FR2724940A1 - Luminophore et dispositif d'affichage fluorescent - Google Patents
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Abstract
Il est décrit un luminophore qui convient à une utilisation pour un dispositif d'affichage fluorescent et est commandé à une tension de commande aussi faible que 1 kV ou moins et ne contient pas de S ni de Cd. Des composés de Ti, du métal alcalino-terreux et un élément du Groupe III du tableau périodique, en des quantités prédéterminées, sont chauffés à une température allant de 1100 à 1400 deg.C pour être calcinés, donnant lieu à une solution à l'état solide de l'élément de terre rare, et un élément du Groupe III étant formé dans une matrice de luminophore constituée d'un oxyde de métal alcalino-terreux et de Ti. Un exemple du luminophore est le SrTi03 :Pr, Al présentant une couleur lumineuse rouge.
Description
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Lum i nophore et dispositif d'affichage
.......................... - --------..........DTD: fluorescent La présente invention concerne un dispositif d'affichage fluorescent comprenant une anode qui émet de la lumière lors de l'impact de faisceaux d'électrons sur elle et un luminophore utilisé pour l'anode et, plus particulièrement, un dispositif d'affichage fluorescent, du type dans lequel une anode plaquée au luminophore est commandée sous une tension de commande aussi faible que i kV ou moins (dénommée ci-après "VFD") et un luminophore utilisé à cette fin et un dispositif d'affichage fluorescent du type dans lequel une cathode de type à émission de champ est utilisée pour une source d'électrons (dénommée ci-après "FED')
et un luminophore utilisé à cette fin.
Pour le fonctionnement d'un VFD ou d'une FED pour un affichage lumineux, tout en maintenant une tension de commande d'une anode à un niveau de 1 KV ou moins, il est nécessaire d'utiliser un luminophore excité par des électrons à faible vitesse. Un luminophore excité par les électrons à faible vitesse, classiquement utilisé à cette fin, est globalement classé en deux types, en fonction de la valeur de
résistance présentée par une matrice du luminophore.
Un type de luminophore consiste en un luminophore comprenant une matrice de luminophore d'une faible valeur de résistance. Les luminophore de ce type comprennent, par exemple, un luminophore d'une couleur lumineuse bleu-verte représentée par une formule globale ZnO: Zn, un luminophore d'une couleur lumineuse bleue représenté par une formule globale ZnGa204, qui sont utilisés en pratique. De même, les luminophores de ce type comprennent, en plus des luminophores ayant des couleurs lumineuses bleu-vertes et bleue décrites ci-dessus, un luminophore d'une
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couleur lumineuse rouge représenté par une formule Sn02: Eu et analogue. Malheureusement, les luminophores de couleurs lumineuses autres que bleu-vert et bleu présentent non seulement une réduction désavantageuse de la luminance, mais également une altération de l'efficacité lumineuse, du fait que la luminance est saturée à une tension de commande supérieure à un niveau prédéterminé. De même,
les caractéristiques de durée de vie sont altérées.
Ceci entraîne que les luminophores de couleur lumineuse autre que bleuvert et bleu ne sont pas utilisés en pratique. L'autre type de luminophore est un luminophore comprenant une matrice de luminophore d'une valeur de
résistance élevée et réalisé en un matériau conducteur.
Le matériau conducteur est ajouté à la matrice de luminophore, entraînant qu'une couche de luminophore constituée ensuite de ce luminophore présente une valeur de résistance apparente réduite. Les luminophores de ce type comprennent, par exemple, un luminophore comprenant une matrice de luminophore telle qu'en du ZnS, ZnCdS ou analogue, ayant un centre lumineux tel que du Ag, Au, Cu, ou analogue, en vue de former une solution à l'état solide, ainsi que du Inz03 en une quantité de plusieurs % mélangés avec la matrice de luminophore de manière à servir de matériau
conducteur, utilisé en pratique.
Plus spécifiquement, les luminophores de ce type comprennent des luminophores au sulfure y compris, par exemple, un luminophore d'une couleur lumineuse bleue tel que le Zns:Zn, Zns:Ag ou analogue, celui d'une couleur lumineuse verte tel que le ZnS:Cu,Al, (ZnO.6CdO. 4) S:Ag,Cl ou analogue, et celui d'une couleur lumineuse verte tel que (Zno.22Cdo.7?)S:Ag,Cl
ou analogue.
De tels luminophores comprennent chacun une matrice de luminophore ayant en son sein du S dénommé
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luminophore au sulfure. Le luminophore au sulfure tend à être facilement décomposé en raison de l'impact des électrons sur lui. La décomposition provoque la diffusion d'un matériau à base de sulfure dans un dispositif d'affichage fluorescent, comme ceci est largement connu. Le matériau à base de sulfure ainsi diffusé est déposé sur une cathode filiforme disposée dans le dispositif d'affichage fluorescent, donnant lieu à une contamination de la cathode, la cathode présentant alors une capacité ou des caractéristiques d'émission d'électrons altérées. De même, le matériau à base de sulfure est déposé également sur d'autres luminophores à base d'oxyde, donnant lieu à une contamination d'une anode agencée de façon analogue dans le dispositif d'affichage fluorescent. En outre, lorsque le luminophore à base de sulfure comprend une matrice de luminophore ZnCds, ceci provoque un autre problème pour l'environnement, du fait de contenir du
Cd qui est largement connu comme étant un polluant.
En plus des phosphores au sulfure décrits ci-dessus, on connaît également un luminophore d'une couleur lumineuse rouge tel que le Y=203:Eu. Le luminophore présente des propriétés isolantes désavantageusement plus élevées, de sorte qu'il est
nécessaire d'ajouter une grande quantité de In203.
Malheureusement, ceci provoque l'augmentation d'un courant réactif passant dans le In203, ce qui réduit l'efficacité de la luminescence du luminophore dans une zone de commande à faible tension et à altérer la
fiabilité de luminophore.
En outre, il a été proposé de réduire la taille particulière d'un luminophore à un niveau aussi faible que 0,1 micron et de réduire l'épaisseur d'une couche de luminophore, de façon à réduire la valeur de la résistance du luminophore. Cependant, cette proposition n'est parvenue à donner un luminophore ayant un plus grand rendement lumineux, tout en maintenant la taille
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particulière du luminophore à un niveau aussi faible
que i micron ou moins.
La présente invention a été réalisée au vu de
l'inconvénient précité de l'art antérieur.
En conséquence, un but de la présente invention est de proposer un luminophore du type sans sulfure, ne comportant pas de S ni de Cd, et qui puisse être excité efficacement pour obtenir une luminescence, par des
faisceaux d'électrons à faible vitesse.
Un autre but de la présente invention est de proposer un luminophore qui soit capable d'empêcher des problèmes pour l'environnement et capable de présenter
des caractéristiques lumineuses satisfaisantes.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif d'affichage fluorescent qui soit capable de réduire significativement la tension de commande d'anode et d'assurer un affichage lumineux satisfaisant. Selon un aspect de la présente invention, il est proposé un luminophore. Le luminophore comprend une matrice de luminophore constituée d'un oxyde de métal alcalino-terreux et de Ti, et un élément de terre rare et un élément du groupe III du tableau périodique sont
ajoutés à la matrice de luminophore.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le métal alcalino-terreux est un métal sélectionné dans le groupe composé de Mg, Sr, Ca
et Ba.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, l'élément de terre rare est un élément sélectionné dans le groupe composé de Ce, Eu,
Tb, Er, Tm et Pr.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, l'élément de terre rare est ajouté
dans une quantité molaire allant de 0,05 à 5 %.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, l'élément du groupe III est un élément sélectionné dans le groupe composé de Al, Ga,
In, et Tl.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, l'élément du groupe III est ajouté dans une quantité molaire allant de 0,05 à 80 %. Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif d'affichage fluorescent. Le dispositif d'affichage fluorescent comprend une enveloppe sous vide et une source d'électrons se présentant comme une cathode à émission de champ (FEC) ou sous forme filamentaire, et une couche de luminophore qui sont disposées dans l'enveloppe sous vide. La couche de luminophore est constituée d'un luminophore et émet de la lumière lors de l'impact d'électrons émis par la source d'électrons. Le luminophore comprend une matrice de luminophore constitué d'un oxyde de métal alcalino-terreux et de Ti, et un élément de terre rare et un élément du groupe III du tableau
périodique qui sont ajoutés à la matrice de luminophore.
Ces buts ainsi que d'autre, ainsi qu'un grand nombre des avantages annexes de la présente invention, vont être facilement compris à la lecture de la
description détaillée qui suit, faite en liaison avec
les dessins annexes, dans lesquels: la figure la est une vue schématique représentant un motif de diffraction de rayons X d'un luminophore SrTiO3:Pr,Al de la présente invention, obtenu tout en faisant varier la quantité d'apport en Al dans une plage allant de 0 à 80 %.mole; la figure lb est une vue schématique représentant un motif de diffraction de rayons X d'un luminophore SrTiO3:Pr,Ga de la présente invention, obtenu en faisant varier la quantité d'apport en Ga dans une plage allant de 0 à 90 %.mole; la figure 2 est une vue schématique représentant le facteur de réflexion spectral d'un luminophore SrTiO3:Pr,Al de la présente invention,
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mesuré en faisant varier la quantité d'apport en A1 dans une plage allant de O à 23 %.mole; la figure 3 est une vue schématique représentant des spectres d'émission d'aluminophore d'un luminophore SrTiO3:Pr,Al de la présente invention, obtenu tout en faisant varier la quantité d'apport en A1 dans une plage allant de 9 à 67 %.mole; la figure 4 est une représentation graphique représentant la relation entre la quantité d'apport en A1 dans un luminophore SrTiO3:Pr,Al de la présente invention, et une tension de départ de luminescence de luminophore; la figure 5 est une représentation graphique représentant la relation entre une tension d'anode et la luminance dans chaque luminophore SrTiO3:Pr,Al de la présente invention, et chaque luminophore classique Yz20: Eu; la figure 6 est une représentation graphique représentant la relation entre la quantité d'apport en A1 et la luminance relative d'un luminophore SrTiO3:Pr,Al de la présente invention; la figure 7 est un diagramme de chrominance CIE représentant la chrominance de chaque luminophore SrTiO3:Pr,Al de la présente invention, et de luminophores classiques d'une couleur lumineuse rouge; la figure 8 est une vue éclatée en perspective représentant un VFD dans lequel est incorporé un luminophore de la présente invention; la figure 9 est une vue en coupe verticale du VFD représenté sur la figure 8; et la figure 10 est une vue en coupe verticale, fragmentaire, représentant une partie essentielle d'un FED (dispositif à émission de champ), dans lequel est incorporé un luminophore de la présente invention; La présente invention est décrite ci-après en
se référant au dessins annexés.
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En se référant d'abord aux figures 8 et 9, un VFD contenant un luminophore de la présente invention est illustré. Le VFD comprend une enveloppe formée par liaison étanche d'un substrat d'anode A et d'un boîtier avant B, au moyen d'un matériau d'étanchéité en verre, une structure d'électrodes C étant disposée entre eux tout en étant disposée sur le substrat d'anode A. Le substrat d'anode A comprend une plaque de verre i ayant un film d'Al formé sur sa surface avant ou supérieure par électrodes-déposition, qui est ensuite exposé à une photolithographie, de manière à obtenir un motif de fil électrique 2. Le motif de fil électrique 2 présente une couche isolante 3 déposé sur sa surface supérieure. La couche isolante 3 est réalisée en une pâte isolante, constituée
principalement de verre fritté, ceci par sérigraphie.
La couche isolante 3 est pourvue de trous traversant 4 qui permettent au motif de fil électrique et au conducteur d'anode 5a décrit ci-après d'être connecté entre eux via ces trous. Les trous traversant 4 comportent chacun une pâte conductrice. La couche isolante 3 comporte sur elle une pâte conductrice de manière à recouvrir les trous traversants 4, donnant lieu aux conducteurs d'anode 5a décrits ci-dessus. la pâte conductrice peut être principalement constituée de carbone. Les conducteurs d'anode 5a présentent chacun une couche de luminophore 5b, de manière à fournir des électrodes d'anode. Les conducteurs d'anode 5a et les conducteurs d'anode 5b ainsi formés coopèrent entre eux
pour fournir un motif d'anode 5.
La structure d'électrodes 9 disposée sur le substrat A comprend un cadre d'espacement 9 réalisé en un alliage 426 (42 % de Ni, 6% de Cr et le reste de Fe), et des électrodes de commande 6 et des électrodes de cathode 8 montées chacune sur le cadre d'espacement 9. Le cadre d'espacement 9 est pourvu, d'un seul tenant, de bornes en plomb 7, par lesquelles une
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tension est appliquée aux électrodes d'anode, aux électrodes de cathode et aux électrodes de commande. Les électrodes de cathode 8 comprennent chacune un film en W ou en ReW (rhénium-tungsten) et une couche d'émission d'électrons constituée de (Ba, Sr, Ca)O et formée par électro-déposition. L'électrode de cathode 8 est fixée par chacune de ces deux extrémités à un support 11 comprenant un organe de support et un organe d'ancrage soudé sur le cadre d'espacement 9.e. Le boîtier avant B comprend une plaque avant 12, réalisée en un matériau de verre transparent et une plaque latérale 13 en forme de cadre, liée ou connectée à une périphérie de la plaque avant 12 par un adhésif à base de verre. La plaque latérale 13 est pourvue d'un tube d'évacuation 12 par lequel du gaz contenu dans l'enveloppe H est évacué vers l'extérieur, faisant que l'enveloppe est évacuée pour obtenir un vide élevé. Le substrat d'anode A est lié par adhésion, au niveau de son bord périphérique 2, à une extrémité inférieure de la plaque latérale 13 du bottier avant B, en chauffant 1 'adhésif à base de verre appliqué sur l'extrémité inférieure de la plaque latérale 13, tout en maintenant de manière interposée la structure d'électrode C entre le substrat d'anode A et le bottiera avant B. Ceci confère à l'enveloppe H une forme de boîtier plat, l'enveloppe étant ensuite évacuée pour
obtenir un vide élevé au moyen du tube d'évacuation d'écrit ci- dessus, ce qui est suivi d'une étanchéisation du tube d'évacuation.
En se référant à présent à la figure 10, un FED (dispositif à émission de champ) est illustré, dans lequel est incorporé un luminophore de la présente invention. Le FED comprend une enveloppe formée par liaison adhésive d'un substrat de cathode 21 ayant sur lui des FEC, de manière à servir de source d'électron, à un substrat d'anode 30 ayant un luminophore de la
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présente invention, via une plaque latérale 29. Le substrat de cathode 21 est réalisé en une plaque de verre et est pourvu sur sa surface supérieure ou avant d'électrodes de cathode 22, en exposant un film métallique formé sur lui par électrodéposition à une gravure chimique. Les électrodes de cathodes 22 sont chacune pourvues par laminage d'une couche isolant 24 en Si02, via une couche résistive 23, suivi d'un laminage d'une couche de porte 25 en NB sur la couche isolante 24. Ensuite, la couche de porte 25 et la couche isolante 24 sont soumises à une gravure chimique, donnant lieu à des ouvertures 26 qui traversent les deux couches 24 et 25 formées. Ensuite, les ouvertures 26 comportent chacune un émetteur 27 d'une forme conique, de manière qu'une extrémité distale de chacun des émetteurs coniques 27 soit exposée via l'ouverture 26. Les émetteurs coniques 27 sont disposés en respectant des pas de 10 mm ou moins,
définit entre eux par des techniques de traitement fin.
Ainsi, dix milliers à des centaines de milliers de FEC peuvent être prévus sur le substrat de cathodes 21 unique. De même, les émetteurs coniques 27 peuvent chacun être agencés de manière que la distance entre l'électrode de commande 25 et l'extrémité distale de l'émetteur conique 27 est réduite à un niveau inférieure à i mm. Ceci permet aux électrons d'être émis par champ par les émetteurs coniques 27, en appliquant simplement une tension aussi faible que des dizaines de Volt, entre l'électrode de commande 25 et l'électrode de cathode 22. La couche résistive 23 agencée entre l'électrode de cathode 22 et les émetteurs coniques 27 sert à stabiliser le
fonctionnement des émetteurs coniques 27.
Le substrat d'anode 30 est agencé à l'opposé de substrat de cathode 21 de manière à en être espacé à un intervalle prédéterminé. Le substrat d'anode 30 est
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pourvu sur sa surface intérieure d'une pluralité d'électrodes d'anode 31 en forme de bandes, ayant chacune une couche de luminophore 32. Les plaques latérales 29 sont disposées entre le substrat d'anode et le substrat de cathode 21, de manière à être placées sur un bord périphérique de chacun des substrats, si bien que les deux substrats 30 et 21 peuvent être opposés entre eux de manière à être
espacés l'un de l'autre d'un intervalle prédéterminé.
Le substrat d'anode 30, le substrat de cathode 21 et la plaque latérale 29 ainsi disposés coopèrent entre eux pour fournir une enveloppe étanche à l'air, dont l'intérieur 28 est ensuite évacuée pour obtenir un vide élevé. Dans le FED ainsi construit, l'application d'une tension d'un niveau prédéterminé entre l'électrode de cathode 22 et l'électrode de commande 25 permet aux électrons d'être émis par champ par l'extrémité distale de chacun des émetteurs coniques 27. Ensuite, les électrons se déplacent vers les couches de luminophore 32 auquel est appliquée une tension positive, de manière à exciter les couches de luminophore 32, donnant lieu à une luminescence des
couches de luminophore 32.
Les électrodes d'anode peuvent se présenter sous la forme d'une électrode transparente en un matériau tel que ITO (oxyde d'étain l'indium) ou analogue et le substrat d'anode 30 peut être réalisé en un matériau à base de verre transparent, si bien que la luminescence des couches de luminophore 32 peut être
observée à travers le substrat d'anode 30.
La commande de la décharge des électrons par les émetteurs coniques 27 servant chacun d'unité de cellule d'image permet d'afficher une image souhaitée via les couches de luminophore 32 des électrodes
d'anode 31.
il 2724940 A présent, le luminophore de la présente invention incorporé dans chacun des éléments parmi le
VFD et le FET décrits ci-dessus est décrit ci-après.
Un luminophore comprenant une matrice de
luminophore réalisée en un oxyde de métal alcalino-
terreux A et Ti, et un élément de terre rare R et un élément B du groupe III du tableau périodique, ajouté chacun à la matrice de luminophore, est globalement représenté par une formule générale ATiO3:R,B. A présent, un luminophore au titanate de la présente invention est décrit en liaison avec le SrTiO3:Pr, Al à titre d'exemple, dans lequel le Sr, Pr et Al sont sélectionnés comme métal de terre rare alcalin A, l'élément de terre rare R et l'élément du groupe III, respectivement. Dans l'exemple, le SrcO3 et le TiO2 ont été utilisés comme matériaux de départ pour la matrice de luminophore et le PrCl3 et Al(OH)3 ont été ajoutés au matériaux de départ. Ces matériaux ont été pesés en des quantités prédéterminées et mélangés ensuite uniformément entre eux, ce qui a été suivi d'une calcination dans un four électrique à une température de 1100 à 1400 C pendant 1 à 6 heures. Le four électrique à présenter en son sein une atmosphère composée d'air. En variante, une atmosphère neutre ou une atmosphère à faible pouvoir réducteur, contenant 1 à 20 % Hz, peut être utilisée de manière appropriée en
fonction des matériaux.
De façon globale, la concentration de Pr est
appropriée dans une plage allant de 0,1 à 2 %.mole.
Dans l'exemple, elle a été constamment maintenue à une valeur de 0,2 %. mole en vue de déterminer de manière optimale la quantité de Al à ajouter ou la quantité
d'apport en Al.
L'apport en Al a été effectué tout en faisant varier sa quantité dans une plage allant de O à 97 %.mole. Des échantillons du luminophore ainsi préparés 1z 2724940 selon la procédure décrite ci-dessus ont été exposés à différentes analyses pour déterminer les éléments formant le luminophore, de manière à obtenir la quantité d'apport en Al optimale. Les résultats sont
représentés dans le TABLEAU 1.
Tabl eau 1 Quantité d'apport Quantité de A1 Ti:SR rapport en A1 (%. mole) mesurée (%.mole) molaire
9 5 0,88:1
33 18,5 0,81:1
67 37,5 0,77:1
89 49,8 0,77:1
Comme observé dans le tableau 1, la teneur en Al correspond à 55 à 56 % de la quantité d'apport en A1. Une augmentation de la quantité d'apport en A1 a
donnée lieu à une réduction du rapport entre Ti et Sr.
Ceci est dû au fait que Al. est remplacé en partie par le Ti de la matrice de luminophore SrTiO3, de manière à former une solution à l'état solide dans la matrice. Le fait que A1 constitue une partie de la solution à l'état solide est également représenté sur la figure la. Plus spécifiquement, un pic principal de SrTiO3 est maintenu sensiblement identique indépendamment d'une variation de la quantité d'apport en A1, dans une plage allant de 0 à 80 %.mole. La quantité de A1 inférieure ou égale à 50 %.mole permet au A1 de former une solution à l'état solide dans le SrTiO3, du fait que ceci donne lieu à une de manifestation d'un pic de SrAll2, A1203 ou analogue, par rapport au A1. La quantité d'apport en A1 supérieure à 70 % en poids provoque un pic d'un produit secondaire tel que le A1203, SrAl.20 9 ou analogue, concernant le A1 devant
augmenter graduellement.
La figure 2 représente les résultats du facteur de réflexion spectrale du luminophore, mesurés, lorsque
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la quantité en apport de Al est établi de façon à être de 0 %.mole à titre de comparaison, 1 %. mole et 23 %.moles respectivement. Les résultats indiquent que l'apport en Al, même en faible quantité, provoquent le décalage du spectre de réflexion du luminophore du coté d'une onde courte par rapport à celui obtenu lorsqu'on ajoute pas de Al, de manière à faire varier les caractéristiques optiques du luminophore, cependant, une augmentation de la quantité de Al ne provoque pratiquement aucune autre variation. La figure 3 représente les spectres lumineux du luminophore de la présente invention. Comme on le voit sur la figure 2, le luminophore présente une couleur lumineuse rouge dont la longueur d'onde de pic présente un pic à 17 nanomètres, indépendamment d'une variation de la quantité d'apport en Al parmi 9 %.moles, 33%.moles, 50 %.moles et 60 %.moles et une variation de la quantité d'apport en Al ne provoque pratiquement aucune variation de la configuration du spectre. Ainsi, il s'est avéré que la variation de la quantité d'apport en Al ne provoque pas de variation des caractéristiques lumineuses rouge du luminophore. La figure 7 représente une chrominance CIE de chaque luminophore parmi le luminophore de la présente invention et des luminophore classiques d'une couleur lumineuse rouge. Ceci indique que le luminophore de la présente invention ayant X = 0,66 et Y = 0,35 présente une chrominance décalée d'un coté rouge, de manière à servir de luminophore rouge d'une couleur lumineuserouge, présentant une excellente chrominance, par rapport aux luminophore classiques SnO2 et Y203:Eu d'une couleur lumineuse rouge. La figure 4 représente la relation entre une tension de départ de luminance et la quantité d'apport en Al dans le luminophore de la présente invention, obtenu tout en montant le luminophore sur une anode d'un dispositif d'affichage fluorescent. La figure 4
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représente également, à titre de comparaison, une tension de départ de luminance d'un luminophore Y203:Eu d'une couleur lumineuse rouge, qui a été classiquement utilisée. Le terme "tension de départ de luminescence" utilisé ici signifie une tension d'anode qui permet un luminophore de présenter une luminance de 1 cd/m2 lorsqu'une luminance de 1 cd/m2, lorsqu'il est excité tout en étant monté dans un dispositif d'affichage fluorescent. La figure 4 indique que, bien que le luminophore ne comportant pas de A1 ne parvienne pas à émettre de la lumière, l'apport en A1 même en faible quantité permet au luminophore d'émettre de la lumière à une tension de départ de luminescence aussi faible
que 10 Volt ou moins.
Au contraire, le luminophore classique Y203:Eu présente une tension de départ de luminescence aussi élevée que 80 Volt ou plus. Ainsi, il s'est avéré que le luminophore de la présente invention présente une plus grande luminance par rapport au luminophore classique d'une valeur de résistance élevée. Ceci est également révélé par la figure 5, qui représente les
caractéristiques tension-luminance.
La figure 6 représente la relation entre la quantité d'apport en A1 dans le luminophore de la présente invention et sa luminance relative, dans laquelle Pr et A1 ont été ajoutés à la matrice de luminophore SrTi03 en des quantités allant respectivement de 0,1 à 2 %. moles et de 0,01 à %.moles. Ceci indique que l'apport en A1 en une quantité allant de 0,05 à 80 %.moles permet au luminophore de présenter une luminance d'un niveau suffisant pour lui permettre d'être utilisé en pratique. La quantité d'apport en A1 est de préférence comprise dans une plage allant de 0,2 à 70 %.moles et, de préférence encore, dans une plage allant de 1 à
%.moles.
1 5 2724940
L'apport en Ga dans la matrice de luminophore permet au luminophore de présenter pratiquement le même avantage que l'apport en A1 décrit ci-dessus. Plus spécifiquement, comme représenté sur la figure lb, l'apport en Ga en une quantité de 9 %.moles au SrTiO3:Pr a rendu le pic principal du luminophore pratiquement identique à celui présenté lorsque l'on ajoute aucune quantité d'Al. Ainsi, un test analogue a été effectué tout en remplaçant le Ga par le A, et l'on obtient pratiquement les mêmes résultats que lorsque l'on ajoute du A1. De même, l'apport de chaque élément parmi le In et le Ti du groupe III du tableau périodique, comme le A1 et le Ga, a permis au luminophore de présenter pratiquement les mêmes résultats. A cette fin, un oxyde tel que le Ga2O3, ou le SrO, un nitrate tel que le Al(N03) ou le Tl(NO3), ou un chlorure peuvent être utilisés comme matériaux de départ. Dans l'exemple décrit ci-dessus, le Pr présentant une couleur lumineuse rouge a été utilisé comme élément de terre rare pour la présente invention, à titre d'exemple. Il s'est avéré que le Ce, Eu, Tb, et Er et Tm présentent respectivement des couleurs lumineuses vertes-bleues, rouges, vertes et bleues. Un oxyde d'un élément de terre rare tel que le Eu203 son chlorure tel que le EuCl 3 ou analogue peuvent être
utilisé à cette fin.
Comme on le voit à partir de ce qui précédé, le luminophore de la présente invention est construit de manière qu'un élément de terre rare et un élément sélectionné dans le groupe composé de A1, Ga, In et T1 soient ajoutés en des quantités prédéterminées à la matrice de luminophore représentées par ATiO3, dans laquelle A est un métal alcalino-terreux sélectionné dans le groupe composé de Mg, Ca, Sr et Ba. Une telle construction fournit un luminophore excité par les électrons à faible vitesse, présentant la couleur
16 2724940 lumineuse souhaitée à une tension d'anode aussi faible 1 kV ou moins. En
particulier, le luminophore SrTiO3:Pr, A1 fournit lorsque le Sr est sélectionné comme métal alcalino-terreux et le Pr et Al sont ajoutés à la matrice de luminophore présente une tension de départ de luminescence aussi faible que 10 Volt et une couleur lumineuse rouge ayant une plus grande chrominance par rapport au luminophore classique
d'une couleur lumineuse rouge.
De même, le luminophore de la présente invention est un luminophore de type oxyde ne comportant pas de souffre (S), entraînant l'élimination des inconvénients tels que la contamination d'une cathode par du sulfure, la contamination des autres luminophore dans un dispositif d'affichage fluorescent et analogue, inconvénients que l'on rencontre avec le
luminophore classique de couleurs lumineuses.
En outre, le luminophore de la présente invention ne comporte pas de Cd, de manière à empêcher l'occurrence de toute pollution de l'environnement en
raison du Cd.
Bien que des modes de réalisation préférés de l'invention aient été décrits avec un certain degré de particularité en se référant aux dessins, des modifications et variantes évidentes peuvent être
apportées à la lumière des enseignements précités.
17 2724940
Claims (10)
1. - Luminophore caractérisé en ce qu'il comprend: une matrice de luminophore constituée d'un oxyde d'un métal alcalino- terreux et de Ti; et un élément de terre rare et un élément du Groupe III du tableau périodique qui sont ajoutés à la
matrice de luminophore.
2. - Luminophore selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit métal alcalino-terreux est un élément sélectionné dans le groupe composé de Mg,
Sr, Ca et Ba.
3. - Luminophore selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de terre rare est un élément sélectionné dans le groupe composé de Ce,
Eu, Tb, Er, Tm et Pr.
4. - Luminophore selon l'une quelconque des
revendications 1 et 3, caractérisé en ce que ledit
élément de terre rare est ajouté en une quantité
molaire allant de 0,05 à 5 %.
5. - Luminophore selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément du Groupe III est un élément sélectionné dans le groupe composé de Al,
Ga, In et Tl.
6. - Luminophore selon l'une quelconque des
revendications 1 et 5, caractérisé en ce que ledit
élément du Groupe III est ajouté en une quantité
molaire allant de 0,05 à 80 %.
7. - Dispositif d'affichage fluorescent caractérisé en ce qu'il comprend: une enveloppe sous vide; et une source d'électrons et une couche de luminophore qui sont disposées dans ladite enveloppe sous vide;
18 2724940
ladite couche de luminophore étant constituée d'un luminophore et émettant de la lumière lors de l'impact d'électrons émis par ladite source d'électrons; ledit luminophore comprenant une matrice de
luminophore constituée d'un oxyde de métal alcalino-
terreux et de Ti, et d'un élément de terre rare et un élément du Groupe III du tableau périodique qui sont
ajoutés à ladite matrice de luminophore.
O 8. - Dispositif d'affichage fluorescent selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit métal de alcalino-terreux est un élément sélectionné dans le groupe composé de Mg, Sr, Ca et Ba; ledit élément de terre rare est un élément sélectionné par le groupe composé de Ce, Eu, Tb, Er, Tm et Pr; et ledit élément du Groupe III est un élément
sélectionné dans le groupe composé de Al, Ga, In et Tl.
9. - Dispositif d'affichage fluorescent selon 23 la revendication 7, caractérisé en ce que ledit élément de terre rare est ajouté en une quantité molaire allant de 0,05 à 5 %; et ledit élément du Groupe III est ajouté en une
quantité molaire allant de 0,05 à 80 %.
10. - Dispositif d'affichage fluorescent selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite source
d'électrons comprend une cathode filamentaire.
11. - Dispositif d'affichage fluorescent selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite source d'électrons comprend une cathode à émission de champ
(FEC).
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