DE3109538A1

DE3109538A1 - Leuchtstofflampe mit leuchtstoffkombination

Info

Publication number: DE3109538A1
Application number: DE19813109538
Authority: DE
Inventors: William Scotia N. Y. Weidman Piper
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1980-03-17
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1982-02-18
Also published as: US4357559A; JPS56136451A; JPS5916707B2; NL8101270A; FR2478374B1; GB2071909A; NL189985C; GB2071909B; NL189985B; FR2478374A1

Description

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Leuchtstofflampe mit Leuchtstoffkombination

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Leuchtstofflampen, die bei einer sehr hohen Entladungsleistungsdichte betrieben werden, die einen evakuierbaren, lichtdurchlässigen, mit Leuchtstoff beschichteten Röhrenkolben und ein gasförmiges Medium innerhalb des Röhrenkolbens verwenden, das zur Anregung von Quecksilberatomen, die Ultraviolettstrahlung als auch sichtbare Strahlung von einer blauen Farbe emittieren, ionisiert werden kann. In einem derartigen Typ einer Leuchtstofflampe wird das gasförmige Medium durch elektromagnetische Kopplung mit einer HochfrequenzenergiequelIe, vorzugsweise mit einer Frequenz von 50 bis 500 Kilohertz, ionisiert. Ein Ferritkern, der entweder innerhalb oder außerhalb des Entladungsröhrenkolbens liegt, kann diese elektromagnetische Kopplung ermöglichen und die Quelle für die Hochfrequenzenergie kann ein Festkörper-Schwingkreis sein, der eine relativ niedrige Spannung erzeugt. Eine typische Lampe dieses Typs schließt einen evakuierbaren, lichtdurchlässigen, mit Leuchtstoff überzogenen Röhrenkolben mit einem innerhalb des Röhrenkolbens

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befindlichen gasförmigen Medium, das Quecksilberdampf enthält, ein, und das bei Anregung durch ein elektrisches Feld Ultraviolettstrahlung als auch sichtbare Strahlung von insgesamt blauer Farbe emittiert. Die Strukturmerkmale derartiger Lampen sind in den US-PSen 4 017 764 und 4 176 296, als auch in anderen darin genannten US-Patentschriften beschrieben. Die Betriebsprinzipien für diese Lampen sind ferner noch in den US-PSen 3 500 118 und 3 521 120 offenbart. Ein derartiger Lampentyp ist seiner Natur nach auch kompakt und verwendet einen kugelig geformten Kolben mit einem ähnlichen Volumen wie eine Glühlampe und wird ohne Elektroden betrieben, wobei die Entladung durch den Magnetkern bei einer sehr hohen Entladungsleistungsdichte induziert wird. Diese Lampe ist als Ersatz für Glühlampen zur wirksameren Erzeugung von weissem Licht angepaßt. Zur Erläuterung der Leuchtwirksamkeit, die mit einem derartigen bekannten Typ einer elektrodenlosen Leuchtstofflampe erzielt wird, ist in der vorerwähnten US-PS 3 521 120 eine 30-Watt-Lampe beschrieben, die eine Leuchtwirksamkeit von annähernd 40 Lumen pro Watt bei einer Betriebstemperatur von 40°C mit einer herkömmlichen CaI-ciumfluorophosphat-Leuchtstoffbeschichtung zeigt, was etwa das Dreifache der Leuchtwirksamkeit einer Glühlampe mit gleicher Lumen-Leistung ist.

Es wurde bereits seit langem erkannt, daß die Betriebstemperatur einer herkömmlichen Niederdruck-Quecksilberleuchtstofflampe vom Röhrentyp eine signifikante Wirkung auf die Leuchtwirksamkeit haben kann. Bei diesen herkömmlichen Leuchtstofflampen bestimmt die kälteste Stelle auf der Lampenwandung die Betriebs-Charakteristiken in einem signifikanten Ausmaß und ist der Ort, wo der Überschuß des Quecksilbers kondensiert. Die Temperatur der "kalten Stelle" steuert den Quecksilberdampfdruck im Innern der Lampe, wodurch die Menge an zur Anregung der Leuchtstoffschicht verfügbaren ultravioletten

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Strahlung zunimmt oder abnimmt. Derartige herkömmliche Leuchtstofflampen sind gewöhnlich dazu konstruiert, bei einer Temperatur der kalten Stelle von etwa 42⁰C, bei welcher der Quecksilberdruck etwa 7 Millitorr beträgt, eine maximale Lichtausbeute zu liefern. Oberhalb dieses Wertes ist zuviel Quecksilberdampf in der Lampe vorhanden und irgendeine Ultraviolettstrahlung wird in unökonomischer Weise mit einer anschließenden Verringerung der Leuchtstoffanregung pro Einheit der Eingangsleistung reabsorbiert. Es ist ferner nicht ungewöhnlich, daß derartige herkömmliche Lampen, wenn sie oberhalb der optimalen Temperatur der kalten Stelle betrieben werden, einen Verlust in der Leuchtwirksamkeit von 15 bis 25 % und darüber erleiden. Da die durch die mit Leuchtstoff beschichtete Wandung der Lampenumhüllung in den herkömmlichen Röhrenlampen entweichende sichtbare Quecksilberdampfstrahlung gewöhnlich weniger als 10 % der gesamten sichtbaren Emission beträgt, ändert sich der Weiß-Farbpunkt der Lampenemission mit einer Änderung der Temperatur der kalten Stelle nicht merklich.

Wenn die Leistungsdichte, verschieden von den vorstehend beschriebenen Betriebsbedingungen einer herkömmlichen Leuchtstoff-Röhrenlampe, in der Quecksilberentladung erhöht wird, steigt der Bruchteil der gesamten ausgestrahlten Leistung von der Entladung, der sichtbare Strahlung ist, ebenfalls an. Dies ist als Folge einer partiellen Sättigung der Ultraviolettlichtemission der Quecksilberatome zu verstehen, wohingegen die sichtbare Emission in einer nahezu mehr linearen Weise ansteigt. Als eine Folge kann bei sehr hohen Leistungsdichten die sichtbare Entladungsstrahlung 25 bis 35 % der gesamten sichtbaren Emission betragen. Darüber hinaus hält der gute Anstieg des Wirkungsgrads der Umwandlung von elektrischer Energie in sichtbare Strahlung

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oberhalb des vorerwähnten Quecksilberdampfdrucks von 7 MiI-litorr an. Die Gesamt-Leuchtwirksamkeit erreicht für eine derartige Lampe einen maximalen Wert bei einem wesentlich höheren Quecksilberdampfdruck und einer wesentlich höheren Temperatur der kalten Stelle. Eine weitere Folge besteht darin, daß die Gesamt-Leuchtwirksamkeit der Lampe abnimmt, wenn die Leistungsdichte ansteigt. Von noch größerer Bedeutung für die vorliegende Erfindung ist, daß der Gesamt-Farbpunkt der Lampe signifikant sowohl von der Leistungsdichte der Entladung und der Temperatur der kalten Stelle abhängt.

Es ist ebenso auch bekannt. Leuchtstoffkombinationen verschiedener Arten in den herkömmlichen Ausführungen der Leuchtstofflampen vom Röhrentyp zu verwenden, wobei entweder ineinander übergehende Mischungen der einzelnen Leuchtstoffbestandteile oder auch mehrere Schichten der einzelnen Leuchtstoffbestandteile, einschließlich deren Mischungen, eingesetzt werden. Beispielsweise wird in der ÜS-PS 4 075 532 eine Leuchtstoffmischung beschrieben, welche einen ersten Leuchtstoff mit einer relativ engen Emissionsbande mit einem Peak im kurzwelligen sichtbaren (blauen) Bereich, und einen zweiten Leuchtstoff mit einer relativ breitbandigen Emission mit einem Peak in dem 570 bis 600 Nanometer (gelben) Bereich des sichtbaren Spektrums verwendet, die eine verbesserte Leuchtwirksamkeit in diesem Typ der Leuchtstofflampen-Konstruktion liefert. Als weitere Erläuterung einer verschiedenen Leuchtstoffkombination, die weißes Licht wirksamer als herkömmliche de Luxe-Leuchtstofflampen von röhrenförmiger Bauart erzeugen, wird in der ÜS-PS 4 079 287 die Leuchtstoffmischung beschrieben, welche einen Strontiumhaloapatit-Leuchtstoff und einen durch Europium aktivierten Yttriumoxid-Leuchtstoff verwendet. Noch eine weitere verschiedenartige Leuchtstoffkombination, die in den herkömm-

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lichen Niederdruck-Leuchtstofflampen in wirksamer Weise ein warmes Licht von weißer Farbe erzeugen soll, ist in der US-PS 4 088 923 als ineinander übergehende Mischung von zwei Magnesiumaluminat-Leuchtstoffen mit einer hexagonalen Kristallstruktur und mit spezifischen Seltenerdionen aktiviert und einem dritten Leuchtstoff von Yttriumoxid, das mit dreiwertigem Europium aktiviert ist, beschrieben.

Das in diesen, für einen direkten Ersatz von Glühlampen bei einer weit größeren Leuchtwirksamkeit vorgesehenen Lampen ganz allgemein gewünschte Licht von warmer, weißer Farbe kann mit herkömmlichen Halophosphaten, wie Calciumhaloapatit-Leuchtstoff, oder auch mit den in jüngster Zeit entwickelten Leuchtstoffkombinationen, die verschiedene Halophosphat-Leuchtstoffkomponenten verwenden, oberhalb einer gewissen Höhe der Entladungsleistungsdichte, nicht erzielt werden. Hauptsächlich fehlen den Leuchtstoffmaterialien Farbpunkte, die zur Kompensierung der signifikanten sichtbaren Quecksilberdampfstrahlung, die aus den Leuchtstofflampen mit höherer Leistungsdichte emittiert werden, eingestellt werden können, um eine Lampenemission mit einer warmen weißen Farbe zu erzeugen. Wenn die Temperatur der kalten Stelle unterhalb der oben erwähnten Betriebstemperaturen zur Erzeugung eines näher an einer warmen weißen Farbe liegenden weißen Farbpunktes für die Lampenemission herabgesetzt wird, beobachtet man einen unannehmbaren Verlust in der Leuchtwirksamkeit. Es wurde ferner während einer Lebensdauer in den Lampen eine viel größere Lumen-Minderung beobachtet, als sie bei den röhrenförmigen Leuchtstofflampen auftritt, welche die gleichen herkömmlichen Halophosphat-Leuchtstoffe verwenden, und die bei hohen Entladungsleistungsdichten des Lampenbetriebs ausgeprägter auftritt. Demzufolge ist ein Bedarf für einen verbesserten Leuchtstoff vorhanden, wel-

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eher es ermöglicht, eine Leuchtstofflampe von hoher Leistungsdichte, wie die elektrodenlose Lampe mit annehmbarer Leuchtwirksamkeit während ihrer Lebensdauer zu betreiben, und der auch verschiedene Weiß-Farbpunkte für die Lampenemission durch Einstellen der Betriebstemperatur der kalten Stelle hervorbringen kann.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man in einer Leuchtstofflampe von hoher Leistungsdichte des oben ganz allgemein beschriebenen Typs eine besondere Leuchtstoffkombination zur Erzeugung einer Emission von weißem Licht von niedrigerer Farbtemperatur bei einer gegebenen Entladungsleistungsdichte verwenden kann, ohne daß man eine unzulässige Lumen-Minderung beobachtet. Der Farbpunkt der erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe kann eingestellt werden und es wird ein Mittel zur Steuerung des Quecksilberdampfdrucks in der Lampe vorgesehen, um die Farbtemperatur beim Betrieb der Lampe zu regeln. Die erfindungsgemäße Leuchtstoffkombination erlaubt ferner die Einstellung des Lampenemissionsfarbpunktes durch Variation der Temperatur der kalten Stelle der Lampe zur Erzielung von Farbtemperaturen von annähernd 26OO°K bis annähernd 45OO°K. Die hierdurch ganz allgemein erzielte Verbesserung umfaßt eine Leuchtstofflampe hoher Leistungsdichte, wie beispielsweise die elektrodenlose Leuchtstofflampe mit einem evakuierbaren, lichtdurchlässigen, mit Leuchtstoff beschichteten Röhrenkolben und einem innerhalb des Kolbens befindlichen, Quecksilberdampf enthaltenden, gasförmigen Medium, das durch ein elektrisches Feld zur Emission von Ultraviolettstrahlung als auch sichtbarer Strahlung von insgesamt blauer Farbe ionisiert werden kann, wobei die Verbesserung die Verwendung einer Leuchtstoffmischung umfaßt, die einen durch Europium aktivierten Seltenerdoxid-Leuchtstoff mit einem in einem engen Band grün

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emittierenden Leuchtstoff, wie durch Cer und Terbium aktivierten Magnesiumaluminat-Leuchtstoff mit einer hexagonalen Kristallstruktur enthält, wobei die Leuchtstoffkombination eine zusammengesetzte Lampenemission von weißer Farbe erzeugt. Ein verschiedenartiger, in einem engen Band grün emittierender Leuchtstoff mit einer maximalen Wellenlänge von annähernd 527 Nanometer, der brauchbar erscheint, ist mit Mangan aktiviertes Zinksilicat. Das gewünschte Emissionsspektrum für den grün emittierenden Leuchtstoffbestandteil ist eine enge Hauptemissionsbande mit einer mittleren Wellenlänge in dem grünen Teil des Spektrums zwischen den Wellenlängen von 525 und 570 Nanometer.

Durch Variieren der Temperatur der kalten Stelle beim Betrieb der Lampe der verbesserten Lampenkonstruktion wird die Emission der blauen Farbe, die von der durch die Lampe entweichende Quecksilberdampfstrahlung herrührt, so eingestellt, daß eine warme weiße Farbe der Lampenemission wirksam erzielt werden kann, als auch andere als weiß erkannte Farbpunkte. Auf diese Weise wurden bei dem gewünschten Weiß-Farbpunkt Leuchtwirksamkeiten von 70 Lumen pro Watt oder größer erzielt und mit einer Lumen-Minderung, die während eines Lampenbetriebs von mehreren 1000 Stunden die kommerziellen Forderungen nicht überschritt. Es kann ferner darauf hingewiesen werden, daß der verbesserte Leuchtstoff eine gewünschte Farbtemperatur bei einem höheren Leistungsdichte-Betrieb liefern kann als irgendeiner der früher verwendeten kommerziellen Leuchtstoffe. Für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbare, durch Europium aktivierte Seltenerdoxid-Leuchtstoffe sind in der US-PS 3 301 791 beschrieben, wobei diese brauchbaren Leuchtstoffe sowohl eine gute Quantenausbeute auch bei erhöhten Temperaturen von 200° bis 300°C zusammen mit einer überlegenen Lumen-

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Erhaltung bei Anregung mit von der Quecksilberdampfentladung emittierten ultravioletten Strahlung aufweisen. Fjir die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung bevorzugte, durch Cer und Terbium aktivierte, Seltenerdmagnesiumaluminat-Leuchtstoffe, welche entsprechende Betriebscharakteristiken aufweisen, sind in der vorerwähnten US-PS 4 088 923 und anderen Veröffentlichungen beschrieben. Eine zufriedenstellende Wirkungsweise bei erhöhter Temperatur ist eine notwendige Eigenschaft insofern, als eine derartige Leuchtstofflampe von hoher Leistungsdichte mit einer relativhohen Temperatur des Röhrenkolbens betrieben wird. Die brauchbare Klasse dieser bevorzugten Leuchtstoffmaterialien kann durch die nachfolgende allgemeine Formel

^Ce1-x^Tbx^M9^Al11°19 wiedergegeben werden, worin χ in dem angenäherten Bereich von 0,2 bis 0,5 liegt, wobei alle Leuchtstoffe eine hexagonale Kristallstruktur aufweisen und zusammen mit ihrer Herstellung genauer in der veröffentlichten holländischen Patentanmeldung 7 214 862 beschrieben sind. Die brauchbaren, durch Europium aktivierten Seltenerdoxid-Leuchtstoffe können auch durch die nachfolgende allgemeine Strukturformel

^tEua^R(1-a)^]2°3

wiedergegeben werden, worin R ein Seltenerd-Element, ausgewählt aus Yttrium und Gadolinium, ist und a in dem angenäherten Bereich von 0,02 bis 0,07 liegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform mit einem angrenzend an oder innerhalb des "warm-weißen" Normovals liegenden Lampenemissionsfarbpunkt erzielte eine gleichmäßig gemischte Mischung, enthaltend annähernd 25 bis 30 Gewichtsprozent durch Europium aktivierten Yttriumoxid-Leuchtstoff und 70 bis 75 Gewichtsprozent des durch Cer und Terbium aktivierten Magnesiumaluminat-Leuchtstoffs einen Wirkungsgrad von 70 Lumen pro Watt zu

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Beginn der Lampenversuche in einer elektrodenlosen 35 Watt-Lampe und überschritt ferner die Lumen-Erhaltungspezifikationen, die für diese besondere Lampe festgelegt, sind* Das Verfahren zum Betrieb der Lampenkonstruktion zum Variieren des weißen Farbpunktes der Lampenemission wird nachstehend ausführlicher in Verbindung mit der nachfolgenden detaillierten Beschreibung erläutert.

In den anliegenden Zeichnungen stellt

Figur 1 eine Seitenansicht eines Teilquerschnitts einer bevorzugten Lampenausführung gemäß der vorliegenden Erfindung dar, in welcher Magnetkern-Einrichtungen völlig innerhalb des Röhrenkolbens der Lampe angeordnet sind; und

Figur 2 ist ein C.I.E., (X,Y)-Farbtafeldiagramm, welches die Betriebsprinzipien der vorliegenden Erfindung erläutert.

In Figur 1 wird eine typische Lampe mit einem quellenfreien elektrischen Feld, in welcher der Kern völlig innerhalb des Röhrenkolbens der Lampe angeordnet ist, welcher das gasförmige Entladungsmedium enthält. Bezugnehmend auf diese Zeichnung wird ein im wesentlichen kugelförmig oder tropfenförmig geformter, evakuierbarer Lampenkolben 11, der aus Glas sein kann, unter Verwendung von in der Lampenherstellung bekannten Arbeitsweisen hergestellt. Ein Teil des Lampenkolbens bildet den Raum 11a, der von zwei metallischen Haltestäben durchdrungen wird, die mit dem Glas in irgendeiner beliebigen herkömmlichen Weise unter Ausbildung von Vakuumabdichtungen 16 verbunden sind. Eine Wicklung aus elektrisch leitendem Material 17, das mit beispielsweise Glasfasergewebe isoliert sein kann, ist mit den metallischen Haltestäben 15 verbunden und durch einen Magnettransformatorkern 18 mit geschlossener Schleife geführt, der dadurch innerhalb des Lampenkolbens 11 unterstützt wird. In dieser Ausführungsform

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sind die Wicklungsenden so ausgerichtet, daß sie die Achse des Kerns 18 senkrecht zu den Haltestäben 15 einstellen. Die spezifische Wicklungsanordnung ist durch die Betriebseingangsspannung in die Lampe bestimmt. Typischerweise können die Windungen gewählt werden, um eine Umwindung für jede fünf Volt Wicklungseingangsspannung um den Kern herum zu erlauben. Der Raum innerhalb des Röhrenkolbens enthält ein ionisierbares Gas 19, das chemisch identisch mit dem in herkömmlichen Leuchtstofflampen verwendeten sein kann und eine Mischung eines Edelgases, beispielsweise Krypton und/oder Argon mit Quecksilberdampf enthalten kann. Die innere Oberfläche des gläsernen Röhrenkolbens 11 und die Außenflächen des Transformators 18 sind mit der Leuchtstoffkombination 20 gemäß der vorliegenden Erfindung beschichtet. Bei Anregung der Leuchtstoffschicht durch Ultraviolettstrahlung, die von der Quecksilberdampfentladung erzeugt wird, wird sichtbare Strahlung einer gelblichen Farbe in einer hochwirksamen Weise emittiert. Zusätzlich kann in der Lampenkonstruktion das gasförmige Medium eine bläuliche Strahlung erzeugen, welche angenähert 25 bis 35 % der Gesamtlumen-Emission in der derzeitigen Konstruktion von 35 Watt-Lampen enthält.

Ein wärmeaufnehmender bzw. wärmeabgebender Körper 21, der aus Metall oder einem anderen Material sein kann, wird in gutem thermischen Kontakt mit einer geeigneten Fläche des Röhrenkolbens 11 derart placiert, daß durch Steuerung der thermischen Umgebung des Körpers seine Temperatur so eingestellt werden kann, daß er die kälteste Stelle auf dem Röhrenkolben 11 ist. Durch Einstellung der Temperatur des Körpers 11 kann der Dampfdruck des Quecksilbers in dem gasförmigen Medium 19 gesteuert werden.

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Das Verhältnis der Energie der gelblichen Strahlung, die von dem Leuchtstoff 20 herrührt, zu der Energie der bläulichen Strahlung, die direkt aus der sichtbaren Quecksilberdampfentladung stammt, kann durch Änderung der Temperatur des die Wärme aufnehmenden bzw. abgebenden Körpers 11 gesteuert werden.

Die Quelle für die elektrische Hochfrequenz-Energie 22, die außerhalb des Lampenkolbens, und vorzugsweise innerhalb des Basisaufbaus montiert ist, bewirkt, daß ein Strom durch die Haltestäbe 15 und die Transformatorprimärwicklung 17 fließt, und dadurch den Kern mit einem magnetischen Feld erfüllt. Der Kern induziert einen elektrischen Stromfluß in dem Gas 19 unter Ionisation des Gases und Anregung der Emission einer Ultraviolettstrahlung hauptsächlich bei 254 und 185 Nanometer Wellenlänge, welche den Leuchtstoff 20 wirksam anregt und ebenso auch die Emission der Quecksilberstrahlung aus dem Gas 19 bei den Wellenlängen im sichtbaren Bereich von 405, 436, 546 und 578 Nanometer stimuliert. Das ionisierte Gas führt in einer für herkömmliche Entladungslampen typischen Weise einen negativen elektrischen Belastungswiderstand ein, der eine ungeschützte Energiequelle von niedriger Impedanz zerstören würde. Ein Ballast-Scheinwiderstand 24 kann beispielsweise in Reihe mit der Energiequelle 22 und einem Haltestab 15 in einer herkömmlichen Weise verbunden werden, um eine ausreichend positive Impedanz zum Ausgleich der negativen Impedanz des gasförmigen Mediums zu schaffen und die Stromzuführung mit einem positiven Belastungswiderstand zu versehen, und dadurch einen stabilen Betrieb zu sichern. Wahlweise können Strom begrenzende Mittel in die Energiequelle 22 zur Schaffung einer aktiven Ballastwirkung eingebaut werden. Eine detailliertere Beschreibung der vorstehenden Lampe mit einem quel-

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lenfreien elektrischen Feld kann aus der oben angeführten ÜS-PS 4 017 764 entnommen werden.

Um die für die obige Lampenkonstruktion unter Verwendung der erfindungsgemäßen Leuchtstoffkombination als ineinander übergehende Mischung erzielte Verbesserung im Emissionsverhalten weiter zu erläutern, wurden verschiedene 35 Watt-Lampen für einen Vergleich der Variation im Farbpunkt der Lampenemission konstruiert, welche durch Variation der Temperatur der kalten Stelle im Betrieb erhalten wurden. Die 35 Watt-Lampen wurden mit einem durchschnittlichen Gewicht der Leuchtstoffbeschichtung von annähernd 4 mg pro cm Leuchtstoffschichtfläche hergestellt und das gasförmige Medium in den Lampen war Kryptongas von annähernd 500 Millitorr Druck und etwa 10 mg Quecksilber wurden unter dem Bereich der kalten Stelle eingeführt, wobei das Quecksilber mit einer Legierung von Wismut-Zinn und Blei zur Herabdrückung des Quecksilberdampfdrucks bei einer gegebenen Temperatur der kalten Stelle amalgamiert war. Die besondere, in den Lampenversuchen verwendete Leuchtstoffkombination bestand aus einer ineinander übergehenden Mischung unter Verwendung von 74 Gewichtsteilen eines ersten Leuchtstoffes mit der Strukturformel

^CeO,7^TbO,3^M^^Al11°19

und 26 Gewichtsteilen eines zweiten Leuchtstoffes mit der Strukturformel

^(EuO,O5^YO_f95^>2°3

wobei die ineinander übergehende Leuchtstoffmischung auf die innere Oberfläche des Lampenkolbens, der einen Durchmesser von 88,9 mm (3,5 inch) hatte, in üblicher Weise aufgebracht wurde. Der nachfolgende Betrieb der Versuchslampen

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gemäß der vorliegenden Erfindung lieferte eine Variation in Farbpunkten der Lampenemission, gemessen nach dem bekannten C.I.E.-Verfahren, wie dies in der Figur 2 gezeigt wird.

In der anliegenden Figur 2 wird ein Teil des C.I.E.-Farbtafeldiagramms einschließlich der Linie mit den Orten der Schwarzkörper-Strahlung zusammen mit gewissen von der ANSI definierten Ovalen der weißen Farbe, die als Farbstandards für Leuchtstofflampen verwendet werden, als auch gewisse Farbpunkte, die bei den erfindungsgemäßen Versuchslampen gemessen wurden, gezeigt. In dem Diagramm sind ferner noch die Farbpunkte für die. zwei Leuchtstoff-Bestandteile eingezeichnet, die in den Versuchslampen verwendet wurden, zusammen mit dem Farbpunkt der sichtbaren Quecksilberdampfstrahlung, die aus diesen Lampen herausdringt. Durch Festsetzung der letztgenannten drei Farbpunkte auf dem Farbtafeldiagramm in Figur 2 wird weiter ein gebrauchsfähiges Verhältnis zwischen diesen Werten definiert, welches das Ausmaß der Verschiebung im Farbpunkt für die Lampenemission mit der Variation in der Temperatur der kalten Stelle im Lampenbetrieb bestimmt. Insbesondere wird dieses gebrauchsfähige Verhältnis festgelegt, indem man zunächst den Farbpunkt auf der üblichen Mischungslinie 25 für die erfindungsgemäße Leuchtstoffkombination bestimmt und anschließend eine zweite Mischungslinie 26 schafft, welche sich zwischen dem Farbpunkt und der entweichenden Quecksilberdampfstrahlung erstreckt. Die Verschiebung im Farbpunkt der Lampenemission mit der Variation in der Temperatur der kalten Stelle im Lampenbetrieb findet entlang oder benachbart zur Mischungslinie 26 statt, was aus dem Farbtafeldiagramm zu ersehen ist, worin alle eng an den darin gezeigten Normovalen für die weiße Farbe liegen. Wie weiter aus dem hergestellten Farbtafeldiagramm zu ersehen

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ist, werden vier Farbpunkte für die Versuchslampen gezeigt, wenn man bei Temperaturen der kalten Stelle von 28°C, 62°C, 68⁰C und 83°C arbeitet. Es wird dadurch mit der erfindungsgemäßen Leuchtstoffkombination möglich, nicht nur Farbpunkte in dieser Weise zu erzielen, welche innerhalb des Ovals für die warme weiße Farbe liegen, sondern den gewünschten Farbpunkt der Lampenemission bis zu den verbleibenden Farbovalen zu verschieben, die über einen weiten Farbtemperaturbereich, der sich zwischen
erstreckt, gezeigt werden.

bereich, der sich zwischen etwa 26OO°K bis annähernd 45OO°K

Aus den vorstehenden bevorzugten Ausfuhrungsformen ist es ersichtlich, daß eine besondere Leuchtstoffkombination aus zwei Komponenten geschaffen wurde, die eine signifikant niedrigere Farbtemperatur erreicht, als sie mit bisher verwendeten herkömmlichen Leuchtstoffmaterialien in Leuchtstofflampen hoher Leistungsdichte erzielt wurden. Es ist ebenso ersichtlich, daß in den erläuterten Ausführungsformen durch Variation der Zusammensetzung der Leuchtstoff-Bestandteile Modifikationen durchgeführt werden können, die von der vorliegenden Erfindung noch umfaßt werden. Weiterhin können auch Variationen in der Konstruktion der Lampe als solche durchgeführt werden, die ebenfalls jedoch noch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.

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Claims

1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A.

Patentansprüche

1J Leuchtstofflampe mit einem evakuierbaren, lichtdurchlässigen, mit Leuchtstoff beschichteten Röhrenkolben und einem innerhalb des Kolbens befindlichen, Quecksilberdampf enthaltenden, gasförmigen Medium, das durch ein elektrisches Feld zur Emission von Ultraviolettstrahlung als auch sichtbarer Strahlung von insgesamt blauer Farbe angeregt werden kann, dadurch gekennzeichnet,

daß der Leuchtstoff eine innige Mischung —

ist, die einen durch Europium aktivierten Seltenerdoxid-Leuchtstoff mit einem zweiten Leuchtstoff, der eine enge Hauptemissionsbande mit einem mittleren Wellenlängenbereich im grünen Teil des Spektrums zwischen den Wellenlängen von 525 und 570 Nanometer aufweist, enthält, wobei die Leuchtstoff kombination eine zusammengesetzte Lampenemission von weißer Farbe erzeugt.

2. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbpunkt der weißen Farbe der Lampenemission durch Steuerung des Quecksilberdampfdruckes in der Lampe eingestellt wird.

3. Leuchtstofflampe nach Anspruch 2, dadurch

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gekennzeichnet/ daß der Quecksilberdampfdruck in der Lampe durch die Temperatur der kalten Stelle beim Betrieb der Lampe gesteuert wird.

4. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben kugelig geformt ist und das elektrische Feld durch einen Magnetkern erzeugt wird.

5. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze ich net, daß der zweite Leuchtstoff ein Aluminatleuchtstoff der nachfolgenden allgemeinen Formel

ist, in welcher χ in dem angenäherten Bereich von 0,2 bis 0,5 liegt.

6. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Seltenerdoxid-Leuchtstoff die allgemeine Formel

^[Eua^R(1-a)³2°3 aufweist, in welcher R ein Seltenerd-Element, ausgewählt aus Yttrium und Gadolinium, ist und a in dem angenäherten Bereich von 0,02 bis 0,07 liegt.

7. Leuchtstofflampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innige Leuchtstoffmischung aus 70 bis 75 Gewichtsteilen des Aluminatleuchtstof fs und 25 bis 30 Gewichtsteilen eines Selten erdoxid-Leuchtstoffs der nachfolgenden allgemeinen Formel

[^Eua^Y(1-a)^]2°3 besteht, in welcher a in dem angenäherten Bereich von 0,02

bis 0,07 liegt.

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8. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbpunkt der weißen Farbe der Lampenemission innerhalb des Normovals für warme weiße Farbe liegt.

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