DE1113001B

DE1113001B - Glas fuer die Speicherplatte einer Superorthikon-Fernsehaufnahmeroehre

Info

Publication number: DE1113001B
Application number: DEC17409A
Authority: DE
Inventors: George Bigelow Hares
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1957-08-28
Filing date: 1958-08-27
Publication date: 1961-08-24
Also published as: IT595125A; CH375495A; FR1201858A; GB836348A; BE570696A; US2879420A; NL121047C; NL230837A

Description

BI8U0TH6K

OB CEUTSCHON

PAT£STÄMTES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Glas für die Speicherplatte einer Superorthikon-Fernsehaufnahmeröhre.

Solche Röhren finden in Fernsehkameras zur Umwandlung eines optischen Bildes in ein elektronisches Bild für die Fernübertragung Verwendung. Ihr allgemeiner Aufbau ist dem Fernsehfachmann bekannt, und es bedarf deshalb nur einiger kleiner Hinweise. Zum besseren Verständnis der Erfindung soll jedoch auf die Zeichnung verwiesen werden, in der schematisch im Schnitt eine Superorthikonbildröhre in ihrem allgemeinen Aufbau dargestellt ist.

In der Zeichnung ist der Röhrenkolben allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und weist eine Frontplatte 11 auf, die auf ihrer Innenfläche eine Fotokathode 12 trägt, die in der Zeichnung übertrieben dick dargestellt ist.

Diese Fotokathode besteht normalerweise aus einer dünnen, durchgehenden, halbdurchlässigen Schicht aus Caesium, Silberoxyd oder Silber. Im Abstand von der Fotokathode befindet sich eine Speicherplatte 13, die ebenfalls übertrieben dick dargestellt ist. Ihre Zusammensetzung ist Gegenstand der Erfindung.

Bei einer normalen Superorthikonbildröhre besteht die Speicherplatte 13 aus einer kreisförmigen Membran mit etwa 40 mm Durchmesser und 3 bis 5 Mikron Dicke, die auf einen Trägerring 14 aus Metall aufgedichtet ist, der einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der mit dem des Glases verträglich ist. Die bisher für solche Speicherplatten verwendeten Gläser bestehen normalerweise aus Soda-Kalk-Silikat-Gläsern, aus denen man auch elektrische Glühbirnen herstellt (vgl. dazu insbesondere Beispiel 4 der USA.-Patentschrift 1369 988).

Vor der Speicherplatte befindet sich im Abstand von etwa 50 bis 100 Mikron ein sehr feines Metallgitter, das in der Zeichnung ebenfalls übertrieben stark dargestellt ist und 20 Maschen pro Millimeter mit etwa 50 bis 65% offener Fläche aufweist. Am anderen Ende der Röhre 10 sitzt ein Elektronenstrahlsystem 16 mit einem die Austrittsöflhung des Elektronenstrahlsystems umgebenden Gitter 17 und einem mehrstufigen Elektronenvervielfacher 18. Beim Betrieb der Superorthikonbildröhre wird ein von einem nicht gezeichneten optischen System vor der Frontplatte 11 erzeugtes BM auf die Vorderfläche der Fotokathode 12 geworfen. Die von der Rückfläche der Fotokathode austretenden Fotoelektronen treffen auf die Vorderfläche der Speicherplatte 13 und verursachen den Austritt von Sekundärelektronen, die in größerer Anzahl als die Fotoelektronen austreten. Die ausgesandten Sekundärelektronen werden

Glas für die Speicherplatte
einer Superorthikon-Fernsehaufnahmeröhre

Anmelder:

Corning Glass Works,
Corning, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,

Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. August 1957 (Nr. 680 745/57)

George Bigelow Hares, Corning, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

vom Metallgitter 15 abgezogen, wobei Elektronenfehlstellen oder positive Ladungen auf der Vorder-

a5 fläche der Speicherplatte verbleiben. Da die Fotoelektronen auf ihrem Weg zur Speicherplatte 13 gezwungen sind, durch das Metallgitter 15 zu wandern, bleibt somit ein Muster aus einzelnen positiven Ladungen auf der Vorderfläche der Speicherplatte und zeichnet das Bild darauf ab.

Solche Ladungen werden senkrecht, aber nicht seitlich durch die Speicherplatte zu deren Rückseite geleitet, wo sie durch einen Abtaststrahl aus von dem Elektronenstrahlsystem 16 kommenden, mit hoher Geschwindigkeit fliegenden Elektronen neutralisiert werden. Der derart modulierte Elektronenstrahl wird auf das Gitter 17 reflektiert, was die Aussendung von Sekundärelektronen zur Folge hat, die durch den Vervielfacher 18 gesammelt und anschließend für die Fernübertragung verstärkt werden.

Hinsichtlich weiterer Einzelheiten des Aufbaues und der Wirkungsweise solcher Superorthikonbildröhren (vgl. S. 95 in R. C. A. Review, B. 10 [Juni 1949], »Development and Performance of Television Camera Tubes« von Janes, JohnsonundMoore).

Das richtige Arbeiten der Speicherplatte hängt von

der raschen Überführung der positiven Ladungen des

Bildes senkrecht durch die dünne Glasmembran ohne wesentlichen Ausgleich oder Verlust durch Querleitung ab. Um einen solchen Querleitungsverlust zu verhindern, soll das Glas einen hohen Volumenwiderstand haben. Ein zu hoher Volumenwiderstand kann

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jedoch eine unvollständige Entladung des Bildes durch , den Abtaststrahl zur Folge haben, eine Erscheinung, die als »Sticking«-Effekt bekannt ist. Um das schnelle Entfernen der^ Bildladung zu erleichtern, wird die Speicherplatte so dünn wie möglich gemacht. Solche Speicherplatten haben einen spezifischen Widerstand von 10" bis 10^I2\Ohm;em bei Raumtemperatur und eine Dicke von 3 bis 5 Mikron.

Die Zusammensetzung eines für:;eine Speicherplatte geeigneten Glases ist von seiner Wechselwirkung mit der Fotokathode; während .des-. Betriebes der Röhre abhängig. Die Speicherplatte darf die -Fotokathode nicht stören und dabei ihre Fähigkeit, Fotoelektronen zu . emittieren,- herabsetzen. Außerdem muß das Glas eine solche Zusammensetzung haben, daß die Wechselwirkung mit der Fotokathode keinen unerwünschten Effekt, beispielsweise einen »Sticking«- Effekt, hervorruft. Es hat sich herausgestellt, daß aus den obenerwähnten Soda-Kalk-Silikat-Gläsern hergestellte Speicherplatten sehr stark zum »Sticking«- Effekt neigen, wenn sie mit verbesserten Fotokathoden Verwendung finden, die vorzugsweise viele Alkalimetalle enthalten. Ferner hat sich gezeigt, daß lithionhaltige Speicherplatten ungeeignet sind, weil sie die neueren Fotokathoden vergiften, obwohl sie keinen »Sticking«-Effekt hervorrufen. Die neueren Fotokathoden haben zwar eine höhere Empfindlichkeit als früher, können jedoch bis jetzt nicht mit Erfolg in Superorthikonbildröhren eingesetzt werden, da keine hierfür geeignete Speicherplatten zur Verfugung stehen.

Ziel der Erfindung ist die Verwendung einer Glaszusammensetzung für die Speicherplatte in Superorthikonbildröhren mit einer viel Alkali in ihrer Zusammensetzung aufweisenden Fotokathode, die weder einen »Sticking«-Effekt noch ein Vergiften der Fotokathode zur Folge hat.

Das gemäß der Erfindung verwendete Glas besteht im wesentlichen aus etwa 55 bis 65 Gewichtsprozent SiO₂, etwa 25 Gewichtsprozent K₂O und etwa 10 bis 20 Gewichtsprozent TiO₂. Es ist an sich bekannt, für die Herstellung von Glasfasern Zusammensetzungen zu benutzen, die ähnliche Anteile von SiO₂ und TiO₂ aufweisen. Die bei der Glasfaserherstellung erstrebten Eigenschaften sind nämlich: ein niedriger Schmelzpunkt und eine brauchbare Viskosität bei niedriger Temperatur. Bei der Glaszusammensetzung nach der Erfindung ist die Problemstellung eine ganz andere, und niemand konnte ohne erfinderische Leistung auf den Gedanken kommen, von diesen bekannten Gläsern ausgehend, durch Zusatz eines ganz bestimmten Anteils von K₂O Gläser herzustellen in Zusammenhang mit Speicherplatten von Superorthikonröhren.

Während der angegebene Anteil von K₂O auf einen Bruchteil eines Prozents ziemlich kritisch für die Aufrechterhaltung des richtigen Wärmeausdehnungskoeffizienten ist, können die Anteile von SiO₂ von 55 bis 65 Gewichtsprozent und von TiO₂ von 10 bis 20 Gewichtsprozent schwanken, ohne daß der Wärmeausdehnungskoeffizient oder der spezifische elektrische Widerstand und andere physikalische Eigenschaften ungünstig und/oder unzulässig beeinflußt werden. Vorzugsweise besteht das Glas jedoch aus etwa 60 Gewichtsprozent SiO₂, etwa 25 Ge-Im folgenden soll ein Beispiel für ein Gemenge zur Herstellung einer Glaszusammensetzung angegeben werden, die sich für Speicherplatten unter Erreichung der erfindungs-gemäßen Vorteile eignen:

Pulverisierter Sand (kg)

TiO₂

K₂CO,, (57,3 Vo K₂O)

KNO₃'

Sb₂O₃

275
100
196
33,6
2,5

597,7

149,4

399,8

42,6

5,0

325

50
196

33,6

2,5

Das dem obigen .Gemenge .entsprechende-Glas hatte folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten, berechnet auf Oxydbasis:

50

55

60

wichtsprozent
TiO₀

K₂O

und etwa 15 Gewichtsprozent

	-1	2	3
SiO₂	54,7 24,9 19,9 0,5	59,8 24,9 14,8 0,5	64,7 24,9 9,9 0,5
K₂O
TiO₂
Sb₂O,-.:

Das Sb₂O₃ wirkt nur als Läuterungsmittel und hat keinen wesentlichen Einfluß auf die grundsätzlichen Eigenschaften des Glases. Die Gemengebestandteile lassen sich sehr leicht entweder in einem geschlossenen Tiegel oder in einer Wanne, vorzugsweise unter oxydierenden Bedingungen bei etwa 1300 bis 1400° C schmelzen. Vorzugsweise wird das Glas während des Schmelzens undLäuterns zur Vermeidung von Schlierenbildung gerührt.

Die wichtigsten physikalischen und elektrischen Eigenschaften des oben beschriebenen Glases sind folgende:

Erweichungspunkt (⁰C) ...
Entspannungstemperatur

(⁰C)

Vorspannungstemperatur

(⁰C)

Ausdehnungskoeffizient X10

(⁰C)

Spezifischer elektrischer
Widerstand (°C/Ohmcm)

LOgR₂₅

LOgR₂₅₀

LOgR₃₅₀

750
605
575
102

12,1
6,7

5,5

770
605
570
100

11,8
6,5

5,3

760
575
540
101

12,1 6,7

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verwendung eines im wesentlichen aus 55 bis 65 Gewichtsprozent SiO₂, etwa 25 Gewichtsprozent K₂O und 10 bis 20 Gewichtsprozent TiO₂ bestehenden Glases für die Speicherplatte einer Superorthikon-Fernsehaufnahmeröhre.

2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es vorzugsweise aus 60 Gewichtsprozent SiO₂, etwa 25 Gewichtsprozent K₂O und etwa 15 Gewichtsprozent TiO₂ besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 868495.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen