189725. lajstromszámú szabadalom • Kisnyomású higanygőz kisülési lámpa
1 2 tevő kívánt aránya a metaborátban lévő Mn és Tb koncentráció változtatásával állítható be. A következőkben megvilágítjuk, hogy az említett viszonylagos összetevők nagysága függ a lámpa kívánt színpontjától és az alkalmazott kalcium-halofoszfáttól. flymódon könnyen lehetővé válik egyetlen optimalizált lumineszcens metaborátot előállítani, amelynél az Mni+ és a TbJ* emissziója közötti arány értéke megközelíti a kívánt átlagos értéket, és adott lámpában történő alkalmazáshoz (attól függően, hogy milyen a lámpa kívánt színpontja vagy színhőmérséklete és az alkalmazott kalcium-halofoszfátja) szükség esetén korrekció hajtható végre akár egy kis mennyiségű Tb-vel aktivált lumineszoens anyaggal (például Tb-vel aktivált cérium-magnézium-aluminát vagy Ce-vel és Tbvel aktivált metaborát). A találmány szeinti lámpa egy előnyös kiviteli alakjánál a kibocsátott sugárzásnak Xi óh szín pontja, valamint T színhőmérséklete van, ahol 2800 K < T < 7500 K, és a kalcium-halofoszfát által kibocsátott sugárzásnak színpontja van, ahol 0,210 < x« < 0,440, és Xj_jT Kombinációja a 2. ábra grafikonja ABCDEF hatszögén belül van, továbbá az a és b anyag által együttesen kibocsátott sugárzás színpontja a színháromszögön belül az Xj^y^j és x^y^ összekötő vonalra esik. A találmányt az alábbiakban részletesebben ismertetjük, ahol az 1. ábra a színháromszög egy részében különböző lámpák és lumineszcens anyagok színpontjai vannak feltüntetve, a 2. ábra a találmány szerinti lámpák színkoordinátáit és színhőmérsékletét tünteti fel digramban, és a 3. ábra egy találmány szerinti lámpa lehetséges ki■'viteli'alakját mutatja, vázlatosan. Az 1. ábrán az x, y színkoordináta rendszerben a színháromszögnek egy része van ábrázolva. A színpontnak az x koordinátája a vízszintes tengelyre van felvéve, és a függőleges tengelyre az y koordináta. Az 1. ábrán magán a színháromszögnek az oldalán, amelyen a monokromatikus sugárzás színpontjai helyezkednek el, csak az M-mel jelölt rész látható. Az 1. ábra hozzávetőlegesen 2500-8000 K színhőmérsékletű P-vel jelölt Planck-görbét mutatja. A +20 MPCD-vel és 120 MPCD-vel jelölt, szaggatott görbék tartalmazzák a sugárzásnak azokat a színpontjait, amelyek 20 MPCD-vel a P-görbe alatt és felett helyezkednek el. Az állandó színhőmérsékletű színpontok a P-görbét keresztező vonalakon helyezkednek el. Több ilyen vonalat húztunk be, és a hozzá tartozó színhőmérsékletekkel jelöltük: 2500 K, 3000 K,....8000 K. Az 1. ábrán továbbá számok és betűk jelzik a különböző lámpáknak és luminescens anyagoknak a színtpontjalt. A jelen leírásban és a hozzá fűzött igénypontokban a luminescens anyag színpontja alatt egy olyan kisnyomású higanygőz kisülési lámpa színpontját ért-Íük, amelynek a hossza 120 cm, és belső átmérője lozzávetőlegesen 24 mm, teljesítmény-felvétele 36 W, amely lámpa egy olyan luminescens réteggel van ellátva, amely kizárólag az említett luminescens anyagot tartalmazza, a réteg vastagsága a relatív fényfluxus szempontjából optimálisra van megválasztva. Ezért a luminescens anyagok színpontjainál egy kisnyomású higanygőz kisülési lámpa által kibocsátott látható sugárzás befolyása változatlanul figyelembe van véve. Meg kell jegyezni, hogy a luminescens anyag hatásfokának nagysága még kismértékben befolyásolja a színpont elhelyezkedését. A luminescens anyagnak kisnyomású higanygőz kisülési lámpában történő alkalmazása, eltérően az említett 36 W-os lámpa típusáétól, általában kismértékben felfelé tolja a színpontot a bemutatott 36 W-os lámpáéhoz képest. Az 1. ábrán a jelenti a vörösen lumineszkáló Ce-vel és Mn-nel aktívát metaborát színpontját, amelynek a színkoordinátái (x, y) = (0,546, 0,301). A b jelenti a zölden lumineszkáló Tb-vel aktívát anyag színpontját. Az a és b anyagokkal valamennyi színpont elérhető, amely az a és b közötti L összekötő vonalon van. A csupán a és b anyagokkal ellátott lámpáknak az L összekötő vonalon lévő színpontjainak a helyzetét az határozza meg, hogy az a és b anyagok milyen arányban járulnak hozzá a lámpa sugárzásához. A lámpa színpontjának a távolsága a b ponttól osztva az a és b pontok közötti távolsággal, arányos az a anyagnak a viszonylagos kvantum hozzájárulásával, és az a anyag által előállított relatív fényfluxussal (lmjW), ha a lámpába kizárólag csak ez a luminescens anyag van, és továbbá fordítottan arányos az a anyag színpontjának y koordinátájával. Hasonló összefüggés áll fenn a színpontnak az a ponthoz képest távolság vonatkozásában. Adott a és b anyagok alkalmazásával, amláltal a relatív fényfluxus és az y koordináta következésképpen meg van határozva, a lámpa színpontját csupán a relatív kvantum hozzájárulás határozza meg. Az a és b anyagok esetén a szükséges relatív kvantum hozzájárulás ismeretes, ha meghatározzuk a lámpa adott színpontját. Ezek a kvantum hozzájárulások határozzák meg elsősorban az alkalmazandó a és b anyagok mennyiségét. Ezeknek a mennyiségeknek a rögzítésével az a és b anyagok kvantum hatásfoka és a gerjesztő sugárzás abszorpciója, valamint olyan tényezők, mint például az alkalmazott anyag szemcsemérete, figyelembe vehető. Ha olyan lumineszcens rétegeket használunk, maleyekben az a és b anyagok nem alkotnak homogén keveréket, különösen, ha ezek az anyagok különálló, egymás melletti rétegekben vannak, akkor az a és b anyagok a gerjesztő sugárzást természetesen nagy különbségekkel abszorbeálhatják. Ennek következtében ugyanzon relatív kvantum hozzájárulással az a és b anyagok relatív mennyisége nagyban eltérhet attól az aránytól, amely homogén keverék esetén szükséges. Általában néhány kísérleti lám-Eán szükséges ellenőrizni, hogy a megkívánt relatív vantum hozzájárulást a luminescens anyagok menynyiségének megválasztásával elértük-e vagy sem. Az 1. ábrán látható digrammon néhány fehér fényt emittáló és különböző színhőmérsékletű, szokásos kalcium-halofoszfátnak a szín pontjait (7, 8, 9 és 15 pontok), és kék luminescens Sb-vel aktivált kalcium-halofoszfát színpontját (19, pont) tüntettük fel. Egy halofszfátnak vagy halofoszfátoknak a színhőmérséklete (és a színpontja) - amin ismeretes - többek között az Sb:Mn aránnyal van meghatározva. A bejelölt színhőmérsékletektől eltérő színhőmérsékletet ennek az aránynak a változtatásával lehet elérni. Az is lehetséges azonban, hogy eltérő színhőmérsékletet érjünk el halofoszfátok keverésével, llymódon az 1. ábrán 01,02, 03 és 04 a 15 és 9 anyagok keverékének színpontjait jelölik, míg 05, 06,07 és 08 a 15 és 19 anyagok keverékének színpontjait jelölik. Az alábbi 1. táblázat tartalmazza az említett halofoszfátok színkoordinátált és színhőmérsékletét. A keverékekhez a 15 189.725 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
