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L'invention concerne un élément électroluminescent constitué par une couche de matière électroluminescente comprise entre deux'couches conductrices.
De tels éléments électroluminescents sont connus. C'est ainsi que l'on a. décrit un élément constitué par un corps porteur en verre, dont une face est rendue' conductrice de l'électricité par une couche conductrice sur laquelle est appliquée une couche élec troluminescente, en sulfure de zinc comportant un agent activant ou. autre, qui est recouverte à son tour par une seconde.couche conductrice. Lorsou'on appliaue une tension électrique, en parti- culier une tension alternative, entre les couches conductrices, la couche électroluminescente émet un rayonnement.
Le rayonnement émis par la couche électroluminescente peut quitter l'élément pour autant que l'on rende perméable au rayonnement émis une des couches
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conductrices oules deux. Ce résultat peut s'obtenir d'une manière très simple, en munissant le support en verre d'une surface conductrice obtenue par l'application de chlorure d'étain et de pentachlorure de phosphore à des températures élevées. Cette couche conductrice est à même de transmettre un rayonnement dans une très large gamme de fréquences.
Dans de nombreux cas, il suffit que l'élément électro- luminescent puisse émettre le rayonnement d'un côté. La construction de l'élément devient alors plus simple, étant donné que l'une des couches conductrices ne doit pas être perméable au rayonnement.Cette couche conductrice peut alors être constituée par une feuille métal- lique collée, ou elle peut être obtenue par vaporisation ou par projection de métal.
Pour obtenir un rendement élevé, il importe que les couches conductrices fassent bon contact avec la couche électrolu- minescente. Lorsqu'on procède au collage d'une feuille conductrice, comme il est spécifié ci-dessus, il est assez difficile d'obtenir un bon contact. Toutefois, l'emploi d'une feuille offre un avantage: la feuille fait non seullement office d'électrode, mais également de réflecteur pour le rayonnement émis vers le c8té de la feuille.
On obtient ainsi une augmentation du rayonnement utile qui traverse la couche conductrice transparente.
Un contact plus intime entre la couche électro-lumines- cente et la couche non-transparente, s'obtient en appliquant le métal par vaporisation ou par projection. On a constaté que, malgré le meilleur contact et donc l'augmentation de la quantité de rayon- nement engendré, le rayonnement utile n'augmente guère, ou diminue même, comparativement à celui obtenu dans le cas d'une couche appliquée sous forme de feuille. Cela est probablement dû au fait que la couche conductrice réfléchit moins bien le rayonnement engendré.
L'invention permet d'obtenir un plus grand rendement par l'emploi d'une autre couche réflectrice.
Un élément électroluminescent conforme à l'invention, est constitué par une couche de matière électroluminescente, d'une
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épaisseur maximum de 100 nieront comprise entre (lüL1.:: C(1)cnU[ con- dllCtx'iCCS dont au moins :1 '1..1n9 est perméable nu x'a"JC)11t1GT1ct1';
n.11. par la couche électroluminescente lors de l'appiicatioii d'une tension entre les deux couchée conc1uctricCf, et est caractérisé par 'le fait ou'entre la couche électroluminescente et la couche conduc- trice appliquée sur la face opnosée a l.a, couche tranrparcnto con- ductrice, se trouve une couche de hio:;::y(]c cie titane d 'une éoals- seur com.pl'ise -entre 10 et 50 microns- 'La Demanderesse a constata Due la quantité de rayonne- ment utile émise par un élément conforme à l'invention devient ' notablement plus grande que la Quantité de rayonnement utile émise
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par un élément à couche métallique appliquée par vaporisation ou par projection.
Ce fait est remarquable;, car le bioxyde de ti- tane constitue un réflecteur diffus et, à ce point de vue, il est probablement comparable à une couche métallique applinuée par vaporisation ou par projection. Lorsqu'on admet que les deux couches ont approximativement.le même coefficient de réflexion. pour le rayonnement engendré, il y aurait lieu de s'attendre à ce que l'élément comportant une couche intermédiaire de bioxyde de titane
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.émette, pour une même tension applicuée, moins de rayonnement utile, étant donné qu'il n'existe pas de contact direct entre la couche de matière électroluminescente et la couche conductrice derrière la couche de bioxyde de titane.
En effet, la tension appliquée entre les électrodes doit être répartie sur la couche de matière électro- luminescente et sur la. couche de 'bioxyde de titane. Cette réparti- tion s'effectue suivant le rapport des quotients des constantes diélectriques et des épaisseurs. Etant donné que la constante diélectrique du bioxyde de titane est beaucoup plus élevée que celle des matières électroluminescentes usuelles, une partie notable de la tension appliquée se produit à la couche électroluminescente. Tou- tefois la tension appliquée à la couche électroluminescente est.
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toujours plus petite que celle obtenue avec un même clément sans couche,--de bioxyde de titane, c'est-à-dire un élément dans leouel
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l'électrode e st en contact..
L cvcc 1 couche /.Ll:ctl'<lh:..lilW:CVd1.".
Pour cette raison, le ryromm: ..mt; (loi =occe 1.)'(: oindre, étant donné auc le rayoniicitleiit fournL est proportionnel la tension; la réflexion du bioxyde de titane <'1:mit coi'>;>i;r?.l>1,: 1, cellu du zal applique par vaporisation, le rayonnement ubile total foarni devrait donc être moindre. Cela nu t .>as le cas, c;'.r on constate un rayonnement utile qui est 1,5 l'> :2 fois plus f"lev. J'u:::(;u' présent, on n'a pas trouvé d' explica tion 2t ce phcnoëne* Un autre avantage iMaortc'nt iiihfrent a la couche intcr- ltiéoiaire de bioxyde. de titane est crue la tension de disruption de Isolement total est notablement plus élevée.
Le bioxyde de titane a une constante diélectrique d'envi- ron 90, alors oue la constante diélectrique de la plupart des subs- tances électroluminescentes est d'environ 10. Toutefois, le. matière électroluminescente et le bioxyde de titane devant être appliqués
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tous deux à l'aide d'un liant, les constantes di6lectrinues des couches diminuent. La constante diélectrique de la couche de bioxyde de titane est cependant toujours notable¯tent plus élevée que celle de la couche électroluminescente.
L'épaisseur de la couche électroluminescente ne doit pas dépasser 100 microns, sinon la quantité de rayonnement utile n'augmente pas, car il se produit alors une grande auto-absorption
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en particulier du rayonnemc--- réfléchi. L'épaisseur .linil:l#:a de cette couche est déterminée par la 3r8.1:l1('ur des grains de la substance électroluminescente, grandeur @ @ d'une façon générale, n'est pas
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inférieure à environ 15 1.3iCtOi.5 . ,e préférence, la couche de bioxyde de titane sera aussi mince aue possible. 1'naisseur iini),I. L-L..1 est déterminée par la tension de disrubtion désirée et par le pouvoir de recouvrement.
L'épaisseur naxi@um de la couche de bioxyde de titane est déterminée car la perte de tension admissible sur cette couche.
On a constaté que les deux formes du bioxyde de titane,-
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à. savoir la forme rutile et la forme octa(c;,l'l(1utJ (a¯m L.:zc:) convien- n(Y'..J:' t: 'l' emp 1 0, i pour un élénent éLectroluminescent conforme 1.'in-
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yention. Etant donné crue la forme ru bile présente de icllleures propriétés électriques, on utilisera de )réf;1rcnce cjttf .o..ïicaL.or..
Corme substances électroluminescentes, OH peut utiliser, dans 'Lui élément conforme a l'7.YlvC'.Clt:L011, toutes les 1.!at1f;I'88 lectro- luminescentes et en particulier le e sulfure de zinc activa
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La. description du dessin annexé, donne titre (' 'lxcmple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particula.rités oui re-sô1-tcn.l; tant du texte aue du dessin faisant, bien entendu, partie de 1''invention.
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Le dessin représente en coupe iui élément électrolumines- cent conforme à l'invention, constitue par un support en verre 1, dont la face 2 est rendue conductrice par un tI'P,itel:1cnt à 1',?.iée ue chlorure d'étain et de' yentach7¯oxu.sre de phosphore. Sur 'Le.. couche 2 se trouve la couche 3 de sulfure de zinc electroluûlinescentj activa par exemple, à l'aide de cuivre, chargent ou 'or. Sur la face opposée au porteur 1, la couche 3 est recouverte d'une couche de
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bioxyde de titane sur lanuelle est applic'uee Une couche concluc- trice 5.
Cette couche 5 peut être perméable ou non perméable au rayonnement émis par la couche électroluminescente 3. Elle peut .être appliquée, par exemple par vaporisation, par projection ou.par
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collage d'une feuille, par c'e"'1ple, d' aluminhl1:1.
- Pour un montage déterainé d'un ô1:ment tel que représen- té sur la figure, =t,e: porteur de verre. l' avait tmejépaisseur de 2 mtn, la couche électroluminescente 3 une. épaisseur de 50 microns et la couche de bioxyde de titane une épaisseur de 10 microns. Les couches 2 et 5 étaient extrêmement minces. La matière électroluminescente était du sulfure de zinc, activé à l'aide de cuivre.
Sous l'effet . d'une tension alternative de 150 V, 70 p:sappliquée entre les cou- ches. 2 ét 5, ,il se produit une émission de lumière verte, avec une efficacité luminéuse de 1,91 lumen par watt. Un élément, réalisé d'une manière identique, mais ne '.comportant pas .de couche ,de 'bioxyde de titane 4, la .couche 5 étant appliquée directement par vaporisation'- sur la couche électroluminescente,,donne, pour-,'Une même tension' une .
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efficacité lumineuse de 0,72 lumen par watt. La tension de disruption de l'élément comportant la couche de bioxyde de titane était de 720 V, alors que, sans la couche de bioxyde de titane, cette tension était de 500 V.
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The invention relates to an electroluminescent element consisting of a layer of electroluminescent material between two conductive layers.
Such electroluminescent elements are known. This is how we have. describes an element consisting of a carrier body made of glass, one face of which is made electrically conductive by a conductive layer on which is applied an electroluminescent layer, of zinc sulphide comprising an activating agent or. other, which in turn is covered by a second.conductive layer. When an electric voltage, in particular an alternating voltage, is applied between the conductive layers, the electroluminescent layer emits radiation.
The radiation emitted by the electroluminescent layer can leave the element as long as one of the layers is made permeable to the emitted radiation.
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drivers or both. This result can be obtained in a very simple way, by providing the glass support with a conductive surface obtained by the application of tin chloride and phosphorus pentachloride at high temperatures. This conductive layer is able to transmit radiation in a very wide range of frequencies.
In many cases, it is sufficient that the electroluminescent element can emit the radiation on one side. The construction of the element then becomes simpler, since one of the conductive layers does not have to be permeable to radiation. This conductive layer can then be made of a bonded metal sheet, or it can be obtained by vaporization. or by metal projection.
To obtain a high efficiency, it is important that the conductive layers make good contact with the electroluminescent layer. When gluing a conductive sheet, as specified above, it is quite difficult to obtain good contact. However, the use of a sheet offers an advantage: the sheet not only acts as an electrode, but also as a reflector for the radiation emitted towards the side of the sheet.
An increase in the useful radiation which passes through the transparent conductive layer is thus obtained.
A more intimate contact between the electroluminescent layer and the non-transparent layer is obtained by applying the metal by vaporization or by projection. It has been observed that, despite the better contact and therefore the increase in the quantity of radiation generated, the useful radiation hardly increases, or even decreases, compared to that obtained in the case of a layer applied in the form of leaf. This is probably due to the fact that the conductive layer reflects the radiation generated less well.
The invention makes it possible to obtain a greater efficiency by the use of another reflective layer.
An electroluminescent element in accordance with the invention consists of a layer of electroluminescent material, of a
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maximum thickness of 100 will be between (lüL1. :: C (1) cnU [cond dllCtx'iCCS of which at least: 1 '1..1n9 is permeable nu x'a "JC) 11t1GT1ct1';
n.11. by the electroluminescent layer during the appiicatioii of a voltage between the two lying conc1uctricCf, and is characterized by 'the fact or'between the electroluminescent layer and the conductive layer applied on the opposite side to the, tranrparcnto con- conductive, there is a layer of hio:; :: y (] c cie titanium of an equalizer com.pl'ise -between 10 and 50 microns- 'The Applicant has noted Due the quantity of useful radiation emitted by an element according to the invention becomes' notably greater than the quantity of useful radiation emitted
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by an element with a metallic layer applied by vaporization or projection.
This fact is remarkable, for titanium dioxide constitutes a diffuse reflector and, from this point of view, it is probably comparable to a metallic layer applied by vaporization or by projection. When it is assumed that the two layers have approximately the same coefficient of reflection. for the radiation generated, it would be expected that the element comprising an intermediate layer of titanium dioxide
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.emits, for the same applied voltage, less useful radiation, given that there is no direct contact between the layer of electroluminescent material and the conductive layer behind the layer of titanium dioxide.
In fact, the voltage applied between the electrodes must be distributed over the layer of electroluminescent material and over the. layer of titanium dioxide. This distribution is carried out according to the ratio of the quotients of the dielectric constants and of the thicknesses. Since the dielectric constant of titanium dioxide is much higher than that of conventional electroluminescent materials, a significant part of the applied voltage occurs at the electroluminescent layer. However, the voltage applied to the electroluminescent layer is.
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always smaller than that obtained with the same clement without layer, - of titanium dioxide, that is to say an element in the ouel
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the electrode is in contact.
L cvcc 1 layer /.Ll:ctl'<lh:..lilW:CVd1. ".
For this reason, the ryromm: ..mt; (law = occe 1.) '(: anoint, given that the supplied rayoniicitleiit is proportional to the voltage; the reflection of titanium dioxide <' 1: mit coi '>;> i; r? .l> 1 ,: 1 , cellu of the zal applied by vaporization, the total ubile radiation foarni should therefore be less. This nu t.> as the case, c; '. r one notes a useful radiation which is 1.5 l'>: 2 times more f "Lev. J'u :: :(; u 'presently, no explanation has been found for this phcnoëne * Another advantage associated with the interstate layer of titanium dioxide is believed to be the Total Isolation disruption voltage is significantly higher.
Titanium dioxide has a dielectric constant of about 90, so the dielectric constant of most electroluminescent substances is about 10. However, the. electroluminescent material and titanium dioxide to be applied
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both with the aid of a binder, the di6electrinous constants of the layers decrease. The dielectric constant of the titanium dioxide layer is, however, always significantly higher than that of the electroluminescent layer.
The thickness of the electroluminescent layer should not exceed 100 microns, otherwise the amount of useful radiation does not increase, because then a great self-absorption occurs
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especially radii --- reflected. The thickness .linil: l #: a of this layer is determined by 3r8.1: l1 (the grain of the electroluminescent substance, magnitude @ @ in general, is not
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less than about 15 1.3iCtOi.5. Preferably, the titanium dioxide layer will be as thin as possible. Iini thickness), I. L-L..1 is determined by the desired disrubtion voltage and by the recovery power.
The thickness naxi @ um of the layer of titanium dioxide is determined because the allowable loss of tension on this layer.
It was found that the two forms of titanium dioxide, -
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at. namely the rutile form and the octa form (c;, l'l (1utJ (ām L.:zc :) convien- n (Y '.. J:' t: 'l' emp 1 0, i for a 1.'in- compliant electroluminescent element
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yention. Since the ru bile form has its electrical properties, we will use de) ref; 1rcnce cjttf .o..ïicaL.or ..
As electroluminescent substances, OH can use, in its element conforming to 7.YlvC'.Clt: L011, all 1.! At1f; I'88 electroluminescent and in particular the activated zinc sulphide
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The description of the appended drawing, gives title ('' lxcmple nonlimiting, will make it clear how the invention can be achieved, the particula.rités yes re-sô1-tcn.l; both of the text aue of the drawing making, of course , part of the invention.
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The drawing represents in section iui electrolumines- cent element according to the invention, consisting of a glass support 1, the face 2 of which is made conductive by a tI'P, itel: 1cnt to 1 ',? 'tin and' yentach7¯oxu.sre of phosphorus. On Layer 2 there is Layer 3 of electrolulinescent zinc sulfide, eg activated by copper, charge or gold. On the face opposite the wearer 1, the layer 3 is covered with a layer of
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titanium dioxide is applied to the tissue as a concluding layer 5.
This layer 5 may or may not be permeable to the radiation emitted by the electroluminescent layer 3. It may be applied, for example by vaporization, by spraying or by.
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gluing of a sheet, by it "'1ple, of aluminhl1: 1.
- For a fixed assembly of a ô1: ment as shown in the figure, = t, e: glass carrier. the thickness was 2 mtn, the electroluminescent layer 3 a. thickness of 50 microns and the titanium dioxide layer a thickness of 10 microns. Layers 2 and 5 were extremely thin. The electroluminescent material was zinc sulphide, activated with copper.
Under the effect . of an alternating voltage of 150 V, 70 p: applied between the layers. 2 and 5, there is an emission of green light, with a luminous efficiency of 1.91 lumens per watt. An element, produced in an identical manner, but not including. A layer, of 'titanium dioxide 4, the .layer 5 being applied directly by spraying' on the electroluminescent layer, gives, for-, '. The same tension 'one.
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luminous efficiency of 0.72 lumens per watt. The disruption voltage of the element comprising the titanium dioxide layer was 720 V, whereas, without the titanium dioxide layer, this voltage was 500 V.