DE2028376C - Leuchtstoff und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

wertvoll als blaue Komponente einer Entladungslampe zum Kopieren oder für eine Röhre für wandernde Lichtstrahlen (z. B. nach dem Fernsehprinzip) oder für eine Bildspeicherröhre. Die Bildung einer fluoreszierenden Oberfläche, welche auf diese Röhren und Lampen aufbringbar ist, kann nach einer üblichen Arbeitsweise durchgeführt werden.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 Lumineszenzspektren der in den Beispielen aufgeführten Leuchtstoffe, welche durch Anregung mittels ultravioletter Strahlen (253,7 nm) emittiert werden.

Fi g. 2 zeigt charakteristische Werte bei der Kristallformermittlung des Leuchtstoffes gemäß der Erfindung durch Röntgenstrahlenbeugung.

Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

BaCO₃ ⁶^⁴⁴⁶ g

f ,,.O₃ 0,117 g _M

Al(OH)₃ 5,U⁹g

SiO₂ 4,104g

Stickstoff und Wasserstoff (Volumenverhältnis = 95:5) erhitzt Der so erhaltene die gleiche Kristallstruktur, wie d h i Lumineszenz

aus von Nj zu H,
Leuchtstoff besaß die gle

im Beispiel 2 geschildert und hatte eine Lumineszenzrakteristik, wie sie in F i g. 1 (b) als Kurve 1

dh Ultraviolett-

Charakteristik,

charakteristik, wie sie in F i g. 1 (b)

dargestellt ist, wo die Anregung durch Ultraviolett-

strahlen mit einer Wellenlänge vor. 253,7 nm durch

strahlen
geführt wurde.

Beispiel 4

SrCO₃ 8,556g

BaCO, 7,893 g

Eu₈O₃ 0,351g

Al(NO₃), 42,597 g

SiO_t 12,53 g

Ein Rohmaterialgemisch aus diesen fünf Komponenten in der betreffenden Zusammensetzung wurde bei 950⁰C 1 Stunde lang in Anwesenheit von Luft erhitzt, und das entstehende Oxydgemisch wurde pulverisiert und gemischt und ferner bei 4 Stunden lang in einem Mischgasstrom stoff und Wasserstoff (Volumenverhältnis

aus Sück

Diese vier Rohmaterialien wurden ausreichend zu der betreffenden Mischzusammensetzung und zunächst bei 100O⁰C in Gegenwart

'⁵ wie

eim:m Mischgasstrom aus Stickstoff und Wasserstoff (Volumenverhältnis von N₂ zu H₂ = 9:1) 2 Stunden

lang erhitzt.

Der so erhaltene Leuchtstoff besaß eine Lumineszen/charakteristik, wie sie in F i g. 1 (a) aufgeführt ist, wo die Anregung durch Ultraviolettstrahlen (253,7 nm) durchgeführt wurde. Die Struktur des Grundmaterials des so erhaltenen Leuchtstoffes war eine feste Lösung einer Kristallform, wie sie im Röntgendiagramm von F i g. 2 (a) gezeigt ist.

Beispiel 2 ₊₀

SrCO₃ 4,822 g

Eu₂O₃ 0,117 g

Al(OH)₃ 5,199 g

SiO₂ 4,104 g

uaigcbiciM ,av, ..~ _{β w} Ultraviolettstrahlen (253,7 nm) ausgelöst wurde.

Beispiel 5

CaCO₃ 1,742 g

BaCO, 2,368 g

^c- ^Λ 0,107 g

Eu₄O₃

, Al(OH)₃ 4,679 g

SiO₂ 3,694 g

Diese fünf Rohmaterialien wurden in der betreffenden Zusammensetzung ausreichend gemischt und zunächst bei 1000⁰C 1 Stunde lang in Anwesenheit von Luft erhitzt. Das entstehende Oxydgemisch wurde pulverisiert und gemischt 5 Stunden lang in einem

und bei 1250° C

3 Muriueii mug .·. „...~... Mischgasstrom aus Stickstoff und Wasserstoff (Volumenverhältnis von Stickstoff zu Wasserstoff = 9:1) erhitzt. Der so erhaltene Leuchtstoff besaß das in F i g. 2 (c) gezeigte Röntgendiagramm und hatte eine Lumineszenzcharakteiistik, wie sie in F i g. 1 (c) als *■·"«» % »ezeiet ist, wo die

Diese vier Rohmaterialien wurden zu der betreffenden Mischzusammensetzung ausreichend gemischt und zunächst bei 10ö0"C in Gegenwart von Luft

1 Stunde lang erhitzt. Das entstehende Oxydgemisch wie sie m 1 1 _B. ·. _v~/ — — wurde pulverisiert und gemischt und bei 1250⁰C in 50 Anregung durch Ultraviolettstrahlen (253,7 nm) auseinem Mischgasstrom aus Stickstoff und Wasserstoff (Volumenverhältnis von N₂ zu H₂ = 9:1) 4 Stunden lang erhitzt. Der so erhaltene Leuchtstoff besaß eine Lumineszenzcharakteristik, wie sie in F i g. 1 (b) als Kurve 2 gezeigt ist, und besaß ein Röntgendiagramm 55 gemäß F i g. 2 (b).

gelöst wurde.

Beispiel 6 Beispiel 3

CaCO₃ 2,402 g

SrCO₃ 5,138 g

Eu₂O₃ 0,212 g

Al₂(OH)₃ 9,358 g

SiO₂ 7,450 g

CaCO₃

6,54 g

EuX³.:: jgji

Aimi-n iu,jyö g

AHUHJ₃ « 210 e

SiO₂ ^8>21ug

Diese vier

60 Diese fünf Rohmaterialien wurden in der betreffenden Zusammensetzung ausreichend gemischt und zunächst bei 1000⁰C 2 Stunden lang in Anwesenheit von Luft erhitzt. Das entstehende Gemisch wurde pulverisiert und gemischt und bei 1350⁰C 4 Stunden ·«:—1 .,„„, „„«. stickstoff und

Diese vier Rohmaterialien wurden zu der betref-

fenden Mischzusammensetzung gemischt und zunächst 65 lang in einem Mischgasstrom aus Stickstoff bei 900⁰C 1 Stunde lang in Anwesenheit von Luft Wasserstoff (Volumenverhältnis von Stickstoff erhitzt. Dann wurde das entstehende Oxydgemisch Wasserstoff == 9:1) erhitzt. Der so erhaltene Leuchtbei 1200°C 6 Stunden lang in einem Mischgasstrom i F i 2 (b) gezeigte Röntgendia-

Wasserstoff == 9:1) erhitzt. Der so erhaltene Leuch stoff hatte das in F i g. 2 (b) gezeigte Röntgendia-

5 6

gramm und besaß eine Lumineszenzcharakteristik, zunächst bei 900⁰C während 2 Stunden in Anwesen-

wie sie in F i g. 1 (c) als Kurve 1 dargestellt ist. heit von Luft erhitzt. Das entstehende Oxydgemisch

wurde pulverisiert und gemischt und bei 1300°C

B e i s ρ i e 1 '7 5 Stunden lang in einem Mischgasstrom aus Stickstoff

2 270 ε ^{5 unc}* Wasserstoff (Volumenverhältnis von N, zu H₂

₄'₈₂₂1 =9:1) erhitzt. Der so erhaltene Leuchtstoff besaß

^₄₄₆ g das in F i g. 2 (c) gezeigte Röntgendiagramm und

c Q^s 0 351 a hatte eine Lumineszenzcharakteristik, entsprechend

₎" 15'600 g ^{der in F} '^g- * ^ ß^eze'E^ten' ^{wo die} Anregung durch

12'300 ε ^lo Ultraviolettstrahlen (253,7 nm) ausgelöst wurde. Der

¹ ' Leuchtstoff emittierte eine helle bläulichweiße Lu-

Diese sechs Rohmaterialien wurden in der betref- mineszenz mit einer relativ breiten lumineszierenden

fenden Zusammensetzung ausreichend gemischt und Zone.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Ermittlung eines Verfahrens zur einfachen Herstellung Patentansprüche: eines solchen Leuchtstoffes. Der Leuchtstoff der Erfindung ist eine feste Losung

1. Leuchtstoff, gekennzeichnet durch eines Oxydkomplexes mit einem Gehalt an Oxyden eine feste Lösung eines komplexen Oxydes von 5 von mindestens einem der Erdalkalimetalle, wie Erdalkalimetall, Aluminium und Silicium, welches Calcium, Strontium und Barium, sowie Aluminium Oxyde aus mindestens einem der Erdalkalimetalle und Silicium und ferner Europium als Aktivator, Calcium, Strontium und Barium sowie Alu- wobei die chemische Zusammensetzung durch folminium und Silicium und ferner Europium als gende Formel dargestellt wird:
Aktivator enthält, entsprechend einer chemischen io „._

Zusammensetzung der Formel: (CajSr_vBazEu_P) O_x+v+z+_v Al₂O₈ · Z biu_a,

(Ca₁Sr₁^Eu,) O_x+^₊, Ai₂O₃ · 2 SiO₂, worin ^ ^_{χ + γ + ζ+ρ}< _105>

worin o|oO5 < ρ < 0,1

0 95<χ+ν + ζ + σ<105 ^ '^s'·

o'oO5~< ρ < O\ ^y - ' ' Auf Grund der Ermittlung der Kristallfonn durch

— ^y— ' Pvöntgenstrahlenbeugung stellt der Leuchtstoff der

bedeutet. Erfindung eine Monophase dar, und es wurde ge-

2. Leuchtstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet funden, daß er eine chemisch sehr stabile feste Lödurch die angegebene Formel, worin ao sung ist.

no^ J.XJ. ^ΐΛί ^Der Leuchtstoff der Erfindung wird in folgender

nnnsVnVni ^{z + p}- ^1>ü5· Weise hergestellt:

+ < ο Q Zunächst wird ein Gemisch aus mindestens einem

^{z + p} — ' Carbonat, Oxalat, Nitrat und/oder Hydroxyd, welches

bedeutet. as beim Erhitzen in die betreffenden Oxydkomponenten

3. Leuchtstoff nach einem der vorhergehenden übergeht (beispielsweise CaCO₃, SrCO₃, BaCO₃ u.dgl.), Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als ein Salz von Aluminium (beispielsweise Al(OH)₃), Erdalkalimetall nur Barium enthält und x—y=0, eine Siliciumverbindung (beispielsweise SiO₂) und 0,95 < ζ + ρ < 1,05 sowie 0,035 < ρ < 0,1 eine Europiumverbindung (beispielsweise Eu₂O₃) in bedeuten. 30 einem speziellen Anteil, so daß jede Komponente

4. Verfahren zur Herstellung des Leuchtstoffes der Leuchtstoffzusammensetzung genügt, zur thergemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mischen Zersetzung des Salzes in Gegenwart von dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst ein Luft erhitzt (800 bis 1000⁰C), dann pulverisiert und Gemisch aus mindestens einem Carbonat, Oxalat, gemischt und anschließend das Oxydgemisch bei Nitrat und/oder Hydroxyd, welches beim Erhitzen 35 einer Temperatur von 1100 bis 135O°C einige Stunden in die betreffende Oxydkomponenten übergeht, in einer schwach reduzierbaren Atmosphäre, beispielszur thermischen Zersetzung des Salzes erhitzt, weise in einem .Inertgasstrom, der eine kleine Menge dann pulverisiert und mischt und anschließend Wasserstoff enthält, gebrannt. Auf diese Weise wird das Oxydgemisch bei einer Temperatur im Bereich . ein hell leuchtender Leuchtstoff erhalten.

von 1100 bis 135O°C in einer schwach reduzie- 40 In der Leuchtstoffzusammensetzung, dargestellt renden Atmosphäre brennt. durch die aufgeführte Formel der Zusammensetzung,

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- ist der Wellenlängenpeak des Emissionsspektrums zeichnet, daß man die erste Erhitzung bei einer i_m blauen Bereich über 400 nm im Falle von Temperatur von 800 bis 1000°C ausführt. _z f ρ < 0,9 am stärksten ausgeprägt, während der

45 Wellenlängenpeak der nahen Ultraviolettlumineszenz etwa 380 nm in dem Fall beträgt, in dem nur Barium

als Erdalkalimetall vorhanden ist. Beide Fälle stellen

bevorzugte Leuchtstoffzusammensetzungen dar.

Der Leuchtstoff gemäß der Erfindung zeigt ein

Die Erfindung bezieht sich auf einen neuen Leucht- 5° Emissionsspektrum eines Wellenlängenbereiches vom stoff, bestehend aus einem Grundmaterial aus Erd- nahen Ultraviolett bis bläulichweiß durch Anregung alkalimetall, Aluminium und Silikaten sowie Euro- mittels ultravioletten Strahlen eines Wellenlängenpium als Aktivator. bereiches von 200 bis 380 nm oder Elektronenstrahlen,

Es wurde gefunden, daß ein Leuchtstoff, der Erd- und die Abklingzeit ist sehr kurz, beispielsweise alkalimetall, Aluminium und Silikate als Grund- 55 kürzer als 1 Mikrosekunde.

material enthält, welches durch zweiwertiges Euro- Der Leuchtstoff der Erfindung besitzt eine ganz

pium (Eu²⁺) aktiviert ist, eine helle Lumineszenz in hervorragende chemische Stabilität bei Normaltemeinem Wellenlängenbereich von nahe ultraviolett bis peratur sowie beim Auftreten der Lumineszenzblau je nach der Zusammensetzung des Grund- anregung und unterliegt fast überhaupt keiner Zermaterials zu emittieren vermag. 60 Setzung im normalen Anwendungszustand. DerLeucht-

Die Erfindung beruht auf der Ermittlung dieses stoff der Erfindung besitzt eine lange Lebensdauer Tatbestandes, und es kann gemäß der Erfindung ein und kann durch Aufbringung auf eine fluoreszierende wertvoller Leuchtstoff hergestellt werden, indem Oberfläche einer üblichen Entladungslampe oder der Oxyde von Erdalkalimetallen, Aluminium, Silicium Braunschen Röhre angewendet werden. Besonders und Europium in speziellen Anteilen aufbereitet 65 hervorzuheben ist die hervorragende Temperaturwerden, konstanz der Lumineszenz, die die Verwendung in

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Quecksilberhochdrucklampen ermöglicht,
chemisch stabilen festen Leuchtstoffes sowie die Insbesondere ist der Leuchtstoff der Erfindung