DE1572221A1 - Leuchtschirm - Google Patents
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Description
Dr. P. Roßbach
r.Lotaawalt
kr.i.iz:i$.v.Philips «Gloeilampenfabrieken v /R
Ak.eNo. pHH _ 69o -IC79991
"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 herausgestelltf
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
0,1 < x <^ 0,8
0,02 / p/0,i8
0,1 < x <^ 0,8
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 3edsutungf 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<njsmaseig
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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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
C | ο | β | 3 | r- | ir» | VO | VO | Q | CO | O | ,_ | rO | CVt | O | ir« | vo | O CO |
OV ^i- in o\ |
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3 | Op | C4 | ro | Ov | |||||||||||||||
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O | O | O | O | O | O | O | O | O | r— | I I | |||||||||
CvI | Ov | ||||||||||||||||||
S | I | I | I | I | ir. | ir» | I | O | ο «d | ||||||||||
ir» | I | I | I | I | I | I | - | ||||||||||||
O | CO | CVt | VO | O | O | O | |||||||||||||
CVl | O | vo | ° | O | OO | O | CVi | ir» | LTN | *~ | |||||||||
CVJ | O | ViJ | eo | O | ■>* | ° | O | O | O | I | |||||||||
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O | ■<* | O | O | CVJ | O | co | ir» | «r» | ir» | ir» | I | |||||||
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°. | O | O | O | O | O | O | O | |||||||||||
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rO | t— | ON | l>- | t— | ^j. | |||||||||||||
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O | I | I | ι | Ov | Ov | ON | Ov | I | ||||||||||
W | CM | I | o" | to | I | I | I | ||||||||||||
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t— | t— | t— | O | O | O | O | t— | ||||||||||
(β | σν | I— | σν | Ov | I | _ | Ov | ||||||||||||
r-i | °CM | O | Ov | ο" | O | I | I | I | O | ov | Ov | i | o | ||||||
O | IM | O | -, | ■«* | VO | o" | O | D | |||||||||||
β | έ | CM | ir» | t— | CO | Ov | O | CM | |||||||||||
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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 0t10 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)
- 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 ιin w·leber For»·!
0,t ^x
0,02 ^p / 0,t82, 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,t03. Sot lvuiin*»ii#r*nd*x Stoff, entsprechend der Fontel(τ ♦ od)2o3.(i - x)ir2o5.x(i· + J)2O5 »8AD ORfGINAL
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