Verfahren zur Herstellung elektrolumineszierender Leuchtstoffe Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtstoffen, die durch Anlegen
eines elektrischen Wechselfeldes erregt werden können. Zur Herstellung solcher Leuchtstoffe
eignet sich Zinksulfid, dem man - ähnlich wie bei Leuchtstoffen, die durch Licht
angeregt werden - einen Aktivator, z. B. Kupfer, Silber oder Mangan zusetzt, worauf
das Material einem Glühprozeß unterworfen wird.Process for the production of electroluminescent phosphors
The invention relates to a method for producing phosphors by applying
an alternating electric field can be excited. For the production of such phosphors
Zinc sulfide is suitable, which one - similar to fluorescent materials, which by light
be excited - an activator, e.g. B. copper, silver or manganese adds, whereupon
the material is subjected to an annealing process.
Es sind Verfahren zur Herstellung von elektrolumineszierenden Leuchtstoffen
aus Zinksulfid und Zinkoxyd bekannt, bei denen außer dem aus Kupfer bestehenden
Aktivator noch Aluminium als Koaktivator in einem bestimmten Mischungsverhältnis
zugesetzt wird und die Mischung in einer Schwefelwasserstoffatmosphäre bei Temperaturen
von 1000 bis 1200° C geglüht wird. Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen das
Material ohne Verwendung eines Koaktivators in oxydierender Atmosphäre geglüht wird.
Je nach Wahl der Zusammensetzung der Leuchtstoffe oder des Herstellungsverfahrens
ergeben sich verschiedene Lumineszenzfarben.There are processes for the production of electroluminescent phosphors
known from zinc sulfide and zinc oxide, in which, besides the one consisting of copper
Activator or aluminum as a co-activator in a certain mixing ratio
is added and the mixture in a hydrogen sulfide atmosphere at temperatures
is annealed from 1000 to 1200 ° C. There are also methods known in which the
Material is annealed in an oxidizing atmosphere without the use of a coactivator.
Depending on the choice of the composition of the phosphors or the manufacturing process
different luminescent colors result.
Die Erfindung richtet sich auf eine Verbesserung dieser bekannten
Verfahren zur Herstellung von elektrolumineszierenden Leuchtstoffen, durch die eine
sehr helle Lumineszenz des Leuchtstoffes erreicht wird. Gemäß der Erfindung wird
dies dadurch ermöglicht, daß bei der Herstellung von elektrolumineszierenden Leuchtstoffen
aus Zinkoxyd und Zinksulfid oder Mischungen des Zinksulfids mit Zinkselenid, Cadmiumsulfid
oder Cadmiumselenid in Verbindung mit einem Aktivator und Aluminium als Koaktivator
das Gemisch in HCl-haltiger Schwefelwasserstoff atmosphäre geglüht wird. Dabei können
der Aktivator und der Koaktivator als Sulfate zugefügt werden.The invention aims to improve these known ones
Process for the production of electroluminescent phosphors, through which a
very bright luminescence of the phosphor is achieved. According to the invention
this is made possible by the fact that in the manufacture of electroluminescent phosphors
from zinc oxide and zinc sulfide or mixtures of zinc sulfide with zinc selenide, cadmium sulfide
or cadmium selenide in conjunction with an activator and aluminum as a coactivator
the mixture is calcined in an HCl-containing hydrogen sulfide atmosphere. Here you can
the activator and the coactivator are added as sulfates.
Durch die gleichzeitige Anwendung eines Aktivators (z. B. Kupfer)
und eines Koaktivators (Aluminium) unter der Einwirkung von Salzsäuredämpfen während
des Glühprozesses, bei dem Temperaturen zwischen 1000 und 1200°C angewendet werden
können, lassen sich nicht nur besonders helle Leuchtstoffe herstellen, sondern es
besteht auch die Möglichkeit, ihnen durch die größere Anzahl der variierbaren Größen
(Kupferkonzentration, Aluminiumkonzentration, Oxydzusatz und Chlorwasserstoffgehalt
der Gasatmosphäre) je nach Anwendungszweck die gewünschten Eigenschaften zu geben,
wie z. B. die besondere Eignung für Lichtverstärker.By using an activator (e.g. copper) at the same time
and a coactivator (aluminum) under the action of hydrochloric acid vapors during
the annealing process, in which temperatures between 1000 and 1200 ° C are used
can not only produce particularly bright phosphors, but also it
there is also the possibility of them through the larger number of variable sizes
(Copper concentration, aluminum concentration, oxide addition and hydrogen chloride content
the gas atmosphere) to give the desired properties depending on the application,
such as B. the particular suitability for light amplifiers.
Beispielsweise kann die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
nach folgendem Rezept durchgeführt werden: 19,4 g ZnS und 0,6 g Zn0 mit 0,051 g
CuS04 * 5 H.O und 0,0987 g A12 (S04), - 18H20 (beide in wäßriger Lösung) mischen,
trocknen und 3 Stunden in der Kugelmühle mahlen, Substanz 1/2 Stunde bei 1200° C
in einem H.S-Strom glühen, der über 80° C warme Salzsäure vom spezifischen Gewicht
1,1 geleitet und mit Chlorkalzium getrocknet wird. Nach der Glühung langsam abkühlen,
wobei die Dauer des Abkühlungsvorgangs mindestens 1/2 Stunde betragen soll. Kupfer-
und Aluminiumgehalt können auch größer gewählt werden; der Kupfergehalt, bezogen
auf Zink, kann in den Grenzen von 10-s und 10-2 Atomprozent und der Aluminiumgehalt
zwischen 0,5 - 10-s und 0,5 - 10-2 Atomprozent liegen. An Stelle der Sulfate können
auch andere Salze verwendet werden. Das geglühte Material wird dann in Essigsäure,
Ammoniak, KCN-Lösung oder nacheinander in mehreren der genannten Substanzen gewaschen.For example, the method according to the invention can be used
be carried out according to the following recipe: 19.4 g ZnS and 0.6 g Zn0 with 0.051 g
Mix CuS04 * 5 H.O. and 0.0987 g A12 (S04), - 18H20 (both in aqueous solution),
dry and grind in a ball mill for 3 hours, substance for 1/2 hour at 1200 ° C
glow in an H.S stream, the more than 80 ° C warm hydrochloric acid with a specific gravity
1.1 is passed and dried with calcium chloride. Cool down slowly after annealing,
the duration of the cooling process should be at least 1/2 hour. Copper-
and aluminum content can also be chosen to be higher; the copper content, based
on zinc, can be within the limits of 10-s and 10-2 atomic percent and the aluminum content
between 0.5 - 10-s and 0.5 - 10-2 atomic percent. Instead of sulfates you can
other salts can also be used. The annealed material is then dissolved in acetic acid,
Ammonia, KCN solution or washed successively in several of the substances mentioned.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich elektrolumineszierende
Leuchtstoffe herstellen, die eine mit den bisher bekannten Verfahren nicht erreichte
Helligkeit der Lumineszenz zeigen.When using the method according to the invention, electroluminescent
Produce phosphors that could not be achieved with the previously known methods
Show brightness of luminescence.