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Fluoreszenzschirm.
Die Erfindung betrifft Fluoreszenzschirme, bei denen eine Schicht aus fluoreszierendem Stoff, der durch Elektronenaufprall zum Fluoreszieren gebracht wird, auf einen Träger aufgebracht ist.
Solche Schirme wie sie z. B. in Braunschen Röhren oder Geräten zur Umwandlung der Wellen- länge des Lichtes od. dgl. verwendet werden, werden im allgemeinen durch eine dünne Schicht aus fluoreszierendem Stoff gebildet, die auf eine durchsichtige Wand aufgebracht ist, wobei es möglich sein muss, durch diese Wand hindurch zu beobachten. Die Fluoreszenz wird hiebei dadurch erzeugt, dass die Stoffe von Elektronen getroffen werden. Infolge dieses Elektronenaufpralls laden sich die Schichten auf, so dass Ablenkungen oder Beeinflussungen der nachkommenden Elektronen auftreten, was Verzerrung oder Verzeichnung des durch Fluoreszenz erhaltenen Bildes oder des Lichtflecks zur Folge hat.
Man hat auf verschiedene Weise versucht, diesem Übelstand vorzubeugen. Ein Mittel, das man hiebei angewendet hat, ist die Verwendung von mit einer Gasfüllung versehenen Röhren, bei denen der
Nachteil weniger bedenklich ist, weil positive Ionen mit dem Elektronenbündel mitlaufen und eine sofortige völlige oder teilweise Neutralisierung der Aufladung herbeiführen. Dieses Mittel gilt jedoch nur für solche
Röhren, bei denen der Fluorenszenzschirm nicht gleichzeitig Anode ist, in diesem Falle nur für Braunsche
Röhren. Für Geräte zur Umwandlung der Wellenlänge des Lichtes z. B. kommt eine Anwendung dieses
Mittels nicht in Frage.
Ein anderes Verfahren, das bezweckt, den vorher erwähnten Übelstand zu beseitigen, besteht darin, dafür zu sorgen, dass der Schirm infolge sekundärer Emission ebenso viele Elektronen abgibt wie er empfängt, zu welchem Zwecke dem Fluoreszenzmaterial oft Stoffe zwecks Erzielung einer genügenden sekundären Emission zugesetzt werden. Diese sekundären Elektronen werden in diesem Falle auf andern
Röhrenteilen (sekundäre Anoden) aufgefangen und abgeleitet. Ein Beispiel einer solchen Bauart ist eine
Röhre, bei der Bariumoxyd mit dem fluoreszierenden Stoff versetzt wird und besondere, etwa aus Kohle bestehende, auf einem andern Teil der Wand angebrachte Elektroden die Ableitung der Elektronen besorgen.
Ein grosser Nachteil dieses Verfahrens liegt jedoch darin, dass es überaus schwer ist, die Röhre derart zu bauen, dass tatsächlich die sekundäre Emission derart geregelt wird, dass der Schirm ebenso viele Elektronen abgibt, wie er empfängt.
Man hat nun ferner versucht, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, dass unter dem Fluoreszenz- stoff dünne Metallschichten angebracht werden oder der Fluoreszenzstoff mit solchen Metallteilchen vermischt wird. Zu diesem Zwecke hat man z. B. Metalle, wie Silber und Platin, verwendet. Tatsächlich wird auf diese Weise eine gute Ableitung der Elektronen erhalten, aber eine Schwierigkeit liegt darin, dass zwecks Herbeiführung einer genügenden Leitung zunächst im allgemeinen soviel Metall aufgebracht oder zu dem fluoreszierenden Stoff zugesetzt werden muss, dass durch Lichtabsorption das Licht um mehrere Zehntel, in einigen Fällen um 80-90% geschwächt wird. Da das Fluoreszenzlicht an und für sich ziemlich schwach ist, stellen sich daher diesem Verfahren grosse Schwierigkeiten entgegen.
Die Anmelderin hat nun gefunden, dass es möglich ist, diese Nachteile durch Anwendung der vor- liegenden Erfindung ganz zu vermeiden.
Bei einem Fluoreszenzschirm nach der Erfindung, der aus einer auf einer durchsichtigen Unter- lage angebrachten dünnen Schicht aus Fluoreszenzmaterial besteht, das durch Elektronenaufprall zum
Fluoreszieren gebracht wird, wird auf dem Fluoreszenzmaterial oder zwischen dem Fluoreszenzmaterial und der durchsichtigen Unterlage eine Metallschicht angebracht, die aus einem Metall besteht, dessen
Schmelzpunkt höher als 1800 C liegt.
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Die Anmelderin hat nämlich durch Untersuchungen folgendes gefunden :
Wenn man die bisher als dünne Zwischenschichten bekannten Stoffe, wie Silber, Platin od dgl., benutzt, zeigt sich, dass-wie vorstehend schon dargelegt-eine gute Leitfähigkeit nur auftritt, wenn man verhältnismässig ziemlich starke Schichten verwendet, wodurch der Nachteil einer zu grossen Lichtabsorption entsteht. Es ist nun gefunden worden, dass dies wahrscheinlich eine Folge einer grossen Agglomeration ist, die dünne Schichten aus diesen Stoffen besitzen und die bis zu einem gewissen Grad von der Temperatur abhängig ist.
Infolgedessen sind die vorstehend erwähnten Stoffe, wie Silber und Platin, für diesen Zweck sehr wenig brauchbar, da es sich herausstellt, dass Stoffe, wie Silber od. dgl., diese Agglomeration schon bei Zimmertemperatur in hohem Masse aufweisen, und beim Gebrauch von aus Platin usw. bestehenden Schichten die Agglomeration bei Zimmertemperatur ebenfalls vorhanden ist und bei der Temperatur, auf die diese Schirme während des Auspumpens der Röhre erwärmt werden, in hohem Masse verstärkt wird. Bei der Verwenhng von Silber wird oft beim Auspumpen in der Wärme die Leitfähigkeit von an sich schon verhältnismässig starken und viel Licht absorbierenden Schicht en ganz zerstört.
Es ist nun von der Anmelderin gefunden worden, dass diese Nachteile sich völlig beheben lasse n, wenn man in gewissen Fällen die Metallschichten auf dem Fluoreszenzstoff anbringt oder in andern Fällen zwischen dem fluoreszierenden Stoff und der durchsichtigen Unterlage eine dünne Schicht aus einem Metall anbringt, dessen Schmelzpunkt höher als 1800 C liegt. Aus solchem Stoff, z. B. aus Metallen wie Wolfram oder Molybdän, bestehende Schichten weisen nun eine sehr gute Leitfähigkeit bei überaus geringer Stärke und keine oder überaus geringe Lichtabsorption dadurch auf, dass sogar bei ziemlich hohen Temperaturen keine Agglomeration der Metallteilchen auftritt. Die Erfindung ist selbstverständlich an die vorstehende, theoretische Erklärung nicht gebunden.
Zur näheren Kennzeichnung der beim Gebrauch der vorher erwähnten Materialien auftretenden Erscheinungen ist in Fig. 1 dargestellt, in welcher Weise der spezifische Widerstand von der Schichtstärke
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auf der Ordinate der spezifische Widerstand p aufgetragen. In dieser Figur, die ohne weiteres verständlich ist, ist die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Schichtstärke für Wolfram, Silber und Platin dargestellt, die auf eine auf Zimmertemperatur befindliche Glasoberfläche aufgedampft sind. Aus dieser
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stark ist, einen spezifischen Widerstand besitzt, der grösser als das Tausendfach ist. Eine etwa 4 m p. starke Wolframschicht besitzt einen spezifischen Widerstand von annähernd 0'001 Q/em, während Silber bei dieser Stärke noch einen eine Million mal grösseren Widerstand hat.
Nun kann man im allgemeinen Schichten, die dünner als 0-5) ? sind, nicht wahrnehmen, während Schichten von annähernd 1 m p. im allgemeinen gerade sichtbar sind und Schichten von der Grössenordnung von 10 m 1 sehen einige Zehntel des auffallenden Lichtes absorbieren. Auf diese Weise ist es also möglich, unsichtbare Schichten aus Wolfram oder Molybdän herzustellen, die einen spezifischen Widerstand von annähernd 1000 ss/em besitzen, während gerade sichtbare Schichten einen spezifischen Widerstand von annähernd 1 Qjem haben können. Es ist z.
B. möglich, zwischen zwei Kontakten 1 von 10 cm Länge, die sich in einer Entfernung von 2-5 cm voneinander befinden (Fig. 2), auf Glas 2 als Unterlage Molybdänschichten anzubringen, die völlig unsichtbar sind und einen von der Stärke anhängigen Widerstand von 100-1 Megohm besitzen. Etwas stärkere Molybdänschichten, die sich gerade an der Grenze der Sichtbarkeit befinden, haben z.
B. unter vorher erwähnten Bedingungen einen Widerstand von 500. 000 . Hält man beim Aufdampfen des Molybdäns die Glasoberfläche auf 100 C, so gelingt es, kaum sichtbare Molybdänschichten herzustellen, die unter den erwähnten Bedingungen einen Widerstand von nur 100.000 Q besitzen (spezifischerWider5tand etwa 0'2 ss/ctK).
Die Erfindung ist im Nachstehenden anhand einer Anzahl von die Herstellung von Fluoreszenzschirmen nach der Erfindung betreffenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Auf eine mit einer oder mehreren Elektroden versehene Glasoberfläche wird Molybdän in einer dünnen Schicht derart aufgedampft, dass Kontakt mit dieser oder diesen Elektrode (n) erhalten wird, was in der Weise erfolgen kann, dass ein Molybdändraht im Vakuum auf hohe Temperatur erhitzt wird,
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draht aufgewickelt und durch elektrischen Strom erhitzt wird. Auf dem Glas bilden sich nun sehr dünne Schichten (von einer Stärke von zwei Atomen z. B. ), die praktisch nicht sichtbar sind und eine sehr merkliche Leitfähigkeit aufweisen : Dampft man mehr auf, so wird die Lichtabsorption grösser, aber die Leitfähigkeit ebenfalls, u. zw. in sehr grossem Masse. Man kann die Elektroden, welche die Elektronen weiter ableiten sollen, auch nach dem Aufdampfen des Molybdäns anbringen. Nach dem Aufbringen des Metalls wird bei z.
B. 400 C gepumpt. Hierauf wird Fluoreszenzmaterial, wie Caleiumwolframat, Cadmiumwolframat, Zinksilikat od. dgl., in üblicher Weise aufgebracht.
Abgesehen von der Verwendung von Molybdän, kann man auch Fluoreszenzschirme verwenden, bei denen Metallzwischenlagen benutzt werden, die z. B. aus Tantal oder Wolfram bestehen. Stoffe, wie Tantal od. dgl., kann man auf die gleiche Weise aufbringen, wie sie oben für Molybdän beschrieben
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wurde, und für Wolfram kann die Tatsache ausgenutzt werden, dass in Anwesenheit von ein wenig Wasserdampf Wolfram durch chemische Reaktion scheinbar verdampft werden kann, da W + HO Wolfram- oxyd + H2 ergibt. Das Wolframoxyd dampft hiebei nach der Wand und wird dort von dem dann in der Röhre befindlichen Wasserstoff reduziert.
Beim Aufbringen von Metallschichten auf das Fluoreszenzmaterial verfährt man in gleicher Weise wie oben beschrieben.
Es ist ersichtlich, dass obgleich nur einige Materialien vorstehend beispielsweise aufgeführt worden sind, manche andere Stoffe zum Erreichen des mit der Erfindung beabsichtigten Zweckes verwendet werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fluoreszenzschirm, der aus einer auf einem durchsichtigen Träger aufgebrachten Schicht aus Fluoreszenzmaterial besteht, das durch Elektronenaufprall zum Fluoreszieren gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem fluoreszierenden Material oder zwischen dem Träger und dem fluoreszierenden Material eine Metallschicht angebracht ist, welche aus einem Stoff besteht, dessen Schmelzpunkt höher als 1800 C liegt.