JP2003346735A - ランプ構造用封止フィルム、このフィルムを有するランプ - Google Patents

ランプ構造用封止フィルム、このフィルムを有するランプ

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JP2003346735A JP2003120197A JP2003120197A JP2003346735A JP 2003346735 A JP2003346735 A JP 2003346735A JP 2003120197 A JP2003120197 A JP 2003120197A JP 2003120197 A JP2003120197 A JP 2003120197A JP 2003346735 A JP2003346735 A JP 2003346735A
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Franz Breuer
ブロイアー フランツ
Axel Bunk
ブンク アクセル
Bodo Mittler
ミットラー ボド
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸化および腐食に対して良好に保護され、溶
接能力が保証され、その際この特性が高い温度負荷にお
いても維持される、ランプ構造用封止フィルムを提供す
る。 【解決手段】 封止フィルムは、モリブデンからなる金
属基体、およびクロム、レニウムまたはルテニウムを単
独でまたは合金として含有する、金属基体の上に少なく
とも部分的に被覆された被膜からなり、その際フィルム
が2つの部品(10,11)からなるスタックとして形
成され、2つの部品が異なる被膜を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項1の上位概念
に記載の封止フィルムおよびこのフィルムを有する所属
するランプに関する。その際特に白熱電球および放電ラ
ンプの密閉のために一般的であるピンチ封止に使用され
るモリブデンフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】封止フィルムおよびこのフィルムを有す
る所属するランプは公知である(特許文献1参照)。酸
化に対して良好に保護されるために、このフィルムはA
l、Cr、Si、TiまたはTaの保護層を有する。厚
さは5〜100nmである。
【0003】同じ目的にTa、Nb、V、Cr、Ti、
Y、La、HfまたはScからなる層を使用する類似の
技術が公知である(特許文献2参照)。層厚は10〜2
00nmである。
【0004】実際にモリブデンフィルムを酸化から保護
するためにフィルム−ピン溶接の分野で多くの場合に部
分的クロムめっきを使用する。このきわめて作業が複雑
である方法において、ピンとフィルムの間に抵抗溶接に
より製造した溶接物を手で砂状媒体にクロムめっきが行
われる高さまではめ込む。化学反応により環境に負担の
かかる方法で部分的クロム析出を行う。このクロム析出
(酸化保護)によりフィルム−ピン結合の高い温度負荷
が達成される。その際約550℃までの温度負荷が可能
である。
【0005】若干のランプにおいてフィルム−ピン結合
の酸化がフィルム密閉の無効の原因であるだけでなく、
モリブデンフィルム上の腐食作用する充填成分(例えば
金属ハロゲン化物)または充填ガスの攻撃が原因であ
る。この攻撃を制限するために、従来はモリブデンフィ
ルムをサンドブラストし、これがガラス−金属結合の改
良を生じる。しかしサンドブラストは抵抗溶接の際に、
これによりモリブデンフィルム表面に非導電性Al
粒子が残留するので、多くの廃物を生じる。更に抵抗
溶接電極の摩耗が著しく増加する。サンドブラストした
フィルムにおいてすでに約70回の溶接の後に電極の交
換が必要であり(処理されないフィルムの場合は約10
00回の溶接の交換間隔であるのに対して)、従って電
極の頻繁な交換が必要である。
【0006】ランプ部品におけるRu含有フィルムの使
用が公知である(特許文献3参照)。その際少なくとも
一方のフィルム側の均一な被膜が好ましい。
【0007】
【特許文献1】米国特許第5021711号明細書
【特許文献2】ドイツ特許第3006846号明細書
【特許文献3】ドイツ特許第19961551号明細書
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、酸化
および腐食に対して良好に保護され、溶接能力が保証さ
れ、その際この特性が高い温度負荷においても維持され
る、ランプ構造用封止フィルムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題は、純粋なまた
はドープされたモリブデンからなる金属基体、クロム、
レニウムまたはルテニウムを単独でまたは組み合わせて
含有する、金属基体の上に少なくとも部分的に被覆され
た、被膜からなるランプ構造用封止フィルムにおいて、
フィルムが2つの個々のフィルム(10,11)からな
るスタックとして形成され、その際2つのフィルムが共
通のオーバーラップ帯域を有し、該帯域内にフィルムが
互いに結合している(16)ことにより解決される。
【0010】従属請求項には特に有利な実施態様が記載
される。
【0011】酸化および腐食を回避し、良好な溶接能力
を保証するために、封止フィルムは2つのフィルムから
なるスタックとして形成される。有利には2つのフィル
ムにそれぞれモリブデンフィルムを使用する。1つまた
は2つの部品が特定のやり方で純粋ルテニウム、レニウ
ムまたはクロム、またはルテニウム、レニウムまたはク
ロムを含有する化合物または合金で被覆される。被覆材
料として、特に純粋ルテニウム(Ru)、レニウム(R
e)またはクロム(Cr)および共融組成物を有するモ
リブデン−ルテニウム合金が適している。Ruを使用す
る特別の利点は複雑な形状の要求の充足である。Ruは
信頼できるガラス−金属結合を生じ、2つの成分の良好
な付着およびこれにより良好な密閉を達成するだけでな
く、溶接またはろう接により簡単な接合を生じる。更に
ハロゲンに安定であり、場合による充填物との接触に関
して不活性である。
【0012】第1フィルムは特に外部電流供給手段(典
型的にはモリブデンからなるピン)の確かな溶接および
確かな酸化保護を目的とする。このフィルムは少なくと
も電流供給手段とフィルムの結合領域に、両側に、少な
くとも800nmの層厚を有する酸化を阻止するかまた
は少なくとも減少する被膜を備えている。このフィルム
には3つのすべての材料が適しているが、ルテニウムで
最もよい結果が得られる。電球容積に関して内側に存在
する第2のフィルムは密閉区間として形成される。フィ
ルムはフィラメント端部または内側電流供給手段の確か
な溶接を保証する薄い被膜(120nm未満)を片側に
備えるかまたは備えていない。ここで特に純粋なまたは
合金としてのルテニウム、特にMo−Ru合金が適して
いる。
【0013】レニウム、クロムまたはルテニウムの材料
の少なくとも1種からなる層の厚さは、両面被覆された
溶接フィルムに関しては1.5〜3μmの範囲が有利で
ある。
【0014】片側が被覆された封止フィルムの層厚は、
溶接フィルムがRuで被覆されている場合は、少なくと
も20nmの範囲である。溶接フィルムにCrおよび/
またはReを使用する場合は、封止フィルムは被覆され
ていなくてもよく、またはその被覆のために片側に特に
Ruを使用する。有利には封止フィルムにMo−Ru共
融合金を使用し、層厚は40〜80nmの範囲である。
【0015】2つのフィルムは溶接(特に抵抗溶接また
はレーザー溶接)により互いに結合している。
【0016】(2つのフィルムからなるスタックの代わ
りに)一定の層厚を有する連続する被膜を有する1つの
フィルムの使用があまり有利でないことが判明し、それ
というのもこの場合にRe、CrまたはRuを含有する
被膜の特有の利点が完全には利用できないからである。
1つのフィルムの変動する被膜は同様にあまり有利でな
く、それというのも溶接能力および確かな密閉の目的の
ために必要な層厚が著しく異なり、十分に一致できない
からである。これに第1フィルム、溶接フィルムがRu
を使用する場合に特に良好に溶接できることが付け加え
られる。溶接フィルムは第2フィルム、封止フィルムと
の信頼できる結合を生じる。溶接フィルムにReまたは
Crを使用する場合に、場合により溶接能力を改良する
ためにペーストを使用しなければならない。
【0017】被覆は公知の被覆法により、有利にはスパ
ッタリングにより行うことができる。クロムの場合は電
気めっきも使用できる。
【0018】有利な実施態様においては、フィルムに使
用することができる同じかまたは類似の被覆材料で電流
供給手段を被覆することによりピン−フィルム溶接物の
酸化安定性が高まる。
【0019】本発明による電気ランプは石英ガラスまた
は硬質ガラスからなるランプ容器を有し、該容器はモリ
ブデンフィルム貫通手段を有し、貫通手段がランプ容器
の少なくとも1個のピンチシールの構造部品である。少
なくとも1個のピンチシールに少なくとも1個のモリブ
デンフィルムが気密にピンチ封止されている。
【0020】第2フィルムへのルテニウム(純粋なまた
は合金として)からなる薄い片側層の被覆は、きわめて
微細な電流供給手段(場合によりコイルの形で形成され
る)を確実にかつ簡単にフィルムと結合することを可能
にする。中実電流供給手段のみに適しているかまたはき
わめて微細な電流供給手段の場合にきわめて多くの廃物
を甘受していた、従来使用されたペースト(モリブデン
または白金)を使用する抵抗溶接の代わりに、(典型的
に純粋Ruの場合より約360℃低い)かなり低い温度
で十分である(有利にはMoRu共融合金を使用して)
硬ろう付け法を実施することができる。約2300℃の
代わりに1900〜2000℃の温度が達成される。
【0021】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明する。
【0022】図1の実施例においては、石英ガラスから
なるランプ容器2を有するハロゲン白熱電球1(出力1
00Wで12V)が示され、ランプ容器はピンチシール
3により気密に封止されている。ランプ容器のピンチシ
ール内に2つのモリブデンフィルムスタック4が埋め込
まれている。ランプ容器の内部に二重に巻かれた発光体
5が存在し、発光体の簡単に巻かれた端部が内部電流供
給手段6として作用する。内部電流供給手段はそれぞれ
ピンチシールに埋め込まれたモリブデンフィルムスタッ
ク7の一方と溶接されている。ピンチシール3から2つ
の外部電流供給手段8が突出し、該供給手段はそれぞれ
2つのモリブデンフィルムスタックの一方と結合してい
る。
【0023】ピンチシールに埋め込まれた2つのモリブ
デンフィルムスタック4はそれぞれ2つのフィルム1
0、11からなる。内側封止フィルム11は片側で、内
部電流供給手段6が固定されている面に、厚さ60nm
のMo−Ru共融合金で被覆されている。外側溶接フィ
ルム10は両側で純粋なRuで被覆され、層厚は2.5
μmである。2つのフィルムは同じ幅である。
【0024】他の実施態様においては、外側溶接フィル
ムが両側で純粋CrまたはReで、厚さ2.5μmで被
覆されている。内側封止フィルム11は内部電流供給手
段6が固定されている面に、片側に60nmの厚さのM
o−Ru共融合金で被覆されているかまたは被覆されて
いない。
【0025】2つのフィルム10、11は溶接フィルム
10の幅の広い面の面積の約10〜40%、有利には1
5〜30%まで重なり、このスタック領域で互いに溶接
されている。その際溶接フィルム10はその全部の面が
封止フィルムの全部の面より小さくてもよく、溶接フィ
ルムの上に可能な場合はより大きい封止フィルム11が
存在する。2つのフィルム10、11が同じ幅である実
施態様が有利であり、それというのもこれによりフィル
ムの配向および調節が容易になるからである。2つのフ
ィルムのオーバーラップは図1においては下側に存在す
る封止フィルム11の破線で示される端部により識別で
きる。
【0026】内部電流供給手段6として作用するフィラ
メント端部は厚さ15μmのタングステン線材からな
り、該線材は簡単にコイルを形成する。線材の外径は5
5μmである。フィラメント端部および封止フィルム1
1は硬ろう付け法により互いに結合される。
【0027】きわめて細かい(わずか10〜100μm
の厚さの)電流供給手段は同様の方法で封止フィルム1
1と傷つけずに確実に結合できる。ルテニウム被覆フィ
ルムが高い出力(20W〜150W)の低い電圧ランプ
(75Vまで)に特に適していることが示された。しか
し高い電圧ランプ(80Vから)の使用も好ましい。
【0028】異なったルテニウム被覆技術はフィルムと
電流供給手段の改良された結合を可能にするだけでな
く、スタックの2つのフィルムの確実な結合を可能にす
る。
【0029】骨格の製造は図2により、まず2つの溶接
フィルム10(図2a)を、2つの外部電流供給手段の
前駆体として用いる、U形に湾曲した線材湾曲部15と
溶接することにより行うことができる。線材湾曲部15
を両側で被覆された溶接フィルム10の上側に固定す
る。引き続きこの骨格部品を2つの片側被覆された封止
フィルム11に、溶接フィルム10の面の約15%の少
ない重なりを有して取り付け、その際2つのフィルムの
被覆された面が接触する。スタックの2つのフィルムは
幅および長さが異なる。被覆は特に示されていない。オ
ーバーラップ帯域を溶接する。溶接位置は参照符号16
として象徴的に示される(図2b)。引き続き内部電流
供給手段6および発光体からなる骨格部品を溶接フィル
ム11の自由端部に配置し、ろう接する(図2c)。
【0030】その際ろう接法と溶接法の間に明らかな違
いはない。溶接の一般的な概念は本発明においては硬ろ
う付けを含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の白熱電球の側面図である。
【図2】本発明の白熱電球の骨格を製造する3つの工程
を示す図である。aは溶接フィルムを線材湾曲部に溶接
した図であり、bは溶接フィルムに封止フォルムを被覆
した図であり、cは封止フィルムに内部電流供給手段を
接合した図である。
【符号の説明】
1 ランプ、 2 ランプ容器、 3 ピンチシール、
4 フィルムスタック、 5 発光体、 6、8 電
流供給手段、 10 溶接フィルム、 11封止フィル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アクセル ブンク ドイツ連邦共和国 ミュンヘン ヘーグル ヴェルター シュトラーセ 382 ベー (72)発明者 ボド ミットラー ドイツ連邦共和国 シュタットベルゲン コルンフェルト 10 Fターム(参考) 5C043 AA07 AA13 AA14 DD17 DD18 EA16 EB14

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 純粋なまたはドープされたモリブデンか
    らなる金属基体、およびクロム、レニウムまたはルテニ
    ウムを単独でまたは組み合わせて含有する、金属基体の
    上に少なくとも部分的に被覆された被膜からなる、ラン
    プ構造用封止フィルムにおいて、フィルムが2つの個々
    のフィルム(10,11)からなるスタックとして形成
    され、その際2つのフィルムが共通のオーバーラップ帯
    域を有し、該帯域内でフィルムが互いに結合している
    (16)ことを特徴とするランプ構造用封止フィルム。
  2. 【請求項2】 2つのフィルムが異なって形成される被
    膜を有し、その際少なくとも層厚または材料の組成が異
    なっている請求項1記載のフィルム。
  3. 【請求項3】 被膜が純粋なクロム、レニウムまたはル
    テニウムまたはこれらの3つの金属の化合物または合金
    からなる請求項1記載のフィルム。
  4. 【請求項4】 以下に溶接フィルム(10)と記載す
    る、スタックの第1フィルムが両側で被覆され、その際
    層厚が0.8〜4μm、有利には2〜3μmである請求
    項3記載のフィルム。
  5. 【請求項5】 以下に封止フィルムと記載する、スタッ
    クの第2フィルムが共融合金、特にモリブデン−ルテニ
    ウム合金からなる請求項3記載のフィルム。
  6. 【請求項6】 以下に封止フィルム(11)と記載す
    る、スタックの第2フィルムが溶接フィルムのためにル
    テニウムを使用する際に、Ruを単独にまたは化合物ま
    たは合金として使用して片側で被覆され、その際層厚が
    20〜120nm、有利には40〜80nmである請求
    項4記載のフィルム。
  7. 【請求項7】 以下に封止フィルム(11)と記載す
    る、スタックの第2フィルムが溶接フィルムのためにC
    rまたはReを使用する際に、Ruを単独にまたは化合
    物または合金として使用して片側で被覆されるかまたは
    被覆されてなく、その際層厚が0〜120nm、有利に
    は40〜80nmである請求項4記載のフィルム。
  8. 【請求項8】 オーバーラップ帯域が溶接フィルムの幅
    の広い面の面積の10〜40%であり、結合を溶接によ
    り行う請求項4記載のフィルム。
  9. 【請求項9】 請求項1から8までのいずれか1項記載
    の封止フィルムを有するランプ。
  10. 【請求項10】 ランプ(1)が硬質ガラスまたは石英
    ガラスからなるランプ容器(2)を有し、該容器が少な
    くとも一方の端部にピンチシール(3)および内部およ
    び外部の電流供給手段(6、8)を有し、および発光物
    質(5)および場合により充填物を有し、その際ピンチ
    シール(3)が請求項1記載の少なくとも1個のフィル
    ムスタックを有するランプ(1)において、溶接フィル
    ム(10)が外部電流供給手段(8)と結合し、封止フ
    ィルム(11)が内部電流供給手段(6)と結合してい
    ることを特徴とするランプ(1)。
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