DE1572221A1 - Leuchtschirm - Google Patents

Description

Dr. P. Roßbach

r.Lotaawalt

kr.i.iz:i$.v.Philips «Gloeilampenfabrieken _{v /R}

Ak.eNo. pHH _ ₆₉o -IC79991

Anmeldung vom: 8οΡβΐ>Γ_ο66 I O/ttt I

"Leuchtschirm.^N

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leuchtschild, E.B. eur Anwendung in Elektronenstrahlröhren oder in Kombination »it Sasentladungslampen, und auf eine in einem Schixn nach der Srfindung vorhandene rot lumineszierende Komponente.

Neuerdings sind viele Veröffentlichungen in beaug auf Leuchtstoffe erschienen, die als AIc ti vat or eines oder mehrere der seltenen Erdmetalle enthalten. Insbesondere wurde versucht, Leuchtstoffe zu erhalten, die eine rote Emission aufweisen. Solche Stoff· sind nämlioh von grosser dichtigkeit für die Anwendung in Farbferanehwiedergabe-röhren und für die Verbesserung der Farbwiedergabe Tön ^ueoksilberdampfentladungslampen, insbesondere Hoohdruokqueoksilber— dampfentladungalampen. Bei den Untersuchungen wurd· insbesondere auf •inen hohen Dmwandlungswirkungsgrad, eins gute

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BAD ORIGINAL

und «in· tiefrot· Färb· der Emission geachtet. Be hat sich herausgestellt_f da·· diese Eigenschaften, rielfaoh in Kombination, «it verschiedenen Leuchtstoffen erhalten werden kBnnen, wenn luropium als Aktirator verwendet wird« Z.B. wurden alt Buropium aktiriertes Gadoliniumoxyd und mit Europium aktiviertes Yttriumvanadat beschrieben. In diesen Stoffen entsteht infolge der Aktirierung mit Buroplimi sowohl bei Anregung mit Elektronen als auch bei Anregung Bit Ultraviolettstrahlung «ine tiefrote Zbission mit einem Haxiraun zwischen 500 und 625 tm» Sie weiteren Eigenschaften dieser Stoffe sind stark von dar Zusammensetzung des Gitters abhängig, in dem das Buropiu· als Aktivator aufgenommen ist.

Ein Leuchtschirm nach der Erfindung enthalt eine rot lumineszierend· Komponente, die der Formel

(T + Qd)₂O₃.(1-X)V₂O₅.x(Ae ♦ P)₂O₅ ι PiU₂O₃ •nteprioht, in welcher Formel
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0,02 / p/0,i8

Wie sich aus dieser Formel ergibt, ist die rot lumineszierend· Komponente ein mit Suropiun aktiviertes Vanadat von Tttriue und/oder Gadolinium, in dem »in Teil des Tanadiums durch Arsen und/oder Phosphor ersetzt worden ist. Dies· Komponente hat gleich wie die bekannten mit Suropium aktivierten Stoffe eine tiefrot« Stiesion mit eine·. Jiaximun zwischen £00 und 625 «■·

Untersuchungen, die zu der Erfindung geführt haben, haben .ergeben, dass die rot lueineezierende Komponente ffir «inen Schirm nach der Irfindung «ine gute TemperaturhSngigkeit aufweist, d.h., dass d»r Wirkungsgrad der Umwandlung der anregenden Strahlung in die rote Strahlung bei Temperaturen zwischen 300 und 600°C nicht au stark vom llungswlrkungsgrad bei Zimmertemperatur abweicht. Diese Eigenist von besonderer 3edeutung, wenn ά·χ Sobira naoh der Irf iaiung 009810/1617

In Kombination nit einer HochdruckqueeksilberdampfentladungerBhre eur Verringerung des Mangele an roter Strahlung einer solchen Strahlungsquelle verwendet wird. Dar Leuchtschirm befindet sich bei dieser Anwendung nlalioh la allgeaeinen in geringer Entfernung von der Entladung«röhre und wird dadurch infolge Wärmeausstrahlung der Sntladungsröhr* warn. Diese Eigenschaft ist jedoch auch in Slektronenstrahlröhren von 3edsutung_f da dann, z.3. bei Verwendung der Elektronen"trahlröhren für Projektionsfernsehswsoke eine hohe Sohirmbelastung zugelassen werden kann.

Sie rot lumineszierende Komponente eines 3ohirs.ee gemasn der Erfindung hat weiterhin bei Anwendung in FernsehwiedergaberShren den grossen Vorteil, dass die Farbe der Komponente selber weise ist· Dies ist insbesondere bei Anwendung in FarbfernsehwiedergaberBhren von Wichtigkeit. Bisher wurde meist ein mit Silber aktiviertes Zink-Kadmiumsulfid verwendet. Dieses Sulfid selber hat eine hellgelbe Farbe. Venn das Farbenbild in einem nicht völlig dunkelβη Baum, s.3. bei Tageslicht, betrachtet wird, wird die Farbe des wahrgenommenen 3ildes nicht nur durch das erzeugte Lumineszenzlicht, sondern auch durch das reflektierte auffallende Licht bestimmt. Venn der rotes Licht emittierende Stoff nun hellgelb gefIAt ist, erfolgt infolge des auffallenden Lichtes einen Stich ins Orange, der sehr leicht vom Auge wahrgenommen wird. Wenn der Stoff weiss ist, wie dies bei der rot luminessierenden Komponente in einem Schirm nach der Srfindung der Fall ist, kann kein Farbstich auftreten. Die Farbe wird nur etwas weniger gesättigt, was nicht so störend als ein Farbstich ist.

Wie oben erwähnt, hat man bereits vorgeschlagen, als rot lumineszierende Komponente mit Suropium aktiviertes Tttriumvanadat su verwenden. Im Vergleich zu diesem Stoff haben die Stoff· nach der Erfindung den Vorteil, dass erstens ihre Temperaturabhangigksit erheblich befriedigender ist, dass zweitens die aaission etwas monochromatischer

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rot let, und date drittens die Herstellung viel einfaoher ist.

Ia Vergleich eu den reinen Phosphaten von Yttrium besw. Gadolinium haben die gemischten Verbindungen naoh der Erfindung den Vorteil, dass sie eine höhere Liohtausbeute und eine grössere Temperaturabhängigkeit aufweisen.

Ausserdea haben die Vanadate, in denen naoh der Erfindung ein Teil des Vanadiums durch Phosphor und/oder Arsen ersetst worden ist, beim Ansohlag mit Elektronen eine geringere Sättigung als die nicht substituierten Vanadate.

Pie Temperaturabhängigkeit wird nachstehend an Hand τοη Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. In bezug auf die monochromatischere rote Emission kann bemerkt werden, dass diese auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass die phosphor- und/oder arsenhaltigen Vanadate gleich wie die Vanadate und Phosphate selber bei Wellenlangen von 613 und 619 «■ «war dieselben starken Siissionslioien aufweisen, aber dass in den Uisohverbindungen die Linie bei 619 nm gegenüber der Linie bei 615 nm verhlltnismlssig stärker ist.

Die Herstellung der Uisohverbindungen ist einfaoher als die der Vanadate der entsprechenden Zusammensetzung. Sie Vanadate werden im allgemeinen aus den Oxyden von Yttrium, Gadolinium, Vanadium und Buropium oder aus dunh Erhitzung diese Oxyde ergebenden Verbindungen, s.B. iamoniumvanadat, Yttriumoxalat oder Oadoliniumnitrat, hergestellt. Die Reaktion, bei der die lumineszierenden Vanadate entstehen, geht, wie es sich zeigt, unbefriedigend vor sich, d.h., dass die Ausbaut· gering ist. Auf bekannte Seise kann dadurch ein« Verbesserung erhalten werden, dass ein Uebennaee an einem der beiden ausgangsstoffe verwendet Dies hat jedoch Nachteile. Verwendet man ein Uebermas· an Yttrium- oder Gadoliniuaoxyd, se entsteht neben dem gewünschten Vanadat ausserdem mlt*SuropiuB aktiviertes Yttrium- bsw. Oadoliniumoxjd. Die Intensität der lslftt eion bei kürzeren Wellenlängen, nSelich bei etwa 611 tau, ist ffllr diese

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BAD ORiGSNAt

. Oxyde grosser ale für die entsprechenden Vanadate, Verwendet man ein Uebermase an Ammoniuavanadat oder an Vanadiumoxyd, bo bleibt bisweilen •in Teil de· Vanadiumoxydes im Endprodukt zurück. Dadurch iat das 2ndprodukt gelb gefärbt, was wieder den oben bereite beschriebenen Farbatich

, durch auffallendes Licht aur Folge haben kann. 3ei Verwendung von Vanadiumoxyd selber liegt au«aerciem die Gefahr vcr, dass es eich leicht in stark gefärbte Oxyde niedrigeren Wertigkeit, z.B. schwarze· Ίο zersetzt. Diese Nachteile ergeben eich nicht bei der Herstellung der Mischverbindungen nach der Erfindung.

Dar Herstellung der Verbindungen nach dar Erfindung iat verh&ltnjsmaseig einfach. Es wird vorzugsweise vcn den Oxyden von Yttrium und/oder Gadolinium ausgegangen und die gewünschte Lenge dieoei Cxyde wird mit dar benötigten Verge an Ammoniumvanadat (NH VO.), DiammoniuinhydrophoephatuNH ) HPC Λ und/oder Arsenpentoxyd (As₂O₁.) und mit der benötigten lienge an Suropiumoxyd (Eu„0.) gemischt. Das Gemisch wird wahrend einiger Stunden in einer oxydierenden Atmosphäre, z.3. Luft, in ^uerztiegeln erhitzt. Diene Erhitzung muss im allgemeinen zwischen 700⁰G und HOO⁰C stattfinden. In einigen Fällen ist as erwünscht, die Erhitzung in Stufen durchzuführen, d.h., dass zunächst einig· Stunden auf niedrigere Temperatur erhitzt wird, das entstandene Beaktionsprcdukt pulverisiert und gemischt wird, wonach daa auf diene Weise entstandene feine Gemisch wieder einige Stunden auf ein· höhere Temperatur erhitzt wird. Diese Bearbeitung kann gegebenenfalls einige Male wiederholt werden. In dar nachstehenden Tabelle ist eine Uabereicht dar Herstellung von vier Verbindungen gegeben.

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TABELLE I.

Gemisch in Grammen	T2°3	Qd2O3	NH4Vc3	(HH.)oHP0, 4'2 4	Bu2O3	Drei Erhitzungen von je
3,94	-	1,69	2,86	0,38	2 Stunden auf b*w.
-	3,45	0,92	1,55	0,21	700° ♦ II5O0 + II5O0
4,07	-	2,11	2,38	0,19	idem
3,70	-	2,11	2,3«	0,76	idem
idem

Bei der Herstellung wurden die obenerwähnten Mengen der Verbindungen im Auegangsgemisch verwendet. Die MolverhRltnis··, die aus diesen Ge wie hl. ernenne η abgeleitet «ei-ue:; können, Teichen etwas von der obenerwähnten molekularen Zusammensetzung: ab. Diese Teohnik ist bei der Herstellung vor. Leuchtstoffen üblich zum Erhalten einer glatt vor sich gehenden Reaktion.

In der nachstehenden Tabelle II sind die Ikisamme nest zunge η in einer Vieleahl τοη Verbindungen gegeben, di« aus den Gewichtsmengen άτ gemischten Ausgangsstoffe errechnet sinü. Alle Stoffe sind auf gleiche Weise, nämlich drei Haie nacheinander, wahrend zwei Stunden auf 700°C, 1150°C bzw. 1150⁰C, erhitzt.

COPY

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PHN. 690

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ORIGINAL INSPECTED

Slji relative Lichtauebeute in der Tabelle 1£ wurde bei Anregung alt Strahlung alt einer Wellenlänge von 253»T «* in einen Jforaalluaineectncpulver gefliesten· Ht «es Vortsalpulrer bvstaofi p- -> # aue eine» Geaiech aus weis» luainttslertndea, alt Antiaon und JKaigt* aktivität* Kalclusfhalojphosphat und einer so grossen lienge an karbonat, dass die Liebtausbeute des JEalsiuahalopaosphate* auf herabgesetzt wurde, t ■_

Vie au» der Tabelle SX hervorgeht» wird die befrieiigiehdete Teaperaturabhlngigkeit bei denjenigen Verbindungen erhalten, bei a*nejl Wert χ «wischen 0,2 «ad 0,£ lltgt und dl« flnen («it ρ bsftUthafftssfli i# lurtpiuatrioxydgehalt twisehea 0,05 und 0_t10 aufweistn. M

In d»r Tabelle erffllen ftie alt «ta Buaaem l/l2 e«Ml*hiw1» Stoffe die Anforderungen naeh der irfinAmiy· Μ· ait a, b, β fctteiohneten Stoffe beslehen sieb auf dit relntn Vanadat· und f% Mtst Verbindungen tint *m Vergleich 4er relatlv«A LUbtauebeiitea #H 7 _w den Verbindungen geatss der Erfindung in der Tabelle «ufgenctsMUil

In btsug auf das Verhlltnis «wischen Tttriua und und das Verhältnis zwischen Fhoephorpentoxyd und Arsenpentwqrd kann %tatrkt werden, daes die Eigenschaften der Leuchtstoffe dadurch laAhttu nltht beeinflusst werden. Erwünschtenfalle können somit koebinationan dieser Czyde verwendet werden.

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Claims (1)

1. f. I*t{o&t«chixa, didurelt fekennseicliaet, A*·· der Sell?* «In·

   rot leeineesierende Komponente enthllt, entsprechend der Fox«·!

   (ι ♦ od)_ao₃.0 - »)?₂ο₅·χ(ΐβ ♦ I)₃P₅ ι

   in w·leber For»·!
   0,t ^x
   0,02 ^p / 0,t8

   2, L«uoht«chini naoh insyxu*h t, in d«r rot luein»*ii*r#nd*n Xo»pon»nt* 0,2 < x < 0,i
   0,05 <^P <^0,t0

   3. Sot lvuiin*»ii#r*nd*x Stoff, entsprechend der Fontel

   (τ ♦ od)₂o₃.(i - x)ir₂o₅.x(i· + J)₂O₅ »

   8AD ORfGINAL