Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Преимущество иона Се3+ как активатора малоинерционных катодолюминофоров состоит в том, что излучение его связано с разрешенными Ъй ->- 4/ переходами, время жизни возбужденных состояний которых очень мало. Так как затухание послесвечения окисных люминофоров, активированных Се3+, экспоненциальное или близкое к нему, обычно длительность послесвечения т определяют при спаде интенсивности свечения в е раз (табл. V.10).
Таблица V .10
Характеристики некоторых катодолюминофоров редкоземельного типа с коротким периодом послесвечения
Люминофор Энергетическая эффективность, % Длительность послесвечения, нс Интенсивность послесвечения через 80 мкс, % 1 Максимум полосы излучения, нм Яркость свечения, отн. ед. I Яркость свечения после облу-1 чения, % от начальной *
Ca2MgSi207- Се 4 45 3 370, 395 120 58
Ca2Al2Si07-Ce 4,5 50 5--10 405 150 65
А1203 • Се 400 100 95
Y2Si05.Ce 6 30 0,1 415 200 92
Y2Si207-Ce 8 40 0,1 385 —¦ —
* Время облучения 30 мин; плотность тока 10 мкА/см2; энергия электронов 10 кэВ.
Энергетический выход малоинерционных катодолюминофоров, синтезированных с применением соединений р. з. э. ниже, чем у сульфидных. Однако их преимуществом является очень малая длительность послесвечения и высокая стойкость к действию электронного пучка, что особенно характерно для люминофоров А1203-Се, Y2Si207 Ce и Y2SiOsCe.
Большое число люминофоров, активированных Се3+, синтезировано авторами работ [43—45J. В частности, был предложен относительно эффективный малоинерционный катодолюминофор Y3AI30i2 Се [43], привлекший к себе внимание как за границей, так и в СССР. Он не уступает по яркости свечения люминофору ZnO • Zn (К-56), но выгодно (на порядок) отличается от него меньшей длительностью послесвечения. Из других малоинерционных люминофоров следует отметить ZnS-Tm [2, 46], который имеет узкополосный спектр излучения (см. рис. V.15, стр. 126) и высокую яркость свечения, а также люминофор Y203 Bi [47]. Малую длительность послесвечения (Ю-4 с) имеют также фосфатные люминофоры, активированные Ей, в частности Sr3(P04)2-Eu [48]. На основе активированного Се фосфата иттрия с небольшими добавками лантана и гадолиния <Y0;8()Cd0tl0La0il0PO4 • Се0,ов) был предложен [42] катодолюминофор с очень коротким послесвечением (т = 40 не). Максимум излучения люминофора расположен в ультрафиолетовой области. По данным работ [44, 45], у люминофоров YP04 -Се, а также YOC1 Се и YA13B40]2 -Се т = 25 нс. По стойкости к электронной бомбардировке фосфатные люминофоры аналогичны 2СаО -MgO-2Si02-Се и 2CaO-Al203 Si02Ce.
Такие свойства катодолюминофоров на основе р. з. э. как насыщенность цвета, стабильность цветовых характеристик и возможность использования их при высоких плотностях тока электронного возбуждения, позволяют применять эти люминофоры в кинескопах для цветного телевидения. Особенно широкое распространение для этих целей получили люминофоры с красным цветом свечения. До появления катодолюминофоров с р. з. э. в качестве красной компоненты использовали малоэффективный препарат Zn3(P04)2 -Мп, который позже был вытеснен более эффектным ZnS CdS • Ag [32, 42]. Однако несмотря на высо-
118
кую энергетическую эффективность катодолюминесценции сульфидный «красный» люминофор был лимитирующим в системе компонент для цветного телевидения.
В 1964—1966 гг. в литературе появилось описание нового люминофора с красным излучением, разработанного Левиным и Палийдд. [32—37], ваяадата иттрия УУ04, активированного Ей. Этот люминофор готовят спеканием при 1300—1400° смеси окисей иттрия и ванадия высокой степени чистоты с добавкой 5 ат. % окиси европия. На катодолюминесценцию УУ04-Еи существенно влияют условия синтеза и чистота исходных материалов [49—51].
Люминофор УУ04 • Ей имеет максимум на кривой спектрального распределения при ? = 619 нм (рис. У.8). Преимуществом его является узкая полоса на кривой излучения, что обеспечивает большую чистоту цвета; хороший выход люминесценции и повышенная светоотдача (табл. У.11). Стойкость этого люминофора также выше, чем у ХпБ-Сав-А§, а спад послесвечения экспоненциальный ст«й 525 мкс. Длительность послесвечения при спаде яркости до 10% от начальной величины приблизительно равна 800 мкс. Зависимость яркости свечения от плотности возбуждающего тока линейна в широком диапазоне вплоть до 10 мкА/см2. К недостаткам люминофора УУ04;Еи следует отнести его невысокую энергетическую эффективность, что вынуждает сохранять неравноточный режим работы электронных прожекторов в масочных кинескопах для цветного телевидения.
Серьезные конкуренты «красного» ва-надатного люминофора У203 ¦ Ей и Ос12Оз-Ей[34, 52—54]. Основное их преимущество перед УУ04-Еи состоит в более высокой энергетической эффективности люминесценции и значительно более высокой светоотдаче. Световой эквивалент излучения У203 - Ей при катодном возбуждении более чем в 3 раза выше, чем у2пБ Сав •Ag, что вполне компенсирует меньшую энерге тическую эффективность первого (см. табл. У.11). Яркость люминесценции У 203 ¦ Ей линейна в широком диапазоне плотностей возбуждающего тока. По сравнению с УУ04 - Ей, излучение У203 Ей и Оа203 Ей является более оранжевым (см. рис. У.8), поэтому применение их в качесгве красной компоненты приводит к некоторому ухудшению передачи красных цветов. При этом, однако, увеличение яркости белого (9300 К) поля достигает 33%. Цвет катодолюминесценции У203-Ей и Оа^Оэ-Ей можно сделать более красным, увеличив концентрацию Ей, но при повышении концентрации Ей наблюдается концентрационное тушение. В качестве недостатков люминофора У203 Еи можно отметить его низкую гидролитическую стойкость и более высокую стоимость, по сравнению с УУ04-Еи.
