Способ обработки цинкооксидных люминофоров

Авторы патента:

Шигалугов Станислав Хазретович (RU)

Тюрин Юрий Иванович (RU)

Емельянов Вадим Николаевич (RU)

Степанов Иван Владимирович (RU)

Катаев Алексей Николаевич (RU)

C09K11/54 - содержащие цинк или кадмий

Владельцы патента RU 2520892:

Министерство образования и науки Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Норильский индустриальный институт" (ФГБОУ ВПО "НИИ") (RU)

Изобретение относится к электронной технике. Цинкооксидный люминофор осаждают из безводной инертной среды на подложку, помещают внутрь вакуумной камеры в зону косвенного подогрева. Затем из камеры откачивают воздух с одновременным подогревом подложки до температуры 215 °C, подают поток водорода при давлении 0,10-0,15 Topp и одновременно создают безэлектродный высокочастотный разряд. Изобретение позволяет увеличить светоотдачу люминофора в 1,62 раза. 2 ил.

Изобретение относится к области обработки электронных материалов, в частности люминофоров.

Известен способ обработки люминофора [1] с помощью воздействия электромагнитного излучения мощностью 1-10 Вт/см² в вакууме 1-10 Торр и нагреве в тлеющем разряде или до температуры 150-250°C. При этом люминофоры дозируют в вакуумную камеру тонкой струей, которая пропускается через область тлеющего разряда, либо через область, нагретую до 150-250°C, и подвергают обработке электромагнитным излучением с частотой, близкой к резонансной, для соединений воды с полисульфидами и плавнями. Совместное воздействие электромагнитного излучения, высокой температуры тлеющего разряда в вакууме полностью разрушает агрегаты кристаллов люминофора, образованные поглощенными на дефектах поверхности кристаллов соединениями воды с полисульфидами и плавнями. Высокая температура в вакууме способствует полному удалению перечисленных веществ с поверхности кристаллов. Кристаллы покрываются тонкой оксидной пленкой.

Недостатками этого способа являются:

- необходимость применения электромагнитного излучения, требующего дорогостоящего оборудования;

- наличие системы дозирования для получения тонкой струи люминофора;

- непосредственное прохождение люминофоров через область тлеющего разряда, что, в частности, может приводить к ухудшению физических и химических свойств люминофора.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому положительному эффекту к заявляемому способу является способ обработки цинкооксидных люминофоров в вакууме путем обработки люминофоров в постоянном электрическом поле [2], согласно которому порошок люминофора, предназначенный для обработки, подвергался воздействию постоянного электрического поля напряженностью 50-65 В/см в атмосфере водорода при давлении 2-3 Торр. Обработка люминофора проводилась на установке, состоящей из вакуумной камеры, в которую помещены плоские электроды на расстоянии 7 см друг от друга. Камера заполнялась водородом, давление в камере обеспечивалось в пределах 2-3 Торр. Над системой плоских электродов располагался инжектор (сито-контейнер с магнитным вибратором), осуществлявший медленное просыпание порошка люминофора в пространство между плоскими электродами, где зажигался плазменный разряд.

Недостатками данного способа являются:

- необходимость помещения в вакуумную камеру системы электродов, которые под действием электрического разряда будут подвергаться эрозионно-механическому и химическому изменению, в результате которого в межэлектродное пространство будут попадать частицы материалов электродов, что в свою очередь может приводить неконтролируемому процессу обработки люминофора;

- воздействие на люминофор плазмы, в результате которого температура отдельных фракций люминофора может достигать значений, при которых ухудшаются эксплуатационные качества люминофора;

- наличие в вакуумной камере механической части в виде инжектора с магнитовибратором, что может приводить к вибрации всей установки или отдельных ее частей, а также заметно усложняет конструкцию самой установки;

- невозможность непосредственного контроля изменения светоотдачи обрабатываемого люминофора.

Задачей настоящего изобретения является увеличение светоотдачи люминофоров за счет нейтрализации и удаления кислородных частиц из приповерхностной зоны люминофора путем воздействия на поверхность атомов водорода, т.к. кислородные частицы вызывают тушение люминесценции [3].

Технический результат заявляемого способа обработки цинкооксидных люминофоров достигается за счет обработки люминофоров в вакууме потоком атомно-молекулярного водорода. Согласно изобретению люминофор предварительно осаждают из безводной инертной среды на подложку, помещают внутрь вакуумной камеры в зону косвенного подогрева, затем откачивают из камеры воздух с одновременным подогревом подложки с осажденным люминофором до температуры 215°C и подают в камеру поток водорода при давлении 0,10-0,15 Торр с одновременным созданием в ней безэлектродного высокочастотного разряда.

Согласно изобретению (см. фиг.1) подложка с люминофором 1 через разъемный фланец 2 помещается внутрь вакуумной камеры 3, представляющей собой кварцевую трубку диаметром 20 мм и длиной 400 мм, в зону косвенного подогрева, расположенную на расстоянии 100 мм от разъемного фланца. Затем при комнатной температуре с помощью источника УФ-излучения 4 через кварцевое окно 5 возбуждается люминесценция исходного люминофора, спектр которой регистрируется спектрофотометром 6. Далее вакуумным насосом 7 производится откачка воздуха из камеры до давления 10^-5 Торр с одновременным включением печи косвенного подогрева 8. После нагрева подложки с люминофором до определенной температуры из баллона, содержащего водород 9, с помощью вакуумного натекателя 10 в камере устанавливается определенное давление потока водорода. Давление контролируется вакуумметром 11. Затем ВЧ-генератором 12, в камере создается высокочастотный безэлектродный разряд, в результате чего зажигается плазма, содержащая атомы водорода. Постоянные магниты 13 ограничивают разрядный промежуток (зону плазмы), не допуская к люминофору частицы заряженной компоненты плазмы. Таким образом, люминофор подвергается «мягкому» воздействию только нейтральной атомно-молекулярной компоненты разряда в водороде. После обработки люминофора в течение 3 минут генератор отключается. Затем, после охлаждения обработанного люминофора до комнатной температуры, с помощью источника УФ-излучения 4 возбуждается его люминесценция, спектр которой повторно регистрируется спектрофотометром 6.

Оптимальными для заявляемого способа являются давление водорода в вакуумной камере 0,10-0,15 Торр и температура люминофора 215°C. Указанные выше значения давления обусловлены тем, что при меньшем давлении в камере концентрация атомов водорода уменьшается, а при большем давлении мощность разряда резко падает. Значения температуры обусловлены тем, что при температуре меньше 215°C требуется большее чем 3 мин время обработки люминофора для достижения указанного роста светоотдачи. При температуре больше чем 215°C ухудшаются эксплуатационные качества люминофора за счет необратимых химических превращений в приповерхностном слое люминофора.

Пример: Самоактивированный люминофор ZnO-Zn, полученный по стандартной технологии (отжиг на воздухе ZnS-ос. ч в течение 1 час при температуре 950°C), осаждается в целях увеличения адгезии к поверхности из безводной суспензии в изопропиловом спирте на кварцевую подложку. Затем, после сушки, подложка с люминофором помещается в камеру и при комнатной температуре с помощью источника УФ-излучения длиной волны 365 нм возбуждается люминесценция исходного люминофора, спектр которой регистрируется спектрофотометром (кривая 1, фиг.2). После откачки воздуха из камеры до давления 10^-5 Торр и нагрева люминофора до фиксированной температуры 215°C в камере устанавливается поток водорода с давлением в интервале 0,1-0,15 Торр и на 3 мин включается ВЧ-генератор для создания безэлектродного высокочастотного разряда в ней. После отключения генератора, происходит охлаждение люминофора до комнатной температуры, затем повторно снимается спектр люминесценции обработанного люминофора (кривая 2, фиг.2). В результате обработки по заявляемому способу светоотдача люминофора увеличилась в 1,62 раза.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1731786, кл. C09K 11/08, 1992 г.

2. Патент РФ №2073059, кл. C09K 11/00, 1997 г.

3. Патент РФ №2065152, кл. G01N 21/64, 1996 г.

Способ обработки цинкооксидных люминофоров в вакууме потоком водорода, отличающийся тем, что люминофор предварительно осаждают из безводной инертной среды на подложку, помещают внутрь вакуумной камеры в зону косвенного подогрева, затем откачивают из камеры воздух с одновременным подогревом подложки с осажденным люминофором до температуры 215°C и подают в камеру поток водорода при давлении 0,10-0,15 Topp с одновременным созданием в ней безэлектродного высокочастотного разряда.

Изобретение относится к светопреобразующему укрывному материалу для теплиц и к композиции для получения такого материала и может применяться в сельском хозяйстве и растениеводстве для выращивания растений в защищенном грунте.

Способ получения порошкового цинксульфидного электролюминофора // 2429271

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения электролюминофоров на основе сульфида цинка. .

Способ получения порошкового цинксульфидного электролюминофора // 2425085

Изобретение относится к химической технологии получения электролюминофоров на основе сульфида цинка. .

Способ получения цинксульфидного электролюминофора // 2390534

Изобретение относится к химической технологии. .

Способ получения люминесцентных наночастиц сульфида кадмия, стабилизированных полимерными матрицами // 2370517

Изобретение относится к способу получения люминесцентных наночастнц сульфида кадмия, используемых при производстве дисплеев, в электрофотографии и других отраслях промышленности.

Люминесцентный наноструктурный композиционный керамический материал // 2364614

Изобретение относится к области создания люминесцентных наноструктурных композиционных керамических материалов на основе диоксида кремния и ортосиликата цинка (виллемита) и может быть использовано при разработке светоизлучающих и светосигнальных устройств, например плазменных дисплейных панелей, световых матричных индикаторов, светофоров и т.п., излучающих определенный цветовой тон видимого спектра.

Шихта для получения однокомпонентного электролюминофора переменного цвета свечения на основе сульфида цинка // 2315798

Способ получения монокристаллического оксида цинка с быстрым излучением в ультрафиолетовой области спектра // 2202010

Изобретение относится к оптоэлектронике ядерно-физических исследований, а точнее изготовления мощных твердотельных лазеров, работающих в УФ-области спектра. .

Способ получения люминофора // 2198907

Изобретение относится к неорганической химии, к способам получения сульфидных электролюминофоров, в частности электролюминофоров типа А2В6. .

Способ получения окиси цинка из люминофора на основе сульфида цинка // 2052485

Способ получения полупроводниковых коллоидных квантовых точек сульфида кадмия // 2540385

Изобретение может быть использовано при изготовлении люминесцентных материалов для лазеров, светодиодов, солнечных батарей и биометок. В реактор загружают 2,5-5% раствор желатина в дистиллированной воде при температуре 20-30°C, нагревают его до 40-90°C и заливают 96%-этанол в количестве 2,5% от объема раствора желатина. Отдельно готовят 0,6-5% раствор сульфида натрия и 0,8-7% раствор бромида кадмия в дистиллированной воде с температурой от 7-13°C. Затем производят двуструйное сливание приготовленных растворов сульфида натрия и бромида кадмия в реактор при постоянном перемешивании со скоростью 100-600 об/мин. Объёмное соотношение растворов - сульфида натрия:бромида кадмия:желатина 1:1:4. Полученную смесь перемешивают 1-300 мин, охлаждают до 4-10°C и выдерживают при данной температуре в течение суток. Образовавшийся студень измельчают до размера гранул 5-10 мм, промывают погружением на 30 мин в дистиллированную воду при температуре 7-13°C. Лишнюю воду сцеживают, гранулы нагревают до температуры свыше 40°C. Получают полупроводниковые коллоидные квантовые точки сульфида кадмия со средними размерами 1,5-4,2 нм и разбросом по размеру не более ±30% в полимерной матрице, обладающие люминесценцией в области 470-650 нм. 7 ил., 3 пр.

Способ межфазного переноса неорганических коллоидных полупроводниковых нанокристаллов // 2583097

Изобретение может быть использовано в химии, биологии и медицине в целях визуализации и диагностики. Неорганические коллоидные полупроводниковые нанокристаллы переносят из органической в водную фазу, не смешивающуюся с органической фазой, с помощью катализатора межфазного переноса. В качестве катализатора межфазного переноса используют энантиомеры хиральных молекул. Процесс межфазного переноса осуществляют при температуре в промежутке 0-4°С. Из органической в водную фазу переносят полупроводниковые нанокристаллы, которые имеют тот же тип хиральности, что и используемый энантиомер катализатора межфазного переноса. Изобретение позволяет разделять энантиомеры неорганических коллоидных полупроводниковых нанокристаллов путем энантиоселективного межфазного переноса. 14 ил., 6 пр.

Имплантированное ионами цинка кварцевое стекло // 2585009

Изобретение относится к кварцевым стеклам, имплантированным ионами цинка, и может быть использовано при создании компонентов микро-(нано-) и оптоэлектронных устройств, в частности микроминиатюрных источников света для планарных тонкопленочных волноводных систем и оптических интегральных схем. Кварцевое стекло представляет собой основу из диоксида кремния с модифицированным поверхностным слоем, включающим монофазные включения в виде кристаллических нанокластеров Zn2SiO4, которые имеют диаметры 4÷10 нм и распределены в поверхностном слое стекла на глубинах 10÷50 нм. Стекло получено имплантацией в импульсном режиме при длительности импульсов 0,3-0,4 мс, частоте повторения импульсов 12,5-20 Гц, импульсной плотности тока 0,8-0,9 мА/см2, дозе облучения (4,5-5)·1016 ион/см2, энергии ионов 30-35 кэВ и температуре диоксида кремния 60-350°C. Полученное стекло характеризуется повышенной удельной интенсивностью в зеленой области спектра (500-600 нм). 2 ил., 1 табл., 3 пр.

Шихта для получения люминофора с длительным послесвечением на основе сульфида цинка (варианты) // 2587710

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в радиолокационных трубках, сигнальных устройствах, предназначенных для электронной, лакокрасочной и полиграфической промышленности при создании рекламных устройств, а также в средствах для отображения информации. По первому варианту шихта включает следующие компоненты, мас. %: сульфид цинка - 92,495, хлорид цинка - 0,5, хлорид аммония - 1,5, хлорид бария - 5, хлорид меди - 0,005, тиомочевина - 0,5 и дополнительно пероксид цинка в количестве 0,1-2,5% к суммарной массе этих компонентов. По второму варианту шихта содержит следующие компоненты, мас. %: сульфид цинка - 88,9, хлорид цинка - 0,63, хлорид аммония - 2,34, хлорид бария - 6,6, хлорид меди - 0,014, ацетат свинца - 0,626, тиомочевина - 0,89 и дополнительно пероксид цинка в количестве 0,1-0,8% к суммарной массе этих компонентов. Изобретения обеспечивают повышение выхода люминофора на основе сульфида цинка с длительным послесвечением, увеличенную яркость люминесценции как начальной, так и послесвечения, а также гидролитическую стойкость. Кроме того, люминофоры, полученные из шихты по второму варианту, характеризуются увеличенной яркостью вспышки. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 8 пр.

Оптическая среда на основе кристалла галогенида кадмия-цезия cscdbr3, содержащего примесные ионы одновалентного висмута, способная к широкополосной фотолюминесценции в ближнем ик диапазоне, и способ ее получения (варианты) // 2600359

Изобретение относится к оптическим средам на основе кристаллических галогенидов и может быть использовано в системах оптической связи в качестве широкополосных усилителей и лазеров. Оптическая среда содержит ионы низковалентного висмута в качестве единственного оптически активного центра, способна к широкополосной люминесценции в ближнем ИК диапазоне, представляет собой кристаллическую фазу бромида цезия-кадмия CsCdBr3, содержащую изоморфную примесь ионов одновалентного висмута Bi+ в количестве от 0.1 ат.% до 3 ат.%, и люминесцирует в диапазоне 900-1200 нм при возбуждении излучением с длинами волн в пределах 570-700 нм. Предложено два варианта способа получения оптической среды. Первый вариант включает приготовление шихты путем смешения CsBr, CdBr2 и BiBr3 или CsCdBr3, CdBr2 и BiBr3, добавление к шихте металлического висмута, нагревание полученной смеси, помещенной в кварцевый контейнер, в вакууме до температуры 450-500°С до полного расплавления, медленное охлаждение расплава до спонтанной кристаллизации и отделение из полученной поликристаллической структуры монокристаллов. Второй вариант включает приготовление шихты путем смешения CsBr, CdBr2 и BiBr3 или CsCdBr3, CdBr2 и BiBr3, добавление к шихте металлического висмута, помещение смеси в кварцевом контейнере в вертикальную печь Бриджмена-Стокбаргера до образования монокристаллического образца оптической среды. Предложенная оптическая среда негигроскопична, обладает стабильной люминесценцией в ближнем ИК диапазоне, а именно, в диапазоне 900-1200 нм при возбуждении излучением с длинами волн в интервале 570-700 нм. Способ получения бромида CsCdBr3 достаточно прост технологически и позволяет выращивать качественные кристаллы необходимых размеров. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

Бис-[2-(замещённые бензилиден)-3',4'-диметоксифенилэтилиминаты]цинка(ii), обладающие люминесцентной активностью // 2602263

Изобретение относится к новым соединениям металлохелатовбидентатных азометиновых лигандов 2-N-тозиламинобензальдегида и 2-гидроксибензальдегида и аралкиламинов, а именно к бис-[2-(N-тозиламинобензилиден)-3′,4′-диметоксифенилэтилиминату]цинка(II) и бис-[2-(гидроксибензилиден)-3′,4-диметоксифенилэтилиминату]цинка(II) формулы I: где Х=NTs (а), Х=O (б), Ts=-SO2-C6H4-CH3-п. Новые комплексные соединения цинка - бис-[2-(N-тозиламинобензилиден)-3′,4′-диметоксифенилэтилиминат]цинка(II) и бис-[2-(гидроксибензилиден)-3′,4′-диметоксифенилэтилиминат]цинка(II), проявляют фотолюминесцентные свойства в фиолетовой и синей областях спектра λфл=427 нм и λфл=442 нм с квантовыми выходами флуоресценции 0.33 и 0.36 соответственно и обладают термической стабильностью. Соединения могут быть использованы при создании светоизлучающих органических диодов (OLED) белого и видимого света в качестве электролюминесцентных слоев. 1 ил., 5 пр.

Способ получения рентгенолюминофора на основе ортофосфата цинка, активированного марганцем // 2604619

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в медицинских терапевтических установках. Рентгенолюминофор Zn3(PO4)2:Mn получают путем совместного осаждения основы и активатора из водных растворов Zn(NO3)2 и Mn(NO3)2. В качестве осадителей последовательно используют водные растворы NH4H2PO4 и NH3. Осаждение начинают в кислой среде с постепенным повышением pH до нейтрального значения, а в качестве высаливателя в раствор добавляют этиловый спирт. Полученный осадок отфильтровывают, несколько раз промывают бидистиллированной водой, сушат на воздухе, размалывают и отжигают в несколько этапов с постепенным повышением температуры на каждом этапе, промежуточным охлаждением и размолом между этапами. Частицы полученного рентгенолюминофора имеют средний размер 55 нм, что позволяет получить коллоидный раствор, пригодный для введения в организм пациента. Повышается выход целевого продукта. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Полимерная композиция для производства укрывного материала теплиц (варианты) // 2609801

Изобретение относится к полимерной композиции для производства укрывного материала теплиц, используемого для выращивания растений в защищенном грунте. Композиция содержит полимер, преимущественно поликарбонат, люминесцирующий наполнитель - люминофор с синим цветом свечения в области спектра 380-510 нм и областью возбуждения 250-380 нм, например ФК-1 и/или красным цветом свечения в области спектра 580-710 нм и областью возбуждения 200-600 нм, например ФЛ-626. Композиция может содержать светорассеивающую добавку, регулирующую ростовые и фотосинтезирующие реакции растений. В качестве светорассеивающей добавки композиция содержит мастербатч цветной, представляющий собой смесь полимера, преимущественно поликарбоната, с красителем по одному из групп цветов по RAL 4001, или 4006, или 4012, RAL 3000, или 3016, или 3033, RAL 2000, или 2005, или 2012, при определенном массовом соотношении компонентов. Изобретение обеспечивает укрывной материал с люминесценцией света необходимой длины волны для получения максимально благоприятных условий развития растений в теплице в течение всего периода вегетации и созревания урожая при повышении продуктивности растений, например томатов, увеличении количества и средней массы плодов на растении и соответственно товарной урожайности плодов. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил., 7 табл.

Светопреобразующие металлсодержащие полимеризуемые композиции и способ их получения // 2610614

Изобретение относится к химии и технологии материалов, преобразующих электромагнитное излучение. Оно используется для получения селективно поглощающих или пропускающих электромагнитное излучение и люминесцирующих металлсодержащих полимерных композиций для светотехники, опто- и микроэлектроники. Светопреобразующие металлсодержащие полимеризуемые композиции содержат сульфиды кадмия, свинца, цинка и соли лантаноидов трифтор- и/или трихлоруксусной кислоты. Основой композиций являются стирол и/или эфиры (мет)акриловой кислоты, при объемном соотношении стирола к эфирам от 0 до 1. Способ получения композиций основан на взаимодействии трифтор- и/или трихлорацетатов кадмия, свинца, цинка с тиоацетамидом в среде эфиров (мет)акриловой кислоты и/или стирола и введении в раствор, после образования сульфидов металлов, солей лантаноидов трифтор- и/или трихлоруксусной кислоты одновременно или последовательно. Обеспечивается технически простой способ получения композиций, способных селективно поглощать или пропускать электромагнитное излучение и люминесцировать в видимой и ближней ИК-областях спектра. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 6 пр.

Способ получения квантовых точек, функционализированных дендримерами // 2611535

Изобретение относится к нанотехнологиям. Сначала получают раствор квантовых точек на основе селенида кадмия в хлороформе с их концентрацией 4⋅10-8 М и смешивают его с раствором дендримера в метаноле так, чтобы мольное соотношение квантовых точек к дендримеру составляло от 1:700 до 1:1100. В качестве дендримера используют полиамидоаминный дендример с поверхностными аминогруппами, например полиамидоамин 4-го или 5-го поколения. Квантовые точки на основе CdSe могут быть покрыты оболочкой из других полупроводников, внешний слой которой представляет собой ZnS. Полученную смесь дважды промывают этилацетатом при центрифугировании, надосадочную жидкость отбирают, а осадок растворяют в растворителе. Полученные квантовые точки, функционализированные дендримерами, характеризуются высокой стабильностью в водных средах, квантовым выходом выше 40% и пригодны для дальнейшего связывания с биомолекулами. Способ прост и экономичен. 3 з.п. ф-лы, 10 пр.