Fluoreszenzsehirm. Die Erfindung betrifft Fluoreszenz schirme, bei denen eine Schicht aus fluores zierendem Stoff, der durch Elektronenauf prall zum Fluoreszieren gebracht wird, auf einen Träger aufgebracht ist.
Solche Schirme, wie sie zum Beispiel in Braunschen Röhren oder Geräten zur Um wandlung der Wellenlänge des Lichts oder dergleichen verwendet werden, werden im allgemeinen durch eine dünne Schicht aus fluoreszierendem Stoff gebildet, die auf eine durchsichtige Wand aufgebracht ist, da man durch .diese Wand das Licht muss beobachten können.
Die Fluoreszenz wird hierbei da durch erzeugt, dass die Stoffe von Elektronen getroffen werden. Infolge dieses Elektro nenaufpralles laden sich .die Schichten auf, so dass Abbiegungen oder Beeinflussungen der nachkommenden Elektronen auftreten, was Verzerrung oder Verzeichnung des durch Fluoreszenz erhaltenen Bildes oder des Licht- fleckes zur Folge hat. Man hat auf verschiedene Weise ver sucht, diesem Übelstande vorzubeugen.
Ein Mittel, das man hierbei angewendet hat, ist das Betreiben von mit einer Gasfüllung ver- sehenen Röhren, bei denen der Nachteil weni ger bedenklich ist, weil positive Ionen mit dem Elektronenbündel mitlaufen und eine sofortige völlige oder teilweise Neutralisie rung der Aufladung herbeiführen. Dieses Mittel gilt jedoch nur für die Röhren, bei denen der Fluoreszenzschirm nicht gleichzei tig Anode ist, also für Braunsche Röhren. Für Geräte zur Umwandlung der Wellen länge des Lichts zum Beispiel 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 Zweck dem Fluoreszenzmaterial oft Stoffe zwecks Erreichung einer genügenden sekundären Emission zugesetzt werden. Diese sekundären Elektronen werden in diesem Fall auf andern Röhrenteilen (sekundären Anoden) aufgefangen und abgeleitet.
Ein Beispiel einer solchen Bauart ist eine Röhre, bei der Bariumagyd mit dem fluoreszieren den Stoff versetzt wird und besondere, etwa aus Kohle bestehende, auf einem andern Teil der Wand angebrachte Elektroden die Ab leitung 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 ebensoviele Elektronen abgibt, wie er empfängt.
Man hat nun ferner versucht, diese Nach teile dadurch zu beheben, dass unter dem Fluoreszenzstoff dünne Metallschichten ange bracht werden oder :der Fluoreszenzstoff mit solchen Metallteilchen vermischt wird. Zu diesem Zweck hat man zum Beispiel Metalle, wie Silber und Platin, verwendet.
Tatsäch lich wird auf diese Weise eine gute Ablei tung der Elektronen erhalten, aber eine Schwierigkeit liegt darin, dass, zwecks Her beiführung einer genügenden Leitung, zu nächst im allgemeinen soviel Metall aufge bracht oder zu dem fluoreszierenden Stoff zugesetzt werden muss, dass durch Lichtab sorption das Licht um mehrere Zehntel, in einigen Fällen um 80 bis 90%, geschwächt wird. Da das Fluoreszenzlicht an und für sich ziemlich schwach ist, stellen sich diesem Verfahren grosse Schwierigkeiten entgegen.
Anmelderin hat nun gefunden, dass es möglich ist, diese Nachteile durch Anwen dung der vorliegenden Erfindung ganz zu vermeiden.
Bei einem Fluoreszenzschirm nach der Erfindung, :der aus einer auf einer durch sichtigen Unterlage angebrachten, dünnen Schicht aus Fluöreszenzmaterial besteht, das durch Elektronenaufprall zum Fluoreszieren gebracht wird, ist die Fluoreszenzschicht mit einer Metallschicht in Berührung (zum Bei spiel indem auf dem Fluoreszenzmaterial bezw. zwischen dem Fluoreszenzmateria1 und der durchsichtigen Unterlage eine Metall- schickt angebracht ist), die aus wenigstens einem Metall besteht,
dessen Schmelzpunkt höher als<B>18,00'</B> C liegt.
Wir haben nämlich durch Untersuchun gen folgendes gefunden: Wenn. man die bisher für dünne Zwi schenschichten benutzten Stoffe, wie Silber, Platin oder dergleichen verwendet, 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 die schlechte Leit fähigkeit dünner Schichten aus den genann ten Stoffen wahrscheinlich eine Folge grosser Agglomeration ist, die bis zu einem gewissen Grade von der Temperatur abhängig ist. Die vorstehend erwähnten Metalle, wie Silber und Platin, weisen .diese Agglomeration schon bei Zimmertemperatur in hohem Masse auf. Diese Agglomeration wird infolge der Tem peratur, auf die diese Schirme während des Auspumpens der Röhre erwärmt werden, in hohem Masse verstärkt.
Bei der Verwendung von Silber wird oft beim Auspumpen in der Wärme die Leitung von an sich schon ver hältnismässig starken und viel Licht absor bierenden Schichten ganz zerstört.
Wir haben nun gef unden, dass diese Nach teile sich völlig beheben lassen, wenn man eine dünne Metallschicht aus wenigstens einem Metall verwendet, dessen Schmelz punkt höher als<B>1800,'</B> C liegt und diese Schicht auf dem Fluoreszenzstoff anbringt oder in andern Fällen zwischen dem fluores zierenden Stoff und der durchsichtigen Un terlage.
Aus solchen Metallen, wie zum Bei spiel Wolfram oder Molybdän, bestehende Schichten weisen nun eine sehr gute Leit fähigkeit bei überaus geringer Stärke und keine oder überaus geringe Lichtabsorption auf, weil sogar bei ziemlich hohen Tempera turen keine Agglomeration der Metallteil chen auftritt.
Zur näheren Aufklärung der beim Ge brauch :der vorhererwähnten Materialien auf tretenden Erscheinungen ist in Fig. 1 dar- gestellt, in welcher Weise der spezifische Widerstand von der Schichtstärke abhängig ist; hierbei ist auf der Abszisse der Loga rithmus der in mcc ausgedrückten Schicht stärke d, auf der Ordinate der spezifische Widerstand o aufgetragen. In dieser Figur. die ohne weiteres verständlich ist, ist die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Schichtstärke für Wolfram, Silber und Pla tin .dargestellt, :die auf eine auf Zimmertem peratur befindliche Glasoberfläche aufge dampft sind.
Aus dieser Figur ist ersicht lich, dass- bei einer Schichtstärke von 1<I>mA</I> der spezifische Widerstand einer solchen Wolframschicht von der Grössenordnung von 1 Qem ist, während eine Platinschicht, die im Mittel 1 mu stark ist, einen spezifischen Widerstand besitzt, der grösser als das Tau sendfache ist. Eine etwa 4 mu starke Wolf ramschicht besitzt einen spezifischen Wider stand von annähernd 0,001 Qcm, während Silber bei dieser Stärke noch einen eine Mil lion mal grösseren Widerstand hat.
Nun kann man im allgemeinen Schichten, die dünner als 0,5 m,y sind, nicht wahrnehmen, während Schichten von annähernd 1 mu im allgemei nen gerade sichtbar sind und Schichten von der Grössenordnung von 10 mu schon Zehner von Prozenten des auffallenden Lichts absor bieren. Es ist also möglich, unsichtbare Schichten aus Wolfram oder Molybdän her zustellen, die einen spezifischen Widerstand von annähernd 1000 Qcm haben, während gerade sichtbare Schichten einen spezifischen Widerstand von annähernd 1 Qcm haben können.
Es ist zum Beispiel möglich, zwi schen 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 anzubrin gen, die völlig unsichtbar sind und einen von der Stärke abhängigen Widerstand von 100 . bis 1 Megohm besitzen.
Etwas stärkere Molybdänschiehten, die sich gerade an der Grenze der Sichtbarkeit befinden, haben zum Beispiel unter vorhererwähnten Bedingungen einen Widerstand von<B>500000</B> S2. Hält man beim Aufdampfen des Molybdäns die Glas- Oberfläche auf<B>100'</B> C, so gelingt es, katini sichtbare Molybdänschichten herzustellen, die unter .den erwähnten Bedingungen einen Widerstand von nur 100000 92 besitzen (spez. Widerstand etwa 0,
2 Qcm).
Im nachstehenden wird die Herstellung von Fluoreszenzschirmen nach der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher er läutert.
Auf eine mit einer oder mehreren Elek troden versehene Glasoberfläche wird Molyb- dän in einer dünnen Schicht derart aufge dampft, dass@ Kontakt mit dieser Elektrode erhalten wird, was in der Weise erfolgen kann, dass ein Molybdändraht im Vakuum auf hohe Temperatur erhitzt wird, so dass er sich verflüchtigt und auf das Glas nieder schlägt, oder dass das Molybdän auf einen Wolframdraht aufgewickelt und durch elek trischen Strom erhitzt wird. Auf dem Glas bilden sich nun sehr dünne Schichten (von einer Stärke von zum Beispiel 2 Atomen), die praktisch nicht sichtbar sind,
und eine sehr merkliche Leitung aufweisen. Dampft man mehr auf, so wird die Lichtabsorption grösser, aber die Leitung ebenfalls, und zwar in sehr grossem Masse. Man kann die Elek troden, welche die Elektronen weiter ablei ten sollen, auch nach dem Aufdampfen des Molybdäns anbringen. Nach dem Aufbrin gen des Metalles wird bei zum Beispiel 400' C gepumpt. Hierauf wird Fluoreszenz material, wie Kalziumwolframat, Cadmium- wolframat, Zinksilikat oder dergleichen, in üblicher Weise aufgebracht.
Als Metall für die Metallzwischenschieht kann man statt Molybdän zum Beispiel auch Tantal oder Wolfram verwenden. Metalle, wie Tantal oder dergleichen kann man auf die gleiche Weise aufbringen, wie sie oben für Molybdän beschrieben wurde, und für Wolfram kann die Tatsache ausgenutzt wer den, dass- in Anwesenheit von ein wenig Wasserdampf Wolfram durch chemische Reaktion scheinbar verdampft werden kann,
da W -I- HZO Wolframogyd + HZ ergibt. Das Wolframoxyd dampft hierbei 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 glei cher Weise, wie oben beschrieben.