5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.3.7. COORDENADAS DE CROMATICIDADE (CIE) E
As coordenadas de cromaticidade (x e y) foram determinadas com o uso do software Spectra Lux 1.0 (SANTA-CRUZ, 2003) a partir dos espectros de emissão, para as excitações em 260, 394, 465 e 533 nm.
Os valores da largura máxima a meia altura (FWHM) foram definidos pela diferença entre o comprimento de onda do limite superior e o limite inferior dos pontos determinados pelas linhas
perpendiculares que se originam nos pontos da curva correspondentes ao valor da metade da intensidade máxima do sinal para a transição 5D0 → 7F2 nas excitações de 260, 394, 465 e 533 nm.
O Quadro 7 apresenta os valores das Coordenadas de Cromaticidade para os respectivos padrões, sendo que, a utilização de diferentes tipos de luminóforos resultará em valores diferenciados para as cores primárias e o ponto branco.
Quadro 7. Padrões e Coordenadas de Cromaticidade para as cores vermelho, verde, azul e ponto branco.
Cor CIE
CIE iluminate C - 1953 NTSC standard
CIE iluminate D65 CIE iluminate D65
HDTV(*) Luminóforos comerciais Vermelho x 0,67 0,67 0,64 0,64 ZnS:Cu+ y 0,33 0,33 0,33 0,35 Verde x 0,21 0,21 0,30 0,29 Y2O2S:Eu3+ y 0,71 0,71 0,60 0,61 Azul x 0,14 0,14 0,15 0,14 ZnS:Ag+ y 0,08 0,08 0,06 0,07 Ponto branco x 0,3101 0,3101 0,3127 -- -- y 0,3162 0,3162 0,3290 -- --
Fonte: JACK, 2005; ITU, 2015 e HUANG et al., 2010. (*)
Baseado na Recomendação ITU nº 709.
Na Tabela 7, utilizando lâmpada continua, estão indicados os valores das coordenadas de cromaticidade (x e y) e largura máxima a meia altura (FWHM), a partir dos espectros de emissão com excitação em 260, 394, 465 e 533 nm, das amostras tratadas termicamente a 550 e 900°C, por 4 h.
Tabela 7. Coordenadas de cromaticidade (x e y) e largura máxima a meia altura (FWHM), a partir dos espectros de emissão com excitação em 260, 394, 465 e 533 nm, utilizando lâmpada continua, das amostras tratadas termicamente a 550 e 900°C, por 4 h.
AMOSTRAS Temp.
(ºC)
λ exc = 260 (nm) λ exc = 394 (nm) λ exc = 465 (nm) λ exc = 533 (nm)
CIE FWHM (nm) CIE FWHM (nm) CIE FWHM (nm) CIE FWHM (nm) x y x y x y x y Nb2O5:Y(0,95) Eu(0,05) 550 0,214 0,276 7,15 0,204 0,222 11,91 0,486 0,481 12,82 0,620 0,379 13,14 900 0,259 0,278 4,82 0,237 0,248 3,67 0,532 0,444 3,73 0,630 0,369 4,17 Nb2O5:Y(1,95) Eu(0,05) 550 0,196 0,240 5,82 0,250 0,204 12,72 0,589 0,397 12,98 0,641 0,357 11,98 900 0,344 0,272 4,79 0,285 0,227 3,91 0,579 0,405 3,91 0,637 0,361 3,97 Nb2O5:Y(4,95) Eu(0,05) 550 0,203 0,244 10,20 0,246 0,209 11,54 0,544 0,434 11,34 0,634 0,364 12,22 900 0,349 0,244 4,69 0,250 0,191 3,73 0,572 0,412 3,75 0,638 0,360 3,74 Nb2O5:La(0,95) Eu(0,05) 550 0,218 0,244 6,75 0,349 0,255 10,86 0,622 0,369 11,26 0,643 0,355 11,21 900 0,261 0,255 5,12 0,199 0,211 4,81 0,469 0,496 5,17 0,606 0,392 6,44 Nb2O5:La(1,95) Eu(0,05) 550 0,251 0,247 11,22 0,312 0,227 10,94 0,612 0,378 10,67 0,644 0,355 11,47 900 0,206 0,247 5,12 0,195 0,211 4,22 0,453 0,509 5,17 0,610 0,388 6,12 Nb2O5:La(4,95) Eu(0,05) 550 0,200 0,169 9,09 0,210 0,152 11,14 0,621 0,371 11,36 0,640 0,359 11,77 900 0,187 0,193 6,86 0,186 0,165 4,34 0,529 0,447 10,84 0,604 0,394 13,20 Nb2O5:Gd(0,95) Eu(0,05) 550 0,205 0,242 7,01 0,224 0,198 11,37 0,548 0,431 10,75 0,626 0,373 11,82 900 0,294 0,282 4,88 0,316 0,243 3,91 0,586 0,399 3,90 0,641 0,357 3,93 Nb2O5:Gd(1,95) Eu(0,05) 550 0,482 0,306 8,01 0,339 0,241 10,67 0,610 0,379 10,88 0,644 0,354 12,29 900 0,546 0,316 3,79 0,385 0,252 3,89 0,619 0,373 3,91 0,645 0,354 3,88 Nb2O5:Gd(4,95) Eu(0,05) 550 0,308 0,254 11,68 0,410 0,262 11,64 0,624 0,368 11,53 0,644 0,354 11,59 900 0,427 0,303 3,78 0,324 0,257 3,83 0,593 0,394 3,87 0,641 0,357 3,89
As amostras excitadas em 260 nm apresentam Coordenadas de Cromaticidade que não atendem aos padrões exigidos pelo Comitê Nacional do Sistema de Televisão NTSC (x = 0,67 e y = 0,33) e, também, para o luminóforo vermelho utilizado comercialmente (Y2O2S:Eu3+), (x = 0,64 e y = 0,35) (HUANG et al., 2010). Todas as amostras apresentaram valores inferiores ao mínimo exigido.
Amostras tratadas termicamente a 550°C apresentaram coordenadas com valores menores, que aumentaram quando tratadas a 900ºC, com exceção das amostras Nb2O5:La(1,95) Eu(0,05) e
Nb2O5:La(4,95) Eu(0,05), que apresentaram comportamento adverso com o aumento da temperatura.
As amostras tratadas termicamente a 550°C apresentaram largura máxima a meia altura, maiores. Com o aumento da temperatura, a largura máxima a meia altura diminui, evidenciando que o aumento da temperatura proporciona um aumento da cristalinidade.
As amostras excitadas em 394 nm apresentam comportamento similar às amostras excitadas em 260 nm, com relação às Coordenadas de Cromaticidade, quando comparadas aos padrões exigidos pelo Comitê Nacional do Sistema de Televisão NTSC (x = 0,67 e y = 0,33) e, também, para o luminóforo vermelho utilizado comercialmente (Y2O2S:Eu3+), (x = 0,64 e y = 0,35) (HUANG et al, 2010). Todas as amostras apresentaram valores inferiores ao mínimo exigido.
Amostras tratadas termicamente a 550°C apresentaram coordenadas com valores menores, que aumentaram com o aumento da temperatura, com exceção as amostras Nb2O5:La(0,95) Eu(0,05),
Nb2O5:La(1,95) Eu(0,05), Nb2O5:La(4,95) Eu(0,05) e Nb2O5:Gd(4,95) Eu(0,05) que apresentaram
comportamento adverso com o aumento da temperatura.
As amostras tratadas termicamente a 550°C apresentaram largura máxima a meia altura, maiores. Com o aumento da temperatura, a largura máxima a meia altura diminui, evidenciando que o aumento da temperatura proporciona um aumento da simetria.
As amostras excitadas em 465 nm apresentam Coordenadas de Cromaticidade inferior, mas, mais próximas aos padrões exigidos pelo Comitê Nacional do Sistema de Televisão NTSC (x = 0,67 e y = 0,33) e, também, para o luminóforo vermelho utilizado comercialmente (Y2O2S:Eu3+), (x = 0,64 e y = 0,35) (HUANG et al, 2010). Todas as amostras apresentaram valores inferiores ao mínimo exigido.
Amostras tratadas termicamente a 550°C apresentaram coordenadas com valores menores, que aumentaram com o aumento da temperatura, com exceção das amostras Nb2O5:La(0,95) Eu(0,05),
Nb2O5:La(1,95) Eu(0,05), Nb2O5:La(4,95) Eu(0,05) e Nb2O5:Gd(4,95) Eu(0,05) que apresentaram
As amostras tratadas termicamente a 550°C apresentaram largura máxima a meia altura, maiores. Com o aumento da temperatura, a largura máxima a meia altura diminui, evidenciando que o aumento da temperatura proporciona um aumento da simetria.
As amostras excitadas em 533 nm apresentaram Coordenadas de Cromaticidade muito próximo aos padrões exigidos pelo Comitê Nacional do Sistema de Televisão NTSC (x = 0,67 e y = 0,33) e, também, para o luminóforo vermelho utilizado comercialmente (Y2O2S:Eu3+), (x = 0,64 e y = 0,35) (HUANG et al, 2010).
Amostras tratadas termicamente a 550°C apresentaram coordenadas com valores menores, que aumentaram com o aumento da temperatura, com exceção das amostras Nb2O5:Y(1,95) Eu(0,05),
Nb2O5:La(0,95) Eu(0,05), Nb2O5:La(1,95) Eu(0,05) e Nb2O5:La(4,95) Eu(0,05) que apresentaram
comportamento adverso com o aumento da temperatura.
As amostras tratadas termicamente a 550°C apresentaram largura máxima a meia altura, maiores. Com o aumento da temperatura, a largura máxima a meia altura diminui, evidenciando que o aumento da temperatura proporciona um aumento da simetria. Com exceção da amostra
Nb2O5:La(4,95) Eu(0,05) que apresentou comportamento inverso com o aumento da temperatura
De forma geral, com o aumento da temperatura do tratamento térmico, a largura máxima da banda a meia altura (FWHM) para a emissão 5D0 → 7F2 diminui, que pode ser atribuído à maior cristalinidade ao redor dos íons Eu3+.
Com o objetivo de simplificar as figuras indicando a localização das Coordenadas de Cromaticidade no Diagrama CIE, serão apresentadas apenas as coordenadas relativas às amostras tratadas à temperatura de 550 e 900ºC por 4 h, contendo 4,95 % dos íons Y3+, La3+ e Gd3+ que serão representativas para todas as amostras (Tabelas 8 e 9 e Figuras 41 e 42).
Tabela 8. Coordenadas de cromaticidade (x e y), a partir dos espectros de emissão com excitação em 260, 394, 465 e 533 nm, utilizando lâmpada continua, das amostras tratadas termicamente a 550°C, por 4 h contendo
4,95 % de íons Y3+, La3+ e Gd3+ indicadas pelos pontos numerados de 1 a
12.
Amostras CIE λ exc (nm)
260 394 465 533 Nb2O5:Y(4,95) Eu(0,05) x 1 0,20 2 0,25 3 0,54 4 0,64 y 0,24 0,21 0,43 0,36 Nb2O5:La(4,95) Eu(0,05) x 5 0,20 6 0,19 7 0,62 8 0,64 y 0,17 0,15 0,37 0,36 Nb2O5:Gd(4,95) Eu(0,05) x 9 0,31 10 0,41 11 0,62 12 0,64 y 0,25 0,26 0,37 0,35
Figura 41. Coordenadas de cromaticidade para os espectros de emissão, utilizando lâmpada continua das amostras tratadas a temperatura de 550ºC por 4 h, contendo
4,95 % dos íons Y3+, La3+ e Gd3+ indicadas pelos pontos numerados de 1 a 12.
A Tabela 8 e Figura 41 indicam com os números 1 a 12 as coordenadas de cromaticidade (x e y), a partir dos espectros de emissão com excitação em 260, 394, 465 e 533 nm, utilizando lâmpada continua, das amostras tratadas termicamente a 550°C, por 4 h, contendo 4,95 % de íons Y3+, La3+ e Gd3+.
Pode-se observar, para as amostras excitadas em 260 e 394 nm, que os pontos indicados com os números 1, 2, 5, 6, 9 e 10 estão na região do azul em direção da região vermelho e que para as amostras excitadas em 465 e 533 nm os pontos 3, 4, 7, 8, 11 e 12 estão todos na região do vermelho.
Tabela 9. Coordenadas de cromaticidade (x e y), a partir dos espectros de emissão com excitação em 260, 394, 465 e 533 nm, utilizando lâmpada continua, das amostras tratadas termicamente a 900°C, por 4 h contendo
4,95 % de íons Y3+, La3+ e Gd3+ indicadas pelos pontos numerados de 1 a
12.
Amostras CIE λ exc (nm)
260 394 465 533 Nb2O5:Y(4,95) Eu(0,05) x 1 0,35 2 0,25 3 0,57 4 0,64 y 0,24 0,19 0,41 0,36 Nb2O5:La(4,95) Eu(0,05) x 5 0,19 6 0,19 7 0,53 8 0,60 y 0,19 0,16 0,45 0,39 Nb2O5:Gd(4,95) Eu(0,05) x 9 0,43 10 0,32 11 0,59 12 0,64 y 0,30 0,26 0,39 0,36
Figura 42. Coordenadas de cromaticidade para os espectros de emissão, utilizando lâmpada continua das amostras tratadas a temperatura de 900ºC por 4 h, contendo
A Tabela 9 e Figura 42 indicam com os números 1 a 12 as coordenadas de cromaticidade (x e y), a partir dos espectros de emissão com excitação em 260, 394, 465 e 533 nm, utilizando lâmpada continua, das amostras tratadas termicamente a 900°C, por 4 h, contendo 4,95 % de íons Y3+, La3+ e Gd3+.
Pode-se observar para as amostras excitadas em 260 e 394 nm, que os pontos indicados com os números 1, 2, 5, 6, 9 e 10 estão na região do azul em direção da região vermelho e que para as amostras excitadas em 465 e 533 nm os pontos 3, 4, 7, 8, 11 e 12 estão todos na região do vermelho.
As Coordenadas de Cromaticidade (x e y) para os espectros de emissão, utilizando lâmpada continua das amostras tratadas à temperatura de 550 e 900ºC por 4 h, contendo 0,95, 1,95 e 4,95 % dos íon Y3+, La3+ e Gd3+, estão apresentadas no Anexo 1.