189725. lajstromszámú szabadalom • Kisnyomású higanygőz kisülési lámpa
1 2 A találmámány tárgya kisnyomású higanygőz kisülési lámpa, lumineszcens burával, amelynek kielégítő színvisszaadása van, a kisugárzott fehér fény színhőmérséklete legalább 2800 K, és szlnkoordinátái a Planck-görbén vagy annak közelében vannak, és amelynek higanyt és egy nemesgázt tartalmazó, gázzáróan lezárt burája van, a burában luminescens halofoszfájot tartalmazó luminescens réteg van. A ’kielégítő színvisszadás” kifejezés alatt a jelen leírás és a hozzá csatolt igénypontok szempontjából az átlagos Ra színvisszadási index legalább 80 (8 színminta ^zínvisszadási indexének átlagos értéke, amint azt a ’’Comission International d Eclairage , Publication CIE no. 13.2 /TC-3.2/, 1974) publikáció definiálta. A látható sugárzás színét a színkoordináták (x,y) jellemzik, amelyek meghatározzák a színpontot a színháromszögben (lásd publication CIE No. 15 /E-l.3.1/, 1971). Általános megvilágítási célokra szolgáló lámpáknak olyan fényt kell kibocsátaniuk, amely fehér -nek tekinthető. A fehér sugárzás színponfiai a színháromszögön belüli Planck-görbére esnek. Ez a görbe egyben a fekete test sugárzó görbéje is, és a következőkben csak P-görbének fogjuk nevezni, amely egy teljesen fekete test által kibocsátott sugárzás színpontjait jelöli, különböző hőmérsékleteken (az úgy- ' nevezett színhőmérséklet). Amint a fehér sugárzás színhőmérséklete növekszik, a színpont x koordinátája és mintegy 2500 K színhőmérséklettől kezdődően az x koordináta is kisebb értékű. Egy adott színhőmérséklet a P-görbének nemcsak egy adott pontjához tartozik, de egy olyan sugárzáshoz is, amelynek színkoordinátái egy, a P-görbét ebben a pontjban metsző vonalon vannak (lásd az említett CIE No. 15 publikációt). Ha ennek a sugárzásnak a színpontja közel esik a P-görbéhez, akkor ezt a sugárzást is fehérnek tekinthetjük, ezen az adott színhőmérsékleten. A jelen leírás és a hozzáfűzött szabadalmi igény pontok ^szempontjából ”a P-görbéhez közel eső színpontok” alatt azt értjük, hogy a színpontnak a távolsága a P-görbétől számítva az azonos színhőmérsékleten legfeljebb 20 MPCD. Az MPCD a színkülöhbségnek az egysége (Minimum Perceptible Colour Difference, minimális észlelhető színkülönbség), lásd J. J. Rennilson "Optical Spectra” Oct. 1980., 63. oldala. Nagy számban Ismert volt már több évtizede olyan kisnyomású higanygőz kisülési lámpa, melyet urség manapság is gyakran használnak, és amelyek SbJ+ és Mn“+ által aktivált alkáli-földfém-halofoszfátok csoportjába tartozó luminescens anyagot tartalmaznak. Ezeknek a lámpáknak az az előnye, hogy azok olcsók, és kielégítően nagy a fény fluxusuk. Ezeknek a lámpáknak nagy hátránya azonban, hogy azok színvisszaadási Indexe sok kívánnivalót hagy maga után. Általában ezek Ra értéke 50-60 nagyságrendbe esik, és csak olyan lámpák, amelyek nagy színhőmérsékletűek (például 5000 K) érik el hozzávetőlegesen az Ra 75 értéket, amely még nem tekinthető kielégítő színviszszaad ásnak. Hosszú időn keresztül ismeretesek voltak olyan lámpák, amelyek szín visszaadási Indexe a jótól az igen jóig terjed, és amelyek különleges luminescens anyaggal vannak ellátva. Ezek a lámpák ónnal aktivált, vörösen lumineszkáló anyagot tartalmaznak strondum ortofoszfát alapon, általában SbJ+-szal aktivált kék fényt emittáló halofoszfáttal kombinálva, ilyen például különösen a strondum-halofoszfát. Az említett strondum-ortofoszfát nagyon széles sávban lumineszkál, amely az egészen mélyvörösig benyúlik. Ezeknek az ismert lámpáknak az a hátrányuk, hogy íz említett strondumot tartalmazó lumineszcens ahyag alkalmazása viszonylag kis fényfluxussal jár együtt, és a lámpa élettartama során a fény fluxus hem marad állandó. Azt találtuk, hogy ez az utóbbi hátrány ezeknek az anyagoknak a használatát gyakorlatilag lehetetlenné teszi higanykisülés által kibocsátott nagyobb teljesítményű sugárzás esetén. Való az, hogy nagy fényfluxus és kielégítő színvisszaadás érhető el azokkal a lámpákkal, amelyek három lumihescens anyagból állnak, és amelyek három, viszonylag keskeny sávban bocsátanak ki fényt (lásd a 164 697. számú holland szabadalmi leírást). Jóllehet, e zeknek a lámpáknak az Ra színvisszaadási indexe ma1 gas, bizonyos színek kevésbé kielégítően állnak elő i piros sugárzás hiánya miatt, amelynek hullámhosszá nagyobb mint 620 nm. Ez nyilvánvalóvá válik, különösen az R9 alacsony értékben (R9 a 9-es számi! mélyvörös színminta szín visszaadási tényezője). Ha az R9-nek magas értéket keli elérnie, akkor a piros színnek 620 nm hullámhossz felett ■ bizonyos mértékig hozzá kell járulnia a spektrumhoz a kisnyomású higanygőz kisülési lámpa által kibocsátott sugárzásban* Ugyanez a helyzet a kibocsátott sugrázás színhőmérsékletének magasabb értékénél, jóllehet, a szükséges piros összetevő annál nagyobb, minél kisebb a színhőmérséklet. Többek között ez az oka annak, hogy az emlitett, ónnal aktivált strondum-ortofoszfátot használták az előbb említett lámpákban, amelyek színvisszaadása a jótól az igen jóig terjed. Ennék az anyagnak az emissziós maximuma hozzávetőlegesen 625 nm hullámhosszon van, és a félérték sávszélesség hozzávetőlegesen 150 nm, ilymódon a spektrum kielégítő mértékben kitölti a mély vöröst is. A találmány elé célul tűztük ki egy olyan kisnyomású higanygőz lámpa kidolgozását, amelynek jó színvisszaadása van, amelyben különösen az R9 szín. visszaadási tényezője 60, és amelynek nincsenek meg az ismert lámpákkal kapcsolatban felsorolt hátrányai. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt kisnyomású higanygőz kisülési lámpával a találmány szerint úgy értük el, hogy annak luminescens rétege tartalmaz a) három vegyértékű cériummal és monoklin kristályszerkezetű, két vegyértékű mangánnal aktivált ritka földfém-metaborátot, amelynek alaprácsa megfelel az Ln (Mg, Zn, Cd) B^Ojq képletnek, ahol Ln jelentése az lttrium, lantán es gadolinium elemeknek legalább egyike, és amelyben B legfeljebb 20 mól%-ig Al-lel és/vagy Ga-val helyettesíthető, amely metaborát Mn^+ piros sugárzást állít elő, b) három vegyértékű, terbiummal aktíváit luminescens anyagot, amely TbJ+ zöld sugárzást állít elő, c) három vegyértékű antimonnal és két vegyértékű mangánnal aktivált kaldum-halofoszfátokat tartalmazó csoportból legalább egy luminescens halo foszfátot, amely fehér fényt emittál, és amelynek a színhőmérséklete legalább 2900 K, valamint három vegyértékű antimonnal aktivált kék-luminescens kaldum-halofoszfátot. A találmányt eredményező kísérletek során meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy az R9 magas értéke olyan emisszicóval és elérhető, amelynek viszonylag keskenyebb sávszélessége van, mint az ismert lumlnes-189.725 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
