DE1764903C3 - Niederdruck -Cad miumdampf-Entladungslampe - Google Patents

Description

Die Erfindung beruht auf ausführlichen Untersuchungen sowohl von bekannten mit zweiwertigem Europium aktivierten Leuchtstoffen als auch von bisher nicht beschriebenen mit zweiwertigem. Europium aktivierten Leuchtstoffen. Es wurde gefunden, daß die zuvorgenannten Stoffe ein Anregungsspektrum haben, das dem Emissionsspektrum einer Niederdruck-Cadmiurridampfentladunggut angemessen ist. Obgleich der Umwandlungswirkungsgrad einzelner mit zweiwertigem Europium aktivierter Leuchtstoffe verschieden groß ist, hat es sich als möglich erwiesen, mit diesen Stoffen praktisch anwendbare Lampen herzustellen.

Die Art des anzuwendenden Leuchtstoffes oder Leuchtstoffgemisches in den erfindungsgemäßen Lampen hängt vom Anwendungszweck der Lampen ab. Wird ein Gebrauch der Lampen in Reprographiegeräten beabsichtigt, in denen lichtempfindliches Papier verwendet wird, so wird ein Stoff gewählt, der eine starke Emission im blauen und/oder Langwellen-Ultraviolett-Teil des Spektrums hat. Ein dazu geeigneter bekannter Stoff ist z. B. mit zweiwertigem Europium aktiviertes Calciumfluorid. In der französisehen Patentschrift 9 45 687 ist angegeben, daß bei diesem Stoff bei Anregung durch Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge von 365,0 oder 253,7 nm von einer Quecksilberdampfenlladung eine Emission mit einem Maximum bei etwa 420 nm auttritt. Es hat sich überraschenderweise ergeben, daß bei Anregung durch die Strahlen, die von einer Niederdruck-Cadmiumdampfentladung erzeugt werden, die gleiche Emission aufiritt.

Ein anderer bekannter mit zweiwertigem Europium aktivierter Stoff ist Bariumsilikat mit der Grundgitterzusammensetzung 2 BaO SiO₂ (britische Patentschrift 5 44 160). Dieser Stoff hat eine maximale Emission bei etwa 510 nm, sowohl bei Anregung durch eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 365,0 bzw. 253,7 nm (wie bekannt) als auch bei Anregung durch die Strahlung von einer Niederdruck-Cadmiumdampfentiadung. Letzterer Stoff kann in Lampen nach der Erfindung verwendet werden, die für allgemeine Beleuchtungszwecke bestimmt sind. 3»

Die mit zweiwertigem Europium aktivierten Erdalkaliphosphate der zuvor angegebenen Formel sind noch nicht bekannt. Einige dieser Leuchtstoffe eignen sich insbesondere für Lampen zur Anwendung in Reprographiegeräten, andere eignen sich eher zur Anwendung in Lampen für allgemeine Beleuchtungszwecke.

Die Eigenschaften dieser Leuchtstoffe sind praktisch unabhängig von dem Verhältnis der in der Formel mit A bezeichneten Elemente. Es kann somit für A Strontium oder Calcium oder ein Gemisch dieser beiden Elemente gewählt werden.

Die Bedingung 1,90 ί χ f- y + ζ f- ρ -t qs 2,05 bedeutet, daß der Stoff annähernd die Pyrophosphatzusammensetzung haben muß. Bekanntlich ist es bei der Herstellung eines komplexen Kristallgitters mit mehreren Elementen manchmal vorteilhafter, von einem Gemisch auszugeben, in dem die Mengen der Bestandteile nicht völlig dem stöchiometrischen Verhältnis im Pyrophosphat entsprechen. Ein geringer Überschuß an einem oder mehreren der Ausgangsbestandteile liefert oft eine höhere Ausbeute der Bildungsreaktion. Im Reaktionsprodukt bleibt dann ein geringer Überschuß an einem oder mehreren der Ausgangsbestandteile zurück.

Dieses Reaktionsprodukt erfüllt die vorerwähnte Bedingung für χ + y f ζ 4 ρ + q, aber der eigentliche Leuchtstoff entspricht wahrscheinlich genau der stöchiometrischen Formel des Pyrophosphats. Da es sich ergeben hat, daß zurückgebliebene Reste an Ausgangsstoffen meistens einen vernachläßigbaren Einfluß auf die Lumineszenz haben, ist es nicht immer notwendig, diese zu entfernen.

Die Elemente Barium und Magnesium können, wie aus den Bedingungen für y und ζ ersichtlich ist, abwesend sein. Die spektrale Verteilung des Emissionsspektrums wird praktisch nicht durch die Anwesenheit von Barium beeinflußt: mehr als 1.2 Mol Barium bringt jedoch eine Verringerung des Umwandiungswirkungsgrads der Ultraviolettstrahlung mit sich und ist daher unerwünscht.

Die Magnesiumnienge kann größer gewählt werden, d. ii. maximal 1,6 Mol, ohne daß der Wirkungsgrad der Umwandlung der Strahlung zu stark herabsinkt. Die Anwendung einer Magnesiummenge, die größer als V₄ der Gesamtmenge an Calcium und Strontium ist, ergibt ein Emissionsspektrum mit zwei Scheiteln, d. h. einen bei etwa 420 nm und einen bei etwa 391 nm. Die Intensitäten der emittierten Strahlung bei diesen zwei Wellenlängen hängen derart zusammen, daß bei Erhöhung der Magnesiummenge die Intensität des Scheitels bei 391 nm stets stärker und die Intensität des Scheitels bei 420 nm stets schwächer wird, bis bei einer Magnesiumoxidmenge von 1,2 Mol praktisch keine Strahlung mehr bei 420 nm ausgesandt wird. Die Strahlung bei 391 nm ist dann jedoch bereits sehr stark.

Die Bedingung, daß y + ζ maximal gleich 1,6· sein soll, ist notwendig, da sonst bei der Wahl der maximalen Magnesiummenge und der maximalen Bariumrnenge kein Calcium und/cder Strontium mehr in dem Leuchtstoff vorhanden sein könnte. Eines dieser zwei Elemente ist jedoch stets notwendig.

Die Menge an zweiwertigem Europiumoxid kann zwischen den vorerwähnten Grenzen variiert werden, aber sie wird vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,04 gewählt. In diesem Bereich ergibt sich der höchste Strahlungswirkungsgrad.

Aus der Bedingung O S q S 0,15 ergibt sich, daß der Leuchtstoff nicht immer Mangan zu enthalten braucht. Ist Mangan vorhanden, so entsteht auch eine Emission im roten Teil des Spektrums. Es liegt dann ein Stoff vor, der durch die Aktivierung mit zweiwertigem Europium und mit Mangan eine starke Emission im blauen und roten Spektralbereich hat. Die Strahlungsquelle eignet sich dann für Beleuchtungszwecke, bei denen eine gute Farbwiedergabe verlangt wird. Die Tatsache, daß die mit zweiwertigem Europium und Mangan aktivierten Stoffe wenig Licht im grünen und gelben Spektralbereich emittieren, ist von geringer Bedeutung, da die Cadmiumdampfentladung an sich gerade in diesem Teil verhältnismäßig starke Fmissionslinien aufweist. Diese Emissionslinien liegen bei 467,8 nm, 480,0 nm und 508,0 nm. Bei diesen Wellenlängen emittieren die Leuchtstoffe entsprechend der vorstehend angegebenen Formel praktisch keine Strahlung. Im Vergleich zu Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen ist die Verwendung dieser Stoffe in Niederdruck-Cadmiumdampfentladungslampen erheblich günstiger. Die entsprechenden Emissionsiinien des Niederdruck-Quecksilberdampfentladungs-Spektrums liegen nämlich teilweise gerade in dem Bereich, wo die meisten üblichen Leuchtstoffe ebenfalls eine verhältnismäßig starke Strahlung aussenden. Es kann daher bei diesen Wellenlängen mehr Strahlung ausgesandt werden als für eine gute Farbwiedergabe erwünscht ist. Bei den Lampen nach der Erfindung tritt dieser Nachteil nicht auf.

Ein Leuchtstoff, der sich besonders gut zur Anwendung in Niederdruck-Cadmiumdampfentladungslampen für allgemeine Beleiiehtiingszwccke eignet, entspricht der Formel

xSrO ■ zMgO ■ P₂O₅:pEuO · qMnO

wobei

1,90 5 χ I zip· q S 2,05
0,2 ίζί 1,6

0,005 g ρ ί 0,21 hat den Vorteil, daß diese Wand für die Kurzwellen-0,02 S qi 0,15. Ultraviolettstrahlung nicht durchläßig zu sein braucht, Diese Stoffe haben einen hohen Wirkungsgrad und ^die,ⁱⁿ der Cadmiumeniladung erzeugt wird. Ein Nachergeben eine gute Farbwiedergabe, besonders wenn ^te'^{! Ist} f¹«* der, daß der Leuchtstoff gegen einen • _A S chemischen Cadmiumangnff widerstandsfähig sein 0,8 S ζ S '»7 muß. Die Situation ist dabei anders als bei Nieder-0,01 S ρ g 0,04 druck-Quecksilberdampfentladungslampen, da die 0,04 SqI 0,10. Temperatur der Entladungslampe den vorerwähnten Außer den vorerwähnten Vorteilen der sich zur hohen Wert haben muß, um eine hohe Energieausbeute Anwendung in Lampen nach der Erfindung eignenden io zu erzielen. Ist der Leuchtstoff bei dieser Temperatur Leuchtstoffe haben die Stoffe eine sehr geringe Oxida- gegenüber der Entladung nicht widerstandsfähig, so tionsempfindlichkeit. Dies ist von großer Bedeutung muß ein Betriebszustand der Entladungslampe akzepbei der Herstellung der Lampen, da sie dabei oft kurz- tiert werden, bei dem die Temperatur niedriger und zeitig einer Erhitzung bei verhältnismäßig hoher Tem- der Wirkungsgrad geringer ist. Abgesehen von der peratur, z. B. 600 C, an der Luft ausgesetzt sind. Eine 15 chemischen Beständigkeit muß der Leuchtstoff bei der solche Erhitzung ist z. B. notwendig, wenn ein orga- für eine hohe Ausbeute erforderlichen Temperatur nisches Bindemittel verwendet wird, das nachher durch noch eine hinreichende Strahlung großer Wellenlänge Erhitzung entfernt werden muß. aussenden. Bei den meisten Leuchtstoffen nimmt be-Bekanntlich wird in einer Niederdruck-Quecksilber- kanntiich die Menge ausgesandter Strahlung bei Temdampfentladungslampe bei einem Dampfdruck von 20 peraturen über 100 C verhältnismäßig stark ab. Die etwa 10 μηι die höchste Energieausbeute der Um- mit zweiwertigem Europium aktivierten Stoffe, die in Wandlung der 0er Entladungslampe zugeführten elek- Lampen nach der Erfindung angewandt werden köntrischen Energie in Strahlung mit einer Wellenlänge nen, haben in bezug uaf die chemische Beständigkeit von 185,0 bzw. 253,7 nm erzielt. Dieser optimale und die Temperaturabhängigkeit der Umwandlung Dampfdruck wird bei einer Temperatur der Ent- 25 eine solche Güte, daß sie sich auf der Innenseite der ladungslampe von etwa 40 C erhalten. Da diese Wand des Entladungsraums anbringen lassen.
Temperatur nicht zu stark von der üblichen Zimmer- Wenn die Niederdruck-Cadmiumdampfentladungstemperatur abweicht, hat die Niederdruck-Quecksilber- lampe aus vorstehenden Gründen von einem Außendampfentladungslampe die bekannte große Anwen- kolben umgeben ist, kann der Leuchtstoff auch auf der dung gefunden. 3« Außenseite der Cadmiumdampfentladungslampe oder Der optimale Cadmiumdampfdruck in einer Nieder- auch auf der Innenseite des Außenkolbens angebracht druck-Cadmiumdampfentladungslampe liegt ebenfalls werden. Für beide Stellen gilt, daß dann die Wand der bei etwa 10 μηι. Dieser optimale Dampfdruck ergibt Cadmiumdampfentladungslampe für die Kurzwellensich bei einer Temperatur der Entladungslampe von Ultraviolettstrahlung gut durchlässig sein muß und etwa 270 C. Soll eine hohe Energieausbeute der Um- 35 somit z. B. aus Quarz bestehen soll. Befindet sich der Wandlung der der Entladungslampe zugeführten elek- Leuchtstoff auf der Außenseite der Cadmiumdampftrischen Energie in Strahlung mit Wellenlängen von entladungslampe, so gilt ebenfalls die vorerwähnte 228,8 bzw. 326,1 nm erzielt werden, so müssen bei Anforderung, daß der Stoff auch bei der hohen Temeiner praktischen Ausführungsform der Strahlungs- peratur noch hinreichend aufleuchten soll. Die chequelle Maßnahmen getroffen werden, um diese Wand- 40 mische Beständigkeit in bezug auf den heißen Cadtemperatur zu erzielen und aufrechtzuerhalten, unter miumdampf spielt jedoch keine Rolle mehr,
anderem durch Beschränkung der Wärmeverluste. Das Da die Innenseite des Außenkolbens eine erheblich Problem ist somit ähnlich dem der bekannten Natrium- niedrigere Temperatur hat als die Wand der Caddampfentladungslampen; die bei diesen Lampen ange- miumdampfentladungslampe, ist es vorteilhafter, der wandten Maßnahmen zur Beschränkung der Wärme- 45 Leuchtstoff auf dieser Wand anzubringen. Sollen die Verluste lassen sich auch bei Niederdruck-Cadmium- Wärmeverluste mittels einer wärmereflektierender dampfentladungslampen durchführen. Niederdruck- Schicht auf der Innenseite des Außenkolbens be Cadmiumdampfentladungslampen sind daher zweck- schränkt werden, so kann die Haftung des Leuchtmäßigerweise von einem Außenkolben umgeben, der stoffes an diesem bereits mit der Wärmeflexionsschich die Wärmeabgabe von der Entladungslampe an die 50 überzogenen Außenkolben manchmal Schwierigkeiter Umgebung einschränkt. Der Raum zwischen der bereiten. In Abhängigkeit von den gestellten Anforde Niederdruck - Cadmiumdamplentladungslampe und rangen, von der Art des Leuchtstoffes und von den dem Außenkolben wird vorzugsweise entlüftet, so daß Herstellungsverfahren wird somit eine der vorenvähn die Wärmeverluste sehr gering sind. Ähnlich wie bei ten drei Stellen des Leuchtstoffes bevorzugt.
Natriumdampfentladungslampen kann zur weiteren 55 Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß de Verringerung der Wärmeverluste auf der Innenseite Leuchtstoff auf der Außenseite des Außenkolben des Außenkolbens eine Schicht angebracht werden, die oder auf einem gesonderten Reflektor angebrach Infrarotstrahlen stark reflektiert. Diese Schicht muß wird. In diesem Falle muß auch der Außenkolben au selbstverständlich für die von der Quelle auszusendende einem Material bestehen, das für Kurzwellen-Ultra Strahlung durchlässig sein. Geeignetes Material für 6° violettstrahlung gut durchlässig ist.
eine solche Schicht ist z» 8. leitendes Zinnoxyd oder Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach leitendes Indiumoxyd. Auch mit dünnen Goidschichten stehend an Hand einer in der Zeichnung dargestellte: sind gute Resultate erzielbar. Niederdruck-Cadmiumdampfentladungslaxnpe urn Der in einer Lampe nach der Erfindung verwendete Beispielen für die Herstellung von Leuchtstoffen nähe Leuchtstoffüberzug kann sich an verschiedenen Stellen 65 beschrieben,
in bezug auf die Cadmiumdampfentladung befinden. In der Zeichnung zeigt

Am einfachsten ist es, ihn auf der Innenwand der Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform eine

Cadmiumdampfentladungslampe anzubringen. Dies Lampe,

Fig. 2 eine graphische Darstellung, wobei als Ordinate in beliebigen Einheiten die Intensität der Lumineszenzstrahlung und als Abszisse die Wellenlänge in nm aufgetragen sind; die Kurven dieser graphischen Darstellung geben für die nachfolgenden Herstellungsbeispiele den Verlauf der Intensität an; das Maximum ist für jede Kurve auf 100 eingestellt.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Niederdruck-Cadmiumdampfentladungslampe, die hier U-förmig ausgebildet ist. Mit 2 und 3 sind die Kathoden bezeichnet. Die Wand 4 dieser Entladungslampe besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus Quarzglas. Die Entladungslampe 1 ist von einem Außenkolben 5, z. B. aus Hartglas, umgeben. Mit 6 ist eine Leuchtstoffschicht auf der Innenseite des Außenkolbens 5 bezeichnet. In der Entladungslampe 1 befindet sich Cadmiumdampf und ein Edelgas oder ein Edelgasgemisch, das zum Anlassen der Entladung und zum Erhöhen des Wirkungsgrads dient. Ein solches Gas oder Gasgemisch, z. B. Neon oder Neon mit einer kleinen Menge Argon, wird bekanntlich auch inQuecksilberdampfentladungslampen in Natriumlampen verwendet.

Beispiel 1
Es wird ein Gemisch aus

6,904 g SrHPO₄
0,317 g(NH₄)₂HPO₄
0,070 g Eu₂O₃

hergestellt.

Dieses Gemisch wird in einem Mörser gemischt und in einen Tiegel gebracht. Der Tiegel mit seinem Inhalt wird darauf in einen Ofen eingeführt und in diesem 2 h lang auf eine Temperatur von 1200⁰C unter Überleitung eines Luftstroms erhitzt. Nach der Erhitzung wird das Reaktionsprodukt in einem Mörser zerkleinert und durch ein Sieb mit 220 μ Maschen gesiebt. Das durch das Sieb gefallene Material wird darauf wieder 2 h lang auf eine Temperatur von 1200 C in einem Ofen unter Überleitung von Luft erhitzt. Nach Abkühlung des Tiegels mit seinem Inhalt auf Zimmertemperatur wird das Reaktionsprodukt feingemahlen und gesiebt. Es ist dann gebrauchsfertig.

Die Zusammensetzung des Reaktionsproduktes erfüllt die Formel:

1,88SrO- 1 P₂O₅:0,02 EuO.

Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einer Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet das Leuchtmaterial eine Strahlung aus, deren spektrale Verteilung durch die Kurve 1 in Fig. 2 angegeben ist.

Statt an der Luft kann auch in einer neutralen oder schwach reduzierenden Atmosphäre, z. B. in einem Gemisch von Stickstoff mit 0,1 bis 8 Volumprozent Wasserstoff, erhitzt werden. Es wird dann oft eine höhere Strahlungsausbeute des Leuchtstoffes erzielt. Eine mögliche Erklärung dieser Erscheinung ist, daß auf diese Weise eine vollständige Umwandlung des Eu₂O₃ in EuO erhalten wird. Diese Umwandlung erfolgt jedoch auch bei Erhitzung in Luft. Dies läßt sich dadurch erklären, daß das Europium anscheinend vorzugsweise in zweiwertiger Form in das Kristallgitter aufgenommen wird, da die lonenradies von Strontium und zweiwertigem Europium praktisch gleich sind.

Die reduzierende Atmosphäre kann gegebenenfalls auch dadurch erhalten werden, daß in dem Ofen neben dem Tiegel mit dem Gemisch ein Tiegel mit fein verteiltem Kohlenstoff untergebracht und Luft oder ein anderes sauerstoffhaltiges Gas durchgeleitet wird. Der Sauerstoff bildet mit dem Kohlenstoff Kohlenmonoxyd, das die reduzierende Atmosphäre über dem Reaktionsgemisch bildet.

Beispiel 2

Es wird ein Gemisch aus

4,333 g SrHPO₄,
2,177 g CaHPO₄,
O,O53g (N H₄)₂H PO₄ und
0,070 g Eu₂O₃

hergestellt.

Dieses Gemisch wird vollkommen in gleicher Weise behandelt, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Das erhaltene Leuchtmaterial erfüllt die Formel:

1,18SrO- 0,80 CaO · 1 P₂O₅:0,02 EuO.

Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einer N iederdruck-Cadmiumdampf entladung sendet der Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralverteilung auch durch die Kurve 1 in Fig. 2 angedeutet wird.

Beispiel 3
Es wird ein Gemisch aus

5,388 g CaHPO₄,
0,053 g (NHJ₂HPO₄,
0,070 g Eu₂O₃

hergestellt.

Dieeses Gemisch wird in vollkommen gleicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt.

Der erhaltene Leuchtstoff erfüllt die Formel:

1,98CaO- 1 P₂O₅:0,02 EuO.

Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einei Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet dei Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralverteilung auch durch die Kurve 1 in Fig. 2 angedeutet wird

Beispiel 4

Es wird ein Gemisch aus

5,802 g SrHPO₄
1,867 g BaHPO₄
0,053 g(NH₄)₂HPO₄
0,070 g Eu₂O₃

hergestellt.

Dieses Gemisch wird in vollkommen gleicher Weist wie in Beispiel 1 behandelt.

Der erhaltene Leuchtstoff erfüllt die Formel:

1.58 SrO · 0,40 BaO · 1 P₂O_s:0,02 EuO.

Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung eine Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet de Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralvertei lung auch durch die Kurve 1 in Fig. 2 angedeute wird.

Beispiel 5
Es wird ein Gemisch aus

5,802 g SrHPO₄,
1,099 g MgNH₁PO₄,
0,053 g(NH₄)₂HPO₄,
0,07OgEu₂O₃

hergestellt.

709621/59

9 10

Dieses Gemisch wird in vollkommen gleicher Weise Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einer

wie in Beispiel 1 behandelt. Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet der

Der erhaltene Leuchtstoff erfüllt die Formel: Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralvertei-

1,58 SrO 0,40 MgO · 1 P₂O₅:0,02 EuO. ₅ JjJJ ^{auch durch die Kurve} * ^{in Fl}Z- ² ^gegeben

Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einer

Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet der Beispiel y

Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralvertei- Es wird ein Gemisch aus

lung auch durch die Kurve 1 in Fig. 2 angedeutet 2,864 g SrHPO

^wird· ¹⁰ 3^296 g MgNHJ¹O₄

Beispiele 0,053 g (NHJ₂HPO₄

0,070 g Eu₂O₃ Es wird ein Gemisch aus

6 427 ε SrHPO hergestellt.

0 66Oe(NH)HPO '⁵ Dieses Gemisch wird in vollkommen gleicher Weise 0528 E O * ^{wie m Be}'^sP'^e' 1 behandelt.

u.ozög U₂ a Der erhaltene Leuchtstoff entspricht der Formel:

hergestellt. . . 0,78 SrO · 1,20 MgO · 1 P₂O₅:0,02 EuO.

Dieses Gemisch wird in vollkommen gleicher Weise ^a

wie in Beispiel I behandelt. ao Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einei

Der erhaltene Leuchtstoff entspricht der Formel: Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet der

1 75 SrO -1 PO 0 15 EuO Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralvertei-' 2 5·' · lung durch die Kurve 2 in Fig. 2 angegeben wird.

Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einer .

Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet der 25 Beispiel 10

Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralvertei- Hs wird ein Gemisch aus

k-ng auch durch die Kurve 1 in Fig. 2 angedeutet 5,116 g CaHPO

^wird· 0!053g(NH₄)₂HPO₄

0,33OgMnNH₄PO₄

Beispiel 7 3« 0,07OgEu₂O₃

Es wird ein Gemisch aus hergestellt

5,068 g SrHPO₄, Dieses Gemisch wird in vollkommen gleicher Weise

0,544 g CaHPO₄, wie in Beispiel 1 behandelt.

0,549 g MgNH₄PO₁, 35 Der erhaltene Leuchtstoff entspricht der Formel:

I ₄T₄

0,07OgEu₂O₃ Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einer

Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet der

hergestellt . . 40 Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralvertei-

D.eses Gemisch wird in vollkommen gle.cher We.se , _{durch dje Kurye} 3 . * _angegeben wird.

wie in Beispiel 1 behandelt. ^{6 6 &}

Der erhaltene Leuchtstoff entspricht der Formel: Beispiel 11

1,38 SrO · 0,20 CaO · 0,20 MgO · 0,20 BaO Es wird ein Gemisch aus

•IP,O₆:0,02EuO. 45 ₆,904g SrHPO₄

Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einer 0,053 g (NH₄)₂HPO₄

Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet der 0,33OgMnNH₄PO₁

Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralvertei- 0,070 g Eu₂O₃

lung auch durch die Kurve I in Fig. 2 angegeben wird. _{5o nergeste}|]_t

Dieses Gemisch wird in vollkommen gleicher Weise

Beispiel 8 ^wie in Beispiel 1 behandelt.

Es wird ein Gemisch aus ^{Det erhaltene Leuch}*toff erfüllt die Formel:

5,802 g SrHPO₄, 55 ^U™ ^ST° ' * ^⁰'^{02 Eu}° * °'^{10 MnO}-

0,933 g BaHPO₄ Bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung einer

0,544 g CaHPO₄ Niederdruck-Cadmiumdampfentladung sendet der

0,053 g (NH₄)JHPO₄.. Leuchtstoff eine Strahlung aus, deren Spektralvertei-

0,070 g Eu₈O₃ lung durch die Kurve 4 in Fig. 2 angegeben wird.

, .. ^6o In Fig. 2 sind durch die vertikalen Linien außerdem

nergesteiiL . . . die Stellen der Maxima der Strahlung-im sichtbaren

Dieses Gemisch wird m vollkommen gleicher Weise _T -, ,. c_noV+„ ■ öuejiuu_S u« mwhu

■ ■ ο- · ι , ui,_mj_oi, 1 eil des Spektrums angegeben, die von der Cadmium-

1,58 SrO · 0,20 BaO · 0,20 CaO · 1 P₂O₅:0,02 EuO. 65 Hegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Niederdruck - Cadmiumdampf - Entladungslampe mit einem Außenkolben und einem Leuchtstoffüberzug, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes Bariumsilikat, ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes Calcium-FIuorid oder ein Erdalkaliphosphat der Formel

xAO · yBaO · zMgO · P₂O₅: pEuO · qMnO

ist, wobei A mindestens eines der Elemente Strontium und Calcium bezeichnet und

1,9OS x + y + z+p + qS 2,05

OS y S 1,2

OSzS 1,6

y + ζ S 1.6

0,005 SpS 0,21

OSqS 0,15.

2. Niederdruck - Cadmiumdampf - Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff der Formel:

' xSrO · zMgO · 1 P₂O₅:pEuO · qMnO
entspricht wobei

1,9OS x + z -p +(J S 2,05
0.2s ZS 1,6
0,005 S ρ S 0,21
0,002 S q S 0,15.

3. Niederdruck-Cadmiumdampf-Entladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff der Formel:

xSrO · zMgO · 1 P₂O₅:pEuO · qMnO
entspricht, wobei

1,90 s χ ζ · ρ + q S 2,05
0,8SzS 1,4
0,01 S ρ S 0,04
0,04 S q S 0,10.

Die Verwendung von Cadmiumdampf in Entladungslampen ist aus der USA .-Patentschrift 21 52 999 bekannt. In der Parxis ist diese Lampe jedoch bisher nicht verwendet worden, da es nich! bekannt war, welche Leuchtstoffe die wichtigsten spezifischen. Anforderungen erfüllen, die an die Kombination dieser Stoffe mit einer Cadmiumdampfentladung zu stellen sind, d. h. ein angemessenes Anregungsspektrum und eine praktisch anwendbare Quantenausbeute,
ο Für die bekannten Niederdruck-Quecksilherdampfentladungslampen mit Leuchtstoffschicht gelten an sich die gleichen Erwägungen in bezug auf ein angemessenes Anregungsspektrum und eine gute Quantenausbeute. Die Anregung der Leuchtstoffe erfolgt zu einem wesentlichen Teil durch die Linien des Quecksilberspektrums mit einer Wellenlänge von 185,0 und 253,7 nm. Im Spektrum der Cadmiumdampfentladung, das an sich dem Spektrum der Quecksilberdampfentladung weitgehend ähnlich ist, findet man die entsprechenden Spektmllinien bei höheren Wellenlängen, d. h. bei 228,8 und 326,1 nm. Aus diesem unterschied ergibt sich, daß Stoffe, die sich zur Verwendung in Niederdruck - Quecksilberdampfentladungslimpen eignen, nicht für Niederdruck-Cadmiumdampfentladungslampen geeignet zu sein brauchen.

Die Anwendung der Kombination von Niederdruck-Cadmiumdampfentladung und einem angemessenen Leuchtstoff bringt theoretisch den Vorteil mit sich, daß die Energieausbeute der Kombination höher sein kann als die der Kombination von Niederdruck-Quecksilberdampfentladung und einem angemessenen Leuchtstoff, weil die anregende Strahlung des Cadmiumdampfspektrums höhere Wellenlängen hai. Es wird dabei vorausgesetzt, daß die Quanienausbeute der verwendeten Leuchtstoffe den gleichen Wert hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen theoretischen Vorteil für eine praktisch brauchbare Niederdruck-Cadmiumdampfentladungslampe auszunützen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Leuchtstoff derartiger Lampen ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes Bariumsilikat, ein mit zweiwertigem Europium aktiviertes Calciumfluorid oder ein Erdalkaliphosphat der Formel

xAO-yBaO-zMgO-P₂O₅:pEuO-qMnO

ist, wobei A mindestens eines der Elemente Strontium und Calcium bezeichnet und

Die Erfindung betrifft eine Niederdruck-Cadmiumdampf-Entladungslampe mit einem Außenkolben und «inem Leuchtstoffüberzug.

Leuchtstoffüberzüge von Gasentladungslampen enthalten einen oder mehrere Stoffe, die durch die bei der Gasentladung erzeugte Strahlung angeregt werden und Infolgedessen Strahlung höherer Wellenlänge aussenden. Die Leuchtstoffe können dabei innerhalb oder Außerhalb des Entladungsraums angebracht sein. Bei den bekannten Niederdruck-Quecksüberdampfentladungslampen wandelt der Leuchtstoffüberzug einen großen Teil der in der Quecksilberdampfentladung erzeugten Ultraviolettstrahlung in sichtbare Strahlung um. Die Leuchtstoffe bestehen in den meisten Fällen aus Kristallgittern mit einem oder mehreren Aktivatoren. Auch die Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe mit einem Lemchtstoffüberzug. Die Gasentladungslampe enthält jedoch keinen Quecksilberdampf, sondernCadmiumdampf.

1,90 s x ty + z
O< y S 1,2
O S zS 1,6
y + zs 1,6
0,005 S ρ S 0,21
O S CJS 0,15.

q S 2,05