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TUBE A DECHARGE A ECRAN LUMINESCENT- L'invention concerne un tube à décharge à écran luminescent.
Parmi les substances les plus,courantes utilisées pour les écrans luminescents, on peut citer les sulfures, les séléniures ou sulfoséléniures de zinc et de cadmium. Comme on le sait ces substances activées, et exci- tées par des électrons fournissent de la lumière dont la localisation dans le spectre dépend des activants utilisés, des proportions de zinc, cadmium., soufre et sélénium et en outre du mode d'excitation. Il est d'usage d'ac- tiver ces substances à l'aide d'un ou plusieurs éléments tels que cuivre, argent et or.
Pour la préparation des substances luminescentes précitées, on utilise, en général, un fondant contenant de l'halogène.. L'emploi de chlo- rures, de bromures ou d'iodures présente des inconvénients qui sont dus au fait que ces halogénures ont deux fonctions; à savoirs a) une fonction cristallisante ; b) une fonction essentielle dans la constitution du centre lu- minescent dans le réseau cristallin.
Les fluorures sont un cas particulier car ils n'assument que la fonction a)o Cette dernière fonction se traduit en général par une bais- se de la température de formation de la substance.
L'inconvénient inhérent à l'emploi de chlorures, bromures ou iodures provient de ce que les quantités nécessaires pour les fonctions a et b, diffèrent en général notablement. La quantité optimum pour l'une des deux fonctions n'est donc pas optimum pour l'autre fonction.
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La demanderesse a déjà révélé que l'on peut obvier aux incon- vénients précités en remplaçant au moins une partie de l'halogène par de l'aluminium.
Un tube à décharge conforme à l'invention comporte une substan- ce luminescente qui est constituée par au moins un élément de chacun des groupes suivants -
1) Zinc et cadmium
2) soufre et sélénium
3) cuivre, argent et or
4) gallium et scandium.
Un tube à décharge conforme à l'invention comporte donc une substance luminescente constituée par au moins un élément du sous-groupe de la seconde colonne du système périodique de classification des éléments à nombre atomique compris entre 29 et 49, au moins un élément du sous-grou- pe de la première colonne de ce système, au moins un élément du groupe principal de la sixième colonne de ce système à nombre atomique compris en- tre 15 et 35 et au moins un élément de la troisième colonne à nombre atomi- que compris entre 20 et 32
La somme des quantités de gallium et de scandium est comprise, de préférence, entre 104 et 101 atome par 100 atomes de zinc et de cad- mium.
Les autres éléments de la substance luminescente existent dans les quantités usuelles jusqu'à présent pour les sulfures, séléniures ou sul- foséléniures de zinc et/ou de cadmium, activés.
Les essais qui ont conduit à la présente invention, ont révélé que le gallium et le scandium peuvent remplir la fonction b) de l'halogène.
Dans la composition d'une substance luminescente pour un tube à décharge conforme à l'invention, on est donc libre de choisir la quantité'd'halogé- nure optimum pour la fonction mentionnée sous a).
L'invention offre un autre avantage: dans certains cas, elle permet de se passer d'halogénureso En effet, pour obtenir l'état de cris- tallisation désiré, on peut lors de la préparation, chauffer les matières à une température très élevéee
L'omission de l'halogène à parfois des avantages, par exemple, dans le cas où le tube à décharge dans lequel on utilise la substance lumi- nescente comporte des organes très sensibles aux petites quantités d'halogè- ne.
Les avantages précités de l'emploi de scandium et du gallium sont identiques à ceux qui sont inhérents à l'emploi de l'aluminium.
L'utilisation de scandium et/ou de gallium offre cependant en- core un avantage particulier On a constaté que, par l'introduction de gallium et/ou de scandium dans les sulfures précités, on obtient une sub- stance dont la fluorescence est plus faible que celle des composés corres- pondants sans gallium.ou scandium, alors que, par contre, la phosphorescen- ce est plus forte et de plus longue durée. Comme on le sait, une substan- ce présentant cette particularité est particulièrement intéressante pour les tubes à rayons électroniques utilisés dans les installations de radar.
L'introduction de gallium et/ou de scandium modifie légèrement
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la- couleur de la lumière émise par les substances activées à l'aide de cuivres, d'argent ou d'oro Dans certains-cas5 on peut tirer un parti très utile de ce fait.
Dans la préparation d'une substance pour un tube à décharge con- forme à l'invention, on peut utiliser du chlore, du brome., de l'iode, de l'aluminium ou plusieurs de ces éléments. On peut aussi utiliser des fluo- rures d'aluminium de gallium, de scandium, de glucinium., de magnésium, de calcium, de strontium, de baryum, de zinc ou de cadmium.
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Voici quelques substances luminescentes utilisables dans un tu- be à décharge-conforme à l'invention.
1) sulfure de zinc avec cuivre et gallium qui, suivant la teneur en cuivre, fournit une fluorescence bleue à verte et une phosphorescence verte.
2) sulfure de zinc avec or et cadmium qui présente une fluores- cence jaune-vert et une phosphorescence bleue.
Voici;, pour expliquer l'invention, quelques exemples de prépa- ration de diverses substances luminescentes.
EXEMPLE 1
On humecte 100 g de ZnS avec 100 cm3d'une solution aqueuse de Cu(NO3)2 contenant par litre 10-3 atome-gramme de Ou et avec 50 cm3 de so- lution de Sc(NO3)3 contenant par litre 10-2 atome-gramme de Sc; après sécha- ge par vaporisation, on ajoute 5 g de CaF2 on mélange convenablement le tout, puis on chauffe pendant une demi-heure dans un creuset de quartz à
1150 c dans une atmosphère de H2S Le produit ainsi obtenu présente une faible fluorescence verte et une forte phosphorescence verte.
EXEMPLE 11 On humecte 100 g de ZnS avec 100 cm3 d'une solution de Cu(NO3)2 contenant par litre 10-3 atome-gramme de Cu et avec 100 cm3 d'une solution de Ga(NO3)3 contenant par litre 10-3 atome-gramme de Ga. Après séchage par vaporisation on mélange convenablement l'ensemble et on chauffe pendant une heure dans un creuset de quartz à une température de 1200 c dans une atmos- phère de H2S Le produit obtenu présente une faible fluorescence jaune-vert et une forte phosphorescence verte.
EXEMPLE 111 On humecte 100 g de ZnS avec 100 cm3 d'une solution de AuCl3 contenant par litre 10-3 molécule-gramme par AuCl3 avec 100 cm d'une solution contenant 10-3 molécule-gramme de Al(NO3)3 et 100 cm3 d'une solu- tion contenant par litre, 10-4 molécule-gramme de Ga(NO3)3 Après séchage à environ 100 c on mélange convenablement l'ensemble, puis on chauffe pen- dant une demi-heure à 1000 c et ensuite, pendant une demi-heure à 1200 c dans une atmosphère de H2S Après refroidissement, jusqu'à 600 C, on chauffe encore pendant une demi-heure dans une atmosphère d'hydrogène. Le produit 'obtenu présente une fluorescence verte et une forte phosphorescen- ce verte.
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Dans les exemples de préparation mentionnés, le chauffage s'effectue dans une atmosphère de H2S On peut cependant aussi chauffer dans une autre atmosphère sulfureuse, par exemple dans de l'azote chargé de sulfure de carbone. On peut aussi ajouter au mélanges du soufre (envi- ron 5 g) et le chauffage s'effectue alors dans un creuset fermé contenant de l'azote ou de l'hydrogène comme atmosphère de protection,,