JP5232228B2 - 放電ランプ用の発光物質混合物および放電ランプ、とりわけＨｇ低圧放電ランプ - Google Patents

Description

本発明は、放電ランプ用の発光物質混合物に関するものであり、この発光物質混合物は第１の発光物質組成物と少なくとも一つの第２の発光物質組成物を有する。さらに本発明は、発光物質層が形成された放電容器を備える放電ランプに関する。

Ｈｇ低圧放電ランプを被覆するために通例は、青、赤および緑の発光物質がビーム変換のために使用される。これによりＪｕｄｄの直線色温度の領域で大きな２５００Ｋを標準ＩＥＣ色公差領域内で実現することができる。現在、通常使用される発光物質混合物、例えばＢＡＭ、ＣＡＴ、ＹＯＥは、Ｈｇ低圧放電ランプにより形成された波長１８５ｎｍと２５４ｎｍのビームの大部分を可視光に変換する。

最高の効率は現在、希土類元素含有発光物質により達成される。ここで、緑色スペクトル領域にある発光物質の放射スペクトルは実質的にＴｂ（Ｔｅｒｂｉｕｍ）の放射によって、赤色スペクトル領域にある発光物質混合物の放射はＥｕ（Ｅｕｒｏｐｉｕｍ）によって可能である。場合により存在する青色スペクトル領域で放射する発光物質混合物の発光物質成分または発光物質組成物に対しては、放射が同様にＥｕによるドーピングによって行われる。現在、緑色スペクトル領域での放射のために通常使用される発光物質組成物（ＣＡＴ、ＬＡＰおよびＣＢＴ）に対しては、Ｔｂドーピングの他に比較的少量のＣｅ（Ｃｅｒ）がＵＶ／可視光ビーム変換を改善するために使用される。Ｔｂは比較的高価な物質であり、そのため発光物質混合物に対するコスト、ひいては放電ランプのコストが上昇する。

本発明の課題は、エネルギ効率クラスがＡであり、高い演色性を達成することのできる放電ランプ用の発光物質混合物並びに放電ランプを提供することであり、付加的に発光物質混合物並び放電ランプのコストを低減する。

この課題は、請求項１に記載されている特徴を備えた発光物質混合物および請求項２９に記載されている特徴を備えた放電ランプによって解決される。

放電ランプ用の本発明の発光物質混合物は、第１の発光物質組成物と少なくとも一つの第２の発光物質組成物を有する。第１の発光物質組成物は緑色および／または黄色スペクトル領域に放射スペクトルを有し、第１の発光物質組成物はさらに第１の発光物質化合物を含む。この第１の発光物質化合物はＴｂフリーであり、Ｈｇ源から放射されたＵＶ（紫外線）ビームを吸収するように構成されている。この種の発光物質混合物により、ランプのエネルギ効率クラスＡが達成され、さらに８０の高い演色性が可能となる。さらに発光物質混合物を低いコストにより製造することができる。本発明の発光物質混合物により、従来技術の発光物質混合物と同じ効率、またはそれより高い効率を保証することができる。ここではとりわけ、第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物がＴｂフリーに構想されており、したがって発光物質混合物は完全にＴｂなしで製造可能であるか、または場合によっては、発光物質混合物の第２の発光物質組成物または別の発光物質組成物において格段に低減されたＴｂ量により製造される。

有利には発光物質混合物は、第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物が、吸収されたＵＶビームをその放射スペクトルに変換するように構成されている。

とりわけ、第１と第２の発光物質組成物の調整可能な質量比の関数として、発光物質混合物の放射ビームの色温度が調整可能である。

第１の発光物質組成物の質量成分は有利には５０％またはそれ以下である。発光物質混合物により有利には２５００Ｋ以上の色温度が調整される。したがってこの発光物質混合物により、色温度が２５００Ｋ以上の発光物質ランプが、Ｊｕｄｅの直線領域で実現される。一般的な演色性は８０の領域に達する。

有利には第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物は、４４０ｎｍ以下の波長のビームに対して強い吸収性を有する。ここで強い吸収性とは、圧縮された粉末ペレットの反射が、４５°／０°幾何形状でＡｌ２０３規格に対して測定して６０％より小さいことを意味する。

有利には第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物は、２５４ｎｍ以下の波長のビームに対して非常に強い吸収性を有する。ここで非常に強い吸収性とは、圧縮された粉末ペレットの反射が、４５°／０°幾何形状でＡｌ２０３規格に対して測定して４０％より小さいことを意味する。

有利には発光物質混合物は、第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物が、５３０ｎｍ以上の波長のビームに対して弱い吸収性を有するように構想されている。ここで弱い吸収性とは、圧縮された粉末ペレットの反射が、４５°／０°幾何形状でＡｌ２０３規格に対して測定して９０％以上であることを意味する。

有利には本発明の発光物質混合物の第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物の放射スペクトルは、５３０ｎｍと５７０ｎｍとの間の優勢な波長により形成される。

とりわけ発光物質混合物は、第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物の放射バンドの半波幅が１００ｎｍより小さいように形成されている。

有利には第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物はオルトシリケートを有する。

オルトシリケートは有利には一般式（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４から形成される。

有利には第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物は構成成分として、ニトリドまたは酸化ニトリド、とりわけ（Ｓｒ_1-x-yＢａ_xＣａ_y）ＳｉＯ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ（以下ＳｒＳｉＯＮと省略して記す）のクラスからなる発光物質を有する。

構成成分をオルトシリケートまたはＳｒＳｉＯＮの形態で有するこれら２つの第１の発光物質化合物によって、とりわけ高い程度での、ＨｇソースのＵＶビームの吸収が達成され、放射スペクトルは緑から黄色のスペクトル領域を有する。さらにこの特別の第１の発光物質化合物も、このビームを発光物質混合物の放射スペクトルに変換するのにとくに適する。

有利には第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物にはＥｕ（ユーロピウム）がドーピングされている。有利にはＥｕによるドーピングの重量割合または質量割合は０．１％から１５％である。とりわけこの間隔は０．２％から２％の間である。Ｅｕによるドーピングのこの質量割合は１％から２％の間であると有利であり、第１の発光物質化合物が構成成分としてＳｒＳｉＯＮを含有すると有利であることが判明した。

第１の発光物質組成物の第２の発光物質化合物が構成成分としてＴｂを含有することができる。したがって発光物質混合物が、緑色から黄色のスペクトル領域に放射スペクトルを有する第１の発光物質組成物を有することができ、この第１の発光物質組成物は少なくとも２つの異なる発光物質化合物を含有する。この第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物はＴｂフリーであり、この第１の発光物質組成物の第２の発光物質化合物はＴｂを含有することができる。第１の発光物質組成物の第２の発光物質化合物に対しては、発光物質ＣＡＴおよび／またはＬＡＰを設けることができる。

第１の発光物質組成物がＴｂを含有する第２の発光物質化合物を含有し、第１の発光物質組成物においては、Ｔｂを含有する第２の発光物質化合物の質量割合がＴｂフリーの第１の発光物質化合物の質量割合よりも小さいようにすることができる。とりわけＴｂを含有する第２の発光物質化合物の質量割合は、第１の発光物質組成物のＥｕを含有する第１の発光物質化合物の質量割合よりも小さい。

一般的には、発光物質混合物全体のＴｂ含有発光物質化合物における質量割合が、発光物質混合物のＥｕ含有発光物質化合物における質量割合よりも小さいようにする。

有利には発光物質混合物の第２の発光物質組成物は、赤色スペクトル領域にある放射スペクトルを有する。第２の発光物質組成物がＥｕのドーピングされた発光物質化合物を有することもできる。

とりわけ第２の発光物質組成物は構成成分としてＹＯＥ、とりわけＹ２０３：Ｅｕを有する。

第２の発光物質組成物に対しては、固有の発光物質化合物をＹＯＥ：Ｅｕとして形成することができる。

有利には発光物質混合物は第３の発光物質組成物を含有する。この第３の発光物質組成物は青色スペクトル領域に放射スペクトルを有する。第３の発光物質組成物は、ＢＡＭまたはＳＣＡＰを構成成分として含有する発光物質化合物を有することができる。第３の発光物質組成物の発光物質化合物が例えばＢＡＭ：ＥｕまたはＳＣＡＰ：Ｅｕであるようにすることができる。

さらに発光物質混合物が、青−緑スペクトル領域に放射スペクトルを有する第４の発光物質組成物を含有するようにすることができる。第４の発光物質組成物が、構成成分としてＢＡＭＭｎを有する発光物質化合物を含有すると有利である。例えば第４の発光物質組成物の発光物質化合物としてＢＡＭ：Ｍｎ，Ｅｕを設けることができる。同様に第４の発光物質組成物に対して構成成分としてＳＣＡＰ：Ｍｎを設けることもできる。第４の発光物質組成物に対する発光物質化合物のこの固有の構成成分にもＥｕをドーピングすることができる。

緑色から黄色のスペクトル領域で放射する第１の発光物質組成物を、赤色から青色のスペクトル領域で放射する第２または第３の発光物質組成物と組み合わせることにより、所望の色温度をとくに効率的に調整することができる。３つの発光物質組成物からなる混合物の代わりに、有利には青−緑色スペクトル領域で放射する第４の発光物質組成物を添加することができる。これにより演色性が向上する。

本発明の発光物質混合物および／または有利な実施例の少なくとも一つがそれぞれ前記の組成物からだけなり、別のさらなる化学的構成成分を含有しないようにすることもできる。しかし本発明の発光物質混合物および／またはそれらの有利な実施例が別の化学的構成成分、とりわけ別の発光物質を含有することもできる。

有利には発光物質混合物全体のランプ放射スペクトルの優勢な波長は５４０ｎｍよりも大きい。とりわけ波長は、２７５０Ｋ以下の色温度に対しては５７５ｎｍより大きく、２０００Ｋ以下の色温度に対しては５８５ｎｍより大きく、１７５０Ｋ以下の色温度に対しては５９０ｎｍより大きく、１２５０Ｋ以下の色温度に対しては６００ｎｍより大きい。

発光物質混合物および発光物質化合物に対して記載されたすべての化学式は理想式として示されていることを明示的に述べておく。この理想式から外れ、化学量論的に（わずかな）偏差を備えた化合物も明白に本発明に包含される。このことはとりわけ、結晶構造が同じであり、放射スペクトルおよび吸収スペクトルにおける偏差がピーク位置で１％以下、ピーク幅で５％以下だけ異なる場合に当てはまる。

複数の別の発光物質に対する理想式として、以下のことを記載する。

ＣＡＴは（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１０１９を表し、ＬＡＰは（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）Ｐ０４を表し、ＢＡＭは（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ１００１７を表し、ＢＡＭＭｎは（Ｂａ，Ｅｕ）（ＭＧ，Ｍｎ）Ａｌ１００１７を表し、ＣＢＴは（Ｇｄ，Ｃｅ，Ｔｂ）（ＭＧ，Ｚｎ，Ｍｎ）Ｂ５０１０を表し、ＳＣＡＰは（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，ＭＧ，Ｅｕ）５（Ｐ０４）３（Ｆ，Ｃｌ）を表し、ＳＣＡＰＭｎは（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，ＭＧ，Ｅｕ，Ｍｎ）５（Ｐ０４）３（Ｆ，Ｃｌ）を表し、亜鉛ケイ酸塩は（Ｚｎ，ＭＧ，Ｍｎ）２ＳｉＯ４を表し、ＹＯＥはＹ２Ｏ３：Ｅｕを表す。

本発明の別の側面は、発光物質層が形成された放電容器を備える放電ランプに関する。少なくとも一つの発光物質層が設けられており、この発光物質層は本発明による発光物質混合物またはそれらの有利な構成を有する。

これにより放電ランプ、とりわけ発光物質ランプまたは小型発光物質ランプが実現される。このようなランプはＴｂを有しないか、または格段に低減された割合のＴｂしか有しておらず、これにより安価に構成することができる。さらにこれによって、エネルギ効率クラスＡを満たし、演色性が８０に達する放電ランプが製造される。

有利には第１の発光物質層は、放電容器の内側に直接形成される。

第１の発光物質層と放電容器の内側との間には、少なくとも一つのＨｇ拡散保護層を形成することができる。これによりＨｇイオンが放電容器のガス中に拡散することを阻止することができる。

有利には第１の発光物質層の、放電容器の内側とは反対の上面には保護層が形成される。この保護層は第１の発光物質化合物を、ＶＵＶビームからおよび／またはＨｇイオンとの反応から保護する。このビーム損傷保護層ないしは反応阻止保護層は構成成分として有利には、Ａｌ２０３および／またはＹ２０３を有することができる。ここでＶＵＶビームとは、波長が２００ｎｍ以下のビームを意味する。

有利には第１の発光物質層の、放電容器の内側とは反対の上面には、Ｔｂを有する第２の発光物質層が形成される。この第２の発光物質層は発光物質混合物として例えばＣＡＴ−ＹＯＥを有することができる。ここでＣＡＴは実質的にＣｅＭｇＡｌ１０１９：Ｔｂにより記述される化学化合物を、ＹＯＥは実質的にＹ２０３：Ｅｕにより記述される化学化合物を表す。ＣＡＴの他に、択一的な緑色発光物質としてＬＡＰおよび／またはＣＢＴおよび／または亜鉛ケイ酸塩を設けることができる。

有利には第１の発光物質層の第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物は、保護層により包囲される。この第１の発光物質化合物を包囲する保護層は有利には金属酸化物を有する。これに関して例えばＡｌ２０３、Ｙ２０３またはＳｉＯ２による金属酸化物を設けることができる。

第１の発光物質化合物を包囲する保護層がホウ酸塩および／またはリン酸塩を有することができる。同様に３元物質、例えばアルミニウムホウ酸塩およびアルミニウムリン酸塩を保護層に対して設けることもできる。一般的に正の表面電荷を備える金属酸化物または物質は水に親和性がある。なぜならこれらはＨｇ吸収を減少する傾向があるからである。したがってＡｌ２０３とＹ２０３がとくに適する。他方では第１の発光物質化合物を包囲する保護層がＳｉＯ２から、しばしばとくに密に、薄く、かつ安価に作製され、ビーム安定性と水安定性が改善される。したがってこの保護層は表面電荷が低いにもかかわらず、比較的に高いＨｇ吸収性を有し、多種多様に適用される。

第１の発光物質化合物を包囲するこの保護層によって、発光物質組成物の励起ビームに対する安定性、Ｈｇに対する低い親和性、およびランプ動作中でのＨｇの低い吸収性、ならびに水中での高い安定性に関しての基準が達成される。したがって水ベースの懸濁液が使用された環境に優しい被覆方法を使用することができる。

発光物質化合物用の保護層により提案されたコーティングによって、この基準がとくに良好に満たされることが期待できる。さらにこの保護層の前記特別の構成により、個々の発光物質粒ないしは発光物質化合物周囲で密で薄い層形成が達成される。この保護層の組成物は、発光物質粒または発光物質化合物の内側における平均組成物とは異なっている。表面の組成は例えば表面感知法、例えばＸＰＳまたはＳＮＭＳにより決定される。発光物質混合物の平均組成は容積感知法、例えばＥＤＸ、ＲＦＡまたは化学分析によって求めることができる。

したがってこの種の保護層を、放電ランプの第１の発光物質層の第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物を被覆するために使用すると有利である。

発光物質混合物が、全体がＥｕによりドーピングされた発光物質組成物だけを有することもできる。有利にはこの種の発光物質混合物は最大で４つ、とりわけ最大で３つの発光物質組成物を有する。ここでは、赤色スペクトル領域で放射する発光物質組成物に対してはＹＯＥ（Ｙ２０３：Ｅｕ）を発光物質化合物として、青色スペクトル領域で放射する発光物質組成物に対しては発光物質化合物としてＢＡＭまたはＳＣＡＰを、青−緑色スペクトル領域で放射する発光物質組成物に対して発光物質化合物としてＢＡＭＭｎまたはＳＣＡＰ：Ｍｎを、緑色スペクトル領域で放射する発光物質組成物に対しては第１の発光物質化合物としてＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕまたはオルトシリケートを作製することができる。この場合、発光物質の混合はそれぞれ作製された発光物質化合物の発光物質組成物から多種多様に選択することにより行うことができる。したがって多数の種々異なる発光物質混合を構想することができる。

有利には放電ランプはＨｇ低圧放電ランプとして構成されている。発光物質管または小型発光物質ランプを放電ランプとして設けることができる。

以下では、本発明の実施例を概略図に基づいて詳しく説明する。

本発明の放電ランプの実施例の概略断面図である。 従来技術による発光物質混合物を備える放電ランプの放射スペクトルを、発光物質混合物の全体質量に関して特別の混合比を備える本発明の発光物質混合物の実施例と比較して示す線図である。 第１の発光物質化合物と第２の発光物質化合物との間に異なる質量比を備える本発明の発光物質混合物の放射スペクトルを示す線図である。 一方では従来技術の発光物質混合物を、他方では本発明の発光物質混合物の実施例を備える放電ランプの光電気値を示す表である。 ３５００Ｋの色温度に対する放電ランプの放射スペクトルを示す線図である。 種々異なる発光物質に対して算出された光効率と演色値を示す線図である。

図１には、水銀低圧放電ランプとして構成されている放電ランプ１の断面が概略的に示されている。放電ランプ１はロッド状に構成されており、ガラス球である管状の放電容器２を有する。放電容器２の端部にはソケット３が取り付けられている。このソケット３は外に向かって伸長する電気接点４と５を有する。放電容器２の対向する側にも同様にソケット６が配置されており、このソケット６にも外に向かって伸長する電気接点７と８が取り付けられている。これらの電気接点７と８は、電流供給部を介して電極１０と電気接続しており、電極１０は放電容器２の放電空間１３内に伸長している。相応にして電気接点４と５も電流供給部と接続されており、この電流供給部は別の電極９と接続されている。この電極９も放電容器２の放電空間１３内に伸長している。

放電容器２の内側１１には発光物質層１２が形成されている。この発光物質層１２はこの実施例では放電容器２の全長にわたって伸長している。発光物質層１２は、実施例では内側１１に直接形成されている。図示の構成では発光物質層１２だけが示されている。ここでは放電空間１３に向いた上側１４、すなわち放電容器２の内側１１とは反対側の上側１４にも別の層を形成することができる。この別の層は例えば、第１の発光物質化合物または発光物質層１２の発光物質粒に対する保護層とすることができる。

同様にこの上側１４には別の発光物質層を設けることができる。同様に、発光物質層１２と内側１１との間に別の層を形成し、配置することができる。

発光物質化合物は有利には、金属酸化物、ホウ酸塩、リン酸塩、または３元物質からなる保護層により包囲される。

発光物質層１２は、第１の発光物質組成物と少なくとも一つの第２の発光物質組成物を有する発光物質混合物を含む。第１の発光物質組成物は、緑色から黄色スペクトル領域に放射スペクトルを有する。第１の発光物質組成物は、Ｔｂフリーに構成され、Ｈｇソースから放射されるＵＶビームを吸収するように構成された第１の発光物質化合物を含む。ＨｇソースとしてとりわけＨｇ原子とＨｇイオンが放電空間１３中に存在する。これらは電子励起によりＵＶビームを放射する。第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物はさらに、吸収されたＵＶビームを発光物質化合物の放射スペクトルに変換するように構成されている。発光物質混合物の全質量における第１の発光物質組成物の質量割合は５０％以下である。さらに発光物質混合物は、放電ランプ１が２５００Ｋより大きな色温度の光を形成するように構成されている。

緑色から黄色のスペクトル領域で放射するように構想された第１の発光物質組成物を、赤色スペクトル領域で放射するように構成された第２の発光物質組成物、および青色スペクトル領域で放射するように構成された第３の発光物質組成物と組み合わせることにより、所望の色温度を調整することができる。３つの発光物質組成物を備える発光物質混合物の代わりに、発光物質組成物が青−緑色スペクトル領域で放射するように構成された第４の発光物質組成物を含有するようにすることができる。この種の第４の発光物質組成物を添加することにより演色性を高めることができる。

実施形態では、発光物質混合物が第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物として（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕまたは（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＳｉＯＮ：Ｅｕを含有することができる。第２の発光物質組成物の発光物質化合物として、赤色スペクトル領域で放射するＹＯＥ：Ｅｕを設けることができる。さらに第３の発光物質組成物に対する発光物質化合物として、青色スペクトル領域で放射するためにＢＡＭまたはＳＣＡＰ：Ｅｕを設けることができる。付加的に第４の発光物質組成物に対する発光物質として、青−緑色スペクトル領域で放射するためにＢＡＭＭｎ：Ｅｕを設けることができる。この場合、発光物質混合物は、前記の発光物質化合物から選択することのできる３つまたは４つの発光物質組成物からなる。

別の実施例では、発光物質混合物が４つ以上の発光物質組成物からなることができる。ここでも同様にすでに上に述べた発光物質化合物から選択することができる。付加的にこの実施例で、第１の発光物質組成物に対して、Ｔｂを含有するように構成された第２の発光物質化合物、例えばＣＡＴまたはＬＡＰを設けることができる。ここでＣＡＴは実質的に、ＣｅＭｇＡ１１１０１９：Ｔｂにより記述される化合物である。ＬＡＰは実質的に、ＬａＰ０４：Ｃｅ，Ｔｂにより記述される化合物である。

重要なことは、Ｔｂ含有発光物質の質量割合が、緑色スペクトル領域で放射する第１の発光物質組成物のＥｕ含有発光物質化合物の質量割合よりも小さいことである。

図２には、波長λの関数としての放射強度（％）がプロットされている。図２に示された放射スペクトルは図１の放電ランプによるものである。ここで破線は、従来技術により構成された放電ランプの放射スペクトルを示す。したがって発光物質化合物としてＹ２０３：Ｅｕ（Ｌ５８１Ｈ）およびＣＡＴを含む発光物質層を有する。

さらに図２には実線により、図１の本発明による放電ランプ１の放射スペクトルが示されている。この放電ランプでは発光物質層１２が本発明の発光物質混合物を有する。図２の放射スペクトルではこの発光物質混合物が、第１の発光物質化合物としてのＹ２０３：Ｅｕ（Ｌ５８１Ｈ）と、第１の発光物質化合物としてのＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕから形成されている。本発明の発光物質混合物の前記実施例における２つの発光物質化合物の混合比は、発光物質混合物の全質量のそれぞれ５０％である（５０：５０）。実施例では第１の発光物質化合物にＥｕがドープされており、Ｅｕの質量割合または重量割合は１％である。質量割合５０：５０は１００の全質量を基準にするものである。

図３には、波長λの関数としての放射強度Ｉ（％）がプロットされている。図３の線図には、発光物質混合物の２つの発光物質化合物間の質量割合が異なっている本発明の発光物質混合物の種々の実施例の放射スペクトルが示されている。この線図から分かるように、複数の発光物質混合物がその放射スペクトルとともに図示されている。ここで第２の発光物質化合物Ｙ２０３：Ｅｕ（Ｌ５８１Ｈ）と第１の発光物質化合物ＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕの混合比は５０％対５０％、７５％対２５％、ならびに９０％対１０％を含む。本発明の発光物質混合物の上記３つの実施形態の放射スペクトルは前記の順序で、太線、破線および細い実線により示されている。

図４の表には、Ｔ８Ｌ３６Ｗロッド形ランプとして構成された図１の放電ランプに対する光電値が示されている。最初の３行には、発光物質層１２がそれぞれ本発明の発光物質混合物の異なる構成を有する場合の、放電ランプ１に対する光電値が示されている。図４の表の最後の第４行にはこれとの比較で、前記放電ランプ１の発光物質層が従来技術から公知の発光物質により構成された場合の光電値がプロットされている。

図１の放電ランプ１の簡素化した図示では、発光物質層１２が放電容器２の内側１１に直接取り付けられている。別の発光物質層または付加的な他の層、例えば保護層等は図示されていない。

しかし放電容器２は、少なくとも１つの付加的な別の被覆層を有することができる。ここでは、放電容器２の内側１１と第１の発光物質層１２との間に、少なくとも１つの付加的被覆部を設けることができる。有利にはその間にある層は、Ｈｇが放電容器２の壁に拡散するのに対抗する保護層として構成される。

付加的にまたはその代わりに、少なくとも２つの第２の発光物質層１２を放電容器２に形成することができる。

図１から出発して、別の層を第１の発光物質層１２の上側１４に形成することもできる。放電空間１３に向いた側のこの別の層も同様に保護層とすることができ、この保護層は第１の発光物質層１２の発光物質化合物が、ＶＵＶスペクトル領域で照射損傷されるのを、またはＨｇイオンと反応するのを保護する。

相応の被覆部を個々の発光物質化合物に直接、または第１の発光物質層１２の発光物質混合物の発光物質粒に取り付けることができる。例えばこの種の照射損傷保護層および／または反応阻止保護層は、Ａｌ２０３保護層またはＹ２０３保護層として構成することができる。

付加的にまたはその代わり、放電容器２において、すくなくとも１つの第１の発光物資層１２を本発明の発光物質混合物により形成することができる。この場合、放電空間１３とこの第１の発光物質層１２との間に付加的な第２の発光物質層（図示せず）を設けることができる。この第２の発光物質層は構成成分としてＴｂ（テルビウム）を有する。とりわけ第１の発光物質層は本発明の発光物質混合物により、Ｔｂフリーで形成される。第２の発光物質層は、例えば発光物質化合物ＣＡＴとＹＯＥからなる発光物質混合物を有することができる。

説明したすべての実施例は任意のやり方で相互に組み合わせることができる。したがって個々の発光物質層および保護層をそれぞれ異なって層形成および構成することができる。

図５には３５００Ｋ（ｘ／ｙ ０．４３９／０．４０９）の色温度に対する放電ランプ１の放射スペクトルが、重ね合わせ法により検出されてプロットされている。波長λが４５０ｎｍの所に、青色発光物質化合物ＢＡＭ：Ｅｕにより形成された付加的な放射が識別される。発光物質混合物は図５に示した線図では、発光物質化合物Ｙ２０３：Ｅｕ、ＢＡＭ：ＥｕおよびＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕである。

ランプパターンの優勢な波長（λ＿ｄｏｍ）を測定すると、小型発光物質ランプ（ＣＦＬ）に対するデータ（測定点）と、ロッド形ランプに対するデータとが非常に良好に一致することが判明した。

発光物質混合物により形成されたランプ放射スペクトルは、次の領域で優勢な波長を達成する。

有利には発光物質混合物全体のランプ放射スペクトルの優勢な波長は５４０ｎｍよりも大きい。とりわけ波長は、２７５０Ｋ以下の色温度に対しては５７５ｎｍより大きく、２０００Ｋ以下の色温度に対しては５８５ｎｍより大きく、１７５０Ｋ以下の色温度に対しては５９０ｎｍより大きく、１２５０Ｋ以下の色温度に対しては６００ｎｍより大きい。

ここで優勢な波長は、ＣＩＥ１９３１ｘｙ表色グラフで決定される。この優勢な波長は、ｘ＝０．３１３とｙ＝０．３３７の白点と発光物質混合物の測定された色位置ｘ、ｙを通る直線がスペクトル色列と交差するときのスペクトル色列（表色グラフの縁曲線）の波長に相当する。

図６には、光効率ｌｍ／Ｗと演色値Ｒａが波長の関数として図示されている。ここには３つの異なる発光物質オルトシリケート、ＳｉＯＮおよびＣＡＴに対して曲線経過が図示されている。コンピュータシミュレーションにより異なるＲＧＢ３バンド混合物について、ランプＴ８ Ｌ３６Ｗ／８４０（色温度４０００Ｋ、演色性指数＞８０で到達可能な光効率（ｌｍ／Ｗ）と演色性Ｒａが計算された。混合物ではそれぞれ同じ赤色発光物質ＹＯＥと同じ青色発光物質化合物ＢＡＭが使用されたが、緑色発光物質は異なっていた。緑色発光物質として（テルビウム含有基準緑色発光物質としての）ＣＡＴの他に、２つの異なる択一的なＥｕ２＋活性化緑色発光物質が選択された。理想形態（Ｓｒ，Ｂａ，Ｅｕ）の２ＳｉＯ４のオルトシリケートと、理想形態ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：ＥｕのＳｉＯＮである。３つの緑色発光物質の放射スペクトルが図６に比較して図示されている。

計算では次の前提が基礎とされた。
（ａ） すべての発光物質は同じＱＥ＝８０％である。
（ｂ） ＬＥＤ発光物質は４０５ｎｍ、４０７ｎｍ、４３６ｎｍのＨｇビームを完全に吸収し、それらの量子収量に相応して変換する。

計算結果として、ＣＡＴに対しては９４．３１ｌｍ／Ｗの光効率と、８２．３のＣＲＩ値が得られた。オルトシリケートに対しては８８．３ｌｍ／Ｗの光効率と、８６．０のＣＲＩ値が得られた。ＳｉＯＮに対しては９４．８ｌｍ／Ｗの光効率と、８０．５のＣＲＩ値が得られた。

Claims (15)

1. 第１の発光物質組成物と少なくとも１つの第２の発光物質組成物とを有する放電ランプ（１）のための発光物質混合物であって、
   前記第２の発光物質組成物は赤色のスペクトル領域に放射スペクトルを有し、構成成分としてＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ（ＹＯＥ）を有する発光物質混合物において、
   前記第１の発光物質組成物は緑色および／または黄色のスペクトル領域に放射スペクトルを有し、
   ・Ｔｂフリーに構成され、Ｈｇ源から放射されるＵＶビームを吸収するように構成され、構成成分として一般式（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕのオルトシリケートまたは一般式（Ｓｒ _{１−ｘ−ｙ} Ｂａ _ｘ Ｃａ _ｙ ）Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ（ＳｒＳｉＯＮ）の酸窒化物を有する第１の発光物質化合物と、
   ・Ｔｂ含有に構成され、構成成分として（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９（ＣＡＴ）および／または（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ_４（ＬＡＰ）を有する第２の発光物質化合物と、
   を含む、
   ことを特徴とする発光物質混合物。
2. 請求項１記載の発光物質混合物において、
   Ｔｂを含有する前記第２の発光物質化合物の質量割合は、Ｔｂフリーの第１の発光物質化合物の質量割合よりも小さい発光物質混合物。
3. 請求項１または２記載の発光物質混合物において、
   第１の発光物質組成物の質量割合は５０％以下である発光物質混合物。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光物質混合物において、
   前記第１の発光物質組成物の前記第１の発光物質化合物は、４４０ｎｍ以下の波長のビームに対して強い吸収性を有する発光物質混合物。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光物質混合物において、
   前記第１の発光物質組成物の前記第１の発光物質化合物は、２５４ｎｍの波長のビームに対して非常に強い吸収性を有する発光物質混合物。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光物質混合物において、
   前記第１の発光物質組成物の前記第１の発光物質化合物は、５３０ｎｍ以上の波長のビームに対して弱い吸収性を有する発光物質混合物。
7. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光物質混合物において、
   前記第１の発光物質組成物の前記第１の発光物質化合物の放射スペクトルは、５３０ｎｍと５７０ｎｍとの間に優勢な波長を有する発光物質混合物。
8. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光物質混合物において、
   前記第１の発光物質組成物の少なくとも前記第１の発光物質化合物にはＥｕがドーピングされており、
   Ｅｕによるドーピングの質量割合は０．１％から１５％の間である発光物質混合物。
9. 請求項８に記載の発光物質混合物において、
   Ｅｕによるドーピングの質量割合は１％から２％の間である発光物質混合物。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光物質混合物において、
    第３の発光物質組成物を含有しており、
    該第３の発光物質組成物は放射スペクトルを青色スペクトル領域に有し、
    該第３の発光物質組成物は、（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７（ＢＡＭ）または（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｅｕ）_５（ＰＯ _４ ）_３（Ｆ，Ｃｌ）（ＳＣＡＰ）を構成成分として含有する発光物質化合物を含む発光物質混合物。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の発光物質混合物において、
    第４の発光物質組成物を含有しており、
    該第４の発光物質組成物は放射スペクトルを青−緑色スペクトル領域に有し、
    該第４の発光物質組成物は、（Ｂａ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ_１０Ｏ_１７（ＢＡＭＭｎ）を構成成分として含有する発光物質化合物を含む発光物質混合物。
12. 発光物質層（１２）が形成された放電容器（２）を備える放電ランプにおいて、
    少なくとも１つの第１の発光物質層（１２）は、前記請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の発光物質混合物を有するように構成されている放電ランプ。
13. 請求項１２に記載の放電ランプにおいて、
    前記第１の発光物質層（１２）の、前記放電容器（２）の内側（１１）とは反対の上面（１４）には、前記第１の発光物質化合物をＶＵＶビームおよび／またはＨｇイオンとの反応から保護するための保護層が形成されており、該保護層は構成成分としてＡｌ_２Ｏ_３および／またはＹ_２Ｏ_３を有する放電ランプ。
14. 請求項１２または１３に記載の放電ランプにおいて、
    前記第１の発光物質層（１２）の、前記放電容器（２）の内側（１１）とは反対の上面（１４）には、Ｔｂを有する第２の発光物質層が形成されており、
    該第２の発光物質層は、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９（ＣＡＴ）−Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ（ＹＯＥ）混合物を発光物質化合物として有する放電ランプ。
15. 請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の放電ランプにおいて、
    第１の発光物質層（１２）の第１の発光物質組成物の第１の発光物質化合物は、保護層により包囲されており、該保護層は金属酸化物および／またはホウ酸塩および／またはリン酸塩および／またはＳｉＯ_２を有する放電ランプ。

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