In dieser Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Gasentladungsvorrichtung, beispielsweise die Entladungslampe nach dem Verschließen zumindest weitgehend fertiggestellt ist, weswegen das Herstellungsverfahren schon mit dem Verschließen des Entladungsgefäßes als zumindest im wesentlichen zum Abschluss gebracht betrachtet wird. Dies schließt natürlich nicht aus, dass die im wesentlichen fertige Entladungslampe nach dem Verschließen des Entladungsgefäßes beispielsweise noch mit Elektroden versehen, mit Reflexionsschichten beschichtet, mit Montageeinrichtungen verbunden oder in anderer Weise weiterverarbeitet wird. Das Herstellungsverfahren im Sinne der Ansprüche soll jedoch schon mit dem Verschließen des Entladungsgefäßes als realisiert angesehen werden.

Stand der Technik In der Regel werden Entladungsgefäße von Entladungslampen bzw. Plasma- Anzeigeneinheiten mit Pumpstängeln oder anderen Anschlüssen ausgestattet, über die die Entladungsgefäße ausgepumpt und mit der Gasfüllung gefüllt werden können. Diese Anschlüsse werden in der Regel durch Verschmelzen verschlossen, woraufhin überstehende Teile abgebrochen oder abgeschnitten werden können.

Die Erfindung richtet sich im Besonderen auf für dielektrisch behinderte Entladungen ausgelegte Gasentladungsvorrichtungen, und dabei vor allem auf sogenannte Flachstrahler sowie auf Plasma-Anzeigeneinheiten. Sowohl bei Flachstrahlern als auch bei Plasma-Anzeigeneinheiten ist das Entladungsgefäß flach und im Vergleich zur Stärke relativ großformatig ausgebildet und weist zwei im wesentlichen planparallele Platten auf.

Insofern gibt es herstellungstechnisch Gemeinsamkeiten. Die Platten müssen dabei natürlich nicht im strengen Wortsinn flach sein, sondern können auch strukturiert sein. Flachstrahler sind insbesondere für die Hinterleuchtung von Displays und Monitoren in Flüssigkristalltechnik (LCD) von Interesse.

Plasma-Anzeigeeinheiten benötigen im Unterschied zu LCD keine Hinterleuchtung, da sie-aufgrund der Lichterzeugung durch die Gasentladung-selbstleuchtend sind. Plasma-Anzeigeeinheiten finden in jüngster Zeit unter anderem Verwendung in TV-Geräten.

Aus dem technischen Bereich der Flachstrahler bzw. Plasma-Anzeigen- einheiten sind auch Herstellungsverfahren bekannt, bei denen das Entladungsgefäß in einem sogenannten Vakuumofen ausgepumpt und befüllt wird. Der Vakuumofen ist dabei eine evakuierbare und heizbare Kammer. Durch das Auspumpen werden-wie bei konventionellen

Pumpstängellösungen auch-unerwünschte Gase und Adsorbate entfernt, um die Gasfüllung der fertigen Entladungslampe möglichst rein zu halten.

Pumpstängellösungen und vergleichbare Vorgehensweisen sind mit Einschränkungen für die Entladungsgefäßgeometrie verbunden. Verfahren im Vakuumofen sind wegen des technischen Aufwands für den Vakuumofen kostenaufwändig und im übrigen vergleichsweise zeitaufwändig.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine im Hinblick auf den Schritt des Befüllens und Verschließens des Entladungsgefäßes verbessertes Herstellungsverfahren für eine Gasentladungsvorrichtung, insbesondere eine Entladungslampe und eine Plasma-Anzeigeneinheit anzugeben.

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Gasentladungsvorrichtung, insbesondere einer Entladungslampe oder einer Plasma-Anzeigeneinheit, bei dem ein Entladungsgefäß der Gasentladungsvorrichtung mit einer Gasfüllung befüllt und dann verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen und Verschließen des Entladungsgefäßes in einer Kammer erfolgt, die mit der Gasfüllung bei Überdruck gespült wird.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass in entsprechend ausgestalteten Kammern durchgeführte Befüll-und Verschließschritte gegenüber Lösungen mit Pumpstängeln oder ähnlichen Einrichtungen vorzuziehen sind. Sie bieten insbesondere die Möglichkeit der gleichzeitigen Verarbeitung von größeren Stückzahlen an Entladungsgefäßen. Im übrigen bestehen keine Randbedingungen für einen auf den Pump-und Befüllschritt durch einen Pumpstängelanschluss hindurch und auf das Verschließen des

Pumpstängelanschlusses hin optimierten Entladungsgefäßaufbau. Statt- dessen ist man in der Gestaltung des Entladungsgefäßes weitgehend frei und muss lediglich für eine Handhabung der zum Verschließen miteinander in Verbindung zu bringenden Entladungsgefäßteile oder die sonst zum Verschließen notwendigen Schritte sorgen.

Andererseits gehen die Erfinder davon aus, dass ein Vakuumofen einen sowohl im Hinblick auf die apparativen Kosten als auch auf die Verarbeitungszeiten hin unnötigen Aufwand bedeutet.

Stattdessen soll erfindungsgemäß eine Kammer verwendet werden, in der die Gasfüllung für das Entladungsgefäß bei Überdruck vorliegt. Die Kammer muss also nicht evakuierbar sein. Stattdessen werden unerwünschte Restgase durch Spülen der Kammer entfernt. Durch den Wegfall der hochvakuumdichten Abdichtung des Ofens und der Evakuierschritte wird das Herstellungsverfahren damit wesentlich verbilligt und verkürzt.

Außerdem wird angestrebt, die thermische Trägheit der Kammer und insbesondere der Kammerwände zu reduzieren und diese nicht zu dick auszuführen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der erfindungsgemäße Überdruck nicht zu groß ist. Zwar umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen, bei denen dieser Überdruck bis zu beispielsweise 1 bar beträgt. Bevorzugt ist jedoch, nicht über 300 mbar oder noch günstiger nicht über 100 mbar hinauszugehen.

Die Kammerwände sind in den großen Flächenanteilen daher vorzugsweise höchstens 8 mm, besser höchstens 6 mm und im optimalen Fall höchstens 4 mm dick. Dabei können natürlich Profilstrukturen auftreten.

Eine günstige untere Grenze für den Überdruck liegt bei 10 mbar und ein bevorzugter Wert der Untergrenze bei 50 mbar.

Weiterhin sieht die Erfindung, wie bereits erwähnt, vor, die Kammer mit der Gasfüllung zu spülen. Dieses Spülen kann dadurch erfolgen, dass infolge eines einfachen Aufbaus der Kammer ohnehin vorhandene Undichtigkeiten oder bewusst vorgesehene Öffnungen infolge des Überdrucks ein Ausströmen der entsprechenden Gasatmosphäre erlauben und diese zur Aufrechterhaltung des Überdrucks in die Kammer eingeleitet wird. Eine Alternative besteht in der Verwendung einer eigentlichen Gasaustrittsleitung. Auch bei Verwendung einer Gasaustrittsleitung ist jedoch die Tatsache, dass der Überdruck zu einem Ausströmen aus eventuellen Undichtigkeiten oder Lecks führt, als ein wesentlicher Vorteil der Erfindung zu betrachten. Neben der bei Überdruck ohnehin günstigeren Spülwirkung einer Gasatmosphäre zum Abtransport von Verunreinigungen in der Kammer, beispielsweise aus Entladungsgefäßteilen ausgetretenen Gasen, wird damit einem Eindringen von Verunreinigungen durch Öffnungen der Kammer entgegengewirkt. Damit entfällt die Notwendigkeit aufwändiger Dichtungen, die die Kosten erhöhen und zu zusätzlichen Umständen beispielsweise beim Öffnen oder Schließen der Kammer führen können.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kammer heizbar ist, es sich also im allgemeinen Sinn um einen Ofen handelt. Durch das Heizen können Adsorbate und in bestimmten Bestandteilen des Entladungsgefäßes enthaltene Verunreinigungen ausgetrieben werden und zudem andere Prozessschritte initialisiert werden, wie im folgenden noch näher erläutert.

Insbesondere kann das Heizen für das Verschließen des Entladungsgefäßes notwendig sein. Die Kammer ist vorzugsweise vollständig heizbar.

Dabei entfallen auch die Anforderungen an temperaturbeständige Dichtungen, die konventionellerweise zu technischen Problemen bzw. einem entsprechenden Zeit-und Kostenaufwand führen. Beispielsweise reicht die plane Anlage zwischen einfachen Dichtungsflächen bereits für eine ausreichende Dichtheit, da verbleibende Lecks infolge des inneren Überdrucks der Kammer unproblematisch sind. Die Kammer kann im Rahmen der Erfindung aber auch im eigentlichen Sinn offen sein, also ein Ausströmen der Atmosphäre innerhalb der Kammer nicht nur durch Lecks, sondern durch eigentliche Austrittsöffnungen erlauben. Es wurde bereits festgestellt, dass eine solche Austrittsöffnung insbesondere auch in einer Gasaustrittsleitung bestehen kann.

Zur Verkürzung der Prozesszeiten kann es auch erwünscht sein, die Kammer nicht nur schnell aufheizen, sondern auch schnell abkühlen zu können. Eine durch die Erfindung angestrebte geringe thermische Trägheit der Kammer ist dabei ein erster Gesichtspunkt. Im Übrigen kann die Kammer auch zwangsgekühlt sein. Vorzugsweise kommt hierbei in Betracht, einen Kühlblock mit der Kammer in Kontakt zu bringen, so dass ein eigentliches Durchleiten eines Kühlmediums durch die Kammer selbst entfällt. Der Kühlblock kann z. B. wassergekühlt sein. Da er selbst nicht auf die hohen Prozesstemperaturen der Kammer geheizt wird, ist die Wasserkühlung hierbei unproblematisch. Durch flächige Anlage an der Kammer kann der Kühlblock die Kammer schnell und einfach abkühlen.

Um organische Verunreinigungen, etwa Bindermaterialien in sogenannten Glasloten oder Leuchtstoff-und Reflexionsschichten, auszutreiben, kann es vorteilhaft sein, das Entladungsgefäß vor dem Befüllen in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre, beispielsweise in Luft, aufzuheizen. Dabei kann diese Atmosphäre in einer dauernden Strömung gehalten werden, um die ausgetriebenen Verunreinigungen abzutransportieren.

Ferner kann das Entladungsgefäß vor dem Befüllen und gegebenenfalls nach dem Heizen in der sauerstoffhaltigen Umgebung mit einem Inertgas gespült werden. Außerdem kann die Gasmischung bei dem Befüllen neben dem eigentlichen Entladungsgas, also dem Gas, dessen Lichtemission bei der Entladung technisch ausgenutzt wird (wobei es sich auch um eine Entladungsgasmischung handeln kann) auch weitere Gase, insbesondere Edelgase enthalten. Vorzugsweise ist das Entladungsgas Xe. Das zugesetzte Edelgas kann beispielsweise Ne und/oder He sein. Insbesondere kann neben dem Entladungsgas ein anderes Gas vorhanden sein, das im Bezug zu dem Entladungsgas einen Penningeffekt zeigt, über eine eigene Anregung eine Ionisierung des Entladungsgases also fördert. Dies gilt bei dem Entladungsgas Xe für Ne. Ferner kann ein Puffergas zugesetzt werden, das dazu dient, bei einem vorgegebenen angestrebten Partialdruck des Entladungsgases und gegebenenfalls des Penninggases einen erwünschten Gesamtdruck bei dem Befüllen und in der fertigen abgekühlten Entladungslampe zu erzielen. Dabei müssen die Partialdrücke und der Gesamtdruck bei dem Befüllen immer so eingestellt werden, dass sie bei den zu erwartenden Betriebstemperaturen der Entladungslampe die angestrebten Werte erreichen. Für das Entladungsgas Xe sind vorzugsweise (auf Raumtemperatur bezogen) Partialdrücke von 60-350 mbar, vorzugsweise 70-210 mbar und besonders bevorzugterweise 80-160 mbar zu wählen.

Ferner kann vorgesehen sein, an die Kammer, in der eine Edelgase enthaltende Gasfüllung zum Befüllen verwendet wird, eine Edelgasausfriereinheit und/oder-auffangvorrichtung etwa an die Gasaustrittsleitung anzuschließen, um zumindest einen Teil der kostenträchtigen Edelgase wieder verwenden zu können. Um die Edelgasausfriereinheit nicht zu groß auslegen zu müssen oder um bei Fehlen

einer solchen Ausfriereinheit den Verbrauch an Edelgas zu beschränken, kann der Edelgasfluss unmittelbar nach dem Verschließen des Entladungsgefäßes abgestellt werden. Dabei kann auch auf eine andere Gasatmosphäre oder Gasströmung umgeschaltet werden, die kostengünstiger ist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Luft.

Insgesamt sollten zur Minimierung von mechanischen Spannungen und zur möglichst gleichmäßigen Temperaturverteilung und genauen Temperaturkontrolle die in die Kammer einströmenden Gase im wesentlichen die zu diesem Zeitpunkt vorliegende Entladungs- gefäßtemperatur aufweisen. Dies bedeutet, dass die Abweichungen in den Temperaturen möglichst nicht größer als +/-100 K sein sollten, vorzugsweise nicht größer als +/-50 K, je nach tatsächlicher Entladungsgefäßtemperatur.

Insbesondere können die Gase dabei durch eine über eine längere Strecke auf die Kammertemperatur gebrachte Gaseintrittsleitung geführt werden. Diese Gaseintrittsleitung kann beispielsweise in einem massiven Teil der Kammer eingebohrt oder eingefräst sein und zur Verlängerung eine entsprechende Form aufweisen, etwa eine mäandrierende Form.

Bei dieser Erfindung ist eine besonders einfache Ausführungsform bevorzugt, bei der die notwendigen Verfahrensschritte zum Heizen, Spülen, Befüllen und Verschließen des Entladungsgefäßes in ein und derselben Kammer stattfinden. Diese muss nicht einmal notwendigerweise eine Fördereinrichtung enthalten. Sie wird vorzugsweise auch nicht durchlaufend betriebenen, sondern chargenweise beladen und entleert.

Bei einer solchen Kammer kann es also notwendig sein, wie bei einem Vakuumofen, Kammerteile voneinander zu trennen, um das Kammerinnere

zu beschicken und zu entleeren. Vorzugsweise sind dabei die Bereiche der Kammerteile, die bei geschlossener Kammer in Anlage miteinander kommen, mit einem Vakuumkanal versehen, über den diese Anlagefläche beim Öffnen und Verschließen der Kammer abgesaugt werden kann. Dieses Absaugen dient zum einen zum Fernhalten von Verunreinigungen aus dem Kammerinneren (vergleichbar einem Staubsauger), zum zweiten kann dadurch ein Kammerteil an den anderen angedrückt werden, zum dritten kann dadurch eine effektive Dichtfunktion erzielt werden. Der Vakuumkanal zieht nämlich Verunreinigungen, die von außen eindringen könnten, ab, bevor sie das Kammerinnere erreichen. Andererseits verstärkt er eine Gegenströmung des im Kammerinneren bei Überdruck vorhandenen Gases, die weiterhin das Eindringen von Verunreinigungen verhindert. Der Vakuumkanal kann dazu ebenfalls an einer Edelgasauffang-oder- ausfriereinrichtung angeschlossen sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Dabei offenbarte Einzelmerkmale können auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Figur 1 zeigt eine schematisierte Schnittansicht durch eine Anlage zum Herstellen einer Entladungslampe oder einer, Plasma- Anzeigeneinheit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ; und Figur 2 eine schematisierte Draufsicht auf die Anlage aus Figur 1.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Anlage in einer Schnittansicht. Die dort dargestellte Anlage 1 ist im wesentlichen flächig aufgebaut und entspricht in

der Orientierung der Flächigkeit der herzustellenden Flachstrahler- Entladungslampen bzw. Plasma-Anzeigeneinheiten, die in einem Innenraum 10 in einem Metallblock 2 anzuordnen sind. Es ist keine Flachstrahler- Entladungslampe bzw. Plasma-Anzeigeneinheit eingezeichnet, jedoch handelt es sich dabei beispielsweise um an sich bekannte, für dielektrisch behinderte Entladungen ausgelegte Flachstrahler, deren Entladungsgefäß im wesentlichen aus einer Deckenplatte und einer Bodenplatte besteht, die an einem Rand miteinander verbunden sind. In oder an dem Entladungsgefäß sind Elektroden angeordnet, die zumindest teilweise durch ein Dielektrikum von dem Entladungsraum in der Entladungslampe getrennt sind. Zu den baulichen Einzelheiten wird auf folgende frühere Patentanmeldungen derselben Anmelderin verwiesen : US-A 2002/163311 und US- A 2002/163296. Für die vorliegenden Zusammenhänge ist lediglich wichtig, dass die Entladungsgefäße während der Herstellung mit einer Gasfüllung als Entladungsmedium befüllt und dann verschlossen werden.

Dazu werden die Entladungslampen einzeln oder in kleinerer Stückzahl in die Kammer 10 in der Anlage 1 aus Figur 1 gebracht, wobei ein flacher Metalldeckel 3 über der Kammer 10 abgehoben ist. Zwischen die Bodenplatte und die Deckenplatte jeder Entladungslampe sind dabei SF6-Glasstücke zwischengelegt, die einen ausreichenden Abstand zwischen beiden Platten schaffen, so dass der Entladungsraum in den jeweiligen Entladungsgefäßen mit dem Raum 10 kommuniziert.

Dann wird der Metalldeckel 3 aufgelegt und schließt somit die Kammer 10 nach außen ab. Über einen im Schnitt dargestellten Vakuumkanal 6, der sich zu dem Deckel 3 hin öffnet, kann der Deckel 3 angesaugt und fest auf dem Metallblock 2 gehalten werden.

Die Unterseite des Metallblocks 2 unter der Kammer 10 ist eine relativ dünne Metallwand 11 mit einer Dicke von 3,5 mm. Sie ist in Figur 1 zur Verdeutlichung der später noch erläuterten Heizeinrichtung etwas dicker eingezeichnet. Der Metalldeckel 3 hat eine Stärke von etwa 2 mm. Damit ist die Kammer 10 über den größten Teil Ihrer Außenflächen von dünnwandigen Anlagenteilen begrenzt.

Der Metallblock 2 ist insgesamt, auch im Bereich der dünnen Wand 11 unter der Kammer 10, über eine im Schnitt dargestellte elektrischen Heizung 4 beheizbar, wobei sich im Bereich der dünnen Wände eine nur geringe Wärmeträgheit ergibt. Der Deckel 3 ist wiederum über eine symbolisch angedeutete Heizung 8 heizbar.

Ferner ist in die Kammer 10 über eine Gasleitung 5 und einen Einlass E ein Gas einleitbar, das die Kammer 10 über eine Leitung 9 und einen Auslass A wieder verlassen kann. Die Kammer 10 kann also über die Leitungen 5 und 9 gespült werden. Dabei mäandrieren die Leitungen jeweils in dem Metallblock 2, wie durch den jeweils doppelten Schnitt durch die Leitung 5 und durch die Leitung 9 angedeutet, so dass sich die Leitungslänge innerhalb des Metallblocks verlängert und das Gas vorgewärmt in die Kammer 10 strömt und gegen einen gewissen Strömungswiderstand innerhalb der Leitung 9 die Kammer wieder verlässt. Dieser Strömungswiderstand kann durch einen geeignet bemessenen Querschnitt der Leitung 9 oder auch durch ein bewusst eingebrachtes Hindernis (Drossel) erzeugt werden. Es soll sich also bei dem Spülen ein Staudruck in der Kammer 10 bilden.

Der Auslass A ist an eine Edelgasausfriereinrichtung angeschlossen, um die für die Gasfüllung verwendeten Edelgase rückgewinnen zu können.

Insgesamt lässt sich die Kammer damit heizen, zunächst in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre, nämlich trockener Luft, spülen, dann mit einem Inertgas, nämlich Argon, durchspülen und schließlich unter einem Überdruck von 250 mbar mit einer Mischung aus He, Ne und Xe spülen. Ne dient hier als Penninggas und Puffergas, He nur als Puffergas. Dabei steigt die Temperatur in der Kammer 10 auf eine Temperatur von etwa 500°C, so dass sich die erwähnten SF6-Teile so erweichen und die von Ihnen gestützte Deckenplatte absinkt und auf die Bodenplatte aufgelegt wird. Dort ist bereits ein Glaslot vorgesehen (Typ 10045 des Herstellers Ferro), das bei dieser Temperatur so weich ist, dass sich eine dichte Klebeverbindung zwischen den beiden Platten des Entladungsgefäßes ergibt.

Der Edelgasfluss kann nun abgestellt werden, und es kann zum Abkühlen auf trockene Luft umgeschaltet werden.

Um das Abkühlen zu beschleunigen, kann ein nicht gezeichneter, wassergekühlter Kühlblock in flächigen Kontakt mit der Unterseite des Metallblocks 2 gebracht werden, um diesen durch Wärmeleitung schnell abzukühlen. Infolge der flächigen Geometrie des Metallblocks 2 und insbesondere der Dünnwandigkeit der Wand 11 und des Deckels 3 sinkt die Temperatur in der Kammer 10 relativ schnell ab. Daher kann die Entladungslampe in der Kammer 10 bzw. können die mehreren darin enthaltenen Entladungslampen schnell wieder entnommen werden. Die Produktion erfolgt also chargenweise.

Während der Deckel 3 auf der Kammer 10 aufliegt, wird dieser über das Vakuum in dem Vakuumkanal 6 gegen den Überdruck in der Kammer 10 gehalten und könnte, wenn dies nicht reicht, darüber hinaus über mechanische Klammern oder durch eine Beschwerung befestigt sein. Der Überdruck in der Kammer 10 führt zu einem dauernden geringen

Ausströmen der Gasatmosphäre aus der Kammer 10 durch die nicht vollständig dichten Anlageflächen zwischen dem Deckel 3 und dem Metallblock 2 bis in den Vakuumkanal 6. Gleichzeitig saugt der Vakuumkanal 6 von außen eintretende Kontaminationen ab, so dass diese die Kammer 10 nicht erreichen können. Die Kombination aus dem Spülvorgang in der Kammer 10 einerseits und dem Kontaminationen nach außen treibenden Überdruck andererseits sorgt also für ein schnelles und gründliches Herstellen der gewünschten Gasreinheit in der Kammer 10. Der Vakuumkanal 6 bildet also eine Verschlussvorrichtung, eine Dichtung und eine Verunreinigungssperre.

Da wegen des Kammervolumens und der chargenweisen Fertigung ohnehin ein gewisser Gasverbrauch vorliegt, spielt der Verlust durch das Ausströmen des Gases entlang den Dichtflächen zwischen dem Deckel 3 und dem Metallblock 2 keine wesentlichen Rolle. Im übrigen kann auch dieser Bereich abgesaugt und an die Edelgasausführeinheit angeschlossen werden, wenn dies ökonomisch sinnvoll ist.

Die Kammer 10 kann beispielsweise eine 21"-Lampe (von 42,7 cm x 32 cm) beherbergen. Sie hat dann Innenabmessungen von etwa 50 cm x 40 cm x 5 cm. Der Vakuumkanal 6 kann beispielsweise 10 mm breit und 4 mm tief sein.

Obgleich die Erfindung im vorstehenden Ausführungsbeispiel anhand eines Flachstrahlers näher erläutert wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Vielmehr lassen sich die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung auch bei anderen Typen von Entladungslampen und insbesondere auch bei Plasma-Anzeigeneinheiten erzielen.