<Desc/Clms Page number 1>
Ecran luminescent.
L'invention concerne un écran luminescent à longue persis- tance. Elle concerne en outre un tube à rayons cathodiques ainsi qu'un dispositif de signalisation à rayons infrarouges, munis d'un tel écran.
Les écrans luminescents peuvent comporter des substances notablement différentes dont la mieux connue est le sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium, activé à l'aide de certains élé- ments, par exemple à l'aide d'argent. Lorsqu'elle est excitée par des rayons cathodiques, une telle substance émet des rayons ultra- violets et de la lumière bleue limitrophe de la partie ultra- violette du spectre. Il est connu aussi d'utiliser du sulfure de zinc et du sulfure de cadmium et de zinc, activés à l'aide de cui- vre. Lorsqu'elle est excitée par des rayons cathodiques, cette substance émet une lumière verte à jaune.
@
<Desc/Clms Page number 2>
Il est en outre connu d'utiliser comme activant pour les sulfures de zinc ou les sulfures de zinc et de cadmium précités, du manganèse.Excitée à l'aide de rayons cathodiques, cette sub- stance émet alors une lumière rouge-orangé, mais sa persistance est notablement plus courte que celle du sulfure de zinc activé à l'aide de cuivre. Dans certains cas, cette courte persistance peut constituer un inconvénient. Lorsque, pour une raison ou une autre, on désire une luminescence rouge-orange du sulfure de zinc activé à l'aide de manganèse, il faut donc se contenter d'une courte persistance. Ce cas se présente dans les écrans de radar comme il sera expliqué par la suite.
Un écran luminescent conforme à l'invention comporte, comme substance luminescente, du sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium, activé à l'aide de manganèse et de cuivre.
Ce sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium, activé à l'aide de manganèse et de cuivre, présente la particularité que la luminescende et la persistance se produisent dans la partie jaune-orangé du spectre qui correspond à la luminescence du sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium, activé à l'aide de manganèse uniquement, mais dont la persistance est égale à celle du sulfure de zinc, activé à l'aide de cuivre uniquement.
La propriété précitée du sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium activé à l'aide de manganèse et de cuivre, est:.d'au- tant plus remarquable que l'on pourrait s'attendre, par analogie avec le sulfure de zinc activé à l'aide d'argent et de cuivre, à ce que le spectre d'émission comporte les deux bandes caracté- ristiques de chacun des activants. Pendant la persistance, on devrait donc percevoir uniquement la bande verte du sulfure de zinc activé à l'aide de cuivre.
En outre, il est remarquable que la persistance orangée du sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium, activé à l'aide de cuivre et demanganèse, se produit aussi lorsqu'on irradie cette substance à l'aide de rayons ultraviolets à grande longueur d'onde @
<Desc/Clms Page number 3>
ou à l'aide de la lumière bleue de la partie limitrophe du spectre.
On pourrait, en effet, croire que l'on obtiendrait alors la lu- minescence du sulfure de zinc activé à l'aide de cuivre, mais non une fluorescence du sulfure de zinc activé à l'aide de man- ganèse, car ces dernières substances ne s'illuminent pratiquement pas sous l'effet d'une telle irradiation.
Enfin, il y a lieu de noter encore que lors de l'irradia- tion à l'aide de rayons ultraviolets ou de lumière bleue de la partie limitrophe du spectre, la persistance est de plus longue durée que lors de l'irradiation à l'aide d'électrons. Cette propriété peut être très importante pour des applications spé- ciales, parcexemple pour l'utilisation dans les installations de radar.
La quantité de manganèse que comporte le sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium, activé à l'aide de cuivre et de manganè- se, est, de préférence, comprise entre 0,12% et 0,2% et la quan- tité de cuivre, de préférence, entre 0,0001% et 0,005%. Ces va- leurs concernent l'élément cuivre et l'élément manganèse ; il va de soi que, pour la préparation de substances luminescentes, on utilise des composés de cuivre et de manganèse, mais on calcule les quantités de ces composés de manière que le produit final contienne les pourcentages précités d'activants. Ce fait sera expliqué en détail à l'aide d'un exemple de préparation.
Un écran luminescent conforme à l'invention offre en outre le grand avantage de pouvoir être utilisé pour la signali- sation à l'aide de rayons infrarouges dont la longueur d'onde est comprise entre 1,0 et 1,6 micron. La Demanderesse a en effet constaté que le sulfure de zinc ou de cadmium et de zinc, activé à l'aide de manganèse et de cuivre, est excité par ces rayons infrarouges et émet alors la lumière phosphorescente normale après que cette phosphorescence est devenue pratiquement invi- sible. Une partie de l'énergie accumulée par l'irradiation ini- - tiale dans la substance luminescente n'est pas uniformément @
<Desc/Clms Page number 4>
rayonnée sur un temps très long, avec une intensité telle qu'elle soit pratiquement invisible.
Cependant, lorsqu'on irradie la substance à l'aide de rayons infraroug le processus est accélé- ré, de sorte que la lumière phosphorescente a'cquiert une intensité facilement perceptible.
La différence entre le sulfure de zinc activé à l'aide de manganèse ou de cuivre, et le sulfure de zinc et de cadmium activé à l'aide de manganèse ou de cuivre, réside, tout comme dans les substances déjà décrites connues, dans le fait que la lumière émise par la dernière substance mentionnée tend vers le jaune et que la persistance augmente avec la teneur en cadmium.
L'utilisation d'un écran luminescent conforme à l'inven- tion et les avantages inhérents à cette utilisation seront dé- crits à l'aide de l'exemple suivant:
Un tube à rayons cathodiques pour installations de radar est équipé d'un écran luminescent constitué par deux couches. Du côté opposé à la cathode se trouve une couche constituée par du sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium activé à l'aide de cuivre ou de manganèse. Du côté disposé en regard de la cathode, se trouve une substance luminescente, par exemple du sulfure de zinc activé à l'aide d'argent qui, irradiée par des électrons, émet des rayons ultraviolets et éventuellement de la lumière bleue de la partie limitrophe du spectre. Ce rayonnement excite la première couche qui émet alors de la lumière même après la fin de l'irradiation par des électrons.
On obtient de cette ma- nière tout d'abord l'avantage que la persistance est plus longue que si la première couche, c'est-à-dire la couche opposée à la cathode, contenait du sulfure de zinc, activé à l'aide de cuivre.
De plus, on jouit de l'avantage d'une plus grande différence entre la couleur de la lumière fluorescente et la couleur de la lumière émise par le côté tourné vers la cathode de l'écran lu- minescent. Ces deux rayonnements peuvent donc se séparer plus facilement à l'aide de filtres colorés.
A -
<Desc/Clms Page number 5>
Il va de soi que l'écran conforme à l'invention peut aussi comporter un mélange de substances luminescentes.
Pour la préparation du sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium activé à l'aide de cuivre et de manganèse, on part de sulfure de zinc ou de zinc et de cadmium préparé par exemple à partir d'oxydes. Ce sulfure est mélangé avec des composés de cuivre et de manganèse appropriés, par exemple des chlorures, des nitrates ou des carbonates. Le cuivre s'ajoute, de préférence, sous forme d'une solution diluée de chlorure ou de nitrate, car la quantité de cuivre est très petite et cette manière d'opérer assure un meilleur dosage. Comme les quantités de composés de manganèse nécessaires sont plus grandes, on peut les mélanger aux sulfures sous forme de substances solides. Au mélange de sul- fures et de composés de cuivre et de manganèse, on ajoute, de préférence, un fondant, par exemple 2% de chlorure de sodium.
Après mélange intime, l'ensemble du mélange de réaction est chauffé à une température comprise entre 1000 et 1200 C. Ce chauffage fournit la substance luminescente qui est éventuelle- ment broyée et tamisée après le chauffage.
Il y a lieu de noter encore que pour des écrans à uti- liser pour la signalisation à l'aide de rayons infrarouges, on utilise,de préférence, une faible teneur de cuivre. Pour les écrans des tubes à rayons cathodiques on utilise, de préférence, de plus grandes teneurs de cuivre.
Les exemples suivants illustrent la portée de l'invention.
EXEMPLE 1. -
Un mélange de 0,005% de cuivre sous forme de nitrate,
0,20 %de manganèse sous forme de carbonate,
2 % de chlorure de sodium est chauffé pendant une heure à 1070 C. La substance obtenue con- vient pour l'emploi dans les tubes à rayons cathodiques.
<Desc/Clms Page number 6>
EXEMPLE 2 . -
Un mélange de 0,0001% de cuivre sous forme de nitrate
0,20 % de manganèse sous forme de chlorure,
2 % de chlorure de sodium, est chauffé pendant une heure à 1070 C. La substance luminescente obtenue convient pour l'emploi dans un dispositif de signalisation à rayons infrarouges.