DD219902A5

DD219902A5 - Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe

Info

Publication number: DD219902A5
Application number: DD84262212A
Authority: DD
Inventors: Johannes T C Van Kemenade; Johannes T W De Hair; Everhardus G Berns
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1984-04-23
Publication date: 1985-03-13
Also published as: HUT34641A; ES8506070A1; AU2717484A; DE3460389D1; EP0124175B1; ES531828A0; EP0124175A1; MX167904B; FI72837B; CA1223030A; AU563756B2; US4800319A; JPH0625355B2; FI841572A; FI72837C; BR8401858A; ATE21188T1; HU187991B; FI841572A0; JPS59205145A

Abstract

Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit sehr guter Farbwiedergabe (R(a,8) 85), mit der Farbtemperatur von 2 300 ... 3 300 K und dem Farbpunkt auf oder nahe bei der Planck-Kurve. Die Lampe ist mit einer Leuchtstoffschicht versehen die folgendes entaelt:a) ein mit Sb3 und Mn2 aktiviertes leuchtendes Erdalkalimetallhalophosphat mit der Farbtemperatur von 2 900 ... 5 000 K,b) einen mit Eu2 aktivierten Leuchtstoff mit dem Emissionsmaximum von 470 ... 500 nm und mit einer Halbwertbreite von hoechstens 90 nm, undc) ein mit Ce3 und Mn2 aktiviertes leuchtendes Seltenerdmetallmetaborat mit dem Grundgitter Ln(Mg,Zn,Cd)B5O10 worin Ln die Elemente Y, La und/oder Gd darstellt, welches Borat rote Mn2-Emission aufweist. Weiter ist die Lampe mit Mitteln zum Absorbieren blauer Strahlung mit Wellenlaengen unter 480 nm versehen. Vorzugsweise enthaelt die Leuchtstoffschicht weiter noch:d) einen mit Tb3 aktivierten Leuchtstoff, der gruene Tb3-Emission aufweist.Ausser einer sehr guten Farbwiedergabe bei niedriger Farbtemperatur haben diese Lampen einen hohen Lichtstrom und eine gute Aufrechterhaltung des Lichtstroms waehrend der Lebensdauer. Fig. 3

Description

Berlin, den 7. 9. 1984 63 815/13

Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Niederdruckquecksilberdarapfentladungslaaipe mit einer sehr guten Farbwiedergabe** mit einer Farbtemperatur des ausgestrahlten weißen Lichts im Bereich von 2300 bis 3300 K und mit dem Farbpunkt auf oder nahe bei der Planck-Kurve, rait einem gasdichten, strahlungsdurchlässigen Kolben, der Quecksilber und Edelgas enthält-, und mit einer Leuchtstöffschicht, die ein leuchtendes HaIophosphat und einen mit zweiwertigem Europium aktivierten Leuchtstoff enthält· , ₍

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Unter "einer sehr guten Farbwiedergabe" sei in dieser Beschreibung und in den angehängten Ansprüchen verstanden, daß der mittlere Farbwiedergabeindex £?(a,8) (Mittelwert der Wiedergabeindizes von 8 Prüffarben gemäß der Definition von der Commission Internationale d¹ Eclairage: (IEC-Veröffent-I4.chung Nr. 13*2 (TC-3.2), 1974) einen Wert von mindestens 85 hat·

Die Farbe sichtbarer Strahlung ist durch die Farbkoordinaten (^x»y) gekennzeichnet, die den Farbpunkt ira Farbdreieck be- ^r stimmen (siehe IEC-Veröffentlichüng Nr, 15,(E-I.3.1), 1971). Lampen für allgemeine Beleuchtungszwecke müssen Licht ausstrahlen, das mit "weiß" bezeichnet werden kann. Weiße

Strahlung wird im Farbdreieck bei Farbpunkten auf der Planck-Kurve gefunden. Diese Kurve, die auch¹mit der Linie der schwarzen Strahler und im weiteren mit der Kurve P bezeichnet wird, enthält die Farbpunkte der von einem völlig schwarzen Körper bei verschiedenen Temperaturen (der sog. Farbtemperatur) ausgesändten Strahlung» Eine bestimmte Farbtemperatur wird;, außer einem bestimmten Punkt auf der Kurve Py auch der Strahlung mit Farbkoordinaten auf einer Linie zugeordnet, die die Kurve. P in diesem Punkt schneidet (siehe die genannte IEC-Veröffentlichung Nr. 15)· Wenn diese Strahlung einen Farbpunkt nahe bei der Kurve P hat, wird diese Strahlung auch als weißes Licht mit dieser bestimmten Farbtemperatur betrachtet. In dieser Beschreibung und in den angehängten Ansprüchen sei mit "einem Färbpunkt nahe bei der Kurve P" verstanden» daß der Abstand des Farbpunktes zum Punkt auf der Kurve P mit der gleichen Farbtemperatür höchstens 20 MPCO beträgt. MPCO (minimum perceptible colour difference) ist die Farbdifferenzeinheit* siehe die Veröffentlichung von 3.3. Rennilson in Optical Spectra, Oktober löse·:,: s. 63. . . .-, . ;' . ' "' \

Eine Vielzahl von Ausführungs formen von Niederdruckquecksilberdaiapfentladungslampen, die bereits mehrere zehn Jahre bekannt sind und noch häufig angewandt werden, enthält einen Leuchtstoff aus der Gruppe der rait Sb und Mn , aktivierten Erdalkalimetallhalophosphate* Diese Lampen bieten den Vorteil, daß sie preiswert sind und einen ausreichend hohen Lichtstrom aussenden. Ein großer Nachteil dieser Lampen ist jedoch, daß ihre Farbwiedergabe viel zu wünschen übrigläßt. Sie besitzen^ im allgemeinen R(a^si8)-Werte der Größenordnung von 50 bis 60 und nur bei Lampen mit hoher Farbtemperatur (z. B. 5000 K) wird einKR(a,8}-wert von etwa 75 erreicht, was noch nicht als eine gute Farbwiedergabe betrachtet wird.

Lampen* mit denen eine sehr gute Farbwiedergabe erreicht wird« sind bereits lange bekannt· Diese Lampen sind mit besonderen Leuchtstoffen versehen * insbesondere einem mit Zinn aktivierten;, rot leuchtenden Stoff auf der Basis von Strontiuraorthophosphäty häufig in der Kombination mit einem blau emittierenden?» mit Sb aktivierten Halophosphaty insbesondere einem derartigen Strontiumhalophosphat· Das Strontiumorthophosphat leuchtet in einem sehr breiten Band;* das sich bis ins tiefe Rot erstreckt· Diese bekannten Lampen haben den mit der Verwendung des genannten Strontiumorthophosphats verbundenen Nachteil deines ziemlich geringen Lichtstroras und einer mangelhaften Aufrechterhaltung des Lichtstroms für die Lebensdauer der Lampe. Es hat sich auch gezeigt, daß der letztgenannte Nachteil die Verwendung dieses Stoffs in der Praxis bei höherer Belastung durch die von der Quecksilberentladung ausgesandte Strahlung nicht gut ermöglicht·

Eine Lampe der eingangs erwähnten Art ist aus der DE-OS 2 848 726 bekannt· Diese Lampe mit sehr guter Farbwiedergabe enthält wie der zuvor genannte Lampentyp ein rot leuchtendes γ mit Zinn aktiviertes Strontiumorthophosphat und weiter ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes Boratphosphat« das ein Emissionsband mit dem Maximum bei etwa 480 nra und mit einer Halbwertbreite von etwa 85 nm besitzt· Vorzugsweise wird in der Leuchtstoffschicht dieser Lampe weiter noch ein leuchtendes Erdalkalimetallhalophosphat benutzt. Durch die Verwendung des leuchtenden Strontiumorthophosphats hat diese bekannte Lampe wieder die Nachteils eines verhältnismäßig niedrigen Lichtstroms und insbesondere einer mangelhaften Erhaltung des Lichtstroms für' die Lebensdauer der Lampe· Weiter hat die bekannte Lampe den Nachteil, daß eine sehr guts Farbwiedergabe nur bei Farbtemperaturen

\ _r

über etwa 3500 K erreicht wird, Ausfuhrungsförmen der bekannten Lampe bei sehr niedrigen Farbtemperaturen (unter 3000 K) sind ausgeschlossen.

Ziel der Erfindung '

Ziel der Erfindung ist esg dia vorgenannten Nachteile zu vermeiden*

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundei Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen mit einer sehr guten Farbwiedergabe bei einer niedrigen Farbtemperatur der ausgesandten Strahlung zu schaffen, ,

Diese Aufgabe wird mit einer Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe eingangs erwähnter Art erfindungsgeraäß dadurch gelöst, daß die Leuchtstoffschicht enthält:

a) zumindest ein mit dreiwertigem Antimon und mit zweiwertigem Mangan aktiviertes leuchtendes Erdalkalimetallhalophosphat mit der Farbtemperatur der ausgesandten St rahlung von 2900 bis 5000 Kv

b) zumindest einen mit zweiwertigem Europium aktivierten Leuchtstoff mit dem Eraissionsmaximum im Bereich von

, 470 bis 500 nm und mit der Halbwertbreite des Emissionsbandes von höchstens 90 nm_# und

c) ein mit dreiwertigem Cer und mit zweiwertigem Mangan aktiviertes leuchtendes Seltenerdmetallmetaborat mit monokliner Kristallstruktur enthält, dessen Grundgitter der Formel Ln(Mg;,Zn ,Cd)B₅O₁₀ entspricht, worin Ln zumindest eines der Elemente Yttrium, Lanthan und Gadolinium darstellt und worin bis zu 20 Mol,%des B durch Al und/

' ' ' '' ' ' ' 2+ oder Ga ersetzt sein kann, welches Metaborat rote Mn Emission aufweist,

und daß die Lampe mit Mitteln zum wenigstens teilweisen Absorbieren blauer Strahlung mit Wellenlängen unter 480 nro versehen ist»

Bei Versucheni die zur Erfindung geführt haben, hat sich überraschenderweise herausgestellt^ daß ein sehr hoher Wert für R(a>8) auch mit einer Emission erhalten werden kann, die viel schmalbandiger als die des bekannten leuchtenden Strontiumorthophosphats ist, aber deren Emissionsmaximum nahezu auf der gleichen Stelle liegt· Es wurde gefunden« daß die

3+ 2+ Emission von mit Ce und Mn aktiviertem Seltenerdmetallmetaborat für diese Aufgabe sehr geeignet ist. An sich ist dieses Metaborat bekannt und in den niederländischen Patentanmeldungen 7905680 (PHN 9544) und 8100346 (PHN 9942) näher erläutert· Es hat ein Grundgitter mit monokliner Kristallstruktur der Formel Ln(Mg,Zn,GdJs₅O₁₀* Hierin ist Ln zumindest eines der Elemente Y, La und Gd. Im Borat kann bis zu 20 Μο1·% des B durch Al und/oder Ga ersetzt werden, was geringen Einfluß auf die Lumineszenzeigenschaften hats genauso wie die Wahl der Elemente Mg;, Zn und/oder Cd. Der Ce-Aktivator ist an einer Ln-Stelle eingebaut (kann sogar alle Ln-Plätze belegen) und absorbiert die exzitiersnde Strahlungsenergie (vorwiegend 254 nm in einer Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe) und übertragt diese auf den Mn-Aktivator, der an einen Mg-(und/oder Zn und/oder Cd-)Platz eingebaut ist. Das Sorat weist eine besonders wirksame, von Mn⁺ herrührende Emission in einem Band mit dem Maximum bei etwa 630 nra und einer Halbwertbreite von etwa 80 nm auf.

Zum Erhalten von Werten für R(a,8) von zumindest 85 ist in

einer erfindungsgeraäßen Lampe das Metaborat (der Stoff c) mit einem mit zweiwertigem Europium aktivierten Stoff mit dem Emissionsmaxiraum im Bereich von 470 ... 500 nra und mit einer Halbwertbreite des Emissionsbandes von höchstens 90 nm (der Stoff b) und zumindest mit einem leuchtenden Halophosphat (der Stoff a) aus der Gruppe der rait Sb und Mn aktivierten Erdalkalimetallhalophosphate zu kombinieren·

Mit Kombinationen der Leuchtstoffe a, b und c können Lampen mit sehr guter Farbwiedergabe für Farbtemperaturen von etwa 3200 K und darüber angefertigt werden. Zum Erhalten niedriger bis sehr niedriger Farbtemperaturen (bis mindestens 2300 K) muß eine erfindungsgemäße Lampe mit Mitteln zum wenigstens teilweisen Absorbieren blauer Strahlung mit We11enlangenunter 480 nm versehen werden. Die Verwendung derartiger Mitrtel in einer Niederdruckquecksilberdämpfentladungslampe mit einem Leuchtstoff führt in allen Fällen zu einer Verschiebung des Farbpunkts der von der Lampe ausgesand^en Strahlung?* weil die von der Quecksilberentladung ausgesandte blaue Strahlung und ggf. auch die vom Leuchtstoff herrührende blaue Strahlung zumindest teilweise absorbiert werden. Diese Ver-Schiebung des Farbpunkts durch Blau-Äbsorption ermöglicht Farbtemperaturen im Bereich von 2300 ... 3300 K mit erfindungsgemäßen Lampen, wie nachstehend näher erläutert wird«

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lampen besteht darin, „daß die benutzten Leuchtstoffe besondärs wirksam sind?, so daß hohe Lachtetröme erhalten werden können. Weiter hat es sich gezeigt",: daß diese Stoffe ein sehr vorteilhaftes Lampenverhalten aufweisen. Das bedeutet·, da& sie beim Anbringen in einer Lampe ihre guten Lumineszenzeigenschaften beibehalten und daß sie für die Lebensdauer der Lampe eine nur geringe Abnahme des Lichtstroms aufweisen. Dies ist auch bei ver-

hältnismäßig hoher Strahlungsbelastung der Fall, beispielsweise in Larapen mit einem kleinen Durchmesser, beispielsweise 24 mta. Es sei bemerkt» daß die Verwendung des bekannten lumineszierendem Strontiumorthophosphats durch die starke Abnahme des Lichtstroms insbesondere bei hoher Belastung in der Praxis häufig auf Lampen mit einem großen Durchmesser« (36 mm) beschränkt blieb« '

Es wurde weiter gefunden;» daß dl© Verwendung des genannten Metaborats in Larapen nicht nur zu sehr hohen Werten für den allgemeinen Farbwiedergabeindex R(a,8) führt, sondern auch zu einer sehr guten Wiedergabe einer sehr großen Anzahl individueller Gegenstandsfarben· Die Folge davon ist, daß mit erfindungsgemäßen Lampen Fehler in der Farbwiedergabe durch den Metamerledurchbruch völlig oder nahezu völlig vermieden we rden· ,

Vorzugsweise ist eine erfindungsgeraäße Lampe dadurch gekennzeichnet , daß die Leuchtstoffschicht weiter einen mit dreiwertigem Terbium aktivierten Stoff (der Stοff, d) enthält,. der grüne Tb -Emission aufweist. Die Verwendung der mit Tb aktivierten Leuchtstoffe bietet den Vorteil,, daß ein größerer Farbtemperaturbereich für die erfindungsgemäßen Lampen möglich wird. Im allgemeinen ist ein derartiger Stoff stark gewünscht, wenn Lampen mit verhältnismäßig niedriger Farbteraperatur (ab 2300 K) mit den genannten hohen Werten von R(a»8) verlangt werden. Unabhängig davon hat es sich gezeigt, daß auch für höhere Farbtemperaturen im allgemeinen die besten Ergebnisse erreicht werden, wenn ein Stoff mit Tb-Emission zugesetzt wird. Die Tb-Emission gibt einen zusätzlichen Freiheitsgrad, wodurch eine Optimierung besser möglich wird. Weiter bietet die Verwendung mit Tb aktivierter Leuchtstoffe den Vorteil, da& derartige grün leuchtende Stoffe im

allgemeinen besonders wirksam sind une einen hohen Beitrag zu dem von der Lampe ausgesandten Lichtstrom liefern« Als Stoff d können beispielsweise die an sich bekannten, rait Tb' aktivierten Cermagnesiumaluminate (siehe die niederländische Patentschrift 160 869¹ (PHN 6604) oder Ceralurainate (siehe die niederländische Patentanmeldung 7216765 (PHN 6654) benutzt werden, welche Aluminate eine hexagonale, dem Magnetopiumbit verwandte Kristallstruktur besitzen. Ebenfalls geeignet ist ein rait Ce und Tb aktiviertes Metaborat# dessen

· ' ' 2+ Grundgitter gleich dem d&r Metaborate mit roter Mn -Emission (der Stoff c) ist* In diesen_r an sich bekannten Boraten (siehe die oben bereits angeführten niederländischen Patentanmeldungen 7905680 und 8100346) sind Ceund Tb an einen ,Ln-Platz eingebaut und wird die exzitierende Strahlung vom Cer absorbiert und auf den Terbiumaktivator übertragen. Die erwähnten, rait Tb aktivierten Stoffe weisen alle ein sehr gutes Lampenverhalten auf und insbesondere eine gute Erhaltung des hohen Lichtstroms beim Brennen der Lampe.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgernäßen Lampe ist dadurch gekennzeichnet/ daß das leuchtende Metaborat c weiter mit dreiwertigem Terbium aktiviert ist, wobei das Metaborat c ebenfalls der Stoff d ist und nächstehender Formel entspricht

, (Y,La,ed)_1-f-gCe_fTb_g(Mg,Zn,Cd) ^Mn_n B₅O₁^ worin ^

O	,01	f	fm,	i-g
O	,01	g		0,75
ό	,01	h		0,30,

und

worin bis zu 20_; Mol.% des B durch Al und/oder Ga ersetzt sein kann. Diese Lampe bietet den großen Vorteil, daß sowohl die rote Mn ⁺-Emission als auch die grüne Tb -Emission

durch einen einzigen Leuchtstoff erzeugt werden. Dies vereinfacht selbstverständlich die Herstellung der Larapen, weil eine geringere Anzahl von Leuchtstoffen benötigt wird,

In diesen Lampen kann der gewünschte relative rote Mn Beitrag und grüne Tb -Beitrag durch Variieren der Konzentrationen von Mn und Tb im Metaborat eingestellt werden. Die Größe der erwähnten relativen Beiträge ist vom gewünschten Farbpunkt der Lampen von den benutzten Leuchtstoffen a und b und von der Absorptionsgröße blauer Strahlung abhängig. Es ist möglich, ein einziges leuchtendes Metaborat herzustellen und zu optimieren, dessen Verhältnis der Mn -Emission zur Tb -Emission einen Wert nahe bei dem im Mittel gewünschten Verhältnis hat, und bei einer bestimmten Lampenverwendung eine Korrektur (abhängig vom gewünschten Farbpunkt) entweder mit einer geringen Menge eines rot oder roter leuchtenden Metaborats, oder mit einer geringen Menge eines grün oder grüner leuchtenden mit Tb aktivierten Stoffs durchzuführen. Selbstverständlich ist es auch möglich, zwei leuchtende Metaborate zu optimieren?, mit denen Lampen mit allen gewünschten Farbtemperaturen durch cjie Verwendung geeigneter Mischungen dieser zwei Stoffe verwirklichbar sind.

In einer erfindungsgemäßen Lampe können die Mittel zum Absorbieren blauer Strahlung durch den strahlungsdurchlässigen Kolben der Lampe gebildet werden. Der Kolben der bekannten Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen für allgemeine Beleuchtungszwecke besteht aus Glas^ das sichtbare Strahlung durchläßt und eine Absorptionskante bei 280 ... SlQ^nat. Das bedeutet, daß das übliche Glas Ultraviolettstrahlung mit Wellenlängen unter 280 ... 310 nm fast nicht durchläßt. Es wurde gefunden, daß Gläser mit einer Absorptionskante bei etwa 430. ... 470 nm vorteilhaft für den Glaskolben erfin-

dungsgemäßef Lampen verwendet werden können* Diese gelbfarbigen Filtergläser, deren Absorptionseigenschaften in gewissen Grenzen mittels der Glaszusammensetzung beeinflußbar sind, sind an sich bekannt. Auch ist es möglich, für erfindungsgemäße Lampen das übliche Glas als Lampenkolben zu verwenden, wobei dann die gewünschten Absorptionseigenschaften durch das Anbringen einer geeigneten Lackschicht auf dem Kolben erhalten werden«

In einer vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lampe werden die Mittel zum Absorbieren blauer Strahlung durch ein gelbes Pigment gebildet. An sich ist die Verwendung gelber Pigmente in Miederdruckquecksilberdanipfentladungslampen bekannt» Ein sehr geeignetes Pigment ist das bekannte Nickeltitanat (Titandioxid mit geringen Nickeloxidmengen). Von einem derartigen Pigment kann man noch die gewünschten Absorptionseigenschaften durch die Mischung des Pigments mit einem weißen Stoff einstellen (beispielsweise mit Bariumsulphat). Diese Pigmente bieten den Vorteil, daß sie im allgemeinen die Quecksilberentladung gut aushalten»

Das gelbe Pigment läßt sich mit den Leuchtstoffen der Leuchtstoff schicht mischen. Dies bietet den Vorteil, daß die Lampen einfach herstellbar sind, weil die Leuchtstoffe zusammen mit dem Pigment in einer einzigen Bearbeitung^in der Lampe angebracht werden können»

Weiter ist es möglich?; das Pigment an der Innenseite des Lampenkolbens als eine Absorptionschicht anzubringen, auf der an der der Entladung zugewandten Seite die Leuchtstoffschicht angebracht ist. Eine derartige Doppelschicht bietet den Vorteil, daß mit der Lampe im allgemeinen höhere relative Lichtströme erhalten werden können.

Bevorzugt wird eine erfindungsgemäß© Lampe, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Mittel zum Absorbieren blauer Strahlung durch ein leuchtendes, mit dreiwertigem Cer aktiviertes Aluminat mit Granatkristallstruktur der Formel

gebildet werden, worin M zumindest

.Alc^^^.Ga^Sc O

eines der Elemente Yttrium, Gadolinium, Lanthan und Lutetium darstellt und

worin 0,01 ^- j ^ 0*15

Der genannte Granat ist ein an sich bekannter Leuchtstoff (siehe beispielsweise Appl.Phys.Letters,11, 53 (1967) und D.O.S.A., 59, Nr. 1, 60, 1969);, der außer kurzwelliger Ultraviolettstrahlung insbesondere Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa 400 und 480 nm absorbiert. Die Emission des Granats besteht aus einem breiten Band (Halbwertbreite etwa 110 nm) mit dem Maximum bei etwa 560 nm. Verwendung des leuchtenden Granats in erfindungsgemäßen Lampen als Mittel zum Absorbieren blauer Strahlung bietet den großen Vorteil* daß die absorbierte Strahlung nicht verloren geht, sondern mit einer hohen Ausbeute in Nutzstrahlung umgewandelt wird. Infolgedessen können hohe Lichtströrae erhalten werden. Wie es sich aus der obigen Formel und aus obigen Bedingungen herausstellt, kann man im Granat als Kation M eines oder mehrere der Elemente Y, Gd, La und Lu verwenden und kann das Aluminium in den oben gegebenen Grenzen teilweise durch Gallium und/oder Scandium ersetzen. Der Ce-Aktivator ersetzt einen Teil des M und ist in einer Konzentration von 0,01 bis 0,15 vorhanden. Ce-Gehaite unter der erwähnten Untergrenze führen nämlich zu Stoffen mit ungenügender Blauabsorption¹. Der Ce-Gehalt wird nicht größer als 0,15 gewählt,

weil bei derartig hohen Gehalten der Granat ungenügend ausgebildet wird und ungewünschte Nebenphasen entstehen.

Vorzugsweise ist eine derartige erfindungsgemäße Lampe dadurch gekennzeichnet * daß im Granat M Yttrium ist und daß der Granat kein Ga und kein Sc enthält (k = ρ =0). Derartige Stoffe haben nämlich die besten Absorptionseigenschaften und liefern die höchsten Lichtströme.

In einer vorteilhaften Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Lampe ist der mit Ce aktivierte Granat mit den übrigen Leuchtstoffen der Leuchtstoffschicht gemischt. Eine derartige Lampe läßt sich nämlich einfach herstellen, weil die absorbierenden Mittel in einer einzigen Bearbeitung zusammen mit dem Anbringen der Leuchtstoffschicht in der Lampe angebracht werden können. ,

In einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lampe ist der mit Ce aktivierte Granat ah der Innenseite des Lampenkolbens als Absorptionsschicht angebracht, auf der an der der Entladung zugewandten Seite die Leuchtstoffschicht liegt. Mit derartigen Lampen können, insbesondere bei sehr niedrigen Farbtemperaturen, höhere Lichtstrome als bei der Verwendung einer Mischung der Leuchtstoffe und des Granats erhalten werden. '".,

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lampe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff b ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes leuchtendes Aluminat ist, das der Formel ^Sri__q._r ^Ca _a ^Eu _r ^A-¹'_S ⁰ _iy2s+l ^entsP^ricnt# worin O^ q ^: 0,25, 0,001 ^ Γζ 0,10 und 2 ^: s -£ 5 ist, welches Alurainat sein Eraissionsmaxiinum bei 485 ... 495 nm und eine Halbwertbreite von 55 ..< 75 nm hat. Der Farbpunkt der von einem derartigen Alurainat ausgesandten Strahlung hat

die Koordinaten χ = 0,152 und y = 0,360· Die erwähnten leuchtendsn Strontiuraaluminate sind in der niederländischen Patentanmeldung 8201943 (PHN 10347) näher erläutert. Sie erfüllen ausgezeichnet die gestellte Bedingung einer ziemlich schmalbandigen Emission mit dem Maxinum im Bereich von 470 bis 500 ni. Weiter sind es sehr wirksam leuchtende Stoffe, die auch lange Zeit hohen Belastungen in Lampen unterworfen werden können, wobei sie nur eine sehr geringe Abnahme des Lichtstroms aufweisen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgeraäßen Lampe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff b. ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes leuchtendes AIurainat ist, das der Formel Ba*_tSr_tEu Al Q.*,-. entspricht, worin O^ I^ 0,25, 0,005 <: r ^ 0,25 und 5 ^ s ;«r 10 ist, welches Alurainat sein Emissionsmaximum bei 475 *.. 485 nra und eine Halbwertbreita von 70 bis 90 nm hat. Der Farbpunkt der von einem derartigen Bariumaluminat ausgesandten Strahlung besitzt die Koordinaten χ = 0,161 und y = 0,242. Diese leuchtenden Bariumaluminate sind in der niederländischen Patentanmeldung 8105739 (PHN 10 220) naher beschrieben. Auch diese Aluminate erfüllen gut die Bedingung einer ziemlich schraalbandigen Emission mit dem Maximum im Bereich von 470 bis 500 nra. Es sind sehr wirksam leuchtende Stoffe, die eine gute Erhaltung des Lichtstroms für die Lebensdauer der Lampe haben und hohen Belastungen in Lampen unterworfen werden; können. ' _v

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lampe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff b ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes leuchtendes Boratphosphat ist, das nachstehender Formel entspricht ^m(^Srl-v-w-z^Bav^Caw^Euz⁾⁰·⁽¹^)^P2°5*⁽⁸2°3^

O ;$ W <; 0,2

0>001<:ζ ^. 0,15 1*75Λ m ^ 2,30 0,05^· η

welches Boratphosphat sein Emissionsmaximum bei 470 ...485 nra und eine Halbwertbreite von 80 bis 90 nra hat. Der Farbpunkt der von einem derartigen Boratphosphat ausgesandten Strahlung besitzt die Koordinaten χ =0,191 und y =0,308, Diese leuchtenden Boratphosphate sind aus der bereits genannten DE-OS 2848726 bekannt. Sie besitzen eine tatragonale Kristallstruktur und es zeigt sich, daß sie wirksam leuchtende Stoffe mit für erfindungsgemäße Lampen besonders geeigneter Emission, sind. . , ' ' ! ' .' -

Aus füh rungsbeispiel

Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Lampen werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 scheaiatisch und im Schnitt eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslarape nach der Erfindung darstellt»

In Fig. 1 ist 1 die Glaswand der Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe. An den Enden der Lampe befinden sich Elektroden 2 und 3, zwischen denen im Betrieb der Lampe die Entladung erfolgt. Die Lampe ist mit Edelgas, das als Zündgas dient, und weiter mit einer geringen Quecksilbermenge gefüllt. Die Lampe hat eine Länge von 120 cm und einen Innendurchmesser von 24 mm und dient zum Aufnehmen einer Leistung von 36 W im Betrieb. Die Wand ί ist an der Innenseite mit einer Leuchtstoffschicht 4 bedeckt, die die Leuchtstoffe a, Jd, c und ggf. d enthält. Weiter enthält die Schicht 4 Mittel zum Absorbieren blauer Strahlung in Form einer mit den

Leuchtstoffen gemischter Granatmenge. Die Schicht 4 kann "auf übliche iVeise auf der Wand 1 angebracht werden, beispielsweise mittels einer Suspension» die die Leuchtstoffe enthält.. . ' . . ./ - ν , ' ' . .

Zur weiteren Erörterung sei auf Fig. 2 der Zeichnung verwiesen. In dieser Figur ist ein Teil des Farbdreiecks in der (x»y)-Farbkoordinatenebene dargestellt. Auf der horizontalen Achse ist die x-Koordinate und auch der vertikalen Achse die y-Koordinate des Farbpunkts aufgetragen. Von den Seiten des

. ' . ι ' · . Farbdreiecks selbst> auf denen die Farbpunkte monochromatischer Strahlung liegen» ist in Fig. 2 nur der mit M bezeichnete Teil sichtbar. Die Figur zeigt die mit P bezeichnete Planck-Kurve. Farbpunkte mit konstanter Farbtemperatur liegen auf Linien, die die Kurve P schneiden. Eine Anzahl dieser Linien ist mit den zugeordneten Farbtemperatüren 2300 K, 2500 K ... 5000 K dargestellt und angegeben. Mit Ziffern und Buchstaben ist in Fig. 2 weiter der Farbpunkt einer Anzahl von Lampen und Leuchtstoffen bezeichnet. In dieser Be-Schreibung^und in den angehängten Ansprüchen sei unter dem Farbpunkt eines Leuchtstoffs der Farbpunkt einer Niederdruck-, quecksilberdampfentladungslampe verstanden» die eine Länge von etwa 120 cm und einen Innendurchmesser von etwa 24 mm hat und mit einer Leistungsaufnahme von 36 W betrieben wird, welche Lampe mit einer Leuchtstoffschicht versehen ist i die nur den betreffenden Leuchtstoff enthält, bei dem die Schichtdicke hinsichtlich des relativen Lichtstroms optimal gewählt ist* Daher wird bei den Farbpunkten von Leuchtstoffen immer der Einfluß der von einer Niederdruckquecksilbardampfentladung selbst ausgesandten sichtbaren Strahlung berücksichtigt. Es sei bemerkt, daß die Größe der Ausbeute des Leuchtstoffes noch einigen Einfluß auf die Lage des Färb--

punkts ausübt. Die Verwendung der Leuchtstoffe in anderen Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen als dem genannten 36 W-Typ ergibt im allgemeinen nur eine sehr geringe Verschiebung der Farbpunkte in bezug auf die hier dargestellten Lampen.

In Fig. 2 ist mit 70 der Farbpunkt eines rot leuchtenden, mit Ce und Mn aktivierten Metaborats bezeichnet, das die Farbkoordinaten (x;y) » (0,545 ;Q,308) hat. Mit 90 ist der Farbpunkt eines grün leuchtenden, mit Ce und Tb aktivierten Metaborats bezeichnet (Farbkoordinaten χ = 0,323 und y = 0,537). Die mit 40, 50 und 60 bezeichneten Punkte sind die Farbpunkte dreier mit zweiwertigem Europium aktivierter Leuchtstoffe mit dem Emissionsmaximura zwischen 470 und 500 nm. In der graphischen Darstellung der Fig* 2 sind weiter die Farbpunkta einer Anzahl üblicher, weißes Licht emittierender Calciurahalophosphate mit verschiedenen Farbtemperaturen aufgenommen (die Punkte 10» 20 und 30 mit den Färbtemperaturen 2945> 3565 bzw. 4335 K). Andere Farbtemperaturen sind durch Variieren des Sb:Mn-Verhältnisses, aber auch durch Verwendung von Mischungen von Halophosphaten möglich.

Wenn ein bestimmter Leuchtstoff in einer Lampe zusammen mit einem Mittal zum Absorbieren blauer Strahlung verwendet wird, erfährt der Farbpunkt der ausgesandten Strahlung durch die Blauabsorption eine Verschiebung. In Fig. 2 ist für die oben*erwähnten Leuchtstoffe diese Verschiebung angegeben, wenn als Blau absorbierendes Mittel ein mit Ce aktivierter Yttriumalurainiuragranat der Formel ^₂ 9^Ce0 i^A"**5^Ol2 verwendet wird. Dieser Granat ist in der Lampe als eine Absorptionsschicht auf der Innenwand des Lampenkolbens angebracht. Auf dieser Absorptionsschicht ist an der der Entladung züge-

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wandten Oberfläche die Leuchtstoffschicht mit dem betreffenden Leuchtstoff angebracht. Bei der Verwendung des leuchtenden Granats wird der Farbpunkt der Lampe nicht nur durch Absorption, sondern auch durch den Beitrag der Gran,atemission an die ausgesandte Strahlung verschoben. Die Größe der Verschiebung ist, außer von der Zusammensetzung des betreffenden Granats, selbstverständlich von der Dicke der Absorptionsschicht abhängig. Ein Maß für die Absorption des erwähnten Granats bei einer betiramten Schichtdicke kann im Einfluß gefunden werden, den die Absorptionsschicht auf den Farbpunkt weißen Halophosphats (Farbtemperatur 4335 K, Punkt 3& in Fig. 2)ausübt» In nachstehender Tabelle 1 sind die Farbpunkte von Lampen mit diesem Halophosphat und Absorptionsschichten des erwähnten Granats mit verschiedenen Schichtdicken gegeben'* Die Schichtdicke wird in Gramm pro Lampe angegeben (36 VV-Typ, Länge 120 cm» Durchmesser 24 mm).

·. · · .· - ' , . -TABELLE 1 . . . ·' ' · ' ' · .. ^; · . :' ^Λ

Farbpunkt	X	y	Schichtdicke des Granats in g pro Lampe
30	0,368	0,379	o
31	0*387	0,408	'' ' 0>36
32	0*397	0,424	0,60
33	0,406	0,438	0,84
34	0;,414	0,451	1,08

In der ersten Spalte der Tabelle 1 ist unter "Farbpunkt" die Bezugsziffer der Fig. 2 aufgenommen, die den Farbpunkt im' Farbdreieck angibt« In Fig. 2 sind die Punkte 30, 31, 32 33 und 34 mit einer Linie verbunden, wodurch die Verschiebung

klar wiedergegeben wird. Von den übrigen vorgenannten Leuchtstoffen, deren Farbpunkt in Fig, 2 aufgenommen ist, ist ebenfalls die Verschiebung des Farbpunkts bei der Verwendung einer Absorptionsschicht des gleichen Granats mit gleichen Schichtdicken {0,36 ... 1,08 g pro Lampe) dargestellt. Auch diese Punkte sind für jeden Leuchtstoff durch eine Linie verbunden (siehe 2O> 21, 22, 23i, 24 und weiter 10-14, 40-44, 50-54, 60-64, 70-74 und 90-94).

Bei der Verwendung von zwei Leuchtstoffen in einer Lampe können alle; Farbpunkte erreicht werden, die auf der Verbindungslinie der Farbpunkte dßr gewählten,zwei Stoffe liegen. In Fig. 2 ist beispielsweise die Verbindungslinie K der Farbpunkte 70 (rot leuchtendes, mit Ce und Mn aktiviertes Metaborat)' und 90 (grün leuchtendes, rait Ge und Tb aktiviertes Metaborat) dargestellt. Der Platz des auf der Linie K liegenden Farbpunkts von Larapen, die nur mit den Stoffen 70 und 90 versehen sind, wird immer durch die relativen) Quantenbeiträge der Stoffe 70 und 90 zu der von der Lampe ausgesandten Strahlung bestimmt. Der Abstand des Farbpünkts der Lampe, beispielsweise der Punkt 80, vom Punkt 70 geteilt durch den Abstand zwischen den Punkten 70 und 90 ist nämlich proportional dem relativen Quantenbeitrag des Stoffs 90 und dem relativen Lichtstrom (Luraen/W), den der Stoff 90 ergibt, wenn er als einziger Leuchtstoff in der , Lampe angebracht wird, und weiter umgekahrt proportinohal der y-Koordinate des Farbpunkts des Stoffs 90. Für den Abstand des Farbpunkts 80 vom Punkt 90 gilt ein analoger Zusammenhang. Bei der Verwendung bestimmter Stoffe 70 und 90, für die also der relative Lichtstrom und die y-Koordinate^ festliegen, sind daher nur die relativen Quantenbei- ' träge für den Farbpunkt der Lampe bestimmend. Für diese

.- 19 -

Stoffe 70 und 90 kennt man dann die erforderlichen relativer) Quantenbeiträge» wenn ein bestimmter Farbpunkt der Lampe gewünscht wird. Diese Quantenbeiträge sind zunächst ein Haß für die zu verwendende Menge der Stoffe 70 und 90. Beim Festlegen dieser Mengen sind die Quantenausbeute und die Absorption exzitierender Strahlung der Stoffe 70 und 90 und weiter Faktoren« wie beispielsweise die Korngröße der benutzten Stoffe, zu berücksichtigen. Im allgemeinen wird es erwünscht sein, an Hand einiger Versuchslarapen festzustellen, ob mit der Wahl der Mengen der Leuchtstoffe die gewünschten relativen Quantenbeiträge erreicht sind. In Fig. 2 ist die Verschiebung des Farbpunkts 80 einer bestimmten Mischung der Stoffe 70 und 90 angegeben, wenn absorbierende Schichten des erwähnten Granats in Schichtdicken wie in der Tabelle !genannt, verwendet werden. Bei einer Schichtdicke beispielsweise von 0,84 g pro Lampe wird der Punkt 83 erreicht. Durch die Variation in den relativen Quantenbeiträgen des rot leuchtenden und des grün leuchtenden Stoffs können alle Farbpunkte auf der Verbindungslinie L der Punkte 73 und 93 erhalten werden.

In Fig, 2 ist zur Veranschaulichung der Farbpunkt u einer erfindungsgemäßen Lampe mit der Farbtemperatur von 2660 K und mit dem Farbpunkt χ = 0,462 und γ a 0,409 angegeben (nahezu auf der Kurve P). Aus der Lage des Farbpunkts u in bezug auf die Punkte 70 und 90 der Metaborate, die Punkte 10, 20 und 30 der Halophosphate und die Punkte 40, 50 und 60

2+ ' '

der mit Eu aktivierten Stoffe ist ersichtlich, daß die Lampe u mit diesen Leuchtstoffen nicht herstellbar ist, wenn kein Absorptionsmittel benutzt wird. Diese Lampe kann jedoch tatsächlich beispielsweise mit einer Absorptionsschicht des erwähnten Granats von 0,84 g pro Lampe und mit einer Kombination der Leuchtstoffe erhalten werden, die oben im Zusammen·

hang rait den Farbpunkten 10» 40, 70 und 90 in Fig.. 2 genannt sind. Die Absorptionsschicht hat dia Farbpunkte dieser Stoffe nach 13f 23, 73 bzw» 93 verschoben.Wenn kein grün leuchtender Stoff (Farbpunkt 93) benutzt wird, liegen die relativen Quantenbeiträge von 13 und 43 fest. Sie sind dabei nämlich derart zu wählen* daß der Farbpunkt u' erreicht wird, wobei u' auf der Verbindungslinie von 73 mit u liegt« Durch die geeignete Wahl der relativen Quantenbeiträge von 73 und der Kombination u.' wird der Farbpunkt u erreicht. Wenn der Leuchtstoffschicht als vierte Komponente der grün leuchtende, mit Terbium aktivierte Stoff zugesetzt wird, zeigt es sich,, daß das Verhältnis der relativen Quantenbeiträge von 93 und (93:73) durch das gewählte Verhältnis der relativen Quantenbeiträge von 43 und 13 (43:13) bestimmt wird. Oe größer das Verhältnis 43:13 ist, umso größer ist; das Verhältnis 93:73, und zwar so*, daß der mit 93 und 73 erhaltene Farbpunkt auf der Verbindungslinie des mit 43 und 13 erhaltenen Farbpunkts und des Punkts u liegt. Das größte Verhältnis 93:73, mit dem es möglich ist, den Farbpunkt u zu erreichen, ist in Fig. 2 mit dem Punkt a angegeben. In diesem Fall enthält die Leuchtstoffschicht jedoch kein Halophosphat· Obgleich mit allen Verhältnissen 93:73 mit Farbpunkten zwischen den Punkten 73 und a und auf der Verbindungslinie L der Farbpunkt u durch die Kombination mit 43 und, 13 erhalten werden kann, fuhrt im allgemeinen nicht jede Kombination zu einer Lampe mit R(a,8)-Wert von zumindest 85. Insbesondere in solchen Fällen, bei denen der Beitrag des Halophosphats gleich Null oder sehr gering ist, erfüllt die Lampe nicht die gestellten Anforderungen. Der Bereich von 93:73-Verhältnissen> mit dem erfindungsgemäße Lampen erhalten werden, kann an Hand einiger Versuchslarapen festgestellt werden. Es wurde beispielsweise gefunden, daß der Punkt b für die Kombination von 93 und 73

eine Lampe mit dem Farbpunkt u mit R(a,8)-Wert von 95 ergibt. Die Existenz eines derartigen Bereichs zwischen 73 und a bietet den Vorteil, daß eine Optimierung der Lampe gut möglicht ist.

Es folgen weiter unten zur näheren Veranschaulichung Oaten von neun Lampenserien nach der Erfindung» die alle von dem an Hand der Fig. 1 beschriebenen 36 W-Typ sind, in denen stets eine auf der innenwand des Lampenkolbens liegende Absorptionsschicht des bereits erwähnten Granats Y₀₀Ce_n .Al-O₁ verwendet ist. Die auf der Absorptionsschicht liegende Leuchtstoffschicht enthält eine Mischung von Leuchtstoffen, die aus der in Tabelle 2 aufgenommenen Gruppe von Stoffen ausgewählt sind. Die Tabelle 2 gibt für jeden Stoff eine Nummer, mit der der Stoff weiter bezeichnet wird, die Formel, die Farbkoordinaten χ und y des betreffenden Stoffs und den relativen Liohtstrom T^ (in Lumen/W), der erhalten wird, wenn der Stoff (als einziger Leuchtstoff) in Lampen vom 36 W-Typ angebracht wird. Nummern 40Oj 500 und 600 sind blau •leuchtende, mit Eu aktivierte Stoffe, die Nummern 100, 200 und 300 sind leuchtende Halophosphats, Nummern 701 bis zu 708 sind mit Ce, Tb und Mn aktivierte Metaborate und die Nummer 700 ist ein mit Ce und Mn aktiviertes Metaborat.

./♦ - Tabelle 2 -

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Für jede der genannten neun Lampenserien ist nachstehend in Tabellenform (Tabellen 3 bis 11) angegeben, welche Werte von R(a,8) erhalten werden. In der Aufschrift jeder Tabelle sind die Farbtemperatur T und die Farbkoordinaten χ und y der betreffenden Lampen erwähnt· Weiter ist angegeben, wel-

^: ' ' ' 2+

eher blau leuchtender, mit Eu aktivierte Stoff und welches Halophosphat (nach der Tabelle 2) verwendet ist. Die Spalten beziehen sich auf das leuchtende Metaborat (mit der Nummer nach Tabelle 2 bezeichnet), das in der Lampe benutzt ist. Die Zeilen in,der Tabelle beziehen sich auf je eine bestimmte Schichtdicke der Granatabsorptionsschicht (ausgedrückt in g pro Lampe). Wenn in den Tabellen für eine bestimmte Kombination der Granatschichtdicke und des leuchtenden Metaborats kein Wert für R(M) ausgefüllt ist, bedeutet das<, daß die betreffende Lampe mit R(a,8) von zumindest 85 nicht erhalten werden konnte. Beispielsweise ist in den beiden Tabellen 3 und 7 für eine bestimmte Kombination der Leuchtstoffe angegeben, welche Ergebnisse erreicht werden; wenn die Granatabsorptionsschicht durch eine Absorptionsschicht des gelben Pigments Nickeltitanat ersetzt wird. Es zeigt sich im allgemeinen?, daß ein etwas höherer R(a?,8)-wert möglich ist, jedoch auf Kosten des relativen Lichtstroms.

- #/♦ - Tabelle 3 -

TABELLE 3

Lampen⁵mit T = 2660 K

χ = 0,462

Mit Leuchtstoffen Nr. 400 und 100 R(a,8)-Werte

0,409

Schichtdicke des Granats	leuchtendes Metaborat Nr·	708	707	706	7Q5	704	I	-	703	-	702	-	700
(g pro Lampe)	87								701
0,36	88
0,42		86
0,48		91^X
0,54 .		90	87
' 0*60			92	89	87	85
0,66			94	94	92	90	89
0,72			89	94	95	94	94	.87
0,78				90	93	94	95	91	88
0,84					88	92	92	⁹S	92.
0,90					87	88	94	95
0,96							92	94
1,02							87	92
1,08								89
. - 1,14							85
1,20

Relativer Lichtstrom 64 Lumen/W,

Wenn bei der gleichen Kombination von Leuchtstoffen (400, 100 und 707) die Granatschicht durch eine Nickeltitanatabsorptionsschicht (Dicke 0,115 rag/cm²) ersetzt wird, wird ein relativer Lichtstrom von 58 Lumen/W und ein R(a,8)-Wert von 93 gefunden*

., · . «/· - Tabelle 4 -

. · . . ; - 25 - .'; .

TABELLE 4

Lampen mit T- =2660 K χ = 0,462 Mit Leuchtstoffen Nr. 400 und R(a,8)-Werte

0,409

Schichtdicke des Granats	leuchtendes Metaborat Nr.	"7Ö8~	707	706	705	704	703	702	701	700
(g pro Lampe)
0,42
0,48	-
0,54		91
0,60			85
0,66			92	87
0,72			92	93	90	87	86
J 0,78				92	95	93	93	89
0,84				86	91	94	94	95	86
0,90						89	90	94	91
0,96								89	93
1,02 '									93
1,08									90
1/14									87
1,20

TABELLE 5 Lampen mit T = 2660 K χ =0,462

C"

Mit Leuchtstoffen Nr. 400 und R(a,8)-Werte

0,409

Schichtdicke des Granats	leuchtendes Metaborat Nr.	708	707	706	705	704	703	I	85	702	701	700
(g pro Lampe)			92	85		93
0,78			86	93	90	92
0,84				88	93		92	88
0,90					85		93	95
0,96							.^86/	92	89
1,02								85	95
1,08								93
1#14								89
.1,20

TABELLE 6

Lampen mit T_Q = 2930 K χ =0,439 Mit Leuchtstoffen Nr. 400 und 100 R(a,8)-Werte

0 ,400

Schichtdicke ' des Granats	708	707	leuchtendes Metaborat	705	704	703	: Nr.	701	7QO
(g pro Lampe^	86	88	7θ6				702
0,24		94
0,30		89	85	89	87	85
0,36			,92	94	92	90		88
0,42	-		95	95	96	95	90	93	86
0,48			90	90	93	95	95	96	91
0 ,54					87	91	95	94	94
0,60						85	91	90 :	95
_0,66							86		92
0,72

TABELLE 7

Lampen mit T = 2930 K χ = 0,439 Mit Leuchtstoffen Nr. 400 und 200 R(a,8)-Werte

0,400

Schichtdicke des Granats	leuchtendes ί	708	707	706	705	"letaborat f	703	^r.	701	700
(g pro Lampe)	89				704		702
0,24
0,30		93
O* 36			.'89	85
0,42			94	93^X		87
0,48			86	93	90	94	86	90
0,54				86	96	94	93	96	88
0,60					90	88	95	93	93
0,66				-»			89	87	95
0,72

Relativer Lichtstrom 66 Lumen/W

Wenn bei dieser Kombination von Leuchtstoffen (400, 200 und

705) die Granatschicht durch eine Nickeltitanatabsorptions-

schicht (Dicke 0,115 mg/cm ) ersetzt wird, wird ein relativer Lichtstrom von 59 Lumen/W und ein R(a,8)-^ert von 96 gefunden.

TABELLE 8

χ = 0,439 Mit Leuchtstoffen Nr* 400 und 300 R(a,8)-Werte

Lampen mit T = 2930 K

y = 0,400

Schichtdicke des Granats (g pro Lampe)	leuchtendes Metaborat Nr. " j	TÖ8~	707	706	705	704	703	702	701	700
0,48 0,54 - 0,60 0,66 0,72			89 89	92 89	88 94 85	93 91	92 93 90	88 95 91

TABELLE 9

2660 K x = 0,462 Mit Leuchtstoffen Nr. 500 und 100

Lampen mit T, =

0,409

Schichtdicke des Granats	708	leuchtendes	/06	705	Metaborat Nr.	703	702	701	700
(g pro Lampe)	85	707			704
0,42	89
0,48	87
0,54
0,60		86
0,66		^v 90	86
0,72		91	90	87
0,78		88	93	90	85	86	86
0 ,84			92	93	88	90	89	87
0,90			89	94	92	93	93	91	85
0,96				90	94	95	95	94	88
1,02				86	93	93	93	95	91
1,08					90	89	90	93	93
1,14					85		86	89	95
1,20

TABELLE 10

Lampen rait Tc = 2930 K , χ = 0,439 Mit .Leuchtstoffen Nr. 500 und 200 R(a,8)-Werte

y = 0,400

Schichtdicke des Granats	leuchtendes Metaborat Nr.	708	707	t	706	705	704	703	702	701	ι .
(g pro Lampe)	88								700
0,30	89
0,36		87
0^42		92
0,48		90	89 ί	86
0,54 \		85	93	90	88	86	86
0,60 .			,92	94	92	90	90	, 88
0 ,66			88	93	95	94	94	92
0,72				89	.92	94	95	95	86
0,73					87	90	92	94	90
0,84						85	87	90	94
0,90								86	95
0,96									94
1,02								91
1,08		87

./. - Tabelle 11 -

TABELLE 11

Lampen mit T = 2930 K

X= 0,439 Mit Leuchtstoffen Nr. 600 und 100 R(a ,8)-Werte '

y = 0,400

Schichtdicke des Granats	708	707	leuchtendes Metaborat Nr*	705	704	703	702	701	700
(g pro Lampe)	86		706
0,42	89
0*48	90
0,54	87	88
0*60		91
0,66		92	85	86
0,72		90	88	89	87	86	95
0,78		87	91	92	90	89	88	87
0,84			94	94	93	92	91	90	86
0,90			93	94	95	95	94	93	88
0,96			90	91	94	95	95	95	91
1,02			86	88	91	93	94	95	94
1,08					87	90	91	93	95
1,14						86	87	90	95
,Ii 20· _t/

In den nachstehenden Ausführungsbeispielen erfindungsgemäSer Lampen wurden Leuchtstoffe verwendet, die in der Tabelle 2 bereits angegeben sind und die mit den dort erwähnten Nummern bezeichnet werden* Weiter wurde der vorgenannte Granat (Ygg^CeQ ι^Α·^5^ΐ2^ ^a^^s Absorptionsmittel in Form einer Absorptionsschicht oder in einer Mischung mit den übrigen Leuchtstoffen verwendet. Wenn nicht anders angegeben, sind die Lampen von der anhand der in Fig, 1 beschriebenen Art (36-W-Type). ·

Beispiel 1 · ;^; · . ' _: . . ^;

Eine Lampe wurde mit einer Granatabsorptionsschicht (1,8 g pro Lampe) versehen, auf der ein© Leuchtstoffschicht (Schichtdicke etwa 4,2 g pro Lampe) angebracht wurde, bestehend aus einer homogenen Mischung von 24,5 Gew.% Nr. 600 7,3 Gew.% Nr. 100 7,3 Gew.% Nr. 300

60,9 Gew.% Nr. 700 ', '

An der Lampe wurde die Farbtemperatur T_(in K) _t der Färbpunkt (x,y), der Farbwiedergabeindex R(a,8) und der relative Lichtstrom .1^ (in Lumen/W) gemessen:

T_c a 2380 K χ a 0,486 y = 0,412 R(a,8) = 92 / m = 55 Lumen/W.

Beispiel 2 , ,

Eine Lampe wurde mit einer Granatabsorptionsschicht (0,9 g pro Lampe) versehen, auf der eine Leuchtstoffschicht (Schichtdicke etwa 4,2 g prp Lampe) angebracht wurde, bestehend aus einer homogenen Mischung von 15,1 Gew.% Nr. 400 27,1 Gew.% Nr. 200 57,8 Gew.% Nr. 702, Es wurden gemessen: / T = 2670 K χ a 0,463 y =0,412 R(a,8) = 94 * m 55 Lumen/W.

I ·.... ·.Beispiel 3

Eine Lampe wurde mit einer Leuchtstoffschicht (etwa 4,3 g pro Lampe) einer homogenen Mischung von 14 Gew.% Nr. 400 36,3 Gew.% Nr. 100 49,7 Gew.% Nr. 703

versehen, die weiter pro 100 g 4 g Granat (Y₂ gCe_Q enthielt, Es wurde gemessen:

T = 2940 K x- 0,438 y = 0,399 R(a,8) m 92 Y^ =66 Lumen/W.

Beispiel 4

Eine Lampe mit einer Länge von 150 cm und einem Innendurchmesser von 26 ram, geeignet für Betrieb bei 58 W₁ wurde mit der gleichen Leuchtstoffschicht versehen, wie sie im Beispiel 3 beschrieben wurde (Schichtdicke etwa 5,4 g pro Lampe) Es wurde gemessen:

T_c * 3040 K - χ =0,435 y = 0,405 R(a,8) = 91 i^ = 67 Lumen/W.

Beispiel 5 . . · , ' ' . ' , . .

Eine Lampe wurde mit einer Leuchtstoffschicht (etwa 4,3 g pro Lampe) einer homogenen Mischung von 17 Gew.% Nr. 400 35 GQVt.% Nr. 100 48 Gew.% Nr. 703 versehen, dia weiter 5 g Granat pro 100 g enthielt.

Es wurde gemessen:

T_c =3090 K x= 0,433 y = Q,407 R(a>8) = 94 ^= 67 Luraeri/W.

Beispiel 6

Eine Lampe wurde mit einer Leuchtstoffschicht (etwa 4,3 g

pro Lampe) mit einer homogenen Mischung von

13,3 Gew.% Nr. 400 25,6 Gew.% Nr, 100

61,1 Gew.% Nr. 703 ·

versehen, die weiter pro 100 g 7g Granat enthielt.

Es wurde gemessen; T = 2690 K χ = 0,458 y = 0,406 R(a,8) = 96 fi = 61 Luraen/W.

Die spektrale Energieverteilung der ausgesandten Strahlung dieser Lampe ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser Figur ist auf der horizontalen Achse die Wellenlänge PL in nm aufgetragen. Auf der vertikalen Achse ist die ausgesandte Strahlungsenergie E je Wellenlängenintervall von 5. mn aufgetragen.

Beispiel 7 . . .'· . .> ',.'·.. ^: '. :. '

Eine Lampe wurde mit einer Leuchtstoffschicht (etwa 4,3 g pro Lampe) einer homogenen Mischung von

13.3 Gew.% Nr. 400

25,6 Gew.% Nr. 100 ,.' '· ' .,

61,1 Gew.% Nr. 703 / "

versehen, die weiter pro 100 g 9 g Granat enthielt. Es wurde gemessen:

T₀ - 2680 K x= 0,462 y = 0,412 R(a,8) a 95 if^ = 62 Lumen/W.

Beispiel 8

Eine Lampe wurde mit einer ersten Leuchtstoffschicht (etwa 1,82 g pro Lampe) einer homogenen Mischung von 99 Gew«% Nr. 100 und 1 Gew.% Granat versehen.

Auf dieser ersten Schicht wurde eine zweite Leuchtstoffschicht (etwa 2,06 g pro Lampe) aus einer homogenen Mischung von 12,7 Gew.& Nr. 400 24,9 Gew.% Nr, 100

62.4 Gew.% Nr. 707 angebracht, die weiter pro 100 g 1,5 g Granat enthielt.

Es wurde gemessen:

T_c = 2970 K x =0,435 . y = 0,396 R(a,8) a 93 . 1) =68 Lumen/W.

Beispiel 9 " . ' . ; · ^^; ϊ j , ' ' . . .. ^:

Eine Lampe wurde mit einer ersten Leuchtstoffschicht (etwa 2,02 g pro Lampe) einer homogenen Mischung von 1,77 g Nr. 100 und 0,25 g Granat versehen.

Auf dieser ersten Schicht wurde eine zweite Leuchtstoffschicht (etwa 2,13 g pro Lampe) aus einer homogenen Mischung von

20,5 Gew.% Nr. 400 35,5 Gew.% Nr. 100

44 Gew,% Nr. 703 angebracht

Es wurde gemessen:

T_c = 3004 K X= 0,434 y = 0,399 R(a,8) = 95 tv - 68 Lumen/W.

Seispiel 10 >

Eine Lampe wie im Beispiel 9 beschrieben, wurde hergestellt, wobei jedoch das Granat aus der ersten Leuchtstoffschicht fortgelassen wurde, und wobei die Masse der ersten Schicht etwa 1,98 g pro Lampe und die Masse der zweiten Schicht etwa 2,07 g pro Lampe betrug.

An dieser Lampe, die keine Mittel zum Absorbieren blauer Strahlung enthielt (nicht nach der Erfindung), wurden gemessen;

T_c =3238 K χ = 0,410 y = 0,373 R(a,8) =92,5 /fy = 65 Luraen/W.

Danach wurde diese Lampe an der Außenseite mit einer gelben Polyester-Schrumpffolie (Stärke etwa 50yu) versehen, die hauptsächlich Strahlung mit Wellenlängen kleiner als 450 nm absorbierte. An der auf diese Weise mit einem Absorptionsmittel versehenen Lampe nach der Erfindung wurden gemessen: Τ' * 3016 K χ * 0,442 y =0,416 R(a,8) = 92,3 y\. = 58 Lumen/W.

Claims

- 34 - Erfindungsanspruch :

1. Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einer sehr guten Farbwiedergabe, mit einer Farbtemperatur des ausgestrahlten weißen Li.chts im" Bereich von 2300 bis 3300 !< und mit dem Farbpunkt auf oder nahe bei der Planck-^Kurve, mit einem gasdichten* Strahlung durchlassenden Kolben, der Quecksilber und Edelgas enthält, und mit einer Leuchtstoffschicht,,die ein leuchtendes Halophosphat und einen mit zweiwertigem Europium aktivierten Leuchtstoff enthält, gekennzeichnet dadurch, daß die Leuchtstoffschicht folgendes enthält:

a) zumindest ein mit dreiwertigem Antimon und mit zweiwertigem Mangan aktiviertes, leuchtendes Erdalkaliraetallhalophosphat mit der Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts von 2900 bis 500 K;

b) zumindest einen mit zweiwertigem Europium aktiviarten Leuchtstoff mit dem Emi-ssionsmaximura im Bereich von 470 bis 50Oinm und mit der Hälbwertbreite des Emissionsbandes von höchstens 90 nm, und

c) ein mit dreiwertigem Cer und mit zweiwertigem Mangan aktiviertes leuchtendes Seltenerdmetailmetaborat mit monikliner Kristallstruktur, dessen Grundgitter der Formel Ln(Mg,Zn,Cd)B₅O₁₀ entspricht, worin Ln zumindest eines der Elemente Yttrium, Lanthan und Gadolinium darstellt und bis zu 20 Moi.% des B durch Al und/oder Ga ersetzt sein kann, welches Metaborat rote Mn Emission aufweist, und daß die Lampe mit Mitteln zum wenigstens teilweisen Absorbieren blauer Strahlung mit Wellenlängen unter 480 nm versehen ist. ·

2. Lampe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Leuchtstoffschicht weiter einen mit dreiwertigem Terbium aktivierten Leuchtstoff (der Stoff d) enthält, der grüne Tc -Emission aufweist. ^

3« Lampe nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß das leuchtende Metaborat c weiter mit dreiwertigem Terbium aktiviert ist, wobei das Metaborat c ebenfalls der Stoff d ist und nachstehender Formel entspricht: (Y,La,Gd)_;L__f__gGe_fTb_g(Mg ,Zn ,Cd)_1-J₁Mn₁₁B₅Q₁₀, worin 0,01 «.. f i£: 1-g

0,01 ^ST. g X. 0,75 ' , ^! .

0,01 £ h ^ 0,30, und worin bis zu 20 Mol.% des B durch Al und/oder Ga ersetzt sein kann.

4. Lampe nach den Punkten 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Mittel zum Absorbieren blauer Strahlung durch den Strahlung durchlassenden Kolben der Lampe gebildet werden.

5. Lampe nach den Punkten 1, 2 oder 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Mittel zum Absorbieren blauer Strahlung durch ein gelbes Pigment gebildet werden.

6. Lampe nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Pigment mit den Leuchtstoffen der Leuchtstoffschicht gemischt ist. '. ' ^; ' ι- ' . ^; ' ' . ; V . ' '' " ι

7. Lampe nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Pigment an der Innenseite des Larapenkolbens als Absorptionsschicht angebracht ist, auf. der an der der Entladung zugewandten Seite die Leuchtstoffschicht liegt.

.- 36 -

8. Lampe nach den Punkten 1, 2 oder 3, gekennzeichnet da-. durch, daß die Mittel zum Absorbieren blauer Strahlung durch ein leuchtendes, mit dreiwertigem Cer aktiviertes Aluminat mit Granatkristallstruktur der Formel

M,-.CAl- . „Ga.3c_0._o gebildet werden, worin M zumino""j. j b—K—p κ ρ χ·ϊ£

dest eines der Elemente Yttrium, Gadolinium,Xanthan und Lutetium darstellt, und worin

0,01 ^ j < 0,15 · . · ^: ' ' ' \

9. Lampe nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß M Yttrium und k = ρ = O ist.

10, Lampe nach den Punkten 8 oder 9, gekennzeichnet dadurch, daß der mit Ce⁺ aktivierte
Leuchtstoffen gemischt ist.

daß der mit Ce aktivierte Granat mit den übrigen

11. Lampe nach den Punkten 8 oder 9, gekennzeichnet dadurch, daß der mit Ce aktivierte Granat an der Innenseite des Lampenkolbens als Absorptionsschicht angebracht ist, auf

der an der der Entladung zugewandten Seite die Leucht-

*>

stoffschicht liegt.

12.·,. Lampe nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch:, daß der Stoff b ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes leuchtendes Ajluminat ist, das der Formel Sr₁ __rCa Eu^l₃Q₁W₂₃₊₁ entspricht, worin 0 \<' q ^, 0,25, 0,001 ^ r ^. 0,10 und 2 ^ s ^ 5 ist, welches Aluminat sein Emissionsmaximum bei 485 ... 495 nm und eine Halbwertbreite von 55 ... 75 nm hat.

13. Lampe nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Stoff b ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes leuchtendes Aluminat ist, das der Formel Ba*_t_Sr_t£u Al 0^y_{2 +1} entspricht, worin

0 < t < 0,25, 0,005 < r '..^ 0,25 und 5< s ·£ 10 ist, welches Aluminat sein Emissionsmaximum bei 475 ... 485 nm und eine Halbwertbreite von 70 ... 90 nm hat.

14. Lampe nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Stoff b_; ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes leuchtendes Boratphosphat ist, das der Formel m(Sr₁__v>-w_₂Ba_yCa_vvEu_z0).(l-n 5P₂O₅^nB₃O₃ entspricht, worin j

OSv < 0,5
0 < 'w < 0,2
0,001*z 6 0,15
^ 2,30

0,05 ^.η ^ 0,23,

welches Boratphosphat sein Emissionsmaximum bei , 470 ...485 nm und eine Halbwertbraite von 80 ... 90 nm hat.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen