NL8003774A - Metaalhalogenide-ontladingslamp met hoge intensiteit. - Google Patents

Description

- 1 - X

Metaalhalogenide-ontladingslamp met hoge intensiteit.

De uitvinding heeft betrekking op metaalhalogenide-ontladingslampen met hoge intensiteit, en in het bijzonder op metaalhalogenidelampen, die een verhoogde kleurweergave geven van lichte voorwerpen.

5 Een dergelijke lamp is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.670.194. Deze lamp maakt gebruik van een twee-componenten mengfosforbekleding aan het binnenoppervlak van het buitenomhulsel. Een van de fosformengcomponenten geeft een emissie in het kortere golflengtegebied van het 10 zichtbare spectrum.met een piek van 440 nm tot 470 ma, zoals bijv. strontiumchloorapatiet, geactiveerd door tweewaardig europium, en de andere fosformengcomponent geeft een emissie in het langere golflengtegebied van het zichtbare spectrum· met een’ piek bij 605 nm tot 630 nm, zoals 15 bijv. yttriumfosfaatvanadaat, geactiveerd door driewaardig europium.

Een andere dergelijke lamp is beschreven in hei> Amerikaanse octrooischrift 3.825.792. Deze laatste lamp gebruikt een bekleding aan het binnenoppervlak van het 20 buitenomhulsel, dat een fosformengsel bevat van europium-geactiveerd yttriumfosfaatvanadaat of yttriumvanadaat en mangaan-geactiveerd magnesiumfluorgermanaat of magnesium-arsenaat.

In het Franse octrooischrift 2.229.139 wordt 25 een hogedruk metaaldamplamp beschreven, die een fosfor-bekleding heeft aan het binnenoppervlak van het buitenomhulsel. Deze bekleding bevat rood-emitterend yttrium-vanadaatfosfaatfosfor geactiveerd door driewaardig europium met toevoeging van een niet-fluorescerend geel pigment-30 reactieprodukt van NiO en TiC^·

In het Japanse octrooischrift 43-20514 wordt een hogedruk metaalontladingslamp beschreven met elektrode-omhulsels, die een toevoeging bevatten van twee tot drie jodiumverbindingen, bijv. jodides van natrium, thallium 35 en indium.

De uitvinding heeft nu betrekking op een metaal-halogenide-ontladingslamp met hoge intensiteit, die 3003774 •ff - 2 - gloeilampkarakteristieken bezit, en welke lamp een langwerpig straling-emitterende boogbuis heeft, die is omsloten door en wordt gesteund binnen een licht-doorlatend beschermend buitenomhulsel,waarbij de genoemde boogbuis 5 boogelektroden heeft, werkzaam daarin opgesteld nabij de einden ervan, en een ontstekingselektrode, geplaatst in dichte nabijheid van êén van de boogelektroden, welke boogbuis een ontlading onderhoudende vulling omsluit, die een vastgestelde hoeveelheid kwik bevat plus een geringe druk 10 aan inert ioniseerbaar gas, vastgestelde hoeveelheden natriumjodide, tinjodide en thalliumjodide, waarbij het buitenomhulsel op het binnenoppervlak daarvan een lumines-cerende omkleding heeft bestaande uit een mengsel van vastgestelde hoeveelheden strontiumchloorapatietfosfor, 15 geactiveerd door tweewaardig europium en yttriumvanadaat-fosfaatfosfor, geactiveerd door driewaardig europium in vastgestelde onderlinge gewichtsverhoudingen, elektrische invoerorganen, gesmolten door de boogbuis en verbonden met de elektronen, elektrische aanpassingsorganen, bevestigd 20 aan het buitenoppervlak van het buitenomhulsel voor het vergemakkelijken van de elektrische aansluiting van de lamp op een elektrische stroombron, welke elektrische aanpassingsorganen elektrisch verbonden zijn met de elektrische invoerorganen.

25 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld onder verwijzing naar de tekening. In de tekening toont: fig. 1 een zijaanzicht gedeeltelijk in doorsnede van een uitvoeringsvoorbeeld volgens de uitvinding van 30 een metaalhalogenidelamp, waarbij de ligging van de luminescente bekleding is getoond, en fig. 2 een grafiek van de‘relatieve energie als funktie van de golflengte, waarbij de spectraal-uitgang van de lamp van fig. 1 is getoond.

35 In fig. 1 is een metaalhalogenide-ontladings- lamp 10 van hoge intensiteit getoond, welke een langwerpige straling-emitterende boogbuis 12 bezit, kenmerkend vervaardigd kwarts. De boogbuis 12 heeft boogelektroden 18, werkzaam opgesteld daarin nabij de einden daarvan.

40 Een ontstekingselektrode 20 is opgesteld in dichte 3003774 - 3 - η nabijheid van één van de boogelektroden 18. De boogbuis 12 wordt omsloten door en gesteund binnen een lichtdoorlatend buitenomhulsel 14. De boogbuis 14 omsluit een ontlading-onderhoudende vulling 16, die bestaat uit een vastgestelde 5 hoeveelheid kwik, bijv. 12,5 mg per cm afstand tussen de boogelektroden, plus een geringe druk aan inert ioniseerbaar gas, zoals bijv. argon bij ongeveer 25 torr, zoals in de techniek bekend is. De ontlading-ondersteunende vulling 16 bevat verder vastgestelde hoeveelheden natriumjodide 10 van 6,5 tot 10,0 mg per cm afstand tussen de boogelektroden, tinjodide van 0,3 tot 1,0 mg per cm afstand tussen de boogelektroden, en thalliumjodide van 0,1 tot 0,6 mg per cm afstand tussen de boogelektroden.

Het buitenomhulsel 14 draagt aan het binnen- 15 oppervlak daarvan een luminescerende bekleding 22, die bestaat uit een mengsel van vastgestelde hoeveelheden strontiumchloorapatietfosfor, geactiveerd door divalent europium, bi^ voorkeur van 0,2 tot 0,8 mg per cm bekleding, en yttriumvanadaatfosfaatfosfor, geactiveerd door drie- 2 20 waardig europium van 1,0 tot 2,5 mg per cm bekleding in vastgestelde relatieve gewichtsverhoudingen, zoals hierna zal worden beschreven.

De strontiumchloorapatietfosfor kan bijv. worden bereid door 0,6 mol SrHP04, 0,27 mol SrCO^, 0,11 mol SrClg 25 en Q,02 mol EuCO^ te mengen. Toegevoegd aan dit rauwe wordt 0,25 mol additioneel SrCl2, dat dient als vloeimiddel gedurende het verhitten. Het rauwe mengsel wordt dan verhit in een gereduceerde temperatuur, bijv. een 90 %'s stikstof-10 %'s waterstof atmosfeer bij van 90-l200°C en bij 30 voorkeur bij 1100°C gedurende ongeveer 3 uur. Na het koelen wordt het fosfor fijngebroken en geloogd met gedestilleerd water voor het verwijderen van overblijvend oplosbaar strontiumchloride-vloeimiddel. Het fosfor heeft een emissiepiek bij ongeveer 446 tot 450 nm en de uitgang 35 ervan heeft een nauwe band in de kortere golflengtegebieden van het zichtbare spectrum.

De yttriumfosfaatvanadaatfosfor heeft een emissiepiek bij ongeveer 620 nm. Een dergelijke fosfor is goed bekend in de forfortechniek en wordt gebruikt 40 voor het kleurcorrigeren van de uitgang van kwiklampen.

8 0 C 3 7 7 4 - 4 - r

Deze fosfor kan bijv. worden bereid door gelijke delen yttriumvanadaat en yttriumfosfaat te mengen met de gewenste activator, en het verkregen mengsel te verhitten op 1150°C gedurende 6,5 uur in een luchtatmosfeer. Alternatief 5 kan yttriumvanadaat, geactiveerd door europium worden gebruikt in plaats van het vanadaat-fosfaat, waarbij de spectrale emissie van deze twee fosfors vrijwel identiek zijn.

Beide van deze fosfors hebben bij benadering 10 dezelfde quantumopbrengst. Dienovereenkomstig is de relatieve wattage-uitgang van de korte-golf-emissie van de ene fosforcomponent ten opzichte van de relatieve wattage-uitgang van de lange-golf-emissie van de andere fosforcomponent nagenoeg gelijk aan de relatieve gewichtsverhou-15 dingen van deze fosfors. Tenéinde ee’n acceptabele totaal-kleurweergave-index te verkrijgen, dient de relatieve gewichtsverhouding van de korte-golf-emitterende fosfor (strontiumchloorapatietfosfor) ten opzichte van de lange-golf-emitterende fosfor (yttriumvanadaatfosfaat) te 20 zijn van 0,05:1 tot 0,4:1, waarbij een betere kleurweergave-index wordt verkregen met een relatieve gewichtsverhouding van 0,1:1 tot 0,3:1. De voorkeursrelatieve gewichtsverhouding is ongeveer 0,2:1.

De lamp heeft verder elektrische invoerorganen 25 24, die zijn gesmolten door de boogbuis 12, en verbonden met de boogelektroden 18 en de ontstekingselektrode 20.

Een elektrisch aanpassingsorgaan 26 is bevestigd aan het buitenoppervlak van het buitenomhulsel 14 voor het vergemakkelijken van de elektrische aansluiting van de lamp op 30 een elektrische stroombron 28. Het elektrische aanpassings-orgaan 26 bestaat kenmerkend uit een metalen hulsgedeelte 30 en een metalen oogje 32, gescheiden door een elektrisch isolatie-orgaan 34. Het elektrische aanpassingsorgaan 26 is elektrisch verbonden met de invoerorganen 24.

35 De luminescerende bekleding 22 is aangebracht als bekleding aan de binnenoppervlakken van het buiten-' omhulsel 14. De aanbrenging van deze bekleding kan tot stand worden gebracht door elektrostatische afzetting zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.358.639, 40 waarnaar zij verwezen voor verdere details, of door de 8003774 - 5 - λ bekleding aan te brengen in een lakdrager en vervolgens verhitten voor het ontleden van het organische bindmiddel.

Een 400-watt metaalhalogidelamp werd vervaardigd volgens de uitvinding. De lamp omvatte een boog-5 buis 'met afmetingen van 18 mm x 22 mm en 45 mm afstand tussen de elektrodes. De boogbuis bevatte 56 mg kwik en argon bij 25 torr, tezamen met 58,0 mg natriumjodide, 1,6 mg thalliumjodide, en 2,5 mg tinjodide. Het binnen-oppervlak van het buitenomhulsel 14 was bekleed met een 10 mengsel van strontiumchloorapatiet en yttriumvanadaatfosfaat-fosfors, in de volgende hoeveelheden: strontiumchloorapatiet 0,4 mg/cm bekleding en yttriumvanadaatfosfaat 1,6 mg/cm bekleding.

In de grafiek van fig. 2 zijn lampdata gegeven 15 voor de hierboven beschreven lamp, waarbij langs de abscis de golflengte van het geëmitteerde licht is uitgezet en langs de ordinaat de relatieve energie van dat licht.

Genoemde lamp gaf x-y C.I.E.-coördinaten van x = 0,433 en y = 0,4195. De lamp heeft een kleurweergave voor belichte 20 voorwerpen van 63,5 en een rendement van 6 6~ lumen per watt en een gecorreleerde kleurtemperatuur van 3174°K. Deze resultaten zijn zeer gunstig in vergelijking met bekende lampen, die kenmerkend een initieel rendement van 48 lumen per watt bezitten, een kleurweergave van belichte voorwerpen 25 van 52 en een gecorreleerde kleurtemperatuur in het gebied van 3000-3300°K.

- conclusies - 8003774

Claims (3)

1. Metaalhalogenide-ontladingslanp van hoge inten siteit met gloeilampkarakteristieken, met het kenmerk, dat de lamp een langwerpige straling-doorlatende boogbuis heeft, die is omsloten door en wordt gesteund 5 binnen een lichtdoorlatend beschermend buitenomhulsel, welke boogbuis boogelektroden heeft, die werkzaam zijn opgesteld daarin nabij de einden ervan, en een ontstekingselektrode, geplaatst in dichte nabijheid van één van de boogelektroden, welke boogbuis een ontlading-onderhoudende vulling omsluit, 10 bestaande uit een vastgestelde hoeveelheid kwik plus een geringe druk aan inert ioniseerbaar gas, vastgestelde hoeveelheden natriumjodide, tinjodide en thalliumjodide, welk buitenomhulsel aan het binnenoppervlak daarvan een lumines-cerende bekleding heeft, die bestaat uit een mengsel van 15 vastgestelde hoeveelheden strontiumchloorapatietfosfor, geactiveerd door tweewaardig europium, en yttriumvanadaat-fosfaatfosfor, geactiveerd door driewaardige europium, in vastgestelde relatieve gewichtsverhoudingen, elektrische invoerorganen, gesmolten-door de boogbuis en verbonden met 20 de elektroden, elektrische aanpassingsorganen, bevestigd aan het buitenoppervlak van het buitenomhulsel voor het vergemakkelijken van de elektrische aansluiting van de lamp op een elektrische stroombron, welke elektrische aanpassingsorganen elektrisch verbonden zijn met de invoerorganen.

2. Lamp volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het natriumjodide aanwezig is in een hoeveelheid van 6,5 tot 18,0 mg/cm afstand tussen de boogelektroden, het tinjodide aanwezig is in een hoeveelheid van 0,3 tot 1,0 mg/cm afstand tussen de boogelektroden, 30 en het thalliumjodide aanwezig is in een hoeveelheid van 0,1 tot 0,6 mg/cm afstand tussen de boogelektroden.

3. Lamp volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de strontiumchloorapatietfosfor, geactiveerd door tweewaardig europium, aanwezig is in een 2 35 hoeveelheid van 0,2 tot 0,8 mg/cm bekleding, en de yttriumvanadaatfosfaatfosfor, geactiveerd door driewaardig 8003774 - 7 - europium, aanwezig is in een hoeveelheid van 1,0 tot 2,5 mg/cm bekleding, en dat de relatieve gewichtsverhouding tussen de strontiumchloorapatietfosfor en het yttrium-vanadaatfosfaat is gelegen tussen 0,05:1 tot 0,4:1. Ik S 8003774