DE3522909A1 - FLUORESCENT - Google Patents

FLUORESCENT

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DE3522909A1
DE3522909A1 DE19853522909 DE3522909A DE3522909A1 DE 3522909 A1 DE3522909 A1 DE 3522909A1 DE 19853522909 DE19853522909 DE 19853522909 DE 3522909 A DE3522909 A DE 3522909A DE 3522909 A1 DE3522909 A1 DE 3522909A1
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Markku Espoo Leskelä
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Kemira Oyj
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    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7797Borates

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Description

LeuchtstoffFluorescent

Diese Erfindung betrifft einen Leuchtstoff und insbesondere eine lumineszierende BoratmatrixThis invention relates to a phosphor, and more particularly to one luminescent borate matrix

In Leuchtstofflampen wurden bis Ende der 1970er Jahre Leuchtstoffe auf Halophosphatbasis verwendet. Derartige Leuchtstoffe emittieren, werden sie in Niederdruck-Quecksilberlampen durch Strahlung von 253,7 mn angeregt, in einem breiten Band gelbliches Licht. Dhtersuchurgen haben ergeben, dass sich die Lichtleistung durch Verwendung eines aus drei Leuchtstoffen bestehenden G-emischs, welches blaues (450 nm), grünes (540 nm) und rotes Licht (610 nm) emittierende Stoffe enthält, verbessern lässt. Solche Leuchtstoffe wurden aus Seltenerdmetallen hergestellt, wobei die blaue EmissionFluorescent materials were used in fluorescent lamps until the late 1970s based on halophosphate used. Such phosphors emit they are excited in low-pressure mercury lamps by radiation of 253.7 nm, in a broad band of yellowish light. Dhtersuchurgen have shown that the light output through use a G-emix consisting of three phosphors, which emits blue (450 nm), green (540 nm) and red light (610 nm) Contains substances, can be improved. Such phosphors were made from rare earth metals, with the blue emission

2.+ "3J+2. + " 3 J +

auf Eu -, die grüne Emission auf Tb - und die rote Emission aufon Eu -, the green emission on Tb - and the red emission on

-Ion-Emission basierte. Solche ein Gemisch aus drei oder mehr Leuchtstoffen enthaltende und damit beschichtete Leuchtstofflampen sind bereits seit einigen Jahren erhältlich.-Ion emission based. Such fluorescent lamps containing a mixture of three or more phosphors and coated therewith have been available for a number of years.

Bereits bekannt ist auch eine Leuchtstoffröhre, deren Leuchtstoffbelag in Form eines G-emischs durch zweiwertiges Europium aktivierten Halophosphat-Leuchtstoff als blaues Licht emittierenden lumineszierenden Stoff oder mit zweiwertigem Europium aktivierten Halophosphoborat-Leuchtstoff, durch Cerium und Terbium koaktiviertes Silikonhosphat enthaltenden grünes Licht emittierenden Leuchtstoff und durch dreiwertiges Europium aktivierten Yttriumoxid-Leuchtstoff enthaltenden rotes Licht emittierenden Leuchtstoff enthalt. Sine andere bereits bekannte in Leuchtstoffröhren verwendete Leuchtstoffschicht enthalt mit zweiwertigem Europium aktiviertes Ba-Mg-Aluminat als blaues Licht emittierenden lumineszierenden Leuchtstoff, mit Terbium aktiviertes Ce-Hg-Aluminat als grünes Licht emittierenden Leuchtstoff und mit dreiwertigem Europium aktiviertes Yttriumoxid als rotes Licht emittierenden Leuchtstoff. Die Verwendung solcher mehrere Leuchtstoffe als Gemische enthaltender Leuchtstoffschichten ist jedoch mit gewissen ernstlichen Nachteilen verbunden. Das homogene Mischen von in ihren physikalischen Eigenschaften verschiedenen Pulvern und die Herstellung einerAlso known is a fluorescent tube with a fluorescent coating in the form of a G-emic halophosphate phosphor activated by divalent europium as a blue light emitting luminescent Substance or halophosphoborate phosphor activated with divalent europium, coactivated by cerium and terbium Green light emitting phosphor containing silicon phosphate and yttrium oxide phosphor activated by trivalent europium containing red light emitting phosphor. Another already known one used in fluorescent tubes Phosphor layer contains Ba-Mg-aluminate activated with divalent europium as a blue light-emitting luminescent one Fluorescent material, Ce-Hg-aluminate activated with terbium as green Light-emitting phosphor and yttrium oxide activated with trivalent europium as a red light-emitting phosphor. The use of such phosphor layers containing a plurality of phosphors as mixtures, however, has certain serious disadvantages tied together. The homogeneous mixing of powders with different physical properties and the production of a

35223093522309

homogenen Schient auf dem Lampenkolben haben sich als ausserordentlich schwierig erwiesen. Die einzelnen Leuchtstoffe sind in der Lampe von unterschiedlicher Dauerhaftigkeit, das heisst die Farbe des von der Lampe gelieferten Lichtes ändert sich mit der Brenndauer wenn einer der Leuchtstoffe an Lichtintensität verliert« Auch ist die Quantenausbeute bei so einem Gemisch aus mehreren Leuchtstoffen nie so gut wie beim einzelnen Leuchtstoff. Die Anregungsenergie kann nicht maximal genutzt werden, da ein Teil davon infolge Schattierung, Korngrenzen und dergleichen verloren geht.homogeneous rails on the lamp bulb have proven to be exceptional proved difficult. The individual luminescent substances in the lamp have different durability, i.e. the color of the light supplied by the lamp changes with the burning time if one of the phosphors loses its light intensity « In addition, the quantum yield with such a mixture of several phosphors is never as good as with the individual phosphor. The excitation energy cannot be used to the maximum because part of it is lost due to shading, grain boundaries, and the like.

Mit der vorliegenden Erfindung wird somit bezweckt, die vorgenannten Mangel zu eliminieren und einen Leuchtstoff zu schaffen, bei dem man von ein und demselben lumineszierenden Stoff mit dem gleichen Anregungs-Mal zwei oder mehr Farben erhalten kann. Durch energieverschiedene selektive Anregungsmethoden hat man von einigen Stoffen schon früher verschiedenfarbige Emissionen erhalten; in Sensib ilisator-Aktivator-Systemen kann die Eigenemissionswellenlänge einiger Sensibilisatoren in den sichtbaren Bereich fallen, jedoch war die Intensität der Emission des Sensibilisators dann im allgemeinen schwach. Im Prinzip stören sich verschiedenartige absorbierende und emittierende Ionen in den Leuchtstoffen gegenseitig. Im allgemeinen sind bei solchen Leuchtstoffen keine 7erunreinigungskonzentrationen zulässig, die die Grössenordnung von einiger. 10 ppm überschreiten.The present invention thus aims to achieve the aforementioned To eliminate deficiencies and to create a luminescent material, in which one and the same luminescent material with the same Suggestion times can get two or more colors. Selective excitation methods with different energies are used by some Substances receive different colored emissions earlier; In sensitizer-activator systems, the self-emission wavelength some sensitizers fall in the visible range, however the intensity of the emission of the sensitizer was then generally weak. In principle, different types of absorbing and emitting ions in the phosphors interfere with one another. in the generally there are no concentrations of impurities in such phosphors permissible, which is the order of magnitude of some. 10 ppm exceed.

Mit der vorliegenden Erfindung soll somit ausserdem ein Leuchtstoff geschaffen werden, bei dem die gegenseitige Viechseiwirkung und Störung der lumineszierenden Ionen möglichst gering ist, und bei dem die Möglichkeit des Hervorrufens mehrerer Emissionsfarben gegeben isThe present invention is therefore also intended to provide a phosphor be created, in which the mutual animal effect and disturbance of the luminescent ions is as low as possible, and in which the possibility of producing several emission colors is given

t.t.

Die hauptsächlichen Merlanale der Erfindung gehen aus den beigefügten Patentansprüchen hervor.The main principles of the invention are set out in the appended Claims.

Die Erfindung betrifft somit eine lumineszierende Boratmatrix, welche die allgemeine Formel La, Γ, Eu ^+ (Mg, Zn)Bc-O-,Q hat, und die so strukturiert ist, dass sowohl die La/Y-Ionen, Eu als auch die Mg/Zn-Ionen zu eindimensionalen Reihen geordnet sind. Mg + und The invention thus relates to a luminescent borate matrix which has the general formula La, Γ, Eu ^ + (Mg, Zn) Bc-O-, Q , and which is structured so that both the La / Y ions, Eu and the Mg / Zn ions are arranged in one-dimensional rows. Mg + and

+ können sich im Gitter gegenseitig vollständig ersetzen ohne dass sich die Struktur der "Verbindung ändert. In den.La-Reihen + can completely replace each other in the lattice without changing the structure of the "connection. In den.La rows

COPYCOPY

-S--S-

-sy--sy-

ist der Abstand der La-Ionen in der Reihe wesentlich kleiner als der Abstand der La-Ionen von Reihe zu Reihe. Zwischen den Kationenreihen sind die Eorationen angeordnet, welche zweidimensionale (B1-O10 5") -Netze bilden. Die La-Ionen sind in IO Sauerstoffatomen koordiniert, welche einen unregelnassigen Koordinationspolyeder bilden. Die Mg/Zn-Ionen wiederum befinden sich in der Mitte eines von 6 Sauerstoffatomen gebildeten gestreckten Oktaeders. In der erfindungsgemässen lumineszierenden Matrix können M3+-Aktivatoren an die Stelle des La-Ions und VT+-Aktivatoren an die Stelle des Mg/Zn-Ions gesetzt werden. Man hat die überraschende Beobachtung gemacht, dass bei einer solchen lumineszierenden Matrix kein v/es erbliches Konzentrations erlöschen auftritt,, was bedeutet, dass die Aktivatorkonzentrationen nicht kritisch sind sondern innerhalb weiter Grenzen variieren können.the distance between the La ions in the row is significantly smaller than the distance between the La ions from row to row. The ions, which form two-dimensional (B 1 -O 10 5 ") networks, are arranged between the rows of cations. The La ions are coordinated in 10 oxygen atoms, which form an irregular coordination polyhedron. The Mg / Zn ions, in turn, are located in the Middle of an elongated octahedron formed by 6 oxygen atoms In the luminescent matrix according to the invention, M 3+ activators can be substituted for the La ion and VT + activators can be substituted for the Mg / Zn ion that with such a luminescent matrix no hereditary concentration extinction occurs, which means that the activator concentrations are not critical but can vary within wide limits.

Die La-Ionen kö.x .en gemäss vorliegender Erfindung gänzlich oder teilweise durch dreiwertige Tb- sowie eventuell durch Gd-, Oe- und/ oder Bl-Ionen ersetzt werden. In den Hg/Zn-Reihen können MR/Zn teilweise durch zweiwertige JIn- oder Eu-Ionen substituiert werden.According to the present invention, the La ions may or may not be partly by trivalent Tb- and possibly by Gd-, Oe- and / or B1 ions are replaced. In the Hg / Zn series, MR / Zn be partially substituted by divalent JIn or Eu ions.

Die Anregungs- und Eraissionswellenlängen der folgenden lumineszierenden Ionen in der La(I-Ig,Zn)BcO1Q-Matrix sind:The excitation and emission wavelengths of the following luminescent ions in the La (I-Ig, Zn) BcO 1Q matrix are:

Die Ionen mit breitem Absorptions- oder .Smissionsband können je nach Aktivatorkcnzentration mit etwas anderen Wellenlängen lumineszieren. The ions with a broad absorption or .Smissionsband can depending luminesce with slightly different wavelengths after activator concentration.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass auf Grund der Spektren Energieübertragungen von Wismut und Cerium auf die 4f von Terbium und Europium möglich sind. Experimentell wurde weiter nachgewiesen, dass auch die Übertragungen Ce'i-e>Gd'+ und Bi5^-*»Gd möglich sind. Die Sondereigenschaft des Gadoliniums, d.h. der Umstand, das3 die Linien bei 313 nm auch absorbieren können, macht dies möglich. Weiter kann Energie auch von Gadolinium auf EuropiumThe table shows that, due to the spectra, energy transfers from bismuth and cerium to the 4f from terbium and europium are possible. Experimentally it was further proven that the transmissions Ce'i-e> Gd ' + and Bi 5 ^ - * »Gd are also possible. The special property of gadolinium, ie the fact that the lines at 313 nm can also absorb, makes this possible. Energy can also go from gadolinium to europium

COPY ,'COPY, '

..oka..oka

Λ /
Anregung'
Λ /
Suggestion '
■Emission■ emission
270270 300300 290290 330330 277277 313313 250 (CTS), 290-410 C4f)250 (CTS), 290-410 C4f) 610 (Maximum)610 (maximum) 200 (4f-5d), 290-390 (4f)200 (4f-5d), 290-390 (4f) 542-' "542- '" 280-330280-330 630630 330330 430430

IpIp

-4- -4-

und Terbium übergehen. Die Energie kann im Gadoliniumgitter sehr lange Strecken zurücklegen und sogar von einer La-Reihe auf die andere überspringen.and skip terbium. The energy can very much in the gadolinium lattice cover long distances and even skip from one La row to the other.

Das Obige betrifft nur den Energieübergang in vom dreiwertigen Kation gebildeten Reihen. Ein Energieübergang von der La^+-Reihe Ο . OiThe above only applies to the energy transfer in the series formed by the trivalent cation. An energy transition from the La ^ + series Ο. Oi

auf die Mg /Zn -Reihe lässt sich auch sowohl mit Wismut wie mit Gadolinium bewerkstelligen. Cerium hingegen überträgt nur schlecht Energie auf die zweiwertige Reihe.the Mg / Zn series can also be achieved with both bismuth and gadolinium. Cerium, on the other hand, transmits poorly Energy on the two-valued series.

Viird Anregungs energie ins gadoliniumhalt ige Gitter eingetragen, so erfolgt die EnergieÜbertragung rasch durch die ganze Gd-Reihe hindurch» Am Ende der Reihe kann die Energie auf ein nicht lumineszierendes Ion, auf Lanthan treffen, wobei die Energie dann zurückkehren oder auf die folgende Gadoliniumreihe überspringen kann. Ist die Anregungsenergie lange genug gewandert und dabei am Ende der Gadoliniumketten nur auf La-Ionen gestossen, so kommt es schliesslich zur Entladung unter Erzeugung der für Gadolinium charakteristischen Emission. Beim Passieren zahlreicher Gitterstellen kann die Energie natürlich auch auf einen Gitterfehler treffen, wobei es dann zu strahlungsfreier Entladung kommt. Trifft die in die Gadoliniumreihe eingebrachte Energie hingegen am Ende der Reihe auf ein lumineszierendes Ion (Eu^+, Tb ), so erregt 3ie das Ion, das die Energie nicht weiterleiten kann sondern sie als Licht (Rot, Grün) emittiert. Im Gadoliniumgitter kann die Energie auch, wie bereits erwähnt, auf eine Mg +-Reihe übergehen und dort auf ein Iu-If excitation energy is entered into the gadolinium-containing lattice, the energy is transferred quickly through the entire Gd series. At the end of the series, the energy can hit a non-luminescent ion, lanthanum, and the energy then returns or skips over to the following gadolinium series can. If the excitation energy has migrated long enough and only encountered La ions at the end of the gadolinium chains, a discharge finally occurs, generating the emission characteristic of gadolinium. When passing through numerous grid points, the energy can of course also hit a grid defect, which then leads to a radiation-free discharge. If, on the other hand, the energy introduced into the gadolinium series meets a luminescent ion (Eu ^ + , Tb) at the end of the series, it excites the ion, which cannot pass the energy on but emits it as light (red, green). In the gadolinium lattice, as already mentioned, the energy can also pass to an Mg + series and there to a Iu-

Ol OlOl Ol

mineszierendes Ion (Mn ,Eu ) treffen, welches angeregt wird und sein charakteristisches Licht (Rot, Blau) emittiert. -meet minescent ion (Mn, Eu), which is excited and will be emits characteristic light (red, blue). -

Der erfindungsgemässe Leuchtstoff enthält verhtlltnismäs-sig lange Gadoliniumreihen, die entweder durch Lanthan oder eine geringe Menge Europium sowie Terbium unterbrochen sind. Infolge der Struktur des La(I-Ig,Zn)B1-O1 n-Gitters und der niedrigen Aktivatorkonzentrationen haben Eu/ und Tb^ die Möglichkeit, selbständig zu lumineszieren, und ein bei anderen Materialien zu beobachtendes gegenseitiges Auslöschen bleibt aus. Weiter ist die Möglichkeit gegeben, in die La(IIg,Zn)B^Olo-Matrix sowohl zweiwertiges Eurouium als auch dreiwertiges Europium einzubauen und von beiden sichtbare Lumineszenz zu erhalten. Es ist dies der einzige bekannteThe phosphor according to the invention contains relatively long rows of gadolinium, which are interrupted either by lanthanum or a small amount of europium and terbium. As a result of the structure of the La (I-Ig, Zn) B 1 -O 1 n lattice and the low activator concentrations, Eu / and Tb ^ are able to luminesce on their own, and the mutual extinction observed in other materials does not occur. It is also possible to incorporate both divalent Eurouium and trivalent Europium into the La (IIg, Zn) B ^ O lo matrix and to obtain visible luminescence from both. This is the only one known

Stoff, bei dem die blaue Emission von Su und die rote Emission 'Z. Substance in which the blue emission of Su and the red emission 'Z.

von Eu-^ gut sichtbar sind. Beim erfindungsgemässen Leuchtstoff besteht die Möglichkeit, durch Wahl von Aktivatorenkombinationen grüne und rote Emission (1Tb5+, Eu5+ und/oder Tb5+, Mn2+), blaue und rote Emission (Eu +, Eu^+) hochintensive rote Emission (Eu+, Mn+) oder sogar blaue, grüne und rote Emission (Eu+, Tb , Eu und/oder Mn. ) zu erzeugen. Durch Änderung von Aktivatorkonzentrationen lassen sich unterschiedliche Farbtöne erzeugen.from Eu- ^ are clearly visible. With the phosphor according to the invention, there is the possibility, by choosing activator combinations, green and red emission ( 1 Tb 5+ , Eu 5+ and / or Tb 5+ , Mn 2+ ), blue and red emission (Eu + , Eu ^ + ), highly intense red Emission (Eu + , Mn + ) or even blue, green and red emission (Eu + , Tb, Eu and / or Mn.). Different color tones can be created by changing the activator concentrations.

Bei Verwendung von erfindungsgemässem Leuchtstoff in Niederdruck-Quecksilberlampen sind anstelle von 3 bis 4 Leuchtstoffen nur 1 bis 2 Leuchtstoffe erforderlich. Die Herstellung der Lampe wird dadurch erleichtert, und die Quantenausbeute bessert sich. Mit einerWhen using fluorescent material according to the invention in low-pressure mercury lamps Instead of 3 to 4 phosphors, only 1 to 2 phosphors are required. The manufacture of the lamp is thereby relieved, and the quantum yield improves. With a

•x. ρ+
Eu^ - und Mn -aktivierten Verbindung lässt sich eine stark rote Emission erzeugen, bei der sich Band- und Linienspektrum überlagern. Das Material eignet sich ausgezeichnet für "de Luxe"-Lampen, bei denen gute Farbwiedergabe angestrebt wird.
• x. ρ +
Eu ^ - and Mn -activated compounds, a strong red emission can be generated in which the band and line spectrum are superimposed. The material is ideal for "de luxe" lamps where good color rendering is desired.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 die Gruppierung der verschiedenen Ionen in der Ebene a-c der Matrix La(Mg, Zn)B5O-, Q, Fig. 2 in der Ebene a-b ohne Darstellung der Sauerstoffatome und Fig. 3 in der Ebene b-c ohne Darstellung der Sauerstoff- und Boratome. Die Figuren 4 bis 7 zeigen Emissionsspektren von Leuchtstoffen gemäss nachstehenden Beispielen.In the following, the invention will be described in detail by means of examples and with reference to the accompanying drawings. In the drawings, FIG. 1 shows the grouping of the various ions in the plane ac of the matrix La (Mg, Zn) B 5 O-, Q , FIG. 2 in the plane ab without showing the oxygen atoms, and FIG. 3 in the plane bc without representation of the oxygen and boron atoms. Figures 4 to 7 show emission spectra of phosphors according to the examples below.

Die Herstellung der erfindungsgemässen Leuchtstoffe gehört in den Bereich des fachlichen Könnens des Fachmanns und erfolgt in der Weise, dass die erforderlichen Ionen als Verbindungen , zum Beispiel als Oxide, miteinander vermischt und danach in reduktiver Atmosphäre selektiv erhitzt werden. Die Herstellung einiger besonders vorteilhafter Leuchtstoffe ist in den folgenden Beispielen beschrieben.The production of the phosphors according to the invention belongs to the Area of expertise of the person skilled in the art and is carried out in such a way that the required ions as compounds, for example as oxides, mixed with one another and then selectively heated in a reductive atmosphere. Making some special advantageous phosphors are described in the following examples.

BeiSOJel 1At SOJel 1

Ein Gemisch aus 4,078 3 Gd2O,,A mixture of 4.078 3 Gd 2 O ,,

O,4?l -τ ^b4O7 O, 4? L -τ ^ b 4 O 7

Ο,ΐϊο g -Ui-igO-Ο, ΐϊο g -Ui-igO-

1,058 g MgO1.058 grams of MgO

9,656 g H5BO5 9.656 g H 5 BO 5

■-*- 3522903■ - * - 3522903

wurde in 40 cm konzentrierter Salpetersäure aufgelöst. Die Lösung wurde eingedampft, und der Rückstand wurde zu einem homogenen Gemisch gemahlen. Dieses Gemisch wurde in reduzierender Gasatmosphäre zunächst auf 4000C erhitzt, wobei das Wasser und die Stickstoffoxide abgingen; anschliessend wurde das Gemisch eine Stunde auf 7000C und dann drei Stunden auf 95O0C gehalten. Das Material wurde abgekühlt, homogensiert und dann erneut bei 95O0C einer reduzierenden Behandlung unterzogen. Nach dem Abkühlen wird das Material gemahlen, und die überschüssige Borsäure kann mit Wasser ausgewaschen werden. Das Emissionsspektrum des Produktes (Gd0 nTb0 ogEuo Q1)MgB5O10 ist in Pig. 4 dargestellt. Im Anregungsspektrum sind sowohl das Eu -Band als auch die scharfe Spitze von Gd^+ und die scharfen 4f-Spitzen von Eu-^+ und Tb^+ sichtbar.was dissolved in 40 cm concentrated nitric acid. The solution was evaporated and the residue was ground to a homogeneous mixture. This mixture was first heated to 400 ° C. in a reducing gas atmosphere, the water and nitrogen oxides being lost; The mixture was then held for one hour at 700 0 C and then three hours 95O 0 C. The material was cooled, homogenized and then subjected again to a reducing treatment at 95O 0 C. After cooling, the material is ground and the excess boric acid can be washed out with water. The emission spectrum of the product (Gd 0 nTb 0 og Eu o Q 1 ) MgB 5 O 10 is in Pig. 4 shown. In the excitation spectrum, both the Eu band and the sharp tip of Gd ^ + and the sharp 4f tips of Eu- ^ + and Tb ^ + are visible.

Bei der Herstellung ist mit einem Borsäure-Überschuss zu arbeiten, da beim Erhitzen etwas Boroxid verdampft. Auch wird der Reaktionsablauf durch den Borüberschuss gefördert. Das Reaktionsprodukt kann auch nach jeder einzelnen Erhitzungsstufe (4000C und 7000C) gemahlen werden.During production, an excess of boric acid should be used, as some boron oxide evaporates when heated. The course of the reaction is also promoted by the excess boron. The reaction product can also be ground after each individual heating stage (400 ° C. and 700 ° C.).

Beisniel 2Example 2

Das Gemisch nach Beispiel 1 wird in der Kugelmithle homogenisiert und wie in Beispiel 1 in einer reduktiven Gasatmosphäre erhitzt. Da keine Auflösung erfolgt, sind eine zusätzliche Mahlung und Wärmebehandlung bei 95O0C erforderlich.The mixture according to Example 1 is homogenized in the Kugelmithle and heated as in Example 1 in a reductive gas atmosphere. Since there is no dissolution, additional grinding and heat treatment at 95O 0 C are necessary.

Beispiel 3Example 3

Ein Gemisch aus 6,682 g La2O-A mixture of 6.682 g of La 2 O-

3,066 g Eu2O^ . ■ ■ *3.066 g Eu 2 O ^. ■ ■ *

1,704 g MgO
19,228 g H3BO5
1.704 g of MgO
19.228 g H 3 BO 5

wird wie in den obigen Beispielen in reduktiver Gasatmosphäre behandelt, wobei man das Produkt (LaQ Q25Eu0 175)(Mg0 325Euo 175^B5°LO erhalt.is treated as in the above examples in a reductive gas atmosphere, the product (La Q Q 25 Eu 0 175 ) (Mg 0 325 Eu o 175 ^ B 5 ° LO being obtained.

Das Anragungsspektrum dieses Materials setzt sich aus zwei Bändern zusammen: dem CTS-Band des dreiwertigen Europiums bei 250 mn und dem 4f-5d-Band des zweiwertigen Europiums bei 350 nm. Auch das Anregungsspektrum der blauen Emission von Έη~+ enthält beiThe absorption spectrum of this material is composed of two bands: the CTS band of trivalent europium at 250 nm and the 4f-5d band of divalent europium at 350 nm. The excitation spectrum of the blue emission of Έη ~ + also includes

250 nm ein Band, v/as Bu^ -Eu' -Energielibergang bedeutet. Das Emissionsspektrum des Materials ist in Pig. 5 gezeigt.250 nm a band, v / as Bu ^ -Eu 'energy transition means. The emission spectrum the material is in Pig. 5 shown.

Beis-niel 4Example 4

Ein Gemisch aus 0,021 g Ce(SO.)2»4H2OA mixture of 0.021 g Ce (SO.) 2 »4H 2 O

0,224 g La2O3 0.224 g of La 2 O 3

0,187 g Gd2O3 0.187 g Gd 2 O 3

0,010 g Tb4O7 0.010 g of Tb 4 O 7

0,023 g Eu2O5 0.023 g Eu 2 O 5

0,106 g MgO0.106 g of MgO

0,994 g H5BO3 0.994 g H 5 BO 3

wird wie in den obigen Beispielen in einer reduzierend wirkenden Gasatmosphäre behandelt. Das anfallende Produkt ents-orichtder Pormel (la,.is treated as in the above examples in a reducing gas atmosphere. The resulting product corresponds to the formula (la ,.

Das Emissionsspektrum des Produktes enthält die Farben aller drei emittierenden Ionen (Eigur 7).The emission spectrum of the product contains the colors of all three emitting ions (Eigur 7).

BeiSOJel 5.At SOJel 5.

Ein Gemisch aus 3,571 g La2O-A mixture of 3.571 g of La 2 O-

0,475 S Ga2O3 0.475 S Ga 2 O 3

0,235 g Bi2(CO3)3 0.235 g Bi 2 (CO 3 ) 3

0,133 g Eu2O3 0.133 g Eu 2 O 3

0,150 g HnCO3 0.150 g HnCO 3

1,049 g MgO 10,036 g H3EO5 1.049 g MgO 10.036 g H 3 EO 5

wird wie in den obigen Beispielen behandelt, jedoch braucht die Gasatnosphrre nun nicht reduktiv zu sein. Man erhält ein Produkt, (laO,4SGdO,lOBi9,O3EuO,O3)(r-gO,95IInO,O5)35°lO' das eine hSchintensive rote Emission aufweist, da es zwei im roten Bereich emittierende Aktivatorstoffe enthält (Pi^ur 6).is treated as in the above examples, but the gas atmosphere does not need to be reductive. A product is obtained ( la O, 4S Gd O, 10 Bi 9, O3 Eu O, O3 ) (r - g O, 95 IIn O, O5 ) 35 ° 10 ' which has a very intense red emission because it is contains two activators emitting in the red area (Pi ^ ur 6).

Beisniel 6Example 6

Eine lemisch aus 1,402 g Y2°3A lemic of 1.402 g Y2 ° 3

2,252 s Gd2O5 2.252 s Gd 2 O 5

1,153 g CeClC-7H2O1.153 g CeClC-7H 2 O

0,546 g Eu2O5 0.546 g Eu 2 O 5

O,6!58 * "MO O, 6 ! 58 * "MO

BADORIGfNAL ±j,0U4 ;- :i,v;o^BADORIGfNAL ± j, 0U4 ; -: i, v ; o ^

wird analog den obigen Beispielen in einer reduzierend v/irkenden Gasatmosphcre behandelt. Das anfallende Produkt entspricht dot·is treated analogously to the above examples in a reducing gas atmosphere. The resulting product corresponds to dot

Formel (*Of4GdO,406O1I^O, 1> (^0,5^0,55°1Ο'Formula (* Of 4 Gd O, 4 06 O 1 I ^ O, 1> (^ 0.5 ^ 0.5 ) Β 5 ° 1Ο '

In den Produkt wirkt als Aktivatorstoff Terbium, das dem Produkt die typische grüne Emission verleiht. Cerium fungiert als Absorbens der UV-Strahlung, und das Gadolinium vermittelt die Energie zum Terbium. Im sichtbaren Bereich ist nur das Spektrum von Eu^+ wahrzunehmen.Terbium acts as an activator in the product, giving the product its typical green emission. Cerium acts as an absorbent for UV radiation, and the gadolinium transmits the energy to the terbium. In the visible range only the spectrum of Eu ^ + can be perceived.

-JU-JU

Zusammenfassungsummary

Diese Erfindung betrifft eine lumineszierende Boratmatrix der allgemeinen Formel La, Y,Eu (Mg, Zn)BcO-, Q, ivorin das Lanthan teilweise oder gänzlich, durch Yttrium ersetzt v/erden kann., und worin die Eu-, La/Y- und JMg/Zn-Ionen eindimensionale Reihen "bilden und die zwischen diesen befindlichen Borationen zweidimensionale TJetze bilden, in welchen die La/Y-Ionen und die Eu^+-Ionen in 10 Sauerstoffatome koordiniert sind, während sich die Hg/Zn-Ionen in einem aus 6 Sauerstoffatomen gebildeten Oktaeder befinden, wobei diese Matrix aktiviert ist durch an der Stelle von la / Y-Ionen befindliche J>r+-Aktivatoren und durch an der Stelle von Tfg/Zn-Ionen befindliche It -Aktivatoren, wobei W von Tb sowie eventuell von Gd5+, Ce3+ und/oder Bi5+ und M2+ von Mn2+ oder Eu2+ gebildet wird.This invention relates to a luminescent borate matrix of the general formula La, Y, Eu (Mg, Zn) BcO-, Q , ivor in which the lanthanum can be partially or completely replaced by yttrium., And in which the Eu-, La / Y- form and Jmg / Zn ions dimensional rows "and the two-dimensional between these located borate ions T Jetze form, in which the La / Y ions and the Eu ^ + ions are coordinated in 10 oxygen atoms, while the Hg / Zn ions are located in an octahedron formed from 6 oxygen atoms, this matrix being activated by J> r + activators located at the location of Ia / Y ions and by It activators located at the location of Tfg / Zn ions, where W of Tb and possibly from Gd 5+ , Ce 3+ and / or Bi 5+ and M 2+ from Mn 2+ or Eu 2+ .

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Claims (7)

PatentansprücheClaims QJ. Lumineszierende Boratmatrix, dadurch gekennzeichnet, dass sie die allgemeine Formel La,Y,Eu"3"1" (Mg,Zn)B0-O-, 0 hat, worin das Lanthan teilweise oder gänzlich durch Yttrium ersetzt werden kann, und worin die La/Y-Ionen, das Eu^+ und die Mg/Zn-Ionen eindimensionale Reihen bilden und die zwischen diesen befindlichen Borationen zweidimensionale Netze bilden, in welchen die La/Y-Ionen und die Su -Ionen in 10 Sauerstoffatome koordiniert sind, während sich die Mg/Zn-Ionen in einem aus 6 Sauerstoffatomen gebildeten Oktaeder befinden, wobei diese Matrix aktiviert ist durch an der Stelle von Mg/Zn-Ionen befindliche W" -Aktivatoren sowie eventuell durch an der Stelle von La/Y-Ionen befindliche M -Aktivatoren, wobei M von Tb sowie möglicherweise von Gd , Ce und/oder Bi^ und IC" von Mn oder von Eu gebildet wird. QJ. Luminescent borate matrix, characterized in that it has the general formula La, Y, Eu " 3 " 1 "(Mg, Zn) B 0 -O-, 0 , in which the lanthanum can be partially or completely replaced by yttrium, and in which the La / Y ions, the Eu ^ + and the Mg / Zn ions form one-dimensional series and the borate ions between these form two-dimensional networks in which the La / Y ions and the Su ions are coordinated in 10 oxygen atoms, while the Mg / Zn ions are located in an octahedron formed from 6 oxygen atoms, this matrix being activated by W " activators at the site of Mg / Zn ions and possibly by M at the site of La / Y ions Activators, where M is formed from Tb and possibly from Gd, Ce and / or Bi ^ and IC "from Mn or from Eu. 2. Lumineszierende Boratmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die allgemeine Formel2. Luminescent borate matrix according to claim 1, characterized marked that they have the general formula worin:wherein: 0<u<0,990 <u <0.99 0<v<l-u-x-y-z0 <v <l-u-x-y-z 0 <x <O,3
0,005 <y *0,7
0,005 < ζ <:0,7
u + x+y+z<l
0 <x <O, 3
0.005 <y * 0.7
0.005 < ζ <: 0.7
u + x + y + z <l
3. Lumineszierende· Boratmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die allgemeine Formel3. Luminescent · borate matrix according to claim 1, characterized in that marked that they have the general formula 0 ±Y ^l - η - χ - ζ0 ± Y ^ l - η - χ - ζ 0 ^x <0,3
0,005 ^z ^0,7
u + χ + ζ ± 1
0,005 i?Ü0,7
0 ^ x <0.3
0.005 ^ z ^ 0.7
u + χ + ζ ± 1
0.005 i? Over 0.7
4. Lumineszierende Boratmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die allgemeine Formel4. Luminescent borate matrix according to claim 1, characterized marked that they have the general formula O < u < 0,99O <u < 0.99 Of?<l-u-x-y-zOf? <L-u-x-y-z 0 < χ < 0,30 <χ <0.3 0,005 < y < 0,70.005 <y < 0.7 0,005 < ζ < 0,70.005 < ζ < 0.7 u + x + y+z=lu + x + y + z = l 0,005 < r < 0,70.005 <r <0.7 5. Lumineszierende Boratmatrix nach Anspruch 1, dadurc gekennzeichnet, dass sie die allgemeine Pormal5. Luminescent borate matrix according to claim 1, dadurc marked that they are the general pormal ' WOrin: ' WOrin: O < u < 0,99O <u <0.99 O < ν <_ 0,3O <ν <_ 0.3 Ofxfl-u-v- ζ 0,005 < ζ < 0,7 u + χ + ζ £ 1
0,01 < ρ < 0,3
Ofxfl-uv- ζ 0.005 <ζ <0.7 u + χ + ζ £ 1
0.01 <ρ <0.3
6. Lumineszierende Boratmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die allgemeine Pormel ^.u-^x-y-Z aVer^Jby^2i (^'Zn)l-p-r^ButB5010 hat' worin: 6. A luminescent borate matrix according to claim 1, characterized in that they have the general Pormel .u- ^ ^ xy Z a V e r ^ Jb y ^ 2 i (^ Zn) lpr ^ Bu t B 5 0 10 has' wherein : O < u < 0,99O <u <0.99 0<v<l-u-x-y-z O < χ < 0,3 0,005 < y < 0,7 0,005 < ζ < 0,7 u + x+y+z<l0 <v <luxyz O <χ < 0.3 0.005 <y <0.7 0.005 <ζ <0.7 u + x + y + z <l 0,01 < ρ < 0,3 0,005 < r ^ 0,50.01 <ρ <0.3 0.005 <r ^ 0.5 7. Lumineszierende Boratmatrix nach irgendeinem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das La teilweise oder gänzlich durch Y ersetzt ist.7. Luminescent borate matrix according to any of the above claims, characterized in that the La partially or is completely replaced by Y.
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