ELEMENT PHOSPHORESCENT
L'invention concerne un élément phosphorescent adapté pour émettre de la lumière lorsqu'il est bombardé par des électrons, et plus particulièrement un élément phosphorescent excité en luminescence par des électrons accélérés sous une pression relativement faible, avec pour résultat d'être apte à être utilisé pour une partie d'affichage lumineux dans un dispositif d'affichage fluorescent, une partie lumineuse pour tête d'écriture à forte luminance ou analogue.
Généralement, dans un dispositif d'affichage fluorescent utilisant une cathode à émission de champ comme source d'électrons ou dans un dispositif d'affichage fluorescent servant de tête d'écriture pour une imprimante, un matériel télécopieur, une machine à copier ou analogue, on a besoin d'un élément phosphorescent pour produire une luminescence ou émission de lumière, tout en manifestant une luminance élevée. A cette fin, l'élément phosphorescent est généralement excité à une densité de courant élevée de l'ordre de, par exemple, 5 à 500 mA/cm environ.
Un tel élément phosphorescent connu dans l'art antérieur comporte, par exemple, un élément phosphorescent des terres rares tel que, par exemple,
phosphorescent des terres rares a été développé pour fournir un élément phosphorescent pour un tube cathodique et est généralement excité par le bombardement des électrons accélérés sous une tension élevée de l'ordre de 30 kV, produisant ainsi une luminescence.
L'application d'un élément phosphorescent à une surface d'affichage d'un tube cathodique est typiquement réalisée par des techniques d'application de boues liquides. Ces techniques peuvent être employées en dispersant une matière phosphorescente dans un mélange constitué d'une solution aqueuse d'alcool polyvinylique soluble dans l'eau et d'une solution aqueuse de bichromate d'ammonium photoréactif, pour préparer une dispersion. La dispersion obtenue s'appelle une boue liquide. Celle-ci est ensuite appliquée à la surface d'affichage du tube cathodique, puis exposée à la lumière d'une lampe à vapeur de mercure, ce qui a pour résultat de la rendre insoluble dans l'eau, avant d'être développée à l'aide d'eau chaude.
Comme on peut le constater dans ce qui précède, les techniques d'application de boues liquides nécessitent l'utilisation d'eau, ce qui exclut l'utilisation à cette fin d'éléments phosphorescents ayant une faible résistance à l'eau et une faible résistance aux vapeurs d'eau. Parmi les éléments phosphorescents utilisés dans le tube cathodique, l'élément phosphorescent constitué essentiellement de La Ȯ S ou contenant du LazOzS comme matrice possède une faible résistance aux vapeurs d'eau par rapport à
GdzOzS comme matrice, si bien que la mise en oeuvre des techniques d'application de boues liquides rend l'élément phosphorescent sujet à l'hydrolyse dans la boue liquide.
Dans le cas de l'élément phosphorescent
résistance aux vapeurs d'eau est due au fait que la
étant donc considéré comme hygroscopique également. Des éléments phosphorescents ayant passé des périodes de temps différentes en attente suite à la préparation ont été appliqués à la partie d'affichage d'un dispositif d'affichage fluorescent de façon à comparer leur luminance relative. Les résultats sont indiqués dans la figure 3. Plus particulièrement, on a trouvé que
luminance constante quelle que soit la période de temps passée en attente suite à sa préparation, tandis que l'élément phosphorescent au La2O2S a une luminance relative qui décroît de 50 % en vingt-quatre heures, de 75 % en quarante-huit heures et de sensiblement 100 % en soixante-douze heures, respectivement.
L'excitation d'un élément phosphorescent à une densité de courant élevée provoque la génération, par l'élément phosphorescent, d'une importante quantité de chaleur. La chaleur ainsi générée par l'élément phosphorescent provoque généralement la manifestation par celui-ci de propriétés d'abaissement de la température conduisant à une diminution de la luminance de l'élément phosphorescent par la chaleur, de sorte que le dispositif d'affichage fluorescent décrit cidessus a l'inconvénient de voir sa luminance diminuée par la chaleur générée par l'élément phosphorescent.
Le tube cathodique est adapté pour faire passer, dans l'élément phosphorescent déposé sur la surface d'affichage, un courant à faible densité de courant de l'ordre de 0,2 mA/cm environ, de sorte que la chaleur émanant de l'élément phosphorescent peut être limitée à un niveau relativement faible même en cas d'excitation par une tension élevée.Les inventeurs ont noté que l'inclusion d'un élément phosphorescent manifestant une luminance par excitation par des électrons accélérés à une tension élevée, tel qu'un
d'affichage fluorescent faisant appel à une cathode à émission de champ tel que décrit ci-dessus, conduit à une luminance de l'élément phosphorescent même lorsque celui-ci est excité par des électrons accélérés à une tension relativement faible dans la mesure où ceci permet à l'élément phosphorescent d'être excité à une densité de courant relativement élevée.
Néanmoins, comme l'élément phosphorescent manifeste une faible conductivité thermique de l'ordre de 6 W/m-K, elle ne parvient pas à décharger, de façon satisfaisante, vers l'extérieur la chaleur générée à l'intérieur, comme dans l'art antérieur. Il en résulte que l'élément phosphorescent subit une détérioration étendue uniquement à une de ses surfaces qui est irradiée avec des faisceaux électroniques d'une vitesse relativement faible. En utilisant des faisceaux électroniques d'une vitesse relativement faible pour exciter l'élément phosphorescent, une seule surface de l'élément phosphorescent irradié avec des électrons contribue à la luminescence, de sorte que la détérioration de la surface, décrite ci-dessus, provoque une diminution sensible de la luminescence de l'élément phosphorescent ainsi qu'une importante réduction de la durabilité de celui-ci.
L'invention vise à supprimer les inconvénients de l'art antérieur.
Un objet de l'invention est de proposer un élément phosphorescent susceptible de manifester une conductivité thermique accrue suffisamment jusqu'à permettre, lorsqu'il est appliqué à une surface d'affichage d'un dispositif d'affichage fluorescent, le transfert rapide â travers celui-ci de la chaleur générée par l'élément phosphorescent par les chocs d'électrons sur ce dernier, jusqu'à un substrat de la surface d'affichage.
Un autre objet de l'invention est de proposer un élément phosphorescent susceptible de manifester une meilleure résistance aux vapeurs d'eau et une meilleure résistance à l'eau, conduisant à une stabilité accrue de l'élément phosphorescent.
Un autre objet de l'invention est de proposer un élément phosphorescent susceptible de manifester une luminescence hautement stabilisée par excitation provoquée par le choc d'électrons sur l'élément phosphorescent.
Encore un autre objet de l'invention est de proposer un élément phosphorescent dont la luminance peut être augmentée.
Encore un autre objet de l'invention est de proposer un élément phosphorescent susceptible de manifester une meilleure rétention de la luminance même lorsqu'il a été excité pendant une période de temps prédéterminée.
Conformément à l'invention, il est proposé un élément phosphorescent. L'élément phosphorescent comprend une matière phosphorescente représentée par
un élément sélectionné parmi le groupe constitué de Y, Gd et La, et où R est un élément sélectionné parmi le groupe constitué de Eu, Tb, Sm et Tm, et une matière à forte conductivité thermique (ci-après "matière à forte conductivité thermique") déposée à la surface de la matière phosphorescente.
Selon une réalisation préférée de l'invention, un film protecteur transparent est formé à la surface de la matière phosphorescente.
Selon une réalisation préférée de l'invention, le film protecteur transparent est constitué d'un oxyde métallique.
Selon une réalisation préférée de l'invention, l'oxyde métallique est au moins l'un sélectionné parmi
Selon une réalisation préférée de l'invention, l'oxyde métallique est ajouté dans une proportion de 50 à 2000 ppm par rapport à la matière phosphorescente pour former le film protecteur transparent.
Selon une réalisation préférée de l'invention, la matière à forte conductivité thermique est au moins l'une sélectionnée parmi le groupe constitué d'oxyde d'aluminium, Si, Au, Ag, W et Mo.
Selon une réalisation préférée de l'invention, la matière à forte conductivité thermique possède un diamètre moyen des particules inférieur à celui de la matière phosphorescente à laquelle elle est ajoutée.
Selon une réalisation préférée de l'invention, la matière à forte conductivité thermique est ajoutée dans une proportion de 0,005 à 2 % en poids par rapport à la matière phosphorescente à laquelle elle est ajoutée.
L'élément phosphorescent selon l'invention formé conformément â la description ci-dessus permet également à de fines particules de la matière à forte conductivité thermique de remplir des trous entre des particules de la matière phosphorescente, augmentant ainsi le transfert de chaleur entre particules adjacentes de celle-ci.
En outre, dans l'élément phosphorescent selon l'invention, une surface des particules de la matière phosphorescente, qui est une matrice de l'élément phosphorescent et qui est représentée par la formulation générale LazOzS, est recouverte, à des fins de protection, par le film protecteur transparent en oxyde métallique, de sorte que l'élément phosphorescent manifeste une résistance satisfaisante aux vapeurs d'eau. Ainsi, même lorsque l'élément phosphorescent selon l'invention est appliqué à une surface d'affichage d'un dispositif d'affichage fluorescent par des techniques d'application de boues liquides, il manifeste des performances lumineuses suffisantes pour fonctionner comme un élément phosphorescent excité par électrons.
Ces objets et d'autres encore ainsi que de nombreux avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description ci-après en référence aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est une représentation graphique montrant la relation entre la luminance initiale de chacun des éléments phosphorescents des modes de réalisation de l'invention et la quantité (en ppm) d'un film protecteur déposé de manière à recouvrir des particules d'une matière phosphorescente dans l'élément phosphorescent ;La figure 2 est une représentation graphique montrant la luminance résiduelle de chacun des éléments phosphorescents des modes de réalisation de l'invention et d'un élément phosphorescent classique d'un exemple comparatif qui a été mesuré suite à une excitation continue pendant 1000 heures, dans laquelle la luminance initiale de chacun des éléments phosphorescents est supposée être de 100 % ; La figure 3 est une représentation graphique montrant la relation entre la luminance relative de chacun des dispositifs d'affichage fluorescent dans lesquels sont respectivement intégrés un élément
élément phosphorescent contenant du YzOzS comme matrice, et une période de temps pendant laquelle ils sont laissés en attente entre la fabrication de l'élément phosphorescent et l'inclusion de celui-ci dans le dispositif d'affichage fluorescent ;Les figures 4(a) à 4(d) sont des représentations graphiques montrant la relation entre, d'une part, la proportion (% en poids) d'une matière à forte conductivité thermique ajoutée à une matière phosphorescente par rapport à la quantité de ladite matière phosphorescente, et, d'autre part, la luminance initiale relative de chacun des éléments phosphorescents qui en résultent, où la luminance d'un élément phosphorescent classique dépourvu de cette matière à forte conductivité thermique est supposée être de 100 % ;et Les figures 5(a) et 5(b) sont des représentations graphiques montrant la relation entre, d'une part, la proportion (% en poids) d'une matière à forte conductivité thermique ajoutée à une matière phosphorescente par rapport à la quantité de celle-ci dans chacun des éléments phosphorescents, et, d'autre part, la luminance résiduelle de chacun des éléments phosphorescents mesurée suite à une excitation continue pendant 1000 heures, où la luminance initiale des éléments phosphorescents est supposée être de 100 %.
Un élément phosphorescent selon l'invention sera maintenant décrit à la lumière de réalisations de celui-ci.
Une première réalisation d'un élément phosphorescent selon l'invention comporte une matière
contenant le LazOzS comme matrice, et un film
une surface de particules de la matière phosphorescente. Les particules de la matière phosphorescente sont formées avec un diamètre moyen de
phosphorescente sera maintenant décrite.
On dissout du nitrate d'aluminium, qui est la
isopropylique. La quantité de nitrate d'aluminium dissous est déterminée de telle sorte que la proportion de Al2O3 devant revêtir la matière phosphorescente sera de 10 à 10000 ppm par rapport au poids de celle-ci.
quantité de 43 à 43000 mg de manière à enduire de Al2O3, dans une proportion de 10 à 10000 ppm, 1 kg de matière phosphorescente.
Après avoir trempé la matière phosphorescente LazOzS:Eu dans la solution d'alcool ainsi préparée, l'alcool est évaporé de la matière phosphorescente. Ensuite, la matière phosphorescente est soumise à une calcination à une température entre 300 et 500[deg]C dans une atmosphère d'air dont il résulte la formation d'un film en Al2O3 sur les particules de la matière phosphorescente.
Après avoir soumis â une analyse Auger et à une spectroscopie électronique pour analyses chimiques la surface des particules de la matière phosphorescente traitée selon la description ci-dessus, on a observé la présence d'aluminium sur toute la surface des particules. De telles analyses sont généralement utilisées pour déterminer une couche superficielle d'une particule d'une profondeur de plusieurs dizaines de A, De même, une analyse par microscope électronique à balayage de surface n'a pas permis de déterminer la présence de Al2O3 à la surface de la matière phosphorescente. Ceci indique que l'épaisseur du film
limite d'observation par microscopie électronique à balayage de surface.Il est donc supposé que le film en Al2O3 formé à la surface des particules de la matière phosphorescente selon l'invention a une faible épaisseur de l'ordre de quelques dizaines de A.
Une deuxième réalisation de l'invention sera maintenant décrite ci-après.
Un élément phosphorescent excité électroniquement selon la réalisation illustrée comporte une matière phosphorescente LazOzS:Tb contenant du La2O2S comme matrice, et un film protecteur en oxyde métallique SiOz formé à la surface de particules de la matière phosphorescente. Les particules de la matière phosphorescente sont formées avec un diamètre moyen de 3 à 6 Microm. Le film protecteur
On dissout le composé de silicium dans de l'alcool avant de suivre sensiblement le même procédé que celui décrit dans la première réalisation ci-dessus. Le film protecteur en SiO2 formé à la surface des particules de la matière phosphorescente peut être formé avec la même épaisseur que dans la première réalisation.
Une troisième réalisation de l'invention sera maintenant décrite ci-après.
Un élément phosphorescent excité électroniquement selon la troisième réalisation comporte une matière phosphorescente La2O2S : Sm contenant du La2O2S comme matrice, et un film protecteur en oxyde métallique TiO2 formé à la surface de particules de la matière phosphorescente. Les particules de la matière phosphorescente sont formées avec un diamètre moyen de 3 à 6 m. Le film protecteur
On dissout le composé de titane dans de l'alcool avant de suivre sensiblement le même procédé que celui décrit dans la première réalisation ci-dessus. Le film protecteur en TiO2 formé à la surface des particules de la matière phosphorescente peut être formé avec la même épaisseur que dans la première réalisation.
Une quatrième réalisation de l'invention sera maintenant décrite ci-après.
Un élément phosphorescent excité électroniquement selon la quatrième réalisation comporte une matière phosphorescente La2O2S : Eu contenant du La2O2S comme matrice, et un film protecteur en oxyde métallique GeO2 formé à la surface de particules de la matière phosphorescente. Les particules de la matière phosphorescente sont formées avec un diamètre moyen de 3 à 6 Microm. Le film protecteur peut être réalisé en tétrabutoxy germanium Ge(O C4H9)4. On dissout le composé de germanium dans de l'alcool avant de suivre sensiblement le même procédé que celui décrit dans la première réalisation cidessus. Le film protecteur en GeO2 formé à la surface des particules de la matière phosphorescente peut être formé avec la même épaisseur que dans la première réalisation.
Selon chacune des première à quatrième réalisations décrites ci-dessus, on a préparé une pluralité d'éléments phosphorescents dont la différence était constituée par la quantité de film protecteur dont ils étaient revêtus. Chacun des éléments phosphorescents a ensuite été utilisé pour la fabrication d'un dispositif d'affichage fluorescent. A cette fin, on a mis en oeuvre un procédé selon lequel un substrat anodique en matière vitreuse est formé avec un conducteur anodique réalisé sous forme d'un OEI (oxyde d'étain indium), avant de former l'élément phosphorescent, d'une épaisseur égale ou inférieure à 20 Microm, par déposition sur le conducteur anodique. Un dispositif d'affichage fluorescent a ensuite été fabriqué, en intégrant le substrat anodique ainsi construit, puis utilisé pour mesurer la luminance de l'élément phosphorescent.L'épaisseur de déposition de l'élément phosphorescent était de 20 Microm dans la mesure ou une épaisseur supérieure à 20 Microm provoque une augmentation excessive de la résistance de contact entre les particules, conduisant à une luminescence insatisfaisante de l'élément phosphorescent en raison d'une excitation électronique à une tension anodique de 2 kV ou moins, puisque la matière phosphorescente est formée avec un diamètre des particules dans la plage allant de 3 â 6 Microm.
La figure 1 montre la relation entre la quantité (en ppm) de film protecteur déposé pour revêtir les particules de la matière phosphorescente, et la luminance initiale de l'élément phosphorescent dans chacune des première à la quatrième réalisations, où la luminance initiale d'un élément phosphorescent classique dépourvu de film protecteur et qui a été préparé comme exemple comparatif est supposé être de 100 pour les besoins de la comparaison. La figure 2 montre la luminance de chacun des éléments phosphorescents des réalisations et de l'exemple comparatif, mesurée suite à une excitation continue pendant 1000 heures à l'intérieur d'un dispositif d'affichage fluorescent, où chacune des valeurs mesurées indique une luminance résiduelle qui suppose que la luminance initiale de chacun des éléments phosphorescents était de 100 %.Une expérience destinée à obtenir les résultats montrés dans les figures 1 et 2 a été réalisée dans des conditions d'excitation du dispositif d'affichage fluorescent à une tension anodique de 400 V.
Conformément à la figure 1, la luminance de l'élément phosphorescent de chacune des réalisations de l'invention, par comparaison avec l'élément phosphorescent classique, augmente rapidement lorsque la quantité de revêtement du film protecteur est augmentée de 40 ppm ou plus, et diminue lorsqu'elle dépasse environ 3000 ppm. Ainsi, il est à noter que, en supposant qu'une luminance relative satisfaisante se situe au-dessus de 110, la quantité de film protecteur par rapport à la matière phosphorescente sera, de préférence, dans une plage allant de 50 à 2000 ppm.
La figure 2 indique que, en supposant qu'une rétention satisfaisante de la luminance est de 80 % ou plus, la quantité de film protecteur par rapport à la matière phosphorescente sera, de préférence, dans une plage allant de 50 à 10000 ppm. Ainsi, on notera que, compte tenu de la rétention de luminance par rapport à la luminance initiale décrite ci-dessus, la quantité de film protecteur par rapport à la matière phosphorescente sera, de préférence, dans une plage allant de 50 â 200 ppm.
Une cinquième réalisation d'un élément phosphorescent selon l'invention sera maintenant décrite.
Pour obtenir un élément phosphorescent selon une cinquième réalisation, on prépare un mélange comprenant une matière phosphorescente Y2O3 : Eu sous forme de particules ayant un diamètre moyen de 3 à 6 Microm, et de fines particules de Al2O3 d'un diamètre moyen de 0,1 Microm faisant office de matière à forte conductivité thermique dans une quantité de 0,001 à 5 % en poids par rapport à la matière phosphorescente. On ajoute ensuite un véhicule au mélange qui est alors complètement pétri pour fournir une pâte phosphorescente. Le Al2O3 possède une conductivité thermique de 21 W/m-K.
Un conducteur anodique est réalisé sous forme d'un OEI sur un conducteur anodique en un matériau isolant. La pâte phosphorescente préparée conformément à la description ci-dessus est alors appliquée au conducteur anodique, puis soumise à une calcination pour en évaporer le véhicule, produisant le dépôt d'une couche phosphorescente sur le conducteur anodique du substrat anodique.
Ensuite, une cathode à émission de champ est formée sur une surface intérieure d'un substrat cathodique. Le substrat cathodique et le substrat anodique sont reliés l'un à l'autre dans une relation étanche par des pièces d'êcartement disposées à la périphérie, puis évacués vers un vide poussé, et un dispositif d'affichage fluorescent est ainsi fabriqué.
Le dispositif d'affichage fluorescent est ensuite soumis à une excitation destinée à produire une luminescence à une tension anodique de 200 à 1000 V, ce qui a pour effet d'évaluer d'état lumineux d'une surface d'affichage du dispositif d'affichage fluorescent incluant l'élément phosphorescent.
Les figures 4(a) à 4(d) sont des représentations graphiques montrant la relation entre, d'une part, la proportion (% en poids) de la matière à forte conductivité thermique ajoutée à la matière phosphorescente par rapport à la quantité de celle-ci, et, d'autre part, la luminance initiale relative de chacun des éléments phosphorescents qui en résultent, où la luminance d'un élément phosphorescent classique dépourvu de matière à forte conductivité thermique est supposée être de 100 %.On mesure la luminance initiale en appliquant une tension cathodique à la cathode ou cathode à émission de champ pour émettre des électrons à partir de la cathode à émission de champ, provoquant ainsi l'incidence des électrons sur la couche phosphorescente de l'anode, à laquelle est appliquée une tension anodique, ce qui provoque une luminescence de la couche phosphorescente. La luminance de la couche phosphorescente émettant de la lumière est diminuée immédiatement après l'application de la tension anodique en raison des propriétés de refroidissement de celle-ci, puis se stabilise en l'espace de plusieurs à une dizaine de secondes. La luminance ainsi stabilisée est mesurée comme étant la luminance initiale. Ainsi, on notera que la luminance initiale est affectée par la chaleur générée par la couche phosphorescente.
Conformément à la figure 4(a), l'adjonction de 0,001 % en poids de Al2O3 à la matière phosphorescente a pour effet que le l'élément phosphorescent manifeste une luminance initiale de même niveau que l'élément phosphorescent classique. Cependant, en augmentant la quantité de Al2O3 à 0,005 % en poids, on provoque une augmentation de la luminance initiale en raison de la conductivité thermique du A1203. L'adjonction de 0,1 % en poids de Al2O3 maximalise l'augmentation de la luminance initiale. Cependant, l'adjonction de 0,5 % en poids provoque une diminution de la luminance initiale sensiblement jusqu'au niveau de l'élément phosphorescent classique. Ceci est dû au fait que le Al2O3, en tant que tel, n'émet pas de lumière, ayant plutôt un effet d'opacification de la luminance de la matière phosphorescente.Donc, l'addition d'une quantité excessive de Alz03 provoque une diminution de la luminance initiale.
Ainsi, en supposant que l'élément phosphorescent de chacune des réalisations de l'invention constitue un avantage lorsqu'il manifeste une luminance initiale relative d'un niveau de 110 % par rapport à celle de l'élément phosphorescent classique, il peut être souhaitable d'ajouter entre 0,005 et 4 % en poids de Al2O3. L'adjonction de 0,01 à 1 % en poids a l'avantage d'améliorer encore l'élément phosphorescent de chacune des réalisations.
Les figures 5(a) et 5(b) montrent l'une et l'autre la relation entre la proportion (% en poids) de matière â forte conductivité thermique ajoutée à la matière phosphorescente par rapport à la quantité de celle-ci dans chacun des éléments phosphorescents, et la luminance résiduelle de chacun des éléments phosphorescents mesurée suite une excitation continue de 1000 heures, où la luminance initiale de chacun des éléments phosphorescents est supposée être de 100 %. Dans chacune des figures 5(a) et 5(b), un élément phosphorescent classique est un élément phosphorescent ayant une teneur en matière à forte conductivité thermique de 0 %.
En supposant que le l'élément phosphorescent selon l'invention est avantageux lorsqu'il manifeste une rétention de la luminance de l'ordre de 80 % ou plus correspondant à une augmentation d'environ 60 % par rapport à la faible rétention de la luminance de l'élément phosphorescent classique qui est de l'ordre de 50 %, la figure 4(a) indique que la quantité de l'adjonction de Al2O3 se situe, de préférence, dans une plage allant, par exemple, de 0,005 à 5 % en poids. De même, compte tenu des figures 3(a) et 2(a), la quantité de l'adjonction de Al2O3 faisant office de matière à forte conductivité thermique se situe, de préférence, dans une plage allant de 0,005 à 4 %, ce qui satisfait aux conditions de luminance initiale et de rétention de la luminance.
Une sixième réalisation d'un élément phosphorescent selon l'invention sera maintenant décrite.
Pour obtenir un élément phosphorescent selon la sixième réalisation de l'invention, on prépare un mélange comprenant une matière phosphorescente La2O2S:Eu et de fines particules de Al2O3 d'un diamètre moyen de 0,1 m faisant office de matière à forte conductivité thermique que l'on ajoute à la matière phosphorescente dans une quantité de 0,001 à 5 en poids par rapport à celle-ci. La préparation d'une pâte phosphorescente et l'application de celle-ci â un dispositif d'affichage fluorescent peuvent être réalisées d'une manière sensiblement identique à celle de la première réalisation décrite ci-dessus.
La figure 4(b) montre la relation entre la proportion (% en poids) de Al2O3 ajouté à la matière phosphorescente LazOzS:Eu par rapport à la quantité de la matière phosphorescente, et la luminance initiale relative de chacun des éléments phosphorescents résultants qui diffèrent les uns des autres par la quantité de Al2O3 ajouté. On remarquera, d'après la figure 4(b), que la quantité de l'adjonction de Al2O3 qui est considérée comme utile dans la réalisation se situe dans une plage allant, par exemple, de 0,005 à 2,8 % en poids. On obtient un résultat plus satisfaisant lorsque cette quantité se situe dans une plage allant de 0,03 à 0,8 % en poids.
Une septième réalisation d'un élément phosphorescent selon l'invention sera maintenant décrite.
Pour obtenir un élément phosphorescent selon la septième réalisation, on prépare un mélange comprenant une matière phosphorescente Y202S:Eu d'un diamètre moyen de 3 à 6 Microm, et de fines particules de Au d'un diamètre moyen de 0,1 Microm faisant office de matière à forte conductivité thermique dans une quantité de 0,001 à 5 % en poids par rapport à la matière phosphorescente. La préparation d'une pâte phosphorescente et l'application de celle-ci à un dispositif d'affichage fluorescent peuvent être réalisées d'une manière sensiblement identique à celle de la cinquième réalisation décrite ci-dessus.Le Au possède une conductivité thermique de 319 W/m-K.
La figure 4(c) montre la relation entre la proportion (% en poids) de Au ajouté à la matière phosphorescente Y2O2S : Eu par rapport à la quantité de celle-ci, et la luminance initiale relative de chacun des éléments phosphorescents qui en résultent. On notera que, conformément â la figure 4(c), la quantité de l'adjonction de Au considérée comme utile dans la réalisation se situe dans une plage allant, par exemple, de 0,005 à 2,8 % en poids. On obtient un résultat plus satisfaisant lorsque cette quantité se situe dans une plage allant de 0,01 à 0,9 % en poids.
Une huitième réalisation d'un élément phosphorescent selon l'invention sera maintenant décrite.
Pour obtenir un élément phosphorescent selon la huitième réalisation, on prépare un mélange comprenant une matière phosphorescente Y2O3 : Eu d'un diamètre moyen de 3 à 6 Microm, et de fines particules de W d'un diamètre moyen de 0,1 Microm faisant office de matière à forte conductivité thermique dans une quantité de 0,001 à 5 % en poids par rapport à la matière phosphorescente. La préparation d'une pâte phosphorescente et l'application de celle-ci à un dispositif d'affichage fluorescent peuvent être réalisées d'une manière sensiblement identique à celle de la cinquième réalisation décrite ci-dessus. Le W possède une conductivité thermique de 177 W/m-K.
La figure 4(d) montre la relation entre la quantité (% en poids) de W ajouté à la matière phosphorescente Y2O3 : Eu par rapport à la quantité de celle-ci, et la luminance initiale relative de chacun des éléments phosphorescents qui en résultent et qui diffèrent les uns des autres de par la quantité de W ajoutée. On notera que, conformément à la figure 4(d), la quantité de l'adjonction de W considérée comme utile dans la réalisation se situe dans une plage allant, par exemple, de 0,005 à 3,8 % en poids. On obtient un résultat plus satisfaisant lorsque cette quantité se situe dans une plage allant de 0,05 à 1,0 % en poids. Dans la figure 4(d), un élément phosphorescent classique est un élément dont la teneur en W est de 0 %.La figure 5(b) montre la relation entre la quantité (% en poids) de W ajoutée à la matière
matière phosphorescente dans chacun des éléments phosphorescents qui en résultent et qui diffèrent les uns des autres de par la quantité de W ajoutée, et la luminance initiale relative de chacun des éléments phosphorescents suite à une excitation continue pendant 1000 heures.
En supposant que l'élément phosphorescent de la réalisation illustrée est avantageux lorsqu'il manifeste un niveau de rétention de la luminance d'environ 80 % ou plus, ce qui correspond à une augmentation d'environ 60 % par rapport à l'élément phosphorescent classique, dont le niveau est de l'ordre de 50 %, la figure 5(b) indique qu'il est souhaitable que la quantité de W ajoutée se situe dans une plage allant, par exemple, de 0,005 à 5 % en poids.
On a trouvé que la huitième réalisation, qui fait appel à l'or comme matière à forte conductivité thermique, est sensiblement aussi avantageuse que la quatrième réalisation décrite ci-dessus.
Une neuvième réalisation d'un élément phosphorescent selon l'invention sera maintenant décrite.
Pour obtenir un élément phosphorescent selon la neuvième réalisation, on prépare un mélange comprenant une matière phosphorescente Gd2O3 : Eu d'un diamètre
diamètre moyen de 0,1 Microm faisant office de matière à forte conductivité thermique ajoutée à la matière phosphorescente dans une quantité de 0,001 â 5 % en poids par rapport à celle-ci. On ajoute ensuite un véhicule au mélange qui est alors complètement pétri pour fournir une pâte phosphorescente. La préparation d'une pâte phosphorescente et l'application de celle-ci à un dispositif d'affichage fluorescent peuvent être réalisées d'une manière sensiblement identique à celle de la cinquième réalisation décrite ci-dessus. On a trouvé que la neuvième réalisation manifeste sensiblement le même avantage que la cinquième réalisation.
Par ailleurs, les inventeurs ont réalisé une expérience pour déterminer si Si, Ag, Mo et analogues peuvent être utilisés de manière satisfaisante comme matière à forte conductivité thermique. Ils ont trouvé que ces matières n'ont aucun effet défavorable sur la luminance de l'élément phosphorescent selon l'invention. Si, Ag et Mo ont des conductivités thermiques de 168 W/m"K, 432 W/m-K et de 143 W/m-K, respectivement.
Conformément à ce qui précède, l'élément phosphorescent excité électroniquement est construit de telle sorte que les particules de matière phosphorescente sont revêtues d'un film protecteur transparent en oxyde métallique. Une telle construction permet à l'élément phosphorescent de manifester une meilleure résistance aux vapeurs d'eau et une meilleure résistance à l'eau, ce qui en améliore la stabilité. Ainsi, l'élément phosphorescent selon l'invention manifeste une luminescence fortement stabilisée par l'excitation provoquée par les chocs d'électrons sur celui-ci, possède une luminance améliorée et manifeste une meilleure rétention de la luminance même lorsqu'il a été excité pendant une période de temps prédéterminée.
Bien que des réalisations préférées de l'invention aient été décrites avec un certain degré de particularité en référence aux dessins, des modifications et des variantes évidentes seront possible à la lecture de la description ci-dessus.PHOSPHORESCENT ELEMENT
The invention relates to a phosphorescent element adapted to emit light when it is bombarded by electrons, and more particularly to a phosphorescent element excited in luminescence by electrons accelerated under a relatively low pressure, with the result of being able to be used for a light display part in a fluorescent display device, a light part for high luminance writing head or the like.
Generally, in a fluorescent display device using a field emission cathode as an electron source or in a fluorescent display device serving as a writing head for a printer, facsimile equipment, copying machine or the like, a phosphorescent element is required to produce luminescence or emission of light, while exhibiting high luminance. To this end, the phosphorescent element is generally excited at a high current density of the order of, for example, 5 to 500 mA / cm approximately.
Such a phosphorescent element known in the prior art comprises, for example, a rare earth phosphorescent element such as, for example,
rare earth phosphorescent has been developed to provide a phosphorescent element for a cathode ray tube and is generally excited by the bombardment of accelerated electrons under a high voltage of around 30 kV, thereby producing luminescence.
The application of a phosphorescent element to a display surface of a cathode ray tube is typically carried out by techniques of application of liquid sludge. These techniques can be employed by dispersing a phosphorescent material in a mixture of an aqueous solution of water-soluble polyvinyl alcohol and an aqueous solution of photoreactive ammonium dichromate to prepare a dispersion. The dispersion obtained is called liquid mud. This is then applied to the display surface of the cathode ray tube, then exposed to the light of a mercury vapor lamp, which results in making it insoluble in water, before being developed at using hot water.
As can be seen from the above, the techniques for applying liquid sludge require the use of water, which excludes the use for this purpose of phosphorescent elements having a low resistance to water and a low resistance to water vapor. Among the phosphorescent elements used in the cathode ray tube, the phosphorescent element consisting essentially of La Ȯ S or containing LazOzS as matrix has a low resistance to water vapors compared to
GdzOzS as a matrix, so that the application of liquid sludge application techniques makes the phosphorescent element subject to hydrolysis in liquid sludge.
In the case of the phosphorescent element
resistance to water vapor is due to the fact that the
therefore being considered hygroscopic as well. Phosphorescent elements having spent different periods of time waiting after preparation were applied to the display part of a fluorescent display device so as to compare their relative luminance. The results are shown in Figure 3. More specifically, we have found that
constant luminance whatever the period of time spent on standby after its preparation, while the phosphor element in La2O2S has a relative luminance which decreases by 50% in twenty-four hours, by 75% in forty-eight hours and by substantially 100% in seventy-two hours, respectively.
The excitation of a phosphorescent element at a high current density causes the generation, by the phosphorescent element, of a large amount of heat. The heat thus generated by the phosphorescent element generally causes it to manifest properties of lowering the temperature leading to a decrease in the luminance of the phosphorescent element by heat, so that the fluorescent display device described above has the drawback of seeing its luminance reduced by the heat generated by the phosphorescent element.
The cathode-ray tube is adapted to pass, through the phosphorescent element deposited on the display surface, a current with low current density of the order of approximately 0.2 mA / cm, so that the heat emanating from the the phosphorescent element can be limited to a relatively low level even under excitation by a high voltage. The inventors noted that the inclusion of a phosphorescent element manifesting a luminance by excitation by electrons accelerated at a high voltage, such as one
fluorescent display using a field emission cathode as described above, leads to a luminance of the phosphorescent element even when the latter is excited by accelerated electrons at a relatively low voltage insofar as this allows the phosphor to be excited at a relatively high current density.
However, as the phosphorescent element exhibits a low thermal conductivity of the order of 6 W / mK, it does not manage to satisfactorily discharge the heat generated inside, as in the art prior. As a result, the phosphorescent element undergoes deterioration extended only to one of its surfaces which is irradiated with electron beams at a relatively low speed. By using relatively low speed electron beams to excite the phosphorescent element, a single surface of the phosphorescent element irradiated with electrons contributes to luminescence, so that the deterioration of the surface, described above, causes a significant decrease in the luminescence of the phosphorescent element as well as a significant reduction in the durability thereof.
The invention aims to eliminate the drawbacks of the prior art.
An object of the invention is to provide a phosphorescent element capable of manifesting an increased thermal conductivity sufficiently to allow, when applied to a display surface of a fluorescent display device, rapid transfer through this from the heat generated by the phosphorescent element by the impact of electrons on the latter, up to a substrate of the display surface.
Another object of the invention is to provide a phosphorescent element capable of manifesting better resistance to water vapors and better resistance to water, leading to increased stability of the phosphorescent element.
Another object of the invention is to provide a phosphorescent element capable of manifesting a highly stabilized luminescence by excitation caused by the shock of electrons on the phosphorescent element.
Yet another object of the invention is to provide a phosphorescent element whose luminance can be increased.
Yet another object of the invention is to provide a phosphorescent element capable of exhibiting better retention of luminance even when it has been excited for a predetermined period of time.
According to the invention, a phosphorescent element is proposed. The phosphorescent element comprises a phosphorescent material represented by
an element selected from the group consisting of Y, Gd and La, and where R is an element selected from the group consisting of Eu, Tb, Sm and Tm, and a material with high thermal conductivity (hereinafter "material with high conductivity thermal ") deposited on the surface of the phosphorescent material.
According to a preferred embodiment of the invention, a transparent protective film is formed on the surface of the phosphorescent material.
According to a preferred embodiment of the invention, the transparent protective film consists of a metal oxide.
According to a preferred embodiment of the invention, the metal oxide is at least one selected from
According to a preferred embodiment of the invention, the metal oxide is added in a proportion of 50 to 2000 ppm relative to the phosphorescent material to form the transparent protective film.
According to a preferred embodiment of the invention, the material with high thermal conductivity is at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, Si, Au, Ag, W and Mo.
According to a preferred embodiment of the invention, the material with high thermal conductivity has an average particle diameter smaller than that of the phosphorescent material to which it is added.
According to a preferred embodiment of the invention, the material with high thermal conductivity is added in a proportion of 0.005 to 2% by weight relative to the phosphorescent material to which it is added.
The phosphorescent element according to the invention formed in accordance with the above description also allows fine particles of the material with high thermal conductivity to fill holes between particles of the phosphorescent material, thereby increasing the heat transfer between adjacent particles. of it.
In addition, in the phosphorescent element according to the invention, a surface of the particles of the phosphorescent material, which is a matrix of the phosphorescent element and which is represented by the general formulation LazOzS, is covered, for protective purposes, by the transparent protective film of metal oxide, so that the phosphorescent element exhibits a satisfactory resistance to water vapors. Thus, even when the phosphorescent element according to the invention is applied to a display surface of a fluorescent display device by techniques for applying liquid sludge, it manifests sufficient light performance to function as a phosphorescent element excited by electrons.
These objects and others as well as numerous advantages of the invention will be better understood on reading the description below with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a graphic representation showing the relationship between the luminance initial of each of the phosphorescent elements of the embodiments of the invention and the amount (in ppm) of a protective film deposited so as to cover particles of a phosphorescent material in the phosphorescent element; Figure 2 is a representation graph showing the residual luminance of each of the phosphorescent elements of the embodiments of the invention and of a conventional phosphorescent element of a comparative example which was measured following a continuous excitation for 1000 hours, in which the initial luminance of each phosphorescent elements is assumed to be 100%; FIG. 3 is a graphic representation showing the relationship between the relative luminance of each of the fluorescent display devices in which an element is respectively integrated
phosphorescent element containing YzOzS as a matrix, and a period of time during which they are left waiting between the manufacture of the phosphorescent element and the inclusion thereof in the fluorescent display device; Figures 4 (a) to 4 (d) are graphical representations showing the relationship between, on the one hand, the proportion (% by weight) of a material with high thermal conductivity added to a phosphorescent material relative to the amount of said phosphorescent material, and , on the other hand, the relative initial luminance of each of the resulting phosphorescent elements, where the luminance of a conventional phosphorescent element devoid of this material with high thermal conductivity is assumed to be 100%; and Figures 5 (a) and 5 (b) are graphical representations showing the relationship between, on the one hand, the proportion (% by weight) of a material with high thermal conductivity added to a phos material phorescent relative to the quantity thereof in each of the phosphorescent elements, and, on the other hand, the residual luminance of each of the phosphorescent elements measured following a continuous excitation for 1000 hours, where the initial luminance of the phosphorescent elements is assumed to be 100%.
A phosphorescent element according to the invention will now be described in the light of embodiments thereof.
A first embodiment of a phosphorescent element according to the invention comprises a material
containing LazOzS as matrix, and a film
a surface of particles of the phosphorescent material. The particles of the phosphorescent material are formed with an average diameter of
phosphorescent will now be described.
We dissolve aluminum nitrate, which is the
isopropyl. The quantity of aluminum nitrate dissolved is determined so that the proportion of Al2O3 which has to coat the phosphorescent material will be from 10 to 10,000 ppm relative to the weight of the latter.
amount from 43 to 43,000 mg so as to coat Al2O3, in a proportion of 10 to 10,000 ppm, 1 kg of phosphorescent material.
After having soaked the phosphorescent material LazOzS: Eu in the alcohol solution thus prepared, the alcohol is evaporated from the phosphorescent material. Then, the phosphorescent material is subjected to a calcination at a temperature between 300 and 500 [deg] C in an atmosphere of air which results in the formation of a film of Al2O3 on the particles of the phosphorescent material.
After having subjected to an Auger analysis and to an electron spectroscopy for chemical analyzes the surface of the particles of the phosphorescent material treated according to the description above, the presence of aluminum was observed on the entire surface of the particles. Such analyzes are generally used to determine a surface layer of a particle with a depth of several tens of A, Similarly, an analysis by surface scanning electron microscope did not make it possible to determine the presence of Al2O3 at the surface of the phosphorescent material. This indicates that the film thickness
limit of observation by surface scanning electron microscopy. It is therefore assumed that the Al2O3 film formed on the surface of the particles of the phosphorescent material according to the invention has a small thickness of the order of a few tens of A.
A second embodiment of the invention will now be described below.
An electronically excited phosphorescent element according to the illustrated embodiment comprises a phosphorescent material LazOzS: Tb containing La2O2S as matrix, and a protective film of metal oxide SiOz formed on the surface of particles of the phosphorescent material. The particles of the phosphorescent material are formed with an average diameter of 3 to 6 Microm. The protective film
The silicon compound is dissolved in alcohol before substantially following the same process as that described in the first embodiment above. The protective SiO2 film formed on the surface of the particles of the phosphorescent material can be formed with the same thickness as in the first embodiment.
A third embodiment of the invention will now be described below.
An electronically excited phosphorescent element according to the third embodiment comprises a phosphorescent material La2O2S: Sm containing La2O2S as matrix, and a protective film of metal oxide TiO2 formed on the surface of particles of the phosphorescent material. The particles of the phosphorescent material are formed with an average diameter of 3 to 6 m. The protective film
The titanium compound is dissolved in alcohol before following substantially the same process as that described in the first embodiment above. The protective TiO2 film formed on the surface of the particles of the phosphorescent material can be formed with the same thickness as in the first embodiment.
A fourth embodiment of the invention will now be described below.
An electronically excited phosphorescent element according to the fourth embodiment comprises a La2O2S: Eu phosphorescent material containing La2O2S as matrix, and a protective film of metallic oxide GeO2 formed on the surface of particles of the phosphorescent material. The particles of the phosphorescent material are formed with an average diameter of 3 to 6 Microm. The protective film can be made of tetrabutoxy germanium Ge (O C4H9) 4. The germanium compound is dissolved in alcohol before substantially following the same process as that described in the first embodiment above. The protective film of GeO2 formed on the surface of the particles of the phosphorescent material can be formed with the same thickness as in the first embodiment.
According to each of the first to fourth embodiments described above, a plurality of phosphorescent elements were prepared, the difference of which was constituted by the quantity of protective film with which they were coated. Each of the phosphorescent elements was then used to manufacture a fluorescent display device. To this end, a method has been implemented according to which an anodic substrate made of glassy material is formed with an anodic conductor produced in the form of an OEI (indium tin oxide), before forming the phosphorescent element, a thickness equal to or less than 20 Microm, by deposition on the anode conductor. A fluorescent display device was then manufactured, integrating the anode substrate thus constructed, then used to measure the luminance of the phosphorescent element. The thickness of deposition of the phosphorescent element was 20 microm in the measurement or a thickness greater than 20 Microm causes an excessive increase in the contact resistance between the particles, leading to an unsatisfactory luminescence of the phosphorescent element due to electronic excitation at an anode voltage of 2 kV or less, since the phosphorescent material is formed with a particle diameter in the range of 3 to 6 Microm.
FIG. 1 shows the relationship between the quantity (in ppm) of protective film deposited to coat the particles of the phosphorescent material, and the initial luminance of the phosphorescent element in each of the first to the fourth embodiments, where the initial luminance of a conventional phosphor having no protective film and which has been prepared as a comparative example is assumed to be 100 for the purposes of comparison. FIG. 2 shows the luminance of each of the phosphorescent elements of the embodiments and of the comparative example, measured following a continuous excitation for 1000 hours inside a fluorescent display device, where each of the measured values indicates a luminance residual which assumes that the initial luminance of each of the phosphorescent elements was 100%. An experiment intended to obtain the results shown in FIGS. 1 and 2 was carried out under conditions of excitation of the fluorescent display device at an anode voltage 400 V.
In accordance with FIG. 1, the luminance of the phosphorescent element of each of the embodiments of the invention, compared with the conventional phosphorescent element, increases rapidly when the amount of coating of the protective film is increased by 40 ppm or more, and decreases when it exceeds around 3000 ppm. Thus, it should be noted that, assuming that a satisfactory relative luminance is above 110, the amount of protective film with respect to the phosphorescent material will preferably be in a range from 50 to 2000 ppm.
Figure 2 indicates that, assuming that satisfactory luminance retention is 80% or more, the amount of protective film with respect to the phosphorescent material will preferably be in the range of 50 to 10,000 ppm. Thus, it will be noted that, taking into account the retention of luminance with respect to the initial luminance described above, the amount of protective film with respect to the phosphorescent material will preferably be in a range from 50 to 200 ppm.
A fifth embodiment of a phosphorescent element according to the invention will now be described.
To obtain a phosphorescent element according to a fifth embodiment, a mixture is prepared comprising a phosphorescent material Y2O3: Eu in the form of particles having an average diameter of 3 to 6 Microm, and fine particles of Al2O3 with an average diameter of 0.1 Microm acting as a material with high thermal conductivity in an amount of 0.001 to 5% by weight relative to the phosphorescent material. A vehicle is then added to the mixture which is then completely kneaded to provide a phosphorescent paste. Al2O3 has a thermal conductivity of 21 W / mK.
An anode conductor is produced in the form of an OEI on an anode conductor made of an insulating material. The phosphorescent paste prepared in accordance with the description above is then applied to the anode conductor, then subjected to a calcination to evaporate the vehicle, producing the deposition of a phosphorescent layer on the anode conductor of the anode substrate.
Next, a field emission cathode is formed on an interior surface of a cathode substrate. The cathode substrate and the anode substrate are connected to each other in a sealed relationship by spacers arranged at the periphery, then evacuated to a high vacuum, and a fluorescent display device is thus manufactured.
The fluorescent display device is then subjected to an excitation intended to produce luminescence at an anode voltage of 200 to 1000 V, which has the effect of evaluating the light state of a display surface of the display device. fluorescent display including the phosphorescent element.
Figures 4 (a) to 4 (d) are graphical representations showing the relationship between, on the one hand, the proportion (% by weight) of the material with high thermal conductivity added to the phosphorescent material relative to the amount of this, and, on the other hand, the initial relative luminance of each of the resulting phosphorescent elements, where the luminance of a conventional phosphorescent element devoid of material with high thermal conductivity is assumed to be 100%. initial luminance by applying a cathode voltage to the field emission cathode or cathode to emit electrons from the field emission cathode, thereby causing the incidence of electrons on the phosphor layer of the anode, to which is applied anodic voltage, which causes a luminescence of the phosphorescent layer. The luminance of the phosphorescent layer emitting light is reduced immediately after the application of the anode voltage due to the cooling properties of the latter, then stabilizes in the space of several to ten seconds. The luminance thus stabilized is measured as being the initial luminance. Thus, it will be noted that the initial luminance is affected by the heat generated by the phosphorescent layer.
In accordance with FIG. 4 (a), the addition of 0.001% by weight of Al2O3 to the phosphorescent material has the effect that the phosphorescent element manifests an initial luminance of the same level as the conventional phosphorescent element. However, by increasing the amount of Al2O3 to 0.005% by weight, an increase in the initial luminance is caused due to the thermal conductivity of A1203. The addition of 0.1% by weight of Al2O3 maximizes the increase in the initial luminance. However, the addition of 0.5% by weight causes a decrease in the initial luminance substantially up to the level of the conventional phosphorescent element. This is due to the fact that the Al2O3, as such, does not emit light, rather having an effect of clouding the luminance of the phosphorescent material. Therefore, the addition of an excessive amount of Alz03 causes a decrease in initial luminance.
Thus, assuming that the phosphorescent element of each of the embodiments of the invention constitutes an advantage when it manifests a relative initial luminance of a level of 110% compared to that of the conventional phosphorescent element, it may be desirable to add between 0.005 and 4% by weight of Al2O3. The addition of 0.01 to 1% by weight has the advantage of further improving the phosphorescent element of each of the embodiments.
FIGS. 5 (a) and 5 (b) both show the relationship between the proportion (% by weight) of material with high thermal conductivity added to the phosphorescent material relative to the amount of the latter in each of the phosphorescent elements, and the residual luminance of each of the phosphorescent elements measured following a continuous excitation of 1000 hours, where the initial luminance of each of the phosphorescent elements is assumed to be 100%. In each of Figures 5 (a) and 5 (b), a conventional phosphorescent element is a phosphorescent element having a content of material with high thermal conductivity of 0%.
Assuming that the phosphorescent element according to the invention is advantageous when it exhibits a retention of the luminance of the order of 80% or more corresponding to an increase of approximately 60% compared to the low retention of the luminance of the conventional phosphorescent element which is of the order of 50%, FIG. 4 (a) indicates that the amount of the addition of Al2O3 preferably lies in a range ranging, for example, from 0.005 to 5 % in weight. Likewise, taking into account FIGS. 3 (a) and 2 (a), the amount of the addition of Al2O3 acting as material with high thermal conductivity is preferably in a range from 0.005 to 4%, this that satisfies the initial luminance and luminance retention conditions.
A sixth embodiment of a phosphorescent element according to the invention will now be described.
To obtain a phosphorescent element according to the sixth embodiment of the invention, a mixture is prepared comprising a phosphorescent material La2O2S: Eu and fine particles of Al2O3 with an average diameter of 0.1 m acting as material with high thermal conductivity that the phosphorescent material is added in an amount of 0.001 to 5 by weight relative thereto. The preparation of a phosphorescent paste and the application thereof to a fluorescent display device can be carried out in a manner substantially identical to that of the first embodiment described above.
Figure 4 (b) shows the relationship between the proportion (% by weight) of Al2O3 added to the phosphorescent material LazOzS: Eu compared to the quantity of the phosphorescent material, and the relative initial luminance of each of the resulting phosphorescent elements which differ from each other by the amount of Al2O3 added. Note from Fig. 4 (b) that the amount of the addition of Al2O3 which is considered useful in the implementation is in the range, for example, from 0.005 to 2.8% by weight. A more satisfactory result is obtained when this amount is in a range from 0.03 to 0.8% by weight.
A seventh embodiment of a phosphorescent element according to the invention will now be described.
To obtain a phosphorescent element according to the seventh embodiment, a mixture is prepared comprising a phosphorescent material Y202S: Eu with an average diameter of 3 to 6 Microm, and fine particles of Au with an average diameter of 0.1 Microm acting of material with high thermal conductivity in an amount of 0.001 to 5% by weight relative to the phosphorescent material. The preparation of a phosphorescent paste and the application thereof to a fluorescent display device can be carried out in a manner substantially identical to that of the fifth embodiment described above. The Au has a thermal conductivity of 319 W / mK.
FIG. 4 (c) shows the relationship between the proportion (% by weight) of Au added to the phosphorescent material Y2O2S: Eu relative to the quantity thereof, and the relative initial luminance of each of the phosphorescent elements which result therefrom . Note that, according to Figure 4 (c), the amount of the addition of Au considered useful in the implementation is in the range, for example, from 0.005 to 2.8% by weight. A more satisfactory result is obtained when this amount is in a range from 0.01 to 0.9% by weight.
An eighth embodiment of a phosphorescent element according to the invention will now be described.
To obtain a phosphorescent element according to the eighth embodiment, a mixture is prepared comprising a phosphorescent material Y2O3: Eu with an average diameter of 3 to 6 Microm, and fine particles of W with an average diameter of 0.1 Microm acting of material with high thermal conductivity in an amount of 0.001 to 5% by weight relative to the phosphorescent material. The preparation of a phosphorescent paste and the application thereof to a fluorescent display device can be carried out in a manner substantially identical to that of the fifth embodiment described above. The W has a thermal conductivity of 177 W / mK.
FIG. 4 (d) shows the relationship between the quantity (% by weight) of W added to the phosphorescent material Y2O3: Eu relative to the quantity thereof, and the relative initial luminance of each of the phosphorescent elements which result therefrom and which differ from each other in the amount of W added. It will be noted that, according to FIG. 4 (d), the amount of the addition of W considered to be useful in the implementation is in a range ranging, for example, from 0.005 to 3.8% by weight. A more satisfactory result is obtained when this amount is in the range of 0.05 to 1.0% by weight. In Figure 4 (d), a conventional phosphorescent element is an element with a W content of 0%. Figure 5 (b) shows the relationship between the amount (% by weight) of W added to the material
phosphorescent material in each of the resulting phosphorescent elements which differ from each other in the amount of W added, and the relative initial luminance of each of the phosphorescent elements following continuous excitation for 1000 hours.
Assuming that the phosphorescent element of the illustrated embodiment is advantageous when it exhibits a luminance retention level of about 80% or more, which corresponds to an increase of about 60% compared to the phosphorescent element conventional, whose level is of the order of 50%, Figure 5 (b) indicates that it is desirable that the amount of W added is in a range ranging, for example, from 0.005 to 5% by weight.
It has been found that the eighth embodiment, which uses gold as a material with high thermal conductivity, is substantially as advantageous as the fourth embodiment described above.
A ninth embodiment of a phosphorescent element according to the invention will now be described.
To obtain a phosphorescent element according to the ninth embodiment, a mixture is prepared comprising a phosphorescent material Gd2O3: Eu with a diameter
average diameter of 0.1 microm serving as a material with high thermal conductivity added to the phosphorescent material in an amount of 0.001 to 5% by weight relative to the latter. A vehicle is then added to the mixture which is then completely kneaded to provide a phosphorescent paste. The preparation of a phosphorescent paste and the application thereof to a fluorescent display device can be carried out in a manner substantially identical to that of the fifth embodiment described above. It has been found that the ninth embodiment exhibits substantially the same advantage as the fifth embodiment.
Furthermore, the inventors carried out an experiment to determine whether Si, Ag, Mo and the like can be used satisfactorily as a material with high thermal conductivity. They have found that these materials have no unfavorable effect on the luminance of the phosphorescent element according to the invention. Si, Ag and Mo have thermal conductivities of 168 W / m "K, 432 W / mK and 143 W / mK, respectively.
In accordance with the above, the electronically excited phosphorescent element is constructed such that the particles of phosphorescent material are coated with a transparent protective film of metal oxide. Such a construction allows the phosphorescent element to exhibit better resistance to water vapors and better resistance to water, which improves its stability. Thus, the phosphorescent element according to the invention manifests a luminescence highly stabilized by the excitation caused by the impact of electrons on it, has an improved luminance and manifests better retention of the luminance even when it has been excited. for a predetermined period of time.
Although preferred embodiments of the invention have been described with a certain degree of particularity with reference to the drawings, obvious modifications and variants will be possible on reading the description above.
REVENDICATIONS
1. - Un élément phosphorescent comprenant une matière phosphorescente représentée par la
élément sélectionné parmi le groupe constitué de Y, Gd et La, et où R est un élément sélectionné parmi le groupe constitué de Eu, Tb, Sm et Tm ; et une matière à forte conductivité thermique déposée à la surface de la matière phosphorescente.
2. - Un élément phosphorescent selon la 1. - A phosphorescent element comprising a phosphorescent material represented by the
element selected from the group consisting of Y, Gd and La, and where R is an element selected from the group consisting of Eu, Tb, Sm and Tm; and a material with high thermal conductivity deposited on the surface of the phosphorescent material.
2. - A phosphorescent element according to the