<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE DE PREPARATION D'UNE MATIERE ELECTRO-LUMINESCENTEo
L'invention concerne un procédé de préparation d'une matière électro-luminescente, une matière obtenue par ce procédé et un élément électro-luminescent comportant une telle matière.
Il est connu que certaines substances solides placées dans un champ électrique alternatif émettent un rayonnement. Ce phénomène est appelé " électro-luminescence". Il se perçoit, par exemple, lorsqu'on recouvre une couche d'une telle substance, de deux électrodes dont au moins l'une transmet le rayonnement engendré et que l'on applique entre ces électrodes une tension alternative.
Les substances qui présentent de la photo-luminescence ou de la cathode-luminescence, ne sont pas nécessairement excitables par un champ électrique alternatif. Toutefois, on a proposé à plusieurs reprises de préparer des substances électro-luminescentes par les procédés utilisés pour la préparation de substances photo-luminescentes ou cathode-luminescentes.
En général, on a utilisé des sulfures de zinc, éventuellement mélangés avec de l'oxyde de zinc et additionnés, comme d'usage pour les substances à photo-luminescence ou à cathodo-lumilescence, de certains activants.
On a constaté que le procédé conforme à l'invention permet d'obtenir une matière à très forte électro=luminescence.
Dans un procédé conforme à l'invention, pour la préparation d'une matière luminescente, on chauffe à une température comprise entre 800 et 1200 C, dans une atmosphère sulfureuse, un mélange d'au moins un élément ou composé de cet élément de chacun des groupes.
1. soufre et sélénium
<Desc/Clms Page number 2>
2. zinc et cadmium 3. cuivre et or, 4. aluminium, scandium, gallium, indium, antimoine, phosphore, arsenic, céri- um, samarium, praséodinium, de façon que dans le produit réactionnel, les rapports des quantités de ces éléments soient tels que le nombre d'atomes des éléments du groupe 1 soit égal au nombre d'atomes des éléments du groupe'2, que le quotient du nombre d'atomes des éléments du groupe 3 et du nombre d'atomes des éléments du grou pe 4 soit plus grand que 1, et que le quotient du nombre d'atomes des éléments du groupe 2 et du nombre d'atomes des éléments du groupe 3 soit compris en- tre 2.104 et 102.
Il est difficile d'expliquer exactement pourquoi une matière pré- parée par le procédé conforme à l'invention présente une forte électro- luminescence ; il est probable que cette électro-luminescence est due au fait que la forte teneur en éléments du groupe 3 provoque une inhomogénéi- té dans les grains de la matière. En effet, la grande quantité d'éléments utilisés ne peut être absorbée d'une façon homogène dans le réseau cristal- lin. Toutefois, par suite de la présence des éléments du groupe 4, il est possible d'en incorporer une plus grande quantité qu'en l'absence de ces éléments, mais, malgré cela, la couche extérieure des particules d'une ma- tière préparée par un procédé conforme à l'invention, a une plus forte te- neur en éléments du groupe 3 que l'intérieur de ces particules.
On peut encore renforcer l'électro-luminescence d'une matière préparée comme il est mentionné ci-dessus, en chauffant à une température comprise entre 500 et 800 C. De même, un lent refroidissement à partir de la température de préparation entraîne un renforcement de l'électro- luminescence.
L'atmosphère sulfureuse peut consister, par exemple, en hydro- gène sulfuré ou en un mélange de sulfure de carbone et d'azote. Cette der- nière atmosphère fournit d'excellents résultats, surtout pour des composés contenant du sélénium.
La couleur de la lumière émise par la matière électroluminescente dépend des éléments des groupes 3 et 4 que contient la matière. Il y a lieu de noter qu'une partie, ne dépassant pas 10 %, des éléments du groupe 2 peut être remplacée par du manganèse.
Une matière préparée par le procédé conforme à l'invention peut servir à constituer un élément électro-luminescent. Les particules de la matière électro-luminescente peuvent alors être noyées dans de l'huile minérale ou dans de la résine synthétique.
L'invention sera expliqué en détail à l'aide des exemples ci- dessous qui décrivent quelques modes de préparation.
EXEMPLE 1.-
On humecte 100 g de ZnS avec 10 cm3 d'une solution aqueuse de Al (NO2)2, molaire à 0,1 et avec 10 cm3 d'une solution de CuSO , molaire à 0,1.
Aprs3 le mélange et le séchage à une température de 150 C, on procède au broyage. Le produit broyé est ensuite chauffé pendant une heure à une tempé- rature de 1.1500C, dans une atmosphère de ILS. La matière électro-luminescents obtenue peut alors être broyée et tamisée, prête à l'emploi. Elle présente une électro-luminescence verte.
EXEMPLE II.-
On humecte un mélange de 80 g de ZnS et de 20 g de CdS avec 5 cm3 d'une solution de CuSO dans l'eau, molaire à 0,1, et avec 1 cm3 d'une solution acqueuse de Al(NO2)2 et on agite à fond. Après séchage à une tempé- rature de 100 , on broie:; la matière sèche. On chauffe ensuite le produit
<Desc/Clms Page number 3>
broyé pendant environ 1 h dans une atmosphère de ILS à une température de 1000 G. La matière électro-luminescente obtenue présente une électro- luminescence jaune.
EXEMPLE III.-
On humecte 100 g de ZnS avec 5 cm3 d'une solution aqueuse de Mn (NO3)2, molaire à 1, et avec 10 cm3 d'une solution aqueuse de Al(No3)3 molaire à 0,1 et en outre avec 8 cm3 d'une solution aqueuse de CuSO4, molaire à 0,1 et on agite à fond. Après séchage à une température de 100 C, on broyé la matière. Le produit broyé est ensuite chauffé pendant une heure à une température de 1000 C dans une atmosphère de ILS. On peut encore améliorer le produit électro-luminescent en chauffant, pendant quelques minutes, à l'air, à une température de 600 C. Le produit obtenu a une lumi- nescence jaune.
EXEMPLE IV.-
On humecte un mélange de 100 g de ZnS et'de 0,5 g de Sb2O3 avec 10 cm3 d'une solution aqueuse de CuSO4, molaire à 0,1. Après mélange et séchage, on procède au broyage. Le produit broyé est ensuite chauffé pendant une heure dans une atmosphère de ILS à une température de 1150 C. Le produit obtenu donne une électro-luminescence bleue.
EXEMPLE V.-
On humecte un mélange de 20 g de ZnS et de 80 g de ZnSe, avec 10 cm3 d'une solution aqueuse de CuSO4, molaire à 0,1 et avec 8 cm3 d'une solution aqueuse de Al (NO3)3, molaire à 0,1 et on agite à fond. Après séchage à une température de 100 C, on broie la matière. Le produit broyé est ensuite chauffé pendant une heure à une température de 950 C dans une circulatioi de Cs2 et de N2. Le produit obtenu est ensuite encore chauffé pendant quelques minutes à une température de 600 C dans une atmosphère d'hydrogàne. La substance présente une électro-luminescence rouge.
EXEMPLE VI.-
On humecte 100 g de ZnS avec 10 cm3 d'une solution aqueuse de AuCl3 molaire à 0,1. Après mélange et séchage, la substance obtenue est broyée. Ce produit de broyage est ensuite chauffé pendant deux heures dans une atmosphère de H2S à une température de 1150 C. Le produit électroluminescent obtenu fournit de la lumière jaune verdâtre.
EXEMPLE VII.- On humecte un mélange de 100 g de ZnS et de 2 g de As2O3 avec 1 cm3 d'une solution aqueuse de CuSO4, molaire à 0,1. Après le 3 mélange et le séchage à une température de 100 C, @ procède au broyage. Le produit broyé est ensuite chauffé à une température de 1100 C, dans une atmosphère de H2S. Le produit final a une électro-luminescence rouge.