DE1639082B2 - Rot lumineszierendes Material - Google Patents

Description

regung mit Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von nahezu 254 nm ein Spektrum des ausgesandten Lichtes auf, das nahezu völlig im Bereich zwischen 606 und 618 nm liegt. Die.ier Bereich ist bekanntlich für Elektronenstrahlröhren zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern von besonderer Bedeutung. Im Wellenlängenbereich zwischen 700 und 720 nm wird zwar eine Emission gefunden, aber diese ist im Vergleich zu der im obenerwähnten bedeutenden Wellenlängenbereich sehr gering. Auch zwischen 570 und 606 nm treten Nebenemissionen auf; diese beeinträchtigen naturgemäß die Farbreinheit des wiedergegebenen Bildes in einer Elektronenstrahlröhre ein wenig, aber nicht in störendem Maße, da sie in der Nähe des gewünschten Bereiches, im roten Teil des Spektrums liegen.

Ein sehr wichtiger Vorteil im Vergleich zu den oben beschriebenen bekannten Lanüianidelemente enthaltenden Stoffen ist der, daß der Selbstkostenpreis erheblich geringer, nämlich nur 250 bis 400 Gulden pro kg ist. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, daß der Europiumgehalt verhältnismäßig niedrig sein kann. Außerdem ist der Selbstkostenpreis von Indium erheblich niedriger als der von Yttrium und Gadolinium.

Ein weiterer Vorteil des Materials nach der Erfindung ist der, daß es eine weiße Tageslichtfarbe aufweist; dabei ergibt sich kein Farbstich, wenn der Schirm von auffallendem Licht getroffen wird. Bei der Herstellung der Elektronenstrahlröhren ist es sehr günstig, daß die Materialien nach der Erfindung in Wasser sehr schlecht löslich sind und bei Erhitzung eine hohe Stabilität aufweisen. Bei der Herstellung des Leuchtstoffes selber ist es vorteilhaft, daß innerhalb der obenerwähnten Grenzen für den Europiumgehalt eine Änderung dieses Gehaltes die Energieausb^ute und die Farbe des ausgesandten Lumineszenzlichtes nur in geringem Maße beeinflußt. Die Herstellung ist dadurch wenig kritisch.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand zweier Herstellungsbeispiele und einer Zeichnung näher erläutert.

Beispiel 1

74 g = 1 mol LuCO₃
267 g = 0,96 mofln,O₃
14 g = 0,04 mol Eu₀O₃
120 g = 2 mol SiO₂ "

werden gemischt. Dieses Gemisch wird während 2 Stunden auf einer Temperatur von 800° C an der Luft erhitzt. Das gebildete Reaktionsprodukt wird

ίο gemahlen, erforderlichenfalls gesiebt, und aufs neue während 2 Stunden auf einer Temperatur von 1100° C an der Luft erhitzt. Das nach der zweiten Wärmebehandlung erhaltene Reaktionsprodukt wird erforderlichenfalls gemahlen und gesiebt und ist dann gebrauchsfertig.

Beispiel 2

74 g = 1 mol LiXO₃
256 g = 0,92 mof In₀O₃
28 g = 0,08 mol EU₀O₃
120 g = 2 mol SiO₂ "

werden gemischt. Die Herstellung erfolgt weiter auf gleiche Weise wie im Beispiel 1.

Bei Messung wurde eine Energieausbeute von 5,5 ⁰Zo für das Material des Beispiels 1 und von 5,0 % für das Material des Beispiels 2 gefunden. Die Anregung wurde mit Elektronen mit einer Energie von etwa 10 bis 15 kV durchgeführt.

Das Emissionsspektrum der beiden Stoffe war gleich und ist in der Zeichnung dargestellt. Diese Zeichnung ist eine graphische Darstellung, in der die Wellenlänge in nm als Abszisse und die gemessene Intensität in beliebigen Einheiten als Ordinate aufgetragen ist. Der Spitzenwert der Emission bei nahezu 612 nm ist dabei annahmeweise 100.

Das rot lumineszierende Material wird auf an sich bekannte Weise auf den Schirm der herzustellenden Elektronenstrahlröhre oder auf den Träger der lumineszierenden Farbkorrekturschicht einer Hochdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe (der meistens ein die eigentliche Entladungsröhre umgebender Kolben ist) aufgebracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

silberdampf-Entladungslampen angewandt. Bei der Patentansprüche: Herstellung des Leuchtschirmes einer Elektronen strahlröhre mit diesem Vanadat ist es sehr vorteil-

1. Rot lumineszierendes Material, dadurch haft, daß sich bei der Verarbeitung, z.B. der Angekennzeichnet, daß es aus einem Silikat 5 bringung, keine unübersteigbaren Schwierigkeiten ervon Lithium, Indium und dreiwertigem Europium geben. Das Material ist nämlich in Wasser und in besteht, das der Formel den im allgemeinen bei der Herstellung derartiger

Schirme verwendeten Flüssigkeiten schlecht löslich.

LiIn(i-x)Eu_I ⁺⁺⁺SiO₁ Ferner hat es eine verhältnismäßig hohe Beständig-

lo keit gegen die hohen Temperaturen, die bekanntlich entspricht, in der 0,005 < χ < 0,30 ist. bei der Herstellung derartiger Röhren auftreten. Es

2. Material nach Anspruch 1, dadurch ge- hat jedoch den großen Nachteil, daß sowohl das kennzeichnet, daß 0,008 < χ < 0,15 ist. Europium wie das Yttrium sehr kostspielig sind. Da

3. Verwendung des rot lumineszierenden Ma- eine hohe Energieausbeute eine verhältnismäßig terials nach Anspruch 1 oder 2 in Leuchtschirmen 15 große Menge an Europium erfordert, beträgt der für Elektronenstrahlröhren zur Wiedergabe von Selbstkostenpreis dieses Materials 700 bis 900DM Farbbildern, insbesondere Farbfernsehbildem. pro kg.

Die mit dreiwertigem Europium aktivierten Oxyde von Gadolinium und Yttrium sind auch sehr kost-

20 spielig, was unter anderem auch auf den verhältnismäßig hohen Europium gehalt zurückzuführen ist. der erforderlich ist, um eine hohe Energieausbeute zu erhalten. Diese beiden Stoffe haben jedoch auch

Die Erfindung bezieht sich auf ein rot lumines- noch den Nachteil, daß sie in Wasser weniger zierendes Material und dessen Verwendung in 25 unlöslich sind als das Yttriumvanadat.
Elektronenstrahlröhren zur Wiedergabe von Färb- Die Emissionsspektren der obenerwähnten Stoffe

bildern. sind nicht völlig gleich, obgleich die gewünschte

In der letzten Zeit wurden viele rot lumines- starke rote Emission stets im Bereich von 600 bis zierende Materialien zur Anwendung in Elektronen- 625 nm liegt. Neben dieser starken Emission weisen strahlröhren zur Wiedergabe von Farbbildern, insbe- 30 die drei Stoffe aber alle noch verhältnismäßig starke sondere Farbfernsehbildern, und zur Anwendung in Nebenemissionen auf, die somit den Umwandlungs-Hochdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen be- grad beeinträchtigen. Das mit dreiwertigem Europium schrieben. In Elektronenstrahlröhren dienen diese aktiviertes Yttriumvanadat weist z. B. im grünen und Materialien naturgemäß zur Wiedergabe der roten im infraroten Teil des Spektrums eine verhältnis-Komponente des Bildes; in Hochdruck-Quecksilber- 35 mäßig starke Emission auf. Dies ist nicht nur störend, dampf-Entladungslampen wird das rot lumines- weil die Energieausbeute; im gewünschten roten Teil zierende Material zur Ergänzung des Mangels an herabgesetzt wird, sondern auch weil die Farben-Strahlung im roten Teil des Spektrums der Queck- reinheit eines wiederzugebenden Bildes dadurch siiberdampfentladung angebracht. beeinträchtigt wird.

Obgleich für die obenerwähnten Anwendungen 40 Das rot lumineszierende Material nach der Erschon lange brauchbare Materialien bekannt waren, findung ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem haben die Untersuchungen der letzten Jahre sich Silikat von Lithium, Indium und dreiwertigem insbesondere auf Verbindungen konzentriert, die als Europium besteht, das der Formel
Aktivator ein oder mehrere der Elemente der

Lanthanidegruppe enthalten (Diese Lanthanide- 45 LiIn₍₁._J.₎Eu_i.⁺⁺⁺SiO₄,

gruppe wird auch häufig als die Gruppe der seltenen

Erdmetalle bezeichnet). Im Vergleich zu den meisten entspricht, in der 0,005 ίξ χ ^ 0,30 ist.
älteren bekannten Leuchtstoffen weisen rot lumines- Das Europium im erfindungsgemäßen Stoff dient

zierende Verbindungen, die mit einem oder mehreren als Aktivator und führt die rote Emission herbei. Die der Lanthanidelemente aktiviert sind, den großen 50 Grenzen für den Europiumgehalt, die durch die Vorteil auf, daß die Emission zum größten Teil Werte von* gegeben werden, wurden entsprechend der innerhalb eines sehr kleinen Wellenlängenbereichs obenerwähnten Formel gewählt, weil sowohl bei im roten Teil des Spektrums liegt. Dies ist natur- höheren als bei niedrigeren Europiumgehalten die gemäß günstig, nicht nur weil dann die Farbe des Energieausbeute bei der Umwandlung stark abnimmt, ausgesandten Lichtes sehr rein ist, sondern nament- 55 Vorzugsweise wird χ zwischen den Werten 0,008 und lieh auch, weil keine Energie aus dem Erregungs- 0,15 gewählt, weil dabei die höchsten Energiemittel, Elektronen oder Ultraviolettstrahlung, durch ausbeuten erzielt werden. Bei der Verwendung im Umwandlung in Licht in Teilen des Emissions- Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre zur Wiederspektrums, in denen keine Strahlung gewünscht wird, gäbe von Farbbildern wird die Menge an Europium verlorengeht. 60 vorzugsweise derart gewählt, daß 0,02 ^ χ < 0,05;

Einige Beispiele derartiger neuer Stoffe sind mit bei der Verwendung des Leuchtschirmes in Hoch-Europium aktiviertes Yttriumvanadat, mit Europium druck-Quecksilberdampf-Entladungslampen wird der aktiviertes Gadoliniumoxyd und mit Europium akti- Europiumgehalt vorzugsweise derart gewählt, daß χ viertesYttriumoxyd.InalldiesenVerbindungenistdas nahezu gleich 0,08 ist. Bei diesen Gehalten wird Europium dreiwertig. Namentlich das zuerst erwähnte 65 nämlich der Höchstumwandlungsgrad bei der erMaterial wird jetzt bereits häufig in Elektronenstrahl- wähnten Anregung erzielt.

röhren zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern und Die Verbindungen nach der Erfindung weisen

zur Korrektur des Lichtes von Hochdruck-Queck- sowohl bei Anregung mit Elektronen wie bei An-