DE651400C

DE651400C - Process for the production of a white fluorescent screen for cathode ray tubes

Info

Publication number: DE651400C
Application number: DEE45139D
Authority: DE
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1934-01-13
Filing date: 1934-01-13
Publication date: 1937-10-13

Description

Verfahren zur Herstellung eines weiß leuchtenden Fluoreszenzschirmes für Kathodenstrahlröhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines weiß leuchtenden Fluoreszenzschirmes für Kathodenstrahlröhren. Für diesen Zweck fehlte bislang eine Gelb-Rot-Komponente der Leuchtmasse, ,deren Fluoreszenz schnell genug verschwindet und die sich im Gebrauch nicht zersetzt.Process for the production of a white fluorescent screen for cathode ray tubes The invention relates to a method of manufacturing a white fluorescent screen for cathode ray tubes. For this purpose Until now a yellow-red component of the luminous material was missing, whose fluorescence quickly enough disappears and which does not decompose in use.

Dieser Mangel wird nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß derLeuchtschichtträger des Schirmes mit einer Leuchtmasse überzogen wird, die aus mit Mangan aktiviertem Zink- .oder Gadmiumborat als Gelb-Rot-Komponente in Mischung mit anderen bekannten Leuchtstoffen besteht.This deficiency is eliminated according to the invention in that the luminous layer carrier of the screen is coated with a luminous material made from activated with manganese Zinc or gadmium borate as a yellow-red component in a mixture with other known ones Phosphors.

Die Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung erfolgt etwa folgendermaßen: Durch Erwärmen einer Mischung von Zinkoxyd und Borsäure, die Borsäuremenge liegt dabei»etwas unter dem äquimolekularen Verhältnis, wird ein weißlicher Stoff hergestellt. Die Erhitzung erfolgt auf 85o° C im Beisein von i % Mangansalz als Aktivator. Unter dein Einfluß eines Elektronenbombardements zeigt ein mittels dieser Mischung hergestellter Leuchtschirm eine intensive gelbe, nur kurz nachleuchtende Fluoreszenz.The method according to the invention is carried out roughly as follows: A whitish substance is produced by heating a mixture of zinc oxide and boric acid, the amount of boric acid being slightly below the equimolecular ratio. It is heated to 85o ° C in the presence of 1 % manganese salt as an activator. Under the influence of electron bombardment, a fluorescent screen produced by means of this mixture shows an intense yellow fluorescence that only lasts for a short time.

Es hat sich herausgestellt, daß bei Erhöhung der relativen Menge von Borsäure die sich ergebende Fluoreszenz ins Grünliche übergeht, während' bei Verringerung der relativen Menge von Borsäure die Intensität der Fluoreszenz nachläßt. Die Temperatur, auf die die Mischung erhitzt wird, hat bis zu einem gewissen Grade einen kritischen Punkt, weil bei der Erwärmung der Mischung auf 9'50° C ein Glas erhalten wird, da-s nur sehr schwach fluoresziert.It has been found that as the relative amount of Boric acid turns the resulting fluorescence into greenish, while 'when reduced the relative amount of boric acid decreases the intensity of the fluorescence. The temperature, to which the mixture is heated has to some extent a critical one Point, because when the mixture is heated to 9'50 ° C, a glass is obtained, da-s only very weakly fluorescent.

Einen Stoff, der eine helle rote Fluoreszenz bei einem Kathodenstrahlenbombardement ergibt, erhält man durch Erwärmen einer äquimolekularen Mischung von Kadmiumoxyd, Borsäure und i °/ö 'Manganchlorid auf eine Temperatur von 85o° C etwa eine halbe Stunde lang. Der erhaltene Stoff hat eine weiße Farbe. Seine Formel ist (a Cd O) BZ 03. Es hat sich herausgestellt, daß er mit einer Nachfluoreszenz von etwa '/,5 Sekunde fluoresziert. Wenn .das Verhältnis von Borsäure geringer als das äquimolekulare Verhältnis ist, so nimmt die Fluoreszenzintensität ab, und die Farbe des erhaltenen Stoffes ist dunkler. Wenn das Verhältnis von Borsäure größer als das Äquimolekularverhältnis ist, so ändert sich die Fluoreszenzfarbe bis zu hellem Grün, wenn die Formel des Stoffes Cd O # Bz 0s ist.A substance that fluoresces brightly red when exposed to cathode ray bombardment is obtained by heating an equimolecular mixture of cadmium oxide, Boric acid and i ° / o 'manganese chloride to a temperature of 85o ° C about half a For hours. The fabric obtained is white in color. Its formula is (a Cd O) BZ 03. It has been found that with a post-fluorescence of about 1/5 Second fluoresces. If .the ratio of boric acid is less than the equimolecular Ratio, the fluorescence intensity decreases, and so does the color of the obtained The fabric is darker. When the ratio of boric acid is greater than the equimolecular ratio , the fluorescent color changes to light green when the formula of the Substance is Cd O # Bz 0s.

Da in den beiden vorgenannten Fällen die relative Börsäuremenge die Farbe und Intensität der Fluoreszenz beeinflußt, erhält man die besten Resultate, wenn man eine Versuchsreihe vornimmt, bei der man von einem Stoff ausgeht, .der eine zu geringe Menge Borsäure enthält, und diese steigert, bis man die gewünschte Fluoreszenz erhält.Since in the two aforementioned cases the relative amount of exchange acid the Influences the color and intensity of the fluorescence, the best results are obtained if you carry out a series of experiments in which you start from a substance, the Contains too little boric acid, and this increases until you get the desired Receives fluorescence.

Um einen Stoff herzustellen, der mit einem im wesentlichen weißen Licht fluoresziert, wird das in der angegebenen Weise vörbereitete Metallborat in geeignetem Verhältnis mit anderen bekannten Stoffen gemischt, z. B. mit, wolfrantsaurem Cälcium und kieselsaurem Zink, die mit blauem bzw. grünem Licht fluo@ reszieren.To make a fabric that with an essentially white Light fluoresces, is that prepared in the manner indicated Metal borate mixed in suitable proportions with other known substances, e.g. B. with, tungstate calcium and silicate zinc, those with blue and green Fluorescent light.

Eine Mischung, die, wie es sich heraus-gestellt hat, eine weiße Fluoreszenz mit einem sehr schwachen noch vorhandenen Farbton ergibt, ist: kiesel`s.äures Zink ..... . . . . . . . . . i o bonsaures Cadmium . . . . . . . . . . . 45 0/0@ wolframsaures Calcium . . . . . . . 45 0/0.A mixture which, as it turned out, produces a white fluorescence with a very faint hue that is still present is: silica-acid zinc ...... . . . . . . . . io bonsate cadmium. . . . . . . . . . . 45 0/0 @ calcium tungstate. . . . . . . 45 0/0.

Die Spektren der fluoreszierenden Emissio-. nen dieser drei Stoffe zeigen, daß kieselsaures Zink ein Wellenband ausstrahlt, dessen Wel--lenlängcn zwischen 48oo Angströmeinheiten und etwa 58oo Angströmeinheiten mit einem Maximum bei etwa s4oö Angströmeinheiten liegen. Wolframsaures Caleium hat ein Breites Band. Der eine Teil erstreckt sich von Blauviolett bei etwa 39ooAngströmeinheiten bis etwa 495o Angströmeinheiten. Dieser Teil hat eine größere Intensität als ein zweiter Teil des Spektrums, der sich von etwa 495o Angströmeinheiten bis etwa 6ooo Angströmeinheiten im orangefarbenen Teil des Spektrums erstreckt. Die maximale Emission dieses Stoffes liegt bei etwa 46oo A.ngströmeinheiten in der -blauen Zone des Spektrums. _Borsaures Cadm:um strahlt auch hin gleichmäßiges Wellenband aus, dessen Wellenlängen von etwa 56oo Angströmeinheiten im gelben Teil bis etwa 67öo Angströmeinheiten im roten Teil liegen: Ein Maximum liegt bei etwa 63oo Angströmeinheiten in der orangefarbenen Zone des Spektrums.The spectra of the fluorescent emission. these three substances show that siliceous zinc emits a waveband whose wavelength is between 48oo Angstrom units and about 58oo Angstrom units with a maximum at about s4oö Angstrom units lie. Wolframsaures Caleium has a broad band. The one Part extends from blue-violet at about 39oo Angstrom units to about 495o Angstrom units. This part has a greater intensity than a second part of the spectrum, which ranges from about 4950 angstrom units to about 600 angstrom units extends in the orange part of the spectrum. The maximum emission of this substance is about 46oo A.ngstrom units in the -blue zone of the spectrum. _Borsaures Cadm: um also emits a uniform waveband with wavelengths of about 56oo angstrom units in the yellow part to about 67o0 angstrom units in the red part lie: A maximum is around 63oo Angstrom units in the orange Zone of the spectrum.

Es hat sich herausgestellt, daß das Spektrum .der Fluoreszenz dieser drei Stoffe die gleiche Zone -umfaßt wie das Spektrum einer gasgefüllten Wolframfadenopallarnpe, d. h. praktisch das ganze sichtbare Spektrum.It has been found that the spectrum of the fluorescence of this three substances in the same zone - as the spectrum of a gas-filled tungsten filament opallarn, d. H. practically the entire visible spectrum.

Zur Herstellung eines Fluores7enzschirmes werden diese Stoffe in dem angegebenen Verhältnis abgewogen, etwas Wasser wird zugegeben; dann wird die Mischung in einer Kugelmühle auf den gewünschten Feinheitsgrad gemahlen. Die Zeit des Mahlens wird zweckmäßig auf etwa q. oder 5 Stunden beschränkt, weil bei längerem Mahlen die Intensität'der Fluoreszenz der Stoffe abnimmt und weil ferner borsäures Cadmium sich in Gegenwart von Wasser in Cadmiumhydroxyd umzubilden sucht. `Sobald das Mahlen beendet ist; ' wird deshalb dem Mahlgut etwas Borsäure beigegeben, um .das Cadmiumhydroxyd zubinden, das andernfalls ein Flockigwerden der Suspension hervorrufen würde.To produce a fluorescent screen, these substances are used in the specified ratio weighed, some water is added; then the mix ground in a ball mill to the desired degree of fineness. The time of grinding is expediently to about q. or 5 hours limited because of longer grinding the intensity of the fluorescence of the substances decreases and, furthermore, boric acid cadmium seeks to transform itself into cadmium hydroxide in the presence of water. `Once the grinding is finished; For this reason, a little boric acid is added to the grist to remove the cadmium hydroxide tie, which would otherwise cause the suspension to become flaky.

-eenn der Schirm 'an der inneren Endwandung einer Kathodenstrahlenröhre angebracht werden soll, so .wird aus einer geeigneten Menge der Mischung und Wasser eine Suspension hergestellt und diese in die Glashülle der Röhre gegossen. Ferner wird eine kleine Menge von Borsäure beigegeben, um die Wasserbeigabe auszugleichen. Die Partikel des Schirmstoffes können sich dann auf der Endwandung der Hülle niederschlagen. Der t:Jberschuß an Wasser wird abgegossen oder abgesaugt, und der Schirm kann dann trocknen.-eenn the screen 'on the inner end wall of a cathode ray tube is to be attached, so .will from a suitable amount of the mixture and water made a suspension and poured it into the glass envelope of the tube. Further a small amount of boric acid is added to compensate for the addition of water. The particles of the screen fabric can then be deposited on the end wall of the cover. The excess water is poured off or sucked off, and the screen can then dry.

Um einen Schirm zu erhalten, der im wesentlichen eine weiße Fluoreszenz ergibt; können andere Stoffe, z: B. Zinksulfid, das eine blaue oder grüne-Fluoreszenz ergibt, an Stelle des vorerwähnten kieselsauren Zinks und wolframsauren Calcium.s verwendet werden.To obtain a screen that has essentially white fluorescence results; other substances, e.g. zinc sulfide, which have a blue or green fluorescence results, instead of the aforementioned silicic acid zinc and tungstate calcium be used.

Claims

PATENTA N-SPRÜCH1 :: i: Process for the production of a white fluorescent screen for cathode ray tubes, characterized in that the luminescent layer support of the screen is coated with a luminous material, the yellow-red component of which is obtained by heating zinc oxide or Cadmiurr® oxide and boric acid is produced in the presence of manganese as an activator at temperatures not exceeding 950 ° C., the amount of boric acid being selected to be somewhat less than equimolecular in the case of zinc oxide and approximately equimolecular in the case of cadmium oxide. a. The method of claim i, wherein the metal borate, e.g. B. to facilitate grinding or the formation of precipitates on a glass plate; Water is added; characterized in that boric acid is added to the millbase in order to protect the suspension from becoming flaky.