DE2908890A1

DE2908890A1 - Quecksilberdampf-niederdruckentladungslampe

Info

Publication number: DE2908890A1
Application number: DE19792908890
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl Phys Hoffmann; Ernst Panofski
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1979-03-07
Filing date: 1979-03-07
Publication date: 1980-09-18
Also published as: FR2451101B1; SE8001775L; IT1129403B; BE882102A; JPS55124940A; IT8067350A0; US4344016A; GB2044524B; FR2451101A1; DE2908890C2; GB2044524A; SE456201B; JPH0145705B2

Description

Patent-Treuhand-GeeellBchaft für elektrische Glühlampen mbH, München

*) Quecksilberdampf-Niederdruckentladungsiampe

Die Erfindung betrifft eine Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe, insbesondere Leuchtstofflampe, mit einem Glaskolben, der auf der Innenseite mit einer Leuchtstoffschicht und zwischen der Leuchtstoffschacht und dem Kolben mit einer Schicht aus SiIi-

ciumdioxid (SiO ) versehen ist. ,

Bekannt ist, auf der Innenseite des Lampenkolbens einen kontinuierlichen, dreidimensionalen Film aus einem Netzwerk von verknüpften Silicium- und Sauerstoffatomen aufzubringen (NL-PA 68 IJ 725)·

Dabei handelt es sich um eine homogene Schicht von vorzugsweise |

ί 0,1 bis 0,4.u Dicke. Durch die Schicht soll verhindert werden, daß

eine Reaktion des in der Lampe enthaltenen Quecksilbers mit den in

i der Glaswand vorhandenen Alkali-Bestandteilen unter Bildung von [

Amalgam eintritt, was eine Kolbenschwärzung und damit eine ver- j

stärkte Lichtabnahme mit der Lampenlebensdauer zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einer Siliciumdioxid-Zwischenschicht versehene Lampe im Hinblick auf Lichtausbeute und Lichtstrom zu verbessern und kostengünstiger herstellen zu

I können.

Die Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe, insbesondere Leucht- · ί εtofflampe, mit einen Glaskolben, der auf der Innenseite mit einer Leuchtstoffschicht und zwischen der Leuchtstoffschicht und dem KoI-

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ben mit einer Schicht aus Siliciumdioxid (SiO ) versehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die SiO -Schicht körnig ist und eine Dicke zwischen O,O5 und 0,7 mg/cm³ aufweist bei einer Teilchengröße von kleiner als 100 nm.

Wie bei den bekannten Lampen mit SiO -Schicht wird auch bei den erfindungsgemäßen Lampen verhindert, daß das Quecksilber mit den im Glas vorhandenen Alkalien unter Amalgambildung reagiert. Außer der dichten, kaum Porigkeit aufweisenden Abdeckung der Glaswand und deren dadurch bewirkten Abschirmung vor den Quecksilberatomen hat sich überraschenderweise durch eine geeignete Dimensionierung der SiO -Schicht auch eine optische Wirkung der Schicht ergeben. Bei der erfindungsgemäßen Schichtdicke zwischen 0,05 und 0,7 mg/cm , vorzugsweise zwischen 0,08 und 0,4 mg/cm , und der Korngröße von

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kleiner als 100 nra sind 10 bis 10 Streuzentren pro cm vorhanden, deren Durchmesser unterhalb der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes und noch deutlich unterhalb der Wellenlänge der in der Entladung vorhandenen UV-Strahlung liegen. Sehr gute Ergebnisse wurden bereits mit Schichtdicken von 0,15 his 0,2 mg/cm erzielt.

Obwohl die Packungsdichte der Streuzentren hoch ist, läßt sich das Remissionsverhalten dieser Schicht noch annähernd durch die Raleigh-Streuung beschreiben. Der Anteil der remittierten Strahlung ändert sich dementsprechend mit x-r, also mit der 4. Potenz der Wellenlänge, und zwar wird die Remission umso stärker, je kleiner die eingestrahlte Wellenlänge ist, Dies ist deswegen so günstig, da in der Quecksilberentladung neben der 254 nm-Strahlung noch ein erheblicher Anteil (etwa 10% der UV-Strahlung) an 185 nm-Strahlung vorliegt und somit auch dieser kurzwellige Anteil noch stark in die Leuchtstoffschicht reflektiert wird und nicht bis auf die Kolbenwand durchdringen kann. Bei Lampen ohne Remissionsschicht werden etwa 30% bis 50% der 185 nm-Strahlung; an der Glaswand vernichtet, da diese Strahlung im allgemeinen von der Leuchtstoffschicht nur sehr schlecht absorbiert wird.

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Bei Lampen mit verringertem Durchmesser (vorzugsweise mit 26 mm Durchmesser) macht sich die günstige Wirkung der SiO -Schicht be-

sonders bemerkbar, da bei diesen Lampen aufgrund der höheren Stromdichte und der geringeren mit Leuchtstoff bedeckten Fläche die UV-Strahlungsdichte am Ort des Leuchtstoffes und an der Glaswand um ca. 30% höher ist.

Besonders vorteilhaft ist die Kombination von SiO -Schicht mit

einem Dreibandenleuchtstoff, wie er in den unter dem Handelsnamen Lumilux bekannten Lampen verwendet wird.

Durch die Verwendung der SiO -Schicht mit der erfindungsgemäßen Dicke ist es auch möglich, Leuchtstoff einzusparen. Die Ursache dafür liegt in dem großen Streuvermögen der erfindungsgemäßen SiO-

Schicht im UV-Bereich, wodurch ein Teil der remittierten UV-Strahlung wieder in den Leuchtstoff gelangt.

Durch die bessere Ausnutzung der UV-Strahlung bei der SiO -Schicht-

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dicke von 0,05 bis 0,7 mg/cm werden auch höhere Lichtausbeuten erreicht. Bei kleineren Schichtdicken kann sich nicht die erforderliche Anzahl an Streuzentren ausbilden. Bei größeren Schichtdicken tritt eine merkliche Absorption des sichtbaren Lichtes ein, so daß die Lichtausbeute wieder abnimmt.

Die Erfindung, die bei allen Leuchtstofflampen anwendbar ist, wird an in den Figuren 1, 2, 3» ^ "^η<* 5 wiedergegebenen Ausführungsbeispielen erläutert.

Figur 1 zeigt die Lampe, Figur 2 gibt einen Querschnitt der Lampe wieder, in

Figur 3 ist die Remission in Abhängigkeit von der Wellenlänge A , in Figur 4 die Lichtauebeute ^ in Abhängigkeit von der Brenndauer t in Stunden h, in

Figur 5 die Lichtauebeute T) in Abhängigkeit vom Schichtgewicht

2 des Leuchtstoffes mg/cm in % dargestellt.

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Die Lampe in Figur 1 hat einen Kolben 1 aus Glas mit vorzugsweise einem Durchmesser von 26 mm, an dessen Enden 2 je eine Elektrode 3» 4 eingeschmolzen ist. Auf der Innenwand des KoI-bens 1 (Figur 2) ist eine etwa 0,l8 mg/cm starke, aus 4O bis 7O Lagen von Teilchen mit einem Durchmesser kleiner als 100 nra bestehende Schicht 5 aus hochdispersem SiO aufgebracht. Darüber befindet sich die Schicht 6 aus üblichem Leuchtstoff wie u.a. Halophosphate, Dreibandenleuchtstoffe. Dabei wird der Kolben vor dem Aufbringen der Leuchtstoffschicht mit einer Suspension

aus SiO -Pulver, Binder und Lösungsmittel auf der Innenoberflä-2

ehe benetzt. Als geeignet haben sich Nitrozellulose als Binder und Butylazetat als Lösungsmittel oder Polymethacrylat als Binder und Wasser als Lösungsmittel erwiesen.

Der Figur 3 ist zu entnehmen, daß die Remission bei der erfindungsgemäßen SiO -Schicht für die 185 nm-Strahlung etwa 50% beträgt, für die 254 nm-Strahlung etwa 30%. Aus Figur 4 ist offensichtlich, wie sich die SiO -Schicht (Kurve a) im Hinblick auf

die Lichtausbeute-77 in lm/W auswirkt (Kurve b ohne SiO -Schicht). Bei 5OOO Brennstunden der Lampe liegt die Lichtausbeute um etwa höher (Kurve a).

In Figur 5 gilt die Kurve a für eine Lampe mit erfindungsgemäßer SiO -Schicht, Kurve b für eine Lampe ohne diese Schicht. Aus Figur 5 ist eindeutig zu entnehmen, daß sich das Maximum der Lichtausbeute η in lm/W zu geringerem Leuchtstoff-Schichtgewicht verschiebt. Etwa 10% der Leuchtstoffe können durch Verwendung der erfindungsgemäßen SiO -Schicht eingespart werden, wobei die Lichtes

ausbeut* gegenüber der üblichen Leuchtstofflampenausführung ohne erfindungsgemäße Schicht noch erhöht wird. Wird kein Lichtausbeutevorteil angestrebt, lassen sich sogar bie zu 20% Leuchtstoff pro Lampe einsparen.

Dr.Hz/Ka

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Claims

Patentansprüche

/ Quecksilberdanipf-Niederdruckentladungslampe, insbesondere Leuchtstofflampe, mit einem Glaskolben, der auf der Innenseite mit einer Leuchtstoffschicht und zwischen der Leuchtstoffschicht und dem Kolben mit einer Schicht aus Siliciumdioxid SiO versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die SiO -Schicht körnig ist und eine Dicke zwischen 0,05 und

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0,7 mg/cm aufweist bei einer Teilchengröße von kleiner als 100 nm.

2. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungsiampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die SiO -Schicht eine Dicke zwi-

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sehen 0,08 und 0,4 mg/cm aufweist.

3· Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die SiO -Schicht eine Dicke zwi-

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sehen 0,15 und 0,2 mg/cm aufweist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben vor dem Aufbringen der Leuchtstoffschicht mit einer Suspension aus SiO -Pulver, Binder und Lösungsmittel auf der Innenoberfläche benetzt wird.

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