DE1762982B2

DE1762982B2 - LIGHT SCREEN FOR COLOR TELEVISION TUBES

Info

Publication number: DE1762982B2
Application number: DE19671762982
Authority: DE
Inventors: Martin Robert Hardy Austin Eugene Lancaster Pa Royce (V St A )
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1966-03-07
Filing date: 1967-03-07
Publication date: 1972-07-13
Also published as: DE1762982C3; DE1762982A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Leuchtschirm für eine Kathodenstrahl-Farbbildwiedergaberöhre mit blau, grün und rot emittierenden Leuchtstoffelementen.The invention relates to a fluorescent screen for a cathode ray color display tube with blue, green and red emitting phosphor elements.

Bei den Bildröhren üblicher Farbfernsehempfänger sind auf der Innenseite der Frontplatte rot, grün bzw. blau emittierende Leuchtstoffelemente in Form sogenannter Farbtripel angeordnet, die durch eine Lochmaske von den drei Strahlsystemen »ausgeleuchtet« werden. (Es sind auch Farbbildröhren bekannt, bei denen die Leuchtstoffelemente anders geformt und angeordnet sind, wie z. B. im »RCA-Engineer«, Bd. 11, Nr. 2, Aug./Sept. 1965, S. 12 und Bd. 11, Nr. 6, April/Mai 1966, S. 20, beschrieben ist.)In the case of the picture tubes of standard color television receivers, red, green or blue-emitting fluorescent elements arranged in the form of so-called color triples, which are represented by a The shadow mask can be »illuminated« by the three beam systems. (Color picture tubes are also known in which the phosphor elements are shaped and arranged differently, such as. B. in the »RCA Engineer«, Vol. 11, No. 2, Aug./Sept. 1965, p. 12 and Vol. 11, No. 6, April / May 1966, p. 20.)

Bei allen bekannten Farbfernsehröhren ist das im Prinzip einfache Problem, eine originalgetreue Farbwiedergabe zu erreichen, praktisch noch nicht zufriedenstellend gelöst, was seinen Grund vor allem darin hat, daß die Leuchtstoffe der verschiedenfarbig emittierenden Elemente sich hinsichtlich der Helligkeit und der Abklingcharakteristik der Lumineszenzstrahlung unterscheiden und daß das menschliche Auge, die drei Grundfarben subjektiv als verschieden hell empfindet, auch wenn die Leuchtstoffe absolut gerechnet gleiche Leuchtdichten aufweisen. Um diese Unterschiede zu kompensieren, müssen daher in der Praxis spezielle Vorkehrungen getroffen werden, so daß die gewünschte Wirkung erreicht wird. Bei den bekannten Schattenmasken-Farbbildröhren wird beispielsweise die Energie einer als grau oder weiß emp-Eundenen Wiedergabe zu etwa 60% vom grün emittierenden Leuchtstoff, etwa 20% vom blau emittierenden Leuchtstoff und etwa 20% vom rot emittierenden Leuchtstoff geliefert. Infolge dieser unterschiedlichen Enetgiebeitrflge der verschiedenen Leuchtstoffe muß man bei den bekannten Farbbildröhren mit unterschiedlichen Strahlströmen und einem relativ hohen Gesamtstrahlstrom arbeiten.With all known color television tubes this is in principle a simple problem, a true-to-original color reproduction to achieve, practically not yet satisfactorily resolved, which is its reason above all else in that the phosphors of the differently colored emitting elements differ in terms of brightness and the decay characteristics of the luminescent radiation and that the human Eye that subjectively perceives the three primary colors as having different levels of brightness, even if the phosphors are absolute have calculated equal luminance. In order to compensate for these differences, the Practice special precautions are taken so that the desired effect is achieved. Both known shadow mask color picture tubes, for example, the energy of one perceived as gray or white Reproduction of about 60% from the green-emitting phosphor, about 20% from the blue-emitting Phosphor and about 20% of the red-emitting phosphor. As a result of these different Energy contributions from the various phosphors have to be made in the known color picture tubes work with different beam currents and a relatively high total beam current.

Bei den seit Jahren im Handel erhaltlichen Farbbildröhren besteht der blau emittierende Leuchtstoff aus Zinksulfld, das mit Silber aktiviert ist. Die CIE (Commission Internationale de l'Eclainge)-Farbkoordinaten der bei Anregung durch Elektronen von den blau emittierenden Leuchtstoffelementen eizeugten Lumineszenzstrahlung liegen bei diesem Leuchtstoff in dem ziemlich engen Bereich von etwa χ ~ 0,14 bis 0,16 und y = 0,05 bis 0,10. Der rot emittierende Leuchtstoff hat mehrfach gewechselt. Die CIE-Koordinaten der bei Anregung durch Elektronen emittierten Lumineszensstrahlung der rot emittierenden Leuchtstoffelemente lagen iedoch immer in dem engen Bereich χ = 0,61 bis 0,68 und y = 0,32 bis 0,35. Auch der grün emittierende Leuchtstoff hat mehrmals gewechselt. Die CIE-Koordinaten der von den grün emittierenden Leuchtstoffelementen erzeugten Lumineszenzstrahlung schwankten dabei in dem relativ großen Bereich χ = 0,110 bis 0,285 und y = 0,580 bis 0,750.In the case of the color picture tubes that have been commercially available for years, the blue-emitting phosphor consists of zinc sulphide activated with silver. The CIE (Commission Internationale de l'Eclainge) color coordinates of the luminescence radiation emitted by the blue-emitting phosphor elements when excited by electrons are in the fairly narrow range of approximately χ 0.14 to 0.16 and y = 0.05 for this phosphor to 0.10. The red-emitting phosphor has changed several times. The CIE coordinates of the luminescent radiation emitted by electrons from the red-emitting phosphor elements were, however, always in the narrow range χ = 0.61 to 0.68 and y = 0.32 to 0.35. The green-emitting phosphor has also changed several times. The CIE coordinates of the luminescence radiation generated by the green-emitting phosphor elements fluctuated in the relatively large range χ = 0.110 to 0.285 and y = 0.580 to 0.750.

Trotz der durch die Änderung der Zusammensetzung und Emissionseigenschaften der Leuchtstoffe erreichten Verbesserungen wäre es noch wünschenswert, insbesondere die Elektronenstrahlstromstärke herabzusetzen, die für die verschiedenen Weiß- und Grauwerte erforderlich sind und die für die Erzeugung einer als unbunt empfundenen Strahlung erforderlichen Strrhlstromstärken für die drei verscii^denen Leuchtstoffe möglichst gleich groß zu machen.Despite the change in the composition and emission properties of the phosphors Any improvements achieved would still be desirable, in particular the electron beam current intensity reduce, which are required for the various white and gray values and for the generation a radiation perceived as achromatic radiation required for the three different types To make phosphors the same size as possible.

Die Auswahl der Leuchtstoffe wird durch die Forderung beschränkt, daß die Leuchtstoffe hinsichtlich verschiedener Eigenschaften möglichst weitgehend übereinstimmen müssen. Eine dieser Eigenschaften ist die Abklingcharakteristik der Lumineszenzstrahlung. Wenn die Leuchtstoffe hinsichtlich der Abklingcharakteristik nicht übereinstimmen, treten bei der Wiedergabe bewegter Objekte Farbschwänze auf. Die Leuchtstoffe müssen außerdem so gewählt werden, daß der durch sie darstellbare Farbtonbereich für eine einigermaßen originalgetreue und gefällige Farbwiedergabe ausreicht.The choice of phosphors is limited by the requirement that the phosphors with respect to different properties must match as closely as possible. One of those properties is the decay characteristic of the luminescence radiation. When the phosphors in terms of decay characteristics do not match, color tails appear when playing back moving objects. The phosphors must also be chosen so that the range of hues that can be represented by them is sufficient for color reproduction that is reasonably true to the original and pleasing.

Die Auswahl der für Farbbildröhren verwendbaren Leuchtstoffe wird außerdem dadurch weiter eingeengt, daß die Leuchtstoffe bei der Herstellung der Bildröhren und auch während eines langjährigen Betriebes chemisch stabil sein müssen. Viele Leuchtstoffe, die an sich gut brauchbar wären, scheiden aus, da sich ihre Lumineszenzeigenschaften bei der Fertigung der Röhre oder im Betrieb verschlechtern.
, Wie erwähnt, wurde in den handelsüblichen Farbfernsehröhren bisher als blau emittierender Leuchtstoff immer Zinksulfid, das mit Silber aktiviert ist, verwendet. Dieser blau emittierende Leuchtstoff weist eine mäßige Abfallgeschwindigkeit, eine hohe Farbsättigung, gute chemische Stabilität und eine hohe Leuchtdichte auf, die die relativ geringe Empfindlichkeit des menschlichen Auges im blauen Spektralbereich kompensiert.The selection of the phosphors that can be used for color picture tubes is further restricted by the fact that the phosphors must be chemically stable during the manufacture of the picture tubes and also during long-term operation. Many phosphors that would be useful per se are ruled out because their luminescence properties deteriorate during the manufacture of the tube or during operation.
As mentioned, zinc sulfide activated with silver has always been used as a blue-emitting phosphor in the commercially available color television tubes. This blue-emitting phosphor has a moderate rate of fall, high color saturation, good chemical stability and high luminance, which compensates for the relatively low sensitivity of the human eye in the blue spectral range.

Der grün emittierende Leuchtstoff hat zwei wesentliche Änderungen durchgemacht. Anfänglich wurde Zinkorthosilikat, das mit Mangan aktiviert ist, verwendet, das dann abgeändert wurde, um die Abfalls-The green emitting phosphor has two main features Changes made. Initially, zinc orthosilicate activated with manganese was used, which was then modified to include the waste

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zeit zu verkürzen und grüne Saume an bewegten Objekten zu vermelden. Schließlich wurde dieser Leuchtstoff durch Zink-Cadmium-Sulfid, das mit Silber aktiviert ist, verwendet, welches hellere Bilder ohne grüne »SchwHnze« liefert und eine ausreichende Farbsättigung sowie genügende chemische Stabilität aufweist.Time to shorten and green fringes on moving objects to report. Finally, this phosphor was activated by zinc cadmium sulfide, which was combined with silver is used, which delivers brighter images without green »tails« and sufficient color saturation and has sufficient chemical stability.

Der rot emittierende Leuchtstoff war ein Problem, besonders da die Empfindlichkeit des menschlichen Auges für rotes Licht verhältnismäßig gering ist und die vielen anderen Bedingungen, wie ausreichende ao chemische Stabilität, geeignete Abfallszeit der Lumineszenz und ausreichende Leuchtdichte, schwierig zu erfüllen waren, Der rot emittierende Leuchtstoff wurde mehrmals gewechselt. Das anfänglich verwendete, mit Mangan aktivierte Cadmiumborat, das mit oranger Farbe emittiert und eine ungenügende chemische Stabilität hat, wurde durch Zinkorthophosphat mit Mangan als Aktivator ersetzt, an dessen Stelle später Zink-Cadmium-Sulfid mit Silber als Akivator ti al, dab eine hellere Lumineszenz und ao bessere chemische Stabilität aufweist. Dieser rot emittierende Sulfid-Leuchtstoff wurde dann durch Yttriumorthovanadat mit Europium als Aktivator ersetzt, das sich durch eine hellere Emission und eine bessere chemische Stabilität als der rot emittierende Sulfidleuchtstoff auszeichnet.The red-emitting phosphor has been a problem, especially because of human sensitivity Eye for red light is relatively low and the many other conditions, such as adequate chemical stability, suitable decay time of the luminescence and sufficient luminance, difficult to meet, the red-emitting phosphor was changed several times. The cadmium borate initially used, activated with manganese, which is mixed with orange color and has insufficient chemical stability was caused by zinc orthophosphate replaced with manganese as an activator, in its place later zinc-cadmium-sulfide with silver as Akivator ti al, dab a brighter luminescence and ao has better chemical stability. This red-emitting sulfide phosphor was then through Yttrium orthovanadate replaced with europium as an activator, which is characterized by a lighter emission and a better chemical stability than the red-emitting sulphide phosphor.

Keiner dieser bekannten rot emittierenden Leuchtstoffe und auch keiner der vielen experimentell untersuchten rot emittierenden Leuchtstoffe ist für die Verwendung in einem Lumineszenzschirm einer Farbfernsehbildröhre in jeder Hinsicht zufriedenstellend. Alle rot emittierenden Bildschirmelemente erfordern in der Praxis nämlich einen merklich höheren Strahlstrom, um eine Leuchtdichte zu erreichen, die der der grün bzw. blau emittierenden Bildschirmelemente äquivalent ist. Als Folge davon ist für das ganze System also ein relativ hoher Gesamtstrahlstrom erforderlich.None of these known red-emitting phosphors and also none of the many experimentally investigated red-emitting phosphors is for use in a luminescent screen one Color television picture tube satisfactory in all respects. All red-emitting screen elements in practice require a noticeably higher beam current to achieve a luminance which is equivalent to that of the green or blue emitting screen elements. As a result, for that whole system therefore a relatively high total beam current is required.

Ferner befaßt sich die Zeitschrift »IEEE Transactions on Broadcast and Television Receivers«, Juli 1965, S. 33 bis 37, mit einer Durchrechnung der für eine Weißwiedergabe bei einer Farbtemperatur von 9300° K erforderlichen Strahlströme an Hand der Grassmannschen Gleichungen. Diese Rechnung führt auf drei sehr unterschiedliche Strahlströme, wobei insbesondere der Strahlstrom für die roten Farbpartikeln mehr als doppelt so groß wie für die blauen Farbpartikeln ist. Als Materialien sind für die roten Farbpartikeln YVO₄:Eu, für die grünen Farbpartikeln ZnCdS:Ag und für die bläuen Färbpartikeln ZnS:Ag zugrunde gelegt.Furthermore, the journal "IEEE Transactions on Broadcast and Television Receivers", July 1965, pp. 33 to 37, deals with a calculation of the beam currents required for white reproduction at a color temperature of 9300 ° K using Grassmann's equations. This calculation leads to three very different beam currents, with the beam current for the red color particles in particular being more than twice as large as for the blue color particles. The materials used are YVO ₄ : Eu for the red color particles, ZnCdS: Ag for the green color particles and ZnS: Ag for the blue color particles.

Dem bekannten Stand der Technik gegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe von Farbstoffen für den Leuchtschirm einer Farbbildröhre, welche eine Wiedergabe von Weiß- oder Grautönen mit besser übereinstimmenden Strahlströmen ermöglichen. Außerdem soll der Gesamtstrahlstrorn für eine Weißwiedergabe oder Grauwiedergabe bestimmter Helligkeit gegenüber den herkömmlichen Bildröhren herabgesetzt werden.In relation to the known prior art, the object of the invention is to specify Colorants for the luminescent screen of a color picture tube, which reproduce white or gray tones with better matching jet currents. In addition, the total jet flow should for a white rendition or gray rendition of a certain brightness compared to the conventional ones Picture tubes are reduced.

Der Lösung dieser Aufgabe dient erfindungsgemäß die Verwendung eines rot emittierenden Leuchtstoffes aus Yttriumoxysulfid mit einem EuropiunWiitivator. Insbesondere kann der Europiurnaktivator mit einem Anteil von 2,5 bis 5,5 Molprozent in dem rot emittierenden Leuchtstoff enthalten sein.According to the invention, this object is achieved by using a red-emitting phosphor from yttrium oxysulphide with a Europiunwiitivator. In particular, the europium activator with a proportion of 2.5 to 5.5 mol percent in the red-emitting Phosphor contained.

Ein derartiger Leuchtstoff erfordert zur Anregung in einer bestimmten Helligkeit einen wesentlich geringeren Strahlstrom, als es bei den bisher verwendeten RotleuchtstofTen der Fall war. Außerdem lassen sich seine Farbkoordinaten im Farbdreieck so wUhlen, daß fllr eine Weiß- oder Grauwiedergabe eine bessere Übereinstimmung des betreffenden Strahlstromes mit den Strahlströmen für die GrUn- und Blauleuchtstoffe erreicht wird. Hierzu kann beispielsweise der Yttriumoxysulfid-Leuchtstoff. etwa 5 Molprozent Europium enthalten und bei Anregung durch Elektronenstrahlen Licht in den CIE-Farbkoordinaten χ - 0,675 und y = 0,325 emittieren. Gute Ergebnisse werden auch bei einem Anteil von 3 Molprozent Europiumaktivator erhalten, wobei eine Anregung durch Elektronenstrahlen eine Lichtemission mit den, CIE-Farbkoordinaten χ - 0,663 und y -0,337 zur Folge hat.Such a phosphor requires a significantly lower beam current for excitation in a certain brightness than was the case with the previously used red fluorescent materials. In addition, its color coordinates in the color triangle can be selected in such a way that, for white or gray reproduction, a better correspondence of the beam current in question with the beam currents for the green and blue fluorescent materials is achieved. The yttrium oxysulfide phosphor can be used for this purpose, for example. contain about 5 mole percent europium and emit light in the CIE color coordinates χ - 0.675 and y = 0.325 when excited by electron beams. Good results are also obtained with a proportion of 3 mol percent europium activator, with excitation by electron beams resulting in light emission with the CIE color coordinates χ - 0.663 and y - 0.337.

Wesentliche Vorteile hat die Verwendung eines Yttriumoxysulfid (Y₂O₂S)-Leuchtstoffes auch gegenüber dem ebenfalls röt leuchtenden europiumaktivierten Yttriumoxyd (Y₂O₃)-LeuchtstofT, wie er aus »Journal of the Electrochemical Society«, Dezember 1964, S. 1363 bis 1368, bzw. Januar 1965, S. 111 und 112, bekannt ist. Die über der Emissionswellenlänge aufgetragene Helligkeit des bekannten Leuchtstoffes hat nämlich in Abhängigkeit vom Europiumgehalt ein ausgeprägtes Maximum (bei 3 bis 4% Eu) und fällt bei kleineren und höheren Europiumanteilen steil ab, während der Leuchtstoff gemäß der Erfindung einen weitgehend linearen Verlauf hat. In der Praxis bedeutet dies, daß für Fernsehzwecke (in Abhängigkeit von den anderen beiden Farben) der jeweils am besten geeignete Rot-Leuchtstoff aus einem großen Bereich auswählbar ist. Beispielsweise kann nach Belieben ein stark roter Leuchtstoff kleinerer Helligkeit oder ein hellerer Leuchtstoff mit einer mehr ins Orange gehenden Farbe gewählt werden. Beim bekannten Y^-Leuchtstoff besteht wegen des starken Verlustes an Helligkeit hingegen praktisch keine Möglichkeit, von dem erwähnten Maximum abzuweichen. Zudem wird für eine Emission im für Fernsehzwecke interessierenden Spektralbereich bei Y„O.,S weniger Europium benötigt al« beim bekannten Leuchtstoff. Ein weiterer Vorteil des Y₂O₂S besteht darin, daß dieser Leuchtstoff wesentlich "stabiler bei der Leuchtschirmfabrikation ist als Y₂O₃.The use of a yttrium _{oxysulfide (Y 2} O ₂ S) fluorescent material also has significant advantages over the likewise red-shining europium-activated yttrium oxide (Y ₂ O ₃ ) fluorescent material, as found in "Journal of the Electrochemical Society", December 1964, p. 1363 to 1368, or January 1965, pp. 111 and 112 is known. The brightness of the known phosphor plotted over the emission wavelength has a pronounced maximum (at 3 to 4% Eu) depending on the europium content and drops steeply with smaller and higher europium proportions, while the phosphor according to the invention has a largely linear course. In practice this means that for television purposes (depending on the other two colors) the most suitable red phosphor can be selected from a large range. For example, a strong red phosphor of lower brightness or a lighter phosphor with a more orange color can be selected as desired. In the case of the known Y ^ fluorescent material, on the other hand, there is practically no possibility of deviating from the maximum mentioned because of the severe loss of brightness. In addition, less europium is required for an emission in the spectral range of interest for television purposes at Y "O., S than" the known phosphor. Another advantage of Y ₂ O ₂ S is that this phosphor is much "more stable in the manufacture of luminescent screens than Y ₂ O ₃ .

Die überraschenden Unterschiede der Eigenschaften beruhen u. a. darauf, daß Y₂O₃ eine kubische Kristallstruktur hat, während Y_xC)₂S hexagonal kristallisiert, und daß der Ersatz eines Sauerstoffatoms durch Schwefel das chemische Verhalten stark ändert. Y₀O₃ ist bei Raumtemperatur in den meisten Mineralsäuren leicht löslich, während Y₂O₂S unter denselben Bedingungen praktisch unlöslich ist.The surprising differences in properties are due, among other things, to the fact that Y ₂ O _{3 has} a cubic crystal structure, while Y _x C) ₂ S crystallizes hexagonally, and that the replacement of an oxygen atom by sulfur changes the chemical behavior significantly. Y ₀ O ₃ is readily soluble in most mineral acids at room temperature, while Y ₂ O ₂ S is practically insoluble under the same conditions.

Ein Beispiel für besonders günstige Verhältnisse im Sinne der Aufgabe der Erfindung ergibt sich, wenn der grün emittierende Leuchtstoff im wesentlichen aus Zink-Cadmium-Sulfid mit einem Anteil vor 0,0005 bis 0,100 Gewichtsprozent Silberaktivatoi und der blau emittierende Leuchtstoff im wesentlichen aus Zinksulfid mit einem Anteil von 0,005 bii 0,030 Gewichtsprozent Silberaktivator besteht. Eil mit diesen Leuchtstoffen aufgebauter Leuchtschirrr zeichnet sich durch einen geringeren Leistungsbedar Cür eine bestimmte Leuchtdichte einer unbuntei Wiedergabe aus bzw. liefert er bei gleicher Eingangs leistung eine hellere Weißwiedergabe als üblich¹ Farbbildschirme.An example of particularly favorable conditions within the meaning of the object of the invention is obtained when the green-emitting phosphor consists essentially of zinc-cadmium sulfide with a proportion of from 0.0005 to 0.100 percent by weight of silver activators and the blue-emitting phosphor consists essentially of zinc sulfide with a The amount of silver activator is from 0.005 to 0.030 percent by weight. A luminescent panel constructed with these phosphors is characterized by a lower power requirement for a certain luminance of an achromatic display or, with the same input power, delivers a brighter white display than usual ¹ color screens.

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Für kommerzielle Empfängerbildröhren, die für eine direkte Betrachtung bestimmt sind, sind rot emittierende Leuchtstoffe der angegebenen Art sowohl hinsichtlich der chemischen Eigenschaften als auch der Lumineszenzeigenschaften besser verträglich mit den zur Verfügung stehenden grün bzw. blau emittierenden Leuchtstoffen als die bekannten rot emittierenden Leuchtstoffe. Farbbildröhren und Lumineszenzschirme mit einem solchen Leuchtstoff können also bei der Erzeugung unbunter Strahlung mit nahezu gleichen Strahlströmen für die verschiedenen Leuchtstoffelemente betrieben werden, und der Gesamtstrahlstrom ist bei vergleichbarer Leuchtdichte der unbunten Strahlung geringer als im bekannten Falle. Wenn man jedoch mit dem gleichen Gesamtstrahlstrom wie bisher arbeitet, erhält man eine höhere Helligkeit der unbunten (weißen) Strahlung. Dies gilt unabhängig von der Art der grün bzw. blau emittierenden Leuchtstoffe, wenn auch in Kombination mit speziellen Leuchtstoffen dieser Art besondere Vorteile erzielt werden.For commercial picture tubes intended for direct viewing, red-emitting phosphors of the specified type are more compatible with the available green and blue-emitting phosphors than the known red-emitting phosphors, both in terms of chemical properties and luminescence properties. Color picture tubes and luminescent screens with such a luminescent material can therefore be operated with almost the same beam currents for the various luminescent elements when generating achromatic radiation, and the total beam current is lower than in the known case for a comparable luminance of the achromatic radiation. However, if you work with the same total beam current as before, you get a higher brightness of the achromatic (white) radiation. This applies regardless of the type of green or blue emitting phosphors, even if particular advantages are achieved in combination with special phosphors of this type.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält der Lumineszenzschirm blau, grün und rot emittierende Leuchtstoffelemente, wobei die CIE-Farbkoordinaten der durch Elektronenstrahl angeregten Lumineszenzstrahlung der grün emittierenden Leuchtstoffelemente, wie oben angegeben, im Bereich von λ- = 0,295 bis 0,35 und y = 0,58 bis 0,62 liegen. Die Farbe des von diesen Leuchtstoffelementen emittierten Lichtes ist ein gelbliches Grün im Vergleich zu dem bisherigen reinen Grün. Dies hat, wie zu erwarten ist, eine kleine Verschiebung im Farbton zur Folge. Unerwarteterweise sind die auftretenden Farbtonänderungen subjektiv vorteilhaft, und der zusätzlich gewonnene Farbtonbereich umfaßt in der Praxis häufiger vorkommende Farbtöne als der nun nicht mehr darstellbare Farbtonbereich. Experimente haben außerdem gezeigt, daß viele Personen eine objektive gelbgrünc Farbe subjektiv als reines Grün empfinden. In another embodiment of the invention, the luminescent screen contains blue, green and red-emitting phosphor elements, the CIE color coordinates of the electron beam excited luminescence radiation of the green-emitting phosphor elements, as stated above, in the range of λ- = 0.295 to 0.35 and y = 0.58 to 0.62. The color of the light emitted by these phosphor elements is a yellowish green compared to the previous pure green. As is to be expected, this results in a small shift in the hue. Unexpectedly, the color tone changes that occur are subjectively advantageous, and the additionally obtained color tone range in practice includes more frequently occurring color tones than the color tone range that can no longer be represented. Experiments have also shown that many people subjectively perceive an objective yellow-green color to be pure green.

Unerwarteterweise ist bei einer solchen Wiedergabeeinrichtung außerdem ein geringerer Strahlstrom für die roten Leuchtstoffelemente, ein geringerer Gesamtstrahlstrom und gegebenenfalls auch ein geringerer Strahlstrom für die grün emittierenden Leuchtstoffelemente erforderlich als bisher, um weiß oder grau einer bestimmten Helligkeit darzustellen. Die Strahlströme stimmen dabei besser überein als bei den bisherigen Farbbildröhren. Unexpectedly, such a display device also requires a lower beam current for the red phosphor elements, a lower total beam current and possibly also a lower beam current for the green-emitting phosphor elements than before in order to display white or gray of a certain brightness. The beam currents agree better than with the previous color picture tubes.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the drawing, it shows

F i g. 1 eine Schnittansicht einer Schattenmasken-Farbfernsehbildröhre mit drei Strahlerzeugungssystemen und einem Punktrasterleuchtschirm,F i g. 1 is a sectional view of a shadow mask color television picture tube with three beam generating systems and a point grid fluorescent screen;

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des Leuchtschirmcs der in F i g. 1 dargestellten Röhre, gesehen in Richtung des Pfeiles A, mit der üblichen hexagonalcn Anordnung der Farbleuchtstoffpunkte und Löcher der Maske undF i g. FIG. 2 shows a plan view of part of the fluorescent screen in FIG. 1, seen in the direction of arrow A , with the usual hexagonal arrangement of the fluorescent dots and holes of the mask and

F i g. 3 ein CIE-Farbdiagramm, auf das bei der Erläuterung der Unterschiede zwischen der Erfindung und dem Stand der Technik Bezug genommen wird.F i g. Figure 3 is a CIE color diagram to which reference is made in explaining the differences between the invention and the prior art is referred to.

Die Erfindung kann bei allen bekannten Einrichtungen zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder Anwendung finden. Die im folgenden noch näher zu beschreibenden Kombinationen von Leuchtstoffelementen können also beispielsweise bei den Bildschirmen vnii Fnkusniaskcnröhren, Fokusgitterröhren, Eindringtiefenröhren, Projektionsröhren, Indexröhren mit Linienrasterschirm und Schattenmaskenröhren mit einem oder mehreren Strahlerzeugungssystemen verwendet werden. Die Leuchtschirme der vorliegenden neuen Röhren können als P-22-Leuchtschirme bezeichnet werden. Die Leuchtschirme können aus Leuchtstoffelementen verschiedenster Art, z. B. Schichten, Streifen oder Punkten bestehen und weiß emittierende Leuchtstoffelemente enthalten. The invention can be used in all known devices for reproducing color television pictures. The combinations of fluorescent elements to be described in more detail below can therefore be used, for example, in the screens vnii Fnkusniaskcnröhren, focus grid tubes, penetration tubes, projection tubes, index tubes with line screen and shadow mask tubes with one or more beam generation systems. The luminous screens of the present new tubes can be referred to as P-22 luminous screens. The luminescent screens can consist of various types of fluorescent elements, e.g. B. layers, strips or dots and contain white-emitting phosphor elements.

ίο Die neuen Kahodenstrahlröhren und Lumineszenzschirme können in bekannter Weise hergestellt werden. Die Leuchtstoffelemente können beispielsweise durch Siebdruck oder ein photographisches Verfahren gebildet werden. Bei Verwendung photographischer Verfahren können die Leuchtstoffteilchen in einem Photoiack enthalten sein. Die Leuchtstoff-Photolack-Mischung wird auf die Innenseite der Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre oder eine andere Unterlage aufgebracht, z. B. durch Aufsprühen oder Aufschlämmen, die gebildete Schicht wird getrocknet, mit einem entsprechenden Muster belichtet und dann entwickelt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Photolack ohne Leuchtstoff auf die Unterlage aufzubringen, die gebildete Schicht zu trocknen, mit einem der Anordnung der Leuchtstoffbereiche entsprechenden Muster zu belichten und dann zu entwickeln. Der Leuchtstoff kann durch Absitzenlassen oder Aufstäuben vor der Belichtung, zwischen der Belichtung und der Entwicklung oderίο The new cathode ray tubes and luminescent screens can be prepared in a known manner. The phosphor elements can, for example by screen printing or a photographic process. When using photographic In the process, the phosphor particles can be contained in a photo ink. The mixture of fluorescent and photoresist is applied to the inside of the faceplate of a cathode ray tube or other support, e.g. B. by spraying or slurrying, the formed layer is dried, with a corresponding pattern exposed and then developed. Another possibility is to use a photoresist without a phosphor to apply to the substrate, to dry the layer formed, with one of the arrangement of the phosphor areas to expose the corresponding pattern and then to develop it. The fluorescent can through Allowing or dusting before exposure, between exposure and development, or

nach der Entwicklung auf die Photolackschicht aufgebracht werden. Nachdem die Leuchtstoffelemente gebildet worden sind, wird der Leuchtschirm in üblicher Weise mit einem Film überzogen und aluminisiert. Anschließend wird er ausgeheizt und mit Strahlerzeugungssystemen, Masken, Gittern und Elektroden, soweit diese erforderlich sind, in einem Kolben montiert, der gewöhnlich aus Glas besteht. Die Röhre wird dann ausgeheizt, evakuiert und abgeschmolzen. Unter Umständen kann ein besonderes Ausheizen unmittelbar nach der Aluminisierung des Leuchtschirms entfallen.can be applied to the photoresist layer after development. After the fluorescent elements have been formed, the phosphor screen is coated with a film and aluminized in the usual manner. Then it is baked out and fitted with radiation generating systems, masks, grids and Electrodes, if required, mounted in a flask, which is usually made of glass. The tube is then baked out, evacuated and melted. May be a special There is no need to bake out the luminescent screen immediately after the aluminization.

FU'. 1 und 2 zeigen als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Schattcnmasken-Farbfernsehbildröhre üblicher Bauart. Die Röhre enthält einen Glaskolben 21, in dessen Hals drei Elektronenstiahlerzeugungssysteme 23 angeordnet sind, die drei Elektronenstrahlen auf einen gegenüberliegenden Bildschirm schießen. Der Bildschirm enthält einen Lumineszenz schirm 25, der auf eine gläserne Frontplatte 27 auf gebracht ist, welche einen Teil des Kolbens 21 bildet Der Lumineszenzschirm 25 besteht aus einer Vielzah von rot, grün bzw. blau emittierenden Leuchtstoff punkten, die in F i g. 2 mit R, B bzw. G bezeichne sind und auf der Innenseite 35 der Frontplatte 2' haften. Die Leuchtstoffpunkte sind in einem regel mäßigen, sich wiederholenden Muster aus Dreier gruppen angeordnet, welche jeweils drei Leuchtstoff punkte enthalten, die Licht verschiedener Farbe emit tieren. Der aus den Leuchtstoffpunkten bestehend Lumineszenzschirm ist mit einer reflektierenden Alu miniumschicht 37 überzogen. In nahem Abstand hin tcr der Frontplatte 27 befindet sich eine Schatter oder Lochmaske 39 aus Metallblech, die für jed LcuchtstofTpunkt-Dreiergruppe eine öffnung 41 au weist. Die Maske ist mit Halterungsfedern 43 verbui den, die die Maske an Bolzen 45 haltern, welche ai Kolben 21 befestigt sind. Die Maske 29 ist dcra zwischen den Strahlerzeugungssystemen 23 und di NS'. 1 and 2 show, as an exemplary embodiment of the invention, a shadow mask color television picture tube of conventional design. The tube contains a glass bulb 21, in the neck of which three electron beam generating systems 23 are arranged, which shoot three electron beams onto an opposite screen. The screen contains a luminescent screen 25, which is placed on a glass front plate 27 , which forms part of the bulb 21. The luminescent screen 25 consists of a multitude of red, green and blue-emitting fluorescent points, which are shown in FIG. 2 are denoted by R, B and G and adhere to the inside 35 of the front panel 2 '. The phosphor dots are arranged in a regular, repeating pattern of groups of three, each containing three phosphor dots that emit light of different colors. The luminescent screen consisting of the fluorescent dots is coated with a reflective aluminum layer 37. At a close distance towards the front plate 27 there is a shadow or perforated mask 39 made of sheet metal, which has an opening 41 for each fluorescent group of three . The mask is verbui with retaining springs 43, which hold the mask on bolts 45, which ai piston 21 are attached. The mask 29 is dcra between the beam generating systems 23 and di

Frontplatte 27 angeordnet, daß im Betrieb ein Teil Yttrium- und Europiumoxalat. Der Niederschlag jedes von einem der drei Systeme erzeugten Elek- wird abgefiltert, gewaschen, getrocknet und dann tronenstrahls unter einem etwas anderen Winkel etwa 1 Stunde bei etwa 1250° C in Luft erhitzt, um durch die einzelnen Löcher der Maske fällt und einen ihn in ein Mischoxyd überzuführen. Das Mischoxyd verschiedenen Leuchtstoffpunkt an der Dreiergruppe 5 wird dann in strömendem Schwefelwasserstoff etwa anregt. Im Idealfalle trifft der Elektronenstrahl des 1 Stunde auf etwa 1100° C erhitzt, anschließend ersten Systems also nur rot emittierende Leuchtstoff- läßt man es auf Raumtemperatur abkühlen. Das Probereiche, der Elektronenstrahl des zweiten Systems dukt hat eine helle Körperfarbe, und die empirische nur grün emittierende Leuchtstoffbereiche und der Formel Y₁₉Eu₀₁O₂S, wie durch chemische und Rönt-Elektronenstrahl des dritten Systems nur die blau io genanalysen festgestellt wurde. Dieser Leuchtstoff emittierenden Leuchtstoffbereiche. Der Einfachheit wird im folgenden als Yttriurnoxysulfid mit 5,0 Molhalber soll im folgenden vom roten, grünen bzw. prozent Europium bezeichnet, blauen Strahlstrom gesprochen werden, deren Summe Im allgemeinen haben die rot emittierenden als Gesamtstrahlstrom bezeichnet wird. Leuchtstoffelemente einen Wirkungsgrad von etwa 5 Die blau emittierenden Leuchtstoffelemente be- 15 bis 15 Lumen/Watt und eine Nachleuchtdauer im Bestehen vorzugsweise im wesentlichen aus Zinksulfid reich zwischen etwa 10 und 1000 Mikrosekunden. mit etwa 0,015 Gewichtsprozent Silber als Aktivator. Die CIE-Farbkoordinaten liegen etwa im Bereich Der Anteil des als Aktivator dienenden Silbers kann x = 0,610 bis 0,680 und y = 0,320 bis 0,350, wie im Bereich von 0,005 bis 0,030 Gewichtsprozent durch die Fläche M in F i g. 3 angegeben ist. Unter liegen. Andere blau emittierende Leuchtstoffe, die 20 Betriebsbedingungen sind typische Werte etwa im wesentlichen die gleichen Emissionseigenschaften x — 0,635 und y = 0,340 entsprechend dem Punkt N. haben wie ein solcher Zinksulfid/Silberleuchtstoff Die grün emittierenden Leuchtstoffelemente bekönnen ebenfalls verwendet werden. Blau emittie- stehen vorzugsweise im wesentlichen aus Zink-Cadrende Leuchtstoffelemente dieser Art weisen einen mium-Sulfid mit etwa 0,008 Gewichtsprozent Silber Wirkungsgrad von etwa 3 bis etwa 15 Lumen/Watt 25 als Aktivator und einem Gewichtsverhältnis von und eine" Nachleuchtdauer in der Größenordnung ZnS/CdS von etwa 60/40. Die molare Zusammensetvon 10 bis 1000 Mikrosekunden auf. Die CIE-Farb- zung eines solchen Leuchstoffes entspricht etwa der koordinaten der von den blau emittierenden Leucht- FormelFront plate 27 arranged that a part of yttrium and europium oxalate in operation. The precipitate of each electron generated by one of the three systems is filtered off, washed, dried and then heated in air at a slightly different angle for about 1 hour at about 1250 ° C. in order to fall through the individual holes of the mask and one into one To transfer mixed oxide. The mixed oxide of different phosphor point on the group of three 5 is then approximately excited in flowing hydrogen sulfide. In the ideal case, the electron beam hits the 1 hour heated to about 1100 ° C, then the first system so only red-emitting fluorescent - it is allowed to cool to room temperature. The pro area, the electron beam of the second system, has a light body color, and the empirical only green emitting fluorescent areas and the formula Y ₁₉ Eu ₀₁ O ₂ S, as was determined by chemical and X-ray electron beams of the third system only the blue ion analyzes. These phosphor-emitting phosphor areas. For the sake of simplicity, yttrium oxysulphide with 5.0 moles will be referred to below as red, green or percent europium, blue beam current, the sum of which is generally referred to as the total beam current emitting red. Phosphor elements have an efficiency of about 5 The blue-emitting phosphor elements have 15 to 15 lumens / watt and an afterglow period consisting preferably essentially of zinc sulfide ranging between about 10 and 1000 microseconds. with about 0.015 weight percent silver as an activator. The CIE color coordinates are approximately in the range The proportion of silver serving as an activator can be x = 0.610 to 0.680 and y = 0.320 to 0.350, such as in the range from 0.005 to 0.030 percent by weight through the area M in FIG. 3 is specified. Lying under. Other blue-emitting phosphors, which are typical values for operating conditions, have approximately essentially the same emission properties x - 0.635 and y = 0.340 corresponding to point N. as such a zinc sulfide / silver phosphor. The green-emitting phosphor elements can also be used. Blue emitted are preferably essentially made of zinc-Cadrende fluorescent elements of this type have a mium sulfide with about 0.008 weight percent silver efficiency of about 3 to about 15 lumens / watt 25 as an activator and a weight ratio of and an "afterglow time of the order of ZnS / CdS of about 60/40. The molar composition from 10 to 1000 microseconds. The CIE color of such a phosphor corresponds roughly to the coordinates of the blue-emitting luminous formula

Stoffelementen erzeugten Strahlung liegen etwa in 0,69 ZnS-0,31 CdS : 0,008 Ag. den Bereichen χ = 0,140 bis 0,160 und y = 0,050 3°Radiation generated by fabric elements is around 0.69 ZnS-0.31 CdS: 0.008 Ag. the ranges χ = 0.140 to 0.160 and y = 0.050 3 °

bis 0,100, wie durch den Bereich K in Fig. 3 ange- Der Aktivatorgehalt eines solchen Leuchtstoffes geben ist. Die bevorzugten Werte sind etwa χ = 0,150 kann im Bereich zwischen 0,0005 bis 0,100 Gewichtsund }' = 0,060 entsprechend dem Punkt L in F i g. 3. prozent, bezogen auf den Leuchtstoff als ganzes, lie-Die rot emittierenden Leuchtstoffelemente bestehen gen. Das Gewichtsverhältnis von ZnS/CdS brauchvorzugsweise aus einem Yttriumoxysulfid, das mit 35 barer grün emittierender Zink-Cadmium-Sulfide liegt etwa 5,0 Molprozent Europium aktiviert ist. Ein vorzugsweise im Bereich zwischen 58/42 und 60/40. Leuchtstoff dieser Gruppe hat die molare Zusammen- Andere grün emittierende Leuchtstoffe mit Eigensetzung Y, _nEu„ jOjjS, der Europiumanteil beträgt da- schäften, die weitgehend mit denen der oben erwähnbei 5 Molprozent, bezogen auf den Anteil an Yttrium ten Leuchtstoffe übereinstimmen, können ebenfalls plus Europium. Der Aktivatorgehalt, also der Gehalt 40 verwendet werden. Solche grün emittierenden Leuchtan Europium, kann bei diesem Leuchtstoff im Be- Stoffelemente haben einen Wirkungsgrad von etwa 20 reich zwischen 2,5 und 5,5 Molprozent, bezogen auf bis 100 Lumen/Watt und eine Nachleuchtdauer in der den Anteil an Yttrium plus Europium, liegen. Wenn Größenordnung von 10 bis 1000 Mikrosekunden. Die der Europiumanteil zwischen 2,5 und 3 Molprozent CIE-Farbkoordinaten der emittierten Strahlung lieliegt, ist die Leuchtdichte verhältnismäßig hoch, die 45 gen im Bereich von etwa χ = 0,295 bis 0,350 und Farbsättigung jedoch etwas geringer, während bei y = 0,580 bis 0,620, wie durch den Bereich O in einem Europiumgehalt zwischen 5,0 und 5,5 Mol- Fig. 3 angegeben ist. Der bevorzugte Teilbereich P prozent der Leuchtstoff ein stärker gesättigtes Rot des Bereiches O hat die Koordinaten λ- = 0,295 bis emittiert, dafür aber eine etwas geringere Helligkeit 0,310 und y = 0,580 bis 0.620, wobei der besonders hat. Bei Anregung durch einen Elektronenstrahl 50 bevorzugte Punkt Q die Koordinaten χ = 0,3 unc luminesziert ein solcher Leuchtstoff mit roter Farbe. y = 0,6 hat.to 0.100, as indicated by the area K in FIG. 3. The activator content of such a phosphor is given. The preferred values are approximately χ = 0.150 can range between 0.0005 to 0.100 weight and} '= 0.060 corresponding to point L in FIG. 3. percent, based on the phosphor as a whole, lie-The red-emitting phosphor elements consist of. The weight ratio of ZnS / CdS preferably consists of an yttrium oxysulfide, which is activated with 35 bar green-emitting zinc-cadmium sulfide about 5.0 mol percent europium is. A preferably in the range between 58/42 and 60/40. The luminescent substance of this group has the molar composition. Other green-emitting luminescent substances with their own composition Y, _n Eu, jOjjS, the europium content is similar to that of the above-mentioned 5 mol percent, based on the content of yttrium th phosphors plus europium. The activator content, that is to say the content 40, can be used. Such green emitting luminescent europium, in this luminescent substance in the material elements have an efficiency of about 20 rich between 2.5 and 5.5 mol percent, based on up to 100 lumens / watt and an afterglow period in which the proportion of yttrium plus europium, lie. If on the order of 10 to 1000 microseconds. Since the europium content lies between 2.5 and 3 mole percent CIE color coordinates of the emitted radiation, the luminance is relatively high, but the 45 gene in the range of about χ = 0.295 to 0.350 and color saturation is somewhat lower, while at y = 0.580 to 0.620, as indicated by the region O in a europium content between 5.0 and 5.5 mol- FIG. 3. The preferred sub-area P percent of the phosphor emitted a more saturated red of the area O , the coordinates λ- = 0.295 to, but a slightly lower brightness 0.310 and y = 0.580 to 0.620, which is particularly. When excited by an electron beam 50, the preferred point Q has the coordinates χ = 0.3 and such a phosphor luminesces with a red color. y = 0.6.

Der Leuchtstoff ist ein Linien-Emitter mit einem Die vorliegenden Leuchtschirme stellen einen Fort-Hauptmaximum der Emission bei etwa 6262 AE schritt gegenüber dem Stand der Technik dar, da dii und einem starken Nebenmaximum bei etwa 6175 AE. grün emittierenden Leuchtstoffclcmente Emissions Bei einem Europiumgehalt von etwa 5,0 Molprozent 55 eigenschaften haben, die in Kombination mit dei sind die CIE-Koordinaten der vom Leuchtstoff emit- Eigenschaften der Elemente aus den beschriebene! tierten Strahlung etwa .v = 0,675 und y = 0,325. Bei rot bzw. blau emittierenden Leuchtstoffen eine höhet etwa 3,0 Molprozent Europium liegen die CIE-Koor- Gesamthelligkeit des Leuchtschirmes bei gleichzeiti dinaten der Lumineszenzstrahlung bei etwa χ — 0,663 zufriedenstellendem Farbtonbereich ergeben, und y = 0,337. 60 Eine Möglichkeit, die Helligkeiten von Kombine Ein rot emittierender Leuchtstoff mit 5,0 Molpro- tionen aus drei Leuchtstoffen zu vergleichen, bester zent Europium kann unter anderem durch das fol- darin, die tatsachlichen Einzelstrahlslröme und di gende Verfahren hergestellt werden: Man löst etwa Gesamtstrahlströme, z. B. in Mikroampere, zu mei 214 g Yttriumoxyd und 17.6 g Europiumoxyd in Sal- sen, die erforderlich sind, um weißes Licht mit ein« petersäurc und verdünnt mit Wasser auf etwa 3500 ml. 65 Leuchtdichte von 8 Fuß Lambert zu erzeugen, wi Der salpcrsauren Lösung werden unter dauerndem durch die Helligkeitsfarbtemperatur von 9300° Rühren etwa 2300 ml einer lO°/oigen Oxalsaurelösung plus 27M.P.C.D. definiert ist. Dieser Farbton ist : dabei entsteht ein Mischniederschlag aus F i g. 3 mit dem Punkt Γ bezeichnet.The luminescent material is a line emitter with a The present luminescent screens represent a continuation of the main maximum emission at about 6262 AU step compared to the prior art, since dii and a strong secondary maximum at about 6175 AU. green-emitting fluorescent elements emission With a europium content of about 5.0 mole percent 55 have properties which, in combination with dei, are the CIE coordinates of the properties of the elements from the elements described by the fluorescent substance. emitted radiation about .v = 0.675 and y = 0.325. With red or blue emitting phosphors a height of about 3.0 mol percent europium, the CIE total brightness of the luminescent screen with simultaneous dinates of the luminescent radiation at about χ - 0.663 result in a satisfactory color range, and y = 0.337. 60 One way of comparing the brightness of combinations A red-emitting phosphor with 5.0 molar proportions from three phosphors, the best cent europium can be produced, among other things, by the following, the actual single beam currents and the various processes: One solves, for example Total jet currents, e.g. B. in microamps, to 214 g of yttrium oxide and 17.6 g of europium oxide in salts, which are necessary to produce white light with a pitric acid and diluted with water to about 3500 ml Nitrous acid solution is defined under constant stirring by the brightness color temperature of 9300 °, about 2300 ml of a 10% oxalic acid solution plus 27M.PCD. This color tone is: this creates a mixed precipitate from FIG. 3 denoted by the point Γ.

ίοίο

In der Tabelle I am Ende der Beschreibung sind, soweit nicht anders vermerkt, die tatsächlichen Strahlströme für sieben verschiedene Leuchtschirme in Farbfernsehbildröhren angegeben. In dieser Tabelle sind die molaren Zusammensetzungen des blau emittierenden Sulfid-Leuchtstoffes ZnS : 0,015 Ag, des grün emittierenden 60/40-Sulfid-Leuchtstoffes 0,69 ZnS-0,31 CdS: 0,008 Ag mit einem Gewichtsverhältnis von ZnS/CdS von etwa 60/40; des grün emittierenden 60/35-Sulfid-LeuchtstoffesIn table I at the end of the description, unless otherwise noted, the actual values are given Beam currents specified for seven different fluorescent screens in color television tubes. In this table the molar compositions of the blue-emitting sulfide phosphor ZnS are: 0.015 Ag, of the green-emitting 60/40 sulfide phosphor 0.69 ZnS-0.31 CdS: 0.008 Ag with a weight ratio of ZnS / CdS of about 60/40; of the green emitting 60/35 sulfide phosphor

0,73 ZnS · 0,27 CdS : 0,008 Ag0.73 ZnS · 0.27 CdS: 0.008 Ag

mit einem Gewichtsverhältnis von ZnS/CdS, das etwa 60/35 beträgt, des rot emittierenden Sulfid-Leuchtstoffes 0,24 ZnS-0,76 CdS : 0,002 Ag mit einem Gewichtsverhältnis von ZnS/CdS, das etwa 17,5/82,5 beträgt, des rot emittierenden Vanadat-Leuchtstoffes Y_{0 95}Eu₀ Q₅VO₄, und des rot emittierenden Oxysulfid-Leuchtstbffes Y₁₁₉Eu₀ _ΛΟ.β. with a weight ratio of ZnS / CdS that is about 60/35, of the red-emitting sulfide phosphor 0.24 ZnS-0.76 CdS: 0.002 Ag with a weight ratio of ZnS / CdS that is about 17.5 / 82.5 is, of the red-emitting vanadate phosphor Y _{0 95} Eu ₀ Q ₅ VO ₄ , and of the red-emitting oxysulfide phosphor Y ₁₁₉ Eu ₀ _Λ Ο.β.

In das Farbdiagramm der F i g. 3 sind Bereiche eingezeichnet, die die Beschriftungen Blau, Grün und Rot usw. tragen. Diese Bezeichnungen entsprechen der technischen Definition und nicht dem subjektiven Farbeindruck. Die Ausdrücke »blau emittierend, grün emittierend und rot emittierend« sollen hier jedoch den subjektiven Farbeindruck bedeuten und brauchen sich daher nicht notwendigerweise mit der technischen Farbdefinition zu decken.In the color diagram of FIG. 3 areas are drawn in which are labeled blue, green and Wear red etc. These terms correspond to the technical definition and not the subjective one Color impression. The expressions "emitting blue, emitting green and emitting red" are intended here, however mean the subjective color impression and therefore do not necessarily have to deal with the technical one Cover color definition.

Bei Verwendung der erwähnten Yttriumoxysulfide in einem Leuchtschirm einer Farbfernsehbildröhre ergeben sich Vorteile dadurch, daß die solche rote Leuchtstoffe enthaltenden Schirmelemente ungewöhnliehe und unerwartete Eigenschaften aufweisen, die eine überraschende Kombinationswirkung ergeben. Erstens Hegt die Farbe des emittierten Lichtes in einem günstigen Bereich des CIE-Diagramms. Zweitens wird die Kathodenlumineszenz der Leuchtstoffelemente durch die bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren üblicherweise benutzten Verfahren nicht wesentlich verschlechtert. Drittens stimmt die Lumineszenznachleuchtdauer dieses Leuchtstoffes gut mit der der grün bzw. blau emittierenden Leuchtstoffe überein. Viertens sind diese Leuchtstoffe chemisch stabil, so daß sie die Herstellungsverfahren und relativ lange Betriebszeiten ohne wesentliche Verschlechterung der Lumineszenzeigenschaften aushalten. Fünftens können schließlich Yttriumoxysulfid-Leuchtstoffe in den erforderlichen Teilchengrößen wirtschaftlich hergestellt werden.When using the mentioned yttrium oxysulfide in a luminescent screen of a color television picture tube advantages result from the fact that the screen elements containing such red phosphors are unusual and have unexpected properties that give a surprising combination effect. First, the color of the light emitted lies in a favorable area on the CIE diagram. Secondly the cathode luminescence of the phosphor elements is caused by the production of cathode ray tubes commonly used methods are not significantly worsened. Third, that's true Luminescence afterglow of this phosphor is good with that of the green or blue emitting phosphors match. Fourth, these phosphors are chemically stable, making them the manufacturing process and relative withstand long periods of operation without significant deterioration in luminescent properties. Fifth, finally, yttrium oxysulfide phosphors can be produced economically in the required particle sizes.

Hinsichtlich der Betriebseigenschaften der Leuchtschirme ergibt sich noch ein weiterer Vorteil, d£ die rot emittierenden Yttriumoxysulfid-Leuchtstoffe Emissionseigenschaften haben, die in Kombinatior mit den Eigenschaften der brauchbaren grün bzw blau emittierenden Leuchtstoffe eine Verbesseruns der Bildhelligkeit des Schirmes als ganzes bei gleichzeitig guter Farbtonwiedergabe ergeben.With regard to the operating properties of the fluorescent screens, there is another advantage, d £ the red-emitting yttrium oxysulfide phosphors have emission properties which, in combination with the properties of the useful green or blue emitting phosphors an improvement the image brightness of the screen as a whole with good color reproduction at the same time.

Tabelle 1Table 1 ameame in jiA für
Grünin jiA for
green weißes Licht ν
Rotwhite light ν
Red 3n8fL
Gesamt3n8fL
total Leuchtschirmtypen
BLAU — GRÜN — ROTFluorescent screen types
BLUE - GREEN - RED Strahlstr
BlauStrahlstrasse
blue 7070 9494 228228 a) Sulfid-60/40
Sulfid-Vanadata) Sulphide-60/40
Sulfide vanadate 6464 8080 109109 250250 a) Sulfid-65/35
Sulfid-Vanadata) Sulphide-65/35
Sulfide vanadate 6161 100100 110110 300300 b) Sulfid-60/40
Sulfid-Vanadatb) Sulphide-60/40
Sulfide vanadate 9090 100100 130130 320320 b) Sulfid-65/35
Sulfid-Vanadatb) Sulphide-65/35
Sulfide vanadate 9090 40
4640
46 37
4337
43 105
116105
116 c) Sulfid-60/40
Sulfid-Oxysulfid
c) Sulfid-65/35
Sulfid-Oxysulfidc) Sulphide-60/40
Sulfide oxysulfide
c) Sulphide-65/35
Sulfide oxysulfide 28
2728
27

a) 21"-Bildröhre mit rundem Leuchtschirm.a) 21 "picture tube with a round fluorescent screen.

b) 25"-Bildröhre mit Rechteckschirm.b) 25 "picture tube with rectangular screen.

c) 15"-Bildröhre mit Rechteckschirm.c) 15 "picture tube with rectangular screen.

d) 15"-Bildröhre mit Rechteckschirm, errechnete Werte.d) 15 "picture tube with rectangular screen, calculated values.

Table II

P-22 LeuchtschirmP-22 screen a) Strahlsiröme in μΑ für weißes Licht 8 fLa) Radiation currents in μΑ for white light 8 fL GrllnGrlln RotRed Gesamttotal BLAU — GRÜN — ROTBLUE - GREEN - RED Blaublue 5454 8181 174174 b) Sulfid/Sulfid/Sulfidb) sulfide / sulfide / sulfide 3939 Sulfid/Sulfid/VanadatSulfide / sulfide / vanadate 5454 7070 163163 (5,0«/« Eu)(5.0 «/« Eu) 3939 c) Sulfid/Sulfid/Oxysulfidc) sulfide / sulfide / oxysulfide 5353 5252 143143 (5,0 Vo Eu)(5.0 Vo Eu) 3838

a) Strahlströme für W'-SchaUeiimasken-Farbblldröhren mit 16,2 o/o Maskendurohlttssigkeit,a) Beam currents for W'-display mask color tubes with 16.2 o / o mask permanent liquidity,

b) Normierte Strahlströme einer 21"-Bildröhre.b) Standardized beam currents from a 21 "picture tube.

c) Normierte Strahlströme einer 19"-Bildröhre mit 15°/o Maskendurchltlssigkelt.c) Standardized beam currents from a 19 "picture tube with 15% mask permeability.

In Tabelle II sind die Strahlströme verschiedener Leuchtschirme von 19-Zoll-Farbbildröhren zusammengestellt. Bei dieser Tabelle sind die ungefähren molaren Zusammensetzungen des blau emittierenden Sulfid-Leuchtstoffes ZnS : 0,015 Ag, des grün emittierenden Sulfid-LeuchtstoffesTable II shows the beam currents of various fluorescent screens from 19-inch color picture tubes. In this table are the approximate molar compositions of the blue emitting Sulphide phosphor ZnS: 0.015 Ag, the green-emitting sulphide phosphor

0,69 ZnS · 0,31 CdS : 0,008 Ag,
des rot emittierenden Sulfid-Leuchtstoffes
0,24 Zns · 0,76 CdS : 0,002 Ag,0.69 ZnS 0.31 CdS: 0.008 Ag,
of the red-emitting sulfide phosphor
0.24 Zns 0.76 CdS: 0.002 Ag,

wobei das Gewichtsverhältnis ZnS/CdS gleich 17,5/ 82,5 ist, des rot emittierenden Vanadat-Leuchtstoffes Y_{0 95}Eu_0i05VO₄, und des rot emittierenden Oxysulfid-Leuchtstoffes Y₁₉Eu₀₁O₂S.where the weight ratio ZnS / CdS is 17.5 / 82.5, of the red-emitting vanadate phosphor Y _{0 95} Eu _0i05 VO ₄ , and of the red-emitting oxysulfide phosphor Y ₁₉ Eu ₀₁ O ₂ S.

Die Tabelle zeigt, daß der den rot emittierenden Yttriumoxysulnd-Leuchtstoff enthaltende Leuchtschirm im Vergleich zum Stand der Technik einen kleineren roten Strahlstrom und einen kleineren gesamten Strahlstrom benötigt, nämlich 52 Mikroampere roten Strahlstrom im Vergleich zu 70 Mikroampere bei dem Leuchtschirm, der rot emittierenden Yttriumorthovanadat-Leuchtstofi enthält und 81 Mikroampere für den Leuchtschirm, der rot emittierenden Zink-Cadmium-Sulfid-Leuchtstoff enthält. Der Gesamtstrahlstrom ist ebenfalls entsprechend kleiner. Ähnliche Leuchtschirme mit Lumineszenzschirmelementen aus rot emittierenden Yttriumoxysulfid-Leuchtstoffen, die jedoch einen geringeren Europiumgehalt haben, benötigen sogar noch niedrigere rote Strahlströme, wie experimentell gezeigt werden kann. Die oben erwähnte Veröffentlichung in der Zeitschrift »RCA Engineer«, Bd. 11, Nr. 2, August-September 1965, S. 12, enthält auch Farbtonvergleiche. Über die subjektive Farbqualität liegen gute Kenntnisse vor. Die rot emittierenden Leuchtschirmelemente einer Farbfernsehbildröhre müssen Licht einer Farbe emittieren, das in Kombination mit dem Licht der grün und blau emittierenden Elemente für einen Betrachter subjektiv annehmbar ist. Rot emittierende Leuchtstoffe aus der Gruppe der Yttriumoxysulfide haben eine Emissionsfarbe, die im CIE-Diagramm auf einer Geraden zwischen der von rot emittierenden Zink-Cadmium-Sulfid mit Silber als Aktivator und rot emittierenden Zinkorthophosphat mit Mangan als Aktivator liegt. Die Emissionsfarbe kann durch Veränderung des Europiumgehaltes des Oxysulfid-Leuchtstoffes entsprechend den gestellten Forderungen zugeschnitten werden. Bei einem Europiumgehalt von etwa 5,0 Molprozent stimmt die Emissionsfarbe etwa mit der von Yttriumvanadat mit 5,0 °/o Europium überein, während gleichzeitig ein geringerer Strahlstrom erforderlich ist als beim Vanadat-Leuchtstoff. Bei einem Europiumgehalt von etwa 3 Molprozent entspricht die Emissionsfarbe etwa der von rot emittierendem Sulfidleuchtstoff, während gleichzeitig der zum Erzielen einer bestimmten Leuchtdichte erforderliche Strahlstrom noch kleiner ist als bei Verwendung von Vanadat-Leuchtstoff.The table shows that the phosphor screen containing the yttrium oxysulfide red-emitting phosphor a smaller red beam current and a smaller total compared to the prior art Beam current required, namely 52 microamps of red beam current compared to 70 microamps in the case of the fluorescent screen, the red-emitting yttrium orthovanadate fluorescent materials and 81 microamps for the fluorescent screen, which contains red-emitting zinc-cadmium-sulfide phosphor. The total beam current is also correspondingly smaller. Similar luminescent screens with luminescent screen elements made of red-emitting yttrium oxysulfide phosphors, however, those that have a lower europium content require even lower red ones Beam currents, as can be shown experimentally. The above mentioned publication in the magazine "RCA Engineer", Vol. 11, No. 2, August-September 1965, p. 12, also contains color comparison. There is good knowledge of the subjective color quality. The red-emitting luminescent screen elements a color television picture tube must emit light of a color in combination with the Light from the green and blue emitting elements is subjectively acceptable to a viewer. Red emitting Phosphors from the group of yttrium oxysulfides have an emission color that is shown in the CIE diagram on a straight line between that of red-emitting zinc cadmium sulfide with silver as Activator and red-emitting zinc orthophosphate with manganese as the activator. The emission color can be changed by changing the europium content of the oxysulfide phosphor according to the Requirements are tailored. With a europium content of around 5.0 mol percent, the emission color is correct about the same as that of yttrium vanadate with 5.0% europium, while at the same time a lower value Beam current is required than with the vanadate phosphor. With a europium content of about The emission color corresponds approximately to that of red-emitting sulphide phosphor, while at the same time, the beam current required to achieve a certain luminance is even smaller than when using vanadate phosphor.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Fluorescent screen for a color cathode ray display delivery tube with blue, green and red emitting fluorescent elements, characterized in that that the red-emitting phosphor made of yttrium oxysulfide with a europium activator consists.

2. Luminescent screen according to claim 1, characterized in that the europium activator in the red-emitting phosphor is contained in a proportion of 2.5 to 5.5 mol percent,

3. Luminescent screen according to claim 1, characterized in that the yttrium oxysulfld phosphor contains about 5 mol percent europium and emits light with the CIE color coordinates χ = 0.675 and y = 0.325 when excited by electron beams.

4. A luminescent panel according to claim 1, characterized denotes ger that the yttrium oxysulfide luminescent "0 material a proportion of 3.0 mole percent europium and having upon excitation by electron beams with the CIE color coordinates χ = 0.663 and y = 0.337 emitted.

5. Luminescent screen according to one of claims 1 as to 4, characterized in that the green-emitting phosphor consists essentially of Zinc cadmium sulfide with a proportion of 0.0005 to 0.100 percent by weight of silver activator and that the blue-emitting phosphor consists essentially of zinc sulfide with a The amount of silver activator is from 0.005 to 0.030 percent by weight.