PL220342B1 - Sposób otrzymywania luminoforu światła białego i jego zastosowanie - Google Patents
Sposób otrzymywania luminoforu światła białego i jego zastosowanieInfo
- Publication number
- PL220342B1 PL220342B1 PL401344A PL40134412A PL220342B1 PL 220342 B1 PL220342 B1 PL 220342B1 PL 401344 A PL401344 A PL 401344A PL 40134412 A PL40134412 A PL 40134412A PL 220342 B1 PL220342 B1 PL 220342B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- phosphor
- concentration
- white light
- ions
- lnf3
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 13
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910016653 EuF3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910004299 TbF3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 2
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- LKNRQYTYDPPUOX-UHFFFAOYSA-K trifluoroterbium Chemical compound F[Tb](F)F LKNRQYTYDPPUOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- -1 europium ions Chemical class 0.000 description 6
- 101100274801 Caenorhabditis elegans dyf-3 gene Proteins 0.000 description 4
- 229910016468 DyF3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 4
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000000594 Growth Differentiation Factor 10 Human genes 0.000 description 1
- 108010041881 Growth Differentiation Factor 10 Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVIZARNDLVOMSU-UHFFFAOYSA-N ginsenoside K Natural products C1CC(C2(CCC3C(C)(C)C(O)CCC3(C)C2CC2O)C)(C)C2C1C(C)(CCC=C(C)C)OC1OC(CO)C(O)C(O)C1O FVIZARNDLVOMSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
- Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania luminoforu światła białego, zwłaszcza wzbudzanego promieniowaniem wysokoenergetycznym (UV, VUV, rentgenowskie) i jego zastosowanie.
Z publikacji R. T. Wegh, H. Donker, K. Oskam i A. Meijerink „Visible Quantum CutTing in LiGdF4:Eu Science 289 (1999) znane są zastosowania LiGdF4 domieszkowanego europem jako przetwornika emisji ksenonu na światło widzialne. Proces ten polega na tzw. dzieleniu fotonów, po wzbudzeniu stanów 6Gj gadolinu następuje emisja dwóch fotonów widzialnych w następstwie absorpcji jednego fotonu ultrafioletowego. W pierwszym etapie następuje nie promieniste wzbudzenie jonów
Eu3+ na skutek relaksacji krzyżowej (Gd) 6G3 - 6P, = (Eu)7F1 - 5D0 wymagające obsadzenia termiczne7 go stanu 7F1, nie będącego stanem podstawowym. Poziom ten jest obsadzony w temperaturze pokojowej w około 30%. Kolejny krok polega na nie promienistym przekazaniu energii ze stanu 6P3 do jonów europu.
Z publikacji C. Ronda „Luminescent materials with quantum efficiency larger than 1, status and prospects Jurnal of Luminescencje 100 (2002) znany jest fakt, że proces dzielenia fotonów nie ma zastosowania komercyjnego, z powodu bardzo słabej absorpcji jonów gadolinu.
Znane są również lampy fluorescencyjne, gdzie jako medium transformującego energię elektryczną na wysokoenergetyczne promieniowanie elektromagnetyczne, używa się rtęci. Na skutek pobudzenia par rtęci, pod niskim ciśnieniem, emitowane jest promieniowanie w obszarze ultrafioletu z maksimum przy 254 nm, konwertowane następnie za pomocą luminoforów na światło widzialne. Takie lampy stanowią jednak zagrożenie dla środowiska naturalnego. Powodem jest duża toksyczność rtęci. Dlatego jako alternatywę zastosowano lampy, w których zamiast toksycznych par rtęci stosuje się nietoksyczne gazy szlachetne. Jedno z takich rozwiązań polega na użyciu ksenonu pod niskim ciśnieniem. Wzbudzony ksenon generuje promieniowanie w zakresie ultrafioletu próżniowego z maksimum przy 172 dla Xe2* oraz 147 dla Xe*. Wadą znanych rozwiązań jest wydajna konwersja promieniowania wysokoenergetycznego wyłącznie na światło monochromatyczne.
Znany jest fakt, iż w związku K5Li2LnF10 (Ln = Y, La, Gd) zawierającym Tb + Eu dochodzi do korzystnego transferu energii z zakresu 160-200 nm, co czynni go atrakcyjnym w źródłach wzbudzanych ksenonem.
Znane jest z P. Solarz, W. Ryba-Romanowski „Energy transfer processes in K5Li2 GdF10:Eu,Pr” Radiation Measurements 42 (2007), iż jon Pr może wpływać korzystnie, jak i negatywnie na luminescencje Eu. Jon Pr wykazuje tendencję do wygaszania luminescencji pochodzącej z jonów Eu.
Istotą rozwiązania według wynalazku jest sposób otrzymywania luminoforu wydajnie wzbudzanego w promieniowaniem z zakresu 120-200 nm, w którym stechiometryczną mieszaninę fluorków w molowych proporcjach 5KF:2LiF:LnF3 (Ln = La, Gd, Y) zawierającym Eu oraz Tb aktywuje się w zastępstwie LnF3 fluorkiem DyF3 o stężeniu jonów Dy3+ 0,00001-100% at, po czym poddaje się procesowi krystalizacji lub syntezy w fazie stałej w wyniku której otrzymuje się K5Li2LnF10 (Ln = La, Gd, Y), przy czym proces jest prowadzony przez co najmniej 6 godzin w temperaturze co najmniej 600°C.
Korzystnie, luminofor ma postać K5Li2G1-(t+e+d)TbtEUeDydF10 (t,e,d = 0,00001-1).
Korzystnie, luminofor ma postać K5Li2a1-(t+e+d)TbtEUeDydF10 (t,e,d = 0,00001-1).
Korzystnie, luminofor ma postać K5Li2Y1-(t+e+d)TbtEUeDydF10 (t,e,d = 0,00001-1).
Korzystnie, stężenie aktywnej domieszki Tb wynosi od 0,001 do 33% at. (% atomowych).
Korzystnie, stężenie aktywnej domieszki Eu wynosi od 0,00001 do 33% at. (% atomowych).
Korzystnie, stężenie aktywnej domieszki Dy wynosi od 0,0001 do 33% at. (% atomowych).
Korzystnie, jon Dy nie wygasza luminescencji jonów Tb i Eu.
Korzystnie, luminofor wykazuje właściwości przetwornika luminescencyjnego promieniowania wysokoenergetycznego na światło widzialne w zakresie 50-450 nm na światło białe i maksymalną zdolność wzbudzeń w zakresach 50-205 nm, 250-300, 318-500 nm oraz rentgenowskim.
Korzystnie, otrzymana substancja wykazuje wzbudzenia od 50-500 nm oraz rentgenowskim
Korzystnie, luminofor charakteryzują się zakresem wzbudzeń od 50-500 nm oraz rentgenowskim.
Korzystnie, dodatek jonów dysprozu wpływa na właściwości luminescencyjne luminoforu.
Korzystnie, luminofor stosuje się jako przetwornik promieniowania wysokoenergetycznego na światło widzialne, zbliżone do światła białego.
Korzystnie, zmieniając proporcje dysprozu do terbu do europu możliwa jest zmiana barwy emitowanego światła.
PL 220 342 B1
Korzystnie, luminofor w przeciwieństwie do znanych luminescencyjnych źródeł światła białego zachodzi w procesie jednej syntezy. Otrzymany jeden związek chemiczny emituje światło białe. W przypadku tradycyjnych luminoforów dopiero mieszanina różnych luminoforów pozwala na emisję światła białego.
Korzystnie, proces otrzymywania luminoforu białego w procesie jednej syntezy chemicznej minimalizuje koszty źródeł światła.
Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1
Stechiometryczną mieszaninę fluorków w molowych proporcjach 5KF:2LiF: LnF3 (Ln = La, Gd, Y) aktywowano w zastępstwie LnF3, fluorkami DyF3, EuF3, TbF3 w ilości 1% at, 4,6% at, 3% at, odpowiednio dla jonów Dy, Eu, Tb. Mieszaninę umieszczono w tyglu grafitowym w atmosferze redukującej i ogrzano do temperatury 600-650°C przez sześć godzin. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej otrzymano luminofor, który wykazuje właściwości konwertujące promieniowanie wysokoenergetyczne na białe światło.
P r z y k ł a d 2
Stechiometryczną mieszaninę fluorków w molowych proporcjach 5KF:2LiF:LnF3 (Ln = La, Gd, Y) aktywowano w zastępstwie LnF3, fluorkami DyF3, EuF3, TbF3 w ilości 1% at, 4,6% at, 3% at, odpowiednio dla jonów Dy, Eu, Tb. Mieszaninę umieszczono w tyglu niklowym w atmosferze redukującej i ogrzano do temperatury 650-700°C przez sześć godzin. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej otrzymano luminofor, który wykazuje właściwości konwertujące promieniowanie wysokoenergetyczne na białe światło.
P r z y k ł a d 3
Stechiometryczną mieszaninę fluorków w molowych proporcjach 5KF:2LiF:LnF3 (Ln = La, Gd, Y) aktywowano w zastępstwie LnF3, fluorkami DyF3, EuF3, TbF3 w ilości 1% at, 4,6% at, 3% at, odpowiednio dla jonów Dy, Eu, Tb. Mieszaninę umieszczono w tyglu złotym w atmosferze redukującej i ogrzano do temperatury 700-750°C przez sześć godzin. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej otrzymano luminofor, który wykazuje właściwości konwertujące promieniowanie wysokoenergetyczne na białe światło.
Claims (8)
1. Sposób otrzymywania luminoforu, znamienny tym, że stechiometryczną mieszaninę fluorków w molowych proporcjach 5KF:2LiF:LnF3 (Ln = La, Gd) aktywuje się w zastępstwie LnF3, fluorkiem DyF3 o stężeniu jonów Dy3+ 0,000001-100% at, fluorkiem EuF3 o stężeniu jonów Eu3+ 0,000001100% at, fluorkiem TbF3 o stężeniu jonów Tb3+ 0,000001-100% at po czym poddaje się procesowi krystalizacji lub syntezy w fazie stałej w wyniku której otrzymuje się K5Li2LnF10 (Ln = La, Gd, Y), przy czym proces jest prowadzony przez co najmniej 6 godzin w temperaturze co najmniej 600°C.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że luminofor ma postać K5Li2G1-(t+e+d).TbtEUeDydF10 (t,e,d = 0,00001-1).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że luminofor ma postać K5Li2a1-(t+e+d)TbtEUeDydF10 (t,e,d = 0,00001-1).
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że luminofor ma postać K5Li2Y1-(t+e+d)TbtEUeDydF10 (t,e,d = 0,00001-1).
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie aktywnych domieszek Dy, Tb, Eu wynosi od 0,000001 do 100% at.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że luminofor wykazuje właściwości przetwornika luminescencyjnego promieniowania wysokoenergetycznego na światło widzialne w zakresie 50-450 nm na światło białe i maksymalną zdolność wzbudzeń w zakresach 50-205 nm, 250-300, 318-500 nm oraz rentgenowskim.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymana substancja wykazuje wzbudzenia od 50-500 nm oraz rentgenowskim.
8. Zastosowanie luminoforu według zastrz. 1, znamienny tym, że luminofor stosuje się jako przetwornik promieniowania wysokoenergetycznego na światło widzialne.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401344A PL220342B1 (pl) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | Sposób otrzymywania luminoforu światła białego i jego zastosowanie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401344A PL220342B1 (pl) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | Sposób otrzymywania luminoforu światła białego i jego zastosowanie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL401344A1 PL401344A1 (pl) | 2013-05-27 |
| PL220342B1 true PL220342B1 (pl) | 2015-10-30 |
Family
ID=48522821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL401344A PL220342B1 (pl) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | Sposób otrzymywania luminoforu światła białego i jego zastosowanie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL220342B1 (pl) |
-
2012
- 2012-10-25 PL PL401344A patent/PL220342B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL401344A1 (pl) | 2013-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kang et al. | Luminescence and red long afterglow investigation of Eu3+–Sm3+ CO-doped CaWO4 phosphor | |
| US8168085B2 (en) | White light phosphors for fluorescent lighting | |
| Xu et al. | Influence of Gd3+ doping on the luminescent of Sr2P2O7: Eu3+ orange–red phosphors | |
| Liu et al. | A potential cyan-emitting phosphor Sr 8 (Si 4 O 12) Cl 8: Eu 2+ for wide color gamut 3D-PDP and 3D-FED | |
| CN100439472C (zh) | 改进量子分裂的氧化物基荧光物质及其生产方法 | |
| Sun et al. | Enhanced X-ray-induced luminescence and afterglow of NaLuF4: Gd3+/Tb3+ nanoparticles with Ca2+ doping | |
| Jubera et al. | Yb3+ and Yb3+–Eu3+ luminescent properties of the Li2Lu5O4 (BO3) 3 phase | |
| Ran et al. | Luminescent properties of blue long-lasting phosphorescence phosphors Sr6Al18Si2O37: Eu2+, RE3+ | |
| Shi et al. | Host sensitization of Tb3+ through Gd3+ in Na3Gd (BO3) 2: Tb3+ | |
| Ju et al. | Persistent luminescence in Ba5 (PO4) 3Cl: Eu2+, R3+ (R= Y, La, Ce, Gd, Tb and Lu) | |
| Yousif et al. | Luminescence properties of Eu3+ activated Y2O3 red phosphor with incorporation of Ga3+ and Bi3+ trace hertero-cations in the Y2O3 lattice | |
| Liang et al. | Visible quantum cutting through downconversion in Eu3+-doped K2GdZr (PO4) 3 phosphor | |
| Rodnyĭ et al. | Luminescence of trivalent praseodymium in oxides and fluorides | |
| Xiao et al. | Red and near infrared down-conversion in Er3+/Yb3+ co-doped YF3 performed by quantum cutting | |
| Wu et al. | Hydrothermal synthesis and luminescent properties of LnPO4: Tb (Ln= La, Gd) phosphors under VUV excitation | |
| Li et al. | Energy transfer processes in Ce3+ and Tb3+ co-doped Ln2Si2O7 (Ln= Y, Gd) | |
| Srivastava et al. | The influence of optically active impurities on the performance of phosphors and scintillators | |
| Rodnyĭ | Cascade photon emission in luminophores | |
| CN1712490A (zh) | 一种pdp用稀土红色发光材料及其制备方法 | |
| Kim et al. | Luminescence efficiencies of self-and Tm3+ activated CaWO4 under vacuum ultraviolet radiation excitation | |
| Corradi et al. | Luminescence properties of the x-ray storage phosphor BaBr2: Ce3+ | |
| EP1258520B1 (en) | Quantum-splitting oxide-based phosphors | |
| Verma et al. | Luminescent properties of Dy, Sm activated yttrium oxide phosphor | |
| Thiyagarajan et al. | UV excitable Y2− x− y Gd y SiO5: Ce x phosphors for cool white light emission | |
| Shiran et al. | Luminescence of Pr-doped LiCaAlF6 and LiSrAlF6 crystals |