DE4221696A1 - Nichtaktivierter yttrium-tantalat-phosphor - Google Patents

Nichtaktivierter yttrium-tantalat-phosphor

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DE4221696A1
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phosphor
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yttrium tantalate
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Vaddi Butchi Reddy
Hakit Cheung
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Description

Die Erfindung betrifft Yttrium-Tantalat-Phosphor. Beispiele eines solchen Phosphors sind in den US-Patenten 42 25 653, 43 87 141, 49 70 024 und 50 09 807 beschrieben. Bei dem in diesen Patenten beschriebenen Phosphoren handelt es sich jedoch um aktivierte Phosphore. Das heißt, die Wellenlänge, bei welcher die Phosphore emittieren, wird in erster Linie von dem aktivierten Ion bestimmt. Niobium-aktiviertes Yttrium-Tantalat emittiert z. B. bei ungefähr 410 nm.
Die Erfindung betrifft nichtaktiviertes Yttrium-Tantalat-Phosphor mit einem M prime-monoklinischem Gefüge, M′YTaO4. Solch ein Phosphor emittiert im ultravioletten Bereich bei ungefähr 340 nm. Man hat herausgefunden, daß die Helligkeit eines nichtaktivierten Yttrium-Tantalat-Phosphors durch die Verwendung verschiedener Zusatzstoffe während der Herstellung des Phosphors gesteigert werden kann. Solche Zusatzstoffe sind Strontium, Rubidium und Aluminium. Der Anteil an Zusatzstoffen sollte zwischen ungefähr 0,001 und 0,1 Mole pro Mol Yttrium-Tantalat liegen.
Beispiel 1
Als Rohstoffe wurden 112,94 g Y2O3 und 220,94 g Ta2O5 in einem Gefäß abgewogen und gut gemischt.
Anschließend wurden 166,95 g eines Flußmittels zu der Mischung hinzugefügt und diese mechanisch für 0,5 bis 1,0 h vermischt. Bei dem Flußmittel handelte es sich um eine eutektische Zusammensetzung von (LiCl)2-Li2SO4 in einem Molverhältnis von 0,465:0,535. Anschließend wurde diese zweite Mischung in einem Tiegel gefüllt und in einem elektrischen Ofen gestellt. Die Ofentemperatur wurde mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 90°/h bis zu der Brenntemperatur von ungefähr 1300° erhitzt und für ungefähr 12 h auf dieser Temperatur gehalten. Anschließend wurde der Ofen bis unterhalb 800°C abgekühlt, die Probe aus dem Ofen entnommen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Kuchen wurde dann in entmineralisiertem Wasser getränkt, und das Bindemittel mit weiterem entmineralisierten Wasser ausgewaschen. Das flußmittelfreie Pulver wurde filtriert, bei 120°C getrocknet und klassifiziert.
Eine Probe dieses klassifizierten Materials wurde mit Wolfram oder Molybdän-Röntgenstrahlung erregt, und die Lumineszenzemissionsintensität des Phosphors gemessen. Dieses Phosphor emittierte in dem UV-blauen Bereich des Spektrums mit einem Emissionsmaximum von ungefähr 340 nm. Die Lumineszenzintensität dieses Phosphors, im folgenden Helligkeit genannt, wird zur Kontrolle auf 100% festgesetzt.
Beispiel 2
Das Verfahren entsprach exakt dem Verfahren aus Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,04 Mol Strontium, in Form von Strontiumcarbonat, Strontiumoxid oder Strontiumhalogenid während der Synthese des Phosphors hinzugefügt wurden. Die Helligkeit des Strontium enthaltenden Phosphors betrug 104 bis 105% im Vergleich mit Beispiel 1.
Beispiel 3
Identisch zu Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,002 Mol RbCl während der Synthese hinzugefügt wurden. Die Probe dieses Beispiels besaß eine Helligkeit von 103% im Vergleich mit der Kontrolle aus Beispiel 1.
Beispiel 4
Identisch zu Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,02 Mol Al2O3 während der Synthese hinzugefügt wurden. Die Probe dieses Beispiels besaß eine Helligkeit von 110% im Vergleich mit der Kontrolle.
Beispiel 5
Identisch zu Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,01 Mol SrCO3 und 0,001 Mol RbCl während der Synthese hinzugefügt wurden. Dieses Phosphor besaß eine Helligkeit von 114% im Vergleich mit der Kontrolle.
Beispiel 6
Identisch zu Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,02 Mol SrCO3 und 0,02 Mol Al2O3 während der Synthese hinzugefügt wurden. Diese Probe besaß eine Helligkeit von 113% im Vergleich mit der Kontrolle.
Beispiel 7
Identisch zu Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,02 Mol RbCl und 0,02 Mol Al2O3 während der Synthese hinzugefügt wurden. Das in diesem Verfahren gewonnene Phosphor besaß eine Helligkeit von 109% im Vergleich mit der Kontrolle.
Beispiel 8
Identisch zu Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß diese Probe mit 0,01 Mol Ga2O3 synthetisiert wurde. Die Helligkeit dieser Probe verringerte sich auf 83% im Vergleich mit der Kontrolle.
Beispiel 9
Identisch zu Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,01 Mol Ga2O3 und 0,04 Mol SrCO3 während der Synthese hinzugefügt wurden. Diese Probe besaß eine Helligkeit von 97% im Vergleich zu der Kontrolle.
Beispiel 10
Identisch zu Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,002 Mol RbCl und 0,01 Mol Ga2O3 während der Synthese hinzugefügt wurden. Diese Probe besaß eine Helligkeit von 73 bis 74% im Vergleich mit der Kontrolle.
Beispiel 11
Identisch zu Beispiel 10 mit der Ausnahme, daß 0,02 Mol Al2O3 anstelle des RbCl hinzugefügt wurden. Die Helligkeit des Phosphors betrug 86% im Vergleich zu der Kontrolle.
Beispiel 12
Identisch zu Beispiel 11 mit der Ausnahme, daß 0,002 Mol RbCl zusätzlich zu 0,02 Mol Al2O3 und 0,01 Mol Ga2O3 hinzugefügt wurden. Diese Probe besaß eine Helligkeit von 85% im Vergleich mit der Kontrolle.
In ähnlichen Versuchen erzielten Zusätze von 0,01 Mol Sr 104%, 0,04 Mol Sr zusammen mit 0,002 Mol Pb 104% und 0,04 Mol Sr zusammen mit 0,02 Mol Al 113%.
Es hat sich also herausgestellt, daß Zusätze von Rubidium, Aluminium oder Strontium oder deren Mischungen die Helligkeit auf einen Wert zwischen 103 und 114% der Kontrolle, d. h. des nichtaktivierten Yttrium-Tantalat ohne Zusätze, anhebt. Es hat sich ebenfalls herausgestellt, daß ein Zusatz von Gallium alleine oder mit anderen Zusätzen die Helligkeit auf einen Wert zwischen 73 und 97% der Kontrolle verringert.
Vorzugsweise sind die Konzentrationen der Zusätze pro Mol Yttrium-Tantalat wie folgt: für Al 0,005-0,1 Mol; für Sr 0,001-0,1 Mol; für Rb 0,001-0,01 Mol.

Claims (6)

1. Nichtaktivierter Yttrium-Tantalat-Phosphor mit einem monokli­ nen M-prime-Gefüge und einem oder mehreren Zusätzen von Sr, Rb und Al, zur Verbesserung der Helligkeit unter Röntgenbestrahlung.
2. Phosphor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu­ satz in einer Konzentration zwischen etwa 0,001 und 0,1 Mol pro Mol Yttrium-Tantalat vorliegt.
3. Phosphor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphor unter Röntgenbestrahlung bei einer Wellenlänge von etwa 340 nm emittiert.
4. Phosphor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Sr zwischen etwa 0,001 und 0,1 Mol be­ trägt.
5. Phosphor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Al zwischen etwa 0,005 und 0,1 Mol be­ trägt.
6. Phosphor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Rb zwischen etwa 0,001 und 0,01 Mol be­ trägt.
DE4221696A 1991-07-19 1992-07-02 Nichtaktivierter yttrium-tantalat-phosphor Withdrawn DE4221696A1 (de)

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US5112524A (en) 1992-05-12
NL9200810A (nl) 1993-02-16
JPH05194947A (ja) 1993-08-03
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