CH301206A - Cathode ray tube with a luminescent screen. - Google Patents

Cathode ray tube with a luminescent screen.

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CH301206A
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cathode ray
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Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/18Luminescent screens
    • H01J29/20Luminescent screens characterised by the luminescent material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
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    • C09K11/7723Phosphates
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Description

  

      Elektronenstrahlröhre        mit    einem     Lumineszenzschirm.       Die Erfindung bezieht sich auf eine Elek  tronenstrahlröhre mit einem Lumineszenz  schirm, der mit mindestens einem blau- und       ultraviolettlumineszierenden,    mit     Cerium    akti  vierten Phosphat versehen ist.  



  Bei Elektronenstrahlröhren mit einem  Leuchtschirm ist es manchmal erforderlich,  dass das     Lumineszenzmaterial    eine Fluoreszenz  mit einer sehr kurzen     Abklingzeit    aufweist.  Dies trifft z. B. zu bei der Verwendung einer  Elektronenstrahlröhre als Lichtquelle in Gerä  ten für Fernsehsendungen von Filmen. Bei  solchen Geräten wird ein Filmbild punktweise  belichtet durch das Licht, das von dem sich  schnell verschiebenden Lichtfleck ausgeht, der  am Leuchtschirm einer Elektronenstrahlröhre  von dem sich bewegenden Elektronenstrahl       erzeugt    wird. Das durch das Filmbild hin  durchgehende Licht wird auf einer Photo  zelle aufgefangen und dort in einen elektri  schen Strom umgewandelt.

   Die Grösse dieses  Stromes ist naturgemäss von der Durchlässig  keit des vom Licht getroffenen Teils des Film  bildes abhängig. Selbstverständlich darf nur  ein einziger Punkt des Filmbildes vom Licht  getroffen werden, da sonst der Strom der  Photozelle nicht nur von der Durchlässigkeit  des Films an dem wiederzugebenden Punkt  abhängig wäre. Nur derjenige Punkt des       o        Lumineszenzschirmes,    der von dem Elektro  nenstrahl getroffen wird, darf also Licht aus  senden. Derjenige Punkt des     Lumineszenz-          schirmes,    der gerade zuvor getroffen war, muss  also ganz erloschen sein.

   Die     Abklingzeit    der    Fluoreszenz des     Lumineszenzmaterials    muss  also kürzer sein als die Zeit, in welcher der  Lichtfleck sich um einen vollen Durchmesser  verschiebt. In der Praxis läuft dies darauf  hinaus, dass diese Abfallzeit     kürzer    sein muss  als     10-6    Sekunden.  



  Als Leuchtstoff wurde bisher für diese  Anwendung grünlumineszierendes Zinkoxyd  verwendet, das eine Abfallzeit von etwa     10--6     Sekunden hat, oder auch blau- und ultraviolett  lumineszierendes Zinkoxyd mit einer Abfall  zeit von etwa 10-7 Sekunden. Ein Nachteil  des grünaufleuchtenden Zinkoxyds ist der,  dass die     Abfallzeit    zu gross ist. Die Abfallzeit  des blau- und     ultraviolettlumineszierenden     Zinkoxyds ist hinreichend kurz, aber dieser  Stoff hat einen geringen Wirkungsgrad. Au  sserdem weist dieses Oxyd eine grosse Selbst  absorption auf, was den Gesamtwirkungsgrad  noch schlechter macht. Um den Einfluss des  letzteren Faktors zu verringern, könnte die  Stärke der     Lumineszenzschicht    geringer ge  macht werden.

   Diese Stärkeverringerung  bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass die  Gleichmässigkeit der     Lumineszenzschicht    in  folgedessen gefährdet wird; grosse Gleichmä  ssigkeit ist jedoch eine unumgängliche Anfor  derung, da sonst verschiedene Teile des Film  bildes mit verschiedenen Lichtintensitäten be  strahlt werden würden.  



  Obgleich die vorstehend beschriebene Ap  paratur für die     Abtastung    eines Filmbildes  als Beispiel für die Erörterung der Anforde  rung einer kurzen Abfallzeit für bestimmte      Leuchtstoffe gemeint ist, ist es selbstverständ  lich, dass es auch für andere Anwendungen,  z. B. auf dem Radargebiet, von grosser Be  deutung sein kann, ein Material zur Verfü  gung zu haben, das eine Fluoreszenz mit einer  Abfallzeit von weniger als     1.0-6    Sekunden hat  und das nicht die Nachteile der vorstehend  beschriebenen bekannten Stoffe aufweist.  



  Eine Elektronenstrahlröhre nach der Er  findung hat einen Leuchtschirm, der minde  stens ein blau- und     ultraviolettlumineszieren-          des,    mit dreiwertigem     Cer    aktiviertes Phos  phat mit der Formel ABP04 enthält, wobei  A mindestens ein     Alkalimetall,    insbesondere  Natrium, Kalium, Cäsium und     Rubidium,    und  B mindestens ein     Erdalkalimetall,    wie Cal  cium, Barium oder     Strontium,    ist und die Ab  fallzeit der Fluoreszenz weniger als 10-6  Sekunden beträgt.  



  In der britischen Patentschrift Nr. 512154  wird eine sehr grosse Anzahl von     Leuchtstof-          fen    der Zusammensetzung     M-P    beschrieben,  wobei M eines der Metalle     Lithium,    Natrium,  Kalium,     Rubidium,    Cäsium, Beryllium, Ma  gnesium, Zink,     Kadmium,        Calcium,        Stron-          tium,    Barium, Aluminium oder     Lanthan,    oder  ein Gemisch aus zwei oder mehr dieser Metalle  ist, und P eine     Boratgruppe,    eine Phosphat  gruppe oder ein Gemisch derselben bezeichnet.

         Die        Stoffe        werden        durch        mindestens    3     %        eines     Stoffes aktiviert, der     dieZusammensetzungA-P     hat, wobei A eines der Metalle Silber,     Thal-          lium,    Zinn, Blei,     Cer    oder Antimon oder ein  Gemisch aus zwei oder mehr dieser Metalle  ist.     Atis    der sehr grossen, in dieser Beschrei  bung umfassten Gruppe ist nur eine sehr  kleine Anzahl einzeln erwähnt.

   Von den mit       Cer    aktivierten Stoffen ist ausschliesslich gelb  leuchtendes     Calciumphosphat    angegeben. Über  mit     Cer    aktivierte Verbindungen, die mehr  als ein Metall aus der Gruppe M enthalten,  ist in der Patentschrift nichts angedeutet. Es  findet sich auch keine Angabe der Eigenschaf  ten der verschiedenen Stoffe (ausgenommen  die Farbe des Lichtes) ; es sind auch keine    Regeln angegeben, nach denen diese Eigen  schaften bei verschiedenen Zusammensetzun  gen abgeleitet werden könnten.

   Es war also  eine grosse Überraschung, dass Phosphate, die  mit dreiwertigem     Cer    aktiviert sind und die  Formel     ABP04    haben, vorzüglich von Elek  tronen angeregt werden können (in der briti  schen Patentschrift ist ausschliesslich die Rede  von Erregung durch Strahlung des Quecksil  berspektrums) und dabei eine Abfallzeit auf  weisen, die geringer ist als 10-6 Sekunden.  



  Bei einem in einem Leuchtschirm nach der  Erfindung verwendeten Stoff wird der     Cer-          gehalt    vorzugsweise zwischen 0,01 und 5     Mol-          prozent    gewählt. Ein vorzüglich verwendbarer  Stoff ist z. B.     NaBaP04,    aktiviert mit 0,2     Mol-          prozent    dreiwertigem     Cer.     



  Die vorstehend beschriebenen Stoffe, die  im Leuchtschirm einer Elektronenstrahlröhre  nach der Erfindung verwendet. werden, weisen  eine geringe Selbstabsorption auf und haben  einen Energiewirkungsgrad, der das fünf- bis  zehnfache des Wirkungsgrades von blauauf  leuchtendem Zinkoxyd ist.



      Cathode ray tube with a luminescent screen. The invention relates to an electron beam tube with a luminescence screen, which is provided with at least one blue- and ultraviolet-luminescent phosphate activated with cerium.



  In cathode ray tubes with a fluorescent screen, it is sometimes necessary for the luminescent material to have fluorescence with a very short decay time. This applies e.g. B. to when using a cathode ray tube as a light source in Gerä th for television programs of films. In such devices, a film image is exposed point by point through the light emanating from the rapidly moving light spot that is generated on the fluorescent screen of a cathode ray tube by the moving electron beam. The light passing through the film image is captured in a photo cell and converted into an electrical current.

   The size of this current naturally depends on the permeability of the part of the film that is struck by the light. Of course, only a single point of the film image may be hit by light, otherwise the current of the photocell would not only depend on the transparency of the film at the point to be reproduced. Only that point of the luminescent screen that is hit by the electron beam is therefore allowed to emit light. That point on the luminescent screen that was hit just before must therefore be completely extinguished.

   The decay time of the fluorescence of the luminescent material must therefore be shorter than the time in which the light spot is displaced by a full diameter. In practice this boils down to the fact that this fall time must be shorter than 10-6 seconds.



  Green-luminescent zinc oxide, which has a fall time of around 10-6 seconds, or blue- and ultraviolet-luminescent zinc oxide with a fall time of around 10-7 seconds, has been used as the phosphor for this application. A disadvantage of the green zinc oxide is that the fall time is too long. The fall time of the blue and ultraviolet luminescent zinc oxide is sufficiently short, but this substance has a low degree of effectiveness. In addition, this oxide shows a high level of self-absorption, which makes the overall efficiency even worse. In order to reduce the influence of the latter factor, the thickness of the luminescent layer could be made smaller.

   However, this reduction in strength has the disadvantage that the uniformity of the luminescent layer is consequently endangered; However, great uniformity is an unavoidable requirement, as otherwise different parts of the film image would be irradiated with different light intensities.



  Although the above-described Ap paratur for scanning a film image is meant as an example for the discussion of the requirement for a short fall time for certain phosphors, it goes without saying that it can also be used for other applications, e.g. B. in the radar field, it can be of great importance to have a material available that has a fluorescence with a fall time of less than 1.0-6 seconds and that does not have the disadvantages of the known substances described above.



  A cathode ray tube according to the invention has a fluorescent screen which contains at least one blue and ultraviolet luminescent, phosphate activated with trivalent cerium with the formula ABP04, A containing at least one alkali metal, in particular sodium, potassium, cesium and rubidium, and B at least one alkaline earth metal, such as calcium, barium or strontium, and the fall time from fluorescence is less than 10-6 seconds.



  British Patent No. 512154 describes a very large number of phosphors of the composition MP, where M is one of the metals lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, zinc, cadmium, calcium, strontium , Barium, aluminum or lanthanum, or a mixture of two or more of these metals, and P denotes a borate group, a phosphate group or a mixture thereof.

         The substances are activated by at least 3% of a substance which has the composition A-P, where A is one of the metals silver, thalium, tin, lead, cerium or antimony or a mixture of two or more of these metals. Atis of the very large group included in this description, only a very small number is mentioned individually.

   Of the substances activated with cerium, only calcium phosphate with a yellow glow is specified. The patent specification does not indicate anything about compounds activated with cerium which contain more than one metal from group M. There is also no indication of the properties of the various substances (with the exception of the color of the light); Nor are any rules given according to which these properties could be derived from different compositions.

   So it was a big surprise that phosphates activated with trivalent cerium and having the formula ABP04 can be excellently excited by electrons (the British patent only speaks of excitation by radiation of the mercury spectrum) and thereby one Have a fall time that is less than 10-6 seconds.



  In the case of a substance used in a luminescent screen according to the invention, the cerium content is preferably chosen between 0.01 and 5 mol percent. A particularly useful substance is z. B. NaBaP04, activated with 0.2 mol percent trivalent cerium.



  The above-described substances used in the fluorescent screen of a cathode ray tube according to the invention. have low self-absorption and an energy efficiency that is five to ten times the efficiency of blue-glowing zinc oxide.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Elektronenstrahlröhre mit einem Leucht schirm, der mindestens ein blau- und ultra- violettlumineszierendes, mit dreiwertigem Cer aktiviertes Phosphat mit einer Abfallzeit von weniger als 10-6 Sekunden enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosphat. die Formel ABP04 hat, wobei A mindestens ein Alkali metall und B mindestens ein Erdalkalimetall ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM: Cathode ray tube with a fluorescent screen that contains at least one blue and ultra violet luminescent phosphate activated with trivalent cerium with a fall time of less than 10-6 seconds, characterized in that the phosphate. has the formula ABP04, where A is at least one alkali metal and B is at least one alkaline earth metal. SUBCLAIMS: 1. Elektronenstrahlröhre nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Cer- gehalt des lumineszierenden Phosphats zwi schen 0,01 und 5 Molprozent liegt. 2. Elektronenstrahlröhre nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das himineszierende Phosphat aus NaBaP0,i be steht, das mit 0,2 Molprozent Cer aktiviert ist. Cathode ray tube according to patent claim, characterized in that the cerium content of the luminescent phosphate is between 0.01 and 5 mol percent. 2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the himineszierenden phosphate from NaBaP0, i be, which is activated with 0.2 mol percent cerium.
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