DE834417C

DE834417C - Verfahren zur Herstellung von manganaktivierten Zinksilikat-Leuchtstoffen, insbesondere fuer elektrische Entladungslampen oder Leuchtroehren

Info

Publication number: DE834417C
Application number: DEP514A
Authority: DE
Inventors: Eva Plueddemann Geb Koehler; Dr Hans Ruffler; Dipl-Chem Dr Walter Stumpf
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1950-01-03
Filing date: 1950-01-03
Publication date: 1952-03-20

Description

Verfahren zur Herstellung von manganaktivierten Zinksilikat-Leuchtstoffen, insbesondere für elektrische Entladungslampen oder Leuchtröhren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von manganaktivierten Zinksilikat-Leuchtstoffen, insbesondere für elektrische Entladungslampen oder Leuchtröhren mit einer Füllung aus Edelgasen und Ouecksilber, bei der eine durch die Quecksilberentladung zur Lumineszenz angeregte Leuchtstoffschicht im Gefäßinnern oder auf der Gefäßwand oder auf einem der Lampe oder Röhre vorangestellten Schirm aufgebracht ist. Die Entladungslampe oder Röhre kann Glühelektroden oder kalte Blechelektroden aufweisen. Beim Gegenstand der Erfindung wird für das Leuchtstoffgemisch, welches zur Lichtausstrahlung angeregt werden soll, von einem insbesondere grünleuchtenden bekannten Zinksilikat ausgegangen, das als Aktivator Mangan enthält. Solche bekannten Luminophore zeigten nur ein geringes Nachleuchten und eine äußerst schwache Phosphoreszenzhelligkeit. Man hat auch versucht, ein inanganaktiviertes Zinksilikat mit erhöhter Nachleuchtdauer dadurch zu erhalten, daß man ihm bis i % Arsenpentoxyd zufügte. Die Helligkeit des Luminophors wurde dadurch jedoch geringer.
Gemäß dem Vorschlag der Erfindung gelingt es, ein mit Mangan aktiviertes, 'helleuchtendes Zinksilikat zu erhalten, dessen Nachleuchten wesentlich heller und länger als bisher ist, indem den Zink, Silicium und Mangan bzw. Verbindungen derselben enthaltenden Ausgangsstoffen außerdem noch Schwermetalle, wie Kupfer, Silber, Nickel, Indium; Zinn, Kadmium, Quecksilber, gegebenenfalls in Kombinationen oder Verbindungen, in einer sehr geringen Menge zugesetzt werden. Dabei wirken diese zusätzlichen Schwermetalle in gewissem Sinn als zweite Aktivatoren, indem sie die Phosphoreszenz verstärken. Man kann sich den physikalischchemischen Vorgang wohl so vorstellen, daß der Zusatz der genannten weiteren Schwermetalle, also außer Mangan, bei dem Zinksilikat das Entstehen von Haftstellen im Zinksilikatgrundgitter bewirkt. Die bei der Erregung frei werdenden Elektronen werden zunächst an diesen Haftstellen festgehalten und gelangen erst allmählich durch Aufnahme weiterer Energie aus den Wärmeschwingungen des Grundgitters in das Leitfähigkeitsband und gelangen von dort an die Anregungsstellen, von wo aus sie unter Lichtaussendung in den Grundzustand zurückkehren. Diese geringen Schwermetallzusätze sollen nur i bis io-8%, vorzugsweise i0-4 bis 10-7% betragen. Der optimale Wert für die Helligkeit und Dauer des Nachleuchtens ist bei den einzelnen Schwermetallen verschieden, er ist jedoch in den meisten Fällen verhältnismäßig scharf abgegrenzt. Beispielsweise ist bei Zusatz von Silber als zweitem Aktivator der günstigste Wert bei etwa o,9- io-4o/o Silber erreicht, während bei Nickel, Indium, Kadmium die längste Nachleuchtdauer bei einem Zusatz von etwa i0-5 bis io-8% erzielt wird. Bei Verwendung von Kupfer als Schwermetallzusatz kann man Kupfernitrat oder Kupfersulfat mit einem Kupfergehalt von vorzugsweise etwa i0-3 bis io-5% verwenden. Der Zusatz von Kupfersulfat ergibt jedoch eine überraschend längere Nachleuchtdauer. Die spektrale Energieverteilung des Emissionslichtes wird durch diesen zweiten Aktivatorzusatz nicht beeinflußt.
Als vorteilhafte Methode zur Herstellung des Leuchtstoffes gemäß der Erfindung wurde folgendes Verfahren festgestellt: DasLeuchtstoffgemischwird zunächst bei etwa iooo° C etwa i Stunde lang geglüht. Danach wird das Glühen einmal oder mehrmals zwischen etwa i ioo und 1200° C wiederholt. Die längste Nachleuchtzeit tritt durch Glühen hei Temperaturen zwischen i 15o und i 18o° C auf.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von manganaktivierten Zinksilikat-Leuchtstoffen, insbesondere für elektrische Entladungslampen oder Leuchtröhren mit einer Füllung aus Edelgasen und Quecksilber und Glühelektroden oder kalten Elektroden sowie mit einer im Gefäßinnern oder auf der Gefäßwand oder auf einem der Lampe oder Röhre vorangestellten Schirm angebrachten Leuchtstoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß den Zink, Silicium und Mangan bzw. Verbindungen derselben enthaltenden Ausgangsstoffen außerdem noch Schwermetalle, wie Kupfer, Silber, Nickel, Indium, Kadmium, Quecksilber, gegebenenfalls in Verbindungen, zugesetzt werden, und zwar in solcher Menge, daß das im Glühprozeß vorzugsweise bei i ioo bis 120o° C hergestellte manganaktivierte Zinksilikat einen Gehalt an solchen Schwermetallen von etwa i bis io-81/o, vorzugsweise von i0-4 bis io-7% aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwermetall Silber oder eine Silberverbindung in einer Menge zugesetzt wird, däß das fertige Zinksilikat o,8- 1o-4 bis i,i # io-4%, vorzugsweise 0,9.10-41/0 Silber enthält.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwermetall Kupfer in Form von Kupfernitrat oder vorzugsweise Kupfersulfat in solcher Menge zugesetzt wird, daß das fertige Zinksilikat einen Gehalt von i0-3 bis io-5% Kupfer aufweist. d.
Verfahren nach:'#,nspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwermetall Nickel, Indium, Kadmium oder Verbindungen dieser Metalle in einer Menge zugesetzt werden, daß das fertige Zinksilikat einen Gehalt dieser Schwermetalle von 10-4 bis i o--6% enthält.
5. Verfahren zur HerstellungdesLeuchtstoffes nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtstoffgemisch zunächst bei etwa 100o° C geglüht wird und danach der Glühprozeß ein oder mehrmals bei Temperaturen zwischen i ioo und 1200° C, vorzugsweise zwischen ii5o und ii8o° C wiederholt wird.
6. Elektrische Entladungslampe oder Leuchtröhre mit einer Füllung aus Edelgasen und Quecksilber und Glühelektroden oder kalten Elektroden sowie mit einer im Gefäßinnern oder auf der Gefäßwand oder auf einem der Lampe oder Röhre vorangestellten Schirm angebrachten Leuchtstoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff aus einem lang nachleuchtenden manganaktivierten Zinksilikat besteht, das außer dem Maiiganzusatz Schwermetalle, wie Kupfer, Silber, Nickel, Indium, Kadmium, Quecksilber, gegebenenfalls in Verbindungen, enthält und gemäß dem Verfahren nach Anspruch i bis 5 hergestellt ist.