189725. lajstromszámú szabadalom • Kisnyomású higanygőz kisülési lámpa
1 2 cens strondum-ortofoszfátnak, de amelynek emisszós maximuma lényegében ugyanarra a helyre esik. Meglepd módon azt találtuk, hogy a CeJ+-al és Mn^-al aktivált ritka földfém metaborátok emissziója gyakorlatilag alkalmas erre a célra. Ezek a metaborátok önmagukban ismerte, és részletesen le vannak írva a 7 905 680. számú és a 8 100 346. számú holland szabadalmi leírásokban, Ezek olyan alapráccsal rendelkeznek, amely az Ln(Mg, Zn, Cd)BrO.Q képletnek megfelelő monoklin kristályszerkezetu. Ebben a képletben az Ln, az Y, La és Gd elemekből legalább az egyiket jelenti. A borátban a B legfeljebb 20 mól%4g Al-lel és/vagy Ga-val helyettesíthető, amely hasonlóan az Mg, Zn és/vagy Cd elemek megválasztásával alig befolyásolják a luminescens tulajdonságokat. A Ce aktivátor egyesült az Ln-nel (sőt, egészen el is foglalhatja az Ln helyét), és elnyeli a gerjesztő sugárzó energiát (egy kisnyomású higanygőz kisülési lámpában ez lényegében 254 nm), és ez utóbbit továbbítja az Mn aktivátornak, amely az Mg helyén (és/vagy Zn és/vagy Cd helyén) egyesül. Ezek a borátok nagyon jó hatásfokú emissziót fejtenek ki, amely az Mn -tói származik, és maximuma hozzávetőlegesen 630 nm, félérték sávszélessége hozzávetőlegesen 80 nm. Ezeknek a metaborátoknak a találmány szerinti lámpában történő alkalmazásának az a nagy előnye, hogy többek között a spektrum mélyvörös részén a viszonylag kis kisugárzott energia mennyiségének következtében nagy fényíluxus érhető el. Azt találtuk továbbá, hogy ezek a metaborátok nagyon kedvező tulajdonságokkal rendelkeznek a lámpákban. Ez azt jelenti, hogy lámpában való alkalmazásukkor megőrzik előnyös luminescens tulajdonságaikat,és a lámpa élettartama során fényfluxusuk csak kis mértékben csökken. Ez akkor is fennáll, amikor viszonylag nagy sugárterhelésnek vannak kitéve, például olyan lámpában, amelynek kicsi az átmérője, például 24 mm. Megjegyzendő, hogy az ismert luminescens strouncium-ortofoszfátoknak az alkalmazása a gyakorlatban általában korlátozza a lámpák átmérőjét (36 mm), mivel azok fényfluxusa - különösen nagy sugárterhelés esetén — nagymértékben csökken. A találmány továbbá annak a ténynek a felismerésén alapszik, hogy ezekkel a metaborátokkal nem csupán nagy értékű R9 érhető el, hanem kielégítő általános színvisszaadás (Ra legalább 80) lehetséges, ha a lámpa luminescens rétegében a metaborát (az a anyag) kombinálva van egy második és egy harmadik luminescens anyaggal (a b és c anyagok). A b anyag három vegyértékű terbiummal aktivált zöld luminescens anyag kell, hogy legyen, míg a c anyag Sb^-al és Mnz -al aktivált fehér fényt kibocsátó ícalcium-halofoszfát csoportból legalább egy luminescens halofoszfát, amelynek színhőmérséklete legalább 2900 K, és SbJ+-al aktíváit kék fényt lumineszkáló kalcium-halofzsfát kell, hogy legyen. Csupán a metaborátnak Mn^+ vörös emisszióját és a Tfr zöld emisszióját (a és b anyagok) megfelelő mennyiségben kombinálva egy olyan lámpa sugárzást kapunk, amelynek nagyon kicsi a színhőmérséklete (hozzávetőlegesen 2850 K a P-görbe színpontján). Egy ilyen lámpának a színvisszaadási Indexe Ra = 80-nal, és az R9 értéke szintén hozzávetőlegesen 80. Egyáltalán nem volt várható, hogy egy ilyen kombinációhoz luminescens kalcium•jalofoszfátot (c csoport) adva olyan lámpát kapunk, amelyet a gyakorlatban általános megvilágítási célra használunk, és amelynek színhőmérséklete 2800 K,az Ra * 80 szín visszaadási index fenntartható vagy még inkább jelentősen túlléphető, és az R9 nagyon magas értéke csak kismértékben csökken (legfeljebb 60-ra), de inkább megmarad. Valójában ezeket a halofoszfátokat egyedül alkalmazva a lámpákban az Ra értéke 50-ről legfeljebb hozzávetőlegesen 75-re nő, és az R9 értékei még negatívak is lehetnek (például -40től -100-ig) A Tb -al aktivált luminescens anyagok alkalmazásának az az előnye, hogy ezek a zölden lumineszkáló anyagok általában nagyon hatásosak, és jelentősen hozzájárulnak a lámpa által kibocsátott fényfluxushoz. Ami a b anyagot illet, előnyösen alkalmazható például az ismert Tb-vel aktivált cérium-magnézium-aluminátok (lásd a 160 869. számú holland szabadalmi leírást), vagy cérium-alu min átok (lásd a 7 216 765. számú holland szabadalmi leírást), amely aluminátoknak hexagonális kristályszerkezetük van, hasonlóan a magnetoplumbihoz. Szintén nagyon alkalmas egy Ce-vel és Tb-vel aktivált metaborát, amelyek alapvető kristályszerkezete azonos a metaborátokéval, amelyek Mnvörös emissziót bocsátanak ki (a anyag). Ezekben az ismert borátokban (lásd az előbb említett 7 905 680. számú és a 8 100 346 számú holland szabadalmi leírásokat) a Ce és Tb az Ln helyén egyesülnek, és a gerjesztő sugárzást a cérium elnyeli és továbbítja a terbium aktivátornak. Az említett Tb-vel aktivált anyagoknak az az előnye, hogy nagyon előnyös tulajdonságokkal rendelkeznek lámpákban, és különösen jól megtartják magas fény fluxusukat a lámpa élettartalma alatt. A luminescens kalcium-haló foszfátok (mint amilyen a c anyag) alkalmazásának az az előnye, hogy szintén nagyon jó tulajdonságokkal rendelkeznek a lámpákban. Ezek különösen jól megtartják a fény fluxusokat a lámpa élettartama során, különösen nagyobb terhelés esetén, viszonyítva a luminescens stroncium-halofoszfátokhoz és a stroncium-ortofoszfátokhoz. A kaldum-halofoszfátoknak egy további előnye, hogy azok valamennyi kívánt színhőmérséklettel előállíthatók (hozzávetőlegesen 2900 K-től), Eéldául két különböző színhőmérsékletű halofoszfát e verésével. Ily módon a találmány szerinti lámpák könnyen optimalizálhatők, amint az alábbiakban ezt még részletesebben is ismertetjük. A találmány szerinti lámpa egy előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy az a) szerint luminescens metaborát három vegyértékű terbiummal is aktiválva van, az a szerinti metaborát egyben a b anyaga is, és megfelel a (y,La,Gd)j CexTb (Mg.Zn.Cd), Mn B5O10, . ahol 33 v v 0,01 <x< 1-y 0,01 <y <0,75 0,01 <p <0,30, és amelyben B legfeljebb 20 mól%-lg Al-lel és/vagy Ga-val helyettesíthető. Ennek a lámpának az a nagy előnye, hogy mind az Mn^+ vörös emisszió és a Tb~* zöld emisszió egyetlen luminescens anyaggal állítható elő. Uymódon a gyártás lényegesen egyszerűsödik, mivel három luminescens anyag helyett csak kettőt kell használni. Például homogén luminescens réteget sokkal könnyebben lehet előállítani, mivel nem kellő mértékű keveredésből származó nehézségek lényegesen kisebb mértékben fordulnak elő. Ezekben a lámpákban az Mni+ vörös összetevő és a Tb-** zöld össze189.725 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
