DE923614C - Elektronenstrahlroehre mit einem Leuchtschirm - Google Patents

Elektronenstrahlroehre mit einem Leuchtschirm

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DE923614C
DE923614C DEN5647A DEN0005647A DE923614C DE 923614 C DE923614 C DE 923614C DE N5647 A DEN5647 A DE N5647A DE N0005647 A DEN0005647 A DE N0005647A DE 923614 C DE923614 C DE 923614C
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DE
Germany
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cathode ray
ray tube
alkaline earth
electron beam
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Expired
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DEN5647A
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English (en)
Inventor
Hendrik Anne Klasens
Pieter Zalm
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7715Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing cerium
    • C09K11/7721Aluminates
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Description

  • Elektronenstrahlröhre mit einem Leuchtschirm Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlröhre mit einem Schirm, der mit einem oder mehreren blau- und ultraviolett leuchtenden, mit Cer aktivierten Stoffen versehen ist. Eine solche Röhre kann insbesondere zur Fernsehübertragung von Filmen oder Diapositiven verwendet werden.
  • Bei Elektronenstrahlröhren mit einem Leuchtschirm ist es manchmal erforderlich, daß der Leuchtstoff eine Fluoreszenz mit einer sehr kurzen Abklingzeit hat. Dies ist z. B. der Fall bei der Verwendung einer Elektronenstrahlröhre als Lichtduelle in Apparaten zur Fernsehübertragung von Filmen oder Diapositiven (in der britischen und amerikanischen Literatur mit flying-spot :scanners bezeichnet). In solchen Apparaten wird ein Bild Punkt für Punkt beleuchtet von dem sich schnell verstellenden Lichtfleck, der auf dem Leuchtschirm einer Elektronenstrahlröhre vom wandernden Elektronenstrahl erzeugt wird, der einen Raster auf dem Schirm beschreibt. Das das Bild durchsetzende Licht wird von einer Photozelle aufgefangen und von dieser in einen elektrischen Strom umgewandelt. Die Größe dieses Stromes ist naturgemäß von der Durchlässigkeit des vom Licht getroffenen Bildteiles abhängig. Selbstverständlich soll jeweils nur ein einziger Punkt des Bildes vom Licht getroffen werden, da sonst der Strom der Photozelle nicht ausschließlich von der Durchlässigkeit des Bildes am wiederzugebenden Punkt abhängig wäre. Nur der vom Elektronenstrahl getroffene Punkt des Leuchtschirmes soll also Licht ausstrahlen. Auch der gerade zuvor angeregte Punkt des Leuchtschirmes soll also vollkommen erloschen sein. Die Abklingzeit der Fluoreszenz des Leuchtstoffes muß also kürzer als die Zeit sein, in der sich der Lichtfleck um einen ganzen Durchmesser verstellt. In der Praxis geht dies darauf hinaus, daß diese Abklingzeit kürzer als io-0_.Sdcunden sein soll`.
  • Als Leuchtstoff für diese Anwendung hat mtan bisher unter anderem blau- und ultraviolett leuchtendes Zinkoxyd mit einer Ablklingzeit von etwa r0-7 Sekunden benutzt. Dieser Stoff hat äber den Nachteil einer geringen Ausbeute. Außerdem hat das Oxyd eine große Selbstabsorption, die die Ausbeute noch verschlechtert. Um .den Einfluß dieses letztgenannten Faktors zu verringern, könnte man die Stärke der Leuchtschicht herabsetzen.. Dem haftet jedoch der Nachteil an, daß die Gleichmäßigkeit der Schicht gefährdet wird, .und diese große Gleichmäßigkeit ist ein Haupterfordernis, (da sonst verschiedene Bildteile mit verschiedenen Lichtintensitäten bestrahlt werden würden.
  • Man kann auch .blau- und ultraviolett leuchtende Phosphate eines oder mehrerer Erdal'kalimetalle und eines oder mehrerer Alkalimetalle verwenden mit Cer in dreiwertiger Form als Aktivator. Diese Stoffe bewähren sich im allgemeinen gut, haben jedoch den Nachteil, daß die Emission ziemlich weit im ultravioletten Teil des Spektrums liegt, so daß man besondere Glasarten für die diese Stoffeenthaltenden Entladungsröhren sowie für das zur Abbildung benutzte optische System verwenden muß, um eine angemessene Durchlässigkeit der im Leuchtschirm erzeugten Strahlung zu sichern.
  • Weiter ist es bekannt, da'ß man auch ein mit Cer aktiviertes Silikat von Calcinm und Magnesium verwenden kann. Diesem Stoff haften' die gleichen, oben für die Phosphate erwähnten Nachteile an.
  • Eine Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung besitzt einen Leuchtschirm, der einen ;blau- und ultraviolett leuchtenden, mit dreiwertigem Cer aktivierten Stoff enthält mit einer Fluoreszenzabklin!gzeit von weniger als 1o-0. Sekunden; dieser Stoff ist ein durch Erhitzung erhaltenes kristallisiertes Reaktionsprodukt, das Silizium, Sauerstoff und ein oder mehrere Erdalkalimetalle sowie gegebenenfalls Aluminium enthält, welche Eilemente in solchen Mengen vorhanden sind, da-ß der Stoff symbolisch von einem Punkt dargestellt werden kann, der innerhalb eines. Bereiches A-B-C-D-E im Ternärsystem MO-S'02 A'203 liegt (wo M die Summe der Erdalkalimetalle darstellt), der von den Linien A-B, B-C, C-D, D-E und E-A begrenzt wird, wobei die Molverhültnisse ,der Oxyde MO, A1203 und S'02 in den Winkelpunkten A, B, C, D bzw. E: A = 3M0 - o A1203 - i S'02, B = 11 MO - 6 A1203 - 3 SiO2, C = 7 M O - 9 A'203 - q. SiO2, D = 2 MO - 5 A1203 - 13 S'02, E = 9 MO o A1203 - 11 S102 sind.
  • Unter Erdal'kalimetallen sind im vorliegenden Falle ausschließlich die Elemente Calcium, Strontium und Barium ,zu verstehen.
  • Vorzugsweise wird der Cergehalt gewählt zwischen 0,o5 und 1o Molp.rozent, auf die Gesamtmenge an Erdalkalioxyden bezogen.
  • Die vorgenannten Stoffe nach der Erfindung haben in einer Entladungsröhre nur eine geringe Selbstabsorption, eine Energieausbeute, die das Zehn- bis Dreißigfache derjenigen des blau leuchtenden Zinkoxydes ist und bei Anregung durch Elektronen eine Emission, die zwischen 3500 und 5000 Ä mit Maxima bei 4ooo bis q.200 A liegt.
  • Vorzügliche Ergebnisse werden miit Stoffen erzielt von der Zusammensetzung 2 Ca O - A12 03 Si 02, aktiviert mit 2 Molprozent dreiwertigem Cer, und 2 Sr O - Si 02, aktiviert mit 2 Molprozent dreiwertigem Cer.
  • Vollständigkeitshalber sei erwähnt, daß es bereits bekannt ist, daß Silikate von einem oder mehreren der Metalle Calcium, Strontium, Barium und Aluminium, aktiviert mit dreiwertigem Cer, .blaue und ultraviolette Strahlung aussenden bei Anregung von elektromagnetischen Wellen, die in einer Gasentladungsröhre erzeugt werden. Die Verwendung einer Leuchtschicht mit diesen Silikaten in solchen Entladungsröhren ist denn auch bereits bekannt. Es war aber überhaupt nicht bekannt, daß diese Stoffe auch von Elektronen angeregt werden konnten. Sehr überraschend ,ist es somit, daß sie für diejenigen Zwecke verwendet werden können, bei denen man blau- und ultraviolett leuchtende Stoffe benötigt mit einer Abklingzeit von weniger als 1o-6 Sekunden bei Anregung durch Elektronen.
  • Obwohl die oben geschilderte Apparatur zum Abtasten eines Filmbildes oder eines Diapositivs als Beispiel gewählt worden ist zur Erläuterung des Erfordernisses einer geringen Abkli.ngzeit für bestimmte Leuchtstoffe, isst es selbstverständlich, daß es auch für andere Anwendungen, z. B. auf dem Radargebiet, und für Faksimile sehr wichtig sein kann, über einen Stoff verfügen zu können, der eine Fluoreszenz mit einer Abklingzeit von weniger als 1o-6 Sekunden hat und nicht mit den Nachteilen der vorerwähnten bekannten Stoffe behaftet ist. Um ein klares Bild des Bereiches des Ternärsystems M 0-S'02 A12 03 zu geben, innerhalb dessen die in einem Leuchtschirm einer Entladungsröhre nach der Erfindung verwendeten Stoffe liegen, ist er in. Fig. 1 der Zeichnung mit dem Fünfeck A-B-C-D-E angedeutet.
  • Fig.2 der Zeichnung zeigt zwei Emissionskurven 1 ist die Emissionskurve, bei Anregung mit Elektronen, eines Stoffes der Formel 2 CaO - Si 02 - A12 03: 2 % C E +'++, und 2 isst die Emissionskurve eines Stoffes von der Zusammensetzung 2 Sr 0 - Si 02: 2% Ce+++. Auf der Abszisse der graphischen Darstellung ist -die Wellenlänge in Angströmeinheiten und auf die Ordinate die Emissionsintensität in beliebigen Einheiten aufgetragen.
  • An Hand der folgenden zwei Beispiele werden Verfahren zur Herstellung der Stoffe erläutert, deren Emissionskurven in Fig. 2 dargestellt sind. Ausführungsbeispiel I Herstellung eines Stoffes der Formel 2 CaO - A1203 S'02: 2% Ce+++; erforderliche Chemikalien.: 2o g Ca G03, 75g Al (N03) 3 - 9H201 6,2 g S"02, q. ccm 1 n-Cerinitratlösung (1o-3 g-ion Ce%cm).
  • Das Aluminiumnitrat wird zur Lösung gebracht in 0,3 1 doppelt destilliertem Wasser, dem nachträglich das Calciumkarbonat, das Siliziumdioxyd und die Cerinitratlösung zugesetzt werden. Die erhaltene Suspension wird unter Erwärmung tüchtig gemischt und sodann trockengedampft. Das erhaltene trockne Pulver wird etwa während 2 Stunden auf 125o° C in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre erhitzt. Das erhaltene gesinterte Produkt wird unter Hinzufügung von Wasser in einer Kugelmühle gemahlen; die gemahlene Suspension wird wieder trockengedampft und der trockne Stoff aufs neue während i Stunde in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre auf 125o) C erhitzt.
  • Ausführungsbeispiel II Herstellung eines Stoffes der Formel 2 Sr0 # S'02: 2 % Ce +++; erforderliche Chemikalien 29,5g Sr C 03, 6,5g SiO2, 4. ccm i n-Cerinitratlösung (i o-3 g-ion Ce/ccm).
  • Man bildet eine Suspension des Strontiumkarbonäts, des Sili:ziumdioxyds und der Cerinitratlösung in o,21 doppelt destilliertem Wasser, und diese Suspension wird, nach tüchtigem Mischen, unter Erwärmung trockengedampft. Das erhaltene trockne Pulver wird während etwa 2 Stunden auf etwa 130o° C in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre erhitzt. Das erhaltene gesinterte Produkt wird sodann, unter Hinzufügung von destilliertem Wasser, in einer Kugelmühle gemahlen; die gemahlene Suspension wird trockengedampft und der trockne Stoff aufs neue während i Stunde in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre auf .etwa 1300° C erhitzt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektronenstrahlröhre mit einem Leuchtschirm, der einen blau- und ultraviolett leuchtenden, mit dreiwertigem Cer aktivierten Stoff enthält mit einer Fluoreszenzabklingzeit von weniger als io-s Sekunden, dadurch Bekennzeichnet, daß der Stoff ein durch Erhitzung erhaltenes kristallisiertes Reaktionsprodukt darstellt, das Silizium, Sauerstoff, ein oder mehrere Erdalkalimetal'le und gegebenenfalls Aluminium enthält, wobei diese Elemente in derartigen Verhältnissen vorhanden sind, daß der Stoff symbolisch von einem Punkt dargestellt werden kann, der innerhalb eines Bereiches A-B-C-D-E im Ternärsystem MO-S'02-A'20,3 liegt (wo 11T die Summe der Erdalkalimetalle darstellt), der von den Linien A-B, B-C, C-D, D-E und E-A begrenzt wird, wobei die Molverhältnisse der Oxyde MO, A12 03 und Si 02 in den Winkelpunkten A, B, C, D bzw. E: A=3M0#oAl203#iSi02, B=iiMO# 6A1203 #3Si02,C=7M0-9A1203#4Si02, D=2M0-5A1203#13Si02, E=9M0# o A12 03 # 11 S02 sind.
  2. 2. Elektronenstralhlröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d.aß der Cergehalt des Leuchtstoffes zwischen 0,o5 und io Molprozent liegt.
  3. 3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtschirm einen Fluoreszenzstoff enthält der Zusammensetzung 2 Ca0 #A1203 #S102: 2 Molprozent Cer+++. q.. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß .der Leuchtschirm einen Fluoreszenzstoff enthält der Zusammensetzung 2 Sr O # Si 02: 2 Molprozen.t Cer +++.
DEN5647A 1951-06-16 1952-06-14 Elektronenstrahlroehre mit einem Leuchtschirm Expired DE923614C (de)

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DE (1) DE923614C (de)
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GB (1) GB733077A (de)
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FR1066162A (fr) 1954-06-02
GB733077A (en) 1955-07-06
SE157052C1 (de) 1956-11-27

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