DE2018354C3

DE2018354C3 - Elektrolumineszente Einrichtung

Info

Publication number: DE2018354C3
Application number: DE2018354A
Authority: DE
Inventors: William Henry Murray Hill Grodkiewicz; Shobha Summit Singh; Legrand Gerard Van Morris Township Uitert
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1969-04-16
Filing date: 1970-04-16
Publication date: 1974-07-18
Also published as: SE358898B; US3659136A; DE2018354A1; NL7005418A; GB1317732A; FR2044727A1; IL34299A0; DE2018354B2; JPS4842391B1; BE748879A; IL34299A

Description

Yb₀Er₁₁HoJm^OCl besteht, wobei

α ein Faktor von 0,05 bis 0,99375, b ein Faktor von Null bis 0,2, c ein Faktor von Null bis 0,05, d ein Faktor von Null bis 0,05, e ein Faktor gleich \-a-b-c-d und U ein dreiwertiges Kation aus der Gruppe La, Sc, Y, Lu und Gd ist.

2. Elektrolumineszente Einrichtung zur Erzeugung einer Lichtemission im sichtbaren Spektralbereich mit einer einen pn-übergang aufweisenden elektrolumineszenten Halbleiterdiode aus Galliumarsenid, die mit einem Yb³⁺-Kationen enthaltenden Leuchtstoff versehen ist, der Infrarotstrahlung der Halbleiterdiode in sichtbares Licht umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff aus einem Gemisch von zumindest zwei der Verbindungen

M^{1 +} RX₄
M^{2 +} X₂
RZX
M^{1 +} R₃X₁,

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besteht, wobei

M^{1 +} ein einwertiges Kation aus der Gruppe

Li, Na, K, Rb und Cs ist, M^{2 +} ein zweiwertiges Kation aus der Gruppe

Pb, Ca, Sr und Ba ist, R ein dreiwertiges Kation der mittleren Zusammensetzung

Y^Er₉U_n, YbjHoyU», Yb₁Tm₁₇₁U_n oder Yb_oEr_pHo,U_r

ist, wobei /, g, h, i,j, k, I, m, n, o, p, q und ;· Faktoren größer als Null sind und wobei gilt

f+g+h-i+j+k

3. Elektrolumineszente Einrichtung zur Erzeugung einer Lichtemission im sichtbaren Spektralbereich mit einer einen pn-übergang aufweisenden elektrolumineszenten Halbleiterdiode aus Galliumarsenid, die mit einem einen Yb^{3 +}-Kationen enthaltenden Leuchtstoff versehen ist, der Infrarotstrahlung der Halbleiterdiode in sichtbares Licht umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff aus einer der folgenden Verbindungen besteht:

(Yb₀₉₉Er₀₀₁I₃OCl₇
(Yb₀₉₉₅Ho_{0 C05} )₃ OCl₇
(Yb_0-995Tm_{0 005} )₃ OCl₇
(Yb_0-5Y_0-49Er_0-01 )₃ OCl₇
(Yb_0-5Y_0-49Ho₀₀₁ )₃ OCl₇
(Yb_0-5Y_0-49Tm_0-01J₃OCl₇
(Yb_0-15Y_0-84Er_0-0J₃OCJ₇
(Yb_o.29Yo.7Er_O-O1 )₃OC1₇
(Ybo.29Yo.7Ero _0I Ho₀,005!3OCl₇
Li(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 IF₃₉Cl₀.,
Na(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 )F_3-9C1_O-1
K (Yb_{0 29}Y₀.7Er_{0 01} (F_{3 9}C I_0-I
Rb(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F_3-9Cl_0-1
Cs(Yb_{0 29}Y_{0 7}Er_{0 0}| JF₃₉Cl₀ 1
Li(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂CI₂
Na(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂Cl₂
K(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂Cl₂
Rb(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂Cl₂
Cs(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂Cl₂
K₃(i b_{0 29}Y₀₇ Er₀ Q₁)F_{5 9}Cl₀₁
Rb₃(Yb_0-29Y₀ ,Er₀₀₁)F₅₉Cl_0-,
Cs₃ (Yb_{0 29} Y_0-7Er_0-01) F_{5 9}CI₀ j

4. Elektrolumineszente Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß α von 0,1 bis 0,8 verläuft.

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und wobei U ein dreiwertiges Kation

aus der Gruppe La, Sc, Y, Lu und Gd

ist,
X ein einwertiges Anion eines Elements

oder mehrerer Elemente der Gruppe

F, Cl, Br und I ist und Z ein zweiwertiges Anion aus der Gruppe

O, S, Se und Te ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrolumineszente Einrichtung zur Erzeugung einer Lichtemission im sichtbaren Spektralbereich mit einer einen pn-übergang aufweisenden elektrolumineszenten Halbleiterdiode aus Galliumarsenid, die mit einem Yb^{3 +}-Kationen enthaltenen Leuchtstoff versehen ist, der Infrarotstrahlung der Halbleiterdiode in sichtbares Licht umsetzt.

Es ist allgemein bekannt, als elektrolumineszente Einrichtungen Halbleiterdioden aus Galliumphosphid mit direkt emittierenden pn-übergängen zu verwenden, wobei die Emission in Abhängigkeit von dem verwendeten Dotierungsmaterial im roten oder grünen

Bereich liegen kann. Wie aus einem Bericht von I- Lada η y (Tagungsbericht Nr. 610. RNP des Electro-Chemical-Society Meetings in Montreal. Kanada, am II. Okt. 1968) hervorgeht, ist der Wirkungsgrad von rotemittierenden GaP-Dioden größer als der von griinemittierenden GaP-Dioden und liest bei 3,4%.

Es ist weiterhin allgemein bekannt, daß der Wirkungsgrad von siliziumdolierten GaAs-Dioden um ein Vielfaches besser ist (bis zu etwa 20% bei Raumtemperatur) als von rotemittierenden GaP-Dioden, doch liegt die Emission derartiger Dioden im infraroten Spektralbereich. Um daher Si-dotierte GaAs-Dioden für Wellenlängen im sichtbaren Bereich verwenden zu können, ist es erforderlich, durch geeignete zusatzliche Maßnahmen die emittierte Infrarotstrahlung in eine Strahlung im sichtbaren Spektrafbereich umzuwandeln. Eine geeignete Maßnahme besteht beispielsweise darin, Si-dotierte GaAs-Dioden mit einem im sichtbaren Spektralbereich emittierenden Leuchtstoff zu beschichten (Tagungsbericht Nr. 2 der International Conference on GaAs in Dallas, USA, 17. Okt. 1968, von S. V. Galginaitis u. a., »Spontane Emission«). Der verwendete Leuchtstoff, dessen Wirkungsweise auf einem Zweiphotonenprozeß beruht, enthält ein Ytterbium /Erbium-Ionenpaar in einem Einbettungsmaterial aus Lanthanfluorid. Bei der bekannten elektrolumineszenten Einrichtung wird die emittierte Infrarotstrahlung durch Yb³⁺ bei einer maximalen Wellenlänge von etwa 0,93 μΓη und einer maximalen Absorption bei etwa 0,98 μηι absorbiert. Durch die übertragung der Energie auf die Er^J+-Ionen und einen Zweiphotonenprozeß erhält man eine Grünemission bei 0,54 am. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Wirkungsgrad der bekannten leuchtstoffbeschichteten GaAs-Dioden schlechter ist als der beste mit rotemittierenden GaP-Dioden bisher erzielte Wirkungsgrad. Aus der Zeitschrift a Applied Optics, Vol. 7, 1968, Nr. 10, S. 2053 bis 2070, ist bei einem Quantenzähler ein Infrarotstrahlung in sichtbares Licht umsetzender Leuchtstoff bekannt, der eines der Kationenpaare Yb^{+ + +}-Er^{+ + +}, Yb^{+ + +}-Tm⁺ ' ⁺ oder Yb^{+ + +}-Ho^{+ + +} enthält.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine mit einem Leuchtstoff beschichtete GaAs-Diode zu schaffen, welche einen besseren Umwandlungswirkungsgrad als die bekannten Einrichtungen aufweist.

Die Aufgabe wird bei einer elektrolumineszenten Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Leuchtstoff aus der Verbindung

Yb_aE_r(,Ho_cTm_dU_eOCl

besteht, wobei

misch von zumindest zwei der Verbindungen

M^{1 +} RX₄

M²^X₂

RZX

M^{1 +} R₃X₁₀ und

besteht, wobei

a) M¹⁺ ein einwertiges Kation aus der Gruppe

Li, Na, K, Rb und Cs ist.

b) M^2t ein zweiwertiges Kation aus der Gruppe Pb, Ca, Sr und Ba ist,

c) R ein dreiwertiges Kation der mittleren Zu

sammensetzung

Yb_xEr₉U,, Yb,Ho,.U_t, Yb,Tm_raU„ oder Yb„Er,HcvU,

ist. wobei /, g, h. i, j, k, 1. m, n. o, p, q und r Faktoren größer als Null sind und wobei gilt

cj

h =

10 d)

e)

35 = / + m 4- 11 = ο + ρ + q + r = 1

und wobei U ein dreiwertiges Kation aus

der Gruppe La, Sc, Y. Lu und Gd ist. X ein einwertiges Anion eines Elements oder

mehrerer Elemente der Gruppe F, Cl,

Br und I ist und
Z ein zweiwertiges Anion aus der Gruppe

O. S, Se und Te ist.

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α ein Faktor von 0,05 bis 0,99375,
b ein Faktor von Null bis 0,2, &°

c ein Faktor von Null bis 0,05,
d ein Faktor von Null bis 0,05,
e ein Faktor gleich \-a-b-c-d und
U ein dreiwertiges Kation aus der Gruppe La. Sc, Y, Lu und Gd ist.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der Leuchtstoff aus einem GeEine dritte erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der Leuchtstoff aus einer der folgenden Verbindungen besteht:

(Yb_0-99Er_0-01J₃OCl₇
(Yb_0-995Ho_0-005J₃OCl₇
(Yb₀.995Tm₀₀₀₅ h OCl₇
(Ybo.5Y0.49 Er₀₁Oi)₃OCl₇
iYb„.j Yo.49Hoo.₀₁ J₃OCl₇
(Yb₀₅Y₀.49Tm₀,,,, )₃ OCl₇
(Yb_0-15Yo₁₈₄Er₀₁₀₁ J₃OCl₇
(Yb_o.₂₉Y₀.₇Er₀._ol)₃OCI₇
(Ybo.29Yo.7Ero.QiHoo.005 J₃OCl₇ L)(Yb₀ 29Y₀.7Lr₀,01 JF₃,9Cl₀,]

₉Yc₇Er_0-0, JF_3-9Cl_0-,

bo.2«Yo.7Er0.cn J' ₃.9C'0.l

Rl 'Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F_3-9Cl_0-,

Cs(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 JF_3-9Cl_0-I

Li(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01JF₂Cl₂

Na(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂Cl₂

K(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂Cl₂

Rb(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂CI₂

CqCVU V C- >c /~i

Kj(Yb₀ 2910.71^r₁I(Ii )r"5 gC I₀

Cs₃(Yb₀^₉Y₁₁₇Er₀₀₁)Fs₉Cl₀₁

Bei einer bevorzugten Ausführungsfonn der ersten erfindungsgemäßcn Lösung der Aufgabe verlauft a von 0,1 bis 0,8.

Die erfindungsgemäße elcktrolumineszenle Einrichtung zeigt im Vergleich zu den mit LaI-, beschichteten Einrichtungen eine gesteigerte SUühlungsemission im sichtbaren Spektralbcrcich. Line besonders gute Anpassung für Si-dotierte GaAs-Dioden stellen Leuchtstoffe mit Oxichlorid- und l-'luorochlorid-Einbettungsstoffen dar, die verhältnismäßig breite Yb^{3 +} -Absorptionsmaxima bei etwa 0.94 am aufweisen. Je nach der Leuchtstoffzusammenset/ung sowie der Konzentration von Sensibilisatorionen (Yb^{3 +} ) und Aktivatorionen (Lr³⁺) können Einrichtungen mit blauer, grüner oder roter Fluoreszenz hergestellt werden. Starke Emissionen im grünen und blauen Bereich sind bei Wellenlängen von etwa 0.55 bzw. 0,41 um erhältlich, während sich eine starke Emission im roten Bereich bei einer Wellenlänge von etwa 0,66 μ,πι ergibt. Jedoch erscheint dem Betrachter die Fluoreszenz beispielsweise bei den Leuchtstoffen YOCl und Y₃OCl₇ für die niedrigsten Niveaus unterscheidbarer Emission rot bzw. grün. Line Verbesserung der erzielbaren Helligkeit des grünen Bereiches in solchen Fällen und oder eine Einstellung in der resultierenden Farbe ist durch begrenzte Zusätze von Holmium (Ho³⁺ ) möglich, welches bei etwa 0,54 μίτι im grünen Bereich emittiert.

Die Erfindung wird an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiclen näher erläutert; es zeigt

Fi g. 1 eine Ansicht einer im Infrarotbereich emittierenden erfindungsgemäßen Diode.

F i g. 2 ein Energieniveauschema für die Ionen Yb^{3 +} . Er^{3 +} , Her" und 1m³ⁱ in der vrfindungiisemäßen Diode nach Fig. 1. wobei die Ordinate eine Unterteilung in Wellenzahlen aufweist.

Die Galliumarseniddiode 1 mit einem durch einen p-Bereich 3 und einen n-Bereich 4 gebildeten pn-übergang 2, ist über eine ebene Anode 5 und eine ringförmige Kathode 6 mit einer (nicht dargestellten) Glcichspannungsquelle verbunden. Die Glcichspannungsquelle ist dabei so gepolt, daß die Diode 1 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Durch die Vorspannung in Durchlaßrichtung emittiert die Diode 1 an dem pn-übergang 2 eine Infrarotstrahlung, wobei ein durch Pfeile 7 gekennzeichneter Anteil dieser Strahlung in und durch eine Leuchtstoffschicht 8 verläuft. Dabei wird ein Teil der Strahlung 7 innerhalb der Leuchistoffschicht 8 absorbiert. Ein größerer Teil dieser absorbierten Strahlung nimmt an einem Zweiphotoncnpirozeß oder Photonenprozeß höherer Ordnung teil, wobei eine Strahlung von einer oder von mehreren sichtbaren Wellenlängen erzeugt wird, die durch Pfeile 9 dargestellt ist.

Zur besseren Erläuterung der mit den errindungsgemäßen Leuchtstoffen erziclbaren Vorteile i>t in F i g. 2 ein F.nergicnivcaiischema dargestellt, bei dem jedoch zwei Einschränkungen zu machen sind. Die besonderen Niveauwerte sind, obgleich sie für die verschiedenen Leuchtstoffverbindungen zur Erläuterung dienen können, in größter Annäherung nur für die Oxichloridsystemc mil stöchiomctrischen Zusammensetzungen entsprechend YOCl oder Y₃OCI₇ charakteristisch. Obgleich ferner die ins einzelne gehende Energieniveaubeschreibung auf der Grundlage sorgfältig durchgeführter Absorptions- und Emissions-Untersuchungen bestimmt wurde, stellen einige in der Figur .enthaltenen Angaben lediglich eine versuchsweise Schlußfolgerung dar. Insbesondere sind die Anregungswege für die Drei- und Vierphotonenprozesse nicht gesichert, obgleich die beobachtete

ίο Emission in gewissem Umfang einen Vielphotonenprozeß darstellt, der über einen Verdopplungsprozeß hinausgeht. Das Schema ist jedoch insofern zur Erläuterung der gemeinsamen Vorteile aller erfindungsgemäßer Leuchtstoffe geeignet, als die Leuchl-

is stoffe in der üblichen Terminologie der Quantenphysik beschrieben werden.

Die Leuchtstoffschicht 8 kann einen zusätzlichen inerten Bestandteil oder mehrere Bestandteile enthalten, die beispielsweise zur Verbesserung der Haftung

jo an dem Bereich 4 und oder zur Verringerung der Lichtstreuung zwischen Teilchen der Leuchtstoffschicht 8 dienen. Ein weiterer Grund für die Verwendung eines inerten Bestandteils besteht im Schutz des Leuchistoffmaterials gegen schädliche Umgebungseinflüsse.

f1 h. : gibt Aufschluß über die Stoffe Yb³". Er^{3 +} . Ho''^s und Tm³*. Obgleich die Paare Yb³'-Ho³' und Yb^{3 +} -Tm³⁺ nicht die wirksamsten zur Energieumwandlung sind, ergibt das erste Paar eine starke

ίο Grüntluoreszenz und ermöglicht eine erwünschte Faroverschiebung sowie eine Wirkungsgrad), crbesserung. wenn es als abhängiges Paar mit Yb''-Er³" enthalten ist. Ferner ergibt die Yb^{3 +}-Tm^{3 +}-Kopplung eine Diode mil blauer Fluoreszenz.

Die Ordinateneinheiten sind in Wellenlängen pro Zentimeter (cm ' langegeben. Diese Einheiten können auf Wellenlängen in Angströmeinheiten (M oder Mikrometer ΙμηιΙ gemäß folgender Beziehung umiicwandclt werden:

Wellenlänge -

10"
Wellcnzahl

^Λ Wellenzahl ''^m "

Der linke Teil des Energieniveauschemas betrifft die Energiezustände von Yb³⁺ in einem erfindungsgemäßen Leuchtstoffmaterial. Eine Absorption πι Yb³⁺ ergibt eine Energiezunahme von dem Grundzustand Yb²F-₂-Zustand. Diese Absorption definiert ein Band, welches Niveaus bei 10 200, 10 500 und 10 700 cm"¹ einschließt. Bei den Oxichloriden beispielsweise umfassen die Niveaus eine breite Absorption, die bei etwa 0.94 _;im (10 600 cm"') maximal ist. wobei dort eine Energieübertragung mit gutem Wirkungsgrad von einer dotierten GaAs-Diode erfolgt (mil einem Emissionsmaximum bei etwa 0.93 ,.m). Gegenüber derartigen Leuchtstoffen liegt bei Leuchtstoffen mit einer verhältnismäßig geringen Aufspalte lung und schwächeren Absorption bei 0.9? ;m. beispielsweise bei Lanthanfluorid und anderen weniger anisotropen Stoffen, das Absorptionsmaximum für Yb³* bei etwa 0.9S _;im.

Weitere Einzelheiten des Energieniveauschemas nach Fig. 2 ist in Verbindung mit dem angenommenen 1 missionsmechanismus erläutert Alle Energieniveauwerte und Abklingvorgänge in 1 1 g. 2 wurden experimentell ermittelt.

Wird ein von der CiaAs-Diode emittiertes Quant vom Yb-¹ * absorbiert, dann wird dessen Energie an das Er³⁺ bzw. des Ho³⁺ oder Tm³⁺ weitergegeben. Der erste übergang ist mit 11 bezeichnet. Die Anregung des Er³¹ auf den ⁴I₁, ₂-Zustand ist hinsichtlich der mit m bezeichneten Energie last genau dem Relaxationsübergang von Yb³' angepaßt.

Jedoch erfordert ein ähnlicher übergang, welcher aus der Anregung von Ho¹' auf HoM,, oder von Tm³⁺ auf Tm³H, entsteht, eine gleichzeitige Freisetzung eines oder mehrerer Phononen It P). Der Energiezustand Er⁴I₁₁₂ besitzt eine erhebliche Lebensdauer. Ein übergang eines zweiten Quants von Yb³* fördert den übergang 12 zu dem Er⁴E-, ₂-Zustand. Ein übergang eines zweiten Quants auf Ho³' ergibt eine Anregung auf den Ho⁵S₂-Zustand oder, nach innerer Relaxation von Tm³H, auf Tm³H₄ (durch Gewinnung von Energie als Phononen in der Matrix).

(24400cm ' oder 0,41 [im) liegt. Diese dritte Emission C gehl von dem Er²H_q/rZustand aus, welcher wiederum durch zwei Mechanismen besetzt wird. Bei dem ersten Mechanismus wird Energie durch .·> einen Phononenprozeß von Er⁴G_1l/2 aufgenommen. Der andere Mechanismus ist ein Vierphotonen-Prozeß, demzufolge ein viertes Quant von Yb^{3 4} auf Er^{3 +} übergeht, wobei eine Anregung von dem Zustand Er⁴G_n., auf Er⁴G₄₂ (übergang 14) erfolgt. Darauf folgt ein innerer Abklingvorgang auf Er²D_{5 2}, von wo aas Energie zurück auf Yb übertragen werden kann, wobei Er auf Er²H_{4 2} abklingt (übergang 14').

Eine wesentliche Strahlungsemission von Holmium tritt lediglich durch einen Zweiphotonenprozeß auf. und zwar vorherrschend von Ho⁵S₂ im grünen Spcktralbereich (18 330 cm ' oder 0,5 um). Ein ähnlicher Prozeß für Thulium ergibt ebenfalls eine Emission auf Grund eines Dreiphotonenprozesses

auf den Tm³E₂-Zusland mit gleichzeitiger Erzeugung (von Tm¹G₄ im blauen Spektralbereich bei etwa

eines Phonons. Der innere Abkhngvorganu ist bei der vorliegenden Figur durch einen gcschlängclten Pfeil dargestellt ({.). Im Erbium weist der zweite Photonen-Energiezustand (EIr⁴F₇₂I eine Lebensdauer auf. die auf Grund der niedrigen und eng beisammenliegenden Niveaus kurz ist, wodurch eine schnelle Rückkehr zu dem Er⁴S_{3 2}-Z.usland unter Erzeugung von Phononen erfolgt. Die erste wesentliche Emission von Er³⁺ erfolgt von dem Er⁴S,,₂-Zustand (18 200 cm ' oder 0.55 um im grünen Bereich). Diese Emission ist in der Figur durch den breiten doppcllinigen Pfeil A angegeben. Die Umkehr der Zweiphotonenanregung, d. h. der strahlungslose übergang eines Quants von Er⁴F-, zurück auf Yb³⁺ muß mit der schnellen Phononcnrelaxation auf Er⁴S_{3 2} konkurrieren und stellt keine Begrenzung dar. Die Phononenrelaxation auf Er⁴F₁,₂ konkurriert auch mit der Emission A und trägt /u der Emission von diesem Niveau aus bei. Das Ausmaß. bis zu welchem diese weitere Relaxation wesentlich ist. hängt dabei von der Zusammensetzung des Leuchtstoffs ab. Diese Beziehungen zwischen den auftretenden Emissionen und der Leuchtstoffzusammensetzungen sind bei der Beschreibung der einzelnen Zusammensetzungen erläutert.

Die Emission A im grünen Spcktralbereich bei einer Wellenlänge von 0.55 α entspricht derjenigen, welche für Er im LaE₃ beobachtet wurde. Die Erbiumemission B wird teilweise auch durch Übergang eines dritten Quants von Yb^{3 +} zu Er^{3 +} herbeigeführt, was das lon von Er⁴S_{3 2} auf Er²G₇₂ bei gleichzeitiger Erzeugung eines Phonons (Übergang 13) anregt. Darauf folgt ein innerer Abklingvorgang auf Er⁴G₁, ₂. was wiederum ein Abklingen auf Er²F_{4 2} durch Übergang eines Quants zurück zu Yb'* bei gleichzeitiger Erzeugung eines Phonons (Übergang 13) ermöglicht. Das Er⁴E_{4 2}-Niveau wird hierbei durch zumindest zwei verschiedene Mechanismen besetzt. Tatsächlich ergibt sich eine experimentelle Bestätigung daraus, daß die Emission B von einer Energie der Eingangsstrahlung abhängig ist. welche einen Zwischencharakter gegenüber dem Charakter eines Dreiphotonenprozesses und eines Zweiphotonenprozesses Tür den YjOClTLeuchtstoffmaterial aufweist. Die Emission B im roten Spektralbereich liegt bei etwa 15 250 cm ' oder 0.66 um.

Obgleich die Strahlungsemission im grünen und roten Bereich vorherrscht, liegen viele andere Emissionswellcnlängcn vor. von denen die nächststärkste. mit C bezeichnet, im blauen Spektralbereich 21000 cm ' oder 0.47 am). Die verantwortlichen Mechanismen ergeben sich ohne weiteres aus F i g. 2 sowie der vorangehenden Erläuterung.

Da die erfindungsgemäßen Leuchtstoffe in pulverisierter oder polykristalliner Form vorliegen, stellt das Wachstum kein besonderes Problem dar. Oxichloride können beispielsweise durch Auflösung von Metalloxiden der seltenen Erden oder von Yttriumoxid in Hydrochlorsäurc hergestellt werden, wobei eine Verdampfung zur Bildung der hydrierten Chloride, d.h. eine Dehydrierung, normalerweise nahe 100 C unter Vakuum, sowie eine Behandlung mit Cl₂-GaS bei erhöhter Temperatur (etwa 900 C) folgen. Das entstehende Produkt kann ein oder mehrere Oxichloride enthalten, wobei das Trichlorid oder Gemische hiervon eine Abhängigkeit von Dehydrierungsbedingungen, der Vakuumgüte sowie den Kühlungsbedingungen aufweisen. Das Trichlorid schmilzt bei der erhöhten Temperatur und kann als Flußmittel wirken, um die Oxichloride zu kristallisieren. Die YOCl-Struktur wird durch hohe Y-Gehalte. mittlere Dehydriergeschwindigkeiten und niedrige Kühlgeschwindigkeiten begünstigt, während stärker komplexe Chloride, beispielsweise (Y. Yb)₃OCl₇ durch einen hohen Gehalt an seltenen Erden, niedrige Dehydriergeschwindigkeit und hohe Kühlgeschwindigkeit begünstigt werden. Das Trichlorid kann schrittweise durch Auswaschen mit Wasser entfernt werden. Die Dehydrierung sollte ausreichend niedrig sein (üblicherweise 5 Minuten oder mehr), um einen übermäßigen Verlust an Chlor zu vermeiden.

Oxibromide und Oxijodide können durch ähnliche Maßnahmen unter Verwendung von Hydrobromsäure und gasförmigem HBr oder Hydrojodsäure und gasförmigem HI an Stelle von Hydrochlorsäurc und Cl₂ bei dem Vorgang hergestellt werden.

Gemischte Halogenide, beispielsweise solche mit einem Gehalt sowohl von Alkalimetallen als auch seltenen Erden, können durch Auflösung des O\id> in Salzsäure und Ausfällung mit HF. Dehydrierung

fo und Zusammenschmelzen des entstehenden Material; nahe 10(K)' C im Vakuum hergestellt werden. Fs kanr auch einfach ein inniges Gemisch des Alkalimetall: und der Halogenide der seltenen Erde im Vakuurr erfolgen.

<>5 Blei- oder Erdaikali-Fluorchloridc oder ent sprechende Fhiorobromidc können in einfacher Weis durch Zusammenschmelzen der entsprechenden Halo genidc im Vakuum hergestellt werden. Die Produkt

409629/2S

können wiederum mit den Oxihalogenid- und oder Fluorohalogenid-Phosphorcn zusammen geschmolzen werden, um ihre Eigenschaften einzustellen.

Beispielsweise Zusammensetzungen erfiiidungsgemäßer Leuchtstoffe können enthalten: Oxide der seltenen Lirden; Yttriumoxid; Oxibromide. Oxichloride sowie Oxijodide einer seltenen Erde oder von Yttrium; Oxichalkogenidc; Alkalimetall-seltene Hrden-(oder Yttrium-)Fluorohalogenide der Formen

M^{1 +} RX₄
M^{1 +} R₃X₁₀
M₃ ⁺ RX₆

und Erdalkaü- oder Bleifluorohalogenide der Form

M^{2 +} X₂

wobei M^{1 +} ein einwertiges Kation aus der Gruppe Li, Na, K, Rb, Cs; M²⁺ ein zweiwertiges Kation aus der Gruppe Ca, Sr, Ba oder Pb; X ein einwertiges Anion aus der Gruppe F, Cl, Br und I und R ein dreiwertiges Kation der mittleren Zusammensetzung

Y^Er₈U_n, Yb.HojUfc. Yb,Tm,„U„ oder Yb„Er_pHo,U_r

ist, wobei /, g, /i. i,j, k, I, m, u, o, p, q, r Faktoren größer als Null sind, wobei gilt

=l+m+n=o+p+q+r=1

und wobei U ein dreiwertiges Kation aus der Gruppe La, Gd, Lu, Y, Sc ist. Ein bevorzugter minimaler Yb^{3 +}-Anteil von etwa 10% kann unter geeigneten Bedingungen eine Intensität der resultierenden Emission hervorrufen, die mit der Intensität von bekannten Galliumphosphiddioden vergleichbar ist. Der maximale Ytterbiumanteil kann nahezu 100% betragen. Die erfindungsgemäßen Leuchtsioffzusammenseizungen haben den Vorteil, daß derartig hohe Konzentrationen von Metallionen der seltenen Eiden noch zulässig sind. Bei einer Ytterbiumkonzentration über 80% nimmt jedoch die Helligkeit der resultierenden Emission mit steigendem Ytterbium niclit mehr wesentlich zu, so daß diese Konzentration ein bevorzugtes Maximum darstellt.

Es wurde bereits erwähnt, daß die starke Fluoreszenz von Er sich von einer überwiegend grünen Emission bei etwa 0,55 μίτι zu einem Gemisch aus grüner und roter Emission bei etwa 0,66 [im verändern kann. Allgemein ergibt sich aus einer Yucrhiumkonzentration zwischen etwa 20 und 50% eine aus Grün oder Rot gemischte Ausgangsstrahlung, während Y^{3 +}-Konzentrationen über 50% unter gewissen Umständen eine annähernd reine Rotstrahlung ergeben. Ein bevorzugter Konzentrationsbereich von rotemittierenden Leuchtstoffbeschichtungen liegt somit zwischen 50 und 80% Yb^{3 +} .

Der Bereich der Erbiumkonzentration erstreckt sich von etwa ' _lf> bis etwa 20%. Unterhalb des genannten Minimums ist die Erbiumemission nicht wahrnehmbar. Oberhalb des genannten Maximums, dem man sich lediglich bei hohen Yb^{3 +} -Konzcnirationen annähert, bewirken innere strahlungslose Prozesse eine Auslöschung der Erbiumemission. Ein bevorzugter Konzentrationsbereich verläuft von etwa V₄ bis etwa 2%. Das Minimum wird subjektiv dadurch festgelegt, daß bei dieser Konzentration die Helligkeit des emittierten Lichts gerade noch zur Beobachtung in einem normal beleuchteten Raum ausreichend ist. Die obere Konzentrationsgrenze ergibt sich aus der beobachteten Tatsache, daß eine weitere Konzentrationssteigerung zu keiner Intensitätszunahme führt.

Als Konzentrationsbercich von Holmium, das sowohl zusätzlich zu Erbium und Ytterbium als auch zu

ίο Ytterbium allein empfohlen wird, können S₅₀ bis 5% gewählt werden. Durch Zusätze von Erbium ist es möglich, eine Grünemission zu erhalten oder die Grünemission des Erbiums zu unterstützen. Eine solche Unterstützung ist jedoch nur bei Yb³⁺ zwischen 20 und 50% oder beim Vorhandensein von Erbium bzw. bei größeren Yb^{3 +}-Konzentrationen günstig. Konzentrationen unterhalb des angegebenen Minimums ergeben für den Betrachter eine geringe unterscheidbare Emission, während Konzentration über 2% keine wesentliche Emissionssteigerung ergeben. Oberhalb einer Ho-Konzentration von 10% ergibt sich sogar eine Auslöschung. Die Oxichloridc sind ferner auch mit Thulium aktivierbar, dessen Gehalt zu der Ausgangsstrahlung im blauen Spektralbereich beiträgt. Wirksam sind dabei Konzentrationen von etwa ¹Z₁₆ bis etwa 5%. Diese Grenzwerte erhält man auf Grund der gleichen Überlegung wie bei Holmium.

Wenn die erforderliche Kationenkonzentration

des Leuchtstoffs der Gesamtkonzenlration von Yb + Er + Ho 4- Tm nicht entspricht, so können sogenannte »inerte« Kationen eingeführt werden, um diesen Mangel zu beheben. Solche Kationen haben keine Absorptionsniveaus unterhalb sowie innerhalb einer geringen Anzahl von Phononen irgendeine

der Niveaus, die für die beschriebenen Vielphotonet: prozesse wesentlich sind. Ein Kation, welches sich hierfür als geeignet erwies, ist Yttrium. Andere geeignete Kationen sind Pb^{2 +} , Gd^{3 +} , Na'⁴ sowie auch andere voranstehend erwähnte Ionen.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Lein '■; stolTe sind allgemeine Vorsichtsmaßnahmen cin/.s ■ halten. Beispielsweise sind Verunreinigungen zu v<\ meiden, die eine unerwünschte Absorption her\. ■ rufen oder die erfindungsgemäßen Leuchtstoffe ·■ anderer Weise »vergiften« können. Der erforderlich-· Reinheitsgrad ist bei den Verbindungen gegeb.·. wenn Ausgangsstoffe mit einer Reinheit von 99» verwendet werden. Eine weitere Verbesserung erg'N sich, wenn die Reinheit der Ausgangsstoffe "auf '.■".'■

mindest 99,999% gesteigert wird.

Obgleich die durch die Verwendung der erfindum:· gemäßen Leuchtstoffe erzielten Vorteile in starken Maß auf einer gesteigerten Helligkeit gegenüber iU bekannten Einrichtungen bei äquivalenten Bedi:

gungen. beispielsweise Dotierungsgehalte, beruhen können sichtbare Emissionen bei verschiedenen oder zusammengesetzten Wellenlängen erzielt werden. Au Grund von zahlreichen Versuchsreihen, von den er, nachstehend einige wiedergegeben sind, wurde beo^h

achtet, daß die rote Er^{3 +} -Emission durch das Vorhandensein von Sauerstoff verbessert wird. Für das einfache Oxichlorid mit einem Anioncnverhältnis \on 1:1 wird unter den meisten Bedingungen auch i.n sächlich nur die Rotemission wahrgenommen.

Es wurde ferner beobachtet, daß das Vorhandensein von Chlor eine wesentliche Verbesserung der Ciesamihelhgkeit ergibt, wiederum bezogen auf eine äquivalente Dotierung und äquivalente>umnnivc:itis Hirse

fr

Wirkung ist im wesentlichen unabhängig von der vorherrschenden Farbe der resultierenden Strahlung. Demgemäß ist ein einfaches Oxichlorid im roten Spektralbereich heller als ein einfaches Oxibmmid. welches ebenfalls rot strahlt. Ιΐϊη Fkiorochlorid. das in weitem Umfang im grünen Spek'.ralbcreich emittiert, ist heller als das äquivalente Fluorobromid.

Die folgenden besonderen Heispiele wurden aus einer großen Anzahl ausgewählt, um die typischsten Veränderungen der Lcuchtstoff/.iisammensel/ung darzustellen. Während das Herstellungsverfahren in 1 Einzelheiten bei den ersten Beispielen erläutert wird, ist dieses bei den folgenden Beispielen zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht mehr beschrieben. Das allgemeine Herstellungsverfahren gemäß der obigen Beschreibung wird für ausreichend gehalten. um dem Durchschnittsfachmann die Herstellung jeder Leuchtstoffz-iisammensetzung innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches zu ermöglichen.

Beispiel 1
Eine LeuchtslofTzusammensetzung der Form

wurde aus folgenden Ausgangsstoffen hergestellt:

Y, O₃ 1.5Ku

Yb₁Oj 1.14 g

Er₂O₃ 0.03Sg

Alle Stoffe waren teilehenförmig. um die Auflösung zu erleichtern. Die Oxidstoffe wurden in Hydroehlorsäure aufgelöst. Dieses Lösungsmittel wurde alsdann verdampft, so daß das gemischte hydrierte Chlorid der seltenen Erde zurückblieb. Dieser Rückstand wurde in Luft getrocknet, um ungebundenes (überschüssiges) H₂O zu entfernen. Das entstehende Material wurde sodann in ein Quarzrohr eingebracht, das mit einer Vakuumstalion verbunden wurde, wonach das Rohr und der inhalt während einer Dauer von 4 Stunden unter Vakuum auf einer Temperatur von 100⁷C gehalten wurden, um den Wasseranteil der Hydration zu entfernen. Danach wurde das an die Vakuumstation noch angeschlossene Rohr mit Inhalt auf eine Temperatur von 1000 C gebracht, um ein geschmolzenes Gemisch aus einem Trichlorid und einem Oxichlorid der seltenen Erde zu erzeugen. Der Inhalt wurde darauf gekühlt und das Trichlorid durch Auflösung in Wasser entfernt. Die während der Kühlung durch spontane Nuklearisicrung erzeugten Kristalle wurden mit Kollodium gemischt und auf eine Sidotierte Galliumarseniddiode aufgetragen, weiche eine Infrarotstrahlung der Wellenlänge 0.93 j. emittierte. Die beschichtete GaAs-Diodc wurde mit einer Gleichspannung von etwa 1 Volt in Durchlaßrichtung vorgespannt, wobei ein Strom von etwa 1 A gemessen v\ urde. Der beschichtete Teil der Diode glimmte mit einer {eibroten Farbe, die sich spektroskopisch als ein fiemisch aus grünen und roten Wellenlängen erwies. Der Umwandlungswirkungsgrad, d. h. das Verhältnis Von sichtbarer abgegebener Strahlung zu absorbierter Infrarotstrahlung, wurde auf mehr als 20" ο geschätzt. Hierbei ist zu beachten, daß der maximal mögliche Umwandlungswirkungsgrad für den vorherrschenden Dreiphotonenübergang 33¹ ,"« beträgt, da definitions-

!temäß drei Quanten der Infrarotstrahlung erfordcrich sind, um ein Quant der sichtbaren abgegebenen Strahlung zu erzeugen.

Beispiel 2

Eine Leuchtstoffzusammensetzung der Form
Li(Y„.₇Yb₍₎.₂₍,IEr_u.₀₁)(F, Cl)₄

wurde aus den folgenden Ausgangsstoffen erzeugt:

Y₂O., 1,58 g

Yb₂O, 1,14 g

^r₂O., O,O38g

LiCl 0,85 g

Die teilchenförmigen Ausgangsstoffe wurden in Hydrochlorsäure gelöst. Anschließend wurde die Konzentration der Flydrochlorsäure so weit erhöht, daß sich eine Ausfällung von einem weißen Pulver einstellte. Das Lösungsmittel wurde alsdann durch Verdampfung bei 50 C entfernt. Das Pulver wurde wiederum in ein Quarzrohr eingebracht, wobei der Inhalt unter Vakuum bei 100⁰C über 4 Stunden ge-

trocknet wurde, um den Wasseranteil der Hydration zu entfernen. Das Rohr wurde dann zur Herstellung einer Schmelze auf eine Temperatur von 1000 C gebracht und anschließend abgekühlt, was ein pulverförmiges Enderzeugnis ergab.

2s Das Pulver wurde wiederum mit Kollodium gemischt, um Streuverluste zu vermindern und auf eine Galliumarseniddiode wie bei Beispiel 1 aufgetragen. Nach Anlegen einer Gleichspannung von 1 Volt in Durchlaßrichtung (wie im Beispiel 1) wurde eine Grün-Emission beobachtet, deren Wirkungsgrad dem im Beispiel 1 erwähnten vergleichbar war.

Beispiel 3

Eine Leuchtstoffzusammensetzung gemäß der näherungsweisen Formel

Na (Yc₁Yb_n-29Er_0-01) F_3-9Cl₀.!

wurde durch Zusammenschmelzen folgender Stoffe bei etwa 1300 C hergestellt:

NaCl 0,058 g

NaF 0,378 g

YF₃ L022g

YbF₃ 0,666 g

ErF₃ 0,022 g

Dieses Produkt wurde ebenfalls mit Kollodium ge-

mischt und auf eine GaAs-Diode aufgetragen, welche wie in dem Beispiel 1 in Durchlaßrichtung vorgespannt

wurde. Die Farbe und die beobachtete Helligkeit

waren wie bei der Diode nach Beispiel 2.

^s<i Zusätzliche Beispiele

Die folgenden Leuchtstoffzusammensetzungen wurden in der voranstehend beschriebenen Weise hergestellt und der Infrarotstrahlung einer in Durchlaß-

ho richtung vorgespannten, bei 0,93 _;nii emittierenden GaAs-Diode ausgesetzt. Die LeuchtstofTzusammensetzungen sind nachfolgend tabellarisch mit ihren näherungsweisen Formeln zusammengestellt. Die beobachteten Emissionen wurden bei den gleichen Vor-

(<s spannungen wie in den voranstellenden Beispielen erzielt. Bei vielen der nachstehend genannten Leuchtstoffe kann dabei der crzielbare Farbbereich durch Veränderung der Vorspannung variiert werden

13 ¹⁴

Yb₁₁₉₉Er,,,,, OCI

(Yb_0-99Er_n ,„ I₃OCl- ^RO'

Yb_0-995Ho_0-11115OCl ^ÜrU"

(Yb_0-995 Ho, „„_l51₃OCl- ^Gr'ⁿⁱ

(Yb_0-995Tm_0-0051₃OCl-

Yb_0-5Y_0-49Er,,,,, OCl ^R01

Yb_0-5Y_0-49Ho_0-01OCi ^Gnln

Yb_0-5Y_11-^Tm_0-111OCl ^Blau

(Yb_0-5Y_0-49Er₀,,, I₃OCi- ^Rot

(Yb_0-5Y_0-49Ho₀,,, I₃OCl- ^Grün

(Yb_0-5Y_0-49Tm,,,,, I₃OCl- ^Bliiu

^Rot

₀JSY_11-84Er₁₁.,,, I₃OCI- ^Ro1

(Yb_0-29Y_11--Er₀,,, I₃OCI- ^Rot

(Yb_0-29Y_11--Er_0-01Ho_0-005I₃OCI- ^Roi

Li(Yb_0-29Y_0--Er_0-0, > F_3-9CI_11-1 ^Grün

Na(Yb_n-29Y_0--Er₁,,,, IF_3-9CI,,, ^Grün

KfYb_0-29Y_0--Er_0-01 IF_3-9Cl_0-1

Rb(Yb_0-29Y_11--Er_0-0, IF_3-9CI₀, ^Gfün

Cs(Yb₍,₂₉Y,,-Er_(U)1) F_3-9Cl₀., ^Grün

Li(Yb₀^Y_11--Er₁,,,, )F,C1, ^Grün

Na(Yb_0-29Y_0-7Er₁,,,, IF₂Cl₂ ^Grün

K (Yb_0-29Y,,- Er_n-01 IF₂Cl₂ ^Grün

Rb(Yb_0-29Y_0-7Er,,,,, IF₂Cl₂ ^Grün

Cs(Yb_0-29Y_0-7Er,-,,,, IF₂Cl₂ ^Grün

Li(Yb_o,₂₉Y,,-Er_(J„, IF_3-9Cl,,, · (Yb_11-JgY_0--Er,,,,, )OC1 ^Rot

Na(Yb_0-29Y_0--Er_0-01)F_3-9Cl_0-1 · (Yb_0-29Y,„Er_f,_m lOCI ^Rot

K(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 IF_3-9Cl_0-1 · (Yb₍,₂₉Y„-Er₀„, )OCI ^Rot

Rb(Yb₁₁₂₉Y_0--Er_0-0,) F₃₉Cl_n., · (Yb_0-29Y_0-7Er₀₀,1OCI

Cs(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 IF_3-9Cl₀, · (Yb_n-29Y_0--Er₀,,,) OCl

Li(Yb₀₁₂₉Y_0-7Er_0-01 JF₂CI₂ · (Yb_0-29Y_0-7Er₀.,,,) OCI ^Rot

Na(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂Cl₂ · (Yb_0-29Y_0-7Er₀₀₁)OC! RoI

K(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂Cl₂ · (Yb_0-29Y,,,Er_0-01)OCI RoI

Rb(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F₂Cl₂ · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)OCl RoI

Cs(Yb_0-29Y_0-7Er₀₀₁ (F₂Cl₂ · (Yb₀₂₉Y_0-7Er₁,,,,)OCl Rot

PbFCl ■ (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)OCl Rot

CaFCl ■ (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)OCl Rot

SrFCl · (Yb_0-29Y_11-7Er_0-01)OCl Rot

BaFCI ■ (Yb₀₂₉Y₁₁₇Er₀,,,) OCl Rot

K₃(Yb_0-29Y_0-7Er_n-01 IF₅₉CI_0-01 Grün

Rb₃(Yb_0-2PY_0-7Er_0-0, JF_5-9Cl_0-01 Grün

Cs₃(Yb_0-29Y_0-7Cr_0-01 IF_5-9CI_0-01 Grün

PbFCl ■ Li(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 IF₂Cl₂ · (Yb„₂₉Y„₇Er,„„ )OC1 Rot

PbFCl · Na(Yb_n-29Y_0--Er_0-111)F₂CI₂ · (Yb_0-29Y_0-7Er,,,,, JOCl Rot

PbFCI · K(Yb_0-29Y_0--Er,,,,, JF₂Cl₂ · (Yb_0-29Y_{0 7}Er_0-0,) OCl Rot

^/<V

15 16

PbFCI ■ Rb(Yb_0-29Y₀₇Er_0-01 , F₂Cl₂ ■ (Yb_0-29Y,, ,Er_0-01) OCl ^R^

PbFCl ■ Cs(Yb_0-29^₁₇Er_0-01 ,F₂Cl₂ - (YlWkV₇Er_0-01-) OCl ^Rot

BaFCl ■ Li(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 ,F₂CI₂ ■ (Yb₀J₉Y_0-7E_10-0,)OCl ^Rul

BaFCI ■ Na(Yb_0-29Y₀₇Er_0-01)F₂Cl₂ --(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)OCI ^Ro1

BaFCl · K(Yb_0-29Y₀₇Er_0-01)F₂Cl₂ · (Yb_{0 29}Y_{0 7}Er_{0 0I}) OCl ^R°^l

BaFCl · Rb(Yb_0-29Y₀₇Er_0-01)F₂Cl₂ · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)OCI ^Rot

BaFCl ■ Cs(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 JF₂CI₂ · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)OCl ^Ro1

PbFCl ■ Li(Yb_0-29Y₀₇Er_0-01)F_3-9Cl_0-1 · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)OCl ^Rot

PbFCl ■ Na(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F_3-9Cl_0-1 · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)OCl

PbFCl · K (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01) F_3-9Cl_0-1 · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01) OCI

PbFCl ■ Rb(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)F_3-9CI_0-1 · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 ,OCl

PbFCl ■ Cs(Yb₀J₉Y_0-7Er_0-01) F_3-9Cl_0-1 · (Yb_0-39Y_0-7Er_0-01 ,OCI ^Rot

BaFCl ■ Li(Yb_0-29Y₀₇Er₀₀₁)F_3-9Cl_0-1 · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01)OCI Rot

BaFCl · Na(Yb₀J₉Y_0-7Er_0-01 JF_3-9Cl_0-1 · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 ,OCl Rot

BaFCl · Rb(Yb_0-29Y_0-7Er_0-01) F_3-9CI_0-1 · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01) OCl Rot

BaFCl ■ Cs(Yb₀J₉Y_0-7Er_0-01, F_3-9Cl_0-1 ■ (Yb_{0 29}Y_0-7Er_0-01 ,OCI Rot

BaFCl · K (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01) F_3-9Cl_0-1 · (Yb_0-29Y_0-7Er_0-01 ,OCl

Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen kann Einteilung, wobei Vakuum der Brechungsindex 1 es günstig sein, den Leuchtstoffen in bezug auf die zugeordnet ist. Die zusätzliche Verwendung von Fluoreszenz »inerte« Stoffe zuzumischen. Solche iner- 30 inerten Stoffen ist von besonderer Bedeutung bei ten Stoffe können zur Verbesserung der Haftung denjenigen Ausfuhrungsbeispielen, bei denen das zwischen dom Leuchtstoff und der Diode und oder Leuchtstoffmaterial aus kristallinem Material besteht, zur Verringerung der Lichtstreuung zwischen den Bei amorphen Leuchtstoffen bietet der inerte Stoff einzelnen Teilchen des Leuchtstoffs oder zwischen der geringere Vorteile. In jedem Fall ist jedoch die Konzcn-Diode und den Teilchen dienen. Dabei ist es günstig, 35 tration von inerten Zusätzen auf ein Mir.imum zu bcwcnn der inerte Stoff einen Brechungsindex aufweist, schränken, das Tür den angestrebten Zweck (Vcrbesscder sich dem Brechungsindex des betreffenden Leuchl- rung der Haftung und/oder zur Reduzierung der Stoffs nähert oder diesen überschreitet. In einigen Lichtstreuung) ausreichend ist. Der Grund hierfür Fällen ist ein inerter Stoff mit einem Brechungsindex besteht darin, daß ein inerter Stoff bezüglich der in Nähe des Brechungsindex von GaAs vorzuziehen. 40 Fluoreszenz als Verdünnungsmittel wirkt und daher Typische Brechungsindexwerte für diesen Zweck lie- den Umwandlungswirkungsgrad fluoreszierenden Eingen bei etwa 2 bis 3,5 auf der Grundlage der üblichen richtung verringert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

i. Elektrolumineszente Einrichtung zur Erzeugung einer Lichtemission im sichtbaren Spektra!- bereich mit einer einen pn-übergang aufweisenden elektrolumineszenten Halbleiterdiode aus Galliumarsenid, die mit einem Yb³⁺-Kationen enthaltenden Leuchtstoff versehet) ist, der Infrarotstrahlung der Halbleiterdiode in sichtbares Licht um- ι ο setzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff aus der Verbindung