ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ СОСТАВ Российский патент 1999 года по МПК C09K11/82 

Изобретение относится к технологии производства люминофоров. Люминофоры на основе редкоземельных элементов представляют особую группу соединений, применение которых в качестве люминесцирующих составов особенно эффективно в связи с узкими линейчатыми спектрами излучения. Широко известно применение оксидов иттрия и европия в качестве красного люминофора для цветного телевидения (заявка Японии N 61-266488, кл. C 09 K 1/78, 1985), оксисульфидов иттрия и тербия для получения зеленого свечения при катодовозбуждении (заявка Японии N 62-45682, кл. C 09 K 11/09) и других соединений на основе редкоземельных элементов (заявка Японии N 62-89790, кл C 09 K 11/81, 1985).

Наиболее близким к изобретению является люминесцентный состав на основе редкоземельных элементов и ванадия (патент США N 3502591, кл. C 09 K 1/44, 1970). Люминофор на основе ванадата иттрия, активированный европием, возбуждается как катодными лучами, так и ультрафиолетовым излучением. В связи с этим он применяется в телевизионных экранах и в лампах дневного цвета с ртутным разрядом, преобразуя ультрафиолетовую часть излучения ртутного разряда в излучение красного цвета с максимум в области 600-630 нм. Недостаток данного состава заключается в том, что при повышении температуры более 1000-1200^oC ванадий восстанавливается, окрашивая люминофор в черный цвет. С целью повышения устойчивости люминофоров на основе ванадата иттрия и улучшения эксплуатационных свойств при нанесении люминофора на стекло авторами предлагается следующее техническое решение. Для повышения устойчивости люминофора предлагается использовать соединение общей формулы:
Ln_1-x Eu_x V_1-y-k By Si_kO₄,
где Ln - лантан или иттрий; x изменяется в пределах 0,01-0,06 мол. доли; y изменяется от 0,01 до 0,05 мол. доли; k изменяется в пределах от 0,05 до 0,10 мол. доли.

Предлагаемое соединение синтезируют путем смешения и последующего обжига при температуре 1200-1300^oC на воздухе оксидов РЗЭ, ванадата аммония, кремневой кислоты и борной кислоты. Прокаленный продукт измельчают до размера 2-6 мкм и используют в качестве люминофора красного цвета свечения и возбуждаемого ультрафиолетовым излучением различного происхождения с длиной волны 200-450 нм. Люминофор может использоваться в ртутных лампах высокого и низкого давления, для создания рекламных панно, а также в иных случаях, когда необходимо преобразование ультрафиолетового излучения в излучение с длиной волны 600-650 нм. Достоинство люминофора заключается в том, что он устойчив при воздействии загрязненной атмосферы города, что важно для использования его в рекламных панно, не разлагается под действием воды, не окисляется кислородом воздуха. Спектры излучения и поглощения люминофора приведены на чертеже. Содержание европия в смеси выбрано экспериментально, т.к. при концентрации менее 0,01 мол. спектральные характеристики ухудшаются, а увеличение содержания европия более 0,10 мол. не приводит к заметному увеличению яркости и экономически неоправдано. Рекомендованные соотношения бора, кремния и ванадия обеспечивают получение люминофора, устойчивого к внешним воздействиям (солнечная радиация, кислотные дожди и др.). При повышении содержания ванадия снижается устойчивость люминофора (см. таблицу), а при увеличении содержания бора снижается яркость люминофора. Кремний обеспечивает более высокую адгезию люминофора при нанесении на силикатное стекло.

Пример. Люминесцентный состав получали спеканием на воздухе при 1250^oC смеси оксидов иттрия и европия с кремниевой кислотой, ванадатом аммония и борной кислотой при соотношении, приведенном в таблице. Полученный спек измельчали до размера 2-4 мкм и подвергали облучению ультрафиолетом ртутной лампы. Как видно из результатов таблицы, несмотря на некоторое уменьшение яркости люминофора, предлагаемый состав более устойчив и сохраняет высокую яркость при внешнем воздействии.

Люминесцентный состав устойчив при нанесении на стеклянную подложку светотехнического прибора и при эксплуатации на открытом воздухе.

Изобретение предназначено для электронной промышленности и может быть использовано при получении красной компоненты в ртутных лампах высокого и низкого давлений, рекламных панно. Люминесцентный состав соответствует общей формуле:
Ln_1-x Eu_x V_1-y-k By Si_k O₄,
где Ln - лантан или иттрий;
x - 0,01 - 0,06 мол. доли;
y - 0,01 - 0,05 мол. доли;
к - 0,05 - 0,10 мол. доли.

Яркость 95-100 отн. ед., яркость после обработки водой при 40°С 93-98 отн. ед. , яркость после выдержки в 0,01 М H₂SO₄ 87-95 отн. ед. Люминофор устойчив при эксплуатации на воздухе. 1 табл., 1 ил.

Люминесцентный состав на основе редкоземельных элементов и ванадия, включающий редкоземельные элементы, ванадий и кремний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит бор и соответствует общей формуле
Ln_1-x Eu_x V_1-y-k B_y Si_k O₄;
где Ln - лантан или иттрий;
x - 0,01 - 0,06 мол.доли;
y - 0,01 - 0,05 мол.доли;
k - 0,05 - 0,10 мол.доли.