201421. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alacsonynyomású gázkisülő fényforrás szivattyúzására
1 HU 201421 B 2 A találmány tárgya eljárás két végén egy-egy szívócsövet és kisülési elektródot tartalmazó alacsonynyomású gázkisülő fényforrás szivattyúzására, melynek során a fényforrást szívócsöveinél fogva szivattyú berendezéshez csatlakoztatjuk, szivattyúzzuk, öblítőgázzal vagy töltőgázzal feltöltjük és a fényforrás töltőnyomását beállítjuk, az oxidkatódok karbonátjait elbontjuk, majd a kisülőedény szívócsövét leforrasztjuk. Az ilyen jellegű fényforrások gyártása során alkalmazott szivattyúzási technológia termelékenységét a fényforrás térfogata, a szívócső áramlási ellenállása az alacsony nyomástartományban, illetve a katódbontáskor keletkező széndioxid eltávolítási ideje szabja meg. A napjainkban alkalmazott egyik ismert eljárás szerint a kisülőtér gyors és megfelelő minőségű szivattyúzását kétoldalról történő leszívásai, illetve a szívócső áramlási ellenállásának csökkentésével biztosítják, melynek érdekében mindkét oldalon minimálisra csökkentett szívócsőhosszat vagy szívócső nélküli kivitelt használnak. Az öblítőgázt több szakaszban eresztik be a fényforrásba és mindkét végén egyszerre szívják el. A megoldás hátránya, hogy a rövid vastag szívócsövek beépítése, leszúrása további technikai nehézségeket hoz be az eljárásba. A kétoldalról végzett szívás miatt az egyik szívócsőhöz csatlakozó közös vákuum-gáz rendszer a bevitt gáz tisztántartását nagyon megnehezíti és mindezek ellenére nem tud olyan szivattyúzási sebességet biztosítani, ami lehetővé tenné többezer darab per órás teljesítményű szivattyú berendezés reális kialakítását. A DE 30 03 700 (US 4 303 290) lajstromszámú szabadalmi leírás olyan eljárást ismertet alacsonynyomású gázkisülő fényforrások szivattyúzására, ahol a két szívócső közül az egyiken keresztül csak gázt töltenek be és a másik végen csak elszivattyúzzák az eredetileg bennelevő, illetve a betöltött gázt. Az eljárás a következő lépésekből áll: a fényforrás mindkét szívócsövét egyidejűleg a szivattyú berendezéshez csatlakoztatják, majd az egyik szívócsövön leszivattyúzzák egy pi, kb. 10 Torr (1333,2 Pa) nyomásra. Ez a művelet gyorsan lezajlik, mivel a szívócső vezetőképessége ebben a nyomástartományban még nagy. pi nyomás elérésekor a másik szívócsövön keresztül Ibe, kb. 0,1 mbar.l.s'1 gázáramot hajtanak át a fényforráson, ahol Ibe úgy van megválasztva, hogy a szívóoldali szívócső áramlási ellenállásán, W-n éppen pi nyomás essen. Uymódon biztosítva van a fényforrásban egy állandó gázáram (Ibe) és egy állandó nyomás (pi). Ebben a szakaszban a katódok karbonátjait mindkét oldalon egyidőben elbontják. A keletkező széndioxid gázt és a még visszamaradt levegő maradványokat az áramló gáz maga előtt tolja és a szívóoldali szívócsövön keresztül kinyomja a fényforrásból. Miután a szennyező gázok kiürültek az Ibe gázáramot elzárják és megvárják, amíg a pi nyomás a kisebb pt töltőnyomásra (kb. 2-3 Torr (266,64-399,96 Pa)) csökken. Ekkor a szivattyúzást is megszüntetik és mindkét szívócsövet leszúrják. A leírt eljárásnak nagy előnye a korábbi és fentebb ismertetett eljárásokhoz képest, hogy ilymódon a „szivattyúzási” eljárás olyan röviddé tehető (kb. 1 perc), ami módot ad elfogadható méretű, több ezer darab per órás berendezés létrehozását. Az ismertetett eljárásnak azonban több hiányossága is van. Ezek a következők:- Amikor az atmoszféra nyomásról indulva a pi nyomást elérik, a fényforrásban pi nyomású levegő van, és így ez az idő a gáztisztaság elérésére teljes veszteség.- Ha törött, repedt vagy a gázoldali zárban nem jól záródó fényforrás kerül a berendezésbe, ez elszennyezi a tisztagáz utakat, ami a következő, ebbe a pozícióba kerülő fényforrás minőségét (gáztisztaságát) kedvezőtlenül befolyásolja.- A töltőnyomáshoz képest magas pi nyomáson a szennyező gázok diffúziója kicsi, ezért több idő kell a szívócső belső csatlakozási helye és a fényforrás burájának vége között lévő, áramlási szempontból holttér áttisztításához diffúzió útján.- A fényforrás átöblítési ideje t, vagyis az az idő, amíg a gázoldali véghez érkezik, v x pi fényforrás térfogata x fenntartott nyomás t •*-------= --------------------------------------------------Ibe öblitőáram intenzitása Ebből látható, hogy adott Ibe esetén az átöblítési idő pi-el nő. Ibe növelése viszont, egyrészről növeli a gázfogyasztást, másrészről csak a szívócső vastagításával érhető el, ami az állványgyártásnál és a leszúrásnál jelent további nehézséget.-Ha drága töltőgázt, pl. kriptont kell használni, a fényforrást mindéképpen fel kell tölteni legalább a pt-nél jóval nagyobb pi nyomásra, ami többszörös, (a példa szerint ötszörös) kripton felhasználást eredményez.- A kellő gáztisztaság elérése után meg kell várni, amíg a bemenő gázáram megszüntetése után a fényforrásban a nyomás pi értékről pt értékre, a töltőnyomásra csökken, és csak ezután kerülhet sor a leszúrásra.- A két katód egyszerre történő elbontásának az időnyerés mellett az a hátrányos hatása van, hogy mire a szívóoldali katódból keletkezett széndioxid gáz kiürült a fényforrásból, tehát az emittáló oxidok kialakultak, akkor érkezik oda a gázbevezetés oldali katód bontásából számlázó széndioxid, ami azt visszamérgezi. A találmány célkitűzése az ismert eljárások hiányosságainak kiküszöbölésével olyan termelékeny és gazdaságos szivattyúzási eljárás létrehozása, amellyel a lámpaminőség szempontjából fontos gáztisztaság, optimális katódemisszió és stabil töltőnyomás biztosítható, és amely a lehető legegyszerűbb szivattyúrendszer felépítését eredméyezi. Felismerésünk a következő: ha az átöblítéses szivattyúzási eljárást úgy alakítjuk ki, hogy az öblítőgáz az egész szivattyúzási folyamat alatt, tehát már a szívócsövek befogása előtt is, folyamatosan áramoltatjuk, és intenzitását úgy választjuk meg, hogy a szívóoldali szívócső W áramlási ellenállásán az lbe ~ W (pt * Po) kifejezés által meghatározott pt nyomás essék (ahol po a szivattyú torok nyomása), és a gázbevezetés 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
