DE1198939B

DE1198939B - Signalspeicherroehre

Info

Publication number: DE1198939B
Application number: DEE20637A
Authority: DE
Inventors: Ian Robertson Sinclair; Springfield Green
Original assignee: English Electric Valve Co Ltd
Current assignee: Teledyne UK Ltd
Priority date: 1960-02-22
Filing date: 1961-02-21
Publication date: 1965-08-19
Also published as: CH378371A; FR1280482A; NL261454A; GB890626A; US3197661A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIj

Deutsche KL: 21g-13/27

Nummer: 1198 939

Aktenzeichen: E 20637 VIII c/21 g

Anmeldetag: 21. Februar 1961

Auslegetag: 19. August 1965

Die Erfindung betrifft eine Signalspeicherröhre mit einer Elektronenstrahlquelle, einer in der Bahn der Elektronen liegenden Speicherelektrode, einer Sammelelektrode, die der Speicherelektrode dicht benachbart, jedoch in Abstand von dieser auf deren der Elektronenstrahlquelle zugewandten Seite liegt, und mit einer weiteren Elektrode, die der Speicherelektrode dicht benachbart ist und sich im Abstand von dieser auf deren der Elektronenstrahlquelle abgewandten Seite befindet.

Bekannt sind Signalspeicherröhren, bei denen zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes durch die Speicherelektrode intensitätsgesteuerte Rieselelektronen verwendet werden. Diese werden von einer besonderen Strahlquelle erzeugt.

Ziel der Erfindung ist eine Speicherröhre, bei der nur eine einzige Elektronenstrahlquelle erforderlich ist.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht, wenn die Speicherelektrode aus einem Metallgitter besteht, auf dessen der Elektronenstrahlquelle zugewandten Seite eine dünne Isolierschicht aus einem Material, das den Malter-Effekt zeigt, aufgebracht ist. Bei der beschriebenen wird also von dem sogenannten »Malter-Effekt« (»Feldemission dünner Schichten«) Gebrauch gemacht. Dünne Schichten bestimmter Materialien zeigen die Erscheinung, daß unter Beschüß durch einen Elektronenstrahl und unter Einfluß eines äußeren elektrischen Feldes ihre Oberflächen infolge Sekundärelektronen-Emission stark positiv geladen werden, wobei der starke Potentialgradient in der dünnen Schicht den Ausstoß weiterer Elektronen zur Folge hat.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zur Direktabbildung auf der der dünnen Isolierschicht abgewandten Seite der Speicherelektrode in an sich bekannter Weise ein Leuchtschirm angeordnet. Die weitere, ebenfalls auf der der dünnen Isolierschicht abgewandten Seite der Speicherelektrode angeordnete Elektrode kann vorteilhafterweise als metallische Hinterlegung des Leuchtschirmes ausgeführt sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht weiter vor, daß die Speicherelektrode auf der der weiteren Elektrode zugewandten Seite mit einer Substanz zur Unterdrückung einer Elektronenemission belegt ist, welche vorzugsweise aus Gold besteht.

Die dünne Isolierschicht auf der Speicherelektrode ist vorzugsweise Magnesiumoxyd. Das Metallgitter der Speicherelektrode kann bevorzugt aus Nickel bestehen.

Signalspeicherröhre

Anmelder:

English Electric Valve Company Limited,

London

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,

Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

lan Robertson Sinclair, Springfield Green,

Chelmsford, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 22. Februar 1960 (6132)-

Die Speicherröhre wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben.

Die dargestellte Röhre besitzt ein Gefäß 1 mit einem Leuchtschirm 2, der als starke vertikale Linie dargestellt ist und sich an dem flachen Ende der Röhre befindet. Der Leuchtschirm ist in herkömmlicher Art mit einem dünnen Aluminiumfilm hinterlegt, was in der Zeichnung nicht gesondert dargestellt ist. Parallel zum Leuchtschirm 2 ist in geringem Abstand eine Speicherelektrode 3 angeordnet. Diese enthält ein Gitter aus Nickel, auf dessem dem Leuchtschirm abgewandter Seite eine Schicht Magnesiumoxyd von solcher Reinheit, daß es als guter Isolator und Sekundärelektronenemitter wirkt und den Malter-Effekt zeigt. Die andere Seite des Nickelgitters,

d. h., die zum Leuchtschirm hin gelegene Seite, ist mit Gold überzogen. Die Speicherelektrode ist so beschaffen, daß die Zwischenräume des Gitters nicht durch die Beläge auf jeder Seite überdeckt werden, sondern offenbleiben, so daß die Speicherelektrode als Ganzes ihre Gitteröffnungen behält. Auf der dem Leuchtschirm abgewandten Seite der Speicherelektrode befindet sich eine Sammelelektrode 4 in

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Form eines großen Metallnetzes parallel zu und in geringem Abstand von der Speicherelektrode.

Das Elektronenstrahlerzeugungssystem5 ist an sich bekannt und erfordert keine weitere Beschreibung.

Im Betrieb liegt, wenn die Speicherelektrode auf genau null Volt gebracht ist, am Leuchtschirm eine positive Spannung von einigen tausend Volt, die Sammelelektrode 4 hat eine Spannung von mehreren hundert Volt, und die Kathode des Elektronenstrahlerzeugungssystems liegt auf einem negativen Potential von einigen tausend Volt.

Die Speicherröhre arbeitet wie folgt:

Der Elektronenstrahl von der Strahlquelle 5 wird über die Auffangelektrode 3 in geeigneter Weise abgelenkt (entsprechend der Anwendungsart der Röhre), und der Strahl wird in Abhängigkeit von den zu speichernden und abzubildenden Signalen an- und abgeschaltet. Die von dem Elektronenstrahl getroffenen Stellen der Speicherelektrode 3 geben infolge des Elektronenbeschüsse^ Sekundärelektronen ab, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß das Verhältnis Sekundärelektronen zu Primärelektronen den Wert 1 überschreitet und die Sekundärelektronen durch das positiv vorgespannte Gitter 4 gesammelt werden. Die Oberfläche der beschossenen Flächen der Isolierschicht der Speicherelektrode werden positiv geladen, und es erfolgt infolge des Malter-Effektes eine Feldemission, wobei Elektronen von der Isolierschicht der Speicherelektrode unter Einfluß der positiven Oberflächenladung abgezogen werden und unter Einfluß des Potentialgradienten zwischen der Sammelelektrode und der Speicherelektrode zur Sammelelektrode übergehen. Infolge dieser Feldemission ladet sich die Oberfläche der Isolierschicht stärker positiv auf, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, in dem das Potential der Isolierschicht um so viel niedriger als das der Sammelelektrode ist, daß die Emission der Speicherelektrode durch den in der Außenschaltung, die mit dem Metallgitter der Speicherelektrode verbunden ist, fließenden Strom ausgeglichen wird. Dabei erreichen alle beschossenen Teile der Speicherelektrode das gleiche Endpotential, während alle unbeschossenen Teile ungeladen bleiben.

Infolge der hohen Spannung am Leuchtschirm 2 werden einige von der Isolierschicht emittierte Elektronen durch die Zwischenräume der Speicherelektrode hindurch abgezogen, treffen mit hoher Geschwindigkeit auf dem Leuchtschirm auf und erzeugen auf ihm ein sichtbares Bild, das dem Ladungsbild auf der Speicherelektrode entspricht.

Nachdem die Speicherelektrode einmal durch den Elektronenstrahl beschossen worden ist, bleibt das Ladungsbild auf der Speicherelektrode bestehen, bis die Potentiale der Elektroden der Röhre derart verändert werden, daß es gelöscht wird. Die Löschung kann herbeigeführt werden durch Verringern des Potentials der Sammelelektrode oder durch Erhöhung des Potentials der Speicherelektrode. Zweck des Goldniederschlages auf der dem Leuchtschirm zugekehrten Seite der Speicherelektrode ist, zu verhindern, daß die Feldemission der Isolierschicht nur durch den Potentialgradienten zwischen Speicherelektrode und Leuchtschirm zustande kommt.

In einer experimentell untersuchten Ausführungsiorm betrug der Abstand zwischen der Speicherelektrode und dem Leuchtschirm sowie zwischen Speicherelektrode und Sammelelektrode 5 mm. Die Betriebsspannungen entsprachen den in der Zeichnung angegebenen Werten.

Die Isolierschicht kann auch aus Caesium- oder Aluminiumoxyd und das Metallgitter aus rostfreiem Stahl bestehen. An Stelle des Goldniederschlags kann irgendein anderes Material, das geeignet ist, die Feldemission zu unterdrücken, verwendet werden.

Die Kathode kann auch eine Fotokathode sein. Bei einer weiteren Abwandlung wird der Leuchtschirm durch eine Signalelektrode ersetzt, wodurch eine Anordnung geschaffen wird, die einen großen Dauerstrom von der Signalelektrode in Abhängigkeit von den dem Elektronenstrahlerzeugungssystem zugeführten übertragenen Signalen vermittelt.

Claims

Patentansprüche:

1. Signalspeicherröhre mit einer Elektronenstrahlquelle, einer in der Bahn der Elektronen liegenden Speicherelektrode, einer Sammelelektrode, die der Speicherelektrode dicht benachbart, jedoch in Abstand von dieser auf deren der Elektronenstrahlquelle zugewandten Seite liegt, und mit einer weiteren Elektrode, die der Speicherelektrode dicht benachbart ist und sich im Abstand von dieser auf deren der Elektronenstrahlquelle abgewandten Seite befindet, dadurchgekennzeichnet, daß die Speicherelektrode (3) aus einem Metallgitter besteht, auf dessen der Elektronenstrahlquelle zugewandten Seite eine dünne Isolierschicht aus einem Material, das den Malter-Effekt zeigt, aufgebracht ist.

2. Signalspeicherröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Direktabbildung auf der der dünnen Isolierschicht abgewandten Seite der Speicherelektrode (3) in an sich bekannter Weise ein Leuchtschirm (2) angeordnet ist.

3. Signalspeicherröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere, ebenfalls auf der der dünnen Isolierschicht abgewandten Seite der Speicherelektrode (3) angeordnete Elektrode als metallische Hinterlegung des Leuchtschirmes (2) ausgeführt ist.

4. Signalspeicherröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelektrode (3) auf der der weiteren Elektrode zugewandten Seite mit einer Substanz zur Unterdrückung einer Elektronenemission belegt ist.

5. Signalspeicherröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz zur Unterdrückung der Elektronenemission Gold ist.

6. Signalspeicherröhre nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Isolierschicht auf der Speicherelektrode (3) Magnesiumoxyd ist.

7. Signalspeicherröhre nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgitter der Speicherelektrode (3) aus Nickel besteht.