EP1232514A1 - Dielectric barrier discharge lamp - Google Patents

Dielectric barrier discharge lamp

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EP1232514A1
EP1232514A1 EP01967060A EP01967060A EP1232514A1 EP 1232514 A1 EP1232514 A1 EP 1232514A1 EP 01967060 A EP01967060 A EP 01967060A EP 01967060 A EP01967060 A EP 01967060A EP 1232514 A1 EP1232514 A1 EP 1232514A1
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EP
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closure element
discharge tube
discharge
plate
shaped closure
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Werner Berlinghof
Rolf Bäuerle
Gerhard DÖLL
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Osram GmbH
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Abstract

The discharge tube (1) of a dielectric barrier discharge lamp is closed in gas-tight manner, without the use of a connecting means, by means of a plate-shaped closure element (7). To this end, the discharge tube (1) has a constriction (10), which encircles the edge of the plate-shaped closure element (7) in an annular manner.

Claims

Dielektrische Barriere-EntiadungslampeTechnisches GebietDie Erfindung betrifft eine dielektrische Barriere-Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.Es handelt sich dabei um eine Entladungslampe, bei der entweder die Elektroden einer Polarität oder alle Elektroden, d.h. beiderlei Polarität, mittels ei- ner dielektrischen Schicht von der Entladung getrennt sind (sogenannte einseitig bzw. zweiseitig dielektrisch behinderte Entladung). Derartige Elektroden werden im folgenden auch verkürzend als „dielektrische Elektroden" bezeichnet. Die Polarität der Elektroden kann dabei im Betrieb durchaus auch wechseln, d.h. jede Elektrode fungiert abwechselnd als Anode bzw. Kathode. Dann ist es allerdings vorteilhaft, wenn sämtliche Elektroden eine dielektrische Behinderung aufweisen. Für weitere Details sei auf die Schrift EP 0 733 266 Bl verwiesen, in der eine besonders bevorzugte Betriebsweise für dielektrische Barriere-Entladungslampen beschrieben ist.Die eingangs erwähnte dielektrische Schicht kann durch die Wand des Ent- ladungsgefäßes selbst gebildet sein, indem die Elektroden außerhalb des Entladungsgefäßes, etwa auf der Außenwand, angeordnet sind. Andererseits kann die dielektrische Schicht auch in Gestalt einer zumindest teilweisen Umhüllung oder Beschichtung mindestens einer innerhalb des Entladungsgefäßes angeordneten Elektrode - im Folgenden auch verkürzend als Innen- elektrode bezeichnet - realisiert sein. Das hat den Vorteil, dass die Dicke der - 2 -dielektrischen Schicht auf die Entladungseigenschaften hin optimiert werden kann. Allerdings erfordern Innenelektroden gasdichte Stromdurchführungen. Dadurch sind zusätzliche Fertigungsschritte erforderlich.Lampen der gattungsgemäßen Art werden insbesondere in Geräten für die Büroautomation (OA = Office Automation), z.B. Farbkopierer und -Scanner, für die Signalbeleuchtung, z.B. als Brems- und Richtungsanzeigelicht in Automobilen, für die Hilfsbeleuchtung, 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 üblicherweise kein Quecksilber. Vielmehr sind diese Lampen typischerweise mit Edelgas, vorzugsweise Xenon, bzw. Edelgasmischungen gefüllt. Während des Lampenbetriebs entste- hen innerhalb des Entladungsgefäßes insbesondere Excimere, beispielsweise Xe2*, welche eine Molekülbandenstrahlung mit einem Maximum bei ca. 172 nm emittieren. Je nach Anwendung wird diese VUV-Strahlung mittels Leuchtstoffe in sichtbares Licht umgewandelt.Stand der TechnikIn der Schrift W098/49712 ist eine rohrförmige Barriere-Entladungslampe mit zumindest einer streifenf örmigen Innenelektrode offenbart. Ein Ende des rohrförmigen Entladungsgefäßes der Lampe ist mit einem Stopfen gasdicht verschlossen, der mittels Glaslot mit einem Teil der Innenwand des Entladungsgefäßes verschmolzen ist. Die streifenförmige Innenelektrode ist durch das Glaslot hindurch als Stromzuführung nach außen geführt, Nachteilig ist, dass zwischen Stopfen und Gefäßwand eine Glaslotschicht als gasdichtes Verbindungsmittel erforderlich ist. Darstellung der ErfindungEs ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorgenannten Nachteil zu vermeiden und eine dielektrische Barriere-Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer verbesserten, Verbindungsmittelfreien Verschlusstechnik bereitzustellen.Diese Aufgabe wird bei einer Lampe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.Ferner wird Schutz für ein Verfahren zu Herstellung dieser Lampe gemäß den Merkmalen des Verfahrensanspruchs beansprucht.Erfindungsgemäß ist das Entladungsrohr der dielektrischen Barriere- Entladungslampe zumindest an einem seiner beiden Enden mit Hilfe eines tellerförmigen Verschlusselements verbindungsmittelfrei gasdicht verschlossen, indem das bzw. jedes der beiden Verschlusselemente an dem jeweiligen Ende innerhalb des Entladungsrohres angeordnet und über seinen gesamten Umfang unmittelbar mit der Innenwand des Entladungsrohres gasdicht verbunden ist. Wie weiter unten detailliert ausgeführt ist, geschieht dieses gasdichte Verbinden, indem die Innenwand und der Rand des tellerförmigen Verschlusselements bis zur jeweiligen Erweichungstemperatur erwärmt werden. Dafür wird der Kürze wegen auch der Begriff „Verschmelzen" verwendet, der allerdings dahingehend verallgemeinert zu verstehen ist, dass die Materialien der beiden zu verbindenden Elemente nicht unbedingt innig miteinander verschmolzen sein müssen. Wesentlich ist nur, dass eine gasdichte Verbindung durch Erwärmen der beiden zu verbindenden Elemente bis zum jeweiligen Erweichungspunkt und anschließendes miteinander in Kontakt bringen derselben entsteht, ohne zusätzliches Verbindungsmittel. Außerdem ist das Entladungsrohr im Bereich der Verschmelzung entlang des gesamten Umfangs derart verengt, dass die Verengung den Rand des tellerförmigen Verschlusselements ringförmig umgibt. Der Begriff „tellerförmiges Verschlusselement" ist dabei dahingehend verallgemeinert zu ver- stehen, dass dieses Verschlusselement lediglich dazu geeignet sein muss, in das Entladungsrohr eingeschoben zu werden und das Ende des Rohres in der beschriebenen Weise verschließen zu können. Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um eine kreisförmige Scheibe. Geeignet sind aber auch andere Ausgestaltungen sofern sie nur einen kreisförmigen Umfang aufweisen, bei- spielsweise ein zylinderförmiger Stopfen o.a..Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser Entladungslampe sieht das Bereitstellen des tellerförmigen Verschlusselements vor, wobei dessen Durchmesser geringfügig kleiner gewählt wird als der Innendurchmesser des Entladungsrohrs. Dieses tellerförmige Verschlusselement wird an einem zu verschließenden Ende des Entladungsrohrs derart eingeführt, dass zunächst ein ringförmiger Spalt verbleibt, typisch im Bereich von einigen Hundert Mikrometern, beispielsweise ca. 100 μm bis 300 μm. Die geeignete Spaltweite ergibt sich einerseits aus der Anforderung, dass das tellerförmige Verschlusselement möglichst gut in das Entladungsrohr einführbar sein soll. Andererseits muss der Spalt am Ende der Herstellung des Entladungsgefäßes auch wieder gasdicht geschlossen werden. Insofern ist es vorteilhaft, wenn der Spalt nicht übermäßig weit ist, da ansonsten die Verengung entsprechend tief auszuführen ist. Vorteilhaft ist es außerdem, zuvor sowohl das tellerförmige Verschlusselement als auch das zu verschließenden Ende des Entladungsrohrs vorzuheizen. Anschließend wird das Verschlusselement und das Entladungsrohr im Bereich des Verschlusselements bis zur Erweichungstemperatur erwärmt. Bei Erreichen der Erweichungstemperatur wird das Entladungsrohr schließlich derart verengt, dass sich der gesamte Rand des Verschlusselements mit der Entladungsrohrwand im Bereich der Verengung gasdicht verbindet.Zum Zwecke der Verengung wird beispielsweise mittels einer Rolle aus hochschmelzendem Material, z.B. einer Graphitrolle, der erweichte Teil der Wand des Entladungsrohrs auf den Rand des Verschlusselements gedrückt, wobei die Rolle bezüglich des Umfangs des Entladungsrohres rotiert. Bei den oben genannten typischen Spaltweiten hat sich eine radiale Tiefe der Verengung von einigen Zehntel Millimeter, typisch im Bereich von ca. 0,1 mm bis 1 mm, bevorzugt zwischen 0,2 mm und 0,8 mm, besonders bevorzugt zwi- sehen 0,4 mm und 0,6 mm, beispielsweise 0,5 mm, als ausreichend erwiesen.Bevorzugt wird für das Entladungsrohr und das tellerförmige Verschluss- element die gleiche Glassorte verwendet. Aufgrund der folglich ebenfalls gleichen Ausdehnungskoeffizienten sind die Spannungen kleiner als bei Verwendung eines zusätzlichen Verbindungsmittels wie im Stand der Tech- nik. Dort ist nämlich die Gefahr unvermeidbarer Spannungen aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Verbindungsmittel, z.B. Glaslot, und dem Entladungsrohr, z.B. aus Natronkalkglas, entsprechend hoch.Die beim Verschmelzen üblicherweise entstehenden Wärmespannungen können durch nachträgliches Tempern abgebaut werden.Die Glasverschmelzung und nachfolgende Temperung können relativ schnell durchgeführt werden, da die zu verschmelzenden Komponenten direkt erwärmt werden können, im Unterschied zum Stand der Technik wo zuerst der Binder aus den Sinterteilen ausgetrieben oder Glasfritten aufge- schmolzen werden müssen.Außerdem ist die erfindungsgemäße Glasverschmelzung billiger, da das zusätzliche Verbindungsmittel entfällt. - 6 -In einer bevorzugten Variante ist die dem Innern des Entladungsgefäßes zugewandte Seite des tellerförmigen Verschlusselements mit einer reflektierenden Schicht, z.B. Ti02, A1203 oder einer Interferenzschicht belegt. Dadurch wird das ansonsten aus der Stirnseite des Entladungsgefäßes austretende Licht zurückreflektiert und so die Leuchtdichte im Randbereich erhöht, was wegen des ansonsten in Richtung zu den Lampenenden hin üblichen Leuchtdichteabfalls ausdrücklich erwünscht ist.Außerdem kann es vorteilhaft sein, das tellerförmige Verschlusselement mit einer Öffnung und einem an diese Öffnung angeformten Pumprohr zu ver- sehen. Auf diese Weise kann die Lampe bei der Herstellung mit Hilfe dieses Pumprohrs evakuiert bzw. befüllt werden. Alternativ kann aber auch auf diese Öffnung und das Pumprohr verzichtet werden, wenn nämlich die Lampe in einer evakuierbaren Kammer, beispielsweise einem Vakuumofen hergestellt wird.Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen dielektrischen Barriere-Entladungslampe verwendet die bereits eingangs erwähnten Innenelektroden. Dabei ist mindestens eine Elektrode auf der Innenwand des Entladungsrohres angeordnet und im Bereich der Verengung durch die Verbindung zwischen Innenwand und Verschlusselement hindurch gasdicht nach außen geführt. Das Entladungsrohr ragt etwas über die Verengung hinaus, um eine Kontaktfläche für den Anschlussteil der Innenelektroden zu bieten. Zwar bewirkt die erfindungsgemäße Verbindung eine gewisse Verdrängung der dielektrischen Barriere und insofern wäre auch eine Störung der Funktion dieser dielektrischen Innenelektrode zu erwarten gewesen. Allerdings hat sich überraschenderweise keine negative Auswirkung der lokalen Deformation der dielektrisch behinderten Innenelektrode auf die dielektrisch behinderte Entladung gezeigt. Voraussetzung hierfür ist aber, dass die Verengung genau im Bereich des tellerförmigen Verschlusselements ist. Genauer gesagt - 7 -sollte die axiale Ausdehnung der Verengung im wesentlichen auf die axiale Ausdehnung des tellerartigen Verschlusselements entlang der Innenwand des Entladungsrohres beschränkt sein. Die in der unmittelbaren Nähe der Verengung zwangsweise auftretende halbrunde Krümmung der Elektroden- bahn in Richtung zur Entladungsrohrachse bewirkt zwar lokal eine geometrische Verkürzung der Schlagweite. Allerdings wird dadurch offensichtlich das elektrische Feld in dem der Verschmelzung angrenzenden Bereich in der Weise deformiert, dass sich die in der bereits erwähnten W098/ 9712 beschriebenen Einzelentladungen von dem tellerförmigen Verschlusselement wegbiegen. Dadurch wird die effektive Schlagweite vergrößert und zusätzlich vermieden, dass sich die Einzelentladungen unerwünscht hauptsächlich entlang des tellerartigen Verschlusselements ausbilden. Für weitere Details wird auf das Ausführungsbeispiel verwiesen.Beschreibung der ZeichnungenIm folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele nä- her erläutert werden. Es zeigen:Figur 1 ein einseitig verschlossenes Entladungsrohr,Figur 2a ein Längsschnitt des unverschlossenen Endes des Entladungsrohrs aus Figur 1 mit eingesetztem Verschlusselement,Figur 2b ein Querschnitt durch das Entladungsrohr aus Figur 2a entlang der Linie AA,Figur 3 ein Längsschnitt durch das Ende des Entladungsrohrs aus Figur 1 mit eingeschmolzenem Verschlusselement,Figur 4 den zeitlichen Temperaturverlauf innerhalb eines Ofens während der Herstellung der erfindungsgemäßen Barriere-Entladungslampe, - 8 -Figur 5 ein Ausführungsbeispiel einer fertigen Barriere-Entladungslampe.Die nachfolgenden Figuren 1 bis 3 dienen zur Illustration des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen dielektrischen Barriere-Entladungslampe.Figur 1 zeigt ein Entladungsrohr 1 aus Natronkalkglas, das an einem ersten Ende 2 zunächst noch offen, an dem anderen Ende 3 aber bereits mittels einer stumpfen Verschmelzung 4 verschlossen ist.Die Figuren 2a, 2b zeigen das offene Ende 2 des Entladungsrohres 1 in einer schematischen Längsschnitt- bzw. Querschnittdarstellung entlang der Linie AA. Die Innenwand des Entladungsrohres 1 ist bereits mit zwei diametral angeordneten linienf örmigen Innenelektroden 5a, 5b aus Silber versehen, die mit einer dielektrischen Barriere 6a, 6b aus Glas abgedeckt sind. In dem offenen Ende 2 des Entladungsrohres 1 ist außerdem bereits ein tellerförmiges Verschlusselement 7 zentrisch angeordnet. Der Außendurchmesser des tel- lerförmigen Verschlusselements 7 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser abzüglich der Dicke der beiden Innenelektroden 5a, 5b einschließlich ihrer Barrieren 6a, 6b, so dass über den gesamten Umfang ein kleiner Spalt 11 von ca. 100 μm bis 300 μm verbleibt. Das Verschlusselement 7 weist eine zentrische Bohrung 8 auf, an die ein Pumprohr 9 integral angeformt ist.Die Figur 3 zeigt ähnlich wie die Figur 2a das offene Ende 2 des Entladungsrohres 1 in einer schematischen Längsschnittdarstellung, allerdings nach der Verschmelzung des Randes des tellerförmigen Verschlusselements 7 mit dem gegenüberliegenden Teil der Innenwand des Entladungsrohres 1. Die eigentliche Verschmelzung ist in Figur 3 nicht erkennbar, weil der Längs- schnitt entlang der Elektroden 5a, 5b bzw. der Barrieren 6a, 6b geht. Gut erkennbar ist aber die u den Rand oder genauer gesagt die Umfangsfläche des tellerförmigen Verschlusselements 7 herumführende Verengung 10. Die Tiefe der Verengung beträgt ca. 0,5 mm. Erkennbar ist auch die leichte Quetschung der beiden Barrieren 6a, 6b im Bereich der Verengung 10 sowie die halbrunde Krümmung 12a, 12b der Elektroden 5a, 5b in dem unmittelbarer an die Verengung 10 angrenzenden Bereich innerhalb des Entladungsrau- mes.Die Figur 4 zeigt den für eine spannungsfreie Verschmelzung geeigneten zeitlichen Temperaturverlauf innerhalb eines Ofens (nicht dargestellt) bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Lampe. Nach der ca. 50 Sekunden dauernden im wesentlichen linearen Aufheizphase auf eine Temperatur von ca. 640°C wird die Temperatur für ca. 10 Sekunden (s) konstant gehalten. Danach schließt sich die Temperung an, während der die Temperatur innerhalb einer Zeitspanne von ca. 110 s näherungsweise exponentiell auf eine Temperatur von ca. 370°C abgekühlt wird. Die in Figur 3 dargestellte Verschmelzung zwischen tellerförmigem Verschlussteil 7 und der angrenzenden In- nenwand des Entladungsrohres 1 mit Hilfe lokaler Erwärmung bis zum Erweichungspunkt der zu verschmelzenden Komponenten und der anschließenden Verengung 10 - dieser Vorgang wird auch als Einrollung bezeichnet - beginnt kurz vor dem Erreichen der Haltetemperatur von ca. 640°C und dauert typisch ca. 10 s.Im Folgenden wird zusätzlich auf die Figur 5 Bezug genommen, die die fertige Lampe 13 darstellt. Gleiche Merkmale wie in den vorrangegangenen Darstellungen sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die beiden Innenelektroden und die zugehörigen dielektrischen Barrieren sind in dieser Darstellung nicht erkennbar. Nach dem Befüllen des Entladungsrohres 1 über das Pumprohr 9 wird letzteres zu einer Pumpspitze 14 abgeschmolzen. Danach kann die Lampe bei Bedarf gesockelt werden. - 10 -Patentansprüche Dielectric barrier discharge lampTechnical fieldThe invention relates to a dielectric barrier discharge lamp according to the preamble of claim 1. It is a discharge lamp in which either the electrodes of one polarity or all electrodes, ie both polarity, by means of a dielectric layer from the Discharge are separated (so-called one-sided or two-sided dielectric barrier discharge). Such electrodes are also referred to in the following as "dielectric electrodes". The polarity of the electrodes can also change during operation, ie each electrode acts alternately as an anode or cathode. However, it is then advantageous if all electrodes have a dielectric impediment For further details, reference is made to the document EP 0 733 266 B1, which describes a particularly preferred mode of operation for dielectric barrier discharge lamps. The dielectric layer mentioned at the outset can be formed by the wall of the discharge vessel itself, with the electrodes outside On the other hand, the dielectric layer can also be realized in the form of an at least partial covering or coating of at least one electrode arranged within the discharge vessel - also referred to below as the inner electrode This has the advantage that the thickness of the - 2 dielectric layer can be optimized for the discharge properties. However, internal electrodes require gas-tight leadthroughs. This means that additional manufacturing steps are required. Lamps of the generic type are used in particular in devices for office automation (OA = Office Automation), e.g. color copiers and scanners, for signal lighting, e.g. as brake and direction indicator lights in automobiles, for auxiliary lighting, e.g. interior lighting of automobiles, as well as for the backlighting of displays, for example liquid crystal displays, as so-called "edge type backlights". In these technical fields of application, both particularly short start-up phases and light currents that are as temperature-independent as possible are required. For this reason, these lamps usually contain no mercury Lamps are typically filled with noble gas, preferably xenon, or noble gas mixtures During the lamp operation, excimers, for example Xe2 *, are formed in the discharge vessel, which emit molecular band radiation with a maximum at approximately 172 nm Depending on the application, this VUV radiation is converted into visible light by means of phosphors. State of the art A tubular barrier discharge lamp with at least one strip-shaped inner electrode is disclosed in document W098 / 49712. One end of the tubular discharge vessel of the lamp is sealed gas-tight with a stopper which is fused to a part of the inner wall of the discharge vessel by means of glass solder. The strip-shaped inner electrode is led through the glass solder to the outside as a power supply. It is disadvantageous that a glass solder layer is required as a gas-tight connecting means between the stopper and the vessel wall. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to avoid the aforementioned disadvantage and to provide a dielectric barrier discharge lamp according to the preamble of claim 1 with an improved, connection-free closure technology. This object is achieved by a lamp with the features of the preamble of claim 1 Features of the characterizing part of claim 1 solved. Particularly advantageous refinements can be found in the dependent claims. Protection is also claimed for a method for producing this lamp according to the features of the method claim. According to the invention, the discharge tube of the dielectric barrier discharge lamp is sealed gas-tight at least at one of its ends using a plate-shaped closure element , in that the or each of the two closure elements is arranged at the respective end within the discharge tube and is connected in a gastight manner over its entire circumference to the inner wall of the discharge tube. As explained in detail below, this gas-tight connection takes place in that the inner wall and the edge of the plate-shaped closure element are heated to the respective softening temperature. For the sake of brevity, the term "fusion" is also used, which, however, is to be understood in a generalized sense that the materials of the two elements to be connected do not necessarily have to be intimately fused together connecting elements up to the respective softening point and then bringing them into contact with one another, without additional connecting means. In addition, the discharge tube is narrowed in the area of the fusion along the entire circumference in such a way that the narrowing surrounds the rim of the plate-shaped closure element in a ring. The term "plate-shaped closure element "is to be understood in a generalized manner that this closure element only has to be suitable for being pushed into the discharge tube and for being able to close the end of the tube in the manner described. In the simplest case, it is a circular disk. However, other configurations are also suitable if they only have a circular circumference, for example a cylindrical stopper or the like. The method according to the invention for producing this discharge lamp provides for the plate-shaped closure element to be provided, the diameter of which is chosen to be slightly smaller than the inside diameter of the discharge tube. This plate-shaped closure element is introduced at one end of the discharge tube to be closed in such a way that an annular gap initially remains, typically in the range of a few hundred micrometers, for example approximately 100 μm to 300 μm. The suitable gap width results on the one hand from the requirement that the plate-shaped closure element should be insertable into the discharge tube as well as possible. On the other hand, the gap must also be closed again gas-tight at the end of the manufacture of the discharge vessel. In this respect, it is advantageous if the gap is not excessively wide, since otherwise the narrowing must be made correspondingly deep. It is also advantageous to preheat both the plate-shaped closure element and the end of the discharge tube to be sealed beforehand. The closure element and the discharge tube are then heated in the region of the closure element to the softening temperature. When the softening temperature is reached, the discharge tube is finally narrowed in such a way that the entire edge of the closure element connects to the discharge tube wall in the region of the constriction in a gas-tight manner of the discharge tube is pressed onto the edge of the closure element, the roller rotating with respect to the circumference of the discharge tube. With the typical gap widths mentioned above, the radial depth of the constriction has been a few tenths of a millimeter, typically in the range from approximately 0.1 mm to 1 mm, preferably between 0.2 mm and 0.8 mm, particularly preferably between 0 , 4 mm and 0.6 mm, for example 0.5 mm, have been found to be sufficient. The same type of glass is preferably used for the discharge tube and the plate-shaped closure element. Because of the consequently also identical expansion coefficients, the stresses are lower than when using an additional connecting means as in the prior art. There, the risk of unavoidable stresses is correspondingly high due to the different expansion coefficients between the connecting means, e.g. glass solder, and the discharge tube, e.g. made of soda-lime glass. The thermal stresses that usually occur during melting can be reduced by subsequent tempering. The glass fusion and subsequent tempering can be carried out relatively quickly , since the components to be melted can be heated directly, in contrast to the prior art, where the binder first has to be driven out of the sintered parts or glass frits have to be melted. In addition, the glass fusion according to the invention is cheaper since the additional connecting means is eliminated. In a preferred variant, the side of the plate-shaped closure element facing the inside of the discharge vessel is covered with a reflective layer, for example Ti02, A1203 or an interference layer. As a result, the light that otherwise emerges from the end face of the discharge vessel is reflected back and the luminance in the edge area is increased, which is expressly desired because of the otherwise normal decrease in luminance towards the lamp ends. It may also be advantageous to have the plate-shaped closure element with an opening and a to see pump tube formed on this opening. In this way, the lamp can be evacuated or filled during manufacture using this pump tube. Alternatively, however, this opening and the pump tube can also be dispensed with if the lamp is manufactured in an evacuable chamber, for example a vacuum oven. A preferred embodiment of the dielectric barrier discharge lamp according to the invention uses the internal electrodes already mentioned at the beginning. In this case, at least one electrode is arranged on the inner wall of the discharge tube and, in the region of the constriction, is passed gas-tight to the outside through the connection between the inner wall and the closure element. The discharge tube protrudes slightly beyond the constriction to provide a contact surface for the connection part of the internal electrodes. The connection according to the invention causes a certain displacement of the dielectric barrier and in this respect a disturbance in the function of this dielectric inner electrode would have been expected. Surprisingly, however, no negative effect of the local deformation of the dielectrically hindered inner electrode has been found on the dielectrically hindered discharge. The prerequisite for this is that the constriction is exactly in the area of the plate-shaped closure element. More specifically - 7 - the axial extent of the constriction should essentially be limited to the axial extent of the plate-like closure element along the inner wall of the discharge tube. The semicircular curvature of the electrode track in the direction of the discharge tube axis, which inevitably occurs in the immediate vicinity of the narrowing, locally results in a geometrical shortening of the stroke distance. However, this obviously deforms the electric field in the area adjacent to the fusion in such a way that the individual discharges described in the already mentioned WO98 / 9712 bend away from the plate-shaped closure element. This increases the effective striking distance and additionally prevents the individual discharges from forming undesirably mainly along the plate-like closure element. Reference is made to the exemplary embodiment for further details. Description of the Drawings The invention is to be explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments. 1 shows a discharge tube which is closed on one side, FIG. 2a shows a longitudinal section of the unlocked end of the discharge tube from FIG. 1 with the closure element inserted, FIG. 2b shows a cross section through the discharge tube from FIG. 2a along the line AA, FIG. 3 shows a longitudinal section through the end of the discharge tube from FIG. 1 with the closure element melted in, FIG. 4 the temperature profile over time within a furnace during the manufacture of the barrier discharge lamp according to the invention, FIG. 5 an embodiment of a finished barrier discharge lamp. The following FIGS. 1 to 3 serve to illustrate the method of manufacture Figure 1 shows a discharge tube 1 made of soda-lime glass, which is initially still open at a first end 2, but is already closed at the other end 3 by means of a blunt fusion 4. Figures 2a, 2b show the open end 2 of the discharge Srohres 1 in a schematic longitudinal section or cross-sectional view along the line AA. The inner wall of the discharge tube 1 is already provided with two diametrically arranged, linear inner electrodes 5a, 5b made of silver, which are covered with a dielectric barrier 6a, 6b made of glass. In addition, a plate-shaped closure element 7 is already arranged centrally in the open end 2 of the discharge tube 1. The outer diameter of the plate-shaped closure element 7 is somewhat smaller than the inner diameter minus the thickness of the two inner electrodes 5a, 5b including their barriers 6a, 6b, so that a small gap 11 of approximately 100 μm to 300 μm remains over the entire circumference. The closure element 7 has a central bore 8, to which a pump tube 9 is integrally formed. Similar to FIG. 2a, FIG. 3 shows the open end 2 of the discharge tube 1 in a schematic longitudinal section, but after the edge of the plate-shaped closure element 7 has melted with the opposite part of the inner wall of the discharge tube 1. The actual fusion cannot be seen in FIG. 3 because the longitudinal section runs along the electrodes 5a, 5b or the barriers 6a, 6b. However, the constriction 10 leading around the edge or more precisely the circumferential surface of the plate-shaped closure element 7 is clearly visible. The depth of the constriction is approximately 0.5 mm. The slight crushing of the two barriers 6a, 6b in the region of the constriction 10 and the semicircular curvature 12a, 12b of the electrodes 5a, 5b in the region immediately adjacent to the constriction 10 within the discharge space can also be seen. FIG a stress-free fusion of a suitable temperature profile within a furnace (not shown) during the manufacture of the lamp according to the invention. After the essentially linear heating phase to a temperature of approximately 640 ° C., which lasts approximately 50 seconds, the temperature is kept constant for approximately 10 seconds (s). This is followed by tempering, during which the temperature is approximately exponentially cooled to a temperature of approximately 370 ° C. within a period of approximately 110 s. The fusion shown in FIG. 3 between plate-shaped closure part 7 and the adjacent inner wall of the discharge tube 1 with the aid of local heating up to the softening point of the components to be melted and the subsequent narrowing 10 - this process is also referred to as curling - begins shortly before reaching the Holding temperature of approx. 640 ° C. and typically lasts approx. 10 s. In the following, reference is also made to FIG. 5, which shows the finished lamp 13. The same features as in the previous representations are provided with the same reference numerals. The two internal electrodes and the associated dielectric barriers cannot be seen in this illustration. After filling the discharge tube 1 via the pump tube 9, the latter is melted down to a pump tip 14. The lamp can then be socketed if necessary. - 10 patent claims
1. Dielektrische Barriere-Entladungslampe (13) mit einem geschlossenen rohrförmigen Entladungsgefäß (1, 4, 7) und mit länglichen Elektroden (5a; 5b), wobei das Entladungsgefäß (1, 4, 7) aus einem an seinen beiden Enden verschlossenen Entladungsrohr (1) besteht, dadurch ge- kennzeichnet, dass zumindest ein Ende des Entladungsrohres (1) mit1. Dielectric barrier discharge lamp (13) with a closed tubular discharge vessel (1, 4, 7) and with elongated electrodes (5a; 5b), the discharge vessel (1, 4, 7) consisting of a discharge tube (2) closed at both ends ( 1), characterized in that at least one end of the discharge tube (1) also
Hilfe eines tellerförmigen Verschlusselements (7) verbindungsmittelfrei gasdicht verschlossen ist, indem das bzw. jedes Verschlusselement (7) an dem jeweiligen Ende (2) innerhalb des Entladungsrohres (1) angeordnet und über seinen gesamten Umfang unmittelbar mit der Innen- wand des Entladungsrohres (1) gasdicht verbunden ist, wobei das Entladungsrohr (1) im Bereich der Verbindung entlang des gesamten U - fangs verengt ist derart, dass die Verengung (10) den Rand des tellerförmigen Verschlusselements (7) ringförmig umf asst.With the aid of a plate-shaped closure element (7), it is sealed gas-tight without any connecting means, in that the or each closure element (7) is arranged at the respective end (2) within the discharge tube (1) and directly over its entire circumference with the inner wall of the discharge tube (1 ) is connected in a gastight manner, the discharge tube (1) being narrowed in the area of the connection along the entire circumference such that the narrowing (10) encircles the edge of the plate-shaped closure element (7) in a ring shape.
2. Entladungslampe nach Anspruch 1, wobei die axiale Ausdehnung der Verengung (10) im wesentlichen auf die axiale Ausdehnung des tellerartigen Verschlusselements (7) entlang der Innenwand des Entladungsrohres beschränkt ist.2. Discharge lamp according to claim 1, wherein the axial extent of the constriction (10) is essentially limited to the axial extent of the plate-like closure element (7) along the inner wall of the discharge tube.
3. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die radiale Tiefe der Verengung (10) im Bereich von ca. 0,1 mm bis 1 mm, bevorzugt zwi- sehen 0,2 mm und 0,8 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,4 mm und3. Discharge lamp according to claim 1 or 2, wherein the radial depth of the constriction (10) in the range from about 0.1 mm to 1 mm, preferably between 0.2 mm and 0.8 mm, particularly preferably between 0, 4 mm and
0,6 mm liegt.0.6 mm.
4. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Elektrode (5a; 5b) auf der Innenwand des Entladungsrohres (1) angeordnet und im Bereich der Verengung (10) durch die - 11 -4. Discharge lamp according to one of the preceding claims, wherein at least one electrode (5a; 5b) is arranged on the inner wall of the discharge tube (1) and in the region of the constriction (10) through the - 11 -
Verbindung zwischen Innenwand und Verschlusselement (7) hindurch gasdicht nach außen geführt ist.Connection between the inner wall and the closure element (7) is passed gas-tight to the outside.
5. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das tellerförmige Verschlusselement (7) eine Öffnung (8) aufweist, an die ein Pumprohr (9) angeformt ist.5. Discharge lamp according to one of the preceding claims, wherein the plate-shaped closure element (7) has an opening (8) to which a pump tube (9) is integrally formed.
6. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die dem Innern des Entladungsgefäßes zugewandte Seite des tellerförmigen Verschlusselements mit einer reflektierenden Schicht belegt ist.6. Discharge lamp according to one of the preceding claims, wherein the side of the plate-shaped closure element facing the interior of the discharge vessel is coated with a reflective layer.
7. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Entladungsrohr über das Verschlusselement (7) hinausragt.7. Discharge lamp according to one of the preceding claims, wherein the discharge tube projects beyond the closure element (7).
8. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Entladungsrohr (1) und das tellerförmige Verschlusselement (7) aus der gleichen Glassorte bestehen.8. Discharge lamp according to one of the preceding claims, wherein the discharge tube (1) and the plate-shaped closure element (7) consist of the same type of glass.
9. Verfahren zur Herstellung einer Entladungslampe gemäß den Ansprü- chen 1 bis 8 mit folgenden Verfahrensschritten:9. Process for producing a discharge lamp according to claims 1 to 8 with the following process steps:
• Bereitstellen eines tellerförmigen Verschlusselements (7), dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Entladungsrohrs (1),Providing a plate-shaped closure element (7), the diameter of which is smaller than the inside diameter of the discharge tube (1),
• Einführen des tellerförmigen Verschlusselements (7) an einem zu verschließenden Ende (2) des Entladungsrohrs (1) derart, dass ein ringförmiger Spalt verbleibt,Inserting the plate-shaped closure element (7) at one end (2) of the discharge tube (1) to be closed such that an annular gap remains,
• Erwärmen des Verschlusselements (7) und des Entladungsrohrs (1) im Bereich des Verschlusselements bis zur Erweichungstemperatur, - 12 -Heating the closure element (7) and the discharge tube (1) in the region of the closure element to the softening temperature, - 12 -
• Verengen des Entladungsrohrs (1) derart, dass der Rand des Verschlusselements (7) mit der Innenwand des Entladungsrohrs (1) im Bereich der Verengung (10) miteinander gasdicht verbunden werden.• narrowing the discharge tube (1) in such a way that the edge of the closure element (7) is connected to one another in a gas-tight manner in the region of the constriction (10) in the region of the constriction (10).
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zum Zwecke der Verengung eine Rolle aus hochschmelzendem Material den erweichten Teil der Wand auf den Rand des Verschlusselements drückt.10. The method according to claim 9, wherein for the purpose of narrowing a roller made of refractory material presses the softened part of the wall onto the edge of the closure element.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das tellerförmige Verschlusselement (7) und das zu verschließenden Ende (2) des Entla- dungsrohrs (1) vor dem Einführen vorgeheizt werden. 11. The method according to claim 9 or 10, wherein the plate-shaped closure element (7) and the end (2) of the discharge tube (1) to be closed are preheated before insertion.
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