DE970330C - Strom-Elektrolumineszenzzelle - Google Patents
Strom-ElektrolumineszenzzelleInfo
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- DE970330C DE970330C DEG11086A DEG0011086A DE970330C DE 970330 C DE970330 C DE 970330C DE G11086 A DEG11086 A DE G11086A DE G0011086 A DEG0011086 A DE G0011086A DE 970330 C DE970330 C DE 970330C
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- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
- H05B33/145—Arrangements of the electroluminescent material
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
AUSGEGEBEN AM 11. SEPTEMBER 1958
JTr. 970 KLASSE 21 f GRUPPE INTERNAT. KLASSE H 05 b
G 11086 VIIIc/21f
03
ist als Erfinder genannt worden
Strom-Elektrolumineszenzzelle
Die Erfindung bezieht sidh auf eine Strom-Elektrolumineszenzzelle.
Insbesondere bezieht sie sich auf eine Elektrolumineszenzzelle, in welcher die
Elektroden an gegenüberliegenden Seiten eines den Leuchtstoff bildenden Einkristalls angeordnet sind.
In den bisher bekannten Strom-Elektrolumineszenzzellen
wurde als Leuchtstoff Siliziumkarbid verwendet. Die üblidhen Zellen dieser Art haben
etwa die Form von Plattenkondensatoren, deren Dielektrikum SiC enthält und deren eine Platte
aus einer lichtundurchlässigen Schicht oder einem Drahtnetz besteht. Bei Stromdsurchgang wird dann
im Si G ein Leuchten beobachtet. Diese Zellen stehen in einem gewissen Gegensatz zu den anderen bekannten
Spannungs-Elektrolumiaeszenzzellen, vielfach Leuchtkondensatoren genannt, bei denen der
Leuchtstoff im allgemeinen in ein Dielektrikum eingebettet ist und die ausschließlich mit Wechselspannung
arbeiten. Bei letzteren nimmt die Lichtintensität bekanntlich mit der Spannung und mit ao
der Frequenz bis zu einem bestimmten Purikt zu. Oberhalb dieses Punktes bewirken FrequenzerJiöhungen
keine weitere Vergrößerung der Helligkeit. Die Spannung darf dabei selbstverständlich
nicht über den Durchschlagspunkt hinaus gesteigert as
werden.
Durch die Erfindung soll nun eine Strom-Elektrolumineszenzzelle
von hoher Helligkeit und
M9 611&
• Lichtintensität geschaffen werden, die sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom arbeitet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Elektrolumineszenzzelle besonders kleiner
Abmessungen, bei der ein Einkristall des Leuchtstoffes das Licht aussendet.
Erfindungsgemäß ist eine Strom-Elektrolumineszenzzelle
mit an gegenüberliegenden Seiten des den Leuchtstoff bildenden Einkristalls anliegenden
ίο Elektroden dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall
aus Zinksulfid, Zinkselenid oder aus Cadmiumsulfid oder aus einer Mischung dieser
Stoffe und aus weniger als 5 % eines Aktivators besteht. Die Elektroden liegen dabei auf einander
gegenüberliegenden Seiten des Kristalls auf und
• besitzen dadurch den durch die entsprechenden Kristallflächen gegebenen Abstand.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in stark vergrößerter Darstellung einen Einkristall 10 des aktivierten
EleMrolumineszenzleuchtstoffes. Der Kristall kann in Wirklichkeit kleiner als beispielsweise ein
■ Weizenkorn sein, d. h. eine Größe von einigen Millimetern haben. Auf zwei einander gegenüberliegenden
Flächen des Kristalls 10 sind zwei Elektrodenii
und 12 angebracht. Beide Elektroden können aus einer lichtundurchlässigen leitfä'higen
Substanz, beispielsweise einer Silberpaste, Metallplatten mit glatter Oberfläche oder aus anderen
Metalls rücken bestehen. Gegebenenfalls kann es auch erwünscht sein, beide Elektroden als durchsichtige
leitende Schicht, z. B. als Zinkoxydschicht, auf einer Glasplatte auszuführen. Wenn beide Elektroden
lichtundurdhlässig sind, tritt das Leuchten bzw. das erzeugte Licht bei Erregung der Elektrodenn
und 12 aus den anderen Kristallflächen aus.
Mittels der Leitungen 14 und 15 wird eine
Energiequelle 13 an die Elektroden 11 und 12 angeschlossen.
Die Energiequelle 13 kann im Gegensatz zu derjenigen einer bekannten Spannungs-Elektrolumineszenz
auch, eine Gleichstromquelle sein, da die Zelle bei beiden Stromarten Licht liefert.
Der Kristall 10 wird dadurch hergestellt, daß man Zinksulfid, Zinkselenid und Cadmiumsulfid in
verschiedenen Mengen mit einer kleinen. Menge eines Aktivatprs mischt und die Mischung in feiner
Verteilung in eine sorgfältig gereinigte Quarzröhre bringt. Diese Röhre wird dann evakuiert, zur Entfernung
absorbierter Gase erhitzt und sodann abgeschmolzen. Die untere Hälfte der Röhre, welche
die feinverteilte Mischung enthält, wird dann etwa auf die Sublimationstemperatur der Mischung erhitzt.
Die obere Röhrenhälfte wird auf einer etwa um ioo° C tieferen Temperatur gehalten. Das Pulver
sublimiert dann allmählich und kondensiert sich an den kühleren Wänden des oberen Teils der Röhre
in Form einzelner Kristalle. Für die genannte Mischung wird der untere Teil der Röhre auf etwa
1175° C erhitzt.
Vorzugsweise sollen als Aktivator für diese Leuchtstoffe Kupfer und Silber verwendet werden,
jedoch sind auch andere Aktivatoren, wie Mangan und Phosphor, brauchbar. Man kann zwar eine
Aktivatorbeimischung von mehr als 5 % verwenden,
jedoch sind geringere Mengen vorzuziehen. Es ließ sich feststellen, daß sich sehr gute Leuchtstoffe mit
einer anfänglidhen Aktivatorbeimischung von etwa 0,5 % herstellen ließen. Der Aktivator braucht auch
anfänglich nicht als Metall vorhanden zu sein. So kann z. B. der Kupferaktivator in Form von
Kupfernitrat zugesetzt werden. Der Prozentsatz der anfänglich beigemischten Aktivatormenge läßt
nicht notwendig auf die Menge des Aktivators in dem fertigen Leuchtstoff schließen.
Das Verfahren zur Herstellung der Leuchtstoffkristalle kann auch dazu dienen, zwei oder mehr
Stoffe zusammenzukristallisieren. So läßt sich z. B. ein hervorragend guter Leuchtstoff aus einer anfänglichen
Mischung von 80 Teilen Zinksulfid mit 20 Teilen Zinkselenid und 0,5 Teilen Kupfer in
Form von Kupfernitrat herstellen.
Es ist erwünscht, die Kristallbildung über eine längere Zeit auszudehnen, wie es für langsames
Kristallwachstum üblich ist. Dabei sind 48 Stunden etwa das Minimum, bei dem gute Kristalle erzielt
werden. Diese Zeit läßt sich auch abkürzen, jedoch sind dann die Kristalle nicht groß genug, um gut
brauchbar zu sein.
Ein nach dem beschriebenen Verfahren hergestellter Kristall wird aus der abgescbmolzenen
Röhre entnommen, und es werden dann zwei einander gegenüberliegende Kristallflächen vorsichtig
mit einem Überzug versehen oder anderweitig mit Elektroden in Kontakt gebracht. Man erhält auf
diese Weise eine gute Elektrolumineszenzzelle, die, wie schon betont, sowohl bei Wechselstrom wie bei
Gleichstrom arbeitet. Gewünschtenfalls kann man eine Mehrzahl kleiner Kristalle innerhalb einer einzigen
Elektrolumineszenzlampe vereinigen. Die Kristalle lassen sich auch als einzelne Elemente
zu einem Kathodenstrahlleuchtschirm zusammensetzen.
Die Betriebseigenschaften hängen von der Orientierung des elektrischen Feldes gegenüber der ausgezeichneten
Kristallachse ab. Die Helligkeit für eine gegebene Feldstärke ist viel höher, wenn das
Feld gemäß Fig. 2 senkrecht zur Kristallachse orientiert wird.
Claims (8)
1. Strom-Elektrolumineszenzzelle mit an
gegenüberliegenden Seiten des den Leuchtstoff 11S
bildenden Einkristalls anliegenden Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall aus
Zinksiulfid, Zinkselenid oder aus Cadmiumsulfid
oder aus einer Mischung dieser Stoffe und aus weniger als 5% eines Aktivators besteht.
2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall Kupfer oder Silber
als Aktivator enthält.
3. Zelle nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall
durch Zusammenkristallisieren von Zinksulfid,
Zinkselenid und weniger als 5 °/o des Aktivatormaterials erhalten wird.
4. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall aus etwa 80 Gewichtsteilen
Zinksulfid, 20 Gewichtsteilen Zinkselenid und 0,5 Gewichtsteilen Kupfer besteht.
5. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden derart angebracht
sind, daß das Feld senkrecht zur Hauptachse des Kristalls verläuft.
6. Verfahren zur Herstellung von Zellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Mischung des Lumineszenzmaterials in feinverteilter Form mit einem Aktivator von
weniger als 5 Gewichtsprozent in eine Röhre gebracht wird, daß die Röhre abgeschmolzen und
erhitzt wird, daß sodann der Teil der Röhre, welcher die Mischung enthält, etwa auf die
Sublimationstemperatuir der Mischung erhitzt wird, während gleichzeitig wenigstens ein Teil
des. Restes der Röhre auf einer genügend tiefen Temperatur gehalten wird, um eine langsame
Kondensation der flüchtigen Bestandteile zu ermöglichen, und daß die Kristalle schließlich aus
der Röhre entnommen'und zwei einander gegenüberliegende Kristallflädhen mit Elektroden versehen
werden.
7. Verfahren nadh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 80 Gewichtsteile feinverteiltes Zinksulfid, 20 Gewichtsteile
feinverteiltes Zinkselenid und 0,5 Gewichtsteile feinverteiltes Kupfer enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der geheizte Teil der Röhre
bis auf etwa 11750 C erhitzt wird und die zur
Kondensation der flüchtigen Bestandteile dienende Fläche auf etwa ioo° C tieferer Temperatur
liegt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung S 18733 VIIIc/2if;
britische Patentschrift Nr. 567 184;
USA.-Patentschrift Nr. 2 254 957;
F. A. Kroger: »Some Aspects of the
Luminescence of Solids«, Elsevier Publishing Company Inc., New York—Amsterdam — London
—Brüssel, 1948, S. 263 und 268.
Zeitschrift für ang. Phys., 1 (1948), S. 153
bis 161;
Journ. de chim. phys., 34 (1937), S. 117 bis 124.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 609 736/3S0 12.56 (809611/& Ϊ.58)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US970330XA | 1952-02-29 | 1952-02-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE970330C true DE970330C (de) | 1958-09-11 |
Family
ID=22260461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEG11086A Expired DE970330C (de) | 1952-02-29 | 1953-03-01 | Strom-Elektrolumineszenzzelle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE970330C (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2254957A (en) * | 1939-10-23 | 1941-09-02 | Gen Electric | Electric source of light |
GB567184A (en) * | 1943-04-16 | 1945-02-01 | Ernest Joffre Sherwood | Improvements in or relating to electric light sources |
-
1953
- 1953-03-01 DE DEG11086A patent/DE970330C/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2254957A (en) * | 1939-10-23 | 1941-09-02 | Gen Electric | Electric source of light |
GB567184A (en) * | 1943-04-16 | 1945-02-01 | Ernest Joffre Sherwood | Improvements in or relating to electric light sources |
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