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Um bei elektrischen Leuchtröhren eine erhöhte Lichtwirkung oder eine besondere Lichtfärbung zu erzielen, ist es bekannt, im Röhreninneren eine Luminophorschicht anzubringen. In der Regel wird letztere hiebei von einer im Röhreninnern entstehenden Queeksilberstrahlung angeregt. Es ist allerdings auch schon vorgeschlagen worden, solche Luminophorschichten in Röhren anzubringen, die ausschliesslich mit Edelgasen gefüllt sind, da auch Edelgase allein eine Strahlung im langwelligen Ultraviolett aussenden. Röhren der letztgenannten Art vermochte sieh jedoch nicht einzuführen, weil die Ultraviolettstrahlung der Edelgase im Vergleich zu ihrer sichtbaren Strahlung sehr gering ist und daher keine ins Gewicht fallende Ausbeute an Lumineszenzlicht ergibt.
Die Erfindung geht von der neuartigen Erkenntnis aus, dass die Strahlung der jenseits des äusserst kurzwelligen Ultravioletts im sogenannten Schumanngebiet liegenden Resonanzlinie des Neons (Wellenlänge 736 A) eine Stärke besitzt, die die Stärke der gesamten sichtbaren und ultravioletten Neonstrahlung um ein Mehrfaches übertrifft. Diese Erkenntnis lässt sieh, wie festgestellt wurde, zur Herstellung einer Leuchtröhre von gutem Wirkungsgrad ausnutzen, sofern die Betriebsbedingungen der Leuchtröhre und die Luminophore geeignet gewählt sind.
Dies ist erfindungsgemäss der Fall, wenn die eine innen angebrachte Luminophorschicht besitzende Leuchtröhre bei einer Stromdichte der Entladung von etwa 0'01-0'05 Amp. jcm2 mit von Verunreinigungen befreitem Neon von 1'5-10 mm Hg. gefüllt ist und wenn ferner die Luminophorschicht aus einem solchen Stoff besteht, der schon durch Elektronen von etwa 20 Volt Geschwindigkeit zur Lichtemission angeregt wird. Derartige Stoffe sind z. B. die aus äusserst reinen Ausgangsstoffen hergestellten Zinksilikate und Kalziumwolframate. Bei einer derart ausgebildeten Röhre wird die Luminophorschicht durch die jenseits des äusserst kurzwelligen Ultravioletts im sogenannten Sehumanngebiet liegende Resonanzlinie des Neons sicher zur Lichtausstrahlung gebracht.
Die Innehaltung der angegebenen Stromdichte ist insofern wichtig, als bei Überschreitung derselben die Ausbeute an der wirksamen Resonanzstrahlung immer geringer wird, während bei Unterschreitung die insgesamt zu erhaltende Lichtmenge zu klein wird. Eine Überschreitung des Fülldrucks führt zu einer Abnahme der Resonanzstrahlung, während eine Unterschreitung des Fülldrucks die Lebensdauer der Leuchtröhre ungünstig herabsetzt. Die Verwendung eines von Verunreinigungen befreiten Neons ist erforderlich, weil schon geringste Beimengungen die Stärke der Resonanzstrahlung in ungünstigem Sinne beeinflussen. Die Anregbarkeit der Luminophorschicht durch Elektronen von etwa 20 Volt Geschwindigkeit bewirkt, dass der Luminophor auch mit Sicherheit von der Resonanzstrahlung des Neons voll angeregt wird.
Dies wäre nicht der Fall, wenn zur Anregung des Luminophores Elektronen höherer Geschwindigkeit erforderlich wären, wie dies z. B. bei den Sulfidphosphoren, aber auch bei den handelsüblichen Silikat-und Wolframatphosphoren zutrifft, da diese Stoffe in der Regel erst durch Elektronen von einigen hundert Volt Geschwindigkeit zu merklicher Lichtausstrahlung angeregt werden. Erforderlich ist gemäss der Erfindung allerdings, dass sich der anzuregende Luminophor im Röhreninnern, etwa auf der Innenseite des Röhrengefässes, befindet, da nicht einmal Quarz die zur Anregung des Luminophors dienende Resonanzstrahlung des Neons durchlässt.
Die Befestigung der Luminophorsehieht kann auf beliebige Weise, etwa unter Vermittlung einer Bindemittelschicht, z. B. einer Phosphorsäure-, Arsensäure-oder Antimonsäureschieht, erfolgen.
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Während zur Herstellung einer durch'Ultraviolettstrahlung anzuregenden Luminophorschicht ein Stoff von der Korngrösse von 10-50 jj. am günstigsten ist, empfiehlt es sich bei Röhren nach der Erfindung, ein Pulver von weniger als 10 p. Korngrösse zu nehmen, weil die Resonanzstrahlung des Neons nur in die äusserste Molekitlschicht der Körner eindringt, nicht aber, wie die Ultraviolettstrahlung, noch in den darunterliegenden Kornschichten wirkt.
Mit Röhren nach der Erfindung lassen sich mancherlei Farbwirkungen erzielen ; wird z. B. als Luminophorsehieht ein unter der Resonanzstrahlung des Neons grünlumineszierendes Zinksilikat verwendet, so ergibt sieh durch Mischung des Lumineszenzlichtes mit dem roten Neonlicht eine goldgelbe Lichtfarbe, wobei die Gesamtlichtaus. beute der Rohre um mehr als die Hälfte besser ist als bei einer sonst gleich beschaffenen gewöhnlichen Neonröhre. Bei Verwendung einer durch die Resonanzstrahlung des Neons blaulumineszierenden Kalziumwolframatsehicht, an deren Stelle aber auch z. B. eine Magnesium-, Zink-oder Kadmium-Wolframatschicht treten könnte, ergeben sich durch Mischung mit dem roten Neonlicht sattrosa bis himbeerfarbige Tönungen der Röhre.
Es kann aber auch eine Luminophorschicht verwendet werden, die aus einem Gemisch mehrerer, durch die Resonanzstrahlung des Neons verschiedenfarbig anregbarer Stoffe besteht ; wird z. B. ein Gemisch von etwa gleichen Teilen grünlumineszierendem Zinksilikat und blaulumineszierendem Kalziumwolframat verwendet, so ergibt sich durch Mischung der roten Neonstrahlung mit den beiden verschiedenfarbigen Lumineszenzstrahlungen ein etwas rotstichiges weisses Licht, das durch seinen warmen Ton zur Beleuchtung von Innenräumen besonders gut geeignet ist. Weitere Farbwirkungen lassen sich durch Hinzufügung von Farbfiltern erzielen ; so kann z.
B. bei der ersterwähnten gelbstrahlenden Röhre mit Innensehieht aus grün- lumineszierendem Zinksilikat durch Vorsetzung eines grünen Farbfilters oder durch Verwendung eines grünen Röhrenglases oder grünen Röhrenüberzuges eine grüne Lichtfarbe erzeugt werden. Bei einer Röhre mit einer blaulumineszierenden Kalziumwolframat-Innenschicht kann durch Voranstellung eines das Neonlicht zum Teil durchlassende hellblauen Filters ein violettes Licht mit einem bisher noch nicht erreichten Wirkungsgrad erzeugt werden. Ein normales Blauglasfilter ist zur Erzeugung einer violetten Lichtfarbe ungeeignet, da sich durch zu weitgehende Unterdrückung des Neonrots nur eine wenig veränderte blaue Lichtfarbe einstellen würde.
Zweckmässig wird zur Herstellung eines violetten Lichtes als hellblaues Filter das Röhrengefäss selbst benutzt und demgemäss dieses aus hellblauem Glase hergestellt. Es kann aber auch ein aus Klarglas bestehendes Röhrengefäss verwendet werden, das auf der Innenseite oder Aussenseite eine hellblaue Glasschicht oder einen hellblau durchscheinenden Überzug aufweist. Es kann auch eine aus Klarglas bestehende Röhre mit blaulumineszierender Innenschicht von einem röhrenförmigen, hellblau durchlässigen Filter vollkommen umschlossen werden.
Mit Röhren nach der Erfindung können in höchst einfacher Weise andere Lichtfarben auch noch dadurch erhalten werden, dass der von Verunreinigungen befreiten Neonfüllung etwas Argon, Krypton oder Xenon in Mengen von 0'25-2% zugesetzt wird. Durch einen solchen Zusatz zur Neonfüllung wird zwar das rote Neonlicht geschwächt, jedoch nicht oder kaum nennenswert das durch die Schumannstrahlung angeregte Lumineszenzlicht. Hiedurch kommt aber das Lumineszenzlicht gegenüber dem Neonlicht weit mehr heraus. Man kann infolgedessen durch den Argon-, Krypton-oder Xenonzusatz Farbeindrücke hervorrufen, die sonst nur durch Filter unter Schwächung der Gesamtstrahlung erreichbar sind.
Mit grünem Zinksilikat kann z. B. auf diese Weise eine grün erscheinende Neonröhre hergestellt werden, die vollkommen den Eindruck der bekannten, ein gelbes, braunes oder grünes Glasgefäss aufweisenden, grün erstrahlenden Queeksilberdampfröhre macht. Man ist in diesem Falle von allen mit dem Ausfrieren des Quecksilberdampfes zusammenhängenden Betriebsstörungen frei. Alle Zwisehentöne zwischen Gelb und Grün lassen sich bei ein und derselben Belastung der Röhre lediglich durch Verändern des Argon-, Krypton-oder Xenonzusatzes herstellen.
Mit einem blauen Lumineszenzstoff können alle violetten und purpurnen Zwischentöne zwischen Blau und Rosa erhalten werden. Verwendet man das blaugrün lumineszierende Zinkwolframat, so kann man durch den der Neonfüllung beigegebenen Argon-, Krypton-oder Xenonzusatz auch eine weissleuchtende Röhre herstellen.
Das Röhrengefäss kann eine beliebige Gestalt haben. Die Elektroden können gleichfalls beliebig gestaltet werden und im Röhrenbetrieb sowohl kalt bleiben als auch auf Glühtemperatur gelangen.
Die Elektroden können zu letzterem Zwecke mit elektronenemittierenden Stoffen versehen und gegebenenfalls auch fremd geheizt werden. Des weiteren können auch mehr als zwei Elektroden, insbesondere auch eine oder mehrere Hilfselektroden, im Röhreninnern untergebracht werden.
Die unter der Wirkung der Resonanzlinie des Neons lumineszierende Stoffschicht braucht nicht unbedingt die gesamte Röhreninnenwand zu bedecken ; sie kann auch in Form von Streifen oder Ornamenten auf der Röhreninnenwand angebracht werden, in welchem Falle dann an den nicht mit Luminophor bedeckten Stellen der Röhre die rote Neonentladung erscheint. Es können hiedurch also Leuchtröhren erzielt werden mit verschiedenfarbig erstrahlenden Mustern auf rotem Untergrund.
Endlich kann auch im Röhreninnern eine Platte angebracht werden, die mit der Luminophorschieht bedeckt ist.