183681. lajstromszámú szabadalom • Lumineszkáló ernyő
1 183 681 2 0 kisebb vagy egyenlő s kisebb vagy egyenlő 3,0 r + s kisebb vagy egyenlő 8—x + y Ezek a lumineszkáló anyagok oxi, szilikát és/vagy foszfát apatitok, melyek ezen túlmenőleg borátot is tartalmazhatnak. Ezek igen hatásos anyagok, nagy kvantunr-hatásfokúak a rövid hullámhosszúságú UV gerjesztésre, különösen akkor, ha az anyag nem tartalmaz borátot. Előnyös tulajdonságúak tehát azok az anyagok, melyekben y = 0. Egyik kiviteli alakja a találmány szerinti anyagnak az, amelyik nem sztöchiometrikus apatitot tartalmaz és melynél szintén magas fényáram érhető el, ennél az anyagnál az összetétel a következő képletnek felel meg: Mei_p_q Pbp Mnq Ln8_r_s Gdr Tb„ (Si04)ö_x_y (P04), (EOjí F2—2c—x + y ahol 0 kisebb vagy egyenlő x kisebb vagy egyenlő 2 0 kisebb vagy egyenlő y kisebb vagy egyenlő 2 0 kisebb vagy egyenlő c kisebb vagy egyenlő 1— x(2 + y)2 0,002 kisebb vagy egyenlő p kisebb vagy egyenlő 1,00 0 kisebb vagy egyenlő q kisebb vagy egyenlő 0,25 p + q kisebb vagy egyenlő 1 0,25 kisebb vagy egyenlő r 0 kisebb vagy egyenlő s kisebb vagy egyenlő 3,0 H s kisebb vagy egyenlő 8. Azok a fluoro-szilikát apatitok, melyeknek alaprácsa a MeLn8(Si04)F2 nagyon kielégítőnek mutatkoznak. A találmány szerinti lumineszkáló ernyő egy további megvalósítását az jellemzi, hogy a lumineszkáló anyag összetételét a következő képlet fejezi ki: Me3_P_i Pbp Mnq Ln6-r_s Gd5 Tbs (Si04)6_x (P04)* E4—2c—xOc + x—2 ahol 0 kisebo vagy egyenlő x kisebb vagy egyenlő 4 2— x kisebb vagy egyenlő c kisebb vagy egyenlő 2—x/2 0 kisebb vagy egyenlő c 0,002 kisebb vagy egyenlő p kisebb vagy egyenlő 1,00 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 6 Ez az ernyő is nem-sztöchiometrikus apatitot tartalmaz (az általános képletben a + b = 9). Az apatitok ezen csoportjának a szilikát (x = 0) az alaprácsa: Mej Lné (Si04)6 és különösen nagy fényáramot adnak. Azokat a lumineszkáló anyagokat, melyek alka'masak arra, hogy a találmányt megvalósítsuk, a következőkben írjuk le, hivatkozással az ábrákra és példákra, valamint arra, hogy ezeket az anyagokat hogyan készítjük. A rajzokon: az 1. ábra a találmány szerinti higanygőz kisülő lámpát mutatja be, a 2. ábra az Pb-mal és Gd-mal aktivált, találmány szerinti anyag emissziójának spektrális energia-eloszlását adja meg, a 3. ábra az Pb, Gd és Tb-mal aktivált anyag emissziós spektrumát mutatja, a 4. ábra az Pb, Gd és Mn-nal aktivált anyag emissziós spektrumát mutatja. Az 1. ábrán vázlatosan és keresztmetszetben látható kisnyomású higanygőz kisülési lámpának 1 csőalakú üvegfala van, melyben a lámpa két végén vannak elhelyezve a 2 és 3 elektródok, melyek között a lámpa működése közben történik a kisülés. A lámpa kismennyiségü higanyt és egy ritka gázt tartalmaz gyújtógáz gyanánt. Az 1 csőalakú üvegfal belső felületén van a 4 lumineszkáló réteg, mely a találmány szerinti lumineszkáló anyagot tartalmazza. A 4 lumineszkáló réteget a szokásos módon vihetjük fel az 1 csőalakú falra, például olyan szuszpenzióval, mely a lumineszkáló anyagot tartalmazza. 1. példa A következő keveréket készítjük el: 0,502 g CaCOi 0,414 g CaF2 0,112 g PbO 1,418 g SrC03 3,666 g La^Oj 1,359 g C.d203 2,118 g Si02 A keverék tartalmaz továbbá 2 súly% NFLF-ot és zzítjuk egy órán át levegőn 1350 °C-on. Az így kapott terméket homogenizáljuk 10 súly% NH4C1 hozzáadása közben és ezután mégegyszer izzítjuk levegőn :gy órán át, 1250 °C-on. Lehűtés és homogenizálás lián ólommal és gadoliniummal aktivált fluoro-apatiot kapunk, melynek összetételét a következő képlet fejezi ki: CaiSr^Pbo.! LauGdi.sCSiQOcFj. Az apadt kristályszerkezetét (a találmány szerinti anyagokra rézve a többi példában is) Röntgen-sugár diffrakciós elemzéssel állapítjuk meg. Rövid hullámhosszúságú iltraibolya sugárzással gerjesztve (túlnyomóan 254 nm), az anyag a jellemző Gd-vonalat emittálja (ennek maximuma 312 nm-nél van). A 2. ábra az emisszió spektrális energiaeloszlását mutatja. Az ábrán a lambda hullámhosszt a vízszintes 'engelyre nm-ben, a relatív sugárzási erősséget a függőleges tengelyre, tetszőleges egységekben, vittük fel. Az anyagnak 70%-os kvantumhatásfoka van, a gerjesztő sugárzás A abszorpciója ugyanakkor 82% a 254 nm-es hullámhossznál. A Gd emisszió csúcsmagassága 88% a standard anyaghoz (Gch.s Lao,487 Bio,on B3 06) képest. 2—12. példa összefoglalva Az 1. példában meghatározott módon elkészítünk több, ólommal és gadoliniummal aktivált, különböző összetételű fluoro-szilikát apatitot. A következő táblázatban bemutatjuk ezeknek az anyagoknak a képletét, valamint a mérések eredményeként kapott Gd-vonal P csúcsmagasságot (az 1. példában említett standard anyaghoz viszonyítva), valamint a gerjesztő 254 nm-es sugárzás A abszorpcióját (%-ban): 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
