Leuchtstoff mit roter Lichtausstrahlung Die Erfindung betrifft einen
verbesserten Leuchtstoff mit roter Lichtausstrahlung auf der Grundlage von Yttrium-Vanadat.Phosphor emitting red light. The invention relates to a
improved phosphor with red light emission based on yttrium vanadate.
Bei den Leuchtschirmen von Kathodenstrahlröhren beim farbigen Fernsehen
verwendete man bisher als rotes Licht ausstrahlenden Leuchtstoff ein Zink-Cadmium-Sulfid.
Dieser Leuchtstoff hat aber gelbrote Kristallfarbe, der dem Leuchtschirm eine gelbliche
Tönung gibt. Die spektrale Emission eines solchen Leuchtstoffes verschiebt sich
gegen Orange mit dem Ansteigen des erregenden Elektronenstrahles. Der Leuchtstoff
hat ferner den Nachteil, daß durch Erhitzen beim Aufbringen des Leuchtstoffes die
spektralen Eigenschaften ungünstig beeinflußt werden können.With the fluorescent screens of cathode ray tubes in color television
So far, a zinc-cadmium sulfide has been used as the fluorescent substance emitting red light.
However, this phosphor has a yellow-red crystal color, which gives the fluorescent screen a yellowish color
Tint there. The spectral emission of such a phosphor shifts
towards orange with the rise of the exciting electron beam. The phosphor
also has the disadvantage that by heating when applying the phosphor
spectral properties can be adversely affected.
Diese Nachteile können vermieden werden bei Verwendung eines Leuchtstoffes
aus Yttrium-Vanadat, das mit Europium aktiviert ist und gewisse Zusatzstoffe enthält.
Die erfindungsgemäßen Leuchtstoffe sind weitaus besser als das bekannte Zink-Cadmium-Sulfid.These disadvantages can be avoided when using a phosphor
made of yttrium vanadate, which is activated with europium and contains certain additives.
The phosphors according to the invention are far better than the known zinc-cadmium sulfide.
Auch die Wirksamkeit der neuen Leuchtstoffe ist weitaus besser als
die Wirksamkeit von Zink-Cadmium-Sulfid.The effectiveness of the new phosphors is also far better than
the effectiveness of zinc cadmium sulfide.
Erfindungsgemäß enthalten die neuen Leuchtstoffe im Kristallgitter
des Yttrium-Vanadats geringe Mengen von Wismut, Calcium, Mangan oder Gemischen dieser
Stoffe. Durch diese Zusätze wird die Helligkeit verbessert.. -Es wurde ferner gefunden,
daß die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn der Leuchtstoff je Mol des Vanadatanions
1 - 10-s bis etwa 5 # 10-3 Grammatome der Zusatzstoffe enthält. Nachstehend sind
die Zusammensetzungen von drei "verschiedenen Leuchtstoffen wiedergegeben, wobei
sich die Zahlen auf die Mengen in Gramm beziehen.
Tabelle 1
Material Beispiele
I I II I III
Y2(C201 ........... 2713,5 2713,5 - 2713,5
Eu2(C204)3 . . . . . . . . . . . 169,4 169,4 169,4
NH4V03 .... « « ' ..... 2810,0 2810,0 2810,0
B1203 ............... 2,8 - - .
CaC03 .............. - 3,6 -
MnC03 ............. - - 3,0
Die genannten Ausgangsstoffe werden in üblicher Art gemischt und 2 Stunden lang
auf 950'C erhitzt. Nach dem Abkühlen wird der Leuchtstoff 30 Minuten lang
in einer starken Lösung von Natriumhydroxyd gewaschen, dann mit Wasser, bis ein
neutraler pH-Wert erreicht ist. Der Leuchtstoff wird dann bei 120°C getrocknet und
kann auf dem Leuchtschirm mittelsdes üblichen Aufstäubungsverfahrens oder des Auf--
schlämmungsverfahrens aufgebracht werden.According to the invention, the new phosphors contain small amounts of bismuth, calcium, manganese or mixtures of these substances in the crystal lattice of yttrium vanadate. These additives improve the brightness. It has also been found that the best results are achieved when the phosphor contains 1–10 s to about 5 # 10–3 gram atoms of the additives per mole of the vanadate anion. The compositions of three "different phosphors" are given below, the numbers referring to the amounts in grams. Table 1
Material examples
II II I III
Y2 (C201 ........... 2713.5 2713.5-2713.5
Eu2 (C204) 3. . . . . . . . . . . 169.4 169.4 169.4
NH4V03 .... «« '..... 2810.0 2810.0 2810.0
B1203 ............... 2.8 - -.
CaC03 .............. - 3.6 -
MnC03 ............. - - 3.0
The starting materials mentioned are mixed in the usual way and heated to 950.degree. C. for 2 hours. After cooling, the phosphor is washed in a strong solution of sodium hydroxide for 30 minutes, then with water until a neutral pH is reached. The phosphor is then dried at 120 ° C and can be applied to the phosphor screen using the usual sputtering process or the slurry process.
Die durch die Erfindung erhaltenen Verbesserungen werden in den Tabellen
2 und 3 gezeigt. Nach der Tabelle 2 wird die Helligkeit eines Leuchtstoffes aus
Yttrium-Vanadat mit einer Aktivierung von Europium, aber ohne Zusatzstoffe (Muster
A), verglichen mit der Helligkeit von zweiundzwanzig anderen Leuchtstoffen, von
denen die Hälfte Calcium und die andere Hälfte Mangan enthielt. Die Tabelle 3 zeigt
die Wirksamkeit von Wismut. In dieser Tabelle wird ein Standardmuster A aus Yttrium-Vanadat
und ein Vergleichsmuster B, ebenfalls aus Yttrium-Vanadat, verglichen mit Leuchtstoffen
entsprechend den Mustern C bis L der Tabelle 2.
Tabelle 2
Muster Grammatome Ca Grammatome Mn Helligkeit Helligkeit
je Mol Vanadat je Mol Vanadat mit-Calcium - mit Mangan -
A 0 0 _. 100 s .. 100
B 1,8.10-4 3,46-10-5 107 100
C 3,6 .10-4 8,65-10-5 107 100
D 7,2-10-4 17,3 .10-5 1b7 101
E 11 .10-4 34,6 -10-5 111 102
F 14,7 .10-4 51,9 - 10-5 107 106
G 18,3 .10-4 69,2 -10-5 111 100
H 22 .10-4 86,5 -10-5 114 99
I _ 25,7 .10-4 104 -10-5 113 98
J 29,3 .10-4 121 - 10-5 112 98
K 33 .10-4 138 -10-5 107 96
L 36 -10-4 173 - 10-5 107 91
Tabelle 3
Muster Grammatome Bi Helligkeit bei Anregung durch -
- je Mol Vanadat
. - 2537g I 3100Ä I 3200Ä I _ 3650Ä
A.Standard 0 100 _ 100 100 10.0
B Kontrolle 0 104 101 102 100
C 2,9 .10-4 101 - 100 99 105
D 6,7- 10-4 103 101 99 114
E 9,7-10-4 102 101 99 116
F 13,4- 10-4 -100 98 96 126
G 17,5-10-4 102 100 96 137-
H 21,4-10-4 108 _ 103 99 - 148
1 25,3 .10-4 96 94 89 137
J 29,1.10-4 103 98 -. 93 148-
K - 38,8 -10-4 96 93 86 152
L 48,5- 10-4 100 97 88 192
Magnesiumfluor-
germanat 39 30 29 - 188
The improvements obtained by the invention are shown in Tables 2 and 3. According to Table 2, the brightness of a phosphor made of yttrium vanadate with activation of europium but without additives (sample A) is compared with the brightness of twenty-two other phosphors, half of which contained calcium and the other half of which contained manganese. Table 3 shows the effectiveness of bismuth. In this table, a standard sample A made of yttrium vanadate and a comparative sample B, also made of yttrium vanadate, are compared with phosphors corresponding to samples C to L of Table 2. Table 2
Pattern Grammatome Ca Grammatome Mn Brightness Brightness
per mole of vanadate per mole of vanadate with calcium - with manganese -
A 0 0 _. 100 p. 100
B 1.8.10-4 3.46-10-5 107 100
C 3.6.10-4 8.65-10-5 107 100
D 7.2-10-4 17.3 .10-5 1b7 101
E 11.10-4 34.6 -10-5 111 102
F 14.7, 10-4 51.9 - 10-5 107 106
G 18.3 .10-4 69.2 -10-5 111 100
H 22.10-4 86.5 -10-5 114 99
I _ 25.7 .10-4 104 -10-5 113 98
J 29.3 .10-4 121 - 10-5 112 98
K 33 .10-4 138 -10-5 107 96
L 36 -10-4 173-10-5 107 91
Table 3
Pattern Grammatome Bi Brightness when excited by -
- per mole of vanadate
. - 2537g I 3100Ä I 3200Ä I _ 3650Ä
A. Standard 0 100 _ 100 100 10.0
B control 0 104 101 102 100
C 2.9 .10-4 101 - 100 99 105
D 6.7-10-4 103 101 99 114
E 9,7-10-4 102 101 99 116
F 13.4-10-4 -100 98 96 126
G 17.5-10-4 102 100 96 137-
H 21.4-10-4 108 _ 103 99 - 148
1 25.3 .10-4 96 94 89 137
J 29.1.10-4 103 98 -. 93 148-
K - 38.8 -10 -4 96 93 86 152
L 48.5-10-4 100 97 88 192
Magnesium fluorine
germanat 39 30 29 - 188