Verfahren zur Herstellung von Elektrodengebilden von Kathodenstrahlenapparaten für das Fernsehen. Ein Elelarodengebilde der erwähnten Art umfasst eine isolierende Basis, auf welcher winzige, lichtempfindliche, elektrisch lei tende, voneinander isolierte Teilchen ange bracht sind. Beim Betrieb des Kathoden strahlapparates wird das zu übermittelnde Objekt beleuchtet und ein Bild desselben wird auf die lichtempfindliche Fläche des Elektrodengebildes geworfen.
Alsdann fin det eine Elektronenemission von den ein zelnen Elementen in variierenden Graden proportional der Lichtstärke der einzelnen Stellen statt, welche Wirkung durch ein Aufsammeln von entsprechenden, elektro statischen Ladungen auf den genannten Ele menten in. Erscheinung tritt.
Die Bildsignale werden durch Benutzung dieser Ladungen entwickelt, um eine passende Trägerwelle zu modulieren, zu welchem Zwecke ein Strahl von Elektronen auf das Elektroden gebilde gerichtet und abgelenkt wird, um dessen Oberfläche im -Verhältnis von 16 bis <B>2 0</B> Malen pro Sekunde abzutasten. Der Wir- kungsgrad des Apparates im Entwickeln von Bildsignalen, welche dem Lichtbild des Ge genstandes getreu entsprechen, ist zum gro ssen Teil von der Fähigkeit der winzigen Elemente abhängig, ihre elektrostatischen Ladungen linear aufzusammeln und zurück zuhalten,
bis sie vom Elektro-den.strahl ge troffen werden.
Die Wiedergabetreue wird gestört, wenn zwischen den benachbarten Elementen oder Teilchen eine merkliche Streuung vorhanden ist, und auf diese Schwierigkeit ist man bei all den verschiedenen,-bisher vorgeschlagenen Konstruktionen gestossen. Diese Schwierig keit wird noch dadurch vergrössert, dass die einzelnen Teilchen sehr klein und eng bei einander sein müssen, um eine genügend feine Bildzerlegung zu schaffen.
Zweck der Erfindung ist nun die Schaf fung eines verbesserten Verfahrens zur Her stellung eines Elektrodengebildes der oben erwähnten Art, bei welchem die genannten Nachteile vermieden werden können.
Das den Gegenstand vorliegender Erfin dung bildende Verfahren zur Herstellung von Elektrodengebilden, bei welchem winzige Teilchen von elektrisch leitendem Material voneinander isoliert sind und in Abständen voneinander von einer isolierenden Basis ge tragen werden, zeichnet sich dadurch aus, dass man einen Überzug aus Metall oder einer Metallverbindung auf der isolierenden Basis anbringt, .diese Basis und den genannten Überzug erhitzt, um auf der Basis die er wähnten Teilchen zu bilden, und dann diese Teilchen lichtempfindlich macht.
In der Zeichnung, welche die ver schiedenen Schritte eines Ausführungs beispiels dieses Verfahrens darstellt, sind Fig. 1 ein Teilschaubild in stark ver grössertem Massstab der beim ersten Schritt ,des Verfahrens angewandten Materialien; Fig. 2 und 3 sind Teilaufrisse ebenfalls in stark vergrössertem Massstab zur Veran schaulichung des zweiten Schrittes;
Fig. 4 ist ein schaubildlicher Grundriss zu Fig. 3 in kleinerem Massstabes Fig. 5, 6 und 7 sind stark vergrösserte Teilquerschnitte zur Veranschaulichung des dritten; vierten und fünften Verfahren schrittes.
Ein Beispiel des Verfahrens gemäss der Erfindung zur Herstellung eines Elektroden gebildes der oben erwähnten Art ist folgen des: Eine Silberverbindung, zum Beispiel ein Silberoxyd oder Silberkarbonat, wird auf ein tragendes Basisorgan von irgend einem ge eigneten Isoliermaterial, wie zum Beispiel einem Blatt aus Mika, aufgebracht. Die Sil- berverbindung kann durch Aufsprühen, Auf stäuben, Aufbürsten, Aufgiessen, Aufdruk- ken etc. in Form einer dünnen Schicht auf die eine Seite des Mikablattes aufgetragen werden.
Beim Aufbringen der Silberverbin dung nach der Aufstäubmethode, wird das Mikablatt 10 zweckmässig unter einen Glok- kenkrug gestellt und es werden sehr kleine Teilchen oder Körner 12 von Silberoxyd oder Silberkarbonat ausgespritzt, um einen Nebel zu bilden, wobei sich die Teilchen auf der obern Fläche des Mikablattes zur Bildung eines Filmes absetzen, .dessen Dicke nur von der Ordnung .der mehrfachen Grösse eines Kornes der Verbindung ist. Die Teilchen .der Silberverbindung werden einem Vorrat entnommen, welcher durch Zermahlen von Silberoxyd oder Silberkarbonat gewonnen wird, bis die Körner ungefähr die Grösse der Körner von Talkpulver besitzen.
Hierauf wird das Mikablatt mit der dün nen Silberverbindungsschicht in einem Ofen während zirka 15 .Sekunden einer Temperatur von zirka 800 C ausgesetzt und wird als dann das Gebilde entfernt und abkühlen .ge lassen. Diese Temperatur und Erhitzungs- dauer sind alsi genügend erachtet. worden, um die Silberverbindung zur Hauptsache voll ständig in metallisches Silber zu reduzieren und die Bildung von winzigen, einzelnen, voneinander abstehenden Silberkügelchen in genügender Anzahl per Flächeneinheit zu bewirken, um den Funktionsbedingungen zu genügen.
Während dieses zweiten Schrittes .des Verfahrens wird angenommen, dass jedes der winzigen, sich zur Bildung einer kon tinuierlichen, dünnen Schicht auf dem Mika- blatt aneinanderschliessenden Körner 12 zu metallischem Silber reduziert wird, und die Silberteilchen unter der intensiven Hitze zu erst zur Bildung einer kontinuierlichen Schicht 14 von metallischem Silber von zur Hauptsache gleichförmiger Dicke auf dem Mikablatt zusammengeschmolzen werden.
Während das Silber fortgesetzt der inten siven Hitze in der Restdauer der 15 Sekun denperiode ausgesetzt wird, wird angenom men, dass die im Silber entwickelte Ober flächenspannung einen Punkt erreicht, bei welchem die winzigen, benachbarten Teil chen der iSilberschicht, wie zum Beispiel -die Teilchen 1.6, 18, 20 und 22 (Fig. 2) veran lasst werden, sich zu Tröpfchen oder Kügel chen 16a, 18a, 20a und 22a (Fig. 3) aufzu blähen.
Mit andern Worten, die Hitzeeinwir kung veranlasst die benachbarten Teile der Silberschicht voneinander loszubrechen und die winzigen, einzelnen, voneinander abste henden Silberkügelchen 16a, 18a, 20a und 22a und tausend andere Kügelchen 24 (Fig. 3 und 4) zii bilden.
Der nächste, dritte Schritt des Verfahrens besteht in der Oxydation der @Silberkügeleben, um auf jedem derselben einen isolierenden Oxydfilm von bestimmter Dicke zu bilden. Zu :diesem Zwecke wird das Gebilde in die Glasröhre oder anderem Behälte: für den Kathodenstrahlenapparat montiert, die Röhre evakuiert und es wird Sauerstoff in genügen der Menge zugelassen, um den Oxydations schritt vollständig durchzuführen.
In gewis sen Fällen ist konstatiert worden, dass :Sauer- stoff bei einem Druck von '/lo mm Queck silber zu diesem Zweck geeignet ist. Das Elektrodengebilde wird dann einem Hoch frequenzfeld von genügender Stärke unter worfen, um die Jonisation der Sauerstoff atome zu bewirken. Diese Wirkung veranlasst die Bildung eines Filmes 26 von Silberoxyd von bestimmter Dicke auf jedem Silber küb lohen.
Der nächste Schritt besteht im Licht empfindlichmachen jedes oxydierten Silber kügelchens, zu welchem Zweck die Röhre evakuiert wird, um allen rückständigen Sauerstoff zu entfernen und eine vorher in dem Behälter untergebrachte Cäsiumkapsel wird zur Explosion gebracht. Dieser Vor gang bewirkt einen Cäsitimniederschlag auf jedem der oxydierten Silberkügelchen, jedoch ist der Betrag an Cäsium auf jedem Kügel chen im Lfibersehuss über den zur maximalen Lichtempfindlichkeit führenden Betrag.
Fer ner kondensiert sich während dieses Schrittes ein gewisser Betrag von freiem Cäsium 30 auf dem Mikablatt 10 zwischen den einzelnen Kügelchen und bildet Teile, welche., wenn belassen, Streuwege von genügender Leit fähigkeit, zwischen den benachbarten Kügel chen bilden würden., um die Wirkungsweise wesentlich nachteilig zu beeinflussen.
Der fünfte und sehr wichtige Schritt ist nun die Entfernung dieses freien Cäsium- kondensates zwischen den oxydierten Silber teilchen und die gleichzeitige Entfernung des überschüssigen Cäsiums von den Teilchen, so dass die letzteren bei Vollendung .des fünf ten Schrittes zur Hauptsache den Höchstgrad von Lichtempfindlichkeit .gewinnen.
Zu ,die- sein Zwecke wird die Röhre mit einer kon tinuierlich arbeitenden Hochvakuumpumpe verbunden und bei einer Temperatur von 200 bis 2.25 C hartgebrannt, bis die Kügelchen zur Hauptsache den Höchstgrad der Licht empfindlichkeit besitzen, was eintritt, wenn die lichtempfindliche Fläche eine Büffel" Farbe annimmt. Die Hartbrenntemperatur wird dann auf 100 bis 150 C gesenkt und der Hartbrenn- und Evakuationsvorgang auf eine Dauer von i/2 bis 1 Stunde fortgesetzt.
Die zweite Hartbrennperiode bei der tieferen Temperatur bewirkt die zur Hauptsache voll ständige Entfernung des Cäsiumkonden- sates 30 auf dem Nikablatt zwischen den ein zelnen, benachbarten Teilchen 24, ohne ein solches weiteres Entfernen des Cäsiums von denselben zu bewirken, dass - der Grad der Lichtempfindlichkeit der Teilchen merklich geändert würde.
Zur Ausführung dieses Schrittes wird zweckmässig, wie erwähnt, ,die Temperatur reduziert, und zwar in. einem Zeitpunkt, welcher jenem gerade vorangeht, bei w elchem die Teilchen den Höchstgrad von Lichtempfindlichkeit erreicht haben würden, und es wird .die zweite Periode des Hart brennens bei der niederen Temperatur durch geführt, um die Entfernung der sehr kleinen, zur Erreichung der höchsten Lichtempfind- licbkAit der Teilchen nötigen Menge Cäsium zu bewirken.
3!Cit andern Worten, der Überschuss an Cäsiam auf den Teilchen (Fig. 6) wird wäh rend der ersten Hartbrennperiode bei -der höheren Temperatur rasch entfernt, um die Teilchen auf den zur Hauptsache höchsten Grad der Lichtempfindlichkeit zu bringen, wobei die Cäsiumschicht auf den Kügelchen 24 zur Hauptsache von atomischer Dicke ist, vergleiehe Fi7. 7, und es wird das meiste .des freien Cäsiums 30 auf dem Mikablatt zwischen den benachbarten Teilchen eben falls entfernt und abgepumpt.
Während der zweiten und relativ langen Hartbrennperiode bei der niederen Temperatur wird jede kleine Spur von freiem Cäsium, welche noch zwi schen den Teilchen vorhanden sein könnte, entfernt, ohne eine solche merkliche und un erwünschte, weitere Entfernung von Cäsium von den Teilchen zu bewirken, dass ihre Lichtempfin.dliohkeit ihren Höchstgrad ver lieren würde.
Während der ganzen Hartbrennperiode wird die übliche im Hals der Röhre ange ordnete Metallelektrodenkanone durch ein Höchstfrequenzfeld auf einer genügend hohen Temperatur über jener erhalten, bei welcher Cäsium zu verdampfen beginnt, wodurch eine Kondensation des Cäsiumdampfes auf den Metallteilen der Kanone verhindert wird.
Nach diesem Schritt wird das Verfahren beendigt und die Röhre abgeschlossen. Wenn es vorkommt, dass nach dem zwei ten Schritt des Verfahrens, während welchem .die Silberverbindung zu metallischem Silber reduziert wird und die einzelnen Silberkügel chen auf dem Mikablatt gebildet werden, wie in Fig. 4 gezeigt, die Anzahl ,der Kügelchen per Flächeneinheit für die Funktionsbedin- gungen nicht genügend ist, so wird dieser Schritt,
des Aufstäubens einer Schicht Silber verbindung und der Reduktion derselben zu Silber in Form von einzelnen Kügelchen zweckmässig wiederholt, bis die gewünschte Zahl per Flächeneinheit erreicht ist.
Nach jeder Wiederholung des zweiten Schrittes befinden sich neue Silberkügelchen in den Räumen zwischen den vorher gebildeten Kügelchen, und jedes der letzteren wird mit etwas neuem -Silber aufgebaut. Nachdem,der zweite Schritt so viel mal als gewünscht, wiederholt worden ist, werden der dritte Schritt der Oxydation der Kügelchen und der vierte und fünfte iSchritt zum Lichtempfind- lichmachen derselben, wie beschrieben, aus geführt.
Statt eine metallische Verbindung zur Ausführung des ersten Schrittes zu benutzen, kann. das reine Metall direkt angewendet wer den, um einen Film auf dem isolierenden Basisorgan zu bilden.
Dies kann in irgend einer geeigneten Weise geschehen, so zum Beispiel durch chemischen Niederschlag nach ,dem sogenannten Brashear-Verfahren, durch Verdampfung eines geschmolzenen Stückes des Metalles, durch Bespritzen in einem teil weisen Vakuum oder durch das Schoop'sche Metallspritzverfahren. Der zweite Schritt und die übrig bleibenden Schritte für das Oxydieren und Lichtempfindlichmachen wer .den alsdann wie oben beschrieben durchge führt.
Was die im obigen angegebenen Werte der Temperatur, ,des Druckes und ,der Zeit an betrifft, so ist zu bemerken, dass diese Daten nur als Beispiele gegeben sind und je nach den Umständen innerhalb beträchtlicher Grenzen differieren können.
Diese Werte sollen aber so sein, da.ss das Endresultat die Herstellung einzelner, zur Hauptsache gleich mässig voneinander aIstehender, voneinander isolierter, elektrisch leitender und lichtemp findlicher Teilchen ist, von denen jedes von solcher Grösse ist, um eine genügende Kapazi tät zum Aufsammeln der elektrischen La dung während einer Bildrahmenperiade.
Durch Anwendung des beschriebenen Ver fahrens sind die einzelnen, elektrisch leiten den und lichtempfindlichen Teilehen in ge nügender Anzahl pro Flächeneinheit vorhan den, um den funktionellen Anforderungen für eine getreue Bildwiedergabe zu genügen, wo bei keine schädlichen Streuwege zwischen be nachbarten Teilen vorhanden sind.