WO2008113676A1 - Beschichtung für eine leuchtstofflampe und leuchtstofflampe sowie beschichtungsverfahren - Google Patents

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WO2008113676A1
WO2008113676A1 PCT/EP2008/052591 EP2008052591W WO2008113676A1 WO 2008113676 A1 WO2008113676 A1 WO 2008113676A1 EP 2008052591 W EP2008052591 W EP 2008052591W WO 2008113676 A1 WO2008113676 A1 WO 2008113676A1
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layer
phosphor
coating
fluorescent lamp
layers
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PCT/EP2008/052591
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Inventor
Armin Konrad
Thomas Noll
Original Assignee
Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/38—Devices for influencing the colour or wavelength of the light
    • H01J61/42—Devices for influencing the colour or wavelength of the light by transforming the wavelength of the light by luminescence
    • H01J61/48—Separate coatings of different luminous materials

Definitions

  • the present invention relates to a coating for a fluorescent lamp according to the preamble of patent claim 1, a fluorescent lamp with such a ⁇ coating, and a method for applying such a phosphor coating.
  • Electrodes arranged in the discharge vessel generate by means of gas discharge in the discharge gas mixture a plasma which emits light in the UV spectral range and / or in the visible range.
  • the discharge gas mixture can consist of mercury, which in particular generates radiation at 185 nm and 254 nm (Hg-UV radiation), which is converted into visible light by a suitable coating.
  • radiation is generated in the near UV and in the visible range, for example at 435 nm (Hg-Vis radiation).
  • the discharge vessel usually has on its inside a coating which is composed of different phosphor components and in particular is designed to convert the UV light provided by the discharge gas mixture into visible light.
  • This coating is produced in such a way provides that the phosphor components are mixed together and then this mixture is applied to the discharge vessel, which is preferably achieved in tubular discharge ⁇ bulbs by brazing and flat lamps, preferably by spraying.
  • the phosphor components are selected such that the fluorescent lamp three emission bands in blue ⁇ en, green and has red spectral region.
  • the commonly used phosphors barium magnesium aluminate doped with europium (BAM) blue, lanthanum phosphate doped with cerium and terbium (LAP) - green and yttrium doped with europium (L581) - red - have emission maxima in the wavelength range of 445- 465nm (BAM), 535-550nm
  • LAP 605-640nm
  • L581 605-640nm
  • the color of the light can be influenced by different compositions and mixing ratios of the phosphor components. For example, generates a Mi ⁇ research with a larger blue component a daylight-white light, while a different mix, makes a yellow component for a warm white light.
  • a disadvantage of the conventional fluorescent lamps is that the phosphors used, in particular BAM, age under the action of the short-wave UV radiation, in particular the 185 nm radiation, of the discharge gas mixture, which leads to a decrease in the quantum efficiency and thus to a decrease in the luminous efficacy.
  • the damage and thus the aging of the individual phosphor components is different, which, seen over the lifetime of the lamp, leads to an undesired color change. location drift - ie the change in the color of the emitted light - leads.
  • the object of the present invention is therefore to provide a coating for a fluorescent lamp, in which the damage to the phosphor components in the phosphor coating is reduced.
  • This object is having solved by a coating for egg ⁇ ne fluorescent lamp, the components at least two Leuchtstoffkom-, wherein the coating comprises at least two layers, wherein each each layer has a phosphor component, a fluorescent lamp with such a layer, and a method for applying such a phosphor coating.
  • UV-sensitive phosphors may be contained in the layer which is protected by layers which are less UV-sensitive.
  • the layer comprising the phosphor components with the best quantum efficiency, especially in the short-wave 185 nm radiation is arranged as close as possible to the discharge itself. This means that in the case of a coating applied to the inside of a discharge vessel of a fluorescent lamp, this layer should possibly be applied as the last layer, viewed from the discharge vessel, so that photons from the discharge at this layer are preferably converted.
  • the layer with the most expensive phosphor component is also advantageous to arrange the layer with the most expensive phosphor component as close as possible to the discharge.
  • the layer can be relatively thin without diminishing the proportion of the radiation emitted by it.
  • even the total amount of these expensive Leuchtstoffkompo ⁇ component is reduced by this discharge close arrangement, which in turn means a cost reduction for the overall lamp.
  • an additional protective layer is present, which, however, can also be formed, for example by adapted grain size distribution, from a phosphor component layer. It is particularly advantageous if the protective layer is arranged as far as possible from the discharge. Furthermore, it is also possible to use more than three phosphor components which complement one another in their spectrum, as a result of which the luminous efficacy can be increased.
  • the layers are sprayed on one after the other, preferably on the inside of the discharge vessel, but it is also possible to apply the layers by brazing.
  • the discharge vessel which has, for example, a wave-shaped profile on the front and back, with different
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional detail through a discharge vessel of a flat lamp with a particularly preferred embodiment of he ⁇ inventive coating and schematic representations of the associated spectral distributions of the particularly preferred structure of the coating shown.
  • FIG. 3 A schematic representation of the different? ⁇ chen reflection characteristics of another embodiment of the coating according to the invention.
  • FIG. 5 shows a graphic simulation representation of the emission bands and the color locus of a phosphor coating layered according to the invention for daylight-white light.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a detail of a discharge vessel of a flat lamp.
  • the discharge vessel of a flat lamp usually consists of a multiplicity of cavities, which are replaced by a corresponding forming forms of a front and back. It is particularly advantageous if the front and back of a glass with a wave-shaped profile, which are arranged such that the cavities formed by the wave-shaped profile form a substantially symmetrical circular cross-section.
  • Figure 1 schematically shows two exemplary embodiments of discharge vessels 2 of flat lamps 1 in the profile, wherein Figure IA is a flat lamp with wavy front face 4 and a flat rear side 6, which may also be as a reflector renewedbil ⁇ det shows, while the discharge vessel in Fi ⁇ gur IB has on both front 4, as well as on the back 6 a corrugated glass, so that the flat lamp on both the front and on the back 6 can emit light and a nearly circular cross-section of the cavities is guaranteed.
  • Figure IA is a flat lamp with wavy front face 4 and a flat rear side 6, which may also be as a reflector renewed ⁇ det shows
  • the discharge vessel in Fi ⁇ gur IB has on both front 4, as well as on the back 6 a corrugated glass, so that the flat lamp on both the front and on the back 6 can emit light and a nearly circular cross-section of the cavities is guaranteed.
  • different coatings can be applied to the front and rear side in their composition, so that the flat lamp can emit differently colored light at the front or rear side.
  • This is in particular ⁇ sondere for suspended downlights advantageous since, for example, the blanket of cold, daylight white light can be illuminated while the illumination of the floor is done in warm, white light.
  • Figure 2 shows a section through a discharge vessel 2 of a flat lamp 1, with the shown invention shown SEN coating such a light distribution is realized.
  • the coating on the front side 4 - that is, the side facing the bottom is chosen so that the Flat lamp warm white light emits (arrow 8), while on the back side - facing the ceiling - tageslichtwei ⁇ SLI light is emitted (arrow 10).
  • the coating consists of different layers with different phosphor components and / or different layer sequences or thicknesses.
  • first, second, third, etc. layer the layers are referred to in their sequence of application to the Entla ⁇ tion vessel. That is, if, for example, the inside of the discharge vessel has a coating, then the first applied layer is also the layer closest to the discharge vessel, while the last applied layer is directly next to the discharge itself.
  • the layer composition of a first layer stack SP1 applied to the back side 2b is selected such that daylight-white light is emitted on this side, while the layer stack SP2 on the front side is designed warm white Output light.
  • the ceiling illuminated with cold white light while the illumination of Bo ⁇ dens takes place in a warm white light.
  • the layer stack SPl for the delivery of daylight white light is preferably composed of a layer applied to the discharge tube ⁇ protective layer 14, a first phosphor layer 16, a second luminous material layer 18 and a third phosphor layer twentieth
  • a filling of mercury 4 is introduced, so that the characteristic of mercury radiation at 185nm, 254nm (Hg-UV spectrum) of the coating is converted by the excited gas discharge 12.
  • the mercury emits a series of lines in the near UV and visible range with wavelengths at 365 nm, 405 nm, 436 nm, 546 nm, and 578 nm.
  • the structure of the layer ⁇ stack is selected so that the layer with the UV light in ⁇ stable blue phosphor, in particular BAM, by the two at their applied phosphor layers 18 and 20 protected from the particular for them harmful 185nm radiation of mercury.
  • the protection is carried out by as ⁇ that 18 and 20, the two further layers absorb the bulk of the 185 nm radiation and convert.
  • the phosphor layer 20 - - preferably as a discharge next layer, the layer with the teu ⁇ first phosphor and / or the phosphor with the bes ⁇ th quantum yield chosen so that this layer can fail particular ⁇ DERS thin.
  • the required in the case of tageslichtwei ⁇ SEN light dye LAP the light in the green spectral range emits Although the most expensive, but also at 185nm stable and has on the other hand also a good Quantum yield on. This allows much light to be absorbed in the range of 185nm, minimizing damage to the BAM phosphor and requiring only a thin layer due to proximity to the discharge, which can reduce costs.
  • the phosphor layer 18 is interposed entwe ⁇ of the remaining phosphor or the second most expensive phosphor.
  • a luminescent material is selected as the phosphor of the luminescent layer 18, which emits light in the red spectral range, so that the light color provided by the layer stack SP1 is daylight white.
  • the layer thicknesses of the individual layers can be the same. However, it is also possible via a variation of the layer thicknesses to achieve a fine adjustment of the color locus of the light emitted by the lamp.
  • Figure 2 also shows on the front side 4 of the Entla ⁇ -making vessel 2, a layer stack SP2 that emits warm white light and emits from a protective layer 14 which is applied directly to the discharge vessel, a lying thereon first luminous material layer 22, the light in the gel ⁇ ben spectral , and a discharge-side phosphor layer 24, which emits light in the blue-green spectral range exists.
  • the criteria are that the layer is selected with the phosphor as a discharge side phosphor layer, the layer with the most expensive light ⁇ material and as entladungsgefäß seasonste phosphor layer of bezüg ⁇ Lich UV radiation is sensitive.
  • the protective layer 14 may also layer of the first phosphor be formed ⁇ 16 or 22, wherein the protective layer ⁇ is prepared by an appropriate particle size distribution.
  • Figure 2 also shows schematically the spectral distribution of the illustrated layer stacks 16, 18, 20, 22 and 24, wherein the different phosphors of layer stack SPl or layer stack SP2 are selected such that in each case the spectral gaps of the other layer stack are filled.
  • FIG. 2 This is shown schematically in FIG. 2 in that the spectral distributions of the daylight white light 8 emitted at the rear side are represented by the graphic 26, wherein the warm white light 10, which originates from the layer stack SP2, exhibits a spectral distribution which is shown in the graph 28 is shown schematically. In both graphics, however, it is also taken into account that reflected components of the respective other layer stack are likewise emitted.
  • the spectral distributions 26 and 28 combine to form a spectral image that is schematically shown in the diagram 30, it will be seen that the respective gaps filled by the spectrum of the other layer stack ⁇ the.
  • the arrangement and the thicknesses of the layers may include a light improvement in yield and an increase in the color light gap between day ⁇ light white and warm white possible.
  • the reflectivities of the individual layers can be adjusted via the particle size distribution and thicknesses of the layer packages. Such a reflectance distribution is shown in Figure 3, wherein only the layer stack SPl is considered, which is a daylight white light ⁇ .
  • the arrows 32, 34, 36 represent UV photons emitted by the gas discharge in the discharge gas mixture.
  • the reflection (42) and emission distribution (44) of the fluorescence are relatively uniform.
  • the intermediate phosphor layer 18 has a greater fluorescence emission but a reduced reflection with respect to the fluorescence from the discharge-near layer.
  • These TERMS ⁇ ONS / reflection properties can be adjusted by the particle size distribution of the layers. Percent, in a preferred embodiment, the fluorescence reflection / emission could be distributed as follows: Phosphor layer 20% reflection 80% emission 16
  • Figures 4 and 5 show a simulation of the emission bands of a phosphor coating with a phosphor layer mixture ( Figure 4) or a coating with a sequential structure ( Figure 5) for a daylight white light output.
  • a coating for a fluorescent lamp which consists of at least two phosphor components , wherein the phosphor components are arranged sequentially in superposing layers which form a layer stack, a fluorescent lamp with such a coating, and a method for applying such a coating.
  • first phosphor component layer (450 nm)

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Offenbart wird eine Beschichtung für eine Leuchtstofflampe, die aus mindestens zwei Leuchtstoffkomponenten besteht, wobei die Leuchtstoffkomponenten sequentiell in einander überlagernde Schichten, die einen Schichtstapel bilden, angeordnet sind, eine Leuchtstofflampe mit einer solchen Beschichtung, sowie ein Verfahren zum Aufbringen einer solchen Beschichtung.

Description

Be s ehre ibung
Beschichtung für eine Leuchtstofflampe und Leuchtstoff¬ lampe sowie Beschichtungsverfahren
Technisches Gebiet
Vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtung für eine Leuchtstofflampe gemäß dem Oberbegriff des Patentan- spruchs 1, eine Leuchtstofflampe mit einer solchen Be¬ schichtung, sowie ein Verfahren zum Aufbringen einer solchen Leuchtstoffbeschichtung.
Stand der Technik
Herkömmliche Leuchtstofflampen und auch Flachlampen weisen ein Entladungsgefäß - also einen Hohlraum, in den ein Entladungsgasgemisch aufnehmbar ist - auf. In dem Entladungsgefäß angeordnete Elektroden erzeugen mittels Gas¬ entladung in dem Entladungsgasgemisch ein Plasma, das Licht im UV- Spektralbereich und/ oder im sichtbaren Bereich abgibt. Das Entladungsgasgemisch kann beispielswei- se aus Quecksilber bestehen, wodurch insbesondere Strahlung bei 185nm und 254nm (Hg-UV-Strahlung) erzeugt wird, die durch eine geeignete Beschichtung in sichtbares Licht umgewandelt wird. Zudem wird Strahlung im nahen UV- und im sichtbaren Bereich zum Beispiel bei 435nm (Hg-Vis- Strahlung) erzeugt.
Zur Strahlungskonversion weist das Entladungsgefäß in der Regel an seiner Innenseite eine Beschichtung auf, die aus verschiedenen Leuchtstoffkomponenten zusammengesetzt und insbesondere dazu ausgelegt ist, das von dem Entladungs- gasgemisch bereitgestellte UV-Licht in sichtbares Licht umzuwandeln. Diese Beschichtung wird dabei derart herge- stellt, dass die Leuchtstoffkomponenten zusammengemischt werden und dann diese Mischung auf das Entladungsgefäß aufgebracht wird, wobei dies bei rohrförmigen Entladungs¬ lampen vorzugsweise durch Beschlämmen und bei Flachlampen vorzugsweise durch Besprühen erreicht wird.
Dabei sind die Leuchtstoffkomponenten derart gewählt, dass die Leuchtstofflampe drei Emissionsbanden, im blau¬ en, grünen und roten Spektralbereich aufweist. Die üblicherweise eingesetzten Leuchtstoffe Bariummagnesiumalumi- nat dotiert mit Europium (BAM) - blau -, Lanthanphosphat dotiert mit Cer und Terbium (LAP) - grün - und Yttrium dotiert mit Europium (L581) - rot -, haben Emissionsmaxi- ma im Wellenlängenbereich von 445-465nm (BAM), 535-550nm
(LAP) bzw. 605-640nm (L581) und gewährleisten, dass von der Lampe sichtbares weißes Licht abgegeben wird. Über unterschiedliche Zusammensetzungen und Mischverhältnisse der Leuchtstoffkomponenten kann die Farbe des Lichts be- einflusst werden. Beispielsweise erzeugt die eine Mi¬ schung mit einem größeren Blauanteil ein tageslichtweißes Licht, während eine andere Mischung mit einem Gelbanteil für ein warmweißes Licht sorgt.
Nachteilig an den herkömmlichen Leuchtstofflampen ist jedoch, dass die verwendeten Leuchtstoffe, insbesondere BAM, unter der Einwirkung der kurzwelligen UV-Strahlung, insbesondere der 185 nm Strahlung, des Entladungsgasgemisches altern, was zu einer Abnahme der Quanteneffizienz und damit zu einer Abnahme der Lichtausbeute führt. Zudem ist die Beschädigung und damit die Alterung der einzelnen Leuchtstoffkomponenten unterschiedlich, was über die Le- bensdauer der Lampe gesehen zu einer unerwünschten Färb- ortdrift - also der Veränderung der Farbe des abgegebenen Lichts - führt.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Beschichtung für eine Leuchtstofflampe be- reitzustellen, bei der die Schädigung der Leuchtstoffkom- ponenten in der Leuchtstoffbeschichtung verringert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beschichtung für ei¬ ne Leuchtstofflampe, die mindestens zwei Leuchtstoffkom- ponenten aufweist, wobei die Beschichtung aus mindestens zwei Schichten besteht, wobei jede Schicht jeweils eine Leuchtstoffkomponente aufweist, eine Leuchtstofflampe mit einer solchen Schicht, sowie ein Verfahren zum Aufbringen einer solchen Leuchtstoffbeschichtung.
Durch das sequentielle Aufbringen der die Leuchtstoffkom- ponenten als Einzelkomponenten enthaltenden Schichten können, wie ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, UV-Licht empfindliche Leuchtstoffe in der Schicht enthalten sein, die durch darüber liegende weniger UV empfindliche Schichten geschützt ist. Das bedeutet bei- spielsweise bei der Verwendung einer Leuchtstofflampe mit einem Entladungsgefäß, das auf der Innenseite beschichtet ist, dass diese Schicht direkt auf das Entladungsgefäß aufgebracht wird, und die weniger empfindlichen Leucht¬ stoffschichten darüber, so dass die UV empfindliche LeuchtstoffSchicht aufgrund der durch die darüber liegen¬ den Schichten bereits erfolgten Absorption vor UV- Strahlung geschützt ist. Im Gegenzug ist es vorteilhaft, wenn die Schicht, die die Leuchtstoffkomponenten mit der besten Quantenausbeute, vor allem bei der kurzwelligen 185 nm Strahlung, aufweist, möglichst nah an der Entladung selbst angeordnet ist. Das bedeutet also bei einer auf der Innenseite eines Entladungsgefäßes einer Leuchtstofflampe aufgebrachten Beschichtung sollte diese Schicht möglichst als letzte Schicht, vom Entladungsgefäß aus gesehen, aufgebracht werden, so dass Photonen aus der Entladung an dieser Schicht bevorzugt konvertiert werden.
Aus diesem Grund ist es auch vorteilhaft die Schicht mit der teuersten Leuchtstoffkomponente möglichst nah an der Entladung anzuordnen. Dadurch stehen dieser Schicht quasi noch alle Photonen zur Konversion zur Verfügung, wodurch die Schicht relativ dünn ausfallen kann, ohne den Anteil der von ihr abgegebenem Strahlung zu schmälern. Im Vergleich mit dem prozentualen Anteil, der von dieser Leuchtstoffkomponente in einer herkömmlichen Beschichtung mit einer Leuchtstoffkomponentenmischung bereitgestellt werden muss, ist durch diese entladungsnahe Anordnung auch der Gesamtanteil an dieser teueren Leuchtstoffkompo¬ nente reduziert, was wiederum eine Kostenreduktion für die Gesamtlampe bedeutet.
Darüber hinaus sind Ausführungsbeispiele vorteilhaft, bei denen zusätzlich eine Schutzschicht vorhanden ist, die jedoch auch, beispielsweise durch angepasste Korngrößenverteilung, von einer Leuchtstoffkomponentenschicht aus¬ gebildet sein kann. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schutzschicht möglichst weit von der Entladung angeordnet ist. Des Weiteren können auch mehr als drei Leuchtstoffkompo- nenten verwendet werden, die sich in ihrem Spektrum ergänzen, wodurch die Lichtausbeute vergrößert werden kann.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel, wer- den die Schichten nacheinander, vorzugsweise auf die Innenseite des Entladungsgefäßes aufgesprüht, es ist jedoch auch möglich, die Schichten durch Beschlämmen aufzubringen .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Leuchtstoffbe- Schichtungsart bei Flachlampen eingesetzt wird. Hierbei ist gerade die Möglichkeit der Anwendung der Sprühtechnik besonders bevorzugt, und es ist einfach zu realisieren, dass auf beiden Seiten der Flachlampe unterschiedlich farbiges Licht abgegeben wird. Dazu wird das Entladungs- gefäß, das beispielsweise ein wellenförmiges Profil auf der Vorder- und Rückseite aufweist, mit unterschiedlichen
Abfolgen von Leuchtstoffkomponentenschichten besprüht.
Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen, den Zeichnungen und der Beschrei- bung definiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele sind besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele und sollen nicht dazu verwendet werden, den Rahmen der Erfindung auf die gezeigten Ausführungsbeispiele einzuschränken.
Es zeigen: Fig. 1 Einen Ausschnitt eines schematischen Querschnittes durch ein Entladungsgefäß einer Flachlampe;
Fig. 2 Einen schematischen Querschnittsausschnitt durch ein Entladungsgefäß einer Flachlampe mit einem be- sonders bevorzugten Ausführungsbeispiel einer er¬ findungsgemäßen Beschichtung und schematische Darstellungen der zugehörigen Spektralverteilungen des gezeigten besonders bevorzugten Aufbaus der Beschichtung;
Fig. 3 Eine schematische Darstellung der unterschiedli¬ chen Reflexionseigenschaften eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beschichtung;
Fig. 4 Eine graphische Simulationsdarstellung der Emissi- onsbanden und des Farborts einer herkömmlichen
Leuchtstoffbeschichtung mit einer Dreibanden- leuchtstoffmischung für tageslichtweißes Licht; und
Fig. 5 Eine graphische Simulationsdarstellung der Emissi- onsbanden und des Farborts einer erfindungsgemäß geschichteten Leuchtstoffbeschichtung für tageslichtweißes Licht.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Entladungsgefäßes einer Flachlampe.
Das Entladungsgefäß einer Flachlampe besteht in der Regel aus einer Vielzahl von Hohlräumen, die durch ein entspre- chendes Formen einer Vorder- und Rückseite ausgebildet werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn Vorder- und Rückseite aus einem Glas mit einem wellenförmigen Profil bestehen, die derart angeordnet werden, dass die durch das wellenförmige Profil gebildeten Hohlräume einen im Wesentlichen symmetrischen kreisförmigen Querschnitt bilden .
Figur 1 zeigt schematisch zwei Ausführungsbeispiele für Entladungsgefäße 2 von Flachlampen 1 im Profil, wobei Fi- gur IA eine Flachlampe mit wellenförmiger Vorderseite 4 und ebener Rückseite 6, die auch als Reflektor ausgebil¬ det sein kann, zeigt, während das Entladungsgefäß in Fi¬ gur IB sowohl auf Vorder- 4, als auch auf Rückseite 6 ein gewelltes Glas aufweist, so dass die Flachlampe sowohl auf Vorder- als auch auf der Rückseite 6 Licht abgeben kann und ein nahezu kreisförmiger Querschnitt der Hohlräume gewährleistet ist.
Dabei können auf Vorder- und Rückseite in ihrer Zusammensetzung unterschiedliche Beschichtungen aufgebracht wer- den, so dass die Flachlampe an Vorder- bzw. Rückseite verschiedenfarbiges Licht abgeben kann. Dies ist insbe¬ sondere für abgehängte Downlights vorteilhaft, da dann beispielsweise die Decke mit kaltem, tageslichtweißem Licht angestrahlt werden kann, während die Beleuchtung des Bodens in warmem, weißem Licht erfolgt.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt durch ein Entladungsgefäß 2 einer Flachlampe 1, mit deren gezeigter erfindungsgemä¬ ßen Beschichtung eine solche Lichtverteilung realisiert wird. Dabei ist die Beschichtung auf der Vorderseite 4 - also der dem Boden zugewandten Seite so gewählt, dass die Flachlampe warmes, weißes Licht abgibt (Pfeil 8), während auf der Rückseite - der Decke zugewandt - tageslichtwei¬ ßes Licht abgegeben wird (Pfeil 10) . Dazu besteht die Be- schichtung aus unterschiedlichen Schichten mit unter- schiedlichen Leuchtstoffkomponenten und/ oder unterschiedlichen Schichtabfolgen bzw. -dicken.
Im Inneren des Entladungsgefäßes ist ein Entladungsgasge¬ misch aufgenommen, in dem über Gasentladung bevorzugt UV- Licht erzeugt wird. Die Entladung ist schematisch mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet.
Mit Erster, Zweiter, Dritter, usw. Schicht, werden die Schichten in ihrer Abfolge des Aufbringens auf das Entla¬ dungsgefäß bezeichnet. Das bedeutet, wenn beispielsweise die Innenseite des Entladungsgefäßes eine Beschichtung aufweist, dass die Erste aufgebrachte Schicht auch die Schicht ist, die dem Entladungsgefäß am nächsten liegt, während die Letzte aufgebrachte Schicht direkt neben der Entladung selbst zu liegen kommt.
Bei der in Figur 2 gezeigten erfindungsgemäßen Beschich- tung ist die Schichtzusammensetzung eines ersten Schichtstapels SPl, der auf die Rückseite 2b aufgebracht ist, derart gewählt, dass auf dieser Seite tageslichtweißes Licht abgegeben wird, während der Schichtstapel SP2 auf der Vorderseite dazu ausgelegt ist, warmweißes Licht ab- zugeben. Dadurch kann beispielsweise die Decke mit kaltem weißem Licht angestrahlt, während die Beleuchtung des Bo¬ dens in einem warmen weißen Licht erfolgt. Dies stellt eine für das menschliche Auge sehr angenehme Lichtvertei¬ lung dar und schafft eine optimale Arbeitsplatzbeleuch- tung. Der Schichtstapel SPl für die Abgabe von tageslichtweißem Licht besteht vorzugsweise aus einer auf das Entladungs¬ gefäß aufgebrachten Schutzschicht 14, einer ersten LeuchtstoffSchicht 16, einer zweiten LeuchtstoffSchicht 18 und einer dritten LeuchtstoffSchicht 20.
Im Inneren des Entladungsgefäßes 2 ist eine Füllung aus Quecksilber 4 eingebracht, sodass durch die angeregte Gasentladung 12 die für Quecksilber charakteristische Strahlung bei 185nm, 254nm (Hg-UV-Spektrum) von der Be- Schichtung konvertiert wird. Zusätzlich wird vom Quecksilber eine Serie von Linien im nahen UV und sichtbaren Bereich mit Wellenlängen bei 365 nm, 405 nm, 436 nm 546 nm und 578 nm emittiert. Da jedoch insbesondere der für die Abgabe von tageslichtweißem Licht nötige Leuchtstoff BAM bei 185nm instabil ist, ist der Aufbau des Schicht¬ stapels so gewählt, dass die Schicht mit dem UV-Licht in¬ stabilen blauen Leuchtstoff, insbesondere BAM, durch die zwei auf ihr aufgebrachten Leuchtstoffschichten 18 und 20 vor der für sie insbesondere schädlichen 185nm-Strahlung von Quecksilber geschützt. Der Schutz erfolgt dabei da¬ durch, dass die zwei weiteren Schichten 18 und 20 den Hauptanteil der 185nm-Strahlung absorbieren und konvertieren .
Vorzugsweise wird als entladungsnächste Schicht - also hier die LeuchtstoffSchicht 20 - die Schicht mit dem teu¬ ersten Leuchtstoff und/ oder dem Leuchtstoff mit der bes¬ ten Quantenausbeute gewählt, damit diese Schicht beson¬ ders dünn ausfallen kann. Der im Fall des tageslichtwei¬ ßen Lichts nötige Farbstoff LAP, der Licht im grünen Spektralbereich abgibt, ist zwar der teuerste, aber auch bei 185nm stabil und weist zum Anderen auch eine gute Quantenausbeute auf. Dadurch kann viel Licht im Bereich von 185nm absorbiert werden, wodurch die Schädigung des BAM Leuchtstoffs minimiert wird und aufgrund der Nähe zu der Entladung nur eine dünne Schicht nötig ist, wodurch die Kosten reduziert werden können.
Die dazwischen liegende LeuchtstoffSchicht 18 ist entwe¬ der der verbleibende Leuchtstoff oder der zweitteuerste Leuchtstoff. In dem hier gezeigten Darstellungsbeispiel ist als Leuchtstoff der LeuchtstoffSchicht 18 ein Leucht- Stoff gewählt, der Licht im roten Spektralbereich abgibt, sodass die durch den Schichtstapel SPl bereit gestellte Lichtfarbe tageslichtweiß ist.
Die Schichtdicken der Einzelschichten können gleich sein. Es ist jedoch auch möglich über eine Variation der Schichtdicken eine FeinJustierung des Farborts von der Lampe abgegebenen Lichts zu erreichen.
Figur 2 zeigt weiterhin auf der Vorderseite 4 des Entla¬ dungsgefäßes 2 einen Schichtstapel SP2, der warmweißes Licht abgibt und aus einer Schutzschicht 14, die direkt auf das Entladungsgefäß aufgebracht ist, einer darauf liegenden ersten LeuchtstoffSchicht 22, die Licht im gel¬ ben Spektralbereich abgibt, sowie einer entladungsseiti- gen LeuchtstoffSchicht 24, die Licht im blau-grünen Spektralbereich abgibt, besteht. Auch für den Schichtsta- pel SP2 gelten die Kriterien, dass als entladungsseitige Leuchtstoffschicht die Schicht mit dem teuersten Leucht¬ stoff und als entladungsgefäßseitigste Leuchtstoffschicht die Schicht mit dem Leuchtstoff gewählt wird, der bezüg¬ lich UV-Strahlung empfindlich ist. Die Schutzschicht 14 kann auch von der erste Leuchtstoff¬ schicht 16 bzw. 22 ausgebildet werden, wobei die Schutz¬ schicht durch eine entsprechende Korngrößenverteilung hergestellt wird.
Figur 2 zeigt außerdem schematisch die Spektralverteilung der dargestellten Schichtstapel 16, 18, 20, 22 und 24, wobei die verschiedenen Leuchtstoffe von Schichtstapel SPl bzw. Schichtstapel SP2 derart gewählt werden, dass jeweils die Spektrallücken des anderen Schichtstapels aufgefüllt werden.
Dies ist schematisch in Figur 2 dadurch gezeigt, dass die spektralen Verteilungen des an der Rückseite abgegebenen tageslichtweißen Lichts 8 durch die Graphik 26 dargestellt ist, wobei das warmweiße Licht 10, das von dem Schichtstapel SP2 her rührt eine spektrale Verteilung aufzeigt, die in der Graphik 28 schematisch dargestellt ist. Bei beiden Graphiken ist jedoch auch berücksichtigt, dass reflektierte Komponenten des jeweilig anderen Schichtstapel ebenfalls abgegeben werden. Die spektralen Verteilungen 26 und 28 ergänzen sich zu einem Spektralbild, dass in der Darstellung 30 schematisch dargestellt ist, wobei zu sehen ist, dass die jeweiligen Lücken durch das Spektrum des anderen Schichtstapels aufgefüllt wer¬ den .
Durch geeignete Auswahl der Leuchtstoffkomponenten der einzelnen Schichten, aber auch die Anordnung und die Dicken der Schichten kann eine Lichtausbeuteverbesserung und eine Vergrößerung der Farblichtlücke zwischen tages¬ lichtweiß und warmweiß ermöglicht werden. Die Reflexionsvermögen der einzelnen Schichten können ü- ber die Korngrößenverteilung und Dicken der Schichtpakete eingestellt werden. Eine solche Reflexionsverteilung ist in Figur 3 dargestellt, wobei hier nur der Schichtstapel SPl betrachtet wird, der ein tageslichtweißes Licht ab¬ gibt .
Die Pfeile 32, 34, 36 stellen UV-Photonen dar, die von der Gasentladung im Entladungsgasgemisch abgegeben werden. So zeigt sich, dass ein Photon 32 eine Fluoreszenz- anregung in der entladungsgefäßseitigen Schicht 16 des Schichtstapels SPl erzeugt, wobei der Schichtaufbau be¬ wirkt, dass Licht zum Großteil nach außen in Richtung des Pfeils 38 abgegeben wird, wobei der Reflexionsanteil 40 möglichst gering gehalten wird.
In der entladungsseitigen Schicht 20 ist die Reflexions- (42) und Emissionsverteilung (44) der Fluoreszenz dagegen relativ gleichmäßig ausgeprägt. Die dazwischen liegende LeuchtstoffSchicht 18 weist bezüglich der Fluoreszenz von der entladungsnahen Schicht eine größere Fluoreszenzabga- be, aber eine verkleinerte Reflexion auf. Diese Emissi¬ ons-/ Reflexionseigenschaften können dabei über die Korngrößenverteilung der Schichten eingestellt werden. Prozentual könnte in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Reflexion/ Emission der Fluoreszenz folgendermaßen verteilt sein: Leuchtstoffschicht 20% Reflexion 80% Emission 16
Leuchtstoffschicht 30% Reflexion 70% Emission 18
Leuchtstoffschicht 40% Reflexion 60% Emission 20
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Simulation der Emissionsbanden einer Leuchtstoffbeschichtung mit einer LeuchtstoffSchichtmischung (Figur 4) bzw. einer Beschichtung mit einem sequentiellen Aufbau (Figur 5) für eine tageslichtweiße Lichtabgabe. Dabei zeigen sowohl die fiktier- ten Emissionsbanden (siehe 4a bzw. 5a), die über die Zentralwellenlänge und die Halbwertsbreite festgelegt werden, als auch die Farbortdarstellung (siehe Figur 4b, bzw. Figur 5b), dass beide relativ ähnlich sind, jedoch die Lichtausbeute bei der erfindungsgemäßen Beschichtung mit den Werten von Ra>80 deutlich über der Lichtausbeute mit Werten von Ra=55-60 einer herkömmlichen Beschichtung liegt .
Offenbart wird eine Beschichtung für eine Leuchtstofflampe, die aus mindestens zwei Leuchtstoffkomponenten be¬ steht, wobei die Leuchtstoffkomponenten sequentiell in einander überlagernden Schichten, die einen Schichtstapel bilden, angeordnet sind, eine Leuchtstofflampe mit einer solchen Beschichtung, sowie ein Verfahren zum Aufbringen einer solchen Beschichtung. Bezugszeichenliste
1 Flachlampe
2 Entladungsvolumen 4 Vorderseite 6 Rückseite (Reflektor)
8 warmweißes Licht
10 tageslichtweißes Licht 12 UV-Emission der Entladung
14 Schutzschichten 16 erste Leuchtstoffkomponentenschicht (450 nm)
18 zweite Leuchtstoffkomponentenschicht (650 nm)
20 dritte Leuchtstoffkomponentenschicht (550 nm)
22 vierte Leuchtstoffkomponentenschicht (600 nm)
24 fünfte Leuchtstoffkomponentenschicht (500 nm) 26, 28, 30 Spektren
32, 34, 36 UV Photonen
38, 44 Emission nach außen
40, 42 Reflexion bzw. Emission nach innen

Claims

Ansprüche
1. Beschichtung für eine Leuchtstofflampe, die mindes¬ tens zwei Leuchtstoffkomponenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einem se¬ quentiellen Schichtstapel mit mindestens zwei Schich- ten besteht, wobei jede Schicht jeweils eine Leucht¬ stoffkomponente umfasst.
2. Beschichtung nach Anspruch 1, wobei die Schichtdicke der einander überlagerten Schichten variabel ist.
3. Beschichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leuchtstoffkomponente mit der höchsten Quantenausbeu¬ te eine Schicht bildet, die einer Entladung in der Leuchtstofflampe möglichst nahe liegt.
4. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtstoffkomponente, für die eine be- stimmte Strahlung einer Entladung in der Leuchtstofflampe schädlich ist, eine Schicht bildet, die von der Entladung möglichst weit entfernt ist.
5. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die teuerste Leuchtstoffkomponente eine Schicht bildet, die einer Entladung in der Leuchtstofflampe möglichst nah ist.
6. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei weiterhin eine Schutzschicht vorhanden ist.
7. Beschichtung nach Anspruch 6, wobei eine der Leuchtstoffkomponentenschichten als Schutzschicht, insbesondere durch eine bestimmte Korngrößenverteilung, ausgebildet ist.
8. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtstoffkomponenten derart gewählt sind, dass sie sich in ihrem Spektrum ergänzen.
9. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehr als drei Leuchtstoffkomponenten verwendet werden.
10. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die einander überlagernden Schichten ein unterschiedliches Transmissionsvermögen aufweisen.
11. Beschichtung nach Anspruch 10, wobei das Reflexions- vermögen der einzelnen Schichten über die Korngröße und/oder Schichtdicke einstellbar ist.
12. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtstoffkomponentenschichtabfolge derart gewählt ist, dass der durch die Leuchtstoffkomponen- ten erzeugte Farbort auf dem Planck' sehen Kurvenzug liegt .
13. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schichten durch sequentielles Aufsprühen hergestellt sind.
14. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schichten durch Beschlämmen hergestellt sind.
15. Leuchtstofflampe mit einer Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14.
16. Leuchtstofflampe nach Anspruch 15, wobei die Be¬ schichtung an einem Entladungsgefäß der Leuchtstoff¬ lampe, insbesondere auf der Innenseite des Entla¬ dungsgefäßes, angebracht ist.
17. Leuchtstofflampe nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Leuchtstofflampe eine Flachlampe ist.
18. Leuchtstofflampe nach Anspruch 17, wobei auf beiden Seiten der Flachlampe eine unterschiedliche Schicht¬ abfolge angeordnet ist, so dass an den Seiten Licht mit einem unterschiedlichen Farbton abgegeben wird.
19. LeuchtstoffSchicht nach Anspruch 18, wobei auf der einen Seite der Flachlampe Licht mit einem warmweißen Farbton, auf der anderen Seite der Flachlampe Licht mit einem tageslichtweißen Farbton abgebbar ist.
20. Leuchtstofflampe nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Leuchtstoffschichten der einen Seite der Flachlampe und die Leuchtstoffschichten der andere Seite der Flachlampe derart gewählt werden, dass die Peakwel- lenlänge der Schichten der einen Seite alle unter o- der über den Peakwellenlängen der Schichten der anderen Seite liegen.
21. Verfahren zum Aufbringen einer Leuchtstoffbeschich- tung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die mindes- tens zwei Leuchtstoffkomponenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine ersten und eine zweite Schicht, die jeweils eine der mindestens zwei Leuchtstoffkomponenten aufweisen, sequentiell in einander überlagernden Schichten aufgebracht werden, wo- durch eine aus einem Schichtstapel bestehende Be- schichtung entsteht.
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Beschichtung auf eine Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 15 bis 20 aufgebracht wird.
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