JPH0379693A - 光学的アップコンバーションのための高性能光ルミネセント材料及びそれを作る方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子トラッピング（ｔ　ｒａｐｐｌ　ｎｇ）光
学的材料及びそのような材料の製造並びに使用方法に関
する。

〔従来の技術〕

関連する材料群を規定するために、特に時折学術用語に
ついて混乱が存在するので、その歴史を回顧するのは有
益である。用語ルミネセンス（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃ
ｅ）　、即ち異なる条件の下で光を発するある固体の能
力から始めるのが重要である。

ルミネセンスは、古い歴史にさかのぼる古から知られた
自然現象である。ゼーベック及びベフレルは、いくつか
の材料の瞬間的に目に見える残光を観察した。　１８８
９年に、クラット及びレナードはまた赤外線とのいくつ
かの効果を観察した。この期間に「蛍光体」及び「ルミ
ネセンス」のような言葉が出現した。１９０４年に、ダ
アムスは、残光を誘導又はストップすることを意味して
いる「刺戟（ｓｔｌｍｕｌａｔｌｏｎ）Ｊと「消滅させ
る（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）Ｊとの間を明確に区別した。

後者の研究の多くは、レナードに関連しており、彼は、
陰極線発光に関し物理学部門で１９０５年ノーベル賞を
受賞した。彼は少くとも１９１８年まで異なる蛍光体を
研究した。

後者の研究は１０００年から１９３４年に亘り、ウアバ
ッハによって発見された。これ等の昔の科学音速は、基
本的には非常に小さいルミネセンス効果を観察していた
。

１９４１年に、発光蛍光体開発のための国防委員会によ
って計画が設定された。この研究はロチニスター大学で
スタートし、そして他の研究所が参加した。しかしこの
計画は第２次大戦で終った。

下記の技術論文が１９４６年と１９４９年との間にこの
研究に関して発表された。

ビー・オブリーン（Ｂ、　Ｏ’Ｂｒ１ｅｎ）　、　　ｒ
赤外線蛍光体の開発」、アメリカ光学協会（Ｊ、　ｏｐ
ｔ、　Ｓｏｃ。

ｏｒ　Ａｍ）、第３８巻、　１９４６年７月発行、　ｉ
　３６９頁：エフ・ウアバッハ（Ｆ、　Ｕｒｂａｃｈ）
等、「赤外線感Ｓａｃ、　ｏｆ　Ａ＋ａ）　＋第３６巻
、　１９４８年７月発行、第３７２頁； ジー・フオンダ（Ｇ、　Ｐｏｎｄａ）、　　ｒ赤外線感
光硫化亜鉛の製作及び特性」、アメリカ光学協会（Ｊ。

Ｏｐｔ、　Ｓｏｃ、　ｏｆ’　Ａｍ）、第８８＠、　１
９４［１年７月発行、第３８２頁； ニー・エル・スミス（Ａ、　Ｌ、　Ｓｍ１ｔｈ）、　　
ｒ赤外線によって刺戟される蛍光体用ベース材料として
のセレン化ストロンチウムの製作及びその特性」。

アメリカ化学協会誌（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｒ　ｔｈｅ　
Ａｍ、　Ｃｈｅｗ。

Ｓｏｃ、）　＋第６９巻、　１９４７年発行、第１７２
５頁；「固体ルミネセント材料の製作及び特性」１編集
者ニジー・アール・フオンダ（Ｇ、　Ｒ，Ｐｏｎｄａ）
及びエフ・ザイツ（Ｆ、　５ｅ１ｔｚ）、　　ジョーン
　ライレイアンド　サンス　イン　コーポレーション（
ＪｏｈｎＷｌｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ、　Ｉｎｃ）、ニュ
ーヨーク、　１９４８年。

これ等の論文は研究した材料に関する昔の話を提供して
いる。数十年が過ぎると、その趣旨は殆んどの物理学者
によって忘れられた。陰極線管のスクリーンの陰極ルミ
ネセンス及び蛍光ランプの分野における研究のみに焦点
が向けられた。

従って、ルミネセンスの分野は広く、且つ外部エネルギ
ー源によって駆動されるとき光を発するある物質又は材
料の能力に関する。駆動エネルギー源が光であるとき、
正しい用語は光ルミネセンスである。

最も関係のあるクラスの材料は、１９７２年８月、レニ
ングラード市、ルミネセンスに関する国際会議の「赤外
線励起下の・・・・・・・・・可視ルミネセンス」第８
Ｂ頁にジェイ・エル・サマージイク（」、■、。

Ｓｕｓｍｅｒｄｌｇｋ）及びニー・プリル（Ａ、　Ｂｒ
１ｌｌ）によって論述されているように、電子を種々の
時間長さに対し、「トラップ（Ｔｒａｐ）　Ｊ内に貯え
ることができる材料である。深いトラップの場合、トラ
ップした電子は、このトラップの深さに類似のエネルギ
ーを有する光子によって後で開放されることができる。

深いトラップの場合には熱放出は無視できる。これ等の
情況では、光は後日の使用のために「貯えられる（ｓｔ
ｏｒｅｄ）Ｊ　、そして可視光の発光は赤外線によって
励起されることができそうである。狭いトラップの場合
に、熱運動が電子をトラップから励起するのに十分であ
るから、室温で自然放出が起る。現在これ等の材料は電
子トラッピング光学的材料と呼ばれている。

電子トラッピング材料の原則は下記の通りである二ホス
トクリスタル（ｈｏｓｔ　ｃｒｙｓｔａｌ）は、常時い
かなる特定の値も有していない広バンドギヤツプ半導体
（ＩＩ−Ｖｌ）化合物である。しかし、これ等の結晶は
、新しいエネルギーレベル及びバンドを生成するために
、多くの不純物でドープされている。ランタニド（稀土
類）系からの不純物は、「コミュニケーション」バンド
及びトラッピングレベルを形成するために格子内に収容
できるいくつかの要素である。新しいコミュニケーショ
ンバンドが、トラップしなかった電子が相互に作用でき
るエネルギーバンドを提供する。まだ低いエネルギーの
トラッピングレベルが、非−コミュニケーショング（ｎ
ｏｎ−ｃｏ＋ｇｍｕｎｌｃａｔｉｎｇ）場所を表わして
いる。

潜在ルミネセント作用を発揮する材料はしばしば、１又
はそれ以上の型式の場所を含んでいて、ここに電子が付
勢した（ｅｎｅｒｇｉｚｅｄ）状態でトラップされる。

可視光又はＸ線のような適切な波長の付勢している放射
線を加えるとき、そのような場所は電子で満たされる。

付勢している放射線が電子をコミュニケーションバンド
を経て付勢した状態に上昇する結果となり、このコミュ
ニケーションバンドにより、吸収及び再結合のような転
移が行なわれる。付勢している放射線を除去すると、電
子は、それ等の初めの基底状態よりも高いエネルギーレ
ベルでトラップするか、あるいはそれ等の初めの基底状
態に再び落下する。トラップする電子の数は、光ルミネ
センス材料及びその中に使用されているドーパントの組
成に非常に左右される。

トラッピングレベルがコミュニケーションバンドのレベ
ルの十分下方にあれば、それ等の中の電子は互に分離さ
れて、長時間トラップしたままであり、且つ標準周囲温
度によって影響されない。

実際に、トラップの深さが十分であれば、電子は、それ
等が特定の光エネルギー、あるいは室温よりもはるかに
高い熱エネルギーによって励起されなければ、殆んど無
期限にトラップしたままである。

電子は、転移が再結合の形で行なわれるコミュニケーシ
ョンバンドのレベルまでそれ等を再び引上げて、電子を
トラップから逃がし、且つ可視光の光子を解放するのに
十分な、光又は他の放射線が加えられるまで、トラップ
したままである。この材料は、室温の熱エネルギーがト
ラップした電子のいかなる主要な部分もそれ等のトラッ
プから逃がすのに不十分であるようなものでなければな
らない。本願で使用されているように、「光エネルギー
（ｏｐＨｃａｌ　ｅｎｅｒｇｙ）Ｊは可視光、赤外線光
及び紫外線光を含み、他に明記されていなければ、光ル
ミネセント材料は、上記の特性を有している材料である
。

今まで種々の光ルミネセント材料が知られてきたが、そ
れ等の特性は望ましいものではなかった。

例えば、光ルミネセント材料は、赤外線ビーム内に材料
を配置するとき可視光を出力することによって赤外線ビ
ームを位置づけするのに使用されてきたが、しかしその
ような前の光ルミネセント材料は、比較的低いレベルの
赤外線を検出するのに十分高感度でない。そのような材
料による可視光出力は、しばしば可視光の検出が困難で
あるような非常に低いレベルにある。更に、そのような
材料は一般に、不十分な深さを有する電子トラップ及び
／又は比較的低密度の電子トラップを有しているので、
トラップした電子を長時間維持するのが困難である。そ
のような材料の光入力エネルギーと光出力エネルギーの
比はしばしば非常に高い。即ち、所定の出力の光エネル
ギーを提供するために、比較的多量のエネルギーが材料
に加えられなければならない。上記の欠点を回避し、又
は最少にする光ルミネセント材料の開発は、多くの材料
のため多くの他の適用の途を開くであろう。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の主たる課題は、上記の欠点を回避し、又は最少
にする新規な光ルミネセント材料を提供することである
。

本発明の更に特定の課題は、光学的メモリ材料として有
用である十分な電子トラップ深さ及び十分な密度の電子
トラップを有している光ルミネセント材料を提供するこ
とである。

本発明の更に他の課題は、赤外線を受けるとき可視光線
を出力する光ルミネセント材料を提供することである。

本発明の他の課題は、高強度の可視光を出力する光ルミ
ネセント材料を提供することである。

本発明のなお他の課題は、光ルミネセント材料を作るた
めの新規な、且つ改善した方法を実現することである。

〔課題を解決するための手段〕

説明が進むに従ってより明らかとなる本発明の上記及び
他の課題は、２つのベース材料と、第１のドーパントと
、第２のドーパントと、好ましくは第３のドーパントと
、所望により可溶性の塩とより本質的に成っている高性
能電子トラッピング光ルミネセント材料によって実現さ
れる。更に詳細には、光ルミネセント材料は、アルカリ
土類金属硫化物及びアルカリ土類金属セレン化物のグル
ープから選択された２つのベース金属と；サマリウムの
第１のドーパントと；酸化ユウロピウム、弗化ユウロピ
ウム、塩化ユウロピウム、硫化ユウロピウムのグループ
から選択した第２のドーパントと；類似の組成のセリウ
ムの第３のドーバントト；ヘース材料の１００パーツ毎
にｌＯパーツまでの可溶性の塩とを具備している。

光ルミネセント材料の重要な改善は、２つのベース材料
の混合物を具備しているベース材料のユニークな使用か
ら得られる。追加の改善が第３のドーパントの使用から
得られる。

本発明は更に、基体上に配置した上記の光ルミネセント
材料を具備する。所望により、光ルミネセント材料は、
透明なバインダーの使用によって基体上に加えられる。

光ルミネセント材料と透明なバインダーとの混合は、光
ルミネセント材料の光学的特性に重大な影響を与えない
。本出願において「本質的にベース材料と、第１のドー
パントと、第２のドーパントと、第３のドーパントと、
可溶性の塩とより成る」に関しては、これ等の材料のみ
、あるいは透明なバインダーとの組合せを含むと解釈さ
れなければならない。

本発明はまた、サファイア又はアルミナのような適切な
基体上に薄膜の形でデポジットし、且つ５００〜８００
℃のような適度の温度で加熱した上記の光ルミネセント
材料を具備する。そのようにして開発された表面結晶が
、上記の光ルミネセント特性を表示する。本出願におい
て「ベース材料と、第１のドーパントと、第２のドーパ
ントと、第３のドーパントと、可溶性の塩から本質的に
成っている」ことに関しては、これ等の材料のみ、ある
いは異基体上の結晶の形の組合せを含むと解釈されなけ
ればならない。

本発明の方法は、硫化ストロンチウム及び硫化カルシウ
ムのような２つのベース材料、サマリウムの第１のドー
パント、ユウロピウム化合物の第２のドーパント及びセ
リウム化合物の第３のドーパントを混合すること；混合
後、得られた混合物を溶融して、異なるドーパントの拡
散を可能にするのに十分な温度に加熱することのステッ
プを含む。この第１の加熱ステップは、不活性雰囲気及
び９５０℃以上の温度の炉内で行なわれる。

更に他の処理法は、得られた固体物質を粉末に磨砕する
こと、磨砕後、得られた粉末を第１の温度より低いが、
粉末内の結晶欠陥を、修理するのに十分高い第２の温度
に再熱し、これによって粉末をマスに溶融することなく
電子トラッピング光学的材料を生ずることのステップを
含む。この磨砕ステップは１００ミクロン以下の粒子の
大きさをＨする粉末を生ずる。この方法は更に、光学的
材料と透明なバインダーとを混合して、それを基体に塗
布するステップを含む。

他の処理法は、最初の融合した材料の塊り（ｃｈｕｎｋ
）を創り出すこと、それを蒸着又はスパッタリングによ
るような方法で、薄膜の形に滑らかな異基体（ｆｏｒｅ
ｌｇｎ　５ｕｂｓｔｒａｔｅ）上にデポジットすること
、第１の温度以下であるが、表面結晶フィルムを形成す
るのに十分高い温度まで得られたフィルムを再加熱する
こと、これによって高光分解能を有する電子トラッピン
グ光学的材料を生ずることのステップを含む。このフィ
ルムの厚さは２〜ｌＯミクロンの範囲であればよい。

本発明の上記及び他の特徴は、添付図面と共に以下の詳
細な説明を考察するとき、より容易に理解されるであろ
う。これ等の図では同様な文字はいくつかの図に互りす
べて同様な部分を表わしている。

〔実　施　例〕

第１図は本発明の動作原理を示している。使用した基本
的多結晶光ルミネセント材料は、基底状態においてフル
な電子のバレンスパント（ｖａ　ｌ　ｃｎｃｃｂａｎｄ
）　Ｇを有している。この材料は、バレンスパントＧ内
のある電子を付勢するために機能する可視光線を受ける
。左に示した電子は、最初はバレンスパントＧにあり、
そして可視荷電光を受ける。電子は光子を吸収してその
エネルギーレベルをコミュニケーションバンドＥに高め
、ここで他の付勢した電子とのコミュニケーションが起
きて転移する。付勢光の結果として、電子はトラッピン
グレベル（ｔｒａｐｐｉｎｇ　１ｅｖｅｌ）Ｔに再び下
降するか、又は材料の組成及び利用可能なトラッピング
場所（ｔｒａｐｐｔｎｇ　５ｉｔｅ）によってバレンス
パントＧに戻る。電子は、トラッピングレベルＴにあれ
ば、他の電子から隔離したままであり、そしてそれを再
びコミュニケーションバンドＥまで上昇するために、十
分な外部エネルギーが電子に与えられるまでトラップさ
れている。

第１図の右側に示したように、電子は、それをコミュニ
ケーションバンドＥまで戻すために赤外線電磁エネルギ
ーによって刺戟してもよい、このコミュニケーションバ
ンドＥで電子は他の電子と相互に作用して、そして再び
バンドＧに降下して、この過程で可視光の光子を出力す
る。本発明の材料は、第１図によって図解した原理によ
って作用し、それによって光は、電子トラッピング現象
によって「貯えられ（ｓｔｏｒｅｄ）Ｊそして光は、赤
外線の付加によって開放されて、電子をトラップの上方
に押し上げ、そして電子をバレンスパントに戻すことが
できる。トラッピング場所の数、トラップの深さ、及び
コミュニケーションバンド内に起る転移の可能性はすべ
て、使用する光ルミネセント材料の組成に依存している
。

前述のように、本発明の光ルミネセント材料は、２つの
ベース材料の組成と、第１のドーパントと、第２のドー
パントε、第３のドーパントとを具備する。弗化リチウ
ムのような可溶性の塩が、低温において、且つ速やかに
材料の融解を促進するという点で有用である。

ベース材料は、アルカリ土類金属硫化物及びアルカリ土
類金属セレン化物のグループから選択すればよい。硫化
ストロンチウム及び硫化カルシウムのような硫化物が、
セレン化物の毒性のためセレン化物よりも好ましい。ベ
ース材料として２つのアルカリ土類金属硫化物の混合物
の使用が、以下に論述するように光出力を著しく改善し
た。

第１のドーパントはサマリウムであり、第２のドーパン
トは、酸化ユウロピウム、弗化ユウロピウム、塩化ユウ
ロピウム、硫化ユウロピウムのグループから選択される
、そしてｍ３のドーパントは、酸化セリウム、弗化セリ
ウム、塩化セリウム、硫化セリウムであればよい。好ま
しいドーパントは、酸化ユウロピウム及び硫化セリウム
である。

これ等のドーパントが最良の結果を提供し、且つ最も容
易に協働する。第３のドーパントの使用は絶対に不可欠
ではない；しかし、それは他の２つのドーパントのみを
有する材料に関して約ｌＯ％の性能改善を提供する。

オレンジ光を出力するための光ルミネセント材料は下記
の組成を有する混合物から作られる；硫化ストロンチウ
ム　　　　　６９パーツ硫化カルシウム　　　　　　　
２５パーツサマリウム　　　　　　　　　１５０ｐ、ｐ
、■酸化ユウロピウム　　　　　５００ｐ、ｐ、１硫化
セリウム　　　　　５００ｐ、ｐ、ｍ弗化リチウム　　
　　　５．７パーツ 上記及び本出願全体に亘り使用されているように、「パ
ーツ」及びｒｐ、ｐ、ｓ　Ｊは、他に明記されていなけ
れば、重量のパーツに関する。

光出力及びそれによる性能が、第２図に示されているよ
うに、２つの硫化物の正しい混合によって非常に改善さ
れるという事実からこの構成物の重要な発見の１つが生
じている。２つの硫化物は明らかに新しい結晶（３成分
系化合物）を形成する。ベース結晶のこの基本的変化は
、光学的材料の性能を著しく改善する。この改善は、サ
マリウム／ユウロピウムの不純物対が、セリウム化合物
なしに使用されるとき明らかである。セリウム化合物の
採用は、更に性能を高める。

弗化リチウムのような、可溶性の塩の濃度は重要ではな
い。可溶性の塩は、高融解温度及び長融解時間が受は入
れられれば、完全に省かれる。

混合物は、ドライ窒素雰囲気（液体源から得た）又は、
アルゴンのような他のドライネ活性雰囲気で満たした炉
内の黒鉛るつぼ内に置かれて、融解物が形成されるよう
に１１００℃と１４００℃との間（好ましくは１２００
℃で３０分乃至１時間）に加熱される。

長加熱時間に対しては、その融Ｍ物は９５０℃より低い
温度で形成される。短時間でそのような融解物を形成す
るには、２０００℃より高い温度を使用することかでき
る。弗化リチウムの使用は、融解時間及び温度に重要な
影響を有している。

冷却後、その材料が、赤外線感知カード、適度の分解能
を必要とする光学的画面（ｏｐｔｔｃａｔｖｉｅｗｉｎ
ｇ　５ｃｒｅｅｎ）　、光学的信号アップコンバージョ
ン、あるいは、−数的に、分解能が重要でない用途に使
用されるときは、融解物は標準技術を用いてＩＯ乃至１
００ミクロンの粒子の大きさを有する細かい粉末に磨砕
される。

磨砕後、粉末材料は、窒素あるいは他の不活性雰囲気炉
内の黒鉛るつぼ内で約３００℃乃至７００℃（好ましく
は８００℃）に加熱される。この第２の加熱は、材料の
融解温度以下（約７００℃）であり、且つＩＯ乃至８０
分（好ましくは３０分）間維持される。

この第２の加熱ステップが内部応力を除き、且つ磨砕ス
テップ中結晶に与えた損傷を回復する。

第２の加熱後、材料は冷却され、そして粉末材料はそれ
からアクリル、ポリプロピレンあるいは他の有機重合体
のような適切な゛バインダーあるいは媒質と混合される
。

材料が透明なバインダーと混合された後、それは薄いコ
ーティングとして基体に塗布される。基体上の光ルミネ
セント材料のコーティングは、好ましくは厚さが１ミク
ロンと５００ミクロンとの間である。材料の使用方法に
よって、基体は透明なプラスチック、酸化アルミニウム
、ガラス、紙、あるいは殆んどいかなる他の固体物質で
よい。

高温におけるある基体に対して粒子を融解することにつ
いて特に述べておかなければならない。

この点では、酸化アルミニウム（アルミナ）及びその結
晶形状、サファイアが特に重要である。例えば、感光性
の粒子をサファイア基体上に分散し、それからその構成
物をドライ雰囲気内で約１０００℃に加熱すると、更に
光学的材料の効率を改善し、且つその使用可能性を増大
する。アルミナ又はサファイア基体はまた、基体の両面
からの発光の伝導を可能にする。反対に、融合が石英基
体と行なわれれば、光学的特性は劣化する。−膜内に、
シリコンを含んでいる基体は、約８００℃以上で材料の
効率を破壊する傾向がある。

磨砕は、薄膜の適用には使用されない。ここでは、初め
に融合した材料は、例えば蒸着又はスパッタリングによ
って、デポジション源としてチャンク（ｃｈｕｎｋｓ）
に使用される。

上記の混合物内のドーパントであるサマリウム、ユウロ
ピウム及びセリウムは、コミュニケーションバンド及び
電子トラッピングレベルを確立するのに使用される。好
ましくは、１５０ｐ、ｐ、＋ｇのサマリウムが使用され
るが、サマリウムは自由選択的に、特定の用途によって
、５０ｐ、ｐ、＋ｇと５００ｐ、ｐ、ｍとの間であるこ
とができる。ユウロピウム及びセリウム化合物の濃度は
、１００ｐ、ｐ、−と１０００ｐ、ｐ、ｌとの間であれ
ばよいが、２００ｐ、ｐ、ｇｇと６００ｐ、ｐ、ｗとの
間が好ましく、モして５００ｐ、ｐ劃が最適値である。

上記の方法から得られる混合物は、コミュニケーション
バンドの下の約１．１乃至１．２電子ボルトの電子トラ
ップの深さを提供しており、且つ第３図に示したように
出カスベクトルを有しており、この図は出力の中央周波
数がオレンジ光に対応する約８２０ナノメーターの波長
を有していることを図示している。

第２図は、硫化ストロンチウムと硫化カルシウム比の関
数として光学的材料の相対的性能を示している。

与えられた実施例は特定の比について記載しているが、
正確な数字から得られる機能動作特性は更に改善した光
学的性能を提供する。硫化ストロンチウム及び硫化カル
シウムを混合することによって、性能が広い範囲の比に
亘って改善されるということが本開示の基本的教示であ
る。１００％の硫化ストロンチウムのとき、強さは、実
施例のとき経験したピーク強さの約７０％である。従っ
て、硫化ストロンチウムの範囲は約４５％と１００％と
の間であることができる。

第４図は、デバイスｌＯを形成している基体上にデポジ
ットした光ルミネセント材料を示している。

図示のように、デバイス１０は、基体１２と、基体１２
に対して透明なバインダーを塗布した光ルミネセント材
料１４とを有している、縦断面で示されたカードである
。基体１２は、紙、酸化アルミニウム、ＰｖＣのような
プラスチック、あるいは他の固体材料でよい。基体は透
明又は不透明でよい。不透明であれば反射面又は明るい
色が好ましい。

材料１４が平面１Ｂを確立する。光学的に透明なコーテ
ィング１８が材料１４及び基体１２を包めばよい。

第４図のカード、又はデバイス１０は、赤外線ビームを
有する科学及び工業用計測操業を３１整するのに有用で
ある。動作において、カード１０は、電子が励起されて
トラップされるように可視光源に対する光ルミネセント
材料１４の露出によって「荷電（ｃｈａｒｇｅ　ｕｐ）
　Ｊされる。それからカード１０は赤外線光源の前に置
かれる。光ルミネセント材料１４は、赤外線ビームが材
料に当った場所で可視光を出力し、それによって使用者
は、どこに赤外線の他の目に見えないビームがあるかを
正確に識別できる。従って、カード１０は科学又は工業
用計測器を検査するのに使用される。

有利には、本出願で論述した実施例の材料及び他の材料
は、カードが可視光をバックグランドにして使用できる
ように赤外線により刺戟するとき比較的高い出力光を提
供する。光ルミネセント材料１４内の自由電子による光
出力は、バックグランド光にもかかわらず目に見える。

可視光パターンとして赤外線情報を表示するスクリーン
が、同じ方法により作ることができる。

あるいはまた、列挙した材料（上記の実施例のために明
記した範囲内の）は、物理的及び化学的蒸着（ｖａｐｏ
ｒ　ｄｃｐｏｓｉｔｌｏｎ）　（蒸着又はスパッタリン
グ等）、ガス状拡張、イオンビームデポジション、分子
ビームデポジション及び電子ビームデポジションを含む
任意の公知の技術によって種々の形状の酸化アルミニウ
ムの基体上にデポジットされる。材料及び基体は炉内に
置かれ、そして実施例の条件の下で融合される。この材
料は、実施例の弗化リチウムを使用せず融合されてもよ
い。光ルミネセント材料は酸化アルミニウムによく接着
するので、別のバインダー又は媒質の使用は必要がない
。

融合ステップから得られる構成物は、第４図のデバイス
ｌＯを実現するために透明なプラスチックで任意に包ま
れてもよい。磨砕又は追加の再加熱は必要がない。この
方法は、同様に透明なプラスチックによって、又は種々
の光学的層でコートされることができる消去できる光学
的メモリを提供するために酸化アルミニウムディスクに
適用される。

基体はサファイア又はセラミックの形の酸化アルミニウ
ムであることができる。この場合、光学的メモリの層は
、微品質の型の光学的材料で得られる０、５ミクロンよ
り薄くすることができる。

本発明の光学的材料は、赤外線感知、写真及び／又はそ
れ等の電子トラッピング特性を使用することによりメモ
リとして使用してもよい。この材料は、粉末の形で（厚
いフィルム）及び微品質の形で（薄ＩＩＩ）使用しても
よい。

種々の特定の詳細について本願に論述したが、これ等は
例示の目的のためであると理解されるべきである。種々
の変更及び変化は当業者において明らかであろう。従っ
て本発明の範囲は、ここに添付した請求の範囲を参照す
ることによって決定されなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の動作原理を図示している概略図であ
り、 第２図は、ベース材料における硫化ストロンチウムのパ
ーセントの関数としての放射輝度を示したグラフ図であ
り、 第３図は、本発明による光学的材料による光出力のスペ
クトルを示したグラフ図、 第４図は、基体上にデポジットした光ルミネセント材料
の横断図である。 １０・・・カード　　　　　　　ｔ２・・・基　体１４
・・・光ルミネセント材料　１６・・・平　面１８・・
・コーティング 手続補正型 （方式〉 （特許庁審査官 １、事件の表示 平成１年 ２、発明の名称 特 許 第１１１９３９号 光学的アップコンバージョンのための高性能光ルミネセ
ント材料及びそれを作る方法３゜ ４゜ 補正をする者 事件との関係 名称

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子トラッピング光ルミネセント材料において、 硫化ストロンチウム及び硫化カルシウムの混合物で形成
   されたベース材料と； サマリウムの第１のドーパントと； ユウロピウム化合物の第２のドーパントと；を具備する
   ことを特徴とする光ルミネセント材料。
2. （２）更に、セリウム化合物の第３のドーパントを具備
   する請求項１に記載の光ルミネセント材料。
3. （３）更に、可溶性の塩を具備する請求項１に記載の光
   ルミネセント材料。
4. （４）ユウロピウム及びセリウム化合物濃度が２００ｐ
   ．ｐ．ｍと６００ｐ．ｐ．ｍとの間である請求項２に記
   載の光ルミネセント材料。
5. （５）前記材料が基体上にデポジットされている請求項
   １に記載の光ルミネセント材料。
6. （６）基体がアルミナである請求項５に記載の光ルミネ
   セント材料。
7. （７）光ルミネセント材料を作る方法において、硫化ス
   トロンチウム及び硫化カルシウムの混合物を具備するベ
   ース材料と； サマリウムの第１のドーパントと； ユウロピウム化合物の第２のドーパントとを混合するこ
   と； 溶融物を形成するために、得られた混合物を第１の温度
   に加熱すること； 混合物が結晶形状であるように前記溶融物を冷却するこ
   と； のステップを含むことを特徴とする方法。
8. （８）得られた結晶形状を粉末に磨砕すること；得られ
   た粉末を、第１の温度以下の、しかし粉末の結晶エッジ
   を回復するのに十分高い第２の温度まで再加熱して、粉
   末をマスに溶融することなく電子トラッピング光学的材
   料を生ずること；のステップを更に含む請求項７に記載
   の方法。
9. （９）光学的材料を透明なバインダーと共に混合するこ
   と のステップを更に含む請求項８に記載の方法。
10. （１０）基体及び光学的材料を透明なコーティングによ
    って包むステップを更に含んでいる請求項９に記載の方
    法。
11. （１１）光学的材料をアルミナ基体上にデポジットし、
    そして前記基体をドライ雰囲気内で約１０００℃に加熱
    することのステップを更に含む請求項８に記載の方法。
12. （１２）薄膜を形成するために蒸着又はスパッタリング
    技法を用いて、光学的材料をアルミナ基体上にデポジッ
    トするステップを更に含む請求項７に記載の方法。
13. （１３）セリウム化合物の第３のドーパントを混合物内
    に含んでいるステップを更に含んでいる請求項７に記載
    の方法。
14. （１４）ベース材料が、硫化ストロンチウム及び硫化カ
    ルシウムの混合物で形成されており、そして前記混合物
    内の硫化ストロンチウムのパーセントが、４５パーセン
    トと１００パーセントとの間にあり、第２のドーパント
    が酸化ユウロピウムであり、そして第３のドーパントが
    、硫化セリウムを含んでいる請求項７に記載の方法。
15. （１５）アルミナ基体上に光ルミネセント材料を用意す
    る方法が、 硫化ストロンチウム及び硫化カルシウムの混合物を含む
    ベース材料と； サマリウムの第１のドーパントと； ユウロピウム化合物の第２のドーパントとを混合するこ
    と； 混合した材料をアルミナ基体上にデポジットすること； 混合物を前記基体上に結晶形状に融解するのに十分な第
    １の温度まで得られた混合物及び基体を加熱すること； のステップを含むことを特徴とする方法。
16. （１６）セリウム化合物の第３のドーパントを混合物内
    に含むことのステップを更に含んでいる請求項１５に記
    載の方法。