DE1202407B

DE1202407B - Evaporator arrangement built into the vacuum tube to produce a photocathode

Info

Publication number: DE1202407B
Application number: DET20120A
Authority: DE
Inventors: Lothar Schmidt
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1961-05-05
Filing date: 1961-05-05
Publication date: 1965-10-07

Description

In der Vakuumröhre eingebaute Verdampferanordnung zur Herstellung einer Photokathode Die Erfindung betrifft eine in der Vakuumröhre eingebaute Verdampferanordnung zur Herstellung einer Photokathode, die einen aus Elektroden gebildeten, zur Kathodenfläche hin geöffneten Hohlraum aufweist, in dem das zu verdampfende Unterlagemetall und das zu verdampfende Alkalimetall angeordnet sind, insbesondere für eine Bildwandlerröhre.Evaporator assembly built into the vacuum tube for manufacture a photocathode The invention relates to an evaporator arrangement built into the vacuum tube for producing a photocathode, which is one formed from electrodes, to the cathode surface has open cavity in which the base metal to be evaporated and the alkali metal to be evaporated are arranged, in particular for an image converter tube.

Photokathoden in Vakuumröhren werden üblicherweise mit Hilfe von innerhalb der Röhren angeordneten Verdampfungsanordnungen hergestellt. Diese Verdampferanordnungen bestehen im allgemeinen aus einem oder mehreren elektrisch heizbaren Drähten, auf welchen die entsprechenden zu verdampfenden Materialien, die später die Photokathode bilden, aufgebracht sind. Üblicherweise benutzt man dazu zwei auf getrennten Heizdrähten angeordnete Pillen oder Kapseln, von denen die eine das sogenannte Unterlagemetall und die andere ein Alkalimetall enthält. Dabei kommt bei der späteren Formierung der Kathode dem Unterlagemetall auch eine aktivierende Aufgabe zu.Photocathodes in vacuum tubes are usually made with the help of inside the tubes arranged evaporating assemblies produced. These evaporator arrangements generally consist of one or more electrically heatable wires which the corresponding materials to be evaporated, which will later be the photocathode form, are applied. Usually you use two heating wires on separate heating wires arranged pills or capsules, one of which is the so-called backing metal and the other contains an alkali metal. This comes with the later formation the cathode also has an activating role for the base metal.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die einzelnen Verdampferkapseln oder Pillen in zur Kathode hin geöffneten Hohlräumen anzuordnen. Die Hohlräume werden vorzugsweise durch die in der Röhrebefindlichen Elektroden oder Elektrodenteile ge det. Die Öffnung dieser Hohlräume ist im allgemeinen bezüglich ihrer Ränder derart bemessen, daß durch sie der gewünschte Aufdampfwinkel bestimmt wird.It has already been proposed to use the individual vaporizer capsules or to place pills in cavities open towards the cathode. The cavities are preferably through the electrodes or electrode parts located in the tube ge det. The opening of these cavities is generally such with respect to their edges dimensioned so that the desired vapor deposition angle is determined by them.

Zur Erzielung einer einheitlichen Schichtdicke eines Bedampfungsbelages in einer evakuierten Röhre ist es aus der deutschen Patentschrift 876 435 bereits bekannt, zwischen der Verdampfungsquelle und der zu bedampfenden Wandung ein perforiertes Bauteil anzubringen. Die Verdampferquelle weist jedoch keine verschieden zu behandelnden Verdampfermaterialien auf und besteht nicht aus eigentlichen Elektroden.To achieve a uniform layer thickness of a vapor coating in an evacuated tube it is already from the German patent specification 876 435 known, between the evaporation source and the wall to be vaporized a perforated To attach component. The evaporation source, however, does not have to be treated differently Evaporator materials and does not consist of actual electrodes.

Es hat sich nun herausgestellt, daß insbesondere die Pille oder die Kapsel, die das Alkalimetall enthält, häufig stoßweise verdampft und damit sogenannte Strukturerscheinungen auf der Photokathode entstehen, die eine homogene Empfindlichkeit der Photokathode über die gesamte Fläche stören. Darüber hinaus werden im allgemeinen die einzelnen Kapseln oder Pillen nicht in einem einzigen Vorgang vollständig verdampft, sondern die Verdampfung geschieht vorzugsweise stufenweiswährend des Formierungsprozesses. Um den Grad der Empfindlichkeit der Photokathode laufend zu überprüfen und damit den Formierungsprozeß entsprechend zu steuern, wird dabei der Formierungsprozeß laufend durch Bestrahlen der Photokathode mit einer optischen Strahlung und durch optische Messungen überwacht.It has now been found that in particular the pill or the Capsule, which contains the alkali metal, often vaporized in bursts and thus so-called Structural phenomena arise on the photocathode, which have a homogeneous sensitivity disturb the photocathode over the entire surface. In addition, in general the individual capsules or pills are not completely vaporized in a single operation, rather, the evaporation occurs preferably in stages during the formation process. To continuously check the degree of sensitivity of the photocathode and thus To control the formation process accordingly becomes the formation process continuously by irradiating the photocathode with optical radiation and through optical measurements monitored.

Während der einzelnen Verdampfungsvorgänge jedoch kann es auch geschehen, daß die Heizfäden, die der Verdampfung der Kapseln oder Pillen mit den einzelnen Materialien dienen, oder die Kapseln oder Pillen selbst zum Glühen kommen und ebenfalls optische Strahlen aussenden. Diese von den Heizfäden oder den Kapseln oder Pillen ausgehenden optischen Strahlen können dabei die optische Überwachung des Formierungsprozesses ungünstig beeinträchtigen, da die teilweise formierte Photokathode sehr stark auf derartige Strahlen anspricht. Es ist also unerwünscht, daß die bei der Verdampfung entstehenden optischen Strahlen während des Formierungsprozesses auf die Photokathode einwirken.During the individual evaporation processes, however, it can also happen that the filaments that vaporize the capsules or pills with the individual Materials are used, or the capsules or pills themselves glow and likewise emit optical rays. Those from the filaments or the capsules or pills outgoing optical beams can be used to optically monitor the formation process adversely affect, as the partially formed photocathode very strong responds to such rays. So it is undesirable that the evaporation resulting optical rays during the formation process on the photocathode act.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich daher mit der Aufgabe, Mittel vorzusehen, die eine gleichmäßigere Verdampfung des Alkalimaterials bewirken und die gleichzeitig verhindern, daß während des Formierungsprozesses auf die Photokathode unerwünschte Strahlungen einwirken.The present invention is therefore concerned with the object of means to provide a more uniform evaporation of the alkali material and which at the same time prevent the photocathode from being hit during the forming process act on unwanted radiation.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß der zur Kathodenfläche hin geöffnete Hohlraum bis auf eine oder mehrere kleinere Öffnungen mit Hilfe eines Metallteiles abgedeckt ist und daß sich das zu verdampfende Unterlagemetall direkt unter den öffnungen befindet und das zu verdampfende Alkalimetall versetzt hinter den Öffnungen angeordnet ist.According to the invention it is therefore proposed that the cathode surface open cavity except for one or more smaller openings with the help of a Metal part is covered and that the base metal to be evaporated is directly is located under the openings and the alkali metal to be evaporated is behind the openings is arranged.

Eine mit dem Metallteil ausgebildete Verdampferanordnung erlaubt die Herstellung von sehr gleichmäßigen Photokathoden und besitzt darüber hinaus den Vorteil, daß der Formierprozeß mit Hilfe der üblichen optischen Prüfmethode wesentlich genauer überwacht werden kann, so daß eine Formierung auf den optimalen Wert wesentlich einfacher zu erreichen ist.An evaporator arrangement formed with the metal part allows that Manufacture of very uniform photocathodes and also has the Advantage that the forming process with the help of the usual optical test method is essential more accurate can be monitored so that a formation is at the optimum Value is much easier to achieve.

An Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele wird der Ve_-dampf:r im folgenden näher erklärt.On the basis of the exemplary embodiments shown in the figures der Ve_-steam: r explained in more detail below.

In der F i g. 1 ist eine Bildwandlerröhre mit einem sogenannten Diodensystem dargestellt. Die Röhre besteht aus dem Kathodenträger 1, einem auf Kathodenpotential liegenden Röhrenteil 2 sowie einer Anode 3, an deren einem Ende der Leuchtschirm 4 angeordnet ist. Die Anode 3 besitzt an ihrem der Kathode zugewandten Ende eine vorzugsweise zylindrische Form und einen Ansatz 5 mit ebenfalls teilweise zylindrischer Form. Innerhalb des Hohlraumes, der durch die beiden koaxialen zylindrischen Anodenteile 3 und 5 Rebildet wird, befinden sich auf entsprechenden Heizdrähten 8 angeordnet die i-ylkalimetallkapsel 7 und die Unterlagemetallpille 6. Dic einzelnen Heizdrähte 8 können mit gesonderten Durchführungen 9 verbunden worden, so daß sie z.. jedem beliebigen Zeitpunkt elektrisch aufgeheizt «erden können. Es ist dabei selbstverständlich nicht notwendig, daß das Unterlagemetall Pillenform und das Alkalimetall Kapselform besitzt, sondern es könnte ebenso das Unterlagemetall in einer Kapsel angeordnet sein, während das Alkalir_etall Pillenform besitzt. In der F i g. 2 ist die Anode mit den Verdampferanordnungen vergrößert herausgezeichnet.In FIG. 1 is an image converter tube with a so-called diode system shown. The tube consists of the cathode support 1, one at cathode potential lying tube part 2 and an anode 3, at one end of which the luminescent screen 4 is arranged. The anode 3 has an end facing the cathode preferably cylindrical shape and a projection 5 with also partially cylindrical Shape. Inside the cavity created by the two coaxial cylindrical anode parts 3 and 5 re-formed are located on corresponding heating wires 8 the i-ylkali metal capsule 7 and the backing metal pill 6. Dic individual heating wires 8 can be connected to separate bushings 9, so that they can be z .. each electrically heated «can be grounded at any time. It goes without saying not necessary that the backing metal is pill form and the alkali metal is capsule form but it could also have the backing metal placed in a capsule while the alkali metal is in the form of a pill. In FIG. 2 is the anode drawn out enlarged with the evaporator arrangements.

Der Hohlraum, in welchem die Verdampferpillen 6 und 7 angeordnet sind, ist mit Hilfe einer ringförmigen Scheibe 10 abgedeckt. In dieser Ringscheibe 10 ist eine Öffnung 11 angebracht, welche in ihrem Durchmesser derart bemessen und bezüglich ihrer Lage derart angeordnet ist, daß sie eine direkte Bedampfung der Photokathode 1 mit der Unterlagemetallpille 6 gestattet. Der Durchmesser dieser Öff- nung wird zweckmäßig so groß gewählt, daß dor Verdampfungs@vinke112 gerade die Photokathodenfläche 1 umfaßt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist darüber hinaus der Innendurchmesser der Ringscheibe 10 etwas größer gewählt als der Außendurchmesser des inneren Anodendurchmessers 5, so daß ein Ringspalt 13 entsteht. Durch diesen Ringspalt 13 und die Öffnung 11 über der Unterlagemetallpille 6 erfolgt dann die Bedampfung der Kathodenfläche mit dem Material der Alkalimetallkapsel 7. Die Öffnungen in der Ringscheibe 10 einschließlich des Ringspaltes 13 sind also so angeordnet, daß die Photokathodenfläche von dem verdampfenden Alkalimetall nicht direkt getroffen werden kann. Dadurch ergibt sich eine sehr gleichmäßige Bedampfung der Photokathode mit diesem Alkalimetall. Des weiteren sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Widerstandsdrähte 8 optisch gegenüber der Photokathode 1 abgeschirmt. Ein Aufleuchten der Heizdrähte 8 beim Formierungsprozeß bringt also keine unerwünschte Belichtung der Photokathode.The cavity in which the vaporizer pills 6 and 7 are arranged is covered with the aid of an annular disk 10 . An opening 11 is made in this annular disk 10, the diameter of which is so dimensioned and its position is arranged such that it allows direct vapor deposition of the photocathode 1 with the base metal pill 6. The diameter of this opening is expediently chosen to be so large that the evaporation tube 112 just encompasses the photocathode surface 1. In the present embodiment, moreover, the inner diameter of the annular disk 10 is selected to be somewhat larger than the outer diameter of the inner anode diameter 5, so that an annular gap 13 is formed. Through this annular gap 13 and the opening 11 above the base metal pill 6, the cathode surface is then vaporized with the material of the alkali metal capsule 7. The openings in the annular disk 10 including the annular gap 13 are therefore arranged in such a way that the photocathode surface is not directly hit by the evaporating alkali metal can be. This results in a very uniform vapor deposition of this alkali metal on the photocathode. Furthermore, in the exemplary embodiment shown, the resistance wires 8 are also optically shielded from the photocathode 1. A lighting up of the heating wires 8 during the formation process therefore does not result in any undesired exposure of the photocathode.

Das Ausführungsbeispiel in der Figur zeigt eine Bildwandlerdiode, bei welcher die Verdampferanordnungen innerhalb eines Hohlraumes in der Anode angeordnet sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, beispielsweise bei Bildwandlertrioden, die Verdampferanordnungen innerhalb einer doppelwandigen Zusatzelektrode anzuordnen und dann diese doppelwandige Zusatzelektrode mit Hilfe des Metallteiles abzudecken. Auch kann es vorteilhaft sein, d=e Verdampferanordnungen in einem gesonderten topfförmigen Gebilde innerhalb der Röhre anzubringen und dieses topfförmige Gebilde mit der Abdeckung zu versehen. Falls die Röhre mit einer Mischkathode ausgerüstet sein soll, zu deren Herstellung eventuell mehrere getrennte Kapseln oder Pillen notwendig sind, so sind an der Abdeckung auch mehrere Öffnungen vorzusehen.The embodiment in the figure shows an image converter diode, in which the evaporator arrangements are arranged within a cavity in the anode are. Of course, it is also possible, for example in the case of image converter triodes, to arrange the evaporator arrangements within a double-walled additional electrode and then to cover this double-walled additional electrode with the help of the metal part. It can also be advantageous to have the evaporator arrangements in a separate pot-shaped To attach structure within the tube and this pot-shaped structure with the cover to provide. If the tube is to be equipped with a mixed cathode, its Manufacturing several separate capsules or pills may be necessary so are also provide several openings on the cover.

Claims

Claims: 1. Evaporator arrangement built into the vacuum tube for producing a photocathode, which is one formed from electrodes, to the cathode surface has open cavity in which the base metal to be evaporated and the alkali metal to be evaporated is arranged, in particular for an image converter tube, characterized in that the cavity open towards the cathode surface except for one or more smaller openings is covered with the help of a metal part and that the backing metal to be evaporated directly under the openings and that too evaporating alkali metal are arranged offset behind the openings.

2. Evaporator arrangement according to claim 1, characterized in that the base metal to be evaporated associated openings of the covering metal part are so large that the evaporation angle of the backing metal vapor is just the photocathode area includes.

3. Evaporator arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the cavity is formed from two concentric parts of an electrode and that the covering metal part consists of an annular disc, so that the covering metal part forms an annular gap with an electrode part. Documents considered: German Patent No. 876 435; German Auslegeschrift No. 1100 186. Earlier patents considered: German Patent No. 1115 851.