183681. lajstromszámú szabadalom • Lumineszkáló ernyő
1 183 681 2 A találmány Iumineszkáló ernyőre vonatkozik, mely olyan Iumineszkáló anyagot tartalmaz, mely csak ólommal vagy ólommal és a terbium és mangán elemek közül legalább eggyel van aktiválva, az anyagnak hexagonális apatit kristályszerkezete van és az M^LnB (AQ^Xí általános képletnek felel meg, ahol Me legalább egyet tartalmaz a Ca, Sr, Ba, Mg és Zn elemek közül, az Me-t részben helyettesíti Pb vagy Pb és Mn, melyben Ln az Y és La elemek közül legalább az egyiket jelenti, a Tb, ha jelen van, részben helyettesíti az Ln-t, melyben az (A04) a (PCX)3-, (Si04)4" és (BQ*)5- csoportok közül az egyik aniont jelenti és végül az X legalább egy elemet jelent az oxigén vagy halogén csoportból, vagy üresen marad és a képletben az a^O, b^O és 9 kisebb vagy egyenlő a + b kisebb vagy egyenlő 10. A találmány olyan kisnyomású higanygőz kisülési lámpára is kiterjed, mely ilyen Iumineszkáló ernyőt tartalmaz. Alkáli földfémeknek és Y-nak és/vagy La-nak lumineszkáló szilikátjai ismeretesek a 7005 708 (PHN 4817) sz. holland szabadalmi bejelentésből, mely szilikátoknak apatit kristályszerkezetük van. Az említett szabadalmi bejelentés különösen azokat a Pb-mal és Pb-mal és Mn-nal aktivált szilikátokat írja le, melyek megfelelnek a fent említett általános képletnek, például az MejLn* (SCh^CVnek. A 7 104263 (PHN 5375) sz. szintén közzétett holland szabadalmi bejelentés is leír olyan szilikátokat, melyekben az (Si04)4- helyettesíti. A közzétett 7 802632 (PHN 9074) sz. szabadalmi bejelentés olyan Iumineszkáló anyagot ismertet, mely gadoliniummal van aktiválva és azonkívül további második és harmadik aktivátor elemeket is tartalmaz. Ezekben az anyagokban a gerjesztő energia, például egy kisnyomású higanygőz kisülés rövid hullámú ultraibolya sugárzása, a második aktivátor elemen abszorbeálódik és a gadolinium ionon keresztül áttevődik a harmadik aktivátorra, mely így válik képessé az emisszióra. Az említett szabadalmi bejelentés példaképpen megemlít ilyenfajta anyagot, mely ólommal és terbiummal aktivált, gadoliniumot tartalmazó lantánszilikát és apatit kristályszerkezete van. Ez az ismert szilikát csak Ln kationt tartalmaz, Me ionokat nem, ilymódon nem felel meg az előbb említett általános képletnek. Ismeretes, hogy ennek a szilikátnak aránylag kicsi a kvantumhatásfoka (nem több, mint 50%). A jelen találmány tárgya új Iumineszkáló anyagok készítése, melyeknek alapja apatit kristályszerkezetű alaprács. A találmány szerinti Iumineszkáló ernyőt, melyet a korábbiakban leírtunk, az jellemzi, hogy lumineszkáló anyaga gadoliniumot tartalmaz, a Gd-ot legalább részben Ln helyettesíti. Úgy találtuk, hogy az apatit, mely Me-t (Ca, Sr, Ba, Mg és/vagy Zn) és Ln-t (Y és/vagy La) tartalmaz, Pb-mal és Gd-mal aktiválva olyan fényport képez, melyben, például kisnyomású higanygőz kisüléssel gerjesztve igen hatásosan jelenik meg a jellemző Gd sugárzás (vonalas emisszió a 310—315 nm tartományban). Azt találtuk továbbá, hogy terbium vagy mangán aktivátorok használata esetében hatásos Iumineszkáló anyagot nyerünk, melynek jellemző zöld Tb-emiszsziója, illetve Mn sáv-emissziója megközelitőleg 590 nm-nél jelentkezik. A kísérletekből kitűnik, hogy mind a foszfát, mind a szilikát apatit és az is, amelyik borátot tartalmaz, valamint a kevert apatitok is használható alaprácsot adnak. Az alaprács akár oxi-, akár halogén-apatit (az X jelenti az oxigént vagy halogént, különösen F-t) vagy kevert oxi-halogén-apatit lehet. Az X vagylagosan el nem foglalt alaprácsot (hiány) is jelenthet. Továbbá úgy találtuk, hogy a sztöchiometrikus apatiton (ahol a + b = 10 és ahol X jelen van) kívül, a nem sztöchiometrikus anyagok (ahol az a + b 9 és 10 közé esik) is, jó alaprácsot képeznek. Ennek az a feltétele, hogy a Iumineszkáló anyag mindig tartalmazzon Me-t és Ln-t (a^0, b£0). A találmány szerinti Iumineszkáló anyagban a gerjesztő energiát az ólom abszorbeálja és teszi át a gadoliniumhoz. Ha ezen kívül még Tb és/vagy Mn is van jelen, további hatékony áttétel jelentkezik ezekre az elemekre. A találmány szerinti anyag nagy előnye, hogy a gerjesztő energia átvitele az ólomról annyira tökéletes, hogy az anyag alapjában véve teljesen mentes marad az ólom látható színképbeli emissziójától. Ez eltér a már említett 7 005 708 és 7 104263 sz. szabadalmi bejelentésektől és teljesen váratlan volt. A találmány szerinti Iumineszkáló anyag különösen kisülő lámpa Iumineszkáló ernyőjén való felhasználásra alkalmas, ahol a higany rezonancia vonalát (túlnyomóan 254 nm), mely ezekben a lámpákban keletkezik, jól abszorbeálja az ólom. Általában a találmány szerinti Iumineszkáló anyag sztöchiometrikus alapráccsal legelőnyösebb (azaz akko--, ha az általános képletben az a + b= 10), ilyenkor mutatja az anyag a legnagyobb fényáramot. A találmány szerinti Iumineszkáló ernyő egyik lehetséges kiviteli alakja szerint Iumineszkáló anyagát a következő képlet jellemzi: Me,o_y_p_q Pbq Lnv-r-s Gdr Tbs (PCLX-y (Si04)> F> ahol 0,25 kisebb vagy egyenlő y kisebb vagy egyenlő 6 0,002 kisebb vagy egyenlő p kisebb vagy egyenlő I 0 kisebb vagy egyenlő q kisebb vagy egyenlő 0,25 0,25 kisebb vagy egyenlő r 0 kisebb vagy egyenlő s kisebb vagy egyenlő 3,0 r + s kisebb vagy egyenlő y Az ilyen ernyő fluoro-szilikát apatitot tartalmaz, melyben lehetőleg foszfát is van és sztöchiometrikus (az általános képletben a + b = 10). A találmány szerinti Iumineszkáló ernyő másik kiviteli alakja is sztöchiometrikus apatitot hordoz, melyet az jellemez, hogy a Iumineszkáló ernyő lumineszkáló anyaga a következő általános képletnek felel meg: Me2+*—y~p—q P bp Mn, Ln$—x + y—r—s Gdr Tb, (SiCXX—x—y (PCX), (BO4XO2 ahol 0 kisebb vagy egyenlő x kisebb vagy egyenlő 6 0 kisebb vagy egyenlő y kisebb vagy egyenlő 6—x, ha 2 kisebb vagy egyenlő x kisebb vagy egyenlő 6 0 kisebb vagy egyenlő y kisebb vagy egyenlő 2 + x, ha 0 kisebb vagy egyenlő x kisebb vagy egyenlő 2 0,002 kisebb vagy egyenlő p kisebb vagy egyenlő 1,0 0 kisebb vagy egyenlő q kisebb vagy egyenlő 0,25 kisebb vagy egyenlő p + q kisebb mint 2 + x—y 0,25 kisebb vagy egyenlő r 5 10 15 20 25 30 35 40 a r 50 55 60 65 2
