DE69322607T2 - Quecksilberniederdruckentladungslampe - Google Patents
QuecksilberniederdruckentladungslampeInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Niederdruck-Quecksilberentladungslampe mit einer sehr guten Farbwiedergabe und mit einem Farbpunkt (xL, yL) auf dem oder nahe dem Planckschen Kurvenzug, versehen mit einer gasdichten, strahlungsdurchlässigen Umhüllung, die Quecksilber und Edelgas enthält, und mit einer Leuchtschicht versehen, die umfaßt
- - ein erstes, mit zweiwertigem Europium aktiviertes, lumineszierendes Material, das eine Emissionsbande aufweist, deren Maximum zwischen 470 nm und 500 nm liegt und deren Halbwertsbreite höchstens 90 nm beträgt,
- - ein zweites, mit zweiwertigem Mangan aktiviertes, lumineszierendes Material, das zumindest eine Emissionsbande hauptsächlich im roten Bereich des sichtbaren Spektrums hat.
- Unter dem Ausdruck "sehr gute Farbwiedergabe" in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen ist zu verstehen, daß der mittlere Farbwiedergabe- Index R(a, 8) (Mittel der Farbwiedergabe-Indizes von acht Testfarben, wie sie von der Internationalen Beleuchtungskommission definiert werden: CIE-Publikation Nr. 13.2 (TC-3.2), 1974), einen Wert von zumindest 90 hat.
- Die Farbe sichtbarer Strahlung wird durch die Farbkoordinaten (x, y) gekennzeichnet, die den Farbpunkt in der Farbtafel bestimmen (siehe CIE-Publikation Nr. 15 (E-1.3.1), 1971). Eine Niederdruck-Quecksilberentladungslampe, im weiteren auch als Lampe bezeichnet, sollte für allgemeine Beleuchtungszwecke Licht aussenden, das als "weiß" bezeichnet werden kann. Weiße Strahlung wird in dem Farbdreieck für auf dem Planckschen Kurvenzug gelegene Farbpunkte gefunden. Diese Kurve, auch Linie des Schwarzen Körpers genannt und im weiteren als Kurve P bezeichnet, enthält die Farbpunkte der von einem vollkommenen Schwarzen Körper bei verschiedenen Temperaturen (der sogenannten Farbtemperatur) emittierten Strahlung. Eine bestimmte Farbtemperatur wird nicht nur einem bestimmten Punkt auf der Kurve P, sondern auch der Strahlung mit Farbkoordinaten zugeordnet, die auf einer die Kurve P in dem ge nannten Punkt schneidenden Linie liegen (siehe die erwähnte CIE-Publikation Nr. 15). Wenn diese Strahlung einen Farbpunkt nahe der Kurve P hat, wird diese Strahlung auch als weißes Licht mit dieser bestimmten Farbtemperatur betrachtet. In der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen soll unter "einem Farbpunkt nahe der Kurve P" verstanden werden, daß der Abstand vom Farbpunkt zum Punkt auf der Kurve P mit der gleichen Farbtemperatur höchstens 20 MPCD beträgt. MPCD ("minimum perceptible colour difference") ist die Einheit der Farbdifferenz, siehe die Veröffentlichung von J. J. Rennilson in Optical Spectra, Oktober 1980, S. 63. Außer den an die Leuchtschicht zu stellenden Anforderungen im Hinblick auf Eigenschaften hinsichtlich der Farbtemperatur des von der Lampe ausgestrahlten Lichtes und der Farbwiedergabe wird auch gefordert, daß die Leuchtschicht Substanzen umfaßt, die bei Anregung durch die in einer Niederdruck-Quecksilberentladung erzeugte ultraviolette Strahlung einen hohen Lichtstrom ergeben und diesen hohen Lichtstrom über die gesamte Lampenlebensdauer beibehalten.
- Niederdruck-Quecksilberentladungslampen, die weißes Licht aussenden und eine sehr gute Farbwiedergabe haben, sind aus den europäischen Patenten EP-A- 0114441 und EP-A-0124175 bekannt. In diesen Lampen ist es notwendig, daß die Leuchtschicht zudem ein von Antimon oder Antimon und Mangan aktiviertes Calciumhalogenphosphat umfaßt, um die gewünschten Lampeneigenschaften zu erhalten. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die Anforderungen hinsichtlich der Farbe des von der Lampe ausgestrahlten Lichtes und der Farbwiedergabe in der bekannten Lampe nur in Kombination mit einer verhältnismäßig geringen Lichtausbeute der Niederdruck-Quecksilberentladungslampe realisiert werden können. Dies ist insbesondere der Fall, wenn in der Lampe eine verhältnismäßig hohe Wandbelastung vorliegt, weil in hoch belasteten Lampen der nachteilige Einfluß der in der Quecksilberentladung erzeugten sehr kurzwelligen ultravioletten Strahlung (185 nm) eine große Rolle spielt. Auch kann während der Lebensdauer der bekannten Lampe ein verhältnismäßig starker Güteverlust der Leuchtschicht auftreten.
- Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Niederdruck-Quecksilberentladungslampe zu verschaffen, deren ausgestrahltes Licht weiß ist und deren Farbwiedergabe sehr gut ist, während gleichzeitig die Lichtausbeute der Niederdruck-Quecksilberentladungslampe verhältnismäßig hoch ist und während der Betriebslebensdauer der Niederdruck-Quecksilberentladungslampe in verhältnismäßig geringem Maße abnimmt.
- Erfindungsgemäß ist eine Niederdruck-Quecksilberentladungslampe der eingangs erwähnten Art hierzu dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtschicht zudem umfaßt
- - ein drittes lumineszierendes Material mit einer Bandenemission, deren Maximum zwischen 430 nm und 490 nm liegt,
- - ein viertes lumineszierendes Material mit Emission hauptsächlich zwischen 520 nm und 565 nm, und
- - ein fünftes lumineszierendes Material mit Emission hauptsächlich zwischen 590 nm und 630 nm, und wobei das dritte, das vierte und das fünfte lumineszierende Material kein Calciumhalogenphosphat enthält.
- Es hat sich gezeigt, daß eine erfindungsgemäße Lampe sowohl bei hoher als auch bei niedriger Belastung günstige Eigenschaften hinsichtlich des Farbpunktes des von der Lampe ausgestrahlten Lichtes, der Lichtausbeute und des Güteverlustes der Leuchtschicht hat. Die Farbwiedergabe einer erfindungsgemäßen Lampe ist auch sehr gut.
- Das mit Antimon und Mangan aktivierte Calciumhalogenphosphat, das in der bekannten Niederdruck-Quecksilberlampe verwendet wird, weist während des Lampenbetriebs eine Emission über den gesamten sichtbaren Bereich des Spektrums auf. Insbesondere diese Eigenschaft ist es, die dieses Halogenphosphat zur Verwendung in der Leuchtschicht einer Lampe mit sehr guter Farbwiedergabe geeignet macht. In einer erfindungsgemäßen Lampe wird jedoch eine Mischung aus drei lumineszierenden Materialien verwendet, die jeweils eine Emission hauptsächlich in einem verhältnismäßig kleinen Teil des sichtbaren Spektrums aufweisen. Es ist sehr überraschend, daß auch Niederdruck-Quecksilberentladungslampen, deren Leuchtschicht, im Vergleich zu der Leuchtschicht der bekannten Lampe mit sehr guter Farbwiedergabe, eine solche drastischen Änderung des Emissionsspektrums erfahren hat, ebenfalls eine sehr gute Farbwiedergabe aufweist.
- Es sei bemerkt, daß die Verwendung einer Mischung aus drei jeweils hauptsächlich in einem verhältnismäßig kleinen Abschnitt des sichtbaren Spektrums emittierenden lumineszierenden Materialien in der Leuchtschicht einer Lampe beispielsweise aus dem US-Patent 4.176.294 und dem niederländischen Patent 164.697 an sich bekannt ist. Die Leuchtschichten der darin beschriebenen Niederdruck-Quecksilberentladungslampen umfassen jedoch häufig nur drei lumineszierende Materialien, so daß die Farbwiedergabe derartiger Niederdruck-Quecksilberentladungslampen nicht als sehr gut bezeichnet werden kann.
- Wie in den bekannten Niederdruck-Quecksilberentladungslampen werden sehr günstige Ergebnisse in den erfindungsgemäßen Lampen erhalten, wenn das erste lumineszierende Material eine oder mehrere Substanzen aus der von mit zweiwertigem Europium aktiviertem Strontiumaluminat, mit zweiwertigem Europium aktiviertem Bariumaluminat und mit zweiwertigem Europium aktiviertem Strontiumborphosphat gebildeten Gruppe umfaßt. Das genannte mit zweiwertigem Europium aktivierte Strontiumaluminat (im weiteren als SAE bezeichnet) ist ein an sich bekanntes lumineszierende Material, das durch die Formel Sr(1-p)EupAlqO(1½q+1) definiert wird, in der bis zu 25 Mol-% des Sr durch Ca ersetzt werden kann und wobei 0,001 ≤ p ≤ 0,10 und 2 ≤ q ≤ 5. Die lumineszierenden Aluminate SAE, die in NL-A-8201943 ausführlicher beschrieben werden, haben eine Emissionsbande mit einem Maximum bei 485-495 nm und mit einer Halbwertsbreite von 55 bis 75 nm. Das genannte mit zweiwertigem Europium aktivierte Bariumaluminat (im weiteren BAE genannt) ist ein an sich bekanntes lumineszierendes Material, das durch die Formel Ba(1-p)EupAlqO(1½q+1) definiert wird, in der bis zu 25 Mol-% des Ba durch Sr ersetzt werden kann, und wobei 0,005 ≤ p ≤ 0,25 und 5 ≤ q ≤ 10. Die lumineszierenden Materialien BAE, die vollständiger in NL-A 8105739 beschrieben werden, haben eine Emissionsbande mit einem Maximum bei 475-485 nm und mit einer Halbwertsbreite von 70-90 nm. Das genannte mit zweiwertigem Europium aktivierte Strontiumborphosphat (im weiteren SBP genannt) ist ein an sich bekanntes lumineszierendes Material, das durch die Formel m(Sr(1-x-y-p)BaxCayEup)O.(1 - n)(P&sub2;O&sub5;).n(B&sub2;O&sub3;) definiert wird, wobei 0 ≤ x ≤ 0,5, 0 ≤ y ≤ 0,2, 0,001 ≤ p ≤ 0,15, 1,75 ≤ m ≤ 2,30 und 0,05 ≤ n ≤ 0,23. Die lumineszierenden Materialien SBP werden in DE-A 28 48 726 beschrieben und haben eine Emissionsbande mit einem Maximum bei 470-485 nm und eine Halbwertsbreite von 80-90 nm.
- Es zeigte sich auch, daß erfindungsgemäße Lampen mit guten Eigenschaften erhalten wurden, wenn das zweite lumineszierende Material, wie auch in bekannten Lampen, ein mit dreiwertigem Cer und mit zweiwertigem Mangan aktiviertes Pentaborat umfaßt, welches Pentaborat eine rote Mn²&spplus;-Emission aufweist. Diese Pentaborate, im weiteren als CBM bezeichnet, sind an sich bekannte lumineszierende Materialien (siehe NL-A 7905680 und NL-A 8100346), die durch die Formel (Y, La, Gd)(1-x)Cex(Mg, Zn, Cd)(1-p)MnpB&sub5;O&sub1;&sub0; definiert werden, in der bis zu 20 Mol-% des B durch Al und/oder Ga ersetzt werden kann, und wobei 0,01 ≤ x ≤ 1,0 und 0,01 ≤ p ≤ 0,30. Die Pentaborate mit Gd und Mg werden hier vorgezogen. Diese Borate weisen bei Anregung durch die kurzwellige ultraviolette Strahlung einer Niederdruck- Quecksilberentladung in einer verhältnismäßig schmalen Bande mit einem Maximum bei ungefähr 630 nm und einer Halbwertsbreite von ungefähr 80 nm eine sehr wirkungsvolle Emission auf, die aus Mn²&spplus; stammt.
- Es werden erfindungsgemäße Niederdruck-Quecksilberentladungslampen vorgezogen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das dritte lumineszierende Material eine oder mehrere Substanzen aus der von mit zweiwertigem Europium aktiviertem Barium-Magnesiumaluminat und mit zweiwertigem Europium aktiviertem Strontiumchlorphosphat gebildeten Gruppe umfaßt. Die genannten mit zweiwertigem Europium aktivierten Barium-Magnesiumaluminate, der Kürze halber im weiteren BAM genannt, sind an sich bekannte lumineszierende Materialien mit einer hexagonalen Kristallstruktur, die mit der Struktur von β-Aluminiumoxid (siehe NL-A 7214862) verwandt ist. Diese Aluminate, die durch die Formel Ba(1-p)Eup.xMgO.yAl&sub2;O&sub3; dargestellt werden können, in der bis zu 25 Mol-% des Al&sub2;O&sub3; durch Ga&sub2;O&sub3; und/oder Sc&sub2;O&sub3; ersetzt werden kann, und wobei 1 ≤ x ≤ 2,5 ≤ y ≤ 8 und 0,01 ≤ p ≤ 0,50, sind sehr effizient und weisen eine Bandenemission mit einem Maximum bei ungefähr 450 nm und mit einer Halbwertsbreite von ungefähr 50 nm auf. Das genannte mit zweiwertigem Europium aktivierte Strontiumchlorphosphat (im weiteren SCAP genannt) ist ein bekanntes lumineszierendes Material (siehe beispielsweise USP 4,038,204) mit der Kristallstruktur des Minerals Apatit und mit einer Zusammensetzung des Grundgitters, das im allgemeinen ein wenig von der stöchiometrischen Formel M&sub1;&sub0;(PO&sub4;)&sub6;X&sub2; abweicht (M ist ein Erdalkalimetall, hauptsächlich Sr; X ist ein Halogen, hauptsächlich Chlor). SCAP hat eine wirkungsvolle Bandenemission (Maximum bei ungefähr 450 nm, Halbwertsbreite unge fähr 85 nm).
- Zur Verwendung in dem vierten lumineszierenden Material geeignete Substanzen sind mit dreiwertigem Terbium aktiviertes Cer-Magnesiumaluminat und mit dreiwertigem Cer und dreiwertigem Terbium aktiviertes Cer-Magnesiumpentaborat. Das genannte mit dreiwertigem Terbium aktivierte Cer-Magnesiumaluminat (im weiteren CAT genannt) ist an sich aus NL-A 7214862 bekannt und hat eine hexagonale Kristallstruktur, die mit der von Magnetoplumbit verwandt ist. Die Aluminate CAT werden durch die Formel (Ce(1-p-q)LapTbq)&sub2;O&sub3;.xMgO.yAl&sub2;O&sub3; definiert, in der bis zu 25 Mol-% des Al&sub2;O&sub3; durch Ga&sub2;O&sub3; und/ oder Sc&sub2;O&sub3; ersetzt werden kann, und wobei 2 ≤ x ≤ 4 10 ≤ y ≤ 16,0 ≤ p ≤ 0,50, 0,01 ≤ q ≤ 0,60 und p + q ≤ 0,90. Das genannte mit dreiwertigem Cer und dreiwertigem Terbium aktivierte Pentaborat (im weiteren CBT genannt) ist aus den erwähnten NL-A 7905680 und NL-A 8100346 bekannt und kann durch die Formel (Y, La, Gd)(1-x-y)CexTby(Mg, Zn, Cd)B&sub5;O&sub1;&sub0; dargestellt werden, in der bis zu 20 Mol-% des B durch Al und/oder Ga ersetzt werden kann und wobei 0,01 ≤ x ≤ 1 - y und 0,01 ≤ y ≤ 0,75. Pentaborate mit Gd und Mg werden hier vorgezogen. Die lumineszierenden Materialien CAT und CBT ergeben eine sehr wirkungsvolle Linienemission hauptsächlich im Bereich 520-565 nm.
- Es ist auch möglich, das vierte lumineszierende Material aus dem mit dreiwertigem Cer und zweiwertigem Mangan aktivierten Pentaborat zu bilden, das oben als Möglichkeit für das zweite lumineszierende Material genannt ist, indem dieses Pentaborat auch mit dreiwertigem Terbium aktiviert wird, so daß das zweite lumineszierende Material zumindest Teil des vierten lumineszierenden Materials ist. Es ist vorteilhaft, wenn die Funktion des vierten lumineszierenden Materials vollständig von dem zweiten lumineszierenden Material erfüllt wird, weil in diesem Fall die Leuchtschicht eine lumineszierende Komponente weniger umfaßt, was die Herstellung der Lampe vereinfacht. Die mit dreiwertigem Cer sowie mit zweiwertigem Mangan und mit dreiwertigem Terbium aktivierten Pentaborate, im weiteren als CBTM bezeichnet, sind aus den erwähnten NL-A 7905680 und NL-A 8100346 bekannt und können durch die Formel (Y, La, Gd)(1-x-y)CexTby(Mg, Zn, Cd)(1-p)MnpB&sub5;O&sub1;&sub0; dargestellt werden, in der bis zu 20 Mol- % des B durch Al und/oder Ga ersetzt werden kann, und wobei 0,01 ≤ x ≤ 1 - y, 0,01 ≤ y ≤ 0,75 und 0,01 ≤ p ≤ 0,30. Wiederum werden die Pentaborate mit Gd und Mg vorgezogen.
- Ein geeignetes Material zum Bilden des fünften lumineszierendes Materials ist mit dreiwertigem Europium aktiviertes Yttriumoxid. Dieses an sich bekannte lumineszierende Oxid (im weiteren YOX genannt) wird durch die Formel Y(2-p)EupO&sub3; definiert, in der 0,01 ≤ p ≤ 0,20, und weist eine sehr wirkungsvolle Linienemission hauptsächlich im Bereich 590-630 nm auf.
- Falls das von der Niederdruck-Quecksilberlampe ausgestrahlte Licht eine verhältnismäßig niedrige Farbtemperatur haben soll, kann dies dadurch erreicht werden, daß die Leuchtschicht ein mit dreiwertigem Cer aktiviertes lumineszierendes Yttrium- Aluminiumgranat umfaßt. Dieses Aluminat (im weiteren YAG genannt) wird durch die Formel Y3-xCexAl&sub5;O&sub1;&sub2; definiert, mit 0,01 ≤ x ≤ 0,15. Substitutionen von Y durch andere Seltene Erden wie Gd, La und Lu sind hier möglich, und auch ein Teil des Al kann beispielsweise durch Ga und/oder Sc ersetzt werden. Diese lumineszierenden Granate (siehe beispielsweise Appl. Phys. Letters, 11.53, 1967) absorbieren nicht nur kurzwellige ultraviolette Strahlung, sondern auch sichtbare tiefblaue Strahlung und emittieren in einer breiten Bande (Halbwertsbreite ungefähr 110 nm) mit einem Maximum bei ungefähr 560 nm.
- Die Erfindung wird anhand von vier Tabellen näher beschrieben. Alle in den Tabellen I, II und III dargestellten Ergebnisse beziehen sich auf eine röhrenförmige Niederdruck-Quecksilberentladungslampe (Röhrenlänge 120 cm; Röhrendurchmesser 2,5 cm; Gasfüllung = Krypton und Argon) vom TLD-Typ mit einer Nennleistung von 36 W. Tabelle I gibt für fünf verschiedene Zusammensetzungen der Leuchtschicht einer erfindungsgemäßen Lampe die Farbtemperatur Tc des von der Lampe ausgestrahlten Lichtes, den Farbwiedergabe-Index Ra und die Lichtausbeute nach einhundert Betriebsstunden, η100 in 1m/W, wieder. Das erste bis einschließlich fünfte lumineszierende Material werden in den Tabellen I, II und III mit römischen Ziffern I bis V angedeutet. Das erste verwendete lumineszierende Material ist mit zweiwertigem Europium aktiviertes Strontiumaluminat (SAE). Als zweites und auch viertes lumineszierendes Material wird ein mit dreiwertigem Cer, dreiwertigem Terbium und zweiwertigem Mangan aktiviertes, Gadolinium und Magnesium umfassendes Pentaborat (CBTM) verwendet. Das dritte lumineszierende Material ist mit zweiwertigem Europium aktiviertes Barium-Magnesiumaluminat (BAM). Das fünfte lumineszierende Material ist mit drei wertigem Europium aktiviertes Yttriumoxid (YOX). Zwei der fünf Zusammensetzungen enthalten auch mit dreiwertigem Cer aktiviertes Yttrium-Aluminiumgranat (YAG). Die Zusammensetzungen werden in Gewichtprozent angegeben. Unter dem Gewichtprozentsatz von CBTM werden für jede Zusammensetzung der Leuchtschicht auch die Koordinaten des Farbpunktes des betreffenden CBTM in einer Niederdruck-Quecksilberentladungslampe vom TLD-Typ mit einer Nennleistung von 36 W angegeben. Dieser Farbpunkt kann über einen verhältnismäßig breiten Bereich mit Hilfe der in dem CBTM vorhandenen Mengen an Terbium und Mangan eingestellt werden. Zu erkennen ist, daß Niederdruck-Quecksilberentladungslampen mit einer sehr guten Farbwiedergabe (Ra ≥ 90) gemäß der Erfindung über einen sehr großen Farbtemperaturbereich des von der Niederdruck-Quecksilberlampe ausgestrahlten Lichtes und mit einer verhältnismäßig hohen Lichtausbeute hergestellt werden können.
- Tabelle II zeigt, ebenso wie Tabelle I, die Farbtemperatur Tc des von der Entladungslampe ausgestrahlten Lichtes, den Farbwiedergabe-Index Ra und die Lichtausbeute η100 in lm/W für fünf verschiedene Zusammensetzungen der Leuchtschicht einer erfindungsgemäßen Lampe. In den in Tabelle II gezeigten Zusammensetzungen war jedoch das erste verwendete lumineszierende Material mit zweiwertigem Europium aktiviertes Bariumaluminat (BAE). Zu sehen ist, daß die Lichtausbeute η100 und der Farbwiedergabe-Index in Abhängigkeit von der Farbtemperatur Tc in hohem Maße den Zusammensetzungen der Leuchtschicht von Tabelle I entsprechen.
- Tabelle III zeigt den Farbwiedergabe-Index Ra und die Lichtausbeute η100 von erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberentladungslampen für zwei Werte der Farbtemperatur Tc für Zusammensetzungen der Leuchtschicht, die von den in Tabelle I dargestellten Zusammensetzungen dadurch abweichen, daß eines der lumineszierenden Materialien durch ein anderes lumineszierendes Material ersetzt worden ist. In der ersten und der zweiten Reihe von Tabelle III ist SAE als das erste lumineszierende Material durch mit zweiwertigem Europium aktiviertes Strontiumborphosphat (SBP) ersetzt worden. In der dritten und der vierten Reihe ist CBTM als das vierte lumineszierende Material durch mit dreiwertigem Terbium (CAT) aktiviertes Cer-Magnesiumaluminat ersetzt worden. Das bedeutet, daß das in der Schicht als das zweites lumineszierendes Material vorhandene Pentaborat nicht mit Terbium, sondern ausschließlich mit Mangan und Cer (CBM) aktiviert ist. CBTM ist somit durch eine Mischung aus CAT und CBM ersetzt worden. In der fünften und der sechsten Spalte ist BAM als das dritte lumineszierende Material durch mit zweiwertigem Europium aktiviertes Strontiumchlorphosphat (SCAP) ersetzt worden. Tabelle III veranschaulicht, daß die Leuchtschichten von erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberentladungslampen aus stark differierenden lumineszierenden Materialien gebildet werden können.
- Tabelle IV zeigt die Farbtemperatur Tc, die Lichtausbeute nach einhundert Betriebsstunden η100, den Farbwiedergabe-Index Ra und den Güteverlust der Leuchtschicht während der Lampenlebensdauer, ausgedrückt als Quotient (η2000/η100) der Lichtausbeute der Lampe nach 2000 Stunden (η2000) und der Lichtausbeute einer Lampe nach 100 Stunden (η100) für Niederdruck-Quecksilberentladungslampen zweier Typen. Eine Anzahl dieser Lampen war vom TLD-Typ, eine röhrenförmige Niederdruck- Quecksilberentladungslampe (Röhrenlänge 120 cm; Röhrendurchmesser 2,5 cm; Gasfüllung = Krypton und Argon) mit einer Nennleistung von 36 W. Die Wandbelastung der Lampe beträgt während des Lampenbetriebs ungefähr 380 W/m², d. h. die Lampe hat eine verhältnismäßig geringe Wandbelastung. Außerdem wurden Lampen vom PL-L-Typ verwendet, auch Niederdruck-Quecksilberentladungslampen, mit der gleichen Nennleistung und einer aus Argon bestehenden Gasfüllung. PL-Lampen haben ein von zwei über eine Brücke miteinander verbundenen, parallelen röhrenförmigen Teilen gebildetes Entladungsgefäß. Der Innendurchmesser der röhrenförmigen Teile ist ungefähr 1,5 cm und die Gesamtlänge der Entladungssäule beim Lampenbetrieb ist ungefähr 106 cm. Die Wandbelastung beträgt im Betrieb ungefähr 720 W/m². Lampen mit einer Wandbelastung von mehr als 500 W/m² werden häufig als hoch belastet betrachtet, so daß die hier verwendete PL-Lampe ein Beispiel für eine hoch belastete Lampe ist. Die erste Reihe in Tabelle IV betrifft eine erfindungsgemäße Lampe und vom TLD-Typ, deren Leuchtschicht so zusammengesetzt ist, daß die Farbtemperatur des von der Lampe ausgestrahlten Lichtes ungefähr 4000 K beträgt. Die zweite Reihe der Tabelle bezieht sich auch auf eine erfindungsgemäße Lampe vom TLD-Typ. Die Zusammensetzung der Leuchtschicht dieser Lampe ist jedoch so, daß die Farbtemperatur des von der Lampe ausgestrahlten Lichtes ungefähr 5200 K beträgt. Die dritte und die vierte Reihe der Tabelle betreffen auch Lampen vom TLD-Typ, aber nicht gemäß der Erfindung, da die Leuchtschichten dieser Lampen Calciumhalogenphosphate umfassen. Die Zusammensetzungen der Leuchtschichten dieser dritten und vierten Lampe waren so gewählt, daß die Farbtemperaturen des von den Lampen ausgestrahlten Lichtes 4000 K bzw. 5200 K betragen. Die übrigen vier Reihen der Tabelle betreffen Lampen vom PL-L-Typ. Die Lampen der fünften und sechsten Reihe sind gemäß der Erfindung. Die Leuchtschichten der Lampen der siebten und achten Reihe umfassen jedoch Calciumhalogenphosphat. Die Farbtemperatur des von den Lampen der fünften und der siebten Reihe der Tabelle ausgestrahlten Lichtes beträgt ungefähr 4000 K. Die Farbtemperatur des von den Lampen der sechsten und der achten Reihe der Tabelle ausgestrahlten Lichtes beträgt ungefähr 5200 K. Zu sehen ist, daß Lampen beider Typen und gemäß der Erfindung erheblich höhere Lichtausbeuten aufweisen als die entsprechenden Lampen, bei denen die Leuchtschicht Calciumhalogenphosphat umfaßt. Es ist auch deutlich, daß insbesondere für (hoch belastete) Lampen vom PL-L-Typ die erfindungsgemäßen Lampen einen viel geringeren Güteverlust der Leuchtschicht aufweisen als die Lampen, deren Leuchtschichten Calciumhalogenphosphat umfassen. Die Lichtausbeuten von PL-Lampen mit einer Calciumhalogenphosphat umfassenden Leuchtschicht sind sehr klein. Diese Kombination aus einer sehr niedrigen Lichtausbeute und einem schnellen Güteverlust der Leuchtschicht machen es äußerst uninteressant, wenn nicht sogar unmöglich, hoch belastete Lampen mit einer sehr guten Farbwiedergabe und mit einer Calciumhalogenphosphat umfassenden Leuchtschicht herzustellen. Aus den Daten in Tabelle IV kann jedoch abgeleitet werden, daß hoch belastete erfindungsgemäße Lampen eine hohe Lichtausbeute und einen verhältnismäßig geringen Güteverlust aufweisen. Tabelle I Tabelle II Tabelle III Tabelle IV
- *: nicht gemäß der Erfindung, zum Vergleich.
Claims (8)
1. Niederdruck-Quecksilberentladungslampe mit einer sehr guten
Farbwiedergabe und mit einem Farbpunkt (xL, yL) auf dem oder nahe dem Planckschen
Kurvenzug, versehen mit einer gasdichten, strahlungsdurchlässigen Umhüllung, die
Quecksilber und Edelgas enthält, und mit einer Leuchtschicht versehen, die umfaßt
- ein erstes, mit zweiwertigem Europium aktiviertes lumineszierendes Material,
das eine Emissionsbande aufweist, deren Maximum zwischen 470 nm und
500 nm liegt und deren Halbwertsbreite höchstens 90 nm beträgt,
- ein zweites, mit zweiwertigem Mangan aktiviertes, lumineszierendes Material,
das zumindest eine Emissionsbande hauptsächlich im roten Bereich des
sichtbaren Spektrums hat,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtschicht zudem umfaßt
- ein drittes lumineszierendes Material mit einer Bandenemission, deren
Maximum zwischen 430 nm und 490 nm liegt,
- ein viertes lumineszierendes Material mit Emission hauptsächlich zwischen
520 nm und 565 nm, und
- ein fünftes lumineszierendes Material mit Emission hauptsächlich zwischen
590 nm und 630 nm, und daß das dritte, das vierte und das fünfte
lumineszierende Material kein Calciumhalogenphosphat enthält.
2. Niederdruck-Quecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, in der das
erste lumineszierende Material eine oder mehrere Substanzen aus der von mit
zweiwertigem Europium aktiviertem Strontiumaluminat, mit zweiwertigem Europium
aktiviertem Bariumaluminat und mit zweiwertigem Europium aktiviertem Strontiumborphosphat
gebildeten Gruppe umfaßt.
3. Niederdruck-Quecksilberentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, in
der das zweite lumineszierende Material ein mit dreiwertigem Cer und mit
zweiwertigem Mangan aktiviertes Pentaborat umfaßt, welches Pentaborat eine rote
Mn²&spplus;-Emission aufweist.
4. Niederdruck-Quecksilberentladungslampe nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte lumineszierende Material
eine oder mehrere Substanzen aus der von mit zweiwertigem Europium aktiviertem
Barium-Magnesiumaluminat und mit zweiwertigem Europium aktiviertem
Strontiumchlorphosphat gebildeten Gruppe umfaßt.
5. Niederdruck-Quecksilberentladungslampe nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte lumineszierende Material
eine oder mehrere Substanzen aus der von mit dreiwertigem Terbium aktiviertem Cer-
Magnesiumaluminat und mit dreiwertigem Cer und mit dreiwertigem Terbium
aktiviertem Pentaborat gebildeten Gruppe umfaßt.
6. Niederdruck-Quecksilberentladungslampe nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das fünfte lumineszierende Material
mit dreiwertigem Europium aktiviertes Yttriumoxid umfaßt.
7. Niederdruck-Quecksilberentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Pentaborat zudem mit dreiwertigem Terbium aktiviert ist und
zumindest einen Teil des vierten lumineszierenden Materials bildet.
8. Niederdruck-Quecksilberentladungslampe nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtschicht zudem mit
dreiwertigem Cer aktiviertes Yttrium-Aluminiumgranat umfaßt.
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