[发明专利]具有发光的原硼酸铟的阴极射线管

说明书

本发明涉及一种阴极射线管，它具有包含发光的原硼酸铟的发生屏。

人们已经从美国专利说明书US-PS3，394，084知道了这种阴极射线管。该专利说明书公布了由稀土元素激活的发光原硼酸铟（基本晶格为InBO₃），其中激活剂替换了基本晶格中的部分铟元素。适合于实际应用的材料是由三价铖激活的硼酸盐（发绿光）以及由三价铕激活的硼酸盐（发红光）。此外，已从荷兰专利申请8401175（PHN.11.007）也从欧洲专利申请0111303知道了由Tb³⁺和Eu³⁺激活的InBO₃。如果保持低的激活剂含量，则这些双激活剂硼酸盐会产生居于绿色和红色之间的混合颜色，并具有高的亮度。

已知的发光硼酸铟具有约20毫秒量级的衰减时间（中等衰减）。由于硼酸盐具有适当的发光颜色、高的亮度以及中等程度的衰减等特性，所以这些已知的硼酸盐特别适合用于显示数据的阴极射线管，即所谓DGD（数据图象显示）管。

众所周知，三价铬在给定的基本晶格中，特别是在铝酸盐和氧化铝中，能够用来作为激活剂，在这些晶格中铬取代了铝的位置。这些材料一般发出深红和/或红外部分的光谱。例如，在化学文摘Vol.97，1982，№82135n.中，提到了用铬激活的YAl₃B₄O₁₂（碳酸钙镁矿晶体结构）。对指定的应用，希望阴极射线管所用的发光材料应放出红外部分的光谱。

因此，本发明必须为此目的提供这样的阴极射线管，即它们的发光材料至少在红外光谱部分具有高的发光效率。

根据本发明提供的阴极射线管，它具有包含发光原硼酸铟的发光屏，其特征在于该原硼酸铟是由三价铬激活的。

导致本发明的实验表明，具有方解石晶体结构的原硼酸铟晶格用铬激活后产生一种很有效的放出近红外部分光谱的发光材料（其发射光谱带的最大值约为810nm，光谱带半值宽度约为120nm）。因为过镀金属（例如铬）的发光性能与晶体结构以及基本晶格的组成有密切的关系，所以，过去一直没有期望或预言它有如此有效的发生性能。过渡金属的发光性能和（例如）稀土金属很不相同，稀土金属只受晶格很小的影响，因而它们能以许多种不同的基本晶格有效地发光。

本发明提出的阴极射线管的优点是铬激活硼酸铟不存在或大体上不存在可见光放射。这一优点在一些情况（只希望有红外辐射可见辐射可能一直被干扰）下非常重要。另一个优点是能够获得颗粒度很细的硼酸铟粉末（例如，平均颗粒度约为1μm）。细颗粒硼酸铟的效率和较粗粉末的效率一样高。细颗粒粉末的优点是发光屏所要求的（细）粉末数量一般都比用较粗颗粒粉末的数量少。

本发明提出的最佳阴极射线管的特征在于硼酸盐的组成由分子式In_1-pCrpBO₃（其中1×10^-5≤p≤5×10^-2）确定。在这样的铬含量为P的数值下，实际上获得了高的能量效率。获得最高效率的P值范围是3×10^-4≤p≤1×10^-2。

由本发明提出的有利的阴极射线管实施例的特征在于，发光屏中至少还包含另一种发光材料。将要用的另一种发光材料能从下列适用于显示阴极射线管的材料中选择：例如，锰激活硅酸锌、发光硫化物（例如由Ag-和Cu-激活的硫化锌钙）、由Eu-和/或Td-激活的硼酸铟以及Eu³⁺-激活的硫氧化物。这样，就能得到可能使用所谓光笔的数据图象显示管（DGD管）。这种光笔是对铬激活硼酸铟的红外辐射选择性地灵敏的元素，用它能准确地确定图象屏上的位置。这样，正如在计算机辅助设计（CAD）或计算机辅助加工（CAM）中使用的那样有可能利用光笔在屏上选定的区域加上需要的信息或者抹去不要的信息。