183186. lajstromszámú szabadalom • Lumineszkáló ernyő, kisnyomású higanygőz kisülési lámpához
1 183 186 2 terjed). A Mn-tartalmat 0,01-0,30 tartományba kell megválasztani. Azok a borátok, amelyek egyaránt tartalmaznak Mn-t és Tb-t is (p + 0 és z ¥= 0), a Mn-nak megfelelő vörös és a Tb-nak megfelelő zöld emissziót is mutatják. Ezekben az anyagokban is legalább x = 0,01-nak megfelelő és az 1 -y-z értéket nem meghaladó mennyiségű Ce-nak kell lennie. Az anyag Gd-t is tartalmazhat (0 < y =£ 0,98). Ugyanannyi Tb és Mn lehet ezen anyagokban, mint amennyi a csak Tb emissziót, illetve csak Mn emissziót mutató anyagokban van (0,01 =£ z ^ 0,75 és 0,01 p 0,30). Azt találtuk, hogy azok az anyagok mutatják a legjobb hatásfokú Ce-emissziót, amelyekben a Ce-tartalmat jelzőxérték0,01-töl0,50-ig terjed (y = z = p = 0). Ezért ezek az anyagok előnyösek olyan lumineszkáló ernyő gyártásához, amelyektől a Ce emissziót kívánjuk meg. A találmány szerint alumineszkáló ernyőkegy másik kiviteli alakja azzal jellemezhető, hogy z = p = 0, 0,01 í£ x =£ 0,50, 0,05 ^ y ^ 0,75, x + y = 1. A legnagyobb hatásfokú Gd emissziót 0,05-0,75 Gd-tartalomnál és 0,01-0,50 Ce-tartalomnál tapasztaltuk. A legjobb hatásfokú Tb emissziót azok a fentebb leírt általános képletű borátok mutatják, amelyekben nincs Mn (p = O), és amelyekben minden rendelkezésre álló Y és La helyet a Ce és Tb, esetleg a Gd (x + y + z = 1?) foglal el, továbbá amelyekben a B-nak megfelelő 20)nól%-ot Al-malés/vagy Ga-mal helyettesítettük. Kísérletekből bebizonyosodott, hogy a Ce-mal és Tb-mal aktivált borátokban ez a csekély mértékű helyettesítés nagy fényáramot eredményezhet. A legnagyobb fényáramot azok a fent említett, zölden lumineszkáló borátok mutatják, amelyekben a Gd koncentráció 0,50-től 0,90-ig terjedő tartományba esik, és amelyekben 0,5-8 mól% B-t helyettesítettünk Al-mal és/vagy Ga-mal. Kiderült, hogy a Ce-ról Tb-ra történő energiaátadás a Gd ionon át igen jó hatásfokú. Gd alkalmazásával a Tb koncentráció csökkenthető. Azok az ernyők, amelyek ezzel a lumineszkáló boráttal vannak bevonva, igen előnyösek, ha zöld emissziót kívánunk biztosítani. A találmány szerinti lumineszkáló ernyők egy másik előnyös kiviteli alakjában az ernyő a fentebb említett általános képletű borátok közül azokat tartalmazza, amelyekben z = 0ésx + y= l,és amelyekben a B-nak legfeljebb 20 mól%-át A1 és/vagy Ga helyettesíti. Azt tapasztaltuk, hogy a Ce-mal és Mn-nal aktivált vöröst emittáló borátok közül azok mutatják a legnagyobb hatásfokú emissziót, amelyekben minden Y és La helyett Ce és esetleg Gd szerepel. Kiderült itt is, hogy a gerjesztési energia a Gd ionon át igen előnyösen transzferálódik. Ezért az ilyen típusú ernyők közül azok az előnyösek, amelyekben 0,50 =£ y ^ 0,99, és amelyekben 0,5—8 mól% B-t helyettesítünk Al-mal és/vagy Ga-mal. Gd alkalmazása lehetővé teszi kisebb Mn koncentráció alkalmazását, így a legkevésbé valószínű a Mn-emisszió koncentrációs kioltása. Ezekkel a Ce-mal és Mn-nal aktivált borátokkal is igen nagy fényáramot biztosíthatnak, ha bennük a bór egy kis részétalumíniummalés/vagygalliummalhelyettesítik. A lumineszkáló ernyők egyik előnyös kiviteli alakja kisnyomású higanygőzkisülési lámpákban fehér fényt sugároz ki, ha olyan Ce-mal, Tb-mal és Mn-nal aktivált fentebb leírt általános képletű borát fényport alkalmazunk, amelyben p^O, z^O és x+y+z=1, és amelyben a B-nak legfeljebb 20 mól%-át Al-mal és/vagy Ga-mal helyettesítettük. Előnyös, ha ezekben a borátokban valamenyí Y-t és La-t Ce-mal, Tb-mal és esetleg Gd-mal helyettesítünk. Előnyös az is, ha a Gdtartalom 0,50 =S y ^ 0,90 értéknek felel meg, és ha 0,5-8 mól% B-t helyettesítünk Al-mal és/vagy Gamal. A találmány néhány további kiviteli alakját a mellékelt rajzokra hivatkozva részletesebben leírjuk és magyarázzuk. A rajzokban 1. ábra a találmány szerinti kisnyomású higanygőzlámpa vázlatos keresztmetszeti rajzát mutatja ; 2. ábra a csak Ce-mal aktivált találmány szerinti borát emissziós spektrumát mutatja ; 3. ábra a Ce-mal és Gd-mal aktivált borát emissziós spektrumát mutatja; 4. ábra a Ce-mal és Tb-mal aktivált borát emissziós spektrumát mutatja; 5. ábra a Ce-mal és Mn-nal aktivált borát emissziós spektrumát mutatja. Az 1. ábrán az 1-es hivatkozási jel a találmány szerinti kisnyomású higangőzlámpa burájára vonatkozik. A lámpa két végen helyezkedik el a lámpa működése során a kisülést biztosító 2 és 3 elektróda. A lámpákban nemesgáz és kis mennyiségű higany töltet van. Az 1 bura a lumineszkáló ernyő, amelynek belső felét a találmány szerinti borátot tartalmazó 4 lumineszkáló réteg borít be. A 4 lumineszkáló réteget hagyományos módon például a lumineszkáló anyagot tartalmazó szuszpenzióból vihetjük fel a bura belsejére. /. példa 1,76 g La203-ból, 0,21 g CeOzból, 1,29 g Mg C03.Mg(0H)2.3H20-ból és 4,01 g HaBOs-ból álló keveréket készítenünk el. Minden mól előállítandó metaborátra számítva a keverék 0,1 mól Mg és 0,4 mól B fölösleget tartalmaz. Amint általában ismert egyik vagy másik összetevő csekély fölöslege (a sztöchiometrikus értékhez viszonyítva) előnyösen hat a luminescens anyag képződése irányába. Ha úgy célszerű, akkor a végtermékből vízzel kimoshatjuk a fölös mennyiségű B-t. A fent leírt keveréket gyengén redukáló légkörben 3600 sec-on át, 673 K-on (1 órát 400 °C-on) hevítjük. A keverék lehűtése és porítása után a terméket háromszor hőkezeljük gyengén redukáló atmoszférában, minden alkalommal 3600 sec-t, 1723 K-on (1 órát 1450 °C-on). A keverék lehűtése és porítása után azelőállított luminescensmetaborátot a következő képlettel jellemezhetjük: Lao,9oCeo,io MgBsOio. A röntgendiffrakciós vizsgálatok kimutatták, hogy az előállított anyag (és valamennyi ezután 5 10 15 20 25 30 '35 40 45 50 55 60 65 3
