167829. lajstromszámú szabadalom • Lumineszkáló ernyő és eljárás lumineszkáló anyag előállítására
21 167829 22 Példa LO % A% (254 nm) 140. Sr4 Mg3 i958 Mn 0i052 Ga 52 O 86 141. Sr5 Mg li951 Mn 0i049 Ga 64 O 10 3 142. Ba8 Mg 5>965 Mn 0j035 Ga 60 O 104 143. Ba10 Mg 7958 Mn 0042 Ga 72 O 126 144. Ba12 Mg 9j951 Mn 0049 Ga 84 Oi 48 145. Ba14 Mg Ui944 Mn 0056 Ga 96 O 170 114 104 72 74 83 83 97 97 77 77 73 73 A 118-tól a 145-ig terjedő példák anyagainak emiszsziós spektrumaiból kiadódott, hogy a Xmax 500 nm és 508 nm közötti értékű, és az emissziós sáv fél szé- 15 lessége 23 nm-től 30 nm-ig terjed. A találmány szerinti mangánnal aktivált gallátok fontosságát mutatják a következő mérések: A 124. példa szerinti lumineszkáló anyag fényárama szemben a spinell szerkezetű mangánnal aktivált (MgGa! 8 A1 0 2 0 4 ) anyaggal 107% ami- 20 kőris a mangán emissziós sáv csúcsának magassága 103% a spinell esetében mért értékkel összehasonlítva. A 128. példa szerinti anyag fényárama az említett spinellel összehasonlítva 108% és a csúcs magassága eléri a 130%-ot. 25 A találmányt a továbbiakban a rajzok és a találmány szerinti lumineszkáló anyagok egy sor előállítási módjainak bemutatásával bővebben megmagyarázzuk. Az 1. ábra az előbbiekben részletesen tárgyalt háromalkotós ABC fázisdiagramot mutatja. 30 A 2. ábra a találmány szerinti négy európaimmal aktivált lumineszkáló anyag gerjesztési spektrumát és refleksziós spektrumát mutatja. A 3. ábrán a 2. ábra szerinti anyagok energia spektrum eloszlása látható. 35 A 4. ábra a találmány szerinti más négy europiummal aktivált lumineszkáló anyag energia eloszlási spektrumát mutatja. Az 5. ábra a találmány szerinti öt lumineszkáló anyag fényáramainak grafikus ábrázolását mutatja. 40 A 6. ábrán a találmány szerinti két európaimmal és mangánnal aktivált aluminát energia eloszlási spektruma látható, különböző mangánkoncentráció és europium koncentráció értékek mellett. A 7. ábra a találmány szerinti cériummal aktivált 45 lumineszkáló anyag energia eloszlási spektrumát ábrázolja. A 8. ábrán a találmány szerinti cériummal és terbiummal aktivált lumineszkáló anyag energia eloszlási spektruma látható. 50 A 9. ábrán a találmány szerinti indiummal aktivált lumineszkáló anyag energia eloszlási spektrumát ábrázoltuk. A találmány szerinti lumineszkáló aluminátok, gallátok és aluminátgallátok önmagában ismert módon a 55 lumineszkáló anyagok szintézise útján előállíthatók. Az előbbiekben szereplő táblázatok szerinti vegyületek szilárd anyagoknak magas hőmérsékleten történő hevítése útján hozhatók létre. Ekkor a kiinduló anyagok termékeit egyszer, vagy többször pl. egy órán ke- 60 resztül 1100 C° és a létrejövő vegyületek olvadáspontja közötti hőmérsékleten izzítjuk. A gyakorlat szerint a hőkezelés hőmérsékletének max. hőfokára 1500 C° adható meg. Kiinduló anyagként a kívánt fémek oxidjai, vagy azok a vegyületek alkalmazhatók, amelyek a heví- 65 téskor oxidot (pl. karbonát) alkotnak. A hevítések száma és időtartama a kiinduló termék reakcióképességétől függ. A reakcióképességet a hevítés hőmérséklete is meghatározza. A hevítés oxidáló közegben (pl. levegőn), semleges vagy gyenge redukáló atmoszférában is elvégezhető. Ha pl. mangán aktivátort alkalmazunk, akkor általában legalább egy (az utolsó) hőkezelést gyengén redukáló atmoszférában kell elvégezni, hogy ezek az aktivátorok kétvegyértékű állapotba kerüljenek. A legtöbb esetben a találmány szerinti lumineszkáló anyagok előállításánál adott keverékből kell kiindulni, amely az összetételnek megfelelő mennyiségű fémoxidokból áll, amely az előállítandó vegyületek sztöchiometrikus arányának felel meg. Ugyanakkor arra is van lehetőség, hogy eltérjenek a sztöchiometrikus összetételtől. Ismeretes módon lehetséges, hogy egy vagy több kiinduló anyag túladagolása elősegítheti a vegyülési reakciót. A túladagolt elemek a lumineszkáló vegyületek mellett létezhetnek és, ha kis mennyiségben vannak jelen, úgy nem zavarnak. A kiválasztott túladagolt alapanyag kívánság esetén a vegyületekből mosással eltávolítható. Egy másik önmagában ismert eljárás, amikor a vegyülési reakció elősegítéséhez ún. folyósító anyagot alkalmaznak. így pl. lehetséges a keverék hevítését vízben oldható olvadt sóban elvégezni és később azt vízben történő mosással eltávolítani. A találmány szerinti lumineszkáló aluminátok előállításánál az aluminát szemcsék növekedésének elősegítésére és az aktivátoroknak az alaprácsba történő beépülésének megkönnyítésére egyes esetekben különleges intézkedéseket kell tenni. Ez különösen azokra az aluminátokra vonatkozik, amelyeknek nagy a mangán tartalma. Az említett szemcsenövekedés és az aktivátorok beépülése céljából előnyös az aluminátok előkészítésénél az alumíniumoxid egy részét (pl. 1—10 mólszázalékát) alumíniumfluoriddal helyettesíteni. A találmány szerinti C oxidként MgO-t tartalmazó aluminátok előállításánál, az előbbi célból az MgO-t a kiinduló keverékben teljesen, vagy részben magnéziumfiuoriddal helyettesíthetjük. Ekkor legalább egy (az utolsó) hevítést vízgőzt tartalmazó atmoszférában kell elvégezni, mely atmoszférában az alumíniumfluorid és/ vagy magnéziumfluorid szétesése megtörténik. Ezen a módon közepes 3—7 y. közötti szemcseméretű lumineszkáló aluminát állítható elő. Még abban az esetben is, amikor a szemcsenövekedés elősegítése nem kívánt, az alumíniumfluoridnak és/vagy magnéziumfluoridnak a hőkezelendő keverékben történő alkalmazása előnyös lehet. Ebben az esetben ugyanis alacsonyabb hevítési hőmérséklet alkalmazható. Azokat a vegyületeket, amelyekben az A oxid földalkálioxid, vagy lantánoxid, általában a kiinduló keveréknek egy, vagy több 1300—1500 C°-on végzett hő-11
