DE1414811B2 - Elektronenstrahlröhre mit Bildspeicher - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronen- — im allgemeinen etwa 40 bis 50 Volt — die Elek-

strahlröhre zur Erzeugung getönter Bilder mit einem tronen des sogenannten Bild- oder Flutbündels mit

Bildschirm, einem Bildspeicher, der aus einem elek- einer Energie auf die Speicherfläche auftreffen lassen,

trisch leitenden Netz und einem dieses Netz auf der die genügt, Teile davon auf das Potential des

dem Bildschirm abgewandten Seite in dünner Schicht 5 Speichergitters zu bringen.

mindestens teilweise überdeckenden Dielektrikum Offensichtlich stellt mithin das Potential der rückbesteht, dessen Sekundäremissionsfaktor zwischen wärtigen Trägerplatte des Bildspeichers insofern eine dem unteren und oberen Einspunkt der ihm züge- den Betrieb von Halbton-Speicherröhren begrenzenordneten Charakteristik der Sekundäremission größer den Faktor dar, als es 30 bis 40 Volt nicht überals Eins ist, mit einem Sammelgitter, das auf der dem io steigen darf. Dieser begrenzte Potentialabfall quer Bildschirm abgewandten Seite des Bildspeichers an- durch die Speicherschicht zwingt zur Verwendung geordnet ist und die von der Speicherfläche in Rieh- einer dünneren Schicht, um die elektrische FeIdtung zum Sammelgitter ausgesandten Sekundärelek- stärke zu erhalten, die nötig ist, um vernünftige tronen absaugt, mit einem Elektronenstrahlerzeuger Werte des Leitfähigkeitsverhältnisses zu erzielen. (Schreibstrahlerzeuger) nebst elektrischen oder ma- 15 Herabsetzung der Dicke der Speicherschicht hat jegnetischen Ablenkvorrichtungen, unter deren Wir- doch eine wesentliche Erhöhung der Kapazität des kung der Strahl den Bildspeicher abtastet und auf Speichers zur Folge. Verglichen mit dem erwähnten ihm ein Ladungsbild erzeugt, sowie mit einem weite- üblichen Speicher steht dieser erhöhten Kapazität ren Elektronenstrahlerzeuger (Flutelektronenerzeu- nicht eine entsprechende Erhöhung der Verstärkung ger), der ein ausgebreitetes Bündel in bezug auf die 20 des Schreibmechanismus gegenüber. Dies beruht auf Sekundäremission langsamer Elektronen dauernd auf der Erhöhung des Leitfähigkeitsverhältnisses, durch die gesamte Fläche des Bildspeichers richtet. die die Schreibgeschwindigkeit erheblich herabgesetzt

Bekannte Speicherröhren beruhen im allgemeinen wird. Hierzu kommt die Tatsache, daß eine Verminauf der Wirkung der Sekundäremission oder der derung der Dicke der dielektrischen Speicherschicht durch Elektronenbeschuß induzierten Leitfähigkeit 25 eines Bildspeichers üblicher Gestaltung zugleich die als den Mitteln, um auf einer dielektrischen Speicher- Beständigkeit des Bildes erhöht und daher die Löschfläche schreiben zu können. Arbeitet man mit Sekun- zeit verlängert, was gleichfalls unerwünscht sein kann, däremission, so entstehen positive Ladungen in dem Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung Bereich der Elektronenstrahlenergie, in dem der einer Speicherröhre mit einem Bildspeicher zugrunde, Sekundäremissionsfaktor größer als Eins ist, also 30 der mit einem Elektronenstrahl hoher Energie bezwischen dem unteren und dem oberen Einspunkt trieben werden kann und zugleich einen hohen Grad der Sekundäremissionscharakteristik. der Bildauflösung ohne Verlust an Schreibgeschwin-

Da der Sekundäremissionsfaktor für den unteren digkeit liefert.

Bereich der Strahlenenergie am größten ist und aus Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Di-Gründen, die auf der Raumladung beruhen, der 35 elektrikum für den Bildspeicher ein Stoff vorgesehen größte Strombetrag, der auf einen Fleck gegebener ist, der mindestens in einem Teil des Bereiches zwi-Größe fokussiert wird, der dritten Potenz der Strahl- sehen dem unteren und oberen Einspunkt der Sekunspannung proportional ist, so ist es offensichtlich, daß däremission die Eigenschaft hat, unter dem Beschüß eine Erhöhung der Schreibgeschwindigkeit, die auf der von dem Schreibstrahlerzeuger kommenden Elek-Erhöhung der Stromstärke des Elektronenstrahls be- 40 tronen leitfähig zu werden, daß ferner das Netz des ruht, nur auf Kosten der Bildauflösung erreicht wer- Bildspeichers auf einem mittleren Potential gehalten den kann. wird, das sich vom Potential der Speicherfläche um

Was andererseits die durch Elektronenbeschuß einen positiven Betrag unterscheidet, der kleiner ist

induzierte Leitfähigkeit betrifft, so ergibt die An- als die Differenz zwischen dem Potential des unteren

Wendung der zur Zeit bekannten Daten für den Auf- 45 Einspunktes und dem Bezugspotential, und daß der

bau der Speicherröhre eine nur begrenzte Schreib- Schreibstrahl die Speicherschicht mit einer Energie

geschwindigkeit. Beispielsweise sind die dielektri- beaufschlagt, die in dieser Schicht eine zur Strahl-

schen Stoffe, die als Material für den die Speicher- intensität proportionale Leitfähigkeit induziert,

fläche darstellenden Film verwendet werden, im all- Die zur sichtbaren Wiedergabe eines getönten

gemeinen 1 bis 2 μΐη dick, weil dünnere Filme zwar 50 Bildes dienende Speicherröhre nach der Erfindung

eine längere Lebensdauer des Bildes, jedoch eine ist mit einem Bildspeicher versehen, der aus einer

geringere Schreibgeschwindigkeit ergeben, während elektrisch leitenden Schicht besteht, die mit einer

dickere Filme die Lebensdauer des Bildes herab- Schicht aus dielektrischem Material von einer Dicke

setzen, die Schreibgeschwindigkeit und die Lösch- in der Größenordnung von einem oder mehreren μΐη

geschwindigkeit jedoch erhöhen. Praktisch benötigt 55 bedeckt ist, wobei dieses Material die ausgeprägte

man einen Elektronenstrahl auf einem Energieniveau Eigenschaft hat, unter der Wirkung von Elektronen-

in der Größenordnung von 14 kV, um vernünftige beschuß leitfähig zu werden. Zusätzlich kann ein

Werte der durch Elektronenbeschuß induzierten Leit- äußerst dünner Film auf die Schicht aus dielektri-

fähigkeit zu erzeugen, wenn es sich um einen Film schem Material, das unter Elektronenbeschuß leit-

aus Siliziummonoxid von einer Dicke von 1 bis 2 μΐη 6o fähig wird, aufgebracht werden, der in hohem Maße

handelt. Bei diesem Energieniveau ergibt ein Poten- fähig ist, Sekundärelektronen abzugeben, und bei-

tialabfall von 150 Volt quer durch den die Speicher- spielsweise aus Magnesiumfluorid besteht. Dieser Film

Schicht darbietenden Film ein Leitfähigkeitsverhältnis wird möglichst dünn, jedoch nicht dünner gemacht,

von etwa 30. Bei diesem Wert des Potentialabfalls ist als mit der Erhaltung seiner Fähigkeit zu vereinbaren

jedoch der Betrieb der Halbtonröhre unsicher, weil 65 ist, Sekundärelektronen in starkem Maße zu emittie-

Potentiale der rückwärtigen Trägerplatte des Spei- ren. Dadurch können Elektronen eines auf einem

chers, die größer sind als das Potential des unteren hohen Energieniveau betriebenen Schreibstrahls durch

Einspunktes der Charakteristik der Sekundäremission den Film hindurchdringen und auf das darunter-

liegende dielektrische Material treffen. Während der Schreibstrahl die Speicherfläche abtastet, um auf dieser Fläche ein Ladungsbild, und zwar sowohl durch Sekundäremission als auch dadurch, daß der Elektronenbeschuß Leitfähigkeit in der Speicherschicht induziert, zu erzeugen, wird quer über die Speicherschicht ein Potentialabfall von einer Größe aufrechterhalten, die unterhalb des unteren Einspunktes liegt. Ein Flutelektronenerzeuger bestrahlt dabei den Bildspeicher mit Elektronen, die ihn proportional zu den darauf befindlichen Ladungen durchdringen und auf den Bildschirm gelangen.

Der vorgenannte Bildspeicher wird dadurch hergestellt, daß man einen dünnen Film aus Zinksulfid von kubischer Struktur auf einer leitenden Grundlage anbringt. Diese Grundlage hat vorteilhaft die Form eines Gitterwerkes mit quadratischen Öffnungen. Es wurde überdies gefunden, daß von den drei Arten des Zinksulfids nur das Zinksulfid von kubischer Struktur die Eigenschaften hat, die für die Erfindung geeignet sind. Amorphes Zinksulfid hat, wie sich zeigte, nicht die Fähigkeit, durch Elektronenbeschuß leitfähig zu werden. Zinksulfid von hexagonaler Struktur zeigte zwar die Fähigkeit, unter der Einwirkung von Elektronenbeschuß leitfähig zu werden, hatte jedoch einen so niedrigen spezifischen Widerstand, daß es für die Aufrechterhaltung einer Ladung unbrauchbar wäre. Erwähnt sei, daß Zinksulfid von kubischer Struktur normalerweise durch die üblichen Aufdampfungsverfahren nicht erhalten wird. Im übrigen kann in der oben beschriebenen Weise ein dünner Film aus Magnesiumfluorid auf die Schicht aus Zinksulfid von kubischer Struktur aufgedampft werden, um die Sekundäremission der Speicherfläche anzuheben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Röhre mit den Merkmalen der Erfindung,

F i g. 2 eine stark vergrößerte perspektivische Ansieht eines herausgeschnittenen Teiles des Bildspeichers der Röhre nach F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt durch den herausgeschnittenen Teil des Bildspeichers und

F i g. 4 ein Diagramm, in dem die Schreibgeschwindigkeit der Röhre nach F i g. 1 über der Energie des Schreibstrahles aufgetragen ist.

Die Röhre nach Fig. 1 besteht aus einem evakuierten Behälter 10 mit einer stark vergrößerten zylindrischen Kammer 11 mit Stirnwand 12 und einem daran rückwärts angeschlossenen Hals 13, der gegen die Achse der Kammer 11 geneigt und versetzt ist. Im Hals 13 befindet sich ein Elektronenstrahlerzeuger 14. Spulen 15 zur horizontalen und vertikalen Ablenkung des erzeugten Strahles sind konzentrisch zum Hals 13 angeordnet und dienen dazu, den Strahl entsprechend zu lenken. Statt der Spulen 15 können auch elektrostatische Ablenkmittel vorgesehen sein. Eine Elektronenquelle 16, der schon erwähnte Flutelektronenerzeuger, sendet ein ausgebreitetes Bündel von Elektronen aus, das auf die gesamte Fläche des nachstehend näher zu beschreibenden Bildspeichers gerichtet ist. Sie ist konzentrisch innerhalb der zylindrischen Kammer 11 der Röhre 10 an deren linker Rückwand angeordnet.

An der Innenseite der Stirnwand 12 gegenüber dem Elektronenstrahlerzeuger 14 und dem Flutelektronenerzeuger 16 ist ein Bildschirm 18 angebracht, der aus einem Leuchtstoff 19 besteht, der mit einem dünnen Aluminiumfilm 20 bedeckt ist. Benachbart zum Bildschirm 18 sind in gleicher Ausdehnung hintereinander ein Bildspeicher 22 und ein Sammelgitter 24 angeordnet. Eine stark vergrößerte Darstellung des Bildspeichers 22 findet sich in perspektivischer Form in Fig. 2 und im Schnitt in Fig. 3. Der Speicher besteht aus einem Nickelnetz 25, dessen Maschenzahl zwischen vier und sechzehn Maschen pro Millimeter liegt, wobei zehn Maschen pro Millimeter einen bevorzugten Wert darstellen. Das Nickelnetz hat eine Dicke von 0,025 bis 0,05 mm und eine Gesamttransparenz von etwa 60°/». Auch andere Metalle können als Werkstoff für das Netz verwendet werden. Wird Nickel verwendet, so empfiehlt es sich, einen dünnen Rhodiumfilm aufzubringen, um chemische Reaktionen des Nickels mit dem Material des darauf aufgebrachten Speicherdielektrikums zu verhindern. Auf der dem Elektronenstrahlerzeuger 14 und dem Flutelektronenerzeuger 16 zugewandten Seite trägt das Nickelnetz eine dünne Schicht 26 aus einem Isolierstoff, der in einander überlappenden Bereichen der Elektronenenergie einmal einen Sekundäremissionsfaktor größer als Eins und zum anderen die Fähigkeit hat, durch Elektronenbeschuß leitfähig zu werden. Bekanntlich ist der Sekundäremissionsfaktor im Gebiet zwischen dem unteren und dem oberen Einspunkt größer als Eins. Die Schicht 26 besteht aus Zinksulfid von kubischer Struktur, das die Maschen des Nickelnetzes 25 bedeckt und eine Dicke in der Größenordnung von 0,65 μΐη hat. Im allgemeinen soll die Schicht 26 erheblich dünner sein als 4 μπι. Sie wird auf das Nickelnetz 25 durch irgendeine bekannte Aufdampfmethode aufgebracht. Um sicherzustellen, daß das gesamte Zinksulfid kubische Struktur annimmt, empfiehlt es sich, das Netz 25 zunächst in einem Säurebad zu ätzen, um dadurch seine kubische Gitterstruktur freizulegen. Es hat sich ferner herausgestellt, daß Alterung des Bildspeichers 22 im Dunkeln nach dem Aufdampfen entweder im Vakuum oder bei atmosphärischem Druck und bei einer Temperatur zwischen 20 und 28° C auf die Dauer etwa eines Monats alles Zinksulfid in solches von kubischer Gitterstruktur umwandelt. Im übrigen gibt es noch andere, der Technik bekannte Methoden zur Erzeugung von Zinksulfid kubischer Struktur. Will man die Eigenschaft des Bildspeichers 22, Sekundärelektronen zu emittieren, stärker anheben, so wird eine dünne Schicht 27 aus Magnesiumfluorid von einer Dicke in der Größenordnung von 0,05 μΐη auf die Zinksulfidschicht 26 aufgedampft. Im allgemeinen wird man die Magnesiumfluoridschicht 27 so dünn wie möglich machen, nämlich erheblich dünner als 0,2 um. Die Grenze bildet dabei die Bedingung, daß die Fähigkeit des Magnesiumfluorids, in hohem Maße Sekundärelektronen zu emittieren, erhalten bleibt. Wenn man unter Beachtung dieser Bedingung die Magnesiumfluoridschicht genügend dünn macht, so kann ein Elektronenstrahl hoher Energie durch diese Schicht hindurch bis auf die Zinksulfidschicht 26 dringen, um in dieser Elektronen bis über das zur Erzeugung der Leitfähigkeit notwendige Energieniveau anzuregen. Die Dicken der Schichten können mit Hilfe eines Interferometers bestimmt werden. Am Ende wird ein dünner Goldfilm auf die der Schicht 26 abgewandte Seite des Netzes 25 aufgedampft, um dielektrische Partikelchen zu überdecken, die sich unbeabsichtigt auf dieser Seite abgesetzt haben.

Das aus Fig. 1 ersichtliche Sammelgitter24 hat den Zweck, die von der Speicherfläche ausgehenden Sekundärelektronen aufzufangen. Es besteht aus einem leitenden Schirm mit einer Transparenz von etwa 80 °/o, der an seinem Rand durch einen Ring 30 gehalten wird. Neben diesem Ring ist eine ringförmige Elektrode 32 angeordnet, die sich von der Stirnwand 12 fort über mehrere Zentimeter erstreckt, wobei die genaue Ausdehnung von der Größe der Röhre abhängt.

Im Betrieb wird der Bildschirm 18 auf einem Potential von etwa 6000 Volt positiv gegen Erde gehalten, und zwar mittels einer Verbindung zwischen dem Aluminiumfilm 20 und dem positiven Pol einer Batterie 34, deren negativer Pol geerdet ist. Das Erdpotential soll hier als Bezugspotential gelten. Das Nickelnetz 25 des Bildspeichers 22 und das Sammelgitter 24 liegen auf Potentialen von 20 bzw. 120 Volt positiv gegen Erde. Zu diesem Zweck ist der Tragring 30 des Gitters 24 mit der positiven Klemme einer Batterie 36 verbunden, deren negative Klemme geerdet ist. Mit den Klemmen der Batterie 36 ist ein Potentiometer 37 verbunden, deren verstellbarer Abgriff 38 an das Nickelnetz 25 des Bildspeichers 22 angeschlossen ist und auf die gewünschte Spannung eingestellt werden kann. Eine Anzapfung der Batterie 36 ist mit der Ringelektrode 32 verbunden und hält diese auf einem Potential von etwa 40 Volt positiv gegen Erde.

Ein Bereich gleichen Potentials wird innerhalb des übrigen Teiles der zylindrischen Kammer 11 und im Hals 13 aufrechterhalten, und zwar mittels einer leitenden Schicht 40, die innen auf die Röhrenwand aufgebracht ist und sich im Hals bis in den Bereich des Elektronenstrahlerzeugers 14 erstreckt und in der zylindrischen Kammer 11 bis zur Ringelektrode 32 reicht. Im Betrieb wird die leitende Schicht 40 auf einem Potential von etwa 5 Volt positiv gegen Erde gehalten. Sie ist zu diesem Zwecck an den positiven Pol einer Batterie 42 angeschlossen, deren negativer Pol geerdet ist.

Der im Hals 13 angeordnete Elektronenstrahlerzeuger 14 ist von üblichem Aufbau. Er besteht aus einer Kathode 46 und einem Wehneltzylinder 47. Die Kathode 46 wird auf einem Potential in der Größen-Ordnung von 7000 Volt negativ gegen Erde gehalten. Dies wird durch eine Verbindung mit einer nahe dem negativen Pol einer Batterie angeordneten Anzapfung erreicht; der positive Pol der Batterie ist geerdet. Der Wehneltzylinder 47 ist über einen Lastwiderstand 50 mit dem negativen Pol der Batterie 48 verbunden und wird dadurch auf einem Ruhepotential gehalten, das etwa 30 Volt negativ gegen die Kathode 46 ist. Das Potential des Wehneltzylinders 47 kann über einen Kondensator 54 mittels einer Spannung moduliert werden, die man an eine Klemme 53 legt. Der vom Elektronenstrahlerzeuger 14 kommende Schreibstrahl tastet den Bildspeicher 22 in der gewünschten Weise ab und wird zu diesem Zweck durch Ablenkströme gesteuert, die von einem an die Ablenkspulen 15 gelegten Generator 56 erzeugt werden.

Der Flutelektronenerzeuger 16 stellt eine im elektronenoptischen Sinne punktförmige Quelle der Flutelektronen dar, die auf der Längsachse der zylindrisehen Kammer 11 der Röhre 10, und zwar an deren linkem Ende angeordnet ist. Sie besteht aus einer Kathode 80 und einem Wehneltzylinder 81, der die Kathode 80 umschließt und eine der Kathodenmitte gegenüberstehende kleine, kreisförmige Öffnung 82 hat. Ferner ist eine Ringelelektrode 84 vorgesehen, die konzentrisch zur Öffnung 82 liegt und eine räumliche Fortsetzung des Wehneltzylinders 81 darstellt. Die Kathode 80 des Flutelektronenerzeugers 16 wird im Betrieb geerdet. Der Wehneltzylinder 81 und die Ringelektrode 84 sind an verstellbare Abgriffe 87 und 88 eines Potentiometers 90 angeschlossen und werden dadurch auf Potentialen von 20 Volt negativ gegen Erde bzw. 100 Volt positiv gegen Erde gehalten. Das Potentiometer 90 ist mit den Endklemmen einer Batterie 92 verbunden, deren Mittelpunkt geerdet ist.

Werden die angegebenen Spannungen angelegt, und wird insbesondere dem Nickelnetz 25 des Bildspeichers 22 ein positives Potential von 20 Volt erteilt, so nimmt wegen der Kapazität zwischen dem Nickelnetz und der Speicherfläche diese Fläche anfänglich gleichfalls ein positives Potential von 20 Volt an. Da dieses Potential niedriger ist als das Potential des unteren Einspunktes der Charakteristik der Sekundäremission, so laden die Flutelektronen, die von der geerdeten Kathode 80 ausgehen, die Speicherfläche in negativer Richtung auf, bis die Flutelektronen nicht mehr auf sie aufzutreffen vermögen oder anders ausgedrückt, bis die Speicherfläche so stark negativ geladen ist, daß sie die Flutelektronen abstößt. Um mit der Röhre ein getöntes Bild erzeugen zu können, ist es aber wünschenswert, die Speicherfläche auf einem Ruhepotential zu halten, das negativ gegen das Potential der Kathode 80 des Flutelektronenerzeugers 16 ist. Zu diesem Zwecke werden positive Spannungsimpulse an das Nickelnetz 25 des Bildspeichers 22 gelegt, und zwar mit einer Frequenz, die größer ist als die Flimmerfrequenz.

Zu dem vorgenannten Zweck ist ein Lastwiderstand 98 in der Leitung angeordnet, die den verstellbaren Abgriff 38 des Potentiometers 37 mit dem Netz 25 des Bildspeichers 22 verbindet. Parallel zum Widerstand 98 liegt ein Pulsgenerator 100, und die Leitung, die diesen Generator mit der Leitung vom Abgriff 38 zum Widerstand 98 verbindet, ist für Radiofrequenz geerdet. Die Amplitude der Pulse, die durch den Pulsgenerator 100 am Lastwiderstand 98 erzeugt wird, bestimmt das Maß, um welches die Speicherfläche negativ gegen das Potential der Kathode 80 des Flutelektronenerzeugers 16 geladen wird, wie im einzelnen nachstehend erläutert wird. Dabei ändert sich die Ladung auf der Speicherfläche, weil sie mit dem Netz 25 kapazitiv verbunden ist, in Größe und Richtung nicht entsprechend der Pulsspannung, sondern entsprechend deren Änderung. Demgemäß lädt die vordere Flanke eines jeden an das Netz 25 gelegten Pulses über die Kapazität zwischen der Speicherfläche und dem Netz 25 die Speicherfläche um einen entsprechenden Betrag positiv. Ist das Potential der Speicherfläche gegen das der Kathode 80 positiv, so beginnen die Flutelektronen die Speicherfläche in Richtung auf Erdpotential zu entladen. Dies geschieht während der Pulsdauer. Die rückwärtige Flanke des Pulses, also der Abfall der Pulsspannung auf Null, bewirkt umgekehrt, daß die mit dem Netz 25 kapazitiv gekoppelte Speicherfläche ihr Potential in negativer Richtung ändert. Sie nimmt damit ein negatives Potential an, dessen Größe der Potentialsenkung entspricht, die sie während der Pulsdauer durch Entladung erfahren hat. Nach einer

Reihe von Pulsen wird, wie hieraus ersichtlich ist und man auch leicht ausrechnen kann, die Speicherfläche auf ein Potential geladen, das negativ gegen die Kathode 80 ist, und zwar um einen Betrag, der gleich der Pulsamplitude ist. Werden beispielsweise am Lastwiderstand 98 Pulse von einer Amplitude von +5VoIt erzeugt, wie in Fig. 1 rechts neben dem Widerstand 98 schematisch angedeutet ist, so geht die Speicherfläche auf ein Ruhepotential von — 5 Volt, bezogen auf die Kathode 80 oder Erde. Bezogen auf das Netz 25 des Bildspeichers 22 hat die Speicherfläche dann ein negatives Potential vom Betrage 25 Volt. Es ist notwendig, daß diese letztere Potentialdifferenz, also die 25 Volt, unterhalb des Potentials des unteren Einspunktes der Charakteristik der Sekundäremission der Speicherfläche liegt, damit die Röhre stabil arbeitet. Würde man dieses Potential überschreiten, so würden Teile der Speicherfläche auf das Potential des Sammelgitters 24 geladen werden und könnten nicht ohne weiteres entladen oder "gelöscht werden.

Der Elektronenstrahlerzeuger 14 wird mit einem Signal moduliert, das Träger einer Information ist. Zugleich tastet sein Elektronenstrahl den Bildspeicher 22 synchron mit dem Signal ab, um dadurch ein Ladungsbild auf der Speicherfläche zu erzeugen. Das darzustellende Signal wird über die Eingangsklemme 53 des Wehneltzylinder 47 der Schreibstrahlquelle 14 angelegt. Vom Generator 56 werden die für die Abtastung der Speicherfläche durch den Elektronenstrahl nötigen horizontalen und vertikalen Ablenkströme geliefert. Das von dem Strahl erzeugte Ladungsbild besteht aus Elementarladungen, deren Potentiale positiv gegen das in dem obigen Beispiel mit —5 Volt angenommene Ruhepotential der Speicherfläche sind, jedoch im allgemeinen negativ in bezug auf das Potential der Kathode 80 sein werden. Ist dies der Fall, dann vermögen die Flutelektronen auf das Ladungsbild nicht löschend einzuwirken, ausgenommen nur die Zeiten, die denjenigen während der Pausen zwischen den Pulsen entsprechen. Vielmehr dringen die Flutelektronen proportional zu der an der jeweiligen Stelle befindlichen Ladung durch die öffnungen des Bildspeichers 22 hindurch und werden von dort auf den Bildschirm 18 hin beschleunigt, um auf diesem eine sichtbare Wiedergabe des Ladungsbildes zu erzeugen.

In F i g. 4 ist die Schreibcharakteristik des Bildspeichers 22 der in Fig. 1 dargestellten Röhre wiedergegeben, und zwar für einen Elektronenstrahl, der einen Fleck von 0,5 mm Durchmesser bei einem konstanten Strom im Strahl von 30 Mikroampere erzeugt. Über dem Energieniveau in kV des Schreibstrahles ist seine Schreibgeschwindigkeit auf dem Bildspeicher 22 aufgetragen, und zwar in cm mal Kilovolt pro Sekunde. Der Bildspeicher, für den die gezeichnete Kurve 94 aufgenommen wurde, bestand aus einem Nickelnetz 25 mit einer Zinksulfidschicht 26 von einer Dicke von etwa 0,65 μΐη und einem darüberliegenden Film aus Magnesiumfluorid, dessen Dicke etwa 0,05 μπι betrug. Die Kurve zeigt, daß ein Elektronenstrahl von einem Energieniveau von annähernd 2 kV mit einer Geschwindigkeit von etwa 750 000 Volt cm/sec zu schreiben vermag. Eine Erhöhung des Energieniveaus des Strahles bewirkt eine Verminderung der möglichen Schreibgeschwindigkeit, bis bei einem Niveau von annähernd 4,5 kV die Schreibgeschwindigkeit auf annähernd 575 000 Volt cm/sec gesunken ist. Eine weitere Erhöhung des Energieniveaus des Strahles hat dann zur Folge, daß der Strahl die Speicherfläche des Bildspeichers 22 mit größerer Geschwindigkeit lädt, bis bei einem Energieniveau von annähernd 7 kV der Elektronenstrahl wieder fähig ist, auf die Speicherfläche mit einer Geschwindigkeit von etwa 750 000 Volt cm/sec zu schreiben. Doch sei hervorgehoben, daß bei diesem letzteren Energieniveau innerhalb eines gleich großen Fleckes wesentlich größere Ströme konzentriert werden können, so daß man dort die Schreibgeschwindigkeit noch wesentlich steigern oder umgekehrt den Elektronenstrahl auf einen kleineren Fleck bündeln und dadurch die Bildauflösung erhöhen kann.

Eine mögliche Theorie zur Erklärung der oben beschriebenen Phänomene besagt, daß der Schreibstrahl die Speicherfläche des Bildspeichers 22 gleichzeitig sowohl durch Sekundäremission als auch dadurch auflädt, daß er, wenn er in einem höheren Energieniveau betrieben wird, Leitfähigkeit durch Elektronenbeschuß induziert. Kurve 94 in F i g. 4 zeigt, daß die Schreibgeschwindigkeit sinkt, wenn das Energieniveau des Schreibstrahles von 2 auf 4,5 kV gesteigert wird. Innerhalb dieses Bereiches kann die Ladung der Speicherfläche hauptsächlich auf Sekundäremission zurückgeführt werden. Man muß daher annehmen, daß die Abnahme der Schreibgeschwindigkeit auf einer Verminderung des Sekundäremissionsfaktors beruht; d. h., wenn die Elektronen des Strahles auf die Speicherfläche mit größeren Geschwindigkeiten aufprallen, so dringen sie tiefer in die molekulare Matrix ein, die das die Speicherfläche darbietende dielektrische Material darstellt, so daß sie den Elektronen den freien Austritt aus der Fläche erschweren. Im Bereich noch höheren Energieniveaus dringen dann aber die Elektronen unter die Speicherfläche in die Schicht 26 mit einer Energie ein, die genügend groß ist, um mehr und mehr Elektronen im Speicherdielektrikum auf das Energieniveau der Leitfähigkeit zu bringen. Diese Elektronen werden zufolge des positiven Potentialgradienten, der quer durch die dielektrischen Schichten 26, 27 aufrechterhalten wird, vom Nickelnetz 25 angezogen. Dies kommt einer Aufladung der Speicherfläche in positiver Richtung gleich, und zwar infolge von durch Elektronenbeschuß induzierter Leitfähigkeit. Damit erklärt sich die aus F i g. 4 ersichtliche Tatsache, daß bei einem Energieniveau von beispielsweise 7 kV, mit dem der Elektronenstrahlerzeuger 14 betrieben wird, die Speicherfläche des Bildspeichers 22 in positiver Richtung sowohl durch Sekundäremission als auch durch die Wirkung einer durch Elektronenbeschuß induzierten Leitfähigkeit positiv geladen wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlröhre zur Erzeugung getönter Bilder mit einem Bildschirm, einem Bildspeicher, der aus einem elektrisch leitenden Netz und einem dieses Netz auf der dem Bildschirm abgewandten Seite in dünner Schicht mindestens teilweise überdeckenden Dielektrikum besteht, dessen Sekundäremissionsfaktor zwischen dem unteren und oberen Einspunkt der ihm zugeordneten Charakteristik der Sekundäremission größer als Eins ist, mit einem Sammelgitter, das auf der dem Bildschirm abgewandten Seite des Bildspeicher* angeordnet ist und die von der Speicher

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fläche in Richtung zum Sammelgitter ausgesandten Sekundärelektrohen absaugt, mit einem Elek-. ionenstrahlerzeuger (Schreib'strah'Ierzeuger) nebst elektrischen oder magnetischen Ablenkvarrichtungen, unter deren Wirkung der Strahl den Bild- s speicher abtastet'und"auf ihm ein Ladungsbild erzeugt, sowie mit einem weiteren Elektronenstrahlerzeuger (Flutelektronenerzeuger), der ein ausgebreitetes Bündel in bezug auf die Sekundäremission langsamer Elektronen dauernd auf die gesamte Fläche des Bildspeichers richtet, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum ein Stoff vorgesehen ist, der mindestens in einem Teil des Bereiches zwischen dem unteren und oberen Einspunkt der Sekundäremission die Eigenschaft hat, unter dem Beschüß der von dem Schreibstrahlerzeuger kommenden Elektronen leitfähig zu werden, daß ferner das Netz des Bildspeichers auf einem mittleren Potential gehalten wird, das sich vom Potential der Speicher- ao fläche um einen positiven Betrag unterscheidet, der kleiner ist als die Differenz zwischen dem Potential des unteren Einspunktes und dem Bezugspotential, und daß der Schreibstrahl die Speicherschicht mit einer Energie beaufschlagt, as die in dieser Schicht eine zur Strahlintensität proportionale Leitfähigkeit induziert.

2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht aus dielektrischem Material aus Zinksulfid von kubischer Struktur besteht.

3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dielektrischen Schicht kleiner als 4 μπι ist.

4. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3," dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Bildschirm . abgewandten Seite der Schicht aus dielektrischem Material eine Schicht ,aus Magnesiumfluorid von einer Dicke von höchstens 0,2 μηι liegt.

5. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Kathode des Flutelektronenerzeugers auf dem Bezugspotential liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das die dielektrische Schicht tragende leitende Gitter auf einem Potential von 5 bis 30 Volt positiv gegen das Bezugspotential gehalten wird und daß Schaltmittel zur Entladung der Speicherfläche auf ein Ruhepotential vorgesehen sind, das negativ gegen das Bezugspotential ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen