DE1572216B2

DE1572216B2 - Leuchtstoff

Info

Publication number: DE1572216B2
Application number: DE19651572216
Authority: DE
Inventors: William Lambertus; Bril Alfred; Eindhoven Wanmaker (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1964-08-07
Filing date: 1965-08-04
Publication date: 1973-08-09
Also published as: DK118514B; NL6409066A; US3415757A; BE667971A; NL152397B; CH468457A; SE320450B; ES316184A1; DE1572216A1; GB1082373A; DE1572216C3; AT262395B

Description

insbesondere aber für den Leuchtstoff, da dieser einen Übergangspunkt zwischen zwei Phasen bei einer Temperatur von etwa 1300⁰C aufweist.

Die Oxyfluoride nach der Erfindung sind Oxyde mit einem Fluorgehalt zwischen 0,1 und 5,0 Gewichtsprozent Fluor und lassen sich in einfacher Weise dadurch herstellen, daß ein Gemisch der Oxyde eines oder mehrerer der Elemente Gadolinium, Yttrium oder Lanthan mit Europiumoxyd und einer passend gewählten Menge Ammoniumfluorid hergestellt wird. Vorzugsweise wird das Europium jedoch als Europiumfluorid eingemischt, wobei eine solche Menge Ammoniumfluorid zugesetzt wird, daß nach Erhitzung des Leuchtstoffes auf eine Temperatur von etwa 1200⁰C die richtige Menge Fluor in dem Stoff vorhanden ist. Dabei ist die Tatsache zu berücksichtigen, daß ein Teil des Fluors aus dem Reaktionsgemisch entweicht.

Die Erfindung wird weiter an Hand einer Tabelle näher erläutert. In dieser Tabelle sind die molekulare und die Gewichtszusammensetzung einer Anzahl von Ausgangsgemischen angegeben, aus denen durch zweistündige Erhitzung auf 1200⁰C in Luft rot leuchtende Oxyfluoride nach der Erfindung entstehen. Außerdem wird die Lichtausbeute bei Zimmertemperatur bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von 253,7 ηιμ und die Quantenausbeute q bei Anregung durch Elektronen angegeben. Die Lichtausbeute (L · Q) bei Zimmertemperatur ist als relativer Wert in bezug auf ein Gemisch von antimon- und manganaktiviertem Halophosphat und einer solchen Menge Calciumcarbonat gemessen, daß

ίο die Lichtausbeute auf 54 % der ursprünglichen Lichtausbeute des Calciumhalophosphats herabgesetzt wurde.

Abgesehen von den vorerwähnten, günstigen Eigenschaften haben die Oxyfluoride nach der Erfindung eine gute Temperaturabhängigkeit, d. h. auch bei hohen Temperaturen ist die ausgesandte rote Strahlung wenig geringer als die Menge Strahlung, die bei Zimmertemperatur ausgesandt wird. Es ist somit möglich, die Leuchtschirme hoch zu belasten, was z. B. der Fall ist, wenn sie in Farbfernsehwiedergaberöhren für die Projektion und bei Verwendung in einer rotkorrigierenden Schicht bei Hochdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen verwendet werden.

Tabelle

	mol	O₃	gr.	EuF₃	mol	gr.	NH₄F	mol	gr.	Eu₂O₃	mol	gr.	Y₂O₃	mol	gr.	L. O.	q
Gd	1,00		3,62		0,06	0,13		0,30	0,11							bei
	1,00	10,87			0,18	0,20	0,03	0,32			Zimmer-	7,5
1,00	10,87	0,06	0,38							temp.	5,5
		0,06	0,21	0,10	0,063			1,00	3,84	127	5,9
		0,15	0,53	0,10	0,063			1,00	3,84	98	5,8
1,00	10,87					0,03	0,32			108	5,4
									95	4,7
				101
				61

Claims

1 2 blauen und grünen Komponenten liegt eine große Patentansprüche: Anzahl von Stoffen vor, die diese Anforderung erfüllen, für die rote Komponente jedoch ist die Wahl sehr

1. Leuchtstoff, insbesondere für eine Elektronen- beschränkt. Einer der meist verwendeten Stoffe ist strahlröhre zur Wiedergabe von Farbbildern, der 5 silberaktiviertes Zinkkadmiumsulfid. Ein anderer, rot leuchtend und mit Europium aktiviert ist, auch oft verwendeter Stoff ist Zinkorthophosphat, das dadurch gekennzeichnet, daß er ein mit Mangan aktiviert wird. . ^;

Oxyfluorid eines oder mehrerer der Elemente Es wurde international verabredet, daß der Farb-

Gadolinium, Yttrium oder Lanthan mit einem punkt der roten Komponente der Wellenlänge von

Fluorgehalt zwischen 0,1 und 5,0 Gewichtsprozent io 611 πιμ entsprechen soll. Obgleich die vorerwähnten

ist und mit 0,005 bis 0,20 Atomen dreiwertigem rot leuchtenden Stoffe bei dieser Wellenlänge eine

Europium pro Mol. Oxyfluorid aktiviert ist. hinreichende Lichtmenge aussenden, haben sie den

2. Leuchtstoff nach Anspruch 1, dadurch ge- Nachteil, daß sie ein Emissionsspektrum mit einem kennzeichnet, daß der Europiumgehalt zwischen breiten roten Band haben, so daß sie eine erhebliche 0,04 und 0,20 Atomen pro Mol Oxyfluorid liegt. 15 Menge Energie der anregenden Strahlung in Strahlung

3. Leuchtstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch mit einer neben 611 ΐημ liegenden Wellenlänge umgekennzeichnet, daß der Fluorgehalt zwischen wandeln. Infolgedessen ist das Lumenäquivalent 0,2 und 1,0 Gewichtsprozent liegt. niedrig.

' Ein weiterer wichtiger Punkt für Leuchtstoffe zur

ao Anwendung in Farbwiedergaberöhren ist das sogenannte »Gewicht« eines Lumens, das proportional

mit 1/y ist, wobei y die Ordinate des Farbpunktes in

dem international festgesetzten xyz-Farbdiagramm ist.

Für die bekannten rot leuchtenden Leuchtstoffe ist

25 dieses »Gewicht« ungünstig wegen des hohen y-Wertes.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leuchtstoff

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leuchtstoff, anzugeben, der neben einer guten Emission ein hohes insbesondere für eine Elektronenstrahlröhre zur Lumenäquivalent aufweist, wie weiter unten näher Wiedergabe von Farbbildern, der rot leuchtend und erläutert,
mit Europium aktiviert ist. 30 Ein Leuchtstoff der eingangs genannten Art ist nach

Für viele Zwecke ist ein Leuchtstoff erwünscht, der der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß er ein bei Anregung durch elektromagnetische Strahlung Oxyfluorid eines oder mehrerer der Elemente Gadolini- oder durch Korpuskularteilchen wie Elektronen rotes um, Yttrium oder Lanthan mit einem Fluorgehalt Licht erzeugt. Elektromagnetische Strahlung wird zwischen 0,1 und 5,0 Gewichtsprozent ist und mit z. B. durch eine Quecksilberdampf entladung, entweder 35 0,005 bis 0,20 Atomen dreiwertigem Europium pro Mol bei Nieder- oder Hochdruck, ausgesandt. Da das aus- Oxyfluorid aktiviert ist.

gesandte Quecksilberspektrum wenig rote Strahlung Die Oxyfluoride von Gadolinium, Yttrium und

enthält, ist es erwünscht, die durch solche Entladungs- Lanthan senden infolge der Aktivierung mit Europium lampen erzielbare Farbwiedergabe dadurch zu ver- sowohl bei Anregung durch Elektronen als auch durch bessern, daß ein Teil der ausgesandten Ultraviolett- 40 Ultraviolettstrahlung Licht mit sehr schmalen Bändern strahlung in rotes Licht umgewandelt wird. in dem roten Teil des Spektrums und besonders starke

Aus der USA.-Patentschrift 2 372 071 ist es bekannt, Linien bei 612 und 614 πιμ aus, also sehr nahe der Leuchtschirme herzustellen, die einen rot leuchtenden erwähnten standardisierten Wellenlänge für die rote mit Europium aktivierten Leuchtstoff enthalten. Diese Komponente der Wiedergabeschirme für Farbfernsehbekannten Leuchtstoffe sind nur für Anwendungen in 45 röhren.

Entladungslampen geeignet. Dies ergibt sich aus der Das Lumenäquivalent der mit Europium aktivierten

USA.-Patentschrift 2 372 071 daraus, daß für den Oxyfluoride von Gadolinium, Yttrium und Lanthan behandelten Leuchtstoff die Wellenlängen 2537 Ä für ist besonders hoch, d. h. etwa 300 Lumen pro Watt, eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe Das bekannte, erwähnte, silberaktivierte Zinkkad- und 3650 Ä für die entsprechende Hochdruck-Queck- 50 miumsulfid hat nur ein Lumenäquivalent von 75 Lusilberdampfentladungslampe angegeben sind (vgl. S. 1, men/W und das manganaktivierte Zinkorthophosphat Sp. 1, Zeile 14/15 und Patentansprüche auf S. 2, Sp. 2 140 Lumen/W. Die Lichtausbeute liegt zwischen den dieser Patentschrift),.. beiden zuletzt genannten, bekannten Stoffen.

In den Patentansprüchen ist darüber hinaus noch Gegenüber den mit Europium aktivierten Oxyden

angegeben, daß es sich bei dem Leuchtstoff nach dieser 55 von Gadolinium, Yttrium und Lanthan, die kein USA.-Patentschrift 2 372 071 um einen rot nach- Fluor enthalten, wird eine höhere Quantenausbeute leuchtenden Leuchtstoff handelt. Rotes Nachleuchten bei Elektronenaufprall erzielt. Die höchsten Quantenist jedoch nur bei Lampen zulässig, niemals jedoch bei ausbeuten ergeben sich mit einem Fluorgehalt zwischen Elektronenstrahlröhren, mit denen bewegte Bilder 0,2 und 1,0 Gewichtsprozent Fluor und mit einem dargestellt werden sollen. Außerdem handelt es sich 60 Europiumgehalt zwischen 0,04 und 0,20 Atomen pro bei dem Leuchtstoff um ein Erdalkalisulfid mit zwei- Mol Oxyfluorid. wertigem Europium. Die höheren Europiumgehalte sind zu bevorzugen,

Zur Wiedergabe von Farbbildern mittels einer da die ausgesandte Strahlung einen größeren Rotanteil Elektronenstrahlröhre wird oft ein Leuchtschirm mit hat, ohne daß die Ausbeute herabsinkt, drei Leuchtstoffen benutzt, die bei Anregung durch 65 Die Anwendung von Fluor bringt noch den Vorteil Elektronen blaues, grünes bzw. rotes Licht aussenden. mit sich, daß es nicht notwendig ist, bei der Herstellung Zum Erzielen eines hellen Bildes ist es notwendig, daß der lumineszierenden Oxyfluoride eine hohe Erhitzungsdie Leuchtstoffe eine hohe Ausbeute haben. Für die temperatur anzuwenden. Dies ist ohnehin vorteilhaft,