Brevet FR2672299A1 — publié le 19920807

i La présente invention concerne une composition d'une substance active pour la réalisation d'une couche électroluminescente d'une source lumineuse électro- luminescente, ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle composition. L'invention concerne plus particulièrement une substance active du type comportant du sulfure de zinc ou de cadmium. Des substances électroluminescentes connues également appelées "phosphors" se présentant sous la forme de poudre permettent de réaliser des lampes émettant notamment dans le bleu, le vert et l'ambre. Outre cette limitation quant aux couleurs d'émission, on constate que les durées de vie des lampes fabriquées avec les matériaux connus à ce jour sont très réduites La demi-durée de vie d'une telle lampe est notamment généralement inférieure à 1800 heures. L'invention a pour but de proposer de nouvelles compositions grâce auxquelles la durée de vie des lampes se trouve accrue de manière très importante et qui émettent dans les couleurs vert-jaune, jaune-vert, bleu, ainsi que dans l'infrarouge. Dans ce but, l'invention propose une composition d'une substance active du type comportant du sulfure de zinc ou de cadmium, caractérisée en ce qu'elle comporte également de l'acétate de cuivre, du bromure d'ammonium et du soufre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention le pourcentage en poids de l'acétate de cuivre est sensiblement compris entre 0,2 et 2,3; le pourcentage en poids du bromure d'ammonium est sensiblement compris entre 0,14 et 0,33; le pourcentage en poids du soufre est sensi- blement compris entre 2,21 et 5,44; le pourcentage en poids de sulfure de zinc est sensiblement compris entre 79 et 95; le pourcentage en poids du sulfure de cadmium est sensiblement compris entre 5 et 13,5; le pourcentage en poids du sulfure de cadmium est sensiblement compris entre 93 et 94 et la substance comporte de l'iodure d'ammonium dont le pourcentage en poids est sensiblement compris entre 0,17 et 0,2. L'invention propose également un procédé de fabrication d'une composition d'une substance active conformément à l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de cuisson sous atmosphère contrôlée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention l'étape de cuisson s'effectue à une température sensiblement égale à 7200 C pendant environ deux heures sous atmosphère de soufre; l'étape de cuisson s'effectue à une température sensiblement comprise entre 930 et 9500 C pendant une durée comprise entre 40 minutes et 1 heure 40 mi- nutes sous atmosphère d'azote; et l'étape de cuisson est suivie d'une étape de traitement thermique à l'air effectuée à une température comprise entre 550 et 7200 C pendant une durée comprise entre 1 et 2 heures. Différents exemples de compositions de substances actives réalisées conformément aux enseignements de l'in- vention sont donnés dans le tableau qui suit, dans lequel les différentes proportions des composants sont exprimées en pourcentage en poids. TAB L E A U PRODUIT A B C D E F G H I Sulfure de zinc Sulfure de cadmium Séléniure de cadmium Acétate de cuivre Bromure d'ammonium Soufre Iodure d'ammonium Durée de cuisson (heures) Température de cuisson ( C) Atmosphère de cuisson Durée traitement à l'air (heures) Température de l'air ( C) Dopage au cuivre Couleur 79,84 m 83,38 7,25 87,80 ,49 88,62 ,32 88,41 ,41 ,11 13,2 94,73 94,67 93,63 13,30 1,81 2,21 0,22 2,21 1,81 0,31 ,44 1,83 0,31 4,57 Soufre Soufre NON JAUNE Soufre NON NON VERT-JAUNE JAUNE-VERT 1,33 0,30 4,43 Soufre 1,35 0,31 4,51 Soufre 1,82 0,31 4,55 Soufre 1,40 0, 28 4,68 0,2 0,14 4,74 0,19 0,44 0,33 4,38 0,18 1,40 0,40 Co Soufre Azote Azote NON NON OUI NON OUI JAUNE-VERT JAUNE-VERT VERT-JAUNE INFRAROUGE BLEU OUI BLEU-VERT KO M "I K O K O Une première composition préférée d'une substance active conformément à l'invention figure à la colonne A du tableau. Il s'agit ici d'une substance active émettant dans le jaune et dont les coordonnées trichromatiques de la lumière émise sont x = 0,43 et y = 0,537 La longueur d'onde dominante de l'émission est égale à 570 manomètres. Des essais ont démontré que la demi-durée de vie de lampe électroluminescente fabriquée à partir de cette substance active est sensiblement égale à 9000 heures. La substance active peut par exemple être élaborée de la manière suivante On ajoute à 100 g de sulfure de zinc, 16,66 g de séléniure de cadmium, 2,77 g d'acétate de cuivre, 0,278 g de bromure d'ammonium et 2,77 g de soufre. Le mélange ainsi constitué subit une étape de cuisson à 7000 C pendant environ deux heures sous atmos- phère contrôlée de soufre. L'opération de cuisson est suivie d'une opération de traitement thermique à l'air à 7000 C pendant une durée d'environ une heure. La substance active ainsi réalisée est ensuite lavée et séchée et se présente sous la forme d'une poudre prête à son emploi pour la réalisation d'une couche électro- luminescente d'une lampe électroluminescente. Un second mode de réalisation préféré d'une substance active conformément aux enseignements de l'in- vention est illustré à la colonne G du tableau. Il s'agit ici d'une substance active qui émet dans l'infrarouge, c'est-à-dire dans la bande dont la longueur d'onde est comprise entre 750 et 950 nanomètres. Cette substance active permet donc de manière très avantageuse de réaliser une source électroluminescente de signalisation qui est particulièrement discrète car son émission est invisible à l'oeil nu mais est perceptible, par exemple par des utilisateurs qui portent des lunettes à intensification de la lumière reçue. La substance active de la colonne G du tableau peut par exemple être élaborée de la manière suivante On ajoute à 100 g de sulfure de cadmium, 1,5 g d'acétate de cuivre, 0,3 g de bromure d'ammonium et 5 g de soufre. Le mélange ainsi réalisé subit une étape de cuisson à 7200 C pendant une durée d'environ deux heures sous une atmosphère contrôlée de soufre. La substance ainsi réalisée est ensuite lavée et séchée pour être prête à son emploi. Dans le cas des substances actives dont la composition est donnée aux colonnes F, H et I du tableau, leur procédé d'élaboration peut comporter une opération de dopage au cuivre qui a pour effet d'améliorer le phénomène d'électroluminescence des substances résultant de la première étape de cuisson. Le dopage au cuivre est obtenu par adjonction d'acétate de cuivre après la première étape de cuisson, le mélange ainsi obtenu étant ensuite chauffé à l'air, par exemple à des températures de 550 à 7200 C. Lorsque l'étape de cuisson est effectuée sous atmosphère de soufre, il résulte de cette opération une "adjonction" de soufre à la composition de la substance active Le soufre ainsi introduit a pour objet d'éviter la désulfuration des sels existants mais il n'intervient pas dans la composition finale des substances. REVENDICATIONS 1 Composition d'une substance active pour la réalisation d'une couche électroluminescente d'une source lumineuse électroluminescente, du type comportant du5 sulfure de zinc ou de cadmium, caractérisée en ce qu'elle comporte également de l'acétate de cuivre, du bromure d'ammonium et du soufre. 2 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pourcentage en poids de l'acétate de cuivre est sensiblement compris entre 0,2 et 2,3. 3 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pourcentage en poids du bromure d'ammonium est sensiblement compris entre 0,14 et 0,33. 4 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pourcentage en poids du soufre est sensiblement comprisentre 2,21 et 5,44. Composition selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que le pourcen- tage en poids du sulfure de zinc est sensiblement compris entre 79 et 95. 6 Composition selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisée en ce que le pourcentage en poids de sulfure de cadmium est sensiblement compris entre et 13,5. 7 Composition selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisée en ce que le pourcentage en poids dusulfure de cadmium est sensiblement compris entre 93 et 94. 8 Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte de l'iodure d'ammonium dont le pourcentage en poids est sensiblement compris entre 0,17 et 0,2. 9 Procédé de fabrication d'une composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une étape de cuisson sous atmosphère contrôlée. Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé-en ce que l'étape de cuisson s'effectue à une température sensiblement égale à 7200 C pendant environ deux heures sous atmosphère de soufre. 11 Procédé selon la revendication 9 prise en combinaison avec la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de cuisson s'effectue à une température sensiblement comprise entre 930 et 9500 C pendant une durée comprise entre minutes et 1 heure 40 minutes sous atmosphère d'azote. 12 Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 9 à 11, caractérisé en ce que l'étape de cuisson est suivie d'une étape de traitement thermique à l'air effectuée à une température comprise entre 550 et 7200 C pendant une durée comprise entre une et deux heures.