DE2129100B2 - Leuchtstofflampe mit einer einzigen Schicht aus einer Mischung von Leuchtstoffen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtstofflampe mit einer einzigen Schicht aus einer Mischung von Leuchtstoffen, welche auch mit Mangan aktiviertes basisches Mangesiumarsenat als Leuchtstoffkomponente enthält und eine wesentlich verbesserte Lichtausbeute aufweist.

Wenn Leuchtstofflampen zur Beleuchtung von beispielsweise einem Museum oder einer Kunstausstellung oder zur Untersuchung von Farbdrucken verwendet werden, ist die Lichtausbeute von ganz besonderer Bedeutung.

Es ist an sich bekannt, a'.'f d : innere Wand von Leuchtstofflampen eine Aufschlämmung von Leuchtstoffen aufzubringen, welche ein Gemisch der verschiedensten Leuchtstoffkomponenten enthält, um auf diese Weise zu erreichen, daß das Emissionsspektrum der Lampe soweit als möglich dem Spektrum von natürlichem Tageslicht entspricht. Durch die Anwendung einer solchen Mischung der verschiedensten Leuchtstoffe werden tatsächlich beträchtliche Virbesserungen im Vergleich zu Standardleuchtstofflampen erzielt. Wenn man die Lichtausbeute bzw. den entsprechenden Ra-Wert nach einer Prüfmethode mißt, wie sie von der Commission Internationale de l'Eclairage festgelegt worden ist (vgl. C.I.E.-Committee E-1.2.3 [1. Ausgabe 1%5. Veröff. Nr. 13]). so mißt man im allgemeinen eine Temperatur von 5000" K, was bedeutet, daß eine derartige Lampe eine Lichtausbeute von etwa ¹H) bis 92 aufweist und daher dem natürlichen Tageslicht recht nahe kommt. Diese Meßwerte sind aber noch unzureichend, wenn man derartige Leuchtstofflampen als Tageslichtquellen zur Untersuchung von Farbdrucken oder ähnlichen gefärbten Materialien verwenden will.

Um die Tageslichtausbeute zu erhöhen, ist bereits empfohlen worden, zwei verschiedene Schichten von Leuchtstoffen auf die Innenwand der Leuchtstofflampe aufzubringen. Hierdurch erhöhen sich jedoch die Herstellungskosten ganz beträchtlich.

So ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift 1905 181 bekannt, auf die Innenwandfläche der Lampe eine erste Schicht mit einer Dicke von 21 ± 5 Mikron und darüber eine zweite Schicht mit einer Dicke von 9 ± 5 Mikron aufzubringen. Die erste Leuchtstoffschicht enthält mit Mangan aktiviertes Magnesiumfluorgermanat und/oder Magnesiumarse- nat. während die zweite Leuchtstoffschicht Calcium-Wolframatt, mit Antimon aktiviertes Calciumhalogenphosphat und/oder Magnesiurnwalframat und außerdem mit Zinn aktiviertes Calcuim-Strontium-Orthophosphat, mit Zinn aktiviertes Strontium-Magne-

sium-Barium-Orthophosphat und/oder mit Antimon und Mangan aktiviertes Caldumbalogenphosphat enthält. Der genauen Einregelung der betreffenden Schichtdicken kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, was die praktische Herstellung im Fließband-

verfahren erheblich erschwert und Anlaß zu dauernden Schwankungen in der Qualität der Farbwiedergabe ist.

Um eine Tageslirhtausbeute von mehr als 92 Prozent zu erzielen, reicht es auch nicht aus, nur das Mi-

schungsverhältnisder üblichen Leuchtstoffe zu verändern, sondern es muß auch das Emissionsspektrum des Quecksilbers in der Leuchtstofflampe, insbesondere bezüglich der starken Linien, sehr genau geregelt werden. Due Lichtausbeute von Leudiistofflampen wird hauptsächlich deshalb herabgesetzt, weil eine bei 435,8 nm emittierte Linie des Spektrums außerordentlich stark ist. Man hat daher bereits versucht, am einem Leuchtschirm eine derartige lichtabsorbierende Schicht aufzubringen, daß gerade diese emittierte

Spektrallinie de-- Quecksilberguses in gewissem Ausmaß absorbiert wird. Zwar lassen Mch auf diese Weise sehr hohe Lichtausbeuten erzielen, doch ist die Herstellung solcher Leuchtstofflampen außerordentlich schwierig, wodurch die Herstellungskosten wesentlich

erhöht werden. Außerdem wird dadurch die Leistung der Lampe in gewissem Ausmaß unvermeidlich herabgesetzt.

Überraschenderweise gelingt es jedoch, erfii,-dungsgemäß eine Leuchtstofflampe mit ausgezeich-

p.eter Lichtausbeute und auf sehr einfache und wirtschaftliehe Weise herzustellen, wobei diese nur eine einzige Schicht aus einer Mischung von Leuchtstoffen enthält, jedoch die Leuchtst"ifkomponenten derart gewählt sind, daß eine starke Absorption bei kürzeren Wellenlängen als 450 nm und eine starke Emission bei Wellenlängen von mehr als 450 nm erhalten werden. Dabei ist das Verhältnis von Emission und Absorption derart, daß die Leuchtstofflampe praktisch zu 100 Prozent einer Tagcslichtquelle entspricht:. Es

hat sich nämlich gezeigt, daß das gewünschte Verhältnis von Absorption bei Wellenlängen unterhalb 450 nm und Emission hei Wellenlängen oberhalb 450 nm dann er/iclt wird, wenn die Leuchtstoffmischung basisches Magnesiumarsenat mit einem ganz bestimmten

5ü Gehalt an Mangan enthält. Obwohl an sich die Verwendung des basischen Magnesiumarsenatleuchtstoffes in üblichen Leuchtstofflampen bekannt ist, war es doch im höchsten Maße überraschend, daß sich das Verhältnis von Absorption zu Emission durch die An-Wesenheit einer bestimmten Menge an Mangan in der gewünschten Weise einregeln läßt.

Die erfindungsgemäße Leuchtstofflampe mit einer einzigen Schicht aus einer Mischung von Leuchtstoffen, welche auclli mjt Mangan aktiviertes basisches Magnesiumarsenat als Leuchtstoffkomponente enthält, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffschicht etwa 4 Gewichtsteüe Magnesiumwolframat, 2,5 Gewichtsteüe zinnaktivieries Strontium-Magnesium-Orthophosphat, 1,5 Gewichtsteüe antimon- und manganaktiviertes Calcium-Halogen-Phosphat sowie 0,6 Gewichtsteüe basisches Magnesiumarsenat mit einem Gehalt von 0,05 Grammatom Mangan auf 6 Mol MgO enthält.

2 129 ¹IOO

¹⁰

Die Herstellung eines rot lumineszierenden Leuchtstoffes in Form eines mit Mangan aktivierten basischen Magnesiumarsermts mit einer Manganmenge entsprechend 0,001 bis 5 Atomprozent, bezogen auf die Menge an MgO, wird ta der österreichischen Patentschrift 172 256 beschrieben. Das besondere Problem einer verbesserten Farbwiedergabe bei gleichzeitig gesteigerter Lichtausbeute wird jedoch in dieser Veröffentlichung nicht behandelt und dafür auch kein Lösungsweg angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe ist das Verhältnis der Lichtemission mit Wellenlängen unterhaJb 450 nm zu der gesamten Lichtemissionsenergie niedriger als 16 Prozent, und auf diese Weise lassen sich Tageslichtausbeuten von über 95 % erzielen. Der angegebene Mangangehalt von 0,05 Grammatom Mangan auf 6 Mol MgO in dem Magnesiumarsenatleuchtstoff ist jedoch kritisch, wenn die Emission an rötlich gefärbtem Licht ausreichend sein soll, ohne daß aber die gesamte emittierte Lichtenergie in unerwünschter Weise verringert wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 stellt eine Leuchtstofflampe dar, bei welcher ein Teil der äußeren Wandung weggelassen ist. Die Lampe 1 weist ein Glasrohr 2 auf, dessen Innenwand mit einer einzigen Schicht 4 der Leuchtstoffmischung versehen ist. In dem Glasrohr befindet sich eine Elektrode 3 und außerdem eine geringe Menge Quecksil-SsS3

(3) "Sn- und
Hg^osp

(4) Magnesium-Halogw-SuUat-.Msenal,

Tm^aIa

0 19 MgF₂ 0,05 mn) ⁶⁵E

(Mangangehalt: 0,05 Grammatom je 6 Mol.

Für die HeSellung der Leuchtstoffschicht werden die einzelnen Leuchtstoffkomponenten zu einer AuscSmung vermischt, und dann wird diese AufscEmüng in üblicher Weise auf die innere Wand SSrohres 2 aufgebracht und anschließend ge-

^trOFi«"' zeigt die SpektralverVäung, welche mit einer solchen Leuchtstofflampe erz-elt wird. Aus der IrapSschenDarstellungvonFig. 2 ist zu ersehen daß d e e findungsgemäße Leuchtstofflampe tatsächlich ene "ehr ausgeglichene Verteilung im gesamten Spekualbereichdes emittierten Lichtes aufweist und eine hohe Tageslichtausbeute von etwa 97 Prozent hat.

Hierzu 1 Blatt 21eichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Leuchtstofflampe mit einer einzigen Schicht aus einer Mischung von Leuchtstoffen, welche auch mit Mangan aktiviertes basisches Magnesiumarsenat als Leuchtstoffkomponente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstofischicht etwa 4 Gewichtsteile Magnesiumwolframat, 2,5 Gewichtsteüe zinnaküviertes StrontiuHi-Magnesium-Orthophosphat, 1,5 Gewichtsteüe antimon- und raanganaktiviertes CaI-cium-Halogen-Phosphat sowie 0,6 Gewichtsteüe basisches Magnesiuinarsenat mit einem Gehalt von 0,05 Grammatom Mangan auf 6 Mol MgO enthält.