BE506426A

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Publication number: BE506426A
Authority: BE

Description

       

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  MATIERE LUMINESCENTE. 



   L'invention concerne une matière luminescente à base de silicate de zinc et de glucinium, ainsi qu'un écran comportant'une telle'matière. 



   L'une des   matières luminescentes   les plus connues est a base   d'or-     thosilicate'de   zinc. Ce silicate peut.comporter comme activant des éléments déterminés, le manganèse par exemple, qui fut   l'un   des premiers connus. Le silicate de zinc activé par du manganèse est souvent appelé   "willémite".   Com= me on le sait, le silicate de   zinc-{ainsi   que le silicate de zinc dont une partie du zinc est remplacée, de manière isomorphe, par du glucinium et qui satisfait aux rapports   orthoformique),,   peuvent être portés à la luminescence, sans l'intervention d'un activant, en les excitant par des électrons-,, des rayons ultra-violets ou des'rayons X.

   La gamme de longueurs d'onde du rayon-   nementémis   par ces silicates de zinc non   activés..est   comprise entre 3000 et 5.000 A. Ces silicates,   dont. la   luminescence est donc essentiellement bleue, présentent un inconvénient leur efficacité lumineuse est très faible de   sor-   te qu'ils conviennent moins bien que les autres matières à luminescence bleue, le tungstate de magnésium par exemples- 
L'invention   élimine,   en grande partie, cet inconvénient, 'Une matière luminescente conforme à l'invention est un produit de réaction obtenue par chauffage et comportant du   silicium,-de     1,'oxygène¯et   au moins l'un des -métaux zinc ou glucinium,

   ainsiqu'au moins   lun   des métaux aluminium ou   gallium.   '   @   
De préférence, les quantités de zinc, de glucinium, de silicium et   d'cxygène   sont telles que la matière présente la structure du type phénaki- te. 



   De préférence, la quantité d'aluminium et de gallium est telle que, par 1000 atomes de zinc et de   glucinium,   la matière ne comporte pas moins de 1 atome, mais pas plus de 300 atomes   d'aluminium   et de gallium,, 

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L'utilisation d'un silicate de zinc activé par du manganèse et ad- ditionné d'aluminium est déjà connue. Cependant, la luminescence d'un tel   si-   licate, n'est due qu'à la présence de manganèse activant. La lumière émise   n'est donc pas bleue ; a une plus grande longueur d'onde.   



   Les propriétés d'une matière conforme à l'invention sont pratique- ment identiques à celles des matières correspondantes non activées par de l'aluminium ou du gallium, abstraction faite de l'efficacité lumineuse. Pour ces dernières matières connues, le rendement quantique est de 10 % environ, alors que, pour une matière conforme à l'invention, il varie de 30 à 60 %. 



  L'efficacité lumineuse est donc notablement améliorée. 



   La matière conforme à l'invention peut être excitée par des rayons ultra-violets à onde courte, par des rayons X et par des électrons. 



   Elle peut être préparée non seulement dans une atmosphère oxydante, mais aussi dans une atmosphère réductrice. Les composés non activés par de l'a- luminium ou du gallium et devant être excités par des rayons ultraviolets, ne peuvent se préparer que dans une atmosphère réductrice. 



   Le procédé de.préparation de la matière conforme à l'invention sera expliqué à l'aide de l'exemple suivant. 



   Un mélange de 
488 g de ZnO 
185 g de SiO2 (exempt d'eau) et 
60   cm3   d'une solution de nitrate d'aluminium ou de gallium dans un rapport de 1 molécule-gramme par litre, est versé dans de l'eau et la suspension est séchée. La matière sèche est ensuite chauffée pendant deux heures à l'air, à une température de   4000C.   Le produit obtenu est broyé et est chauffé pendant deux heures à une température de   1200 C,   à l'air ou dans un mélange gazeux réducteur (de   1,1-azote   et de l'hydrogène par exemple). 



   Un écran luminescent conforme à l'invention peut évidemment com- porter, outre une matière telle que décrite ci-dessus, d'autres matières lumi- nescentes ;   celles.¯:ci   peuvent émettre leur rayonnement maximum dans la même partie ou dans d'autres parties du spectre.



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  LUMINESCENT MATERIAL.



   The invention relates to a luminescent material based on zinc glucinium silicate, as well as a screen comprising such material.



   One of the most well-known luminescent materials is based on zinc orthosilicate. This silicate can include as activating certain elements, manganese for example, which was one of the first known. Manganese activated zinc silicate is often referred to as "willemite". As we know, zinc silicate- {as well as zinc silicate in which part of the zinc is replaced, isomorphically, by glucinium and which satisfies the orthoform ratios), can be brought to luminescence, without the intervention of an activator, by exciting them by electrons, ultra-violet rays or X-rays.

   The range of wavelengths of radiation emitted by these unactivated zinc silicates is between 3000 and 5000 A. These silicates, including. luminescence is therefore essentially blue, have a drawback their luminous efficiency is very low so that they are less suitable than other materials with blue luminescence, magnesium tungstate for example-
The invention largely eliminates this drawback, 'A luminescent material according to the invention is a reaction product obtained by heating and comprising silicon, -of 1,' oxygen and at least one of the -metals zinc or glucinium,

   as well as at least one of the metals aluminum or gallium. '@
Preferably, the amounts of zinc, glucinium, silicon and oxygen are such that the material has the phenakite-like structure.



   Preferably, the amount of aluminum and gallium is such that, per 1000 atoms of zinc and glucinium, the material has not less than 1 atom, but not more than 300 atoms of aluminum and gallium ,,

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The use of a zinc silicate activated with manganese and added with aluminum is already known. However, the luminescence of such a silicate is due only to the presence of activating manganese. The light emitted is therefore not blue; has a longer wavelength.



   The properties of a material according to the invention are practically identical to those of the corresponding materials not activated by aluminum or gallium, apart from the luminous efficiency. For these latter known materials, the quantum yield is approximately 10%, whereas, for a material according to the invention, it varies from 30 to 60%.



  The luminous efficiency is therefore significantly improved.



   The material according to the invention can be excited by short-wave ultraviolet rays, by X-rays and by electrons.



   It can be prepared not only in an oxidizing atmosphere, but also in a reducing atmosphere. Compounds not activated by aluminum or gallium and which must be excited by ultraviolet rays can only be prepared in a reducing atmosphere.



   The process for preparing the material according to the invention will be explained with the aid of the following example.



   A mix of
488 g of ZnO
185 g of SiO2 (free of water) and
60 cm3 of a solution of aluminum or gallium nitrate in a ratio of 1 molecule-gram per liter, is poured into water and the suspension is dried. The dry material is then heated for two hours in air, at a temperature of 4000C. The product obtained is ground and is heated for two hours at a temperature of 1200 ° C., in air or in a reducing gas mixture (of 1,1-nitrogen and of hydrogen, for example).



   A luminescent screen according to the invention can obviously comprise, in addition to a material as described above, other luminescent materials; these can emit their maximum radiation in the same part or in other parts of the spectrum.

Claims

SUMMARY, 1. - Luminescent material provided with a reaction product obtained by heating and comprising silicon, oxygen and at least one of the metals zinc or glucinium as well as at least one of the metals aluminum or gallium.

2. - Embodiments of the luminescent material specified under 1, which may also have the following peculiarities taken separately or in combination: a) the quantities used of the elements zinc, glucinium, silicon, and oxygen are such that the product reaction has a phenakite type structure; b) per 1000 atoms of zinc, the number of atoms of aluminum and gallium is between 1 and 300. under 1, and 3. - Luminescent screen comprising a material as specified under 1, and 2.