NO127323B

NO127323B -

Info

Publication number: NO127323B
Application number: NO01611/68A
Authority: NO
Inventors: George Blasse; Alfred Bril
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1967-04-29
Filing date: 1968-04-26
Publication date: 1973-06-04
Also published as: ES353255A1; DK119366B; US3564322A; NL6706095A; SE330056B; FR1564271A; BE714420A; GB1174518A; CH487498A; NL154361B; DE1764218A1; DE1764218B2; AT280371B

Description

Katodestrålerør med en luminiserende skjerm til Cathode ray tube with a luminescent screen

lyspunktavsøkning. light point scanning.

Oppfinnelsen vedrører latodestrålerør til lyspunkt-avsøkningsapparater, f.eks. til lyspunktavsøkning av film eller diapositiver. The invention relates to lathode ray tubes for light point scanning devices, e.g. for bright point scanning of film or slides.

Ved"gjengivelse av film eller diapositiver ved hjelp av televisjonssystemer avføles filmene eller diapositivene vanligvis med en lysstråle frembragt av et lyspunkt, som beveger seg hurtig på katodéstrålerørets skjerm.' Det lys som utsendes av det bevegelige punkt, projiseres opp på diapositivet eller filmen og det transmitterte lys rammer en fotoelektrisk celle, hvori energien av den transmitterte del av lys omdannes til et elektrisk signal. Dette elektriske signal utsendes på den vanlige måte ved hjelp av et kommunika-sjonssystem, f.eks. en televisjonssender. When "reproducing film or slides by means of television systems, the films or slides are usually sensed with a light beam produced by a light point, which moves rapidly on the screen of the cathode ray tube." The light emitted by the moving spot is projected onto the slide or film and the transmitted light strikes a photoelectric cell, in which the energy of the transmitted portion of light is converted into an electrical signal, which is transmitted in the usual way by means of a communication system, eg a television transmitter.

Et- slikt system har blitt benyttet tii overføring ikke bare av informasjon fra film eller diapositiver, men også av,informasjon fra gjennomsiktige objekter, som. kan anbringes under et mikro-skop eller fra ugjennomsiktige obj ekt er,. f ..eks . verdipapirer, som sjekker eller andre trykte eller skrevne dokumenter. Ved ugjennomsiktige objekter projiseres de fra disse reflekterte stråler opp på en fotocelle. Such a system has been used for the transmission not only of information from film or slides, but also of information from transparent objects, such as can be placed under a microscope or from opaque objects. for example securities, such as checks or other printed or written documents. In the case of opaque objects, the reflected rays from these are projected onto a photocell.

Por oppnåelse av en korrekt gjengivelse av informasjonen fra det avfølte objekt er det nødvendig at nedbrytningstiden av det luminiserende stoff på katodestrålerørets skjerm er kortere enn det tidsrom, hvori elektronstrålen som frembringer lyspunktet beveger seg over' en avstand'på skjermen som svarer til en hel punktdiameter, idet det lys som frembringes på den del av skjermen som ble anslått umiddelbart foran, skal være i det minste så godt som forsvunnet ved den etterfølgende avføling. Ellers ville den ,i- dette, øyeblikk gjengitte informasjon bli blandet med informasjon fra deler'som er blitt avfølt tidligere. In order to achieve a correct reproduction of the information from the sensed object, it is necessary that the breakdown time of the luminescent substance on the screen of the cathode ray tube is shorter than the time in which the electron beam that produces the light point moves over a 'distance' on the screen that corresponds to an entire spot diameter , as the light produced on the part of the screen that was projected immediately in front must be at least as good as gone by the subsequent sensing. Otherwise, the information reproduced at this moment would be mixed with information from parts that have been sensed previously.

Ved betegnelsen "nedbrytningstid'for det luminiserende stoff", slik det benyttes her,, skal- det forstås den tid, hvori in-.. tensiteten av lyset ved avslutningen av elektronbombardementet avtar til ^ av den maksimale intensitet. The term "decomposition time" for the luminescent substance, as used here, is to be understood as the time in which the intensity of the light at the end of the electron bombardment decreases to ½ of the maximum intensity.

Når elektronstrålene beveger seg med stor hastighet, f.eks. med den hastighet som er standardisert for televisjonsutsend-elsessystemer, skal nedbrytningstiden utregnet ifølge de ovenstående When the electron beams move at high speed, e.g. with the speed that is standardized for television broadcasting systems, the degradation time must be calculated according to the above

-7 -7

regler være mindre enn ca. -10 sekund. rules be less than approx. -10 seconds.

Ved gjengivelse av informasjon fra.ufarvede objekter, f.eks. sort/hvite filmer eller diapositiver, kjennes adskillige stoffer som tilfredsstiller de tidligere nevnte krav. Et av de alminnelig anvendte stoffer er med trivalent cerium aktivert kalsium-aluminiumsilikat, gelenit. Et annet egnet stoff er med. trivalent cerium aktivert magnesiumkalsiumsilikat. Førstnevnte stoff emitterer hovedsakelig den blå del av spektret med et maksimum mellom 400 og M20 nm,'og sistnevnte emitterer i den ultrafiolette del av spektret med et maksimum ved ca. 380 nm. Nedbrytningstiden for begge stoffer. When reproducing information from uncoloured objects, e.g. black and white films or slides, several substances are known which satisfy the previously mentioned requirements. One of the commonly used substances is calcium aluminum silicate, gelenite, activated with trivalent cerium. Another suitable substance is included. trivalent cerium activated magnesium calcium silicate. The former substance mainly emits the blue part of the spectrum with a maximum between 400 and M20 nm, and the latter emits in the ultraviolet part of the spectrum with a maximum at approx. 380 nm. The degradation time for both substances.

-7 -7

er mindre enn 10 sekund.. is less than 10 seconds..

Disse stoffer er anvendt alene uegnet til bruk i katode-strålerør i punktavføringsapparåter til.transmisjon av informasjon fra farvede objekter, f.eks. farvefilm eller farvede diapositiver. Til det,te formål må katodestrålerørets skjerm inneholde et luminiserende stoff, hvis emisjon fortrinnsvis strekker seg over hele den synlige del av spektret eller i det minste over en stor del herav. Dette henger sammen med den måte, hvorpå informasjonen fra de farvede objekter oppfanges og transmitteres. Dette kan kort oppsummeres som følger. These substances are used alone unsuitable for use in cathode ray tubes in point discharge devices for the transmission of information from colored objects, e.g. color film or colored slides. For that purpose, the screen of the cathode ray tube must contain a luminescent substance, the emission of which preferably extends over the entire visible part of the spectrum or at least over a large part thereof. This is connected to the way in which the information from the colored objects is captured and transmitted. This can be briefly summarized as follows.

Den i katodestrålerøret frembragte elektronstråle beveger seg etter et gitt mønster, også kalt raster, over den luminiserende skjerm. Elektronstrålen er ikke modulert og det fåes en hurtigløpende, lysende felkk med konstant lysintensitet på den luminiserende skjerm. Objektet avføles med lys frembragt av denne lys-flekk. The electron beam produced in the cathode ray tube moves according to a given pattern, also called a grid, over the luminescent screen. The electron beam is not modulated and a fast-moving, luminous rim with constant light intensity is obtained on the luminescent screen. The object is sensed with light produced by this light spot.

Den av objektet transmitterte eller reflekterte stråling adskilles i en rød, en grønn og en blå, komponent ved hjelp av dikrom-atiske speil og/eller filtre. Enhver av disse komponenter faller på en spesielt fotoelektrisk celle. De elektriske signaler som frembringes av disse fotoceller kombineres og transmitteres på den vanlige måte. Selvsagt er det ved denne prosess nødvendig for det luminiserende stoff ikatodestrålerøret, hvormed det bevegelige lyspunkt frembringes å utsende stråling i hele den synlige del av spektret, idet transmisjonen eller refleksjonen av et farvet objekt avhenger av bølgelengden for den stråling, hvormed det avføles. The radiation transmitted or reflected by the object is separated into a red, a green and a blue component by means of dichromatic mirrors and/or filters. Any of these components falls on a particular photoelectric cell. The electrical signals produced by these photocells are combined and transmitted in the usual way. Of course, in this process it is necessary for the luminescent substance in the cathode ray tube, with which the moving light point is produced, to emit radiation in the entire visible part of the spectrum, as the transmission or reflection of a colored object depends on the wavelength of the radiation with which it is sensed.

Det som er nevnt i det foregående gjelder ikke bare for de 'overføringssystemer, hvori et farvet bilde dannes på gjengivelses-siden, f.eks. et farvetelevisjonssystem, men også for de systemer hvor et farvet objekt bare gjengis i sort og hvitt. Por den korrekte nyansering i sort og hvitt, som må svare til de farvede objekters, er' det også av viktighet at emisjonen av det luminiserende stoff i ka-todestrålerøret til punktavføling strekker seg over en stor del av spektret. What has been mentioned above does not only apply to those transmission systems in which a colored image is formed on the reproduction side, e.g. a color television system, but also for those systems where a colored object is only reproduced in black and white. For the correct shading in black and white, which must correspond to that of the colored objects, it is also important that the emission of the luminescent substance in the cathode ray tube for point sensing extends over a large part of the spectrum.

De tidligere nevnte kjente luminiserende stoffer tilfredsstiller ikke kravene om frembringelse av korrekt informasjon fra farvede objekter. Derfor har man anvendt et annet luminiserende stoff, nemlig grønt luminiserende sinkoksyd, selv om dets nedbrytningstid på 10 - 6 sekunder egentlig er for lang. Den spektrale energifordeling av dette stoff strekker seg- inn i' den blå og røde del av spektret, selv om den emitterte energi i de ytterste blå og rød deler er meget mindre enn i den sentrale del. The previously mentioned known luminescent substances do not satisfy the requirements for producing correct information from colored objects. Therefore, another luminescent substance has been used, namely green luminescent zinc oxide, even though its decomposition time of 10 - 6 seconds is really too long. The spectral energy distribution of this substance extends into the blue and red part of the spectrum, although the emitted energy in the outermost blue and red parts is much less than in the central part.

Dessuten er sinkoksyd, ettersom kravene til riktig gjengivelse av farvede objekter, især farvefilm og farvede diapositiver stadig økes, ikke tilfredsstillende fordi intensiteten av det luminiserende lys som emitteres av den rød del av spektret, er for lav. I den rød ende av spektret økes denne effekt, fordi' følsomheten for rød stråling er betydelig mindre enn for blå stråling i de alminnelig benyttede fotoceller. Moreover, as the requirements for the correct reproduction of colored objects, especially color film and colored slides are constantly increasing, zinc oxide is not satisfactory because the intensity of the luminescent light emitted by the red part of the spectrum is too low. At the red end of the spectrum, this effect is increased, because the sensitivity to red radiation is considerably less than to blue radiation in the commonly used photocells.

Med oppfinnelsen skal det tilveiebringes et katodestråle-rør til punktavføling, hvilket rør fungerer bedre enn de hittil kjente ved gjengivelse av farvede objekter. With the invention, a cathode ray tube for point sensing is to be provided, which tube works better than those previously known when reproducing colored objects.

, Et katodestrålerør ifølge oppfinnelsen, spesielt til , A cathode ray tube according to the invention, especially to

bruk i punktavfølingsapparater, har en oppfangningsskjerm med et luminiserende stoff, bestående av med trivalent cerium aktivert ytt<p>ium-aluminat som tilfredsstiller formelen use in point sensing devices, has an interception screen with a luminescent substance, consisting of trivalent cerium activated ytt<p>ium aluminate satisfying the formula

Ved anslag av elektroner har et stoff med overnevnte formel som har granat struktur, et bredt emisjonsspektrum, som strekker seg fra ca. 470 nm til ca. 720 nm med et maksimum ved ca. 550 nm. Ved den langbølgede ende av spektret utstrekker granatsemisjonen seg så-ledes betydelig videre enn det hittil anvendte sinkoksydsemisjon. Dette muliggjør at de rød farver også kan overføres korrekt. Upon impact of electrons, a substance with the above formula which has a garnet structure has a broad emission spectrum, which extends from approx. 470 nm to approx. 720 nm with a maximum at approx. 550 nm. At the long-wavelength end of the spectrum, the garnet emission thus extends considerably further than the zinc oxide emission used until now. This enables the red colors to be transferred correctly.

Nedbrytningstiden'for granat, som tilfredsstiller den i The decomposition time'for garnet, which satisfies the i

-7 -7

det foregående nevnte formel er mindre enn 10 sekund. Dessuten er effektiviteten for omdannelsen av de anslåtte elektroners energi til lys stor og i ethvert tilfelle likestillet med effektiviteten ved det hittil alminnelige benyttede sinkoksyd. the previously mentioned formula is less than 10 second. Moreover, the efficiency for the conversion of the energy of the projected electrons into light is great and in any case equal to the efficiency of the hitherto common zinc oxide used.

Dette yttriumaluminat bør fortrinnsvis•tilfredsstille formelen: This yttrium aluminate should preferably•satisfy the formula:

hvor 0,0lixl0,20. where 0.0lixl0.20.

Når x er større enn 0,20, fremkommer det en konsentra-sjonsutslukning, når x er mindre' enn 0,01 faller effektiviteten i den synlige del a<y> emisjonsspektret for meget for praktisk bruk. When x is greater than 0.20, a concentration extinction occurs, when x is less than 0.01 the efficiency in the visible part a<y> of the emission spectrum falls too much for practical use.

Vanligvis vil man øke emisjonen fra den luminiserende skjerm i katodestrålerøret ifølge oppfinnelsen i åen blå del av spektret ved ytterligere innføring på skjermen av et luminiserende stoff, hvis emisjon.ligger i den blå del av spektret. Et slikt kan blandes- med granat, men ban også anbringes på skjermen som spesielt lag. Det er klart at et slikt stoff også må ha en kort nedbrytningstid pa mindre enn 10 _7 sekunder. Dette annet stoff kan f.eks. være det i det foregående omtalte kjente gelenit. Denne kombinasjon muliggjør en perfekt reproduksjon av informasjonen fra de farvede objekter. Generally, one will increase the emission from the luminescent screen in the cathode ray tube according to the invention in a blue part of the spectrum by further introducing a luminescent substance on the screen, the emission of which is in the blue part of the spectrum. One such can be mixed with grenade, but ban can also be placed on the screen as a special layer. It is clear that such a substance must also have a short decomposition time of less than 10_7 seconds. This other substance can e.g. be the previously mentioned known gelenite. This combination enables a perfect reproduction of the information from the colored objects.

Yttriumaluminatet til røret ifølge oppfinnelsen kan frem-stilles ved alminnelig fosforfremstillingsteknikk, som vil beskrives nærmere i det følgende. Dets anbringelse på katodestrålerørets skjerm kan også finne sted på den vanlige måte. The yttrium aluminate for the tube according to the invention can be produced by ordinary phosphor production techniques, which will be described in more detail below. Its placement on the cathode ray tube screen can also take place in the usual way.

Oppfinnelsen skal omtales nærmere med henvisning til et eksempel på fremstilling og til tegningen. The invention shall be described in more detail with reference to an example of production and to the drawing.

På tegningen viser fig. 1 et skjematisk bilde av et katode-strålerør ifølge oppfinnelsen og In the drawing, fig. 1 a schematic view of a cathode ray tube according to the invention and

fig. 2 viser en grafisk gjengivelse av den spektrale energifordeling av et luminiserende stoff, som er fremstillet ifølge nedenstående eksempel. fig. 2 shows a graphical representation of the spectral energy distribution of a luminescent substance, which has been produced according to the example below.

Eksempel. Example.

16,85 g Y20316.85 g of Y2O3

20,00 g Al20j, nH20 med et aluminiuminnhold på 33,7 vekt% og 0,-49 g. Ce20320.00 g Al20j, nH20 with an aluminum content of 33.7% by weight and 0.-49 g. Ce203

blandes. mix.

Blandingen oppvarmes i luft til en tanperatur mellom 1250°C og 1350°C i 2 timer. Det resulterende reaksjonsprodukt males og homo-geniseres og oppvarmes i luft til en temperatur mellom 1400 og l600°C The mixture is heated in air to a temperature between 1250°C and 1350°C for 2 hours. The resulting reaction product is ground and homogenized and heated in air to a temperature between 1400 and 1600°C

i 2 timer. Ved oppvarmningsoperasjonene kan luften erstattes med oksygen eller nitrogen eller med en atmosfære av nitrogen med 5 volum-hydrogen. Etter den annen varmebehandling og eventuelt etter homo-genisering og filtrering er det luminiserende stoff parat til bruk. for 2 hours. During the heating operations, the air can be replaced with oxygen or nitrogen or with an atmosphere of nitrogen with 5 volumes of hydrogen. After the second heat treatment and possibly after homogenization and filtration, the luminescent substance is ready for use.

Det kan anbringes på skjermen av et katodestrålerør, som er vist skjematisk på fig. 1 på vanlig måte, f.eks. ved hjelp av et bindemiddel. It can be placed on the screen by a cathode ray tube, which is shown schematically in fig. 1 in the usual way, e.g. using a binder.

På fig. 1 angir henvisningsbetegnelsen 1 en vegg av en konisk del av et katodestrålerør ifølge oppfinnelsen. Ved den brede ende er den koniske del lukket med en glassdel 2, som tjener til under-lag for en luminiserende skjerm 3. Den luminiserende skjerm inneholder med trivalent cerium aktivert yttriumaluminat ifølge oppfinnelsen. In fig. 1, the reference designation 1 indicates a wall of a conical part of a cathode ray tube according to the invention. At the wide end, the conical part is closed with a glass part 2, which serves as a substrate for a luminescent screen 3. The luminescent screen contains yttrium aluminate activated with trivalent cerium according to the invention.

Fig. 2 er en grafisk gjengivning med bølgelengde i nm Fig. 2 is a graphic representation with wavelength in nm

som absisse og intensitet av den luminiserende stråling som ordinat. Kurve 4 viser emisjonsspektret av det ifølge overnevnte eksempel fremstilte stoff. Maksimum for emisjonen er tillagt verdien 100- For sammenligning viser en kurve 5 emisjonsspektret for hittil benyttet as abscissa and intensity of the luminescent radiation as ordinate. Curve 4 shows the emission spectrum of the substance produced according to the above example. The maximum for the emission is given the value 100 - For comparison, a curve 5 shows the emission spectrum for the hitherto used

sinkoksyd. zinc oxide.

Det ifølge foregående eksempel fremstilte stoff viste seg å ha en effektivitet på 3,6% i den synlige del av spektret, når det ble anslått med elektroner ved 20 kV. Nedbrytningstiden var The substance produced according to the previous example proved to have an efficiency of 3.6% in the visible part of the spectrum, when it was estimated with electrons at 20 kV. The decomposition time was

<-7> sekunder. <-7> seconds.

mindre enn 10 sekunder. less than 10 seconds.

Claims

1. Cathode ray tube with a luminescent screen for point sensing, characterized in that the screen contains yttrium aluminate activated with trivalent cerium with the formula:

2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the yttrium aluminate activated with trivalent cerium has the formula:

3. Cathode ray tube according to claim 1 or 2, characterized in that the screen, in addition to the yttrium aluminate activated with trivalent cerium, contains a luminescent substance, which has a decay time of less than 10 -7 seconds and emission in the blue part of the spectrum.

4. Cathode ray tube according to claim 3 > characterized in that the substance which has emission in the blue part of the spectrum is gelenite.