CN85102041A

CN85102041A - 阴极射线管

Info

Publication number: CN85102041A
Application number: CN198585102041A
Authority: CN
Inventors: 西格斯
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1986-10-29

Abstract

图象显示阴极射线管如DGD管备有一个荧光屏，荧光屏中含有被Tb和Eu激活的发光硼酸铟，其相应的分子式是In₁-p-qTbpEuqBO₃式中

50.10^-6≤p≤0.010和

50.10^-6≤q≤0.010

Description

本发明与图象显示阴极射线管有关，这种阴极射线管的荧光屏中含有被稀土元素激活的发光硼酸铟。

从us-ps3，394，084中可以了解到这种管子。在这项专利的技术说明中，叙述了被稀土元素激活的发光硼酸铟（基本晶格是InBO₃）以及置换基本晶格上部分铟的激活剂。适合于实际应用的材料有被三价铽激活的发绿光的硼酸盐，测量得到它的相干红外能量（CIE）色度座标是X＝0.330，Y＝0.620，和被三价铕激活的发红光的硼酸盐，它相应的色度座标是X＝0.605，Y＝0.395，这些物质都有较高的亮度。

人们已经知道了的发光硼酸铟的衰减大约是20ms（中等余辉），衰减是这样定义的：即光电子来停止激励后，光亮度减弱到它原始稳定状态的亮度的10%所经历的时间。由于这些已知硼酸盐物质的适宜的发光色彩，较好的亮度値，中等余辉特性以及完全可以不用磷光（在低亮度値上拖长余辉），所以它们特别适用在数据显示阴极射线管中，也称为DGE（Data Graphic Display）管。在这种管子中实际采用的图象重复频率是25-100HZ。如果这些管子利用短衰减的发光材料的话，屏幕上就可能会出现使用户感到十分疲劳而令人讨厌的亮度变动或闪烁现象。而采用长衰减和/或有磷光现象的材料的话，前幅图象的长余辉就会扰乱管子所显示的后续的图象。

人们总是希望显象管能产生许多不同的彩色。本质上，把前面提到的发绿光的硼酸铟和发红光的硼酸铟混合起来，那末就可得到在绿光和红光之间所有合成的颜色。想要得到其他的颜色就要加入第三种材料，例如发兰光的材料。使用三种发光材料中的二个或多个的混合物实际上会碰到一些困难，可是对管子的制造厂商来说，分解发光材料在整个图象屏幕上得到各种不同的彩色是不可迴避的问题。

本发明的目的是提供一个阴极射线管，它所显示的图象的彩色可以在很大的色彩范围中作选择。

根据本发明图象显示阴极射线管装备有一个被稀土元素激活的硼酸铟的荧光屏，我们可以用含有三价铽和三价铕作为激活剂的硼酸铟来描述管子的特性。这种硼酸铟的相应的分子式是In_1-p-qTb_pEu_qBO₃，其中50.10^-6≤p≤0.010和50.10^-6≤q≤0.010。

根据本发明阴极射线管含有被Tb和Eu激活的发光硼酸铟。因此像用Tb激活的硼酸盐和Eu激活硼酸盐的物理混合一样，通过适当调节激活剂的浓度，我们可以得到在Tb发射的绿光和Eu发射的红光之间的所有色彩。把被激活的硼酸盐增加二倍，并不能期望获得高亮度。事实上我们都知道，在一个晶格上采用二个激活剂如Tb³⁺和Eu³⁺，它们各自的发射将会十分强烈地相互抵消。（参看英国的专利技术要求1，121，055，这个专利因为考虑到用钇或稀土元素/含氧的金属硫化物发光，所以介绍了这一现象）。导致本发明的实验表明，用硼酸铟发光的亮度实质上与物理混合的硼酸盐的亮度相等。我们发现激活剂元素的浓度要求必须是很低的，也就是说，Tb的浓度p和En的浓度q二者顶多为0.010。而令人惊奇的是尽管p和q都很低（到50.10^-6），但仍能得到很高的亮度。就亮度而言，p、q的最佳值应比被一种稀土元素激活的已知的硼酸盐中激活剂的浓度的最佳值低10-100倍。

在本发明的阴极射线管中可以发现管光硼酸铟像已知的硼酸盐一样有中等的衰减特性（大约20ms的余辉），并且本质上没有磷光。利用这种硼酸盐可以获得在实际应用中非常希望得到的大量的黄光和橙光。但在此以前只能采用发光物质的混合物或不能令人满意的衰减或有其它缺点的材料来得到这些光。

根据本发明可按下面列出的范围来选择表征阴极射线管特性的p、q和p+q値：

0.0001≤p≤0.010

0.0001≤q≤0.010

p+q≤0.010

采用较小的浓度値p、q和总浓度値p+q实际上却可以得到最大的亮度。

根据本发明只要用CIE色点图中的X座标或Y座就可以描述阴极射线管中发光硼酸铟发出的颜色的特性，因为这些硼酸盐的色点都位于或靠近Tb发出的纯绿光（X＝0.330和Y＝0.620），Eu发出的纯红光（X＝0.605和Y＝0.395）的色点的连线。因此下面我们只用X座标表示硼酸盐的色点。

可以预料发光硼酸盐的色点的位置是由Tb与Eu的比値p/q来限定的，同时也发现激活剂的总浓度p+q对确定色点也有很大的影响。这一影响是明白的，即当保持p/q为常数，色点的X座标将随p+q的增加而增加。业已发现，若p/q＝1，色点的X座标大约可以从0.45一直到0.575，前者用较低的p+q値，后者则是用较高的p+q値。也已发现在较高的p+p値上，硼酸盐的亮度并不是最佳的。

根据本发明，可以用硼酸盐发出的色标X在0.41到0.45之间的光来描述阴极射线管的特性。p/q的取値范围是1≤p/p≤5，而选用1≤p/q≤3更好一些。

这种管子可以发出在实用中通常所希望的黄光（目标点X＝0.425，Y＝0.550），p/q値的范围选用1到5的话，可以得到上述的X坐标的黄光，可是p/q値的范围常选用1到3，这是因为在这种情况下可以选择总的浓度，使管子获得最佳的亮度。

根据本发明，表示阴极射线管第二个具体特性的是硼酸盐发出的X色标在0.450到0.520之间的光，这时p/q的范围是0.5≤p/q≤3，而通常选用0.5≤p/q≤1.5。这种管子产生的黄光往往是用于实际中的。（目标点X＝0.470，Y＝0.500）。也可以把p/q选得比较大，如从0.5到3，但为了得到最大的亮度常选用比较小的p/q値，如在0.5到1.5的范围中。

在显示管中常用的颜色是橙-红色，如其色点是X＝0.547，Y＝0.446和X＝0.557，Y＝0.442。根据本发明，阴极射线管的优点在于硼酸盐发出色标X在0.520到0.570之间的光，p/q的范围是0.10≤p/q≤1.5，而常用0.10≤p/q≤0.5。

根据本发明，在阴极射线管的荧光屏中至少可含有另一种附加的发光材料。这无疑是一个优点，它能使发出的光线的颜色范围有所增大。

根据本发明，阴极射线管最吸引人的特性，在于按重量来计荧光屏中含有5%-35%的发兰光的被银激活的硫化锌。这种一般大家都知道的发兰光的硫化物在荧光屏中与发黄光的硼酸盐混合在一起，就可得到白光（纸白色），它是许多应用中所希望的颜色。

把组成硼酸铟的元素的氧化物的混合物或在高温下容易发生反应的这些氧化物的化合物，在高温下进行固态反应，就可以得到发光的硼酸铟。这个反应通常在1100℃-1400℃的空气中进行。

参考草图和大量的实测例子对阴极射线管作更完善的描述。

草图以图解的形式给出了数据显示阴极射线管（DGD管）的部分概貌。管子由抽成真空的外壳1和图象屏幕2构成，在图象屏幕2上按有荧光屏3，屏3又用被和铕激活的发光硼酸铟组成。

配制实例

把200克的金属铟，0.195克的Tb₄O₇，0.18克的Eu₂O₃溶解在600毫升的浓硝酸溶液中，将溶液在200℃-300℃的温度下蒸发干，把蒸干的产物与430克H₃BO₃混合，再将混合物在温度为1200℃的炉子里加热15-35小时，用沸水把反应物洗淨，然后再把它弄干，粉末化和过筛，最后得到的粉末就是发光硼酸铟，其分子式是In_0.9988Tb_0.0006Eu_0.0006BO₃。依靠阴极射线的激励，这种硼酸盐可发出黄光，其色标X＝0.470，Y＝0.500，亮度値大约是38个相对单位。（亮度P₂₂，把被Cu和Al激活的锌硫化镉发出的绿光作为标准亮度，假定为100）。我们发现如果从铟的氧化物、激活剂的氧化物和H₃BO₃的干燥的混合物开始，可以得到类似的结果。

按上面给出的配制方法，可以得到许多Tb和Eu浓度相等的（q＝p，p/q＝1）硼酸铟。在下面的表1中，这些物质的p値是已经选定了的，另外每种物质的色点的X坐标也是确定的。表中也列出了当物质被阴极射线激励时所得到的相对亮度値。

从表1可以清楚地看到，当p/q为常数时（这里p/q＝1），若总的浓度p+q增大，色点向X値较高的方向移动。在最大可允许的p+q値（p+q＝0.02，例7^＊）的条件下，所得到的亮度値仍是可以接受的。但是最佳的亮度値却是在很低的浓度値p和q上才发生。

表1

例子 P X H

1 0.00005 0.449 12

2 0.00020 0.449 33

3 0.00060 0.470 38

4 0.00125 0.474 33

5 0.0025 0.511 28

6 0.0050 0.551 19

7 0.010 0.576 15

对以上的解释应作一点说明，与例1到6相似的另一种硼酸盐，它的浓度p＝0.025，q＝0.025（这是只含有一种激活剂的发光最佳的硼酸盐的激活剂浓度的常用値），它有色点X＝0.588，而亮度只有8，所以这种材料并不适合在实际中应用。

用配制实例所给出的同一方法，硼酸铟也发出黄光，它的范围是X＝0.410到X＝0.450。表2给出了每种材料所选用的p、q和p/q值，也给出了每个例子实测的X值和相对的亮度値H。

表2

表3的13-16例给出了以同样方法得到的色标范围为X，从0.520到0.570发橙-红光的阴极射线管。

表3

例子 p q p/q X H

13 0.0009 0.0017 0.5 0.524 32

14 0.0017 0.0033 0.5 0.552 25

15 0.0002 0.0010 0.2 0.550 34

16 0.0003 0.0009 0.33 0.536 31

按重量来考虑的话，阴极射线管的荧光屏大约由90%发黄光的硼酸铟和10%发兰光的硫化锌组成。按上面介绍的配制方法，可以获得硼酸铟（亮度38，色点坐标X＝0.470，Y＝0.500;参看表1中的第3例），硫化锌是被银激活的，它的亮度为14，色点坐标X＝0.150，Y＝0.0055。含有混合物的管子将发出白光，它的亮度是36，色点坐标X＝0.355，Y＝0.395。

＊原文误为例6-译者

Claims

1、图象显示阴极射线管备有一个荧光屏，荧光屏中含有用稀土元素激活的发光硼酸铟、管子的特征是用三价铽和三价铕作为硼酸铟的激活剂，硼酸铟的分子式是In_1-p-qTb_pEu_qBO₃，其中

50.10^-6≤P≤0.010

50.10^-6≤q≤0.010

2、根据权项1阴极射线管的特征是

0.0001≤P≤0.010 0.0001≤q≤0.010

P+q≤0.010

3、根据权项1和2，阴极射线管的特征是：硼酸盐发出的光的色标在0.41和0.45之间，p/q的取値为1≤p/q≤5，而通常愿用1≤p/q≤3。

4、根据权项1和2，阴极射线管的特征是：硼酸盐发出的光的色标在0.45和0.52之间，p/q的取値为0.5≤p/q≤3，而通常愿用0.5≤p/q≤1.5。

5、根据权项1和2，阴极射线管的特征是：硼酸盐发出的光的色标在0.52和0.57之间，p/q的取値为0.10≤p/q≤1.5，而通常愿意选用0.1≤p/q≤0.5。

6、根据权项1到5中的任何一项，阴极射线管的特征是荧光屏中可以含有另一种额外的发光材料。

7、根据权项6，阴极射线管的特征是若考虑重量的话，荧光屏中含有5%-35%的用银激活的发兰光的硫化锌。