DE1281053B

DE1281053B - Verfahren zur Herstellung einer flaechenhaften Fotokathode fuer lichtelektrische Roehren

Info

Publication number: DE1281053B
Application number: DE1965T0028064
Authority: DE
Inventors: Klaus Gerland; Hans Stuebler
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-02-25
Filing date: 1965-02-25
Publication date: 1968-10-24

Description

Verfahren zur Herstellung einer flächenhaften Fotokathode für lichtelektrische Röhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer flächenhaften Fotokathode für lichtelektrische Röhren unter Verwendung von innerhalb der Röhre angeordneten Verdampferanordnungen zum Aufdampfen der Fotokathodenmaterialien auf einen Fotokathodenträger, bei welchem zuerst eine Unterlagemetallschicht auf den Träger aufgebracht wird, dann eine Oxydierung der Unterlagemetallschicht erfolgt und anschließend weitere Verfahrensschritte zum Aufdampfen weiterer Fotokathodenmaterialien und zum Fertigstellen der Fotokathode erfolgen.
Zur Herstellung von großflächigen Fotokathoden benötigt man im allgemeinen zwei oder mehr Materialien, die nacheinander oder gemeinsam bei entsprechenden Temperaturverhältnissen und atmosphärischen Verhältnissen auf den Fotokathodenträger, insbesondere durch Aufdampfen, aufgebracht werden. (Vergleiche z. B. das Buch S i m o n - S u h r -m an n , »Der lichtelektrische Effekt und seine Anwendung«, 2. Auflage, S. 265-268). Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Fotokathoden in fotoelektrischen Röhren, insbesondere in Bildwandlerröhren oder Bildverstärkerröhren besteht darin, daß man mit Hilfe von innerhalb der Röhre angebrachten Verdampferanordnungen die einzelnen Materialien bei bereits fertig montierter Röhre auf den Fotokathodenträger aufdampft.
Ein weiteres, aus der USA.-Patentschrift 2 563 474 bekanntes Verfahren befaßt sich mit der Herstellung der Fotokathode völlig außerhalb der Röhre. Die Aufbewahrung und Behandlung einer fertiggestellten Fotokathode bis zum Einbau und zur Evakuierung der Röhre muß dabei mit besonderer Sorgfalt erfolgeil, wenn die Leistungsfähigkeit der Fotokathode nicht beeinträchtigt werden soll. Erfahrungsgemäß führen bereits geringste Verunreinigungen zu Ausfällen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges und vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von flächenhaften Fotokathoden für lichtelektrische Röhren der obengenannten Art vorzusehen, welches bezüglich der Empfindlichkeit gleichmäßigere Fotokat#öden herzustellen gestattet.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Aufbringen und das Oxydieren der Unterlagemetallschicht auf dem separaten, noch nicht in die Röhre eingebauten Fotokathodenträger in einer gesonderten Apparatur erfolgt -. daß dann der mit der oxydierten Unterlagemetallschicht versehene Fotokathodenträger in die Röhre eingebaut wird und daß dann die weiteren Verfahrensschritte zum Aufdampfen der weiteren Fotokathodenmaterialien und zum Fertigstellen der Fotokathode mit Hilfe der in die Röhre eingebauten Verdampferanordnungen durchgeführt werden.
Versuche haben gezeigt, daß für die Herstellung einer Fotokathode, insbesondere für die Empfindlichkeit und die Gleichmäßigkeit der Fotokathode, besonders die ersten Verfahrenssehritte beim Aufdampfen der Fotokathodenschicht von Bedeutung sind. Als erste' Verfahrenssehritte dieses Herstellungsverfahrens sind dabei das Aufbringen der sogenannten Unterlagemetallschicht und das Oxydieren dieser Schicht zu betrachten, Das Aufbringen der Unterlagemetallschicht auf den Photokathodenträger, z. B. auf eine Glasscheibe, geschieht durch Aufdampfen vorzugsweise einer Silberschicht. Die Stärke und die Gleichmäßigkeit dieser Unterlagemetallschicht bestimmt zu einem wesentlichen Teil die Güte der fertigen, Photokathode. Ebenso ist es wichtig, daß die Oxydation dieser Schicht gleichmäßig und ohne Verunreinigung erfolgt.
Anschließend an das Aufbringen und Oxydieren der Unterlagemetallschicht erfolgen dann noch weitere Verfahrenssehritte in Form von Aufdampfvorgängen, z. B. Aufdampfen von Caesium, zur Vervollständigung und Formierung der Photokathode. Diese Verfahrensschritte sind üblich und sollen im weiteren nicht näher beschrieben werden.
Bei kleinen Röhren, bei denen der Abstand zwischen den Verdampferanordnungen und dem Photokathodenträger nicht beliebig groß gewählt werden kann, ist eine gleichmäßige Aufdampfung der Unterlagemetallschicht nur annähernd möglich. Es werden zwar auch bei den weiteren Verfahrensschritten mittels der eingebauten Verdampferano ' rdnungen. mehr oder weniger ungleichmäßige Aufdampiungen erzielt, jedoch wurde erkannt, daß die sich bei den weiteren Verfahrensschritten ergebenden Ungleichmäßigkeiten für die Güte, insbesondere die Empfindlichkeit der Php#okgthode"nur von geringerer Bedeutung sind.
Die Aufbringung der Unterlagemetallschicht und die Oxydation derselben auf den noch nicht in die Röhre eingebauten Photokathodenträ-Rer in einer gesonderten Vakuumbedam . pfungsanlage- macht es möglich, den Abstand zwischen der zu verdampfenden Unterlagemetallpille und dem Photokathodenträger beliebig groß zu machen. Dadurch erzielt man oxydierte Unterlagemetallschichten höchster Gleichmäßigkeit und Reinheit. Der Photokathodenträger mit der aufgedampften und oxydierten Unterlagemetallschicht wird dann aus der Vakuumbedampfungsanlage herausgenommen und in die Röhre eingebaut. Die Röhre enthält weiterhin Verdampferanordnungen zur Durchführung weiterer Aufdampfverfahrensschritte.
An Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Herstellung einer Photokathode für eine Bildwandlerröbie näher beschrieben.
In der Bildwandlerröhre sind, Verdampferanordnungen zum Aufdampfen von Caesium und Silber angeordnet. Die Röhre ist bis auf den Einbau des Photokathodenträgers fertiggestellt. Der Photokathodenträger wird nun in einer Hochvakuumbedampfungsanlage mit einer Silberschicht genau bemessener Stärke bedampft. Dabei besitzt die zu verdampfende Silberpille einen großen Abstand von dem Photokathodenträger. Es soll erwähnt werden, daß vor dem Aufdampfen der Silberschicht zunächst eine übliche Reinigung der zu bedampfenden Oberfläche des Photokathodenträgers durch Glimmen im Sauerstoffstrom vorgenommen wird.
Nach Beendigung des Aufdampfens der aus Silber bestehenden Unterlagemetallschicht wird diese vollkommen durchoxydiert und dann der Photokathodenträger aus der Hochvakuumbedampfungsanlage herausgenommen und in die Röhre eingebaut bzw. mit der Röhre vakuumdicht verbunden. Nunmehr erfolgt die weitere Herstellung der Photokathode, also das Aufdampfen des Caesium, das Formieren und das Aufdampfen weiterer Silberschichten, mit Hilfe der in der Röhre eingebauten Verdampferanordnungen in herkömmlicher Weise.
Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt insbesondere bei der Herstellung von Photokathoden für Bildwandlerröhren, auch bei größeren Herstellungsserien, sehr gleichmäßige und sehr reine Photokathoden mit hoher Empfindlichkeit und hoher Gleichmäßigkeit der Empfindlichkeit über die Fläche. Das beschriebene Verfahren eignet sich auch zur vorteilhaften Herstellung von Photokathoden für andere lichtelektrische Röhren, z. B. für Fernsehaufnahmeröhren u. ä.

Claims

]#atentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung einer flächenhaften Photokathode für lichtelektrische Röhren unter Verwendung von. innerhalb der ' Röhre angeordneten Verdampferanordnungen zum7 Aufdampfen der Photokathodenmaterialien auf einen Photokathodenträger, bei welchem zuerst eine Unterlagemetallschicht auf den Träger aufgebracht wird, dann eine Oxydierung der Unterlagemetallschicht erfolgt und anschließend weitere Verfahrensschritte zum Aufdampfen weiterer Photokathodenmaterialien und zum Fertigstellen der Photokathode - erfolgen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Aufbringen und das Oxydieren der Unterlagizmetallschicht auf dem separaten noch nicht 'in die Röhre eingebauten Photokathodenträger in einer gesonderten Apparatur erfolgt, daß dann der mit der oxydierten Unterlagemetallschicht versehene Photokathodenträger in die Röhre eingebaut wird und daß dann die weiteren Verfahrensschritte zum Aufdampfen der weiteren Photokathodemnaterialien und zum Fertigstellen der Photokathode mit Hilfe der in die Röhre eingebauten Verdampferanordnungen durchgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gesonderte Apparatur zum Aufbringen der Unterlagemetallschicht eine Hochvakuumbedampfungsanlage verwendet wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlagemetall Silber verwendet wird. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Unterlagemetallschicht durch Aufdampfen erfolgt. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Photokathodenträger in der gesonderten Apparatur vor Aufbringen der Unterlagemetallschicht durch elektrische Glimmentladungen im Sauerstoffstrom gereinigt wird. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch seine Verwendung bei der Herstellung von Photokathoden von Bildwandler- oder Bildverstärkerröhren, insbesondere von Infrarotbildwandlerröhren. 7. Verfahren nach einem oder mehreren- der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Photokathode außer Silber auch Caesium auf den Photokathodenträger aufgedampft wird. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 563 474; Simon-Suhrmann, Der lichteIektrische Ef- fekt und seine Anwendung, 2. Auflage, S. 265-268.