DE1901693A1 - Rotleuchtender Leuchtstoff fuer Schirme von Elektronenstrahlroehren - Google Patents
Rotleuchtender Leuchtstoff fuer Schirme von ElektronenstrahlroehrenInfo
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Description
Dipl.-Phys. Leo Thul
Patentanwalt
Patentanwalt
7Ü00 Stuttgart-Feuerbach
Kurze otrasse 8
Kurze otrasse 8
T.E. üisneros - 4
STANDARD ELECTRIC CORPORATION, New lor:
Rotleuchtender Leuchtstoff für dchirme von Elektronenstrahlröhren
Die Priorität der amerikanischen Anmeldung, Serial !lumber JOl Ο4θ vom
19. Januar 19^3, wird in Anspruch genommen.
Die Erfindung befasst sich mit einem Leuchtstoff für Leuentschirme vcn
Elektronenstrahlröhren, der bei Erregung druch Elektronenstrahlen rotes
Lierit aussendet.
Die bekannten rotleuohtendsn Leuchtstoffe bestehen aus i.xLz Europium akti-
!„ viü.'tem -'ttriurn-v'anadat, Yttrium-Oxyd mit. Europium, Yttrium-Cxysulfid mit
iiurupium and uiit Silber aktiviertem Zi:ik-Kadmium-Sulfid. Das US-Patent Nr.
3 'c-Äj o2F: beschreibt die /or'oeile dieser Materialien, die in Farbfernseh-
-•öLr'jn vei'wendet v/exüen, und pi^eist insbesondere die Verbesserung der Rotuniosioi'i
ix:d helligkeit, die durch das Eui'opium-alitivierte Ittriura-Vanadat
erx'uieiit '..-eide.'!. ',jährend das mit Europium aktivierte Yttrium-O^d eine grös-Eoi-c
il'-llipjic'it hat, ist seine Emissions farbe auf der Orange-öeite des Rotte·
ι! .ε dec.B'B.uruenzspektrums. Europium-ai-tiviertes Yttrium-Vajiadat hat dage-'.;un
e^'iüg^^iti JeLligkoit und ausserdem verbesserte RoteigerxSchaften. Im allöynivjincn
croi'ln.^en Europium-alitiviei'te Materialien eine grössere Farbstabi-
I:'. liu'Lt und Linuar-itUt in Bezuc auf Andei-ungen des Elektronenstrahles im Verbleien
KU den iwli-iiinten oulfid-I-iaterialien, deren Farben sich mit Änderungen
d-jr L5(jdi-u;unren andurxi.
Ji ; üLuiiv be/.annten, mit Europium ai_ ti vierten Leuchtstoffe erfordern jedoch
inl/id-cti-MK vi-T bio fünf Prozent Europium, u:n beste Farbresultate zu orhal-
ί·Λΐ, und iiui.'sun da^u, bei niedrigeren Konzentrationen ins Change abzuv/andern.
Ji-- ,.toi-iuiri-O^d-.T.Julfid-verbindung erfordert zusätzlich ein kostspieliges
unu a iji-.vi ;i'i;;GS Iif;x'StelIur:gsverfahren. Ein anderer Leuchtstoff, der aus Eure-I,ia:n-iu:tivici-i,-jra
Litnium-Indium-luyd bestand, wurde frülier hergestellt und
1,.;. \,h
909835/1424 8^ ORIGINAL
T.E. Sisneros -
bei Ültravlolett-Erregung untersucht. Es wurde jedoch gefunden, dass seine
Helligkeit zu niedrig war. Dieses Material war einer der vielen mit Europium aktivierten
Leuchtstoffe, die in einem Artikel -mit der Bezeichnung "Die ■·■ ' ; ' '
Europium-Fluoreszenz in gemischten Metall-Oxyden" beschrieben wurden. Dieser
Artikel ist im "Journal of Chemical Physics", 1. November 1966, veröffentlicht.
Die Erfindung stellt sich"die Aufgabe, einen neuen rotleuehtenden Leuchtstoff ·
hoher Helligkeit und guter Farbstabilität bei der "Verwendung in Farbfernseh-- ■
röhren zu schaffen. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch mit Europiumaktiviertes
Lithium-Indiom-Öxyd erzielt, welches "'als rot emittierender Leucht-ίο
stoff bei den Leuohtschirraen für Farbschirme unter Elektronenstrahlbeschuss verwendet
wird. Der Leuchtstoff wird durch Erhitzen einer besonderen'Mischung'
von Lithium* Indium- und Suropium-Verbindungen' hergestellt,"wodurch eine hohe
Liehtausbeute und eine stabile Lichtemission im Rotbereich des sichtbaren
Spektrums mit relativ kleinen Anteilen a.; Europium erzielt werden". - -------
\r) Anhand der Ausführungsbeispiele der beigefügten Zeichnungen seien im folgenden
die Erfindung sowie weitere ihrer Merkmale und Vorteile näher beschrieben;
Figur 1 zeigt schematisch eine Kathodenstrahlröhre mit einem Leuchtschirm,- ;
der den erfindungsgemässen Leuchtstoff aufweist.
Figur 2 zeigt die Emissions-Intensität des Leuchtstoffes über der Wellenlänge des
itotbereiches des sichtbaren Spektrums. " "-"-
Der Europium-ak civierte Lithium-Indium-öxyd-Leuchtstoff wird durch eine Reaktion
zwischen einer Lithium-Verbindung hergestellt, die in Gegenwart einer" Indium- ""
Verbindung bei bestimmten Temperaturen zerfällt, die z.B. aus Lithium-Nitrat, Lithium-Karbonat, Lithium-Acetat oder Lithium-0::alat besteht. Die' Inclium-Ver-2t>
bindung kann Indium-Oxyd, Indium-Nitrat, Indium-Acetat, Indium-Oxalat oder
irgendeine andere Indium-Verbindung enthalten, die in Gegenwart einer Lithium-Verbindung
in das Oxyd zerfällt. Die Mischung enthält eine Europium-Verbindung
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y BAD ORIGINAL
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viie z.B. Europium-Oxyd, Europium-Nitrat, Europium-Acetat oder Europium-Oxalat,
welches sieh mi- dem Lithium-Indium-Oxyd verbindet. Lithium-Nitrat
und andere Lithium-Verbindungen haben bessere Resultate ergeben als Lithium-Karbonat,
voraussichtlich auf Grund der Tatsache, dass diese sich leichter zu Oxyd zersetzen als Lithium-Karbonat. Auch mit Lithium-Karbonat können durch
die Anwendung längerer Heizzeiten und höherer Temperaturen gute Resultate erzielt
werden.
Die Ausgangsmaterialien In Fo^m von Pulvern werden miteinander gemischt und
auf 9OO bis I5OO C in einer nicht reduzierenden Atmosphäre wie z.B. Luft
oder irgendeinem inerten Gas erhitzt. Es kann auch höhere Temperatur verwendet werden, obgleich dabei ein Teil des Lithium-Oxyds und des Indium-Oxyds
auf Grund der Flüchtigkeit verloren geht. Die Erhitzungszeit kann weniger als eine Stunde, eine Stunde und auch mehrere Stunden betragen. Mehrfache
Erhitzung mit dazwischen vorgenommenen Zerkleinerungen kann vorteilhafterweise zwecks Erreichung einer kompletten Reaktion angewendet werden. Die
Endverbindungen sind in der Form von Pulvern und Kristallen. Dia Tec.inik
der Herstellung ist ähnlieh der bei der Herstellung von Europium-aktiviertem
Yttrium-Vanadat.
Die Europium-Konzentrationen können von 0,1 mol Ja oder weniger bis zu 10 eß>
oder mehr variieren. Die optimale Konzentration wurde in· dem Bereich von C ,5
bis 7 % gefunden. Die besten Resultate wurden mit ungefähr 1 fo Europium erzielt.
Dies ist niedriger als bei den meisten anderen nix Europium alctivier-Leuehtstoffen
wie z.B. Yttrium-Vanadat, ittrium-üxisulfid, welche 4 >o oder
mehr Europium erfordern, urn gute Helligkeit zu geben und mit niedrigeren Konzentrationen ihre Farbe ändern. Da Europium-Verbindungen sehr teuer sind,
ist es vorteilhaft und wirkungsvoller, kleine Konzentrationen zu gebrauchen.
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Im folgenden sind die Zusammensetzungen für die Herstellung von Europiumaktiviertem
Lithium-Indium-Oxyd mit verschiedenen Europium-Konzentrationen wiedergegeben:
Eu Die untensiühenden Beispiele sind alle für LiInn qq02:0.01Eu.
| 0.74g. | Li2CO3 | 2.04g. | TJfI Π Λ . OTT f\ 232 2 |
1.38 g. | LiNO3 |
| 2.64g. | In2O3 | 2.78g. | In2O3 | 2.78g. | In2O3 |
| 0.176g. | Eu2O3 | 0.035g. | Eu2O3 | O.O68g. | Eu(NO3J3 |
| Lmo.95( | D2:0.05Eu | ||||
| 1.38g. | LiNO3 | 1.02g. | Li2C2O4 | 1.38g. | LiNO-, |
| 5.72g. | In(NO3J3 | 2.78g. | In2O3 | 5.84g. | In(C2H3O2J3 |
| 0.176g. | Eu2O3 | 0.035g. | Eu2O3 | 0.035g. | Eu2O3 |
| 1.38g. | LiNO3 | 1.38g. | LiNO | 1.38g. | LiNO.. |
| 2.78g. | In2O3 | 2.78g. | In2O3 | 2.78c | In2O3 |
| 0.035 g. | Eu2O3 | 0.057s. | Eu2(C2O4J3 | 0.066g. | EU(C2K3O2J3 |
| 1.38g. | LiNO | ||||
| 4.94g. | In2(C2O4J3 | ||||
| 0.035s. | Eu2O3 |
Der erfindungsgemässe Leuchtstoff wird in einer der bekannten Arter:, z.B.
durch Sediment!eren, auf der Frontplatte 10 der Katodenstrahlröhre 12 aufgebracht
und bildet den Leuchtschirm 14 oder einen Teil desselben. V/enn der
Leuchtstoff mit einem Elektronenstrahl 16 erregt wird, luminesziert er in
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BAD ORiGiNAt
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heller roter Farbe, die mehrere niedere Spitzen l8 und eine enge, sehr hohe
Emissions-13ande 20 aufweist. In der Figur 2 ist die relative Intensität über
der Wellenlänge aufgetragen. Zu Versuchszwecken vfurde der Leuchtstoff in
einem Behälter innerhalb einer speziell ausgebildeten Katodenstrahlröhre
2 angeordnet und einem Elektronenstrahl von 0,5,UA pro cm und 10 kV zwischen
Elektronenstrahlerzeugungssystem und Behälter unterworfen. Aus dieser Kurve
und der folgenden Tabelle relativer Eigenschaften verschiedener Leuchtstoffe, die dem bekannten internationalen Farbdiagramm entnommen wuxxie, ist zu ersehen,
dass mit Europium-aktiviertes Lithium-Indium-Oxyd eine wünschenswerte
rote Farbe und das höchste Lumen-Äquivalent oder Verhältnis von Lichtausbeute zu totaler Strahlungsausbeute hat. Liehtausbeutemessungen mit einem Standard-Filter
und einem Fotovervielfacher haben Werte ergeben, die jO yb höher liegen
als die für Europium-aktiviertes Yttrium-Vanadat. Die untersuchte Zusammensetzung;
hatte eine Konzentration von 1 % Europium.
Es vnrrde dabei Farbstabilität auch bei IConzentrationsär.derungen erreicht,
während andere Europium-Verbindungen, die ungefähr 5 P Konzentration verwenden,
normalerweise die Farbe bei vjesentlich niedrigeren Prozenten ändern.
Ungefähres Lumenäquivalent Lumen - Strahlung Watt
80 250 303 255 330
Die rot emittierenden Leuchtstoffe können leicht in bekannter Weise mit den
anderen ürundlouchtstoffen Grün und Blau in das gewünschte Muster,um einen
zu ergeben,
Leuchtschirm für eine FarbbildröhreTgebracht werden, ',/ic aus dem US-Patent Nr. 3 243 62[) hervorgeht, ergeben Europium-a'ctivierte Verbindungen gegenüber /Mi-u-Iüi-dmium-oulfld-Leuchtstoffen einon verbesserten Wirkungsgrad, Linearität una j-Varbstabilität. Zusätzlich ergibt dor erfiridungsgemässe, mit Europium-ak-
Leuchtschirm für eine FarbbildröhreTgebracht werden, ',/ic aus dem US-Patent Nr. 3 243 62[) hervorgeht, ergeben Europium-a'ctivierte Verbindungen gegenüber /Mi-u-Iüi-dmium-oulfld-Leuchtstoffen einon verbesserten Wirkungsgrad, Linearität una j-Varbstabilität. Zusätzlich ergibt dor erfiridungsgemässe, mit Europium-ak-
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| Leuchtstoff | Koordinaten diagramras |
des Farb- |
| (Jd .Zn ο3:Λβ | 0.66 | y 0.34 |
| :iVO4:Eu | Ο.67 | 0.33 |
| rl Jj | 0.64 | 0.36 |
| 0.66 | 0.34 | |
| LiInO0:Eu | 0.6π | 0.35 |
-D-
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tivierte Lithium-Indium-Oxyd-Leuchtstoff eine höhere Lientausbeute im Vergleich
zu ähnlich aktivierten Verbindungen und auch bessere Eigenschaften der roten Lichtemission bei Erregung durch Elektronenstrahlen.
6 Patentansprüche 1 Bl. Zeichnungen
BAD ORIGINAL1 909835/ U24
Claims (6)
1. Rotleuchtender Leuchtstoff für Schirme von Elektronenstralilröhren,
dadurch gekennzeichnet, dass dieser Leuchtstoff aus mit Europiumaktiviertem
Lithium-Indium-Oxyd besteht.
2. Leuchtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mit 0,1
bis 10 mol % Europium aktiviert ist.
3· Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes nach den Ansprüchen 1
und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer Mischung aus einer Menge einer Lithium- und einer Indium-Verbindung in Pulverform, die sich leicht
zersetzen, miteinander reagieren und durch diese Reaktion in einem gevfissen
Temperaturbereich Litnium-Indium-Oxyd erzeugt wird, eine Menge einer sich
leicht mit dem LitMum-Indium-toyd verbindende Europium-Verbindung zugesetzt
und diese Gesamtmischung auf eine Temperatur nicht reduzierenden Atmosphäre erhitzt wird.
und diese Gesamtmischung auf eine Temperatur von 900 bis ljJOO C in einer
4. Verfahren nach Anspruch j5j dadurch gekennzeichnet, dass die Lithium-Verbindung
aus der Gruppe bestehend aus Lithium-Nitrat, Lithium-Karbonat, Lithium-Acetat, Lithium-Oxalat ausgewählt ist.
5· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Indium-Verbindung
aus der Gruppe bestehend aus Indium-Nitrat, Indium-Oxyd, Indium-Acetat, Indium-Oxalat ausgewählt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5.- dadurch gekennzeichnet, dass die Europium-Verbindung
aus der Gruppe bestehend aus Europium-Oxyd, Europium-Acetat,
Europium-Nitrat, Europium-Oiialat ausgei/ählt ist.
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|---|---|---|---|
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