DE19620631A1 - Nachleuchtlampe - Google Patents
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-
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Nachleuchtlampe, deren innere Oberfläche mit Boraluminat-Phosphor
mit langem Nachleuchten einer spezifizierten
Zusammensetzung, die Nachleuchtmerkmale (Luminiszenz)-Charakteristika
aufweist.
Gesetzliche Vorschriften für Feuerwehrmaßnahmen, Vorschriften
für Feuerschutz in jeder Stadt oder dgl. verpflichten die
Bürger, Plätze, an denen sich viele Leute versammeln, wie
z. B. Theater und Hotels mit Leitlampen auszustatten. Wenn
normale Stromquellen aufgrund eines Erdbebens, eines Feuers
oder anderer Katastrophen abgeschaltet werden, ist es
notwendig, daß automatisch Reservestromquellen eingeschaltet
werden, um solche Leitlampen für mehr als 20 min zu
beleuchten. Wenn allerdings die Reservestromquellen ebenfalls
abgeschaltet sind oder Zuführleitungen aufgrund der
Katastrophe unterbrochen sind, werden die Leitlampen von der
Stromversorgung abgeschnitten. In solchen Fällen werden ein
komplizierter unterirdischer Markt, ein langer Tunnel, ein
mehrstöckiges Gebäude bei Nacht und dgl. zu gefährlichen
Orten. Da die herkömmlichen Leitlampen einen komplizierten
Aufbau haben, nimmt ihr Einbau viel Zeit in Anspruch und
bringt hohe Kosten mit sich. Daher sind solche Leitlampen
außer an den Stellen, wo die Gesetze die Anbringung derselben
verlangen, selten angebracht.
Außerdem werden Leitlampen nicht nur für derartige Notfälle,
wie sie oben angeführt wurden, gefordert. Wenn fast alle
Gebäude einschließlich großer Gebäude wie z. B. Bürogebäude,
Fachgeschäfte, Schulhäuser und Fabriken sowie Läden und
Häuser mit Leitlampen einfachen Aufbaus und niedrigen Kosten
ausgestattet werden, die es dem Benutzer erlauben, seine Füße
von dem Zeitpunkt an zu sehen, wo das Licht in einem Zimmer,
Flur oder Treppenhaus abgeschaltet wird, bis zu dem
Zeitpunkt, wo er den Ausgang erreicht zu sehen, können diese
ein bequemeres und sichereres Leben bieten.
In diesem Zusammenhang wurde in der japanischen nicht
geprüften Patentveröffentlichung Nr. 58-121088 vom
19. Juli 1983 ein Fachgebiet der Bereitstellung einer
Lichtspeichersubstanz veröffentlicht, welche fähig ist,
optische Energie, die von einer Lichtquelle emittiert wird,
an einem Trägerelement zu absorbieren und zu lagern,
beispielsweise an einen Lampenschirm, das an einem Platz, den
das Licht aus der Lichtquelle erreicht, positioniert ist. Bei
Verwendung dieser Lichtspeichersubstanz wird es unnötig,
Reservestromquellen bereitzustellen. Allerdings sind die
herkömmliche Lichtspeichersubstanzen dadurch ungünstig, daß
sie chemisch instabil sind und leicht durch ultraviolette
Strahlen, hohe Temperatur, Feuchtigkeit oder dgl.
beeinträchtigt werden. Außerdem ist das Nachleuchten dieser
Lichtspeichersubstanzen dunkel und kurz. Darüber hinaus kann
nach dem Verfahren einer Beschichtung eines Trägerelementes
mit einer Lichtspeichersubstanz kein ausreichendes Licht
erhalten werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung einer Leitlampe, die es den Benutzern
ermöglicht, ein langes und helles Nachleuchten auszunützen
und die sogar im Notfall weder eine Reservestromquelle noch
irgendeine spezielle Beleuchtungsvorrichtung z. B. einen, der
mit einer Lichtspeichersubstanz beschichtet ist, erfordert.
Nach Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden
Erfindung festgestellt, daß die oben genannte Aufgabe gelöst
werden kann, indem die innere oder äußere Oberfläche einer
Leitlampe mit einer fluoreszierenden Aluminat-Substanz
spezifizierter Zusammensetzung gelöst werden kann, und haben
die vorliegende Erfindung beendet.
Die Nachleuchtlampe gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt
einen lichtemittierenden Abschnitt zum Umwandeln von
elektrischer Energie in optische Energie und ein
lichtdurchlässiges Glas zum Abdecken des lichtemittierenden
Abschnitts. An mindestens einer der Oberflächen, der inneren
Oberfläche oder der äußeren Oberfläche des lichtdurchlässigen
Glases ist eine Schicht einer fluoreszierenden Substanz
angeordnet.
Die Schicht einer fluoreszierenden Substanz ist dadurch
gekennzeichnet, daß sie einen Phosphor mit langem
Nachleuchten enthält, der durch die folgende allgemeine
Formel dargestellt wird:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αX
in der die Werte p, q, n, m, k, α und α/n in den folgenden
Bereichen liegen:
0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 3,0
0 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 3,0
0 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
M mindestens ein Metall ist, das aus einer Gruppe divalenter
Metalle, die aus Mg, Ca, Sr, Ba und Zn besteht ausgewählt
ist;
Q ein Co-Aktivator ist, der mindestens ein Element, das aus einer aus Mn, Zr, Nb, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu bestehenden Gruppe ausgewählt ist, ist;
X mindestens ein Element ist, das aus einer Gruppe von Halogen-Elementen, die aus F, Cl, Br und I besteht, ausgewählt ist.
Q ein Co-Aktivator ist, der mindestens ein Element, das aus einer aus Mn, Zr, Nb, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu bestehenden Gruppe ausgewählt ist, ist;
X mindestens ein Element ist, das aus einer Gruppe von Halogen-Elementen, die aus F, Cl, Br und I besteht, ausgewählt ist.
Durch weitere Steuerung der oben angegebenen Zusammensetzung
in den folgenden spezifizierten Bereichen können die
Fluoreszenzfarbe und die Nachleuchtfarbe ausgewählt werden.
Um Phosphor mit langem Nachleuchten, der grünes Licht
emittiert, und der das Lichtemissionsmaximum bei einer
Wellenlänge nahe 520 nm hat, herzustellen, wird der folgende
Zusammensetzungsbereich ausgewählt. Mit einer
fluoreszierenden Boraluminat-Substanz, die durch ein
divalentes Europium aktiviert ist, wird ein Phosphor mit
langem Nachleuchten ausgewählt, wobei die Hauptkomponente der
kristallinen Struktur der Zusammensetzung ein monoklines
System ist:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αX
0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 1,5
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 1,5
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
wobei mehr 70 Mol-% von M Sr ist.
Um eine blaues Licht emittierende fluoreszierende Nachleucht-Substanz
herzustellen, die das Lichtemissionsmaximum bei
einer Wellenlänge nahe 440 nm hat, wird der folgende
Zusammensetzungsbereich gewählt. Somit wird mit einer
fluoreszierenden Boraluminat-Substanz, die durch ein
divalentes Europium aktiviert ist, ein Phosphor mit langem
Nachleuchten ausgewählt, der durch die folgende chemische
Zusammensetzungsformel in dem folgenden
Zusammensetzungsbereich dargestellt wird, und wobei die
Hauptkomponente der kristallinen Struktur derselben ein
monoklines System ist:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αX
0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 1,5
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 1,5
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
und wobei mehr als 70 Mol-% von M Ca ist.
Um eine blau-grünes Licht emittierende fluoreszierende
Nachleucht-Substanz herzustellen, die das
Lichtemissionsmaximum bei einer Wellenlänge nahe 490 nm hat,
wird der folgende Zusammensetzungsbereich ausgewählt. Auf
diese Weise wird mit einer fluoreszierenden Boraluminat
substanz, die durch ein divalentes Europium aktiviert ist,
ein Phosphor mit langem Nachleuchten ausgewählt, der durch
den folgenden chemischen Zusammensetzungsbereich dargestellt
wird; die Hauptkomponente der kristallinen Struktur desselben
ist dabei ein rhombisches System:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αX
0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
1,5 ≦ n ≦ 3,0
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
1,5 ≦ n ≦ 3,0
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
wobei 70 Mol-% M Sr ist.
Diese fluoreszierende Substanz, deren Hauptkomponente der
kristallinen Struktur ein rhombisches System ist, ist
speziell in Bezug auf Wärmebeständigkeit hervorragend. Wenn
diese fluoreszierende Substanz daher für eine
Fluoreszenzlampe verwendet wird, die einen Schritt des
Erhitzens der fluoreszierenden Substanz erfordert, ist es
vorteilhaft, daß der Lichtemissions-Helligkeitsgrad und der
Nachleucht-Helligkeitsgrad reduziert werden können.
Um einen blau-grünes Licht-emittierenden Phosphor mit langem
Nachleuchten herzustellen, der ein Lichtemissionsmaximum bei
einer Wellenlänge nahe 490 nm hat, ist ein Auswählen des
folgenden Zusammensetzungsbereichs besonders in Bezug auf den
Helligkeitsgrad des emittierten Lichts, den Helligkeitsgrad
des Nachleuchtens und der Wärmebeständigkeit besonders
vorteilhaft. Somit wird mit einer fluoreszierenden
Boraluminat-Substanz, die durch ein divalentes Europium
aktiviert wird, ein Phosphor mit langem Nachleuchten
ausgewählt, der durch die folgende chemische
Zusammensetzungsformel im folgenden Zusammensetzungsbereich
dargestellt wird; dabei ist die Hauptkomponente der
kristallinen Struktur ein rhombisches System:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αX
0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
1,7 ≦ n ≦ 2,0
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
1,7 ≦ n ≦ 2,0
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4
in der M Sr ist.
Eine Nachleuchtlampe gemäß der vorliegenden Erfindung kann
ein langes und helles Nachleuchten liefern, ohne daß
irgendeine Notreservestromquelle verwendet wird.
Speziell wenn ein blau-grünes Licht emittierender Phosphor
mit langem Nachleuchten, dessen kristalline Struktur ein
rhombisches System ist, ausgewählt wird, wird der Grad der
Nachleuchthelligkeit bemerkenswert hoch, und da die
Wasserbeständigkeit der fluoreszierenden Substanz ebenfalls
verbessert ist, kann er in einer Lampe angewendet werden, bei
der der Phosphor mit langem Nachleuchten in direktem Kontakt
mit der Außenluft steht.
Es ist sehr wirtschaftlich, diese Nachleucht-Fluoreszenzlampe
als Leitlampe zu verwenden, da die herkömmliche beleuchtende
Lampe so wie sie ist verwendet werden kann, ohne daß
irgendeine besondere Beleuchtungslampe, z. B. eine mit einer
Lichtspeichersubstanz, bereitgestellt wird. Das Resultat ist,
daß die Kosten zur Auswahl der Stellen, wo die Leitlampen
bereitgestellt werden, gesenkt werden können.
Wenn außerdem diese Nachleucht-Fluoreszenzlampe in eine
herkömmliche Leitlampe, die mit einer Reservestromquelle
verbunden ist, eingebaut und verwendet wird, stellt sie eine
sehr zuverlässige Leitlampe dar, da sie als Leitlampe
fungieren kann, selbst wenn die Reservestromquelle oder die
Zuführleitung in einem Notfall abgeschnitten ist.
Zusätzlich kann diese Nachleucht-Fluoreszenzlampe nicht nur
als Notfall-Leitlampe verwendet werden, sondern kann auch in
einem Raum, Flur oder Treppenhaus angebracht werden, um die
Füße zu beleuchten, nachdem jemand das Hauptlicht
ausgeschaltet hat, bis er den Ausgang erreicht; denn diese
Nachleuchtlampe kann selbst nachdem der Schalter
ausgeschaltet ist, ein Nachleuchten mit hohem Helligkeitsgrad
liefern.
Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die mit
begleitenden Zeichnungen vorgelegt wird, klarer.
Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung einer
Nachleuchtlampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung einer
Nachleuchtlampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung einer
Nachleuchtlampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung einer
Nachleuchtlampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
Eine Nachleuchtlampe ist mit Phosphoren mit langem
Nachleuchten beschichtet. In dieser Nachleuchtlampe ist der
Phosphor mit langem Nachleuchten so geplant, daß er das von
der Lampe emittierte Licht empfängt. Der Phosphor mit langem
Nachleuchten wird durch das Licht, daß von der Lampe
emittiert wird, angeregt und emittiert selbst
Nachleuchtlicht. Das Licht der Lampe, die geeignet ist, den
Phosphor mit langem Nachleuchten anzuregen, ändert sich
entsprechend der chemischen Zusammensetzung des oben
erwähnten Phosphors mit langem Nachleuchten.
Der Phosphor mit langem Nachleuchten der vorliegenden
Erfindung kann viele Arten von Lampen bilden. Der Phosphor
mit langem Nachleuchten gemäß der vorliegenden Erfindung kann
bei allen Arten von Lampen, die im praktischen Gebrauch sind,
angewendet werden, z. B. bei Glühlampen, Fluoreszenzlampen,
HID-Lampen und Halogenlampen. Eine Nachleuchtlampe der
vorliegenden Erfindung kann erhalten werden, indem der
Phosphor mit langem Nachleuchten auf die innere Oberfläche
und/oder äußere Oberfläche eines lichtdurchlässigen Glases,
das den lichtemittierenden Abschnitt 1 der Lampe bedeckt,
aufgetragen wird und dadurch eine innere Fluoreszenzschicht 3
und/oder die äußere Fluoreszenzschicht 4 gebildet wird, wie
dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Dicke der Schicht aus Phosphor mit langem Nachleuchten
ändert sich entsprechend der Partikelgröße des verwendeten
Phosphors mit langem Nachleuchten, 5 bis 100 µm sind aber
bevorzugt. Wenn die Dicke der Schicht aus Phosphor mit langem
Nachleuchten unter diesem Bereich liegt, ist die Menge des
aufgetragenen Phosphors mit langem Nachleuchten zu gering, es
kann kaum ein Nachleuchten bereitgestellt werden. Wenn die
Dicke dagegen über diesen Bereich liegt, wird das von der
Lampe emittierte Licht durch den Phosphor mit langem
Nachleuchten abgefangen und die ursprüngliche Funktion der
Lampe als Leuchtmittel ist vermindert.
Alle Nachleuchtlampen gemäß der vorliegenden Erfindung sind
wie oben beschrieben aufgebaut. Allerdings wird speziell in
einer Fluoreszenzlampe die fluoreszierende Substanz der
Fluoreszenzschicht an der inneren Oberfläche der Glasröhre
durch ultraviolette Strahlen angeregt und sendet Licht aus.
Daher können diese ultravioletten Strahlen direkt ausgenützt
werden. Wenn der Phosphor mit langem Nachleuchten direkt auf
die innere Oberfläche der Glasröhre einer Fluoreszenzlampe
aufgetragen wird, wird der Phosphor mit langem Nachleuchten
direkt auch durch Quecksilberstrahlen mit 253,7 nm, die von
einer positiven Säule, die ein lichtemittierender Abschnitt
der Fluoreszenzlampe ist, verstrahlt werden, angeregt.
Dementsprechend kann eine Nachleuchtlampe erhalten werden,
indem der Phosphor mit langem Nachleuchten lediglich an der
Fluoreszenzlampe aufgetragen wird. In diesem Fall wird das
Nachleuchten äußerst hell. Da die Lampe üblicherweise als
normale Weißlicht-Fluoreszenzlampe verwendet wird, wird der
Phosphor mit langem Nachleuchten in Kombination mit einer
fluoreszierenden Substanz für eine Fluoreszenzlampe
verwendet, so daß der Phosphor mit langem Nachleuchten das
Licht der fluoreszierenden Substanz die Fluoreszenzlampe
empfangen kann und damit ein Nachleuchten aussendet.
Eine Ausführungsform einer Nachleucht-Fluoreszenzlampe gemäß
der vorliegenden Erfindung, in welcher die Phosphor mit
langem Nachleuchten Licht von einer anderen fluoreszierenden
Substanz empfängt, wird nun anhand einer Schnittdarstellung
von Fig. 2 erläutert, in welcher eine Fluoreszenzlampe
senkrecht zu der Längsrichtung ihrer Röhre geschnitten ist.
Eine Schicht aus einer fluoreszierenden Substanz 3 die an
der inneren Oberfläche eines lichtdurchlässigen Glases 2
ausgebildet ist, wird durch optische Energie (ultraviolette
Strahlen aussendende Energie) angeregt, welche aus
elektrischer Energie hauptsächlich aus dem lichtemittierenden
Abschnitt 1 einer positiven Säule umgewandelt wurde. In
diesem Fall können der Phosphor mit langem Nachleuchten und
die leuchtende fluoreszierende Substanz, die fähig ist, den
Phosphor mit langem Nachleuchten, anzuregen, in der
Fluoreszenzschicht vermischt sein; dieses Verfahren ist am
einfachsten durchzuführen.
Ferner kann, wie in der Schnittdarstellung einer
Fluoreszenzlampe von Fig. 3 gezeigt ist, eine sogenannte
Zweischichtauftragung gewählt werden, bei der eine erste
Schicht an der inneren Oberfläche des lichtdurchlässigen
Glases als Schicht 31 aus Phosphor mit langem Nachleuchten
ausgebildet wird, wonach eine zweite Schicht 32 als
leuchtende Schicht auf einer fluoreszierenden Substanz
ausgebildet wird. Nach diesem Verfahren werden
Quecksilberstrahlen mit 253,7 nm zur Anregung der leuchtenden
fluoreszierenden Substanz eingesetzt. Ultraviolette Strahlen,
die nicht zum Anregen der leuchtenden fluoreszierenden
Substanz verwendet werden, aber durch die leuchtende
fluoreszierende Substanzschicht durchgehen, erreichen die
Schicht aus Phosphor mit langem Nachleuchten und regen den
Phosphor mit langem Nachleuchten an. Außerdem erreicht
sichtbares Licht, das von der leuchtenden Schicht aus einer
fluoreszierende Substanz emittiert wird, die Schicht aus
Phosphor mit langem Nachleuchten und wird zum Anregen von
Phosphor mit langem Nachleuchten verwendet. In diesem Fall
wird der Phosphor mit langem Nachleuchten sowohl durch die
ultravioletten Strahlen wie auch durch das sichtbare Licht
angeregt, die erhaltene Nachleuchtlampe ist eine
Beleuchtungslampe mit einem hohlen Helligkeitsgrad und das
erzielte Nachleuchten besitzt ebenfalls einen hohen
Helligkeitsgrad.
Darüber hinaus ist es möglich - wie in einer
Schnittdarstellung einer Fluoreszenzlampe von Fig. 4 gezeigt
ist - daß eine leuchtende Schicht 3 einer fluoreszierenden
Substanz an der inneren Oberfläche eines lichtdurchlässigen
Glases 2 ausgebildet wird, während eine Schicht 4 aus
Phosphor mit langem Nachleuchten an der äußeren Oberfläche
desselben ausgebildet wird.
Als fluoreszierende Substanz, die in der oben erwähnten
Schicht aus einer fluoreszierenden Substanz enthalten ist,
und die mit dem Phosphor mit langem Nachleuchten vermischt
und verwendet wird, sind fluoreszierende Substanzen
verwendbar, die üblicherweise als leuchtende fluoreszierende
Substanzen eingesetzt werden, beispielsweise
(SrCaBaMg)₅(PO₄)₃Cl : Eu, BaMg₂Al₁₆O₂₇ : Eu, Sr₅(PO₄)₃Cl : Eu,
LaPO₄ : Ce, Tb, MgAl₁₁O₁₉ : Ce, Tb, Y₂O₃ : Eu, Y(PV)O₄ : Eu,
3,5MgO·0,5MgF₂·GeO₂ : Mn, Ca₁₀(PO₄)₆FCl : Sb, Mn,
Sr₁₀(PO₄)₆FCl : Sb, Mn, (SrMg)₂P₂O₇ : Eu, Sr₂P₂O₇ : Eu, CaWO₄,
CaWO₄ : Pb, MgWO₄, (BaCa)₅(PO₄)₃Cl : Eu, Sr₄Al₁₄O₂₅ : Eu,
Zn₂SiO₄ : Mn, BaSi₂O₅ : Pb, SrB₄O₇ : Eu, (CaZn)₃(PO₄)₂ : Tl und
LaPO₄ : Ce.
Rote Farbe fluoreszierende Substanzen, die Licht emittieren,
das hauptsächlich eine Wellenlänge von mehr als 600 nm hat,
werden nicht zur Anregung des Phosphors mit langem
Nachleuchten verwendet. Der Grund dafür besteht darin, daß
fluoreszierende Substanzen mit derart langen Wellenlängen den
Phosphor mit langem Nachleuchten nicht anregen können.
Normale leuchtende Fluoreszenzlampen emittieren oft Licht
durch den gesamten sichtbaren Bereich und wenn solche
Fluoreszenzlampen mit Nachleuchtcharakteristika ausgestattet
werden, ist rotes Licht für den Phosphor mit langem
Nachleuchten nicht notwendig, ist aber zur Einstellung der
Lichtfarbe der Fluoreszenzlampe in einem geforderten Bereich
notwendig. Als fluoreszierende Substanz ist ein bei drei
Wellenlängen fluoreszierendes Gemisch am günstigsten (Drei-
Banden-Leuchtstoff), das aus einer blaues Licht emittierenden
fluoreszierenden Substanz, die das Lichtemissionsmaximum bei
einer Wellenlänge nahe 450 nm hat, einer grünes Licht
emittierenden fluoreszierenden Substanz, die das
Lichtemissionsmaximum bei einer Wellenlänge nahe 545 nm hat,
und einer rotes Licht emittierenden fluoreszierenden
Substanz, die das Lichtemissionsmaximum bei einer Wellenlänge
nahe 610 nm hat, besteht, und zwar dadurch, daß dieses
fluoreszierende Gemisch Phosphor mit langem Nachleuchten in
hohem Maße anregen kann, Licht im weißen Farbbereich als
leuchtende Fluoreszenzlampe emittiert und die Lichtfarbe der
Fluoreszenzlampe frei geändert werden kann. Als blaues Licht
emittierende fluoreszierende Substanz können vorzugsweise
(SrCaBaMg)₅(PO₄)₃Cl : Eu und BaMg₂Al₁₆O₂₇ : Eu verwendet werden.
Als grünes Licht emittierende fluoreszierende Substanz werden
LaPO₄ : Ce, Tb und MgAl₁₁O₁₉ : Ce, Tb bevorzugt verwendet. Und
als rotes Licht emittierende fluoreszierende Substanz kann
vorzugsweise Y₂O₃ : Eu verwendet werden.
Das Mischungsverhältnis des Phosphor mit langem Nachleuchten,
der die Schicht der fluoreszierenden Substanz bildet, zu der
fluoreszierenden Substanz für die Fluoreszenzlampe, die
miteinander vermischt werden, kann entsprechend dem
Verwendungszweck der Lampe frei verändert werden. Wenn der
Verwendungszweck als beleuchtende Fluoreszenzlampe Priorität
hat und somit der Lichtstrom der Lampe am wichtigsten ist,
wird der Anteil der fluoreszierenden Substanz für die
Fluoreszenzlampe erhöht. Wenn dagegen helles und langes
Nachleuchten gefordert sind, kann dies durch Erhöhen des
Anteils des Phosphors mit langem Nachleuchten realisiert
werden.
Ferner kann zur Herstellung einer Nachleucht-Fluoreszenzlampe,
eine normales Verfahren zur Herstellung von
Fluoreszenzlampen, so wie es ist, angewendet werden.
Beispielsweise werden ein Phosphor mit langem Nachleuchten,
eine fluoreszierende Substanz, die mit dem Phosphor mit
langem Nachleuchten zum Anregen desselben zusammengegeben
wird, und ein Bindemittel wie z. B. Aluminiumoxid,
Calciumpyrophosphat oder Calciumbariuinborat in eine
Nitrocellulose/Butylacetat-Lösung gegeben, vermischt und
unter Herstellung einer Beschichtungssuspension einer
fluoreszierenden Substanz suspendiert. Die erhaltene
Beschichtungssuspension einer fluoreszierenden Substanz wird
an der inneren Oberfläche der Glasröhre der Fluoreszenzlampe
herablaufen gelassen und danach durch Blasen mit heißer Luft
getrocknet. Dann kann die Fluoreszenzlampe entsprechend den
normalen Herstellungsschritten, die Trocknen, Luftabziehen,
Fadeneinbau, Basisbefestigung und dgl. umfassen,
fertiggestellt werden.
Zum Zeitpunkt des Auftragens der Suspension auf die innere
Oberfläche der Röhre ist es möglich, zuerst eine
Schutzschicht, z. B. Aluminiumoxid auszubilden und dann darauf
eine Schicht einer fluoreszierenden Substanz auszubilden. Bei
Verwendung eines derartigen Verfahrens können die
lichtemittierenden Qualitäten der Fluoreszenzlampe wie z. B.
Lichtstrom und der Aufrechterhaltungsfaktor für den
Lichtstrom weiter verbessert werden.
Als Ausgangsmaterial für den Phosphor mit langem
Nachleuchten, das zur Durchführung der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, werden Metalloxide wie z. B. SrO, Al₂O₃ und
Eu₂O₃ oder Verbindungen, die durch Brennen bei hoher
Temperatur leicht zu Oxiden werden, wie z. B. SrCO₃ verwendet.
Weitere derartige Verbindungen neben Carbonaten sind Nitrate,
Oxalate und Hydroxide. Da die lichtemittierenden Qualitäten
von der Reinheit des Materials abhängen, muß die Reinheit
dieser Ausgangsmaterialien mehr als 99,9% und vorzugsweise
mehr als 99,99% sein.
Bei Zusatz eines Halogen-Elements als Schmelzmittel zu dem
Phosphor mit langem Nachleuchten und Erhitzen des Gemisches
kann ein außergewöhnliches Partikelwachstum beim Phosphor mit
langem Nachleuchten kontrolliert werden und dadurch sein
Kristallwachstum auch gesteuert werden. Der Grund dafür ist,
daß das Halogen-Element mit Aluminium, Erdalkalimetallen und
Seltenerdmetallen, die in dem Phosphor mit langem
Nachleuchten enthalten sind, reagiert und der Phosphor mit
langem Nachleuchten mit dem Reaktanten, der sich
hauptsächlich an den Partikeloberflächen der fluoreszierenden
Substanz befindet, umgesetzt wird, so daß die Partikel des
Phosphors mit langem Nachleuchten gleichmäßig gebildet werden
können. Das Ergebnis ist, daß die Partikelgestalt des
Phosphors mit langem Nachleuchten wie auch seine
Dispergierbarkeit verbessert werden können
Als Halogen-Verbindungen, die als Schmelzmittel in Ausgangsmaterialien für den Phosphor mit langem Nachleuchten zum Zeitpunkt des Erhitzens zugesetzt werden, werden Ammoniumsalze von Halogen-Elementen, Halogenide von Erdalkalimetall-Elementen, Aluminiumhalogenid oder dgl. einzeln oder als Gemisch verwendet. Fast die ganze Menge des zugesetzten Halogen-Elements ist in der resultierenden Zusammensetzung des Phosphors mit langem Nachleuchten enthalten. Daher kann durch Zusatz einer Menge des Halogen-Elements, die wünschenswerterweise in dem resultierenden Phosphor mit langem Nachleuchten enthalten sein soll, zu dem Ausgangsmaterial und Brennen des Gemisches der Halogen-Gehalt des Phosphors mit langem Nachleuchten gesteuert.
Als Halogen-Verbindungen, die als Schmelzmittel in Ausgangsmaterialien für den Phosphor mit langem Nachleuchten zum Zeitpunkt des Erhitzens zugesetzt werden, werden Ammoniumsalze von Halogen-Elementen, Halogenide von Erdalkalimetall-Elementen, Aluminiumhalogenid oder dgl. einzeln oder als Gemisch verwendet. Fast die ganze Menge des zugesetzten Halogen-Elements ist in der resultierenden Zusammensetzung des Phosphors mit langem Nachleuchten enthalten. Daher kann durch Zusatz einer Menge des Halogen-Elements, die wünschenswerterweise in dem resultierenden Phosphor mit langem Nachleuchten enthalten sein soll, zu dem Ausgangsmaterial und Brennen des Gemisches der Halogen-Gehalt des Phosphors mit langem Nachleuchten gesteuert.
Der Halogen-Gehalt α des Phosphor mit langem Nachleuchten
hängt von der Zusammensetzung des Phosphors mit langem
Nachleuchten ab. Er hängt insbesondere von dem Mol-Wert n für
Boraluminat in der Zusammensetzungsformel für den
erfindungsgemäßen Phosphor mit langem Nachleuchten ab. Bei
einem Wert n, der im Bereich von mehr als 0,5 und weniger als
1,5 ist, ist das emittierte Licht für den Phosphor mit
Nachleuchten grün, wenn das Erdalkalimetall Sr ist, und blau,
wenn es Ca ist; der Bereich für α liegt vorzugsweise über
0,003 und unter 0,2, und noch bevorzugter unter 0,05 und über
0,12. Mit einem Wert n im Bereich von über 1,5 und unter 3,0
ist ferner das emittierte Licht blaugrün und der Bereich für
α liegt vorzugsweise über 0,004 und unter 0,25 und liegt noch
bevorzugt unter 0,08 und über 0,15. Darüber hinaus ist der
Wert α/n vorzugsweise mehr als 0,001 und weniger als 0,4 und
liegt am bevorzugtesten nahe 0,07.
Indem Bor in die Zusammensetzung des Phosphors mit langem
Nachleuchten gegeben wird, kann das resultierende Boraluminat
die kristallinen Charakteristika verbessern und das
Lumineszenzzentrum und das Lichtauffangzentrum stabilisieren,
so daß der Helligkeitsgrad des Nachleuchtens wirksam erhöht
werden kann.
Um Bor in die Zusammensetzung des Phosphors mit langem
Nachleuchten zu geben, ist es effektiv, eine Verbindung, die
Bor enthält, als Schmelzmittel dem Ausgangsmaterial
zuzusetzen und dasselbe zu erhitzen. Als solches
Schmelzmittel können Borsäure oder Borate von Erdalkali-Elementen
verwendet werden; speziell Borsäure ist bevorzugt.
Fast die gesamte Menge des zugesetzten Bors ist in der
Zusammensetzung des Phosphors mit langem Nachleuchten
enthalten.
Bei Zusatz von Bor liegt der Wert m für das Bor, das
Aluminium ersetzt, vorzugsweise im Bereich von über 0,0001
und unter 0,5, und noch bevorzugter in der Nähe von 0,05.
Bei Zusatz von spezifizierten Mengen Borsäure und
Phosphorsäure zu dem Ausgangsmaterial produziert fast die
gesamte Menge der zugesetzten Borsäure zusammen mit
Aluminiumoxid Mischkristalle und wird in die Zusammensetzung
des Phosphors mit langem Nachleuchten eingeschlossen, so daß
die Wärmebeständigkeit des Phosphors mit langem Nachleuchten
verbessert werden kann. Überschüssige Borsäure produziert
zusammen mit Phosphorsäure-Verbindungen und divalenten
Metallen Mischkristalle, die zur Verhinderung einer Fusion
zwischen den Partikeln dienen. Dieser Mischkristall, der in
Wasser unlöslich ist, überzieht die Partikeloberflächen des
Phosphors mit langem Nachleuchten und besitzt daher
Wasserbeständigkeit. Um Phosphorsäure in die Zusammensetzung
des Phosphors mit langem Nachleuchten zu geben, werden
vorzugsweise Phosphorsäure, Phosphorsäureanhydrid,
Ammoniumphosphat, Phosphate von Erdalkalimetallen und dgl.
verwendet. Fast die gesamte Menge an Phosphorsäure ist in der
resultierenden Zusammensetzung der fluoreszierenden Substanz
enthalten. Die Phosphorsäure wird in einer derartigen Menge
zugesetzt, daß die Phosphorsäure-Konzentration k vorzugsweise
mehr als 0,001 und weniger als 0,2, bevorzugter mehr als 0,01
und weniger als 0,1, und am bevorzugtesten mehr als 0,03 und
weniger als 0,05 wird.
Das Material, das diese Komponenten und das Schmelzmittel
vermischt enthält, wird für einige Stunden einem ersten
Erhitzen in der Atmosphäre bei einer Temperatur von über
1200°C und unter 1600°C unterworfen; danach wird es einem
zweiten Erhitzen in einer schwach reduzierenden Atmosphäre
bei einer Temperatur von über 1200°C und unter 1600°C
unterworfen. Durch Vermahlen und Sieben der schließlich
gebildeten Substanz kann ein erfindungsgemäßer Phosphor mit
langem Nachleuchten erhalten werden. Das Mischungsverhältnis
für die Komponenten in dem Material zum Zwecke der
Herstellung der Phosphor-Zusammensetzung mit langem
Nachleuchten entspricht im wesentlichen dem theoretischen
Verhältnis.
Ein Aktivator und ein Co-Aktivator, die in den Phosphor mit
langem Nachleuchten eingearbeitet werden, stehen im
Zusammenhang mit der fluoreszierenden Farbe und dem Grad der
Nachleuchthelligkeit; die Konzentrationsbereiche für den
Aktivator und den Co-Aktivator sind für eine praktische
Verwendung wichtig. Daher werden diese Konzentrationen in den
folgenden Bereichen ausgewählt.
Die Konzentration p eines Aktivators Eu, der in den Phosphor
mit langem Nachleuchten gegeben wird, liegt vorzugsweise im
Bereich über 0,001 und unter 0,06.
Als Co-Aktivator kann mindestens ein Element, ausgewählt aus
der aus Mn, Dy, Tm, Lu, Nb, Yb, Zr, Er, Pr, Ho und Nd
bestehenden Gruppe, verwendet werden, aber vorzugsweise
werden zwei eingesetzt, die aus diesen ausgewählt werden. Die
beiden Elemente können als ein erster und ein zweiter Co-Aktivator
angesehen werden. Als erster Co-Aktivator kann in
erster Linie jedes der Elemente Dy, Nd, Pr, Ho und Er
eingesetzt werden. Speziell wenn das divalente Metall M Sr
ist, ist jedes der Elemente Dy, Pr, Tm, Ho und Er zur
Verbesserung der Nachleuchthelligkeit wirksam; und in diesem
Fall ist die Farbe des emittierten Lichts im Bereich zwischen
grün und blaugrün. Wenn das divalente Metall M hauptsächlich
Ca ist, sind Nd und Tm zur Verbesserung der
Nachleuchthelligkeit wirksam, und in diesem Fall liegt die
Farbe des emittierten Lichts im Bereich zwischen blau und
purpurblau. Wenn das divalente Metall M hauptsächlich Ca ist,
kann die Kombination des ersten Co-Aktivators Nd und des
zweiten Co-Aktivators Mn ein in hohem Maße effizientes
Nachleuchten im Bereich einer weißen Farbe liefern.
Wenn Dy als erster Co-Aktivator ausgewählt wird, ist der
optimale Bereich der Dy-Konzentration q zum Erzielen
hervorragender Lichtqualitäten zwischen 0,0005 und 0,03.
Wenn Dy als erster Co-Aktivator ausgewählt wird, ist der
Bereich der Konzentration q des zweiten Co-Aktivators Mn
vorzugsweise zwischen 0,0001 und 0,06 und bevorzugter
zwischen 0,0005 und 0,02.
Wenn Dy als erster Co-Aktivator ausgewählt wird, ist der
Bereich für die Konzentration q des zweiten Co-Aktivators Tm
vorzugsweise zwischen 0,0003 und 0,02 und bevorzugter
zwischen 0,0004 und 0,01.
Wenn Dy als erster Co-Aktivator ausgewählt wird, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Lu
vorzugsweise zwischen 0,0001 und 0,06 und bevorzugter
zwischen 0,0004 und 0,04.
Wenn Dy als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Nb
vorzugsweise zwischen 0,0001 und 0,08 und vorzugsweise
zwischen 0,0003 und 0,04.
Wenn Dy als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Yb
vorzugsweise zwischen 0,0002 und 0,04, und bevorzugter
zwischen 0,0003 und 0,01.
Wenn Dy als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Zr
vorzugsweise zwischen 0,002 und 0,70.
Wenn Dy als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Er
vorzugsweise zwischen 0,0001 und 0,03, und bevorzugt zwischen
0,0005 und 0,02.
Wenn Dy als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Pr
vorzugsweise zwischen 0,0001 und 0,04 und bevorzugter
zwischen 0,0005 und 0,03.
Wenn Nd als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
optimale Bereich der Konzentration q für Nd zwischen 0,0005
und 0,03. In diesem Fall wird der zweite Aktivator nicht
notwendigerweise gleichzeitig verwendet.
Wenn Nd als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Tm
vorzugsweise zwischen 0,0001 und 0,06, und bevorzugter
zwischen 0,0005 und 0,02.
Wenn Nd als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Pr
vorzugsweise zwischen 0,0001 und 0,06 und bevorzugter
zwischen 0,0005 und 0,02.
Wenn Nd als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Ho
vorzugsweise zwischen 0,0001 und 0,06 und bevorzugter
zwischen 0,0005 und 0,02.
Wenn Nd als erster Co-Aktivator ausgewählt ist, liegt der
Bereich der Konzentration q für den zweiten Co-Aktivator Dy
vorzugsweise zwischen 0,0001 und 0,06 und bevorzugter
zwischen 0,0005 und 0,02.
Als Phosphor mit langem Nachleuchten, der eine
vergleichsweise lange Nachleuchtzeit hat, ist normalerweise
die fluoreszierende Substanz ZnS : Cu bekannt. Wenn allerdings
mit diesem Phosphor mit langem Nachleuchten eine
Nachleuchtlampe hergestellt wird, ist der Nachleucht-Lichtstrom
äußerst gering und es kann keine Helligkeit, wie
sie zum Beleuchten einsetzbar wäre, erzielt werden. Der Grund
dafür ist, daß die fluoreszierende Substanz ZnS : Cu durch
ultraviolette Strahlen zersetzt wird, so daß Zinkmetall im
kolloidalen Zustand an der Kristalloberfläche der
fluoreszierenden Substanz abgelageret wird und sich die
äußere Farbe der fluoreszierenden Substanz nach schwarz
ändert. Das Ergebnis ist, daß die Nachleuchthelligkeit der
fluoreszierenden Substanz deutlich verringert wird. Im
Schritt des Trocknens zum Brennen des organischen
Bindemittels nach dem Schritt des Auftragens der
fluoreszierenden Substanz wird die fluoreszierende Substanz
ZnS:Cu oxidiert und hört auf, Licht zu emittieren. Aus diesen
Gründen kann eine solche Art von fluoreszierender Substanz in
einer Fluoreszenzlampe nicht verwendet werden.
Im Gegensatz zu der herkömmlichen fluoreszierenden Substanz
wird der oben genannte Boraluminat-Phosphor mit langem
Nachleuchten, der in der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, durch ultraviolette Strahlen nicht optisch zersetzt.
Außerdem tritt eine Quecksilber-Adsorption durch die
fluoreszierende Substanz, was einer der Hauptgründe für eine
Verschlechterung einer Fluoreszenzlampe während des Brennens
darstellt, wie auch eine Verschlechterung der
fluoreszierenden Substanz durch Ionenbombardement mit Ar⁺,
Hg⁺ und dgl., die von der positiven Säule mit
Fluoreszenzlampe emittiert werden, kaum auf.
Dieser Boraluminat-Phosphor mit langem Nachleuchten emittiert
hauptsächlich durch die Wirkung von divalentem Eu als
Aktivator ein breites Nachleuchten. Das divalente Eu bewirkt
eine Absorption in einem weiten Bereich von sichtbarem Licht
bis ultravioletten Strahlen und ebenso von natürlichem Licht,
wobei der Boraluminat-Phosphor mit langem Nachleuchten in
einem weiten Wellenbereich angeregt wird, um in hohem Maße
effizient Licht zu emittieren (fluoreszierendes Licht). Durch
Beimischen mindestens eines Elements, ausgewählt aus der aus
Mn, Zr, Nb, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu
bestehenden Gruppe, zu der Zusammensetzung des Phosphors mit
langem Nachleuchten tritt das Phänomen des Nachleuchtens auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Boraluminat als
fluoreszierende Substanz verwendet, das aufgrund des Bor-Gehaltes
die kristallinen Charakteristika des Aluminats
verbessern und das Lumineszenz- und das Auffangzentrum
stabilisieren kann, so daß eine verbesserte Nachleuchtzeit
und verbesserte Nachleuchthelligkeit erzielt werden.
Wenn das Verhältnis der Gesamtmolzahl der Oxide der
divalenten Metalle, des Aktivators und der Co-Aktivatoren zu
der Gesamtmolzahl des Aluminiumoxids und der Borsäure 1 : 1
ist, wenn nämlich n=1 ist, so ist durch
Röntgenstrahldiffraktion der fluoreszierenden Substanz
bewiesen, daß die kristalline Struktur ein monoklines System
des SrAl₂O₄-Typs ist, und die fluoreszierende Substanz grünes
Licht mit einem Lichtemissionsmaximum bei einer Wellenlänge
von 520 nm emittiert.
Wenn die oben genannten Komponenten und Zusatzstoffe
vermischt werden und in einem Verhältnis der Molzahlen von
1 : 2, d. h. n=2, bei einer geringen Konzentration von etwa
1 Mol-% Bor-Substitution erhitzt werden, wird SrAl₄O₂, das
die Struktur ist, die aus der Zusammensetzung des Materials
hergestellt werden sollte, produziert.
Mit höherer Konzentration der Bor-Substitution wird
allerdings ein Gemisch aus der Sr₄Al₁₄O₂₅-Struktur und der
SrAl₁₂O₁₉-Struktur produziert. Besonders wichtig unter diesen
kristallinen Strukturen ist die Sr₄Al₁₄O₂₅-Struktur; sie
gehört zum rhombischen System. Wenn der Phosphor mit langem
Nachleuchten eine vorherbestimmte Menge an Bor enthält, wird
seine kristalline Struktur verändert und die
Nachleuchtcharakteristika werden verbessert. Speziell wenn n
etwa 1,75 ist, ist blaugrünes Licht mit einem
Lichtemissionsmaximum bei einer Wellenlänge von 490 nm am
stärksten, und als Resultat der Röntgenstrahldiffraktion wird
ein Phosphor mit langem Nachleuchten in hoher Reinheit
erhalten, der die Sr₄Al₁₄O₂₅-Struktur hat, die nach den
Mengen der Zusammensetzung des Materials erwartet werden
kann, erhalten. Dieser Phosphor mit langem Nachleuchten, der
die Sr₄Al₁₄O₂₅-Struktur hat, wird im Bereich 1,5 ≦ n ≦ 3,0
erhalten und kann speziell in dem Bereich 1,7 ≦ n ≦ 2,1 als
Hauptprodukt erhalten werden.
Dieser Phosphor mit langem Nachleuchten, der eine kristalline
Struktur des rhombischen Systems hat, ist in Bezug auf
Wärmebeständigkeit besser als die fluoreszierende Substanz,
die eine kristalline Struktur des monoklinischen Systems hat,
die im Bereich 0,5 ≦ n ≦ 1,5 erhalten wird. Daher kann dieser
Phosphor mit langem Nachleuchten in vorteilhafter Weise hohe
Nachleuchtcharakteristika liefern, wenn er in einer Lampe wie
z. B. einer Fluoreszenzlampe, in der die Fluoreszenzschicht im
Herstellungsverfahren einem Brennen bei hoher Temperatur
unterworfen wird, eingesetzt wird. Die Wärmebeständigkeit
dieses Boraluminats-Phosphors mit langem Nachleuchten wird
vermindert, wenn der Borsäure-Gehalt ansteigt. Das aus diesem
Phosphor mit langem Nachleuchten gebildete Produkt ist fest
und daher in dem folgenden Schritt des Mahlens, Siebens und
dgl. schwer zu behandeln. Durch Zusatz einer Phosphorsäure-Verbindung
zu der Ausgangsmaterial-Zusammensetzung können
allerdings Wärmebeständigkeit und Wasserbeständigkeit
verbessert werden.
Der größte Teil der zugesetzten Phosphorsäure produziert
zusammen mit Aluminiumoxid Mischkristalle und wird in die
Phosphor-Zusammensetzung mit langem Nachleuchten
eingearbeitet. Allerdings wird beobachtet, daß die
überschüssige Phosphorsäure zusammen mit Phosphorsäure-Verbindung
und divalentem Metall einen Mischkristall bildet
und zur Verhinderung einer Fusion zwischen den Phosphor-Partikel
mit langem Nachleuchten dient, wodurch zur
Verbesserung der Wärmebeständigkeit beigetragen wird. Da
dieser Mischkristall, der in Wasser unlöslich ist, die
Partikel-Oberflächen des Phosphors mit langem Nachleuchten
bedeckt, verbessert er außerdem die Wasserbeständigkeit des
Phosphors mit langem Nachleuchten.
In diesem Beispiel wird der Fall beschrieben, in dem ein
grünes Licht emittierender Phosphor mit langem Nachleuchten
(Sr0,955Eu0,03Dy0,015)0·0,91(Al0,95B0,05)₂O₃O·0,03P₂O₅·0,1F
angeregt wird, um durch eine bei drei Wellenlängen
emittierende Substanz Licht zu emittieren und speziell in dem
diese fluoreszierende Substanz vollständig in die
fluoreszierende Schicht einer Fluoreszenzlampe gemischt ist.
Als Ausgangsmaterial für einen Phosphor mit langem
Nachleuchten wurden 140,98 g (0,955 mol) SrCO₃, 88,14 g
(0,865 mol) Al₂O₃, 5,28 g (0,015 mol) Eu₂O₃, 2,80 g
(0,0075 mol) Dy₂O₃, 5,63 g (0,091 mol) H₃BO₃, 7,92 g
(0,060 mol) (NH₄)₂HPO₄ und 3,70 g (0,10 mol) NH₄F in einen
Keramiktopf gegeben. Aluminiumoxid-Kugeln wurden als
Mischmedium zugesetzt, und das Gemisch wurde 2 h lang mit
einer Walze gemischt und dann ein gemischtes Ausgangsmaterial
erhalten, bevor der Phosphor mit langem Nachleuchten geformt
wurde (im folgenden als das Ausgangsmaterialpulver
bezeichnet). Dann wurde das Ausgangsmaterialpulver in einen
bootförmigen Tiegel gegeben und in einem Röhrenofen bei
Atmosphärendruck auf 1300°C 2 h lang erhitzt. Danach wurde es
für einige Stunden in einem Strom eines Gasgemisches aus
Stickstoff und Wasserstoff weiter erhitzt, und es wurde ein
gebildetes Produkt des Phosphors mit langem Ausleuchten
erhalten. Dieser Phosphor mit langem Ausleuchten zeigt eine
Emission von grünem Licht, die ein Lichtemissionsmaximum bei
einer Wellenlänge von 515 nm hat, und eine hohe spektrale
Lichtwirksamkeit.
Der erhaltene Phosphor mit langem Nachleuchten und ein bei
drei Wellenlängen fluoreszierendes Substanz-Gemisch (Drei-
Banden-Leuchtstoff), das durch Vermischen von 32% der blaues
Licht emittierenden fluoreszierenden Substanz der
Summenformel (SrCaBaMg)₅ (PO₄)₃Cl : Eu, die das
Lichtemissionsmaximum bei einer Wellenlänge von 453 nm hat,
18% der grünes Licht emittierenden fluoreszierenden Substanz
LaPO₄ : Ce, Tb, die das Lichtemissionsmaximum bei einer
Wellenlänge von 544 nm hat, und 50% der rotes Licht
emittierenden fluoreszierenden Substanz Y₂O₃ : Eu, die das
Lichtemissionsmaximum bei einer Wellenlänge von 611 nm hat,
erhalten worden war, wurden im Verhältnis 1 : 4 vollständig
vermischt.
20 g des fluoreszierenden Substanz-Gemischs und 15 g
Nitrocellulose/Butyl-Bindemittel wurden vollständig in einem
Keramiktopf vermischt, um eine Beschichtungsaufschlämmung
einer fluoreszierenden Substanz herzustellen. Diese
Aufschlämmung wurde in eine Glasröhre fließen gelassen, um
die innere Oberfläche der Glasröhre zu beschichten und dann
mit heißer Luft getrocknet; dadurch wurde ein mit
fluoreszierender Substanz beschichteter Kolben erhalten.
Danach wurde der Kolben, auf den Phosphor mit langem
Nachleuchten aufgetragen worden war, einem 15-minütigem
Brennen bei 580°C unterzogen, wodurch eine fluoreszierende
Schicht gebildet wurde. Die Menge der fluoreszierenden
Substanz, die auf die Fluoreszenzlampe aufgetragen worden
war, war 5,0 g. Danach wurden die Schritte der Entlüftung,
des Fadeneinbaus und Basisbefestigung nach dem herkömmlichen
Verfahren durchgeführt und so eine FL40SS-Fluoreszenzlampe
hergestellt. Daten der erhaltenen Nachleucht-Fluoreszenzlampe
sind in Tabelle 1 angegeben.
Es wird nun die Zweischichtenauftragung beschrieben, in der
der in Beispiel 1 erhaltene Phosphor mit langem Nachleuchten
(Sr0,955Eu0,03Dy0,015)O·0,91(Al0,95B0,05)₂O₃·0,03P₂O₅·0,1 als
erste Schicht auf einer Fluoreszenzlampe aufgetragen wird und
das in drei Wellenlängen fluoreszierende Substanz-Gemisch als
zweite Schicht darauf aufgetragen wird.
12 g der fluoreszierenden Substanz und 15 g
Nitrocellulose/Butylacetat-Bindemittel wurden in einem
Keramiktopf unter Herstellung einer
Beschichtungsaufschlämmung aus einer fluoreszierenden
Substanz ausreichend vermischt. Diese Aufschlämmung wurde in
eine Glasröhre fließen gelassen, um die innere Oberfläche der
Glasröhre zu überziehen, und dann wurde mit erhitzter Luft
getrocknet. Die Menge an Phosphor mit langem Nachleuchten,
der die erste Schicht bildete, war 3 g. Dann wurden 50 g
einer wäßrigen Polyethylenoxid-Lösung zu 30 g eines bei drei
Wellenlängen fluoreszierenden Substanz-Gemisches gegeben,
welches durch Vermischen von 34,7% der blaues Licht
emittierenden fluoreszierenden Substanz
(SrCaBaMg)₅(PO₄)₃Cl : Eu, 20,1% der grünes Licht emittierenden
fluoreszierenden Substanz LaPO₄ : Ce, Tb und 45,2% der rotes
Licht emittierenden fluoreszierenden Substanz Y₂O₃ : Eu
erhalten worden war; dann wurde das Gemisch in ausreichendem
Maße in einem Keramiktopf vermischt, wobei eine
Beschichtungsaufschlämmung einer fluoreszierenden Substanz
erhalten wurde. Diese Aufschlämmung wurde in die Glasröhre
fließen gelassen, um sie so auf die innere Oberfläche der
Röhre aufzutragen, und mit erwärmter Luft getrocknet. Die
Menge des bei drei Wellenlängen fluoreszierenden
Substanzgemisches, das die zweite Schicht bildete, war 3 g.
Dann wurde der mit zwei Schichten beschichtete Kolben 15 min
einem Brennen bei 580°C unterzogen, wodurch eine
fluoreszierende Substanzschicht ausgebildet wurde. Danach
wurde ein Schritt des Gasabsaugens, des Einpassens des Fadens
und der Basisbefestigung nach dem herkömmlichen Verfahren
durchgeführt; dabei wurde eine FL40SS-Fluoreszenzlampe
erhalten. Daten der Fluoreszenzlampe sind in Tabelle 1
angegeben.
In diesem Beispiel wird der blaues Licht emittierende
Phosphor mit langem Nachleuchten
(Ca0,955Eu0,015Nd0,03)O·0,97(Al0,95B0,05)₂O₃·0,03P₂O₅·0,1F
angeregt, um durch ein bei drei Wellenlängen fluoreszierendes
Substanz-Gemisch Licht zu emittieren, insbesondere in einem
Fall, in dem diese fluoreszierende Substanz völlig in eine
Fluoreszenzschicht einer Fluoreszenzlampe eingemischt ist.
Ein Phosphor mit langem Nachleuchten, wurde nach demselben
Verfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, hergestellt,
außer daß 95,59 g (0,955 mol) CaCO₃, 94,01 g (0,922 mol)
Al₂O₃, 2,64 g (0,0075 mol) Eu₂O₃, 5,05 g (0,015 mol) Nd₂O₃,
6,00 g (0,097 mol) H₃BO₃, 7,92 g (0,060 mol) (NH₄)₂HPO₄ und
3,7 g (0,1 mol) NH₄F als Material der fluoreszierenden
Substanz eingesetzt wurde. Diese fluoreszierende Substanz
zeigte eine Blaulichtemission mit einem Lichtemissionsmaximum
bei einer Wellenlänge von 440 nm. Der erhaltene Phosphor mit
langem Nachleuchten und ein bei drei Wellenlängen
fluoreszierendes Substanzgemisch, das durch Vermischen von
17% der blaues Licht emittierenden fluoreszierenden Substanz
(SrCaBaMg)₅ (PO₄)₃Cl : Eu, 27% der grünes Licht emittierenden
fluoreszierenden Substanz LaPO₄ : Ce, Tb und 46% der rotes
Licht emittierenden fluoreszierenden Substanz Y₂O₃ : Eu
erhalten worden war, wurden im Verhältnis 1 : 4 in
ausreichendem Maße vermischt, und nach dem selben Verfahren,
wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, wurde eine FL40SS-Fluoreszenzlampe
erhalten. Daten der erhaltenen
Fluoreszenzlampe sind in Tabelle 1 angegeben.
In diesem Beispiel wird der blaugrünes Licht emittierende
Phosphor mit langem Nachleuchten
(Sr0,970Eu0,01Dy0,02)O·1,78(Al0,986B0,014)₂O₃·0,03P₂O₅·0,1F
angeregt, um durch ein bei drei Wellenlängen emittierendes
fluoreszierendes Substanzgemisch speziell in einem Fall, in
dem diese fluoreszierenden Substanzen vollständig in einer
Fluoreszenzschicht einer Fluoreszenzlampe vermischt sind,
Licht zu emittieren.
Als Ausgangsmaterialien für den Phosphor mit langem
Nachleuchten wurden 572,8 g (3,88 mol) SrCO₃, 713,72 g
(7,0 mol) Al₂O₃, 7,04 g (0,02 mol) Eu₂O₃, 14,92 g (0,04 mol)
Dy₂O₃, 12,4 g (0,2 mol) H₃BO₃, 7,92 g (0,06 mol) (NH₄)₂HPO₄
und 3,7 g (0,1 mol) NH₄F verwendet. In ähnlicher Weise wie in
Beispiel 1 wurden diese Materialien in einen Keramikpot
gegeben, Aluminiumoxid-Kugeln als Mischmedium dazugegeben und
mit einer Walze 2 h lang vermischt, so daß ein
Ausgangsmaterialpulver erhalten wurde. Das
Ausgangsmaterialpulver wurde in einen bootförmigen Tiegel
gegeben und in einem Röhrenofen in Normalatmosphäre bei
1300°C 2 h erhitzt. Dann wurde es für einige Stunden in einem
Strom eines Gasgemisches aus Stickstoff und Wasserstoff
weiter gebrannt und so ein gebranntes Produkt der
fluoreszierenden Substanz erhalten. Danach wurde das
gebrannte Produkt vermahlen und durch einen 200 Mesh-Sieb
gesiebt und ein Phosphor mit langem Nachleuchten erhalten.
Der Phosphor mit langem Nachleuchten zeigt eine Emission von
blaugrünem Licht, das ein Lichtemissionsmaximum bei 490 nm
hat.
Der erhaltene Phosphor mit langem Nachleuchten und ein bei
drei Wellenlängen fluoreszierendes Substanz-Gemisch, das
durch Vermischen von 22,3% der blaues Licht emittierenden
fluoreszierenden Substanz (SrCaBaMg) 5 (PO₄)₃Cl : Eu, 33,3% der
grünes Licht emittierenden fluoreszierenden Substanz
LaPO₄:Ce, Tb und 44,4% der rotes Licht emittierenden
fluoreszierenden Substanz Y₂O₃ : Eu erhalten worden war, wurden
im Verhältnis 1 : 3 in ausreichendem Maße vermischt. 20 g
dieses fluoreszierenden Substanz-Gemisches und 15 g
Nitrocellulose/Butylacetat-Bindemittel wurden in
ausreichendem Maße in einem Keramiktopf vermischt, um eine
Beschichtungsaufschlämmung einer fluoreszierenden Substanz
herzustellen. Diese Aufschlämmung wurde in eine Glasröhre
gegossen, um sie auf der inneren Oberfläche der Glasröhre
aufzutragen, und mit erhitzter Luft getrocknet; dadurch wurde
ein mit fluoreszierender Substanz beschichteter Kolben
erhalten. Danach wurde der mit der fluoreszierenden Substanz
beschichtete Kolben einem 15-minütigen Brennen bei 580°C
unterzogen, wodurch eine Fluoreszenzschicht ausgebildet
wurde. Die Menge der fluoreszierenden Substanz, die auf eine
Fluoreszenzlampe aufgetragen war, betrug 5,0 g. Danach wurden
Schritte eines Gasabpumpens, Einpassen des Glühfadens und der
Basisbefestigung nach dem herkömmlichen Verfahren
durchgeführt; und es wurde eine FL40SS-Nachleucht-Fluoreszenzlampe
erhalten. Daten der Nachleucht-Fluoreszenzlampe
sind in Tabelle 1 dargestellt.
Im folgenden wird nun eine Zweischichtenauftragung
beschrieben, bei der der Phosphor mit langem Nachleuchten
(Sr0,970Eu0,01Dy0,02)O·1,78(Al0,986B0,014)₂O₃·0,03P₂O₅·01F,
der in Beispiel 4 hergestellt worden war, als erste Schicht
auf einer Fluoreszenzlampe aufgetragen wird und ein bei drei
Wellenlängen emittierendes fluoreszierendes Substanz-Gemisch
als zweite Schicht darauf aufgetragen wird.
12 g des Phosphors mit langem Nachleuchten und 15 g
Nitrocellulose/Butylacetat-Bindemittel wurden in einem
Keramiktopf in ausreichendem Maße unter Herstellung einer
Beschichtungsaufschlämmung einer fluoreszierenden Substanz
vermischt. Diese Aufschlämmung wurde in eine Glasröhre
fließen gelassen, um sie auf die innere Oberfläche der
Glasröhre aufzutragen, und mit erhitzter Luft getrocknet. Die
Menge des Phosphors mit langem Nachleuchten, die auf diese
Weise als die erste Schicht aufgetragen worden war, betrug
3 g. Dann wurden 50 g einer wäßrige Polyethylen-Lösung zu
30 g eines bei drei Wellenlängen emittierenden
fluoreszierenden Substanz-Gemisches, das durch Vermischen von
20,6% der blaues Licht emittierenden fluoreszierenden
Substanz (SrCaBaMg)₅(PO₄)₃Cl : Eu, 34,2% der grünes Licht
emittierenden fluoreszierenden Substanz LaPO₄ : Ce, Tb und
45,2% der rotes Licht emittierenden fluoreszierenden
Substanz Y₂O₃ : Eu erhalten worden war, gegeben und die
Mischung wurde in einem Keramiktopf ausreichend vermischt, um
so eine Beschichtungsaufschlämmung einer fluoreszierenden
Substanz herzustellen. Diese Aufschlämmung wurde in die
Glasröhre fließen gelassen, um sie an der inneren Oberfläche
der Glasröhre aufzutragen, und mit erwärmter Luft getrocknet.
Die Menge des bei drei Wellenlängen emittierenden
fluoreszierenden Substanz-Gemisches, das als zweite Schicht
aufgetragen worden war, betrug 4 g. Dann wurde der mit zwei
Schichten überzogene Kolben einem 15-minütigem Brennen bei
580°C unterzogen, wodurch eine Fluoreszenz-Schicht gebildet
wurde. Danach wurden Schritte eines Gasabpumpens, eines
Glühfadeneinpassens und der Basisbefestigung nach dem
herkömmlichen Verfahren hergestellt; dabei wurde eine FL40SS-Fluoreszenzlampe
erhalten. Daten der erhaltenen
Fluoreszenzlampe sind in Tabelle 1 angegeben.
Der Lichtstrom beim Nachleuchten wurde unmittelbar nach
Ausschalten des Lichts gemessen.
Wie in dieser Tabelle dargestellt ist, hatten die
Fluoreszenzlampen, die nach dem Experiment in den oben
beschriebenen Beispielen 1 bis 5 hergestellt wurden, einen
Lichtstrom von mehr als 3200 lm. Beim Nachleucht-Lichtstrom
5 min nach Ausschalten des Lichts war jener der
Fluoreszenzlampe von Beispiel 4 335 lm, während jener der
Fluoreszenzlampe von Beispiel 5 312 lm war, was beides
hervorragende Werte sind.
Da ein Phosphor mit langem Nachleuchten, der auf eine
Fluoreszenzlampe aufgetragen ist, im Herstellungsverfahren
für die Fluoreszenzlampe gebrannt wird, ist es wichtig, daß
der Phosphor mit langem Nachleuchten eine hervorragende
Wärmebeständigkeit hat. Ein Phosphor mit langem Nachleuchten,
der hervorragende Wärmebeständigkeit hat, zeigt hervorragende
lichtemittierende Qualitäten bei fertiggestellten
Fluoreszenzlampen. Ferner wird von dem Phosphor mit langem
Nachleuchten verlangt, daß er je nach Verwendungszweck
hervorragende Wasserbeständigkeit hat. Um die
Wärmebeständigkeit und die Wasserbeständigkeit von Phosphoren
mit langem Nachleuchten zu untersuchen, wurden die Phosphore
mit langem Nachleuchten, die die folgenden Zusammensetzungen
von Beispiel 6 bis 22 hatten, versuchsweise hergestellt.
Diese Phosphore mit langem Nachleuchten wurden nach demselben
Verfahren, wie es in Beispiel 1 angewendet wurde, außer daß
die Materialien der fluoreszierenden Substanzen verändert
wurden, hergestellt. Die Zusammensetzungsformel für den
Phosphor mit langem Nachleuchten sind in Tabelle 2 angegeben,
während die Phosphoreszenz-Helligkeitsgrade derselben in
Tabelle 3 angegeben sind.
Die Hitzebeständigkeiten und die Wasserbeständigkeiten die in
Tabelle 3 angegeben sind, wurden wie folgt errechnet. 10 g
jedes Phosphors mit langem Nachleuchten wurden in einen
Quarztiegel gegeben und 30 min einer Oxidation in einem
Muffelofen bei 600°C unterzogen. Der Prozentgehalt dieser
Phosphoreszenz-Helligkeit im Vergleich zu der Phosphoreszenz-
Helligkeit des Phosphors mit langem Nachleuchten, die
gemessen wurde, bevor erhitzt wurde, wurde als
Aufrechtserhaltungsrate errechnet.
Die Wasserbeständigkeiten, die in Tabelle 3 angegeben sind,
wurden folgendermaßen errechnet. 10 g jedes Phosphors mit
langem Nachleuchten und 200 g reines Wasser wurden in einen
Plastikbehälter gegeben und dann 72 h mit einer Walze bei
einer Geschwindigkeit von 30 Upm behandelt. Danach wurde die
Festsubstanz von der Flüssigkeit abgetrennt und getrocknet.
Dann wurde die Phosphoreszenz-Helligkeit des Phosphors mit
langem Nachleuchten gemessen. Der Prozentsatz dieser
Phosphoreszenz-Helligkeit im Vergleich zu der Phosphoreszenz-Helligkeit
des Phosphors mit langem Nachleuchten, die vor
einer Berührung mit Wasser, gemessen wurde, wurde als die
Aufrechterhaltungsrate errechnet.
Wie in diesen Tabellen gezeigt ist, wiesen die Phosphore mit
langem Nachleuchten, die aus fluoreszierenden Boraluminat-Substanzen
der Beispiele 6 bis 13 bestanden, die eine
kristalline Struktur eines rhombischen Systems hatten, wobei
der Wert n in der Zusammensetzung mehr als 1,5 für die
Hauptkomponente war, äußerst gute Wärmebeständigkeit und
Wasserbeständigkeit im Vergleich zu den fluoreszierenden
Boraluminat-Substanzen der Beispiele 14 bis 22, die eine
kristalline Struktur eines monoklinen Systems mit einem Wert
n von nahe 1 hatten, auf. Außerdem hatten die
fluoreszierenden Boraluminat-Substanzen, die zur Zeit des
Brennens mit einer Phosphorsäure-Verbindung versetzt waren,
wobei die Phosphorsäure in der Zusammensetzung erhalten war,
bessere Wasserbeständigkeit als die fluoreszierenden
Boraluminat-Substanzen der Beispiele 15, 17 und 19, die keine
Phosphorsäure-Verbindung enthielten
Eine fluoreszierende Substanz, die auf die innere Oberfläche einer Fluoreszenzlampe aufgetragen ist, wird im Verfahren der Herstellung der Lampe einem Brennen bei etwa 600°C unterzogen. Ein Phosphor mit langem Nachleuchten, der eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist, ist insbesondere zur Anwendung in einer Fluoreszenzlampe und dgl., die im Herstellungsverfahren auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, verwendbar. Darüber hinaus ist eine Nachleucht-Fluoreszenzlampe, die hervorragende Wasserbeständigkeit aufweist, zur Anwendung bei Lampen, die in direktem Kontakt mit der Außenluft kommen, geeignet.
Eine fluoreszierende Substanz, die auf die innere Oberfläche einer Fluoreszenzlampe aufgetragen ist, wird im Verfahren der Herstellung der Lampe einem Brennen bei etwa 600°C unterzogen. Ein Phosphor mit langem Nachleuchten, der eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist, ist insbesondere zur Anwendung in einer Fluoreszenzlampe und dgl., die im Herstellungsverfahren auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, verwendbar. Darüber hinaus ist eine Nachleucht-Fluoreszenzlampe, die hervorragende Wasserbeständigkeit aufweist, zur Anwendung bei Lampen, die in direktem Kontakt mit der Außenluft kommen, geeignet.
Der Phosphor mit langem Nachleuchten ZnS : Cu, der als Phosphor
mit langem Nachleuchten ausgewählt worden war, und ein in
drei Wellenlängen emittierendes fluoreszierendes Substanz-Gemisch,
das durch Vermischen von 34,1% der blaues Licht
emittierenden fluoreszierenden Substanz
(SrCaBaMg)₅(PO₄)₃Cl : Eu, 16,8% der grünes Licht emittierenden
fluoreszierenden Substanz LaPO₄ : Ce, Tb und 49,1% der rotes
Licht emittierenden fluoreszierenden Substanz Y₂O₃ : Eu
hergestellt worden war, wurden im Verhältnis 1 : 3 ausreichend
vermischt. Und nach demselben Verfahren, wie es in Beispiel 1
angewendet worden war, wurde eine Fl40SS Fluoreszenzlampe
hergestellt. Die erhaltene Fluoreszenzlampe war völlig
schwärzlich und hatte einen bemerkenswert niedrigen
Lampenlichtfluß. Daher war diese Fluoreszenzlampe nicht auf
den Markt zu bringen.
Nun wird die Zweischichten-Auftragung beschrieben, in der die
fluoreszierende Substanz ZnS : Cu, die in ähnlicher Weise wie
in Referenzbeispiel 1 ausgewählt worden war, als erste
Schicht auf die innere Oberfläche einer Fluoreszenzlampe
aufgetragen, während ein bei drei Wellenlängen
fluoreszierendes Substanz-Gemisch als zweite Schicht darauf
aufgetragen wurde. 30 g der fluoreszierenden Substanz ZnS : Cu
und 15 g Nitrocellulose/Butylacetat-Bindemittel wurden in
einem Keramiktopf ausreichend vermischt, um eine
Beschichtungsaufschlämmung einer fluoreszierenden Substanz
herzustellen. Diese Aufschlämmung wurde in eine Glasröhre
fließen gelassen, um sie an der inneren Oberfläche der
Glasröhre aufzutragen, und mit erhitzter Luft getrocknet. Die
Menge des Phosphors mit langem Nachleuchten, der als erste
Schicht aufgetragen worden war, war 3 g.
Dann wurden 50 g wäßrige Polyethylenoxid-Lösung zu einem bei
drei Wellenlängen fluoreszierenden Substanz-Gemisch gegeben,
das durch Vermischen von 30,2% der blaues Licht
emittierenden fluoreszierenden Substanz
(SrCaBaMg)₅(PO₄)₃Cl : Eu, 29,4% der grünes Licht emittierenden
fluoreszierenden Substanz LaPO₄ : Ce, Tb und 40,4% der rotes
Licht emittierenden fluoreszierenden Substanz Y₂O₃ : Eu
erhalten worden war. Dieses Gemisch wurde in einem Keramiktop
ausreichend vermischt, um eine Beschichtungsaufschlämmung
einer fluoreszierenden Substanz herzustellen. Diese
Aufschlämmung wurde in die Glasröhre fließen gelassen, um sie
so auf die innere Oberfläche der Glasröhre aufzutragen, und
dann mit erhitzter Luft getrocknet. Die Menge des bei drei
Wellenlängen absorbierenden fluoreszierenden Substanz-Gemisches,
das auf diese Weise als zweite Schicht aufgetragen
worden war, betrug 3 g.
Danach wurden Schritte eines Gasabsaugens, Einpassen des
Glühfadens und Basisbefestigung nach dem herkömmlichen
Verfahren durchgeführt, dabei wurde eine FL40SS-Fluoreszenzlampe
hergestellt. Die erhaltene Fluoreszenzlampe
war völlig schwärzlich und hatte einen beachtlich geringen
Lampenlichtstrom. Daher war diese Fluoreszenzlampe nicht auf
den Markt zu bringen.
Da die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen
ausgeführt werden kann, ohne dadurch den Geist ihrer
wesentlichen Charakteristika zu verlassen, ist die
vorliegende Ausführungsform erläuternd und nicht
beschränkend, da der Schutzumfang der Erfindung eher durch
die beigefügten Ansprüche als durch die ihnen vorgeschaltete
Beschreibung definiert wird, und alle Veränderungen, die den
Anforderungen der Ansprüche entsprechen und in den Rahmen der
Ansprüche fallen, oder eine Gleichwertigkeit bei derartigen
Anforderungen und Grenzen sollen durch die Ansprüche
eingeschlossen sein.
Claims (12)
1. Nachleuchtlampe, umfassend
- - einen lichtemittierenden Abschnitt zum Umwandeln von elektrischer Energie in optische Energie, und
- - eine Fluoreszenzschicht, die angeregt wird, Licht
durch den lichtemittierenden Abschnitt zu
emittieren und die einen Phosphor mit langem
Nachleuchten, der durch die folgende allgemeine
Formel dargestellt wird, enthält:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αXin der die Werte für p, q, n, m, k, α und α/n in den
folgenden Bereichen liegen:0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 3,0
0 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4, undM mindestens ein Metall ist, das aus einer Gruppe divalenter Metalle, die aus Mg, Ca, Sr, Ba und Zn besteht, ausgewählt ist;
Q ein Co-Aktivator und mindestens ein Element, das aus einer aus Mn, Zr, Nb, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu bestehenden Gruppe ausgewählt ist, ist;
X mindestens ein Element ist, das aus einer Gruppe von Halogen-Elementen, die aus F, Cl, Br und I besteht, ausgewählt ist.
2. Nachleuchtlampe nach Anspruch 1, in der der Phosphor mit
langem Nachleuchten, der in der Fluoreszenzschicht
enthalten ist, durch die folgende allgemeine Formel
dargestellt wird:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αXin der die Werte für p, q, n, m, k, α und α/n in den
folgenden Bereichen liegen:0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 1,5
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4 undmehr als 70 Mol-% von M Sr ist.
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 1,5
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4 undmehr als 70 Mol-% von M Sr ist.
3. Nachleuchtlampe nach Anspruch 1, in der der Phosphor mit
langem Nachleuchten, der in der Fluoreszenzschicht
enthalten ist, durch die folgende allgemeine Formel
dargestellt wird:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αXin der die Werte für p, q, n, m, k, α und α/n in den
folgenden Bereichen liegen:0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 1,5
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4 undmehr als 70 Mol-% von M Ca ist.
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
0,5 ≦ n ≦ 1,5
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4 undmehr als 70 Mol-% von M Ca ist.
4. Nachleuchtlampe nach Anspruch 1, in der der Phosphor mit
langem Nachleuchten, der in der Fluoreszenzschicht
enthalten ist, durch die folgende allgemeine Formel
dargestellt wird, und in der die Hauptkomponente der
kristallinen Struktur des Phosphors mit langem
Nachleuchten ein prismatisches System ist:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αXin der die Werte für p, q, n, m, k, α und α/n in den
folgenden Bereichen liegen:0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
1,5 ≦ n ≦ 3,0
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4 undmehr als 70 Mol-% von M Sr ist.
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
1,5 ≦ n ≦ 3,0
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4 undmehr als 70 Mol-% von M Sr ist.
5. Nachleuchtlampe nach Anspruch 4, in der der Phosphor mit
langem Nachleuchten, der in der Fluoreszenzschicht
enthalten ist, durch die folgende allgemeine Formel
dargestellt wird, und die Hauptkomponente der
kristallinen Struktur des Phosphors mit langem
Nachleuchten ein rhombisches System ist:
(M1-p-qEupQq)O · n(Al1-mBm)₂O₃ · kP₂O₅ · αXin der die Werte für p, q, n, m, k, α und α/n in den
folgenden Bereichen liegen0,0001 ≦ p ≦ 0,5
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
1,7 ≦ n ≦ 2,0
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4 undmehr als 70 Mol-% von M Sr ist.
0,0001 ≦ q ≦ 0,5
1,7 ≦ n ≦ 2,0
0,0001 ≦ m ≦ 0,5
0 ≦ k ≦ 0,2
0 ≦ α ≦ 0,5
0 ≦ α/n ≦ 0,4 undmehr als 70 Mol-% von M Sr ist.
6. Nachleuchtlampe nach Anspruch 1, in der der Wert k, der
den Phosphorsäure-Gehalt in der allgemeinen Formel
darstellt, im Bereich 0,001 ≦ k ≦ 0,2 liegt.
7. Nachleuchtlampe nach Anspruch 1, in der der
lichtemittierende Abschnitt eine Fluoreszenzlampe ist
und die Fluoreszenzschicht auf der inneren Oberfläche
der Fluoreszenzlampe aufgetragen ist.
8. Nachleuchtlampe nach Anspruch 7, in der die
Fluoreszenzschicht der fluoreszierenden Lampe eine
fluoreszierende Substanz enthält, die den Phosphor mit
langem Nachleuchten und die Nachleuchtlampe anregt, und
in der die Farbe des emittierten Licht im weißen
Farbbereich ist.
9. Nachleuchtlampe nach Anspruch 5, in der der
lichtemittierende Abschnitt eine Fluoreszenzlampe ist,
und die Fluoreszenzschicht an der inneren Oberfläche der
Fluoreszenzlampe aufgetragen ist.
10. Nachleuchtlampe nach Anspruch 9, in der die
Fluoreszenzschicht der fluoreszierenden Lampe eine
fluoreszierende Substanz enthält, die den Phosphor mit
langem Nachleuchten und die Nachleuchtlampe anregt, und
in der die Farbe des emittierten Licht im weißen
Farbbereich ist.
11. Nachleuchtlampe nach Anspruch 10, in der die
Fluoreszenzschicht mindestens einen Phosphor mit langem
Nachleuchten und ein bei drei Wellenlängen
fluoreszierendes Substanz-Gemisch, das aus einer blaues
Licht emittierenden fluoreszierenden Substanz, die ein
Lichtemissionsmaximum bei einer Wellenlänge nahe 450 nm
hat, einer grünes Licht emittierenden fluoreszierenden
Substanz, die ein Lichtemissionsmaximum bei einer
Wellenlänge nahe 545 nm hat, und einer rotes Licht
emittierenden fluoreszierenden Substanz, die eine
Lichtemissionsmaximum bei einer Wellenlänge nahe 610 nm
hat, (Drei-Banden-Leuchtstoff) besteht.
12. Nachleuchtlampe nach Anspruch 7, in der die
fluoreszierende Substanz aus einer Schicht aus Phosphor
mit langem Nachleuchten und einer beleuchtendenden
fluoreszierenden Schicht besteht, wobei die leuchtende
fluoreszierende Schicht die Schicht aus Phosphor mit
langem Nachleuchten trägt.
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