202675. lajstromszámú szabadalom • Kisnyomású higanygőz kisülési lámpa
1 HU 202675 B 2 Jelen találmány tárgya egy kisnyomású higanygőz kisülési lámpa, melynek külső burája légmentesen zárt, sugárzást áteresztő, higanyt és nemes gázt tartalmaz, a bura belső fala ZnjSiCL'.Mn2* képlettel kifejezhető kétvegyértékű mangánnal aktivált, zölden lumineszkáló cink-ortoszilikátort tartalmazó lumineszcens réteggel ellátott. A fentiekben leírt kisnyomású higanygőz kisülési lámpa ismert Keith H. Butler „Fluorescent Lamp Phosporhs” (1980) című könyvéből (6. és 8. oldal). A mangánnal aktivált cink-ortoszilikátnak (willemite-nek) a higany kisülésből eredő rövidhullámú - főleg 254 nm-es - ultraibolya sugárzással történő gerjesztése a spektrum zöld tartományába eső emissziót hoz létre. A gyakorlatban az ilyen zöld fényt kibocsátó lámpákat főleg színhatások elérésére használják, pl. színpadi, kirakati és egyéb speciális megvilágításokhoz. A rendszerint üvegből készült bura különböző alakú lehet, pl. egyenes, U-alakú vagy gyűrű alakú cső. A bura lehet szokásos körte alakú, amely az elektróda nélküli lámpákhoz hasonlóan egy bemélyedéssel rendelkezik. A lumineszcens réteg felvitele előtt a bura kaphat egy részleges belső visszaverő réteget úgy, hogy a gerjesztett zöld sugárzás a visszaverő réteg által szabadon hagyott részen keresztül távozhat. Adott esetben bevonhatjuk a cső belső oldalát egy elnyelő réteggel, amely a spektrum kék és/vagy hosszú hullámú ultraibolya tartományában jelentkező nemkívánt higany spektrumvonalakat elnyeli. Az ismertetett lámpa hátránya, hogy a lámpa működése közben a lumineszcens réteg erős elszürkülést mutat. A működés közbeni szürkülési hatás azt okozza, hogy a lámpa kikapcsolás után fekete lesz, amely nem esztétikus, és egyes alkalmazások esetén nem kívánatos. Sőt a szürkülési hatás a kibocsátott sugárzás színhőmérsékletének eltolódását, és a fényteljesítmény csökkenését okozza. Feltehető, hogy a szürkülési hatást a lumineszcens willemit cink ionjai okozzák, melyek fém cinkké redukálódnak a lámpa működése során. A fém cink ezután amalgámot alkot a lámpában lévő higannyal. A találmány célja egy olyan javított kisnyomású higanygőz kisülési lámpa létrehozása, amelyben a nem működő lámpa fényes zöld külleme, esztétikai megjelenése sértetlen maradt a lámpa élettartama során, és amelyben a kibocsátott sugárzás hőmérsékletének eltolódása, valamint a fényteljesítmény csökkenés a lámpa élettartama alatt szerényebb mértékű. A találmány szerint az első bekezdésben leírt típusú kisnyomású higanygőz kisülési lámpa azzal jellemezhető, hogy lumineszcens köztes réteg található a bura belsejében, a lumineszcens rétegnek a kisüléstől távoli oldalán, és az említett köztes réteg tartalmaz egy SuA1uC>25:Eu2* képlettel kifejezhető, kétvegyértékű europiummal aktivált stroncium-aluminátot, melyben a Sr-t Ca helyettesítheti 25 mól %-ban. Az SrvMuC^Eu2* képlettel kifejezhető lumineszcens aluminát, mely 0,1 és 10 mól. % közötti Eu-t tartalmaz, valamint az Sr-t Ca helyettesítheti 25 mól. %-ig, pl. ismert a 94 132 számú európai szabadalomból. Ezek az aluminátok kristályos szerkezetűek, jellemző röntgensugárzási teljesítmény karakterisztikával, melyet bemutattak a fent említett európa szabadalomban. Bár ezek az aluminátok az 1:2 és 1:5 Sr/Al arányhatárok között nyerhetők, a kristályos fázis összetétele SuAIhO^ arányúnak tekinthető. Az Sr4Ali4C>25:Eu2, képlettel meghatározott jó hatékonyságú lumineszcens aluminátok stabil, zöld színű vegyületek. Amennyiben a lámpa bura és a willemit tartalmú réteg között használjuk ezeket, a stabil zöld köztes réteg elhatárolja a willemit réteget a külső világtól nemcsak fizikailag, hanem optikailag is, mialatt a lámpa nem működik. így a lámpa teljes élettartama alatt megőrzi fényes zöld színét, kikapcsolás után is. A lámpa működése közben a lumineszcens willemit réteg a szokásos zöld fényt bocsátja ki, míg a lumineszcens aluminát köztes réteg kékeszöld tartományban sugároz, melynek maximuma kb. 490 nm-nél van, kb. 60 nm-nél félérték szélességgel. A két lumineszcens anyag mennyiségi arányának helyes megválasztásával a zöld kisugárzás kívánt színe pontosan beállítható. A szakemberek számára az efféle színbeállítás nem ismeretlen. Mivel a stabil alumináttal kevert willemit a lumineszcens anyag teljes mennyiségének csak egy része, az emissziós folyamat során a willemit elszürkülésének hatása kisebb, így a kisugárzás színeltolódása és a fény teljesítmény csökkenése a lámpa élettartama alatt kisebb. A kisnyomású higanygőz kisülési lámpa a találmány szerinti egyik előnyös kiviteli alakjában a lumineszcens köztes réteg közvetlenül a bura belső falára van felvive. Ez kedvezően befolyásolja a lámpa költségeit, mivel tükröző vagy abszorbciós réteget nem alkalmazunk. A találmány szerinti kisnyomású higanygőz kisülési lámpa további előnyös kiviteli alakjában a lumineszcens réteget közvetlenül viszik fel a lumineszcens köztes rétegre. Ez is kedvezően hat a lámpa előállítási költségére. A találmány szerinti kisnyomású higanygőz kisülési lámpa kiviteli alakjának részletesebb leírása következik, az ábrákra történő utalásokkal. Az 1. ábrán a kisnyomású higanygőz kisülési lámpa hosszanti keresztmetszete látható, ahol a lámpa el van látva lumineszcens 5 réteggel és lumineszcens 6 köztes rétegekkel. A 2. ábrán a találmány szerinti kisnyomású higanygőz kisülési lámpa emissziós spektruma látható. Az 1. ábra szerinti kisnyomású higanygőz kisülési lámpa rendelkezik egy cső alakú üveg 1 búrával, amely légmentesen zárt, sugárzást áteresztő, higanygőzt és indítógázként nemes gázt tartalmaz. A lámpán belül, a végeinél 2 és 3 elektródák vannak elhelyezve, közöttük egy 4 kisülési tér van. Az 1 bura belül el van látva lumineszcens 5 réteggel, amely tartalmaz ZníSiO^Mn2- képlettel kifejezhető kétvegyértékű mangánnal aktivált zölden lumineszkáló cink-ortoszilikátot, valamint amely lumineszcens 5 réteg a 4 kisülési tér felé néz. A lumineszcens 5 rétegnek a 4 kisülési tértől távoleső oldalán, az 5 réteg és az 1 bura között a lumineszcens 6 köztes réteg van jelen, amely tartalmazza a S^AImO^Eu2* képlettel kifejezhető kétvegyértékű europiummal aktivált stroncium-aluminátot, amelyben a Sr-ot Ca helyettesítheti 25 mól. %-ig. A lumineszcens 6 köztes réteg köz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
