DE4003406A1 - Niederdruck-quecksilberdampf-entladungslampe sowie luminophormischung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe, insbesondere eine Leuchtröhre, vorteilhaft eine Leuchtröhre von hoher Wandbelastbarkeit, mit einer eine inaktive Komponente enthaltenden Luminophorschicht, sowie eine Luminophormischung zu Niederdruckquecksilberdampf-Entladungslampen. Die erfindungsgemäße Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe ist mit einem in einem bestimmten Wellenlängenbereich lichtdurchlässigen, mit einer eine inaktive Komponente und zumindest einen Leuchtstoff enthaltenden Luminophorschicht bezogenen Kolben sowie Einheiten zum Aufrechterhalten einer Gasentladung im Innenraum des Kolbens ausgebildet, wobei im Kolben eine mit einem Edelgas und Quecksilber vorbereitete erregbare und ionisierbare Gasfüllung vorhanden ist. Die vorgeschlagene Luminophormischung, welche bei den Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen verwendbar ist, enthält zumindest einen luminiszierenden Leuchtstoff und eine inaktive Komponente.

Die bekannten Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen, insbesondere die Leuchtröhren, weisen den wichtigen Nachteil auf, daß sich ihr Lichtstrom während des Betriebes mit Alterung der Leuchtröhre kontinuierlich vermindert. Die Verminderung hängt vom Typ der Lampe sowie von der Zusammensetzung und Herstellung des luminiszierenden Stoffes, d. h. des Leuchtstoffes ab. Zur Verlangsamung, eventuell Vermeidung dieses Prozesses wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, welche große Unterschiede zeigen. Die Unterschiede folgen der Tatsache, daß eine Verminderung des Lichtstroms aus verschiedenen Gründen vorkommt. Die letzteren sind unter anderen in der GB-PS 13 43 250 zu lesen.

Einen der wichtigsten Gründe bildet die Tatsache, daß der Leuchtstoff elektrisch nicht völlig ladungsfrei ist. Während der Herstellung des Leuchtstoffes wird dieser so behandelt, daß im kristallischen Gitter aktivisierende Ionen erscheinen. Die Ionen stellen sicher, daß die in der Leuchtröhre vorhandene Luminophorschicht unter Einwirkung der durch die im Innenraum der Lichtquelle zustande kommenden Gasentladung erzeugte Strahlung erregt wird und die Luminophorschicht das Licht mit gewünschter Wellenlänge ausstrahlt. Bei den Leuchtröhren ist das Quecksilber die Quelle der Erregung, da der Quecksilberdampf im ultravioletten Bereich strahlt. Aufgrund dieser Strahlung erzeugt der Leuchtstoff das Licht im sichtbaren Bereich.

Die Einführung der aktivierenden Ionen in das kristalline Gitter ist eine ziemlich schwierige Aufgabe, welche zur Lösung einen Überschuß von Anionen erfordert. Dies ist eine Grundbedingung für die Stabilität des Leuchtstoffes d. h. der Luminophorschicht. Daher enthält der stabilisierte Leuchtstoff einen Überschuß von Anionen im Vergleich zu den stöchiometrischen Mengen, so daß er mit negativer Ladung zu kennzeichnen ist. Die negative Ladung des Leuchtstoffes führt zum Ziehen von Quecksilberionen, da die letzteren eine positive elektrische Ladung aufweisen. Der Prozeß bewirkt die Adsorption des Quecksilbers auf der Oberfläche des Leuchtstoffes, was das Grauwerden des Leuchtstoffes hervorruft. Als eine andere Folge der Adsorption kann das Ausdrängen der Kationen höherer Elektronegativität aus dem Leuchtstoff auftreten, wie es z. B. in der HU-PS 1 81 471 beschrieben ist (dieses Patent wurde auf die Anmeldung von N. V. Philips Gloeillampenfabrieken, Eindhoven, NL, mit Beanspruchung der Priorität der am 23. August 1977 eingereichten NL-Anmeldung Nr. 77-09 263 erteilt). Die erwähnten Prozesse haben die Folge der Verhinderung des Lichtstromes nach gewisser Zeit, mit der Alterung der Lampe, d. h. die Lampe kann den gewünschten und durch die physikalischen Eigenschaften begründeten Lichtstrom nicht leisten. Diese Erscheinung wurde unter anderen in der GB-PS 12 29 038 analysiert. In der letzteren Patentschrift ist der Hinweis darauf zu finden, daß in den Leuchtstoffen vom Silikattyp es zweckmäßig ist, den Überschuß des Siliziumdioxides zur Verlangsamung des Adsorptionsprozesses des Quecksilbers zu vermindern. Zur Lösung dieser Aufgabe wurde vorgeschlagen, den Leuchtstoff mit einem Überschuß an Zinkdioxid enthaltendem Zinkborat zu ergänzen. Die homogenisierte Mischung wird einer Wärmebehandlung unterworfen, so daß die Kristallstruktur des Leuchtstoffes und nicht nur seine Zusammensetzung modifiziert werden kann. Der Prozeß bedarf der Einstellung von in ziemlich engen Bereichen bestimmten Parametern, ist an sich kompliziert und das Vorhandensein von Zink ist nach der Lehre der erwähnten HU-PS 1 81 471 nachteilig.

Bei den mit Kalziumhalogenphosphat ausgebildeten Leuchtstoffen wurde nach der US-PS 38 87 725 zur Verlangsamung der Verminderung des Lichtstroms vorgeschlagen, die Körner des Leuchtstoffes mit Zinkorthophosphat oder Zinkborat zu bedecken, wobei der erwähnte Stoff mit der Suspension des Leuchtstoffes vermischt wurde. Das Vorhandensein des Zinks ist in diesem Falle ebenfalls nachteilig, wie es der Lehre der erwähnten HU-PS 1 81 471 entnommen werden kann, da das Zink die Stabilität des Leuchtstoffes gegenüber den mit hoher Energie gekennzeichneten Quecksilberionen von positiver elektrischer Ladung beeinträchtigt. So soll die Verwendung von Zink im Leuchtstoff bei den kompakten Leuchtröhren vermieden werden. Aus der GB-PS 11 91 974 ist ein Verfahren bekannt geworden, wonach die Oberfläche der aus Kalziumhalogenphosphat bestehenden Körner mit einer Phosphatschicht versehen werden soll, welche "in situ" hergestellt werden kann. In der GB-PS 13 43 250 ist offenbart, daß es vorteilhaft ist, eine Phosphatschicht durch ein chemisches Verfahren auf der Oberfläche der Körner eines Leuchtstoffes vom Silikattyp herzustellen.

Die die Beschichtung erzielenden Verfahren sind mehr oder weniger erfolgreich, jedoch ist der so erhaltene Leuchtstoff nicht fähig, solche Bedingungen zu schaffen, bei denen mit der Alterung der Leuchtröhre die Verminderung des Lichtstromes in gewünschtem Maße verlangsamt werden kann.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Niederdruck- Quecksilberdampf-Entladungslampe, insbesondere eine Leuchtröhre von hoher Wandbelastbarkeit (kompakte Leuchtröhre), sowie eine Luminophormischung zu schaffen, bei denen die Verminderung des Lichtstroms deutlich reduziert werden kann.

Es wurde erkannt, daß bei den bekannten Lösungen die negative Ladung des Leuchtstoffes immer unverändert bleibt, d. h. keine der bekannten Methoden ist darauf gerichtet, die ursprünglich bei der Herstellung erzeugte negative elektrische Ladung der Oberfläche der Leuchtstoffkörner zu kompensieren oder den Leuchtstoff mit positiver elektrischer Ladung auszubilden.

Die Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, daß die Adsorption von Quecksilber durch Einführung eines stabilisierten inaktiven Stoffes von positiver elektrischer Ladung in den Leuchtstoff reduziert werden kann, wobei der inaktive Stoff zweckmäßig mit der Oberfläche der Körner (Teilchen) des Leuchtstoffes zu verbinden ist. Auf diesem Weg ist die Möglichkeit gegeben, das Ziehen zwischen der auf der Oberfläche des Kolbens vorbereiteten Luminophorschicht und den Quecksilberionen der Gasfüllung positiver Ladung und hoher Energie zu vermeiden. Kommt keine Adsorption des Quecksilbers auf der Oberfläche der Luminophorschicht zustande, wird die Verminderung des Lichtstroms deutlich verlangsamt und kann jene in idealem Falle sogar für lange Zeit vermieden werden.

Es wurde weiter erkannt, daß eine inaktive Komponente zu verwenden ist, welche an der Erzeugung des Lichtes der Lampe nicht teilnimmt, jedoch sehr feinkörnig ist und einen Überschuß von Kationen in bezug zur stöchiometrischen Zusammensetzung aufweist.

Die eine inaktive, d. h. an der Erzeugung des Lichtes nicht teilnehmende Komponente und zumindest einen Leuchtstoff enthaltenden Leuchtstoffmischungen sind an sich bekannt. Als inaktive Komponente werden im allgemeinen solche Stoffe verwendet, welche entweder die Verbindung zwischen dem Kolben der Lampe und der Luminophorschicht verbessern, oder die gegenüber der ultravioletten Strahlung gezeigten Eigenschaften der Luminophorschicht verändern (sie absorbieren, filtrieren oder reflektieren die Strahlung). Die Verwendung der inaktiven Komponenten mit einer Luminophormischung wurde nicht nur in den oben anfgeführten Patentschriften, sondern auch in den folgenden Patentdokumenten dargestellt: US-PS 33 10 418, US-PS 38 86 396, GB-PS 14 96 438, GB-PS 20 82 618, weiters JP-B 49-18 092 und JP-B 53-69 483. Als inaktive Komponenten werden in diesen Patentschriften Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und Kalziumdiphosphat angegeben.

Die bekannten inaktiven Komponenten sind an sich von weißer Farbe, da derart die Verminderung des Lichtstroms vermieden werden kann. Die Dokumente enthalten jedoch keinen Hinweis darauf, daß die den Leuchtstoff ergänzende inaktive Komponente mit einem Überschuß von Kationen gekennzeichnet werden muß, um die Verminderung des Lichtstroms durch Kompensierung der aus dem Anionenüberschuß der bekannten Luminophormischungen folgenden negativen Ladung des Leuchtstoffes zu begrenzen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurden eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe, insbesondere eine Leuchtröhre, vorteilhaft eine Leuchtröhre hoher Wandbelastbarkeit, mit einer eine inaktive Komponente enthaltenden Luminophorschicht, sowie eine Luminophormischung für Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen erarbeitet.

In der vorgeschlagenen Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe, welche mit einem in einem bestimmten Wellenlängenbereich lichtdurchlässigen, mit einem eine inaktive Komponente und zumindest einen Leuchtstoff enthaltenden Luminophorschicht bedeckten Kolben, und an sich bekannten üblicherweise verwendete Einheiten zum Aufrechterhalten einer Gasentladung im Innenraum des Kolbens ausgestattet ist, wobei im Kolben eine mit einem Edelgas und Quecksilber hergestellte erregbare und ionisierbare Gasfüllung vorhanden ist, sowie in der Luminophormischung, welche zur Herstellung einer Luminophorschicht bei den Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen dient, und als Werkstoff der Luminophorschicht zumindest einen luminiszierenden Leuchtstoff und eine inaktive Komponente enthält, ist der Erfindung nach wichtig, daß die inaktive Komponente ein Stoff mit einer positiven elektrischen Ladung und mit durchschnittlicher Korngröße kleiner als die des Leuchtstoffes ist, die vorteilhaft im Bereich von 0,0005 zu 0,0001 mm liegt, wobei der Anteil der inaktiven Komponente an der Luminophorschicht im Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% liegt.

In einer vorteilhaften Verwirklichung der Erfindung kann die Zusammensetzung der inaktiven Komponente mit der allgemeinen Formel M _x (P₂O₇) _y (B₄O₇) _z bestimmt werden, wobei M Kalzium und/oder Strontium und/oder Barium ist, d. h. alle drei Metalle sind einzeln, paarweise oder gemeinsam verwendbar, und für x, y und z die Zusammenhänge

y = 1-z,
0 z 1, und
1,05 (2y + z) x 1,15 (2y + z)

bedeuten können.

In der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe ist die Wirkung der positiven Ladung insbesondere vorteilhaft, wenn die inaktive Komponente in der Luminophorschicht mit der Oberfläche der Körner des Leuchtstoffes verbunden vorhanden ist.

Bei den Leuchtröhren wird es bevorzugt, zumindest eine Leuchtstoffkomponente der Luminophorschicht als ein Halogenphosphat von Apatitstruktur, insbesondere mit Europium aktiviertes Strontiumchloroapatit zu wählen, wenn die inaktive Komponente ein Stoff nach der Formel (Ca,Sr) _x P₂O₇, insbesondere Ca _x P₂O₇ mit durchschnittlicher Korngröße im Bereich von 0,0005 mm zu 0,0001 mm ist, wobei x einen Wert zwischen 2,0 und 2,3 und insbesondere zwischen 2,1 und 2,2 bedeutet.

Daher schlägt die Erfindung vor, eine inaktive Komponente mit einem Überschuß von Kationen zu verwenden, welche offensichtlich eine positive elektrische Ladung aufweist. Beim Vermischen der vorgeschlagenen inaktiven Komponente mit dem Leuchtstoff entsteht eine Mischung, bei der die die positive Ladung tragende Komponente mit den negativ aufgeladenen Teilchen des Leuchtstoffes verbunden ist und derart einen Schutz gegen die bombardierenden Quecksilberionen gewährleistet. Dieser Schutz ist insbesondere bei den kompakten Leuchtröhren wichtig, da die Einwirkung des Quecksilbers dabei insbesondere aktiv ist. Als inaktive Komponente können verschiedene Stoffe, z. B. Diphosphat oder Tetraborat, desweiteren Aluminat oder Silikat von Alkalierdmetallen verwendet werden. Die erwähnten Verbindungen sind einzeln oder in beliebiger Kombination einzusetzen.

Die Erfindung wird desweiteren aufgrund von beispielsweise dargestellten Verwirklichungen sowie Beispielen der die inaktive Komponente enthaltenden Mischungen näher erläutert. Dabei wird Bezug auf die Zeichnung genommen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Seitenansicht einer kompakten Leuchtröhre und

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Leuchtröhre traditioneller Ausbildung.

Die erfindungsgemäße Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe ist vorteilhaft eine Leuchtröhre hoher Wandbelastbarkeit (kompakte Leuchtröhre, Fig. 1) oder eine Leuchtröhre traditionellen Aufbaus (Fig. 2), wobei eine als Werkstoff zumindest eine Leuchtstoffkomponente und eine inaktive Komponente enthaltende Luminophorschicht 2 auf der Innenfläche eines Kolbens 1 ausgebildet ist. Im Innenraum des in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich lichtdurchlässigen Kolbens 1 sind an sich bekannte Einheiten zum Aufrechterhalten einer Gasentladung sowie eine mit Quecksilber und Edelgas hergestellte Gasmischung (Füllung) vorhanden.

Die Luminophorschicht 2, wie erwähnt, enthält nach der Erfindung eine inaktive Komponente, welche aus durchschnittlich kleineren Körnern besteht als die Leuchtstoffkomponente(n), wobei die Korngröße vorteilhaft zwischen 0,0005 und 0,0001 mm liegt. Das wichtigste ist hierbei jedoch, daß diese Komponente eine positive elektrische Ladung aufweist und die Körner vorteilhaft mit den Körnern der Leuchtstoffkomponente(n) verbunden sind (die letzteren tragen eine negative elektrische Ladung).

Die Erfindung wird desweiteren aufgrund von Beispielen näher dargestellt. Zuerst wird die Herstellung der inaktiven Komponenten beschrieben.

Beispiel 1 Herstellung von Ca_2,1P₂O₇

272 g CaHPO₄ und 20 g CaCO₃ wurden vermischt und die Mischung zur gleichmäßigen Verteilung der Teilchen homogenisiert. Die homogenisierte Mischung wurde in einem Quarztiegel angeordnet und der Tiegel in einem Ofen aufgeheizt. Die Temperatur des Innenraums des Ofens wurde im Bereich von etwa 1050°C bis etwa 1100°C eingestellt. Das Ausglühen der Mischung dauerte 1 Stunde. Danach wurde der Ofen ausgeschaltet, der Inhalt bis zur Abkühlung in Ruhe gelassen und der erhaltene Stoff bei Raumtemperatur bis zum Erreichen der gewünschten Korngröße gemahlen.

Beispiel 2 Herstellung von Ca_1,65 (P₂O₇)_0,5(B₄O₇)_0,5

136 g CaHPO₄, 139 g B₂O₃ und 65 g CaCO₃ wurden vermischt und die Mischung zur gleichmäßigen Verteilung homogenisiert. Die homogenisierte Mischung wurde in einem Korundtiegel angeordnet und der Tiegel in einem Ofen aufgeheizt. Die Temperatur des Innenraums des Ofens wurde durch 2 Stunden auf den Wert 900°C mit gleichmäßiger Geschwindigkeit erhöht. Das Ausglühen der Mischung dauerte 2 Stunden. Danach wurde der Ofen ausgeschaltet, der Inhalt bis zur Abkühlung in Ruhe gelassen und der erhaltene Stoff bei Raumtemperatur bis zum Erreichen der gewünschten Korngröße gemahlen.

Beispiel 3 Herstellung einer Überzugsmasse mit einem blauen Leuchtstoff und einer inaktiven Komponente für eine mit blauem Licht leuchtende Leuchtröhre

Der Leuchtstoff mit einer Strahlung blauen Lichtes besteht aus Strontiumchloroapatit, welches mit Europium aktiviert ist. Dazu kann als inaktive Komponente der Stoff nach dem Beispiel 1 verwendet werden, d. h. ist die inaktive Komponente Kalziumdiphosphat. 200 g des Leuchtstoffs wurden in 180 g Bindematerial dispergiert, wobei das Bindematerial Butylazetat mit 1 Vol.-% Nitrocellulose ist. Zur Dispersion wurden 14 g Suspension zugegeben, welche 15 Gew.-% inaktive Komponente in demselben Bindematerial enthielt. Auf diese Weise konnte eine Mischung hergestellt werden, in der die inaktive, die positive elektrische Ladung aufweisende Komponente in bezug zur Menge des Leuchtstoffes 1 Gew.-% ausmachte.

Mit der vorgeschlagenen neuen Mischung wurde die Innenfläche des Kolbens einer kompakten Leuchtröhre nach Fig. 1 überzogen, wobei 0,14 g Mischung bei jeder Leuchtröhre notwendig waren.

Gleichzeitig wurde eine Leuchtröhre desselben Aufbaus, jedoch ohne die inaktive Komponente in der Luminophormischung hergestellt. Dies war die Kontrollröhre.

Die ausgestrahlten Lichtströme der Leuchtröhren wurden gemessen und der Wert 100 dem Lichtstrom der Kontrollröhre am Anfang der Untersuchungen zugeschrieben. Die gemessenen Werte waren die folgenden (Tabelle 1):

Tabelle 1

Aus dem Beispiel ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäß ausgebildete Leuchtröhre eine wesentlich geringere Verminderung des Lichtstroms zeigt als die bekannte Konstruktion. Diese geringere Verminderung ist insbesondere bei den kompakten Leuchtröhren wichtig.

Beispiel 4 Herstellung einer Überzugsmasse mit einer inaktiven Komponente und Kalziumfluorochlorophosphat: Mn, Sb Leuchtstoff für Leuchtröhren traditionellen Aufbaus

400 g Leuchtstoff wurden in 360 g wäßrigem Bindemittel dispergiert und der Dispersion 27 g Suspension der inaktiven Komponente zugemischt, wobei die Suspension 15 Gew.-% inaktive Komponente enthielt. Die inaktive Komponente konnte mit der Formel Ca_1,1Sr_1,1P₂O₇ gekennzeichnet werden, wobei die Menge der inaktiven Komponente etwa 1 Gew.-% in bezug zur Masse des Leuchtstoffes ausmachte.

Die Überzugsmasse wurde zur Herstellung einer Leuchtröhre von 35 W Leistung und 26 mm Durchmesser verwendet. Gleichzeitig wurde eine andere Leuchtröhre, gleichfalls nach Fig. 2 aufgebaut, jedoch ohne die aktive Komponente in der Überzugsmasse hergestellt. (Dies war die Kontrollröhre).

Die Leuchtröhren wurden im Betrieb über 500 Stunden geprüft. Die Lichtströme wurden am Anfang, nach 100 und nach 500 Stunden gemessen und die gemessenen Werte in relativen Einheiten bestimmt. Dabei wurde der Wert 100 dem Lichtstrom der Kontrollröhre am Anfang zugeschrieben. Die Messungen ergaben die in der Tabelle 2 angegebenen Ergebnisse:

Tabelle 2

Die Verminderung der Intensität nach 500 Stunden wurde aufgrund der auf die Zeit von 100 Stunden bezogenen Werte bestimmt.

Dem Obigen ist zu entnehmen, daß die Werte der Intensität nach 100 Stunden Betrieb bei den beiden Leuchtröhren praktisch gleich sind, jedoch tritt später eine deutliche Verlangsamung der Verminderung des Lichtstroms bei den neuartigen Leuchtröhren auf.

Beispiel 5 Herstellung einer Überzugsmasse mit einer inaktiven Komponente und Kalziumfluorochlorophosphat: Mn, Sb Leuchtstoff für Leuchtröhren traditionellen Aufbaus

400 g obigen Leuchtstoffs (4200 K) wurden in 36 g Lösung eines Bindematerials (Butylazetat mit 2 Gew.-% Nitrozellulose) dispergiert und der Dispersion 27 g Suspension der inaktiven Komponente in dem oben erwähnten Bindematerial zugemischt, wobei die Suspension 15 Gew.-% inaktive Komponente enthielt. Die inaktive Komponente konnte mit der chemischen Formel Ca_1,65(P₂O₇)_0,5(B₄O₇) gekennzeichnet werden, wobei die Menge der inaktiven Komponente etwa 1 Gew.-% in bezug zur Masse des Leuchtstoffes ausmachte. Die so erhaltene Überzugsmasse wurde zur Herstellung einer Leuchtröhre von 40 W Leistung und 38 mm Durchmesser verwendet. Gleichzeitig wurde eine andere Leuchtröhre, gleichfalls nach Fig. 2 hergestellt, welche jedoch keine aktive Komponente in der Überzugsmasse enthielt. (Dies war die Kontrollröhre). Die Leuchtröhren wurden zwecks Prüfung über die Zeit von 500 Stunden an das elektrische Netz angeschlossen. Die Lichtströme wurden am Anfang der Prüfung, desweiteren nach dem Ablauf von 100 und 500 Stunden gemessen und die gemessenen Werte in relativen Einheiten ausgedrückt. Dabei wurde der Wert 100 dem am Anfang der Prüfung gemessenen Lichtstrom der Kontrollröhre zugeschrieben. Die Messungen gaben die in der Tabelle 3 angegebenen Ergebnisse:

Tabelle 3

Die Verminderung der Intensität (des Lichtstromes) nach 500 Stunden wurde aufgrund der auf 100 Stunden bezogenen Werte bestimmt.

Dem Obigen ist zu entnehmen, daß die Werte der Intensität (des Lichtstroms) nach 100 Stunden Betrieb bei den beiden Leuchtröhren praktisch gleich sind, jedoch tritt später eine deutliche Verlangsamung der Verminderung des Lichtstroms bei den neuartigen Leuchtröhren auf.

In den Beispielen wurden lediglich die blaues Licht ausstrahlenden Leuchtstoffe ausgewählt, um die positiven Effekte der Erfindung darstellen zu können. Es ist jedoch klar, daß diese Effekte auch bei Leuchtstoffmischungen mit mehreren luminiszierenden Komponenten erzielbar sind. Der blaue Leuchtstoff wurde eben aus dem Grund ausgewählt, daß er am schnellsten dem Prozeß des Grauwerdens unterzogen werden kann; er ist am meisten gegen die Wirkung des Quecksilbers empfindlich. Deswegen ist bei diesem Stoff die Vermeidung der Adsorption des Quecksilbers wichtiger als bei den anderen.

Es soll nochmals betont werden, daß die inaktive Komponente unbedingt eine positive elektrische Ladung aufweisen muß, da anderenfalls die Verminderung des Lichtstroms praktisch nicht verlangsamt werden kann. Die Beispiele bewiesen, daß die Zumischung dieser aktiven Komponente die anderen Eigenschaften der Leuchtröhre und allgemein der Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen nicht beeinträchtigt, d. h. der Überschuß der Kationen in den Molekülen ist nicht schädlich.

Die Grundidee der Erfindung ist daher die Schaffung von Bedingungen, unter denen die mit negativer elektrischer Ladung gekennzeichneten Leuchtstoffkomponenten mit einer unter Einwirkung der Gasentladung inaktiven, einen Überschuß von positiven elektrischen Ladungen aufweisenden Komponente ergänzt wird. Deswegen ist die Erfindung keineswegs durch die in den Beispielen dargestellten konkreten Ausführungen beschränkt.

Claims (10)

1. Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe, insbesondere Leuchtröhre, vorteilhaft Leuchtröhre hoher Wandbelastbarkeit, mit einem in einem bestimmten Wellenlängenbereich lichtdurchlässigen, mit einer eine inaktive Komponente und zumindest einen Leuchtstoff enthaltenden Luminophorschicht bezogenen Kolben und Einheiten zum Aufrechterhalten einer Gasentladung im Innenraum des Kolbens, wobei im Kolben eine ein Edelgas und Quecksilber enthaltende erregbare und ionisierbare Gasfüllung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die inaktive Komponente der Luminophorschicht (2) ein Stoff mit positiver elektrischer Ladung und mittlerer Korngröße kleiner als die des Leuchtstoffes ist, wobei der Anteil der inaktiven Komponente in der Luminophorschicht (2) auf die Menge des Leuchtstoffes bezogen im Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% liegt.

2. Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Korngröße der inaktiven Komponente im Bereich von 0,0005 mm bis 0,0001 mm liegt.

3. Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der inaktiven Komponente mit der Formel M _x (P₂O₇) _y (B₄O₇) _z beschreibbar ist, wobei M Kalzium und/oder Strontium und/oder Barium bedeutet, y = 1-z,
0 z 1,
1,05 (2y + z) x 1,15 (2y + z)

4. Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die inaktive Komponente in der Luminophorschicht (2) mit der Oberfläche der Körner des Leuchtstoffes verbunden ist.

5. Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Leuchtstoff der Luminophorschicht (2) ein Halogenphosphat mit Apatitstruktur, desweiteren die inaktive Komponente ein Stoff nach der Formel (Ca,Sr) _x P₂O₇ mit durchschnittlicher Korngröße im Bereich von 0,0005 mm bis 0,0001 mm ist, wobei x einen Wert zwischen 2,0 und 2,3 bedeutet.

6. Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenphosphat mit Europium aktiviertes Strontiumchloroapatit ist, desweiteren die inaktive Komponente ein Stoff nach der Formel Ca _x P₂O₇ mit durchschnittlicher Korngröße im Bereich von 0,0005 mm bis 0,0001 mm ist, wobei x einen Wert zwischen 2,1 und 2,2 hat.

7. Luminophormischung für eine Luminophorschicht von Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen, welche zumindest einen luminiszierenden Leuchtstoff und eine inaktive Komponente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die inaktive Komponente ein Stoff mit positiver elektrischer Ladung und durchschnittlicher Korngröße kleiner als die des Leuchtstoffes ist, wobei der Anteil der inaktiven Komponente an der Gesamtmasse der Luminophormischung im Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% liegt.

8. Luminophormischung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Korngröße der inaktiven Komponente im Bereich von 0,0005 mm bis 0,0001 mm beträgt.

9. Luminophormischung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der inaktiven Komponente mit der Formel M _x (P₂O₇) _y (B₄O₇) _z beschreibbar ist, wobei M Kalzium und/oder Strontium und/oder Barium bedeutet, y = 1-z,
0 z 1,
1,05 (2y + z) x 1,15 (2y + z)

10. Luminophormischung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff ein Halogenphosphat mit Apatitstruktur, insbesondere mit Europium aktiviertes Strontiumchloroapatit ist, desweiteren die inaktive Komponente ein Stoff nach der Formel (Ca,Sr) _x P₂O₇, insbesondere Ca _x P₂O₇, mit durchschnittlicher Korngröße im Bereich von 0,0005 mm bis 0,0001 mm ist, wobei x einen Wert zwischen 2,0 und 2,3 und insbesondere zwischen 2,1 und 2,2 bedeutet.