Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Анализ многих работ показывает, что эффективность электролюминесценции определенным образом связана со структурой решетки. Так, наибольшей интенсивностью свечения обладают электролюминофоры, кристаллическая решетка которых имеет определенные нарушения, возникающие при переходе от вюрцита к сфалериту [26]. Баллентайн [27] указывает, что во всех случаях интенсивная электролюминесценция связана со смешанной структурой основы. Однако эффективные электролюминофоры могут быть получены и в том случае, если их кристаллическая решетка имеет структуру сфалерита [15]. При этом подчеркивается, что основное значение при формировании электролюминофоров имеет состояние фазы Cu2S.
К недостаткам технологии приготовления электролюминофоров в атмосфере H2S + HCl следует отнести: необходимость применения токсичного H2S; усложнение процесса при работе с газами.
9*
131
Поэтому были предложены безгазовые методы синтеза электролюминофоров [28—30]. Один из них состоит в том, что вместо H2S -j- HCl в зону прокаливания при помощи специального дозатора непрерывно вводят хлорид аммония и серу. При высокой температуре в зоне прокаливания образуются пары HCl, серы и воды (в малых количествах), т. е. создается атмосфера, по действию аналогичная атмосфере H2S + HCl. Вместо NH4C1 можно использовать NH4Br и NHJ.
Все основные характеристики электролюминофоров, полученных безгазовым методом (яркость свечения, спектр излучения, стабильность, гранулометри-
Рис. VI.4. Спектральное распределение энергии пзлучения электролюминофоров гпв-Си при различных содержаниях Б в смеси ТШ4Вг-}- Б:
а — Концентрация б — Концентрация
Gu = 0,05 Gu = = 0,1
кривая S, % кривая S, %
1 90 1 90
2 80 2 80
3 70 3 70
4 60 4 30
5 40
6 30
ческий состав), зависят от соотношения количеств серы п соответствующего галогенида в шпхте (рис. VI.4). Наиболее эффективные электролюминофоры в случае использования ГШ4С1 получены при весовом соотношении между ГШ4С1 и Б, равном 3:7, и температуре прокаливания 900°. При содержании меди 0,1% получаются эффективные электролюминофоры с зеленым цветом свечения. Добавление алюминия увеличивает интенсивность зеленой полосы. Сниж'ение концентрации А1еди до 0,05% приводит к повышению интенсивности синей полосы.
Применение ТШ4Вг вместо ]ЧН4С1 позволяет получать самые эффективные электролюминофоры с излучением в зеленой области спектра. Для них повышение содержания серы до 90% в смеси 1ЧН4Вг + Э приводит к росту интенсивности свечения, после чего она начинает уменьшаться. Поэтому в промышленных условиях синтеза содержание серы в смеси близко к указанной величине.
132
100
50
Увеличение содержания меди приводит к сильному росту интенсивности свечения. Максимальная интенсивность электролюминесценции достигается при 0,1% Си, в дальнейшем происходит ее снижение. Спектральный состав излучения также существенно зависит от концентрации меди (рис. VI.5).
При использовании смеси 1ЧН41 Э зеленое свечение возникает только при очень малых содержаниях серы и значительных меди. В интервале от 0,01 до 0,03% Си происходит резкое нарастание интенсивности; затем она остается постоянной вплоть до —0,2% Си. Эффективные электролюминофоры с синим цветом свечения (рис. VI.6) могут быть получены при использовании смеси, содержащей 20% ГШ41 и 80% Б, при концентрации меди 0,03-0,05%.
Суть усовершенствованного варианта безгазового метода [30] состоит в том, что необходимая для прокаливания электролюминофоров среда создается за счет испарения галогояидов аммония и серы, вводимых в шихту перед прокаливанием. Для поддержания в течение синтеза заданного состава газовой среды, прокаливание ведут в сосудах с длинной горловиной, выступающей из печи. Поскольку температура горловины низка, постольку горловина является зоной конденсации серы и галогенидов аммония. Из горловины сера стекает, захватывая галогениды аммония, в зону прокаливания, где эти вещества испаряются и таким образом регенерируется нужная атмосфера. Такой прием позволяет не только упростить технологию, но и увеличить яркость электролюминесценции и уменьшить размер кристаллов электролюминофора.
0 400
450
500
550
еоо
Рис. VI.5. Спектральный состав излучения электролюминофора Ъп§ -Си при различной концентрации меди (атмосфера прокаливания - гШ4Вг - 80%, Э -20%):
1 — 0,03%; 2 — 0,05%; 3 — 0,1%; 4 — 0,2%.
Рис. VI.6. Спектральное распределение энергии излучения электролюминофоров гпЭСи (0,03%) при различном составе атмосферы прокаливания:
Кривая Состав атмосферы, масс. % Кривая Состав атмосферы, масс. %
N11.1
1 90 10 5 50 50
2 80 20 6 30 70
3 70 30 7 20 80
4 60 40 & 10 90
Наиболее простой метод получения элоктролюминофоров изложен в работе [31]. По этому методу шихту прокаливают в тиглях на воздухе. Для предотвращения окисления в нее вводят серу, а сверху покрывают слоем угля. Указанный метод позволяет получить электролюминофоры с зеленым и желтым цветами свечения с повышенной яркостью и нужным гранулометрическим составом (промышленные электролюминофоры марок ЭЛ-525 и ЭЛ-590).
