NL7905680A - Luminescerend scherm. - Google Patents

Description

* -* PHN 9544 1 N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN TE EINDHOVEN.

"Luminescerend scherm”.

De uitvinding heelt betrekking op een luminescerend scherm voorzien van een op een drager aangebracht luminescerend zeldzaam aardmetaal-metaboraat. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een lagedrukkwikdampontladings-5 lamp voorzien van een dergelijk luminescerend scherm.

Uit de Nederlandse octrooiaanvrage 76 07724 (PHN 8464) is een luminescerend scherm bekend voorzien van een luminescerend boraat, waarvan het grondrooster voldoet aan de formule LnB^Og, waarin Ln een zeldzaam aardmetaal 10 voorstelt. (Onder de zeldzame aardmetalen worden in deze beschrijving en in de conclusies verstaan Yttrium en de elementen uit de lanthaanreeks). Aktiverirg- van deze bekende metaboraten met Gd, Bi, O-e, Tb en/of Dy levert efficient luminescerende stoffen op.

15 Het doel van de uitvinding is nieuwe luminesce rende zeldzaam aardmetaal-metaboraten te verschaffen, die bij toepassing in een luminescerend scherm zeer gewenste luminescentie-eigenschappen vertonen.

Een luminescerend scherm volgens de uitvinding 20 is voorzien van een op een drager aangebracht luminescerend zeldzaam aardmetaal-metaboraat, en is daardoor gekenmerkt, dat het boraat voldoet aan de formule (Y, La). Ce Gd Tb (Mg, Zn). Mn Be 01r., waarin, 25 indien y=z=p=o, geldt 0,01 ^ x ^ 1,0, indien z=p=o , geldt 0,01 ^ x^1-y, 0,02 < y ^ 0,80, indien p=o , geldt 0,01 ^ x ^ 1-y-z, 0 ^ y 0,98 30 y+z ^ 0,99 0,01 < z ^ 0,75, indien z.;=o , geldt 0,01 ^ x ^ 1-y 0 ^ y ^ 0,99 7905680 PHN S5bk 2 0,01 < p / 0,30, en indien zowel p / o als z / 0, geldt 0,01 x ^1-y-z 0 $ y ^ 0,98 0,01 ^ z < o,75 5 y+z ^ 0,99 0,01 ^ p ^ 0,30.

De luminescerende boraten van een luminescerend scherm volgens de uitvinding zijn kristallijne stoffen, waarvan het grondrooster kan worden voorgesteld door de 10 formule (Y, La)(Mg, Zn) B^O^q. Gevonden is, dat deze nieuwe stoffen een monokliene kristalstruktuur bezitten, welke overeenkomt met de struktuur van LaCoB-0.,^, NdCoB_0.,„ en 3 1 0 7 5 10

SmCoB5010. De kristalstruktuur van de laatst-genoemde stof bijvoorbeeld, is beschreven in Kristallografiya, 19.737 15 (I97M» Uit proeven, die tot de uitvinding hebben geleid, is gebleken, dat deze nieuwe metaboraten, die Y en/of La en Mg en/of Zn bevatten, bij aktivering met een of meer der aktivator-elementen Ce, Gd, Tb en Mn zeer efficient luminescerende stoffen vormen. Zij kunnen zeer goed worden 20 aangeslagen door ultraviolette straling, in het bijzonder kortgolvige ultraviolette straling. Zij zijn derhalve zeer geschikt voor praktische toepassing in het luminescerende scherm van een lagedrukkwikdampontladingslamp. Voorts is gebleken dat de boraten volgens de uitvinding ook op andere 25 wijze aangeslagen kunnen worden, bijvoorbeeld met elektronen. De spektrale verdeling van de door de boraten uitgezonden straling is afhankelijk van de gebruikte aktiva-tor(en). De koncentratie van een bepaalde aktivator wordt in een zeker bereik gekozen, omdat beneden een bepaalde 30 miniumwaarde van de koncentratie een te geringe absorptie van de excitatie-energie en/of een te gering kwantumrende-ment gevonden wordt, en omdat boven een bepaalde maximumwaarde als gevolg van koncentratiedoving te geringe stra-lingsstromen verkregen worden. Gebleken is, dat de keuze 35 van de samenstellende kationen voor het grondrooster, Y dan wel La of beide en Mg of Zn of beide, weinig invloed heeft op de luminescentie-eigenschappen van het luminescerende boraat.

790 5 6 80 r λ PHN 35kh 3

Bij aktivering van de boraten volgens de bovengegeven algemene formule met alleen Ce (dat vil zeggen y=Z=p=o) worden stoffen verkregen met efficiënte, zeer kortgolvige smalle-band-emissie. Het emissie-maximum is ge-5 legen bij 300-305 nm en de halfwaardebreedte van de emis-sieband bedraagt 35 nm. In deze stoffen, die bijzonder geschikt zijn voor toepassing in het luminescerende scherm van lagedrukkwikdampontladingslampen voor fotochemische doeleinden, bijvoorbeeld voor het opwekken van erytheem, 10 wordt het Ce-gehalte x tenminste 0,01 gekozen. De maximale waarde van x bedraagt 1,0, omdat storende koncentratie-do-ving in deze stoffen nagenoeg niet optreedt.

De met Ce en Gd geaktiveerde boraten (waarin z=p=o) zijn efficient luminescerende stoffen, die de karak-15 teristieke lijn-emissie van Gd met ernissiemaximum bij ca 313 nm uitzenden.

In deze stoffen vindt overdracht plaats van de excitatie-energie van de Ce-ionen naar 4® Gd-ionen. De Gd-koncentratie y kan hierbij tussen wijde grenzen (van 0,02 20 tot 0,80) gekozen worden. De minimale Ce-koncentratie x bedraagt weer 0,01. Aangezien koncentratie-doving nagenoeg niet stoort kan men het Ce-gehalte opvoeren tot alle beschikbare Y- en/of La-plaatsen zijn bezet (x 1-y). De boraten met Gd-emissie vinden hun toepassing in het lumines 25 cerende scherm van lagedrukkwikdampontladingslampen voor fotochemische toepassingen, in het bijzonder voor bestra-lingsdoeleinden, bijvoorbeeld de fototherapie van huidziekten zoals psoriasis.

De met Ce en Tb geaktiveerde boraten vólgens de 30 uitvinding (p=o) zijn zeer efficient groen luminescerende stoffen (karakteristieke Tb-emissie). In deze stoffen wordt de excitatie-energie wederom door het Ce geabsorbeerd en overgedragen naar het Tb* Het Ce gehalte x bedraagt weer minimaal 0,01. Het Tb-gehalte z dient tenminste 0,01 35 en ten hoogste 0,75 te bedragen. Deze boraten kunnen ook Gd bevatten (y van 0 tot 0,98), waarbij de energie-over-dracht van het Ce naar het Tb voor een deel via Gd-ionen verloopt. De som van Gd- en Tb-gehalte y+z mag ten hoogste 7905680 PHN 9544 k V * 0,99 bedragen, omdat tenminste 0,01 mol Ce aanwezig moet zijn. De bovengrens van het Ce-gehalte wordt weer bepaald door het aantal beschikbare plaatsen in het rooster (x ^ 1-y-z), De groen luminescerende met Tb geaktiveerde 5 boraten vinden hun toepassing in het luminescerende scherm van lagedrukkwikdampontladingslampen voor bijzondere doeleinden (bijvoorbeeld elektrofotografie) of tezamen met andere luminescerende stoffen in dergelijke lampen voor algemene verlichting.

10 De met Mn geaktiveerde boraten (z=o) volgens de uitvinding luminesceren in een band (halfwaardebreedte ca 80 nm) met maximum in het rode deel van het spektrum bij ca 622 nm. Zij zijn derhalve zeer geschikt voor toepassing als rode komponent of als kleurkorrigerende komponent in 15 het luminescerende scherm van lagedrukkwikdampontladings-lampen voor algemene verlichtingsdoeleinden. Ook in deze stoffen wordt de excitatieenergie overgedragen van het Ce (Ce-gehalte van 0,01 tot 1-y) naar het Mn. Deze stoffen kunnen eveneens Gd bevatten (y van 0 tot 0,99)· Het Mn-20 gehalte p dient gekozen te worden van 0,01 tot 0,30.

De boraten, die zowel Mn als ook Tb bevatten (derhalve p φ o en z φ o), vertonen zowel de rode Mn-emis-sie als de groene Tb-emissie. Deze stoffen komen in aanmerking voor toepassing in het scherm van lagedrukkwikdamp-25 ontladingslampen voor algemene verlichting. Het Ce is in deze stoffen weer aanwezig in een koncentratie van tenminste 0,01 en ten hoogste 1-y-z. De stoffen kunnen Gd bevatten (y van 0 tot 0,98). Het bereik voor het Tb- en Mn-ge-halte is gelijk aan dat van de stoffen met alleen Tb- of 30 alleen Mn-emissie (0,01 z ^ 0,75 en 0,01 p 0,30).

De Ce-emissie blijkt het meest efficient in de boraten (waarin y=z=p=o), die een Ce-gehalte x bezitten van 0,01 tot 0,50. Aan een luminescerend scherm met dergelijke stoffen wordt dan ook de voorkeur gegeven, indien Ce-emis-35 Sie gewenst is.

Een volgende voorkeursuitvoering van een luminescerend scherm is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat 790 5 6 8 0 *· * EHN 95bb 5 z = p = o 0,01 ^ x ( 0,50 0,05 <C y ^ o,75 x +y <C 1 5 Gevonden is namelijk, dat de meest efficiënte Gd-emissie verkregen wordt bij Gd-behaltes van 0,05 tot 0,75 en Ce-gehaltes van 0,01 tot 0,50.

De meest efficiënte groene Tb-emissie wordt gevonden in die boraten volgens de bovengegeven algemene for-10 mule en voorwaarden, die geen Mn bevatten (p = o) en waarin alle beschikbare Y- en La-plaatsen door Ce, Tb en eventueel Gd zijn bezet ( x + y + z = 1), en waarin tot 20 mol^ó het B door Al en/of Ga vervangen kan zijn. Uit proeven is gebleken, dat een dergelijke geringe vervanging in de met Ce 15 en Tb geaktiveerde boraten tot hogere lichtstromen kan leiden.

De hoogste lichtstromen worden verkregen met de bovengenoemde groen luminescerende boraten (p = o,x + y + z = l), indien de Gd-koncentratie y gekozen wordt van 0,50 20 tot 0,90, en indien van 0,5 tot 8 mol°/o van B vervangen is door Al en/of Ga. De energie-overdracht van Ce naar Tb blijkt namelijk zeer goed via Gd-ionen te verlopen. Toepassing van Gd in het boven aangegeven bereik maakt het mogelijk het Tb-gehalte lager te kiezen. Aan schermen met der-25 gelijke luminescerende boraten wordt dan ook de voorkeur gegeven, indien groene emissie gewenst is.

Veer een andere voordelige uitvoeringsvorm van een luminescerend scherm volgens de uitvinding bevat een boraat volgens de bovengegeven algemene formule, en is 30 daardoor gekenmerkt, dat zsoenx+y= 1, en waarin tot 20 mol^ van het B door Al en/of Ga vervangen kan zijn. Ook bij de met Ce en Mn geaktiveerde boraten met rode Mn-emis-sie is gebleken, dat de meest efficiënte stoffen verkregen worden, indien het Y en La geheel door Ce en eventueel Gd 35 zijn vervangen. Wederom blijkt de overdracht van excitatie-energie goed te verlopen via Gd-ionen. De voorkeur wordt dan ook gegeven aan dergelijke schermen, waarvoor geldt 7905680 i * PHN 9544 6 0,50 <C Ύ 0,99» en waarin van 0,5 tot 8 mol^ van B vervangen is door Al en/of Ga. Door de toepassing van Gd kan men het Μη-gehalte lager kiezen, waardoor koncentratie-do-ving van de Μη-emissie minder waarschijnlijk wordt. Ook voor 5 de met Ce en Mn geaktiveerde boraten geldt, dat een geringe substitutie van het B door Al en/of Ga tot hogere lichtstromen kan leiden.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een luminesce-rend scherm, waarmede in kombinatie met een lagedrukkwik-10 dampontlading wit licht kan worden opgewekt, bevat een met Ce, Tb en Mn geaktiveerd boraat, en is volgens de uitvindiig daardoor gekenmerkt, dat het boraat voldoet aan de bovengegeven algemene formule en dat p / o en z / o, dat x + y + z = 1, en dat tot 20 mol^ van het B door Al en/of Ga vervan-15 gen kan zijn. Gebleken is, dat ook in deze boraten volledige substitutie van Y en La door Ce, Tb en eventueel Gd voordelig is. De voorkeur wordt wederom gegeven aan die boraten, die Gd bevatten, waarin 0,50 y.^0,90, en waarin van 0,5 tot 8 mol^ van B vervangen is door Al en/of Ga.

20 Uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zullen nu worden beschreven en nader worden toegelicht aan de hand van een tekening.

In de tekening toont

Fig. 1 schematisch en in doorsnede een lagedruk-25 kwikdampontladingslamp volgens de uitvinding en geeft

Fig. 2 het emissiespektrum van een met alleen Ce geaktiveerd boraat volgens de uitvinding weer.

Fig. 3 toont het emissiespektrum van een met Ce en Gd geaktiveerd boraat en 30 - Fig. 4 toont het emissiespektrum van een met Ce en Tb geaktiveerd boraat.

Fig. 5 geeft het emissiespektrum van een met Ce en Mn geaktiveerd boraat.

In Fig. 1 is 1 de glazen wand van een lagedruk-35 kwikdampontladingslamp volgens de uitvinding. Aan de einden van de lamp bevinden zich elektroden 2 en 3 waartussen bij bedrijf van de lamp de ontlading plaats vindt. De lamp is 7905680 PHN 9544 7 voorzien van een edelgasmengsel, dat als ontsteekgas dient, en voorts van een kleine hoeveelheid kwik. De wand 1 is uitgevoerd als luminescerend scherm en is aan de binnenzijde bedekt met een luminescerende laag 4, die een lumines-5 cerend zeldzaam aardmetaal-metaboraat volgens de uitvinding bevat. De luminescerende laag 4 kan op een gebruikelijke manier op de wand 1 worden aangebracht, bijvoorbeeld door middel van een suspensie, die de luminescerende stof bevat. Voorbeeld 1s 10 Men maakte een mengsel van 1,76 g La.20^ 0,21 g Ce0o 1,29 g MgC03Mg(0H)2.3H20 4,01 g h3bo3 15 Dit mengsel bevat per mol te vormen metaboraat een overmaat van 0,1 mol Mg en 0,4 mol B. Zoals algemeen bekend kan het toepassen van een geringe overmaat van een of meer der samenstellende , komponenten een gunstige invloed hebben op de vorming van de luminescerende stof. Xndien gewenst kan de 20 overmaat B door wassen met water uit het eindprodukt worden verwijderd. Het boven aangegeven mengsel werd gedurende 1 uur verhit op 400°C in een zwak reducerende atmosfeer. Ma afkoelen en fijn maken werd het aldus verkregen produkt drie maal aan een temperatuurbehandeling gedurende telkens 25 1 uur op 1o45°C in een zwak reducerende atmosfeer onder worpen. Na afkoelen en fijn maken was een luminescerend zeldzaam aardmetaal-metaboraat volgens de formule

La^ 9o^eO 10^sB5^10 verkre€?en· Door middel van röntgendif-fraktie -analyse werd aangetoond dat deze stof (evenals 30 alle verder nog te geven voorbeelden van stoffen volgens de uitvinding) een monokliene kristalstruktuur bezit analoog aan de struktuur van, bijvoorbeeld, LaCoB^O^Q. Het boraat blijkt bij excilatie door kortgolvige ultraviolette straling (voornamelijk 2^4 nm - straling) een kwantumrende-35 ment te bezitten van 7296. Het emissiespektrum van deze stof bestaat uit een band (halfwaardebreedte ca 40 nm) met maximum bij ca 302 nm. Dit spektrum is weergegeven in Fig 2.

7905680 f ^ PHN 9544 8

Dit spektrum is weergegeven in Fig. 2. In deze figuur is op de horizontale as de golflengte λ in nm uitgezet en op de vertikale as de uitgezonden stralingsenergie E in willekeurige eenheden.

5 Voorbeelden 2 t/m 6;

Op analoge wijze als aangegeven in voorbeeld 1 werd een aantal met Ce geaktiveerde boraten verkregen. In de nu volgende tabel I worden de formules van deze stoffen gegeven, alsmede de resultaten van de meting van kwantumren-10 dement q (in °/o) en absorptie A (in °/o) van de exciterende straling.

Tabel I

Voorb. formule q__A

's 1 ’ ^0,90^0,10^10 72 84 2 La0,950e0,05MgB5°10 67 82 l Lao,850eo,i5MgB50lö 65 88

CeMgB5010 15 98 20 5 Lao,900eo,ioZnB5°io 52 86 6 Yo,90Cao,ioMgB5°io 70 86

Voorbeeld 7

Men maakte een mengsel van 0,98 g Gdp0_ 25 _ ^ 3 0,68 g y2o3 0,10 g Ce02 0,51 g MgO (overmaat van 0,05 mol per mol te vormen boraat) 4,45 g H_B0„ (overmaat van 1,0 mol per mol te 30 -3 3 vormen boraat)

Dit mengsel werd drie maal telkens gedurende 1 uur gestookt op 1035°C in een zwak reducerende atmosfeer. Na iedere stoking werd het produkt afgekoeld en fijngemaakt.

Het verkregen luminescerende boraat had de formule 35

Gdo,45T0, Q^MgB^O^Q. Bij excitatie door 254 nm - stra ling emitteert het boraat de karakteristieke Gd-straling (enkele zeer smalle lijnen bij ca 312 nm). De spektrale 790 5 6 8 0 PHN’9544 9 energieverdeling van de emissie van dit boraat is getoond in Fig. 3· Do piekhoogte van de maximale emissie bedraagt 59/» van de piekhoogte van het bekende met Bi geaktiveerde gadoliniumlanthaanboraat volgens de Formule 5 Gao,5Lao,487Β1ό ,o 13B3°6·

Voorbeelden 3 t/m 13:

Op analoge wijze als beschreven in voorbeeld 7 werd een aantal met Ce en Gd geaktiveerde boraten bereid. De formules van deze stoffen en de resultaten van metingen van 1° piekhoogte P (in c/o t.o.v. de bovengenoemde standaard) en absorptie A (in fo) van de exciterende straling zijn aamen-geval in tabel IX.

Tabel II.

15 Voorb. formule P A

7 Gd0,45Y0,50Ce0,05MgB5°l0 59 85 8 Gd0,25Y0,70Ce0,05MgB5°10 53 83 9 Gd0,75Y0,20Ce0,05MgB5°10 47 83 20 10 La0,4Gd0,5Ce0,lZnB5°io 45 90 11 LaO,55GdO,35CeO,1MgB5°lO 36 89 12 Ba0,35GdO,55Ce0,1 ^ 0 57 90 13 La0,25Gd0,65Ce0,1MgB5°lO 56 91

Voorbeeld 14 25

Men maakte een mengsel van 2,72 g Gd203 0,86 g Ce02 0,93 g Tb40?

1,06 g MgO (overmaat van 0,05 mol per mol te 30 N

vormen boraat) 8,11 g H^BO^ (overmaat van 0,25 mol per mol te vormen boraat).

Dit mengsel werd gedurende 1 uur verhit op 1035°C in een zwak reducerende atmosfeer. Na afkoelen en fijnmaken werd 35 het verkregen produkt nogmaals gedurende 1 uur aan een zelfde temperatuurbehandeling onderworpen. Het verkregen luminescerende boraat voldoet aan de formule 7905 6 80 * s» PHN 9544 10

GcIq 2TÏ>0,01 en bezi^ "bij excitatie door kort golvige ultraviolette straling (254 nm) een kwantumrende-ment van de terbium-emissie van 76 °/o. Het emissiespektrum bestaat uit de karakteristieke Tb-straling en is weergege-5 ven in Fig, 4»

Voorbeelden 15 t/m 26.

Op dezelfde wijze als aangegeven in voorbeeld 14 werd een aantal met Ce en Tb geaktiveerde boraten bereid. De formules van de verkregen stoffen en het resultaat van de me-10 ting van het kwantumrendement q van de Tb-emissie en de absorptie A (in °/o) zijn gegeven in tabel III.

Tabel III

Voorb. formule q A

'5 14 Gdo,60eo,2Tbo,2MgB5°io 76 94 15 Gdo,7Ceo,i5TV:?50io 75 94 16 ^0,^0,3^0,15^0,15^10 70 94 17 Gd0,4La0,3Ce0, l5Tb0,15^sB5°10 69 ^ 20 18 Ceo,95Tbo,05MsB5°io ^ 98 19 Ce0,6Tb0,4MgB5°10 73 98 20 Ce0>3Tb0j7MgB5010 73 97 21 Gdo,94Ceo,05Tbo,oiMgB5°io 60 8^ 22 Gdo,75Ceo,05Tbo,2MsB5°io 80 8^ 25 29 Gdo,65Ceo,05Tbo,3MgB5°io 80 85 2^ Gdo,o4Ceo,05Tbo,oiZnB5°io 59 89 25 Gd0,70Ce0,05Tb0,25ZnB5°l0 76 90 26 Gd0>66Ce0>uTb0,20MgVi0 77 92 30 Voorbeelden 27 t/m 32

Men bereidde een aantal boraten volgens de uitvinding, waarbij een geringe hoeveelheid van het B door Al of Ga waa vervangen teneinde de invloed van deze substitutie op de lichtstroom van deze stoffen na te gaan.

35 Men maakte een mengsel van 20,66 g CeOg 65,25 g öd2o3 22,43 g Tb40? 7905680 PHN 9544 11 58,16 g MgCOjMg(OH)2.3H20 181,78 g H3B03 3,06 g A1203

Dit mengsel, dat de samenstellende komponenten in stoechio-5 metrische hoeveelheden bevat, werd twee maal telkens gedurende 1 uur op 1035°C verhit in een licht reducerende atmosfeer. Het verkregen produkt werd gedurende γ uur in water (bij kamertemperatuur) uitgewassen, en daarna afgefiltreerd en gedroogd (bij ca 120°C). Het verkregen bo-10 raat voldoet aan de formule CeQ 9GdQ ^TbQ 2MgB^ ^A1Q i°-|0 en vertoont de karakteristieke Tb-straling. Op dezelfde wijze als in het boven gegeven voorbeeld (voorbeeld 27) werd nog eenaantal Al- of Ga- bevattende boraten bereid (voorbeelden 28 t/m 31)· Ter vergelijking werd de stof ^ van voorbeeld 32 gemaakt. Deze stof bevat geen Al of Ga en is overigens geheel gelijk aan de stof van voorbeeld 27. De formules en metingen van kwantumrendement q van de ter-bium-emissie en absorptie A (254 nm-excitatie) voor deze stoffen zijn samengevat in tabel IV.

20 Tabel IV

Voorb. formule q A

27 Ce0,2Gd0,6Tb0,2MgB4,9A10,1°10 80 95,9 25 28 Ce0,2Gd0,6Tb0,2MsB4,8A10,2°l0 80 93,3 29 CeO,2Gdo,6Tbo,2M^B4,6Alo,4°10 77-94,5 3° Ce0,2Gd0,6Tb0,2MgB4,2Al0,8°10 63 91,3 31 Ce0,2Gd0,6Tb0,2MgB4,9Ga0,1°10 79 96,5 32 Ce0,2Gd0,6Tb0,2M^B5°l0 76 93 ’3 30 ------*-

Voorbeelden 33 t/m 38.

Een luminescerend met Ce en Mn geaktiveerd boraat volgens de formule Gd^ ^^Ce^ ^Zn^ qMn^ ^B^O^q werd verkregen door een mengsel van 35 4,30 g Gd203 0,22 g Ce02 1,93 S ZnO (overmaat van 0,05 mol per mol boraat) 0,32 g MnC03 7905680 PHN 9544 12 8,11 g H^BO^ (overmaat van 0,25 mol per mol boraat) twee maal gedurende telkens 1 uur te verhitten op $kö°C in een zwak reducerende atmosfeer. Dit boraat (voorbeeld 33) 5 vertoont bij 254 nm-excitatie rode Μη-emissie (band met maximum bij ca 635 nm en halfwaardebreedte van ca 75 nm). Het emissie-spektrum is weergegeven in Pig. 5· Op analoge wijze als hierboven aangegeven werden nog enkele boraten met Μη-emissie verkregen. De formules van deze stoffen, 10 alsmede de resultaten van de meting van kwantumrendement q (in °/o) van de mangaan-emissie en absorptie A (in °/o) bij 254 nm-excitatie zijn gegeven in tabel V.

Tabel V

15 Voorb. formule q A

33 Gd0,95Ce0,05Zn0,9Mn0,1B5°10 80 86 34 La0,95Ce0,05Zn0,9Mn0,1B4°10 60 90 35 Y0,95Ge0,05Zn0,9Mn0,1B5°10 60 89 20 36 CeMg0j98Mn0j02B g 1() 48 98 37 CeMg0>89Mn0jl1B50l0 63 98 38 CeMg^g^Mn^ ^B^O^ 61 98

Voorbeelden 39. 4θ en 41.

Een met Ce, Tb en Mn geaktiveerd boraat volgens de formule 25

Gd0,6Ce0,2Tb0,2Mê0,97Mn0,03B5°l0 werd Verkregen uitgaande van een mengsel van 20,66 g Ce02 65,25 g Gd203 22,43 ë Tb. 0„ 30 , n 4 7

23,48 g MgO

2,30 g MnC03 193,4ο g H3B03 (overmaat van 0,21 mol per mol boraat).

Dit mengsel werd twee maal gedurende telkens 1 uur verhit 35 o op 1035 C in een zwak reducerende atmosfeer. Het verkregen produkt werd na afkoelen gewassen in water, afgefiltreerd en gedroogd. Bij excitatie met 254 nm straling vertoont dit boraat zowel de karakteristieke Tb-straling als ook de 790 5 6 80 ΡΗN 9544 13 rode Μη-emissie. Nog twee van dergelijke boraten werden op analoge wijze bereid. De formules en meetresultaten voor deze stoffen zijn vermeld in tabel VI. De waarden van het kwantumrendement q betreffen hier het totale rendement 5 van de Tb- en de Mn-emissie.

Tabel VI

Voorb. formule q A

10 99 Gd0,6Ce0,2Tb0,2Me0,97Mn0,03B5°l0 70 91 40 Ce0,8Tb0,2Mg0,96Mn0,04Vl0 64 98 41 Ceo,7Ttlo,3Mso, 97^0,03B5° 10 74 98

Een lagedrukkwikdampontladingslamp van de soort als getoond in Fig. 1 en van het 40 W-type werd voorzien 15 van een luminescerend met Ce en Tb geaktiveerd boraat volgens bovenstaand voorbeeld 14. Deze lamp bevat een initiële lichtstroom van 109*3 lm/W, welke lichtstroom na 100 uur branden van de lamp nagenoeg niet was teruggevallen (109*1 lm/w).

20

Een dergelijke lamp voorzien van een met Ce,

Tb en Mn geakriveerd boraat volgens het bovengegeven voorbeeld 39 had een initiële lichtstroom van 55*6 lm/F. Na 100 uur branden bedroeg de lichtstroom nog 54,7 lm/¥. Het kleurpunt van de door deze lamp uitgezonden straling was 25 x = 0,438 en y = 0,418.

30 35 7905680

Claims (10)

1. Luminescerend scherm voorzien van een op een drager aangebracht luminescerend zeldzaam aardmetaal-meta-boraat, met het kenmerk, dat het boraat voldoet aan de 5 formule (Y, La)1 Ce Gd Tb (Mg, Zn), Mn Bc01rt, ' '1-x-y-z x y z' 07 1-p p 5 10' waarin, indien y =. z = p = o, geldt 0,01 ^ x 1,0, indien z = p = o , geldt 0,01 ^ x 4 1-y 10 0,02 4 y ^ 0,80, indien p = o , geldt 0,01 ^ x 1-.y-z 0 ζ. Y ^0,98 y + z 4 0,99 0,01 <. z L· 0,75, 15 indien z = o , geldt 0,01 x 1-y 0. y < 0,99 0,01 p ^ 0,30, en indien zowel p / 0 als z / 0, geldt 0,01 ^ x C 1-y-z 0 < y < 0,98 20 0,01 ^ z C 0,75 y + z 4 0,99 0,01 ^ p 0,30.

2. Luminescerend scherm volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat y = z = p = o 25 en 0,01^ x < 0,50.

3· Luminescerend scherm volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat z = p = o 0,01 ^ x C 0,50 0,05 £ y ^ 0,75 30 x 1 x + y <. 1.

4. Luminescerend scherm volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat p=oenx+y+z= 1, en dat tot 20 mol °/o van het B door Al en/of Ga vervangen kan zijn.

5· Luminescerend scherm volgens conclusie 4, met 35 . / het kenmerk, dat 0,50 ^ y 0,90, en dat van 0,5 tot 8 mol */ο van B vervangen is door Al en/of Ga.

6. Luminescerend scherm volgens conclusie 1, met 790 5 6 80 ..................................— -- PHN 9544 1 5 het kenmerk, dat z=o en x + y = 1 , en dat tot 20 mol $ van het B door Al en/of Ga vervangen kan zijn.

7· Luminescerend scherm volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat 0,50 ^ y 0,99, en dat van 0,5 tot 5 8 mol cfo van B vervangen is door Al en/of Ga.

8. Luminescerend scherm volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat zowel p / o als z / o en x + y + z = 1, en dat tot 20 mol % van het B door Al en/of Ga vervangen kan zijn. 10

9· Luminescerend scherm volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat 0,50 ^ y <1 0,90, en dat van 0,5 tot 8 mol fo van B vervangen is door Al en/of Ga.

10. Lagedrukkwikdampontladingslamp voorzien van een luminescerend scherm volgens een of meer der conclusies 15 Ί tot 9. 20 25 30 35 7905680