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Das Technische
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen blauen Leuchtstoff hoher Leuchtkraft.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen blauen Leuchtstoff
der ohne optischen Filter benutzt werden kann, und dennoch akzeptable
Farbkoordinaten für
blaue Unterpixel eines mehrfarbigen elektrolumineszenten Displays
bereitzustellen. In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet das electrolumineszente Display
dielektrische Dickfilmschichten mit einer hohen dielektrischen Konstante.
In Ausführungsformen ist
der Leuchtstoff M'aBa1-aM''2M'''4.RE, wobei M' ausgewählt ist aus Magnesium und Calcium,
M'' ausgewählt ist
aus Aluminium, Gallium und Indium, M''' ausgewählt ist
aus Schwefel, Selen und Tellur, und RE ein seltenes Erdelement ist,
besonders Europium und Cerium.
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Stand der
Technik
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Elektrolumineszente
Dünnfilmdisplays (TFEL-Displays)
sind bekannt und sind typischerweise auf Glassubstraten hergestellt.
Elektrolumineszente Displays mit einem Dünnfilm-Leuchtstoff, welche
dielektrische Dickfilmschichten verwenden, und auf keramischen Substraten
hergestellt sind, wie z.B. in U.S. Patent 5 432 015, dargestellt,
liefern erhöhte Leuchtdichte
und bessere Zuverlässigkeit.
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EP-A-0667383
offenbart einen Mehrquellen-Reaktivabscheidungsprozess für die Herstellung von
blaues Licht emittierenden Leuchtstoffschichten in Wechselstrom-TFEL-Geräten. Der
Leuchtstoff hat die Formel M''M'''2X4:RE, wobei M'' aus
der Gruppe Mg, Ca, Sr, Ba ist; M''' aus der Gruppe Al, Ga oder In ist,
X ausgewählt
ist aus der Gruppe S und Se, und RE eine aktivierende Dotiersubstanz
aus einem seltenen Erdelement der Gruppe Ce, Eu ist. Die bevorzugte
Ausführungsform
zeigt eine Leuchtstoffschicht aus SrGa2S4:Ce.
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JP07122364 betrifft eine
Herstellungsmethode für
eine elektrolumineszente Platte enthaltend eine Leuchtstoffschicht
der Formel AB
2C
4:Re,
bei der A zumindest ein Element ausgewählt aus Mg, Ca, Sr, Ba, Eu,
Yb, und B ausgewählt
aus Al, Ga, In ist. C ist ausgewählt
aus S, Se, und Re ist ein Additiv aus seltenen Erdelementen.
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Ein
elektrolumineszentes Farbdisplay hoher Leuchtkraft erfordert die
Verwendung von roten, grünen
und blauen Unterpixeln. Optische Filter werden benötigt, um
die erforderlichen Farbkoordinaten für jeden Unterpixel zu erhalten.
Folglich müssen
die für jeden
Unterpixel verwendeten Dünnfilm-Leuchtstoffe ein
solches Muster aufweisen, dass eine minimale Abschwächung des
Emissionsspektrums für
jede Pixelfarbe durch die optischen Filter vorliegt. Für Displays
mit relativ geringer Auflösung
kann die benötigte
Musterung durch Abscheidung der Leuchtstoffe durch eine Schattenmaske
erreicht werden. Für hochauflösende Displays
hingegen, liefert die Schattenmaskenmethode nicht die geforderte
Genauigkeit, und photolithographische Methoden müssen angewandt werden. Photolithographische
Techniken erfordern die Abscheidung eines Photolacks und das Ätzen oder
Abheben von Teilen des Leuchtstofffilms um das erforderliche Muster
zu erhalten.
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Ablagerung
und Entfernung des Photolackfilms und das Ätzen oder Abheben des Leuchtstofffilms
erfordern typischerweise die Verwendung von Lösungsmitteln, die Wasser oder
andere protonische Lösungsmittel
enthalten. Einige Leuchtstoffe, z.B. Strontiumsulfid, können hydrolysieren
und Wasser und nicht-protonische Lösungsmittel können die
Eigenschaften der Leuchtstoffe beeinträchtigen.
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Die
Unzulänglichkeiten
der Leuchtstoffe sind bei den Leuchtstoffmaterial für blaue
Unterpixel am schwerwiegensten, und können zum Teil dadurch ausgeglichen
werden, dass die Fläche
der blauen Unterpixel relativ zu der Fläche der roten und grünen Unterpixel
vergrößert wird.
Diese Konstruktionsänderungen
erfordern leistungsfähigere
Leuchtstoffe der roten und grünen
Leuchtstoffe und erfordert höhere Betriebsspannungen
beim Display.
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Dielektrische
Dickfilmstrukturen liefern überlegenen
Schutz vor dielektrischem Durchschlag, und ermöglichen eine niedrigere Betriebsspannung.
Ist die dielektrische Dickfilmstruktur auf einem keramischen Träger aufgebracht,
dann kann die dielektrische Dickfilmstruktur höhere Verarbeitungstemperaturen
aushalten als TFEL Geräte
auf Glassubstraten. Die erhöhte
Toleranz gegenüber
hohen Temperaturen erleichtert das Tempern der Leuchtstofffilme
bei hohen Temperaturen, um die Leuchtdichte zu erhöhen. Selbst
mit dieser Erhöhung
der Leuchtdichte haben elektrolumineszente Dickfilmdisplays nicht
die Leuchtstoff-Leuchtdichte und Farbkoordinaten erreicht, die notwendig
sind, um vollständig
wettbewerbsfähig
mit Kathodenstrahlröhren
(CRT) zu sein. Außerdem
geht der Trend in den CRT-Spezifikationen hin zu höherer Leuchtdichte
und höherer
Farbtemperatur.
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Traditionell
war Cerium-aktiviertes Strontiumsulfid das Leuchtstoffmaterial der
Wahl für
blaue Elektrolumineszenz. Dieses Material hat eine relativ hohe
Umwandlungseffizienz von elektrischer zu optischer Energie von bis
zu 1 Lumen pro Watt eingesetzter Energie. Jedoch hat das Emissionsspektrum von
Cerium-aktiviertem Strontiumsulfid einen erheblichen Anteil an grüner Emission,
zusätzlich
zu der geforderten blauen Emission, was zu einer zyanartigen Farbe
führt.
Dies macht die Verwendung eines optischen Filters notwendig, um
akzeptable blaue Farbkoordinaten zu erreichen. Der Filter schwächt die
Leuchtdichte des Leuchtstoffs erheblich ab, und es ist daher schwierig,
eine angemessene Display-Helligkeit zu erhalten. Es ist bekannt,
dass die spektrale Emission von Cerium-aktiviertem Strontiumsulfid-Leuchtstoff
durch Einstellung der Ablagerungsbedingungen und der Aktivatorkonzentration etwas
ins Blaue hin verschoben werden kann, jedoch nicht so stark, dass
ein optischer Filter unnötig
würde.
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Alternative
blaue Leuchtstoffe wurden begutachtet. Diese beinhalten Cerium-aktivierte alkalische Erd-Thiogallatverbindungen,
welche gute blaue Farbkoordinaten liefern, aber eine relativ geringe Leuchtdichte
und Stabilität
aufweisen. Blei-aktiviertes Calziumsulfid zeigt ebenfalls ausgezeichnete blaue
Farbkoordinaten, wenn der Bleiaktivator als Dimer eingeführt wird,
aber dieses Material unterliegt der Zersetzung der Dimere in isolierte
Aktivatoratome, welche eine eher ultraviolette als ein blaue Emission
hervorrufen. Europium-aktiviertes Barium-Thioaluminat bietet hervorragende
blaue Farbkoordinaten und höhere
Leuchtkraft, aber muss bei hoher Temperatur getempert werden, um
diese Eigenschaften zu erhalten.
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Eine
Verbesserung der Leuchtkraft und des Emissionsspektrums von Leuchtstoffe
für blaue
Unterpixel in elektrolumineszenten Wechselspannungsfarbdisplays
mit dielektrischen Dickfilmschichten hoher dielektrischer Konstante
wäre wünschenswert. Die
dielektrische Dickfilmstruktur würde
eine überlegene
Sicherheit gegen dielektrischen Durchschlag geben und geringere Arbeitsspannungen
im Vergleich mit elektrolumineszenten Dünnfilm-(TFEL)Displays erlauben.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Neue
Leuchtstoffe für
blaue Unterpixel wurden jetzt gefunden. Solche Leuchtstoffe können ohne optische
Filter benutzt werden.
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Dementsprechend
ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines
Leuchtstoffs enthaltend eine Verbindung der Formel M'aBa1-aM''2M'''4:RE, wobei
M' zumindest ein Element ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Magnesium und Kalzium ist,
M'' zumindest ein Element ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium und Indium ist,
M''' zumindest
ein Element ausgewählt
aus der Gruppe Schwefel, Selen, Tellur ist,
RE zumindest ein
seltenes Erdelement ist, und 0 < a < 1.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ist der Leuchtstoff getempert.
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In
weiteren Ausführungsformen
ist M'' Aluminium, insbesondere
wenn RE Europium und/oder M''' Schwefel ist. Bevorzugt ist M' Magnesium, M''' Schwefel
und RE Europium.
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In
weiteren Ausführungsformen
ist „a" im Bereich von 0.4
bis 0.8, besonders wenn der Leuchtstoff ein eutektisches Gemisch
enthält,
oder im Bereich 0.7 bis 0.8.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Methode zur
Herstellung eines Leuchtstoffs auf einem Substrat, wobei besagter
Leuchtstoff eine Verbindung der Formel M'aBa1-aM''2M'''4:RE enthält,
wobei
M' zumindest
ein Element ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Magnesium und Kalzium ist,
M'' zumindest ein Element ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium und Indium ist,
M''' zumindest
ein Element ausgewählt
aus der Gruppe Schwefel, Selen, Tellur ist,
RE zumindest ein
seltenes Erdelement ist, und 0 < a < 1,
besagte
Methode umfassend die Verwendung einer Verbindung der Formel M''2M'''3 als eine erste Quelle in einem Doppelquellen-Elektronenstrahlverdampfungsapparat
und die Verwendung einer Mischung von Verbindungen der Formeln M'M''' und BaM''' als eine
zweite Quelle in besagtem Apparat, wobei besagte Verbindung der
ersten Quelle und besagte Verbindungen der zweiten Quelle in Verhältnissen
vorliegen die eine Leuchtstoffzusammensetzung ergeben, und zumindest
eines der ersten und zweiten Quellen eine Verbindung der Formel
REM''' enthält, und
das Ausführen einer
Elektronenstrahlverdampfung aus besagter ersten und zweiten Quelle
auf ein Substrat, welches mit besagtem Leuchtstoff überzogen werden
soll.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
wird der Leuchtstoff getempert.
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In
weiteren Ausführungsformen
stellt die Methode einen Leuchtstoff wie oben beschrieben bereit.
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In
weiteren Ausführungsformen
wird der Leuchtstoff bei einer Temperatur von mindestens etwa 850°C getempert,
oder der Leuchtstoff wird bei einer Temperatur von mindestens etwa
600°C getempert.
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In
weiteren Ausführungsformen,
ist RE Europium in einer Menge von nicht mehr als 3 Atomprozent,
bezogen auf die Menge M' und
Barium, besonders bevorzugt wenn REM''' Europiumsulfid ist.
Europiumsulfid kann ganz oder teilweise ersetzt werden durch Europiumoxid.
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Kurze Beschreibung der
Abbildungen
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Die
vorliegende Erfindung wird veranschaulicht durch die in den Abbildungen
gezeigten Aufsführungsformen,
wobei:
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1 eine
schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein elektrolumineszentes
Element ist;
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2 eine
schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein elektrolumineszentes
Element ist;
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3 eine
graphische Darstellung von Daten aus Beispiel V ist;
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4 eine
graphische Darstellung von Daten aus Beispiel VI ist; und
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5–9 graphische
Darstellungen von Daten aus Beispiel VII sind.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen in der Leuchtdichte
und im Emissionsspektrum von in blauen Unterpixeln verwendeten Leuchtstoffe.
Es wird angenommen, dass die Leuchtstoffe der vorliegenden Erfindung
breite Verwendung finden werden. Die erfindungsgemäßen Leuchtstoffe werden
hauptsächlich
im Zusammenhang mit elektrolumineszenten Dickfilmdisplays beschrieben,
aber es wird erwartet, dass die Leuchtstoffe auch in Verbindung
mit elektrolumineszenten Dünnfilmdisplays verwendet
werden können,
sowie in weiteren Anwendungen.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist die Verwendung der Leuchtstoffs in elektrolumineszenten
Wechselstrom-Farbdisplays, welche dielektrische Dickfilmschichten
mit hoher dielektrischer Konstante verwenden. Die bevorzugten dielektrischen
Dickfilmstrukturen bieten überlegenen Schutz
vor dielektrischem Durchschlag und arbeiten bei niedrigeren Arbeitsspannungen
als elektrolumineszente Dünnfilmdisplays
(TFEL-Displays).
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Ein
Aspekt der Erfindung betrifft die Verbesserung der Eigenschaften
eines Barium-Thioaluminat-Leuchtstoffs bei niedrigeren Annealingtemperaturen
beim Tempern. in einigen binären
Verbindungen aus zwei verschiedenen Elementen oder pseudo-binären Verbindungen
aus zwei verschiedenen Verbindungen kann eine Mischung erhalten
werden, welche eine endliche Konzentration der zwei Elemente oder Verbindungen
aufweist, die einer minimale Schmelztemperatur hat. In der Metallkunde wird
eine solche Mischung ein eutektisches Gemisch genannt, aber das
Phänomen
kann auch auftreten, wenn die Elemente oder Verbindungen nicht Metalle, sondern
keramische Stoffe sind. Zum Beispiel wird bei der Herstellung eines
Mangan-aktivierten Zink-Germanium-Silikats ein pseudo-binärer elektrolumineszenter
Leuchtstoff aus Zinksilikat und Zinkgermanat erzeugt. Der erhaltene
Leuchtstoff hat eine tiefere Annealingtemperatur als beide seiner
pseudo-binären
Bestandteile.
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Das
pseudo-binäre
Leuchtstoffmaterial benötigt
akzeptable Elektronentransporteingenschaften. Die Matrix oder das
Trägermaterial
wirkt als Medium in dem Elektronen mit einer minimalen Wahrscheinlichkeit
der Streuung durch Unreinheiten, Gittereffekte oder Korngrenzen
beschleunigt werden können.
Dies maximiert die Wahrscheinlichkeit, dass der Energietransfer
von den beschleunigten Elektronen durch Impulsanregung des Aktivatormaterials
erfolgt. Licht wird emittiert, wenn die Aktivatoratome in ihren
Grundzustand oder nicht-angeregten Zustand zurückkehren. Ohne an die Theorie
gebunden zu sein glauben die Erfinder, dass der Elektronentransport
in einem pseudo-binären
Leuchtstoff dadurch optimiert werden kann, dass Atome in den Gitterpositionen
der einen Verbindung mit Atomen der anderen Komponente, die den
gleichen Valenzzustand hat, ausgetauscht werden. Dadurch würde die
Streuung aufgrund von Austauschen der Atome in dem Gitter minimiert,
und der dominante Effekt der Energieübertragung von den beschleunigten
Elektronen wäre
die Impuls-Anregung der Aktivatoratome, welche die Lichtemission
hervorruft.
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Bei
Barium-Thioaluminat könnten
diese Bedingungen erreicht werden, wenn Barium mit einem anderen
Element der Gruppe II des Periodensystems ausgetauscht würde, z.B.
mit Magnesium oder Kalzium. Die Bedingungen könnten auch erreicht werden wenn
Aluminium durch ein anderes Element der Gruppe III des Periodensystems
ersetzt würde,
z.B. durch Gallium oder Indium; oder wenn Schwefel durch ein anderes
Element der Gruppe VI des Periodensystems ersetzt würde, z.B.
durch Selen oder Tellur. Der Austausch muss in einer Weise erfolgen, dass
eine erhebliche Veränderung
der Kristallstruktur des Leuchtstoffmaterials, und die Ablagerung
einer zweiten Phase innerhalb des Leuchtstoffmaterials durch den
Austausch verhindert wird. Weiterhin muss der Leuchtstoff in dem
Träger-Gitter
löslich
sein, und dementsprechend sollte die Gitterkonstante des pseudo-binären Trägermaterials
so beschaffen sein, dass eine angemessene Auflösung der Aktivatorspezies erfolgt.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Leuchtstoff aus einer
Verbindung der Formel M'aBa1-aM''2M'''4:RE, wobei
M' ausgewählt ist aus Magnesium und Kalzium,
M'' ausgewählt ist aus Aluminium, Gallium
und Indium,
M''' ausgewählt ist aus Schwefel, Selen
und Tellur,
RE ein seltenes Erdelement ist, besonders bevorzugt Europium
und Cerium, und 0 < a < 1.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ist M',
M'', M''' jeweils
ein einziges Element. Besonders bevorzugt ist M' Magnesium, M'' Aluminium
und M''' Schwefel. Das bevorzugte seltene Erdelement
(RE) ist Europium.
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In
Ausführungsformen
der Erfindung ist der Wert von "a" im Bereich von 0.1
bis 0.9, bevorzugt im Bereich 0.4 bis 0.8. In besonders bevorzugten
Ausführungsformen
der Erfindung ist der Wert von „a" so gewählt, dass die Mischung eine
pseudo-binäre
Mischung ergibt, mit einem Schmelzpunkt der niedriger ist als der
Schmelzpunkt des entsprechenden Barium Thioaluminats. In noch mehr
bevorzugten Ausführungsformen
ist der Wert von „a" im Bereich von 0.5–0.75 oder
im Bereich von 0.7 bis 0.8. Wie beispielhaft hiernach angegeben,
wird angenommen, dass Werte von „a" zwischen 0.4 und 0.8 zu einer Bildung
eines eutektischen Gemisches führen,
und dass Werte von „a" in einem Bereich
von 0.7 bis 0.8 zur Bildung einer einphasigen Mischung führen.
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In
einer besonderen Ausführungsform
ist der Leuchtstoff aus einer Zusammensetzung von Magnesium-Barium-Thioaluminat.
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Das
Elementarzusammensetzung des Leuchtstoffs und der Aktivator können so
gewählt werden,
dass ein blaues Emissionsspektrum mit akzeptablen Farbkoordinaten
für blaue
Unterpixel entsteht, ohne dass optische Filter verwendet werden müssen.
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Der
Leuchtstoff kann ein elektrolumineszenter Dünnschichtleuchtstoff sein.
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Es
wird vorausgesehen, dass Europium-aktiviertes Magnesium-Barium-Thioaluminat weniger
zur Hydrolyse neigen wird als Cerium-aktiviertes Strontiumsulfid,
und sich daher leichter durch photolithographische Techniken zu
Mustern verarbeiten lassen wird.
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Die
bevorzugte Methode der Ablagerung des Leuchtstoffs auf dem Substrat
ist die Verwendung von Doppelquellen-Elektronenstrahlablagerung.
In einer solchen Methode wird eine Verbindung der Formel M''2M'''3 als erste Quelle in deinem doppelquellen-Elektronenstrahlverdampfungsapparat
verwendet, wobei M'' und M''' oben
definiert sind. Die Verbindung ist vorteilhaft als Pellet ausgestaltet.
Eine Mischung aus Verbindungen der Formeln M'M''' und BaM''', wobei M', M'' und M''' oben definiert sind,
wird als zweite Quelle in dem Apparat verwendet. Diese Mischung
von Verbindungen wird vorteilhaft auch in Form eines Pellets ausgestaltet.
Die verschiedenen Verbindungen der ersten und der zweiten Quelle
sind in Verhältnissen
vorgesehen, welche die erforderliche Zusammensetzung des Leuchtstoffs
ergeben. Die Verhältnisse
in den Pellets können
leicht von den Zusammensetzungen des Leuchtstoffs abweichen, um
während
des Abscheidungsprozesses die verschiedenen Verdampfungsgeschwindigkeiten
der unterschiedlichen Verbindungen zu berücksichtigen, und man geht davon
aus, dass die Verhältnisse
der Verbindungen in den Pellets möglicherweise angepasst werden
müssen,
um die gewünschte
Zusammensetzung im abgelagerten Film zu erhalten. Man geht davon
aus, dass in einem Doppelquellen-Elektronenstrahl-Ablagerungsprozess
allein die Verbindungen des Leuchtstoffs verwendet werden und dass es
keine Nebenprodukte im Prozess gibt. Die Verbindungen werden in
den jeweiligen Quellen verdampft und auf dem zu beschichtenden Substrat
abgeschieden.
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Wenn
da seltene Erdmetall Europium ist, dann ist die Verbindung REM''',
welche in der Methode zur Herstellung des Leuchtstoffs verwendet
wird, bevorzugt Europiumsulfid. In einigen Ausführungsformen ist die Menge
des Europiums bis zu 3 Atomprozent, bezogen auf die Gesamtmenge
von M', insbesondere
Magnesium, und Barium. In Ausführungsformen,
in denen die Menge an Europium bis zu 3 Atomprozent beträgt, kann
das Europiumsulfid ganz oder teilweise durch Europiumoxid ersetzt
werden, besonders durch Eu2O3.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung wird der Leuchtstoff getempert. Das Tempern wird durchgeführt, nachdem
der Leuchtstoff auf dem Substrat, auf dem er verwendet werden soll,
abgeschieden wurde. Das Tempern muss bei einer Temperatur erfolgen,
die niedrig genug ist, um ein Schmelzen und Zersetzen des Substrats
zu verhindern. Jedoch sollte die Temperatur oberhalb der Temperatur
liegen, bei der Tempern stattfindet, und bevorzugt oberhalb der
Temperatur, bei der die abgeschiedenen Verbindungen einen Film mit
einer homogenen Zusammensetzung bilden. Bei in elektrolumineszenten
Dickfilmdisplays verwendeten keramischen Materialien ist die Temperatur
mindesten ca. 850°C,
und bei solchen Temperaturen sollte die Dauer des Temperns kurz
sein, z.B. 1–2
Minuten. Längere
Zeiten können
bei geringeren Temperaturen angewendet werden, z.B. bei Temperaturen
von 600–650°C kann die
Zeit auf 10 Minuten oder länger erhöht werden.
Die Dauer hängt
vom jeweilig verwendeten Substrat ab.
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Das
bevorzugte Substrat ist ein keramisches Dickfilmmaterial, wie es
in der Technik bekannt ist. In Ausführungsformen der Erfindung
enthält
das Substrat eine keramische Schicht, typischerweise aus Aluminiumoxid
(Tonerde), auf die ein elektrisch leitender Film, typischerweise
Gold oder eine Silberlegierung, aufgebracht ist. Eine Dickfilmschicht
aus einem ferroelektrischem Material, typischerweise enthaltend eine
oder mehrere der Verbindungen Blei-Magnesium-Niobat-Titanat, Blei-Zirkonat-Titanat
oder Barium-Titanat, ist auf dem elektrisch leitenden Material aufgebracht.
Der Leuchtstoff-Film ist auf der Dickfilmschicht aufgebracht, gefolgt
von einem optisch durchlässigen
aber elektrisch leitfähigen
Film, der die zweite Elektrode des resultierenden Unterpixels darstellt.
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Dielektrische
Dünnfilmschichten
können
auf der Dickfilmschicht aufgebracht sein, um ungewünschte chemische
und physikalische Wechselwirkungen zwischen dem aufgebrachten Leuchtstofffilm und
der Dickfilmschicht und anderen darunter liegenden Schichten zu
vermeiden. Dielektrische Dünnfilmschichten
können
auch auf dem Leuchtstoffs vor dem Aufbringen des optisch durchlässigen und
elektrisch leitfähigen
Films aufgetragen werden. Solche weiteren dielektrischen Schichten
können
aus Aluminiumoxid-silizium-oxinitrid, Yttria, Hafnia-Zinksulfid,
Bariumtantalat, Bariumtitanat, Tantaloxid, Aluminiumtitanat, Strontiumtitanat
oder Ähnlichem
bestehen.
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Die
vorliegende Erfindung wird näher
beschrieben durch die in 1 und 2 gezeigte Ausführungsform. 1 zeigt
einen Querschnitt durch ein elektrolumineszentes Gerät, welches
einen Leuchtstoff der vorliegenden Erfindung benutzt. 2 zeigt
eine Draufsicht des elektrolumineszenten Geräts. Das elektrolumineszente
Gerät,
bezeichnet durch die Nummer 10, hat ein Substrat 12,
auf welchem eine Reihenelektrode 14 angeordnet ist. Das Dickfilmdielektrikum 16 hat
ein Dünnfilmdielektrikum 18 darauf
angeordnet. Das Dünnfilmdielektrikum 18 ist
mit drei darrüberbefindlichen
Pixelsäulen
dargestellt, welche mit 20, 22 und 24 bezeichnet
sind. Die Pixelsäulen
beinhalten Leuchtstoffe die die drei Grundfarben rot, grün und blau
liefern. Die Pixelsäule 20 hat
roten Leuchtstoff 26 in Kontakt mit dem Dünnfilmdielektrikum 18 angeordnet.
Ein weiteres Dünnfilmdielektrikum 28 befindet
sich auf dem roten Leuchtstoff 26, und Säulenelektrode 30 befindet
sich auf dem Dünnfilmdielektrikum 28.
In gleicher Weise hat die Pixelsäule 22 einen
grünen
Leuchtstoff 32 auf dem Dünnfilmdielektrikum 18,
wobei das Dünnfilmdielektrikum 34 und
die Säulenelektrode 36 darüber angeordnet
sind. Die Pixelsäule 24 hat
einen blauen Leuchtstoff 38 auf dem Dünnfilmdielektrikum 18,
mit einem Dünnfilmdielektrikum 40 und
einer Säulenelektrode 42 darüber.
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Es
ist ersichtlich, dass das elektrolumineszente Gerät 10 keinen
mit dem blauen Leuchtstoff 42 assoziierten optischen Filter
hat. In 1 ist der blaue Leuchtstoff
ein Leuchtstoff nach der vorliegenden Erfindung und hat die hier
beschrieben Eigenschaften.
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Der
Leuchtstoff der vorliegenden Erfindung liefert blaue Emission mit
hoher Leuchtdichte, welche keine optischen Filter erforderlich macht,
um verbesserte und akzeptable Farbkoordinaten für das blaue Unterpixelelement
eines elektrolumineszenten Farbdisplays zu erhalten. Es wird davon
ausgegangen, dass die Eigenschaften des blauen Unterpixels den Anforderungen
an Leuchtdichte und Farbtemperatur heutiger Kathodenstrahlröhren-Displays
genügen.
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Die
vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.
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Beispiel I
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Ein
Magnesium-Barium-Thioaluminat-Leuchtstofffilm wurde auf einem Dickfilmsubstrat gebildet
und bei einer Temperatur von ungefähr 850°C getempert.
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Der
Leuchtstoff zeigte eine relativ hohe Energieumwandlungseffizienz
und eine Leuchtdichte von 70 Candela pro Quadratmeter mit ungefilterten
CIE Farbkoordinaten von x = 0.13 und y = 0.10 bei 250 Hz und einer
Spannung von 70 Volt über
der Grenzspannung von 180 Volt. Diese Leuchtdichte ergibt eine blaue
Flächenleuchtdichte
von 30 Candela pro Quadratmeter, wenn 50% der aktiven Fläche eines
Pixel durch den blauen Unterpixel belegt ist. Die blaue Flächenleuchtdichte
ist definiert als die durchschnittliche blaue Leuchtdichte über der
nominellen Bildfläche
eines Displays.
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Beispiel II
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Eine
Reihe von Magnesium-Barium-Thioaluminat-Dünnfilm-Leuchtstoffen wurden
durch Mischung von Pudern von Aluminiumsulfid, Bariumsulfid, Magnesiumsulfid
und Europiumsulfid in den gewünschten
Verhältnissen
und durch Herstellung von gepressten Pellets aus den gemischten
Pudern erhalten. In der Reihe von Leuchtstoffen wurde ein Anteil „a" des Bariums durch
Magnesium nach der Formel MgaBa1-aAl2S4:Eu in Schritten
von 0.1 über
einen Bereich von a = 0 bis a = 0.5 variiert. Alle Leuchtstoffe hatten
eine nominelle Konzentration an Europium von 3 Atomprozent bezogen
auf die Summe der Magnesium und Bariumkonzentrationen.
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Die
Pellets wurden in ein Tonerdeschiffchen platziert und in einer Stickstoffatmosphäre in einem Bandofen,
unter Anwendung eines Temperaturprofils, so gebrannt dass die Filme
einer nominellen Spitzentemperatur von 900°C für etwa 7 Minuten ausgesetzt
waren. Die tatsächliche
Temperatur der Probe mag wegen der Wärmekapazität des Tonerdeschiffchens geringer
als 900°C
gewesen sein.
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Die
gebrannten Pellets ohne Magnesium, d.h. mit a = 0, zeigten keine
sichtbaren Veränderungen
nach dem Brennen. Fotolumineszenzmessungen mit den gebrannten Pellets
zeigten, dass dieses Material nicht homogen war, wenn es durch ein
Vergrößerungsglas
betrachtet wurde, wobei verschiedene Bereiche verschiedenfarbiges
Licht emittierten.
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Im
Gegensatz dazu zeigten Pellets mit a = 0.3 etwas Schrumpfung, was
ein Sintern nach dem Brennen anzeigte. Bei a = 0.5 wurde eine wesentliche
Formänderung
des zylindrischen Pellets nach dem Brennen beobachtet, wobei das
Pellet an der Unterseite wesentlich verbreitert war, wodurch ein Schmelzen
angezeigt wurde. Bei a = 0.4 wurde auch eine Formänderung
beobachtet, nicht jedoch in dem gleichen Ausmaß wie bei a = 0.5.
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Die
Fotolumineszenzeigenschaften des Materials enthaltend Magnesium
wurden mit einem Vergrößerungsglas
untersucht. Es wurde festgestellt, dass alle Proben eine gleichmäßige blaue
Emission zeigten. Das zeigt, dass die Materialien bis zu der Auflösung des
Vergrößerungsglases
homogen waren, ohne das ein Lumineszenzgebendes Präzipitat einer
zweiten Phase nachgewiesen werden konnte.
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Röntgendiffraktionsanalyse
(XRD) von Probenmaterial mit a = 0, d.h. ohne Magnesium, wies das
Vorhandensein einer Reihe von Verbindungen auf, u. a. Barium-Thioaluminat, Bariumsulfid
und eine oder mehrere weitere Phasen die möglicherweise Ba2Al2S5, Ba4Al2S7 oder Ba5Al2S8 enthielten.
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Röntgendiffraktionsanalyse
einer Materialprobe enthaltend Magnesium mit einem nominellen Wert
von a = 0.2 zeigte eine Phase mit einer Kristallstruktur, die der
von Barium-Thioaluminat sehr ähnlich
war, aber mit etwas kleineren Gitterkonstanten. Dies konnte aufgrund
des Austauschs von Teilen des Bariums durch Magnesium erwartet werden.
Die Probe enthielt außerdem
Bariumsulfid, aber in einer niedrigeren Konzentration als bei der
Probe ohne Magnesium, d.h. bei a = 0. Zusätzliche Phasen traten in der
Probe ohne Magnesium nicht auf.
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Röntgendiffraktionsanalyse
einer Materialprobe enthaltend Magnesium, mit einem nominellen Wert
von a = 0.5 zeigte eine Barium-Thioaluminatphase die der der Probe
entsprach, bei der a = 0.2 betrug. Jedoch war die Konzentration
an Bariumsulfid auf ungefähr
den halben Wert der Probe mit a = 0.2 reduziert. Es waren in der
Probe mit a = 0 keine zusätzlichen
Phasen nachweisbar.
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Die
CIE Farbkoordinate der fotostimulierten Lichtemission von Proben,
die Magnesium enthielten war y = 0.10, verglichen mit 0.13 < y < 0.14 bei Proben
die kein Magnesium enthielten. Dies ist eine Blauverschiebung der
Emission des Magnesium enthaltenden Materials und zeigt verbesserte
Verwendbarkeit als blaue Leuchtstoffe an. Die geringere Schmelztemperatur
der Magnesium enthaltenden Materialien zeigt dass die Materialien
für ein
Tempern bei geringeren Temperaturen geeignet sind, als Materialien,
die kein Magnesium enthalten. Dies sollte sie für dielektrische Dickfilmsubstrate
besser geeignet machen.
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Beispiel III
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Magnesium-Barium-Thioaluminat
Materialien der Formel MgaBa1-aAl2S4:Eu mit einem
nominellen Wert von a = 0.5 und mit einer Europiumkonzentration
von 3 Atomprozent bezogen auf die Summe der Magnesium- und Bariumkonzentrationen
wurden als Dünnfilm
auf dielektrischen Dickfilmstrukturen abgeschieden. Die verwendete
Abscheidungsmethode war die Doppelquellen-Elektronenstrahlverdampfung, wobei eine
Quelle ein gepresstes Pellet aus Aluminiumsulfid (Al2S3) und die andere Quelle ein gepresstes Pellet
bestehend aus einer Mischung aus Bariumsulfid, Magnesiumsulfid und
Europiumsulfid war. Die Leuchtstofffilme wurden bei einer nominellen Temperatur
von 850°C
unter Stickstoff getempert.
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Es
soll hier bemerkt werden, dass sich die genannten Zusammensetzungen
der Materialien des vorliegenden Beispiels auf die Ausgangsmaterialien beziehen,
und dass die Zusammensetzungen der abgeschiedenen Filme davon abweichen
können.
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Die
elektrolumineszente Emission des resultierenden Leuchtstoffs zeigte
die gleiche Blauverschiebung gegenüber Material ohne Magnesium
die auch in den Fotolumineszenzmessungen beobachtet wurde. Die Leuchtdichte
des Magnesium enthaltenden Leuchtstoffs in dem hergestellten elektrolumineszenten
Pixel betrug etwa 50 cd/m2 bei einer Spannung,
welche 50 Volt über
der Grenzspannung von 160 Volt lag, und betrug 90 cd/m2 bei
100 Volt über der
Grenzspannung. Die Anregungsfrequenz betrug 120 Hz.
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Im
Gegensatz dazu betrug die Leuchtdichte eines Barium-Thioaluminat-Leuchtstofffilms
ohne Magnesium bei der gleichen Anregungsfrequenz, in einer nicht-identischen Struktur,
etwa 25 bis 30 cd/m2 bei 50 Volt über dem
Grenzwert von 190 Volt. Die Leuchtdichte war etwa 40 cd/m2 bei 70 Volt oberhalb der Grenzspannung.
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Beispiel IV
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Das
Vorgehen von Beispiel III wurde wiederholt, nur dass diesmal Europiumoxid
(Eu2O3) statt Europiumsulfid
verwendet wurde. Die weiteren Verbindungen waren wie in Beispiel
III Aluminiumsulfid, Bariumsulfid und Magnesiumsulfid. Der nominelle
Wert von „a" in der Formel aus
Beispiel III war 0.5. Die Europium Konzentration betrug 3 Atomprozent
bezogen auf die Summe der Magnesium- und Bariumkonzentrationen.
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Es
wurde gefunden, dass der erhaltene Leuchtstoff die gleichen Eigenschaften
hatte, wie der aus Beispiel III, welcher mit Europiumsulfid hergestellt
worden ist. Es wird deshalb angenommen, dass bei Europiumkonzentrationen
von bis zu 3 Atomprozent Europiumsulfid ganz oder teilweise durch
Europiumoxid ersetzt werden kann.
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Beispiel V
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Dieses
Beispiel verdeutlicht die Möglichkeit, die
elementare Zusammensetzung eines Magnesium-Barium-Thioaluminat-Leuchtstofffilms,
der durch die Methode aus Beispiel II auf einer dielektrischen Dickfilmstruktur
abgelagert ist, zu steuern. Dieses Beispiel zeigt weiterhin die
Abhängigkeit
der Farbkoordinaten der Lichtemission des elektrolumineszenten Elements
von der elementaren Zusammensetzung.
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Zwei
Pellets wurden als Quelle benutzt um den Leuchtstofffilm, nämlich Aluminiumsulfid
und Europium-dotiertes Magnesium-Bariumsulfid, abzuscheiden. In
diesem Beispiel wurde die Abscheidungsgeschwindigkeit von Aluminiumsulfid
relativ zu der des Europium-dotierten Magnesium-Bariumsulfids gesteuert
durch Variation der Elektronenstrahlenergie für das Aluminiumsufid-Quell-Pellet.
Die Abscheidungsraten der beiden Quellmaterialien wurde durch unabhängige Geschwindigkeitsmessgeräte aufgezeichnet.
Die Zusammensetzung der abgeschiedenen Filme wurde durch Sekundärionen-Massenspektroskopie
(SIMS) gemessen.
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3 zeigt
das Verhältnis
von Aluminium zu den vereinten alkalischen Erd-Peaks, d.h. die Summe von Magnesium-
und Barium-Peaks in dem SIMS Spektrum, aufgetragen gegen das Verhältnis der
relativen atomaren Abscheidungsraten der beiden Quell-Materialien.
Wie man sieht, besteht zwischen den Variablen eine lineare Beziehung,
wodurch ersichtlich wird, dass das Verhältnis von Aluminium zu alkalischen Erdelementen
in dem Leuchtstoff zu den relativen Abscheidungsraten der Quell-Materialien proportional
ist.
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3 zeigt
weiterhin die y-Farbkoordinate der elektrolumineszenten Emission
der Leuchtstoffe als Funktion der Elementarzusammensetzung. Es ist deutlich,
dass die y-Koordinate im beobachteten Bereich nicht sehr stark von
der Elementarzusammensetzung abhängt,
obwohl eine Tendenz zu etwas höheren
Werten bei Probe mit der niedrigsten Aluminiumkonzentration beobachtet
wird. Die beobachtete Variation kann jedoch auch mit anderen Variablen
zusammenhängen,
die von den verwendeten Materialien und Prozessen für die Herstellung
der Pixel zusammenhängen.
Obwohl hier nicht dargestellt, zeigten die x-Farbkoordinate und
die Leuchtdichte ebenfalls keine systematische Abhängigkeit
von der Elementarzusammensetzung in dem betrachteten Bereich.
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Beispiel VI
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Eine
Reihe von Europium-dotierten Barium-Thioaluminat-Leuchtstofffilmen
mit einer Dicke von etwa 420 Nanometern wurde mittels Elektronenstrahlabscheidung
mit einer doppelten Aluminiumsulfid und Europium-dotierten Bariumsulfid-Quelle
auf ein sauberes 2 mal 2 Zoll (5 mal 5 cm) Aluminiumoxid-Substrat
abgeschieden, und dann bei 800°C
getempert. Die Europiumkonzentration wurde so variiert, dass das
atomare Verhältnis
von Europium zu Barium im Bereich von 4 bis 25 Prozent lag. Die
Filme wurden in einer Atmosphäre
von bis zu 0.2 Millitorr (0.266 Pascal) Schwefelwasserstoff abgeschieden.
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Die
Fotolumineszenz der Filme bei einer Bestrahlung mit UV Licht von
365 nm erhöhte
sich annähernd
lineare bis zu einen Wert von 20 Atomprozent Europium, und fiel
dann, wie in 4 gezeigt, bei höheren Konzentrationen
von 25 Atomprozent Europium wieder ab. Dementsprechend war die CIE x-Koordinate
konstant bei x = 0.15. Die CIE y-Koordinate blieb bis zu einem Wert
von 20 Atomprozent Europium relativ konstant bei y = 0.15 und vergrößerte sich
dann deutlich auf y = 0.23 bei 25 Atomprozent Europium.
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Es
wurde keine signifikante Abhängigkeit
der Fotolumineszenz-Intensität
oder der Farbkoordinaten vom Schwefelwasserstoffdruck beobachtet,
was die Vermutung nahe legt, dass die Filme weitgehend mit Schwefel
gesättigt
waren.
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Die
Messwerte zeigen eine Änderung
in den Fotolumineszenzeigenschaften bei Europiumkonzentrationen
oberhalb von 20 Atomprozent, wobei aus diesem Beispiel nicht geschlossen
werden kann, dass diese Änderung
direkt mit der Erhöhung
der Europiumkonzentration zusammenhängt.
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Beispiel VII
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Puder
für die
Herstellung von Magnesium-Barium-Thioaluminat wurden nach der Methode aus
Beispiel II hergestellt, nur dass die Puder bei einer Temperatur
von 1000°C
unter Stickstoff für
10 Minuten getempert wurden, und nicht bei 900°C. Außerdem wurde der Anteil „a" des durch Magnesium ersetzten
Bariums in der Formel MgaBa1-aAl2S4:Eu in einem Bereich
von 0.10, 0.30, 0.50, 0.70 und 0.90 variiert.
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Augenscheinlich
waren die Proben mir a = 0.5 und a = 0.7 nach dem Tempern in einem
flüssigen Zustand,
wohingegen die Probe mit a = 0.3 offensichtlich nur auf ihrer Oberfläche geschmolzen
war. Die Probe mit a = 0.9 zeigte mindestens zwei Kristallphasen,
welches jeweils unter 365 nm UV-Anregung ein grünes und blaues Licht emittierten.
Die Probe mit a = 0.7 war nicht erkennbar mehrphasig.
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Die
CIE x-Koordinate der Fotolumineszenz war unabhängig vom Wert „a" gleich 0.14. Die
CIE y-Koordinate war nur leicht abhängig von „a", wobei sie sich von etwa 0.11 bei a
= 0.1 auf 0.13 bei a = 0.9 vergrößerte.
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Röntgendiffraktionsanalyse
der Proben zeigte, dass bei den Proben mit a = 0.1 und a = 0.3 die dominante
Kristallphase eine Kristallstruktur hatte, die der von Barium-Thioaluminat sehr ähnlich war, und
weiterhin, dass eine beträchtliche
Menge Bariumsulfid vorhanden war. Das Mengenverhältnis dieser beiden Phasen
war dem der Probe mit a = 0.2 aus Beispiel II, die bei 900°C getempert
war (nicht bei 1000°C,
wie in diesem Beispiel), sehr ähnlich.
Dies lässt
darauf schließen,
dass das Verhältnis
der Kristallphasen in den Pellets sehr nahe dem Gleichgewicht für diese
Elementarzusammensetzungen ist. Die Phase, welche eine Kristallstruktur
hat, die der von Barium-Thioaluminat sehr ähnlich ist („die Barium-Thioaluminat-artige
Phase") könnte eine
Gitterkonstante haben, die etwas kleiner ist als die von reinem
Barium-Thioaluminat;
möglicherweise
aufgrund des Austausches von Teilen des Bariums durch Magnesium
im Kristallgitter.
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In
der Probe mit a = 0.5 war die Barium-Thioaluminat-artige Phase die
dominante Phase. Es gab keine messbare Menge an Bariumsulfid. Dies
steht im Gegensatz zum Beispiel II mit a = 0.5, wo bei einer niedrigeren
Temperatur getempert wurde, und wo noch eine nachweisbare Menge
Bariumsulfid vorhanden war. Dementsprechend scheint das Phasenverhältnis bei
dieser nominellen Zusammensetzung kein Gleichgewichtsverhältnis zu
sein, zumindest bei der tieferen Annealingtemperatur. Die Proben
mit a = 0.5 zeigten eine zusätzliche
Phase mit einer Kristallstruktur, die der von Mangan-Thioaluminat
sehr ähnlich war
(obwohl diese Verbindung nicht vorliegen konnte, da kein Mangan
in der Probe war). Das Kristall unterscheidet sich von dem Mangan-Thioaluminats durch
einen XRD-Peak, der einem Kristallgitterabstand von 11.99 Angström entspricht,
was möglicherweise
einer Gitterverzerrung im Vergleich zu einer Mangan-Thioaluminat-Struktur
entspricht.
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Die
Probe mit a = 0.7 hatte die Mangan-Thioaluminat-artige Phase mit
dem 11.99 Angström-Peak
als dominante Phase. Es waren jedoch auch andere Phasen anwesend,
u.a. die Barium-Thioaluminat-artige Phase und geringe Mengen anderer Phasen,
die nicht in den Proben mit niedrigeren Werten von „a" gefunden wurden.
Von allen untersuchten Proben scheint diese Probe die einzige zu
sein, die größtenteils
aus einer einzigen Kristallstruktur aufgebaut ist. Ein weitgehend
einphasiger Leuchtstofffilm in einem elektrolumineszenten Display
könnte
vorteilhaft sein, weil Elektronen, die in den Leuchtstofffilm eintreten
möglicherweise
eine geringere Tendenz haben, an den Korngrenzen der verschiedenen Kristallphasen
zu streuen, und dadurch weniger zu solchen Energieverlusten neigen,
die keine Emission von nützlichem
Licht erzeugen. Dies würde
die Effizienz der Umwandlung von elektrischer Energie in Licht des
Displays verbessern. Es ist möglich,
dass die einphasige Verbindung einem Wert von a = 0.75 entspricht,
und dass die Kristallstruktur der Verbindung eine Kristallzelle
hat, die ein integrales Vielfaches der Atomanzahl einer Einheitszelle
von Barium-Thioaluminat aufweist. Ein solches Vielfaches könnte für den großen Kristallgitterabstand
von 11.99 Angström,
welcher in einigen Proben beobachtet wurde, verantwortlich sein.
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Die
Probe mit a = 0.9 hatte ebenfalls eine Kristallphase, die den 11.99
Angström-Peak zeigte, aber
in wesentlich geringerem Ausmaß.
Die Probe zeigte weiterhin die zusätzlichen Phasen, die auch in der
a = 0.7 Probe sichtbar waren, in größerer Menge, sowie weitere
Kristallphasen, die in anderen Proben nicht auftraten. Die zusätzlichen
Phasen stehen im Einklang mit dem Vorhandensein eines zweiten Emissionssignals
kurzer Wellenlänge
in den Fotolumineszenz-(PL-)Spektren. Man sieht auch eine leichte
Verschiebung des Haupt-Peaks im PL Spektrum hin zu längeren Wellenlängen, was
eine Veränderung der
atomaren Umgebung des Europium-Aktivators in der Hauptphase anzeigt,
wenn die nominelle Zusammensetzung geändert wird. Dies könnte einen
Bereich für
die Elementarzusammensetzung der Hauptphase andeuten.
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Die
Proben mit a = 0.5 und a = 0.7 schmolzen beide als sie bei 1000°C getempert
wurden, wohingegen die anderen Proben bei dieser Temperatur entweder überhaupt
nicht schmolzen, oder nur leicht an der Oberfläche. Es könnte sein, dass ein eutektischer
Punkt für
solche Zusammensetzungen als Funktion des Magnesium zu Barium-Verhältnisses existiert,
wenn „a" zwischen 0.4 und
0.8 liegt. Für
die Herstellung von elektrolumineszenten Displays ist die Möglichkeit,
bei tieferen Temperaturen zu tempern vorteilhaft, denn die Verringerung
der Prozesstemperatur vermindert oder verhindert Temperatur-induzierte
Schäden
an der hergestellten Display-Struktur.
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Die
Fotolumineszenzspektren der Proben bei 365 nm Anregungswellenlänge wurden
ebenfalls aufgezeichnet. Um feststellen zu können ob kleinere Emissionspeaks
vom Hauptpeak verdeckt wurden, wurden die Spektren mittels Dekonvolution
bearbeitet. Die Mitte der Emissionspeaks wurde ausgewählt. Ein
Spiegelbild derjenigen Hälfte
des Emissionspeaks, die am steilsten von der Mitte her abfiel wurde um
die Mitte des Peaks gespiegelt, und der so konstruierte symmetrische
Peak wurde von dem gemessenen Emissions-Peak abgezogen.
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Der
resultierende dekonvolierte Peak machte kleinere Peaks sichtbar,
die in ihrer Wellenlänge gegenüber dem
Hauptpeak verschoben waren. Die kleinen Peaks waren bei a = 0.1,
a = 0.3 und a = 0.5 in Richtung längerer Wellenlängen verschoben,
wie jeweils in 5, 6 und 7 gezeigt.
Bei a = 0.7 war die Amplitude des kleinen Nebenpeaks deutlich kleiner,
obwohl er nicht in Bezug auf seine Wellenlänge verschoben war, wie in 8 gezeigt.
Bei a = 0.9 war der Nebenpeak verschwunden, jedoch ersetzt durch einen
weiteren kleinen Nebenpeak, der vom Hauptpeak, wie in 9 gezeigt,
in Richtung kürzerer
Wellenlänge
verschoben war. Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine kleine emittierende
Phase bei „a" kleiner als ungefähr 0.7 auftritt,
und dass eine andere kleine emittierende Phase bei „a" ungefähr gleich
0.9 auftritt. Man sah auch, dass der größere Peak bei a = 0.9 in Richtung
größerer Wellenlängen verschoben
war. Dies zeigte, dass eine Änderung
der kristallinen Umgebung des Europiums in der dominanten Phase
bei diesem Magnesiumgehalt zur Emission beitrug. Diese Verschiebung
steht mit der beobachteten Erhöhung
der CIE y-Koordinate im Einklang.
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Die
erhaltenen Daten korrespondieren gut mit den XRD-Daten, welche bei
niedrigen „a"-Werten das Vorhandensein
einer Barium-Thioaluminat-artigen Phase andeuten, und eine Vielzahl
von anderen Phasen, wenn „a" ungefähr 0.9 ist.
Die Ergebnisse stimmen auch mit der sichtbaren mehrfarbigen Lichtemission
von Proben mit „a" ungefähr 0.9 überein, wenn
die Probe mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.