EP2171741A1 - Herstellungsverfahren für entladungslampen - Google Patents

Herstellungsverfahren für entladungslampen

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Publication number
EP2171741A1
EP2171741A1 EP07802456A EP07802456A EP2171741A1 EP 2171741 A1 EP2171741 A1 EP 2171741A1 EP 07802456 A EP07802456 A EP 07802456A EP 07802456 A EP07802456 A EP 07802456A EP 2171741 A1 EP2171741 A1 EP 2171741A1
Authority
EP
European Patent Office
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gas
discharge
discharge vessel
filling
vessel
Prior art date
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Granted
Application number
EP07802456A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2171741B1 (de
Inventor
Lothar Hitzschke
Frank Vollkommer
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of EP2171741A1 publication Critical patent/EP2171741A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2171741B1 publication Critical patent/EP2171741B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/26—Sealing together parts of vessels
    • H01J9/265—Sealing together parts of vessels specially adapted for gas-discharge tubes or lamps
    • H01J9/266—Sealing together parts of vessels specially adapted for gas-discharge tubes or lamps specially adapted for gas-discharge lamps
    • H01J9/268—Sealing together parts of vessels specially adapted for gas-discharge tubes or lamps specially adapted for gas-discharge lamps the vessel being flat
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/38—Exhausting, degassing, filling, or cleaning vessels
    • H01J9/395—Filling vessels

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a discharge lamp.
  • Discharge lamps have a closed and a discharge gas-containing discharge vessel. Accordingly, a method for the production of discharge lamps comprises introducing the discharge gas and the Verschlie ⁇ SEN of the discharge vessel.
  • DE 101 47 727 A1 shows a continuous furnace for joining discharge vessel parts and filling the joined discharge vessels.
  • the discharge vessel parts are introduced in egg ⁇ ne atmosphere with the discharge gas, joined to the atmosphere and thereby ⁇ ser also sealed.
  • DE 102 25 612 A1 shows a chamber for joining and closing discharge vessel parts.
  • the discharge vessel parts full chamber is then flooded with the Entla ⁇ dung gas under moderate pressure so that the discharge vessel parts lapped by the discharge gas ⁇ to.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a discharge lamp which is advantageous with regard to the filling and closing of a discharge vessel.
  • the invention relates to a method for producing a discharge lamp comprising the steps of: joining and filling an open discharge vessel of the discharge lamp with a first gas in an environment of the first gas, characterized by the subsequent step: adding a second gas to the first gas in the assembled discharge vessel by a feed volume separated from the outer environment of the discharge vessel.
  • the invention is based on the consideration that the pumping and filling a discharge vessel is connected to an exhaust tube with a high cost: a certain time is required for the evacuation, for Errei ⁇ chen the desired purity significant pumping ⁇ power must be used, corresponding systems are complex and therefore expensive. Especially with large discharge Vessels, such as those for flat radiator with a large diagonal, it is difficult due to the large inner surface of the discharge vessel (adhere to the adsorbate) to ensure the desired purity. In addition, some discharge lamps break during pumping.
  • the invention is further motivated by the idea that the joining, ie connecting, of discharge vessel parts and the filling of discharge vessels with a gas can be carried out simultaneously.
  • the invention is based on the finding that, for discharge vessels, which are accordingly filled in a discharge gas atmosphere and closed about the joining of the discharge lamp parts, under a neon / xenon atmosphere in a continuous furnace, typically ent ⁇ deviates a part of the discharge gas in the surroundings and so lost.
  • the discharge gas is usually several ⁇ re components, such as helium, neon, argon and xenon.
  • the idea of the invention is now that ultimately for the Discharge gas desired components to a first gas and a second gas and first to fill an open discharge vessel in an environment of the first gas. Finally, the discharge gas is completed by the overall targeted introduction of the second gas in the discharge vessel after the discharge vessel is joined and at least partially closed.
  • a supply volume is used which is separated from the environment of the discharge vessel, ie not alone forms the environment.
  • the second gas is not used with the complete environment of the discharge vessel, but restricted to a certain volume Vo ⁇ and thus targeted.
  • Vo ⁇ the external environment of the Entladungsge ⁇ fäßes, not the discharge space is understood here is so.
  • the second case it lies in the discharge vessel and is already there ⁇ separated by a further boundary from the external environment.
  • the second gas is targeted and not too large or avoid spreading into the environment.
  • the discharge vessel By joining after the first filling step, the discharge vessel is preferably but not necessarily completely sealed gas-tight. Thus, after closing, a comparatively small hole could remain in the discharge vessel wall, through which the second gas is introduced. But it can also be to ge back ⁇ opens. Alternatively, the discharge vessel can be concluded off and included the separate volume with the two ⁇ th gas.
  • the invention enables a targeted introduction of certain discharge gas components with the second gas.
  • the second gas and the first gas should therefore differ OF INVENTION ⁇ dung according to, in particular to the compo ⁇ components with which a filling in one or from a complete environment of the discharge vessel is low, all or at least substantially conces- the first gas be assigned and correspondingly other components in which a targeted introduction of particular advantage, especially the second gas are assigned.
  • This can also be quantified on the basis of the partial pressure of the discharge gas components.
  • the second gas has a component whose partial pressure in the discharge gas is at least 70% due to the second gas, more preferably at least 90% or even more 98%.
  • the discharge gas should contain at least one component which essentially or virtually exclusively originates from the filling step with the second gas.
  • the preferably comparatively large opening of the Entla ⁇ tion vessel before joining allows rapid filling of the discharge vessel with the first gas or even a Rinse ⁇ len with this, especially in still isolated discharge vessel parts. By such flushing of the discharge vessel with the first gas, this can be cleaned and also other impurities can be kept away - even in the form of undesirable gases.
  • An elaborate evacuation of a chamber, as in the vacuum furnace, can be dispensed with here.
  • the partial pressures of the components of this gas in the discharge vessel of the temperature of the gas during the closing depend. If it is intended to avoid manufacturing tolerances caused thereby for certain components of the discharge gas, these components can be added to the second gas. It is preferable to use a through-running ⁇ oven for the first filling step and to use the first gas in a continuous furnace and to clean the discharge vessel and also for keeping out contaminants. For this purpose, a flow of the first gas and the discharge vessel is established in the continuous furnace. Be possibly performed no recovery of the first gas - depending on the distri ⁇ development of the discharge gas components on the first and second gas needs - even at high conversions.
  • the discharge gas may contain components which even prevent an analysis of the discharge gas by spectroscopy he ⁇ or heavy.
  • Discharge gas components which are not to be analyzed with can be introduced into the discharge vessel with the second gas. In one embodiment, therefore, after the at least partial closing of the discharge vessel and before the introduction of the second gas, a spectral analysis of the first gas is carried out in the discharge vessel.
  • a spectral analysis of the first gas is carried out in the discharge vessel.
  • a spectral analysis of the first gas is carried out in the discharge vessel.
  • a spectral analysis of the first gas is carried out in the discharge vessel.
  • neon has a much higher excitation energy than xenon, so that impurities can be detected by spectroscopy of the discharge radiation. Due to the relatively low excitation energy, xenon would usually interfere with this.
  • Such spectroscopic examination can example ⁇ as using auxiliary electrodes, such simple metal strip outside the furnace and after the first filling step by igniting a local discharge successes gen.
  • the auxiliary electrodes can be removed then again, so they do not interfere with the further manufacturing process and in the finished lamp are not available.
  • the second gas is introduced into the discharge vessel via a filler neck.
  • the filler may for example be applied to a discharge ⁇ vessel part already prior to the closing of the discharge vessel and before and preferably still closed even after this step.
  • a connection piece can be placed on a SEN according to the Schliemann remaining hole of the discharge vessel and introduced through the second gas this ⁇ the. Subsequently, this nozzle can be merged with the Entla ⁇ tion vessel.
  • the filler neck can then be opened before the second filling step, such as broken.
  • an ampoule of the second gas in the discharge vessel is ⁇ closed and opened in connection with the first filling step and the joining. In this way, it is possible to precisely control the amount of the second gas introduced into the discharge vessel.
  • the ampoule can be broken up, for example, by means of a laser or other electromagnetic waves.
  • the second gas mixes with the first gas to form the discharge gas. It is preferable to take the vial on the edge of Entladungsgefä ⁇ SSES. If the ampoule outside the luminous ⁇ field, they do not interfere with the light emitted from the discharge lamp. Furthermore, it is possible, in particular at the edge of the discharge lamp, to pick up the ampoule in such a way that it does not spatially restrict the discharge. Vorzugswei ⁇ se are in the same area or adjacent to the receptacle for the ampoule uncoated discharge vessel window in particular openings in the phosphor layer in order to carry out the mentioned diagnostics, available.
  • the first gas could be included in a recovery.
  • the two-stage process according to this invention makes it possible to carry out the filling process for such gases as a second step, so that the first gas can be discarded more simply and advantageously.
  • the invention is particularly directed to the development of so-called herstel ⁇ flat radiator, in which the discharge vessel is formed flat and relativelyfor- matig compared to starch.
  • the large sides of the flat radiator are formed by two substantially plane-parallel plates.
  • the plates can be structured and must, despite the name "flat ⁇ radiator", not be flat in the strict sense of the word.
  • the invention is directed in particular to the production of dielectrically impeded discharge lamps.
  • the power to sustain the discharge via dielectrically separated from the discharge gas electrodes is capacitively coupled into the discharge gas.
  • Fig. 1 shows a continuous furnace for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 2 shows the continuous furnace of Figure 1 with additions.
  • FIG. 3 shows a discharge vessel which has passed through a part of the manufacturing process according to the invention.
  • Fig. 4 shows a schematic representation to a ⁇ al ternatives ability to Figure 3.
  • FIG. 1 shows a continuous furnace 1 for joining discharge vessel parts 2 to discharge vessels 3.
  • the discharge vessel parts 2 are introduced in the drawing from right to left on a conveyor belt 4 through an opening 5 of the continuous furnace 1 and the joined discharge vessels 3 through an opening 6 transported out of the oven 1.
  • the discharge vessel parts 2 correspond cover (top) and floor (bottom) of the final discharge vessel 3.
  • the Ent ⁇ charge tubes 3 are for dielectrically impeded flat strahier determined.
  • the external electrodes or their contacting are attached in a manner known per se in the following method steps (not shown).
  • the discharge vessel parts 2 pass through prior to introduction into the furnace 1 already known cleaning and processing steps (not shown); so as to be in front ⁇ coated from the inside of the discharge vessel parts with a phosphor and a reflector layer partially be ⁇ .
  • the continuous furnace 1 has heating elements 7 for heating the furnace interior.
  • Gas supply 8 are provided with further heating elements 9.
  • the interior of the oven is heated by the heating elements 7 and by a first gas introduced via the gas feeds 8 and heated by the heating elements 9.
  • the first still spaced discharge vessel parts 2 are placed between these SF6 glass pieces as Ab ⁇ spacers. Due to the high temperature in the continuous furnace 1, these soften and the upper discharge vessel part 2 is lowered onto the lower discharge vessel part 2. The edges of the discharge vessel parts 2 are provided with egg nem glass solder, which is melted in the continuous furnace 1 and over which the discharge vessel parts 2 are joined together gas-tight.
  • the discharge vessel parts or the joined discharge vessels must be cleaned in ⁇ be known per se and rinsed residual moisture and any residual components of organic mate ⁇ rials such as solvents or binder ingredients to corresponds distant.
  • the inside of the oven is flooded via the gas feeds 8 with the first gas, a helium / neon mixture.
  • the helium / neon mixture is introduced with sufficient pressure to ensure a constant flow through the interior of the oven and the openings 5 and 6 of the continuous furnace.
  • Between the first still spaced discharge vessel parts 2 is located, in addition to the SF6 glass pieces, within the continuous furnace exclusively introduced by the gas feeds 8 first gas. As the SF6 glass pieces soften, the first gas is trapped on the lower discharge vessel portion 2 as the upper discharge vessel portion 2 is lowered.
  • FIG. 2 shows the continuous furnace from FIG. 1 supplemented by gas suction lines 10 and a pump 11.
  • the first gas flows primarily into the gas suction lines 10.
  • the extracted noble gases are then recovered in a manner known per se (not shown).
  • FIG. 3 shows one of the discharge vessels 3 joined as described above from above. It includes gas-tight the He / Ne mix; Further, it contains two received at the outer edge ampoules 12, which are provided in the lateral smaller channels and round in section. The ampoule itself and the inside of the Entladungsge ⁇ fäßes 3, along which they are added, do not - as the rest of the inner surface of the discharge vessel 3 - coated with a phosphor or a reflector layer ⁇ .
  • FIG. 3 shows, between the two ampule channels, larger channels in cross-section, which form the actual discharge volume and have already been described elsewhere in the prior art.
  • an IR laser is used to open the ampoules.
  • microwaves can also be used.
  • temperature gradients can be generated by energy coupling into partial regions of the ampoules, which leads to fracture due to material stresses.
  • the discharge vessel is 40 cm wide, 70 cm long and in the middle inside 0.3 cm high, in places, but also up to 0.55 cm high (clear inside height).
  • the ampoules have 1 mm quartz walls, are 67 cm long and have an inside diameter of 3 mm.
  • At a xenon pressure of 10 bar within the ampoules 12 (at room temperature) results in a xenon partial pressure of 0.1 bar within the discharge vessel 3, when the ampoules are opened by laser ⁇ radiation and distributes the xenon in the discharge vessel 3 has (at room temperature).
  • the emission spectrum of the He / Ne mixture is examined. Impurities can be detected as the production and further lack ⁇ -like discharge lamps are avoided.
  • FIG. 4 outlines a further variant for the second
  • the filling volume 15 is connected via a first valve 17 with egg ⁇ nem gas outlet and via a second valve 18 with a gas inlet. It also has a ⁇ be pointed heater 19.
  • the filling volume 15 is part of a further apparatus for filling, not of the continuous furnace, and surrounds the filling nozzle 13 in the manner outlined here.
  • the exterior of the filler neck 13 and the interior of the filling volume 15 are cleaned by a rinsing step using the two valves 17, 18 and the gas inlet and outlet.
  • the second valve closed and the first valve open it can also be pumped out for cleaning purposes.
  • the filler neck 13 is opened by a not shown me ⁇ chanical device (implementation in the filling volume 15) or by IR laser or microwave irradiation on a metal coating at its end to bring a second gas in the interior of the discharge vessel, the was previously introduced via the gas inlet in the Golfvolu ⁇ men 15.
  • a gas pressure is provided a ⁇ that leads to opening of the filling nozzle 13 to the ge ⁇ desired discharge gas mixture in the discharge vessel itself.
  • the filler neck 13 can be shortened and closed by melting and peeling off with a flame in so-called pump stems in the lamp technology generally known manner and closed when the second filling is meet ⁇ closed. It preferably consists of the same Glass material from the well, the cover glass of Entladungsge ⁇ fäßes there.
  • a second filling step can be carried out as an alternative to the vial technique described above with reference to FIG.
  • the first filling step of the two variants is the same.

Landscapes

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

Be s ehre ibung
Herstellungsverfahren für Entladungslampen
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Entladungslampe.
Stand der Technik
Entladungslampen weisen ein geschlossenes und ein Entla- dungsgas beinhaltendes Entladungsgefäß auf. Entsprechend umfasst ein Verfahren zur Herstellung von Entladungslampen das Einbringen des Entladungsgases und das Verschlie¬ ßen des Entladungsgefäßes.
Es ist bekannt, Entladungsgefäßteile in einem Vakuumofen unter einer Entladungsgasatmosphäre zu fügen und zu ver¬ schließen. Vor dem Ausbilden der Entladungsgasatmosphäre wird der die Entladungsgefäßteile einschließende Vakuum¬ ofen evakuiert, um unerwünschte Gase aus dem Ofen und Ad¬ sorbate von den Entladungsgefäßteilen zu entfernen.
Weiter ist es bekannt, Entladungsgefäße mit einem Pump¬ rohr zunächst auszupumpen und dann mit einem Entladungs¬ gas zu füllen. Im Anschluss an das Füllen werden Pumprohre üblicherweise durch Verschmelzen verschlossen; gegebenenfalls werden überstehende Teile entfernt.
Die DE 101 47 727 Al zeigt einen Durchlaufofen zum Fügen von Entladungsgefäßteilen und Füllen der gefügten Entladungsgefäße. Dabei werden die Entladungsgefäßteile in ei¬ ne Atmosphäre mit dem Entladungsgas eingebracht, in die¬ ser Atmosphäre gefügt und dabei auch verschlossen. Die DE 102 25 612 Al zeigt eine Kammer zum Fügen und Verschließen von Entladungsgefäßteilen. Die die Entladungsgefäßteile umfassende Kammer wird dabei mit dem Entla¬ dungsgas unter moderatem Überdruck geflutet, so dass die Entladungsgefäßteile von dem Entladungsgas umspült wer¬ den .
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein hinsichtlich des Füllens und Schließens eines Entladungsgefäßes vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer Entladungslampe an- zugeben.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Entladungslampe mit den Schritten: Fügen und Füllen eines offenen Entladungsgefäßes der Entladungslampe mit einem ersten Gas in einer Umgebung aus dem ersten Gas, gekenn- zeichnet durch den sich anschließenden Schritt: Zufügen eines zweiten Gases zu dem ersten Gas in dem gefügten Entladungsgefäß durch ein von der äußeren Umgebung des Entladungsgefäßes abgetrenntes Zuführvolumen.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden im Folgenden ebenfalls näher erläu¬ tert.
Der Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, dass das Auspumpen und Füllen eines Entladungsgefäßes über ein Pumprohr mit einem hohen Aufwand verbunden ist: Für das Auspumpen wird eine bestimmte Zeit benötigt, zum Errei¬ chen der gewünschten Reinheit muss eine erhebliche Pump¬ leistung eingesetzt werden, entsprechende Anlagen sind aufwändig und daher teuer. Gerade bei großen Entladungs- gefäßen, etwa bei solchen für Flachstrahler mit einer großen Diagonalen, ist es aufgrund der großen Innenfläche des Entladungsgefäßes (an der Adsorbate haften können) schwer, die gewünschte Reinheit zu gewährleisten. Außer- dem gehen beim Auspumpen einige Entladungslampen zu Bruch .
Die Erfindung ist weiter durch den Gedanken motiviert, dass das Fügen, also Verbinden, von Entladungsgefäßteilen und das Füllen von Entladungsgefäßen mit einem Gas gleichzeitig durchgeführt werden können.
Schließlich basiert die Erfindung auf der Erkenntnis, dass bei Entladungsgefäßen, die dementsprechend in einer Entladungsgasatmosphäre gefüllt und geschlossen werden, etwa beim Fügen von Entladungslampenteilen unter einer Neon/Xenon-Atmosphäre in einem Durchlaufofen, typischerweise ein Teil des Entladungsgases in die Umgebung ent¬ weicht und so verloren geht. Einmal ist dies ökonomisch nachteilig, da einige der typischerweise für Entladungs¬ gase verwendeten Gase, wie etwa Xenon, erheblich zu den Kosten des Herstellungsverfahrens beitragen. Außerdem kann das Entladungsgas Komponenten aufweisen, bei denen ein Entweichen in die Umgebung aus anderen Gründen zu vermeiden ist, etwa bei chemisch sehr reaktiven, umweltschädlichen und/oder giftigen Gasen. Ein Auffangen und Zurückführen des nicht in die Entladungsgefäße einge¬ brachten Gases erfordert einen zusätzlichen apparativen Aufwand, der erheblich sein kann.
Wie bemerkt, weist das Entladungsgas üblicherweise mehre¬ re Komponenten auf, etwa Helium, Neon, Argon und Xenon. Die Idee der Erfindung ist es nun, die letztlich für das Entladungsgas gewünschten Komponenten auf ein erstes Gas und ein zweites Gas zu verteilen und zunächst ein offenes Entladungsgefäß in einer Umgebung aus dem ersten Gas zu füllen. Schließlich wird das Entladungsgas durch das ge- zielte Einbringen des zweiten Gases in das Entladungsge¬ fäß komplettiert, nachdem das Entladungsgefäß gefügt und zumindest teilweise geschlossen ist.
Für den zweiten Füllschritt wird ein Zuführvolumen verwendet, dass von der Umgebung des Entladungsgefäßes abge- trennt ist, also nicht allein die Umgebung bildet. Hier wird nicht ein Austausch des Inneren des Entladungsgefä¬ ßes mit der vollständigen Umgebung des Entladungsgefäßes verwendet, sondern das zweite Gas auf ein bestimmtes Vo¬ lumen begrenzt und damit gezielt eingesetzt. Unter Umge- bung wird hier also die äußere Umgebung des Entladungsge¬ fäßes, nicht der Entladungsraum darin verstanden. In Betracht kommen, worauf jeweils noch näher eingegangen wird, sowohl das Zuführen durch eine Leitung für das zweite Gas und eine Verbindung der Leitung mit einer ent- sprechenden Befüllöffnung des Entladungsgefäßes als auch die Unterbringung eines mit dem zweiten Gas gefüllten separaten Volumens in dem Entladungsgefäß zur späteren Vermischung der beiden Gase durch Öffnung dieses Volumens nach dem vollständigen Verschließen des Entladungsgefä- ßes. Im ersten Fall ist das Zuführvolumen außerhalb des Entladungsgefäßes, aber nur ein kleiner Teil seiner Umge¬ bung und von der restlichen Umgebung getrennt. Im zweiten Fall liegt es in dem Entladungsgefäß und ist schon da¬ durch und durch eine weitere Begrenzung von der äußeren Umgebung getrennt. In beiden Fällen geht es darum, das zweite Gas gezielt und in nicht zu großen Mengen bzw. un- ter Vermeidung einer Verbreitung in die Umgebung einzusetzen .
Durch das Fügen nach dem ersten Füllschritt wird das Ent¬ ladungsgefäß zwar vorzugsweise aber nicht notwendigerwei- se vollständig gasdicht abgeschlossen. So könnte nach dem Schließen auch ein vergleichsweise kleines Loch in der Entladungsgefäßwand verbleiben, durch welches das zweite Gas eingebracht wird. Es kann aber dazu auch wieder ge¬ öffnet werden. Alternativ kann das Entladungsgefäß abge- schlössen werden und das gesonderte Volumen mit dem zwei¬ ten Gas bereits enthalten.
Insgesamt wird mit der Erfindung also ein Füllschritt mit dem zweiten Gas in der vollständigen Umgebung des Entladungsgefäßes, etwa in einem Durchlaufofen, vermieden.
Es ist entsprechend vorteilhaft, die vergleichsweise günstigen oder chemisch unbedenklicheren Komponenten des Entladungsgases dem ersten Gas zuzuschlagen - die anderen Komponenten dem zweiten Gas.
Da ein Verlust oder eine Ausbreitung des zweiten Gases klein gehalten oder sogar ausgeschlossen werden kann, kann evtl. auch auf eine ggf. aufwendige Rückgewinnung von Komponenten des zweiten Gases verzichtet werden.
Die Erfindung ermöglicht also ein gezieltes Einbringen bestimmter Entladungsgaskomponenten mit dem zweiten Gas. Das zweite Gas und das erste Gas sollen sich also erfin¬ dungsgemäß unterscheiden, insbesondere sollen die Kompo¬ nenten, mit denen ein Befüllen in einer oder aus einer vollständigen Umgebung des Entladungsgefäßes günstig ist, ganz oder zumindest im Wesentlichen dem ersten Gas zuge- ordnet werden und entsprechend andere Komponenten, bei denen ein gezieltes Einbringen von besonderem Vorteil ist, vor allem dem zweiten Gas zugeordnet werden. Dies lässt sich anhand des Partialdrucks der Entladungsgaskom- ponenten auch quantifizieren: Es ist bevorzugt, wenn das zweite Gas eine Komponente aufweist, deren Partialdruck in dem Entladungsgas zu zumindest 70 % durch das zweite Gas bedingt ist, noch bevorzugter zu zumindest 90 % bzw. sogar 98 %. In anderen Worten: Das Entladungsgas soll zu- mindest eine Komponente enthalten, die im Wesentlichen oder praktisch ausschließlich auf den Befüllschritt mit dem zweiten Gas zurückgeht.
Die vorzugsweise vergleichsweise große Öffnung des Entla¬ dungsgefäßes vor dem Fügen erlaubt ein zügiges Füllen des Entladungsgefäßes mit dem ersten Gas bzw. sogar ein Spü¬ len mit diesem, insbesondere bei noch vereinzelten Entladungsgefäßteilen. Durch ein solches Spülen des Entladungsgefäßes mit dem ersten Gas, kann dieses gereinigt und können außerdem weitere Verunreinigungen ferngehalten werden - auch in Form unerwünschter Gase. Auf ein aufwändiges Evakuieren einer Kammer, wie beim Vakuumofen, kann hier verzichtet werden.
Werden Entladungsgefäße in einer Gasatmosphäre vollstän¬ dig geschlossen, sind die Partialdrücke der Komponenten dieses Gases in dem Entladungsgefäß von der Temperatur des Gases während des Schließens abhängig. Sollen für be¬ stimmte Komponenten des Entladungsgases dadurch bedingte Herstellungstoleranzen vermieden werden, so können diese Komponenten dem zweiten Gas zugeschlagen werden. Es ist bevorzugt, für den ersten Füllschritt einen Durch¬ laufofen einzusetzen und dabei das erste Gas in einem Durchlaufofen auch zum Reinigen des Entladungsgefäßes und auch zum Fernhalten von Verunreinigungen zu verwenden. Dazu wird in dem Durchlaufofen eine Strömung des ersten Gases und das Entladungsgefäß etabliert. Je nach Vertei¬ lung der Entladungsgaskomponenten auf das erste und zweite Gas, muss - auch bei hohen Umsätzen - ggf. keine Rückgewinnung des ersten Gases durchgeführt werden.
Weiter müssen DurchlaufÖfen nicht, so wie auf Chargenba¬ sis arbeitende Öfen, ständig von einem ausgekühlten Zustand aus aufgeheizt zu werden, was zeit- und energieauf¬ wendig ist; insbesondere bei großen Öfen für große Lam¬ pen .
Das Entladungsgas kann Komponenten enthalten, welche eine Analyse des Entladungsgases mittels Spektroskopie er¬ schweren oder sogar verhindern. Entladungsgaskomponenten, die nicht mitanalysiert werden sollen, können mit dem zweiten Gas in das Entladungsgefäß eingebracht werden. Bei einer Ausgestaltung wird also nach dem zumindest teilweisen Schließen des Entladungsgefäßes und vor dem Einbringen des zweiten Gases eine Spektralanalyse des ersten Gases in dem Entladungsgefäß durchgeführt. Bei¬ spielsweise könnte man in diesem Zusammenhang bei einem Xenon-/Neon-Gemisch das Xenon über das zweite Gas einbringen. Neon besitzt wie auch andere leichte Edelgase eine wesentlich höhere Anregungsenergie als Xenon, sodass sich Verunreinigungen durch Spektroskopie der Entladungsstrahlung nachweisen lassen. Wegen der relativ niedrigen Anregungsenergie würde Xenon hierbei in der Regel stören. Eine solche spektroskopische Untersuchung kann beispiels¬ weise mithilfe von Hilfselektroden, etwa einfachen Metallstreifen, außerhalb des Ofens und nach dem ersten Füllschritt durch Zündung einer lokalen Entladung erfol- gen. Die Hilfselektroden können danach wieder abgenommen werden, sodass sie den weiteren Herstellungsprozess nicht stören und an der fertigen Lampe nicht vorhanden sind.
Bei einer möglichen Ausführungsform wird das zweite Gas über einen Füllstutzen in das Entladungsgefäß einge- bracht. Der Füllstutzen kann beispielsweise bereits vor dem Schließen des Entladungsgefäßes an einem Entladungs¬ gefäßteil angelegt sein und vor und auch nach diesem Schritt vorzugsweise noch verschlossen sein. Alternativ kann aber etwa auch ein Stutzen auf ein nach dem Schlie- ßen verbliebenes Loch des Entladungsgefäßes aufgesetzt werden und durch diesen das zweite Gas eingebracht wer¬ den. Anschließend kann dieser Stutzen etwa mit dem Entla¬ dungsgefäß verschmolzen werden. Der Füllstutzen kann dann vor dem zweiten Füllschritt geöffnet, etwa aufgebrochen werden.
Bei einer anderen besonderen Ausführungsform der Erfindung wird bei dem ersten Füllschritt und dem Fügen eine Ampulle mit dem zweiten Gas in das Entladungsgefäß einge¬ schlossen und im Anschluss geöffnet. Auf diese Weise ist es möglich, die in das Entladungsgefäß eingebrachte Menge des zweiten Gases genau zu kontrollieren.
Die Ampulle kann beispielsweise mit Hilfe eines Lasers oder anderer elektromagnetischer Wellen aufgebrochen werden. Ist sie geöffnet, so mischt sich das zweite Gas mit dem ersten Gas, um das Entladungsgas zu bilden. Es ist bevorzugt, die Ampulle am Rand des Entladungsgefä¬ ßes aufzunehmen. Liegt die Ampulle außerhalb des Leucht¬ feldes, stört sie das von der Entladungslampe abgegebene Licht nicht. Weiter ist es insbesondere am Rand der Ent- ladungslampe möglich, die Ampulle so aufzunehmen, dass sie die Entladung nicht räumlich einschränkt. Vorzugswei¬ se sind im selben Bereich oder benachbart zu der Aufnahme für die Ampulle nicht beschichtete Entladungsgefäßfenster insbesondere Öffnungen in der LeuchtstoffSchicht , um die erwähnte Diagnostik durchführen zu können, vorhanden.
Prinzipiell könnte das erste Gas in eine Rückgewinnung eingebunden werden. Der zweistufige Prozess gemäß dieser Erfindung erlaubt es aber gerade, den Befüllvorgang für solche Gase als zweiten Schritt durchzuführen, sodass das erste Gas einfacher und vorteilhafter Weise verworfen werden kann.
Die Erfindung richtet sich insbesondere auf die Herstel¬ lung sogenannter Flachstrahler, bei denen das Entladungsgefäß flach und im Vergleich zur Stärke relativ großfor- matig ausgebildet ist. Üblicherweise werden die großen Seiten des Flachstrahlers durch zwei im Wesentlichen planparallele Platten gebildet. Die Platten können dabei strukturiert sein und müssen, trotz des Namens "Flach¬ strahler", nicht im strengen Wortsinn flach sein.
Weiter richtet sich die Erfindung insbesondere auf das Herstellen dielektrisch behinderter Entladungslampen. Hier wird die Leistung zum Unterhalt der Entladung über dielektrisch von dem Entladungsgas getrennte Elektroden kapazitiv in das Entladungsgas eingekoppelt. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen näher erläutert werden. Offenbarte Einzelmerkmale können auch in anderen als in den gezeigten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Die Figuren zeigen:
Fig. 1 zeigt einen Durchlaufofen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Fig. 2 zeigt den Durchlaufofen aus Figur 1 mit Ergänzungen .
Fig. 3 zeigt ein Entladungsgefäß, das einen Teil des er¬ findungsgemäßen Herstellungsverfahrens durchlaufen hat.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung zu einer al¬ ternativen Möglichkeit zur Figur 3.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt einen Durchlaufofen 1 zum Fügen von Entladungsgefäßteilen 2 zu Entladungsgefäßen 3. Die Entladungsgefäßteile 2 werden in der Zeichnung von rechts nach links auf einem Förderband 4 durch eine Öffnung 5 des Durchlaufofens 1 in diesen eingebracht und die gefügten Entladungsgefäße 3 durch eine Öffnung 6 aus dem Ofen 1 heraustransportiert .
Die Entladungsgefäßteile 2 entsprechen Deckel (oben) und Boden (unten) des fertigen Entladungsgefäßes 3. Die Ent¬ ladungsgefäße 3 sind für dielektrisch behinderte Flach- strahier bestimmt. Die außenliegenden Elektroden bzw. deren Kontaktierung werden auf an sich bekannte Weise in folgenden Verfahrensschritten angebracht (nicht gezeigt) .
Die Entladungsgefäßteile 2 durchlaufen vor dem Einbringen in den Ofen 1 bereits an sich bekannte Reinigungs- und Bearbeitungsschritte (nicht gezeigt) ; so werden etwa vor¬ ab die Innenseiten der Entladungsgefäßteile mit einem Leuchtstoff und teilweise einer Reflektorschicht be¬ schichtet .
Der Durchlaufofen 1 weist Heizelemente 7 zum Aufheizen des Ofeninneren auf. Gaszuführungen 8 sind mit weiteren Heizelementen 9 versehen. Das Ofeninnere wird durch die Heizelemente 7 und durch ein über die Gaszuführungen 8 eingebrachtes und mit den Heizelementen 9 erhitztes ers- tes Gas aufgeheizt.
Zum Fügen der zunächst noch beabstandeten Entladungsgefäßteile 2 sind zwischen diese SF6-Glasstücke als Ab¬ standshalter gelegt. Durch die hohe Temperatur in dem Durchlaufofen 1 erweichen diese und das obere Entladungs- gefäßteil 2 senkt sich auf das untere Entladungsgefäßteil 2 ab. Die Ränder der Entladungsgefäßteile 2 sind mit ei¬ nem Glaslot versehen, das in dem Durchlaufofen 1 angeschmolzen wird und über das die Entladungsgefäßteile 2 gasdicht miteinander gefügt werden.
Vor dem eigentlichen Befüllen müssen die Entladungsgefäßteile bzw. die gefügten Entladungsgefäße in an sich be¬ kannter Weise gereinigt und gespült werden, um Restfeuchtigkeit und eventuelle Restbestandteile organischer Mate¬ rialien wie Lösungsmittel oder Binderbestandteile zu ent- fernen. Das Ofeninnere wird über die Gaszuführungen 8 mit dem ersten Gas, einer Helium/Neon-Mischung, geflutet. Dabei wird die Helium/Neon-Mischung mit einem ausreichenden Druck eingebracht, um einen ständigen Strom durch das O- feninnere und die Öffnungen 5 und 6 des Durchlaufofens zu gewährleisten. Zwischen den zunächst noch beabstandeten Entladungsgefäßteilen 2 befindet sich, neben den SF6- Glasstücken, innerhalb des Durchlaufofens ausschließlich das durch die Gaszuführungen 8 eingebrachte erste Gas. Sobald die SF6-Glasstücke weich werden, wird das erste Gas beim Absenken des oberen Entladungsgefäßteils 2 auf das untere Entladungsgefäßteil 2 eingeschlossen.
Figur 2 zeigt den Durchlaufofen aus Figur 1 ergänzt um Gasabsaugleitungen 10 und eine Pumpe 11. Hier strömt das erste Gas vor allem in die Gasabsaugleitungen 10. Die abgesaugten Edelgase werden dann auf an sich bekannte Weise zurückgewonnen (nicht gezeigt) .
Ein Herstellungsverfahren unter Verwendung eines Durchlaufofens mit mehreren Ofenkammern in denen verschiedene Arbeitsschritte durchgeführt werden, ist in der DE 101 47 727 Al detaillierter gezeigt. Zur Verbesserung des Verständnisses wird hierauf verwiesen.
Figur 3 zeigt eines der wie eben beschrieben gefügten Entladungsgefäße 3 von oben. Es schließt gasdicht die He/Ne-Mischung ein; weiter enthält es zwei am äußeren Rand aufgenommene Ampullen 12, die in den seitlichen kleineren Kanälen vorgesehen und im Schnitt rund sind. Die Ampullen selbst und die Innenseite des Entladungsge¬ fäßes 3, entlang derer sie aufgenommen sind, sind nicht - wie der Rest der Innenfläche des Entladungsgefäßes 3 - mit einem Leuchtstoff oder einer Reflektorschicht be¬ schichtet. Im Übrigen zeigt Figur 3 zwischen den beiden Ampullenkanälen im Querschnitt größere Kanäle, die das eigentliche Entladungsvolumen bilden und im Stand der Technik an anderer Stelle bereits beschrieben sind.
Bevorzugt findet zum Öffnen der Ampullen ein IR-Laser Verwendung. Es können beispielsweise auch Mikrowellen eingesetzt werden. Jedenfalls können durch Energieeinkopplung in Teilbereiche der Ampullen Temperaturgradien- ten erzeugt werden, die durch Materialspannungen zum Bruch führen. Dazu sind die Teilbereiche, etwa Ampullen¬ spitzen, beispielsweise metallbeschichtet.
Das Entladungsgefäß ist 40 cm breit, 70 cm lang und im Mittel innen 0,3 cm hoch, stellenweise jedoch auch bis zu 0,55 cm hoch (lichte Höhe innen) . Die Ampullen haben 1 mm starke Wände aus Quarz, sind 67 cm lang und haben einen Innendurchmesser von 3 mm. Bei einem Xenon-Druck von 10 bar innerhalb der Ampullen 12 (bei Raumtemperatur) ergibt sich ein Xenon-Partialdruck von 0,1 bar innerhalb des Entladungsgefäßes 3, wenn die Ampullen durch Laser¬ einstrahlung geöffnet werden und sich das Xenon in dem Entladungsgefäß 3 verteilt hat (bei Raumtemperatur) .
Vor dem Öffnen der Ampullen wird das Emissionsspektrum der He/Ne-Mischung untersucht. Verunreinigungen können so festgestellt werden und die Produktion weiterer mangel¬ hafter Entladungslampen vermieden werden.
Figur 4 skizziert eine weitere Variante für den zweiten
Befüllschritt mit einem Füllstutzen 13. Dieser ist über eine Dichtung 14 in ein Füllvolumen 15 eingebracht und an seinem in diesem Füllvolumen 15 angeordneten Ende abge- schlössen. Das andere Ende des Füllstutzens 13 mündet in das links schematisch eingezeichnete Entladungsgefäß 16.
Das Füllvolumen 15 ist über ein erstes Ventil 17 mit ei¬ nem Gasauslass verbunden und über ein zweites Ventil 18 mit einem Gaseinlass. Es verfügt ferner über eine ange¬ deutete Heizung 19. Das Füllvolumen 15 ist Bestandteil einer weiteren Vorrichtung zum Befüllen, also nicht des Durchlaufofens, und umgreift den Füllstutzen 13 in der hier skizzierten Weise. Der Außenbereich des Füllstutzens 13 und das Innere des Füllvolumens 15 werden durch einen Spülschritt unter Verwendung der beiden Ventile 17, 18 und des Gaseinlasses und -auslasses gereinigt. Optional kann bei geschlossenem zweiten Ventil und geöffnetem ersten Ventil auch zu Reinigungszwecken abgepumpt werden.
Der Füllstutzen 13 wird durch eine nicht gezeichnete me¬ chanische Einrichtung (Durchführung in das Füllvolumen 15) oder auch durch IR-Laser- oder Mikrowellenbestrahlung auf einer Metallbeschichtung an seinem Ende geöffnet, um ein zweites Gas in das Innere des Entladungsgefäßes ein- zubringen, das zuvor über den Gaseinlass in das Füllvolu¬ men 15 eingebracht wurde. Hierbei wird ein Gasdruck ein¬ gestellt, der nach Öffnung des Füllstutzens 13 zu der ge¬ wünschten Entladungsgasmischung in dem Entladungsgefäß selbst führt.
Der Füllstutzen 13 kann durch Abschmelzen und Abziehen mit einer Flamme in von sogenannten Pumpstengeln in der Lampentechnik allgemein bekannter Weise gekürzt und verschlossen werden, wenn der zweite Befüllschritt abge¬ schlossen ist. Er besteht vorzugsweise aus demselben Glasmaterial aus dem auch das Deckglas des Entladungsge¬ fäßes besteht.
In der geschilderten Weise kann alternativ zu der zuvor anhand Figur 3 beschriebenen Ampullentechnik ein zweiter Befüllschritt durchgeführt werden. Der erste Befüll- schritt der beiden Varianten ist der gleiche.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Entladungslampe, mit den Schritten:
Fügen und Füllen eines offenen Entladungsgefäßes (2, 3, 16) der Entladungslampe mit einem ersten Gas in einer Umgebung (1) aus dem ersten Gas,
gekennzeichnet durch den sich anschließenden Schritt:
Zufügen eines zweiten Gases zu dem ersten Gas in dem gefügten Entladungsgefäß (3) durch ein von der Umge¬ bung des Entladungsgefäßes (3) abgetrenntes Zuführvo- lumen (12, 15) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Fügen und Füllen des Entladungsgefäßes (2, 3, 16) mit dem ersten Gas in einem Durchlaufofen (1) durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Entladungsge- faß (2, 3) von dem ersten Gas umströmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem nach dem Schließen des Entladungsgefäßes (3, 16) und vor dem Einbringen des zweiten Gases eine Spektralanalyse des ersten Gases in dem Entladungsgefäß (3, 16) durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zweite Gas über einen Füllstutzen in das Entladungsgefäß (16) eingebracht wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Entladungsgefäß (2, 3) nach dem Füllen mit dem ersten Gas vollständig geschlossen wird und eine Ampulle (12) mit dem zweiten Gas enthält, wobei die Ampulle (12) im Anschluss geöffnet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Ampulle (12) durch elektromagnetischen Wellen geöffnet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Ampulle (12) am Rand des Entladungsgefäßes (2, 3) aufgenommen wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Entladungslampe ein Flachstrahler ist.
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