DE2903073C3

DE2903073C3 -

Info

Publication number: DE2903073C3
Application number: DE19792903073
Authority: DE
Inventors: Yasutoshi Tokio/Tokyo Jp Kashiwada; Atsushi Hachioji Tokio/Tokyo Jp Suzuki; Makoto Tokio/Tokyo Jp Morioka; Shinkichi Kokubunji Tokio/Tokyo Jp Tanimizu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-01-27
Filing date: 1979-01-26
Publication date: 1990-08-02
Also published as: NL179396C; SE7900099L; FR2415657A1; GB2013233A; GB2013233B; JPS54100991A; DE2903073B2; FR2415657B1; NL7900695A; CA1125494A; DE2903073A1; SE430072B; NL179396B; JPS564598B2

Description

Die Erfindung betrifft einen mit Nd und Yb coaktivierten Leuchtstoff, der durch infrarote Strahlung angeregt wird und ein Emissionsspektrum im Infrarotbereich besitzt.

Ein bekannter, konventioneller Leuchtstoff für optischen Kartenleser ist ein Leuchtstoff, der durch Neodymionen (Nd³⁴) aktiviert ist, wie z. B. LiNdP₄O₁₂. In dem optischen Kartenleser wird eine Karte, auf der die erforderlichen Informationen mittels eines Leuchtstoffs aufgezeichnet worden sind, der Strahlung einer Anregungslichtquelle mit einem Emissionsspektrum ausgesetzt, die mit der Anregungswellenlänge des Leuchtstoffes übereinstimmt, und durch selektive Erfassung der Emission des Leuchtstoffes können die auf der Karte aufgezeichneten Informationen genau gelesen werden. Die Emissionsintensität des konventionellen, mit Neodym aktivierten Leuchtstoffes ist jedoch für einen Kartenleser nicht völlig zufriedenstellend.

Auch wurde ein Leuchtstoff mit einer höheren Emissionsintensität als der mit Neodym aktvierte konventionelle Leuchtstoff, z. B. ein Leuchtstoff mit der Zusammensetzung NaNd_xYb_yP₄O₁₂ vorgeschlagen (vgl. DE-OS 27 50 321). Datenkarten, die derartige Leuchtstoffe enthalten, sind Gegenstand der US-PS 8 36 616 und DE-OS 27 45 301.

Weitere Leuchtstoffe dieses Typs sind in der US-PS 34 73 027 und in der japanischen Offenlegungsschrift 60888/78 beschrieben.

Auf dem Gebiet der Laser war es bekannt, Boratgläser und Silikatgläser mit Ytterbium- und Neodymionen zu aktivieren (US-PS 34 62 701 und GB-PS 1 147 377). In beiden Fällen liegen die Dotierionen in unregelmäßiger Anordnung, nicht aber in einer stöchiometrischen Gitterstruktur vor, so daß die bekannten Lasermaterialien nicht für andere Zwecke geeignet wären.

Die Anwendung von Neodym und Ytterbium in den Lasern ist auch in "Applied Physics Letters", Vol. 4, S. 201 bis 202 (1964) beschrieben. Das zugrundeliegende Lasermaterial ist beispielsweise Na_0,5, Gd_0,46, Nd_0,02, Yb_0,02, WO₄.

Bei der Anwendung als Leuchtstoff hätte eine derartige Verbindung keine ausreichende Emissionsintensität im Infrarotbereich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, pulverförmige Leuchtstoffe zur Verfügung zu stellen, die durch Infrarotstrahlung angeregt werden und die hohe Emissionsintensität im Infrarotbereich aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch einen mit Nd und Yb coaktivierten Leuchtstoff, der durch Infrarotstrahlung angeregt wird und ein Emissionsspektrum im Infrarotbereich hat, gelöst. Dieser Leuchtstoff ist gekennzeichnet durch die allgemeine Formel

Ln_1-x-yNd_xYb_yZ

worin bedeuten:

Ln mindestens eines der Elemente Bi, Ce, Ga, Gd, In, La, Lu, Sb, Sc und Y,
Z eine Zusammensetzung der Formel A₅(MO₄)₄, worin A mindestens eines der Elemente K und Na und M für mindestens eines der Elemente W und Mo steht, Al₃(BO₃)₄ oder P₅O₁₄ bedeutet, und
x und y innerhalb der folgenden Bereiche liegen:
0,65 ≦ x ≦ 0,95 und 0,05 ≦ y ≦ 0,35,
wenn Z für A₅(MO₄)₄ steht,

0,60 ≦ x ≦ 0,98 und 0,02 ≦ y ≦ 0,40,
wenn Z für Al₃(BO₃)₄ steht und

0,18 ≦ x ≦ 0,95 und 0,05 ≦ y ≦ 0,82,
wenn Z für P₁₅O₁₄ steht,
mit der Maßgabe, daß die Summe von x und y innerhalb des Bereiches x + y ≦ 1 liegt.

Dieser Leuchtstoff ist für einen optischen Kartenleser oder dgl. geeignet.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 das relative Ansprechempfindlichkeitsspektrum einer Ausführungsform eines Silicium-Photodetektors,

Fig. 2, 4, 7 und 8 die Beziehung zwischen der Zusammensetzung und der relativen Emissionsintensität bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Leuchtstoffes,

Fig. 5 einen Vergleichsversuch und

Fig. 3, 6, 9, 10 und 11 die Emissionsspektren von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Leuchtstoffes.

Bei dem erfindungsgemäßen Leuchtstoff handelt es sich im breiten Sinne um einen Oxysalz-Leuchtstoff, der dadurch charakterisiert ist, daß er als Aktivator Ytterbium- (Yb³⁺) und Neodymionen (Nd³⁺) enthält. Der erfindungsgemäße Leuchtstoff weist einen hohen Emissions-Quantenwirkungsgrad auf und er besitzt einen großen Absorptionsquerschnitt durch das Neodymion in dem Infrarot-Bereich. Außerdem wird in dem erfindungsgemäßen Leuchtstoff Energie mit einem hohen Wirkungsgrad von einem angeregten Neodymion auf ein Ytterbiumion übertragen und die Emission in der Nähe von 980 nm wird durch das Ytterbiumion hervorgerufen. Daher besitzt der erfindungsgemäße Leuchtstoff ein Emissionsspektrum, das gut mit dem Wellenlängenbereich eines Silicium-Photodetektors übereinstimmt, der gewöhnlich im nahen Infrarot-Wellenlängenbereich verwendet wird (wie z. B. ein Si-PIN- Photodetektor). Das relative Ansprechempfindlichkeitsspektrum eines solchen Silicium-Photodetektors ist in der Fig. 1 dargestellt.

Der konventionelle, mit Neodym aktivierte Leuchtstoff besitzt eine Hauptemission in der Nähe von 1050 nm und eine Emission in der Nähe von 900 nm. Die Emission in der Nähe von 900 nm ist stark überlappt von der Emission von einer Anregungslichtquelle. Daher ist es erforderlich, nur die Emission in der Nähe von 1050 nm zu erfassen durch Verwendung eines geeigneten Filters in dem konventionellen, mit Neodym aktivierten Leuchtstoff.

Der erfindungsgemäße Leuchtstoff weist eine Emission in der Nähe von 980 nm auf, wie weiter oben angegeben, wenn die Ytterbiumionenkonzentration, nämlich der Wert von y in der oben angegebenen allgemeinen Formel innerhalb des definierten Bereiches liegt. Selbst wenn der Wert von y niedrig ist, nimmt die Emissionsintensität gegenüber der Emissionsintensität des von Ytterbium freien Leuchtstoffes praktisch zu.

Auch wenn gleichzeitig zusammen mit Neodym und Ytterbium ein Ion vorhanden ist, das im dreiwertigen Zustand vorliegen kann und in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1000 nm keine Absorption aufweist, nämlich mindestens ein Ion, das ausgewählt wird aus der Gruppe Bi, Ce, Ga, Gd, In, La, Lu, Sb, Sc und Y, weist der erfindungsgemäße Leuchtstoff ausgezeichnete Effekte gegenüber den Effekten auf, die mit dem konventionellen Leuchtstoff, der nur mit einem Neodymion aktiviert ist, erzielbar ist. Der erfindungsgemäße Leuchtstoff wird nachfolgend näher beschrieben.

Ein Leuchtstoff, der zur ersten Gruppe der erfindungsgemäßen Leuchtstoffe gehört, ist ein solcher, in dem Z für eine Zusammensetzung A₅(MO₄)₄ steht, nämlich ein Leuchtstoff, der durch die allgemeine Formel repräsentiert wird:

Ln_1-x-yNd_xYb_yA₅(MO₄)₄.

Dieser Leuchtstoff kann hergestellt werden durch Auswiegen der Ausgangsmaterialien, nämlich A₂CO₃, Ln₂O₃ (bei dem es sich um CeO₂ handeln kann, wenn Ln für Ce steht), Nd₂O₃, Yb₂O₃ und WO₃ und/oder MoO₃, so daß die gewünschte Zusammensetzung erreicht wird, ausreichendes Mischen derselben, vorzugsweise Pelletisieren der Mischung, und Sintern der Mischung bei einer Temperatur von 600 bis 650°C für einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen in einem Platin- oder Quarz-Tiegel.

Die Fig. 2 erläutert die Beziehung zwischen der Zusammensetzung des Leuchtstoffes und der relativen Emissionsintensität (berechnet auf der Basis der Annahme, daß die Intensität der Zusammensetzung, worin y=0,1 beträgt) in Na₅Nd_1-yYb_y(WO₄)₄ und Na₅Nd_1-yYb_y(MoO₄)₄. Für die Anregung der Leuchtstoffe wurde eine lichtemittierende (Ga, Al)As-Diode mit einem Maximum bei 800 nm verwendet und die Emissionsintensität wurde unter Verwendung eines Lichtverstärkers mit einer Photokathode vom S-1-Typ gemessen. Der erfindungsgemäße Leuchtstoff zeigt eine Emission einer charakteristischen Wellenlänge, wenn die Werte für x und y innerhalb der obengenannten Bereiche liegen. Aus der Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Werte für x und y, die einen geeigneten Leuchtstoff der ersten Gruppe mit einer höheren Emissionsintensität ergeben, innerhalb der folgenden Bereiche liegen:

0,65 x 0,95 und 0,05 y 0,35.

Ein Leuchtstoff, der zur zweiten Gruppe der erfindungsgemäßen Leuchtstoffe gehört, ist ein solcher, worin Z für eine Zusammensetzung Al₃(BO₃)₄ steht, nämlich ein Leuchtstoff der allgemeinen Formel

Ln_1-x-yNd_xYb_yAl₃(BO₃)₄.

Dieser Leuchtstoff kann hergestellt werden durch Auswiegen der Ausgangsmaterialien, nämlich Al₂O₃, Al(OH)₃ oder Al₂(SO₄)₃, Ln₂O₃ (bei dem es sich um CeO₂ handeln kann, wenn Ln für Ce steht), Nd₂O₃, Yb₂O₃ und B₂O₃, so daß eine stöchiometrische Masse mit der gewünschten Zusammensetzung erzielt werden kann oder nur die B₂O₃-Menge bis zu dem 1,5fachen im Überschuß gegenüber der stöchiometrischen Menge vorliegt, ausreichendes Mischen derselben, Pelletisieren der Mischung und Sintern der Pellets bei etwa 1100°C für einen Zeitraum von 3 Tagen in einem Platin- oder Quarz-Tiegel.

Fig. 4 erläutert die Beziehung zwischen der Zusammensetzung des Leuchtstoffes und der relativen Emissionsintensität (berechnet auf der Basis der Annahme, daß die Intensität der Zusammensetzung, worin y=0,1 beträgt) in Leuchtstoffe der Formel

Al₃Nd_1-yYb_y(BO₃)₄.

Die Messung wurde auf die gleiche Weise wie oben in bezug auf die Fig. 2 beschrieben, durchgeführt. Der erfindungsgemäße Leuchtstoff zeigt eine Emission einer charakteristischen Wellenlänge, wenn die Werte für x und y innerhalb der obengenannten Bereiche liegen. Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Werte für x und y, die Leuchtstoff der zweiten Gruppe mit einer hohen Emissionsintensität ergeben, innerhalb der folgenden Bereiche liegen:

0,60 x 0,98 und 0,02 y 0,40.

Fig. 5 stellt einen Vergleichsversuch dar, und zeigt, daß Leuchtstoffe, die durch teilweisen Ersatz von Al in den erfindungsgemäßen Verbindungen der vorstehend erläuterten Gruppe durch Cr ein rapider Abfall der relativen Emissionsintensität stattfindet. In Fig. 5 ist die Cr-Konzentration mit (z) bezeichnet und die relative Emissionsintensität ist auf Basis der Annahme berechnet, daß die Intensität von NdAl₃(BO₃)₄ 1 beträgt. Die der Figur zugrundeliegenden Leuchtstoffe haben die Formel

Nd_0,9Yb_0,1(Al_1-Cr)₃(BO₃)₄.

Ein Leuchtstoff, der zur dritten Gruppe der erfindungsgemäßen Leuchtstoffe gehört, ist ein solcher, bei dem Z für eine Zusammensetzung der Formel P₅O₁₄ steht, nämlich ein Leuchtstoff der allgemeinen Formel

Ln_1-x-yNd,Yb_yP₅O₁₄.

Dieser Leuchtstoff kann hergestellt werden durch Auswiegen der Ausgangsmaterialien, nämlich von Ln₂O₃ (bei dem es sich um CeO₂ handeln kann, wenn Ln für Ce steht), Nd₂O₃, Yb₂O₃ und NH₄H₂PO₃, so daß die P₂O₅-Menge mindestens im 3fachen Überschuß gegenüber der stöchiometrischen Menge vorliegt und die Menge der übrigen Komponenten stöchiometrische Mengen entsprechend der gewünschten Zusammensetzung sind, ausreichendes Mischen derselben und Sintern der Mischung in einem mit einem Deckel versehenen Goldtiegel bei 500 bis 800°C für einen Zeitraum von etwa 1 bis etwa 5 Tagen.

Die Fig. 7 erläutert die Beziehung zwischen der Zusammensetzung des Leuchtstoffes und der relativen Emissionsintensität (berechnet auf der Basis der Annahme, daß die Intensität der Zusammensetzung, worin y=0,1 beträgt) in Leuchtstoffen der Formel

Nd₁_-yYb_yP₅O₁₄

und die Fig. 9 erläutert die Beziehung zwischen der Zusammensetzung des Leuchtstoffes und der relativen Emissionsintensität der Leuchtstoffe der Formel

Ln_0,9-xNd_xYb_0,1P₅O₁₄

worin Ln für B, Gd oder Y steht. Die Messung wurde auf die gleiche Weise wie oben in bezug auf die Fig. 2 beschrieben, durchgeführt. Aus diesen Figuren ist zu ersehen, daß die Werte für x und y, die einen bevorzugten Leuchtstoff der dritten Gruppe mit einer hohen Emissionsintensität ergeben, innerhalb der folgenden Bereiche liegen:

0,18 x 0,95 und 0,05 y 0,82.

Der erfindungsgemäße Leuchtstoff wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die nachfolgend beschriebenen Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel 1

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,5 Mol Na₂CO₃, 0,08 Mol Nd₂O₃, 0,02 Mol Yb₂O₃ und 0,8 Mol WO₃ wurde ausreichend durchgemischt und pulverisiert und dann pelletisiert und in einen Quarz-Tiegel eingeführt. Der Tiegel wurde in einen Elektroofen gestellt und die Temperatur wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 150°C pro Stunde auf 650°C erhöht und die Pellets wurden 50 Stunden lang bei 650°C gesintert. Nach Beendigung des Sinterns wurde das Produkt abgekühlt und mechanisch zerkleinert unter Bildung eines pulverförmigen Leuchtstoffes der Formel

Nd_0,8Yb_0,2Na₅(WO₄)₄

mit einer Teilchengröße (bestimmt unter Verwendung einer Bleine-Luft Permeabilitäts-Apparatur; alle nachfolgend angegebenen Teilchengrößen wurden mit dieser Apparatur bestimmt) von etwa 5 µm. Das Emissionsspektrum des dabei erhaltenen Leuchtstoffes ist in der Fig. 3 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die relative Emissionsintensität dieses Leuchtstoffes betrug 115 (berechnet auf der Basis der Annahme, daß die Intensität von LiNd_0,9Yb_0,1P₄O₁₂, wie er bereits früher vorgeschlagen worden ist, 100 beträgt; das gleiche gilt, wenn nichts anderes angegeben ist, für die nachfolgenden Angaben). Ein Leuchtstoff der Formel

Nd_0,8Yb_0,2K₅(WO₄)₄

wurde hergestellt durch Durchführung der Behandlungen auf die gleiche Weise wie oben angegeben, wobei diesmal jedoch K₂CO₃ anstelle von Na₂CO₃ in dem pulverförmigen Ausgangsmaterial verwendet wurde. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie das durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 angezeigte Spektrum.

Beispiel 2

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,5 Mol Na₂CO₃, 0,09 Mol Mg₂O₃, 0,01 Mol Yb₂O₃ und 0,8 Mol MoO₃ wurde genügend durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt, wobei man einen Leuchtstoff der Formel

Nd_0,9Yb_0,1Na₅(MoO₄)₄

erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes ist durch eine ausgezogene Linie in der Fig. 3 dargestellt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie dasjenige des Leuchtstoffes des Beispiels 1. Die relative Emissionsintensität dieses Leuchtstoffes betrug 107. Ein Leuchtstoff der Formel

Nd_0,9Yb_0,1K₅(MoO₄)₄

wurde hergestellt durch Durchführung der Behandlungen auf die gleiche Weise wie oben angegeben, wobei diesmal jedoch K₂CO₃ anstelle von Na₂CO₃ in dem pulverförmigen Ausgangsmaterial verwendet wurde. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie dasjenige des Leuchtstoffes des Beispiels 1.

Beispiel 3

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,5 Mol Na₂CO₃, 0,01 Mol Y₂O₃, 0,075 Mol Nd₂O₃, 0,015 Mol Yb₂O₃ und 0,8 Mol WO₃ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt, wobei man einen Leuchtstoff der Formel

Y_0,1Nd_0,75Yb_0,15(WO₄)₄

erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie dasjenige des Leuchtstoffes des Beispiels 1 und die relative Emissionsintensität betrug 104.

Auf die gleiche Weise wurden Leuchtstoffe hergestellt unter Verwendung von Bi₂O₃, CeO₂, Ga₂O₃, Gd₂O₃, In₂O₃, La₂O₃, LU₂O₃, Sb₂O₃ oder Sc₂O₃ (0,02 Mol im Falle von CeO₂) anstelle von Y₂O₃. Das Emissionsspektrum war in diesen Leuchtstoffen praktisch das gleiche. Auch bei Verwendung von K₂CO₃ anstelle von Na₂CO₃ war das Emissionsspektrum praktisch das gleiche wie oben.

Beispiel 4

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,5 Mol Na₂CO₃, 0,08 Mol Nd₂O₃, 0,02 Mol Yb₂O₃, 0,4 Mol WO₃ und 0,4 Mol MoO₃ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt zur Herstellung eines Leuchtstoffes der Formel

Nd_0,8Yb_0,2Na₅(MO_0,5W_0,5O₄)₄.

Das Emissionsspektrum des Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie dasjenige des Luftstoffes des Beispiels 1 und die relative Emissionsstabilität betrug 110.

Beispiel 5

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,5 Mol Na₂CO₃, 0,01 Mol CeO₂, 0,005 Gd₂O₃, 0,075 Mol Nd₂O₃, 0,015 Mol Yb₂O₃, 0,56 Mol WO₃ und 0,24 Mol MoO₃ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt, wobei man einen Leuchtstoff der Formel

Ce_0,05Gd_0,05Nd_0,75Yb_0,15Na₅(W_0,7Mo_0,3O₄)₄

erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie dasjenige des Leuchtstoffes des Beispiels 1 und die relative Emissionsintensität betrug 101.

Beispiel 6

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,5 Mol K₂CO₃, 0,01 Mol Bi₂O₃, 0,075 Mol Nd₂O₃, 0,015 Mol Yb₂O₃ und 0,8 Mol MoO₃ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt, wobei man einen Leuchtstoff der Formel

Bi_0,1Nd_0,75Yb_0,15K₅(MoO₄)₄

erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie dasjenige des Leuchtstoffes des Beispiel 1 und die relative Emissionsintensität betrug 97.

Beispiel 7

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,05 Mol K₂CO₃, 0,45 Mol Na₂CO₃, 0,01 Mol La₂O₃, 0,08 Mol Nd₂O₃, 0,01 Mol Yb₂O₃ und 0,8 Mol WO₃ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt, wobei man einen Leuchtstoff der Formel

La_0,1Nd_0,8Yb_0,1(Na_0,9K_0,1)₅(WO₄)₄

erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie dasjenige des Leuchtstoffes des Beispiels 1 und die relative Emissionsintensität betrug 103.

Beispiel 8

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,3 Mol Al₂O₃, 0,09 Mol Nd₂O₃, 0,01 Mol Yb₂O₃ und 0,4 Mol B₂O₃ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann pelletisiert und in einen Quarz- Tiegel eingeführt. Der Tiegel wurde in einen Elektroofen gestellt und die Temperatur wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 100°C/h auf 1100°C erhöht. Die Pellets wurden 80 Stunden lang bei 1100°C gesintert. Nach Beendigung des Sinters wurde das Produkt abgekühlt und mechanisch zerkleinert zur Herstellung eines pulverförmigen Leuchtstoffes der Formel

Nd_0,9Yb_0,1Al₃(BO₃)₄

mit einer Teilchengröße von etwa 5 µm. Das Emissionsspektrum des dabei erhaltenen Leuchtstoffes ist in der Fig. 6 dargestellt. Die relative Emissionsintensität des Leuchtstoffes betrug 130.

Beispiel 9

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,3 Mol Al₂O₃, 0,01 Mol Y₂O₃, 0,08 Mol Nd₂O₃, 0,01 Mol Yb₂O₃ und 0,4 Mol B₂O₃ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 8 behandelt, wobei man einen Leuchtstoff der Formel

Y_0,1Nb_0,8Yb_0,1Al₃(BO₃)₄

erhielt. Das Emissionsspektrum des Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie dasjenige der Fig. 6.

Auf die gleiche Weise wie oben wurden Leuchtstoffe hergestellt unter Verwendung von 0,01 Mol Bi₂O₃, Ga₂O₃, Gd₂O₃, In₂O₃, La₂O₃, Lu₂O₃, Sb₂O₃ oder Sc₂O₃ oder 0,02 Mol CeO₂ anstelle von Y₂O₃. Das Emissionsspektrum jedes dieser Leuchtstoffe war praktisch das gleiche wie das in Fig. 6 dargestellte.

Das Emissionsspektrum eines auf die gleiche Weise wie oben unter Verwendung von 0,005 Mol Bi₂O₃ und 0,005 Mol Ga₂O³ anstellt von Y₂O₃ hergestellten Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie das in Fig. 6 dargestellte.

Beispiel 10

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,06 Mol Nd₂O₃, 0,04 Mol Yb₂O₃ und 3,0 Mol NH₄H₂PO₄ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt, pulverisiert und dann pelletisiert und in einem Gold-Tiegel eingeführt. Der Tiegel wurde in einen Elektroofen gestellt und die Temperatur wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 150°C/h auf 700°C erhöht. Die Pellets wurden 5 Tage lang bei 700°C gesintert. Nach Beendigung des Sinterns wurde das Produkt abgekühlt, mit genügend Wasser gewaschen und mechanisch zerkleinert, wobei man einen pulverförmigen Leuchtstoff der Formel

Nd_0,6Yb_0,4P₅O₁₄

mit einer Teilchengröße von etwa 5 µm erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes ist in Fig. 9 dargestellt. Die relative Emissionsintensität des Leuchtstoffes betrug 121.

Beispiel 11

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,02 Mol Bi₂O₃, 0,06 Mol Nd₂O₃ und 3,0 Mol NH₄H₂PO₄ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 behandelt, wobei man einen Leuchtstoff der Formel

Bi_0,2Nd_0,6Yb_0,2P₅O₁₄

erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes war praktisch das gleiche wie dasjenige des Leuchtstoffes des Beispiels 10 und die relative Emissionsintensität betrug 105.

Jedes der Emissionsspektren von Leuchtstoffen, die auf die gleiche Weise wie oben angegeben, hergestellt worden waren unter Verwendung von Ga₂O₃, Gd₂O₃, In₂O₃, La₂O₃, Lu₂O₃, Sb₂O₃, Sc₂O₃, Sc₂O₃ oder Y₂O₃ war praktisch das gleiche wie das Emissionsspektrum des Leuchtstoffes des Beispiels 12.

Beispiel 12

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,04 Mol CeO₂, 0,05 Mol Nd₂O₃, 0,03 Mol Yb₂O und 3,0 Mol NH₄H₂PO₄ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 behandelt, wobei man einen Leuchtstoff der Formel

Ce_0,2Nd_0,5Yb_0,3P₅O₁₄

erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes ist in der Fig. 10 dargestellt. Die relative Emissionsintensität des Leuchtstoffes betrug 108.

Beispiel 13

Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial aus 0,01 Mol Gd₂O₃, 0,02 Mol Y₂O₃, 0,05 Mol Nd₂O₃, 0,02 Mol Yb₂O₃ und 3,0 Mol NH₄H₂PO₄ wurde in ausreichendem Maße durchgemischt und pulverisiert und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 behandelt, wobei man einen Leuchtstoff der Formel

Gd_0,1Y_0,2Nd_0,5Yb_0,2P₅O₁₄

erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes ist in der Fig. 11 dargestellt. Die relative Emissionsintensität des Leuchtstoffes betrug 97.

Claims

Mit Nd und Yb coaktivierter Leuchtstoff, der durch Infrarotstrahlung angeregt wird und ein Emissionsspektrum im Infrarotbereich hat, gekennzeichnet durch die allgemeine Formel Ln_1-x-yNd_xYb_yZworin bedeuten:
Ln mindestens eines der Elemente Bi, Ce, Ga, Gd, In, La, Lu, Sb, Sc und Y,
Z eine Zusammensetzung der Formel A₅(MO₄)₄, worin A für mindestens eines der Elemente K und Na und M für mindestens eines der Elemente W und Mo steht, Al₃(BO₃)₄ oder P₅O₁₄ bedeutet, und
x und y innerhalb der folgenden Bereiche liegen:0,65 ≦ x ≦ 0,95 und 0,05 ≦ y ≦ 0,35,wenn Z für A₅(MO₄)₄ steht,
0,60 ≦ x ≦ 0,98 und 0,02 ≦ y ≦ 0,40,
wenn Z für Al₃ (BO₃)₄ steht und
0,18 ≦ x ≦ 0,95 und 0,05 ≦ y ≦ 0,82,
wenn Z für P₅O₁₄ steht,
mit der Maßgabe, daß die Summe von x und y innerhalb des Bereiches x + y ≦ 1 liegt.