DE3100467C2

DE3100467C2 - Leuchtstoff mit hoher Leuchtdichte

Info

Publication number: DE3100467C2
Application number: DE3100467A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yokohama Kanagawa Kukimoto; Kiyoshi Morimoto; Hitoshi Mobara Chiba Toki
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1980-01-16
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1986-10-09
Also published as: DE3100467A1; GB2068995B; JPH0120198B2; GB2068995A; US4755717A; JPS56100888A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluoreszenz-Legierung, die eine hohe Leuchtdichte bei Anregung mit Elektronen geringer Geschwindigkeit aufweist und der Formel (Zn ↓1 ↓- ↓xCd ↓x)S:Ag, Al genügt, wobei x die Werte 0,25 ≦ x ≦ 0,95 hat, Ag zwischen 1 · 10 ↑- ↑5 bis 10 ↑- ↑3 Atome/Mol Al zwischen 1,2 · 10 ↑- ↑3 und 5 · 10 ↑- ↑2 Atome/Mol liegen. Außerdem sieht die Erfindung ein Fluoreszenz-Sichtgerät vor, bei dem eine Leuchtstoffschicht (5) mit der oben angegebenen Zusammensetzung auf einer elektrisch isolierenden Schicht (3) liegt und mit einem Leiter (2) in Verbindung steht.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die Aluminium-Konzentration mehr als eine Größenordnung höher ist als die Silber-Konzentration.

2. Verwendung des Leuchtstoffs nach Anspruch 1 in der auf die Anoden aufgetragenen Leuchtstoffschicht eines Fluoreszenz-Sichtgerätes.

Die Erfindung betrifft einen Leuchtstoff mit hoher Leuchtdichte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere eine Fluoreszenz-Legierung (Fluoreszens-Zusammensetzung bzw. -Masse bzw. -Verbindung; unter »Fluoreszenz« sind im folgenden auch Lumineszenz- bzw. Phosphoreszenz-Erscheinungen zu verstehen), die grünes, blaues oder rotes Licht bei Anregung mit Elektronen geringer Geschwindigkeit aussenden oder emittieren kann, wobei die Anregung durch ein Beschleunigungspotential unter 100 V erfolgt

Fluoreszenz-Sichtgeräte werden allgemein in verschiedenen elektrischen oder elektronischen Sichtgeräten verwendet, da sie mit einer relativ geringen Spannung und kleiner Leistungsaufnahme angesteuert werden können und helle, sowie sehr klare Bilder bzw. Anzeigen aufweisen. Das Fluoreszenz-Sichtgerät führt die Anzeige von Schriftzeichen bzw. Buchstaben oder Mustern durch, indem Elektronen, die von drahtförmigen Kathoden emittiert werden, wenn diese erregt und erwärmt sind, auf Anoden auftreffen, auf denen Leuchtstoffschichten aufgetragen sind und an denen wahlweise eine Anodenspannung liegt. Die auf die Anoden des Fluoreszenz-Sichtgerätes aufgetragenen Leuchtstoffschichten bestehen im allgemeinen aus einer Fluoreszenz-Legierung, die zu einer Emission mit hoher Leuchtdichte durch Anregung mit Elektronen geringerer Geschwindigkeit, insbesondere kleiner Beschleunigungsspannung, geeignet ist.

Bisher gibt es eine ZnU zu Zn-System-Fluoreszenz-Legierung als eine mit Elektronen geringer Geschwin-

zenz-Legierung hinsichtlich der Anregbarkeit mit Elektronen geringer Geschwindigkeit äußerst vorteilhaft. Jedoch kann der ZnO zu Zn-Systera-Leuchtstoff lediglich grünes Licht unter Elektronenanregung aussenden. Somit ist die vom Fluoreszenz-Sichtgerät mit der ZnO zu Zn-System-Fluoreszenz-Legierung ausgesandte Leuchtfarbe auf grün beschränkt

Dagegen besteht mit der Ausdehnung des Anwendungsbereiches von Fluoreszenz-Sichtgeräten ein starker Bedarf für eine Mannigfaltigkeit der Leuchtfarbe zur Anzeige. Wenn beispielsweise ein Warnsignal gegeben werden soll, wird rot gegenüber grün bevorzugt, um den Warneffekt zu steigern. Wenn weiterhin verschiedene Arten von Informationen in einem oder in mehreren Fluoreszenz-Sichtgeräten angezeigt werden sollen, kann jede der Informationen genau und äußerst einfach erkannt werden, sofern die Leuchtfarbe in jeder der anzuzeigenden Informationen in verschiedenen Farben angezeigt wird. Um diese Forderung zu erfüllen, wurden zahlreiche Versuche unternommen, um eine Fluoreszenz-Legierung zu entwickeln, die durch Anregung von Elektronen geringer Geschwindigkeit andere Leuchtfarben als grün emittieren kann. Beispielsweise wurde an solche mit Elektronen geringer Geschwindigkeit anregbare Fluoreszenz-Legierungen gedacht, die zubereitet werden durch Mischen verschiedener elektrisch leitender Materialien mit einer ZnS zu Ag- oder ZnS zu Cu-Fluoreszenz-Legierung, die in der herkömmlichen Kathodenstrahlröhre verwendet wird, die verschiedene Leuchtfarben bei Anregung mit Elektronen hoher Geschwindigkeit emittieren kann, oder mit einer (Zn, Cd)S zu Ag- oder einer Y2O2S zu Eu-Fluoreszenz-Legierung. Weiterhin wurde auch eine solche Fluoreszenz-Legierung entwickelt, die durch Mischen von SnO^ das ursprünglich ein elektrisch leitendes Materia! ist, mit einem Seltenerdelement, wie beispielsweise Eu, zubereitet wird.

Bei der Fluoreszenz-Legierung, die bisher durch Mischen des elektrisch leitenden Materials mit der Fluoreszenz-Legierung hergestellt wird, ist eine Emission hoher Leuchtdichte nicht zu erzielen, was auf der Abnahme der Leuchtfläche in der Fluoreszenz-Legierung durch Beimischen des nicht-leuchtenden, elektrisch leitenden Materials in die Fluoreszenz-Legierung beruht, und weiterhin neigt die Leuchtdichte zur Unregelmäßigkeit, wenn das elektrisch leitende Material nicht gleichmäßig vermischt wird. Die SnO2 zu Eu-Fluoreszenz-Legierung, die aus SnO2 besteht, dem Eu beigefügt wird, ist nicht befriedigend, da sie gesättigte Eigenschaften oder Kennlinien unter einer geringen Leuchtdichte aufweist und nicht zur Emission mit ausreichender Leuchtdichte führen kann. Daher ist sie als Fluoreszenz-Legierung zur Anregung mit Elektronen geringer Geschwindigkeit unbefriedigend. Somit ist im herkömmlichen Fluoreszenz-Sichtgerät, bei dem eine Leuchtstoffschicht aus der Fluoreszenz-Legierung, die durch Elektronen geringer Geschwindigkeit angeregt wird, zusammen mit der ZnO zu Zn-Leuchtstoffschicht vorgesehen ist, um eine Leuchtanzeige verschiedener Farben an den jeweiligen Bereichen in einem Anzeigeteil zu bewirken,

UIgKCIi aiucgüäic nüüi"c$/.ciiz.-i-,cgiciüiig, uic iUr uäS

Fluoreszenz-Sichtgerät verwendet wird. Die ZnO zu Zn-System-Fluoreszenz-Legierung kann durch eine Leuchtdichte-Schwellenwertspannung, d. h. eine Totspannung mit einem niederen Wert von 1 V bis 2 V, angeregt werden, und eine ausreichende Leuchtdichte für die Anzeige kann mit einer Anodenspannung von 10 V bis 20 V erzielt werden. Damit ist diese Fluores-[ Inter.

schied in der Leuchtdichte-Schwellenwertspannung und der Betriebsspannung der beiden Leuchtstoffschichten beruht. Zusätzlich emittiert jede der Leuchtstoffschichten Licht in unterschiedlicher Leuchtdichte, was die Anzeigen schwer beobachtbar macht. Weiterhin sind die Lebensdauer und die Stabilität nicht befriedigend.
Aus der US-PS 36 91 088 ist ein Verfahren zum Her-

31 OO 467

stellen von Leuchtstoffen bekannt, die aus Zink/Cadmium-Sulfid mit einem Verhältnis des Zinks zu Cadmium zwischen 95 :5 und 9 :10 bestehen, wobei als Aktivatormaterial Aluminium und Silber zugesetzt werden kann. Das Silber und das Aluminium werden dabei in Mengen von 0,005 bis 0,03 Gewichtsprozent bzw. in Mengen von 0,005 bis 0,06 Gewichtsprozent zugesetzt Diese Mengen entsprechen 5,6 χ 10~^s bis 3,3 x 10~⁴ Atom/Mol für den Silbergehalt und 2,2 χ 10-⁴ bis 2,64 χ 10~³ Atom/Mol für den Aluminiumgehalt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine die obigen Nachteile vermeidende Fluoreszenz-Legierung mit geringer Leuchtdichte-Schwellenwertspannung anzugeben, die grünes, blaues oder rotes Licht mit hoher Leuchtdichte für eine Anzeige unter Anregung mit Elektronen geringer Geschwindigkeit aussenden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Leuchtstoff nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch das in dessen kennzeichnenden Teil angegebene Merkmal gelöst

Die Erfindung ermöglicht also eine Fluoreszenz-Legierung, die keine nicht-leuchtenden, elektrisch leitenden Materialien enthält, um einerseits die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern, jedoch andererseits Leuchtflächen in der Fluoreszenz-Legierung zu verringern. Somit liefert die Erfindung eine Emission ausreichender Leuchtdichte ohne unregelmäßige Beleuchtung oder gesättigte Eigenschaften bzw. Kennlinien unter geringer Leuchtdichte, die in einer SnC>2 zu Eu-System-Fluoreszenz-Legierung beobachtet wird.

Weiterhin ermöglicht die Erfindung eine Fluoreszenz-Legierung, die stabil ist und ausgezeichnete Eigenschaften in der Beleuchtungsstabilität und der Lebensdauer besitzt.

Schließlich soll der Leuchtstoff in einem Fluoreszenz-Sichtgerät verwendet werden, das bei einer niederen Leuchtdichte-Schwellenwertspannung von 5 V bis 6 V anregbar ist und grünes, blaues oder rotes Licht hoher Leuchtdichte für eine Anzeige unter einer Anregung von Elektronen geringer Geschwindigkeit mit 20 V bis 50 V emittieren kann.

Eine Verwendung des Leuchtstoffes, der in einem Fluoreszenz-Sichtgerät diese Forderungen erfüllt, ergibt sich aus dem Anspruch 2.

Die Erfindung sieht also einen Leuchtstoff vor, der im wesentlichen aus Zink/Cadmium-Sulfid-Leuchtstoffen (im folgenden auch als (Zn, Cd)S bezeichnet) besteht, die mit Silber aktiviert sind und Aluminium enthalten, wobei Silber in einer Menge von 1 χ 10~⁵ bis 10~³ Atom/ Mol des Zink/Cadmium-Sulfids und Aluminium in einer Menge von 1,2 χ 10~³ bis 5 χ 10~² Atom/Mol des Zink/Cadmium-Sulfids vorliegen und wobei erfindungsgemäß die Aluminium-Konzentration mehr als eine Größenordnung höher ist als die Silber-Konzentration. Der mit Silber aktivierte Zink/Cadmium-Sulfid-Leuchtstoff, dem Aluminium beigefügt ist, hat sich als ein Leuchtstoff erwiesen, der in einer Kathodenstrahlröhre einsetzbar ist, die durch Elektronenstrahlen erregt und beleuchtet wird, die durch eine Spannung von einigen hundert V oder einigen zehn kV beschleunigt sind. Bei ist die Menge von Aluminium in höherer Konzentration als die Menge von Silber im Wirtsmaterial vorhanden, um dadurch die Donator-Konzentration und die elektrische Leitfähigkeit der Fluoreszenz-Legierung so zu steigern, daß sie für Fluoreszenz-Sichigeräte geeignet ist, die mit Elektronen geringer Geschwindigkeit anregbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Diagramm, das die Änderung der Leuchtdichte einer Fluoreszenz-Legierung mit der Aluminium-Konzentration angibt;

F i g. 2 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht eines Fluoreszenz-Sichtgerätes, bei dem die Fluoreszenz-Legierung nach der Erfindung verwendet wird;

Fig.3 einen vergrößerten Teilschnitt des in Fig.2 dargestellten Fluoreszenz-Sichtgerätes;

F i g. 4 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Emissions-Leuchtdichte und der Anodenspannung angibt, die an einem rotes Licht emittierenden Fluoreszenz-Sichtgerät nach der Erfindung liegt;

F i g. 5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Emissions-Leuchtdichte und der Anodenspannung angibt, die an einem gelbes Licht emittierenden Fluoreszenz-Sichtgerät r.ach der Erfindung liegt;

F i g. 6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Emissions-Leuchtdichte und der Anodenspannung angibt, die an einem grünes Licht emittierenden Fluoreszenz-Sichtgerät nach der Erfindung liegt; und

F i g. 7 eine Draufsicht eines Anzeigeteiles eines Fluoreszenz-Sichtgerätes nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Fluoreszenz-Legierung einen Mischkristall aus (Zn, Cd)S als ein Wirtsmaterial der Fluoreszenz-Legierung. Der Mischkristall kann durch die Formel (Zni _jtCd*)S dargestellt werden, wobei χ das Mischkristallverhältnis von Cd bedeutet Der Mischkristall (Zni-xCdjJS kann seinen Bandabstand von 3,7 eV nach 2,4 eV verschieben, indem das Mischkristallverhältnis χ verändert wird. Das heißt, die Fluoreszenz-Legierung mit dem (Zni_jrCdx)S-Wirtsmaterial kann Leuchtfarben mit einem Bereich von blau bis rot emittieren. Wenn in diesem Fall das Mischkristallverhältnis χ von Cd kleiner wird, ist die elektrische Leitfähigkeit des Wirtsmaterials beeinträchtigt Daher muß das Mischkristallverhältnis χ über 0,25 liegen, und seine obere Grenze muß 0,95 im Hinblick auf den Bereich zur Erzielung der Rot-Emission betragen, das Mischkristallverhältnis χ muß also folgende Bedingung erfüllen: 0,25 < χ < 0,95.

Bei der Erfindung wird das (Zni-^Cd^S-Wirtsmaterial auf die folgende Weise vorbereitet. Zunächst wird eine vorbestimmte Menge von ZnS- und CdS-Pulver aufgrund des Mischkristallverhältnisses χ vorbereitet, und dann werden diese Teilchen oder Partikel erwärmt und zusammen mit einem NaCl-Flußmittel gebrannt, um den Mischkristall in einem Quarzschiff vorzubereiten. Das Brennen erfolgt in einer Atmosphäre eines strömenden N2-Gases bei einer Temperatur zwischen etwa 800⁰C und etwa 900⁰C während etwa einer Stun-

der Erfindung sind die Aktiv»tormsngen von Silber und de. Nsch einem natürlichen Abkühlen wird ^Znj—i-Cd-^S die Koaktivatormengen von Aluminium, die Donatorverunreinigungen oder -fremdstoffe dem (Zn, Cd)S-Grund- oder Wirtsmaterial sind, innerhalb der obigen Bereiche nach umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten als die Mengen von Silber und Aluminium bestimmt, die dem Wirtsmaterial beizufügen sind. In der erfindungsgemäßen Fluoreszenz-Legierung

erhalten. Dann wird (Zni-^Cd^S in einem Achatmörser pulverisiert und ausgewaschen, um das im (Zni-xCd^S enth.-.ltene NaCl-Flußmittel zu entfernen.
In der nächsten Stufe werden Fremdstoffe oder Verunreinigungen aus Ag und Al dem (Zni _*Cdx)S-Wirtsmaterial beigefügt. Erfindungsgemäß sind Ag und Al im Wirtsmaterial in verschiedenen Verbindungsformen

31 OO 467

enthalten, und beispielsweise werden AgNÜ3 und Ab(SO4)3 verwendet Die Menge des dem Wirtsmaterial beigefügten Ag beträgt 1 χ 10-⁵ bis 1G~² Atom/Mol des (Zni_xCd»)S-Wirtsmaterials, und die Menge des dem Wirtsmaterial beigefügten Al beträgt 1,2 χ 10~³ bis 5 χ 10~² Atom/Mol des (Zni_*Cd_x)S-Wirtsmaterials. Ag und Al werden in das Wirtsmaterial derart eingebracht, daß das (Zni _*Cdjr)S- Wirtsmaterial in eine wäßrige Lösung AgNC>3 und Al₂(SO^ getaucht wird. Das Wirtsmaterial wird getrocknet, und das mit Ag und Al beschichtete oder belegte (Zn ι-J₁Cd)S wird erhalten. Dann wird dieses bei einer Temperatur zwischen etwa 600⁰C bis etwa 10O⁰C zwischen einer und zehn Stunden in einem Quarzschiff gebrannt Das Brennen kann bei der erhöhten Temperatur in einer Atmosphäre eines strömenden Flußmiuelgases aus HjS durchgeführt werden, so daß das in den Pulvern zurückbleibende Cl in der Form von HCl entfernt werden kann. Wenn in diesem Fall die Menge des dem Wirtsmaterial beigefügten Al gleichwertig der Menge an Ag ist oder 120% von Ag beträgt, dann werden die elektrischen Ladungen des Akzeptors aus Ag und des Donators aus Cl und Al kompensiert, und die Steigerung in der elektrischen Leitfähigkeit der Fluoreszenz-Legierung kann nicht erwartet werden. Entsprechend muß die Menge des dem Wirtsmaterial beigefügten Al im Bereich von 1,2 χ 10~³ bis 5 χ 10~² Atom/Mol bei der Erfindung betragen.

F i g. 1 zeigt die Änderung der Leuchtdichte mit der Al-Konzentration. Wie in der F i g. 1 dargestellt ist, beginnt die Leuchtdichte mit einer Al-Konzentration von etwa 1,2 χ 10~³ Atome/Mol anzusteigen, und die Quantenausbeute wird mit steigender Al-Konzentration besser. Eine Spitzen-Quantenausbeute wird bei einer Al-Konzentration von etwa 1,0 χ 10-^J Atome/Mol beobachtet, und dann fällt die Leuchtdichte mit steigendem Al-Gehalt ab. Die maximale Al-Konzentration zur Erzielung der Leuchtdichte, die in der Fluoreszenz-Legierung nach der Erfindung annehmbar ist, beträgt 5 χ 10~² Atome/Mol, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist In F i g. 1 sind auf der Abszisse die Al-Konzentration (Atome/Mol) und auf der Ordinate die Leuchtdichte der Fluoreszenz-Legierung aufgetragen, die bei einer Beschleunigungsspannung von 30 V angeregt ist Die in F i g. 1 dargestellte Kennlinie wird aus der Fluoreszenz-Legierung erhalten, die das Mischkristallverhältnis χ von 0,8 aufweist und 1 χ 10—♦ Atome/Mol an Ag enthält, das eine rote Emission liefert

Auf diese Weise wird die erfindungsgemäße Fluoreszenz-Legierung mit der Formel (Zn₍ -^Cd_x)S : Ag, Al vorbereitet In der erfindungsgemäßen Fluoreszenz-Legierung ist die Al-Konzentration mehr als eine Größenordnung höher im Vergleich mit der Ag-Konzentration, und ein relativ flaches Donatorniveau (etwa 100 meV) wird im Wirtsmaterial gebildet, was zu Verbesserungen in der elektrischen Leitfähigkeit der Fluoreszenz-Legierung führt Somit kann die erfindungsgemäße Fluoreszenz-Legierung Veranlassung zur Emission mit ausreichender Helligkeit für eine Anzeige unter der Anregung mit Elektronen niedriger Geschwindigkeit führen, die durch die Spannung von einigen V bis einigen zehn V beschleunigt sind. Weiterhin können die Leuchtfarben mit einem Bereich von bläulich-grün bis rot von der Fluoreszenz-Legierung unter der Anregung mit Elektronen geringer Geschwindigkeit emittiert werden, indem das Mischkristallverhältnis χ im Wirtsmaterial innerhalb des Bereiches von 0,25 < χ < 035 verändert wird.

Im folgenden wird anhand der F i g. 2 und 3 ein Fluo

reszenz-Sichtgerät näher erläutert, dem der oben beschriebene (Zni-,Cd_x)S : Ag, Al-Leuchtstoff beigefügt ist

Das in den F i g. 2 und 3 gezeigte Fluoreszenz-Sichtgerät umfaßt ein Substrat 1 aus einem elektrisch isolie renden Material, wie beispielsweise Glas oder Keramik, Verdrahtungsleiter 2, die auf das Substrat 1 aufgetragen sind, und eine auf die Verdrahtungsleiter 2 aufgetragene elektrisch isolierende Schicht 3, die Durchgangslöcher

ίο 3a an den entsprechenden Stellen der Verdrahtungsleiter 2 besitzt Die Isolierfilm-Schicht 3 besteht im wesentlichen aus einem niedrig schmelzenden Fritt-Glas. mit dem ein Bindemittel, ein organisches Lösungsmittel und ein Pigment, wie beispielsweise ein schwarzes Pig ment, vermischt sind, um eine Paste zu bilden, die auf die Oberfläche der Verdrahtungsleiter 2 gedruckt und gebacken bzw. gesintert wird.

Weiterhin sind Anodenleiter 4 in der Form von beispielsweise des Schriftzeichens »8« auf der Isolierfilm- Schicht 3 ausgeführt Eine Leuchtstoffschicht 5, die aus der durch das oben beschriebene Verfahren hergestellten (Zni-xCdxJS : Ag, Al-Fluoreszenz-Legierung besteht, wird auf den Anodenleitern 4 durch herkömmliches Siebdrucken, elektrolytisches Abscheiden, Nieder- schlagen oder dgl. aufgetragen, um dadurch Anoden 6 zu bilden. Die Anoden 6 sind in der Form des Schriftzeichens »8« angeordnet wie dies in F i g. 2 dargestellt ist, um so einen Muster-Anzeigeteil 7 zu bilden. Auf diese Weise wird das Anodensubstrat vorbereitet.

Das Anodensubstrat wird luftdicht durch einen Frontdeckel 10 in der Form eines Schiffes mit flachem Boden verschlossen, der ein transparentes Sichtfenster an den Randteilen des Substrates 1 aufweist, um ein hochevakuiertes Gehäuse zu bilden, in dem eine maschenförmi- ge Steuerelektrode 8, die über dem Muster-Anzeigeteil

7 in entgegengesetzter Beziehung hiermit angeordnet ist, und eine Fadenkathode 9 zum Emittieren von Elektronen bei elektrischer Erwärmung enthalten sind. Luftdicht durch die Rand-Abschlußteile zwischen dem Sub- strat 1 und dem oberen Deckel 10 verlaufende Zuführungsdrähte 11 sind elektrisch mit den jeweiligen Elektroden verbunden, so daß ein Ansteuersignal an jede der Elektroden gelegt werden kann. Damit ist das in F i g. 2 gezeigte Fluoreszenz-Sichtge rät nach der Erfindung die herkömmliche Zahlen-Anzei ge-Fluoreszenz, bei der die Leuchtstoffschicht 5 erfindungsgemäß aus der (Zni_*Cdx)S : Ag, Al-Fluoreszenz-Legierung besteht Im folgenden werden die Lumineszenz-Eigenschaften des in den F i g. 2 und 3 gezeigten Fluoreszenz-Sichtgerätes näher erläutert, wenn eine Heizspannung an der Kathode 9, eine Steuerspannung an der Steuerelektrode

8 und eine Anodenspannung an der Anode 6 liegen. Fig. 4 zeigt die Lumineszenz-Eigenschaften der Leuchtstoffschicht 5, die aus der (Zno.isCdo,85)S : Ag, Al-Fluoreszenz-Legierung mit dem Mischkristallverhältnis χ von 0,85 besteht und die zu einer Rot-Emission Veranlassung gibt In F i g. 4 sind auf der Abszisse die Anodenspannung und auf der Ordinate die Leuchtdichte der Anode 6 aufgetragen, die in ft la bzw. cd/m² angegeben ist Wie aus der F i g. 4 zu ersehen ist beginnt die Anode 6 eine Rot-Emission bei einer Anodenspannung über 5 bis 6 V zu liefern und weist eine Leuchtdichte von etwa 100 ft Ia (343 cd/m²) bei der Anodenspannung von 20 V bis 30 V auf, und eine ausreichende Leuchtdichte für die Anzeige kann erhalten werden. Beim ertindungsgemäßen Fluoreszenz-Sichtgerät hat die Leuchtdichte-Schwellen-

31 OO 467

wertspannung einen niederen Wert von 5 bis 6 V, und die zum Erzielen der Anzeige notwendige Betriebsspannung beträgt 20 V bis 50 V, um so nahezu die gleichen Leuchtdichte-Eigenschaften bzw. -Kennlinien wie mit einem Fluoreszenz-Sichtgerät zu erhalten, das die herkömmliche ZnO zu Zn-System-Fluoreszenz-Legierung verwendet. Weiterhin enthält die Leuchtstoffschicht 5 keine nicht-leuchtenden elektrisch leitenden Materialien, um die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern, was die Leuchtflächen in der Fluoreszenz-Legierung vermindert und zu einer unregelmäßigen Beleuchtung führt. Daher kann mit dem Fluoreszenz-Sichtgerät eine qualitätsvolle Anzeige erzielt werden, und es liegen nicht-gesättigte Eigenschaften oder Kennlinien unter einer geringen Leuchtdichte vor, die in einer SnC>2 zu Eu-System-Fluoreszenz-Legierung beobachtet werden. Die Anzeige der durch das Fluoreszenz-Sichtgerät bewirkten Rot-Emission kann nicht durch die herkömmliche ZnO zu Zn-System-Fluoreszenz-Legierung erreicht werden.

Wie oben erläutert wurde, kann die von der (Zni-,Cd^)S : Ag, Al-Fluoreszenz-Legierung emittierte Leuchtfarbe innerhalb des Bereiches von bläulich-grün bis rot geändert werden, indem das Mischkristallverhältnis χ im Wirtsmaterial verschoben wird.

Die Fig.5 und 6 zeigen Lumineszenz-Kennlinien oder -Eigenschaften des Fluoreszenz-Sichtgerätes, dem (Zni__xCd*)S : Ag, Al-Fluoreszenz-Legierungen mit dem Mischkristallverhältnis χ von 0,5 bzw. 03 zugefügt sind. F i g. 5 zeigt die Lumineszenz-Kennlinien des Fluoreszenz-Sichtgerätes, dem die (Zno,sCdo,5)S : Ag, Al-Fluoreszenz-Legierung beigefügt ist, die gelbes Licht emittiert. F i g. 6 zeigt die Lumineszenz-Kennlinie des Fluoreszenz-Sichtgerätes, das die (Zno,7Cdo3)S : Ag, Al-Fluoreszenz-Legierung aufweist, die grünes Licht emittiert Wie aus den in den F i g. 5 und 6 gezeigten Lumineszenz-Kennlinien folgt, beträgt die Leuchtdichte-Schwellenwertspannung in jedem Fluoreszenz-Sichtgerät 5 V bis 6 V, und durch das Anlegen einer Anodenspannung von 20 bis 50 V wird eine zur Erzielung der Anzeige ausreichende Leuchtdichte erhalten.

Mit der Erfindung ist es möglich, ein Fluoreszenz-Sichtgerät zu schaffen, das eine Farbemission innerhalb des Bereiches von bläulich-grün bis rot liefert, indem das Mischkristallverhältnis χ im Bereich von 0,25 g χ £ 0,95 gewählt wird, und das durch nahezu die gleiche Leuchtdichte-Schwellenwertspannung und die Betriebsspannung ansteuerbar ist, wie diejenigen Spannungen im Fluoreszenz-Sichtgerät, das den ZnO zu Zn-System-Leuchtstoff verwendet Demgemäß ist es in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich, ein Fluoreszenz-Sichtgerät zu schaffen, das eine Vielzahl von Anzeigeteilen aufweist, die aus der ZnO zu Zn-System-Leuchtstoffschicht und der (Zni-^CdJS : Ag, Al-Leuchtstoffschicht ausgeführt sind, um so mehrfarbige Anzeigen zu bewirken. Ein Beispiel eines derartigen Fluoreszenz-Sichtgerätes ist in F i g. 7 dargestellt

Das in F i g. 7 gezeigte Fluoreszenz-Sichtgerät umfaßt einen Analog-Anzeigeteil mit Anoden 21, die linear angeordnet und mit einer Leuchtstoffschicht beschichtet sind, die aus der durch Elektronen geringer Geschwindigkeit anregbaren erfindungsgemäßen Fluoreszenz-Legierung besteht, und einem Digital-Anzeigeteil 24 mit Anoden 23, die in der Form des Schriftzeichens »8« angeordnet und mit einer Leuchtstoffschicht beschichtet sind, die aus der mit Elektronen geringer Geschwindigkeit anregbaren erfindungsgemäßen Fluoreszenz-Legierung oder der herkömmlichen ZnO : Zn-System-Fluoreszenz-Legierung hergestellt ist. Die auf jede der Anoden 21 und 23 aufgetragenen Leuchtstoffschichten sind die Schichten, die verschiedene Leuchtfarben emittieren, um die analogen und digitalen Anzeigen in den jeweiligen Anzeigeteilen in verschiedenen Farben zu erlauben, so daß der Analog-Anzeigeteil 22 und der Digital-Anzeigeteil 24 extrem einfach zu unterscheiden sind, so daß Anzeigen erhalten werden, die einfach zu beobachten sind. In dem in Fig. 7 gezeigten Fluoreszenz-Sichtgerät ist der Analog-Anzeigeteil 22 in zwei Abschnitte 22a und 22i> unterteilt, und jeder der Abschnitte ist mit der Fluoreszenz-Legierung beschichtet, die durch die Elektronen geringer Geschwindigkeit anregbar ist und verschiedene Leuchtfarben emittiert.

Dieses Fluoreszenz-Sichtgerät ist äußerst wirksam, um ein einen vorbestimmten Wert überschreitendes Signal in verschiedenen Farben darzustellen, so daß der Warneffekt hervorgehoben wird.
Es ist selbstverständlich, daß die Anode zum Formen des Anzeigeteiles des Fluoreszenz-Sichtgerätes nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte bestimmte Gestalt begrenzt ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann sie die Gestalt eines Punktes haben. In diesem Fall sind mehrere punktförmige Anoden in einer Matrixform angeordnet, die ihrerseits in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt ist, deren jeder mit Leuchtstoffschichten nach der Erfindung belegt ist, die verschiedene Leuchtfarben emittieren. Damit kann ein graphisches Sichtgerät hergestellt werden, das im An-Zeigeeffekt überlegen ist. In dem so hergestellten graphischen Sichtgerät sind äußerst wenig Leuchtdichte-Unregelmäßigkeiten in jedem Abschnitt vorhanden, und es kann mit einer einfachen Ansteuerschaltung angesteuert werden, da die Leuchtdichte-Schwellenwertspannung und die Betriebsspannung der Leuchtstoffschichten in jedem der Anzeigeabschnitte nahezu gleichwertig sind.

In den oben erläuterten Ausführungsbeispielen wurde auf die Fluoreszenz-Legierung nach der Erfindung Bezug genommen, die auf das Fluoreszenz-Sichtgerät angewandt wird. Jedoch sei betont, daß die erfindungsgemäße Fluoreszenz-Legierung nicht nur auf Fluoreszenz-Sichtgeräte sondern auch auf andere Sichtgeräte anwendbar ist Wenn beispielsweise die erfindungsgemäße Fluoreszenz-Legierung auf ein Plasma-Sichtgerät angewandt wird, das Elektronenstrahlen geringer Geschwindigkeit in einem erzeugten Gasplasma liefert, ist es möglich, Vielfarben-Anzeigen zu bewirken und die Anzeigefunktion im Plasma-Sichtgerät zu verbessern.

Wie oben erläutert wurde, besteht die erfindungsgemäße Fluoreszenz-Legierung aus einem (Zni_»CdJS-Wirtsmaterial, das mit 1 χ 10~⁵ bis 10~² Atome/Mol an Ag aktiviert ist und 1,2 χ 10-²bis5 χ 10~² Atome/Mol an Al enthält, das Donatoren im Wirtsmaterial liefert und den elektrischen Widerstand der Fluoreszenz-Legierung herabsetzt Die erfindungsgemäße Fluoreszenz-Legierung ist einer ausreichenden Verringerung ihres elektrischen Widerstandes unterworfen, die Leuchtdichte-Schwellenwertspannung beträgt etwa 5 V und die Leuchtdichte, die ausreichend für eine Anzeige und 1,5- bis 2,0mal höher als die Leuchtdichte der herkömmlichen Fluoreszenz-Legierung ist, wird durch Anlegen der Spannung mit einem niederen Wert von 20 bis 50 V erhalten. Somit liefert die Erfindung eine vorteilhafte Fluoreszenz-Legierung, die durch Elektronen geringer Geschwindigkeit anregbar ist Weiterhin enthält die erfindungsgemäße Fluoreszenz-Legierung keine nicht-leuchtenden Substanzen, die unregelmäßige Be-

31 OO

9

leuchtungen hervorrufen, und sie ermöglicht das Aussenden mit ausreichender Helligkeit — angeregt durch die Elektronen geringer Geschwindigkeit — und verschiedene Leuchtfarben innerhalb des Bereiches von bläulich-grün bis rot können wahlweise erzeugt werden, indem das Mischkristallverhältnis im Wirtsmaterial geändert wird.

Zusätzlich ist es mit dem Fluoreszenz-Sichtgerät, auf das die oben erläuterte Fluoreszenz-Legierung angewandt wird, möglich, die Vielfarbenanzeige zu bewirken, die merklich den Anzeigeeffekt verbessert, wenn das Warnzeichen oder vielfache Informationen in einem Sichtgerät dargestellt werden sollen. Erfindungsgemäß kann ein für die herkömmliche Farb-Kathodenstrahlröhre dienendes ebenes Farb-Sichtgerät geschaffen werden, und das Sichtgerät kann verschiedenartig gestaltet und mit Mehrfachfunktionen ausgestattet werden. In der erfindungsgemäßen Fluoreszenz-Legierung sind die Leuchtdichte-Schwellenwertspannung und die Betriebsspannung im wesentlichen gleichwertig zu denjenigen Spannungen des herkömmlichen ZnO zu Zn-System-Leuchtstoffes, so daß jede der Anzeigeteile, die verschiedene Leuchtfarben aussenden, mit den einfachen Ansteuerschaltungen angesteuert werden kann und dabei die Emission mit gleichmäßiger Helligkeit bewirkt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche: 31 OO 467

1. Leuchtstoff mit hoher Leuchtdichte bei Anregung durch Elektronen geringer Geschwindigkeit, aus

a) einem Zink/Cadmium-Sulfid-Wirtsmaterial mit der allgemeinen Formel (Zni -,Cd_x)S, das mit Silber und Aluminium aktiviert ist, wobei

b) χ die Werte 0,25 ^ χ < 0,95 hat, und

c) dem Wirtsmaterial Silber in einer Menge von 1 χ 10-⁵ bis ΙΟ-³ Atom/Mol des Zink/Cadmium-Sulfids, und Aluminium in einer Menge von 1,2 χ ΙΟ-³ bis 5 χ 10~² Atom/Mol des Zink/ Cadmium-Sulfids zugesetzt sind,