DE2014511C - White luminescent fluorescent screen for a cathode ray tube - Google Patents
White luminescent fluorescent screen for a cathode ray tubeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leuchtstoffschirm für eine Kathodenstrahlröhre mit einer weiß lumineszierenden Leuchtstoffmischung, die im wesentlichen aus einem blau lumineszierenden, silberaktivierten Zinksulfidleuchtstoff und einem gelb lumineszierenden Zinkkadmiumsulfidieuchtstoff besteht.The present invention relates to a phosphor screen for a cathode ray tube with a white luminescent phosphor mixture which essentially made of a blue luminescent, silver-activated zinc sulfide phosphor and a yellow luminescent Zinc cadmium sulfide phosphor.
Bildröhren für Schwarzweiß-Fernsehempfänger enthalten gewöhnlich einen weiß lumineszierenden Leuchtstoffschirm, der aus einer zweikomponentigen Mischung eines blau lumineszierenden und eines gelb lumineszierenden Leuchtstoff besteht. Ein Leuchtstoffschirm dieses Typs wird als P4-Schirm bezeichnet. Eine Mischung, die seit vielen Jahren in großem Umfang kommerziell verwendet wird, besteht aus blau lumineszierendem silberaktiviertem Zinksulfid und gelbemittierendem silberaktiviertem Zinkkadmiumsulfid (RCA Review, 1947, S. 554 bis 563).Picture tubes for black and white television receivers usually contain a white luminescent fluorescent screen, that consists of a two-component mixture of a blue luminescent and a yellow luminescent Consists of fluorescent material. A phosphor screen of this type is called a P4 screen. One Mixture, which has been used commercially on a large scale for many years, consists of blue luminescent silver-activated zinc sulfide and yellow-emitting silver-activated zinc cadmium sulfide (RCA Review, 1947, pp. 554 to 563).
Diese und andere weiß lumineszierenden Leuchtstoffmischungen'sind auch in der deutschen Patentanr. meldung R 2940 VIIlc/2lg beschrieben, in der außerdem mit Kupfer aktiviertes Zinkkadmiumsulfid als Licht relativ stark absorbierender Leuchtstoff erwähnt wird.These and other white luminescent phosphor mixtures are also in the German patent application report R 2940 VIIlc / 2lg described, in which also activated zinc cadmium sulfide with copper as light relatively strongly absorbing phosphor is mentioned.
Nachteilig an den bekannten Leuchtstoffschirmen dieses Typs ist ihre Empfindlichkeit gegen eine Vergiftung durch Kupfer, das selbst in so geringen Mengen, wie es in der Atmosphäre vorkommt, den Lumineszenzwirkungsgrad herabsetzt. Leuchtstoffmaterialien dieser Art müssen außerdem bei den Herstellungsbedingungen der Röhre stabil sein, sie sollen eine weiße Körperfarbe haben, hohe Leuchtdichten ermöglichen und wenig kosten.The disadvantage of the known fluorescent screens of this type is their sensitivity to poisoning by copper, which, even in such small quantities as is found in the atmosphere, reduces the luminescence efficiency. Fluorescent materials of this type must also be stable under the manufacturing conditions of the tube, they should be white Have body color, enable high luminance levels and cost little.
Durch die vorliegende Erfindung soll dementsprechend die Aufgabe gelöst werden, einen Leuchtschirm mit einer weiß lumineszierenden Leuchtstoffmischung anzugeben, die unempfindlich gegen Fremdstoffe ist und die obenerwähnten erwünschten Eigenschaften hat. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Leuchtstoff schirm der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der gelb lumineszierende Leuchtstoff ein mit Kupfer und Aluminium aktivierter Zinkkadmium-Accordingly, the present invention is intended to the object can be achieved, a luminescent screen with a white luminescent phosphor mixture indicate that is insensitive to foreign substances and has the desired properties mentioned above. According to the invention, this object is achieved in a fluorescent screen of the type mentioned at the outset solved that the yellow luminescent phosphor is a zinc cadmium activated with copper and aluminum
sulfidleuchtstoff ist, bei dem das Gewichtsverhältnis von CdS zu ZnS zwis:hen 12/88 und 17/83 liegt. Die Mischung enthält vorzugsweise etwa 54 bis 58 Gewichtsprozent des blau lumineszierenden Leuchtstoffs und 46 bis 42 Gewichtsprozent des gelb lumineszierenden Leuchtstoffs.sulfide phosphor is at which the weight ratio from CdS to ZnS is between 12/88 and 17/83. The mixture preferably contains about 54 to 58 percent by weight of the blue luminescent phosphor and 46 to 42 percent by weight of the yellow luminescent Fluorescent.
Ein Leuchtstoffschirm aus dieser weiß lu;.;ineszierenden Mischung zeichnet sich gegenüber den bekannten Leuchtstoffschirmen durch seine LJnempfindlichkeit gegen Vergiftung, Stabilität beim Fertigungsprozeß.A fluorescent screen made of this white lu;.; Incescent Compared to the known fluorescent screens, mixture is distinguished by its sensitivity to light against poisoning, stability in the manufacturing process.
ac weiße Körperfarbe, hohe Lichtstärke und geringe Materialkosten aus.ac white body color, high luminous intensity and low Material costs.
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbe; spielen näher erläutert.The invention is based on Ausführungsbe; play explained in more detail.
Bei einem Ausführungsbeispiel besteht die Leuchi-In one embodiment, the light
»5 Stoffschicht aus einer zweikomponentigen Mischung die etwa 56 Gewichtsprozent eines blau lumineszierenden silberaktivierten Zinksulfidleuchtstoffs mit et\u-0,020 Gewichtsprozent Silber als Aktivator, und etwa 44 Gewichtsprozent eii.°s gelb lumineszierenden mii»5 layers of fabric made from a two-component mixture the approximately 56 percent by weight of a blue luminescent silver-activated zinc sulfide phosphor with et \ u-0.020 Weight percent silver as an activator, and about 44 weight percent eii. ° s yellow luminescent mii
Kupfer und Aluminium aktivierten ZinkKadmium sulfidleuchtstoff mit etwa 0,007 Gewichtsprozent Kup fer als Aktivator und 0,007 Gewichtsprozent Aluminium als Koaktivator enthält. Das Gewichtsverhältnis von CdS/ZnS beträgt etwa 15/85. Die Zusammenset· zung des Schirms kann durch folgende Kurzbezeichnung angegeben werden:Copper and aluminum activated zinc cadmium sulfide phosphor with about 0.007 weight percent cup fer as an activator and 0.007 percent by weight aluminum as a coactivator. The weight ratio of CdS / ZnS is about 15/85. The composition of the screen can be given by the following abbreviation be given:
56% ZnS: Ag (0,020) f 44°/0 0,85 ZnS 0,15 CdS : Cu
(0,007), Al (0,007).
Als blau lumineszierender Leuchtstoff kann irgendtin
bekannter blau emittierender silberaktivierter Zink su fidleuchtstoff verwendet werden. Bevorzugt werden
blau lumineszierende Leuchtstoffe, die 0,010 bis 0,030 Gewichtsprozent Silber als Aktivator enthalten. Der
gc'.b lumineszierende Leuchtstoff wird aus einem Zusammensetzungsbereich
gewählt, der wie folgt definiert werden kann:56% ZnS: Ag (0.020) f 44 ° / 0 0.85 ZnS 0.15 CdS: Cu (0.007), Al (0.007).
Any known blue-emitting silver-activated zinc su fidleuchtstoff can be used as the blue luminescent phosphor. Blue luminescent phosphors which contain 0.010 to 0.030 percent by weight of silver as an activator are preferred. The gc'.b luminescent phosphor is selected from a composition range that can be defined as follows:
m ZnS · η CdS: Cu (χ). Al (y) dabei liegen m ZnS η CdS: Cu (χ). Al (y) lie there
m zwischen 0,83 und 0,8P Gewichtsteilen, η zwischen 0,12 und 0,17 Gewichtsteilen, x zwischen 0,005 und 0,009 Gewichtsprozent, γ zwischen 0,005 und 0,009 Gewichtsprozent und m + η = 1,00. m between 0.83 and 0.8P parts by weight, η between 0.12 and 0.17 parts by weight, x between 0.005 and 0.009 percent by weight, γ between 0.005 and 0.009 percent by weight and m + η = 1.00.
Die Leuchtstoffe sind teilchenförmig, wobei die einzelnen Teilchen im Größenbereich zwischen etwa 3 und 15 μπι liegen. Die Teilchen können einen dünnen Überzug aus einem lichtdurchlässigen Material, wie Siliciumdioxyd oder Zinksilikat, aufweisen, um die Herstellung des Leuchtschirms zu erleichtern.The phosphors are particulate, with the individual particles in the size range between about 3 and 15 μm. The particles can make a thin one Coating of a translucent material, such as silicon dioxide or zinc silicate, has to be used in the manufacture of the luminescent screen to facilitate.
Der vorliegende Leuchtschirm kann in einer Fernsehbildröhre oder einer Anzeigeröhre für eine andere elektronische Einrichtung verwendet werden. In beiden Fällen enthält der Schirm eine zusammennängende Schicht aus der Leuchtstoffmischung. Bei anderen Ausführungsformen kann der Leuchtschirm getrennte weiß lumineszierendc Bereiche allein oder in Kombina-The present fluorescent screen can be used in a television picture tube or a display tube for another electronic device can be used. In both cases the screen contains a contiguous one Layer from the phosphor mixture. In other embodiments, the luminescent screen can be separate white luminescent areas alone or in combination
tion mit getrennten Bereichen, die andere Emissionseigenschaften haben, aufweisen. Der Leuchtschirm kann auch für Röhren verwendet werden, die nicht zur Anzeige oder Wiedergabe von Information dienen.tion with separate areas that have different emission properties. The luminescent screen can can also be used for tubes that are not used to display or reproduce information.
Die Leuchtstoffschicht kann in der Kathodenstrahlröhre durch irgendein Schirmbildungsverfahren hergestellt werden. Eine zusammenhängende Leuchtsloffschicht, wie sie in Fernschbildröhren u. dgl. vorhanden ist, wird vorzugsweise durch Absetzen aus einer Flüssigkeit hergestellt. Bei einem bevorzugten Verfahren werden die Leuchtstoffkomponenten miteinander in einem wäßrigen Medium gemischt. Die Mischung wird dann in den offenen Kolben der Kathodenstrahlröhre gegossen. Wenn sich auf der Innenseite der Frontplatte des Kolbens eine Schicht gewünschter Dicke aus der Leuchtstoffmischung abgesetzt hat, win' die überstehende Flüssigkeit sorgfältig entfernt, ohne den abgesetzten Schirm zu stören. Der Schirm wird dann getrocknet, mit einem organischen Film überzogen und mit einer Aluminiumschicht bedampft. Nach dem Bedampfen wird der Schirm bei etwa 440"C m Luft ausgebeizt, um organische und andere flüchtige Bestandteile zu entfernen. Die Röhre wird dann in üblicher Weise fertiggestellt.The phosphor layer can be formed in the cathode ray tube by any screen forming method will. A cohesive fluorescent layer, as it is in telegraph tubes and the like is preferably made from a liquid by settling. In a preferred method the phosphor components are mixed with one another in an aqueous medium. The mixture is then poured into the open envelope of the cathode ray tube. If on the inside of the The front plate of the bulb has deposited a layer of the desired thickness from the phosphor mixture, win ' the excess liquid carefully removed without disturbing the detached screen. The screen will then dried, coated with an organic film and evaporated with an aluminum layer. After steaming, the screen will be at about 440 "C m air pickled to organic and other volatile Remove constituents. The tube is then completed in the usual manner.
Die Leuchtstoffschicht besteht im wesentlichen aus einer Mischung von 54 bis 58 Gewichtsprozent des bäau lumineszierenden Leuchtstoffs mit 46 bis 42 Gewichtsprozent des gelb lumineszierenden Leuchtstoffs. Das Verhältnis kann der gewünschten Tönung des emittierten weißen Lichtes entsprechend gewählt werden. Ein höherer Anteil an blau lumineszierenden Leuchtstoff ergibt selbstverständlich ein bläulicheres Weiß, während höhere Anteile an gelb lumineszierendem Leuchtstoff ein gelblicheres Weiß ίο liefern. Außerhalb des angegebenen Bereiches hat das emittierte Licht einen zu starken Blau- oder Gelb-Stich als daß es noch als Weiß im engeren Sinne bezeichnet werden könnte.The phosphor layer consists essentially of a mixture of 54 to 58 percent by weight of the building luminescent phosphor with 46 to 42 percent by weight of the yellow luminescent phosphor. The ratio can be selected according to the desired tint of the emitted white light will. Of course, a higher proportion of blue luminescent phosphor results in one bluish white, while higher proportions of yellow luminescent phosphor produce a more yellowish white ίο deliver. Outside the specified range, the light emitted too strong a blue or yellow tinge than that it could still be called white in the narrower sense.
Das Neue an dem vorliegenden Leuchtstoffschirm besteht darin, daß die zweikomponentige Leuchtstoffmischung als die eine Komponente einen gelb lumineszierenden Leuchtstoff enthält, der im wesentlichen aus Zinkkadmiumsulfid besteht, das mit Kupfer und Aluminium aktiviert ist. Die Unterschiede in den Zusammensetzungen dieses mit Kupfer und Aluminium aktivierten, gelb lumineszierenden Leuchtstoffs und des derzeit in großem Umfange in P4-Leuchtschirmen verwendeten silberaktivierten Zinkkadmiumsulfidleuchtstoff läßt sich aus der folgenden Aufstellung entnehmen: The novelty of the present phosphor screen is that the two-component phosphor mixture as the one component contains a yellow luminescent phosphor which essentially consists of Zinc cadmium sulfide is made up of that with copper and aluminum is activated. The differences in the compositions of this activated with copper and aluminum, yellow luminescent phosphor and the one currently used extensively in P4 fluorescent screens silver-activated zinc cadmium sulfide phosphor can be found in the following list:
ZnCds-LeuchtstoffZnCds phosphor
Röhren mit dem vorliegenden Leuchtsloffschirm haben gegenüber Röhren m:t dem obenerwähnten silberaktivenTubes with the present fluorescent screen have compared to tubes m : t the above-mentioned active silver
silberaktivierten gelb lumineszierenden Leuchtstoff den Vorteil, daß sie unempfindlicher gegen Verunreinigungen sind, bei der Verarbeitung eine höhere Stabilität haben, eine weißere Körperfarbe aufweisen, größere Lichtstärken ermöglichen und mit geringeren Materialkosten herstellbar sind. Hierzu ist im einzelnen 7» bemerken: silver-activated yellow luminescent phosphor have the advantage that they are less sensitive to contamination, have greater stability during processing, have a whiter body color, enable greater light intensities and can be produced with lower material costs. 7 »should be noted in detail:
Unempfindlichkeit gegen VergiftungInsensitivity to poisoning
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Man hat bereits versucht, gelb lumineszierende Leuchtstoffe zu entwickeln, aie unempfindlich gegen eine Verunreinigung durch Kupfer sind, dies konnte jedoch nur mit einer gewissen Einbuße an Lumineszenzwirkungsgrad erreicht werden. Der mit Kupfer und Aluminium aktivierte gelb lumineszierende Leuchtstoff gemäß der Erfindung ist in so hohem Maße unempfindlich gegen Verunreinigungen, daß er praktisch als verunreinigungssicher bezeichnet werden kann. Dieser Vorteil wird dabei ohne Einbuße an Wirkungsgrad erreicht.Attempts have already been made to develop yellow luminescent phosphors, which are also insensitive to are a contamination by copper, but this could only with some loss of luminescence efficiency can be achieved. The yellow luminescent phosphor activated with copper and aluminum according to the invention is so highly insensitive to contamination that it is practical can be described as safe from contamination. This advantage is achieved without any loss of efficiency achieved.
Stabilität bei der VerarbeitungProcessing stability
Leuchtstoffe auf Sulfidbasis sind dafür bekannt, daß ihr Lumineszenzwirkungsgrad während der Röhrenherstellur.p in Folge einer Wechselwirkung mit der Umgebung leidet. Gezielte Versuche haben gezeigt, daß die vorliegenden, mit Kupfer und Aluminium aktivierten, gelb lumineszierenden Leuchtstoffe weniger empfindlich hinsichtlich einer Wirkungsgradverringerung bei der Handhabung sind. Dies zeigt die folgende Tabelle, in der der Wirkungsgrad von weiß lumineszierenden P4-Leuchtstoffmischungen aufgeführt ist, die mit einem gewöhnlichen blau lumineszierenden Leuchtstoff und verschiedenen gelb lumineszierenden Zinkkadmiumsulfidleuchtstoffen hergestellt wurden:Sulphide based phosphors are known to decrease their luminescence efficiency during tube manufacturing suffers as a result of an interaction with the environment. Targeted experiments have shown that the present yellow luminescent phosphors activated with copper and aluminum are less sensitive in terms of a lowering efficiency in handling. This shows the following Table in which the efficiency of white luminescent P4 phosphor mixtures is listed, those with an ordinary blue luminescent phosphor and various yellow luminescent ones Zinc Cadmium Sulphide Phosphors were made:
Leuchtstoff der P4-MischungYellow more luminescent
P4 blend phosphor
des gelb lumineszierendenthe yellow luminescent
LeuchtstoffsFluorescent
des P4-Leuchlschirmsof the P4 fluorescent screen
grad
Ag-aktiviert verunreinigungsun
empfindlich
Cu-Al-aktiviert Ag-activated with high activity
Degree
Ag-activated impurities
sensitive
Cu-Al activated
100
114112%
100
114
100
125114%
100
125
Körperfarbe 6s e'ne Se'De ^'s orange Körperfarbe, deren Tönung imBody color 6s e ' ne S e ' De ^ ' s orange body color, its tint im
wesentlichen proportional zum Kadmiumgehalt ist.is substantially proportional to the cadmium content.
Leuchtstoffe mit einem Gasmaterial aus festen Lo- Diese Körperfarbe erzeugt in der weiß lumineszierensungpn von Zinkkadmiumsulfid haben gewöhnlich den Leuchtstoff mischung einen Farbstich, der inPhosphors with a gas material made of solid lo- This body color produces luminescent pn in the white of zinc cadmium sulfide, the phosphor mixture usually has a color cast that is reflected in
ästhetischer Hinsicht störend wirkt. Die gelbe Körperfarbe wirkt außerdem als optisches Filter für blaues Licht und verringert dadurch die mit dem blau lumineszierenden Bestandteil der Mischung erreichbare Leuchtdichte erheblich. Der tim 30% niedrigere Kadmiumgehall des vorliegenden, mit Kupfer und Aluminium aktivierten, gelb lumineszierenden Leuchtstoffs ergibt eine beträchtlich hellere Körperfarbe als sie der bekannte silberaklivierte gelb lumineszierende Leuchtstoff aufweist. Die hellere Körperfarbe trägt sowohl zu einer Verbesserung des Aussehens des nicht angeregten Leuchtschirms als auch zu einer Erhöhung des Lumineszenzwirkungsgrades bei.aesthetically disturbing. The yellow body color also acts as an optical filter for blue Light and thereby reduces what can be achieved with the blue luminescent component of the mixture Luminance considerably. The tim 30% lower cadmium reverberation of the present yellow luminescent phosphor activated with copper and aluminum gives a considerably lighter body color than the known silver-attached yellow luminescent phosphor having. The lighter body color both contributes to an improvement in the appearance of the unexcited Luminescent screen as well as to an increase in the luminescence efficiency.
LichtstärkeLight intensity
P4-Leuchtstoffmischungen, die einen mit Kupfer und Aluminium aktivierten, gelb emittierenden Leuchistoff enthalten, haben eine wesentlich höhere Lichtstärke als vergleichbare P4-Leuchtschirmc, die mit verunreinigungsempfindlichen, silberaktivierten, gelb lumineszierenden Leuchtstoffen oder solchen Leuchtstoffen hohen Wirkungsgrades hergestellt sind. Die ίο hellere Körperfarbe und die höhere Stabilität bei der Verarbeitung ergeben zusammen P4-Leuchtschirme wesentlich größerer Helligkeit, wie der folgende Vergleich zeigt:P4 phosphor mixtures, one with copper and aluminum activated, yellow emitting phosphor contain a significantly higher light intensity than comparable P4 fluorescent screens, which are silver activated, yellow luminescent Phosphors or such high efficiency phosphors are made. the ίο lighter body color and the greater stability in the Processing together result in P4 fluorescent screens with significantly greater brightness, as in the following comparison indicates:
hoher WirkungsgradAg activated,
High efficiency
verunreinigungsempfindlichAg activated,
sensitive to contamination
0 06980.0784
0 0698
0,0767 Leuchtdichte0.0862
0.0767 luminance
Materialkostenmaterial costs
Der Hauptteil der Materialkosten von Zinkkad- as miumsulfidleuchtstoffen entfällt auf den Kadmiümar,-teil. Die derzeitigen Kosten von rohem Kadmiumoxyd, wie es für die Leuchtstoffherstelluns verwendet wird, betragen nahezu das Dreifache der Kosten vom Zinkoxyd. Da bei den vorliegenden Cu-Al-aktivierten gelb emittierenden Leuchtstoffen weniger Kadmium benötigt wird, können die Kosten des Anteils an gelb emittierendem Leuchtstoff um etwa 2C% gesenkt werden. Wegen des höheren effektiven Wirkungsgrades d:, Cu-AI-aktivierten gelb lumineszierenden Leuchtstop kann der Anteil an gelb emittierendem Leuchtstoff, der in Kombination mit dem blau lumineszierend).·, Leuchtstoff für die Herstellung eines weiß lumineszierenden Leuchtschirms benötigt wird, um etwa 5" (von etwa 49 auf etwa 44%) verringert werden. Im ganzen ist die vorliegende Leuchtstoffmischung etsv.i 14,4% billiger als die bekannten Mischungen, die eine:· silberaktivierten gelb lumineszierenden Leuchtstoff enthalten.The main part of the material costs for zinc cadas- mium sulfide phosphors is accounted for by the cadmium part. The current cost of raw cadmium oxide, as used in phosphor manufacture, is nearly three times the cost of zinc oxide. Since less cadmium is required with the present Cu-Al-activated yellow-emitting phosphors, the cost of the proportion of yellow-emitting phosphor can be reduced by about 2C%. Because of the higher effective efficiency d :, Cu-Al-activated yellow luminescent luminescent stop, the proportion of yellow-emitting luminescent material, which is required in combination with the blue luminescent luminescent material for the production of a white luminescent luminescent screen, can be reduced by about 5 " (from about 49 to about 44%) On the whole, the present phosphor mixture is etsv.i 14.4% cheaper than the known mixtures which contain a: · silver-activated yellow luminescent phosphor.
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