FI74297B - Luminiserande bildyta. - Google Patents

Description

1 74297

Luminoiva kuvapinta

Esillä oleva keksintö kohdistuu luminoivaan pintaan, joka käsittää alusaineen, johon on muodostettu luminoiva 5 kerros, joka käsittää kaksiarvoisella europiumilla ja kol-miarvoisella kromilla aktioivun luminoivan aineen,joka on strontiumin ja/tai bariumin aluminaatti tai gallaatti. Keksintö kohdistuu edelleen matalapaineiseen elohopeakaasu-purkauslamppuun, jossa on kyseinen luminoiva pinta.

10 Englantilaisessa patenttijulkaisussa GB 1 190 520 esitetään luminoivia aluminaatteja, jotka on aktivoitu kaksiarvoisella europiumilla, jonka perushilan määrittää kaava MeAl^2°i9 (Me = Ba, Sr ja/tai Ca). Nämä tunnetut aluminaa-tit ovat tehokkaasti luminoivia aineita ja niillä on tun-15 nusomainen heksagonaalinen kiderakenne, joka muistuttaa paljon mineraalimagnetoplumbiittia tai myös β-aluminaattia, joka liittyy rakentensa puolesta läheisesti magnetoplumbiit-tiin. Europiumilla aktivoidulla strontiamaluminaatilla on esimerkiksi ultravioletilla valolle viritettynä spektrin 20 syvän sinisessä osassa oleva emissiokaista, jonka maksimi on noin 400 nm:n kohdalla ja puoliarvonleveys on noir 60 nm. Tunnetun europiumilla aktivoidun nariumaluminaatin emissiokaistan maksimi on noin 440 nm:n kohdalla ja puoliarvonleveys on noin 60 nm.

25 Amerikkalaisessa patenttijulkaisussa US 3 294 699 on esitetty kaksiarvoisella europiumilla aktivoitu luminoiva strontiumaluminaatti, jonka perushila on kaavan SrA^O^ mukainen. Tällä tunnetulla aluminaatilla on monokliininen kiderakenne ja sen emissiokaista on spektrin vihreässä osas-30 sa maksimin ollessa noin 520 nm:n kohdalla.

Englantilaisessa patenttijulkaisussa GB 1 205 659 esitetään kaksiarvoisella europiumilla aktivoitu luminoiva bariumaluminaatti, jonka rakenne on kaavan BaA^O^ mukainen, jossa barium voidaan korvata osittain strontiumilla. Tällä 35 aluminaatilla on heksagonaalinen kiderakenne (mutta ei sama 2 74297 kuin magnetoplumbiitilla tai β-aluminaatilla). Europiumil-la aktivoidun bariumaluminaatin emissiokais© on noin 500 nm:n kohdalla.

Artikkelissa Sov. Phys. Crystallogr., voi. 21 nro 5 4, s. 471, 1976, esitetään kiteinen strontiumaluminaatti, jonka Sr : Ai suhde on 2 : 7. Tällä aluminaatilla on orto- rombinen kiderakenne ja avaruusryhmä (kideakselit mma a = 24,78, b = 8,49 ja c = 4,89). Vielä julkaisemattomassa hollantilaisessa patenttihakemuksessa 8 201 943 10 (PHN 10347) esitetään tämän aluminaatin aktivointi kaksiarvoisella europiumilla. Mainitusta patenttihakemuksesta käy ilmi, että aluminaatti voidaan aikaansaada alkaen Sr : Ai -suhteista 2 : 4 - 2:10 ja että aina 25 mol-%:iin saakka voidaan strontium korvata kalsiumilla kideraken-χ5 ne samalla säilyttäen. Mainitussa patenttihakemuksessa esitetään edelleen,efctä europiumilla aktvoidulla stron-tiumaluminaatilla on emissiokaistan maksimi noin 490 nm:n kohdalla ja puoliarvoleveys on noin 60 nm.

Kaavan E^FegO^ mukainen kiteinen yhdiste tunne-20 taan artikkelista J. Solid State Chem., 29, sivut 101-108, 1979. Tällä yhdisteellä on ortorombinen kiderakenne kuten edellä mainitulla strontiumaluminaatilla, mutta symmetria on erilainen, avaruusryhmän ollessa Pnnm (kideakselit a = 23,02, b = 5,18 ja c = 8,90). Saman kiderakenteen omaa-25 va aluminaatti eli Sr-^ 33PbQ g^AlgO^ (kideakselit a = 22,13, b = 4,88, ja c = 8,42) on esitetty artikkelissa Z. An org. Allg. Chem. 491, sivut 253-258, 1982. Tämä aluminaatti valmistetaan sulan PbO:n avulla.

Esillä olevaan keksintöön johtaneet kokeet osoitta-30 vat, että voidaan aikaansaada strontiumin ja/tai bariumin aluminaatteja ja/tai gallaatteja, joilla on sama ortorombinen kiderakenne kuin edellä mainitulla Ba2Feg0^1:llä.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada luminoivia pintoja, jotka käsittävät uusia luminoivia 35 aineita,joilla on tehokas emissio käytännön sovelltuksia varten tärkeillä spektrin alueilla.

3 74297

Keksinnön mukainen luminoiva pinta käsittää alus-aineen johon on muodostettu luminoiva kerros, joka käsittää kaksiarvoisella europiumilla tai kolmiarvoisella kromilla aktivoitua luminoivaa ainetta, joka on strontiumin 5 ja/tai bariumin aluminaatti ja/tai gallaatti, ja sille on tunnusomaista se, että aluminaatilla ja/tai gallaatilla on ortorombinen kiderakenne, jonka avaruusryhmänä on Pnnm ja jonka rakenteen määrittelee kaava Me» Eu A, Cr O-.., jossa Me on pääasiallisesti strontiumia tai pääasiallises-10 ti bariumia, ja Me:n ollessa pääasiallisesti strontiumia, on Me strontiumia, josta aina 25 mol-%:iin saakka voidaan korvata bariumilla, kun taas A on alumiinia, jolloin 0,00l£x50,25 ja y on 0, ja Me:n ollessa pääasiallisesti bariumia, on Me bariumia, josta aina 50 mol-%:iin saakka 15 voidaan korvata strontiumilla, kun taas A on galliumia, jolloin 0,00l5y£o,10 ja x = 0.

On havaittu, että voidaan muodostaa strontiumalumi- naatti Sr-Al-011, jolla on P -tyyppiä oleva ortorombinen 2 oli nnm rakenne. On havaittu silloin, että Sr voidaan osittain kor-20 vata Barlla ja Ai voidaan osittain korvata Ga:lla kiderakenne samalla säilyttäen. Jos korvataan enemmän kuin 25 mol-%:ia Sr:ia tai enemmän kuin 25 mol-%:ia AI:ia, saadaan .. kuitenkin ei-toivottava lukumäärä alifaaseja. Kyseisen ko koisia suuria korvausmääriä ei siten käytetä. On myös ha-25 vaittu, että mainitun rakenteen omaava bariumgallaatti Ba2Ga20.j^ voidaan valmistaa, joten Ba voidaan osittain korvata Sr:llä ja Ga voidaan osittain korvata AI:11a. Suurempia korvausmääriä kuin 50 mol-%:ia Ba:ia tai 25 mol-%:ia Ga:ia ei käytetä ei-toivottujen alifaasien liian suuren lu-30 kumäärän välttämiseksi. Mainitun rakenteen omaavia puhtaita strontiumgallaatteja tai bariumaluminaatteja ei voida aikaansaada. Myöskään analogisia kalsiumyhdisteitä ei muodostettu. On huomattu, että hyvin pienet määrät kalsiumia (esimerkiksi 1 mol-%:iin saakka) Sr:n ja/tai Ba:in sijaan 4 74297 eivät häiritse. Kalsiumilla kuitenkaan ei saavuteta mitään etuja, ja suuremmat määrät johtavat muiden kuin haluttujen faasien muodostumiseen.

Uusien aluminaattien aktivointi kaksiarvoisella 5 europiumilla tai uusien gallaattien aktivointi kolmiarvoi-sella kromilla johtaa hyvin tehokkaasti luminoiviin aineisiin, jotka voidaan virittää sekä lyhytaatoisella että pitkä-aaltoisella ultraviolettisäteilyllä ja myös kadodisäteillä ja röntgensäteillä . Aluminaattien aktivointia kromilla ja 10 gallaattien aktivointia europiumilla ei käytetä, koska selloin aikaansaadaan vain hyvin pieniä valovirtoja. Kaksiarvoisen europiumin aktivoimilla strontiumaluminaateilla on emissiokaista spektrin sinisessä osassa maksimin ollessa noin 458 nm:n kohdalla ja puoliarvonleveyden ollessa noin 15 60 nm. Jos näissä aluminaateissa strontium korvataan bariu milla^ havaitaan emission maksimi pitemmillä aallonpituuksiin bariumpitoisuuden kasvaessa ja emissiokaistan puoliar-vonleveys kasvaa hieman. Bariumgallaattien aktivointi kromilla johtaa aineisiin,joilla on punainen emissio aal-20 lonpituusalueella 650-750 nm kapean huipun ollessa noin 695 nm:n kohdalla.

On havaittu, että aktivoitaessa kaksiarvoisella europiumilla, aikaansaadaan tehokkaimmin luminoivat aineet valittaessa perushilan strontiumaluminaatti, joka ei sisällä 25 galliumia ja jossa osa strontiumista voidaan korvata bariumilla. Keksinnön mukaiselle luminoivalle pinnalle on edullisesti tunnusomaista se, että luminoiva aine vastaa kaavaa Sr2-p-xBapEuxA'*-6°ll' missa 0<p<0,50 ja 0,001<0,25. Europiumpitoisuutta x ei siten valita pienemmäksi kuin 30 0,001, koska kyseisillä pienillä x:n arvoilla on viritys energian absorptio liian pieni jolloin saadaan liian pieniä valovirtoja. Suuremmilla x:n arvoilla kuin 0,25 pienenee valovirta liian voimakkaasti konsentraation sammutuksesta johtuen. Kuten edellä on jo esitetty,jos strontium korva-35 taan bariumilla, sijoittuu emissiokaista strontiumalumi- naattihilassa pitemmille aallonpituuksille aluminaatin kide- 5 74297 rakenne samalla säilyen. Kaksiarvoisen europiumin aktivoimalla puhtaalla strontiumaluminaatilla on emissiokaistan maksimin noin 456 nm:nkohdalla. Tämän aineen yksikkökopin parametrit ovat a = 21,93, 1^ = 4,89 ja c = 8,41. Bariumin 5 korvaaminen tämän rakenteen puitteissa johtaa vain siihen, että y^sikkökoppi tulee hieman suuremmaksi (jos esimerkiksi edellä mainitussa kaavassa g on yhtä suuri kuin 0,25, havaitaan, dbtä a = 22,04 ja että b ja c ovat edelleen oleellisesti yhtä suuria kuin edellä mainitut arvot strontium-10 aluminaatille). Arvolla p = 0,50 sijaitsee emission maksimi noin kohdassa 475 nm.

Edellä esitetyn edullisen suoritusmuodon mukaisia luminoivia pintoja voidaan käyttää hyvin edullisesti ma-talapaineisissa elohopeakaasupurkauslampuissa, erityisesti 15 yleisiin valaistustarkoituksiin tarkoitetuissa kyseisen tyyppisissä lampuissa. On siten erityisen edullista, että sopivan bariumin korvausmäärän avulla voidaan emission maksimin paikka säätää rajojen 458-475 nm puitteissa ja siten tämä paikka voidaan sovittaa halutulla tavalla. Johtu-20 en suuresta energian muunnon hyötysuhteesta elektroniviri-tyksessä voidaan näitä pintoja käyttää hyvin edullisesti myös katodisädeputkissa.

On havaittu,että aktivoitaessa kromilla aikaansaadaan tehokkaimmin luminoivat aineet, jos valitaan bariumgallaatti 25 perushilaksi, joka ei sisällä alumiinia ja jossa osa bariumista voidaan korvata strontiumilla. Siten edulliselle keksinnön mukaiselle luminoivalle pinnalle on tunnusomaista se, että luminoiva aine vastaa kaavaa Ba2 SrgGag Cr^O^, missä 0<q<l,00 ja 0,00l<y< 0,10. Kromipitoisuus γ on valittu 30 annetun rajojen puitteisiin, koska pienemmillä kuin 0,001 ja suuremmilla kuin 0,10 y:n arvoilla saadaan pieniä valo-virtoja vastaavasti viritysenergian liian pienestä absorptiosta ja konsentraation sammumisesta johtuen. Kun barium korvat osittain strontiumilla on sillä vain vähän vaikutus-35 ta luminointiominaisuuksiin strontiumpitoisuuden g arvoilla aina enintään arvoon 1,00 saakka. Strontiumista vapaalle 6 74297 bariumgallaatilla on taas ortorombinen kiderakenne avaruus-ryhmän ollessa pnnm ja sillä on hieman suurempi yksikkö-koppi (a = 22,87, b = 5,09 ja c = 8,79) verrattuna strontium-aluminaattiin. Strontiumilla korvaus aikaansaa sen, että 5 gallaatin koppiparametrit pienenevät hiukan (esimerkiksi kun q = 0,20, niin a = 22,85, b = 5,08 jx c = 8,76). Tämän suoritusmuodon mukaisia luminoivia pintoja voidaan käyttää edullisesti matalapaineisissa elohopeakaasupurkauslampuissa, erityisesti kyseisen tyyppisissä lampuissa kasvien säteily-10 tystä varten. Syvänpunainen kromiemissio maksimin ollessa noin 695 nm:n kohdalla on itse asiassa hyvin edullinen kasvien kasvulle.

Keksinnön mukaisissa lampuissa on edullisesti keksinnön mukaisesti kaksiarvoisella europiumilla aktivoitua 15 aluminaattia ja vihreää luminoivaa ainetta ja punaista lu-minoivaa ainetta. Tosiasiassa nämä lamput ovat hyvin tehokkaita yleiseen valaistukseen, koska ne tekevät mahdolliseksi hyvin tyydyttävän yleisen värirendition saavuttamisen.

Kyseiset lamput ovat erityisen edullisia, jos vihreä-20 tä luminoiva aine on aktivoitu terbiumilla ja punaista lumi-noiva aine on kolmiarvoisella europiumilla aktivoitu harvinaisen maametallin oksidi.

Keksinnön mukaisessa luminoivassa pinnassa käytettävät luminoivat aluminaatit ja/tai gallaatit voidaan yleises-25 ti valmistaa kiinteän olomuodon reaktiolla suuressa lämpötilassa lähtöseoksesta, joka käsittää haluttujen alkuaineiden oksideja tai oksideja muodostavia yhdisteitä sopivissa määrissä halutun rakenteen muodostamiseksi. Tämä reaktion on tapahduttava heikosti pelkistävässä ilmakehäs-30 sä (esimerkiksi typen ja vedyn seos, joka sisältää 1-10 tilavuusprosenttia vetyä) europiumilla aktivoinnin tapauksessa ja hapettavassa ilmakehässä, esimerkiksi ilmassa, kromilla aktivoinnin tapauksessa. On havaittu, että muiden reaktio-olosuhteiden valinta on tärkeää halutun kidefaasin 35 muodostamiseksi.Erityisesti reaktiolämpötilan tulisi olla suhteellisen pienen, esimerkiksi 1050-1200°C. Jos reak- 7 74297 tiolämpötila on todellisuudessa suuri, on olemassa ei-toi-vottujen faasien, esimerkiksi S^AlyO^ ς:η jolla on ortorom-binen rakenne avaruusryhmän ollessa P , muodostumisen vaa-ra. On edelleen havaittu, että sulatussuolan, esimerkiksi 5 boorioksidin tai boorihapon,käyttö on hyvin edullista. Sulatussuolan määrän tulisi olla tällöin pienen, koska muutoin on jälleen suuri ei-toivottujen faasien muodostumisen vaara. Lähtöseoksen kokoonpano voi poiketa valmistettavan yhdisteen stokiometriasta, erityisesti alumiinioksidin ja/tai 10 galliumoksidin vajaus tai ylimäärä on mahdollinen ja sillä voi olla reaktiota edistävä vaikutus.

Keksinnön suoritusmuotoja selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin mukana seuraaviin piirustuksiin viitaten, joissa; 15 kuvio 1 esittää kaavamaisesti poikkileikkauksena keksinnön mukaista matalapaineista elohopeakaasupurkaus-lamppua; kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen kromilla aktivoidun luminoivan aineen emittoiman säteilyn spektraalista 20 energiajakautumaa, ja kuvio 3 esittää kaksiarvoisella europiumilla ja aktivoidulla luminoivalla aineella varustetun keksinnön mukaisen lampun emittoiman säteilyn spektraalista energia-jakautumaa.

25 Kuviossa 1 tarkoittaa viitenumero 1 matalapaineisen elohopeakaasupurkauslampun lasiseinämää. Lampun kumpaankin päähän on järjestetty elektrodi 2, 3, joiden elektrodien välissä purkaus tapahtuu lampun toiminnan aikana. Lamppu sisältää pienen määrän elohopeaa ja jalokaasua sytytyskaasu-30 na.. Seinämä 1 käsittää luminoivan pinnan ja se toimii alus-aineena luminoivalle kerrokselle 4, joka käsittää keksinnön mukaista luminoivaa ainetta. Kerros 4 voidaan aikaansaada seinämälle 1 tavanomaisella tavalla, esimerkiksi luminoivaa ainetta sisältävän suspension avulla.

8 74297

Esimerkki 1

Valmistetaan seuraava seos: 6,301 g SrC03 7,080 g Al203 5 0,163 g EU2©3 0,090 g H3B03 (0,06 moolia H3B03 muodostettavaa aluminaattimoolia kohti) Tätä seosta kiumennettiin uunissa kolme kertaa vastaavasti 1 tunnin, 17 tunnin ja 17 tunnin ajan lämpötilasssa 1100°C.

10 Kuumennuksen ajan virtasi uunin kautta typpeä, joka sisälsi 5 tilavuus-% vetyä. Kunkin kuumennuksen jälkeen saatu tuote jauhennettiin ja siivilöitiin.

Näin saatu luminoiva aine oli kaavan

Sri 96Eu0 04^6^11 mu^ainen aluminaatti. Jauheen röntgendiff-15 raktioanalyysi osoitti, ättä aineella oli ortorombinen kiderakenne, jonka avaruusryhmä on Pnnin· (kaikille edelleen esitettäville uusien luminoivien: aineiden esimerkille määritettiin kiderakenne samalla tavalla). Havaittiin, että alu-minaatin kvanttihyötysuhde oli 87 % 254 nm:n virityksellä 20 (adsorptio 85 %). Emissiokaistan maksimi oli kohdassa 498 nm ja puoliarvonleveys oli 58 nm.

Esimerkit 2-6

Samalla tavalla kuin esimerkissä 1 osoitettiin, valmistettiin useita kaavan Sr2_xEuxA^6^11 muka:*-s;*-a alumi-25 naatteja, samalla todentaen europiumpitoisuuden x vaikutuksen. Lähtöseokset, jotka sisälsivät 0,049 moolia H3BC>3 valmistettavaa aluminaattimoolia kohden, kuumennettiin 1 tunnin ja kahdesti 16 tunnin ajan lämpötilassa 1100°C typpivirtauksessa, joka sisälsi 5 tilavuus-% vetyä, 30 joka virtaus ohjattiin veden läpi ennen uuniin tuloa. Lumi-noiville aliuminaateille suoritetut kvanttihyltysuhteen gr (%), 254 nm:n virityssäteilyn absorption A (%), emission maksimin Amax (nm) ja puoliarvonleveyden λ^2 (nm) mittaukset on esitetty yhteenvetona taulukossa 1, samoin kuin ener-35 gian muunnon hyötysuhde η (%) katodisädevirityksessä.

9 74297

Taulukko 1 esimerk- x qr A ι λ max λ ,i_ ki__!___ 5 2 0,002 6o I 47 455 71 ! ^

3 0,02 81 ! 79 6) J 7 I

4 0,04 82 86 459 58 7 5 0,06 84 S9 459 5<> 7,5 6 0,10 81 92 460 57 8 10 ---:-

Esimerkit 7-12

Kuumentamalla 0,035 moolia H3B03 valmistettavaa alu-minaattimoolia kohti sisältäviä lähtösekoituksia 20 tuntia ^5 lämpötilassa 1100°C ja vielä kerran 20 tuntia lämpötilassa 1150°C, joka kerran typpivirrssa, joka sisälsi 5 tilavuus-% vetyä, saatiin kaavan Sr, no Ba Eun --Al^O,, 1,98-p p 0,02 6 11 mukaisia aineita. Näiden aineiden, joilla strontiumin bariumilla korvaamisen vaikutus on ilmeinen,mittausten 20 yhteenveto on esitetty taulukossa 2.

Taulukko 2 esimerk-j p | v | A | λ ,nax | 4· 25 7 0 73 77 I 46o 64 8 0#04 73 76 461 65

» I

9 0,10 73 78 462 64 . 10 0120 74 77 464 64 11 0,30 69 j 77 470 67 30 12 Qf 50 j 51 ! 77 473 <;7 _ -. rz 10 74297

Esimerkit 13-16 Lähtöseosten stokiometrisuudesta poikkeamisen vaikutus todennettiin valmistamalla useita kaavan

Srl 98Eu0 02A1z°2+1 5z raukaisia yhdisteitä. Seoksia, jotka 5 sisälsivät 0,029 moolia H-jBO^Jea muodostuvaa aluminaatti-moolia kohti, kuumennettiin kolme kertaa (1 tunti, 65 tuntia ja 17 tuntia) lämpötilassa 1100°C typpivirrassa, joka sisälsi 5 tilavuus-% vetyä. Saaduille aineille suoritetut mittaukset on esitetty taulukossa 3. Kaikissa tapauksissa 10 saavutettiin aluminaatin haluttu kidefaasi. Havaittiin kuitenkin, että pienillä z:n arvoilla esiintyi SrA^O^tää ja suurilla z:n arvoilla esiintyi Sr2Al7012 5:ta ja SrAl40y;ää, mutta vain hieman häiritsevässä määrin.

15 Taulukko 3 ä j q7 j Ä I A max e$imerk- 1 i j ki_ - -—-- ' 13 5 69 77 I ’»60 20 i4 5,5 7<> 75 ; ^39 • 15 6 79 72 ^58 16 6f5 79 ! 68 459 25 Esimerkit 17-19

Valmistettiin sekoitus: 5,424 g BaCO-j 7,784 g Ga203 0,006 g Cr203 30 0,075 g H3BC>3 Tämä sekoitus kuumennettiin 17 tunnin ajan lämpötilassa 1100°C. Jäähdytyksen jälkeen tuote jauhennettiin ja siivilöitiin. Näin saadulla lurainoivalla gallaatilla oli kaava Ba^Ga^ nn.Crn ..,0... Analogisella tavalla 2 5,994 0,006 11 35 valmistettiin kaavan Ba2Gag_yCryO^ mukaisia gallaatteja, n 74297 joilla oli erilaisia Cr-pitoisuuksia γ. Kvanttihyötysuhteen gr (%), 254 nm:n virityssäteilyn adsorptio A (%) ja emission maksimi λ _ (nm) on esitetty taulukossa 4. Esimerkin max 17 mukaisen gallaatin emission spektraalinen energiajakau-5 tuma on esitetty kuviossa 2. Tässä kuviossa on aallonpituus (nm) piirretty abskissalle ja suhteellinen säteilyintensi-teetti E (mielivaltaisissa yksiköissä) on piirretty ordi-naatalle.

Taulukko 4 10 _______...

esimerkki v ar A ^ 3 1___' more 17 0,006 b·} 90 609 18 0,002 35 88 699 19 0,003 b1 S9 699 15 1—-— ---

Esimerkit 20-24

Samalla tavalla kuin esimerkeissä 17-19 valmistettiin Cr-aktivoituja gallaatteja kaavan 20 ®a2-q^rq^a5/994^r0,006^11 mukaisesti. Sr-sisällön g vai kutus ilmenee taulukossa 5 esitetyissä mittauksissa.

Taulukko 5 25 ___._;-- esimerkki! q j qr j A , λ max *:· 20 o i 37 86 j 699 21 0,02 39 86 j 699 22 0,20 ^0 85 I 699 30 23 0,50 bO 86 j 699 2b I 1.00 50 88 j 699 ---J——-— -1~—-5.

---------' u~ 12 74297

Esimerkki 25

Suuri määrä kaavan Sr, ntEurt λ.ΑΙ,Ο,, mukaista euro- X tyo U/U4 b 11 piumilla aktivoitua strontiumaluminaattia saatiin kuumentamalla seosta 5 352,56 g SrC03 367,06 g Al2C>3 8,45 g Eu303 2,59 g H3B03 10 1 tunnin ajan lämpötilassa 1100°C typpivirtauksessa, joka sisälsi 5 tilavuus-% vetyä. Jäähdytyksen ja jauhennuksen jälkeen tuotteeseen kohdistettiin sama kiumennus 65 tunniksi. Siten saatuun tuotteeseen lisättiin 0,2 paino-% H3B03, minkä jälkeen tuotetta kuumennettiin 16 tunnin 15 ajan lämpötilassa 1100°C samassa heikostipelkistävässä ilmakehässä. Jäähdytyksen ja jauhennuksen jälkeen sekoitettiin taas 0,2 paino-% tuotteeseen, minkä jälkeen sitä jälleen kuumennettiin 16 tunnin ajan lämpötilassa 1100°C samassa ilmakehässä. Jäähdytyksen,jauhennuksen ja siivilöinnin 20 jälkeen oli luminoiva aine valmista käytettäväksi. Havaittiin, että aluminaatin kvanttihyötysuhde 254 nm:n virityksellä (absorptio 88 %) oli 83 %. Ainetta käytettiin kuvioon 1 viitaten esitetyn tyyppisen matalapaineisen elohopea-kaasupurkaus lampun luminoivassa pinnassa (lampun pituus noin 25 120 cm, halkaisija 26 mm, tehonkulutus noin 36 W). Aluksi lamppu antoi 45,4 lm/W:n suuruisen suhteellisen valovirran. Suhteellinen valovirta oli 0, 100 ja 1000 käyttötunnin jälkeen vastaavasti 102,0, 100 ja 93,6 %. Lampun emittoiman säteilyn spektraalinen energiajakautuma on esitetty kuviossa 30 3, jossa suhteellinen säteilyenergia E on piirretty 5 nm:n aallonpituusjaksoissa (mielivaltaisissa yksiköissä) aallonpituuden suhteen. Emittoidun säteilyn väripiste oli x = 0,152 ja y = 0,138.

74297 13

Esimerkki 26

Suurempi määrä kaavan Sr^ 65Bao 33Euo 02A^6^11 mukaista europiumilla aktivoitua bariumia sisältävää strontiumaluminaattia valmistettiin valmistamalla perin-5 pohjainen seos: 69,15 g BaC03 263,39 g SrC03 352,89 g Al203 3,75 g Eu303 10 6,78 g H3B03.

Tämä seos, joka sisälsi 8,33 mol-%:in ylimäärän alumiinia, kuumennettiin kolme kertaa (joka kerran 2 tuntia) uunissa lämpötilassa 1200°C heikosti pelkistävässä ilmakehässä, joka sisälsi typpivirtauksen, joka sisälsi 5 paino-% vetyä 15 ja joka ennen uuniin viemistä johdettiin veden läpi.

Saadun aluminaätin kvanttihyötysuhde oli 78 % 254 nm:n virityksellä (absorptio 83 %). Kun tuotetta käytettiin esimerkissä 23 mainitun tyyppisissä matalapaineisissa elohopeakaasupurkauslampuissa saatiin 50 lm/W:n suuruisia 20 suhteellisia valovirtoja 100 käyttötunnin jälkeen. Suhteelliset valovirrat 0, 100, 1000, 2000 ja 5000 käyttötunnin jälkeen olivat vastaavasti 103,3 100, 89,6, 85,2 ja 78,7 %. Lampun emittoiman säteilyn väripiste oli x = 0,152 ja y = 0,175.

25 Esimerkki 27

Esimerkissä 25 mainitun tyyppiseen lamppuun (36 W) aikaansaatiin luminoiva pinta, joka sisälsi esimerkissä 25 selostetun luminoivan aluminaatin (Sr^ ggEuo 04^6^11^ kaavan Ce^ 67Tbg 33M^Al11^19 mukaisen vihreätä luminoivan 30 aluminaatin ja kaavan Y203~Eu^ mukaisen punaista luminoivan oksidin seoksen sellaisissa suhteellisissa määräosuuksissa, että lampun emittoiman säteilyn värilämpötilan arvo oli noin 4000 K. Aluksi lamppu antoi 95,3 lm/W:n suuruisen suhteellisen valovirran. Suhteellinen valovirta 35 oli 0, 100, 1000 ja 2000 käyttötunnin jälkeen vastaavasti 100,7, 100, 98,5 ja 95,9 %.

14 742 97

Lopuksi huomautetaan, että lyijyä voidaan sisällyttää strontiumaluminaattiin S^AlgO^. Jos lyijyn määrä valitaan pieneksi (tai luokkaa muutama mooli-% strontiumin suhteen),saadaan aineita, joilla on kohtuullisen hyötysuh-5 t aen omaava lyijyemissio (emissiokaista UV-alueella maksimin ollessa noin kohdalla 307 nm).

Claims (7)

1. Luminoiva pinta, joka käsittää alusaineen, johon on muodostettu luminoiva kerros, joka käsittää kaksiarvoi- 5 sella europiumilla tai kolmiarvoisella kromilla aktivoidun luminoivan aineen, joka aine on strontiumin ja/tai bariumin aluminaatti ja/tai gallaatti, tunnettu siitä, että aluminaatilla ja/tai gallaatilla on ortorombinen kiderakenne, jonka avaruusryhmä on Pnnjn ja jonka rakenteen määritteli) lee kaava Me,_ Eu A, Cr O,., jossa Me on pääasiallisesti <u“X x b-y y jl jl strontiumia tai pääasiallisesti bariumia, Me:n ollessa pääasiallisesti strontiumia, on Me strontiumia josta aina 25 mol-%:iin saakka voidaan korvata bariumilla, kun taas A on alumiinia, jolloin 0,0011x^0,25 ja y = 0, ja Me:n olles-15 sa pääasiallisesti bariumia, on Me bariumia josta aina 50 mol-%:iin saakka voidaan korvata strontiumilla, kun taas A on galliumia, jolloin 0,00l5y£0,10 ja x = 0.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen luminoiva pinta, tunnettu siitä, että luminoiva aine vastaa kaavaa

20 Sr~ Ba Eu Α1,01η, missä θ£ρ£θ,50 ja 0,00l£x£0,25. 2-p-x p x o 11 c J

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen luminoiva pinta, tunnettu siitä, että luminoiva aine vastaa kaavaa Ba2_qSrgGag_yCr^O^^, missä 0£q£l,00 ja 0,00l£y£0,10.

4. Matalapaineinen elohopeakaasupurkauslamppu, 25 tunnettu siitä, että siinä on patenttivaatimuksien 1, 2 tai 3 mukainen luminoiva pinta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lamppu, tunnettu siitä, että luminoiva materiaali on aktivoitu kaksiarvoisella europiumilla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen lamppu, tun nettu siitä, että lamppu lisäksi käsittää vihreätä luminoivaa ainetta ja punaista luminoivaa ainetta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lamppu, tunnettu siitä, että vihreätä luminoiva aine on aktivoi-35 tu terbiumilla ja punaista luminoiva aine on kolmiarvoisella europiumilla aktivoitu harvinaisen maametallin oksidi. ___. - ΈΖ. ΐ6 74297