189091. lajstromszámú szabadalom • Lumineszkáló ernyő
189 071 2 A találmány tárgya olyan lumineszkáló ernyő, amely valamely hordozón (Y, La)í_x_y_zCexGdyTbz(Mg)1_pMnpBsOio általános képletű lumineszkáló ritkaföldfém-metaborátot tartalmaz, e képletben abban az esetben, ha y = z = 0, akkor 0,01 íSx =£ 1,0, ha z = p = 0 és y = 0, akkor 0,01 1—y, 0,02 iS y < 0,80, ha p = 0 és z = 0, akkor 0,01 sí X sí 1-y-z, 0 =S y 0,98, y-t-z 0,99, 0,01 îS z 0,75, ha z = 0 és p = 0, akkor 0,01 s£ x =£ 1—y, 0 =S y *£ 0,99, 0,01 =S p 0,30, és ha mind p = 0, mind z = 0, akkor 0,01 -'S x 1-y-z, OSyS 0,98, 0,01 « z € 0,75, y + z « 0,99, 0,01 « p 0,30. Az említett, kadrniumot nem tartalmazó lumineszkáló metaborátokat a 183 186. sz. magyar szabadalmi leírás ismerteti. Ezek a borátok kristályos anyagok, amelyek az (Y, La)(Mg, Zn)B5O10 vázképlette! jellemezhetők és monoklin kristályszerkezetűek. E kristályszerkezet megfelel az SrnCoB5O10 és az LaCoB5O10 vegyületek szerkezetének [J. of Solid State Chem., 34 (1980), 271-; 277], Ezek a metaborátok, amelyek Y és/vagy La elemet tartalmaznak Mg és/vagy Zn elemmel együtt, olyan anyagokat alkothatnak, amelyek nagyon hatásosan Jumineszkálnak, ha a Ce, Gd, Tb és Mn aktívátorok közül legalább egy is jelen van. Ezek nagyon jól gerjeszthetők ultraibolya fény, különösen rövid hullámhosszú ultraibolya fény besugárzó hatására, ennélfogva nagyon jól alkalmazhatók kisnyomású higanygőz kisülési lámpák lumineszkáló ernyőjén. Ezek a borátok más módon is gerjeszthetők, például elektronokkal. A borátok által kibocsátott sugárzás színképeloszlása függ az alkalmazott aktiváíortől vagy aktivátoroktól. Egy adott aktivátor koncentrációját előre meghatározott tartományban választjuk meg, így bizonyos koncentráeióminimum alatt a gerjesztési energia abszorpciója nagyon kicsi és/vagy a kvantumhatásfok nagyon csekély, és bizonyos koncentrációmaximum felett túlságosan kis sugárzó fluxusértékeket kapunk a koncentrációkioltó hatás következményeként. A találmány szerinti lumineszkáló ernyőt az jellemzi, hogy olyan meíaborátot tartalmaz, amelyben a magnéziumot 25-100 mól% mennyiségben kadmium helyettesíti. Az új lumineszkáló ritkaföldfém-metaborátok nagyon kedvező lumineszkáló tulajdonságokat mutatnak. 1 Azt találtuk, hogy mind a kis Cd-mcnnyiscgcket, mind a nagy Cd-mennyiségeket (egészen 100 mólszázalékig) tartalmazó borát monoklin kristályszerkezete megmarad és olyan lumineszkáló anyagokat kapunk, amelyeknek a kvantumhatásfoka olyan nagy, mint a csupán Mg-t tartalmazó anyagok kvantumhatásfoka. Abban az esetben, ha a fent említett általános képletű bórátokat, amelyekben az (Mg) részt részben vagy egészben Cd-vel helyettesítettük, csak Ce-vel aktiváljuk (azaz y = z = p = 0), akkor olyan anyagokat kapunk, amelyek hatásos, nagyon rövid hullámú, keskeny emissziósáwaí rendelkeznek. Az emissziómaximum 300-305 nm-nél van és az emissziósáv félértékszélessége 35 nm. Ezekben az anyagokban, amelyek gyakorlatilag nagyon jól használhatók kisnyomású higanygőz kisülési lámpák lumineszkáló ernyőjén, például fotokémiai célra használt lámpákban, például eritéma létesítésére, ha x Ce-tartalom legalább 0,01. Az x legnagyobb értéke 1,0, ha zavaró koncentrációs kioltás nem megy végbe ezekben az anyagokban. A Ce-vel és Gd-vel aktivált Cd-tartalmú borátok (amelyekben z = p = 0) hatásos lumineszkáló anyagok, a Gd jellemző emissziós színképvonalát bocsátják ki körülbelül 313 nm emissziós maximumnál. Ezekben az anyagokban a gerjesztési energiaátvitel a Ve-ionoktól a Gd-ionok felé történik. A Gd-koncentrációt (y) így tág határok között választhatjuk (0,02-től 0,80-ig) meg. A legkisebb Ce-koncentráció (x) itt 0,01 lehet. Mivel a koncentrációs kioltásnak nincs lényeges zavaró hatása, a Ce-tartalmat addig növelhetjük, ameddig az összes rendelkezésre álló Y- és/vagy La-hcly el nincs foglalva (x íS 1-y). A Gd-emisszióval rendelkező bórátokat kisnyomású higanygőz kisülési lámpák lumineszkáló ernyőjén használjuk. Ezek a lámpák fotokémiai célokra készülnek, különösen besugárzásra, például a fototerápiában, így bőrbetegségek, mint a pszoriázis, kezelésére. A Ce-vel és Tb-vei aktivált bórátokat (ahol p = 0) nagyon hatásos zölden lumineszkáló anyagokként alkalmazzuk lumineszkáló ernyőkön (jellegzetes Tb-emisszió). Ezekben az anyagokban a gerjesztési energiát ismét a Ce abszorbeálja és továbbítja a Tb-hez. Az x Ce-tartalom itt is legalább 0,01. A Tb-tartalomnak legalább 0,01-nek kell lennie, de nem lehet több 0,75-nál. Ezek a borátok is tartalmazhatnak Gd-t (y = 0-0,98), az energiaátvitel a Ce-tőf a Tb-hez részben Gd-ionokon át történik. Az y+z Gd- és Tb-tartalomnak nem szabad 0,99- nál nagyobbnak lennie és legalább 0,01 mól Ce-nc'k kell jelen lennie. A Ce-tartalom felső határát ismét a rácsban lévő rendelkezésre álló helyek száma határozza meg (x =£ 1-y-z). A zölden lumineszkáló, Tb-vel aktivált bórátokat olyan kisnyomású higanygőz kisülési lámpák lumineszkáló ernyőjében alkalmazzuk, amelyeket speciális célokra (pl. elektrofotográfiás célokra) használunk, vagy amelyeket más lumineszkáló anyagokkal kombinációban alkalmazunk általános világítási célokra szolgáló lámpákban. Az Mn-nel aktivált bórátokat (z = 0) használjuk olyan találmány szerinti lumineszkáló ernyőkben, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
