NL8205044A

NL8205044A - Lagedrukkwikdampontladingslamp.

Info

Publication number: NL8205044A
Application number: NL8205044A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1984-07-16
Also published as: FI834808A0; JPS59134554A; AU563970B2; CA1216883A; US4644223A; ES528473A0; FI72836B; DD219903A5; DE3372043D1; BR8307180A; HU198751B; AU2285883A; EP0114441B1; ATE27750T1; ES8407624A1; FI834808A; FI72836C; MX162155A; JPH0415838B2; EP0114441A1

Description

ί\ ^ ν ΡΗΝ 10.538 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Lagedrukkwikdanpontladingslairp".

De uitvinding heeft betrekking pp een lagedrukkwikdanpont-ladingslamp met zeer goede kleurweergave, met kleurtemperatuur van het uitgezonden witte licht van tenminste 3200 K en met kleurpunt (χ^,γ^) op of nabij de kurve van Planck, voorzien van een gasdichte, straling 5 doorlatende omhulling die kwik en edelgas bevat, en voorzien van een luminescerende laag die een luminescerend halofosfaat en een met tweewaardig europium geaktiveerde luminescerende stof bevat.

Onder "een zeer goede kleurweergave" wordt in deze beschrijving en conclusies verstaan, dat de gemiddelde kleurweergave-index R(a,8) 10 (gemiddelde van de weergave-indices van acht testkleuren, als gedefinieerd door de Commission Internationale d'Eclair age: Publikatie CIE, No. 13.2 (TC—3.2), 1974) een waarde heeft van tenminste 85.

De kleur van zichtbare straling wordt gekarakteriseerd door de kleurkoördinaten (x,y) die het kleurpunt bepalen in de kleurendrie-15 hoek (zie Publikatie CIE, NO. 15 (E-1.3.1), 1971). Lampen voor algemene verlichtingsdoeleinden dienen licht uit te zenden, dat als "wit" aangemerkt kan worden. Witte straling vindt men in de kleurendriehoek bij kleurpunten gelegen op de kurve van Planck. Deze kurve, ook wel lijn der zwarte stralers genoemd en in het vervolg aangeduid als de kurve P, 20 bevat de kleurpunten van de straling uitgezonden door een volkomen zwart lichaam bij verschillende temperatuur (de zgn. kleurtarperatuur). Naarmate de kleurtemperatuur van witte straling hoger is hebben de x-koör-dinaat en, vanaf een kleurtarperatuur van circa 2500 K, ook de y-koördi-naat van het kleurpunt een kleinere waarde. Een bepaalde kleurtempera-25 tuur wordt, behalve aan een bepaald punt op kurve P, ook toegekend aan straling met kleurkoördinaten gelegen op een lijn, die de kurve P in dat punt snijdt (zie de genoemde Publikatie CIE, No. 15). Indien deze straling een kleurpunt heeft nabij de kurve P wordt deze straling ook als wit licht beschouwd met die bepaalde kleurtemperatuur. In deze 30 beschrijving en conclusies wordt met"een kleurpunt nabij de kurve P" bedoeld, dat de afstand van het kleurpunt tot het punt op de kurve P met dezelfde kleurtemperatuur ten hoogste 20 MPCD bedraagt. MPCD (miniman perceptible colour difference) is de eenheid van kleurverschil, zie de 8205044 PHN 10.538 2 \ t * % publikatie van J.J. Rennilson in Optical Spectra, okt. 1980, blz. 63.

Een groot aantal uitvoeringen van lagedrukkwikdampon tladings- lampen, die reeds tientallen jaren bekend zijn en nog veelvuldig worden 3+ toegepast, bevat een luminescerende stof uit de groep der met Sb en 2+ 5 Mn geaktiveerde aardalkalimetaalhalofosfaten. Deze lampen hebben het voordeel, dat zij goedkoop zijn en een bevredigend hoge lichtstroom uitzenden. Een groot bezwaar van deze lampen is echter, dat hun kleur-weergave veel te wensen overlaat. Zij bezitten in het algemeen R(a,8)-waarden van de orde 50 a 60 en slechts bij lampen met hoge kleurtempera-10 tuur (bijvoorbeeld 5000 K) wordt een R(a,8) bereikt van circa 75, hetgeen nog niet als een goede kleurweergave wordt beschouwd.

Lampen waarmee een zeer goede kleurweergave bereikt wordt zijn reeds lange tijd bekend. Deze lampen zijn voorzien van bijzondere luminescerende stoffen, namelijk een met tin geaktiveerde, rood luminesceren-15 de stof op basis van strontiumorthofosfaat, veelal gekombineerd met een blauw emitterend met Sb3+ geaktiveerd halofosfaat, in het bijzonder een dergelijk strontiumhalofosfaat. Het genoemde strontiumorthofosfaat lumi-nesceert in een zeer brede band, die zich tot in het diepe rood uitstrekt. Deze bekende lampen hebben- de met het gebruik van het genoemde 20 strontiumorthofosfaat verbonden nadeel van een betrekkelijk geringe lichtstroom en van een slecht behoud van de lichtstroom tijdens de levensduur van de lamp. Gebleken is, dat het laatstgenoemde nadeel het gebruik van deze stof in de praktijk bij hogere belasting door de door de kwikontlading uitgezonden straling niet goed mogelijk maakt.

25 Een lamp van de in de aanhef beschreven soort is bekend uit de Duitse octrooiaanvrage 2.848.726. Deze lamp met een goede kleurweergave bevat evenals het hiervóór genoemde lamp-type een rood luminescerend met tin geaktiveerd strontiumorthofosfaat, en voorts een met tweewaardig europium geaktiveerd boraatfosfaat dat een emissieband bezit met maximum 30 bij circa 480 nm en een halfwaardebreedte van circa 85 nm. Bij voorkeur wordt in de luminescerende laag van deze lamp verder nog een luminescerend aardalkalimetaalhalofosfaat toegepast. Als gevolg van het gebruik van het luminescerende strontiumorthofosfaat heeft deze bekende lamp wederom de nadelen van een relatief lage lichtstroom en in het bijzonder 35 van een slecht behoud van de lichtstroom tijdens de levensduur van de lamp.

Een goede kleurweergave(R(a,8)-waarden van 80-85), een hoge lichtstroom en een goed behoud van de lichtstroom, ook bij hoge belas- 8205044 * ψ ΕΗΝ 10.538 3 tingen, warden verkregen met lampen, die drie luminescerende stoffen bevatten, die emitteren in drie betrekkelijk smalle banden (zie het Nederlandse octrooischrift 164,697 (EHN 7137)). Bij deze lampen bestaat het bezwaar, hoewel zelden optredend doch storend indien bijzonder hoge 5 eisen aan de kleurweergave warden gesteld, van het doorbreken van de metamerie van bepaalde kleuren. Daarbij is de kleurindruk van een voorwerp onder het licht van de lamp een andere dan die onder het licht van een referentiestraler met dezelfde kleurtenperatuur. De kleuren van twee voorwerpen warden in het algemeen metameer genoemd, indien deze 10 voorwerpen een verschillend reflektiespektrum hebben, maar onder een bepaalde lichtsoort, bijvoorbeeld daglicht, toch dezelfde kleurindruk geven. Indien onder een andere lichtsoort, bijvoorbeeld een gloeilamp, de kleurindruk van deze voorwerpen verschillend is spreekt men van een doorbreking van de metamerie.

15 De uitvinding heeft nu ten doel lagedrukkwikdarrpontladings- lampen te verschaffen met een zeer goede kleurweergave, en in het bijzonder met een goede weergave van een groot aantal kleuren, waardoor de kans cp doorbreking van metamerie zeer klein is, en waarbij de genoemde nadelen van de bekende lampen niet of nagenoeg niet optreden.

20 Daartoe is een lagedrukkwikdampontladingslamp van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de luminescerende laag bevat: a tenminste een met driewaardig antimoon of met driewaardig antimoon en met tweewaardig mangaan geaktiveerd luminescerend aardalkalimetaal-25 halofosfaat, b tenminste een met tweewaardig europium geaktiveerde luminescerende stof met emissiemaximum in het bereik van 470 tot 500 nm en met halfwaardebreedte van de emissieband van ten hoogste 90 nm, en c een met driewaardig cerium en met tweewaardig mangaan geaktiveerd 30 luminescerend zeldzaam-aardmetaalmetaboraat met monokliene kristal- struktuur, waarvan het grondrooster voldoet aan de formule

Ln(Mg,Zn,Cd)B^010, waarin Ln tenminste een der elementen yttrium, lanthaan en gadolinium voorstelt, en waarin tot 20 mol.% van het 2+ B door Al en/of Ga vervangen kan zijn, welk metaboraat rode Mn -35 emissie vertoont.

Uit proeven, die tot de uitvinding hebben geleid is verrassenderwijs gebleken, dat een zeer hoge waarde voor R(a,8) ook verkregen kan warden met een emissie, die veel smalbandiger is dan die van het bekende 8205044 PHN 10.538 4 * luminescerende strontiumorthof osfaat, maar waarvan het emissiemaximum gelegen is op nagenoeg dezelfde plaats. Gevenden is, dat de emissie van 3+ 2+ met Ce en Mi geaktiveerd zeldzaam-aardmetaalmetaboraat voor dit doel zeer geschikt· is. Dit metaboraat is op zich bekend en nader be-5 schreven in de Nederlandse octrooiaanvragen 7905680 (PHN 9544) en 8100346 (PHN 9942). Het heeft een grondrooster met monokliene kristal-struktuur, volgens de formule Ln(Mg,Zn,Cd)B^Q.jQ. Hierin is Ln tenminste een der elementen Y, La en Gd. In het boraat kan tot 20 mol.% van het B door Al en/of Ga vervangen worden, hetgeen weinig invloed heeft op de 10 luminescentieeigenschappen, evenmin als de keuze van de elementen Mg,

Zn en/of Cd. De Ce-aktivator is op een Ln-plaats ingebouwd (en kan zelfs alle Ln-plaatsen bezetten) en absorbeert de exciterende stralingsenergie (voornamelijk 254 nm in een lagedrukkwikdaiipontladingslamp) en draagt deze over op de Mn-aktivator die op een Mg (en/of Zn en/of Cd)- 2+ 15 plaats is ingebouwd. Het boraat vertoont een zeer efficiënte, van Mn afkomstige emissie in een band met maximum bij circa 630 nm en half-waardebreedte van circa 80 nm.

Een groot voordeel van toepassing van het metaboraat in een lamp volgens de uitvinding is, dat mede als gevolg van de relatief geringe 20 hoeveelheid stralingsenergie in het diep rode deel van het spektrum hoge lichtstromen verkregen kunnen worden. Voorts is gebleken, dat de metaboraten een zeer gunstig lampgedrag vertonen. Dit wil zeggen dat zij bij het aanbrengen in een lamp hun goede luminescentie-eigenschappen behouden en dat zij gedurende de levensduur van de lamp een slechts 25 geringe terugval van de lichtstroom vertonen. Dit is ook het geval bij relatief hoge stralingsbelasting, bijvoorbeeld in lampen met een kleine diameter, bijvoorbeeld 24 mm. Opgemerkt wordt, dat de toepassing van het bekende luminescerende strontiumorthofosfaat vanwege de hoge terugval van de lichtstroom, in het bijzonder bij hoge belasting, in de 30 praktijk veelal beperkt is gebleven tot lampen met een grote diameter (36 mm).

Gevonden is voorts dat bij toepassing van het metaboraat in lampen niet alleen hoge tot zeer hoge waarden voor de algemene kleur-weergave-index verkregen kunnen worden (R(a,8) tenminste 85,) maar dat 35 ook een zeer groot aantal individuele voorwerp-rkleuren zeer goed kan worden weergegeven. Dit komt tot uiting, indien men de gemiddelde kleur-weergave bepaalt op basis van een serie van 94 testkleuren, zoals voorgesteld door J.J. Opstel ten in Lighting Research and Technology, Vol. 12, 8205044 v * # PHN 10.538 5

No. 4, 1980, p. 186-194. Deze groep van 94 testkleuren bevat zowel onverzadigde als ook zeer verzadigde kleuren en heeft kleurpunten min of meer regelmatig verspreid in de kleurenruimte. Met lairpen volgens de uitvinding wordt een waarde van deze gemiddelde kleurweergave-index 5 R(a,94) verkregen van tenminste 85. Een groot voordeel van de lampen volgens de uitvinding, verband houdende met de hoge waarde voor R(a,94), is dat fouten in de kleurweergave als gevolg van doorbreking van meta-merie geheel of nagenoeg geheel vermeden worden.

Cm dergelijke hoge waarden van R(a,8) en R(a,94) te verkrijgen 10 moet in een lamp volgens de uitvinding het metaboraat (de stof c) ge-kanbineerd worden met een met tweewaardig europium geaktiveerde stof met emissiemaximum in het bereik van 470 tot 500 nm en met halfwaardebreedte van de emissieband van ten hoogste 90 nm (de stof b) en met tenminste een luminescerend halofosfaat (de stof a) uit de groep der met Sb of met 15 Sb en Mn geaktiveerde aardalkalimetaalhalofosfaten. Eten voordeel van de blauw luminescerende stoffen b is, dat zij zeer efficiënt kunnen zijn en dat zij, als gevolg van de betrékkelijk smalbandige emissie nagenoeg geen straling uitzenden in het kortgolvige deel van het spektrum, waar de ooggevoeligheid nagenoeg nul is. Voorts hebben de met tweewaardig 20 europium geaktiveerde stoffen in het algemeen het voordeel, dat zij de door de kwikontlading uitgezonden blauwe kwik-lijn althans gedeeltelijk absorberen. De halofosf aten a hebben het voordeel van een efficiënte, breedbandige emissie, die het spektrum van de door de stoffen b en c uitgezonden straling uitstekend opvult.

25 De halofosfaten die als stof a worden toegepast zijn reeds lang bekende luminescerende stoffen. Zij bezitten de kristalstruktuur van het mineraal apatiet en, zoals békend, is hun samenstelling in het algemeen in geringe mate afwijkend van de stoechicrnetrische formule M10(PO^)gX2, (M is aardalkalimetaal, X is halogeen). Als aardalkalimetaal worden 30 in hoofdzaak calcium en/of strontium toegepast. Indien als aktivator alleen Sb wordt gebruikt verkrijgt men een breedbandige emissie in het blauwe deel van het spektrum. Indien als aktivator ook Mn wordt toegevoegd kan men wit luminescerende stoffen verkrijgen, waarvan de kleur-tarperatuur voornamelijk bepaald wordt door de Sb:Mn-verhcuding. Als 35 halogeen wordt in het halofosfaat in het algemeen fluor en/of chloor gebruikt. Bij een bepaalde F:Cl-verhouding ligt het kleurpunt van de door het halofosfaat uitgezonden straling qp of nagenoeg qp de kurve van Planck. Indien deze verhouding lagere waarden aanneemt schuift het 8205044 , 4 * ► EHN 10.538 6 kleurpunt naar plaatsen onder de kurve van Planck en bij hogere waarden van F;C1 verschuift het kleurpunt naar plaatsen boven deze kurve. Zo zijn, bijvoorbeeld, ook geel luminescerende halofosfaten békend.

De voorkeur wordt gegeven aan lampen volgens de uitvinding, 5 die daardoor gekenmerkt zijn, dat het luminescerende halofosfaat a een met antimoon en mangaan geaktiveerd calciumhalofosfaat is met kleur-temperatuur van de uitgezonden straling van tenminste 2900 K. De cal-ciumhalofosfaten hebben namelijk, vergeleken met de strontiumhalofos-faten, de geringste terugval van de lichtstroom tijdens levensduur van 10 de lamp, ook bij hoge belasting, bijvoorbeeld in lampen met een kleine diameter. Een verder voordeel van de calciumhalofosfaten is, dat het gangbare en zeer goedkope stoffen zijn, die verkregen kunnen worden met iedere gewenste kleurtemperatuur vanaf circa 2900 K. Een gewenste kleur-temperatuur kan, behalve door een geschikte keuze van de Sb:Mn-verhou-15 ding, ook verkregen worden door mengsels toe te passen van twee halofosfaten met verschillende kleur temperatuur. Een halofosfaat met zeer hoge kleurtemperatuur is ook te verkrijgen door een blauw luminescerend met Sb geaktiveerd halofosfaat te mengen met een wit luminescerend met Sb en Mn geaktiveerd halofosfaat. Deze nagenoeg kontinue keuzemogelijk-20 heid van de kleurtenperatuur van het halofosfaat maakt optimalisatie van lampen volgens de uitvinding zeer goed mogelijk, hetgeen in het vervolg nog zal worden toegelicht.

Bij voorkeur is een lamp volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de luminescerende laag voorts een met driewaardig terbium 25 geaktiveerde stof (de stof d) bevat, die groene Tb^+-emissie vertoont. Toepassing van de met Tb geaktiveerde luminescerende stoffen heeft het voordeel, dat een groter kleurtemperatuur-bereik voor de lampen volgens de uitvinding mogelijk wordt. In het algemeen is een dergelijke stof noodzakelijk indien men lampen met relatief lage kleurtemperatuur 30 (van 3200 K tot circa 4200 K) wil verkrijgen met de genoemde hoge waarden van R(a,8) en R(a,94). Los daarvan is gebleken, dat ook voor hogere kleurtemperatuur in het algemeen de beste resultaten verkregen worden, indien een stof met Tb-emissie toegevoegd wordt. De Tb-emissie levert een extra vrijheidsgraad, waardoor optimalisatie beter mogelijk wordt.

35 Voorts heeft toepassing van met Tb geaktiveerde luminescerende stoffen het voordeel, dat dergelijke groen luminescerende stoffen in het algemeen zeer efficiënt zijn en een grote bijdrage leveren aan de door de lamp uitgezonden lichtstroom. Als stof d kunnen gebruikt worden, bij- 8205044 i f * PHN 10.538 7 voorbeeld, de op zich bekende met Tb geaktiveerde ceriuimagnesiumalumi- naten (zie het Nederlandse octrooischrift 160.869 (PHN 6604)) of cerium- aluminaten (zie de Nederlandse octrooiaanvrage 7216765 (PHN 6654)), welke aluminaten een hexagonale aan magnetoplumbiet verwante kristal- 5 struktuur bezitten. Eveneens zeer geschikt is een net Ce en Tb geakti- veerd metaboraat, waarvan het grondrooster hetzelfde is als dat van de 2+ metaboraten met rode Mi -emissie (de stof c). In deze op zich bekende boraten (zie de hiervoor reeds genoemde Nederlandse octrooiaanvragen 7905680 en 8100346) zijn Ce en Tb ingebouwd op een Ln-plaats en wordt 10 de exciterende straling geabsorbeerd door het cerium en overgedragen naar de terbiumaktivator. De genoemde met Tb geaktiveerde stoffen hebben alle een zeer goed lampgedrag en met name een goed behoud van de hoge lichtstrocm gedurende het branden van de lampen.

Een uitvoeringsvorm van een lamp volgens de uitvinding, waaraan 15 de voorkeur gegeven wordt, is daardoor gekenmerkt, dat het luminesceren-de metaboraat c voorts met driewaardig terbium geaktiveerd is, waarbij het metaboraat c tevens de stof d is en voldoet aan de formule (Y ,La,Gd) 1 -x-yf^Tby (Mg, Zn ,Cd) 1 Q, 20 waarin 0,01 ** x 1-y 0,01^ y £ 0,75 0,01 p ^ 0,30, en waarin tot 20 mol.% van het B door Al en/of

Ga vervangen kan zijn. Deze lamp heeft het grote voordeel, dat zowel 2+ 3+ de rode Mn -emissie als de groene Tb -emissie door één luminesceren- 25 de stof geleverd warden. Dit maakt de produktie van de lampen uiteraard eenvoudiger, omdat een kleiner aantal luminescerende stoffen nodig is.

2+

In deze lanpen kan de gewenste relatieve rode Mn -bijdrage en groene

Tb^+-bijdrage ingesteld warden door de koncentraties Mn en Tb in het metaboraat te variëren. In het vervolg zal nog blijken, dat de grootte 20 van de genoemde relatieve bijdragen afhankelijk is van het gewenste kleur- punt van de lamp en van de gebruikte luminescerende stoffen a en b.

Het is mogelijk één luminescerend metaboraat te maken en te cptimalizeren, 2+ 3+ waarvan de verhouding van de Mn -emissie tot de Tb -emissie een waarde heeft nabij de gemiddelde gewenste, en bij een bepaalde lamptoepassing 35 een korrektie uit te voeren (afhankelijk van het gewenste kleurpunt) met hetzij een geringe hoeveelheid van een rood of meer rood luminescerend metaboraat, hetzij een geringe hoeveelheid van een groen of meer groen luminescerende met Tb geaktiveerde stof. Het is uiteraard ook 8205044 ΕΗΝ 10.538 8 ί · mogelijk twee luminescerende metaboraten te optimalizeren, waarmee lampen met alle gewenste kleurtenperaturen gerealiseerd kunnen worden door het toepassen van geschikte mengsels van deze twee stoffen.

In een lamp volgens de uitvinding, waarvan de luminesceren- 5 de laag als kcmponenten de stoffen a, b, c en eventueel d bevat, wordt de keuze van êên van deze stoffen, behalve door het gewenste kleurpunt van de lamp, mede bepaald door de keuze van de overige luminescerende 2+ stoffen. Zo is gebleken, dat de keuze van een specifieke met Eu ge-aktiveerde blauw luminescerende stof (b) voor een lamp met een gepaalde 10 kleurtemperatuur leidt tot een zekere groep van mogelijk toe te passen halofosfaten(a), waarbij eventueel andere halofosfaten uitgesloten moeten worden, indien zij tot lampen met te lage waarden (C 85) van R(a,8) en R(a,94) zouden leiden. Indien dan uit de groep van mogelijk toe te passen halofosfaten een specifieke keuze wordt gemaakt blijkt, 15 dat de lamp met de gewenste kleurtemperatuur, nog afgezien van de gestelde kleurweergave-eisen, slechts te verkrijgen is met een bepaalde reeks van mengsels van de luminescerende stoffen c en d. De reeks van mogelijk toe te passen mengsels van de stoffen c end wordt in het algemeen verder beperkt door de eis, dat de lamp R(a,8)-en R(a,94)-20 waarden van tenminste 85 moet bezitten.

Ter nadere toelichting vrordt verwezen naar figuur 1 van de tekening. In deze figuur is een gedeelte van de kleurendriehoek in het (x,y)-kleurkoördinatenvlak weergegeven. Op de horizontale as is de x-koördinaat en op de vertikale as de y-koördinaat van het kleurpunt 25 afgezet. Van de zijden van de kleurendriehoek zelf, waarop de kleurpunten van monochranatische straling zijn gelegen, is in figuur 1 alleen het met M aangegeven gedeelte zichtbaar. De figuur toont voor kleurtenperaturen van circa 2500 tot circa 8000 K de met P aangeduide kurve van Planck. De met +20 MPCD en -2QMFCD aangegeven, gestippelde kurven be-30 vatten de kleurpunten van straling die op een afstand van 20 MPCD gelegen zijn respektievelijk boven en beneden de kurve P. Kleurpunten met kon-stante kleurtemperatuur zijn gelegen op lijnen die de kurve P snijden.

Een aantal van deze lijnen is getekend en aangegeven met de erbij behorende kleurtemperatuur: 2500 K, 3000 K, ........8000 K. Met cijfers 35 en letters is in figuur 1 voorts het kleurpunt aangegeven van een aantal lampen en luminescerende stoffen. In deze beschrijving en in de conclusies vrordt onder het kleurpunt van een luminescerende stof verstaan het kleurpunt van een lagedrukkwikdairpontladingslamp, die een lengte van circa 120 cm en een inwendige diameter van circa 24 mm heeft en bedreven 8205044 \ ...........

t . · - * PHN 10.538 9 wordt met een opgenanen vermogen van 36 W, welke lairp voorzien is van een luminescerende laag, die alleen de genoemde luminescerende stof bevat, waarbij de laagdikte optimaal gekozen is voor wat betreft de relatieve lichtstroom. Derhalve wordt bij de kleurpunten van lumïnesce-5 rende stoffen steeds rekening gehouden met de invloed van de door een lagedrukkwikdampcntlading zelf uitgezonden zichtbare straling. Cpganerkt wordt, dat de grootte van het rendement van de luminescerende stof nog enige invloed heeft op de ligging van het kleurpunt. Toepassing van de luminescerende stoffen in andere lagedrukkwikdampontladingslampen 10 dan het genoemde 36 W-type zal in het algemeen slechts een zeer geringe verschuiving van de kleurpunten ten opzichte van de hier getoonde cp-leveren.

In figuur 1 is met c aangegeven het kleurpunt van een rood luminescerend met Ce en Mn geaktiveerd me tabor aat, dat de kleurkoördi-15 naten (x;y)=(Q,546,-0,301) heeft. Met d is aangegeven het kleurpunt van een groen luminescerende met Tb geaktiveerde stof. De met 17, 18 en 20 aangegeven punten zijn de kleurpunten van een drietal met tweewaardig europium geaktiveerde luminescerende stoffen met emissiemaxiiium tussen 470 en 500 nm. In de grafiek van figuur 1 zijn voorts de kleurpunten qp-20 genomen van een aantal gangbare, wit licht emitterende calciumhalofos-faten met verschillende kleurtemperatuur (de punten 7, 8, 9 en 15), van blauw-luminescerend met Sb geaktiveerd calciumhalofosfaat (punt 19), en van geel-luminescerend met Sb ei Mi geaktiveerd calcium-fluorofosfaat (punt 10). Andere kleurtarperaturen zijn mogelijk door variatie in de 25 Sb:Mn-verhouding, maar ode door mengsels van halofosfaten toe te passen.

Zo geven 01, 02, 03 en 04 in figuur 1 de kleurpunten aan van mengsels van de stoffen 15 en 9 en geven 05, 06, 07 en 08 de kleurpunten van mengsels van de stoffen 15 en 19. Hieronder volgen in Tabel 1 de kleur-koördinaten en de kleurtarperatunr van de genoemde halofosfaten.

30 35 6205044 I η * * * HJN 10.538 10

Tabel I

x y T(K) 5 7 0,437 0,397 2945 8 0,399 0,380 3565 9 0,368 0,373 4335 15 0,312 0,332 6505 19 0,216 0,273 >20000 10 01 0,357 0,365 4640 02 0,346 0,357 5000 03 0,334 0,349 5420 04 0,323 0,341 5900 05 0,293 0,321 7800 15 06 0,274 0,309 9650 07 0,255 0,297 12500 08 0,236 0,285 18200 10 0,410 0,434 3730 20

Bij toepassing van twee luminescerende stoffen in een lamp kan men alle kleurpunten bereiken, die gelegen zijn op de verbindingslijn van de kleurpunten van de gekozen twee stoffen. In figuur 1 is, bij wijze van voorbeeld, de verbindingslijn K van de kleurpunten van het halofosfaat 9 en van de blauw-luminescerende stof 18 getoond. De plaats 25 van het op de lijn K gelegen kleurpunt van lampen, voorzien van alleen de stoffen 9 en 18, wordt steeds bepaald door de relatieve kwantenbijdragen van de stoffen 9 en 18 tot de door de lamp uitgezonden straling. De afstand van het kleurpunt van de lamp tot het punt 9 gedeeld door de afstand tussen de punten 9 en 18 is namelijk evenredig met de rela-30 tieve kwantenbijdrage van de stof 18 en met de relatieve lichtstroom (lm/W) die stof 18 oplevert indien zij als enige luminescerende stof in de lamp wordt aangebracht, en voorts omgekeerd evenredig met de y-koördinaat van het kleurpunt van de stof 18. Voor de afstand van het kleurpunt tot het punt 18 geldt een analoge relatie. Bij gebruik van 35 bepaalde stoffen 9 en 18 (waarvoor dus de relatieve lichtstroom en de y-koördinaat vastliggen) zijn derhalve alleen de relatieve kwantenbijdragen bepalend voor het kleurpunt van de lamp. Voor deze stoffen 9 en 3205044 T n t * - r PHN 10.538 11 18 kent men dan de vereiste relatieve kwantenbijdragen indien een zeker kleurpunt van de lamp gewenst is. Deze kwantenbijdragen zijn in eerste instantie een maat voor de te gebruiken hoeveelheid van de stoffen 9 en 18. Bij het vastleggen van deze hoeveelheden dient men rekening te 5 houden met het kwantumrendement en de absorptie van exciterende straling van de stoffen 9 en 18 en voorts met faktoren zoals, bij voorbeeld» de korrelgrootte van de gebruikte stoffen. Indien men luminescerende lagen toepast die geen homogeen mengsel van de stoffen 9 en 18 vormen, met name indien men de stoffen in gescheiden, op elkaar liggende lagen aan-10 brengt, kunnen er uiteraard grote verschillen optreden in absorptie van exciterende straling in de stoffen 9 en 18. Daardoor kunnen, bij dezelfde relatieve kwantenbij dragen, de relatieve hoeveelheden van de stoffen 9 ai 18 veel verschillen van die bij gebruik van homogene mengsels. Het zal in het algemeen gewenst zijn aan de hand van enkele proeflanpen te 15 verifiëren of met de keuze van de hoeveelheden van de luminescerende stoffen de gewenste relatieve kwantenbijdragen bereikt zijn.

In figuur 1 is ter illustratie het kleurpunt u aangegeven van een lanp met kleurtenperatuur van 6000 K en kleurpunt op de kurve P.

Deze lamp is, bijvoorbeeld, te verkrijgen met een luminescerende laag, 20 die de blauw luminescerende stof 18 en het halofosfaat 9 bevat. Indien aan de luminescerende laag alleen de stof c (met Ce en Mn geaktiveerd zeldzaarrraardmetaalmetaboraat met kleurpunt x = 0,546 en y = 0,301) wordt toegevoegd, liggen de relatieve kwantenbijdragen van de stoffen 18 en 9 vast. Deze moeten dan namelijk zodanig gekozen worden, dat met 25 deze stoffel het kleurpunt u^ bereikt wordt, waarbij u_|_ gelegen is op de verbindingslijn van c met u. Door een juiste keuze van de relatieve kwantenbijdragen van de stof c en van de konbinatie u]_ wordt het kleurpunt u bereikt. Indien aan de luminescerende laag als vierde kanponent een groen luminescerende met terbium geaktiveerde stof wordt toegevoegd, 30 bijvoorbeeld het met Ce en Tb geaktiveerde metaboraat d met kleurpunt x = 0,324 en y = 0,535, blijkt de verhouding van de relatieve kwantenbijdragen van de stoffen d en c (d:c) bepaald te worden door de gekozen verhouding van de relatieve kwantenbijdragen van de stoffen 18 en 9 (18:9). Naarmate de verhouding 18:9 groter is wordt de verhouding d:c ook groter, 35 en wol zodanig dat het met d en c verkregen kleurpunt gelegen is op de verbindingslijn van het met 18 en 9 verkregen kleurpunt en het punt u.

De grootste verhouding d;c, waarmee het mogelijk is het kleurpunt u te bereiken, is aangegeven in figuur 1 met het punt h. In dat geval be- 8205044 PHN 10.538 12 f · * ' vat de luminescerende laag echter geen halofosfaat 9. Hoewel met alle verhoudingen d:c, met kleurpunten tussen de punten c en h en gelegen qp de verbindingslijn L van c end, het kleurpunt u verkregen kan werden door kanbinatie met de stoffen 18 en 9, zal in het algemeen niet iedere 5 kanbinatie tot een lamp met R(a,8) en R(a,94)-waarden van tenminste 85 leiden. Met name in die gevallen waar de bijdrage van het halofosfaat 9 nul of zeer klein is, zal de lamp niet aan de gestelde eisen voldoen. Het bereik van d:c-verhoudingen, waarmee lampen volgens de uitvinding verkregen worden, kan aan de hand van enkele proeflampen vastgesteld 10 worden en blijkt, bijvoorbeeld, de tussen de punten c enk gelegen verhoudingen te omvatten. Het bestaan van eendergelijk bereik tussen c enk biedt het voordeel, dat optimalisatie van de lamp goed mogelijk is.

In figuur 1 is voorts, bij wijze van verder voorbeeld, het 15 kleurpunt v aangegeven van een lamp met kleurtemperatuur van 4000 K en kleurpunt op de kurve P. Deze lamp kan verkregen worden met de blauw luminescerende stof 17 en het halofosfaat 7, welke beide stoffen samen kleurpunten opleveren gelegen op de verbindingslijn N van 17 en 7.

Indien als verdere luminescerende stof alleen de stof c gebruikt wordt, 20 kan met de lamp het kleurpunt v bereikt worden, als de relatieve kwantenbijdragen van 7 en 17 zodanig gekozen worden, dat met de stoffen 7 en 17 het punt v^, gelegen op de verbindingslijn van v met c , verkregen wordt. Bij deze relatief lage kleurtemperatuur van 4000 K blijkt echter een met Tb geaktiveerde groen luminescerende stof, zoals d, 25 noodzakelijk te zijn cm de gewenste hoge R(a,8) en R(a,94)-waarden te verkrijgen. De grootste relatieve kwantenbijdrage van de stof d, waarmee het mogelijk is het kleurpunt v te bereiken, is die bijdrage, die in kanbinatie met alleen de stof c leidt tot het kleurpunt e op de lijn L. In dat geval bevat de lamp echter geen halofosfaat 7 en ook dan 30 blijkt niet aan de kleurweergave-eisen voldaan te zijn. Het bereik van d:c-verhoudingen, waarbinnen dat wel het geval is en waar optimalisatie van de lamp mogelijk is, kan werden bepaald en blijkt, bijvoorbeeld, de tussen de punten f en ^ gelegen verhoudingen te omvatten.

Een zeer voordelige uitvoeringsvorm van een lamp volgens de 35 uitvinding is daardoor gekenmerkt, dat de stof b een met tweewaardig europium geaktiveerd luminescerend aluminaat is, dat voldoet aan de formule Sr- Eu Al 0-, ,., waarin het strontium tot 25 mol.% door cal- 1-p p q 1^g+1 . cium vervangen kan zijn, en waarin 0,001 ^ p 0,10 en 2 ^ q ^ 5, welk 8205044 t * , PHN 10.538 13 aluminaat zijn emissiemaximum heeft bij 485-495 nm en een halfwaarde-breedte heeft van 55-75 nm. Het kleurpunt van de door een dergelijk aluminaat uitgezonden straling is in figuur 1 aangegeven met het punt 17 en heeft de koördinaten x = 0,152 en y = 0,360. De genoemde lumines-5 cerende strontiumaluminaten zijn nader beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8201943 (PHN 10.347). Zij voldoen uitstekend aan de gestelde voorwaarde van een betrekkelijk smalbandige emissie met maximum in het bereik van 470 tot 500 nm. Voorts zijn het zeer efficient lumines-cerende stoffen, die ook gedurende lange tijd aan hoge belastingen in 10 lanpen kunnen worden onderworpen waarbij zij slechts een zeer geringe terugval van de lichtstroom vertonen.

In het bijzonder wordt de voorkeur gegeven aan een dergelijke, strontiumaluminaat bevattende lanp, welke lamp een kleurpunt van de uitgezonden straling en een kleur tenperatuur T heeft, waarbij T

15 gekozen is in het bereik 3200 K^T 7500 K, en die daardoor gekenmerkt is, dathet halofosfaat a een met Sb of met Sb en Mn geaktiveerd calcium-halofosfaat is met een kleurpunt van de uitgezonden straling (χ^,γ^, waarbij gelegen is in het bereik 0,210 4 4 0,440 en waarbij de kanbinatie (Τ,χ^ gelegen is in het met ABCDEPG aangegeven gebied van de 20 grafiek van figuur 2. In de grafiek van figuur 2 is op de horizontale as de x-koördinaat van het te gebruiken calciumhalofosfaat, x^, uitgezet.

Op de vertikale as staat rechts de kleurteinperatuur T (in K) van de lanp volgens de uitvinding af gezet. Links op deze as staat de x-koördinaat van de lanp, x^, vermeld, waarbij opgemerkt wordt dat de gegeven x^-25 waarden slechts overeenstemmen met de ernaast gegeven T-waarden bij kleurpunten (xL,yL) qp de kurve P. Uit figuur 2 blijkt nu welke halo-fosfaten bij voorkeur volgens de uitvinding toegepast worden, indien men een lamp wil maken met het bovengenoemde blauw luminescerende strontiumaluminaat en met een gewenste kleurtenperatuur T. Uit onderzoekingen 30 is gebleken, dat met alle (Τ,χ^) -karibinaties gelegen binnen het gebied onsloten door de lijn ABCDEPG en de x^-as lanpen verkregen kunnen worden met R(a,8)- en R(a,94)-waarden van tenminste 85. Het gebied ABCDEPG bevat ook de mogelijke kcmbinaties (T,x^) voor lanpen met kleurpunt gelegen nabij de kurve P. Indien men zich beperkt tot kleurpunten (x^y^) op of 35 nagenoeg qp de kurve P zelf geldt meer in het bijzonder het niet grijs gearceerde gebied tussen de met 1 en 2 aangegeven lijnen. Het grijze gebied tussen de lijnen 1 en KDE geldt mede in het bijzonder voor lanpen volgens de uitvinding, die een kleurpunt hebben onder de kurve P (tot 8205044 ΡΗΝ 10.538 14 . ·· -20 MPCD). Voor lampen met een kleurpunt boven de kurve P (tot +20 MPCD) vindt men ook mogelijke kanbinaties (Τ,χ^) in het grijs gearceerde gebied tassen de lijnen ABH en 1 en ook in het grijze gebied tussen de lijnen GF en 2.

5 Gevonden is, dat de beste resultaten verkregen worden met lampen volgens de uitvinding, die het bovenbeschreven luminescerende strontium-aluminaat bevatten en die een kleurtemperatuur van tenminste 3700 K en een kleurpunt op of nagenoeg op de kurve P hebben, indien de kcmbinatie (T,x^) gelegen is in het gebied tussen de lijnen 3 en 4 van de grafiek 10 van figuur 2. In dit gebied (de lijn 4 valt gedeeltelijk samen met de lijn 2) kan men in het algemeen lampen verkrijgen met R(a,8)- en R(a,94)-waarden van tenminste 90.

Indien men aan de hand van figuur 2 een lamp volgens de uitvinding met een bepaalde kleurtemperatuur T wil maken, kan men uit deze 15 figuur aflezen welke calciumhalofosfaten in kanbinatie met het blauw luminescerende strontiumaluminaat de voorkeur hebben. Zoals in de toelichting bij figuur 1 is gebleken, is men bij gebruik van een bepaald halo-fosfaat.niet geheel vrij in de keuze van de toe te passen bijdragen van de luminescerende stoffen c en d. In figuur 3 is, bij wijze van voor-20 beeld, voor een aantal konkrete calciumhalofosfaten aangegeven welke relatieve bijdragen van de stoffen c en d mogelijk zijn voor strontium-aluminaat bevattende lampen met kleurpunt op de kurve P. In de grafiek van figuur 3 is (¾) de horizontale as de x-koördinaat x(c,d) van de met alleen de stoffen c en d te bereiken kleurpunten afgezet. Op de vertikale 25 as staat, zoals in figuur 2, rechts de kleurtemperatuur T (in K) en links de x-koördinaat Xj^ van de lamp volgens de uitvinding vermeld. De met de cijfers 7, 9, 02, 04, 05, 06 en 08 aangegeven lussen begrenzen de gebieden, waarbinnen met de calciumhalofosfaten 7, 9, 02....resp. 08 uit tabel 1 lampen volgens de uitvinding verkregen worden met R(a,8) - en 30 R(a,94)-waarden van tenminste 85. De halofosfaten zijn hier opgesand in volgorde van afnemende x^-waarde. De lussen overlappen elkaar gedeelte-lijk, waarbij de lus van het halofcsfaat met hoogste ^-waarde liaks boven in de grafiek gevonden wordt. Naarmate de x^-waarde kleiner is vindt men de betreffende lus meer naar rechts beneden verschoven in de 35 grafiek. Voor halofosfaten met x^-waarden gelegen tussen die van de hier genoemde halofosfaten worden tussengelegen lussen gevonden.

Bij wijze van voorbeeld is voor de in figuur 1 met v aangegeven lamp met T = 4000 K en voorzien van het halofosfaat 7 en een blauw 8205044 « t PHN 10.538 15 luminesoerend strantiumaluminaat, het bereik voor x (c,d) getoond door middel van de punten f en £, die korrespcnderen met f en £ uit figuur 1. Ook uit figuur 3 blijkt, dat men voor een lamp met bepaalde kleurtem-peratuur T in het algemeen de keuze heeft uit meerdere mogelijke calcium-5 halofosfaten. Het is dan meestal voordelig dat halofosfaat te kiezen waarvan de lus in figuur 3 de grootste doorsnede heeft met de lijn door het gekozen punt T op de vertikale as en evenwijdig aan de x (c ,d) -as.

Dan is namelijk de fahrikage van de lamp minder kritisch, omdat geringe afwijkingen in de beoogde relatieve kwantenbijdragen van de luminesceren-10 de stoffen niet ernstig storen. Zo blijkt uit figuur 3 voor de 4000 K-lamp het halofosfaat 7 een goede keuze te zijn. Dat is in mindere mate het geval indien men voor deze lamp het halofosfaat 9 gebruikt (de lijn f-g heeft slechts een kleine doorsnede met de lus 9). De halofosfaten 02 en zeker 04 zijn in dit opzicht wederom voordeliger.

15 Een volgende zeer voordelige uitvoeringsvorm van een lamp vol gens de uitvinding is daardoor gekenmerkt, dat de stof b een met tweewaardig europium geaktiveerd luminesoerend aluminaat is, dat voldoet aan de formule Ba^_pEUpA1^0^+^, waarin het barium tot 25 mol.% door strontium vervangen kan zijn, en waarin 0,005 p ^ 0,25 en 5* q d 10, welk 20 aluminaat zijn emissiemaxirrum heeft bij 475-485 nm en een halfwaarde-breedte heeft van 70-90 nm. Het kleurpunt van de door een dergelijk bariumaluminaat uitgezonden straling is in figuur 1 aangegeven met het punt 20 en heeft de koördinaten x = 0,161 en y = 0,242. Deze lumines-cerende bariumaluminaten zijn nader beschreven in de Nederlandse octrooi-25 aanvrage 8105739 (PHN 10.220). Ook deze aluminaten voldoen goed aan de voorwaarde van een betrekkelijk smalbandige emissie met maximum in het bereik van 470 tot 500 nm. Het zijn zeer efficient luminescerende stoffen, die een goed behoud van de lichtstroom hebben tijdens de levensduur van de lamp en die aan hoge belastingen in lampen kunnen worden onder-30 worpen.

Ιη het bijzonder wordt de voorkeur gegeven aan een dergelijke, bariumaluminaat bevattende lamp, welke lamp een kleurpunt van de uitgezonden straling (χ^,γ^) en een kleurtemperatuur T heeft, waarbij T gekozen is in het bereik 3200 K <L T -1 7500 K, en die daardoor geken-35 merkt is, dat het halofosfaat a een met Sb of met Sb en Mn geaktiveerd calciumhalofosfaat is met kleurpunt van de uitgezonden straling (xH,yH), waarbij ^ gelegen is in het bereik 0,210 ^ Xy ^ 0,440 en waarbij de kanbinatie (Τ,χ^) gelegen is in het met ABCDEF aangegeven gebied van de 8205044 EHN 10.538 16 • « grafiek van figuur 4. Figuur 4 is analoog aan figuur 2 en geeft in een grafiek de x-koördinaten van de bij voorkeur toe te passen calciumhalo-fosfaten, indien men lampen maakt met het bovengenoemde luminescerende bariumaluminaat. Wederom is gevonden, dat met alle (T,x^)-kanbinaties 5 gelegen binnen het gebied omsloten door de lijn ABCDEF en de x^-as lanpen verkregen kunnen worden met R(a,8)- en R(a,94)-waarden van tenminste 85. Indien men zich bepaalt tot lampen met kleurpunt (x^y^ op of nagenoeg op de kurve P geldt meer in het bijzonder het niet grijs gearceerde gebied ander de met 1 aangegeven lijn. Het grijze gebied tus-10 sen de lijnen 1 en ABC geldt mede voor lanpen volgens de uitvinding met kleurpunt boven de kurve P (tot +20 MPCD) en het grijze gebied tussen de lijnen 1 en DE kant ook in aanmerking voor lampen met kleurpunt onder de kurve P (tot -20 MPCD).

De beste resultaten worden verkregen met lanpen volgens de 15 uitvinding, die het bovenbeschreven luminescerende bariumaluminaat bevatten en die een kleurtenperatuur van .tenminste 4800 K en een kleur-pjnt cp of nagenoeg pp de kurve P hebben, indien de kombinatie (T,x^) gelegen is in het gebied tussen de lijnen 2 en 3 van de grafiek van figuur 4. In dit gebied zijn namelijk lampen mogelijk met R(a,8)- en 20 R(a,94)-waarden van tenminste 90. In figuur 5 is, op analoge wijze als in figuur 3, voor enkele konkrete calciumhalofosfaten aangegeven welke relatieve bijdragen van de stoffen c en d mogelijk zijn voor bariumaluminaat bevattende lanpen met kleurpunt op de kurve P. De met 7, 9 en 03 aangegeven lussen gelden voor de halofosfaten 7, 9 resp. 03 uit 25 tabel 1. De lus 7 (streep-lijn) overlapt voor een groot gedeelte de lus 9 (getrokken lijn). Voor de halofosfaten met kleiner dan ongeveer 0,370 (halofosfaat 9 heeft x^ = 0,368) blijken de lussen nagenoeg samen te vallen, afgezien van het bereik van lampen met zeer hoge T (T > 7000 K), zodat de keuze van het te gebruiken halofosfaat dan weinig kritisch is.

30 Het voor het halofosfaat 03 geldende bereik omvat behalve het met de punt-lijn 03 aangegeven gebied praktisch het gehele gebied geldend voor halofosfaat 9.

Nog een voordelige uitvoeringsvorm van een lamp volgens de uitvinding is daardoor gekenmerkt, dat de stof b een met tweewaardig 35 europium geaktiveerd luminescerend boraatfosfaat is, dat voldoet aan de formule m(Sr.j_Xi_yWpBa5CayEUp)0. (l-n^O^.n^O^), waarin 0^x i 0,5 0 1 y é0,2 6205044 PHN 10.538 17 0,001 ^ p 4 0,15 1,75 4 m ^ 2,30 0,05 ^ n ^ 0,23, welk boraatfosfaat zijn emissiemaximum heeft bij 470-485 nm en een halfwaardebreedte heeft van 80-90 nm. Het kleur-5 punt van de door een dergelijk boraatfosfaat uitgezonden straling is in figuur 1 aangegeven met het punt 18 en heeft de koördinaten x = 0,191 en y - 0,308. Deze luminescerende boraatfosfaten zijn bekend uit de reeds genoemde Duitse octrooiaanvrage 2848726.Zij hebben een tetragonale kristalstruktuur en blijken efficient luminescerende stoffen te zijn 10 met voor lanpen volgens de uitvinding zeer geschikte emissie.

In het bijzonder wordt de voorkeur gegegeven aan een dergelijke, boraatfosfaat bevattende lamp, welke laitp een kleurpunt van de uitgezonden straling (χ^,γ^) en een kleurtemperatuur T heeft, waarbij T gekozen is in het bereik 3200 K Z T £ 7500 K, en die daardoor gekenmerkt 15 is, dat het halofosfaat a een met Sb of met Sb en Mn geaktiveerd calcium-halofosfaat is met kleurpunt van de uitgezonden straling (x^y^), waarbij x^ gelegen is in het bereik 0,210 ^ x^ <L 0,440 en waarbij de kcm-binatie (Τ,χ^ gelegen is in het met ABCDEF aangegeven gebied van de grafiek van figuur 6. Figuur 6 is wederom analoog aan figuur 2 en geeft 20 de x-koördinaten van de bij voorkeur toe te passen calciumhalofosfaten voor lampen met het bovengenoemde luminescerende boraatfosfaat. Met (T,x^) -kcmbinaties gelegen binnen het gebied omsloten door de lijn ABCDEF en de x^-as kunnen lampen verkregen worden met R(a,8)- en R(a,94)-waarden van tenminste 85. Voor lampei met kleurpunt (¾¾) op of nage-25 noeg op de kurve P geldt meer in het bijzonder het niet grijs gearceerde gebied tussen de met 1 en 2 aangegeven lijnen. Het grijze gebied tussen de lijnen 1 en BGH en ook het grijze gebied onder de lijn 2 gelden mede voor lampen volgens de uitvinding met kleurpunt boven de kurve P (tot +20 MPCD). Het grijze gebied tussen de lijnen 1 en KT® is ook van 30 toepassing voor lampen met kleurpunt onder de kurve P (tot -20 MPCD).

De beste resultaten worden verkregen met lampei volgens de uitvinding, die het bovengenoemde luminescerende boraatfosfaat bevatten « en die een kleurtemperatuur van tenminste 4300 K en een kleurpunt (¾) of nagenoeg qp de kurve P hebben, indien de kanbinatie (Τ,χ^) gelegen is in 35 het gebied tussen de lijnen 3 en 4 van de grafiek van figuur 6. Dan zijn namelijk lanpen mogelijk met R(a,8)- en R(a,94)-waarden van tenminste 90. In figuur 7 is, analoog aan figuur 3, voor een aantal konkrete halofosfaten, namelijk de stoffen 7, 02, 15, 06 en 08 uit tabel 1, 8205044 • 1 PHN 10.538 18 aangegeven welke relatieve bijdragen van de stoffen c end mogelijk zijn voor boraatfosfaat bevattende lampen met kleurpunt op de kurve P.

Uitvoer ingsvoorbeelden van lampen volgens de uitvinding zullen nu nader worden toegelicht aan de hand van figuur 8, die schematisch 5 en in doorsnede een lagedrukkwikdanpontladingslamp toont, en aan de hand van konkrete samenstellingen van luminescerende lagen en metingen aan lampen voorzien van die lagen.

In figuur 8 is 1 de glazen wand van een lagedrukkwikdampont-ladingslamp volgens de uitvinding. Aan de einden van de lamp bevinden 10 zich elektroden 2 en 3 waartussen tijdens bedrijf van de lamp de ontlading plaatsvindt. De lamp is voorzien van edelgas, dat als orvtsteek-gas dient, en voorts van een kleine hoeveelheid kwik. De lamp heeft een lengte van 120 cm en een inwendige diameter van 24 nm en is bestemd cm tijdens bedrijf een vermogen van 36 W op te nemen. De wand 1 is aan de 15 binnenzijde bedekt met een luminescerende laag 4, die de luminescerende stoffen a, b, c en eventueel d bevat. De laag 4 kan op een gebruikelijke manier op de wand 1 worden aangebracht, bijvoorbeeld door middel van een suspensie, die de luminescerende stoffen bevat.

De nu volgende uitvoeringsvoorbeelden betreffen lampen van de 20 aan de hand van figuur 8 beschreven soort (36 W-type). Deze lampen werden voorzien van een luminescerende laag bevattende een homogeen mengsel \an een met tweewaardig europium geaktiveerde blauw luminescerende stof, een luminescerend halofosfaat en een luminescerend metaboraat. Al deze stoffen waren afkomstig van produktie-partijen of van grotere proef- 25 partijen. Voor de blauw luminescerende stof werd gekozen uit een stron- tiumaluminaat (SAE) van de soort als hierboven beschreven en in figuur 1 met kleurpunt 17 aangeduid, een bariumaluminaat (BAE) van het type als aangegeven in figuur 1 met kleurpunt 20, en een boraatfosfaat (SBP) vergelijkbaar met de stof met kleurpunt 18 in figuur 1. Als halofosfaten 30 zijn drie wit luminescerende stoffen gebruikt (halo 8, halo 9 en halo 15), welke analoog zijn aan de hiervoor genoemde stoffen met kleurpunten 8, 9 resp. 15 in figuur 1, en een geel luminescerend halofosfaat (halo 10). De toegepasieluminescerende metaboraten (boraat 1 tot en met boraat 2+ 6) bevatten zowel Mn als Tb, zodat zowel de rode Mn -emissie als ook 35 de groene Tb^+-emissie door ieder van deze stoffen geleverd kan worden.

De formules van de gebruikte stoffen worden gegeven in de nu volgende tabel 2.

8205044 PHN 10.538 19 * • '

Tabel 2 stof foraule 5 SAE ^0,98^0,02^3,5^,25 “ ^0,95^0,05^,10^3,15 5βΡ 2(^:0,94010,060) .Ο^Ρ^.Ο,ΙδΤΒ^ • 15310 8 Ca9,454°^0,04 ^ 6¾,69C10,288! SbQ, 09^0,256 10 11310 9 Ca9,5240¾,04 {P04} 6F1,73C10,226: Sb0,09^0,186 11310 15 - ^®9,641^0,025 (Κ>4}8*1,584C10,36:Sb0,09^0,084 teio 10 ^,53^4^2^0,12^0,35 boraat 1 Ce0,2¾ ,6¾, 2^0,96^0,04B5°10 boraat 2 ^0,2^0,6^0,2^0,9575^0,0425¾½ 15 boraat 3 ^,2^,6^,2^0,94^0,06¾½ boraat4 0^,2^^,^0,93^,07¾½ boraat 5 CeQ^2^0,7^0,1^0,92%,08B5°10 toraat 6 %,2%,6^,2^0,88%^½ 20 C*n de eigenschappen van deze stoffen te bepalen werden eerst lampen gemaakt (36 W), die voorzien waren van alleen de betreffende luminescerende stof. Geneten werden de relatieve lichts troon fy (in Ιιη/W) en het kleurpunt (x,y). De meetresultaten zijn opgenanen in

Tabel 3.

25 30 8205044 35 PHN 10.538 20

* t V

*

Tabel 3 stof x y SAE 82 0,151 0,364 5 BAE 66 0,161 0,238 SBP 77 0,191 0,309 halo 8 86 0,402 0,389 halo 9 82 0,368 0,379 halo 15 72 0,312 0,339 10 halo 10 90 0,410 0,434 boraat 1 68 0,452 0,404 boraat 2 66 0,454 0,404 boraat 3 54 0,488 0,377 boraat 4 50 0,497 0,363 15 boraat 5 46 0,512 0,350 boraat 6 40 0,530 0,333

Voorbeeld 1 20 Een lamp werd voorzien van een luminescerende laag bestaande uit een mengsel van 11 gew.% BAE 25 gew.% halo 9 64 gew.% boraat 2.

25 De massa van de luminescerende laag in de lamp bedroeg 4,05 gram.

Aan de lamp werden gemeten de kleurtenperatuur T (in K), het kleur-punt (x,y), de afwijking van het kleurpunt v<m de kurve P (Δρ in MPCD), de kleurweergave-indices R(a,8) en R(a,94), en de relatieve lichts troon (η in lm/W): 30 T = 3790 K x = 0,386 y = 0,370 Δρ = -14 MPCD /7= 70 Im/W R(a,8) = 89 R(a,94) = 87.

Voorbeeld 2

Een lamp werd voorzien van een luminescerende laag (5,52 gram) bestaande uit een mengsel van 35 7,1 gew.% SBP

28,6 gew.% halo 15 64,3 gew.% boraat 1.

Gemeten werd: 3205044 P'1 — — * » v β * PHN 10.538 21 T = 4170 K χ = 0,373 y = 0,371 ΔΡ = 0 % = 70 Ιιη/W R(a,8) = 90 R(a,94) = 87.

De relatieve lichtstroom bedroeg na 100, 1000 en 2000 branduren, respektievelijk 70, 67 en 65 lm/W.

5

Voorbeeld 3

Een lanp werd voorzien van een luminescerende laag (4,5 gram) bestaande uit een mengsel van 22,2 gew.% SAE

35.8 gew.% halo 8 10 42 gew.% boraat 5.

Gemeten werd:

T = 3870 K X = 0,384 y = 0,372 ΔΡ = -9 MPCD

*1 = 64 lm/W R(a,8) = 93 R(a,94) = 90.

15 Voorbeeld 4

Een lamp werd voorzien van een luminescerende laag (4,1 gram) bestaande uit een mengsel van 17 gew.% SAE 34 gew.% halo 9 20 49 gew.% boraat 4.

Gemeten werd;

T = 3640 K x = 0,392 y = 0,370 ΔΡ = -18 MPCD

*1 = 63 WW R(a,8) = 93 R(a,94) = 90.

Voorbeeld 5 25 Een lanp werd voorzien van een luminescerende laag (4,25 gram) bestaande uit een mengsel van

26.8 gew.% SAE

30,4 gew.% halo 10 42.8 gew.% boraat 6.

30 Gemeten werd:

T = 4100 K x = 0,377 y * 0,378 Δ P = +5 MPCD

7=63 WW R(a,8) = 94 R(a,94) = 92.

Voorbeeld 6

Een lamp werd voorzien van een luminescerende laag (4,25 gram) bestaande 35 uit een mengsel van 17 gew.% SAE 37 gew.% halo 15 46 gew.% boraat 3.

8205044 EHN 10.538 22

V

Geneten werd:

T = 4560 K x = 0,359 y = 0,365 ΔΡ = +4 MPCD

^ = 64 lm/W R(a,8) = 92 R(a,94) = 89.

Voorbeeld 7 5

Een lamp werd voorzien van een luminescerende laag (4,75 gram) bestaande uit een mengsel van

17,1 gew.% SAE

42,7 gew.% halo 15 40,3 gew.% boraat 3.

10 Gemeten werd:

T = 4900 K x = 0,349 y = 0,363 Δ P = +12 MPCD

^=66 lm/W R(a,8) = 95 R(a,94) = 94.

Van deze lamp is de spektrale energieverdeling van de uitgezonden straling weergegeven in figuur 9. In deze figuur staat op de horizontale 15 - as de golflengte Λ in nm. Op de verticale as is afgezet de uitgezonden stralingsenergie E per golflengte-interval van 5 nm.

20 25 30 3205044 35

Claims

1. Lagedrukkwikdampcntladingslairp met zeer goede kleurweergave, met kleurtemperatuur van het uitgezonden witte licht van tenminste 3200 K en met kleurpunt (χ^,γ^) qp of nabij de kurve van Planck, voorzien van een gasdichte, straling doorlatende omhulling die kwik en 5 edelgas bevat, en voorzien van een luminescerende laag die een lumines-cerend halofosfaat ai een met tweewaardig europium geaktiveerde luminescerende stof bevat, met het kenmerk, dat de luminescerende laag bevat: a tenminste een met driewaardig antimoon of met driewaardig antimoon en met tweewaardig mangaan geaktiveerd luminescerend aard-10 alkalimetaalhalofosf aat, b tenminste een met tweewaardig europium geaktiveerde lumines cerende stof met emissiemaxiirum in het bereik van 470 tot 500 nm en met halfwaardebreedte van de emissieband van ten hoogste 90 nm, en c een met driewaardig cerium en met tweewaardig mangaan geak- 15 tiveerd luminescerend zeldzaam-aardmetaa lmetaboraat met monokliene kristalstruktuur, waarvan het grondrooster voldoet aan de formule Ln(l^,Zn,ca)B5010, waarin tenminste een der elementen yttrium, lanthaan en gadolinium voorstelt, en waarin tot 20 mol.% van het B 2+ door Al en/of Ga vervangen kan zijn, welk metator aat rode Mn -emissie 20 vertoont.

2. Lamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het luminescerende halofosfaat a een met antimoon en mangaan geaktiveerd calcium-halofosfaat is met kleurtemperatuur van de uitgezonden straling van tenminste 2900 K.

3. Lamp volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de luminescerende laag voorts een met driewaardig terbium geaktiveerde 3+ luminescerende stof (de stof d) bevat, die groene Tb -emissie vertoont.

4. Lamp volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het luminescerende metaboraat c voorts met driewaardig terbium geaktiveerd is, 3° waarbij liet metaboraat c tevens de stof d is en voldoet aan de formule (Y,La,Gd)! -x-yCexTby (Mg, Zn,Cd) ^Mn^O^, waarin 0,01-έ x ^ 1-y 0,01 4 y 4. 0,75 0,01 Z pz 0,30, en waarin tot 20 mol.% van het B door Al en/of 35 Ga vervangen kan zijn.

5. Lamp volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de stof b een met tweewaardig europium geaktiveerd luminescerend aluminaat 8205044 PHN 10.538 24 is, dat voldoet aan de formule Sr^EUpAlgO^^, waarin het strontium tot 25 mol.% door calcium vervangen kan zijn, en waarin 0,001^ p^ 0,10 en 2 ^ q ^ 5, welk aluminaat zijn emissiemaxiiium heeft bij 485-495 nm en een halfwaardebreedte heeft van 55-75 nm.

6. Lamp volgens conclusie 5, welke lamp een kleurpunt van de uitgezonden straling en een kleurtemperatuur T heeft, waarbij T gekozen is in het bereik 3200 T é 7500 K, met het kenmerk, dat het halofosfaat a een met Sb of met Sb en Mn geaktiveerd calciumhalo-fosfaat is met een kleurpunt van de uitgezonden straling (x^y^, 10 waarbij gelegen is in het bereik 0,210 ^ x^ ^ 0,440 en waarbij de kcmbinatie (Τ,χ^) gelegen is in het met ABCDEPG aangegeven gebied van de grafiek van figuur-2.

7. Lamp volgens conclusie 6, met kleurtemperatuur van tenminste 3700 K en met kleurpunt op of nagenoeg op de kurve van Planck, met het 15 kenmerk, dat de kcmbinatie (Τ,χ^) gelegen is in het gebied tussen de lijnen 3 en 4 van de grafiek van figuur 2.

8. Lamp volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de stof b een met tweewaardig europium geaktiveerd luminescerend aluminaat is, dat voldoet aan de formule Ba^EUpAlgO^^^, waarin 20 het barium tot 25 mol.% door strontium vervangen kan zijn, en waarin 0,005 ^p^0,25 en 5 ^ q ^ 10, welk aluminaat zijn emissiemaximum heeft bij 475-485 nm en een halfwaardebreedte heeft van 70-90 nm.

9. Larrp volgens conclusie 8, welke lamp een kleurpunt van de uitgezonden straling (χ^,γ^) en een kleurtemperatuur T heeft, waarbij 25. gekozen is in het bereik 3200 7500 K, met het kenmerk, dat het halofosfaat a een met Sb of met Sb en Mn geaktiveerd calciumhalo-fosfaat is met een kleurpunt van de uitgezonden straling (χ^,γ^), waarbij Xjj gelegen is in het bereik 0,210^ x^ ^ 0,440 en waarbij de kcmbinatie (Τ,χ^) gelegen is in het met ABCDEF aangegeven gebied van de 30 grafiek van figuur 4.

10. Lamp volgens conclusie 9 met kleurtemperatuur van tenminste 4800 K en met kleurpunt op of nagenoeg op de kurve van Planck, met het kenmerk, dat de kcmbinatie (Τ,χ^) gelegen is in het gebied tussen de lijnen 2 en 3 van de grafiek van figuur 4.

11. Lamp volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de stof b een met tweewaardig europium geaktiveerd luminescerend boraatfosfaat is, dat voldoet aan de formule m(Sr^^Ba^CayEUpO). (l-n^Og.nl^O^, waarin 8205044 * t ' > · FHN 10.538 25 0. x £0,5 o ^y^o,2 0,001^ 0,15 1,75 £ 2,30 5 0,05 £ n < 0,23, welk boraatfosfaat zijn emissiemaxiirum heeft bij 470-485 nm en een halfwaardebreedte heeft van 80-90 ran.

12. Lamp volgens conclusie 11, welke lamp een kleurpunt van de uitgezonden straling (χ^,γ^) en een kleurtenperatuur T heeft, waarbij T gekozen is in het bereik 3200 Κ^Τέ 7500 K, met het kenmerk, dat 10 het halofosfaat a een met Sb of met Sb en Mn geaktiveerd calciumhalo-fosfaat is met een kleurpunt van de uitgezonden straling , waarbij gelegen is in het bereik 0,210 £ 0,440 en waarbij de kcmbinatie (T,i^) gelegen is in het met ABCDEF aangegeven gebied van de grafiek van figuur 6.

13. Lairp volgens conclusie 12 met kleurtarperatuur van tenminste 4300 K en met kleurpunt op of nagenoeg op de kurve van Planck, met het kenmerk, dat de kcmbinatie (Τ,χ^) gelegen is in het gebied tussen de lijnen 3 en 4 van de grafiek van figuur 6. 2° 30 35 8205044