EP1088335B1 - Entladungslampe mit sockel - Google Patents

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EP1088335B1
EP1088335B1 EP00909045A EP00909045A EP1088335B1 EP 1088335 B1 EP1088335 B1 EP 1088335B1 EP 00909045 A EP00909045 A EP 00909045A EP 00909045 A EP00909045 A EP 00909045A EP 1088335 B1 EP1088335 B1 EP 1088335B1
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EP
European Patent Office
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lamp
base
discharge lamp
discharge
base according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00909045A
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English (en)
French (fr)
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EP1088335A1 (de
Inventor
Klaus Allgeier
Ulrich Genger
Hans-Jürgen Keck
Reinhold Wittkötter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1088335B1 publication Critical patent/EP1088335B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/50—Means forming part of the tube or lamps for the purpose of providing electrical connection to it
    • H01J5/54—Means forming part of the tube or lamps for the purpose of providing electrical connection to it supported by a separate part, e.g. base
    • H01J5/58—Means for fastening the separate part to the vessel, e.g. by cement
    • H01J5/60—Means for fastening the separate part to the vessel, e.g. by cement for fastening by mechanical means
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/046—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel

Definitions

  • the invention is based on a discharge lamp with a base according to the preamble of claim 1.
  • discharge lamp includes sources of electromagnetic radiation based on gas discharges.
  • the spectrum of the radiation may include both the visible range and the UV (ultraviolet) / VUV (vacuum ultraviolet) range and the IR (infrared) range.
  • UV ultraviolet
  • VUV vacuum ultraviolet
  • IR infrared
  • a dielectrically impeded electrode is separated from the interior of the discharge vessel by means of a dielectric.
  • This dielectric can be embodied, for example, as a dielectric layer covering the electrode, or it is formed by the discharge vessel of the lamp itself, namely when the electrode is arranged on the outer wall of the discharge vessel.
  • the document EP-A-0 433 916 discloses a tubular discharge lamp having an inner electrode and an outer electrode.
  • the discharge lamp is inserted with its one end in a trough-shaped socket.
  • the socket on two spring contacts, which make electrical contact with the two electrodes.
  • the document DE-A-197 18 395 shows a tubular discharge lamp with inner and outer electrodes and a cup-shaped base, which is arranged at one end of the discharge lamp. From the pedestal base protrude two pin-shaped socket contacts, which are connected in the interior of the base with the electrodes.
  • the invention relates to a system with this discharge lamp with base and a circuit arrangement which is designed for a pulsed active power input into the discharge lamp.
  • the basic idea of the invention is to provide a spacing between the base and the outer wall of the discharge vessel. It has been shown that the problems described in the introduction are completely avoided as soon as the distance is only sufficiently large.
  • the power supply lines of the outer electrodes are arranged such that their distance from the inner electrode or the power supply of the inner electrode does not fall below the distance between each outer and inner electrode.
  • means are provided which prevent the power supply lines of the outer electrodes to contact the outer wall of the discharge vessel at the points at which the outer diameter of the discharge vessel is less than at the point where the power supply lines are contacted with the outer electrodes. This relates primarily to the lamp base, at the beginning of which the discharge vessel usually tapers.
  • an electrical conductor surrounding the longitudinal axis of the discharge lamp is provided here as means, to which the power supply lines of all external electrodes are suitably contacted.
  • Suitable for example, is a metallic ring arranged concentrically to the lamp longitudinal axis, the diameter of which is at least twice the distance between the inner electrode and a contact point of a power supply with an outer electrode. In this way, a sufficient distance between the power supply lines of the outer electrodes and the lamp base is ensured.
  • the electrical conductor may also be formed as a metal disc, which has a recess for receiving the lamp base.
  • the base is a piece over the discharge vessel pulled up such that the power supply lines of the outer electrodes and the metal ring or sheet metal disc are protected by the base against accidental contact.
  • the base is attached by means of a fastener to the lamp base of the lamp. In this way it is possible to realize the required distance to the outer wall of the discharge vessel. More details can be found in one embodiment.
  • a fastener for example, is a potting compound.
  • the base on a base sleeve. At least a portion of the space between the base sleeve and the lamp base is poured using the potting compound. In this way, the base is attached to the lamp base.
  • both the base sleeve and the potting compound have a sufficient distance from the enclosed by the wall of the discharge vessel gas space, in particular to the part of the discharge vessel in which the dielectrically impeded discharge takes place during operation of the lamp.
  • this can be achieved by covering the potting compound with only a portion of the lamp base, for example at the end of the lamp base remote from the discharge vessel.
  • the typical minimum distance between the outer wall of the discharge vessel and the inner wall of the base sleeve is on the order of one to several millimeters. This has proven itself in practice to ensure at the usual tolerances of the diameter of the discharge vessel and the base sleeve and the centering of the discharge vessel in the base sleeve everywhere a sufficient distance and thus a high radiation efficiency of the lamp.
  • an ionizable filling which preferably contains at least one noble gas, for example xenon or krypton, and alternatively additionally halogens or fluorides for the formation of excimers.
  • the dielectrically impeded discharge generates intense UV / VUV radiation during lamp operation.
  • UV / VUV-resistant materials are to be selected for both the potting compound and for the base sleeve.
  • Glass, ceramic, certain Teflon-like plastics, e.g. PVDF (polyvinylidene fluoride) or generally UV-resistant PTFE (polytetrafluoroethylene Teflon) -related plastics and metals.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • a particularly high radiation yield can be achieved with the lamp according to the invention having a pedestal, if, in accordance with the method described in US Pat WO 94/23442 described method for pulsed active power input is operated.
  • the socketed lamp with a circuit arrangement which is designed for a series of pulsed active power couplings into the discharge lamp is completed to form a system.
  • the individual active power couplings are separated by pause times. Pulse widths and break times are according to the in the WO 94/23442 revealed doctrine coordinated so that the radiation efficiency is optimal.
  • a discharge lamp 1 front view
  • a flange-like base 2 section
  • UV irradiation eg surface cleaning, photolytics, ozone generation, metallization, UV curing and others.
  • the discharge lamp 1 has a circular-cylindrical discharge vessel 3 made of 0.7 mm to 1.5 mm thick quartz glass.
  • the discharge vessel 3 has an outer diameter of about 40 mm.
  • the inside of the discharge vessel 3 is filled with xenon at a pressure of 15 kPa.
  • an elongated coiled inner electrode 4 of metal wire is arranged centrally.
  • the respective diameters of the metal wire and the helix are 1 mm and 8 mm, respectively.
  • the pitch h - i.e. the distance within which the helix makes a full turn - is 12 mm.
  • On the outer wall of the discharge vessel 3 are six outer electrodes 5a-5f (the outer electrodes 5d-5f are not visible in the figure) in the form of 12 cm long platinum strips equidistant and mounted parallel to the helical longitudinal axis.
  • the discharge vessel 3 is closed like a dome and has in the center of the dome on a pump tip 6, in which a first end of the coil electrode 4 is fixed.
  • the discharge vessel 3 tapers and merges into a pinch seal 7.
  • the pinch seal 7 ensured by means of a sealing film 8 made of molybdenum gas-tight connection of the coil electrode 4 with an external power supply 9.
  • the external electrodes 5a-5f, each with a power supply 10a-10f (the power supply lines 10d to 10f are not visible in the figure) connected, which in turn are connected to each other by means of a wire ring 11 made of nickel.
  • the wire ring 11 is connected to an outwardly leading power supply 12.
  • This external power supply 12 thus serves as a common power supply for all external electrodes 5a-5f.
  • the diameter of the wire ring 11 corresponds approximately to the diameter of the discharge vessel. 3
  • the base 2 (in sectional view) consists of a rotationally symmetrical base sleeve 13 and a potting compound 14 made of ceramic putty.
  • the Sokkelhülse 13 has a tubular part 15 which merges at its lamp distal end in a flange-like part 16.
  • the potting compound 14 fills along a portion of the total length of the pinch seal 7, the space between this part of the pinch seal 7 and the base sleeve 13. In this way, the base sleeve 13 is fixed by means of the potting compound 14 on the foot or on the pinch seal 7 of the lamp 1.
  • the base sleeve 13 also encloses a portion of the discharge vessel 3 which is close to the squeeze seal and into which the helical electrode 4 and the external electrodes 5a-5f extend.
  • the flange-like part 16 is used for connection in a process chamber for UV irradiation. If the potting compound 14 is selected from a suitable material with a correspondingly low vapor pressure, the radiator is also suitable for operation in evacuatable apparatus.
  • the function of the raised base sleeve is primarily the protection of the power supply and the contacts between power supply and external electrodes. This is necessary because the power supply lines of the outer electrodes must by no means rest on the tapering part of the discharge vessel and are therefore arranged concentrically around the lamp base like a kind of crown. Through the raised Sokkelhülse it is now prevented that the power supply lines of the outer electrodes come by accidental contact undesirably close to the lamp base or even come into contact with it. Otherwise, namely between such a contact point and the inner electrode bright contracted discharge channels with high current densities, which leads to a reduction in the overall efficiency of the UV radiation of the radiator.
  • the geometric dimensions of the discharge vessel 3 and the base sleeve 13 are coordinated so that between the outer wall of the discharge vessel 3 and the inner wall facing the base sleeve 13, an annular gap 17 with a width of about 3 mm.
  • the inner diameter of the remaining base sleeve 13 in the region of the taper of the lamp base is only 42 mm.
  • the wire ring 11 is designed as a sheet metal disc (separating plate), for example made of stainless steel.
  • the separating plate has a recess which is adapted to the shape of the circumference of the pinch seal of the lamp. It is thereby achieved that the sheet metal disc can be accurately pushed over the pinch seal.
  • the sheet metal disk is arranged in the region of the pinch seal, ie with sufficient distance from the actual discharge vessel, so that no parasitic gas discharges can affect the efficiency of the lamp.
  • the sheet metal disc has the same function as the wire ring described above, namely to accomplish the electrical contact between the outer electrodes and the power supply on the one hand.
  • the tin plate but also serves to protect the Sockelkitts before the gas discharge generated UV radiation.
  • the outer diameter is chosen so large that the entire potting compound between pinch seal and base sleeve is covered. Another advantage is that during lamp production, the first soft potting compound between base sleeve and pinch seal can be filled without this can run past the sheet metal disk on the discharge vessel.
  • the discharge lamp has a phosphor layer which converts the UV / VUV radiation into light (visible electromagnetic radiation).
  • the power supply leads led out of the socket are connected to the terminals of a ballast which supplies the voltage pulses required for the operation of the lamp.
  • a suitable circuitry for this purpose is for example in the EP-A-0 781078 whose disclosure content is hereby incorporated by reference.

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Abstract

Eine Entladungslampe (1) mit Sockel (2), geeignet für den Betrieb mittels dielektrisch behinderter Entladung, weist zwischen dem Sockel (2) und der Außenwandung des Entladungsgefäßes (3) einen Abstand auf. Dadurch wird die Gesamteffizienz der UV-Strahlungserzeugung verbessert.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung geht aus von einer Entladungslampe mit einem Sockel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der Begriff "Entladungslampe" umfaßt dabei Quellen elektromagnetischer Strahlung auf der Basis von Gasentladungen. Das Spektrum der Strahlung kann dabei sowohl den sichtbaren Bereich als auch den UV(Ultraviolett)/VUV(Vakuumultraviolett)-Bereich sowie den IR(Infrarot)-Bereich umfassen. Ferner kann auch eine Leuchtstoffschicht zur Konvertierung unsichtbarer in sichtbare Strahlung (Licht) vorgesehen sein.
  • Es handelt sich dabei um eine Entladungslampe mit mindestens einer sogenannten dielektrisch behinderten Elektrode. Eine dielektrisch behinderte Elektrode ist gegenüber dem Innern des Entladungsgefäßes mittels eines Dielektrikums getrennt. Dieses Dielektrikum kann beispielsweise als eine die Elektrode bedeckende dielektrische Schicht ausgeführt sein, oder sie ist durch das Entladungsgefäß der Lampe selbst gebildet, nämlich wenn die Elektrode auf der Außenwandung des Entladungsgefäß angeordnet ist.
    • Stand der Technik
  • Aus der Schrift WO-A-98/11596 , insbesondere Figuren 5a bis 5c, ist bereits eine derartige Lampe mit Edison-Schraubsockel bekannt. Diese Lampe weist eine wendelförmige Elektrode innerhalb des Entladungsgefäßes auf. Außerdem sind vier streifenförmige Elektroden auf der Außenwandung des Entladungsgefäßes angeordnet. Nachteilig bei dieser Lampe ist, daß Zündschwierigkeit auftreten können und die Strahlungsausbeute überraschend gering sein kann.
  • Zum gegenwärtigen Zeitpunkt der Erkenntnis werden mit dieser Problematik folgende Zusammenhänge in Verbindung gebracht, ohne daß damit eine Festlegung auf irgendeine theoretische Deutung beabsichtigt wäre. Vermutlich kommt es in dem Sockel zu Verschiebungs- und Kriechströmen. Dadurch wird die Entladung beeinträchtigt und die Strahlungsausbeute sinkt.
  • Das Dokument EP-A-0 433 916 offenbart eine röhrenförmige Entladungslampe mit einer Innenelektrode und einer Außenelektrode. Die Entladungslampe ist mit ihrem einen Ende in eine trogförmige Fassung eingesetzt. Dazu weist die Fassung zwei Federkontakte auf, die den elektrischen Kontakt mit den beiden Elektroden herstellen.
  • Das Dokument DE-A-197 18 395 zeigt eine röhrenförmige Entladungslampe mit Innen- und Außenelektroden und einem topfförmigen Sockel, der an einem Ende der Entladungslampe angeordnet ist. Aus dem Sockelboden ragen zwei stiftförmige Sockelkontakte, die im Innern des Sockels mit den Elektroden verbunden sind.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Schwierigkeiten zu vermeiden und eine Entladungslampe mit Sockel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer verbesserten Strahlungsausbeute bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein System mit dieser Entladungslampe mit Sockel und einer Schaltungsanordnung, die für eine gepulste Wirkleistungseinkopplung in die Entladungslampe ausgelegt ist.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, zwischen dem Sockel und der Außenwandung des Entladungsgefäßes einen Abstand vorzusehen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die einleitend geschilderten Probleme gänzlich vermieden werden, sobald der Abstand nur ausreichend groß ist. Darüber hinaus sind die Stromzuführungen der Außenelektroden derart angeordnet, daß ihr Abstand zu der Innenelektrode bzw. der Stromzuführung der Innenelektrode den Abstand zwischen jeder Außen- und Innenelektrode nicht unterschreitet. Zu diesem Zweck sind Mittel vorgesehen, die verhindern, daß die Stromzuführungen der Außenelektroden die Außenwandung des Entladungsgefäßes an den Stellen berühren, an denen der Außendurchmesser des Entladungsgefäßes geringer ist als an der Stelle, wo die Stromzuführungen mit den Außenelektroden kontaktiert sind. Dies betrifft in erster Linie den Lampenfuß, an dessen Beginn sich das Entladungsgefäß üblicherweise verjüngt. Deshalb ist hier als Mittel ein die Längsachse der Entladungslampe umgebender elektrischer Leiter vorgesehen, an dem die Stromzuführungen aller Außenelektroden geeignet kontaktiert sind. Geeignet ist beispielsweise ein konzentrisch zur Lampenlängsachse angeordneter metallischer Ring, dessen Durchmesser mindestens dem doppelten Abstand zwischen Innenelektrode und einer Kontaktstelle einer Stromzuführung mit einer Außenelektrode beträgt. Auf diese Weise ist ein ausreichender Abstand zwischen den Stromzuführungen der Außenelektroden und dem Lampenfuß gewährleistet. Alternativ kann der elektrische Leiter auch als Metallscheibe ausgebildet sein, die eine Aussparung zur Aufnahme des Lampenfußes aufweist. Für weitere Details hierzu wird auf die Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwiesen.
  • Der Sockel ist ein Stück über das Entladungsgefäß hochgezogen derart, daß die Stromzuführungen der Außenelektroden und der Metallring bzw. Blechscheibe durch den Sockel gegen unbeabsichtigtes Berühren geschützt sind.
  • Der Sockel ist mit Hilfe eines Befestigungsmittels an dem Lampenfuß der Lampe befestigt. Auf diese Weise ist es möglich, den erforderlichen Abstand zur Außenwandung des Entladungsgefäßes zu realisieren. Näheres hierzu ist in einem Ausführungsbeispiel zu finden.
  • Als Befestigungsmittel eignet sich beispielsweise eine Vergußmasse. Zu diesem Zweck weist der Sockel eine Sockelhülse auf. Zumindest ein Teilbereich des Raumes zwischen der Sockelhülse und dem Lampenfuß ist mit Hilfe der Vergußmasse ausgegossen. Auf diese Weise ist der Sockel an dem Lampenfuß befestigt. Ausschlaggebend dabei ist, daß sowohl die Sockelhülse als auch die Vergußmasse einen ausreichenden Abstand zu dem von der Wandung des Entladungsgefäßes eingeschlossenen Gasraum aufweisen, insbesondere zu dem Teil des Entladungsgefäßes, in dem während des Betriebes der Lampe die dielektrisch behinderte Entladung stattfindet.
  • Dies läßt sich einerseits dadurch realisieren, in dem die Vergußmasse nur einen Teilbereich des Lampenfußes bedeckt, beispielsweise an dem vom Entladungsgefäß entfernten Ende des Lampenfußes. Bei der Auswahl der Größe des Teilbereichs ist natürlich darauf zu achten, daß Lampe und Sockel noch ausreichend zuverlässig miteinander verbunden sind.
  • Außerdem beträgt der typische Mindestabstand zwischen der Außenwandung des Entladungsgefäßes und der Innenwandung der Sockelhülse grö-βenordnungsmäßig ein bis mehrere Millimeter. Dies hat sich in der Praxis bewährt, um bei den üblichen Toleranzen der Durchmesser des Entladungsgefäßes und der Sockelhülse sowie der Zentrierung des Entladungsgefäßes in der Sockelhülse überall einen ausreichenden Abstand und damit eine hohe Strahlungsausbeute der Lampe zu gewährleisten.
  • Innerhalb des Entladungsgefäßes befindet sich eine ionisierbare Füllung, die vorzugsweise mindestens ein Edelgas, z.B. Xenon oder Krypton, und alternativ zusätzlich Halogene oder Fluoride zur Bildung von Excimeren enthält. Damit erzeugt die dielektrisch behinderte Entladung intensive UV/VUV-Strahlung während des Lampenbetriebs.
  • Sofern die Lampe als UV/VUV-Strahler eingesetzt wird, d.h. keine Leuchtstoffschicht zur Konvertierung der kurzwelligen Strahlung aufweist, sind sowohl für die Vergußmasse als auch für die Sockelhülse möglichst UV/VUV-resistente Materialien zu wählen. Für die Sockelhülse eignen sich insbesondere Glas, Keramik, bestimmte teflonartige Kunststoffe, z.B. PVDF (Polyvinylidenfloride) oder allgemein UV-resistente PTFE(Polytetrafluorätylen = Teflon)-verwandte Kunststoffe sowie Metalle. Als geeignete Materialien für die Vergußmasse haben sich Keramikkitt, Epoxidharz oder Sauereisen-Zement herausgestellt.
  • Eine besonders hohe Strahlungsausbeute läßt sich mit der erfindungsgemä-βen Lampe mit Sockel erreichen, wenn sie gemäß dem in der WO-A-94/23442 beschriebenen Verfahren zur gepulsten Wirkleistungseinkopplung betrieben wird.
  • Dazu wird die Lampe mit Sockel mit einer Schaltungsanordnung, die für eine Folge von gepulsten Wirkleistungseinkopplungen in die Entladungslampe ausgelegt ist, zu einem System komplettiert. Die einzelnen Wirkleistungseinkopplungen sind durch Pausenzeiten voneinander getrennt. Pulsbreiten und Pausenzeiten werden gemäß der in der WO-A-94/23442 offenbarten Lehre so aufeinander abgestimmt, daß die Strahlungsausbeute optimal ist.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt:
    • Figur eine Entladungslampe mit flanschartigem Sockel.
  • In der Figur ist eine Entladungslampe 1 (Vorderansicht) mit flanschartigem Sockel 2 (Schnitt) schematisch dargestellt. Dabei handelt es sich um einen UV/VUV-Strahler, für die UV-Bestrahlung, z.B. Oberflächenreinigung, Photolytik, Ozonerzeugung, Metallisierung, UV-Curing und andere.
  • Die Entladungslampe 1 weist ein kreiszylindrisches Entladungsgefäß 3 aus 0,7 mm bis 1,5 mm dickem Quarzglas auf. Das Entladungsgefäß 3 weist einen Außendurchmesser von ca. 40 mm auf. Das Innere des Entladungsgefäßes 3 ist mit Xenon bei einem Druck von 15 kPa gefüllt.
  • Innerhalb des Entladungsgefäßes 3 ist eine längliche gewendelte Innenelektrode 4 aus Metalldraht zentrisch angeordnet. Die jeweiligen Durchmesser des Metalldrahtes und der Wendel betragen 1 mm bzw. 8 mm. Die Ganghöhe h - d.h. die Strecke, innerhalb der die Wendel eine vollständige Umdrehung ausführt - beträgt 12 mm. Auf der Außenwandung des Entladungsgefäßes 3 sind sechs Außenelektroden 5a-5f (die Außenelektroden 5d-5f sind in der Figur nicht zu sehen) in Form von 12 cm langen Platinstreifen äquidistant und parallel zur Wendellängsachse angebracht.
  • Details zu der Funktionsweise der Elektroden während des Lampenbetriebs sind in der bereits zitierten WO-A-98/11596 , insbesondere in der Beschreibung zu den Figuren 5a bis 5c, beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hier durch Inbezugnahme eingeschlossen wird.
  • An einem ersten Ende ist das Entladungsgefäß 3 kuppelartig verschlossen und weist in der Mitte der Kuppel eine Pumpspitze 6 auf, in der ein erstes Ende der Wendelelektrode 4 fixiert ist. Im Bereich des der Pumpspitze 6 entgegengesetzten Lampenfußes verjüngt sich das Entladungsgefäß 3 und geht in eine Quetschdichtung 7 über. Die Quetschdichtung 7 gewährleistet mit Hilfe einer Dichtungsfolie 8 aus Molybdän eine gasdichte Verbindung der Wendelelektrode 4 mit einer äußeren Stromzuführung 9. Am dichtungsnahen sich verjüngenden Ende des Entladungsgefäßes 3 sind die Außenelektroden 5a-5f mit je einer Stromzuführung 10a-10f (die Stromzuführungen 10d bis 10f sind in der Figur nicht zu sehen) verbunden, die ihrerseits wiederum mit Hilfe eines Drahtrings 11 aus Nickel miteinander verbunden sind. Der Drahtring 11 schließlich ist mit einer nach außen führenden Stromzuführung 12 verbunden. Diese äußere Stromzuführung 12 dient folglich als gemeinsame Stromzuführung für alle Außenelektroden 5a-5f. Der Durchmesser des Drahtringes 11 entspricht ungefähr dem Durchmesser des Entladungsgefäßes 3.
  • Der Sockel 2 (in Schnittdarstellung) besteht aus einer rotationssymmetrischen Sockelhülse 13 und einer Vergußmasse 14 aus Keramikkitt. Die Sokkelhülse 13 weist einen rohrförmigen Teil 15 auf, der an seinem lampenfernen Ende in einen flanschartigen Teil 16 übergeht. Die Vergußmasse 14 füllt entlang eines Teils der Gesamtlänge der Quetschdichtung 7 den Raum zwischen diesem Teil der Quetschdichtung 7 und der Sockelhülse 13 aus. Auf diese Weise ist die Sockelhülse 13 mittels der Vergußmasse 14 am Fuß bzw. an der Quetschdichtung 7 der Lampe 1 fixiert. Die Sockelhülse 13 umhüllt auch einen quetschdichtungsnahen Teilbereich des Entladungsgefäßes 3, in den hinein sich noch die Wendelelektrode 4 und die Außenelektroden 5a-5f erstrecken.
  • Der flanschartige Teil 16 dient dem Anschluß in einer Prozeßkammer zur UV-Bestrahlung. Sofern die Vergußmasse 14 aus geeignetem Material mit entsprechend niedrigem Dampfdruck gewählt wird, ist der Strahler auch für den Betrieb in evakuierbaren Apparaturen geeignet.
  • Die Funktion der hochgezogenen Sockelhülse ist primär der Schutz der Stromzuführungen bzw. der Kontaktierungen zwischen Stromzuführungen und Außenelektroden. Dies ist erforderlich, da die Stromzuführungen der Außenelektroden auf keinen Fall an dem sich verjüngenden Teil des Entladungsgefäßes anliegen dürfen und daher wie eine Art Krone konzentrisch um den Lampenfuß herum angeordnet sind. Durch die hochgezogene Sokkelhülse wird nun verhindert, daß die Stromzuführungen der Außenelektroden durch versehentliches Berühren unerwünscht nahe an den Lampenfuß kommen oder gar mit ihm in Berührung kommen. Andernfalls bilden sich nämlich zwischen einer solchen Berührungsstelle und der Innenelektrode helle kontrahierte Entladungskanäle mit hohen Stromdichten auf, die zu einer Verminderung der Gesamteffizienz der UV-Strahlung des Strahlers führt.
  • Die geometrischen Dimensionen des Entladungsgefäßes 3 und der Sockelhülse 13 sind so aufeinander abgestimmt, daß zwischen der Außenwandung des Entladungsgefäßes 3 und der dazu gegenüberliegenden Innenwandung der Sockelhülse 13 ein ringförmiger Spalt 17 mit einer Breite von ca. 3 mm ist. Dazu, weist die Innenwandung der Sockelhülse 13 im Bereich des Entladungsgefäßes auf einer Länge L von ca. 11 mm eine Zylindersenkung auf, mit einem Innendurchmesser von 44 mm. Der Innendurchmesser der restlichen Sockelhülse 13 im Bereich der Verjüngung des Lampenfußes beträgt hingegen nur 42 mm.
  • In einer nicht dargestellten Alternative ist der Drahtring 11 als Blechscheibe (Trennblech), z.B. aus Edelstahl ausgeführt. Das Trennblech weist eine Aussparung auf, die der Form des Umfangs der Quetschdichtung der Lampe angepaßt ist. Dadurch wird erreicht, daß sich die Blechscheibe formgenau über die Quetschdichtung schieben läßt. Die Blechscheibe ist dabei im Bereich der Quetschdichtung angeordnet, d.h. mit ausreichendem Abstand zum eigentlichen Entladungsgefäß, damit keine parasitären Gasentladungen die Effizienz der Lampe beeinträchtigen können. Die Blechscheibe hat zum einen die gleiche Funktion wie der zuvor beschriebene Drahtring, nämlich die elektrische Kontaktierung zwischen den Außenelektroden und der Stromzuführung zu bewerkstelligen. Zum anderen dient die Blechscheibe aber zusätzlich dem Schutz des Sockelkitts vor der von der Gasentladung erzeugten UV-Strahlung. Zu diesem Zweck ist der Außendurchmesser so groß gewählt, daß die gesamte Vergußmasse zwischen Quetschdichtung und Sockelhülse abgedeckt ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß während der Lampenfertigung die zunächst weiche Vergußmasse zwischen Sockelhülse und Quetschdichtung eingefüllt werden kann, ohne daß diese an der Blechscheibe vorbei auf das Entladungsgefäß laufen kann.
  • In einer Variante (nicht dargestellt) für Beleuchtungszwecke weist die Entladungslampe eine Leuchtstoffschicht auf, welche die UV/VUV-Strahlung in Licht (sichtbare elektromagnetische Strahlung) konvertiert.
  • In einer weiteren Variante (nicht dargestellt) sind die aus dem Sockel herausgeführten Stromzuführungen mit den Anschlußklemmen eines Vorschaltgerätes verbunden, welches die für den Betrieb der Lampe erforderlichen Spannungspulse liefert. Eine hierfür geeignete Schaltungsanordnung ist beispielsweise in der EP-A-0 781078 zu finden, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Inbezugnahme eingeschlossen wird.

Claims (15)

  1. Entladungslampe (1) mit Sockel (2), wobei die Entladungslampe (1) folgendes aufweist:
    - ein Entladungsgefäß (3), dessen Wand eine ionisierbare Füllung umschließt,
    - Elektroden (4; 5a-5f), wobei mindestens eine (4) der Elektroden innerhalb (Innenelektrode) und mindestens eine (5a-5f) der Elektroden auf der Außenwandung des Entladungsgefäßes (3) (Außenelektrode) angeordnet sind,
    - mindestens eine äußere Stromzuführung (9, 10a-10f, 12),
    - ein Lampenfuß (7), durch den hindurch die mindestens eine Innenelektrode (4) mit der mindestens einen äußeren Stromzuführung (9) gasdicht verbunden ist,
    - wobei der Sockel (2) eine Sockelhülse (13) umfasst, die zumindest den Lampenfuß (7) umgibt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    • die Lampe (1) ein Befestigungsmittel (14) aufweist, mit dem die Sockelhülse (13) am Lampenfuß (7) befestigt ist,
    • zwischen der Sockelhülse (13) und der Außenwandung des Entladungsgefäßes (3) ein Abstand vorgesehen ist, der einen Zwischenraum (17) definiert und daß
    • die Außenelektroden (5a - 5f) über zugehörige Stromzuführungen (10a-10f) mit einem die Längsachse der Entladungslampe umgebenden elektrischen Leiter (11) verbunden sind, wobei die Stromzuführungen (10a-10f) der Außenelektroden (5a - 5f) und der elektrische Leiter (11) in dem Raum (17) zwischen der Sockelhülse (13) und dem Entladungsgefäß (3) bzw. Lampenfuß (7) angeordnet sind.
  2. Entladungslampe mit Sockel nach Anspruch 1, wobei der Abstand mindestens 1 mm beträgt.
  3. Entladungslampe mit Sockel nach Anspruch 1, wobei das Befestigungsmittel eine Vergußmasse (14) ist.
  4. Entladungslampe mit Sockel nach Anspruch 3, wobei die Vergußmasse (14) nur einen Teilbereich des Lampenfußes (7) bedeckt.
  5. Entladungslampe mit Sockel nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Vergußmasse (14) aus einem der folgenden Materialien besteht: Keramikkitt, Epoxidharz oder Sauereisenzement.
  6. Entladungslampe mit Sockel nach einem der vorstehenden Ansprüchen, wobei der Lampenfuß als Quetschdichtung (7) ausgeführt ist.
  7. Entladungslampe mit Sockel nach einem der vorstehenden Ansprüchen, wobei die ionisierbare Füllung ein Edelgas, z.B. Xenon, und/oder Halogene oder Fluoride für die Erzeugung von Excimeren enthält.
  8. Entladungslampe mit Sockel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Leiter als konzentrisch zur Längsachse der Entladungslampe angeordneter Metallring (11) ausgebildet ist.
  9. Entladungslampe mit Sockel nach Anspruch 8, wobei der Durchmesser des Metallrings (11) mindestens dem doppelten Abstand zwischen einer Außenelektrode (5a-5f) und der mindestens einen Innenelektrode (4) beträgt.
  10. Entladungslampe mit Sockel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Leiter als Metallscheibe ausgebildet ist, die eine Aussparung zur Aufnahme des Lampenfußes aufweist.
  11. Entladungslampe mit Sockel nach Anspruch 10, wobei der Außendurchmesser der Metallscheibe so groß gewählt ist, daß die Metallscheibe das Befestigungsmittel zwischen Lampenfuß und Sockel vollständig bedeckt.
  12. Entladungslampe mit Sockel nach einem der vorstehenden Ansprüchen, wobei der Sockel (2) an seinem lampenfernen Ende in einen Flansch (16) übergeht.
  13. Entladungslampe mit Sockel nach einem der vorstehenden Ansprüchen, wobei die Lampe eine Leuchtstoffschicht aufweist.
  14. System mit einer Entladungslampe mit Sockel gemäß einer der Ansprüche 1 bis 14 und einer Schaltungsanordnung zum Betreiben der Lampe.
  15. System nach Anspruch 14, wobei die Schaltungsanordnung für eine Folge von gepulsten Wirkleistungseinkopplungen in die Entladungslampe ausgelegt ist und wobei die einzelnen Wirkleistungseinkopplungen durch Pausenzeiten voneinander getrennt sind.
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