DE2903073C3 - - Google Patents
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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 x Yb y P₄O₁₂ 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 Na0,5, Gd0,46,
Nd0,02, Yb0,02, 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
Ln1-x-y Nd x Yb y Z
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,
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
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.
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:
Ln1-x-y Nd x Yb y A₅(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 Na₅Nd1-y Yb y (WO₄)₄ und
Na₅Nd1-y Yb 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
Ln1-x-y Nd x Yb y Al₃(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
Al₃Nd1-y Yb 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
Nd0,9Yb0,1(Al1-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
Ln1-x-y Nd,Yb y P₅O₁₄.
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-y Yb y P₅O₁₄
und die Fig. 9 erläutert die Beziehung zwischen der
Zusammensetzung des Leuchtstoffes und der relativen
Emissionsintensität der Leuchtstoffe der Formel
Ln0,9-x Nd x Yb0,1P₅O₁₄
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.
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
Nd0,8Yb0,2Na₅(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 LiNd0,9Yb0,1P₄O₁₂, 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
Nd0,8Yb0,2K₅(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.
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
Nd0,9Yb0,1Na₅(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
Nd0,9Yb0,1K₅(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.
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
Y0,1Nd0,75Yb0,15(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.
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
Nd0,8Yb0,2Na₅(MO0,5W0,5O₄)₄.
Das Emissionsspektrum des Leuchtstoffes war praktisch
das gleiche wie dasjenige des Luftstoffes des
Beispiels 1 und die relative Emissionsstabilität betrug
110.
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
Ce0,05Gd0,05Nd0,75Yb0,15Na₅(W0,7Mo0,3O₄)₄
erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes
war praktisch das gleiche wie dasjenige des Leuchtstoffes
des Beispiels 1 und die relative Emissionsintensität
betrug 101.
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
Bi0,1Nd0,75Yb0,15K₅(MoO₄)₄
erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes
war praktisch das gleiche wie dasjenige des Leuchtstoffes
des Beispiel 1 und die relative Emissionsintensität
betrug 97.
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
La0,1Nd0,8Yb0,1(Na0,9K0,1)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.
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
Nd0,9Yb0,1Al₃(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.
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
Y0,1Nb0,8Yb0,1Al₃(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.
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
Nd0,6Yb0,4P₅O₁₄
mit einer Teilchengröße von etwa 5 µm erhielt. Das
Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes ist in Fig. 9
dargestellt. Die relative Emissionsintensität des Leuchtstoffes
betrug 121.
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
Bi0,2Nd0,6Yb0,2P₅O₁₄
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.
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
Ce0,2Nd0,5Yb0,3P₅O₁₄
erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes ist in der
Fig. 10 dargestellt. Die relative Emissionsintensität
des Leuchtstoffes betrug 108.
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
Gd0,1Y0,2Nd0,5Yb0,2P₅O₁₄
erhielt. Das Emissionsspektrum dieses Leuchtstoffes ist
in der Fig. 11 dargestellt. Die relative Emissionsintensität
des Leuchtstoffes betrug 97.
Claims (1)
- Mit Nd und Yb coaktivierter Leuchtstoff, der durch Infrarotstrahlung angeregt wird und ein Emissionsspektrum im Infrarotbereich hat, gekennzeichnet durch die allgemeine Formel Ln1-x-y Nd x Yb y Zworin 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.
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