NO124657B - - Google Patents

Description

Elektronstrålerør.

Oppfinnelsen dreier seg om elektronstrålerør med en lysskjerm og om et lysstoff for bruk i en slik skjerm.

Elektronstrålerør med lysskjerm som utsender stråling ved energisering fra elektronstrålen i røret anvendes for mange formål, f.eks. for gjengivelse av eventuelt fargede fjernsynsbilder, til opptegning av oscillogrammer og for lyspunktapparater. Alt etter anvendelsen må de stoffer som brukes i lysskjermen ha for-skjellige egenskaper når det gjelder spektralenergifordeling, energiutbytte, metning, osv. En egenskap som alltid forlanges er at de utsendte elektroners energi skal omdannes til stråling med høy virkningsgrad.

For mange anvendelser, f.eks. ved lyspunktapparater, spiller etterklangstiden for lysmaterialets stråling en meget viktig rolle. (Med etterklangstiden menes i foreliggende beskrivelse den tid som går fra den utsendte strålings intensitet umiddelbart før elektronbeskytningen stanser faller til l/e-ganger denne verdi).

Ved lyspunktrør tjener lysskjermen bare som lyskilde. Elektronstrålen som eksiterer lysskjermen beveger seg i slike appa-rater etter et bestemt mønster (ofte kalt raster) over lysskjermen. Elektronstrålen blir derved, i motsetning til i fjernsynsrør, ikke modulert. Det dannes således på lysskjermen et hurtiggående lyspunkt med konstant intensitet. Lyset fra dette bevegelige lyspunkt kastes på et dokument som skal reproduseres, f.eks. et diapositiv, en film eller et verdipapir, og lyset trenger delvis gjennom eller reflekteres fra disse. Det gjennomtrengte eller reflekterte lys oppfanges av en fotocelle som omdanner det i et elektrisk signal. Det elektriske signalet kan ved hjelp av kjente overføringsinnret-ninger overføres til anordninger hvor det dannes en avbildning av dokumentet som skal reproduseres.

Ved lyspunktføling i lyspunktapparatet må det stilles det krav at den strålingen som faller på fotocellen står i forhold til den optiske absorbsjon på det punkt av dokumentet som til dette tidspunkt skal. gjengis. For å oppnå dette må lysstrålingens etterklangstid i forhold til elektronstrålens oppholdstid på et bestemt punkt ikke være lang_. Når hastigheten for lysskjermens punktføling, hvilket er meget vanlig, er like stor som den hastighet hvormed en vanlig fjernsynsskjerm bestråles, medfører dette at etterklangstiden må være kortere enn ca. 10~^ sekund.

Man fant mange lysstoffer som oppfylte disse krav og videre hadde en relativt høy energiomdanningsgrad. En av disse forbindelser som ofte er anvendt er det såkalte gelenit (sammenset-ning CagAlgSiOy), som er aktivert med tre-verdig cerium. Disse forbindelsers maksimalemmisjon ved eksitering med elektroner ligger på ca. 410 nm.

Av lignende grunner som ovenfor nevnt er et lysstoff med meget kort etterklangstid gunstig i forbindelse med såkalte indeksstrimler i indekselektronstrålerør som tjener til gjengivelse av fargebilder, f.eks. fargefjernsynsbilder. I disse rør inneholder billedskjermen strimler med forbindelser som lyser opp i forskjel-lige farger, og med deres hjelp settes fargebildet sammen. Disse strimler, som i alminnelighet sender ut rødt, grønt og blått lys, er anbragt i såkalte tripletter på skjermen. For gjengivelse av fargede bilder ved hjelp av elektronstrålerør er det som kjent nødvendig at billedskjermen bestråles med stor nøyaktighet. Dette betyr at det punkt hvor elektronstrålen på et visst tidspunkt treffer skjermen må ligge nøyaktig på plass. For dette formål brukes i indeksrørene indeksstrimler som likeledes består av lysstoff-materiale. Ved overstråling over skjermen treffer elektronstrålen på et visst tidspunkt en av disse indeksstrimler som da utsender sin karakteristiske stråling. Denne stråling oppfanges av en fotocelle som for det meste ligger utenfor røret og overføres der til et elektrisk signal som føres tilbake til den kobling som bevirker elektronstrålens bevegelse og stabiliserer denne.

Lyset fra triplettenes lysstoffstrimler skal naturligvis ikke virke inn på elektronstrålekoblingen. Derfor benyttes en fotocelle eller en kombinasjon av fotocelle og filter som er uøm-findtlig for strålingen fra triplettene. Det brukes i alminnelighet et lysstoff i indeksstrimlene som bare utsender stråling med kortere bølgelengder enn triplettene. Maksimum for denne stråling ligger fortrinnsvis mellom 350 og 400 nm. Stråling med bølgelengder kortere enn 35° nm kan i alminnelighet ikke passere rørets glassvegg og altså ikke rekke en fotocelle som ligger utenfor røret.

Også til indeksstrimlene har man hittil fortrinnsvis brukt ovenfor nevnte gelenit, selv om dennes maksimalemmisjon egentlig ligger noe for høyt, nemlig ved ca. 410 nm.

Selv om man allerede har forstått at meget korte etter-klangstider er et krav både til lyspunktrør og indeks-gjengivelses-rør, var man ikke klar over at et lysstoff med den forlangte korte etterklangstid, f.eks. gelenit, ofte utsender en betraktelig strålingsmengde etter det tidspunkt hvor strålingsintensiteten har nådd verdien l/e. Dette etterlys kan ofte tydelig fastslås etter 0,1 sekund og fører til et forstyrrende elektrisk signal i fotocellen.

Et elektronstrålerør ifølge oppfinnelsen er forsynt med en lysskjerm som er karakterisert ved at den inneholder et ved elektroneksitering lysende yttriumsilikat aktivert med tre-verdig cerium, tilsvarende formelen: hvor p har verdien 1 eller 2, og

Forbindelser som tilsvarer ovenstående formel og betingelse har en etterklangstid som ligger mellom 2.10" -8 og 5.10"-8 sekund, oppviser en høy energiomvandlingsgrad og bare utsender meget lite etterlys.

Måksimalemisjonen for en forbindelse hvor p = 1 ligger mellom ca. 400 og 4^0 nm. Dette stoff benyttes fortrinnsvis i rør beregnet for lyspunktapparater, særlig for overføring av fargebilder, og ikke i indeksgjengivelsesrør. For anvendelse i sistnevnte rør er forbindelsen hvor p = 2, med en måksimalemisjon mellom ca. 36O og 400 nm, bedre egnet.

Ceriuminnholdet som er uttrykt ved faktoren q, har en viss innflytelse på energiomdanningsgraden og etterlyskarakteri-stikken. De korteste etterlystider og de høyeste virkningsgrader oppnås samtidig når

Dette fremgår av de nedenstående tabeller.

Til sammenligning skal nevnes at omvandlingsgraden for gelenit med et ceriuminnhold på 0.04 er ca. 5 % °g etterlyset 5 til 10 fe Etterlysprosenten måles på følgende måte: Forbindelsen som skal måles anbringes på elektronstråle-rørets skjerm og eksiteres periodevis med en elektronstråle som moduleres av et signal idet strålen i 20 mikrosekunder avgir fullstendig intensitet og i de neste 80 mikrosekunder undertrykkes strålen fullstendig. Lyset som sendes ut av lysstoffet blir etter en viss tid, som kreves for stabilisering av stoffet i eksitert tilstand, målt ved hjelp av en fotocelle. Tabellene I og II gjengir forholdet mellom intensiteten etter 100 mikrosekunder og intensiteten etter 20 mikrosekunder.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares under henvis-ning til vedlagte tegning og to fremstillingseksempler av lysstoff for anvendelse i rør, i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 viser skjematisk et elektronstrålerør i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser en grafisk fremstilling av spektralenergi-fordelingen ved eksitering med elektroner, for stoffer fremstilt i henhold til nedenstående eksempler.

Eksempel I

Man blander:

1,474 g vannholdig Si02 (Si02-innhold 89,5 %)

0,146 g YF3

0.066 g Ce20^

hvoretter denne blanding oppvarmes i 4 timer ved ca. 1400°C i en blanding av 50 % C02, 46 % N2 og 4 % H^. Reaksjonsproduktet homo-geniseres og oppvarmes på nytt på samme måte. Deretter homogeni-seres reaksjonsproduktet på nytt og oppvarmes 4 timer ved ca. l600°C i samme gassatmosfære. Reaksjonsproduktet oppmales, siktes om nødvendig, og er deretter ferdig for bruk på elektronstrålerør-skjermen.

Det fremstilte lysstoff tilsvarer formelen:

Det viser seg at man ved fremstillingen for å påskynde reaksjons-forløpet benyttet et lite overskudd SiO,-,. Stoffets virkningsgrad er 4 % og etterlyset ca. 0,6 %.

Eksempel II

Man blander

0,700 g Si02 (Si02-innhold 89,5 %)

0,033 g Ce203

,2,235 g Y203

hvoretter denne blanding oppvarmes på samme måte som i eksempel I.

Det fremstilte lysstoff tilsvarer formelen:

Stoffets virkningsgrad er 6 % og etterlyset er under 0,1 %.

Lysstoffene kan anbringes etter kjente fremgangsmåter på elektronstrålerørets skjerm. Eventuelt kan blandingen av en slik forbindelse hvor p =» 1, og en forbindelse hvor p = 2, benyttes.

På tegningens fig. 1 betegner 1 elektronstrålerørets vegg. 2 betegner vinduet som på innersiden er overtrukket med en lysstoffskjerm 3> som inneholder lysstoff av ovenstående type.

Fig. 2 er en grafisk fremstilling hvor bølgelengden A er oppsatt i nm som abscisse og den utstrålte energi oppsatt i uavhengige enheter som ordinat. Kurven 5 angir spektralenergi-fordelingen for et stoff fremstilt ifølge eksempel I og kurven 6 denne fordeling for en forbindelse fremstilt ifølge eksempel II. Måksimalemisjonen er satt lik 100 for begge kurver.

Claims (4)

1. Elektronstrålerør med lysskjerm, karakterisert ved at lysskjermen inneholder et ved elektroneksitering lysende yttriumsilikat som er aktivert med tre-verdig cerium, tilsvarende formelen hvor p har verdien 1 eller 2, og

2. Elektronstrålerør som angitt i krav 1, karakterisert ved at

3- Elektronstrålerør som angitt i krav 1 eller 2 for gjengivelse av farvebilder, forsynt med en lysskjerm som inneholder lys stoff strimler som ved elektroneksitering sender ut lys, og hvormed billedgjengivelsen settes sammen, samt stoffstrimler som lyser opp ved elektroneksitering og tjener til fremkalling av et styringssignal, karakterisert ved at strimlene for fremkalling av styr-ingssignalet inneholder yttriumsilikat aktivert med tre-verdig cerium, og tilsvarer formelen: hvori

4. Elektronstrålerør som angitt i krav 1 eller 2, for anvendelse i lyspunktapparater, karakterisert ved at lysskjermen inneholder yttriumsilikat aktivert med tre-verdig cerium, tilsvarende formelen hvor