DE1074765B - Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirms für Kathodenstrahlanregung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirms mit hoher, elektrischer Leitfähigkeit für Kathodenstrahlanregung, der im Gegensatz zu den bislang gebräuchlichen Leuchtschirmen glasartig und transparent ist.

Transparente Leuchtschirme, die kornlos sind und keine Lichtzerstreuung mit sich bringen, können dadurch hergestellt werden, daß auf einer Unterlage eine Verbindung niedergeschlagen wird, deren metallischer Bestandteil entweder aus Zink oder Kadmium oder einer Mischung davon besteht und die außerdem Schwefel oder Selen enthalten.

Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein klarer Leuchtstoffilm durch eine Dampfreaktion entsprechender Materialien auf einer erwärmten Glasfläche niedergeschlagen wird. Filme unterschiedlicher Zusammensetzung werden auf diese Weise mit Erfolg hergestellt, die bei Kathodenstrahlanregung unterschiedliche Farben liefern. Diese Leuchtstoffilme können aus Zinksulfid und Zinkkadmiumsulfid mit verschiedenen Aktivatoren bestehen. Im einzelnen werden diese Filme z. B. dadurch hergestellt, daß man Zinkdampf mit einer, geringen.Menge Manganchlorid über eine erwärmte GTasoberfläche (400 bis 600° C) in einer Schwefelwasserstoffatmosphäre bei einem Druck von wenigen Millimetern hinwegstreichen läßt. Das Zinksulfid schlägt sich dabei auf der gereinigten Fläche als klarer gleichmäßiger Film von etwa 1 μ Dicke nieder, an dem sich die Interferenzfarben des reflektierten Lichtes beobachten lassen.

Ein Nachteil dieser Schirme liegt darin, daß ihre Leitfähigkeit so gering ist, daß eine Anhäufung von elektrischen Ladungen stattfindet, die die getreue Bildwiedergabe stört.

Um diesen Mangel zu beheben, sind bereits Versuche bekannt, entweder die der Glaswand der Röhre zunächst liegende Seite des Leuchtschirms oder die der Kathode zunächst liegende Seite mit einer metallisch leitenden, lichtdurchlässigen Schicht zu überziehen. Hierzu hat man z. B. Barium, Kalium, Cäsium oder Magnesium verwendet. Wenn diese leitende Schicht zwischen der Leuchtsubstanz und der Glaswand angeordnet ist, tritt jedoch der Nachteil ein, daß eine Absorption des vom Leuchtschirm aus gehenden Lichtes verursacht wird. Außerdem wird das Abfließen der Ladungen infolge der dazwischenliegenden, isolierenden Leuchtsubstanz nicht voll erreicht.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirms mit hoher, elektrischer Leitfähigkeit für Kathodenstrahlanregung wird gemäß der Erfindung aus einer Mischung von miteinander reagierenden Dämpfen eine dünne, transparente Schicht aus Titanoxyd auf einer 150 bis 200° C heißen Glasunterlage

zur Herstellung eines Leuchtschirms
für Kathodenstrahlanregung

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. August 1951

Dominic Anthony Cusano

und Frank John Studer, Schenectady, N. Y. (V. St. A.)_r sind als Erfinder genannt worden

niedergeschlagen; danach erst wird die auf eine Temperatur von 500 bis 600° C erwärmte Unterlage in an sich bekannter Weise einer Mischung miteinander reagierender Gase und Dämpfe ausgesetzt, wobei sich eine transparente Schicht eines zum Leuchten zu bringenden Sulfids oder Selenids des Zinks oder Kadmiums oder einer Mischung dieser Substanzen auf der Schicht des Titandioxyds niederschlägt. .

Der technische Fortschritt liegt darin, daß Leuchtstoffilme auf einer transparenten Unterlage aus reinem Titandioxyd, das einen Widerstand von mehreren tausend Megohm je Flächeneinheit zeigt und somit praktisch zu den Isolatoren zählt, angebracht werden und daß nach der Anbringung der Leuchtschirm so leitfähig geworden ist, daß keine Anhäufung von elektrischen Ladungen stattfindet. Es findet offenbar während oder nach der Anbringung eine Wechselwirkung zwischen dem Titandioxyd und dem Selenid oder Sulfid des Zinks oder Kadmiums statt, durch,die der Widerstand des gesamten Leuchtschirms weitgehend herabgesetzt wird.

Zum besseren Verständnis des beschriebenen Verfahrens werden die Figuren ausführlich beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine Einrichtung zum Niederschlagen einer solchen Unterlageschicht;

909 728/435

Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Einrichtung zum nachträglichen Niederschlagen von Zinksulfid oder eines gleichwertigen Leuchtschirmmaterials auf der Unterlageschicht, während

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch eine Glasplatte mit der Unterlageschicht und der Leuchtschirmschicht darstellt.

Fig. 1 zeigt eine Platte 1 aus transparentem Material, gewöhnlich aus Glas in einer Reaktionskammer, die aus einem Gehäuse 2 und einem Deckel 3 besteht und in einem nur schematisch dargestellten Ofen 4 angebracht ist. Über die Leitung 5 wird Titanchloriddampf durch den Deckel 3 eingeführt. Die Platte 1 wird auf etwa 150 bis 200° C auf beliebige Weise, beispielsweise durch den äußeren Ofen 4 erhitzt. Durch eine Leitung 6, die ebenfalls durch den Deckel 3 hindurchläuft, wird Wasserdampf eingeführt. Durch die chemische Reaktion dieser Dämpfe wird Titandioxyd gebildet, welches sich auf der Platte 1 als ein durchsichtiger Film niederschlägt, der etwa Vio Mikron oder mehr dick ist. Nebenprodukte der Reaktion und nicht reagierende Dampfmengen werden über die Leitung 7 abgesaugt.

Die mit dem erwähnten Film überzogene Platte, die der besseren Unterscheidbarkeit halber mit la bezeichnet sei, wird sodann aus der ersten Reaktionskammer entnommen und sofort in eine zweite Reaktionskammer 8 (Fig. 2) gebracht. Die Platte 1 a wird dabei in einer nicht näher dargestellten Weise über einem feuerfesten Gefäß 9 befestigt, welches Zinkdampf oder Zinkchloriddampf liefert. Das Gefäß 9 ist an eine Leitung 10 angeschlossen, die durch den Deckel 11 der zweiten Reaktionskammer hindurchläuft. Das zu verdampfende Material wird über ein "Ventil 13 aus einem Vorratsgefäß 12 geliefert. Der Verdampfer 9 der aus synthetischem Korund oder geschmolzenem Quarz bestehen kann, ist mit einem Widerstandsdraht 14 bewickelt, welcher über Leitungen 16 an eine als Batterie 15 dargestellte Heizstromquelle angeschlossen werden kann.

Als Beispiel für die Herstellung eines Niederschlags auf der Titandioxydzwischenschicht, d. h. zur Herstellung eines transparenten Leuchtschirms auf dieser Zwischenschicht soll die Bildung eines Zinksulfidfilms beschrieben werden.

Die Reaktionskammer mit der bedampften Platte 1 a wird auf eine Temperatur von beispielsweise etwa 500 bis 600° C erhitzt, was z. B. dadurch geschehen kann, daß die Reaktionskammer in der in Fig. 2 dargestellten Weise in eine Heizeinrichtung 17 eingesetzt wird, wobei ein feuerfester Ring 18 die Kammer 8 in der gewünschten Lage hält. Die Heizeinrichtung ist nur schematisch dargestellt.

Über die Leitung 10 werden aus dem Vorratsgefäß 12 Zinkteilchen oder Zinkchloridteilchen durch Betätigung des Ventils 13 eingeführt und fallen in den Behälter 9, der auf eine so hohe Temperatur erhitzt wird, daß das Zink oder das Zinkchlorid verdampft. In die Reaktionskammer wird auch eine kleine Menge eines geeigneten Aktivators, z. B. von Manganchlorid, eingeführt und gleichzeitig mit dem Zink oder der Zinkverbindung verdampft. Ferner wird über die Leitung 19 Schwefelwasserstoffgas eingeführt. Bei der chemischen Reaktion bildet sich Zinksulfid, welches sich auf der bereits bedampften Seite der geheizten Platte 1 α niederschlägt. Die Nebenprodukte und die überschüssigen nicht reagierenden Gas- und Dampfmengen werden über die Leitung 20 abgeführt.

Der sich auf diese Weise bildende Film von Zinksulfid kann durch Kathodenstrahlen erregt werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, besteht also der fertige Leuchtschirm aus einer Platte 1 aus Glas oder einem anderen transparenten Werkstoff, einem daraufliegenden Überzug von Titandioxyd 21 und einem auf diesem angebrachten Film von Zinksulfid. Der elektrische Widerstand des fertigen Titandioxydleuchtschirms ist sehr niedrig und beträgt nur 4000 Ohm je Flächeneinheit oder noch weniger. Die Lichtausbeute des fertigen Leuchtschirms ist etwa dieselbe wie die Lichtausbeute von Zinksulfidschichten unmittelbar auf Glas.

Die Zinksulfidschicht kann gewünschtenfalls auch wieder entfernt werden.

Die Titandioxydunterlageschicht 21, die ursprünglich einen Widerstand von mehreren tausend Megohm je Flächeneinheit hat, nimmt nach der Aufbringung des Leuchtschirms einen Widerstand von etwa 4000 Ohm je Flächeneinheit oder weniger an. Diese Zunahme der Leitfähigkeit kann dem Übertritt von Zink- oder von Schwefelatomen oder von beiden Atomarten aus der Leuchtschirmschicht 22 in die Unterlageschicht 21 zugeschrieben werden oder der Reduktion eines Teils des Titandioxyds durch Zink oder Kadmium, d. h. der Bildung eines niederwertigeren Oxyds. Wenn die Zinksulfidschicht durch Waschen in Salzsäure entfernt wird, bleibt der Widerstand des Titandioxydfilms auf seinem niedrigen Wert.

In ähnlicher Weise können Filme aus Kadmiumsulfid oder Filme aus Zinkkadmiumsulfid auf dem Titandioxydfilm 21 niedergeschlagen werden. Der Schwefelanteil der Leuchtschirmschicht kann ferner ganz oder teilweise durch Selen ersetzt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirms mit hoher elektrischer Leitfähigkeit für Kathodenstrahlerregung, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Mischung von miteinander reagierenden Dämpfen eine dünne, transparente Schicht aus Titandioxyd auf einer 150 bis 200° C heißen Glasunterlage niedergeschlagen wird und daß danach die auf eine Temperatur von 500 bis 600° C erwärmte Unterlage in an sich bekannter Weise einer Mischung miteinander reagierender Gase und Dämpfe ausgesetzt 'wird, wobei sich eine transparente Schicht eines zum Leuchten zu bringenden Sulfids oder Selenids des Zinks oder Kadmiums oder einer Mischung dieser Substanzen auf der Schicht des Titandioxyds niederschlägt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 720437; französische Patentschrift Nr. 896 650; österreichische Patentschriften Nr. 144 607, 977;

   Journal of the Optical Society of America, 1951, Heft 8, S. 559;

   D'Ans-Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker, 1949, S. 1218.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 909 728/435 1.60