DD253509A5

DD253509A5 - Elektronenstrahlroehre und verfahren zum herstellen einer elektronenstrahlroehre

Info

Publication number: DD253509A5
Application number: DD87299900A
Authority: DD
Inventors: Gerardus A H M Vrijssen; Tjerk G Spanjer
Original assignee: �K@�K@��}@��k��
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1988-01-20
Also published as: KR940011936B1; EP0233379A1; EP0233379B1; CN1011366B; DE3679813D1; NL8600391A; CN87100705A; JPS62193046A; US4857797A; KR870008363A; JPH0690909B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlroehre, deren Kolben 1 einen Schirm 2 enthaelt, wobei ein im Kolben 1 dem Schirm 2 gegenueberliegendes Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 mit zumindest zwei Elektroden 4, 5 und 6 vorgesehen ist, die auf der Innenwand eines Glasrohrs 7 an angrenzenden Stellen mit von Elektrode zu Elektrode verschiedenem Durchmesser angebracht sind. Um beispielsweise geringere Abmessungen und eine bessere Ausrichtung des Elektronenstrahlerzeugungssystems und eine hoehere Aufloesung zu erhalten, ist erfindungsgemaess eine zum Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 gehoerende Fokussierungslinse eine hochohmige Widerstandsschicht 8 mit Spiralform 9. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre, deren Kolben einen Schirm enthält, wobei im Röhrenkolben gegenüber dem Schirm ein Elektronenstrahlerzeugungssystem mit mindestens zwei Elektroden vorgesehen ist, die auf der Innenwand eines Glasrohres an angrenzenden Stellen mit einem von Elektrode zu Elektrode verschiedenen Durchmesser koaxial angebracht sind. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Elektronenstrahlröhre.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eine Elektronenstrahlröhre eingangs erwähnter Art ist aus der US-PS 4304586 bekannt. Ein Elektronenstrahlerzeugungssystem ist üblicherweise aus einem strahlformenden Teil aufgebaut, der aus einer Kathode und aus einigen Elektroden, die zum Erzeugen, Modulieren und Vorfokussieren eines Elektonenstrahls dienen, und aus einer Fokussierungslinse besteht, die sicherstellt, daß die Fokussierung des Strahles auf dem Schirm der Röhre erfolgt, in der sich das System befindet. Bei einem herkömmlichen Strahlerzeugungssystem besteht diese Linse ebenfalls aus einigen Elektroden. Normalerweise werden alle diese Elektroden von einer Anzahl von Isolierstäben zusammengehalten, Wegen der derzeitigen Entwicklung zu Elektronenstrahlerzeugungssystemen mit immer geringeren Abmessungen und zu Elektronenstrahlen mit immer größerer Helligkeit werden die Anforderungen hinsichtlich der Toleranzen in den Abständen zwischen den Elektroden untereinander und zum Ausrichten der Elektroden immer strenger.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Aufbau des Elektrodensystems zu vereinfachen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt u.a. die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Anforderungen wenigstens weitgehend zu erfüllen und eine neuartige Elektronenstrahlröhre und ein Verfahren zum Herstellen einer Elektronenstrahlröhre zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der eingangs erwähnten Elektronenstrahlröhre dadurch gelöst, daß eine zum Strahlerzeugungssystem gehörende Fokussierungslinse eine hochohmige Widerstandsschicht mit Spiralform ist. Vorzugsweise ist auch ein Vorfokussierungsteil eines zum Strahlerzeugungssystem gehörenden strahlformenden Teils eine hochohmige .Widerstandsschicht mit Spiralform. Mit der erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre lassen sich geringe Abmessungen, enge Toleranzen, gutes Ausrichten und einfacher Aufbau verwirklichen. Die genannte Widerstandsschicht arbeitet als Spannungsteiler. Durch Änderung der Steigung, des Abstandes zwischen den Windungen oder des Widerstandes kann eine für eine Fokussierungslinse mit wenigen Aberrationsfehlern erforderliche Spannungsverteilung erreicht werden, wie sie bisher nur in Linsen mit sehr großem Durchmesser verwirklicht werden kann. Die Fokussierungslinse und der Vorfokussierungsteil können in der gleichen hochohmigen Widerstandsschicht gebildet sein. Die erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre wird auf ganz einfache Weise erhalten, indem das Glasrohr, in dem die hochohmige Widerstandsschicht und die anderen Elektroden angebracht werden sollen, durch thermisches Erweichen eines Glasrohrabschnitts und durch Ansaugen auf einem Dorn erhalten wird. Hiernach wird vorzugsweise die hochohmige Widerstandsschicht an der Innenseite des einen Endes des Glasrohres und werden die anderen Elektroden an der Innenseite des anderen Endes des Glasrohres an Stellen mit zum anderen Ende hin größer werdendem Durchmesser angebracht. Diese Stellen mit größer werdendem Durchmesser werden durch Ansaugen des Rohrabschnitts auf einem Dorn erhalten, der in der Längsrichtung einige Male den Durchmesser ändert. Hierdurch verlaufen in der Längsrichtung des Glasrohres einige Wandteile der Innenwand des Glasrohres senkrecht zur Röhrenachse und einige Wandteile parallel zu dieser Röhrenachse. Auf diese Weise werden in einem Schritt Referenzflächen für die axiale und die radiale Position der Elektroden in bezug auf die Achse des Glasrohrs erhalten, wodurch eine sehr gute Reproduzierbarkeit der hergestellten Elektronenstrahlerzeugungssysteme erreicht wird. Vorzugsweise werden für die anderen Elektroden kurze gezogene dünnwandige Buchsen mit einer Oberplatte verwendet, in deren Mitte sich eine Öffnung zum Durchlassen des Elektronenstrahls befindet. Dünnwandige Elektroden passen sich bei Wärmebehandlung ohne Bruch des Glasrohrs an die Rohrwand an. Die Elektroden können auf einfache Weise im profilierten Glasrohr angeordnet werden. Bei diesem Aufbau sind Isolierstäbe überflüssig. Erfindungsgemäß wird die hochohmige Widerstandsschicht dadurch erhalten, daß auf der Innenwand des Glasrohrs am einen Ende aus einer stabilen, bindemittelfreien Suspension von Rutheniumhydroxid und Glaspartikeln eine Schicht angebracht wird, aus der sich durch Erhitzung eine rutheniumoxidhaltige elektrische Widerstandsschicht bildet. Als Suspendiermittel wird eine Mischung aus Ammoniak und Isopropanol benutzt. Auf mechanischem Wege kann sowohl vor als auch nach einer Wärmebehandlung der hochohmige Widerstandsschicht eine Spiralform gegeben werden. Zum Kontaktieren der hochohmigen Widerstandsschicht ist es wichtig, daß die Rohrinnenseite zum Anbringen der Schicht eine glatte Form ohne Vorsprünge oder Löcher besitzt und daß nach der Bildung der Spirale diese glatte Form nicht gestört wird. Deshalb wird die hochohmige Widerstandsschicht dadurch kontaktiert, daß vor dem Anbringen dieser Schicht in der Wand des Glasrohrs konische Löcher sandgestrahlt werden, durch die Drähte angebracht werden, die mit einem kristallisierenden Glas in den Löchern verschmolzen werden, wonach an der Innenseite des Rohrs die Drähte mit der Glaswand gleich abgeschnitten werden und anschließend die Widerstandsschicht angebracht wird. Die hochohmige Widerstandsschicht und die anderen Elektroden können ebenfalls gleichzeitig dadurch kontaktiert werden, daß vor dem Anbringen der Schicht und der anderen Elektroden in der Wand des Glasrohrs konische Löcher sandgestrahlt werden, in denen Indiumkugeln angebracht und danach Drähte montiert werden, die mit einem kristallisierenden Glas in den Löchern verschmolzen werden, wonach an der Stelle der anzubringenden Widerstandsschicht und der anderen Elektroden die Indiumkugeln abgeschnitten werden, die Widerstandsschicht angebracht wird, die Elektroden montiert werden und das Elektronenstrahlerzeugungssystem einer Wärmebehandlung unterworfen wird.

Ausführungsbeispiele

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 :_schematisch einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre, Fig. 2: schematisch einen Querschnitt durch einen Teil einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Elektronenstrahlröhre mit weiteren Einzelheiten.

Die Erfindung bezieht sich ζ. B. auf eine Elektronenstrahlröhre mit einem Glaskolben 1 (siehe Fig. 1) mit einem Schirm und mit einem im Kolben 1 dem Schirm 2 gegenüberliegenden Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 mit mindestens zwei Elektroden 4, 5 und 6, die auf der Innenwand eines Glasrohrs 7 an angrenzenden Stellen mit von Elektrode zu Elektrode verschiedenem Durchmesser angebracht sind.

Erfindungsgemäß ist eine zum Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 gehörende Fokussierungslinse eine hochohmige Widerstandsschicht 8 mit Spiralform 9. Fig. 2 zeigt das Strahlerzeugungssystem mit weiteren Einzelheiten. Hierin sind die Elektroden mit 23,24,25 und 26 bezeichnet und auf dem Glasrohr 27 angebracht; die hochohmige Widerstandsschicht ist mit 20 und die spiralförmige Fokussierungslinse mit 28 bezeichnet. In bezug auf den Stand der Technik bedeutet das Strahlerzeugungssystem der erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre eine wesentliche Verbesserung z. B. hinsichtlich der geringen Abmessungen, der Helligkeit des Elektronenstrahls, der Toleranzen in den Abständen der Elektroden und ihrer gegenseitigen Ausrichtung. Der Durchmesser eines Strahlerzeugungssystems kann beispielsweise bei einer erfindungsgemäßen Elektrodenstrahlröhre 1,2 cm betragen. Dieser Durchmesser würde bei einer Elektronenstrahlröhre nach dem Stand der Technik mit vergleichbaren Eigenschaften 4cm betragen. Vorzugsweise ist auch ein Vorfokussierungsteil eines zum Strahlerzeugungssystem gehörenden, strahlformenden Teils, zu dem beispielsweise die Elektroden 23,24,25 und 26 gehören, eine Spiralform 29 in der hochohmigen Widerstandsschicht 20. Das Erzeugungssystem wird auf einfache Weise erhalten, indem das Glasrohr 27, in dem die hochohmige Widerstandsschicht 20 und die anderen Elektroden 23,24,25 und 26 angebracht werden sollen, mittels Erweichung eines Glasrohrabschnitts und durch Ansaugen dieses Glasrohrteils auf einem Dorn erhalten wird. Die hochohmige Widerstandsschicht 20 ist an der Innenseite 30 des einen Endes des Glasrohrs 27 und die anderen Elektroden 23,24, 25 und 26 sind an der Innenseite 31 des anderen Endes des Glasrohrs 27 an Stellen mit zu dem anderen Ende hin größer werdendem Durchmesser angebracht. Diese Stellen mit größer werdendem Durchmesser werden mit großer Reproduzierbarkeit und hoher Genauigkeit durch Ansaugen des Rohrabschnitts auf einem Dorn erhalten, der in der Längsrichtung einige Male den Durchmesser wechselt. Ein Glasrohr 27 gemäß Fig. 2 wird durch Ansaugen auf einem zweiteiligen Dorn erhalten und diese zwei Teile werden nach dem Ansaugen in entgegengesetzer Richtung aus dem Glasrohr entfernt. Die Elektroden 23,24,25 und 26 können besonders genau dadurch montiert werden, daß beim Ansaugen im Glasrohr Auflageflächen 32 ausgebildet werden, auf denen die Elektroden 23,24,25 und 26 ruhen. Vorzugsweise werden für die Elektroden 23,24,25 und 26 kurze gezogene dünnwandige Buchsen mit Oberplatten 34,35,36 bzw. 37 verwendet, in deren Mitte sich Öffnungen 38,39 bzw. 40 zum Durchlassen des Elektronenstrahls befinden. Derartige Buchsen sind einfach und genau herstellbar, wodurch der gegenseitige Abstand der Oberplatte und die Konzentrizität der Öffnungen nach der Montage ebenfalls genau bestimmt ist (etwa 5/xm). Außerdem paßen sich derartige Buchsen bei späteren Wärmebehandlungen leicht an die Rohroberfläche an. Die spiraligen Fokussierungslinsen 28 und 29 werden mit hoher Güte und hoher Durchschlagspannung dadurch erhalten, daß auf der Innenwand des Glasrohrs 27 am einen Ende aus einer stabilen, bindemittelfreien Suspension aus Rutheniumhydroxid und Glaspartikeln eine Schicht angebracht wird, aus der sich die rutheniumoxidhaltige elektrische Widerstandsschicht 20 durch Erhitzen bildet, der auf mechanischem Wege Spiralformen 28 und 29 gegeben werden. Als Suspendiermittel für das Rutheniumhydroxid wird vorzugsweise alkoholisches Ammoniak benutzt. Die benutzte Suspension wird beispielsweise durch Vermischen von Glasemailpulver mit Wasser in einem Becherglas erhalten. Rutheniumchlorid (RuCI₃) wird in Wasser gelöst und der Mischung zugesetzt. Durch den Zusatz von Ammoniak wird in der Mischung Rutheniumhydroxid niedergeschlagen. Anschließend läßt man die Mischung ablagern, wonach das Wasser abgesaugt und der Niederschlag getrocknet wird. Der getrocknete Niederschlag wird in eine Kugelmühle eingeführt und Isopropanol und Ammoniak werden zugesetzt. Anschließend wird zum Erhalten von feinen Partikeln und einer guten Mischung gemahlen. Eine derartige Suspension eignet sich zum Erhalten einer gleichmäßigen Widerstandspulverschicht. In dieser Pulverschicht werden die Spiralformen eingekratzt. In der Spiralform beträgt die Steigung beispielsweise 300/xm und die Unterbrechung in der Widerstanddsschicht δΟμ,ιη. Nach einer Erhitzung sind diese Unterbrechungen besonders spannungsfest. Die Dicke dieser Schicht beträgt z.B. 1 bis3/u,m. Die Schicht wird etwa 20 Minuten bei 500°C erhitzt und erhält dadurch einen Widerstand von 10⁷ Ohm je Quadrat. Die Hochohmige Widerstandsschicht 20 und die Elektroden 24,25 und 26 können gleichzeitig dadurch kontaktiert werden, daß vor dem Anbringen der Schicht 20 und der anderen Elektroden 24, 25 und 26 in der Wand des Glasrohrs konische Löcher 41 (Durchmesser 0,9 χ 0,4mm) sandgestrahlt werden, in denen Indiumkugeln 42 angebracht und danach Abführungsdrähte 43 (Durchmesser 0,6mm) angeordnet werden (von den Löchern, Kugeln und Abführungsdrähten ist der Übersichtlichkeit halber immer nur eines mit Bezugsziffern versehen), die mit einem üblichen kristallisierenden Glas 44 in den Löchern 41 verschmolzen werden. Anschließend werden an der Stelle der anzubringenden Widerstandsschicht 20 und der anderen Elektroden 24, 25 und 26 die Indiumkugeln abgeschnitten, wonach die Widerstandsschicht 20 angebracht und die Elektroden 24, 25 und 26 montiert werden. Schließlich wird das Erzeugungssystem einer Wärmebehandlung unterworfen, bei der die Elektroden 24,25 und 26 über das Indium die Abführungsdrähte 43 kontaktieren. Wenn nur eine hochohmige Widerstandsschicht 20 zu kontaktieren ist, können die Indiumkugeln weggelassen werden und ist es ausreichend, daß zum Anbringen der Schicht 20 an der Stelle dieser Schichten herausragende Enden der Abführungsdrähte 43 abgeschnitten werden. Es wird klar sein, daß sich die Erfindung nicht auf das gegebene Beispiel beschränkt, sondern daß im Rahmen der Erfindung dem Fachmann viele Abwandlungen zu Diensten stehen. Statt Rutheniumoxid kann die hochohmige Widerstandsschicht auch Manganoxid, Nickeloxid, Thalliumoxid und dergleichen enthalten. Das Glasrohr, in dem die hochohmige Widerstandsschicht und die Elektroden angebracht sind, kann ein Teil des Kolbens der Elektronenstrahlröhre sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlröhre, deren Kolben einen Schirm enthält, wobei im Röhrenkolben gegenüber dem Schirm ein Elektronenstrahlerzeugungssystem mit mindestens zwei Elektroden vorgesehen ist, die auf der Innenwand eines Glasrohrs an angrenzenden Stellen mit einem von Elektrode zu Elektrode verschiedenen Durchmesser koaxial angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Elektronenstrahlerzeugungssystem gehörende Fokussierungslinse eine hochohmige Widerstandsschicht mit Spiralform ist.
2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch ein Vorfokussierungsteil eines zum Elektronenstrahlerzeugungssystem gehörenden strahlformenden Teils eine hochohmige Widerstandsschicht mit Spiralform ist.
3. Verfahren zum Herstellen einer Elektronenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasrohr, in dem die hochohmige Widerstandsschicht und die anderen Elektroden angebracht werden sollen, durch thermisches Erweichen eines Glasrohrabschnitts und durch Ansaugen auf einem Dorn erhalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hochohmige Widerstandsschicht an der Innenseite des einen Endes des Glasrohrs und die anderen Elektroden an der Innenseite des anderen Endes des Glasrohrs an Stellen mit zum anderen Ende hin größer werden dem Durchmesser angebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellen mit größer werdendem Durchmesser durch Ansaugen des Rohrabschnitts auf einem Dorn erhalten werden, der in der Längsrichtung einige Male den Durchmesser ändert.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die anderen Elektroden kurze gezogene dünnwandige Buchsen mit einer Oberplatte verwendet werden, in deren Mitte sich eine Öffnung befindet.
7. Verfahren zum Herstellen einer Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ._; gekennzeichnet, daß die hochohmige Widerstandsschicht dadurch erhalten wird, daß auf der Innenwand des Glasrohrs am einen Ende aus einer stabilen, bindemittelfreien Suspension aus Rutheniumhydroxid und Glaspartikeln eine Schicht angebracht wird, aus der durch Erhitzung eine rutheniumoxidhaltige elektrische Widerstandsschicht gebildet wird.
8. Verfahren zum Herstellen einer Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Suspendiermittel Mischung aus Ammoniak und Isopropanol benutzt wird.
9. Verfahren zum Herstellen einer Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hochohmige Widerstandsschicht dadurch kontaktiert wird, daß vordem Anbringen dieser Schicht in der Wand des Glasrohrs konische Löcher sandgestrahlt werden, durch die Drähte montiert werden, die mit einem kristallisierendem Glas in den Löchern verschmolzen werden, wonach an der Innenseite des Rohrs die Drähte mit der Glaswand gleich abgeschnitten werden und danach die Widerstandsschicht angebracht wird.
10. Verfahren zum Herstellen einer Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hochohmige Widerstandsschicht und die anderen Elektroden dadurch kontaktiert werden, daß vor dem Anbringen der Schicht und der anderen Elektroden in der Wand des Glasrohrs konische Löcher sandgestrahlt werden, in denen Indiumkugeln angebracht und danach Drähte montiert werden, die mit einem kristallisierenden Glas in den Löchern verschmolzen werden, wonach an der Stelle der anzubringenden Widerstandsschicht und der anderen Elektroden die Indiumkugeln abgeschnitten werden, die Widerstandsschicht angebracht wird, die Elektroden montiert werden und das Strahlerzeugungssystem einer Wärmebehandlung unterworfen wird.