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Elektrische Gasentladungsröhre.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Gasentladungsröhren, worunter hier nicht nur
Röhren zu verstehen sind, die mit einem oder mehreren Gasen gefüllt sind, sondern auch solche Röhren, die eine Füllung aus Dampf oder ein Gasdampfgemisch enthalten. Um die in diesen Röhren erzeugten ultravioletten Strahlen in sichtbare Strahlen umzuwandeln, hat man bereits vorgeschlagen, lumines- zierende Stoffe zu verwenden, die durch ultraviolette Strahlen zum Fluoreszieren gebracht werden und dann Strahlen grösserer Wellenlänge aussenden. Diese lumineszierenden Stoffe werden auf der
Wand des Entladungsgefässes aufgetragen. Hiedurch wird die Menge sichtbaren Lichtes gesteigert und auch die Farbe des durch die Entladung erzeugten Lichtes kann hiedurch geändert werden.
Das von den Gasentlagungsröhren ausgesandte Licht weist nämlich in der Regel kein kontinuierliches
Spektrum auf und die lumineszierenden Stoffe können dazu benutzt werden, dem von der Entladung erzeugten Licht Strahlen hinzuzufügen, die in diesem Licht nicht oder nur in ungenügendem Masse vorhanden ist.
Jeder lumineszierende Stoff emittiert nur Strahlen von Wellenlängen eines beschränkten
Gebietes. Um den von der Entladung emittierten Licht Strahlen aus andern Teilen des Wellenlängenbereiches zuzufügen, hat man auch bereits vorgeschlagen, ein Gemisch von mehreren lumineszierenden
Stoffen zu verwenden, die verschiedene Emissionsspektren aufweisen. Es ist z. B. bekannt, die Wand einer Quecksilberdampfentladungsröhre mit einer Schicht eines Gemisches von gelblich fluorszierendem Zinksilikat und blaufluoreszierendem Ealziumwolfrajnat zu bedecken. Die Fluoreszenz der beiden Stoffe wird dabei durch die Strahlen erregt, die von der Entladung emittiert werden.
Bei den Versuchen, welche zur Erfindung führten, wurde festgestellt, dass die Verwendung derartiger Gemische mit Nachteilen verbunden ist, insbesondere dann, wenn die lumineszierenden Pulver von Strahlen verschiedener Wellenlängen angeregt werden. Ebenso wie verschiedene Stoffe Lumineszenzstrahlen verschiedener Wellengänge ausstrahlen können, kann auch die Wellenlänge der die Lumineszenz erzeugenden Strahlen bei verschiedener lumineszierenden Stoffen verschieden sein. Hiebei sei bemerkt, dass im allgemeinen die Fluoreszenz eines lumineszierenden Stoffes nicht ausschliesslich von Strahlen einer bestimmten Wellenlänge, sondern von Strahlen eines bestimmten Wellenlängenbereiches erzeugt wird. Diese Strahlen werden von dem lumineszierenden Stoff absorbiert und die absorbierte Energie wird teilweise wieder in Form von Lumineszenzlicht emittiert.
Es handelt sich somit um eine nützliche Absorption, die nicht zu verwechseln ist mit der Absorption von Lichtstrahlen, die dann auftritt, wenn diese Strahlen ein Medium durchlaufen, das überhaupt nicht luminesziert oder jedenfalls von diesen Lichtstrahlen nicht zur Fluoreszenz angeregt wird. Die erwähnte, zur Erzielung der Lumineszenz nützliche Absorption ist jedoch nicht für alle Strahlen aus dem die Lumineszenz anregenden Wellenlängengebiet gleich, sondern besitzt ein Maximum bei einer bestimmten Wellenlänge dieses Gebietes. Die Wellenlänge, bei der dieses Maximum auftritt, wird gewöhnlich dazu benutzt, um das Wellenlängenband, auf das der lumineszierende Stoff anspricht, anzudeuten.
Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, dass exakt diese Wellenlänge in der von der Entladung erzeugten Strahlung, die den lumineszierenden Stoff zur Fluoreszenz bringt, vorhanden ist, weil auch benachbarte Strahlen, wenn sie nur innerhalb des genannten Wellenlängengebietes liegen, eine anregende Wirkung haben.
Wenn man eine lumineszierende Schicht hat, die aus einem Gemisch von mehreren lumineszierenden Stoffen besteht, von denen der eine Stoff von einer kleineren Wellenlänge angeregt wird als die andern und alle Pulver des Gemisches von den durch die Entladung erzeugten Strahlen zur Fluoreszenz gebracht werden, dann treten, wie bereits erwähnt, Nachteile auf. Es hat sich gezeigt, dass diese Nachteile durch die willkürliche Verteilung der verschiedenen Stoffe in der lumineszierenden Schicht verursacht werden. Hat man z. B. ein Gemisch von zwei lumineszierenden Pulvern A und B, dann liegen in einem bestimmten Teil der gemischten Schicht Teilchen des Stoffes A an der der Entladung zugekehrten Seite, die Teilchen des Stoffes B bedecken. In einem andern Teil der Schicht ist das Umgekehrte der Fall.
Wird die Lumineszenz des Stoffes B von einer Wellenlänge LB erzeugt, die grösser als die die Lumineszenz des Stoffes A erzeugende Wellenlänge LA ist, dann absorbiert der Stoff B in der Regel die Strahlen der Wellenlänge LA in stärkerem (schädlichem) Masse als der Stoffe A die Strahlen der Wellenlänge LB. An den Stellen, an denen sich der Stoff B an der der Entladung zugekehrten Seite der lumineszierenden Schicht befindet und den Stoff A bedeckt, verursacht der Stoff B somit eine relativ starke Absorption der Wellenlänge, die den Stoff A zum Lumineszieren bringt. An jenen Stellen der Schicht, an denen der Stoff A näher zur Entladung gelegen ist, findet diese Absorption nicht statt und ist auch die Absorption der Wellenlänge LB verhältnismässig geringer.
Die Folge hievon ist, dass sich im erzeugten Lumineszenzlicht in bezug auf dessen Farbe und Intensität Unterschiede ergeben.
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Es hat sich weiter gezeigt, dass es beim Auftragen von gemischten lumineszierenden Pulvern auf die Röhrenwand schwierig ist, eine genügende Homogenität des Gemisches zu erhalten, so dass aus diesem Grunde auch örtliche Unterschiede des emittierten Lumineszenzstrahles auftreten können.
Die Erfindung bringt hierin eine Verbesserung durch Anwendung mindestens zweier lumines- zierender Schichten, die derart hintereinander aufgestellt werden, dass die von der Entladung ent- ferntere lumineszierende Schicht auf grössere Wellenlängen der von der Entladung erzeugten Strahlen anspricht als die näher zur Entladung befindliche lumineszierende Schicht, wobei mindestens einer der lumineszierenden Stoffe sich in einer Glasschicht befindet. Von der Entladungsstrecke aus gesehen, ist somit die Reihenfolge der fluoreszierenden Schichten derart, dass die Wellenlänge der die Lumineszenz der verschiedenen Schichten erzeugenden Strahlen zunimmt.
Durch die Massregel, dass sich mindestens einer der lumineszierenden Stoffe in einer Glassehicht befinden soll, wird einerseits erreicht, dass sich die lumineszierenden Schichten bei deren Anbringung und auch bei einer gegebenenfalls vorzunehmenden Wärmebehandlung nicht vermischen können. wie dies bei der Verwendung von aufeinander angebrachten lumineszierenden Pulverschichten der Fall sein würde. Anderseits wird aber durch diese Massregel erreicht, dass schädliche Absorptionsverluste vermieden werden, welche sich ergeben würden, wenn man zwecks Vermeidung der erwähnten Vermischung die lumineszierenden Pulverschichten voneinander z. B. durch eine Glaswand trennen würde.
Es ist vorteilhaft, die lumineszierenden Stoffe so zu wählen, dass die Wellenlängen, durch welche die von der Entladung entferntere Schicht angeregt wird, möglichst wenig geschwächt durch die näher zur Entladung befindliche Schicht hindurchgehen und dass die lumineszierenden Strahlen der auf kürzere Wellenlängen ansprechenden Schicht von der auf grössere Wellenlängen ansprechenden Schicht möglichst wenig absorbiert werden.
Man kann z. B. die Röhrenwand oder die Wand einer die Röhre umgebenden Hülle aus einem lumineszierenden Glas herstellen, das auf eine grössere Wellenlänge anspricht und die Innenseite dieser Wand mit einer lumineszierenden Pulverschicht bedecken, die durch eine kleinere Wellenlänge zum Lumineszieren gebracht wird.
Gute Resultate werden z. B. durch eine Quecksilberdampfentladungsröhre erzielt, deren Wand aus einem grünfluoreszierenden Uranglas hergestellt ist, das an der Innenseite mit einer Schicht eines grünfluoreszierenden Zinksilikats (Willemit) bedeckt ist. Das Uranglas spricht auf grössere Wellenlängen als das Silikat.
Umgibt man die Entladungsröhre mit einer Hülle aus fluoreszierendem Glas, so kann der auf die kürzeren Strahlen ansprechende lumineszierende Stoff auch auf die Wand der Röhre selbst aufgetragen werden.
Soll die fluoreszierende Schicht auf der Aussenseite des lumineszierenden Glases aufgetragen werden, so muss das lumineszierende Glas auf eine kleinere Wellenlänge ansprechen als der lumineszierende Stoff.
Es kann auch mehr als eine Schicht lumineszierenden Glases angewendet werden, die gegebenenfalls aufeinander angebracht werden, so dass dann eine Wand erhalten wird, die zwei oder mehrere Schichten lumineszierenden Glases aufweist, die in Übereinstimmung mit den obigen Ausführungen derart angebracht sind, dass das der Entladung näher liegende Glas auf eine kleinere Wellenlänge anspricht als das Glas, das von der Entladung weiter entfernt ist. Die Entladungsröhre kann z. B. aus einem Duplexglas hergestellt werden, deren Innenschicht aus lumineszierendem Kupferglas und deren Aussenschicht aus lumineszierendem Uranglas besteht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Gasentladungsröhre, deren Strahlen mehrere lumineszierende Stoffe treffen, die durch in der Entladung erzeugte Strahlen zur Lumineszenz gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass diese Strahlen mindestens zwei hintereinander angeordnete lumineszierende Schichten treffen, wobei die von der Entladung entferntere lumineszierende Schicht auf eine grössere Wellenlänge der von der Entladung erzeugten Strahlen anspricht als die näher zur Entladung befindliche lumineszierende Schicht und wobei mindestens einer der lumineszierenden Stoffe sieh in einer Glasschicht befindet.