DE2129100C3 - Leuchtstofflampe mit einer einzigen Schicht aus einer Mischung von Leuchtstoffen - Google Patents

Description

D;e vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtstofflampe mit einer einzigen Schicht aus einer Mischung von Lc ntstoffen, weiche 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 iie Lichtausbeute von ganz besondere Bedeutung.

Es ist an sich bekannt, auf die inner*" Wand von Leuchtstofflampen eine Aufsclilämmunp 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. Durcn die Anwendung einer solchen Mischung der verschiedensten leuchtstoffe werden tatsächlich beträchtliche Verbesserungen im Vergleich zu Stanoardleuchtstofflampen erzielt. Wenn man die Lichtausbeute bzw. den entsprechenden P -Wert nach einer Prüf methode mißt, wie sie von uci Commission Internationale de l'Eclairage festgelegt worden ist (vgl. C.I.E.-Committee E-1.2.3 [1. Ausgabe 1965, Veröff. Nr. 13]), so mißt man im allgemeinen eine Temperatur von 5000° K, was bedeutet, daß eine derartige Lampe eine Lichtausbeute von etwa 90 bis 92 aufweist und daher deni natürlichen Tageslicht recht nahe kommt. Diese Meßwerte sind aber noch unzureichend, wenn man derartige Leuchtstofflampen als Tageslichtquellen zur ¹ 'ntersuchung von Farbdrucken oder ähnlichen gelaiöter Materialien verwenden will

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

So ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift 1905181 bekannt, auf die Innenwandfläche der Lampe eine erste Schicht mit einer Dicke von 21 ± 5 Mikron und darüber eine /weite Schicht jnit einur Dicke von 9±5 Mikron aufzubringen. Die erste Leuchtstoffschicht enthält mit Mangan aktiviertes Magnesiumfluorgermanat und/oder Magnesiumarsenat, während die zweite Leuchtstoffschicht Calcium-Wülframat, mit Antimon aktiviertes Calciumhalogenphosphat und/oder Magnesiumwolframat und außerdem mit Zinn aktiviertes Calcium-Strontium-Orthophosphat, mit Zinn aktiviertes Strontium-Magne-

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

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

Um eine Ί ageslichtausbeute von mehr als 92 Prozent zu erzielen, reicht es auch nicht aus, nur das Misch:mgsverhältnis der üblichen Leuchtstoffe zu verändern, sondern es muß auch das Emissionsspektrum des Quecksilbers in der Leuchtstofflampe, insbesondere bezüglich der starken Linien, sehr genau geregelt werden. Die LJchtausbeuie von Leuchtstofflampen

so wird hauptsächlich deshalb herabgesetzt, weil eine bei 435,8 nm emittierte Linie des Spektrums außerordentlich stark ist. Man hat daher bereits versucht, auf einem Leuchtschirm eine derartige lichtabsorbierende Schicht aufzubringen, daß gerade diese emittierte

»5 Spektnllinie des Quecksilbergases in gewissem Ausmaß absorbiert wird, k war lassen sich auf diese Weise sehr hohe Lichir-sr*.».:..;, erzielen, doch k: die Herstellung solcher Leuchtsioffl-mpen außerordentlich schwierig, wodurch die Herstellungskosten wesentlich

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

Überraschenderweise gelingt es jedoch, erfindungsgemäß eine Leuchtstofflampe mit ausgezeichneter Lichtausbeute und auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise herzustellen, wobei diese nur eine einzige Schicht aus einer Mischung von Leuchtstoffen enthält, jedoch die Leuchtstoffkomponenten derart gewählt sind, daß eine starke Absorption bei kürzeren Wellenlängen als 450 nm und eine stärkt· 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 Tageslichtquelle entspricht. Es hat sich nämlich gezeigt, daß das gewünschte Verhältnis von Absorption bei Wellenlängen unterhalb 450 nm und Emission bei Wellenlängen oberhalb 450 nm dann erzielt wird, wenn die Leuchtstoff mischung basisches Magn^siumarsenat mit einem ganz bestimmten 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 L uchtstoffen, weiche auch mit Mangan aktiviertes basisches Magnesiumarsenat als Leuchtstoffkomponente enthält, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffschicht etwa 4 Gewichtsteile Magnesiumwolframat, 2,5 Gewichtsteile zinnakiiviertes Strontium-Magnesium-Orthophosphat, 1,5 Gewichtsteile antimon- und

manganaktiviertes Calcium-Halogen-Phosphat sowie 0,6 Gewichtsteile basisches Magnesiumarsenat mit einem Gehalt von 0,05 Grammatom Mangan auf 6 Mol MgO enthält.

Die Herstellung eines rot lumineszierenden Leuchtstoffes in Form eines mit Mangan aktivierten basischen Magnesiumarsenats mit einer Manganmenge entsprechend 0,001 bis 5 Atomprozent, bezogen auf die Menge an MgO, wird in der österreichischen Patf 'schrift 172256 beschrieben. Das besondere Prob .m einer verbesserten Farbwiedergabe bei gleichzeitig gesteigerter Lichta-osbeute wird jedoch in dieser Veröffentlichung nicht behandelt und dafür auch kein Lösungsweg angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe ist das Verhältnis der Lichtemission mit W üeniangen unterhalb 450 nm zu der gesamten I ' ^s" · Dnsenergie niedriger als 16 Prozent, und -<- " ~ Ise lassen sich Tageslichtausbeuten von .r ;i zielen. Der angegebene Mangangehalt \ b,:.jv jnmatom Mangan auf 6 Mol MgO in dem Magnesiumarsenatieuchtstofi 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 Quecksilber und Edelgas, wobei der Druck niedrig ist und beispielsweise 2,5 mm Hg beträgt. Die einzige Leuchtstoffschicht hai die folgende Zusammensetzung:

(L) Magrsesiujnvtoliramat (MgWO₄) 400 g (2) Zinnaktiviertes Strontium-Magnesium-

Orthophosphat (SrMg)₃ (PO₄)₂ : Sn 250 g (3) Antimon- und manganaktiviertes Calcium-Halogenphosphat

3 Ca₃ (POJ₂ · Ca (F₁Cl)₂: Sb, Mn 150 g ίο (4) Magnesium-Halogen-Sulfat-Aisenat,

manganaktiviert

(6 MgO · As₂O. O, 35 MgSO₄ ·
0,19 MgF₂: 0,05 mn) 65 g

(Mangangehalt: 0,05 Grammatom je 6 Mol. MgO)

Für die Herstellung der Leuchtstoffschicht werden die einzelnen Leuchtstoffkomponenten zu einer Aufschlämmung vermischt, und dann wird diese Aufschlämmung in üblicher Weise auf die innere Wand ao des Glasrohres 2 aufgebracht und anschließend getrocknet.

Fig. 2 zeigt die Spektralverteilung, weiche mit einer solchen Leuchtstofflampe erzielt wird. Aus der graphischen Darstellung von F i g. 2 ist zu ersehen, daß as die erfindungsgemäße Leuchtstofflampe tatsächlich eine sehr ausgeglichene Verteilung im gesamten Spektralbereich des emittierten Lichtes aufweist und eine hohe Tageslichtausbeute von etwa 97 Prozent hat.

Hierzu 1 BJart Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Leuchtstofflampe mit einer einzigen Schicht aus einer Mischung von Leuchtstoffen, weiche auch mii Mangan aktiviertes basisches Majpesiumarsehat aJs Leuchtstoffkomponente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffschient etwa 4 Gewichtstetle Magnesiuniwolframat, 2,5 Gewichtsteile zinnaktiviertes Strontiuni-Magnesium-Orihophosphat, 1,5 Gewichtsteiie antimon- und manganaktiviertes CaI-dium-Halogen-Phosphat sowie 0,6 Gewichtsteile basisches Magnesiumarsenat mit einem Gehalt von 0,05 Grammatom Mangan auf 6 Mol MgO enthält.