FR2760755A1 - Luminophore et dispositif d'affichage - Google Patents
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Abstract
Il est décrit un luminophore capable de voir son activité en surface réduite, afin de minimiser de cette manière l'adsorption de gaz sur lui, le dégagement de gaz à partir de lui et analogue, pour, de cette manière, assurer une protection de la surface. Le luminophore de la présente invention est revêtu d'un film en carbone analogue à du diamant (DLC) . Un tel revêtement réduit l'activité en surface du luminophore. Egalement, le luminophore peut être utilisé pour une section d'affichage d'un dispositif d'affichage. Ceci permet d'augmenter la durabilité du luminophore et empêche la détérioration de la cathode, faisant que la duré de vie du dispositif d'affichage est augmentée.
Description
LUMINOPHORE ET DISPOSITIF D'AFFICHAGE
La présente invention concerne un luminophore et, plus particulièrement, un luminophore ayant un film en carbone analogue à du diamant disposé sur lui, et un dispositif d'affichage dans lequel un tel luminophore est incorporé.
La présente invention concerne un luminophore et, plus particulièrement, un luminophore ayant un film en carbone analogue à du diamant disposé sur lui, et un dispositif d'affichage dans lequel un tel luminophore est incorporé.
Un luminophore a été classiquement incorporé dans différents types de dispositifs d'affichage. Par exemple, un dispositif d'affichage fluorescent comprend une enveloppe, qui est maintenue sous un vide poussé et dans laquelle des électrodes, telles que des anodes, sur lesquelles est déposé un luminophore, des cathodes émettrices d'électrons et analogues sont agencées pour permettre à des électrons, émis depuis les cathodes de toucher par impact les couches de luminophore, conduisant à l'affichage des couleurs lumineuses souhaitées. Un tel dispositif d'affichage fluorescent ou analogue a une variété de luminophores incorporés, selon le but qu'on lui réserve. Parmi de tels différents luminophores, les luminophores constitués principalement d'éléments appartenant aux Groupes II-IV du tableau périodique, tels que, par exemple, un luminophore constitué principalement de sulfure (luminophore au sulfure), un luminophore constitué principalement de Sr (luminophore Sr), un luminophore constitué principalement de Y (luminophore Y) et analogue, présentent une augmentation au niveau de l'activité de surface, pour de cette manière que les gaz restants dans l'enveloppe, tels que H , HO, O ou CO > , qui sont en adhérence sur une surface intérieure de l'enveloppe, soient absorbés sur une surface des luminophores, entraînant une détérioration au niveau de l'efficacité lumineuse des luminophores, suite à l'excitation imputable à l'impact des faisceaux d'électrons sur eux. Pour empêcher une telle adsorption des gaz sur la surface du luminophore et, également, pour protéger le luminophore, il a été souvent pratiqué un revêtement avec un film de 510 sur la surface du luminophore. Un tel revêtement du film SiO2 est connu dans l'art sous forme de traitement de surface pour un luminophore utilisé pour, par exemple, un tube à rayons cathodiques ou analogue.
Malheureusement, Si, se présentant sous la forme d'un film mince, est actif, si bien que le film de SiO2, en réalité, absorbe les gaz se trouvant sur lui, entraînant un manque de protection suffisante au niveau du luminophore.
La présente invention a été faite au vu de l'inconvénient ci-dessus de l'art antérieur.
De manière correspondante, un objet de la présente invention est de fournir un luminophore qui soit capable de voir son activité en surface réduite, pour, de cette manière, minimiser l'adsorption de gaz sur lui, le dégagement de gaz à partir de lui et analogue, entraînant que l'on peut assurer la protection de la surface.
Selon un aspect de la présente invention, il est proposé un luminophore. Le luminophore est revêtu d'un film en carbone analogue à du diamant (film DLC).
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le film en carbone analogue à du diamant est constitué d'un hydrocarbure gazeux, déposé par un procédé CVD.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le film en carbone analogue à du diamant a une épaisseur située dans la plage comprise entre 10 À et 200 A.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le luminophore revêtu d'un film de carbone analogue à du diamant a une configuration particulière.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le film en carbone analogue à du diamant, formé sur la surface du luminophore, se présente sous la forme d'une configuration laminaire.
Dans mode de réalisation préféré de la présente invention, le film en carbone analogue à du diamant a une conductivité fournie par le dopage un réalisé par une introduction en son sein d'une impureté.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le luminophore est sélectionné dans le groupe constitué des luminophores des Groupes II-VI, 11-1V-VI, III-IV-VI et III-V de la table périodique.
Selon un autre aspect de la présente invention, un dispositif d'affichage est fourni, comprenant une enveloppe, des conducteurs d'anodes formés sur une surface intérieure de l'enveloppe, des luminophores déposés sur les conducteurs d'anodes et une source d'électrons agencée dans l'enveloppe. Le luminophore est appliqué en revêtement avec un film en carbone analogue à du diamant.
Ces objets ainsi que d'autres objets et beaucoup des avantages afférents de la présente invention vont être facilement appréciés, lorsque celle-ci sera mieux comprise en référence à la description détaillée ci-après, considérée en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels
la figure 1 est une représentation graphique représentant les résultats d'un test de durée de vie effectué à la fois sur un échantillon d'un luminophore de la présente invention (présent échantillon) et des échantillons de luminophores comparatifs (exemples comparatifs), qui ont été obtenus à l'Exemple 1;
la figure 2 est une représentation graphique représentant les résultats de la mesure de l'épaisseur et de la rétention de luminance ayant été effectuée à la fois sur le présent échantillon et sur un échantillon d'un luminophore comparatif sur lequel est déposé un film en 510 (2ième échantillon comparatif), qui ont été obtenus à l'Exemple 1;
la figure 3 est une représentation graphique représentant la relation intervenant entre l'épaisseur et la luminance initiale ayant été mesurée à la fois sur le présent échantillon et sur le deuxième échantillon comparatif, qui ont été obtenus à l'Exemple 1;
la figure 4 est une représentation graphique représentant la variation de la luminance relative sur le temps d'éclairage, ayant été mesurée à la fois sur le présent échantillon et sur un échantillon d'un luminophore comparatif exempt de tout film (premier échantillon comparatif) obtenus à l'Exemple 1;
la figure 5 est une représentation graphique représentant la variation de la luminance relative sur le temps d'éclairage, ayant été mesurée sur le présent échantillon et sur un premier échantillon comparatif qui ont été obtenus à l'Exemple 3; et
la figure 6 est une vue schématique représentant un appareil conçu pour former un film en carbone analogue à du diamant (DLC), par des techniques de déposition CVD, à titre d'exemple.
la figure 1 est une représentation graphique représentant les résultats d'un test de durée de vie effectué à la fois sur un échantillon d'un luminophore de la présente invention (présent échantillon) et des échantillons de luminophores comparatifs (exemples comparatifs), qui ont été obtenus à l'Exemple 1;
la figure 2 est une représentation graphique représentant les résultats de la mesure de l'épaisseur et de la rétention de luminance ayant été effectuée à la fois sur le présent échantillon et sur un échantillon d'un luminophore comparatif sur lequel est déposé un film en 510 (2ième échantillon comparatif), qui ont été obtenus à l'Exemple 1;
la figure 3 est une représentation graphique représentant la relation intervenant entre l'épaisseur et la luminance initiale ayant été mesurée à la fois sur le présent échantillon et sur le deuxième échantillon comparatif, qui ont été obtenus à l'Exemple 1;
la figure 4 est une représentation graphique représentant la variation de la luminance relative sur le temps d'éclairage, ayant été mesurée à la fois sur le présent échantillon et sur un échantillon d'un luminophore comparatif exempt de tout film (premier échantillon comparatif) obtenus à l'Exemple 1;
la figure 5 est une représentation graphique représentant la variation de la luminance relative sur le temps d'éclairage, ayant été mesurée sur le présent échantillon et sur un premier échantillon comparatif qui ont été obtenus à l'Exemple 3; et
la figure 6 est une vue schématique représentant un appareil conçu pour former un film en carbone analogue à du diamant (DLC), par des techniques de déposition CVD, à titre d'exemple.
A présent, la présente invention va être décrite ci-après en référence aux dessins annexés. La présente invention concerne un luminophore se présentant sous la forme de particules ou d'une couche dont une surface est revêtue ou couverte d'un film de carbone analogue à du diamant (DLC). Le film DLC peut être formé par des techniques de déposition chimique en phase vapeur (CVD), utilisant un filament chauffé, des techniques CVD au plasma utilisant une micro-onde, des techniques à combustion à flamme, des techniques CVD à radiofréquence
RF, des techniques CVD utilisant une décharge de courant continu DC, des techniques CVD à plasma dans un champ magnétique ou analogue.
RF, des techniques CVD utilisant une décharge de courant continu DC, des techniques CVD à plasma dans un champ magnétique ou analogue.
La technique CVD est adaptée pour fournir une substance initiatrice ou des éléments contenant du gaz pour un matériau cible à une chambre de réaction, entraînant dans le matériau cible un dépôt sous la forme d'un film sur un substrat, par une réaction en phase gazeuse ou bien une réaction chimique sur une surface du substrat. La fourniture de la substance initiale à la chambre de réaction est effectuée tout en la conservant à l'état gazeux lorsqu'il s'agit d'un composé gazeux, ou bien est effectué après évaporation lorsqu'il s'agit d'un composé liquide, sous une pression de vapeur augmentée ou bien d'un composé solide.
Comme décrit ci-dessus, différents types de techniques CVD peuvent être utilisés à cette fin. Des techniques CVD appropriées sont sélectionnées, selon la substance initiale à utiliser, la pression de l'atmosphère de réaction, le moyen prévu pour favoriser la réaction et analogue.
Par exemple, un solvant organique ayant un groupe CH tel que, par exemple, CH30H, COCO, du benzène, toluène ou analogue, peut être utilisé comme substance initiale dans les techniques CVD à filament chauffé. CO, le méthane ou analogue, dilué avec une grande quantité de H1 peuvent être utilisés dans les techniques CVD à plasma utilisant une micro-onde.
Par exemple, la formation du film de carbone analogue à du diamant (DLC), par les techniques CVD à filament chauffé, peut être effectuée par un appareil tel que celui représenté sur la figure 6 à titre d'exemple. L'appareil représenté sur la figure 6 comprend un réservoir à vide 1, dans lequel une cathode 2, une anode 3 et un substrat 4, sur lequel le film DLC doit être formé, sont agencés. Dans le réservoir à vide 1 est introduit une substance initiale gazeuse, par un orifice d'entrée de gaz 5. Le numéro de référence 6 désigne un orifice de décharge, construit de manière à pouvoir être ouvert.
Dans l'appareil ainsi construit, une tension est appliquée entre la cathode 2 et l'anode 3. Ceci permet à la cathode 2 d'être suffisamment chauffée par un chauffage par résistance, entraînant que des thermions sont émis de la cathode 2 vers l'anode 3.
Pendant ce temps, l'hydrocarbure introduit dans le réservoir à vide 1 est partiellement ionisé par les thermions émis par la cathode 2, pour former de cette manière un plasma. Les molécules d'hydrocarbure ainsi ionisées sont accélérées vers le substrat 4, par une tension qui est appliquée à ce substrat 4.
Le film DLC présente un avantage très significatif par rapport à un luminophore ayant une activité de surface relativement élevée, suffisante pour provoquer la détérioration de la qualité du luminophore, du fait de l'adsorption en lui de gaz ou analogue. A titre d'exemple, un luminophore, constitué principalement d'éléments des Groupes II-VI de la table périodique, tels qu'un luminophore au sulfure, un luminophore Sr, un luminophore Y ou analogue, va être décrit ci-après. Dans l'art antérieur, l'incorporation d'un tel luminophore, dans un dispositif d'affichage fluorescent, entraîne une détérioration des caractéristiques d'émission d'électrons du luminophore, du fait de la détérioration de l'efficacité lumineuse du luminophore ou de la décomposition et de la dispersion du luminophore, suite à l'adsorption des gaz restants dans l'enveloppe, sur le luminophore. Au contraire, le film DLC, doté de la présente invention, élimine les inconvénients décrits ci-dessus de l'art antérieur.
L'invention va être comprise plus facilement en référence aux exemples suivants; cependant, ces exemples sont destinés à illustrer l'invention et ne sont pas considérés comme limitant le champ de l'invention.
Exemple 1
SrTiO:Pr qui est un luminophore de couleur lumineuse rouge a été appliqué en revêtement sur une électrode d'oxyde d'étain dopé à l'indium (ITO), sur un substrat formant anode, par une impression sérigraphique, puis soumis à une calcination à une température de 500"C dans l'air, entraînant un revêtement du substrat d'anode par le luminophore ainsi obtenu. Ensuite, un film DLC a été formé sur la surface du luminophore par des techniques de déposition CVD au plasma, tout en gardant le substrat à une température de 350"C, pour, de cette manière, préparer un échantillon du luminophore de la présente invention, ayant sur lui un film DLC déposé (présent échantillon).
SrTiO:Pr qui est un luminophore de couleur lumineuse rouge a été appliqué en revêtement sur une électrode d'oxyde d'étain dopé à l'indium (ITO), sur un substrat formant anode, par une impression sérigraphique, puis soumis à une calcination à une température de 500"C dans l'air, entraînant un revêtement du substrat d'anode par le luminophore ainsi obtenu. Ensuite, un film DLC a été formé sur la surface du luminophore par des techniques de déposition CVD au plasma, tout en gardant le substrat à une température de 350"C, pour, de cette manière, préparer un échantillon du luminophore de la présente invention, ayant sur lui un film DLC déposé (présent échantillon).
L'épaisseur du film DLC pourrait être contrôlée en fonction de la puissance d'entrée du plasma et de la période de temps pendant laquelle la formation du film DLC a été effectuée. Dans l'exemple, la puissance d'entrée a été maintenue de façon constante à 300 W, si bien que l'épaisseur a été régulée en fonction du temps. A titre de comparaison, l'exemple a été répété essentiellement sauf que la formation du film ne s'est pas produite, afin, de cette manière, de préparer un échantillon d'un luminophore comparatif qui soit exempt de tout film (premier échantillon comparatif). Egalement, l'exemple a été sensiblement répété, sauf qu'un film SiO a été formé au lieu du film
DLC, selon sensiblement la même procédure que dans l'exemple, pour, de cette manière, préparer un échantillon d'un luminophore comparatif ayant le film SiO déposé sur lui (deuxième exemple comparatif). Chacun des présents échantillons a reçu sur lui le film DLC, le premier échantillon comparatif exempt de tout film et le deuxième échantillon comparatif ayant sur lui le film SiOn ont été combinés avec un substrat formé sur eux, avec une cathode d'émission de champ, pour constituer un affichage à émission de champ (FED) qui a été soumis à un test, afin d'évaluer à la fois ses caractéristiques initiales et sa durée de vie, en appliquant une tension de 400 V sur une anode de celui-ci.
DLC, selon sensiblement la même procédure que dans l'exemple, pour, de cette manière, préparer un échantillon d'un luminophore comparatif ayant le film SiO déposé sur lui (deuxième exemple comparatif). Chacun des présents échantillons a reçu sur lui le film DLC, le premier échantillon comparatif exempt de tout film et le deuxième échantillon comparatif ayant sur lui le film SiOn ont été combinés avec un substrat formé sur eux, avec une cathode d'émission de champ, pour constituer un affichage à émission de champ (FED) qui a été soumis à un test, afin d'évaluer à la fois ses caractéristiques initiales et sa durée de vie, en appliquant une tension de 400 V sur une anode de celui-ci.
A présent, la structure du FED réalisé dans l'exemple va être décrite ci-après. Un substrat formant anode, transparent, constitué de verre ou analogue, reçoit sur lui des conducteurs formant anode, perméables à la lumière, constitués d'oxyde d'étain dopé à l'indium (ITO). Les conducteurs d'anodes sont chacun formés avec une couche de luminophore. Les couches de luminophore reçoivent chacune sur elles en revêtement un tel film DLC construit de la façon décrite ci-dessus. Le substrat d'anode est agencé de manière que le côté de la surface intérieure de celui-ci, ou le côté de sa surface sur laquelle les couches de luminophore sont déposées, soit placé à l'opposé du substrat formant cathode, un intervalle prédéterminé étant défini entre eux. Le substrat formant cathode est formé sur une surface intérieure de celui-ci avec des cathodes à émission de champ agissant comme source d'électrons. Egalement, un organe d'espacement est agencé entre le substrat formant anode et le substrat formant cathode, tout en étant positionné sur une périphérie extérieure de celui-ci, entraînant la constitution d'une enveloppe. L'enveloppe ainsi constituée est mise sous un vide élevé.
Une cathode à émission de champ comprend un conducteur de cathode formé sur le substrat formant cathode, une couche d'isolation formée sur le conducteur de cathode, une électrode de grille formée sur la couche isolante et des émetteurs à forme conique, agencés chacun dans des ouvertures ménagées à la fois dans la couche isolante et l'électrode de grille, de manière à s'étendre conjointement à travers elles, tout en étant positionnés sur le conducteur de cathode.
La figure 1 représente les résultats d'un test de durée de vie effectué sur le présent échantillon ayant reçu le film DLC d'une épaisseur de 20 À déposé sur lui. Le premier échantillon comparatif étant exempt de tout film et le deuxième échantillon comparatif ayant le film 510- d'une épaisseur de 20 A, qui a été obtenu à l'Exemple 1.
Par exemple, après que la durée de vie de 2000 heures se soit écoulée, les premier et deuxième échantillons comparatifs sont chacun réduits, en ce qui concerne la luminance relative, pour atteindre un niveau de 30 -e si on se base sur leur luminance initiale, tandis que le présent échantillon voit sa luminance relative maintenue à un niveau de 80 X, si l'on se base sur sa luminance initiale.
La figure 2 représente les résultats des mesures de l'épaisseur et de la rétention de luminance (1000 heures) ayant été effectuées sur le présent échantillon et le deuxième échantillon comparatif qui ont été obtenus à l'Exemple 1. Le deuxième échantillon comparatif a subi une réduction de la rétention de luminance jusqu'à un niveau de 30, indépendamment de l'épaisseur du film en Six,. Au contraire, le présent échantillon a subi une augmentation de la rétention de luminance allant de pair avec l'augmentation d'épaisseur du film DLC. Plus spécifiquement, la rétention de luminance était d'environ 70 % pour une épaisseur de 10 À et atteint un niveau de saturation pour l'épaisseur de 50 . Ceci signifie qu'une augmentation de l'épaisseur du film DLC jusqu'à 50 permet au luminophore de présenter une rétention de luminance qui est égale à sa luminance initiale, même après écoulement d'un temps d'éclairage de 1000 heures.
La figure 3 représente la relation intervenant entre l'épaisseur et la luminance initiale ayant été mesurée sur le présent échantillon et le deuxième échantillon comparatif ayant reçu en revêtement le film en SiQ obtenu à l'Exemple 1. Si l'on suppose que la luminance initiale obtenue lorsqu'aucun film n'est appliqué en revêtement est de 100, les deux échantillons ont subi une réduction de la luminance initiale lorsque l'épaisseur du film a augmenté. Le degré, auquel la luminance initiale du présent échantillon a été réduite, a été sensiblement identique à celui du deuxième exemple comparatif. La réduction était d'environ 75 's, pour l'épaisseur de 100 A et d'environ 55 't pour 200 .
Ainsi, il est à noter que le revêtement du luminophore avec le film DLC, prévu dans la présente invention, permet d'améliorer significativement la durée de vie du luminophore, ses caractéristiques de luminosité et analogues. Si l'on porte un jugement synthétique sur ce qui précède, on peut conclure que le film DLC manifeste l'avantage décrit ci-dessus lorsque son épaisseur se trouve dans une plage comprise entre 10 À et 200 A et, de préférence, entre 200 A et 100 A.
En général, un FED, un dispositif d'affichage fluorescent ou analogue est construit de manière à appliquer une tension d'accélération d'environ 1 kV aux électrons. L'application d'une telle tension d'accélération aux électrons permet à ces électrons de pénétrer dans un luminophore d'une distance aussi petite qu'au plus 1000 . Ceci signifie que la déposition d'un film de 1000 À ou plus en épaisseur, sur un luminophore, empêche les électrons d'atteindre la surface du luminophore lorsque l'on applique la tension d'accélération. Ainsi, il est à noter qu'une épaisseur du film DLC est de préférence située dans la plage décrite ci-dessus également d'un tel point de vue.
La surface du luminophore de la présente invention obtenu à l'Exemple 1, ayant reçu sur lui le film DLC d'une épaisseur de 10 A, a été soumis à une analyse AES (Spectroscopie Electronique selon AUGER).
En résultat, il a été trouvé que le film contenait les teneurs suivante C=90 *, Sr=1,4 'e, Ti=1,3 E et 0=4,3 C. Ceci indique que le luminophore a été recouvert par le film DLC. Il a été trouvé que le
FED, dans lequel le luminophore de la présente invention obtenu dans l'exemple est incorporé, empêchait l'émission de champ d'être détérioré. Au contraire, en résultat du fait que l'on a soumis à une analyse AES le FED du deuxième exemple comparatif revêtu avec le fil
SiO, incorporé en son sein, on obtient une détérioration à la fois dans le luminophore et dans la cathode à émission de champ. Une analyse AES de la cathode à émission de champ a révélé une augmentation des teneurs en Ti, Si, C et analogue.
FED, dans lequel le luminophore de la présente invention obtenu dans l'exemple est incorporé, empêchait l'émission de champ d'être détérioré. Au contraire, en résultat du fait que l'on a soumis à une analyse AES le FED du deuxième exemple comparatif revêtu avec le fil
SiO, incorporé en son sein, on obtient une détérioration à la fois dans le luminophore et dans la cathode à émission de champ. Une analyse AES de la cathode à émission de champ a révélé une augmentation des teneurs en Ti, Si, C et analogue.
Les résultats de l'analyse AES ont montré que la présente invention permettait de former le matériau DLC en un film uniforme d'une épaisseur réduite, suffisante pour faciliter la perméation des électrons passant à travers lui, tout en rendant le film hautement stable. Il a également été trouvé que le revêtement du luminophore avec le film DLC assurait une protection du luminophore et empêchait toute détérioration dans la cathode agissant comme source d'électrons, si bien que le luminophore convient pour être utilisé pour un dispositif d'affichage ayant, incorporé en son sein, un luminophore, tel qu'un FED, un dispositif d'affichage ou analogue. En outre, il a été trouvé que le film DLC était, de façon inhérente, d'une couleur noire, si bien que le fait de couvrir le luminophore avec le film DLC, dans le dispositif d'affichage, améliorait significativement le contraste du luminophore entre son éclairage et son non éclairage.
Exemple 2
L'Exemple 1 décrit ci-dessus a été sensiblement répété sauf qu'un luminophore de type Y"SiO: Ce, présentant une couleur lumineuse bleue, a été utilisé. Dans l'exemple, une épaisseur de film DLC a été fixée à 100 . Ceci a entraîné l'obtention dans un échantillon d'un luminophore revêtu d'un film DLC de la présente invention (présent échantillon). A titre de comparaison, un échantillon de luminophore comparatif, exempt de tout film (premier échantillon comparatif), a été préparé.
L'Exemple 1 décrit ci-dessus a été sensiblement répété sauf qu'un luminophore de type Y"SiO: Ce, présentant une couleur lumineuse bleue, a été utilisé. Dans l'exemple, une épaisseur de film DLC a été fixée à 100 . Ceci a entraîné l'obtention dans un échantillon d'un luminophore revêtu d'un film DLC de la présente invention (présent échantillon). A titre de comparaison, un échantillon de luminophore comparatif, exempt de tout film (premier échantillon comparatif), a été préparé.
La figure 4 représente la variation de la luminance relative sur le temps d'éclairage, mesurée à la fois sur le présent échantillon et le premier échantillon comparatif ayant été obtenus à l'Exemple 2.
Comme noté d'après la figure 4, la rétention de luminance du présent échantillon, après un écoulement de 1000 heures, était de 75 e, tandis que celle du premier échantillon comparatif de luminophore était de 25 i, indépendamment du fait que le luminophore utilisé dans l'exemple était globalement ce que l'on appelle un luminophore tendant à facilement absorber sur lui de l'humidité.
Exemple 3
L'Exemple 1 a été essentiellement répété, sauf que l'on a utilisé un luminophore de type ZnS:Ag,Cl, présentant une couleur lumineuse bleue. Dans l'exemple, l'épaisseur du film DLC était fixée à 50 A. Ceci donne un échantillon de luminophore revêtu par un film
DLC de la présente invention (présent échantillon). A titre de comparaison, un échantillon luminophore comparatif, exempt de tout film (premier échantillon comparatif), a été préparé.
L'Exemple 1 a été essentiellement répété, sauf que l'on a utilisé un luminophore de type ZnS:Ag,Cl, présentant une couleur lumineuse bleue. Dans l'exemple, l'épaisseur du film DLC était fixée à 50 A. Ceci donne un échantillon de luminophore revêtu par un film
DLC de la présente invention (présent échantillon). A titre de comparaison, un échantillon luminophore comparatif, exempt de tout film (premier échantillon comparatif), a été préparé.
La figure 5 représente la variation de la luminance relative sur le temps d'éclairage qui a été mesurée à la fois sur le présent échantillon et le premier échantillon comparatif, qui ont été obtenus à l'Exemple 3. Comme noté d'après la figure 5, la rétention de luminance du présent échantillon, après un écoulement de 1000 heures, était de 70 C, tandis que celle du premier échantillon comparatif était aussi faible que 10 e. Le luminophore utilisé pour le présent échantillon est exprimé par la formule générale Znl-,Cd,S:A,B (0Ax < 0,8i
A=Ag, Cu, Au ou analogue: B=C1, Al ou analogue) . Il est connu dans l'art que le luminophore est facilement décomposé et diffusé par les gaz restants dans l'enveloppe d'un dispositif d'affichage ou par l'énergie des faisceaux d'électrons. Des cathodes à émission de champ des FED, dans lesquels les échantillons obtenus dans l'exemple sont respectivement incorporés, ont été soumises à une analyse SEA. En résultat, S a été détecté en une quantité de 70 E en se basant sur la quantité totale d'éléments détectés depuis la cathode à émission de champ, ayant incorporé le premier échantillon comparatif, tandis que la quantité de S détectée d'après le présent échantillon était aussi faible qu'environ 5 . Ainsi, il a été trouvé que le film DLC contribuait à la stabilisation de la surface du luminophore. Par conséquent, il est clairement attendu que le film DLC de même manifeste un telle fonction avantageuse dans tous les luminophores au sulfure, représentés par ZnCdS:A,B, y compris le ZnS:Ag,Cl.
A=Ag, Cu, Au ou analogue: B=C1, Al ou analogue) . Il est connu dans l'art que le luminophore est facilement décomposé et diffusé par les gaz restants dans l'enveloppe d'un dispositif d'affichage ou par l'énergie des faisceaux d'électrons. Des cathodes à émission de champ des FED, dans lesquels les échantillons obtenus dans l'exemple sont respectivement incorporés, ont été soumises à une analyse SEA. En résultat, S a été détecté en une quantité de 70 E en se basant sur la quantité totale d'éléments détectés depuis la cathode à émission de champ, ayant incorporé le premier échantillon comparatif, tandis que la quantité de S détectée d'après le présent échantillon était aussi faible qu'environ 5 . Ainsi, il a été trouvé que le film DLC contribuait à la stabilisation de la surface du luminophore. Par conséquent, il est clairement attendu que le film DLC de même manifeste un telle fonction avantageuse dans tous les luminophores au sulfure, représentés par ZnCdS:A,B, y compris le ZnS:Ag,Cl.
Exemple 4
L'Exemple 1 était sensiblement répété, sauf que le fil DLC était dopé avec N, B, P ou analogue durant la formation du film, entraînant l'obtention d'une conductivité. NE, BH, BiC et PH2 ont chacun été utilisés pour matériau pour le dopage. Chacun des matériaux ou des gaz a été mélangé à un matériau principal CH4, tout en faisant varier le rapport volumétrique entre eux dans une plage comprise entre 1:50 et 1:200. Ensuite, le mélange a été soumis à la formation d'un film dans les conditions décrites ci-après, donnant un film d'une épaisseur de 50 A sur chacun des luminophores. Les résultats ont été présenté au
Tableau 1.
L'Exemple 1 était sensiblement répété, sauf que le fil DLC était dopé avec N, B, P ou analogue durant la formation du film, entraînant l'obtention d'une conductivité. NE, BH, BiC et PH2 ont chacun été utilisés pour matériau pour le dopage. Chacun des matériaux ou des gaz a été mélangé à un matériau principal CH4, tout en faisant varier le rapport volumétrique entre eux dans une plage comprise entre 1:50 et 1:200. Ensuite, le mélange a été soumis à la formation d'un film dans les conditions décrites ci-après, donnant un film d'une épaisseur de 50 A sur chacun des luminophores. Les résultats ont été présenté au
Tableau 1.
Tableau 1
Echan- Dopant Matériau Luminance Rétention Vth
tillon de Dopage Initiale * après (V)
/Méthane (Relative) 1000 h
1 Aucun - 85 100 50
2 N 1/50 90 100 20
3 N 1/100 92 100 16
4 N 1/200 87 100 30
5 P 1/100 90 100 18
6 P 1/50 87 100 23
7 B 1/100 87 100 28
STD - - 100 30 10
Au tableau 1, STD désigne un premier échantillon comparatif exempt de tout film. La luminance initiale de chacun des échantillons était calculée en supposant que la luminance initiale de chacun du premier échantillon comparatif STD est de 100. Egalement, au
Tableau 1, Vth indique une tension à laquelle un courant d'anode commence à passer par la couche de luminophore. Une diminution au niveau de Vth indique une diminution de la résistance de la couche de luminophore. Le luminophore au SrTiO Pr avait, de façon inhérente, une faible résistance, si bien que sa valeur Vth était aussi faible que 10 V, comme représenté au Tableau 1. Cependant, le fait d'appliquer enrevêtement le film DLC exempt de tout dopant sur le luminophore a eu comme effet d'augmenter la valeur Vth à un niveau de 50 V, comme on le voit sur l'échantillon No. 1 au Tableau 1. Ceci signifie que la couche de DLC a augmenté la résistance de la couche du luminophore. Au contraire, l'utilisation du dopant a permis à la valeur Vth de diminuer et à la luminance initiale d'être améliorée.
Echan- Dopant Matériau Luminance Rétention Vth
tillon de Dopage Initiale * après (V)
/Méthane (Relative) 1000 h
1 Aucun - 85 100 50
2 N 1/50 90 100 20
3 N 1/100 92 100 16
4 N 1/200 87 100 30
5 P 1/100 90 100 18
6 P 1/50 87 100 23
7 B 1/100 87 100 28
STD - - 100 30 10
Au tableau 1, STD désigne un premier échantillon comparatif exempt de tout film. La luminance initiale de chacun des échantillons était calculée en supposant que la luminance initiale de chacun du premier échantillon comparatif STD est de 100. Egalement, au
Tableau 1, Vth indique une tension à laquelle un courant d'anode commence à passer par la couche de luminophore. Une diminution au niveau de Vth indique une diminution de la résistance de la couche de luminophore. Le luminophore au SrTiO Pr avait, de façon inhérente, une faible résistance, si bien que sa valeur Vth était aussi faible que 10 V, comme représenté au Tableau 1. Cependant, le fait d'appliquer enrevêtement le film DLC exempt de tout dopant sur le luminophore a eu comme effet d'augmenter la valeur Vth à un niveau de 50 V, comme on le voit sur l'échantillon No. 1 au Tableau 1. Ceci signifie que la couche de DLC a augmenté la résistance de la couche du luminophore. Au contraire, l'utilisation du dopant a permis à la valeur Vth de diminuer et à la luminance initiale d'être améliorée.
Ceci a comme raison le fait qu'une chute de tension imputable à la résistance de la couche de luminophore est empêchée. En outre, les échantillons No. 1 à 6, dans lesquels le luminophore a été formé sur eux avec le film DLC, avaient chacun une rétention de luminance après 1000 heures qui était identique à la luminance initiale.
Exemple 5
L'Exemple 2 a été essentiellement répété sauf que le film DLC a été dopé avec du N, B, P ou analogue durant la formation du film. Les résultats ont été présentés au Tableau 2.
L'Exemple 2 a été essentiellement répété sauf que le film DLC a été dopé avec du N, B, P ou analogue durant la formation du film. Les résultats ont été présentés au Tableau 2.
Tableau 2
Echan- Dopant Matériau Luminance Rétention Vth
tillon de Dopage Initiale U après (V)
/Méthane (Relative) 1000 h
1 Aucun - 71 75 150
2 N 1/50 83 77 82
3 N 1/100 85 79 80
4 N 1/200 78 76 90
5 P 1/100 90 79 85
6 P 1/50 84 78 90
7 B 1/100 87 76 85
STD - - 100 25 120
Au Tableau 2, STD désigne un premier échantillon comparatif exempt de tout film. La luminance initiale de chacun des échantillons a été calculée en supposant que la luminance initiale du premier échantillon comparatif STD est de 100. Le luminophore au Y--SiO,:Ce avait de facon inhérente une résistance élevée, si bien que sa valeur
Vth était aussi élevée que 120 V, comme représenté au Tableau 2.
Echan- Dopant Matériau Luminance Rétention Vth
tillon de Dopage Initiale U après (V)
/Méthane (Relative) 1000 h
1 Aucun - 71 75 150
2 N 1/50 83 77 82
3 N 1/100 85 79 80
4 N 1/200 78 76 90
5 P 1/100 90 79 85
6 P 1/50 84 78 90
7 B 1/100 87 76 85
STD - - 100 25 120
Au Tableau 2, STD désigne un premier échantillon comparatif exempt de tout film. La luminance initiale de chacun des échantillons a été calculée en supposant que la luminance initiale du premier échantillon comparatif STD est de 100. Le luminophore au Y--SiO,:Ce avait de facon inhérente une résistance élevée, si bien que sa valeur
Vth était aussi élevée que 120 V, comme représenté au Tableau 2.
Egalement, le fait d'appliquer en revêtement le film DLC exempt de tout dopant sur le luminophore a eu comme effet d'augmenter la valeur
Vth à un niveau de 150 V, comme on le voit sur l'échantillon No. 1 sur le Tableau 2. Ceci signifie que la couche de DLC a provoqué une augmentation de la résistance de la couche de luminophore. Au contraire, l'utilisation du dopant a permis à la valeur Vth d'être diminuée et à la luminance initiale d'être améliorée. Une concentration du dopant incorporé dans le film DLC, dans chacun des échantillons, a été mesurée par une analyse SIMS. En résultat, il était trouvé que la concentration du dopant dans le film était de 0,07 +, 0,04 -, 0,015 , 0,05 +, 0,09 t et 0,10 f dans les échantillons No. 2, 3, 4, 5, 6 et 7, respectivement. Ainsi, il est à noter que le dopage d'un élément pour former un donneur ou un accepteur dans le film DLC, à l'intérieur du film DLC, permet de diminuer la résistance du film DLC. Un tel dopage s'avère efficace lorsque le luminophore voit la résistance de sa matrice augmenter relativement. En particulier, il est appliqué pour l'excitation sous une faible tension.
Vth à un niveau de 150 V, comme on le voit sur l'échantillon No. 1 sur le Tableau 2. Ceci signifie que la couche de DLC a provoqué une augmentation de la résistance de la couche de luminophore. Au contraire, l'utilisation du dopant a permis à la valeur Vth d'être diminuée et à la luminance initiale d'être améliorée. Une concentration du dopant incorporé dans le film DLC, dans chacun des échantillons, a été mesurée par une analyse SIMS. En résultat, il était trouvé que la concentration du dopant dans le film était de 0,07 +, 0,04 -, 0,015 , 0,05 +, 0,09 t et 0,10 f dans les échantillons No. 2, 3, 4, 5, 6 et 7, respectivement. Ainsi, il est à noter que le dopage d'un élément pour former un donneur ou un accepteur dans le film DLC, à l'intérieur du film DLC, permet de diminuer la résistance du film DLC. Un tel dopage s'avère efficace lorsque le luminophore voit la résistance de sa matrice augmenter relativement. En particulier, il est appliqué pour l'excitation sous une faible tension.
Les indications ci-après constituent un exemple des conditions sous lesquelles le film DLC est appliqué
Pression de gaz : 533x10-; à 133x10.' Pa
Tension de substrat : 500 à 2000V
Tension d'anode : 50 à 180V
Courant de cathode : 10 à 30A
La description ci-dessous a été faite en liaison avec le luminophore des Groupes II-VI de la table périodique. Cependant, la présente invention n'est pas limitée à un tel luminophore. Elle est efficacement applicable à des luminophores des Groupes 11-IV-VI,
III-IV-VI et III-V tout aussi bien.
Pression de gaz : 533x10-; à 133x10.' Pa
Tension de substrat : 500 à 2000V
Tension d'anode : 50 à 180V
Courant de cathode : 10 à 30A
La description ci-dessous a été faite en liaison avec le luminophore des Groupes II-VI de la table périodique. Cependant, la présente invention n'est pas limitée à un tel luminophore. Elle est efficacement applicable à des luminophores des Groupes 11-IV-VI,
III-IV-VI et III-V tout aussi bien.
Ainsi qu'on peut le voir à la lumière de ce qui précède, le luminophore de la présente invention reçoit comme revêtement le film
DLC. Un tel revêtement permet à l'activité en surface du luminophore d'être significativement réduite, pour, de cette manière, diminuer l'ads
DLC. Un tel revêtement permet à l'activité en surface du luminophore d'être significativement réduite, pour, de cette manière, diminuer l'ads
Bien qu'un mode de réalisation préféré de l'invention ait été décrit avec un certain degré de particularité en référence aux dessins, il est évident que des modifications et des variations sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus. Par conséquent, il est évident que, tout en restant dans le champ des revendications annexées, l'invention peut être mise en oeuvre autrement que ce qui est décrit spécifiquement.
Claims (7)
1. - Luminophore caractérisé en ce qu'il est revêtu d'un film en carbone analogue à du diamant.
2. - Luminophore selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film en carbone analogue à du diamant est constitué d'hydrocarbure gazeux déposé par un procédé CVD.
3. - Luminophore selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film en carbone analogue à du diamant a une épaisseur située dans la plage comprise entre 10 À et 200 .
4. - Luminophore selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit film en carbone analogue à du diamant, formé sur une surface dudit luminophore, se présente sous la forme d'une configuration laminaire.
5. - Luminophore selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit film en carbone analogue à du diamant a une conductivité fournie par un dopage par introduction en son sein d'une impureté.
6. - Luminophore selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit luminophore est sélectionné dans le groupe composé des luminophores des Groupes Il-VI, 11-IV-VI, 111-IV-VI et III-V de la table périodique.
7. - Dispositif d'affichage comprenant une enveloppe, des conducteurs d'anodes formés sur une surface inférieure de ladite enveloppe, des luminophores déposés sur lesdits conducteurs d'anodes et une source d'électrons agencée dans ladite enveloppe; caractérisé en ce que ledit luminophore est revêtu d'un film en carbone analogue à du diamant.
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|---|---|---|---|
| JP9062797A JPH10261371A (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 蛍光体及び表示管 |
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| WO1999027033A1 (fr) * | 1997-11-26 | 1999-06-03 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Couches de carbone en forme de losange recouvrant des phosphores inorganiques |
| US6015597A (en) * | 1997-11-26 | 2000-01-18 | 3M Innovative Properties Company | Method for coating diamond-like networks onto particles |
| US6353286B1 (en) | 1999-10-08 | 2002-03-05 | Motorola, Inc | Field emission display having a multi-layered barrier structure |
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