187991. lajstromszámú szabadalom • Kisnyomású higanygőz-kisülő lámpa
1 187 991 2 számú és 8 100 346 számú holland szabadalmi leírásokat) a Ce és Tb egy Ln helyére épül be, és a cérium elnyeli a gerjesztő sugárzást, és átadja a terbium aktiváló anyagnak. Az említett, terbiummal aktivált anyagok mindegyikének a lámpákban történő alkalmazás szempontjából nagyon előnyös viselkedésük van, különösen jól megtartják fényfluxusukat a lámpa élettartama során. A találmány szerinti lámpa egy további előnyös kiviteli alakjánál a c szerinti lumineszcens metaborát háromvegyértékü terbiummal is aktiválva van, amely c szerinti metaborát egyben a d szerinti metaborát, és megfelel az alábbi képletnek: ~(Y, La, Gd), _r_gCerTbg(Mg, Zn, Cd)|_hMnhBjO,0, ahol 0,01 < f < 1-g 0,01 < g < 0,75 0,01 < h < 0,30, amelyekben a B legfeljebb 20 mól% mennyiségben Al-lel és/vagy Ga-val helyettesíthető. Ennek a lámpának az a nagy előnye, hogy mind az Mn2+ vörös emissziót, mind a Tb3+ zöld emissziót ugyanaz a lumineszcens anyag bocsátja ki. Ily módon a lámpa gyártása természetesen egyszerűbb, mivel kisebb számú lumineszcens anyagot kell hozzá felhasználni. Ezekben a lámpákban az Mn2+ vörös és Tb3+ zöld komponensek szükséges relatív mértéke az Mn-nek ésTb-nek a metaborátban való koncentrációjának változtatásával állítható be. Az említett relatív komponensek értéke függ a lámpa kívánt színpontjától, az a és b lumineszcens anyagoktól, valamint a kék sugárzás elnyelésének mértékétől. Lehetséges előállítani és optimalizálni egy olyan lumineszcens metaborátot, amelyben az Mn3+-nak a Tb3+-hoz képesti emisszió-aránya olyan értékű, amely közel van a megkívánt átlagos értékhez, és egy adott lámpában történő alkalmazásnál el lehet végezni a korrekciót (a lámpa kívánt színpontjától függően), vagy a vörös vagy mélyebb vörös lumineszcens metaborát kis mennyiségével, vagy egy zöld vagy mélyebb zöld Tb-vel aktivált lumineszcens anyag kis mennyiségével. Természetesen változatképpen két lumineszcens metaborát optimalizálása is lehetséges, amelyekkel a lámpáknak bármilyen kívánt színhőmérsékletük lehet, ha ennek a két anyagnak megfelelő keverékét alkalmazzuk. A találmány szerinti lámpában a kék sugárzás elnyelésére szolgáló eszköz lehet maga a sugárzást átbocsátó lámpabura is. Az általános világítási célokra szolgáló kisnyomású higanygőz kisülő lámpák burája olyan üvegből van, amely a látható sugárzásokat átereszti, és elnyelési töréspontja van 280 — 310 nm hullámhossznál. Ez azt jelenti, hogy a szokásos üvegek lényegében nem eresztik át az ultraibolya sugárzást, amelynek hullámhossza 280-310 nm hullámhossz alatt van. Azt találtuk, hogy azokat az üvegeket, amelyeknek a töréspontja hozzávetőlegesen 430 — 470 nm hullámhossznál van, előnyösen alkalmazhatjuk a találmány szerinti lámpák üvegburájaként. Ezek a sárgaszínű szűrőüvegek, amelyeknek az elnyelési tulajdonságai egy bizonyos tartományon belül befolyásolható az üveg összetételével, önmagukban ismertek. Lehetséges azonban a hagyományos lámpaburák üvegének a használata is a találmány szerinti lámpákhoz, ebben az esetben a kívánt elnyelési tulajdonságokat a burára felvitt megfelelő lakkréteggel is be lehet állítani. A találmány szerinti lámpa egy előnyös kiviteli alakjánál a kék sugárzást elnyelő eszközt egy sárga festék alkotja. Sárga festékeknek az alkalmazása kisnyomású higanygőz kisülő lámpáknál önmagában ismert. Nagyon alkalmas festék az ismert nikkel-titanát (kis mennyiségű nikkel-oxidot tartalmazó titán-dioxid). Ennek a festéknek a kívánt elnyelési tulajdonságait beállíthatjuk fehér anyagnak a hozzákeverésével (például bárium-szulfáttal). A festékeknek az az előnye, hogy azok általában kielégítően ellenállnak a higany-kisülésnek. A sárga festék a lumineszcens réteg lumineszcens anyagával is keverhető. Ennek az az előnye, hogy a lámpát egyszerű módon lehet gyártani, mivel a lumineszcens anyagokat a festékkel együtt egyetlen eljárási lépéssel lehet a lámpába felvinni. Egy másik változat szerint lehetőség van arra is, hogy a festéket a lámpa burájának belső felületére vigyük fel, mint egy elnyelő réteget, amelyre a lumineszcens réteget visszük fel a kisülés felé eső oldalra. Egy ilyen kettős rétegnek az az előnye, hogy az ilyen lámpával általában nagyobb relatív fényfluxust lehet elérni. A találmány szerinti lámpa egy előnyös kiviteli alakjánál a kék sugárzást elnyelő eszköz egy háromvegyértékü cériummal aktivált lumineszcens fcluminát, amelynek gránát kristályszerkezete megfelel a következő képletnek: M3_jCejAlJ_k_pGakScpO|2, ahol M az ittrium, gadolinium, lantán és lutécium elemek közül legalább az egyik, és ahol 0,01 < j < 0,15 0 < k < 3 0 < p <1. Az említett gránát egy önmagában ismert lumineszcens anyag (lásd például Appl. Phys. Letters, 11, 53 [1967] és J. O. S. A., 59, No. 1, 60 [1969]), amely a rövidhullámú ultraibolya sugárzás elnyelésén túlmenően, különösen a mintegy 400 — 480 nm hullámhossz-tartományba eső sugárzást nyeli el. Ennek a gránátnak az emissziója egy szélessávú sugárzás, amelynek maximuma hozzávetőlegesen 560 nm hullámhosszra esik, és félérték sávszélessége mintegy 110 nm. Ennek a lumineszcens gránátnak a találmány szerinti lámpákban a kék sugárzást elnyelő eszközként történő használata azt a nagy előnyt jelenti, hogy az elnyelt sugárzás nem vész el, hanem átalakul hasznos sugárzássá, jó hatásfokkal. Következésképpen nagy fényfluxust érhetünk el. Amint az előbb említett képletből és feltételeiből kitűnik, M kationként egy vagy több elem használható az Y, Gd, La és Lu elemek közül a gránátban, és az alumínium az előbb említett 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
