NL8900950A - Lagedrukkwikdampontladingslamp. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven. "Lagedrukkwikdampontladingslamp"

De uitvinding heeft betrekking op een lagedrukkwikdampontladingslamp met een vacuumdicht afgesloten, straling doorlatende omhulling die kwik en edelgas bevat, waarbij de omhulling aan haar binnenzijde is voorzien van een luminescerende laag die een groen luminescerend met tweewaardig mangaan geactiveerd . . . 9+ zmkorthosilicaat volgens de formule Zn2SiO^:Mn bevat.

Een lagedrukkwikdampontladingslamp van de aangeduide soort is bekend uit het boek van Keith H. Butler "Fluorescent lamp phosphors", 1980, blz. 6 en 8.

Bij aanslag van het met mangaan geactiveerde zinkorthosilicaat (willemiet) met kortgolvige ultraviolette straling uit de kwikontlading, in hoofdzaak 254 nm straling, treedt emissie op in het groene deel van het spectrum.

Dergelijke groen licht emitterende lampen worden in de praktijk vooral gebruikt om kleureffecten teweeg te brengen, bijvoorbeeld bij podiumverlichting, etalageverlichting, feestverlichting enzovoorts.

De gebruikelijkerwijs uit glas bestaande omhulling kan in allerlei vormen zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld als een rechte buis, een U-vormige buis of een buis in de vorm van een torus. Ook kan de omhulling zijn uitgevoerd als een ingestulpte ballon, zoals bij een elektrodeloze lamp. Vóór het aanbrengen van de luminescerende laag kan de omhulling over een deel van zijn binnenomtrek zijn bedekt met een reflecterende laag, zodat de opgewekte groene straling door een door de reflecterende laag uitgespaard venster naar buiten treedt. Ook is het desgewenst mogelijk om de buis aan de binnenzijde te voorzien van een absorptielaag die ongewenste kwiklijnen in het blauwe en/of langgolvig ultraviolette deel van het spectrum absorbeert.

Een bezwaar van de bekende lamp is dat er tijdens het branden van de lamp een sterke vergrauwing van de, oorspronkelijk groen uitziende, luminescerende laag optreedt. Ziet de lamp er aanvankelijk in niet-brandende toestand groen uit, als gevolg van de vergrauwing tijdens bedrijf gaat de lamp er in niet-brandende toestand zwart uitzien, hetgeen visueel onaantrekkelijk en in sommige laaptoepassingen ongewenst is. Bovendien heeft de vergrauwing een verschuiving van het kleurpunt van de geëmitteerde straling en een vermindering van de lichtopbrengst tot gevolg. Aangenomen wordt dat de vergrauwing wordt veroorzaakt doordat tijdens het branden van de lamp zinkionen van het luminescerende willeniet worden gereduceerd tot metallisch zink. Het metallische zink kan vervolgens met kwik uit de ontlading amalgaam vormen.

Het doel van de uitvinding is een verbeterde lagedrukkwikdampontladingslamp te verschaffen, waarbij een visueel aantrekkelijk, groen uiterlijk van de niet-brandende lamp gedurende de gehele levensduur van de lamp behouden blijft en waarbij de verschuiving van het kleurpunt van de geëmitteerde straling en de terugval in lichtopbrengst tijdens de levensduur zijn gereduceerd.

Een lagedrukkwikdampontladingslamp van de in de aanhef genoemde soort is hiertoe volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat aan de binnenzijde van de omhulling aan de van de ontlading afgekeerde zijde van de luminescerende laag een luminescerende tussenlaag aanwezig is die een luminescerend met tweewaardig europium geactiveerd strontium-aluminaat volgens de formule Sr^Al^C^: Eu2+ bevat, waarin het Sr tot 25 mol Λ kan zijn vervangen door Ca.

Luminescerende aluminaten volgens de formule Sr^Al^C^iEu , met een Eu-gehalte van 0.1 tot 10 mol.% ten opzichte van het Sr dat tot 25 mol* kan zijn vervangen door Ca, zijn op zich bekend uit het Europese octrooischrift 0 094 132 (PHN 10.347). Deze aluminaten zijn kristallijne verbindingen met een karakteristiek röntgen-poederdiagram, dat in het genoemde Europese octrooischrift is getoond. Hoewel deze aluminaten verkregen kunnen worden uitgaande van Sr/Al-verhoudingen van 1:2 tot 1:5 wordt aangenomen dat de kristalfase nagenoeg de samenstelling Sr^Al-^i^ heeft.

De efficiënt luminescerende aluminaten volgens de Λ i formule Sr^Al-j^g: Eu zijn stabiele verbindingen waarvan de kleur groen is. Door hun toepassing in een tussenlaag tussen de lampomhulling en de laag met willemiet schermt de stabiele groene tussenlaag, indien de lamp buiten bedrijf is, de laag met willemiet niet alleen fysiek doch ook optisch af ten opzichte van de buitenwereld. Hierdoor behoudt de lamp gedurende de gehele levensduur in niet- brandende toestand een aantrekkelijk groen uiterlijk.

Tijdens bedrijf van de lamp geeft de luminescerende willemietlaag de gebruikelijke groene emissie terwijl de luminescerende aluminaat-tussenlaag een blauwgroene emissieband vertoont met een emissiemaximum bij circa 490 nm en een halfwaardebreedte van circa 60 nm. Door de verhouding van de hoeveelheden der beide luminescerende stoffen geschikt te kiezen kan het gewenste kleurpunt van de groene emissie worden ingesteld. De vakman is met kleurpuntsinstelling vertrouwd.

Doordat het willemiet in de kombinatie met het stabiele aluminaat nu slechts een deel van de totale hoeveelheid luminescerende stof vormt, is de invloed van de willemietvergrauwing op het emissieproces geringer, waardoor kleurpuntsverschuiving van de geëmitteerde straling en terugval in lichtopbrengst tijdens de levensduur van de lamp zijn gereduceerd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de lagedrukkwikdampontladingslamp volgens de uitvinding is de luminescerende tussenlaag rechtstreeks op de binnenwand van de omhulling aangebracht. Dit heeft een gunstige invloed op de kostprijs van de lamp, omdat wordt afgezien van een reflecterende of een absorberende laag.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de lagedrukkwikdampontladingslamp volgens de uitvinding is de luminescerende laag rechtstreeks op de luminescerende tussenlaag aangebracht. Ook dit is gunstig voor de kostprijs van de lamp.

Een uitvoeringsvorm van de lamp volgens de uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van een tekening.

In de tekening toont:

Figuur 1 een lagedrukkwikdampontladingslamp in een langsdoorsnede, welke lamp is voorzien van een luminescerende laag en een luminescerende tussenlaag;

Figuur 2 het emissiespectrum van een lagedrukkwikdampontladingslamp volgens de uitvinding.

De lagedrukkwikdampontladingslamp volgens figuur 1 heeft een vacuumdicht gesloten, straling doorlatende buisvormige glazen omhulling 1, die kwik bevat en edelgas als startgas. Binnen de lamp aan de uiteinden daarvan zijn elektroden 2 en 3 opgesteld, waartussen zich de ontladingsbaan 4 uitstrekt. De omhulling 1 is aan haar binnenzijde voorzien van een luminescerende laag 5, die een groen luminescerend set tweewaardig sangaan geactiveerd zinkorthosilicaat volgens de forsule Ζ^δΐΟ^Μη* (willesiet) bevat en die naar de ontladingsbaan 4 is gekeerd. Aan de van de ontladingsbaan 4 afgekeerde zijde van de luninescerende laag 5 is tussen deze laag 5 en de omhulling 1 een luninescerende tussenlaag 6 aanwezig, die een luninescerend met tweewaardig europium geactiveerd strontiumaluminaat volgens de formule Sr4Al^4025:Eu^+ bevat, waarbij het Sr tot 25 mol.% kan zijn vervangen door Ca. De tussenlaag 6 is rechtstreeks op de binnenwand van de omhulling 1 aangebracht en de laag 5 is rechtstreeks op de tussenlaag 6 aangebracht. De lagen kunnen op gebruikelijke wijze worden aangebracht, bijvoorbeeld door middel van een suspensie die de luminescerende stof bevat. De kleur van de stabiele tussenlaag 6 is groen. In niet-brandende toestand van de lamp heeft deze dus een groen uiterlijk. Dit groene uiterlijk van de niet-brandende lamp blijft gedurende de gehele levensduur van de lamp behouden ondanks optredende vergrauwing van de willemietlaag 5 tijdens bedrijf van de lamp. Immers, buiten bedrijf van de lamp blijft de willemietlaag 5 optisch afgeschermd ten opzichte van de buitenwereld door de groene tussenlaag 6. Door de aanwezigheid van twee luminescerende lagen draagt de willemietlaag 5 slechts ten dele bij tot de totale hoeveelheid door de lamp geëmitteerde straling onder de in hoofdzaak 254 nm excitatiestraling (kwikresonantielijn). Ten opzichte van de bekende lamp met uitsluitend een luminescerende willemietlaag is de invloed van de willemiet-vergrauwing derhalve geringer, waardoor minder sprake is van verschuiving van het kleurpunt van de geëmitteerde straling en van terugval in de lichtopbrengst tijdens de levensduur van de lamp.

In een praktische uitvoering van de lagedrukkwikdamp-ontladingslamp met een lengte van circa 120 cm, een inwendige buisdiameter van circa 24 mm en een opgenomen vermogen van circa 36 Watt bestond de tussenlaag 6 uit 2 gram Sr3 gEu0 jAlj^g en de laag 5 uit 2 gram Zn^ ggMnQ ^SiO^. Het initiële rendement van de lamp bedroeg 105 lm/W. Het kleurpunt van de door de lamp uitgezonden groene straling had de coördinaten x = 0.236 en y = 0.594. Van deze lamp is het emissiespectrum getoond in figuur 2. Op de horizontale as is de golflengte λ in nm en op de verticale as de geëmitteerde stralingsenergie E in willekeurige eenheden uitgezet. Zoals te zien is wordt de straling grotendeels geëmitteerd in het groene gebied van het spectrum (500-565 nm). De lijnen links in de grafiek stellen de kwiklijnen van respektievelijk 405 en 436 nm voor.

Claims (3)

1. Lagedrukkwikdampontladingslamp net een vacuumdicht afgesloten, straling doorlatende omhulling die kwik en edelgas bevat, waarbij de omhulling aan haar binnenzijde is voorzien van een luainescerende laag die een groen luminescerend net tweewaardig mangaan geactiveerd zinkorthosilicaat volgens de formule Zn2Si04:Mn^+ bevat, net het kenmerk, dat aan de binnenzijde van de omhulling aan de van de ontlading afgekeerde zijde van de luminescerende laag een luainescerende tussenlaag aanwezig is die een luminescerend met tweewaardig europium geactiveerd strontium-aluminaat volgens de formule Sr4Al14025: EuTbevat, waarin het Sr tot 25 mol.* kan zijn vervangen door Ca.

2. Lagedrukkwikdampontladingslamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de luminescerende tussenlaag rechtstreeks op de binnenwand van de omhulling is aangebracht.

3. Lagedrukkwikdampontladingslamp volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de luminescerende laag rechtstreeks op de luminescerende tussenlaag is aangebracht.