DE2816069A1

DE2816069A1 - Leuchtstoff

Info

Publication number: DE2816069A1
Application number: DE19782816069
Authority: DE
Inventors: Tomohiko Kobuya; Kotaro Koomoto; Toshio Nishimura; Tadao Omi; Kenichi Shimizu; Minoru Watanabe
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-04-13
Filing date: 1978-04-13
Publication date: 1978-10-19
Also published as: AU516142B2; US4208611A; AU3493378A; GB1587598A; JPS5927787B2; DE2816069C2; JPS53127384A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Leuchtstoffe auf der Basis von Seltenerdsilikat koaktiviert mit Cer und Terbium, die bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung wirksam grüne Strahlung emittieren.

Es ist bekannt, daß einige Leuchtstoffe, die mit Seltenerdelementen, wie Terbium, aktiviert sind wirksam grüne Strahlung bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung mit einem bestimmten Wellenlängenbereich emittieren. Die emittierte grüne Strahlung zeigt ein Linienspektrum· In der US-PS 3 523 091 sind Lanthan Silikate, Yttriumsilikate und Lanthan-Yttriumsilikate aktiviert mit Terbium beschrieben. In der britischen Patentschrift 1 452 083 ist ein terbiumaktivierter Aluminatleuchtstoff, beispielsweise (Ce-Tb)MgAl -I₁ Ο..- beschrieben, der bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung wirksam grüne Strahlung emittiert. Ein AnregungsSpektrum des bekannten Leuchtstoffes zeigt einen Peak in der Nähe der Wellenlänge 254 Nanometer (nachstehend abgekürzt als "nm") oder 300 nm. Der Peak erstreckt sich über einen verhältnismäßig schmalen Bereich und die. Anregungseffizienz ist insbesondere bei einer Wellenlänge von 365 nm bemerkenswert niedrig.

In der japanischen Patentanmeldung 83 773/1973 ist eine Lichtpunktabtasterröhre beschrieben, deren Leuchtstoffschicht aus einem mit Cer und Terbium koaktiviertem Yttriumsilikat besteht. Der bei dieser Abtasterröhre verwendete Leuchtstoff ist von unterschiedlicher Art, und zwar in so weit, daß er Licht bei Anregung mit Elektronenstrahlen emittiert.

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Die Literatur beschreibt folglich nur eine Lichtpunktabtasterröhre unter Verwendung eines Leuchtstoffes, der bei Anregung mit Elektronenstrahlen Licht emittiert. Ein Hinweis auf einen Leuchtstoff, der bei Anregung mit Ultraviolettstrahlen grüne Strahlen emittiert und der für Fluoreszenzlampen äußerst gut geeignet wäre,ist der Literatur nicht zu entnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Leuchtstoffes, der wirksam im wesentlichen grüne sichtbare Strahlung bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung emittiert.

Aufgabe der Erfindung ist ferner die Schaffung eines Seltenerdsilikatleuchtstoffes dessen Anregungsspektrum Peaks bei Wellenlängen von 553,7 nm und 365 nm aufweist.

Ferner ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung verschiedener Arten von Fluoreszenzlampen , die hohe Effizienz und hohe Farbqualität aufgrund der Anwendung von Seltenerdsilikatleuchtstof fen zeigen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Leuchtstoff auf der Basis von Seltenerdsilikat koaktiviert mit Cer und Terbium der allgemeinen Formel

^Ln2(1-x-v)°3^zSiO2^:Ce2x-^Tb2y

in der

Ln ein Seltenerdelement,ausgewählt aus Yttrium,

Lanthan, Gadolinium und Lutetium,

-3 -1
χ 1x10 bis 3x10 Grammatome je Grammatom aller

Seltenerdelemente,

—2 —i
y 3x10 bis 3x10 Grammatome je Grammatom aller

Seltenerdelemente, und

ζ 0,8 bis 2,2 Mole je Mol in dem Leuchtstoff enthaltenem Seltenerdoxyd bedeuten, und

der bei Anregung mit Ultraviolettstrahlen grüne Strahlen emittiert. 80984 2/1039 ~⁹~

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Graphik, die die Beziehung zwischen der SiO₂-Konzentration (ausgedrückt in Mol) je Mol im Leuchtstoff gemäß der Erfindung enthaltenen Seltenerdoxyd und der relativen Helligkeit des Leuchtstoffs bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung wiedergibt,

Fig. 2 A eine Graphik, die die Beziehung zwischen Grammatomen Ce je Grammatom der Gesamtmenge aller Seltenerdelemente des Leuchtstoffs gemäß der Erfindung und der relativen Helligkeit des Leuchtstoffs bei Anregung mit ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von 253,7 nm wiedergibt,

Fig. 2B eine Graphik, die die Beziehung zwischen Grammatomen Ce je Grammatom der Gesamtmenge aller Seltenerdelemente im erfindungsgemäßen Leuchtstoff und der relativen Helligkeit des Leuchtstoffs bei Anregung mit einer Hochdruck-Quecksilberlampe wiedergibt,

Fig. 3 eine Graphik, die die Beziehung zwischen den Grammatomen Tb je Grammatom der Gesamtmenge aller Seltenerdelemente des erfindungsgemäßen Leuchtstoffes und der relativen Helligkeit des Leuchtstoffes bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung wiedergibt,

Fig. 4 ein Lichtspektrum,.emittiert vom erfindungsgemäßen Leuchtstoff bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung,

Fig. 5 ein Anregungsspektrum des Leuchtstoffs gemäß der Erfindung und eines bekannten nur mit Tb aktivierten Leuchtstoffs,

Fig. 6 eine Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe teilweise im Schnitt,

Fig. 7 eine Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe teilweise im Schnitt,

Fig. 8 eine Graphik, die die Beziehung zwischen der Raumtemperatur und der relativen Helligkeit des erfindungsgemäßen Leuchtstoffs wiedergibt,

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Fig. 9 ein LichtSpektrum, das von einer Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe emittiert wird, die mit einer Leuchtstoffschicht versehen int, die aus einem rot emittierenden Leuchtstoff, einem blau emittierenden Leuchtstoff und einem grün emittierenden Leuchtstoff gemäß der Erfindung versehen ist, und

Fig. 10 eine schematische Querschnittsansicht einer nur grün emittierenden Fluoreszenzlampe zur Verwendung mit einer elektronischen Kopiervorrichtung.

Der Leuchtstoff gemäß der Erfindung besteht aus einem Seltenerdsilikat, daß mit bestimmten Mengen an Ce und Tb koaktiviert ist. Der Leuchtstoff emittiert bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung mit Wellenlängen innerhalb eines breiten Bereichs sehr wirksam grüne Strahlung. Deshalb zeigt der Leuchstoff gemäß der Erfindung, dessen Anregungsspektrum hohe Peaks bei Wellenlängenbereichen von etwa 250 nm, etwa 305 nm und 365 nm zeigt, eine außerordentlich hohe Effizienz. Es wird angenommen, daß der Grund für diesen vorteilhaften Effekt darin zu sehen ist, daß die im Aktivator Ce absorbierte Ultraviolettstrahlung auf den Aktivator Tb übertragen wird und dadurch die Intensität der emittierten grünen Strahlung erhöht wird.

Seltenerdelemente, die die Matrix des erfindungsgemäßen Leuchtstoffs bilden, können Yttrium, Lanthan, Gadolinium und/oder Lutetium sein.

Nachstehend wird der Bereich für die Werte der Koeffizienten x, y, und ζ der vorgenannten allgemeinen Formel des erfindungsgemäßen Leuchtstoffes erläutert.

Die Menge an SiO- je Mol im Leuchtstoff vorliegendem Seltenerdoxyd liegt zwischen 0,8 und 2,2 Mol.

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Fig. 1 zeigt die relative Helligkeit des Leuchtstoffs gemäß der Erfindung bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung bei Änderung der Molzahl ζ des SiO« bei einem Leuchtstoff der Zusammensetzung

^Y1_/66°3-^ZSiO2^:Ce0,02'^Tb0,32

wobei die Werte der Koeffizienten χ und y 0,01 bzw. 0,16 betragen. Die strichlierte Linie in Fig. 1 zeigt die relative Helligkeit eines Leuchtstoffes (Ce^Tb)MgAl₁₁O₁₀, der die höchste Helligkeit von bekannten Leuchtstoffen, die bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung grüne Strahlung emittieren, aufweist. Eine geeignete Menge an SiO» liegt zwischen 0,8 und 2,2 Mole, wobei 0,8 bis 1,9 Mole je Mol im Leuchtstoff vorliegenden Seltenerdoxyd bevorzugt werden.

Die Fig. 2A und 2B zeigen die relative Helligkeit von Leuchtstoffen der Zusammensetzung

^Y2(1-x-0_/16)°3-^SiO2^:Ce2x-^Tb0,32

bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung mit Wellenlängen von 253,7 nm bzw. 365 nm bei Änderung der Grammatome Ce je Grammatom Gesamtmenge Y, Ce und Tb. Die strichlierten Linien in Fig. 2A und 2B zeigen die relative Helligkeit des vorstehend beschriebenen bekannten Leuchtstoffes (Ce-Tb)MgAl₁₁O₁Q bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung. Bei den grün emittierenden Leuchtstoffen gemäß der Erfindung liegt die geeignete Konzentration χ von Ce im Bereich zwischen 1x10 bis 3x10 Grammatome und vorzugs-

-3 -1
weise zwischen 3x10 bis 1x10 Grammatome.

Fig. 3 zeigt die relative Helligkeit eines Leuchtstoffs gemäß der Erfindung mit der Zusammensetzung

^Y2(1-0,01-y)V^SiO2^:Ce0,02-^Tb2Y

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bei Ariregung mit Ultraviolettstrahlung bei Änderung der Grammatome Tb je Grammatom Gesamtmenge Y, Ce und Tb.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß eine geeignete Konzentra-

-2 -1 tion y von Tb zwischen 3x10 und 3x10 Grammatome liegt.

-2 -1

Eine Konzentration zwischen 5x10 und 2,5x10 Grammatome

wird bevorzugt.

Fig. 4 zeigt ein Spektrum der von einem konkreten Beispiel des erfindungsgemäßen Leuchtstoffes emittierten grünen Strahlung der Zusammensetzung

^Y1,66°3'^SiO2^:Ce0,02"^Tb0,32

und zwar bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung. Auf der Abszisse in Fig. 4 ist die Wellenlänge des Emissionsspektrums angegeben und auf der Ordinate die relative Helligkeit. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß das Emissionsspektrum Peaks bei zwei Wellenlängenbereichen zwischen 480 und 500 nm sowie zwischen 450 und 550 nm aufweist. Grüne Strahlung mit dem höchsten Peak im Wellenlängenbereich zwischen 540 und 550 nm führt zu einer guten Sichtbarkeit und macht den Leuchtstoff für grüne Strahlung emittierende Fluoreszenzlampen geeignet.

Fig. 5 zeigt das Anregungsspektrum des Leuchtstoffs entsprechend Fig. 4, wobei die Wellenlängen der anregenden Ultraviolettstrahlen auf der Abszisse und die relative Helligkeit der grünen Strahlung, die von Leuchtstoff emittiert wird, auf der Ordinate angegeben sind. Zum Vergleich zeigt die strichlierte Linie in Fig. 5 das Anregungssprektrum eines bekannten Leuchtstoffes der Formel

^Y1, 68°3-^SiO2^:Tb0,32

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß das Anregungsspektrum des Leuchtstoffs drei Peaks bei Wellenlängen von etwa 250 nm.

- η - 8 0 9 8 A 2 /1 0 3 9 original inspected

etwa 305 nm und etwa 360 nm aufweist, während das Anregungsspektrum des vorerwähnten bekannten Leuchtstoffes nur einen Peak bei einer Wellenlänge von 250 nm hat. Daraus ist ersichtlich, daß der Leuchtstoff gemäß der Erfindung nicht nur für Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen, sondern auch für Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen geeignet ist.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich darauf, daß das die Matrix des Leuchtstoffs bildende Seltenerdelement nur Yttrium ist. Das gleiche trifft jedoch zu, wenn das Seltenerdelement, daß die Matrix bildet, eines der Elemente Yttrium, Lanthan, Gadolinium oder Lutetium oder Mischungen derselben sind. Alle diese Seltenerdelemente zeigen im wesentlichen die gleichen Eigenschaften bei ihrer Anwendung als Matrix für den erfindungsgemäßen Leuchtstoff, wie dies aus Fig. 4 und 5 hervorgeht.

ISTachstehend wird das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Leuchtstoffs beschrieben. Der Leuchtstoff kann durch Koaktivierung eines Seltenerdsilikats, daß als Matrix verwendet wird, durch Tb und Ce erhalten werden. Die Einbringung von Tb und Ce in die Matrix wird beispielsweise in Form von Tb₄O₇ und CeO- bewirkt. Das Brennen wird bei reduzierender Wasserstoffatmosphäre oder leicht reduzierender Atmosphäre, wie N₃-H₃ oder N₃-H₃-C vorgenommen. Geeignete Flussmittel bestehen in halogenierten Alkaliverbindungen, wie KF, LiBr, LiCl und LiF oder ZnF₃, AlF-, MgF„, BaF-, LaF₃/ YF₃ oder GdF₃. Das Flussmittel kann in Mengen bis zu 0,3 Mol je Mol vorliegender Seltenerdoxyde eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

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Beispiel 1

0,83 Mole Y₂°3' ^{0/02 Mole Ce0}2 ^Und °'^{08 Mole Tb}4°7 wurden in konzentrierter Salpetersäure gelöst und Wasser

wurde zur erhaltenen Lösung zugegeben. 3,6 1 einmolarer Oxalsäurelösung wurde mit mit Wasser verdünnter Salpetersäurelösung, die Yttrium, Cer und Terbium enthielt, gemischt. Danach wurde gerührt und auf eine Temperatur von etwa 80 C erhitzt. Die Oxalate des Yttriums, Cers und Terbiums wurden zusammen ausgefällt. Der Niederschlag wurde bei der genannten Temperatur etwa 30 min stehengelassen. Obwohl nicht genau definiert, j_st eine Ausfälltemperatur von etwa 80⁰C für diesen Zweck geeignet. Die ausgefällte Mischung wurde mit demineralisiertem Wasser gewaschen und anschließend getrocknet. Die Oxalate wurden etwa 1 Stunde auf eine Temperatur zwischen 1,000 und 1.100°C zu deren Umwandlung in die Oxyde erhitzt. Das Oxyd wurde mit 1,01 Mol SiO_? und dann mit 0,08 Mol KF gemischt. Die gemischte Masse wurde gleichförmig zerkleinert. Die zerkleinerte gemischte Masse wurde 2 bis 5 Stunden in leicht reduzierender Atmosphäre, beispielsweise einer Mischung von Stickstoff und Wasserstoff, bei einer Temperatur zwischen 1 und 1.300⁰C gebrannt. Der gebrannte Leuchtstoff wurde zu einem feinen Pulver pulverisiert. Dieses Pulver wurde wiederum unter der gleichen Atmosphäre gebrannt. Der fertige Leuchtstoff hatte folgende Zusammensetzung

^Y1.66°3-^SiO2^:Ce0,02-^Tb0.32

und emittierte intensive grüne Strahlung bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung.

Beispiel 2

Es wurden 0,88 Mole Y₃O₃ , 0,04 Mole CeO₃, 0,05 Mole Tb₄O₇

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und 1 Mol SiO₂ gemischt. Eine wässrige Lösung von 0,04 Mol LiBr wurde zur Mischung zugegeben und anschließend wurde kräftig gerührt. Die gemischte Masse wurde getrocknet und anschließend2 bis 4 Stunden bei einer Temperatur zwischen 1 300"und 1 350⁰C in der gleichen leicht reduzierenden Atmosphäre wie in Beispiel 1 gebrannt. Der erhaltene Leuchtstoff wurde nochmal unter gleichen Bedingungen gebrannt. Der fertige Leuchtstoff hatte folgende Zusammensetzung

^Y1.76°3-^SiO2^:Ce0.04-^Tb0.2

und zeigte das gleiche Emissionsspektrum wie in Fig. 4 wiedergegeben und das Anregungsspektrum gemäß Fig. 5.

Beispiel 3

0,69 Mol Y₂°3' ° '^{2 Mo1 Gd}2°3' °'^{02 Mole Ce0}2 ^und °'⁰⁵ Mole Tb₄O₇ wurden gleichmäßig mit 2 Molen SiO₂ und 0,2 Molen ZnF- gemischt. Die Mischung wurde 2-5 Stunden bei einer Temperatur zwischen 1 200 und 1 350 C in reduzierender Atmosphäre gebrannt und anschließend nochmal unter gleichen Bedingungen gebrannt. Der fertige Leuchtstoff hatte folgende Zusammensetzung

^Y1.38^Gd0.4°3-^2SiO2^:Ce0.02-^Tb0.2

und zeigte das Emxssionsspektrum gemäß Fig. 4 und das Anregungsspektrum gemäß Fig. 5.

Beispiel 4

0,7 Mole La₃O₃, 0,1 Mole Lu₃O₃, 0,2 MoIe_-CeO₃, 0,05 Mole Tb₄O₇, 1,2 Mole SiO₂ und 0,4 Mole LaF₃ wurden gemischt und dann zerkleinert. Die Mischung wurde 2-5 Stunden bei einer Temperatur zwischen 1 300 und 1 400⁰C in re-

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duzierender Atmosphäre gebrannt. Der erhaltene Leuchtstoff wurde zu einem feinen Pulver zerkleinert und anschließend bei gleicher Temperatur gebrannt. Der fertige Leuchtstoff hatte eine Zusammensetzung

^La1.4^Lu0.2°3"¹-^2SiO2^:Ce0.2-^Tb0.2

und zeigte das gleiche Emissionsspektrum wie in Fig. 4 wiedergegeben und das gleiche AnregungsSpektrum wie in Fig. 5 gezeigt.

Die Leuchtstoffe gemäß der Erfindung erlauben bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung innerhalb eines breiten Wellenlängenbereiches die wirksame Emission von grüner Strahlung. Aus diesem Grund sind die Leuchtstoffe in weitem Umfang für verschiedene Arten von Fluoreszenzlampen geeignet, die ein grün emittierendes Element erfordern. Diese Fluoreszenzlampen umfassen Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen, die mit Elementen versehen sind, die Strahlungen der drei Primärfarben emittieren, Fluoreszenzlampen, die nur mit einem grün emittierenden Element ausgestattet sind, und die in Verbindung mit elektronischen Kopierapparaten verwendet werden, und Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen.

Eine Niederdruck-Quecksilberfluoreszenz lampe umfasst', wie dies in Fig. 6 gezeigt ist ein Glasrohr 13, das an beiden Enden mit Endteilen 12 versehen ist, die nach außen weisende Stifte 11 aufweisen, und die mit Quecksilberdampf oder Edelgas gefüllt ist und an deren Innenwand eine Leuchtstoff schicht 14 vorgesehen ist. Die Leuchtstoffschicht 14 wird aus einer Mischung von drei Leuchtstoffen, die rote, grüne bzw. blaue Strahlung emittieren, gebildet. Bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung, die durch elektrische Entladung im Quecksilberdampf gebildet wird, emittieren diese Leuchtstoffe sichtbare Strahlung.

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Diese Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen für viele Anwendungszwecke sollenhohe Effektivität und Farbqualität aufweisen.

Die Effektivität einer Lichtquelle wird im allgemeinen durch die Umwandlung von eingebrachter elektrischer Energie in Strahlung und die Visibilität der von der Lichtquelle emittierten Strahlung bestimmt. Eine Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe hat höhere Effektivität, wenn Ultraviolettstrahlung in größerem Umfang in sichtbare Strahlung umgewandelt wird und die sichtbare Strahlung Wellenlängen aufweist/ die näher bei einem Bereich höherer Visibilität liegen. Beispielsweise weist eine gebräuchliche Illuminationsfluoreszenzlampe, die mit einer Leuchtstoffschicht, die einen grün emittierenden Leuchtstoff umfasst und aus Kalziumhalophosphat hergestellt ist, eine Effektivität von 80 lm/w und eine Parbtemperatur von 4 200⁰K auf.

Andererseits kann die Farbqualität durch eine Kombination von Emissionen dreier verschiedener Wellenlängen erhöht werden. Ein erster Leuchtstoff, der blaue Strahlung bei einer Wellenlänge zwischen 430 und 490 nm emittiert, ein zweiter Leuchtstoff, der grüne Strahlung bei einer Wellenlänge zwischen 520 und 590 nm emittiert und ein dritter Leuchtstoff, der rote Strahlung bei einer Wellenlänge zwischen 590 und 640 nm emittiert,führen bei einer Kombination mit geeigneten Prozentsätzen zu einer Lichtquelle, deren allgemeine Farbqualität Ra über 80 liegt, und zwar bei einer Farbtemperatur zwischen 2 300 und 7 000⁰K.Wenn

drei unterschiedliche Leuchtstoffe, die eine hohe Umwandlung von Ultraviolettstrahlung in sichtbare Strahlung zeigen und ein Emissionsspektrum mit schmaler Halbwertbreite aufweisen, wird eine Fluoreszenzlampe mit erhöhter allgemeiner Farbqualität und Effektivität erhalten. Ein Leuchtstoff, der Strahlung bei Wellenlängen zwischen 430 und 490 nm oder Wellenlängen zwischen 590 und 640 nm emittiert,

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dessen Emissionsspektrum jedoch eine breite Halbwertbreite aufweist, neigt dazu, eine große Menge an Strahlung abzugeben, deren Wellenlänge außerhalb des Bereichs zwischen etwa 400 und 700 nra fällt. Strahlen mit anderen Wellenlängen als jenen im gut sichtbaren Bereich liefern keinen Beitrag zur Verbesserung der Effektivität und Farbqualität und werden deshalb als nutzlos angesehen. Andererseits fällt eine Strahlung bei Wellenlängen zwischen 520 und 590 nm, die von einem Leuchtstoff emittiert wird, nicht außerhalb des gut sichtbaren Bereichs,selbst wenn das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes eine verhältnismäßig breite Halbwertbreite aufweist. Da die Wellenlänge der höchsten Visibilität in der Nähe von 550 nm liegt, führt jedoch eine breite Halbwertbreite zu Wellenlängen, die weiter vom optimalen Wellenlängenbereich entfernt sind. Bei Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen hat deshalb die HaIbwertbreite des Emissionsspektrums der vom Leuchtstoff emittierten Strahlung größte Wichtigkeit.

Die Halbwertbreite soll weniger als 100 nm bezüglich des Wellenlängenbereichs und vorzugsweise weniger als 50 nm betragen. Ein Leuchtstoff mit optimalen Eigenschaften sollte eine Halbwertbreite von weniger als 25 nm aufweisen. Unter Hinblick auf die vorstehenden Betrachtungen erweist sich der neue Leuchtstoff gemäß der Erfindung für Niederdruck quecksilberfluoreszenzlampen als geeignet, da der zweite Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht eine Strahlung emittiert, derenWd.lenlangenbereich zwischen 520 und 590 nm liegt.

Der erste und der dritte Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht für Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen kann aus Leuchtstoffen üblicher Art bestehen. Der erste Leuchtstoff sollte vorzugsweise aus einem mit zweiwertigem Europium aktiviertem Leuchtstoff der nachstehenden allgemeinen Formel bestehen:

(a) Sr₅(PO₄J₃Cl: Eu

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(b) Ba_xMg₍₂__χ)Al₁₆O₂₇:Eu (0.5<x<1.5)

(c) Sr_xMg₍₂__x)Al₁₆0₂₇:Eu (0

Der dritte Leuchtstoff kann aus irgendeinem mit dreiwertigem Europium aktivierten Leuchtstoff entsprechend der nachstehenden allgemeinen Formel bestehen.

Ln₂O₃:Eu (Ln bedeutet Y, Gd und/oder Lu)

Der erste, zweite und dritte Leuchtstoff werden vorzugsweise in Anteilen von 5 bis 30 Gew.-%, 10 bis 6 0 Gew.-% und 20 bis 80 Gew.-% gemischt.

Nachstehend wird ein konkretes Beispiel einer Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe beschrieben, deren zweiter Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht, der grüne Strahlung emittiert, aus einem Leuchtstoff gemäß der Erfindung besteht.

Es wurden drei verschieden zusammengesetzte Leuchtstoffe a, b, c hergestellt, wobei gemischt wurden:

BaMg₃Al₁₆ 0 _{2 7}:Eu

als erster blau emittierender Leuchtstoff mit einem Emissionsmaximum im Wellenlängenbereich zwischen 430 und 490 nm,

^Y1.66°3'^SiO2^:Ce0.02-^Tb0.32

als zweiter grün emittierender Leuchtstoff mit einem Emissionsmaximum in einem Vie Ilen lan genber eich zwischen 520 , und 590 nm und Y„0_:Eu als dritter Leuchtstoff, der rote Strahlung bei einem Emissionsmaximum im Wellenlängenbereich zwischen 590 und 640 nm emittiert. Diese Bestandteile wurden in den in der Tabelle I angegebenen Anteilen gemischt, wodurch die entsprechenden Leuchtstoffe erhal-

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ten wurden.

TABELLE 1

Zusarci- nengeset ter Leucht stoff	erster Leucht- st-nff	zweiter Leuchtstoff	dritter T.Pnr\|i1-Rf-n1	^rf
a	BaIIg₂Ai.₁₆O_₇ :Eu	^Y1.66^O3-^SiO2^:Ce0.02°^Tb0.32	Y₂O₃:Eu
b	9 %	28 %	63 %
C	19 %	33 %	48 %
25 % I	30 % I	45 %

Unter Verwendung der vorgenannten drei unterschiedlichen Leuchtstoffzusammensetzungen wurden drei Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen A, B und C hergestellt. Die Eigenschaften dieser drei Fluoreszenzlampen sind in der nachstehenden Tabelle 2 zusammen mit einer als Vergleich verwendeten Fluoreszenzlampe aufgeführt.

TABELLE 2

Fluoreszenz lampe	Tk	Ra	Zero hr Am/w
Λ	3,200	85	80.5
B	4,200	35	82.5
C	5,000	87	81.0
Vergleich	4,200	64	80.0

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Es bedeuten:

TK = Farbtemperatur (⁰K)

Ra = allgemeine Farbqualität

Zero hr lm/w = anfängliche Effektivität

Die als Vergleich verwendete Lampe bestand aus einer üblichen Weißlicht-Fluoreszenzlampe mit einer Farbtemperatur von 4 200⁰K , wobei der zweite Leuchtstoff aus Kalziumhalophosphat bestand. Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die Fluoreszenzlampen A, B und C etwa gleiche Effektivität wie und höhere Farbqualität als die Vergleichslampe zeigen.

Die Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe wurde auch als nur grün emittierende Lampe mit einer elektronischen Kopiervorrichtung verwendet. Die nur grüne Strahlung emittierende Fluoreszenzlampe umfasste, wie in Fig. 10 gezeigt, e^ine zylindrische Glasbirne 31, auf deren Innenfläche eine Reflexionsschicht 32 mit Ausnahme einer Öffnung, die sich längs der Glasbirne 31 erstreckt, vorgesehen war. Der grüne Strahlung emittierende Leuchtstoff 33 war auf der reflektierenden Schicht 32 und der Öffnung aufgebracht. Der Leuchtstoff 33 emittiert bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung, die durch elektrische Entladung zwischen den Elektroden 34 im Quecksilberdampf in der Lampe gebildet wird, grüne Strahlung. Die grüne Strahlung wird durch die Reflexionsschicht 32 gesammelt und durch die Öffnung nach außen gesandt.

Der grün emittierende Leuchtstoff mit einem Emissionsmaximum im Wellenlängenbereich zwischen 520 und 590 nm wird üblicherweise aus einem manganaktivierten Zinksilj.-kat Zn-SiO.:Mn oder in letzter Zeit aus einem terbiumaktivierten Cermagnesiumaluminat (Ce-Tb) MgAl₁₁O₁Q hergestellt. Es bestand jedoch ein Bedarf an der Entwick-

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lung eines grün emitGierenden Leuchtstoffes, der einen hohen Lichtausgang aufweist und gute Lichtausgangseigenschaften zeigt. Es wurde nun gefunden, daß die Seltenerdsilikatleuchtstoffe gemäß der Erfindung, die mit Cer und Terbium aktiviert sind,zur Verwendung als grüne Strahlung emittierende Lampen für elektronische Kopierapparate bestens geeignet sind.

Es wurde ein Vergleich der Eigenschaften einer nur grüne Strahlung emittierenden Fluoreszenzlampe, die mit einem Leuchtstoff gemäß der Erfindung mit der Zusammensetzung ^Y1.66°3*^SiO2^:Ce0 02 ^Tb0 32 ^{und einer} ähnlichen Lampe, die mit einem bekannten Leuchtstoff versehen war, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle angegeben

TABELLE

^"""■"-^«^^^ Eigenschaften ve r wende-""-""·^-^^ ter Leuchtstoff"·—--^^^	Zero hr	100 hr	Konstant haltung	200 hr	Konstant· haltung (*)
^Y1.66°3-^SiO2^:Ce0.02^<Tb0.32	Output (cd)	Output (cd)	85	-Output (cd)	80
Zn₂SiO₄:Mn	368	313	70	295	57
(Ce-Tb)MgAiI₁₁O₁₉	330	231	83	188	77
335	278	258

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Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß der Leuchtstoff gemäß der Erfindung etwa 12 % bezüglich der Lichtabgabe (cd) und 23 % bezüglich der Konstanthaltung nach 200 Stunden über dem Leuchtstoff Zn₃S^jO₄ :Mn des Standes der Technik liegt. Er liegt ferner etwa 9 % bezüglich der Lichtabgabe und 3 % bezüglich der Konstanthaltung höher als der bekannte Leuchtstoff (Ce

Versuche mit den drei vorgenannten Fluoreszenzlampen wurden unter Verwendung einer elektronischen Kopiervorrichtung der Type CANON NP-L5, die in praktischem Gebrauch ist, durchgeführt. Die Ergebnisse sind Tabelle zusammengestellt.

TABELLE 4

verwendeter Leuchtstoff	relative Helligkeit über der Trommel (%)	Kopie versuch
^Y1.66°3'^SiO2^iCe0.02'^Tb0.32	130	s^hr gut
Zn₃SiO₄IMn	100	gut
(Ce-Tb)MgAi_nO₁₉	128	sehr gut

Der Kopieversuch wurde visuell ausgewertet und basiert auf einer Kopie, die von einem Blaudruck-Manuskript erhalten wurde. Der erfindungsgemäße Leuchtstoff, dessen Hauptwellenlänge bei etwa 545 nm liegt, und der mehr zu langen Wellenlängen als die bekannten grün emittierenden Leuchtstoffe liegt, gestattet die Herstellung von exakteren Kopien.

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in weitem

Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen werden in Umfang für die generelle Beleuchtung eingesetzt. Bei solchen Fluoreszenzlampen für die Beleuchtung von Innenräumen wurde in den letzten Jahren der Wunsch nach einer hohen Farbqualität laut.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird nachstehend der Aufbau einer üblichen Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe beschrieben.

Ein Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampenrohr 21 ist von einer Birne 22 umgeben. Lampenrohr 21 und Birne 22 sind beide auf dem Trägerteil 23 befestigt. Das Innere 24 der Birne 22 ist evakuiert und mit Stickstoff oder Argon gefüllt. Eine Leuchtstoffschicht 25 ist auf der inneren Oberfläche der Birne 22 vorgesehen und emittiert Licht, wenn sie durch ultraviolette Strahlung angeregt wird, die von der Entladungslampenröhre 21 abgegeben wird. Diese Leuchtstoffschicht 25 weist eine Lichtdurchlässigkeit von etwa 96 bis 98 % auf. Aus diesem Grund tritt ein Teil der Strahlung, die nicht von der Birne 22 absorbiert wird, einfach durch diese hindurch ohne zur Anregung der Leuchtstoffschicht 25 einen Beitrag zu leisten. Das Licht der Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe besteht in der Tat aus einer Kombination von Strahlen, die von durch Ultraviolettstrahlung angeregten Leuchtstoff emittiert werden und nutzlos durchtretenden Strahlen.

Ein Leuchtstoff für Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen

sollte folgende drei Erfordernisse erfüllen:

(1) der Leuchtstoff sollte Strahlung mit hoher Effiktivität emittieren, wenn er durch Ultraviolettstrahlung von der Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampenröhre angeregt wird, deren Wellenlängen hauptsächlich liegen bei 365 nm, 253,7 nm und 185,4 nm,

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(2) der Leuchtstoff sollte keinen Abfall der Helligkeit bei·einer Umgebungstemperatur zwischen 200 und 300 C zeigen, d. h. er sollte bei Umgebungstemperatur keiner Verschlechterung unterliegen, und

(3) das vom Leuchtstoff abgegebene Strahlungsspektrum sollte Hauptwellenlängenbereiche im sichtbaren Bereich haben.

Bekannte Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen sind für eine gute Farbqualität mit einer Leuchtstoffschicht versehen, die aus einer Kombination eines grün emittierenden Leuchtstoffes und eines rot emittierenden Leuchtstoffes, beispielsweise Y (P,V)O₄:Eu oder YVO.:Eu bestehen. Die üblichen Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen zeigen jedoch eine unzureichende generelle Farbqualität Ra von etwa 43 und eine niedrige Effektivität von 60 lm/w bei 400 W.

Es hat sich gezeigt, daß der Leuchtstoff gemäß der Erfindung die vorstehenden drei Erfordernisse erfüllt und als grün emittierender Leuchtstoff zur Verwendung in Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen bestens geeignet ist.

Der Seltenerdsilikatleuchtstoff, der mit Cer und Terbium koaktiviert ist, zeichnet sich besonders hinsichtlich des ersten Erfordernisses aus, nämlich er zeigt eine bedeutend höhere Effektivität als bekannte grün emittierende Leuchtstoffe. Es wurde ein Vergleich der Eigenschaften des erfindungsgemäßen und bekannter grün emittierender Leuchtstoffe durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 5 zusammengefasst.

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TABE LLE 5

Grün emittierende Leuchtstoffe	Helligkeit bei Anregung mit einer Hochdruck- Quecksilber-Entladungs- lanvoe
(gemäß der ^Y1.66°3'^SiO2^:Ce0.02*^Tb0.32 Erfindung)	250 %
(Cc-Tb)MgAJl₁₁O₁₉ (Vergleich)	100 %
^Y3^M5°12^:Tb ■ (Vergleich)	80 %
(gemäß der Er- ^Y1.68°3°^SiO2^:Tb0.32 findung)	55 %

Der Grund, warum der emittierende Leuchtstoff gemäß der Erfindung höhere Effektivität aufweist, wie dies aus der Tabelle 5 ersichtlich ist, beruht darauf, daß die Seltenerdsilikatmatrix des Leuchstoffes mit Ce und Tb koaktiviert ist, der Leuchtstoff ein Anregungsspektrum aufweist, das sich beträchtlich von jenen der bekannten grün emittierenden Leuchtstoffe unterscheidet, nämlich das Anregungssprektrum fällt in Bezug auf die Peaks mit dem Spektrum der angeregten ülatraviolettstrahlung zusammen, die von einer Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe abgegeben wird. Das Anregungsspektrum des Leuchtstoffs gemäß der Erfindung hat Peaks, angedeutet durch die durchgezogene LinieA in Fig.5 bei Wellenlängen von etwa 360 nm,etwa 305 nm und etwa 250 nm und stimmt in Bezug auf die Peaks mit dem Spektrum der Anregungsultraviolettstrahlung, die von der Hochdruckquecksilber-Entladungslampe abgegeben wird, zusammen. Im Gegensatz dazu zeigt das Anregungsspektrum des bekannten grün emittierenden Leuchtstoffes Y_q ^ ^. SiO₃ = Tb₀ _ ₃₂ , der in Tabelle 3 angegeben ist, einen Peak wie er durch die strichlierte Linie B

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in Fig. 5 wiedergegeben ist, d. h. nur eine Wellenlänge bei etwa 250 nm, was zu einem beträchtlichen Abfall der Effektivität führt.

Das Emissionsspektrum des grün emittierenden Leuchtstoffes gemäß der Erfindung hat einen Hauptpeak ., wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist, bei einer Wellenlänge von etwa 543 nm, was auf ein Spektrum mit hoher Visibilität hinweist. Diese vorteilhafte Eigenschaft führt zur Erhöhung der Helligkeit und in Konsequenz davon zu erhöhter Effektivität der Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe. Die Konzentration an Ce des grün emittierenden Leuchtstoffs die gemäß der Erfindung und die relative Helligkeit der grünen emittierten Strahlung, die vom Leuchtstoff bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung von einer Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe abgegeben wird, stehen in der in Fig. 2B wiedergegebenen Beziehung. Die Konzentration an Tb des grün emittierenden Leuchtstoffs gemäß der Erfindung und relative Helligkeit der grünen vom Leuchtstoff emittierten Strahlung, die bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung abgegeben wird, stehen in der in Fig. 3 wiedergegebenen Beziehung. Eine Beziehung zwischen der Konzentration an SiO- und der relativen Helligkeit des Leuchtstoffs im Falle der Anregung mit Ultraviolettstrahlung, die von einer Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe abgegeben wird, ist im wesentlichen derart, wie sie in Fig. 1 illustriert ist.

Das vorgenannte zweite Erfordernis, nämlich die Temperaturcharakteristik des grün emittierenden Leuchtstoffs ist ein sehr wesentlicher Faktor, da die Birne der Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe manchmal auf hohe Temperaturen zwischen etwa 200⁰C und etwa 300⁰C erhitzt wird. Bei Verwendung des grün emittierenden Leuchtstoffs gemäß der Erfindung bei Umgebungstemperaturen von 200 bis 300 C wird die relative Helligkeit des Leuchtstoffs bei höheren Werten als 80 bis 90 % bezogen auf jene bei Raumtemperatur ge-

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gehalten. Der Leuchtstoff widersteht folglich vollständig den erhöhten Temperaturen der Birne der Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe. In Fig.8 ist die Beziehung zwischen der vorgenannten Temperatur und der relativen Helligkeit des Leuchtstoffs wiedergegeben. Diese Beziehung ändert sich etwas mit der Konzentration an Aktivator, der Zusammensetzung der Matrix (Verhältnis von Ln_0_ zu SiO-) und der Art des die Matrix bildenden Elements (Y, La, Gd oder Lu). Die Leuchtstoffe gemäß der Erfindung zeigen jedoch unabhängig von der Zusammensetzung keinen wesentlichen Abfall der Helligkeit bei Umgebungstemperaturen von 200 bis 300 C und eignen sich deshalb l'osonders für Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen.

Bezüglich des dritten Erfordernisses der Visibilität zeigt das'Emissionsspektrum des grün emittierenden Leuchtstoffs gemäß der Erfindung, der Ce- und Tb-koaktiviert ist, einen Peak bei einer Wellenlänge von etwa 543 nm. Diese Wellenlänge fällt im wesentlichen mit jener überein, die die höchste Visibilität gibt. Aus diesem Grund ergibt eine Kombination eines üblichen rot emittierenden Leuchtstoffes mit einem Emissionsmaximum im Wellenlängenbereich zwischen 580 und 650 nm oder ferner mit einem üblichen blau emittierenden Leuchtstoff mit einem Emissionsmaximum im Wellenlängenbereich zwischen 410 und 480 nm mit dem grün emittierenden Leuchtstoff gemäß der Erfindung eine Hochdruck-Quecksilberf luoreszenzlampe mit so hoher Farbqualität und Effektivität, wie sie bisher nie realisiert wurde. Fig. zeigt das emittierte Strahlungsspektrum einer Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe, deren Leuchtstoffschicht aus einer Kombination eines grün emittierenden Leuchtstoffs gemäß der Erfindung, einem üblichen rot emittierenden Leuchtstoff und einem üblichen blau emittierenden Leuchtstoff gebildet ist. Übliche rot emittierende Leuchtstoffe umfassen europiumaktivierte Yttriumvanadate YVO₄:Eu, europium-

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aktivierte Yttriumphosphovanadate Y(P₇V)O₄IEu, europiumaktivierte Yttriumphosphosiliciumvanadate Y(P,Si,V)O₄:Eu und europiumaktiviertes Yttriumoxid Y₂O-:Eu. Alle diese bekannten Leuchtstoffe emittieren rote Strahlung bei einer Wellenlänge von etwa 620 nm. Übliche blau emittierende Leuchtstoffe sind europiumaktivierte Strontiumchlorapatite Sr₅(PO₄J₃CIcEu und europiumaktivierte Bariummagnesiumaluminate BaMg₂Al₁₆O₂₇IEu. Alle diese üblichen Leuchtstoffe emittieren blaue Strahlung bei einer Wellenlänge von etwa 450 nm.

Es wird vorgezogen, daß der grün emittierende Leuchtstoff gemäß der Erfindung, der rot emittierende Leuchtstoff und gewünschtenfalls der blau emittierende Leuchtstoff in Anteilen von 10 bis 60 Gew.-%, 30 bis 90 Gew.-% und 0 bis 40 Gew.-%,vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-%, gemischt werden.

Nachstehend werden konkrete Beispiele von Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen unter Verwendung des grün emittierenden Leuchtstoffs gemäß der Erfindung beschrieben.

Beispiel 5

Eine Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe wurde in üblicher Weise unter Verwendung einer Leuchtstoffschicht hergestellt, die aus 50 Gew.-% grün emittierendem Leuchtstoff Y_{1 C},O_-SiO-ICe_{n n}„*Tb- __ und 50 Gew.-% eines Ί.σο 3 *■ Ό.OZ 0.62.

rot emittierenden Leuchtstoffs Y(P,V)O₄:Eu bestand. Diese Fluoreszenzlampe zeigte eine Effektivität von 71 lm/w und eine generelle Farbqualität Ra von 55. Dies bedeutet eine Erhöhung der Effektivität um 7 lm/w und eine Verbesserung der Farbqualität im Vergleich zu bekannten Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen. Bei Ersatz des grün emittierenden Leuchtstoffs Y₁ ,---O₀-SiO₀ICe_{n n}„-Tb_n ~

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durch andere Seltenerdsilikatleuchtstoffe gemäß der Erfindung waren die Eigenschaften der erhaltenen Fluoreszenzlampen ähnlich gut. Dies ist aus der nachstehenden Tabelle 6 ersichtlich, in der auch die Werte bezüglich einer bekannten Fluoreszenzlampe angegeben sind.

TABELLE

grün emittierende Leucht stoffe	Effektivität (lm/w)	allgemeine Farbqualität
*^Y2^SiO5^:Ce0.02^Tb0.32**	71	55
Gd₂SiO₅₈Ce₀.Q₂-Tb₀₃₂	65	55
La₂SiO₅-Xe₀₀₂-Tb_{0 32}	66	54 -
^Lu2^SiO5^:Ce0.02'^Tb0.32	70	55
^Y1.66°3'^2SiO2^:Ce0.02*^Tb0.32	68	53
^Gd1.66°3°^2SiO2^:Ce0.02"^Tb0.32	65	54
^La1.6GV^2SiO2^:Ce0.02°^Tb0.32	66	50
(Ce-Tb)MCjAJl₁₁O₁₉ (Vergleich)	64	49

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Die ersten vier Leuchtstoffe der Tabelle 6 sind Monosilicide. Der Index 2 bei dem erstgenannten Seltenerdelement Y, Gd, La oder Lu bedeutet, daß die Gesamtzahl der Mole aller Seltenerdelemente des Monosilicid-Leuchtstoffs 2 Mol betrug. Dies sei am Beispiel des ersten Leuchtstoffs erläutert. Bei der Formel Y₃SiO₅ICe_{0 0}2*^Tb0 bedeutet der Index 2 am Y 1,66. (Das gleiche gilt für die nachstehende Tabelle 7). Bezüglich der Effektivität und der Farbqualität ist es vorteilhaft, den grün emittierenden Leuchtstoff und den rot emittierenden Leuchtstoff in Anteilen von 10-60 Gew.-% grün emittierender Leuchtstoff und 90 - 40 Gew.-% rot emittierender Leuchtstoff zu mischen. Bei einem Anteil an grün emittierendem Leuchtstoff von weniger als 10 Gew.-% fällt die Effektivität ab. Bei einem höheren Anteil des Leuchtstoffs als 60 Gew.-% fällt die Farbqualität ab obwohl die Effektivität ansteigen kann.Der Einsatz beispielsweise eines rot emittierenden Leuchtstoffs YVO₄:Eu anstelle des ähnlichen Leuchtstoffs Y(P,V)O.:Eu des Beispiels 1 liefert gleichfalls hohe Effektivität und Farbqualität.

Beispiel 6

Es wurde eine Hochdurck-Quecksilberfluoreszenzlampe in üblicher Weise mit einer Leuchtstoffschicht hergestellt, die aus folgender Mischung bestand:

45 Gew.-% grün emittierender Leuchtstoff

^Y2^SiO5^:Ce0.02'^Tb0.32' 45 Gew.-% rot emittierender Leuchtstoff

Y(P,V)O₄:Eu,

10 Gew.-% blau emittierender Leuchtstoff Sr₅(PO₄J₃Cl:Eu

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Im Vergleich zu bekannten Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen zeigt die Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe gemäß der Erfindung eine Effektivität von 68 lm/w, daß heißt einen Anstieg von6 lm/w, und eine bedeutend höhere generelle Farbqualität Ra von 58.

Die Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe gemäß der Erfindung zeigt das in Fig. 9 wiedergegebene Emissionsspektrum. Der Ersatz des grün emittierenden Leuchtstoffs

Y SiO^: Ce_n m-Tb_n ,,,> durch andere erfindungsgemäße Selten-

250.UZU.JZ
erdsilikatleuchtstoffe führt zu Fluoreszenzlampen mit hoher Effektivität und Farbqualität, wie dies durch Beispiel 2 belegt wird. Die Eigenschaften von Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampen sind in der nachstehenden Tabelle 7 angegeben, wobei zum Vergleich eine Lampe mit einem bekannten Leuchtstoff aufgeführt ist.

TABELL E 7

grün emittierender Leucht stoff	Effektivität	allgemeine Farbqualität_o Ka
Y₂SiO₅=Ce₀₀₂-Tb₀₃₂	68	58
*^Gd2^SiO5^:Ce0.02^Tb0.32**	64	58
La₂SiO₅=Ce₀₀₂-Tb₀₃₂	66	56
*^Y1.66^O3^2SiO2^:Ce0.02-^Tb0.32**	68	57
^Gd1.66°3-^2GiO2^:Ce0.02'^Tb0.32	65	55
^Lal.66°3'^2SiO2^:Ce0.02°^Tb0.32	65	56
(Ce-Tb)MgAA₁₁O₁₉ (Vergleich)	62	53

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Im Hinblick auf Effektivität und Farbqualität sollte vorzugsweise ein blau emittierender Leuchtstoff, beispielsweise Sr₁-(PO₄) _Cl:Eu in einer Menge von 5-40 Gew.-% eingebracht werden. Ein höherer Anteil als 5 Gew.-% dieses Leuchtstoffs führt dazu, daß die Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe eine bestimmtere Farbe auf ein beleuchtetes Subjekt wirft.Der Einsatz von größeren Mengen dieses Leuchtstoffs als 40 Gew.-% führt jedoch zu einem Abfall der Effektivität der Fluoreszenzlampe. Anstelle des genannten blau emittierenden Leuchtstoffs können auch · mit gleicher vorteilhafter Wirkung andere ähnliche Leuchtstoffe, wie BaMg-Al_1fi0__:Eu eingesetzt werden.

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Ce-Konzentratι on (Grammatome)

50

FIG. 2B

O QCKXH 0.00\ QOI Qj 1.0

Ce-Konzentration (Grammatome)

Claims

!»ACENTANWÄLTE DR.KADOR &DR. KLUNKER K 12 316 TOKYO SHIBAURA ELECTRIC CO., LTD. 72 Hirokawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Japan Leuchtstoff Patentansprüche

1. Leuchtstoff auf der Basis von Seltenerdsilikat koaktiviert mit Cer und Terbium der allgemeinen Formel

^Ln2(1-x-y)^O3-^zSiO2^:Ce2x'^Tb2y

in der

Ln wenigstens ein Seltenerdelement ausgewählt aus Yttrium, Lanthan, Gadolinium und Lutetium,

—3 —1
χ 1 χ 10 bis 3x10 Grammatome je Grammatom der Gesamtmenge an Seltenerdelementen,

-2 -1
y 3x10 bis 3x10 Grammatome je Grammatom der Gesamtmenge Seltenerdelemente

ζ 0,8 bis 2,2 Mole je Mol Seltenerdoxyd im Leuchtstoff, bedeuten, und

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der bei Anregung mit Ultraviolettlicht grüne Strahlung emittiert.

2. Leuchtstoff nach Anspruch 1 , dadurch g e k e η η zeichnet , daß χ 3x10 bis 1x10 Grammatome je Grammatom an Gesamtmenge Seltenerdelemente bedeutet.

3. Leuchtstoff nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch g e -

-2 -1

kennzeichnet , daß y 5x10 bis 2,5x10 Grammatome je Grammatom an Gesamtmenge aller Seltenerdelemente bedeutet.

4. Leuchtstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ζ 0,8 bis 1,9 Mole je Mol im Leuchtstoff enthaltenes Seltenerdoxyd bedeutet.

5. Leuchtstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Anregungsspektrum Peaks bei Wellenlängen von etwa 250 nm, etwa 305 nm und etwa 360 nm aufweist.

6. Niederdruck-Quecksilberfluoreszenz lampe mit einer Leuchtstoffschicht gebildet aus einem Leuchtstoff, der blaue Strahlen emittiert und eine maximale Emission innerhalb eines Wellenlängenbereichs zwischen 430 und 490 nm aufweist, einem zweiten Leuchtstoff, der grüne Strahlen emittiert und eine maximale Emission innerhalb eines Wellenlängenbereichs zwischen 520 und 590 nm aufweist und einem dritten Leuchtstoff, der rote Strahlen emittiert und eine maximale Emission innerhalb eines Wellenlängenbereichs zwischen 590 und 640 nm aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Leuchtstoff eine Zusammensetzung der nachstehenden allgemeinen Formel aufweist:

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^Ln2(1-x-y)°3-^zSiO2^:Ce2x-^Tb2y

in der

χ 1x10 bis 3x10 Grammatome je Grammatom Gesamtmenge an Seltenerdelementen,

■ _2 -i
y 3x10 bis 3x10 Grammatome je Grammatom der

Gesamtmenge an Seltenerdelementen, und ζ 0,8 bis 2,2 Mol je Mol im zweiten Leuchtstoff

enthaltenes Seltenerdoxyd bedeuten, aufweist, und

der bei Anregung durch Ultraviolettstrahlen grüne Strahlen emittiert.

7. Niederdruck-ijuecksilberfluoreszenzlampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Leuchtstoff schicht aus 5 bis 30 Gew.- % des ersten Leuchtstoffs, 10-60 Gew.-% des zweiten Leuchtstoffs und 20-80 Gew. -% des dritten Leuchtstoffs gebildet ist.

8. Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Leuchtstoff besteht aus Sr₁-(PCK)^Cl : Eu, ^Bax^Mg(2-x)^Al16°27^:Eu °^{der Sr}x^Mg(2-x)^Al16^O27^:Eu' ^Wobei χ 0,5 bis 1,5 bedeutet.

9. Niederdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Leuchtstoff eine Zusammensetzung der nachstehenden Formel aufweist

:Eu

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wobei Ln Yttrium, Lanthan, Gadolinium und/oder Lutetium bedeutet.

10. Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe, mit einer Leuchtstoffschicht gebildet aus einem Leuchtstoff ,der grüne Strahlen emittiert und eine maximale Emission innerhalb des Wellenlängenbereichs zwischen 520 und 570 nm aufweist, und einem Leuchtstoff, der rote Strahlen emittiert und eine maximale Emission innerhalb des Wellenlängenbereichs 580 bis 650 nm aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der grün emittierende Leuchtstoff eine Zusammensetzung der nachstehenden allgemeinen Formel aufweist

^L^2(1-x-Y)⁰3-^zSiO2^:Ce2x-^Tb2y

in der

Ln wenigstens ein Seltenerdelement, ausgewählt aus Yttrium, Lanthan, Gadolinium und Lutetium,

-3 -1
1x10 bis 3x10 Grammatome je Grammatom < Gesamtmenge aller Seltenerdelemente,

-2 -1
3x10 bis 3x10 Grammatomo je Grammatom < Gesamtmenge aller Seltenerdelemente,

und

ζ 0,8 bis 2,2 Mole je Mol im grünemittierenden

Leuchtstoff enthaltene Seltenerdoxyde bedeuten, und

der bei Anregung mit Ultraviolettstrahlen grüne Strahlen emittiert.

11. Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Leuchtstoff schicht aus 10 bis 60 Gew.-% grün emittierendem Leuchtstoff und 90 bis 40 Gew.-% rot emittierendem Leuchtstoff besteht.

809842/103i

12. Hochdruck-Quecksilberfluores.zenzlarape nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Leuchtstoffschicht zusätzlich einen blaue Strahlen emittierenden Leuchtstoff mit einer maximalen Emission innerhalb des Wellenlängenbereiches zwischen 410 und 480 nm aufweist.

13. Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffschicht aus 30 bis 90 Gew.-% rot emittierendem Leuchtstoff, 10 bis 60 Gew.-% grün emittierendem Leuchtstoff und 5 bis 40 Gew.-% blau emittierendem Leuchtstoff besteht.

14. Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe- nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der rot emittierende Leuchtstoff wenigstens einhält YVO₄IEu₇ Y(P,V)O₄IEu, Y(P, Si,V)O₄IEu und/oder Y₃O₃ZEu.

15. Hochdruck-Quecksilberfluoreszenzlampe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der blau emittierende Leuchtstoff aus Sr₅(PO₄J₃CIrEu und/oder BaMg₃Al.gO:Eu besteht.

16. Grüne Strahlung emittierende Fluoreszenzlampe zur Verwendung mit einer elektronischen Kopiervorrichtung mit einer Leuchtstoffschicht, die nur aus einem grün emittierenden Leuchtstoff besteht, der eine maximale Emission innerhalb des Wellenlängenbereichs 520 bis 590 nm aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der grün emittierende Leuchtstoff eine Zusammensetzung der nachstehenden Formel aufweist

^Ln2(1-x-y)⁰3-^zSiO2^:Ce2x-^Tb2y

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in der

-3 -1
χ 1x10 bis 3x10 Grammatome je Grammatom der Gesamtmenge aller Seltenerdelemente,

-2 -1
y 3x10 bis 3x10 Grammatome je Grammatom der

Gesamtmenge aller Seltenerdelemente, und ζ 0,8 bis 2,2 Mole je Mol im grün emittierenden

Leuchtstoff enthaltenen Seltenerdoxyd bedeuten,und der bei Anregung mit Ultraviolettstrahlen grüne Strahlen emittiert.

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