DE2234968C3 - Leuchtstoffmaterial auf der Grundlage von Cer (UI) aktiviertem Yttriumsilikat - Google Patents
Leuchtstoffmaterial auf der Grundlage von Cer (UI) aktiviertem YttriumsilikatInfo
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Description
15
20
Gegenstand der Erfindung ist ein Leuchtstoffmaterial auf der Grundlage von Cer(III) aktiviertem Yttriumsilikat,
das gekennzeichnet ist durch eine mit Cer(III) aktivierte Matrix, die Lutetium- und Yttriumsilikat
enthält, wobei das Molverhältnis der Rohmaterialien von Lutetiumoxyd zu Yttriumoxyd zu Siliciumdioxyd zu
Cer(III)-chlorid-heptahydrat Ix: 2(1 - x): 3 :0,04 beträgt,
worin χ eine ganze Zahl zwischen 0,05 und 0,8 bedeutet. jo
Dieses Leuchtstoffmaterial kann beispielsweise bei Lichtpunktabtast- und elektronischen Videoaufzeichnungsvorrichtungen
verwendet werden.
Leuchtmassenmaterialien dieser Art, die bis heute bekannt sind, umfassen beispielsweise Calcium-Magnesiumsilicat,
das mit Cer aktiviert ist, und Yttriumsilicat, das ebenfalls mit Cer aktiviert ist. Für diese Leuchtmassematerialien
besteht das praktische Bedürfnis, daß sie für eine sehr kurze Zeit ein Nachleuchten beibehalten
sollen und daß sie eine deutliche Lumineszenz anzeigen.
Alle bekannten Leuchtstoffmaterialien besitzen die Nachteile, daß sie, wenn sie praktisch als leuchtender
Bildschirm verwendet werden, beispielsweise in einem Lichtpunktabtaster, durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen
in ihrer Qualität nachteilig beeinflußt werden. Es besteht daher ein großer Bedarf für Leuchtstoffmassen,
die fähig sind, eine intensive Lumineszenz zu emittieren.
Mit dem erfindungsgemäßen Leuchtstoffmaterial läßt sich nun eine wesentlich lichtstärkere bzw. hellere
Lumineszenz als mit den bekannten Leuchtstoffmaterialien erzielen.
Das erfindungsgemäße Leuchtstoffmaterial zeigt nun während extrem kurzer Zeit ein Nachleuchten und es
besitzt einen lumineszierenden Bereich, der sich von den ultravioletten Strahlen zu den kürzeren Wellenstrahlen
des sichtbaren Lichts erstreckt und der beispielsweise in gutem Einklang steht mit der S-4-photoelektrischen
Oberfläche, was eine hohe Lumineszenzwirksamkeit anzeigt. Das erfindungsgemäße Leuchtstoffmaterial ist
somit nicht nur für die Verwendung in Lichtpunktabtastern und elektronischen Videoaufzeichnungsvorrichtungen
geeignet, sondern ebenfalls für fluoreszierende Lampen für spezielle Anwendungen und für Röntgenröhren.
In der Zeichnung ist ein Kurvendiagramm des Lumineszenzspektrums dargestellt, das von einem
erfindungsgemäßen Leuchtstoffmaterial emittiert wird.
Das erfindungsgemäße Leuchtstoffmaterial wird hergestellt, indem man zuerst Lutetiumoxyd, Kieselsäureanhydrid
und Yttriumoxyd als Rohmaterialien mit Verbindungen des Cer(III) a's |\ktivieiiingsmittel
vermischt Verbindungen von Cer(l'II) umfassen beispielsweise
Cer(lll)-chlorid, Cer(lil)-hydroxyd und
Cer(IIl)-nitrat. Die Mischung wird dann mehrere Stunden bei einer bestimmten Temperatur in einer
reduzierend wirkenden oder sauerstofffreien Atmosphäre gebrannt. Das so hergestellte Leuchtstoffmaterial
wird dann weiter mehrere Stunden bei dieser Temperatur gebrannt wobei man das gewünschte
Produkt erhält
Wird das Leuchtstoffmaterial, das aus Cer-aktiviertem
Lutetium-Yttriumsilicat auf erfindungsgemäße Weise hergestellt wurde, durch Elektronenstrahlen oder
ultraviolette Strahlen, die beispielsweise Wellenlängen von 3650 Ä und 2537 Λ besitzen, angeregt, so emittiert
es eine intensive bläulichviolette Lumineszenz.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Das Violverhältnis, in dem Lutetiumoxyd und Yttriumoxyd in diesem Beispiel 1 vermischt wurden,
entspricht dem Fall, wo der Koeffizient χ der Molverhältnisse 0,4 beträgt, wobei der Koeffizient χ in
der späteren Tabelle angegeben wird.
Die folgenden Materialien wurden in den angegebenen Teilen verwendet.
Lutetiumoxyd (LU2O3)
Yttriumoxyd (Y2O3)
Wasserfreie Kieselsäure (SiO2)
Cer(III)-chlorid-heptahydrat
(CeCIj ■ 7 H2O)
Yttriumoxyd (Y2O3)
Wasserfreie Kieselsäure (SiO2)
Cer(III)-chlorid-heptahydrat
(CeCIj ■ 7 H2O)
637 g 5,42 g 3,60 g
038 g
Die obigen Materialien wurden durch Zugabe von destilliertem Wasser gut vermischt. Nachdem man die
Masse getrocknet hatte, wurde sie in einen Siliciumdioxyd-Schmelztiegel
gegeben und mit einem Deckel 4 Stunden bei einer Temperatur von 1350° C gebrannt,
wobei man eine geringe Menge an Kohlenstoffpulver auf die Oberfläche der gemischten Masse gestreut hatte.
Danach wurde die Masse abgekühlt und weitere 3 Stunden auf ähnliche Weise bei einer Temperatur von
1350° C gebrannt. Wurde ein Leuchutoffmaterial
hergestellt aus Cer-aktiviertem Lutetium-Yttriumsilicat, erhalten gemäß den obenerwähnten Bedingungen, mit
Elektronenstrahlen (Beschleunigungsspannung bzw. Anodenspannung 10 kV, Stromdichte 1 μΑ/cm2) bestrahlt,
dann emittierte die erfindungsgemäße Masse eine starke bläulichviolette Lumineszenz.
Man fand, daß die Intensität der Lumineszenz um 151% höher war, wie in der Spalte χ = 0,4 in Tabelle III,
die später gegeben wird, gezeigt wird, als die Lumineszenz eines bekannten Cer-aktivierten Calcium-Magnesiumsilicat-Leuchtstoffs
(bezeichnet als Nr. P-16 von Joint Electron! Device Engineering Council). Das
erfindungsgemäße Material besitzt, wie aus Tabelle I ersichtlich ist, im wesentlichen das gleiche Lumineszenzspektrum
wie die bekannten Leuchtstoffmaterialien ähnlicher Art. Die Eigenschaften des Spektrums sind in
der Zeichnung dargestellt. Die folgende Tabelle I zeigt die Peak-Werte des Lumineszenzspektrums und die
Lumineszenz-Grenzwerte auf der Seite mit längeren Wellen der bekannten Leuchtstoffmaterialien und der
erfindungsgemäßen Leuchtstoffmaterialien.
Lumineszenz- Eigenschaften
Elektronenstrahlen
Elektronenstrahlen
nach Anregung durch
Leuchtstoffmaterialien | Peak-Werte | Lumi |
(nm) d. | neszenz- | |
Lumi- | Grenzwerte | |
neszeuz- | auf d Seite | |
spektrums | d. längeren | |
Wellen |
Cer- Lutetiumsilicat 388 485
akti- Lutetium-Yttrium- 394 520
viert silicat
viert silicat
Calcium-Magne- 391 465
siumsilicat (P-16)
Yttriumsilicat 395 532
Das Molverhältnis, in dem die Rohmaterialien des erfindungsgemäßen Leuchtstoffs miteinander vermischt
werden, ist in der folgenden Tabelle Ii angegeben.
Molverhältnis der Rohmaterialien
Molverhältnis
Lutetiumoxyd 2x
Yttriumoxyd 2(1 -*)
Kieselsäureanhydrid (Siliciumdioxyd) 3
Cer(III)-chlorid-heptahydrat 0,04
In Tabelle II bedeutet
als 0, aber kleiner als 1 ist.
als 0, aber kleiner als 1 ist.
χ eine Zahl, die größer
Proben von Leuchtstoffmaterialien wurden hergestellt, indem man die gleiche Reihenfolge der Stufen wie
in Beispiel 1 beschrieben durchführte, wobei man aber die Werte des Koeffizienten x. der in der vorhergehenden
Tabelle II angegeben ist und der das Molverhältnis bezeichnet, auf 1,0,8,0,6,0,4,0,2,0,1,0,05 und 0 änderte.
Wenn Af 1 bedeutet, wurde das Leuchtstoffrnaterial nur
aus Lutetiumoxyd allein hergestellt Bedeutet χ 0, wurde das Leuchtstoffmaterial nur allein aus Yttriumoxyd
hergestellt. Daraus folgt, daß diese Leuchtstoffmaterialien nur als Vergleichsbeispiele hergestellt wurden.
Die Leuchtstoffproben, die hergestellt wurden, indem man die Werte des Koeffizienten x, wie oben
beschrieben, änderte, wurden mit Elektronenstrahlen angeregt (Anodenspannung 10 kV, Stromdichte
1 μΑ/cm2) und außerdem mit ultravioletten Strahlen (3650 Ä) angeregt. Die Lumineszenzintensität der
Proben wurde mit einer S-4-Photokathode für jeden Anregungszustand gemessen, und die Ergebnisse sind in
den folgenden Tabellen III und IV dargestellt.
Lumineszenzeigenschaften nach der Anregung mit Elektronenstrahlen
Wert von Relative Lumineszenzx
intensität im Vergleich
mit P-16-Leuchtstoff
(o/o)
Peakwert des Lumineszenzspektrums
(nm)
0,8
0,6
0,4
0,2
0,05
136
143
146
151
131
128
123
87
143
146
151
131
128
123
87
388
392
393
394
394
394
394
395
392
393
394
394
394
394
395
Aus den in den Tabellen III und IV angegebenen Werten kann man allgemein ableiten, daß die erfindungsgemäßen
Leuchtstoffmaterialien bessere Lumineszenzeigenschaften besitzen, als Vergleichsproben
aus Cer-aktiviertem Lutetiumsilicat (x = 3) und Cer-aktiviertem Yttriumsilicat (x = 0). Wurde ein erfindungsgemäßes
Leuchtstoffmaterial, das durch Vermischen der Rohmaterialien in einem Molverhältnis, bei dem der
Koeffizient χ 0,4 betrug, auf erfindungsgemäße Weise hergestellt, so zeigte dies, wenn es durch Elektronenstrahlen
angeregt wurde, wie aus Tabelle III ersichtlich ist, eine Lumineszenzintensität, die um 151% höher war
als die eines bekannten Leuchtstoffmateriais P-16. Aus den Tabellen III und IV ist ersichtlich, daß die Werte des
Koeffizienten χ vorzugsweise im Bereich zwischen 0,05 und 0,8 liegen, d. h. daß das Molverhältnis von
Lutetiumsilicat zu Yttriumsilicat in dem erfindungsgemäßen Leuchtstoffmateria! wünschenswerterweise größer
als 0,05, aber kleiner oder gleich 4 ist.
Tabelle | IV | intensität im Vergleich | Anregung mit ultra- |
Lumineszenzeigenschaften nach d. | mit P-16-Leuchtstoff | ||
violetter | (%) | Peakwert des Lumi | |
ι Strahlen | 350 | neszenzspektrums | |
45
Werte von Relative Lumineszenz- |
457 | ||
X | 449 | (nm) | |
476 | 388 | ||
435 | 401 | ||
50 1 | 410 | 399 | |
0,8 | 350 | 401 | |
0,6 | 302 | 400 | |
0,4 | 400 | ||
0,2 | 400 | ||
55 0,1 | 400 | ||
0,05 | |||
0 |
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Leuchtstoffmaterial auf der Grundlage von Cer(III) aktiviertem Yttriumsilikat, gekennzeichnet durch eine mit Cer(III) aktivierte Matrix, die Lutetium- und Yttriumsilikat enthält, wobei das Molverhältnis der Rohmaterialien von Lutetiumoxyd zu Yttriumoxyd zu Siliciumdioxyd zu Cer(IH)-chlorid-heptahydrat 2x: 2(1 -x) : 3 :0,04 beträgt, worin χ eine ganze Zahl zwischen 0,05 und 0,8 bedeutet.10
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP46052907A JPS5029713B1 (de) | 1971-07-16 | 1971-07-16 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2234968A1 DE2234968A1 (de) | 1973-01-25 |
DE2234968B2 DE2234968B2 (de) | 1978-07-20 |
DE2234968C3 true DE2234968C3 (de) | 1979-03-08 |
Family
ID=12927895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5029713B1 (de) |
DE (1) | DE2234968C3 (de) |
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IT1233431B (it) * | 1987-12-22 | 1992-03-31 | Minnesota Mining & Mfg | Fosfori, procedimento per la preparazione di detti fosfori e metodo per la registrazione e la riproduzione di immagini radiografiche |
IT1229159B (it) | 1989-04-07 | 1991-07-22 | Minnesota Mining & Mfg | Metodo per registrare e riprodurre l'immagine di una radiazione, pannello e fosfori per la memorizzazione dell'immagine di una radiazione. |
US6624420B1 (en) * | 1999-02-18 | 2003-09-23 | University Of Central Florida | Lutetium yttrium orthosilicate single crystal scintillator detector |
US6437336B1 (en) | 2000-08-15 | 2002-08-20 | Crismatec | Scintillator crystals and their applications and manufacturing process |
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- 1971-07-16 JP JP46052907A patent/JPS5029713B1/ja active Pending
-
1972
- 1972-07-11 GB GB3239972A patent/GB1336518A/en not_active Expired
- 1972-07-17 DE DE722234968A patent/DE2234968C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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