187991. lajstromszámú szabadalom • Kisnyomású higanygőz-kisülő lámpa
1 187 991 2 kezete van, és ennek alapráesa az Ln(Mg, Zn, Cd) B50|o képletnek felel meg, ahol Ln az ittrium, lantén és gadolinium elemek^ legalább egyike, és amelyben B legfeljebb 20 mól%-ban Al-lei és/vagy Ga-val helyettesíthető, ez a metaborát Mn2+ piros fényt emittál, továbbá a lámpának 480 nm hullámhossz alatti kék sugárzást legalább részben elnyelő eszköze van. A találmány kidolgozásához vezető kísérletek meglepő módon azt mulatták, hogy az R(a, 8) nagyon magas értéke olyan sugárzással is elérhető, amelynek jelentősen kisebb a sávszélessége, mint az ismert lumineszcens stroncium-ortofoszfátnak, de amelynek emissziós maximuma lényegében ugyanazon a ponton van. Azt találtuk, hogy a Ce3 + és Mn:t aktivált ritkaföldfém-metaborát nagyon alkalmas erre a célra. F.z a metaborát önmagában ismeretes például a 7 905 680 számú és a 8 100 346 számú holland szabadalmi leírásból. Ennek alapkristálya monoklin kristályszerkezettel rendelkezik, amelynek képlete Ln(Mg, Zn, Cd) BsOl0. Ebben a képletben Ln az Y, La és Gd elemek legalább egyike. A bóráiban a B legfeljebb 20 mól%-ban helyettesíthető Al-lel és/vagy Ga-val, amelynek - hasonlóan az Mg, Zn és/vagy Cd elemek megválasztásának - csupán a lumineszcens tulajdonságokra van hatása. A Ce aktivátor egy Ln helyére épülhet be (sőt, el is foglalhatja az Ln teljes helyét), amely a gerjesztő sugárzás energiáját elnyeli (lényegében a kisnyomású higanygőz kisülő lámpa 254 nm hullámhosszú sugárzását), és továbbítja azt az Mn aktivátornak, amely egy Mg helyére épül be (és/ vagy Zn és/vagy Cd helyére). A borátnak az. Mn:+tól származóan nagyon hatásos emissziója van abban a sávban, amelynek a maximuma hozzávetőlegesen 630 nm, és félérték sávszélessége mintegy 80 nm. Annak érdekében, hogy az R(a, 8) értéke legalább 85 legyen, a találmány szerinti lámpában a metaborátot (c anyag) olyan anyaggal kombináljuk, amely kétvegyértékü európiummal van aktiválva, és amelynek az emissziós maximuma 470-500 nm hullámhossz-tartományba esik, és az emissziós sáv félérték sávszélessége legfeljebb 90 nm (b anyag), valamint legalább egy olyan lumineszcens halofoszfáttal kombináljuk (a anyag), amely az Sb-vel és Mn-nel aktivált alkáli-loldfémhalofoszfátok csoportjából lett kiválasztva. Az a, b és c lumineszcens anyagok kombinációival igen jó színvisszaadási tényezőjű lámpákat lehet készíteni, amelyeknek a színhőmérséklete hozzávetőlegesen 3200 K vagy e felett van. Annak érdekében, hogy nagyon kis színhőmérsékletei kapjunk (legalább 2300 K alatt), a találmány szerinti lámpái olyan elnyelő anyaggal látjuk el, amely a kék sugárzásnak legalább egy részéi elnyeli 480 nm hullámhossz alatt. Ilyen eszköznek a használata lumineszcens anyagot tartalmazó kisnyomású higanygőz kisülő lámpában minden esetben a lámpa által kibocsátott sugárzás színpontjának az eltolódását okozza, mivel a kék sugárzás a higany-kisülésből származik, és az is előfordulhat, hogy a lumineszcens anyagból származó sugárzásnak legalább egy részét is elnyeli. A kék elnyelés következtében beálló színpont-eltolódás teszi lehetővé 2300 — 3300 K színhőmérséklet elérését, a találmány szerinti lámpákban; amint azt a későbbiekben részletesebben is kifejtjük. A találmány szerinti lámpának az az előnye, hogy az alkalmazott lumineszcens anyagok nagyon jó hatásfokúak, és nagyon nagy fényerőt lehet velük elérni. Azt találtuk továbbá, hogy ezek az anyagok a lámpákban történő alkalmazásuk szempontjából nagyon kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek. Ez azt jelenti, hogy lámpákban alkalmazva, azok előnyös lumineszcens tulajdonságaikat megtartják, és a fényerejük a lámpa élettartama során csal, nagyon kis mértékben csökken. Ezek a tulajdonságok fennállnak viszonylag nagy sugárterhelés esetén is, például olyan lámpákban, amelyeknek kicsi az átmérője, például 24 mm. Megjegyzendő, hogy az. ismert lumineszcens stroncium-ortofoszfát használata - a fényerő erős csökkenése következtében, különösen nagy terhelés esetén — a gyakorlatban korlátozott marad, nagyobb átmérőjű lámpák esetén (36 mm). Azt találtuk továbbá, hogy az említett metaborátrak lámpákban történő alkalmazása nem csupán az R(a, 8) általános színvisszaadási tényező magas értékét biztosítja, de nagyon nagy számú színmintára vonatkoztatott színvisszaadási tényezője igen jó. Ez azt eredményezi a találmány szerinti lámpáknál, hogy a metamer színek szétszakadása következtében fellépő színvisszaadási index hibái teljesen, vagy legalábbis nagymértékben elkerülhetők A találmány szerinti lámpa egy előnyös kiviteli alaknál a lumineszcens réteg tartalmaz háromvegyértékü terbiummal aktivált, Tb33 zöld sugárzást kibocsátó lumineszcens anyagot (d anyag). A Tbvel aktivált lumineszcens anyagok használatának az az előnye, hogy a találmány szerinti lámpáknak szélesebb lehet a színhőmérséklet-tartománya. Általában ezt az anyagot nagyon kívánatos használni olyan lámpákban, amelyeknek viszonylag alacsony a színhőmérséklete (2300 K körül), és amellyel az R(a, 8) index nagy értékű lehet. Ettől eltekintve azt találtuk, hogy nagyobb színhőmérsékleteknél általában a legkedvezőbb eredményeket akkor kapjuk, ha terbium-emisszióval rendelkező anyagot használunk. A terbium-emisszió egy további szabadsági fokot is biztosít, amelynek eredményeképpen az optimalizálás sokkal egyszerűbben lehetséges. Ezen túlmenően, a Tb-vel aktivált lumineszcens anyagok használatának az az előnye, hogy ilyen zöld lumineszcens anyagok általában nagyon jelentős mértékben járulnak hozzá a lámpa fényfluxusához. A fent említett d anyagként használhatók például az önmagukban ismert, Tb-vel aktivált cériummagnézium-aluminálok (lásd a 160 869 számú holland szabadalmi leírási), vagy cérium-aluminátok (lásd a 7 216 765 számú holland szabadalmi leíráu), amely aluminátoknak a magnetoplumbitra jellemző hexagonális kristályszerkezetük van. Azért is nagyon előnyös a Ce-vel és Tb-vel aktivált metaborát alkalmazása, amelynek alap-kristályszerkezete azonos az Mn:+ vörös emisszióval rendelkező melaborátokkal (c anyag). Ezekben az ismert borátokban (lásd az előbb említett 7 905 680 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
