DE2018354C3 - Elektrolumineszente Einrichtung - Google Patents
Elektrolumineszente EinrichtungInfo
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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
M1 + RX4
M2 + X2
RZX
M1 + R3X1,
M2 + X2
RZX
M1 + R3X1,
35
40
besteht, wobei
M1 + ein einwertiges Kation aus der Gruppe
Li, Na, K, Rb und Cs ist, M2 + ein zweiwertiges Kation aus der Gruppe
Pb, Ca, Sr und Ba ist, R ein dreiwertiges Kation der mittleren Zusammensetzung
Y^Er9Un, YbjHoyU»,
Yb1Tm171Un oder YboErpHo,Ur
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 Yb3 +-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
(Yb0995Ho0 C05 )3 OCl7
(Yb0-995Tm0 005 )3 OCl7
(Yb0-5Y0-49Er0-01 )3 OCl7
(Yb0-5Y0-49Ho001 )3 OCl7
(Yb0-5Y0-49Tm0-01J3OCl7
(Yb0-15Y0-84Er0-0J3OCJ7
(Ybo.29Yo.7ErO-O1 )3OC17
(Ybo.29Yo.7Ero 0I Ho0,005!3OCl7
Li(Yb0-29Y0-7Er0-01 IF39Cl0.,
Na(Yb0-29Y0-7Er0-01 )F3-9C1O-1
K (Yb0 29Y0.7Er0 01 (F3 9C I0-I
Rb(Yb0-29Y0-7Er0-01)F3-9Cl0-1
Cs(Yb0 29Y0 7Er0 0| JF39Cl0 1
Li(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2CI2
Na(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
K(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
Rb(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
Cs(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
K3(i b0 29Y07 Er0 Q1)F5 9Cl01
Rb3(Yb0-29Y0 ,Er001)F59Cl0-,
Cs3 (Yb0 29 Y0-7Er0-01) F5 9CI0 j
(Yb0995Ho0 C05 )3 OCl7
(Yb0-995Tm0 005 )3 OCl7
(Yb0-5Y0-49Er0-01 )3 OCl7
(Yb0-5Y0-49Ho001 )3 OCl7
(Yb0-5Y0-49Tm0-01J3OCl7
(Yb0-15Y0-84Er0-0J3OCJ7
(Ybo.29Yo.7ErO-O1 )3OC17
(Ybo.29Yo.7Ero 0I Ho0,005!3OCl7
Li(Yb0-29Y0-7Er0-01 IF39Cl0.,
Na(Yb0-29Y0-7Er0-01 )F3-9C1O-1
K (Yb0 29Y0.7Er0 01 (F3 9C I0-I
Rb(Yb0-29Y0-7Er0-01)F3-9Cl0-1
Cs(Yb0 29Y0 7Er0 0| JF39Cl0 1
Li(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2CI2
Na(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
K(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
Rb(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
Cs(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
K3(i b0 29Y07 Er0 Q1)F5 9Cl01
Rb3(Yb0-29Y0 ,Er001)F59Cl0-,
Cs3 (Yb0 29 Y0-7Er0-01) F5 9CI0 j
4. Elektrolumineszente Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß α von 0,1
bis 0,8 verläuft.
60
und wobei U ein dreiwertiges Kation
aus der Gruppe La, Sc, Y, Lu und Gd
ist,
X ein einwertiges Anion eines Elements
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 Yb3 +-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 ErJ+-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
YbaEr(,HocTmdUeOCl
besteht, wobei
misch von zumindest zwei der Verbindungen
M1 + RX4
M2^X2
RZX
M1 + R3X10 und
besteht, wobei
a) M1+ ein einwertiges Kation aus der Gruppe
Li, Na, K, Rb und Cs ist.
b) M2t ein zweiwertiges Kation aus der Gruppe
Pb, Ca, Sr und Ba ist,
c) R ein dreiwertiges Kation der mittleren Zu
sammensetzung
YbxEr9U,, Yb,Ho,.Ut,
Yb,TmraU„ 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
Z ein zweiwertiges Anion aus der Gruppe
O. S, Se und Te ist.
40
45
α ein Faktor von 0,05 bis 0,99375,
b ein Faktor von Null bis 0,2, &°
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.
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:
(Yb0-99Er0-01J3OCl7
(Yb0-995Ho0-005J3OCl7
(Yb0.995Tm0005 h OCl7
(Ybo.5Y0.49 Er01Oi)3OCl7
iYb„.j Yo.49Hoo.01 J3OCl7
(Yb05Y0.49Tm0,,,, )3 OCl7
(Yb0-15Yo184Er0101 J3OCl7
(Ybo.29Y0.7Er0.ol)3OCI7
(Ybo.29Yo.7Ero.QiHoo.005 J3OCl7 L)(Yb0 29Y0.7Lr0,01 JF3,9Cl0,]
(Yb0-995Ho0-005J3OCl7
(Yb0.995Tm0005 h OCl7
(Ybo.5Y0.49 Er01Oi)3OCl7
iYb„.j Yo.49Hoo.01 J3OCl7
(Yb05Y0.49Tm0,,,, )3 OCl7
(Yb0-15Yo184Er0101 J3OCl7
(Ybo.29Y0.7Er0.ol)3OCI7
(Ybo.29Yo.7Ero.QiHoo.005 J3OCl7 L)(Yb0 29Y0.7Lr0,01 JF3,9Cl0,]
9Yc7Er0-0, JF3-9Cl0-,
bo.2«Yo.7Er0.cn J' 3.9C'0.l
Rl 'Yb0-29Y0-7Er0-01)F3-9Cl0-,
Cs(Yb0-29Y0-7Er0-01 JF3-9Cl0-I
Li(Yb0-29Y0-7Er0-01JF2Cl2
Na(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
K(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2
Rb(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2CI2
CqCVU V C- >c /~i
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 Yb3 + -Absorptionsmaxima bei etwa 0.94 am
aufweisen. Je nach der Leuchtstoffzusammenset/ung sowie der Konzentration von Sensibilisatorionen
(Yb3 + ) 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 Yb3 + . Er3 + , 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". Er3 + .
Ho''s und Tm3*. Obgleich die Paare Yb3'-Ho3'
und Yb3 + -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 Yb3 +-Tm3 +-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
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 Er2Hq/rZustand aus, welcher
wiederum durch zwei Mechanismen besetzt wird. Bei dem ersten Mechanismus wird Energie durch
.·> einen Phononenprozeß von Er4G1l/2 aufgenommen.
Der andere Mechanismus ist ein Vierphotonen-Prozeß, demzufolge ein viertes Quant von Yb3 4 auf Er3 +
übergeht, wobei eine Anregung von dem Zustand Er4Gn., auf Er4G42 (übergang 14) erfolgt. Darauf
folgt ein innerer Abklingvorgang auf Er2D5 2, von wo
aas Energie zurück auf Yb übertragen werden kann,
wobei Er auf Er2H4 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 Er4S3 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 Er4S3 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 Yb3 + zu Er3 + herbeigeführt, was
das lon von Er4S3 2 auf Er2G72 bei gleichzeitiger
Erzeugung eines Phonons (Übergang 13) anregt. Darauf folgt ein innerer Abklingvorgang auf Er4G1, 2.
was wiederum ein Abklingen auf Er2F4 2 durch
Übergang eines Quants zurück zu Yb'* bei gleichzeitiger
Erzeugung eines Phonons (Übergang 13) ermöglicht. Das Er4E4 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
M1 + RX4
M1 + R3X10
M3 + RX6
M1 + R3X10
M3 + RX6
und Erdalkaü- oder Bleifluorohalogenide der Form
M2 + X2
wobei M1 + 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^Er8Un, Yb.HojUfc. Yb,Tm,„U„ oder Yb„ErpHo,Ur
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
Yb3 +-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
Y3 +-Konzentrationen über 50% unter gewissen Umständen
eine annähernd reine Rotstrahlung ergeben. Ein bevorzugter Konzentrationsbereich von rotemittierenden
Leuchtstoffbeschichtungen liegt somit zwischen 50 und 80% Yb3 + .
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 Yb3 + -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 Yb3 +-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 Pb2 + , Gd3 + , 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 beoh
achtet, daß die rote Er3 + -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
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.
Eine Leuchtstoffzusammensetzung der Form
Li(Y„.7Yb().2(,IEru.01)(F, Cl)4
Li(Y„.7Yb().2(,IEru.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.
Eine Leuchtstoffzusammensetzung gemäß der näherungsweisen Formel
Na (Yc1Ybn-29Er0-01) F3-9Cl0.!
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
(Yb0-99Ern ,„ I3OCl- RO'
Yb0-995Ho0-11115OCl ÜrU"
(Yb0-995 Ho, „„l513OCl- Gr'ni
(Yb0-995Tm0-00513OCl-
Yb0-5Y0-49Er,,,,, OCl R01
Yb0-5Y0-49Ho0-01OCi Gnln
Yb0-5Y11-^Tm0-111OCl Blau
(Yb0-5Y0-49Er0,,, I3OCi- Rot
(Yb0-5Y0-49Ho0,,, I3OCl- Grün
(Yb0-5Y0-49Tm,,,,, I3OCl- Bliiu
Rot
0JSY11-84Er11.,,, I3OCI- Ro1
(Yb0-29Y11--Er0,,, I3OCI- Rot
(Yb0-29Y11--Er0-01Ho0-005I3OCI- Roi
Li(Yb0-29Y0--Er0-0,
> F3-9CI11-1 Grün
Na(Ybn-29Y0--Er1,,,, IF3-9CI,,, Grün
KfYb0-29Y0--Er0-01 IF3-9Cl0-1
Rb(Yb0-29Y11--Er0-0, IF3-9CI0, Gfün
Cs(Yb(,29Y,,-Er(U)1) F3-9Cl0., Grün
Li(Yb0^Y11--Er1,,,, )F,C1, Grün
Na(Yb0-29Y0-7Er1,,,, IF2Cl2 Grün
K (Yb0-29Y,,- Ern-01 IF2Cl2 Grün
Rb(Yb0-29Y0-7Er,,,,, IF2Cl2 Grün
Cs(Yb0-29Y0-7Er,-,,,, IF2Cl2 Grün
Li(Ybo,29Y,,-Er(J„, IF3-9Cl,,, · (Yb11-JgY0--Er,,,,, )OC1 Rot
Na(Yb0-29Y0--Er0-01)F3-9Cl0-1 · (Yb0-29Y,„Erf,m lOCI Rot
K(Yb0-29Y0-7Er0-01 IF3-9Cl0-1 · (Yb(,29Y„-Er0„, )OCI Rot
Rb(Yb1129Y0--Er0-0,) F39Cln., · (Yb0-29Y0-7Er00,1OCI
Cs(Yb0-29Y0-7Er0-01 IF3-9Cl0, · (Ybn-29Y0--Er0,,,) OCl
Li(Yb0129Y0-7Er0-01 JF2CI2 · (Yb0-29Y0-7Er0.,,,) OCI Rot
Na(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2 · (Yb0-29Y0-7Er001)OC! RoI
K(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2 · (Yb0-29Y,,,Er0-01)OCI RoI
Rb(Yb0-29Y0-7Er0-01)F2Cl2 · (Yb0-29Y0-7Er0-01)OCl RoI
Cs(Yb0-29Y0-7Er001 (F2Cl2 · (Yb029Y0-7Er1,,,,)OCl Rot
PbFCl ■ (Yb0-29Y0-7Er0-01)OCl Rot
CaFCl ■ (Yb0-29Y0-7Er0-01)OCl Rot
SrFCl · (Yb0-29Y11-7Er0-01)OCl Rot
BaFCI ■ (Yb029Y117Er0,,,) OCl Rot
K3(Yb0-29Y0-7Ern-01 IF59CI0-01 Grün
Rb3(Yb0-2PY0-7Er0-0, JF5-9Cl0-01 Grün
Cs3(Yb0-29Y0-7Cr0-01 IF5-9CI0-01 Grün
PbFCl ■ Li(Yb0-29Y0-7Er0-01 IF2Cl2 · (Yb„29Y„7Er,„„ )OC1 Rot
PbFCl · Na(Ybn-29Y0--Er0-111)F2CI2 · (Yb0-29Y0-7Er,,,,, JOCl Rot
PbFCI · K(Yb0-29Y0--Er,,,,, JF2Cl2 · (Yb0-29Y0 7Er0-0,) OCl Rot
/<V
15 16
PbFCI ■ Rb(Yb0-29Y07Er0-01 , F2Cl2 ■ (Yb0-29Y,, ,Er0-01) OCl R^
PbFCl ■ Cs(Yb0-29^17Er0-01 ,F2Cl2 - (YlWkV7Er0-01-) OCl Rot
BaFCl ■ Li(Yb0-29Y0-7Er0-01 ,F2CI2 ■ (Yb0J9Y0-7E10-0,)OCl Rul
BaFCI ■ Na(Yb0-29Y07Er0-01)F2Cl2 --(Yb0-29Y0-7Er0-01)OCI Ro1
BaFCl · K(Yb0-29Y07Er0-01)F2Cl2 · (Yb0 29Y0 7Er0 0I) OCl R°l
BaFCl · Rb(Yb0-29Y07Er0-01)F2Cl2 · (Yb0-29Y0-7Er0-01)OCI Rot
BaFCl ■ Cs(Yb0-29Y0-7Er0-01 JF2CI2 · (Yb0-29Y0-7Er0-01)OCl Ro1
PbFCl ■ Li(Yb0-29Y07Er0-01)F3-9Cl0-1 · (Yb0-29Y0-7Er0-01)OCl Rot
PbFCl ■ Na(Yb0-29Y0-7Er0-01)F3-9Cl0-1 · (Yb0-29Y0-7Er0-01)OCl
PbFCl · K (Yb0-29Y0-7Er0-01) F3-9Cl0-1 · (Yb0-29Y0-7Er0-01) OCI
PbFCl ■ Rb(Yb0-29Y0-7Er0-01)F3-9CI0-1 · (Yb0-29Y0-7Er0-01 ,OCl
PbFCl ■ Cs(Yb0J9Y0-7Er0-01) F3-9Cl0-1 · (Yb0-39Y0-7Er0-01 ,OCI Rot
BaFCl ■ Li(Yb0-29Y07Er001)F3-9Cl0-1 · (Yb0-29Y0-7Er0-01)OCI Rot
BaFCl · Na(Yb0J9Y0-7Er0-01 JF3-9Cl0-1 · (Yb0-29Y0-7Er0-01 ,OCl Rot
BaFCl · Rb(Yb0-29Y0-7Er0-01) F3-9CI0-1 · (Yb0-29Y0-7Er0-01) OCl Rot
BaFCl ■ Cs(Yb0J9Y0-7Er0-01, F3-9Cl0-1 ■ (Yb0 29Y0-7Er0-01 ,OCI Rot
BaFCl · K (Yb0-29Y0-7Er0-01) F3-9Cl0-1 · (Yb0-29Y0-7Er0-01 ,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 (1)
- 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
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