DE1811475A1 - Lumineszierendes mit dreiwertigem Terbium aktiviertes Stroniumorthophosphat - Google Patents

Lumineszierendes mit dreiwertigem Terbium aktiviertes Stroniumorthophosphat

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DE1811475A1
DE1811475A1 DE19681811475 DE1811475A DE1811475A1 DE 1811475 A1 DE1811475 A1 DE 1811475A1 DE 19681811475 DE19681811475 DE 19681811475 DE 1811475 A DE1811475 A DE 1811475A DE 1811475 A1 DE1811475 A1 DE 1811475A1
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DE
Germany
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luminescent
activated
terbium
orthophosphate
strontium
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DE19681811475
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Alfred Bril
Wanmaker Willem Lambertus
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • H01J29/10—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
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    • C09K11/7753—Phosphates with alkaline earth metals
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Description

DR1-SNQ. HANS-DiETRiCH ZELLER «00 HAMBURG 1, 11 .Febr.69
_ . . u ' MönckebergetrdJ· 7 Z r/E
Patentanwalt 18114 75 Telefon: ^9221 ·
' » ·* ' V Fernschreiber: 2-161B87*dpud
N.V. Philips» Gloeilampenfabrieken Meine Akte: PHN 2954
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"Lumineszierendes mit dreiwertigem Terbium aktiviertes Strontiumorthophoaphat"
Die Erfindung bezieht sich auf ein lumineszierendes mit dreiwertigem Terbium aktiviertes Strontiumorthophosphat und auf dessen Verwendung.
Strontiumorthophosphat kann zwei Strukturen aufweisen, nämlich diecK -Phase, die unterhalb einer Temperatur von etwa 13000C stabil ist, und die/?-Phase, die oberhalb dieser Temperatur stabil ist. Bei normaler Temperatur hat das reine Strontiumorthophosphat somit dieo( -Struktur .
Aus der französischen Patentschrift Nr. 1 422 202 ist es bekannt, daß Strontiumorthophosphat, in dem das Strontium teilweise durch Magnesium, Zink, Calcium, Cadnium oder Aluminium ersetzt ist, mit Terbium und mit Kupfer aktiviert werden kann. Auch ist es aus der englischen Patentschrift Nr. 882 347 bekannt, das Strontiumorthophosphat mit Terbium, Kupfer und Zinn aktivierbar ist.
Die aus diesen Patentschriften bekannten Stoffe haben auch bei niedrigen Temperaturen die Struktur von
- 2 909829/1510
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^-Strontiumorthophosphat infolge des teilweisen Ersatzes des Strontiums durch Elemente mit einem kleineren lonenradius als das Strontium. In Stoffen gemäß der erwähnten englischen Patentschrift ist ein Teil der Strontiumionen durch Terbiumionen ersetzt.
Mit Terbium aktivierte Leuchtstoffe können im allgemeinen durch Ultraviolettstrahlen und Elektronen angeregt werden. Die dabei emittierte sichtbare Strahlung hat eine für das Terbium kennzeichnende Spektralverteilung mit einer hohen Emissionsspitze im grünen Teil des Spektrums. Bei einigen mit Terbium aktivierten Stoffen wurde eine blauviolette Terbiumemission wahrgenommen· Die in den vorstehenden Patentschriften erwähnten lumineszierenden Phosphate können gut durch Ultraviolettstrahlung angeregt werden und weisen dabei ein Emissionsspektrum mit Linien im grünen Teil des Spektrums bei etwa 490 und 540 nm und bei noch längeren Wellenlängen auf j die blauviolette Terbiumemission (bei etwa 450 und 435 nm) fehlt jedoch völlig.
Aus Untersuchungen, die zur Erfindung geführt haben, hat sich herausgestellt, daß mit Terbium aktivierte Strontiumorthophosphate mit der/^-Struktur, wie die erwähnten bekannten Phosphate, nur bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung gute Leuchtstoffe sind. Bei Anregung mit Elektronen ist der Wirkungsgrad der Energiewandlung sehr gering. Dahingegen hat es sich gezeigt, daß für die Terbium aktivierten Strontiumorthophosphate mit derd -Struktur das umgekehrte gilt: Der Wirkungsgrad der Energiewandlung bei Anregung mit Elektronen ist groß, während die Lichtausbeute bei Anregung durch Ultraviolettstrahlung gering ist. ,
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" - "■ ' ' " ■ fmpW) > '-79.
Hamburg, den 11.Febr.69 P 18 11 475.5 Zr/E
N. V. Philips» Gloeilampenfabrieken Meine
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Ein lumineszierendes mit dreiwertigem Terbium aktivier tes Strontiumorthophosphat naoii der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das luminesaierende Phosphat der Formel
entspricht, in der
0,01<x <0,50
ist, und daß das lumineszierende Phosphat die Struktur descA -Strontiumorthophosphats hat. Vorzugsweise kann
0 03<x < 0,4-0 sein.
Ein Leuchtstoff aus einem derartigen Strontiumorthophosphat läßt sieh gut durch Elektronen anregen und weist dabei ein Emissionsspektrum mit starken Linien sowohl im blauvioletten Teil des Spektrums bei etwa 415 und 435 nm als auch im grünen Teil des Spektrums auf.
Aus dem erfindungsgemäßen Strontiumorthophosphat bestehende Leuchtstoffe haben den Vorteil einer langen Abklingzeit. Eine lange Abklingzeit ist in Kathodenstrahlröhren für Bildwiedergabe erwünscht, um das Flimmern der Bilder zu verringern. Das Flimmern tritt auf, wenn die Abklingzeit des Leuchtstoffes viel kleiner als die Zeit ist, in der vom Elektronenstrahl ein Bild auf den Schirm geschriewird. Dies gilt ins-besondere für die helleren Teile 909829/1510 -4-
N.V. Philips» Gloeilampenfabriefen . Meine Äte.
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des Bildes (siehe J. Haantjes und !·¥· de Yrijer,
Wireless Engineer, 28, 40 (1951)·
Das Flimmern ist besonders störend beim Einsatz von Kathodenstrahlröhren für überwachung®zwecke, z.B. in den Kontrollräumen von Fernsehstudios. Dabei sind mehrere derartige Bohren nahe beieinander angeordnet. Beim Be- £ trachten einer Überwachungsröhre fällt infolgedessen Licht der benachbarten Bohren in die Augenwinkel des Betrachters· Gerade die Augenwinkel sind bekanntlich besonders empfindlich für Flimmerersoheimmgen. Bisher wurden in diesen Bohren Leuchtstoffe von Sulfidtyp benutzt, die eine Abklingzeit iron etwa 30 bis 50 /usec haben, die viel kurzer als di<§ BiMseit (16 bis 20 msec) - ist. Die Leuchtstoffe aus des Btsoatiussorthopho-sphat ■ nach der Erfindung haben eine «Ife&limgseit von etwa 3»5 msec· und' bieten die MÖgliclitefdt9 &&® Flimmern-bei Kathodenstrahlröhren für Bildwiedergabe auf ein Mindestmaß zu beschränken.
W Bisher sind keine wirkungsvollen blau emittierenden Leuchtstoffe mit langer Abklingzeit bekannt» Hier schafft die Erfindung Abhilfe·
Ein weiterer Vorteil'des Erfindungsgegenstandee ist die bläulichweiße Emissionsfarbe, wodurch es nicht erforderlich ist, die Stoffe mit anderen Leuchtstoffen zu mischen, um weißes Licht zu erhalten.
Der Terbiumgehalt kann innerhalb der vorstehend angegebenen Grenzen variiert werden. Bevorzugt jedoch werden Werte von χ zwischen 0,03 und 0,40, weil in diesem
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N.V. Philips1 Glοeilampenfabrieten
S : ■■ ■
1811 47 5 Hamburg, den ,11 .Febr.
Zr/E
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Falle, wie sich aus dem Nachstehenden ergeben wird, die höchsten Energiewirkungsgrade der Strahlung erhalten werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Tabellen, eines Ausfiihrungsbeispieles und einer Zeichnung näher erläutert.
- weiter Seite 6 der ursprünglichen unterlagen
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TABELLE I,
I Sr2 ,985 II III IV 8,06 V -a 6
Bei Zusammense tzung ■ de a 3,24 Ensrgis-
spiel Formel Brenngemisches 0,056 wirktings-
Sr2 ,94 in Grammen 7,95 grad θ
1 Tbo,oi ίρο 4)2 SrHPC.
4		 3,19 3,5
SrCO5 0,224
Sr2 ,88 TbPO4 7,75 7
2 Tbo,ü4 (P04^2 SrHPO4 3,11
SrCO, 0,446
Sr2 ,685 TbPO4 7,17 6
3 SrHPO.
4		 2,88
SrCO, " 1,163
Sr2 ,46_ TbPO4 6,51
4 Tbn 91 (PO.),
0,21 > 4 '		 Sr HPO4 2,62
SrCO5 1,975
TbPO4
5 Tbn ,, (PO.)«
0,Jb Λ 4'l 		SrHPO4
SrCO5
TbPO.
4
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181U75
PHIi 2954
Herst·llungebeJBpiel
Es wird ein Gemisch aus den in Spalte III der Tabelle I aufgeführten Stoffe in den in Spalte IV angegebenen Kengen hergestellt* Dieses Gemisch wird 2 Stunden auf 1100 bis I300· C erhitzt. Kach Abkühlen des erhaltenen Brennprodukts wird dieses gemahlen und erneut 2 Stunden auf 1100 bis 13OO· C erhitzt. Die Erhitzung erfolgt in beiden Fällen vorzugsweise in einer niohtoxydierenden Atmosphäre. Zu dieaeii ,jweck kann z.B. in der Nähe des Brenngemisches etwas feinkörniger Kohlenstoff angeordnet werden« Naoh Abkühlung uach der zweiten Erhitzung wird das erhaltene Reactionsprodukt gemahlen und erforderlichenfalls gesiebt. Es ist dünn verwendungsfähig*
In S]!ul+o V der Tabelle ist der Ϋ/irkungsgrad der Energieumwandlung bei Anregung x«.=. *.■ . '-i-"?ren rait einer Energie von 20 keV als trozentsatz angegeben.
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TABELLE II.
X, Energiewirkungsgrad der Umwandlung
ι		 blauviolett grün
0,01
0,02
0,04
0,12
0,15
0,21
0,24		 Insgesamt ■ 2,5
3
4,5
4,5
5
4		 1
1
. 1*5
1,5
- 2
.2 "
2
3,5
4
6
6,5
6,5
7
6
Di© Tabfelle II zeigt die Abhängigkeit des Eaergiewirkungsgrades vom Terbiusigehalt x» Di® Wert© des En©r-,giewirktingagrades der Umwandlung in bl-auviolett$ und in grün® Strahlung und der &esamtwirkungßgräd sind g«sondert angegeben, iis aeigt sich deutlich, dass für Wert© v©a ss zwisehen OpOJ und 0s40 die höchsten Energiewirkungegrade .erzielt werden.
Die zeichnung zeigt das Emissionsspektrum des Utoffes nach Beispiel J der Tabelle I bei Anregung durph Elektronen mit einer Energie von 20 k®¥<> Als Ordinate ist die Strahlungsenergie je konstantes Wellenlängenuntexvall ' in beliebigen Einheiten aufgetragen, wobei die maximale 90 98 29/1510
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PHi* 2954
Strahlungsenergie gleich 100 gesetzt ist. «.Is Abszisse ist die 'wellenlänge der emittierten Strahlung in nm aufgetragen· Die Einissicnsepektren der anderen erfindungagemässen utoffe weichen praktisch nie! t von der in der zeichnung dargestellten Kurve ab. AU3 der graphischen Darstellung f_;eht horvor, aass ein grosser Teil der Emission im blauvioletten Teil des Spektrums liegt, wobei sich bei 415 und 455 nn Höchstwerte ergslien. Auch im grünen und in gelben ieil des jpektruus wird noch Strahlung emittiert. Infolgedessen ist die wehrgenomuene Emissionsfurbe blaulichweiss.
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Claims (3)

  1. U.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken Meine Akte? PHN 2954
    Heue Patentansprüche
    1· Lumineszierendes mit dreiwertigem Terbium aktiviertes Strontiumorthophosphat, dadurch gekennzeichnet, daß das lumineszierende Phosphat der Formel
    genügt, in der
    0,01 < χ <0,50
    ist, und daß das lumineszierende Phosphat die Struktur vom i^ -Strontiumorthophosphat hat.
  2. 2. Lumineszierendes mit dreiwertigem Terbium aktiviertes Stx-ontiumoxthophosphat nach Jnspruch 1, dadurch gekenn- . zeichnet, daß 0,03 < %■ ^<5.,4O ist. "
  3. 3. Iiumineszierendes jait dreiwertigem Terbium aktiviertes Strontiumorthophosphat nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Leuchtschirm in einer Kathodenstrahlröhre verwendet ist.
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DE19681811475 1967-12-22 1968-11-28 Lumineszierendes mit dreiwertigem Terbium aktiviertes Stroniumorthophosphat Pending DE1811475A1 (de)

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BE725863A (de) 1969-06-20
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