Настоящее изобретение относится к светящимся экранам, состоящим из двух или более люминисцирующих материалов, некоторые из которых заметно поглощают видимый свет; такие экраны особенно пригодны для катодно-лучевых трубок, рентгеновских экранов и т.п., где желательно получить белое свечение усиленной яркости.
Люминисцирующие экраны используются не только в светящихся знаках, буквах и т.д. и в устройствах для комбинированного освещения накаливанием и флюоресценций, но и в катодно-лучевых трубках типа «кинескоп», применяемых в телевидении. В этих трубках желательно иметь экран, светящийся под действием катодных лучей белым светом без каких-либо цветных оттенков. Для получения таких экранов обычно смешивают два или более люминисцирующих вещества с различными цветами свечения, подбирая их таким образом, чтобы результирующее свечение было по существу белым. При идеальном белом свете энергия всех составляющих его видимых лучей одинакова, т.е. спектральное распределение изобразилось бы в виде прямой линии, параллельной абсциссе, по которой откладывается энергия.
Человеческому глазу голубовато-белый цвет (например, дневной) кажется ярким, а желто-белый (например, свет ламп накаливания) кажется более темным, однако же такие ощущения очень индивидуальны и один и тот же свет различно расценивается разными лицами. Как известно, белый свет можно получить, комбинируя два дополнительных цвета; можно, например, смешивать два или более флюоресцирующих вещества. Экспериментально выяснено, что наиболее эффективные источники белого света, получаемого суммированием двух дополнительных цветов, должны состоять из веществ, испускающих фиолетово-голубые лучи длиною 4590 
и желто-зеленые лучи длиною 5720 
. Эти два дополнительных цвета должны быть монохроматичны, но на практике применяемые вещества достаточно пригодны, если их пиковое излучение соответствует указанным длинам волн. Такими веществами являются, например, сернокислый цинк, активированный серебром (фиолетово-голубое свечение), и сернокислая соль цинка - кадмия (желто-зеленое свечение). Обычно экраны изготовляются таким образом: вещества измельчаются, смешиваются и наносятся на какую-либо поверхность, образуя однородный слой. Однако же некоторые вещества заметно поглощают не излучаемые ими самими цвета, так что изготовленные из смеси таких веществ экраны иногда действуют довольно слабо. Одно вещество может поглощать часть света, испускаемого другим веществом, в результате чего меняется цвет свечения экрана и падает его эффективность.
Согласно настоящему изобретению экраны изготовляются из отдельных слоев, причем частицы, наиболее слабо поглощающие свет, находятся в верхнем видимом слое экрана. При таком выполнении экрана поглощающее вещество, по существу, не уменьшает количество света, испускаемого непоглощающим веществом; эффективность действия экрана улучшается, примерно, на 25%, в то же время спектр свечения не нарушается и свечение поэтому получается белым.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 и 2 которого показаны спектральные характеристики веществ, поглощающих видимый свет и непоглощающих видимый свет, на фиг. 3 показано устройство существующих экранов, сделанных из смеси нескольких веществ, на фиг. 4 показан в разрезе экран, выполненный согласно изобретению так, что в нем непоглощающее вещество находится на видимой стороне экрана, но удалено от источника, вызывающего свечение, и на фиг. 5 показан второй вариант предлагаемого экрана; в этом варианте на экран смотрят с той же стороны, с которой находится источник, вызывающий свечение.
На фиг. 1 дана спектральная характеристика сернокислой соли цинка - кадмия; вещество это поглощает видимый свет; на фиг. 2 дана спектральная характеристика сернокислого цинка, активированного серебром; это вещество не поглощает видимый свет. Длина волны пикового свечения сернокислой соли цинка - кадмия равна примерно 5700 , а длина волны пикового излучения сернокислого цинка равна примерна 4600 . Отсюда видно, что свечение смеси этих двух веществ практически будет белым. Однако же сернокислая соль цинка - кадмия поглощает лучи, длиною, примерно, от 4200 до 5200 , т.е. поглощает лучи, испускаемые сернокислым цинком. По характеристике фиг. 2 видно, что сернокислый цинк поглощает только ультрафиолетовые лучи, т.е. невидимые глазом. Таким образом смесь этих двух веществ, изготовленная обычным способом, будет светиться желтым светом, а не белым, так как сернокислая соль цинка - кадмия поглотит часть голубых лучей.
Для уничтожений этого дефекта предлагается наносить эти вещества отдельными слоями, например: сначала нанести на поверхность экрана слой непоглощающего вещества, а затем на этот слой нанести слой поглощающего вещества, как показано на фиг. 4.
На поверхности 11 нанесен слой непоглощающих частиц 13, а на этот слой нанесен отдельный слой поглощающего вещества 15. Сторона экрана, с которой находится источник возбуждающей энергии, и сторона, с которой следует смотреть на экран, отмечены соответственными знаками (стрелкой и скобкой).
В варианте по фиг. 5 на поверхность 21 сначала нанесен слой поглощающего вещества 25, а затем слой непоглощающего вещества 23.
На фиг. 3 изображен разрез экрана, выполненного известными методами. На поверхность 1 нанесен однородный слой смеси, состоящей из поглощающих частиц 5 и непоглощающих частиц 3. В такой системе поглощающие частицы находятся между наблюдателем и непоглощающим веществом; благодаря этому уменьшается, интенсивность освещенности и свечение получается не чисто белое. Экраны по фиг. 4 и 5 дают более сильное и при этом белое свечение, так как между наблюдателем и непоглощающим веществом не находится поглощающее вещество.
В действительности толщина каждого отдельного слоя в несколько раз превышает величину частиц данного вещества, но для упрощения толщина слоя на чертеже показана равной размерам двух частиц.
На экран по фиг. 4 нужно смотреть с той стороны, с которой непоглощающее вещество касается подложки, т.е. сквозь подложку. На экран по фиг. 5 нужно смотреть с той же стороны, с которой падает возбуждающая энергия; здесь на подложку нанесен слой поглощающего вещества, а сверху нанесен слой непоглощающего вещества.
Сравнительно сильно поглощающими веществами являются сернокислые соли цинка - кадмия, неактивированные или же активированные серебром или медью, сернокислый цинк, активированный медью, и сернокислые соли цинка - кадмия - марганца. Некоторые вольфрамовые соединения и силикаты также сильно поглощают свет.
Как пример сравнительно слабо поглощающих видимый свет веществ можно привести активированный серебром сернокислый цинк, чистый сернокислый цинк, активированные марганцем силикаты цинка, силикаты цинка - бериллия, а также некоторые вольфрамовые соединения.
При изготовлении экранов, согласно изобретению, можно пользоваться любым известным способом. Можно, например, наносить вещество на подложку разбрызгиванием, добавляя при желании какую-либо связку; если экран будет рассматриваться сквозь подложку (стекло и пр.), то сначала нужно наносить непоглощающее вещество. Если применяется связка, то после нанесения первого слоя экран сушат нагреванием. Затем на высохший слой наносят второе вещество и снова сушат. Если на экран смотрят не сквозь подложку, а с той стороны, откуда падает возбуждающая энергия, то сначала наносят поглощающее вещество, а затем непоглощающее.
Наносить слой на подложку можно таким способом: вещество взбалтывается в подходящей жидкости, чтобы получилась взвесь. Эту взвесь наливают в баллон изготовляемой лампы, и дают ей отстояться. Осевшие частицы образуют плотно прилегающий к стеклу слой; когда слой этот сделается достаточно толстым, то баллон лампы нагибают и выливают оставшуюся жидкость, стараясь при этом не повредить осевший слой. Если нужно получить экран, изображенный на фиг. 4, то сначала наносят указанным способом слой непоглощающего вещества. После нанесения первого слоя и выливания жидкости, баллон слегка подогревают или же оставляют до тех пор, пока излишняя влага сама не испарится. После этого осторожно наливают взвесь второго вещества и повторяют описанные выше операции.
В некоторых случаях желательно применять какой-либо силикат, содержащий люминисцирующее вещество, например, синтетический виллемит (орто-силикат цинка, активированный марганцем) или силикат цинка - бериллия. Эти вещества плотно пристают к стеклу и уже на них наносятся слабо пристающие к стеклу материалы, например, сульфиды, или вещества, состоящие из более крупных частиц; таким образом получают более прочный экран. Изготовленные таким способом экраны, у которых слабо поглощающий слой обращен к наблюдателю, работают более эффективно и светятся лучше, чем существующие экраны, в которых слой состоит из смеси различных веществ.
Люминисцирующий экран для экранов и телевизоров, составленный из нескольких фосфоров, дающих суммарное белое свечение, отличающийся тем, что указанные составные части экрана наложены отдельными слоями, причем люминисцирующее вещество с наименьшим поглощением в области видимого спектра нанесено со стороны наблюдения изображения.
