(57)【要約】  本発明は、第１の蛍光体化合物および第２の蛍光体化合物を有する、放電ランプ（１）用の蛍光体混合物に関する。第１の蛍光体化合物は緑色および／または黄色のスペクトル領域にある発光スペクトルを有し、水銀源から放射される紫外線放射を吸収し、且つ前記水銀源から放射される青色スペクトル領域にある放射を吸収するよう構成されている。本発明はまた、上述の蛍光体混合物を有する蛍光体層を備えた放電ランプに関する。
2010533943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の蛍光体化合物および第２の蛍光体化合物を有する、放電ランプ（１）用の蛍光体混合物において、
前記第１の蛍光体化合物は緑色および／または黄色のスペクトル領域にある発光スペクトルを有し、水銀源から放射される紫外線放射を吸収し、且つ前記水銀源から放射される青色スペクトル領域にある放射を吸収することを特徴とする、蛍光体混合物。
【請求項２】
前記第１の蛍光体化合物は、吸収した前記紫外線放射および前記青色スペクトル領域にある放射を該第１の蛍光体化合物の発光スペクトルに変換するために構成されている、請求項１記載の蛍光体混合物。
【請求項３】
蛍光体混合物全体の前記発光スペクトルの支配的な波長は５４０ｎｍ、殊に６００ｎｍよりも長い、請求項１または２記載の蛍光体混合物。
【請求項４】
前記第１の蛍光体化合物と前記第２の蛍光体化合物と間の調整可能な質量比に依存して、蛍光体混合物から放射される放射を調整する、請求項１から３までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
【請求項５】
前記第１の蛍光体化合物の質量割合は５０％以下である、請求項４記載の蛍光体化合物。
【請求項６】
色温度は２５００Ｋよりも低く調整可能である、請求項４または５記載の蛍光体混合物。
【請求項７】
前記第１の蛍光体化合物は４４０ｎｍよりも短い波長を有する放射を強く吸収する、請求項１から６までのいずれか１項記載の蛍光体化合物。
【請求項８】
前記第１の蛍光体化合物は約２５４ｎｍの波長を有する放射を非常に強く吸収する、請求項１から７までのいずれか１項記載の蛍光体化合物。
【請求項９】
前記第１の蛍光体化合物は５３０ｎｍよりも長い波長を有する放射を弱く吸収する、請求項１から８までのいずれか１項記載の蛍光体化合物。
【請求項１０】
前記第１の蛍光体化合物の発光スペクトルは５３０ｎｍから５７０ｎｍの支配的な波長を有する、請求項１から９までのいずれか１項記載の蛍光体化合物。
【請求項１１】
前記第１の蛍光体化合物の発光帯域の半値幅は１００ｎｍよりも短い、請求項１から１０までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
【請求項１２】
前記第１の蛍光体化合物はオルトケイ酸塩を有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
【請求項１３】
前記オルトケイ酸塩は一般式（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4から形成されている、請求項１２記載の蛍光体混合物。
【請求項１４】
前記第１の蛍光体化合物は組成としてＳｒＳｉＯＮを有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
【請求項１５】
少なくとも前記第１の蛍光体化合物はＥｕでドープされている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
【請求項１６】
前記Ｅｕによるドープの質量割合は０．１％から１５％である、請求項１５記載の蛍光体混合物。
【請求項１７】
前記Ｅｕによるドープの質量割合は１％から２％である、請求項１６記載の蛍光体混合物。
【請求項１８】
前記第２の蛍光体化合物は赤色スペクトル領域にある発光スペクトルを有する、請求項１から１７までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
【請求項１９】
前記第２の蛍光体化合物はＥｕでドープされている、請求項１から１８までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
【請求項２０】
前記第２の蛍光体化合物は成分としてＹ2Ｏ3を有する、請求項１から１９までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
【請求項２１】
蛍光体層（１２）が形成されている放電容器（２）を有する放電ランプにおいて、
請求項１から２０までのいずれか１項記載の蛍光体混合物を有する、少なくとも１つの第１の蛍光体層（１２）が形成されていることを特徴とする、放電ランプ。
【請求項２２】
前記第１の蛍光体層（１２）は前記放電容器（２）の内側面（１１）に直接的に形成されている、請求項２１記載の放電ランプ。
【請求項２３】
前記第１の蛍光体層（１２）と前記放電容器（２）の内側面（１１）との間に少なくとも１つの水銀拡散保護層が形成されている、請求項２１記載の放電ランプ。
【請求項２４】
前記放電容器（２）の内側（１１）面とは反対側にある前記第１の蛍光体層（１２）の表面（１４）には、第１の蛍光体化合物をＶＵＶ放射および／または水銀イオンとの反応から保護する保護層が形成されている、請求項２１から２３までのいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項２５】
前記保護層は成分としてＡｌ2Ｏ3および／またはＹ2Ｏ3を有する、請求項２４記載の放電ランプ。
【請求項２６】
前記放電容器（２）の内側面（１１）とは反対側にある前記第１の蛍光体層（１２）の表面（１４）には、テルビウムを有する第２の蛍光体層が形成されている、請求項２１から２５までのいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項２７】
前記第２の蛍光体層は蛍光体化合物としてＣＡＴとＹＯＥの混合物を有する、請求項２６記載の放電ランプ。
【請求項２８】
前記第１の蛍光体層（１２）の第１の蛍光体化合物は保護層によって包囲されている、請求項２１から２７までのいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項２９】
前記保護層の材料成分は前記第１の蛍光体化合物とは異なる、請求項２８記載の放電ランプ。
【請求項３０】
前記第１の蛍光体化合物を包囲する前記保護層は金属酸化物を有する、請求項２８または２９記載の放電ランプ。
【請求項３１】
前記第１の蛍光体化合物を包囲する前記保護層はホウ酸塩および／またはリン酸塩を有する、請求項２８から３０までのいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項３２】
前記第１の蛍光体化合物を包囲する前記保護層はフッ化物を有する、請求項２８から３１までのいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項３３】
前記第１の蛍光体化合物を包囲する前記保護層はＳｉＯ2を有する、請求項２８から３２までのいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項３４】
水銀低圧放電ランプとして構成されている、請求項２１から３３までのいずれか１項記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放電ランプ用の蛍光体混合物に関し、蛍光体混合物は第１の蛍光体化合物および第２の蛍光体化合物を有する。さらに本発明は、この種の蛍光体混合物を有する放電ランプに関する。
【０００２】
背景技術
水銀（Ｈｇ）低圧放電ランプのコーティングには通常の場合、ジャッドの直線（Judd Gerade）の領域において２５００Ｋよりも高い色温度、例えば標準化されたＩＥＣ色度座標許容範囲内の色温度を実現するために、放射変換用の青色、赤色および緑色の蛍光体が使用される。通常使用されている公知の蛍光体（ＢＡＭ，ＣＡＴ，ＹＯＥ）は、水銀低圧放電ランプによって形成され、１８５ｎｍおよび２５４ｎｍの波長を有する放射の大部分を可視光に変換する。水銀放電によって付加的に可視領域で放射される、例えば４３５ｎｍの放射成分は使用されている蛍光体によっては吸収されない、または極僅かにしか吸収されない。
【０００３】
したがって蛍光体スペクトルには、付加的な青色の水銀可視（Ｖｉｓ）スペクトルが重畳されている。これにより、ＵＶ（紫外線）領域（２５４ｎｍよりも短い波長）において励起される蛍光体によって張られる色三角の全ての色度座標を達成できなくなる。それどころか達成可能な色三角が縮小されており、また頂点は水銀可視色度座標の方向にシフトされている。シフトの度合は、蛍光体放射に対する水銀可視放射の相対的な放射割合に依存し、水銀放射の割合はランプの放電容器内の放電電流が増加するにつれ、また電流密度が上昇するにつれ減少する。したがって、ランプの高負荷時には水銀可視放射の割合が高いことによって、ＩＥＣ許容範囲内の２７００Ｋの色温度は緑色を発する蛍光体と赤色を発する蛍光体の混合物だけではもはや達成することができない。さらには、ジャッドの直線の領域における２５００Ｋよりも低い色温度は今日の蛍光体では達成することができない。
【０００４】
従来のランプにおいては、青色の水銀放射を吸収するためにランプバルブの外面に、染料または顔料が備えられたフィルタバッグが使用されている。さらには放電容器内に複数のフィルタ層を設けることができ、これらのフィルタ層はランプバルブの内側面と蛍光体層との間に取り付けられている。さらにはカラー放電容器、例えば着色された放電容器を設けることができる。
【０００５】
また吸収、放射変換および放射の一部の長波長のスペクトル領域における発光のために、放電容器外、例えばバッグ材料におけるコーティングの成分として、または放電容器内での放電容器と蛍光体コーティング部との間のコーティングの成分として、例えば黄色のスペクトル領域で発光する蛍光体Ｌ１７５，Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ，Ｔｂを使用することができる。しかしながら蛍光体層におけるこの蛍光体の使用は、紫外線領域での励起可能性が低いために余り有利ではない。
【０００６】
発明の開示
本発明の課題は、比較的低い色温度、理想的にはジャッドの直線の領域にある色温度とより高い光効率を同時に達成することができる、放電ランプ用の蛍光体混合物ならびに放電ランプを提供することである。
【０００７】
この課題は、請求項１に記載されている特徴を有する蛍光体混合物および請求項２１に記載されている特徴を有する放電ランプによって解決される。
【０００８】
本発明による放電ランプ用の蛍光体混合物は第１の蛍光体化合物および少なくとも１つの第２の蛍光体化合物を有する。蛍光体化合物とは殊に、蛍光体粒子を形成する原子の化合物と解される。
【０００９】
蛍光体混合物の第１の蛍光体化合物は緑色から黄色のスペクトル領域にある発光スペクトルを有し、水銀源から放射されるＵＶ（紫外線）放射を吸収し、また水銀源から放射される青色スペクトル領域にある放射を吸収するために構成されている。蛍光体混合物のこの構成によって、青色の水銀放射の吸収に基づきより低い色温度を達成することができる。さらには、水銀放射の吸収、またこの水銀放射の長波長の発光に基づきより高い光効率を保証することができる。
【００１０】
蛍光体混合物の特性、殊に第１の蛍光体化合物の特性によって、紫外線放射も青色のスペクトル領域にある水銀源の放射も吸収し変換することができるので、従来技術に比べて低い色温度、理想的にはジャッドの直線の領域にある色温度を実現することができる。
【００１１】
有利には、蛍光体混合物全体の発光スペクトルの支配的な波長は５４０ｎｍ、殊に６００ｎｍよりも長い。
【００１２】
ランプパターンの支配的な波長（lambda_dom）の測定に際し、小型蛍光ランプ（ＣＦＬ）に関するデータ（測定点）と懐中電灯（ＦＬ）に関するデータ（測定点）とが非常に良好に一致していることが分かった。
【００１３】
蛍光体混合物によって形成されるランプ発光スペクトルは以下の範囲の支配的な波長を達成する：
有利には、蛍光体混合物全体のランプ発光スペクトルの支配的な波長は５４０ｎｍである。殊に、波長は２７５０Ｋよりも低い色温度に関しては５７５ｎｍよりも長く、２０００Ｋよりも低い色温度に関しては５８５ｎｍよりも長く、１７５０Ｋよりも低い色温度に関しては５９０ｎｍよりも長く、１２５０Ｋよりも低い色温度に関しては６００ｎｍよりも長い。
【００１４】
支配的な波長はＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図において規定される。支配的な波長はスペクトル軌跡（色度図の縁部曲線）の波長に相当し、このスペクトル軌跡においては直線がｘ＝０．３１３およびｙ＝０．３３７において、またスペクトル軌跡を有する蛍光体混合物の測定された色度座標において白点を通過する。
【００１５】
殊に有利には、第１の蛍光体化合物と第２の蛍光体化合物の調整可能な質量比に依存して、放出される放射の色温度を調整できるように蛍光体混合物は構成されている。有利には、第１の蛍光体化合物の質量割合は５０％以下である。殊に、２５００Ｋよりも低い色温度を調整できるように蛍光体化合物は構成されている。このことを殊に、少なくとも２つの蛍光体化合物の質量比を調整することによって実現することができる。したがって蛍光体混合物のこの構成によって、より高い光効率にもかかわらず比較的低い色温度を実現することができる。
【００１６】
有利には、第１の蛍光体化合物は４４０ｎｍよりも短い波長を有する放射を強く吸収する。強く吸収するとは、４５°／０°幾何学で測定された、圧縮成形された粉末タブレットの反射がＡｌ2Ｏ3標準に相対的に６０％よりも低いことを意味する。
【００１７】
有利には、第１の蛍光体化合物は２５４ｎｍよりも短い波長の放射を非常に強く吸収する。非常に強く吸収するとは、４５°／０°幾何学で測定された、圧縮成形された粉末タブレットの反射がＡｌ2Ｏ3標準に相対的に４０％よりも低いことを意味する。
【００１８】
殊に蛍光体混合物は、第１の蛍光体化合物が５３０ｎｍよりも長い波長を有する放射を弱く吸収するようにも構成されている。したがって弱く吸収するとは、４５°／０°幾何学で測定された、圧縮成形された粉末タブレットの反射がＡｌ2Ｏ3標準に相対的に９００％よりも高いことを意味する。
【００１９】
第１の蛍光体化合物の発光スペクトルは有利には、支配的な波長が５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長を有するように構成されている。
【００２０】
殊に、第１の蛍光体化合物の発光帯域の半値幅は１００ｎｍよりも短い。
【００２１】
有利には、蛍光体混合物の第１の蛍光体化合物はオルトケイ酸塩を有する。殊にオルトケイ酸塩は一般式（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4から形成される。蛍光体化合物のこの種の成分は殊に有利には、非常に強い吸収、強い吸収および弱い吸収に関する前述の判定基準を実現することができる。
【００２２】
蛍光体混合物の別の有利な実施形態では、第１の蛍光体化合物が成分として窒化物または酸窒化物のクラス、殊に（Ｓｒ1-x-yＢａxＣａy）Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ（以下ではＳｒＳｉＯＮと略記する）からなる蛍光体を有する。第１の蛍光体化合物のこの特別な組成構成によっても、相応の波長領域における上述の非常に強い吸収、強い吸収および弱い吸収に関する判定基準を殊に有利に達成することができる。
【００２３】
有利には、蛍光体混合物の第１の蛍光体化合物はＥｕ（ユーロピウム）によってドープされている。Ｅｕでのドープの重量割合は有利には０．１％〜１５％である。殊にこのドープ割合は０．２％〜２％である。１％〜２％のＥｕでのドープ割合が殊に有利であることが分かった。このことは、第１の蛍光体化合物がＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕとして構成されている場合には殊に有利である。
【００２４】
有利には、第２の蛍光体化合物が赤色スペクトル領域にある発光スペクトルを有する。第２の蛍光体化合物も有利にはＥｕでドープすることができる。殊に、蛍光体混合物全体がＥｕでドープされており、したがって蛍光体混合物の全ての蛍光体化合物がＥｕでドープされている。
【００２５】
第２の蛍光体化合物は有利には成分としてＹ2Ｏ3、殊にＹ2Ｏ3：Ｅｕを有する。
【００２６】
したがって殊に有利には、蛍光体化合物であるオルトケイ酸塩：ＥｕまたはＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕによって、紫外線水銀放射および青色の水銀可視放射も吸収することができ、前述の特別な蛍光体化合物は緑色から黄色までのスペクトル領域にある発光スペクトルを有する。さらにこの前述の蛍光体化合物は、紫外線スペクトル領域および青色スペクトル領域における高い励起性と効率の点で傑出している。さらには、前述の水銀放射成分はこの特別な蛍光体化合物によって、主要な部分のみが可視光に変換されるだけでなく、大部分も可視光に変換することができ、この場合の蛍光体の支配的な波長は５４０ｎｍである。
【００２７】
殊に、上述の有利な第１の蛍光体化合物と赤色スペクトル領域において放射する第２の蛍光体化合物、殊にＹ2Ｏ3：Ｅｕとの組み合わせによって、殊に有利には高効率で２５００Ｋよりも低い色温度を達成することができる。
【００２８】
本発明による蛍光体混合物および／または有利な実施形態のうちの少なくとも１つは専らそれぞれの前述の組成から構成されており、したがって別の化学的な組成を有していない。しかしながら、これは成分を排他的に表しているものではなく、本発明による蛍光体混合物および／またはそれらの有利な実施形態はさらに別の化学的な組成、殊に別の蛍光体を含むことができる。
【００２９】
蛍光体混合物および蛍光体化合物に関して記した全ての化学式は理想的な式であるが、この理想的な式を超える化学量論的に（僅かに）偏差する全ての化合物も明示的に本発明に含まれることを言及しておく。このことは殊に、結晶構造が等しいままであり、発光スペクトルおよび吸収スペクトルにおける偏差がピーク位置では１％を下回り、ピーク幅では５％を下回る程度で異なる偏差に関して当てはまる。
【００３０】
幾つかの別の蛍光体に関する理想的な式としては以下のものが挙げられる：
（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ11Ｏ19で表すＣＡＴ；（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ4で表すＬＡＰ；（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ10Ｏ17で表すＢＡＭ；（Ｂａ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17で表すＢＡＭＭｎ；（Ｇｄ，Ｃｅ，Ｔｂ）（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ）Ｂ5Ｏ10で表すＣＢＴ；（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｅｕ）5（ＰＯ4）3（Ｆ，Ｃｌ）で表すＳＣＡＰ；（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｅｕ，Ｍｎ）5（ＰＯ4）3（Ｆ，Ｃｌ）で表すＳＣＡＰＭｎ；（Ｚｎ，Ｍｇ，Ｍｎ）2ＳｉＯ4で表すケイ酸亜鉛；Ｙ2Ｏ3：Ｅｕで表すＹＯＥ。
【００３１】
本発明の別の態様は、蛍光体層が構成されている放電容器を有する放電ランプに関する。少なくとも１つの蛍光体層が放電容器に形成されており、この蛍光体層は本発明による蛍光体混合物またはそれらの有利な構成を有する。
【００３２】
有利には、第１の蛍光体層は放電容器の内側面に直接的に形成されている。第１の蛍光体層と放電容器の内側面との間に少なくとも１つの水銀拡散保護層を形成することもできる。例えば、放電容器の内側面と、第１の蛍光体化合物としてＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕを有する第１の蛍光体層との間にこの種の保護層を形成することができる。この特別な保護層は、回避すべき放電容器のガラスへの水銀拡散に対する機能を担うことができる。
【００３３】
有利には、放電容器の内側面とは反対側にある第１の蛍光体層の表面には、第１の蛍光体化合物をＶＵＶ放射および／または水銀イオンとの反応から保護するための保護層が形成されている。ＶＵＶ放射および／または蛍光体化合物の水銀イオンとの反応から保護するための保護層は、例えば成分としてＡｌ2Ｏ3および／またはＹ2Ｏ3を有することができる。放射障害保護層を蛍光体層の個々の蛍光体化合物に直接的に被着させることができる。もしくは、放射障害保護層は蛍光体化合物を包囲することができる。ＶＵＶ放射は２００ｎｍよりも短い波長を有する放射を表す。
【００３４】
放電容器の内側面とは反対側における第１の蛍光体層の表面上には、Ｔｂ（テルビウム）を有する第２の蛍光体層を形成することもできる。第１の蛍光体層はＴｂを含有しないように形成されており、第２の蛍光体層はＴｂを含有するように形成されているので、これら２つの蛍光体層はそれ自体で既にこの差異に基づき、前述の素子において種々の層として設計されている。
【００３５】
有利にはこの第２の蛍光体層がＣＡＴとＹＯＥの蛍光体混合物を有する。ＣＡＴは実質的にＣｅＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｔｂによって表される化学的化合物であり、ＹＯＥは実質的にＹ2Ｏ3：Ｅｕによって表される化学的化合物である。ＣＡＴの他に代替的な緑色蛍光体としてＬＡＰおよび／またはＣＢＴおよび／またはケイ酸亜鉛を使用することができる。
【００３６】
有利には、第１の蛍光体層の第１の蛍光体化合物が保護層によって包囲されている。保護層の材料成分は有利には第１の蛍光体化合物とは異なる。
【００３７】
第１の蛍光体化合物を包囲する保護層が金属酸化物を有していてもよい。これらの金属酸化物は例えばＡｌ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3であるが、ＳｉＯ2でもよい。同様に、第１の蛍光体化合物を包囲する保護層がホウ酸塩および／またはリン酸塩を有していてもよい。第１の蛍光体化合物を包囲する保護層が３元の材料、例えばアルミニウムホウ酸塩およびアルミニウムリン酸塩を有していてもよい。一般的に金属酸化物または水中で正の表面電荷を有する材料を使用することができる。何故ならば、それらは傾向として水銀の吸着を低減するからである。したがってＡｌ2Ｏ3およびＹ2Ｏ3が殊に良好に適している。他方では、第１の蛍光体化合物に対する保護層をＳｉＯ2から製造することもでき、これらの化合物を殊に密で、薄く且つ廉価に保護層として製造することができ、またこれらの化合物は放射安定性および水安定性に寄与するので、表面電荷が少なく、また傾向として水銀の吸着が高いにもかかわらず使用することができる。
【００３８】
この保護層がフッ化物を有していてもよい。
【００３９】
蛍光体混合物の第１の蛍光体化合物ないし蛍光体粒子のこのコーティングによって、励起される放射に対する安定性に関して、水銀に対する低い親和性、したがってランプ駆動中の水銀の僅かな吸収に関して、また水中での安定性に関して、水を基礎とする懸濁液が使用される今日の一般的な環境に優しいコーティング法を使用できるようにするために、蛍光体ランプおよび小型蛍光体ランプを使用することは好適に作用する。蛍光体粒子ないし第１の蛍光体化合物を包囲するこの保護層は可能な限り密で薄い層として形成されており、その組成において蛍光体粒子の内部における組成もしくは中心の組成とは区別される。表面の組成は例えば、ＸＰＳまたはＳＮＭＳのような表面感応式方式によって決定することができる。蛍光体化合物の中央の組成を例えば、ＥＤＸ，ＲＦＡのような体積感応式方式でもって求めることができるが、しかしながら化学的な分析によっても求めることができる。
【００４０】
有利には、保護層によって覆われているその種の第１の蛍光体化合物が放電ランプの蛍光体層内に使用される。
【００４１】
放電ランプは有利には水銀低圧放電ランプとして形成されている。
【００４２】
本発明による蛍光体混合物またはその有利な構成によって、一般的に８０の領域の色再現を達成することができる。光効率は２７００Ｋの領域にある著しく高い色温度における今日の光源と同等である。同一の光効率に関して、本発明による蛍光体混合物により、２５００Ｋよりも低い色温度を達成することができる。この解決手段によりエネルギ効率クラスＡも達成することができる。
【００４３】
以下では、概略的な図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による放電ランプの実施例の断面図を示す。
【図２】蛍光体混合物の総質量に関して特別な混合比を有する本発明による蛍光体混合物の実施例と比較した、従来技術による蛍光体混合物を有する放電ランプの発光スペクトルを示す。
【図３】第１の蛍光体化合物と第２の蛍光体化合物の質量比が異なる本発明による蛍光体混合物の発光スペクトルを示す。
【図４】一方では従来技術による蛍光体混合物を有する放電ランプの光電値、他方では本発明の蛍光体混合物の実施例による蛍光体混合物を有する放電ランプの光電値を示す。
【図５】種々の蛍光体混合物の色度ないし標準色値割合が表されているグラフを示す。
【図６】プランクの特性曲線を有するＣＩＥカラーチャートならびにＩＳＯ温度線および本発明による蛍光体混合物の特別な実施形態の色度座標を示す。
【図７】期待される効率と色再現との関係を表すグラフを示す。
【図８】２５４ｎｍの波長において励起された後の本発明による蛍光体混合物の特別な実施形態の発光スペクトルを示す。
【図９】本発明による蛍光体混合物の図８において基礎とした実施例の反射率曲線を表すグラフを示す。
【００４５】
発明の有利な実施形態
図１には、水銀低圧放電ランプとして設計されている放電ランプ１が概略的な断面図で示されている。放電ランプ１は棒状に構成されており、またガラスバルブである管状の放電容器２を有する。放電容器２の一方の端部にはソケット３が取り付けられており、このソケット３は外側に向かって延びる電気的な接触接続部４および５を有する。放電容器２の反対側にも同様にソケット６が配置されており、このソケット６には外側に向かって延びる電気的な接触接続部７および８が固定されている。これらの電気的な接触接続部７および８は電流供給部を介して、放電容器２の放電空間１３内に延在する電極１０と電気的に接続されている。相応に、電気的な接触接続部４および５は電流供給部と接続されており、この電流供給部は別の電極９と接続されている。この別の電極９も放電容器２の放電空間１３内に延在している。
【００４６】
放電容器２の内側面１１には蛍光体層１２が形成されている。この実施例において、蛍光体層１２は放電容器２の全長にわたり延在している。蛍光体層１２はこの実施例において内側面１１に直接的に形成されている。図示されている実施例においては蛍光体層１２のみが示されているが、放電空間１３と面している表面１４、したがって放電容器２の内側面１１とは反対側に位置する表面１４に別の層を形成することも可能である。この別の層として、例えば蛍光体層１２の蛍光体化合物ないし蛍光体粒子のための保護が考えられる。
【００４７】
同様にこの表面１４に別の蛍光体層を形成することも可能である。また、蛍光体層１２と内側面１１との間に別の層を配置および形成することも可能である。
【００４８】
蛍光体化合物は有利には金属酸化物、ホウ酸塩、リン酸塩または三元材料から成る保護層によって包囲されている。
【００４９】
蛍光体層１２は複数の第１の蛍光体化合物ないし蛍光体粒子と複数の第２の蛍光体化合物ないし蛍光体粒子とを有する蛍光体混合物を含む。第１の蛍光体化合物は緑色から黄色のスペクトル領域にある発光スペクトルを有し、さらには水銀源から放出される紫外線放射と、水銀源から放出される青色スペクトル領域にある放射とを吸収するよう形成されている。さらに第１の蛍光体化合物は、吸収した紫外線放射および青色スペクトル領域にある放射をこの第１の蛍光体化合物の発光スペクトルに変換するために構成されている。水銀源とは例えば、放電空間１３内に存在する水銀原子または水銀イオンと解される。電極９ないし１０からの電子の発光によって放電空間１３内の水銀源が励起され、紫外線放射ならびに青色スペクトル領域にある放射を放出する。
【００５０】
この実施例において、第１の蛍光体化合物は有利にはＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕであり、これによって水銀放射の一部の吸収およびこの放射の可視放射への変換を殊に効果的に行うことができる。蛍光体混合物の支配的な波長は４５０ｎｍを上回る。
【００５１】
有利には、蛍光体層１２内の蛍光体混合物は第２の蛍光体化合物を有し、この第２の蛍光体化合物は赤色のスペクトル領域にある発光スペクトルを有する。殊に、第２の蛍光体化合物としてＹ2Ｏ3：Ｅｕが設けられており、これらの蛍光体化合物の組み合わせによって２５００Ｋを下回る色温度を高効率で達成することができる。
【００５２】
さらには、蛍光体混合物の２つの蛍光体化合物の質量比を変えることによって種々の色温度を調整することができる。成分ＳｒＳｉＯＮの質量割合は蛍光体混合物の総質量１００に関して常に５０％以下である。
【００５３】
第１の蛍光体化合物の別の有利な実施形態は、オルトケイ酸塩：Ｅｕ、殊に（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕによって形成されている。蛍光体混合物の蛍光体粒子ないし蛍光体化合物を保護層によって覆うことができ、このために可能な限り密で薄い保護層が形成されている。保護層のこの種の被着によって、励起される放射に対する安定性を改善することができる。さらには水中での安定性も改善することができ、またランプの駆動中の水銀に対するより低い親和性、したがって水銀のより僅かな吸収を達成することができる。
【００５４】
殊に蛍光体混合物に関する放電ランプ１のこの種の構成によって、２５００Ｋよりも低い色温度をジャッドの直線の領域においても実現することができる。８０の領域における一般的な色再現も達成することができ、光効率は２７００Ｋにおいて今日の光源と同等である。エネルギ効率クラスＡは図１に示した放電ランプ１により達成されている。
【００５５】
蛍光体層１２を放電容器２の内側面１１に直接的に配置することができ、殊に蛍光体混合物として、第２の蛍光体化合物としてのＹ2Ｏ3：Ｅｕおよび第１の蛍光体化合物としてのＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕを有する。
【００５６】
有利には第１の蛍光体化合物は、水銀低圧放電ランプの主強度が放出される２５４ｎｍの波長における吸収が非常に強く、４４０ｎｍよりも短い波長における吸収が強く、５３０ｎｍよりも長い波長領域における吸収が弱いように構成されている。さらに蛍光体化合物は、５００ｎｍ〜５６５ｎｍの優勢な波長を有する緑色の発光が得られるように構成されている。
【００５７】
図２には、パーセンテージで表した発光強度と波長λとの関係のグラフが示されている。図２に示されている発光スペクトルは図１による放射ランプに由来する。ここでは破線が、従来技術により形成されており、したがって蛍光体化合物としてＹ2Ｏ3：Ｅ（Ｌ５８１Ｈ）およびＣＡＴを含む蛍光体層を有する放電ランプ１の発光スペクトルを表す。
【００５８】
さらに図２には実線によって、蛍光体層１２が本発明による蛍光体混合物を有する、図１による本発明の放電ランプ１の発光スペクトルが示されている。図２による発光スペクトルにおいて、この蛍光体混合物は第２の蛍光体化合物としてのＹ2Ｏ3：Ｅｕ（Ｌ５８１Ｈ）および第１の蛍光体化合物としてのＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕから構成されている。本発明による蛍光体混合物の前述の特別な実施例における２つの蛍光体化合物の混合比は、蛍光体混合物全体の割合のそれぞれ５０％（５０／５０）である。この実施例において第１の蛍光体化合物はＥｕでドープされており、Ｅｕの質量割合ないし重量割合は１％である。５０／５０の質量割合は１００の全体の割合に関する。
【００５９】
図３には、パーセンテージで表した発光強度Ｉと波長λとの関係のグラフが示されている。図３によるグラフには、蛍光体混合物の２つの蛍光体化合物の質量比が異なる、本発明による蛍光体混合物の種々の実施例の放射スペクトルが示されている。グラフから見て取れるように、蛍光体混合物の放射スペクトルが示されており、第２の蛍光体化合物Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ（Ｌ５８１Ｈ）と第１の蛍光体化合物ＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕとの質量割合は５０％対５０％（５０／５０）、７５％対２５％（７５／２５）ならびに９０％対１０％（９０／１０）である。本発明による蛍光体混合物の上記の３つの異なる実施形態の発光スペクトルは上述の順番で太い実線、破線および細い実線で示されている。
【００６０】
図４による表には、Ｔ８Ｌ３６Ｗ懐中電灯として形成されている図１による放電ランプ１に関する光電値が示されている。これに関して最初の３つの行には、蛍光体層１２がそれぞれ本発明による蛍光体混合物の種々の実施形態を含む場合のこれらの放電ランプ１に関する光電値が示されている。これに対し図４による表の４番目の最後の行には、前述のこの放電ランプ１が蛍光体層内に従来技術から公知の蛍光体を有するように形成されている場合の光電値のデータが記載されている。
【００６１】
図５には、一方では本発明による蛍光体混合物および他方では従来技術から公知の蛍光体混合物の種々の実施形態による種々の蛍光体混合物の色度ｘｙないし標準色度座標が示されている。このグラフには、２成分混合物でもって、重ね合わせによって期待される色度座標が（実線で）示されている。蛍光体混合物の成分ＳｒＳｉＯＮを有する第１の蛍光体化合物による４５０ｎｍよりも短い波長を有する水銀放射の吸収および放射変換はこのグラフにおいて考慮されていない。種々の蛍光体混合物を用いて実験によりＴ８Ｌ３６Ｗ懐中電灯において求められた色度座標がこのグラフに示されている。青色の水銀可視放射の吸収によって達成される、より高いｘ値への色度座標シフトがはっきりと見て取れる。これによって一層低い色温度が達成される。
【００６２】
図６には、プランクの特性曲線を有するＣＩＥ１９３１ｘｙカラーチャートならびにＩＳＯ温度線が示されている。図５によるグラフのＳｒＳｉＯＮ蛍光体混合物およびＹＯＥ蛍光体混合物の色度座標が示されている。２５００Ｋよりも低い色温度をジャッドの直線の領域において達成することができる。従来技術は菱形で２５１４Ｋの色温度に示されている。
【００６３】
図７には、期待される効率と種々の蛍光体混合物の色温度との関係のグラフが示されている。このグラフには、２成分混合物でもって、重ね合わせによって期待される効率と一般的な色再現が（実線で）示されている。３００ｎｍの波長から４５０ｎｍよりｍ短い波長までの水銀放射の第１の蛍光体化合物の成分ＳｒＳｉＯＮによる放射変換はここでは考慮していない。
【００６４】
Ｔ８Ｌ３６Ｗ懐中電灯において実験により検出された、従来技術による蛍光体混合物（ＣＡＴ／Ｌ５８１Ｈ）および本発明による蛍光体混合物（ＳｒＳｉＯＮ／Ｌ５８１Ｈ）の実施例の効率および色再現がプロットされている。従来技術から公知の蛍光体混合物（ＣＡＴ／Ｌ５８１Ｈ）に関しては効率と色再現は一致することが分かった。このことは約８７の効率のグラフおよび約２６００Ｋの色温度のグラフにおける黒い点によって示されている。ＳｒＳｉＯＮに関しては、色温度が低下するにつれ、３００ｎｍ〜４５０ｎｍの波長領域における水銀放射の放射変換が成功することによって達成できる効率は高まることが分かった。色再現は一般的な照明用途に関連する８０の領域にあり、また計算によって正確に再現される。したがって従来技術に比べて、より低い色温度の領域におけるより高い効率の利点が得られる。
【００６５】
図８には、２５４ｎｍの波長を有する水銀放射の励起後の、パーセンテージで表した相対的なエネルギと、本発明による蛍光体混合物の第１の蛍光体化合物ＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕの波長λとの関係（１％）が示されている。蛍光体混合物は第１の蛍光体化合物と第２の蛍光体化合物とで５０％対５０％である。
【００６６】
図９には、ＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕ（１％）として形成されている第１の蛍光体化合物の発光曲線と波長との関係のグラフが示されている。ここでもまた、蛍光体混合物の第１の蛍光体化合物と第２の蛍光体化合物との質量比は５０％対５０％である。
【００６７】
図１による放電ランプ１の簡略化された図においては、蛍光体層１２が放電容器１２の内側面１１に直接的に被着されている。別の蛍光体層または付加的な他の層、例えば保護層などは図示していない。
【００６８】
しかしながら、放電容器２は少なくとも１つの付加的な別のコーティング部を有することもできる。放電容器２の内側面１１と第１の蛍光体層１２との間に少なくとも１つの付加的なコーティング部を形成することができる。有利には、それらの間にあるこの層が放電容器２のガラスへの水銀の拡散に対する保護層として形成されている。
【００６９】
付加的または代替的に、少なくとも２つの第１の蛍光体層１２を放電容器２に形成することができる。
【００７０】
図１に示した構成から出発して、別の層を第１の蛍光体層１２の表面１４に形成することもできる。放電空間１３に対向するこの別の層も同様に保護層でよく、この保護層は第１の蛍光体層１２の蛍光体化合物をＶＵＶスペクトル領域における放射障害または水銀イオンとの反応から保護する。相応のコーティング部を第１の蛍光体層１２の蛍光体混合物の個々の蛍光体化合物ないし蛍光体粒子に直接的に設けることもできる。例えば、この種の放射障害保護層および／または反応阻止保護層をＡｌ2Ｏ3保護層またはＹ2Ｏ3保護層として形成することができる。
【００７１】
付加的または代替的に、放電容器２に本発明による蛍光体混合物を有する少なくとも１つの第１の蛍光体層１２を形成することができ、放電空間１３と第１の蛍光体層１２との間には、成分としてＴｂ（テルビウム）を有する付加的な第２の蛍光体層（図示せず）を設けることができる。殊に、Ｔｂを含まない本発明による蛍光体混合物を有する第１の蛍光体層が形成されている。第２の蛍光体層は例えば、ＣＡＴおよびＹＯＥの蛍光体化合物からなる蛍光体混合物を有することができる。
【００７２】
上記の全ての実施例を任意のやり方で相互に組み合わせることもできるので、個々の蛍光体層および保護層の種々の層構成および実施形態を得ることができる。
【図１】
2010533943.tif 000003
【図２】
2010533943.tif 000004
【図３】
2010533943.tif 000005
【図４】
2010533943.tif 000006
【図５】
2010533943.tif 000007
【図６】
2010533943.tif 000008
【図７】
2010533943.tif 000009
【図８】
2010533943.tif 000010
【図９】
2010533943.tif 000011
【国際調査報告】
2010533943.tif 000012
2010533943.tif 000013
2010533943.tif 000014
2010533943.tif 000015