DE3248448A1 - Leuchtstoff fuer kathodenstrahlroehren - Google Patents
Leuchtstoff fuer kathodenstrahlroehrenInfo
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Description
3*40448
PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH 0 PHD 82-138
Leuchtstoff für Kathodenstrahlröhren
Die Erfindung betrifft einen grün emittierenden Leuchtstoff für hochbelastbare Kathodenstrahlröhren, der aus einem
Gemisch eines tief-grün und eines gelblich-grün emittierenden Leuchtstoffes besteht.
In Farbbildröhren, also in normal belastbaren Kathodenstrahlröhren,
verwendet man üblicherweise Y2O^rEu oder
Y2O2SrEu als roten, ZnSrCu, Au oder (Zn,Cd)SrCu
als grünen und ZnSrAg als blauen Leuchtstoff (Funkschau (1972) 81-84). Die intrinsischen Energie- und Lumenausbeuten
dieser Leuchtstoffe werden definitionsgemäß bei niedrigen Energie- bzw. Stromdichten des anregenden
Elektronenstrahls gemessen.
Unter den üblichen Betriebsbedingungen einer Farbbildröhre
(Beschleunigungsspannung U = 25 kV, mittlere Stromdichte im
Elektronenstrahl i «? 2 . 10~2 A/cm2) läßt sich mit den
zuletzt genannten Leuchtstoffen die höchste Bildhelligkeit B und Weiß-D-Luminanz erzielen. Deshalb wurden von der EBU
(European Broadcasting Union) die Farbpunkte dieser Leuchtstoffe zur Standardisierung der Primärfarbörter von
Farbfernsehsystemen zugrundegelegt ("EBU Standards for Chromaticity Tolerances for Studio Monitors", Tech 3213-E,
Brüssel, August 1977).-
Die Energie- und Lumenausbeuten werden, wie schon erwähnt,
bei niedrigen Anregungsdichten gemessen. Insbesondere bei 25
den Leuchtstoffen vom ZnS-Typ beobachtet man eine Abnahme der Ausbeuten mit wachsender Energiedichte des Elektronenstrahls.
Diese Erscheinung wird allgemein als Sättigung
JÜ03/500 - Pi 3
ORIGINAL INSPECTED
3 * PHD 82-138
bezeichnet. Unter den oben genannten Betriebsbedingungen einer Farbbildröhre (W «i 10~4 J/cm2) zeigen die
Leuchtstoffe vom ZnS-Typ - abhängig von Zusammensetzung und Herstellungsweise - eine Sättigung von bis zu 20%.
Diesem intrinsischen Sättigungsverhalten ist bei hochbelasteten Kathodenstrahlröhren, wie z.B. Röhren für
Projektionsfernsehen, der bekannte Effekt der Temperaturauslöschung überlagert: Da die Energie- und Lumenausbeuten
mit steigender Temperatur des Leuchtstoffs abnehmen, kann bei hohen Energiedichten des Elektronenstrahls der
Leuchtstoff Temperaturen erreichen, die zu einer erheblichen Abnahme der Röhrenhelligkeit führen. Durch geeignete Wahl
des Leuchtstoffs und/oder geeignete Kühlmaßnahmen versucht man, diesem Effekt in der Praxis zu begegnen.
In hochbelasteten Kathodenstrahlröhren kann die Sättigung der grün emittierenden Leuchtstoffe vom ZnS-Typ zu einer
drastischen Abnahme ihrer Lumenausbeute führen, d.h. bei einer Erhöhung der Stromdichte des anregenden Elektronen-Strahls
beobachtet man praktisch keine Zunahme der Röhrenhelligkeit mehr. Um diese Sättigungseffekte zu
umgehen, werden alternative Leuchtstoffe verwendet. So ist es z.B. aus der EP-OS 30 853 bekannt, in hochbelasteten
Kathodenstrahlröhren, wie z.B. Projektionsröhren, als grün emittierenden Leuchtstoff Zn2SiO^tMn, Gd2O2StTb,
Y2O2StTb oder CaStCe zu verwenden, da diese Leuchtstoffe
bei hoher Strombelastung eine höhere Lumenausbeute aufweisen als die grün emittierenden Leuchtstoffe auf ZnS- bzw.
(Zn,Cd)S-Basis. Weitere Beispiele für alternative
„n Leuchtstoffe sind Y0SiO4:Tb und LaOBriTb. Alle alter-
oll a "
nativen Leuchtstoffe zeigen eine geringere Sättigung als die Leuchtstoffe vom ZnS-Typ. Jedoch kann bei Verwendung dieser
Leuchtstoffe keine getreue Farbbildwiedergabe erzielt werden, da ihre Emissionsfarben nicht der EBU-Norm für
PHD 82-138
Farbfernsehsysteme entsprechen. Dies beruht darauf, daß die Farbpunkte der alternativen Leuchtstoffe außerhalb des
EBU-Toleranzbereiches liegen. Ihre Verwendung führt deshalb zu Farbtonfehlern, da "eine ideale Farbbildübertragung
zwischen Sender (Vorlage) und Empfänger (Bild) nur dann
möglich ist, wenn Sender- und Empfängerseite gleiche Primärfarbörter
verwenden" (Funkschau 44 (1972) 81-84).
Aus der DE-OS 29 44 815 ist es bekannt, für Farbfernsehprojektionsgeräte
mit Seltenerdelementionen aktivierte Leuchtstoffe zu verwenden, da dadurch das Auftreten des
Phänomens der Sättigung der Helligkeit unter der Einwirkung des bestrahlenden Elektronenstrahles erheblich vermindert
ist. Praseodym- und Terbium-aktivierte Seltenerdelement-Oxidsulf id-Leuchtstoffe zeigen eine grüne bzw. gelblichgrüne
Emissionsfarbe, die sich jedoch in beiden Fällen erheblich von dem Farbton der herkömmlichen ZnSiCu, Au- bzw.
(Zn, Cd)S:Cu-Leuchtstoffe unterscheidet. Hinzu kommt, daß die Lumenausbeute von Praseodym-aktivierten
Seltenerdelement-Oxidsulfid-Leuchtstoffen unzureichend ist wie
in der DE-OS 29 44 815 erwähnt wird. Gemäß der DE-OS 29 44 815 wird deshalb eine Mischung von diesem Praseodymaktivierten
Leuchtstoff mit Terbium-aktivierten Oxidsulfid-Leuchtstoffen
hergestellt. Die Emissionsfarbe dieser Mischung läßt jedoch aus folgendem Grund zu wünschen übrig:
Da der Farbpunkt des Praseodym-aktivierten Leuchtstoffes nur einen gering höheren Wert der Farbkoordinate y im CIE-Diagramm
(y = 0,627) als EBÜ-Standard (y = 0,60) besitzt, können aus prinzipiellen Gründen im EBU-Toleranzbereich
keine "gesättigteren grünen" Emissionsfarben realisiert
werden (CIE = Commission Internationale d'Eclairage).
30
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen grün emittierenden Mischleuchtstoff für hochbelastete Kathodenstrahlröhren,
wie z.B. Projektionsröhren, zu schaffen, der die wesentlichen Vorteile der oben erwähnten Einkomponenten-
PHD 82-138
Leuchtstoffe (geringe Sättigung, hohe Auslöschtemperatur,
relative hohe Lumenausbeute) aufweist und dabei gleichzeitig Farbkoordinaten gemäß der EBü-Norm für Farbfernsehsysteme
besitzt, so daß eine getreue Farbbildübertragung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Gemisch aus Zn3SiO4:Mn und mindestens einem Leuchtstoff
aus der Gruppe Y2Si04:Tb, X2O3SiTb, ES:Ce und XOZrTb
besteht, wobei X =Y,La,Gd,Lu; E = Ca,Sr,Ba; und Z =
Cl,Br,J,F4
Durch Mischen des farbgesättigten tief-grünen Leuchtstoffs Zn3SiO4ZMn mit "grünen" Leuchtstoffen, deren Farbkoordinaten
nach "gelb" oder "grün-weiß/gelb" verschoben sind, läßt sich demnach ein Mischleuchtstoff herstellen, dessen
Lumenausbeute kontinuierlich vom Wert der einen Komponente in jenen der anderen übergeht. Ein solcher Mischleuchtstoff
besitzt folgende vorteilhafte Eigenschaften:
- Lage des Farbpunktes innerhalb des EBU-Toleranzbereiches.
- Das Sättigungsverhalten (intrinsisch und thermisch) ist
ähnlich gut wie das der Einzelkomponenten.
Das aus der DE-OS 29 44 815 bekannte Prinzip der Mischung zweier Leuchtstoffe ist zwar mit dem der erfindungsgemäßen
Mischung vergleichbar, jedoch bezieht sich die DE-OS 29 44 815 nur auf die Mischung eines gelb
emittierenden Gd3O3S:Tb-Leuchtstoffes mit einem grün
emittierenden Gd3O3S:Pr-Leuchtstoff. Erfindungsgemäß wird
dagegen zur Farbverbesserung die Mischung mit einem grün emittierenden Zn3SiO4:Mn-Leuchtstoff vorgenommen. Die
Verwendung von Zn3SiO4ZMn hat folgende Vorteile:
-(? £. *♦ O *♦ «♦
PHD 82-138
- Die Emissionsfarbe von Zn2SiO4:Mn (Farbkoordinaten
χ = 0,21; y = 0,71) ist stärker gesättigt grün als die von Gd2O2S:Pr (x = 0,215; y = 0,627), so daß bei Mischung
mit einem gelb emittierenden Leuchtstoff der Farbpunkt in einem größeren Bereich - insbesondere zu höheren y-Werten
im CIE-Diagramm - verschoben werden kann.
- Die Lumenausbeute von Zn2SiO4:Mn ist höher als die von
Gd2O2StPr. Somit zeigt ein mit der erfindungsgemäßen
Mischung hergestellter Bildschirm eine höhere Helligkeit bzw. Leuchtkraft.
- Die Rohstoffkosten für Zn2SiO4IMn sind geringer als die
für Gd2O2StPr.
Falls bei den Betriebsbedingungen der Kathodenstrahlröhre auf Grund des nicht identischen Sättigungsverhaltens
(einschließlich thermische Effekte) der beiden Komponenten eine nicht tolerierbare Farbpunktverschiebung zu erwarten
ist, kann dies durch eine korrigierte Wahl des
2Q Mischungsverhältnisses vermieden werden. Bevorzugte
Mischungsverhältnisse sindt
| Zn2Si04:Mn | : Y2SiO4 | :Tb = | 2 | : 8 | bis | 4 | : 6 |
| Zn2Si04:Mn | : Gd2O2S | :Tb = | 3 | : 7 | bis | 4 | : 6 |
| Zn2Si04:Mn | : CaStCe | = | 2 | : 8 | bis | 5 | : 5 |
| Zn2Si04:Mn | : LaOBr: | Tb = | 4 | : 6 | bis | 6 | : 4 |
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung
zeigen
Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem CIE-Farbdiagramm und
Fig. 2 eine graphische Darstellung des Sättigungsverhaltens.
35
35
ORIGINAL INSPECTED -
""" PHD 82-138
In Fig. 1 sind die Farbkoordinaten χ und y von Zn2SiO^Mn,
Gd2O2S:Tb und LaOBnTb und den entsprechenden Mischleuchtstoffen
dargestellt. Der EBU-Toleranzbereich ist als Viereck mit gestrichelten Seitenlinien dargestellt.
.
In Fig. 2 ist die relative Energieausbeute über der Energiedichte pro Puls in J/cm2 aufgetragen. Fig. 2 zeigt
das Sättigungsverhalten von Zn2Si04:Mn (Kurve A),
Gd9O9SrTb (Kurve B), LaOBrrTb (Kurve C) und der
Leuchtstoffmischungen von Zn2SiO^rMn mit Gd2O2SrTb
(Kurve AB) und mit LaOBr:Tb (Kurve AC).
Zn2SiO4:Mn- und Gd2O2S:Tb-Leuchtstoffe werden im molaren
Gewichtsverhältnis 4:6 trocken eingewogen. Durch Dispergierung beider Leuchtstoff-Komponenten in einer 0,1%igen
K2Si03-Lösung werden diese hinreichend gemischt. Die
Beschichtung eines Schirmglases für eine Projektionsröhre erfolgt durch Sedimentation in einer Ba(NOj)2-Lösung,
zu der die Leuchtstoffdispersion hinzugegeben wird. Die gesamte Leuchtstoffmenge wird so eingewogen, daß die
Dicke der Leuchtstoffschicht einem Schichtgewicht von 2 bis
10 mg/cm entspricht. Nach Bedeckung der Leuchtstoffschicht
mit einem ausheizbaren Lackfilm wird ein dünner Al-Film 25
aufgedampft. Anschließend wird der Leuchtstoffschirm
ausgeheizt.
Fig. 1 zeigt, daß der Mischleuchtstoff Gd2O2S:Tb-Zn2SiO4:Mn bezüglich seiner Emissionsfarbe die
EBU-Spezifikation erfüllt. Die gemessenen Lumenausbeuten und
Farbpunkte der Mischung und seiner Teilkomponenten sind in der Tabelle aufgeführt. Der Mischleuchtstoff besitzt eine
Lumenausbeute von 49 Lm/W. Sein Sättigungsverhalten wird in Fig. 2 (Kurve AB) mit dem Sättigungsverhalten der
"" "'" PHD 82-138 Mischungskomponenten Zn9SiO4:Mn (Kurve A) und Gd9O9SrTb
£λ
ft 4L £*
(Kurve B) verglichen.
Ein Leuchtstoffschirm wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Jedoch besteht hier die Leuchtstoffmischung aus
6:4 molaren Gewichtsanteilen LaOBr:Tb und Zn2Si04:Mn.
Fig. 1 zeigt, daß die Emissionsfarbe dieses Mischleuchtstoffs die EBU-Spezif.ikat ionen erfüllt. Die gemessenen
Lumenausbeuten und Farbpunkte dieser Mischung und ihrer Komponenten sind in der Tabelle aufgeführt. Das Sättigungsverhalten
dieser Mischung ist in Fig. 2 (Kurve AC) aufgetragen und wird mit dem Sättigungsverhalten von
LaOBr:Tb (Kurve C) verglichen.
Ein Leuchtstoffschirm wird, wie in Beispiel 1 beschrieben,
hergestellt. Jedoch besteht hier die Mischung aus 8 : 2 molaren Gewichtsanteilen Y3SiO5:Tb und Zn2SiO4:Mn.
An diesem Leuchtstoffschirm wird eine Lumenausbeute von
31 Lm/W und ein Farbpunkt von χ = 0,31; y = 0,61 gemessen.
Eine Mischung aus 7 : 3 molaren Gewichtsanteilen CaS:Ce und Zn9Si0i:Mn Leuchtstoff wird in einem apolaren Lösungs-
mittel dispergiert und auf das Schirmglas einer Projektions-25
röhre sedimentiert. An diesem Schirm wird eine Lumenausbeute von 57 Lm/W und ein Farbpunkt von χ = 0,30; y = 0,59
gemessen.
ORIGINAL INSPECTED
PHD 82-138
An Leuchtstoffschirmen gemessene Parbpunkte und Lumenausbeuten
Leuchtstoff Mischungsverhältnis
Farbpunkt Lumenausbeute χ y Lm/W
Zn2SiO4:Mn Gd009S:Tb
LaOBr:Tb Y2SiO5:Tb
CaS:Ce
Gd2O2S:Tb-Zn2SiO4:Mn
LaOBr:Tb -Zn2SiO4:Mn
Y2SiO5:Tb-Zn2Si04:Mn
CaS:Ce -Zn3SiO4:Mn
| 0r21 | 0,71 | 36 | |
| 0,34 | 0,56 | 57 | |
| 0/35 | 0,55 | 56 | |
| 0,34 | 0,58 | 30 | |
| 0,32 | 0,57 | 66 | |
| 6:4 | 0,30 | 0,60 | 49 |
| 6:4 | 0,31 | 0,60, | 48 |
| 8:2 | 0,31 | 0,61 | 31 |
| 7:3 | 0,30 | 0,59 | 57 |
Claims (2)
- PatentansprücheGrün emittierender Leuchtstoff für hochbelastbare Kathodenstrahlröhren/ der aus einem Gemisch eines tief-grün und eines gelblich-grün emittierenden Leuchtstoffes besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Zn3SiO4rMn und mindestens einem Leuchtstoff aus der Gruppe Y2SiO4rTb; X3O3SrTb, ESrCe und XOZrTb besteht, wobei X =Y,La,Gd,Lu; E = Ca,Sr,Ba und Z = Cl,Br,J,F.
- 2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus folgenden Leuchtstoffen in folgenden Mischungsverhältnissen bestehtrZn2Si04rMn : Y2Si04:Tb = 2 Zn2SiO4rMn r Gd2O3SrTb = 3Zn0SiO,rMn r CaSrCe = 2 15 2 4Zn3SiO4rMn r LaOBrrTb = 4
8 6 bis 4 r 6 7 bis 4 : 6 8 bis 5 : 5 bis 6 r 4
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1985
- 1985-04-19 US US06/725,145 patent/US4559469A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4115543C2 (de) * | 1990-05-11 | 2002-03-21 | Samsung Electronic Devices | Gemischter, grünes Licht emittierender Leuchtstoff und Kathodenstrahlröhre mit diesem Leuchtstoff |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3378708D1 (en) | 1989-01-19 |
| US4559469A (en) | 1985-12-17 |
| JPS59133283A (ja) | 1984-07-31 |
| EP0114438A3 (en) | 1987-05-06 |
| JPH0425991B2 (de) | 1992-05-06 |
| EP0114438B1 (de) | 1988-12-14 |
| EP0114438A2 (de) | 1984-08-01 |
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