DE2543491A1 - Europium activated lanthanide oxide phosphor prodn. - using flux contg. glass forming (fluoro)phosphate gives smooth grains of uniform size - Google Patents

Europium activated lanthanide oxide phosphor prodn. - using flux contg. glass forming (fluoro)phosphate gives smooth grains of uniform size

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Bruno Bolz
Anton Schaub
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Abstract

The prodn. of the phosphor, esp. a red phosphor for colour picture tubes, comprises calcining a mixt. of inorg. lanthanide and Eu cpds. in the presence of a flux. The flux used is based on a glass-forming phosphate (II) and another glass former (III) or a fluorophosphate and opt. (III). The phosphor is esp. suitable for the prodn. of phosphor screens by a paste process. Pref. (II) is a highly condensed phosphate and (III) is B2O3, AlF3, CaF3, LiF and/or BaPO3F. The flux components are made into a glass before mixing with (I) and calcining.

Description

"Vertahren Zum Herstellen eines mit Europium "Procedure for making one with europium

aktivierten Seltenerdinetalloxid-Leuchtstoffe 5 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit Europium aktivierten Seltenerdmetalloxid-Leuchtstoffes, insbesondere eines Rotleuchtstoffes für Farbbildkathodenstrahl-Röhren, wobei ein Gemisch von anorganischen Verbindungen des Seltenerdmetalls und des Buropiums in Anwesenheit eines Schmelzmittels geglüht wird. activated rare earth metal oxide phosphors 5 The invention relates to a method for producing a rare earth oxide phosphor activated with europium, in particular a red phosphor for color cathode ray tubes, wherein a Mixture of inorganic compounds of rare earth metal and buropium in In the presence of a flux.

Die Herstellung von rot emittierenden Leuchtstoffen auf der Grundlage von Europium aktivierten Oxiden der Elemente Yttrium, Gadolinium Scandium oder Lanthan ist bereits bekannt. Solche Leuchtstoffe werden durch Glühen der entsprechenden Oxalate als auch der handelsüblichen Oxide bei Temperaturen zwischen 600 und 16000 C in einem Ein- oder Mehrstufenglühprozeß hergestellt. Dabei ist auch die Verwendung von Schmelzmitteln, insbesondere von Borax, Borsäure, Fluoriden oder Bariumchlorid oder auch gchmelemittel gemischen aus Salzen und Oxiden der Alkali- oder Erdalkalimetalle, bekannt.The manufacture of red-emitting phosphors based on of europium activated oxides of the elements yttrium, gadolinium, scandium or lanthanum is already known. Such phosphors are made by glowing the corresponding Oxalates as well as the commercially available oxides at temperatures between 600 and 16,000 C produced in a single or multi-stage annealing process. This also includes the use of fluxes, especially borax, boric acid, fluorides or barium chloride or also melting agents mixed from salts and oxides of alkali or alkaline earth metals, known.

Den bekannten Verfahren haftet Jedoch der Nachteil sn, daß die Lage des Farbortes, die Helligkeit, die Kornoberfläche und die Korngröße des Leuchtstoffes mit Hilfe der genannten Schmelzmittel nur sehr schwer beeinflußt werden kann.However, the known method has the disadvantage that the location the color location, the brightness, the grain surface and the grain size of the phosphor can only be influenced with great difficulty with the aid of the said fluxes.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das hinsichtlich der genannten geforderten Ei genschaften verbesserte Rotleuchtstoffe herzustellen gestattet.The invention was therefore based on the object of specifying a method the red fluorescent substances improved with regard to the specified properties required allowed to manufacture.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Schmelzmittel verwendet.wird, das im wesentlichen aus einem glasbildenden Phosphat sowie einem weiteren Glasbildner oder aus einem Fluorophosphat sowie gegebenenfalls einem weiteren Glasbildner besteht.This object is achieved according to the invention in that a flux Us.wird, which consists essentially of a glass-forming phosphate and a further glass former or from a fluorophosphate and optionally another Glass sculptor consists.

Das Schmelzmittel kann sowohl käuflichen Seltenerdmetalloxiden als auch den Oxalaten bzw. den aus Oxalsten bei Temperaturen zwischen 300 und 11000 C, vorzugsweise 900° C, hergestellten Oxiden zugesetzt werden. Von Vorteil ist es, wenn man bei Verwendung von hochkondensierten Phosphaten in Verbindung mit anderen Glasbildnern, vorzugsweise B203, A1F3, CaF2 LiF, BaP03F, zunächst bei erhöhter Temperatur ein Glas herstellt, dieses danach fein zermahlt und dann den Oxiden bzw. Oxalaten vor dem Hochteiperaturglühprozeß zumischt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die mit dem pulverisierten Glas vermischten Oxide, z. B. mit Wasser oder Alkohol, angeteigt und ohne Einwirkung von höherem Druck zu Briketts geformt werden können, so daß für den Hochtemperaturelühprozel3 keine Tiegel mehr erforderlich sind. Solche Tiegel können den Herstellungsprozeß erheblich verteuern, da ihre Lebensdauer infolge der hohen Temperaturen zumeist sehr kurz ist und sie infolgedessen häufig ausgewechselt werden müssen.The flux can be both commercially available rare earth oxides also the oxalates or those from oxalates at temperatures between 300 and 11,000 C, preferably 900 ° C, produced oxides are added. It is advantageous when using highly condensed phosphates in conjunction with others Glass formers, preferably B203, A1F3, CaF2 LiF, BaP03F, first Manufactures a glass at an elevated temperature, then finely grinds it and then mixed with the oxides or oxalates before the high temperature annealing process. The advantage This process consists in the fact that the oxides mixed with the powdered glass, z. B. with water or alcohol, made into a paste and without exposure to higher pressure Briquettes can be shaped so that no crucibles for the high-temperature annealing process more are required. Such crucibles can make the manufacturing process considerably more expensive, because their lifespan is usually very short due to the high temperatures and they consequently have to be replaced frequently.

Als ebenfalls gutes Schmelzmittel erweist sich Pluorophosphat (Na2 Po3 F) gegebenenfalls in Verbindung mit B203, A1Ff, CaF24 LiF, BaP03F. Setzt man die Schmelzmittel handelsüblichen Seltenerdmetalloxiden zu, kann der Leuchtstoff in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt werden, wodurch das gesamte lierstellungsverfahren sehr preiswert wird.Pluorophosphate (Na2 Po3 F) possibly in connection with B203, A1Ff, CaF24 LiF, BaP03F. If you set the flux can be commercial rare earth metal oxides, the phosphor can be manufactured in a single process step, thereby reducing the entire manufacturing process becomes very inexpensive.

Anhand der nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung soll der Anmeldungsgegenstand'näher erläutert werden.Using the preferred exemplary embodiments described below The subject of the application is to be explained in more detail in relation to the invention.

Als Ausgangsprodukte werden handelsübliche oder über die Oxalate gewonnenen Oxide der Seltenen Erden, wie Yttrium, Scandium, Gadolinium oder Lanthan oder Gemische dieser Oxide verwendet, wobei das Europium als Aktivator dient.Commercially available or obtained from oxalates are used as starting materials Rare earth oxides such as yttrium, scandium, gadolinium or lanthanum or mixtures these oxides are used, the europium serving as an activator.

Diesem Ausgangsprodukt wird ein Schmelzmittel in Form eines glasbildenden Phosphates oder eines Fluorophosphates zugesetzt, wobei dem glasbildenden Phosphat unbedingt noch ein weiterer Glasbildner beigegeben werden muß, während das Fluorophosphat entweder allein oder in Verbindung mit weiteren Glasbildnern verwendet werden kann. Aus diesen Komponenten kann bei höherer Temperatur auch ein Glas gebildet werden, welches dann anschließend pulverisiert und dem Ausgangsprodukt zugemischt wird. Das Schmelznittel wird vorzugsweise in einer solchen Menge zugesetzt, daß die Schmelzmittelkonzentration etwa 0,01 - 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 - 1,5 Gewichtsprozent, beträgt.This starting product becomes a flux in the form of a glass-forming agent Phosphate or a fluorophosphate added, the glass-forming phosphate It is essential to add another glass former, while the fluorophosphate can be used either alone or in conjunction with other glass formers. A glass can also be formed from these components at a higher temperature, which is then pulverized and mixed with the starting product. The melting agent is preferably added in such an amount that the melting agent concentration about 0.01-10 percent by weight, preferably 0.5-1.5 percent by weight.

Das hochgeglühte und gesinterte Produkt wird anschließend desagglomerisiert, anschließend wird der desagglonierisierte Leuchtstoff über eine 37 - 120 u Gaze gesiebt, das überstehende Wasser abdekantiert, der Leuchtstoffsatz mit verdünnter, organischer Säure gepufferten Salpetersäure aufgenommen und 5 - 120 min., bevorzugt 20 - 30 mifl. behandelt. Die Konzentration der Salpetersäure beträgt 0,2 - 15 %, bevorzugt 8 %, die der organischen Säure 0,1 - 25 %, bevorzugt 10 %. Bei zusätzlicher Anwendung von einer organischen Säure wird der Angriff durch die Salpetersäure sehr stark reduziert.The highly annealed and sintered product is then deagglomerated, then the deagglonized phosphor is passed over a 37-120 u gauze sieved, the excess water decanted off, the fluorescent kit with diluted, organic acid buffered nitric acid and 5 - 120 min., preferably 20-30 ml. treated. The concentration of nitric acid is 0.2-15%, preferably 8%, that of the organic acid 0.1-25%, preferably 10%. If an organic acid is also used, the attack is increased by the Very much reduced nitric acid.

Anschließend wird der Leuchtstoff filtriert, mit demineralisiertem Wasser gewaschen, mit Alkohol, bevorzugt Isopropylalkohol, nachgewaschen, getrocknet, anschließend bei 300 - 1100°C, bevorzugt 900°C, über eine Zeit von 30 - 240 min., bevorzugt 90 min., passiviert.Then the phosphor is filtered with demineralized Water washed, with alcohol, preferably isopropyl alcohol, rewashed, dried, then at 300 - 1100 ° C, preferably 900 ° C, for a time of 30 - 240 min., preferably 90 min., passivated.

Man erhält durch das erfindungsgemäße Verfahren einen Leuchtstoff von sehr gleichmäßiger Korngröße und glatter Kornoberfläche, der besonders aur Verarbeitung bei der L Leuchtschirmherstellung mittels eines Aufschlämverfahrens geeignet ist.The process according to the invention gives a phosphor of very even grain size and smooth grain surface, which is particularly suitable for processing is suitable in the L screen production by means of a slurry process.

Claims (5)

Patentansri1che Öl Vorfahren zum Herstellen eines mit Europium aktivierten Seltenerdmetalloxid-Leuchtstoffes, insbesondere eines Rotleuchtatoffes für Farbbildkathodenstrahl-Röhren, wobei ein Gemisch von anorganischen Verbindungen des Seltenerdmetalls und des Europiums in Anwesenheit eines Schmelzmittels geglüht wird, dadurch zekennzeichnet, daß ein Schmelzmittel verwendet wird, das im wesentlichen aus einem glasbildenden Phosphat sowie einem weiteren Glasbildner oder aus einem Fluorophosphat sowie gegebenenfalls einem weiteren Glasbildner besteht. Patent claims oil ancestors for producing one activated with europium Rare earth metal oxide phosphor, in particular a red phosphor for color cathode ray tubes, being a mixture of inorganic compounds of rare earth metal and europium is annealed in the presence of a flux, characterized in that a Flux is used, which consists essentially of a glass-forming phosphate as well as a further glass former or from a fluorophosphate and optionally another glassmaker. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als glasbildendes Phosphat ein hochkondensiertes Phosphat verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that as glass-forming Phosphate a highly condensed phosphate is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Glasbildner ein handelsüblicher Glasbildner vorzugsweise B203, A1F3, CaF2, LiF, BaPO3F oder ein Gemisch dieser Glasbildner verwendet wird.3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that that as a further glass former, a commercially available glass former, preferably B203, A1F3, CaF2, LiF, BaPO3F or a mixture of these glass formers is used. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus den verwendeten Ausgangsstoffen des Schmelzmittels zunächst ein Glas oder Glasgemisch gebildet wird, dieses Glas oder Glasgemisch pulverisiert und dem mit Europium aktivierten Seltenerdmetalloxid zugesetzt wird und diese Zusammensetzung wenigstens einem Hochtemperaturglühprozeß unterworfen wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that from the raw materials used of the Flux initially a glass or glass mixture is formed, this glass or glass mixture is pulverized and added to the europium activated rare earth oxide, and this composition is subjected to at least one high temperature annealing process. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Europium aktivierten Seltenerdmetalloxide und Schmelzmittel gebildete Zusammensetzung vor dem Hochtemperaturglühprozeß mit Wasser oder einer organischen Flüssigkeit, vorzugsweise Isopropylalkohol, angeteigt und anschließend ohne Einwirkung von höherem Druck zu einem Brikett geformt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the from Europium activated rare earth oxide and flux formed composition before the high-temperature annealing process with water or an organic liquid, preferably isopropyl alcohol, made into a paste and then without the action of higher Print is formed into a briquette.
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