vorgehen im Hinblick auf das zunächst
durchgeführte Durchströmen des Zwischenraums zwischen
dem Oberteil und dem Unterteil erreicht werden, welches dann mit
Erhöhen der Temperatur dazu führt, dass sich die
Abstandselemente derart verformen, dass sich die beiden Teile, das
Oberteil und das Unterteil, aufeinander zu bewegen und im Nachfolgenden dann
an den Rändern gasdicht verschlossen werden können.
Bei der hier vorgeschlagenen Vorgehensweise und der zu fertigenden
Entladungslampe ist es daher nicht mehr erforderlich und nicht mehr
vorgesehen, zusätzlich Glaslot zu verwenden. Im fertig
gestellten Zustand der Entladungslampe sind diese Abstandselemente
praktisch zwischen dem Oberteil und dem Unterteil eingebettet und
durch diese beiden Teile vollständig umgeben. Im übrigen
Randbereich sind das Oberteil und das Unterteil unmittelbar miteinander
verbunden. Auch hier ist kein weiteres separates Einschmelzmaterial
bzw. Glaslot, das so genannte „frit", eingebracht.
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Bevorzugt
werden zum Erzeugen der gasdichten Verbindung am umlaufenden Rand
des Oberteils und des Unterteils die Abstandselemente durch das
Erhitzen derart verformt und/oder in das Material des Oberteils
und/oder des Unterteils eingesenkt, dass sich die einander zugewandten
Oberflächen des Oberteils und des Unterteils aneinander
anlegen und miteinander verbinden.
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Bevorzugt
werden die Abstandselemente zwischen dem Oberteil und dem Unterteil
positionsgenau angeordnet. Insbesondere wird dabei in zumindest
einem der beiden Teile, dem Oberteil oder dem Unterteil, ein Positionierbereich
ausgebildet. In diesem Positionierbereich wird dann das Abstandselement
eingesetzt. Neben einer positionsgenauen Anbringung der Abstandselemente
kann dadurch auch im weiteren Fertigungsprozess ein Verrutschen oder
dergleichen verhindert werden. Dadurch kann auch die exakte Verbindung
der Teile gewährleistet werden und die exakte Positionierung
zueinander ermöglicht werden. Die Fertigung der Entladungslampe kann
dadurch hoch präzise erfolgen. Insbesondere ist vorgesehen,
dass ein Positionierbereich im Oberteil, welcher bevorzugterweise
als wellenartiger bzw. mäanderförmiger plattenartiger
Oberteil ausgebildet ist, erzeugt wird. Das Abstandselement kann
unterschiedliche Formgebungen aufweisen. Es kann beispielsweise
eckig oder rund oder oval oder dergleichen ausgebildet sein. Abhängig
davon, wie das Abstandselement ausgebildet ist, kann dann in optimaler
Weise ein komplementärer Positionierbereich ausgebildet
werden. Eine passgenaue Anbringung und Einsetzung der Abstandselemente
ist dadurch gewährleistet.
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Bevorzugt
wird das Volumen des Positionierbereichs zumindest so groß wie
das Volumen eines Abstandselements ausgebildet. Dadurch kann das geschmolzene
Abstandselement vollständig in diesem Positionierbereich
aufgenommen wer den und dadurch ein unmittelbares aneinander anliegen
des Oberteils und des Unterteils an den Rändern ermöglicht
werden.
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Bevorzugt
wird zum Erzeugen einer gasdichten Verbindung am umlaufenden Rand
des Oberteils und des Unterteils ein Erhitzen der Ränder
des Oberteils und des Unterteils derart durchgeführt, dass
entlang des zu erhitzenden Randes ein Temperaturgradient erzeugt
wird. Bevorzugt kann dazu vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von
nebeneinander positionierten Brennern angeordnet ist, von denen
einige unterschiedliche Flammentemperaturen aufweisen. Durch diese
Vorgehensweise kann ein Temperaturgradient erzeugt werden, durch
welchen zunächst ein Hochfahren der Temperatur erfolgt,
anschließend ein Tempern durchgeführt wird und
im Anschluss daran die Temperatur wieder reduziert wird. Es kann auch
ein Brenner mit mehreren Flammenrohren vorgesehen sein.
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Bevorzugterweise
kann vorgesehen sein, dass das Erzeugen des Gasstroms zum Entfernen von
Wassereinlagerungen und Wasseranlagerungen in den Leuchtstoffschichten
zumindest zeitweise gleichzeitig mit dem gasdichten Verbinden am
umlaufenden Rand des Oberteils und des Unterteils durchgeführt
wird. Insbesondere wird dies in der gleichen Vorrichtung, beispielsweise
einem Ofen, durchgeführt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
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1a bis 1d Seitenansichten
von Teilelementen einer Entladungslampe in unterschiedlichen Herstellungsphasen;
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2a bis 2d schematische
Draufsichten der Darstellungen gemäß 1a bis 1d;
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3 ein
schematisches Diagramm eines Temperaturverlaufs im Ofen in unterschiedlichen Herstellungsphasen
während des Einschmelzens der plattenartigen Teile der
Entladungslampe in Abhängigkeit von der Zeit;
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4 eine
vergrößerte Darstellung eines Teilausschnitts
gemäß 1a;
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5 eine
vergrößerte Darstellung eines Teilausschnitts
gemäß 4;
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6 eine
vergrößerte Darstellung eines Teilausschnitts
der Darstellung gemäß 1b; und
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7 eine
schematische Schnittdarstellung für eine weitere Ausführung
von Teilelementen einer erfindungsgemäß herzustellenden
Entladungslampe.
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Bevorzugte Ausführung
der Erfindung
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Zum
Herstellen einer als Flachlampe ausgebildeten Entladungslampe 1 wird
ein plattenartiges Oberteil 2 sowie ein plattenartiges
Unterteil 3 bereitgestellt. Im Ausführungsbeispiel
sind das Oberteil 2 und das Unterteil 3 aus einem
Glasmaterial ausgebildet. Das Unterteil 3 ist als rechteckige
Platte ausgebildet, welche im Wesentlichen eben ausgebildet ist. Das
Oberteil 2 kann analog zum Unterteil 3 ausgebildet
sein. Es kann jedoch auch bevorzugt vorgesehen sein, dass das Oberteil 2 eine
dem Unterteil 3 entsprechende rechteckige Formgebung aufweist
und darüber hinaus eine wellenartige Strukturierung im Querschnitt
umfasst.
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Auf
jeweils eine Oberfläche des Oberteils 2 und des
Unterteils 3 wird im Nachfolgenden eine Leuchtstoffschicht
aufgebracht. Es kann auch vorgesehen sein, dass auf das Unterteil
zusätzlich eine Reflektorschicht aufgebracht wird. Das
Oberteil 2 und das Unterteil 3 werden dann in
eine erste Vorrichtung (nicht dargestellt) eingebracht, in welcher
durch eine Temperaturbehandlung organische Bestandteile der Leuchtstoffpaste
der Leuchtstoffschichten verbrannt werden. Im Nachfolgenden wird
dann das Oberteil 2 und das Unterteil 3 aus dieser
ersten Vorrichtung herausgenommen und im Wesentlichen Umgebungsbedingungen
ausgesetzt. In dieser Phase der Herstellung werden dann an spezifischen
Bereichen des Oberteils 2 und des Unterteils 3,
insbesondere an den Randbereichen, die Leuchtstoffschichten entfernt.
Auf diesem Weg von der ersten Vorrichtung zu einer zweiten Vorrichtung
lagert sich Wasser an den Leuchtstoffschichten an. Diese sind für
die Funktionalität der Entladungslampe 1 nachteilig.
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Nachfolgend
auf die Entfernung der Leuchtstoffschichten in spezifischen Bereichen
des Oberteils 2 und des Unterteils 3 werden dann
das Oberteil 2 und das Unterteil 3 in eine zweite
Vorrichtung, einen Ofen, zur weiteren Fertigung eingebracht. In
diesem Ofen werden dann die Fertigungsschritte, wie sie in den 1a bis 1d bzw. 2a bis 2d schematisch
gezeigt sind, durchgeführt, wobei dort das in 3 schematisch
gezeigte Temperaturprofil durchfahren wird.
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In 1a ist
eine schematische Seitenansicht von Teilelementen der Entladungslampe 1 gezeigt.
Es ist zu erkennen, dass das zu dem Zeitpunkt bestehende Teilsystem
der Entladungslampe 1 die beabstandet zueinander und im
Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Oberteil 2 und
Unterteil 3 umfassen. In der korrespondierenden Draufsicht
in Darstellung gemäß 2a ist
zu erkennen, dass sowohl das Oberteil 2 als auch das Unterteil 3 im
Ausführungsbeispiel rechteckförmig ausgebildet
sind. An den vier Eckpunkten sind Abstandselemente 4a, 4b, 5a und 5b angeordnet,
welche im Ausführungsbeispiel kugelförmig ausgebildet
sind. Dadurch wird eine definierte Lücke zwischen dem Oberteil 2 und
dem Unterteil 3 erzeugt. Das so gestaltete Zwischensystem
wird dann von einem Gasstrom 6 durchströmt. Der
Gasstrom 6 wird nach dem Einbringen des Zwischensystems
gemäß 1a in
den Ofen erzeugt. Wie zu erkennen ist, ist die Strömungsrichtung
des Gasstroms 6 so gerichtet, dass sie durch den Zwischenraum
bzw. die Lücke, welcher durch die beabstandete Anordnung
des Oberteils 2 und des Unterteils 3 ausgebildet
ist, hindurchströmt. Dadurch strömt der Gasstrom 6 auch
an den Leuchtstoffschichten vorbei. Der Gasstrom 6 ist
im Ausführungsbeispiel temperiert und weist bevorzugterweise
eine Temperatur auf, welche über 520°C beträgt.
Insbesondere wird der Gasstrom 6 auf eine Temperatur erhitzt,
welche etwa 550°C beträgt. Wesentlich ist, dass auch
die Glasmaterialien des Oberteils 2, des Unterteils 3 und
der Abstandselemente 4a bis 5b aufgeheizt werden.
Insbesondere werden diese Komponenten auf die Ofentemperatur aufgeheizt
und entsprechend dem Temperaturprofil in 3 temperiert. Bevorzugt
wird eine Erhitzung auf bis zu 550°C durchgeführt.
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Durch
diesen Gasstrom 6, insbesondere durch dessen Strömungsrichtung
zu dem Zwischensystem der Entladungslampe 1 gemäß 1a und des
spezifischen Temperaturprofils, werden die Wassereinlagerungen und
Wasseranlagerungen in den Leuchtstoffschichten des Oberteils 2 und
des Unterteils 3 entfernt. Die Strömungsrichtung
des Gasstroms 6 ist bevorzugterweise so orientiert, dass
sie durch nachfolgend noch explizit auszubildende Entladungsräume 7, 8, 9 und 10 der
Entladungslampe 1 in deren Längsrichtung hindurchströmt.
Die nachfolgend durch das Verbinden des Oberteils 2 mit
dem Unterteil 3 noch explizit auszubildenden kanalartigen Entladungsräume 7 bis 10 können
durch separate Distanzelemente zwischen den im Wesentlichen eben
ausgebildeten Oberteil 2 und den im Wesentlichen ausgebildeten
Unterteil 3 erzeugt werden. Sie können jedoch
auch dadurch erzeugt werden, dass insbesondere das Oberteil 2,
welches eine im Querschnitt wellenartige Struktur aufweist, auf
das Unterteil 3, welches dann im Wesentlichen eben ausgebildet
ist, aufgebracht wird. Eine derartige Ausgestaltung wird nachfolgend
noch anhand der schematischen Darstellung in 7 erläutert.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt wird dann durch eine spezifische
Temperatureinwirkung, beispielsweise durch speziell positionierte
Brenner, eine Verformung der Abstandselemente 4a, 4b, 5a und 5b erzeugt.
Im Ausführungsbeispiel sind die Abstandselemente 4a bis 5b aus
einem Material ausgebildet, welches eine geringere Erweichungs temperatur
als das Material des Oberteils 2 und des Unterteils 3 aufweist.
Dadurch kann durch eine Temperaturbeeinflussung, wie sie beispielsweise
durch eine Flamme eines Brenners erzeugt werden kann, eine Verformung
der Abstandselemente 4a bis 5b bei einer im Vergleich
für eine Verformung des Oberteils 2 und des Unterteils 3 erforderlichen
Temperatur niedrigeren Temperatur erreicht werden.
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Durch
die in 2b gezeigten Flammen 11 und 12 von
zugeordneten Brennern kann die spezifische Temperaturbehandlung
der Abstandselemente 4a bis 5b und somit deren
spezifische Verformung erreicht werden. Gleichzeitig wird immer
noch der Gasstrom 6 erzeugt und durchströmt den
Zwischenraum zwischen dem Oberteil 2 und dem Unterteil 3.
Mit zunehmender Verformung der Abstandselemente 4a bis 5b nähern
sich das Oberteil 2 und das Unterteil 3 an und
liegen dann insbesondere an Randbereichen 13, 14, 15 und 16,
wie sie in 1c und 2c gezeigt
sind, unmittelbar aneinander an. Das Volumen eines Abstandselements 4a bis 5b ist
kleiner oder gleich einem Volumen eines insbesondere in dem Oberteil 2 ausgebildeten
Positionierbereichs 22 (4 und 5),
in dem das Abstandselement 4a bis 5b angeordnet
ist.
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Beim Übergang
vom Fertigungsschritt gemäß den 1b bzw. 2b zu
den 1c bzw. 2c kann
vorgesehen sein, dass zunächst der Gasstrom 6 abgestellt
wird und dann eine Versiegelung bzw. eine gasdichte Verbindung zwischen
dem Oberteil 2 und dem Unterteil 3 an diesen Randbereichen 13 und 15 erzeugt
wird. Ebenso kann jedoch auch vorgesehen sein, dass während
dieser Erzeugung der gasdichten Verbindung an diesen Randbereichen 13 und 15 zumindest
noch anteilig ein Gasstrom 6 vorhanden ist. Es werden zunächst
die beiden gegenüberliegenden Randbereiche 13 und 15 verschmolzen,
welche senkrecht zu den Erstreckungen der Entladungsräume 7 bis 10 verlaufen.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass während der Zeitdauer, in der der
Gasstrom 6 strömt bzw. erzeugt ist, während
einer ersten Zeitphase der Gasstrom 6 ein erstes Medium,
im Ausführungsbeispiel Stickstoff, umfasst. Während
einer zweiten Zeitphase, welche an die erste Zeitphase anschließt,
kann dann ein kontinuierlicher Wechsel von dem ersten Medium Stickstoff
zu einem zweiten Medium erfolgen. Im Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass das zweite Medium ein Edelgas ist, insbesondere das
Füllgas, welches im fertig gestellten Zustand der Entladungslampe
in den Entladungsräumen 7 bis 10 vorhanden
ist. Somit kann mit dem Gasstrom 6 zum einen das zuverlässige
Entfernen von Wasserein- und -anlagerungen an den Leuchtstoffschichten
erzeugt werden und zugleich auch das für die Entladung
erforderliche Füllgas der Entladungslampe 1 eingebracht
werden.
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Das
Erzeugen der gasdichten Verbindung an den Randbereichen 13 und 15,
wie in den 1c und 2c gezeigt,
wird im Ausführungsbeispiel durch eine Mehrzahl von in
Längsrichtung (x-Richtung) hintereinander angeordneten
Brennern erzeugt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Flammen dieser
Brenner während dem Erzeugen der gasdichten Verbindung
einen Temperaturgradienten aufweisen. Insbesondere ist vorgesehen,
dass während einer Anfangsphase die Temperatur erhöht
wird, wobei für eine vorgebbare Zeitdauer gleich abnehmender Temperatur
ein Tempern durchgeführt wird und dabei die Flammentemperatur
wieder redu ziert wird (siehe Temperaturprofil in 3).
Entlang des zu erzeugenden gasdichten Versiegelns an den Rändern 13 und 15 wird
dadurch während dieser Erzeugung ein Temperaturgradient
entlang des zu erhitzenden Randes 13 und 15 erzeugt.
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Ebenso
kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich die Brenner in x-Richtung
entlang der Ränder 13 und 15 fortbewegen
und so die Versiegelung erzeugen. Auch hier kann dann ein entsprechendes Temperaturprofil
erzeugt werden.
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In
einem weiteren nachfolgenden Fertigungsschritt werden dann gemäß den
Darstellungen in 1d und 2d die
weiteren gegenüberliegenden Ränder 14 und 16 erhitzt
und dadurch die Teile 2 und 3 an diesen Rändern 14 und 16 gasdicht
verbunden bzw. versiegelt. Ausgehend von 1c und 2c dazu
das bis zu diesem Zeitpunkt gefertigte Zwischensystem mit dem Oberteil 2 dem
Unterteil 3 um 90° gedreht.
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Weitere,
auf die in den 1a bis 2d erläuterten
Herstellungsschritte vorhergehende und nachfolgende Schritte werden
im Nachfolgenden nicht näher erläutert, da sie
für das Verständnis der Erfindung nachrangig sind.
Insbesondere das Anbringen von Elektroden und dergleichen ist für
die Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Wesentlich zu erwähnen
ist jedoch, dass das nachfolgende Pumpen mit beispielsweise einem
ausgebildeten Pumpstängel im Vergleich zum Stand der Technik
mit wesentlich reduzierter Zeitdauer erfolgen kann, da praktisch
keine abzupumpenden Wasseransammlungen vorhanden ist und bevorzugt
auch das Füllgas in die Entladungslampe 1 bereits
eingebracht ist.
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In 3 ist
in schematischer Weise ein Diagramm gezeigt, bei dem die Temperatur
in dem Ofen während der Verfahrensschritte gemäß den 1a bis 2d gezeigt
ist. Der Temperaturverlauf in Abhängigkeit von der Zeit
ist dabei so gegeben, dass er zunächst ansteigt und während
der Erzeugung und Aufrechterhaltung des Gasstroms 6 auf
einen maximalen Wert ansteigt und dort gehalten wird. Dieser maximale
Temperaturwert wird dann auch beim nachfolgenden Versiegeln gemäß den
Erläuterungen zu den 1c 2c, 1d und 2d aufrechterhalten.
Nachfolgend dazu wird dann beim Tempern die Temperatur ausgehend
von diesem maximalen Wert reduziert. In der gezeigten Diagrammdarstellung
erfolgt die Reduzierung dieser Temperatur dabei über einen
längeren Zeitraum als zu Beginn des Prozesses die Temperaturerhöhung
auf den maximalen Wert erfolgt.
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In 4 ist
in schematischer Weise ein Teilausschnitt I aus der Darstellung
in 1a gezeigt. Bei dieser vergrößerten
Ansicht ist zu erkennen, dass das Oberteil 2 und das Unterteil 3 in
diesem Fertigungsstadium beabstandet zueinander angeordnet sind
und das hier gezeigte Abstandselement 5b in x-Richtung
vom äußeren Ende nach innen zurückversetzt
positioniert ist. Dazu ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen,
dass im Oberteil 2 an einer dem Unterteil 3 zugewandten
Oberfläche 2a eine Ausbuchtung ausgebildet ist,
welche den Positionierbereich 22 bildet. In diesem ist
das Abstandselement 5b, welches im Ausführungsbeispiel
kugelförmig ausgebildet ist, eingesetzt und somit positionsgenau angeordnet.
Darüber hinaus sind in der Darstellung gemäß 5 die
Leuchtstoffschichten 21 und 31 an den Oberflächen 2a und 3a des
Oberteils 2 und des Unterteils 3 schematisch dargestellt.
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In 5 ist
ein weiterer vergrößerter Ausschnitt aus 4 gezeigt.
Das Volumen V des Positionierbereichs 22 ist im Ausführungsbeispiel
gleich dem Volumen des gesamten kugelförmigen Abstandselements 5b.
Im aufgeschmolzenen Zustand des Abstandselements 5b ist
dessen Volumen dann vollständig in dem Volumen V (begrenzt
durch die gestrichelte Linie) des Positionierbereichs 22 enthalten.
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In 6 ist
ein weiterer vergrößerter Teilausschnitt II gezeigt,
bei dem gemäß der Darstellung in 1b das
Abstandselement 5b verformt ist und somit am gezeigten
Rand 14 das Oberteil 2 und das Unterteil 3 unmittelbar
aneinander angrenzen. Das Abstandselement 5b ist so positioniert,
dass es in der Darstellung gemäß 6 quasi
von dem Oberteil 2 und dem Unterteil 3 eingeschlossen
ist.
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Durch
die in 4 erläuterte Volumendimensionierung des
Positionierbereichs 22 liegen das Oberteil 2 und
das Unterteil 3 im Bereich der Ränder 13 bis 16 unmittelbar
aneinander an. In den weiteren Bereichen liegen die jeweiligen Leuchtstoffschichten aneinander.
Die glaslotfreie Herstellung der Entladungslampe 1 ermöglicht
diese Anordnung und Fertigung.
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Wie
aus diesen Darstellungen in 4 bis 6 zu
erkennen ist, ist bei der hier gezeigten Ausführung ein
weiteres Einschmelzmaterial bzw. Glaslot, wie es im Stand der Technik
erforderlich ist, nicht mehr vorhanden.
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In 7 ist
eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführung
gezeigt, bei der das Oberteil 2 plat tenartig ausgebildet
ist und in der Schnittdarstellung eine gewellte Formgebung aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2006/0043857
A1 [0003, 0010]