DE1639082A1 - Leuchtschirm - Google Patents

Description

I'ateiitauwalt

Anmelder: N. V. Philips Gioeiiampeniubrieken ' 63 9 082

Akt. No. PHF- 2237

Anm.ldunovom, 16. Januar 1Q68 PHN". 2237«

Va/WJM.

Die Erfindung bezieht sich auf einen ein rot Ium ines zierendes Material enthaltenden Leuchtschirm, auf dieses rot lumineszierende Material und auf eine Elektronenstrahlröhre zur Wiedergabe von Farbbildern, die einen derartigen Schirm bzw. ein derartiges Material enthält.

In der letzten Zeit wurden viele rot lumineszierende Materi- f alien zur Anwendung in Elektronenstrahlröhren zur Wiedergabe von Farbbildern, insbesondere Farbfernaehbildern, und zur Anwendung in Hochfruok-Queoksilberdampf-Entladungslampen beschrieben. In Elektronenstrahlröhren dienen dieae Materialien naturgemäsa zur Wiedergabe der roten Komponente, dos Bildesf in Hoohdruok-Quecksilberdampf-Entladungslampen wird das rot lurainoszierende Material zur Ergänzung des Hangels an Strahlung im roten Teil des Spektrums der Quecksilberdampfentladung angebracht.

Obgleich für die obenerwähnten Anwendungen schon lange brauchbare Materialien bekannt waren, haben die Untersuchungen der letzten Jahre

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eioh insbesondere auf Verbindungen konzentriert! die als Aktivator ein odor mehrere der Elenente der Lanthanidegruppe enthalten. (Diese Lanthanidegruppo wird auch häufig ala die Gruppe der seltenen Erdmetalle bezeichnet). Im Vergleich zu den meisten älteren bekannten Leuchtstoffen weisen rot lünineezierende Verbindungen, die mit einem oder mehreren der Lanthanidelemente aktiviert sind, den grossen Vorteil auf, dass die Emission zum grossten Teil innerhalb eines sehr kloinen Wellenlängenbereichs im roten Teil des Spektrums liegt. Dies ist naturgomäs3 günstig, nicht nur weil dann die Farbe des ausgesandten Lichtes sehr rein int, sondern namentlich auch, weil keine Energie auo dem Erregungamittel, Elektronen o.ier Ultraviolettstrahlung, durch Umwandlung in Licht in Teilen des Emissionsspektrums, in denen keine Strahlung gewünscht wird, verloren geht.

Einige Beispiele derartiger neuer Stoffe sind mit Europium aktiviertes Yttriumvanadat, mit Europium aktiviertes Gadoliniumoxyd und mit Europium aktiviertes Yttriuir.oxyd. In all diesen Verbindungen ist das Europium dreiwertig. Namentlich das zuerst erwähnte Material wird jetzt bereits häufig in Elektronenstrahlröhren zur i.'iedergabc von Farbfernsehbildern und zur Korrektur ies Lichte3 von Hochdruck-QueclcQilberdanpf-Untladungalampen angewandt. Bei der Herstellung des Leuchtechirmes einer Elektronenstrahlröhre mit diesem Vanadat iat es sehr vorteilhaft, dass sich bei der Verarbeitung, äs.B. der Anbringung, koine umibersteigbaren Schwierigkeiten ergeben. Das Uaterial ist nämlich in Wasser und in den im allgemeinen bei dor Herstellung derartiger Schirme verwende ton Flüssigkeiten sohlecht löslich. Ferner hat es eine verhältnismäaoig hohe Beständigkeit gegen die hohen Temperaturen, die bekanntlich bei der Herstellung derartiger Röhren auftreten, Es hat jedoch don grossen Nachteil, dass sowohl das Europium wie das Yttrium sehr kostspielig sind. Da eine hohe Energioau3-

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bouto eine verhältnismäeßig grosse Menge an Europium erfordert, ist der Selbstkootenirois dieses Materials TO: bis 900 Gulden pro kg.

Die mit dreiwertigem Europium aktivierten Oxyde von Gadolinium und Yttrium aind auch sehr kostspielig, was u.a. auch auf den vorhältnioniäsBig hohen Europiumgehalt surückzuführen ist, der zun Erhalten oiner hohem liiergieauabeute erforderlich ist. Diese beiden Stoffe haben jedoch auch noch den llachteil, dass sie in Wasser veniger unlöslich sind als dae Yt triunvanada t.

Die Qnissionaspektren der obenerwähnten Stoffe sind nicht völlig gleich, obgleich die gewünschte starke rote Eci3aion stets im 3oroioh von 60 - 625 nun liegt. Heben dieser starken Emission weisen die drei Stoffe aber alle noch verhältnismässig starke Nebenomiasionen auf, die sonit den Unuandlungs grad beeinträchtigen. Das mit dreiwertigem Europium aktivierte Yttriunvanadat woist 2.B. im grünen und im infraroten Teil dos Spektrums eine Terhälteniamässig starke Emission auf. Dies ist nicht nur störend, weil die Energioaunbeute in gewünschten roten Teil herabgesotst vird, sondern auch weil die Farbenreinheit eines wiederzugebenden Bildes dadurch beeinträchtigt Vird. Λ

Uin T.euchtachirr, nach der Srfidnung enthält ein rot luninossierondea Material und iat dadurch gekennseichnet, dass dieses rot lumines-Eierende !Material aua einen; Silikat von Lithium, Indium und dreiwertigen BurcpiUE besteht, das der Forr.ell

Li ln^^a^*-^,
entspricht, in der C,005 ^ χ ^. 0,30.

Das Europiun im obenerwähnten Stoff dient wie ein Aktivator und fülirt dit> rote Eciiaaion herbei. Eie Grenzen für den Duropiumgehalt, die .lurch die V.erto von :c jcjcbcn werden, wurien entsprechend der obener-

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wähnten Formel gewählt, weil·sowohl bei höheren als bei niedrigeren Büro* piumgehalten die Ehergieausbeute bei der Umwandlung stark abnimmt. Vorzugsweise wird ζ zwisohen den Werten 0,008 und 0,15 gewählt, weil dabei die höchsten Energieausbeuten erzielt werden. Bei der Verwendung im BiIdochirm einer Elektronenstrahlröhre zur Wiedergabe von Farbbildern wird die Menge an Europium vorzugsweise derart gewählt, dass 0,02^x^,0,051 iMd Vorwendung des Leuchtsohirmes in HooMruck-Queaksilberdampf-Qitladungelampon wird der Europiumgohalt vorzugsweise derart gewählt, dass χ nahezu gleich 0,08 ist. Bei diesen Gehalten wird na'ml ich den Höohstutnwand lungsgrad bei der erwähnten Anregung erzielt.

Die Verbindungen naoh der Erfindung weisen sowohl bei Anregung mit Elektronen wie bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung mit einer '..'ellenlange von nahezu 254 nm ein Spektrum des ausgesandten Li oh tee auf, das nahezu völlig im Bereich zwischen 606 und 618 na liegt. Dieser Bereich ist bekanntlich für Elektronenatrahlröhren zur Wiedergabe Van Farbferneeh-

bildern von besonderer Bedeutung. Im Viellenla'ngenbereich zwischen JOO und 72C nr. wird zwar eine Unission gefunden, aber diese ist im Vergleich au der ir.i obenerwähnten bedeutenden Wellenla'ngenbereioh sehr gering. Auch awioch ,0 und 606 nm troton Bebenendasionen auf| diese beeinträchtigen naturgemÄss die I-'arbenreinheit des vriedergogebenen Bildec in einer Elek-■tronenotrahlröhre ein wonig, aber nicht in störendem Kasse, da sie in der ITähe des ,^evrünacliten Bereicheo, jedenfalls im roten Teil des Spektrums liegen.

Ein sehr wichtiger Vorteil im Vergleich zu den obenbe0ohriebenen bekannten Lanthanidelemente en itenden Stoffen ist der, dase der SelbetkontenpreiE ei-heblich geringer, nämlich nur 25Ο bia 400 Gulden pro kg i3t. Diea ist hauptsächlich darauf zurüoksuführen, dass der Buropium-

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gehalt verhÄltnismässig niedrig sein kann. Auaoerdem lot der Selbstkostenpreis von Indium erheblich niedriger als der von Yttrium und Gadolinium·

Ein weiterer Vorteil des Materials naoh der Erfindung ist der, dass ea eine welsae TagesIichtfarbe aufweist} dabei ergibt eich kein Parbatich, wenn der Sohirm von auffallendem Lioht getroffen wird. Bei der Herstellung der Elektronenstrahlröhren ist es sehr günstig, dass die Materialien naoh der Erfindung in Wasser sehr schlecht lö'slioh sind d und bei Erhitzung eine hohe Stabilität aufweisen. Bei der Herateilung des Leuchtstoffes selber ist es vorteilhaft, dass innerhalb der obenerwähnten Grenzen für den Europiumgehalt eine Aenderung dieses Gehaltes die Energieausbeute und die Farbe des ausgesandten Luminesaenalichtes nur in geringem Ilasse beeinflusst. Die Herstellung ist dadurch wenig kritisoh.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand zweier Herstellungabeispiele und einer Zeichnung näher erläutert. BEISPIEL I.

74 s = 1 mol U₂CO₃
267 c » O»96 mol IO

14 g · 0,04 mol
120 g · 2 mol SiO₂

werden geinisoht. Dieses Gemisch wird während sv/ci Stunden auf einer Temperatur von 800°C an der Luft erhitzt. Das gebildete Reaktionsprodukt wird gemahlen, erforderlichenfalls gesiebt, und aufs neue während zwei Stunden auf einer Temperatur von 110O⁰C an der Luft erhitzt. Das nach der aweiten Wärmobehandlung erhaltene Reaktionaprodukt wird erforderlichenfalls gemahlen und gesiebt und ist dann gebrauchsfertig.

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BEISPIEL 2.

74 β - 1 mol Li₂CO,

256 g - °»92 mol

28 g . 0,08 mol

120 g . 2 · mol ₂
werden gemiachtt Die Herstellung erfolgt weiter auf gleiohe Weise wie im Beispiel 1.

ergieausbeute Ton 5»5 f° fu

7°

Bei Messung wurde eine Energieausbeute Ton 5»5 f°

Material des Beispiels 1 und Ton 5t° 7° für Aas Material des Beispiele 2 gefundent Die Anregung wurde mit Elektronen mit einer Energie von etwa 10 - 15 kV durchgeführt.

Das Emissionsspektrum der "beiden Stoffe war gleioh und ist in der Zeiohnung dargestellt. Diese Zeichnung ißt eine graphische Darstellung, in der die Wellenlänge in nm als Abszisse und die gemessene Intensität in beliebigen Einheiten als Ordinate aufgetragen ist. Der

Spitzenwert der Emission bei nahezu 612 nm Ibt dabei annahmeweise 100,

DaB rot lumineezierende Material wird auf an sich bekannte 'ieise auf den Schirm der herzustellenden Elektronenstrahlröhre oder auf den Träger der lumineszierenden Farbkorreltturschicht einer Hochdruck-Queoksilberdampf-Entladungslampe frer meistens ein die eigentliche Entladungsröhre umgebender Koben ist) aufgebracht.

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Claims (4)

PHN. 2237. - 7 - PATEgTAIfSPROCHE.

1. Leuchtschirm mit einem rot luninessierenden Material, dadurch gekennzeichnet, dass das rot luminessierende Material aus einem Silikat von Lithium, Indium und dreiwertigem Buropium besteht, das der Formel

Li In,, *EuJ"¹"¹"Si(K

entspricht, in der 0,005 ^. X ^ 0,30 ist.

2. Leuchtschirm nach Anspruch 1, dadurch Gekennzeichnet, dass

ο,οοε^Ι x^, 15 ist

3. Hot lumineszierendes Material, das aus einem Silikat von Lithium, Inlium und dreiwertigem Europium besteht, das der Formel

J, J I

Li In_{(i m x)}Bu_x ⁺Si0₄,

entspricht, in der 0,005 X x<[0,30 und vorzugsweise 0,008^. x<,0,15 ist,

4. Elektronenstrahlröhre aur Wiedergabe von Farbbildern, insbesondere Farbfernaehbildern, die mit einem Leuchtschirm nach Anspruch 1 oder 2 bwr.. lüt einen rot luinineszierenden Material nach Anspruch 3

vorsehen ist. ™

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