DE1015964B

DE1015964B - Process for the production of an electroluminescent powder

Info

Publication number: DE1015964B
Application number: DEN8393A
Authority: DE
Inventors: Pieter Zalm; Hendrik Anne Klasens; Willy Hoogenstraaten
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1953-02-04
Filing date: 1954-02-01
Publication date: 1957-09-19

Description

Verfahren zur Herstellung eines elektroluminescierenden Pulvers Es ist bekannt, daß gewisse feste Stoffe, wenn sie einem elektrischen. Wechselfeld ausgesetzt werden, Strahlung aussenden.. Diese Erscheinung wird mit »Ele#lctroluminescenz« bezeichnet. Sie läßt sich wahrnehmen, wenn man z. B. aus einem solchen Stoff eine Schicht bildet und diese beiderseits mit einer Elektrode, bedeckt, von denen mindestens eine für die, erzeugte Strahlung durchlässig ist, und wenn man an die Elektroden. eine; Wechselspannung anlegt.Process for the production of an electroluminescent powder Es it is known that certain solid substances, when they are an electrical. Alternating field be exposed, emit radiation. This phenomenon is called "electroluminescence" designated. You can perceive it when you z. B. from such a substance Layer forms and this on both sides with an electrode, covered, of which at least one for the generated radiation is transparent, and when one touches the electrodes. one; AC voltage is applied.

Nicht alle Photoluminescenz oder Kathod.oluminescenz aufweisende Stoffe können durch ein elektrisches Wechselfeld angeregt werden. Es sind jedoch schon verschiedene Vorschläge für die Herstellung elektroluminescierend.er Stoffe gemacht worden, wobei die bei der Herstellung photo- oder kathodolumin.escieren der Stoffe üblichen. Verfahren angewendet wurden,. Im allgemeinen: wurden Zinksulfide, gegebenenfalls mit Zinkoxyd gemischt, verwendet, denen, wie, hei pboto-oder ka.thod'oluminescierenden Stoffen üblich, be,-stimmtei Aktivatoren zugesetzt wurden:.Not all photoluminescent or cathodic luminescent substances can be excited by an alternating electric field. However, they are made various proposals for the production of electroluminescent substances been, whereby the photo- or cathodolumin.escieren of the substances in the production usual. Procedures were applied. In general: were zinc sulfides, where appropriate mixed with zinc oxide, used which, like, hei pboto- or ka.thod'oluminescent Common substances, certain activators were added :.

Es hat sich nun. ergeben, daß gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellte Pulver eine besonders gute Elektroluminescem.z aufweisen:.It has now. reveal that according to the method of the invention Powder produced have a particularly good Elektroluminescem.z :.

Gemäß der Erfindung wird zur Herstellung eines elektro uminescierenden Pulvers., das aus Teilchen besteht, deren Kristallgitter aus mindestens je einem Element jeder Gruppe 1. Schwefel und: Selen, 2. Zink und Cadmium, 3. Kupfer und Gold zusa,mmengebaut ist, wobei die Anzahl der Atome der Elemente der Gruppe 1 ,gleich der Anzahl der Atome der Elemente der Gruppe 2 ist und das Verhältnis zwischen der Anzahl der Atome der Elemente der Gruppe 3 und; der Anzahl der Atome der Elementes der Gruppe 2 zwischen 5 - 10-5: 1 und 10-2: 1 liegt, auf diesen Teilchen eine Oberflächenschicht ausgebildet, deren Gehalt an: Elementen: der Gruppe: 3 höher ist als im Innern der Teilchen.According to the invention, for the production of an electro-uminescent powder, which consists of particles, the crystal lattice of which is assembled from at least one element of each group 1. sulfur and: selenium, 2. zinc and cadmium, 3. copper and gold, wherein the number of atoms of the elements of group 1 is equal to the number of atoms of the elements of group 2 and the ratio between the number of atoms of the elements of group 3 and; the number of atoms of the element of group 2 is between 5 - 10-5: 1 and 10-2: 1, a surface layer is formed on these particles, the content of: elements: of group: 3 is higher than inside the particles.

Im Gegensatz zu den bekannten photo- und kath,odoluminescierenden; Stoffen ist es von wesentlicher Bedeutung, daß ein elektroluminescierendes. Pulver nach der Erfindung unhomo@gen ist. Obgleich die Erklärung der Notwendigkeit, diesen Anspruch auf Unhomoge:nität zu erfüllen, nicht ganz einsdeutig ist, liegen Gründe: für die Annahme vor, daß sie durch eine in,-folge der Un.homo;genität auftretende Sperrschicht nahe unterhalb der Teilchenoberfläche:, d. h. nicht tiefer als einige Millimikron, bedingt wird.In contrast to the well-known photo- and cathodic, odoluminescent; It is essential to have an electroluminescent substance. powder is unhomogeneous according to the invention. Although the explanation of the need to do this There are reasons: for the assumption that it occurs due to an in-sequence of unhomogeneity Barrier layer close to the particle surface :, d. H. no deeper than some Millimicron, is conditional.

Außer den vorstehend, erwähnten Elementen kann noch mindestens eines der folgenden, Elemente im Kristallgitter der elektrolu.minescierenden Teilchen vorhanden sein: Aluminium, Scandium, Gallium, Indium, Antimon, Phosphor, Arsen, Cer, Samarium, Praseodym, Silber, Chlor und Brom., und zwar in einer Menge, die in, Atomen höchstens gleich der Gesamtmenge der Atome von Kupfer und Gold ist. Besonders wenn ein hoher Gehalt an Kupfer und/oder Gold gewählt wird,, ist der Zusatz dieser- dreiwertigen Elemente nützlich.In addition to the elements mentioned above, at least one of the following elements in the crystal lattice of electroluminescent particles be present: aluminum, scandium, gallium, indium, antimony, phosphorus, arsenic, Cerium, samarium, praseodymium, silver, chlorine and bromine., And in an amount that in, atoms is at most equal to the total number of atoms in copper and gold. Particularly if a high content of copper and / or gold is chosen, the addition of this- trivalent elements useful.

Es kann auch ein: Teil, aber nicht mehr als 10 Atomprozent, der Elemente der Gruppe 2 durch Mangan ersetzt werden.It can also be a part, but not more than 10 atomic percent, of the elements of group 2 can be replaced by manganese.

Obgleich es im allgemeinen erwünscht ist, daß die Konzentration des Kupfers bzw. Goldes sich in. einer bestimmten Tiefe unterhalb, der Oberfläche, der Pulverteilchen plötzlich ändert, können auch gute elektroluminescierende Stoffe unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden, bei deren der Kupfer- und/oder Goldgehalt mehr oder weniger gleichmäßig von: der Außenseite: der Teilchen. her nach dem Innern abnimmt.Although it is generally desirable that the concentration of the Copper or gold is in. A certain depth below, the surface, the Powder particles suddenly change, can also be good electroluminescent substances be prepared using the method according to the invention, in which the Copper and / or gold content more or less evenly from: the outside: the Particle. decreases towards the inside.

Mittels der durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnenen Pulver können auf bekannte Weise elektroluminescierende, Elemente hergestellt werden. Sie können aus Tafeln bestehen, die aus einer durchsichtigen Unterlage, z. B. aus Glas, und einer darauf an:gebrarhen durchsichtigen. leitenden, Schicht, z. B. aus leitendem Zinnoxyd, und einer darauf angebrachten, Schicht eines erfindungsgemäß hergestellten elektroluminescierendein Pulvers zusammengebaut sind'. Auf der von der durchsichtigen Unterlage ab- gewandten. Seite wird eine zweite Elektrode ange, bracht, die für Strahlung durchlässig oder undurchlässig sein kann, und z. B. durch Aufdampfen, vom; Aluminium erhalten wird. Das elektroluminescierenide Pulver kann in ein Mittel eingebettet sein, das eine höhere Dielektrizitätskanstante als Luft hat. Dazu eignet sich z_ B. sehr gut ein Mineralöl oder ein Kunstharz.Electroluminescent elements can be produced in a known manner by means of the powders obtained by the method according to the invention. They can consist of panels that consist of a transparent base, e.g. B. made of glass, and one on it: burned transparent. conductive, layer, e.g. B. of conductive tin oxide, and a layer of an electroluminescent manufactured according to the invention applied thereon are assembled in powder. On the transparent from the base facing off. On the side, a second electrode is attached, which can be transparent or opaque to radiation, and z. B. by vapor deposition, from; Aluminum is obtained. The electroluminescent powder can be embedded in an agent which has a higher dielectric constant than air. A mineral oil or synthetic resin, for example, is very suitable for this.

Die Erfindungsei nachstehend an Hand nachfolgender Beispiele erläutert.The invention is explained below with reference to the following examples.

BeispialI Ein grün eilektroluminescierendes 'Pulver besteht aus Teilchen mit einem mittleren. Durchmesser von -5 Mikron von Zn S, das mit 10-4 Atomen Au pro Molekül Zn S aktiviert ist. Die Teilchen werden mit einer Schicht überzogen, die im wesentlichen aus Kupfersulfid besteht und eine Stärke von etwa 20 A hat.ExampleI A green electroluminescent powder consists of particles with a middle one. Diameter of -5 microns of Zn S, that of 10-4 atoms of Au per molecule of Zn S is activated. The particles are covered with a layer, which consists essentially of copper sulfide and has a strength of about 20 Å.

BeispielII Ein gelb elektroluminescierendes Pulver besteht aus Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 5 Mikron- von Zn S, das mit 10--4 Atomen Ag und 10-2 Atomen Mn pro Molekül Zn S aktiviert ist. Die Teilchen werden. mit einer Schicht überzogen, die im wesentlichen aus Kupfersulfid besteht -und eine Stärke von etwa 20 A hat.Example II A yellow electroluminescent powder consists of particles with an average diameter of 5 microns - of Zn S, that of 10--4 atoms of Ag and 10-2 atoms of Mn per molecule of Zn S is activated. The particles will. with a Coated layer, which consists essentially of copper sulfide - and a starch of about 20 A.

BeispielIII Ein rot elektroluminescierendes Pulver besteht aus Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 5 Mikron von Zn (S Se), bei dem das Verhältnis zwischen. Zn S und Zn Se gleich 20:80 ist und das mit Cu und Al aktiviert ist. Der Kern dieser Teilchen hat einen Kupfergehalt von 10-4 Atomen pro. Molekül ZnS; um den Kern wird eine Schicht erzeugt mit einer Stärke von etwa 20A, die 10-2 Atome Cu pro Molekül Zn (S Se) enthält.Example III A red electroluminescent powder consists of particles with an average diameter of 5 microns of Zn (S Se) at which the ratio between. Zn S and Zn Se is equal to 20:80 and that is activated with Cu and Al. Of the The core of this particle has a copper content of 10-4 atoms per. ZnS molecule; around The core is created a layer with a thickness of about 20A containing 10-2 atoms Contains Cu per molecule of Zn (S Se).

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method of making a. electroluminescent powder, which consists of particles whose crystal lattice is composed of at least one element of each group 1. sulfur and selenium, 2. zinc and cadmium, 3. copper and gold, the number of atoms of the elements of group 1 being equal to Number of atoms: of the elements of group 2 and the ratio between. the number of atoms of the elements of group 3 and the number of atoms of the elements of group 2 is between 5-1 "; i 'and 10-2: 1, characterized in that a surface layer is formed on these particles, the content of which of elements of group 3 is higher than in the interior of the particles 2. The method according to claim 1, characterized in that, in addition to the elements of groups 1, 2 and 3, one or more of the elements aluminum, scandium, gallium, indium, antimony , Phosphorus, arsenic, cerium, samarium, praseodymium, silver, chlorine, bromine are incorporated into the crystal lattice in an amount which in atoms is at most equal to the total amount of atoms from, copper and gold. 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that manganese is used instead of a portion of at most 10 atomic percent of the group 2 elements.