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MATIERE LUMINESCENTE.
La présente invention concerne les lampes fluorescentes du type à décharge sous faible pression et, plus spécialement, des matières lumines- centes entrant dans leur fabrication.,
Si les lampes fluorescentes ont donné satisfaction à plusieurs points de vue, le rendement chromatique des sources fluorescentes à tou- jours été faible. Ceci fut spécialement constaté dans les dernières an- nées avec les lampes utilisant des matières fluorescentes aux halophospha- tes qui sont déficientes non seulement dans le spectre du bleu foncé, mais surtout dans le spectre du rouge foncé. On s'est efforcé d'augmenter le ren- dement chromatique des lampes, en mélangeant aux halophosphates, d'autresma- tières fluorescentes qui ajoutent la gamme des radiations manquant aux halo- phosphates.
En ajoutant une matière fluorescente à une matière luminescente d'une lampe qui,. excitée par une radiation à 2537 AU (Unités Angstrom), don- ne des radiations dans le rouge, c'est-à-dire entre 6100 AU et 7000 AU, on provoque une perte de rendement lumineux, puisque l'oeil humain n'est pas aussi sensible aux rayons rouge qu'aux autres rayons du spectre visible. En choisissant une matière fluorescente qui émet du rouge, il est donc utile d'en choisir une qui a un bon,rendement dans le spectre rouge, de manière à réduire au plus la perte totale de lumière débitée. Il est en outre dési- rable de choisir une matière fluorescente qui n'émet pas dans le spectre non visible.
On a beaucoup utilisé jusqu'ici le manganophosphate de calcium et de.cérium dans les mélanges de matières fluorescentes émettant du rouge foncé. Du tungstate de calcium ou de magnésium a été utilisé pour la gamme des bleus, et un halophosphate efficace avec du silicate de zinc pour la gamme médiane du spectre. Avec un tel mélange, les rendements lumineux sont dans les environs de 40 lumens par watt (lpw). Quoique le manganophos- phate de cérium et de calcium soit satisfaisant à de nombreux points de vue,
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son emploi dans un mélange de matières fluorescentes présente encore plusieurs inconvénients. Cette matière flùorescente est difficile à obtenir synthéti- quement et elle est très sensible à la chaleur; il est donc difficile de pro- duire des lampes de couleur régulière.
Le manganophosphate de cérium et de calcium émet aussi de l'énergie dans le proche ultra-violet et dans l'infra- rouge, énergie perdue pour l'oeil et constituant une réduction du rendement en lumière visible de la lampe.
L'invention a pour but principal de produire un mélange de ma- tières fluorescentes efficace et à bon rendement chromatique dans le spectre rouge, quand il est excité par une radiation ultra-violette.
On a découvert, que le germanate de magnésium et surtout le fluorogermanate de magnésium activés au manganèse, suppriment les inconvénients des anciennes matières fluorescentes utilisées pour avoir une émission de rou- ge foncé. La matière fluorescente au fluorogermanate de magnésium est essen- tiellement un germanate de magnésium ayant la formule générale 4 MgO, GeO2, 0,01 Mn avec une partie de l'oxygène de l'oxyde de magnésium remplacée par du fluor. La formule générale du fluorogermanate de magnésium peut s'écrire x MgO.y MgF2 . GeO2:2 Mn , x étant un nombre compris entre 1 et 6 inclusi- vement, y un nombre compris entre 1,9 et 0,01 inclusivement, la somme x + y ne dépassant jamais 6, et z un nombre entre 0,001 et 0,1 inclusivement. La composition préférée est 3,5 MgO - 0,5 MgF2.GeO2: 0,01 Mn.
Pour produire une matière luminescente pouvant être utilisée comme source de lumière "blanc froid", on peut utiliser les formules suivan- tes :
EMI2.1
<tb> Matière <SEP> fluorescente <SEP> Pourcent <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Exemple <SEP> I <SEP> Exemple <SEP> II.
<tb>
<tb>
Halophosphate <SEP> à <SEP> 3.500 K <SEP> 66,0 <SEP> 87,1
<tb>
<tb> Fluorogermanate <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 28,3 <SEP> 9,7
<tb>
<tb> Tungstate <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 3,7 <SEP> 3,5
<tb>
<tb> Silicate <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 2,0 <SEP> 0
<tb>
Un "halophosphate à 3.500 K" est un halophosphate qui émet une radiation correspondant à la radiation d'un corps noir à une température de 3.500 degrés Kelvin.
Le I.C.I. (International Committée of Illumination) donne, pour une lampe à décharge à vapeur de mercure à faible pression de 40 watts pré- parée avec un mélange comme à l'exemple I, des coordonnées de couleur x = 0,383 et y = 0,361, Un mélange comme à l'exemple II a un rendement de 58 lpw (lu- mens par watt) et des coordonnées de couleur, x = 0,368 et y = 0,364.
Le rendement lumineux initial d'un mélange suivant l'exemple I, est d'environ 46 lpw. Ce rendement lumineux est 'supérieur d'environ 6 lumens par watt à celui d'un mélange classique utilisant du manganophosphate de cérium et de calcium pour la radiation rouge foncé. La quantité de fluoro- germanate de magnésium à utiliser n'est pas critique mais peut varier sui- vant le degré de ;correction chromatique désiré. Si on utilise un halophos- phate différent de celui à 3.500 K, la proportion de fluorogermanàte de ma- gnésium dépendra de l'importance des radiations rouges du halophosphate. La proportion de fluorogermanate de magnésium utilisée dans l'exemple ci-dessus donne le rendement lumineux maximum pour les mélanges "Blanc froid" essayés.
Un autre mélange qui donne une lumière du type "blanc froid" et a des coordonnées I.C.I. x = 0,368, y = 0,364 avec un rendement lumineux de 58 lumens par watt, a la composition suivante :
EMI2.2
<tb> Ingrédients <SEP> Pourcentage <SEP> en <SEP> poids
<tb> Halophosphate <SEP> à <SEP> 3.500 K <SEP> 86,8
<tb>
<tb> Fluorogermanate <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 9,7
<tb>
<tb> Tungstate <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 3,5
<tb>
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Une source blanc chaud" peut être produite, en remplaçant/dans les mélanges décrits ci-dessus, le halophosphate à 3.500 K par un halophospha- te à 2.500 K.
Un mélange "blanc chaud" ayant des coordonnées de couleur I.C.I. x = 0,419, y = 0,385 avec un rendement lumineux de 60 lumens par watt, a la composition suivante :
EMI3.1
<tb> Ingrédients <SEP> Pourcentage <SEP> en <SEP> rpoids
<tb>
<tb> Halophosphate <SEP> à <SEP> 2.500 K <SEP> 84,1
<tb>
<tb> Fluorogermanate <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 9,4
<tb>
<tb> Tungstate <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 3,7
<tb> Silicate <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 2,8
<tb>
Une matière luminescente de la composition suivante, produira une lumière "blanc chaud" avec des coordonnées de couleur I.C.I.
x = 0,422, y = 0,420 et un rendement lumineux de 53,5 pour cent,*,
EMI3.2
<tb> Ingrédients <SEP> Pourcentage <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Halophosphate <SEP> à <SEP> 2.500 K <SEP> 60,8
<tb>
<tb> Fluorogermanate <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 26,1
<tb>
<tb> Tungstate <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 1,8
<tb>
<tb> Silicate <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 11,3
<tb>
Les proportions des mélanges ci-dessus peuvent être variées suivant que l'on désire soigner le rendement, le rendement chromatique général ou la répartition des couleurs.
Le germanate de magnésium donnera une émission rouge et peut être utilisé dans le mélange de matières fluorescentes. Cependant le fluo- rogermanate est préféré parce qu'il a un meilleur rendement dans le rouge.
Le germanate de magnésium est néanmoins une matière fluorescente meilleure que le manganophosphate de cérium et de calcium actuellement utilisé. Le germanate et le fluorogermanate sont plus stables que le manganophosphate de cérium et de calcium aux températures de recuit.
La description ci-dessus montre clairement que l'invention procu- re une matière luminescente à utiliser dans une lampe fluorescente du type à décharge sous faible pression qui, excitée par une radiation ultra-violet- te, émet des radiations ayant d'excellentes qualités chromatiques, et qui est stable à des températures élevées, contenant, en outre, une matière fluorescente ayant une excellente émission dans le rouge du spectre visible.
REVENDICATIONS.
1. - Matière luminescente pour lampes à décharge sous faible pression, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange de halophosphate et de germanate de magnésium.
2. - Matière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le germanate de magnésium consiste en fluorogermanate de magnésium.