DE1489113A1

DE1489113A1 - Strahlungsumwandelndes Sichtgeraet

Info

Publication number: DE1489113A1
Application number: DE19641489113
Authority: DE
Inventors: Tadao Kohashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1963-05-22
Filing date: 1964-05-22
Publication date: 1969-04-24
Also published as: GB1025320A; US3348056A; DE1489113C3; NL6405716A; DE1489113B2

Description

PATENTANWÄLTE

. H. LEINWEBER dipl,ing. H. ZIMMERMANN

Postscheck-Konto: München 22045	Bank-Konto: Dresdner Bank AG. München 2, Marlenplatz,	Kto.-Nr. 92790	Telefon München (0811) 297989	1	Tel.-Adr. Leinpat München
Unser	Zeichen; M 61 101	Wy/sch	8 München 2, Rosental	489113'
			(Kustermann-Passage)	7, 2. Aufg.

^den 13c September 1968

P U 89 115,5
Matsushita Electric »··

Strahlungsumwandelndes Sichtgerät

Die Erfindug betrifft ein strahlungsumwandelndes Sichtgerät mit mehreren Schirmschichten, die, von der Betrachterseite her gesehen, im wesentlichen Schichten in der folgenden Reihenfolge umfassen: eine erste, lichtdurchlässige Elektrode; eine el^ktrolumineszierende Schicht; gegebenenfalls eine opal^ Schicht; eine lichtelektrisch leitende Schicht; eine gitterartige Elektrode; eine Impedanzschicht; eine strahlungsundurchlässige Elektrode.

Derartige Sichtgeräte sind bekannt. Sie dienen im wesentlichen zum Sichtbarmachen von für das menschliche Auge an sich unsichtbaren Strahlungen, Eine solche unsichtbare Strahlung trifft dabei auf das Sichtgerät von der Seite der strahlungsdurchlässigen Elektrode her auf, durchdringt diese und die Impedanzschicht und erregt die lichtelektrisch leitende Schicht entsprechend der Einfallsintensität der Strahlung. In Abhängigkeit von der örtlichen Leitfähigkeit der lichtelektrisch leitenden Schicht fließt so zwischen den

909817/0422

Elektroden ein elektrischer Strom, der auch die elektrolumineszierende Schicht durchdringt. Unter Einfluß dieses Stromes bzw. der ihn "begleitenden elektrischen Felder wird die Lumineszenz der elektrolumineszierenden Schicht erregt, die so das ursprünglich unsichtbare Bild im sichtbaren Spektralbereich wiedergibt.

Diese bekannte Anordnung weist den Nachteil auf, daß die lichtelektrisch leitende Schicht nur auf Strahlungen bestimmter Frequenz lebhaft anspricht. Als Materialien für die lichtelektrisch leitende Schicht wurden bisher im allgemeinen Cadmiumsulfid und Cadmiumselenid verwendet, die mit Kupfer, Chlor, usw. aktiviert sind. Auch feste Cadmiumsulfid- und Cadmiumselenidlösungen kamen zur Verwendung, Diese Materialien weisen lichtelektrische Leitfähigkeit nur für den Spektralbereich von 500 bis 900 πμι auf. Es handelt sich also um einen Abschnitt des schon an sich sichtbaren Spektralte¹ eiches und einen schmalen Abschnitt des anschließenden Bereiches infra- ^ roter Strahlung, Je nach den Herstellungsbedingungen wird der Bereich noch weiter eingeengt. So ist die aus solchem Matrial gefertigte lichtelektrisch leitende Schicht vollkommen unempfindlich gegenüber Strahlungen mit einer Wellenlänge von weniger als 500 mn. Sie ist deshalb noch nicht einmal geeignet, beim bekannten Sichtgerät für das Sichtbarmachen von Ultraviolettstrahlen eingesetzt zu werden. Auch die Empfindlichkeit

- 3-

909817/0 422

für Höntgenstrahlen ist gering. Wegen des hohen Durchdringungsvertnögens dieser Strahlen wird außerdem ein hoher Prozentsatz der Strahlung die lichtelektrisch leitende Schicht ohne Wirkung durchdringen, was ihre Empfindlichkeit für das Sichtbarmachen derartiger Strahlung weiter Terringert.

Bei der bekannten Anordnung liegt weiter die lichtelektrisch leitende Schicht so tief im Bildschirm, daß sie von Strahlen geringen Durchdringungsvermögens gar nicht erreicht wird. Die lichtelektrisch leitende Schicht wird bei der bekannten Anordnung durch die vor ihr liegende Impedanzschicht vor allem gegen Elektronenstrahlen abgeschirmt. Elektronenstrahlen können die Impedanzschicht nur unter so erheblicher Dämpfung durchdringen, daß mit den bekannten Anordnungen Elektronenstrahlbilder nicht sichtbar gemacht werden können.

Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, die bekannten Sichtgeräte so weiterzubilden, daß sie ohne Nachteil für ihre sonstigen Eigenschaften auch iir das Sichtbarmachen von Elektronenstrahlbildern geeignet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der gitterartigen Elektrode und der strahlungsdurchlässigen Elektrode noch mindestens eine Fluoreszenzschicht angeordnet ist, auf deren Ausgangsfrequenz die lichtelektrisch leitende Schicht anspricht. Durch die erfindungsgemäß zusätzlich verwendete Fluoreszenzschicht muß nun die lichtelektrisch leitende Schicht nicht direkt von der auffallenden und sicht-

909817/0422 ~⁴""

bar zu machenden Strahlung erregt werden. Die Strahlung regt vielmehr die Fluoreszenz der zusätzlichen Schicht an. Das Material für die Fluoreszenzschicht.ist so gewählt, daß die Frequenz der Fluoreszenzstrahlung geeignet ist, die lichtelektrisch leitende Schicht zu erregen und damit die Elektrolumineszenz auf dem Bildschirm des Sichtgerätes auszulösen. Bei der Wahl des Materials für die Fluoreszenzschicht erfolgt gleichzeitig die Anpassung an die Art der sichtbar zu machenden Strahlung· Erfindungsgemäß sollen jedenfalls die Ausgangsfrequenz der Fluoreszenzschicht und das EmpfindliehkeitsiiarL-mum der lichtelektrisch leitenden Schicht etwa im gleichen Spektralbereich liegen.

Bei der erfindungsgemäßen Sichtanordnung können weiter die Fluoreszenzschicht und die Impedanzschicht zusammen als eine einzige Mischschicht ausgebildet sein. Man erhält dann die verbesserte erfindungsgemäße Wirkung, ohne eine Koeplizierung des Aufbaus des bekannten Sichtgerätes in Kauf nennen zu müssen. Die für die Funktion des Sichtgerätes erforderliche Impedanzschicht wird beibehalten und das Fluoreszenzaaterial in sie eingelagert. Damit kann auch eine sonst von der IapedanzschicHt abgeschirmte Strahlung das Fluoreszenzmaterial erreichen, dessen Fluoreszenzstrahlung wiederum zu der sich unmittelbar anschließenden lichtelektrisch leitenden Schicht

909817/0422

gelangt. Ohne Komplizierung des Aufbaus erhält man so auch bei Weiterverwendung des bisher üblichen Materials für die lichtelektrisch leitfähige Schicht eine Funktionsfähigkeit des Sichtgerätes für eine weite Vielfalt einfallender Strahlungsarten. Die Mischschicht erhält erfindungsgemäß vorzugsweise eine Stärke von 20 bis 200 /ι.

Die Fluoreszenzschicht kann auch zwischen Impedanzschicht und strahlungsdurchlässiger Elektrode angeordnet sein. i Eine derartige Anordnung ist insbesondere dann geeignet, wenn Strahlen mit sehr geringer Durchdringungsfähigkeit, beispielsweise Ultraviolettstrahlen sichtbar gemacht werden sollen. Da jedoch die Fluoreszenzstrahlung bis zur lichtelektrisch leitfähigen Schicht gelangen muß, wird in diesem Fall die Impedanzschicht erfindungsgemäß vorzugsweise transparent ausgebildet. Sie kann zu diesem Zweck aus einem Polyesterfilm oder Emailglas bestehen. Handelt es sich aber um die Sichtbarmachung von Strahlen mit hohem Durchdringungsvermögen, beispielsweise um das Sichtbarmachen von Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen, so wird die Fluoreszenzschicht zweckmäßig zwischen der gitterartigen Elektrode und der Impedanzschicht angeordnet. In diesem Fall wird die Impedanzschicht zweckmäßig aus Materialien gefertigt, die Röntgen- und Gammastrahlen nur geringfügig schwä-

909817/0422

chen. Außerdem kann in diesem Fall der Impedanzschicht ein stark lichtreflektierendes Material beigemischt werden, wodurch sich eine gute Trennung der sichtbar zu ^:t machenden Strahlen mit hohem Durchdringungsvermögen von zufällig auftretender Strahlung des sichtbaren Spektralbereiches ergibt. Die Impedanzschicht kann dafür beispielsweise Magnesiumoxyd enthalten.

Gegebenenfalls können zwischen der gitterartigen und der strahlungsdurchlässigen Elektrode mehr als zwei aneinander abwechselnde Fluoreszenz- und Impedanzschichten angeordnet sein,, falls das für die gerade vorliegende Verwendung zweckmäßig erscheint.

— 7 —

909817/0422

Aeltere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeoon sich aus der folgenden Beschreibung· Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt» und zwar aeigen

Fig. 1 eine scheaatisohe Ansicht einer erfindungsgemässea Ausführungsform, die eine luminesslerende Iapedanz-80hiebt in Fora einer einzigen bzw. Miachechicht abfasst, wobei deren Aufbau und die zugehörige Stroazuführung veranschaulicht 1st;

Fig. 2 eine sohematische Ansicht der erfindungsgeoässen Alt-Ordnung bei Betrieb alt Strahlungsenergie in Form eines Zlektrönenbündels;

Fig. 3 eine schenatische Querachnittsansicht einer weiteren erfindungsgemäseen Ausführungsform, die eine lumineazierende Impedensscnicht in Fors einer xusaocengesetzten ochicht uqfasst, wobei deren Aufbau and die zugehörige Stroazufilhrung wiedergegeben sind and

Flg. 4 eine Abwandlung der Ausführungsfora geaäss Flg. 3, . die zusätzlich mit einer Gleichstromsteuerung ver~ sehen ist.

Auf der Zeichnung sind die gleiohen Teile jeweils alt den gleiohen Bezugszeichen versehen, in einigen Figuren jedoch Teile

909817/0422

BAD ORIGINAL

nicht bzw. im vergrößerten Üsßstab dargestellt. In der nachstehenden Beschreibung ist die strahlungsenergieenpfindlicbe, lumineszierende Impedanzschicht der Kürze halber als lumineszierende Iapedanzschicht bezeichnet.

In Fig. 1 ist der Aufbau einer strahlungsenergieeapfindlichen Sichtanordnung gemäss der Erfindung sowie tint zugehörig! t Stromzuführung scheoatißoh dargestellt, wit sie für Strahlungsenergie in Form von Eöntgen- oder Jf-Strahlen oder eines Elektronenbündels verwendbar sind. .

In dieser Fig. 1 ist eine lichtdurchlässige Basis- oder Trägerplatte , die z.B. aus einer transparenten Glasscheibe besteht,mit 1 und eine erste Elektrode, die lichtdurchlässig und beispielsweise aus einem Metalloxyd, wie Zinnoxyd, gefertigt ist, mit 2 bezeichnet.

Eine elektrolumineszierende Schicht 3 umfasst einen aufgedampften Film, der z.B. eus ZnS besteht, oder eint Misoheohicht, die ziB. aus ZnS-Pulver gefertigt ist, dat zwecks tine Griinlumineszenz mit Kupfer aktiviert und mit ämailglae, Kunststoff od. dgl. gebunden ist. Die elektrolumineszierende Schicht 3 besteht aus einer kompakten Schicht mit einer Stärkt von rund 5 bis 70 Ji und strahlt bei elektrischer Erregung Licht aas· Sine opake Zwischenschicht 4 ist deshalb angeordnet/dass

BAD OfIGINAL

909817/0422

sie jeden ungleicbmässigen Betrieb der Anordnung verhindert, der aufgrund der Erregung einer lichtelektrisch leitenden Schicht 5 durch die Lichtriickfiihrung von der Schicht 3 her oder durch von der Basisseite der Anordnung einfallendes Aussenlicht entstehen könnte. Die Zwischenschicht 4 besteht aus einer kompakten, einen hohen Fiiderstand aufweisenden Schicht mit einer Stärke von 1 bis 10 u, die einen aufgedampften Film aus einem opaken, einen hohen Widerstand aufweisenden Material umfasst oder aus schwarzer Farbe, BuQ od. dgl. und einem Bindemittel, wie Kunststoff oder Emailglas besteht. Eine lichtelektrisch leitende Schicht 5 umfasst ein Pulver aus einer lichtelektrisch leitenden Substanz, wie CdS auf, die mit Kupfer oder Chlor aktiviert und mit Kunststoff, Emailglas oder einem ähnlichen Bindemittel in eine Schichtform gebracht ist, oder einen aufgedampften Film aus solch einer lichtelektrisch leitenden Substanz ohne Verwendung eines Bindemittels oder auch einen gesinterten Film aus einer derartigen Substanz. Die Schicht 5 besitzt eine Stärke von 5 bis 100p und besitzt, da sie, wie vorstehend beschrieben, als Hauptbestandteil CdS enthält, eine hohe Empfindlichkeit gegenüber einer Erregung durch Orangelicht energie oder Lichtenergie nahe dem Bereich von Infrarotlicht mit abnehmendem Widerstand. UIt 6 1st eine gitterartige

• ■· _ -₁₀- j 9098t7/0422

■ BAD OBiGINAL j

dritte Elektrode bezeichnet, die in dieser Ausfiihrungsfora eine Jietzstruktur aufweist. Die gitterartige dritte Elektrode 6 weist eine kontinuierliche Metä. !struktur auf wie diejenige einer iietallgeflechtelektrode, wie sie bei Fernsehaufnahmerühren Yervendet werden; dies schliesst Leitbereiche ein mit einer Breite τοη rund 10 bis 30 ρ und eine Stärke τοη etwa einigen iiikron, die in einer Dichte τοη rund 50 bis 100 Mesh

" angeordnet sind, ebensogut kann die Elektrode 6 aus einer diskontinuierlichen iletallstruktur besteben, die frolfraa- oder andere ietalldrähte mit einer Stärke τοη rund 10 bis 30 u umfasst, welche in ein Netzgebilde mit einer Lochweite τοη 50 bis 100 iiesh gebracht oder derart angeordnet sind, dass sie sich gegenseitig überschneiden, wodurch eine netzartige Struktur entsteht. Notfalls können die Drahtelemente vorher mit Gold oder einem anderen Metall plattiert werden. Die dritte Elektrode 6 steht in elektrischem Kontakt mit der lichtelektrisch leitenden Schicht 5.

üine lumineszierende Impedanaschicht 100 weist die Form einer einzigen oder Mischschicht auf. Bei einer Strahlungsenergie E₁ in Form eines ßUIitronenbiindels besteht die luaineaziercndö Inpedanzschicht 100 aas einem fluoreszierenden Material, wie (Zn, ^g)F₂ zwecks Kathodenlumineszönz, und bei einer Strah-

. . BAD ORIGINAL .^

909817/0Λ22

lungsenergie S-, z.B. in Form von Röntgen- oder 5-Strahlen, ist die Schicht 100 zwecks Strahlungslumineszenz aus einem fluoreszierenden Material wie ZnCdS:Ag gefertigt, das Orange- " lieh⁴energie aussendet, auf die die lichtelektrisch leitend· Schicht 5 höchateapfindlioh anspricht.

£ine Ausfiihrungsform einer derartigen lumineszierenden Impedanzschicht besteht aus einer Mischeohicht aus einen Tor- λ stehend beschriebenen pulverförmiger fluoreszierenden Material, das mit einem Bindemittel wie Epoxyharz oder Smallglas vermischt ist und sich insbesondere zur Verwendung bei Röntgen- und JT-Strahlen oder ähnlichen Strahlungearten (radiant rajs) eignet. ·.

Eine «eitere AuafUhrungsform der lumineszierenden Impedanzschioht umfasst eine einzige Schioht aus fluoreszierendem Material der vorstehend beschriebenen Art, die durch Aufdämpfung gebildet ist, oder eine einzige Schicht, deren Fcrtl- ⁽ gung durch Ausfällen det» ,fluoreszierenden Materials bewirkt wird, das vorher in einer Lösung einer geeigneten Zellulose, wie Nitrozellulose, suspendiert wurde, in eine geeignete organische Lösung, wie Aluminiumaoetat, und durch Hitzehärtung der Kiederschlagsschioht, um die darin enthaltenen organischen Substanzen zu verdampfen und den Äiederschleg miteinander su

-12-909817/0422

BAD ORIGINAL

verkleben, so dass or die gewünschte einzige Schicht bildet, die sich besonders gut zur Vervendung bei ülektronenbündeln eignet,

. Die auf die vorstehende Art und Weis· ausgebildete Iu* lineszierende Ii&pedanzachioht besitzt einen hohen spezifischen Widerstand, weist eine kapazitive Impedanz gegenüber Wechsel-

. spannungen auf und strahlt bei Erregung durch Strahlungearten oder ein Elektronenbündel Orangelicht aus, auf das die lichtelektrisch leitende Schicht 5 hochempfindlich reagiert· Die Stärke der lumineszierenden Impedanzechioht 100 sollte gut abgestimmt sein auf die Impedanz der anderen Schichten und ihre Charakteristiken in bezug auf die Strahlungsenergie, einschließlich ihrer Durchlässigkeit, ihrer dielektrischen Festigkeit und ihrer Impedanz. So wird beispielsweise die Stärkt der Scbioht 1OQ je nach den Abmessungen der anderen vorstehend auf geführten Schichten im Bereich zwischen 20 und 200 α gewählt.

IUt 7 ist eine zweite Elektrode bezeichnet, die gegenüber Strahlungsenergie durchlässig ist. Bei einer Strahlung K₁ in Form eines Elektronenbündels umfasst die Elektrode 7 vor-. zugsweise einen dünnen, aufgedampften Film aus einem Ueta11, z?B. Aluminium. Bei einer Strahlung £<j in Fora von Böntgenstrahlen oder ähnlichen Strahlungsarten mit hohem Durchdringung»

BAD

-15-909817/0422

. - 13 -

vermögen besteht die Elektrode 7 aus einem ähnlichen aufgedampften Aluainiumfilm oder einem dünnen Film aus Aluminium oder einem ähnlichen Metall.

' Die auf vorstehend beschriebene Weise ausgebildete zweite Elektrode 7 ist gegenüber Strahlungsenergie durchlässig und reflektiert die von der Schicht 100 ausgestrahlte lumineszierende Liehtenergie sehr gut, wenn diese Schicht 100 durch Strahlungsenergie erregt wird, so dass wirksam verhindert wird, dose die Liehtenergie durch die Elektrode 7 nach ausson entweichen kann, sondern sie wird in Richtung auf die Schicht 5 zu reflektiert. Auf diese Weise ist die Erregung der lichtelektrisch leitenden Schicht 5 susserordentlioh wirksam mit lumineszierend er Lichtenergie erzielbar·

Bei Strahlungen in Form von Röntgen- oder^-Strahlen oder ähnlichen Strahlungsarten kann die zweite Elektrode 7 eine ( elektrisch leitende Überzugsschicht aufweisen, beispielsweise einen Silberanstrich·

Die Stromzuführung kann beispielsweise gemäss Fig· 1 durchgeführt werden. Aonn die elektrolumineszierende Schioht 3 aus einem Pulver elektrolumineszierenden Materials, wie ZnSs Cu, Al besteht, das bei Erregung Grünlicht ausstrahlt und einem

^909817/0422

Bindemittel, wie !Epoxyharz, dann ist eine Wechseletrosquelld en die /nordnung angeschlossen, da die Schicht 3 nur bei anregung durch iechaelsp&nnung luaincsziert. Die dritte Elektrode 6 umfeset einen leitenden Streifen- und eine Kechaelstronquelle 8 ist über Leiter 9 und 10 zwischen den Streifen- und die erste ülektrodo 2 geschaltet, so dass en die Elektroden 2 und 6 eine ßechselspcnnuag V- angelegt wird.

Andererseits ist Über Leiter 9 und 12 eine lechsolstrcaquellen mit der ernten und zweiten Elektrode 2 und 7 verbunden, so dass eine Wechselspannung Vo Bit der gleichen Frequenz wie diejenige der Spannung V₁ an die ilokt-oden Z und 7 ungelegt wird.

soll angenommen werden, dssa H*g* O ist, wobei die Elektroden 2 und 7 durch einen äusseren Stromkreis kurzgeachlossea sind und dass die Frequenz der Spannung V₁ bei 1üO bis 5000 Eertz bei einem geeigneten Spcnnungswert gewühlt ist· Falls die Anordnung Qit einer. Köntgenstrchlenenergiebild B^ bestrahlt wird, wird die lunineszierende lopedenssohicht 1üO erregt und strahlt Licht aus, das die lichtelektrisch leitende Schicht 5 wirksam erregt und gleichseitig durchstrahlt die Strahlung £«, die ein hohes DurohdringungsTennagan beeitst, die Schicht 100 and erregt die lichtelektrisch leitende Schicht 5. Auf diese

BAD ORfGiNAL -c

909817/042 2

Weise wird die lichtelektrisch leitende Schicht 5 durch awei Energiebilder erregt, nämlich das Böntgenenergiebild und ein Orangelichtenergiebild, das durch Wellenlängemimwandlung aus der Röntgenstrahlung entstand und auf das die Schicht 5 äusserst empfindlich reagiert. Folglioh nimat die lichtelektrisch leitende Schicht 5 in einer rechtwinklig sur Strahlungsrichtung K₁ Terlaufenden £bene an Leitfähigkeit su,und durch die Schicht 3 entsteht ein entsprechender Lichtstroo, der das darin enthaltene ' elektroluoineszierende Pulter elektrisch erregt und dadurch in der Schicht 3 ein helles positives Grünbild erzeugt, dessen Empfindlichkeit in besug auf das Röntgenatrahlenenergiebild E₁ derart rerstärkt 1st, dass sie riel hoher ist als diejenige Jedes herkömmlichen elektrostatischen Üild-l'andler-Verftärkers.

unter dieser Bedingung entsteht - wenn V₁ festgelegt und ein "dunkler" Zuatsnd ohne eine Strahlung K₁ Torliegt - ein Dunkelstroo I₁₀ in Zuordnung tu V₁, der über die elektroluai- ₍ neszlerende Schicht 3 «wischen der dritten und der ersten Elektrode 6 und 2 flieset. Wird jedoch eine Spannung V2 angelegt, denn fliesst Über die luminesslerende Iapedanzschicht 100, das Innere der netzartigen Struktur der dritten Elektrode 6 und die elektrolumineazierende Sohloht 3 ein Strom I₂ zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 7 und 2.

-16-909817/0A22

- · "" BAD

, - 16 -

Ιϊβηη dementsprechend die Spannung V« festgelegt und die Phasendifferenz von Spannung Y? zu·V- derart gewählt ist» dass sich ein Differentialverhältnis zwischen den Strömen I₁ und I₂ ergibt, dann verringert sich die Amplitudengrösse des durch die Schicht 3 fliessenden Stromes Ij- I₁ + I₂ and deagemäss dessen Dunkellumineszenz,während die Amplitude der Spannung V₂ zunimmt, isilne derartige Phasendifferenz wird je naob der Impfdanacharakteristik des verwendeten Materials gewöhnlloh Io Bereich von 180° + 90° gewählt· Wenn unter dieser Bedingung eine Strahlung JS₁ aufgebracht wird, entsteht ein sichtbares positi-▼es Bild &>, dessen Kontrastverhältnie wie auch Gemmewert mit sunehmender Amplitude ron Y«#ansteigt, wobei die Betriebscharakterlstiken in einem groesen Bereich veränderlich gestaltet werden. Wenn dagegen sowohl V₁ als auoh V₂ in ihrer Amplitude festgelegt sind und ihre Phasendifferenz veränderlich gemacht wird, 1st das Kontrastverhältnis und der Gammawert Über einen weiten Bereich in abnehmender Richtung steuerbar, da das Phasenverhältnis Ton demjenigen far des vorstehend beschriebene Differentialverhältnis ewisohen I₁ und I₂ abweicht.

Auf ähnliche Welse wird - im Falle von V₁-O- bei Anlegen von V₂ das Stromverhältnis I^ - I₂ erzielt and die Sohloht 3 mit dem Strom I₂ wirksam erregt. Unter dieser Be-

.,· ORiGlNAL

909817/0422

dingung nimmt - bei Vorhandensein einer Strahlung £.. * gemäss dem Verteilungsmuster der örtlichen Stärke von £j die lichtelektrisch leitende Schicht 5 an Leitfähigkeit zu. Da die Elektroden 2 und 6 das gleiohe Potential besitzen,ist ersichtlich,

dass die Schicht 5 als elektrostatische Schutzschicht wirkt und der Strom L> durch die dritte Elektrode 6 abgeleitet wird, so dass aer Strom I* · Lg , der durch die Schicht 3 flieset, abnimmt. Auf diese iVeiae wird die Strahlung K₁ umgewandelt und gleichzeitig in ein helles, sichtbares Bild S₂ verstärkt, d8s im Vergleich zur Strahlung JS₁ negativ ist.

Unter dieser Bedingung hinsichtlich der Strahlung E₁ nehmen - wenn die Phasendifferenz von V₁ zu V2 derart,gewählt ist, dass eich das Differentialverhältnis von I₁ (gewöhnlich im Bereich von 180° ♦ 90°) ergibt, - das Kontrastverhältnle und der Gammawert zu, de die Amplitude von V₁ Über Null an- ( steigt. Wenn die Phasendifferenz verändert wird, so dass die von dem Differentialverhältnis abweicht, während die Amplitude von V^ und V2 auf einen genau eingestellten V,ort festgelegt wird, nehmen andererseits das KontTastverhältnis und der Gamma-

aehr wert dementsprechend ab. Falls V₁ eine/oder weniger gross«

Amplitude besitzt, hat die Abweiobung der Phasendifferenz eine

-18-909817/0422

ad

Verminderung des Kontrss.tverhältnisses und des Gaamewertes 'zur Folge,und dadurch entsteht ein sichtbares Bild ^t da β die Kombination eines negativen Bildes darstellt, das den in ihrer stärke begrenzten Teilen des Bildes E. entspricht, und eines positiven Mldes, das den bochintensiven Stellen des Bildes E-entspricht. Ergibt die Phasendifferenz zv/ischen den Spannungen V« und Vp ein additives Verhältnis zwischen den Strömen I. und I2, απηη entsteht ein positives Bild ^₉ das vollkommen umgekehrt ist in bezug auf das vorstehend beschriebene.

£s soll angenommen werden, dass die Amplituden von V« und Vp derart gewählt sind, dass nahezu ein Differentialverhältnis zwischen I-j und I2 erzielt ^ird und dass I* im Dunkeln und bei fehlender Strahlung £j grosser als I2 und bei Vorhandensein einer Strehlung £- mit gleichförmiger and hoher Intensität grosser als Ij ist.

renn ein HJntgenstrahlenenergiebild ^ mit ausreichend hoher stärke aufgestrahlt vird und dabei L· und Io iQ eines Differentialverhältnis gehalten werden, in dem I« und In in Phase liegen and die gleiche Amplitude besitzen, dann 1st unter dieser Bedingung das erzielte Ausgang3bild I^ ⁱⁿ seiner Helligkeit an denjenigen Stellen, die der lokalisierten Stärke de3 BSntgenstrahlenenergiebildes £^ entsprechen, ausserordentlich

BAD

909817/0Λ22

begrenzt, und ist in denjenigen Bereichen, die den Stellen des Böntgenstrahlenbildes mit einer niedrigeren Stärke als der lokalisierten Stärke negativ und in den Bereichen, die den Stellen ait höherer Stärke als der lokalisierten Stärke entsprechen, positiv·' Aul diese Weise wird das Röntgenatrahlenenergiebild in zwei Stärkebereichgruppen aufgeteilt and in ein kombiniert negativ - positives Bild umgewandelt. Mit anderen V/orten, die Anordnung besitzt ein· sog. V-förmige Betriebscharakteristik· Bei zunehmender Amplitude von V« oder abnehmender Amplitude von V₂ verschiebt sich in diesem Falle die V-förmige Charakteristik in eine Sichtung, in der die Stärke der iüngangs-Röntgenstrshlung zunimmt, und auf ähnliche Eeise verschiebt sich bei abnehmender Amplitude von V« oder zunehmender Amplitude von V₂ die V-förmige Charakteristik in eine Biohtung, in der die Stärke der Röntgenstrahlung abnimmt. Auf diese Weise kann das Verhalten des älngsngsbildes E₂ durch bloßes Steuern der Amplituden von V₁ und V₂ beliebig verändert werden, und durch eine Art Null-Methode ist eine genaue Beobachtung-und Prüfung des Böntgenstrahlenenergiebildes E-j möglich.

Andererseits nimmt - wenn die Amplituden von V-j und V₂ festgelegt sind und wenn auf deren Phasendifferenz eingewirkt wird, so dass sie vom Bifferentialverhältnis abweicht, die

-20-909817/0422

BAD

Kininallumlneszenzstärke des Ausgangsbildes &* ^{Eu 0}^ verkleinert das Kontrestverhältnis, während sich die V-förmige Charakteristik verschiebt« Wenn die Phasendifferenz von V₁ and V₂ verändert wird, so dass zwischen I₁ und I₂ ein additiv·· Verhältnis entsteht, dann verändert sich das Auegangsbild E₂ ^^οα~ tinuierlloh in ein positive· Bild·

Mo 8US äer obigen Beschreibung mehrerer Betriebearten hervorgeht, weist die erflndungsgetcftsse Anordnung dahingehend •ehr grosse Vorteile auf, dass ein derartiger Betrieb durch Steuern der Amplituden der Spannungen V₁ und V₂ und de· Pha-•enverhältnisses kontinuierlich von einer Art zur anderen erfielbar ist. überdies 1st die Anordnung durch bloß·· genaues festlegen der Spannungen V₁ und V₂ derart bestimmbar, das· si· •Ine V-förmige Charakteristik positiver, negativer oder kombinierter Art aufweist.'

Zur kontinuierlichen Steuerung der Anordnung der deren Feineinstellung in ein«a begrenzten Bereich wird vorteilhaft erweise eine Wechselstromquelle" verwendet, die nur einen einzigen Signalgenerator und zwei elektrische Signalverstärkersysterne umfasst, zur Verstärkung Ihres Weohaelstrooausgangssignsle mit einem veränderlichen Phasenversohieber und einen zumindest in einem der Verstärkers^ a tea· angeordneten Amplitudonsteuensitt·!·

909817/0422

β An original

die spannungen V^ und V₂ muss jedoch nicht immer unbedingt eine Stromzuführungsquelle vorgesehen sein, die z.B, zwei elektrische Signalverstärker umfasst. Das festgelegte oder veränderliche Steuern der Spannungen V₁ und V2 ^ia* ^mi* ^einer einzigen Stromzuführung möglich, falls diese mit einem Mittel zum öffnen der zahlreichen Elektroden der Anordnung ausgestattet ist, zum Einbringen eines Impedanzelementes, vie z.B. eines ohm¹» * sehen, induktiven oder kapazitiven t?ider«ttmds oder einer Kombination dieser Elemente zwischen die Elektroden oder zwischen letztere und die Stromquelle, oder auch zum Festlegen bzw. Veranderllongestal ten des Impedanzwerts eines solchen Impedanzelementes bzw. Kombination aus Impedanzelementen. Weiterhin kann eine Modifizierung, bei der ein StromzufUhrungssystem einen Ausgangsumwandler mit einem Abgriffsveränderer oder -schieber auf dessen Ausgangsspule einschliesst, ein vollkommen zufriedenstellendes Amplitudenverhältnis zwischen den Spannungen V-j ( und V2 und such ein eusreiohendes Phhsenverhältnis zwischen V. und V₂ bewirken, zumindest da, wo die Spannungen die gleiohe oder entgegengesetzte Phase aufweisen.

Aus der vorstehenden Beschreibung einiger Ausflihrungsformen der lumineszierenden Impedanzschicht 100 ist ersichtlich, dass die dielektrische Festigkeit der Schicht 100 des öfteren

-22-909817/0422

ORIGINAL

wegen des notwendigen Anlegens τοη Spannung V? Schwierigkeiten bereitet. Ein derartiges Problem kenn jedoch durch Zusatz eines Pulvers dielektrischer Substanz zur Schiebt 1UO gemildert werden, welches Licht reflektiert und eine hohe dielektrische Festigkeit eufveist. Beispielsweise kann die Impedanzschicht 100 durch Vermischen eines fluoreszierenden Pulvers und eines stark lichtreflektierenden dielektrischen Pulvers, wie Zinksulfid, Zinkoxyd, Titanoxyd oder Bariuatitsnat und durch Laminieren dieses Geaische3 mit einem Bindemittel, wie ipoxyherz, berge«· stellt werden. Natürlich muss dia dielektrische Festigkeit und der Impedanzwert Br die Schicht 100 genau gewählt werden.

Andererseits ist das lumineszierende Material den apektralen Bogrenzungen der lumineszierenden Lichtenergie sowie anderen Begrenzungen, wie z.B. des katerialuswanälungsveraögens unterworfen. Aus diesem Grund0 läuft die £ahl eines Impedanzwertes auf die Steuerung der Schichtstärke hinaus. Andererseits bieten die hoch lichtreflektierenden iieterialien einen recht weiten Bereich für die Wahl der Dielektrizitätskonstante. So besitzt z.B. Bsriuntitanatpulver eine Dielektrizitätskonstante von einigen Tausend und d&rüber, und diejenige von Titanoxyd der An&tesform liegt bei einer Grössenordnung von zehn. Aus diesem Grunde besteht ein Vorteil der luminesziörenden Impedanz-

BAD ORIGINAL _

909817/0422

flohicht 100 darin, dass ihr Impedanzwert durch geeignete Wahl der Materialien und Veränderung ihrea Volumenverhältnlaaee in Geniach in einem weiten Bereich gewählt werden kann, oelbatters tändlich umfasst die Erfindung auch diese Strukturen der luaineazierenden Impedenzsohlcht.

Zwar ist die Beschreibung Io Hinblick auf den Betrieb mit einer Eeohselatronquelle durchgeführt, jedooh können die Spannungen V- und V₂ auch die Fora ton Gleichspannungen aufweisen, wenn die elektrolunineesierende Schiebt 3 aua einen aufgedampften FiIn besteht, wie i.B. ZnS, das nit Un oder einen anderen Clement aktiviert ist, da eine solche Schicht 3 bei einer Gleichetromenergiesufuhr luminesziert. In aolchen Fällen können, wie vorstehend beschrieben durch Steuerung der Spannungawarte und deren Polarität Eahlreiche Betriebsarten erreicht werden.

Auch in diesen Fällen alias en natürlich die vereohiedenen ( Schichten der Anordnung derart gebildet sein, dass sie eine geeignete Leitfähigkeit aufweisen, so dass der Durchfluss tines sehr oder weniger starken Gleichstroms möglich ist.

Dies ist durch richtige ftahl der Materialien einschließlich der Bindemittel für die Schichten oder durch geeignetes Steuern ihrer VolumenVerhältnisse erzielber, oder auch durch

-24-909817/0422

BAD ORIGINAL '

Zusatz eines Materials bzw. Materialien nit geeignet niedrigem Widerstand· .

Die lumineszierende Impedanzschicht 100 sollte ebenfalls in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet sein. Jedooh kenn für Eöntgenenergiebilder, die ein hohes Durchdringungs-τermögen aufweisen, eine geeignete leitfähigkeit erreicht werden, ohne dass der Äutzen der lumineszierenden Liohtentrgie . durch Zusatz eines Pulvers aus einem sehr gut lichtreflektierend en iletall, wie Silber, in einen geeigneten Yolumenverhält» nie, beeinträchtigt tlrd.

) ■
Im Nachstehenden ?5rd auf eine weitere Ausführungsfora

der Erfindung geiaäss Fig, 2 Bezug genommen, die auf den gleiohea Prinzipien vie in Fig. 1 beruht.

Die 4U8fUhrungsform gemäss Fig. 2 ist im Grund· der •trahlungsenergieempfindliohen Sichtanordnung genäse Fig. 1 ähnlich, eignet sich jedooh insbesondere zur Verwendung bei Strahlungsenergie in Form eines JElektronenbQndele.

Der Einfachheit halber ist in der Besobreibung die kompakte Scheibe der Anordnung im allgemeinen mit 200 und die Stromquelle zum Anlegen der Spannungen V^ und V2 ^mit 300 bezeichnet. Bei 400 ist ein Mantel dargestellt, der der Bildröhre in einem

-25-

. ' . ■ BAD OWG^Al

909817/0422

Pernsehapparat entspricht. Die kompakte Scheibe 200 1st in einem Teil angeordnet, der dem fluoreszierenden Schirm eines Fernsehapparates entspricht. Ein Elektronenbiindelerzeuger 401 sendet ein Elektronenbiindel E. aus, das durch ein elektrisches Signal S moduliert wird. Mit 402 ist eine Elektronenbtindel-Ablenkspule bezeichnet. \

έ Wenn bei anlegen der Spannungen V^ und V^ ein Elektronen- '

bündel S₁ auf die zweite elektrode 7 gerichtet wird, die beispielsweise aus einem aufgedampften Aluminiumfilm besteht und durchlässig gegenüber dem Elektronenbündel ist, dann erregt das die zweite Elektrode j durchdringende Elektronenbündel die Iumineszierende zumindest ein Kathodenlumineszenzmaterial umfassende Impedanzschicht 100 und strahlt bei Erregung Lichtenergie aus, die die lichtelektrisch leitende Schicht 5 erregt. Auf diese Weise ist ersichtlich, dass der Lumineszenzausgang E₂ der elektrolumineszierenden Schicht^ elektrisch steuerbar ist.

Wenn beispielsweise als elektrisches Signal S ein Videosignal zur Steuerung des Elektronenbündels E. verwendet wird, kann dieses in ein sichtbares Bild umgewandelt werden, das auf der Seite der ersten Elektrode (2) der Anordnung erscheint unter Steuerung der Ablenkspule 402·

909817/0422

-26-

BAD ORIGINAL

Diese Auaführungsform ist somit auf gleiche i.eise betriebsfähig wie die herkömmlichen Fernsehbildröhren, und da sie einen viel höheren Verstärkungsfaktor aufweist, kann sie zufriedenstellend bei einem Elektronen blind el £^ arbeiten, dessen Spannung und Stromstärke niedriger sind als bei jeder herkömmlichen Fernsehröhre, und mit einem Videosignal S, das schwächer ißt als je zuvor. Zusätzlich ist das mit der Anordnung erzielte Ausgangsbild aufgrund seiner höheren Verstärkung heller.

£in äusserst wichtiger Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass nicht nur das Kontrastverhaltnis und der Ga da εν,· art des Bildes durch Veränderung der Spannungen V* und ^2 *^re* steuerbar sind, wie vorstehend beschrieben, sondern dass mit dem gleichen Signel S euch ein Auagangsbild negativer oder kombiniert positiv- negativer Art durch Steuern von V, und V2 erzielbar ist.

Die weitere in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform eignet sich insbesondere zur Vervendung bei einem .Strahlungsenergiebild ü-j, wie z.B. einem Ultraviolettbild, dessen Eurchdringungsvermögen verhältniemässig niedrig ist»

Kin Hauptmerkmal dieser Ausführungsform ist, dass ihre lumineszierende Impedanzschicht 100 eine zusammengesetzte Form aufweist*

BAD ORIGINAL

909817/0Λ22 ~²⁷~

In der nachstehenden Beschreibung wird Yorausgesetet, daß Ej ein Ultravioleltbild ist. In Fig. 3 ist eine luaineszierende Schicht mit 101 bezeichnet, die zumindest ein photolumineszierendes Material wie CdZnStAg enthält, das bei Erregung durch das Ultmiolettbild £j Orangelicht aussendet. Die Schicht 101 kann auf gleiche Weise ausgebildet sein wie diejenige in Fig. 1· Bei Erregung kann die Sohioht 101 nur en ihren Oberfläohenbereloh lumineszieren, de das Ultravioldtbild £ aufgrund des begrenzten Durchdringungsvermögens des Sohiohtlnnere nicht gänzlich erregen kann.

Aus diesem Grund« wird die anregung der lichtelektrisch leitenden Schicht 5 duroh die aus dem Ober^fläoheubereioh der Schicht 101 durchkommende Lutaineazenzlichtenergie bewirkt, und eine derartige erregung kann nicht ausreichend wirksam sein, well die Lichtenergie während ihres Durchtritts duroh das Katerlal der Schicht 101 duroh Absorption teilweise terloren ( geht. Um diese Erscheinung zu yermeiden, sollte die Schicht 101 selbst ausserordentlich dünn ausgebildet sein.

Andererseits 1st die Stärke der Sohlcht 101 Begrenzungen aufgrund der Anforderungen der Impedanz und der dielektrischen Festigkeit an die Schicht 100 als eine lumlneszierende Impedanzsohicht unterworfen·

-28-909817/0422

FAD ORiGiNAL

• - 28 - . .

Dies kann durch Anordnung einer Lumineszenzlichtenergl· Übertragenden Impedanzschloht 102 zwischen die lumineszierend« .. Schicht 101 und die lichtelektrisch leitende Schicht 5 verbessert werden. Die Impedanzschicht .102 besteht aus einer transparenten, verlustarmen dielektrischen Substanz, wie 2.B. einen Polyester« film oder einem lichtdurchlässigen iSmailglas· Durch diesen Aufbau kann den Schwierigkeiten hinsichtlich Impedanz und dielektrischer Festigkeit von der Schicht 102 begegnet werden, da dl· Schioht 101 jede gewünschte Stärke besitzen kann. Die in der Schicht 101 bei Erregung durch das Ultraviolettbild i^ erzeugte Lichtenergie durchdringt die Schicht 102 und erregt, wie klar ersichtlich 1st, wirksam die lichtelektrisch leitende Schicht 5.

Durch Verwendung der zusammengesetzten lumlneszlerenden

Icpedanzschicht 100, einschliesslich der Elementerscbiohten 101 und 102 kann selbstverständlich jedes Ültrqviolettbild E₁ in sichtbare Bilder ^ unterschiedlicher Ksturen durch Steuern der Span- \ nungen V* und V2* ^wie *^m Vorstehenden in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben ist, umgewandelt oder verstärkt werden, obgleich eine derartige Bildumwandlung mit einer aus lichtelektrisch leitendem Material, wie CdS:Cu,Cl bestehenden lichtelektrisch leitenden Schicht 5 unmöglich ist·

Bei dieser Ausfiihrungsform besteht die zweite strahlungs-

energiedurchlässige Elektrode 7 aus einer Basis- bzw. Trägerplatt«,

9 0 9 817/0422 ^BÄD °R^|GINAL -29-

■ -29-

wie z.B. einer Quarzplatte 14, die in diesem Beispiel gegenüber Ultrsviolettstrahlen strahlungsenergiedurohlässig ist und einem elektrisch leitenden Film aus Zinnoxyd oder ähnlichem Material, der in Form einer Schicht auf die Basisplatte 14 aufgebracht ist.

Die dritte bzw. die Gitterelektrode 6 dieser ^usfiihrungsform umfasst eine Anordnung von unter Abstand untereinander angeordneten parallelen Metalldrähten und einem leitenden Streifen 47, an die von einer Stromzufilhrungsquelle 8, wie dargestellt, Spannung V« en elegt wird.

Die Anordnung gemäss Fig. 3 umfasst auch eine weitere Form von Zwischenschicht 13» die zwischen der opaken Schicht 4 und der elektroluaineszierenden Schicht 3 angeordnet ist. Die Schicht ist derart beschaffen, dass sie einen dielektrischen Zusammenbruch zwischen den Elektroden 2 und 6 verhindert und dabei auch das lumineszierende Licht aus der Schicht 3 reflektiert und dadurch die Helligkeit des sichtbaren Ausgangsbildes 3^ verstärkt. Die Schicht 13 kann durch Verdampfen einer weissen, stark dielektrischen Substanz mit einem hohen Reflexionsfaktor und einer hohen dielektrischen Festigkeit, z.B. Titanoxyd oder Bariumtitanat erzielt werden, oder auoh durch Laminieren eines Gemisches aus einem Pulver dieser Substanz und einen Bindemittel wie Emailglas oder Kunststoff.

'. . " ' · -30- . 909817/0422

_EAD ORIGINAL

Die Stärke der Zwischenschicht 13 ist derart bestiorat, dass sie eine Impedanz ergibt, die niedriger ist als diejenige der Schicht 3, um somit den Spannungsverlust zu vermindern.

•Die als Entladungselektrode dienende Drahtgitterelektrode 6 umfasst Wolfram- oder andere Metalldrähte mit einer Stärke von rund 10 bis 150 }i, die unter regebäasigem Abstand von ungefähr 250 bis 700 μ angeordnet und nötigenfalls mit Gold plattiert sind.

In dieser Ausführungsform besteht die Gitterelektrode 6 · aus dünnen Wolfraicdrähten mit einer Dicke von rund 10u und ist in der verhältnismässig starkan Schicht 5 auf halber Dicke bei rund 80 u eingelagert.

Selbstverständlich ist diese Ausführungsform unter den : gleichen Prinzipien bei Strahlungsenergie S-j in Fora von Hont- ; genetrahlen, X -Strahlen oder ähnlichen Strahlungsarten mit ■ '■. hohem Durchdringungsvertaögen verwendbar. Bei einem Elektronen- j bündel sind zufriedenstellende Ergebnisse erzielber, wenn die Basisplatte 14 weggelassen wird und wenn die Elektrode 7 durchlässig gegenüber einem £lektronenbündel ausgebildet ist, zlB, die Form eines aufgedampften Aluminiuafilms aufweist.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich insbesondere für Strahlungsenergieformen

9Q9817/CK22 bad original_ _₃₁_

mit hohem Burchdringungsveraögen, wie z.B. Röntgenstrahlen und $- Strahlen eignet· Bei dieser Ausführen£3fore ist die lumines« zierende Impedanzschicht 100 ebenfalls eine zusammengesetzte Schicht, ihr Aufbau unterscheidet eich jedoch von demjenigen gemäss Fig. 3· Nachstehend wird die Beschreibung bei Vervendung einer Strahlungsenergie E- in Form eines Röntgenstrahlenbildes durchgeführt·

In Fig. 3 vird die lichtelektrisch leitende Schicht durch lumineszierende Lichtstrahlen erregt, die die Impedanzschicht 102 durchdrungen haben, welche durchlässig gegenüber lumineezierender Lichtenergie ist. In diesem Falle werden die Lichtstrahlen häufig in einem solchen Ausmess in der Schicht 102 zerstreut, dass das Ausgangsbild JSo verschwommen wirkt·*

Dieser Kachteil wird durch die Ausführurjgsform gemäss Fig. 4 dadurch beseitigt, dass unmittelbar auf die Oberfläche der lichtelektrisch leitenden Schicht 5 eine lumineszierende Schicht 101 aufgebracht wird, die zumindest ein vorstehend beschriebenes Strehlungslumineszenzmaterial enthält· iiine atrahlungsenergledurchlUsslge Hilfsimpedanzsohicht 103 1st, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zwischen die zisäte Elektrode 7 und die Schicht 101 eingebracht, um die Charakteristiken der dielektrischen Festigkeit und der Impedanz der Anordnung zu ?er-

-32-909817/0422

EAD-ORiGtNAL

bessern. Auf der Zeichnung besteht die Eilfaiapedenzechicht aus einer röntgenstrahlendurchlässigen dielektrischen Substanz, wie s.B. Polyester oder eines anderen Kunststoff 11?, Claefil» oder Bmailglas.

Die zweite Elektrode 7 ist eine lichtreflektierende röntgenstrahlendurchlässige Elektrode, auf die ein Alumlnium- oder ein anderer Metallfilm oder eine .Aluminium- bzw. eine andere dünne Metallfolie aufgeklebt ist. Ss kann auch ein elektrisch leitender FiIs aus einem Metalloxyd, wie z.B. Zinnoxyd verwendet sein, der auf eine dünne Basisplatt· aas Glas aufgebracht ist.

Zusätzlich kann der Schicht 105 eine geeignete Lichtreflexion erteilt werden, um den Jiusnutzungsfaktor der aus der Schicht 101 kommenden luainessierenden Lichtenergie ta rergrSssern. Mit anderen Worten, die Schicht 103 kann Strahlungsenergie durchlässig und Lumineszenzlichtenergie reflektierend geiaoht werden, um als Hilfaimpedanzsohicht zu wirken· So sollte bei Verwendung ait Böntgenstrahlenbildern die Schicht 103 zumindest eine stark lichtreflektierende Substanz enthalten« £in Beispiel hierfür ist eine einzige Schicht aus Magnesiumoxid oder ähnliches Material, die auf die lumineszierend· Schicht aufgebracht ist. JSine Abwandlung weist die Fora einer Misch-

. ' BAD OBlGiNAU

-33-909817/0422

Ϊ489Τ13

schicht auf, die ein feines Pulver aus Zinksulfid, Titanoxyd, Bariumtitanat oder ein ähnliches Gemisch einschliesat, das mit einem Bindemittel, vie Epoxyharz oder einem anderen Kunststoff oder £mailglas vermischt ist.

Bei diesen AusfÜhrungaformen der zusammengesetzten Schicht 103 ist die von der Schicht 101 herkommende lumineszierende lichtenergie nur einem äusserst verringerten Lichtzerstreuungaeffekt unterworfen und ist mit guteia Erfolg in der lichtelektrisch leitenden Schicht 5 verwendbar, so dass ein klares und abgegrenztes Au3ganjsbild Eg entsteht, weil es unmittelbar durch die Schicht 103 in Sichtung auf die lichtelektrisch leitende Schicht 5 zu reflektiert wird. Diese arten der zusammengesetzten Schicht 103 sind selbstverständlich äusserst durchlässig gegenüber Röntgenstrahlen, da sie gewöhnlich recht dünn ausgebildet sind· ₍

Falls die Schicht 103 gegenüber der lumineszierenden Lichtenergie durchlässig ist und letztere, wie vorstehend beschrieben, von der zweiten Elektrode 7 reflektiert tird, dann muss die Lichtenergie eine grosse Strecke durchqueren und ist einem ziemlich hoben Lichtzeratreuungseffekt in der Schicht ausgesetzt. Dies bat monohmal ein« nicht unbedeutende Beeinträchtigung der Qualität des Ausgangsbildes £2 ^zur Folge.

909817/0422

Wenn z.B. die Schicht 103 opak oder lichtabsorbierend ausgebildet wird, um diesen nachteiligen Effekt zu beseitigen, so absorbiert sie die lumineszierenden Lichtstrahlen,und der Ausnutzungsfaktor der luminesaierenden Lichtenergie und somit · die Empfindlichkeit der Anordnung werden dementsprechend ver-Bindert.

Daraus folgt, dass diese Schwierigkeit wirksam beseitigt werden kann, wenn der Schicht 103 eine Lichtreflexion erteilt wird.

Die Verwendung der Impeäanzschicht 103 ist auch von Standpunkt der Steuerung ihres Iapedanzwertes dehingehend vorteilhaft, dass für die Schicht leicht ein geeigneter'Impedanzwert gewählt werden kann, während ihre dielektrische Festigkeit durch geeignete !tahl der Schichtstärke und - im Falle einer Mischschicht - der spezifischen Dielektrizität und des VoIumenverhältnisses der pulverfSrmigen Materialien zur Eildung der Schicht verbessert wird.

Das in Fig. 4 dargestellte Stromzüführungssysten eignet sich insbesondere zur Steuerung der Betriebscharakteristiken der eriindungsgecässen Sichtanordnung mit Gleichstrom über einen weiten Bereich, wobei deren Empfindlichkeit verbessert

BAD ORSGiNAL

-35-909817/0422

wird, falls die Anordnung eine lichtelektrisch leitende Schicht 5 in Fora einer fcisehschicht uafasst, die ein lichtelektrisch leitendes falveroaterial, vie s.B· CdSt Cu₉ Cl and ein Bindemittel, wie Epoxyharz, umfasst and durch eine Wechselstronqaelle 300 gesteuert wird.

Die dritte Elektrode 6 besteht eus einer Anordnung sue elektrisch leitenden Metall- oder ähnlichen -Streifen oder Metalldrähten. Jn Flg. 4 1st die Elektrode 6 als eine Elektrode dargestellt, die iietalldrähte oafasst und in der luaineszlerenden Impedanxscnicht 100 eingelagert 1st and in elektrischem Kontakt Bit der lichtelektrisch leitenden Schicht 5 gehalten ist. Die Drähte der dritten Elektrode 6 sind abwechselnd alt leitenden Streifen 71 and 72 Terbanden and bilden somit svel gegenseitig isolierte Elektroden, die Über einen die Polarität wechselnden Schalter 15 an eine veränderliche Stroaquelle 16 und über Gleichstrom blockierende Kondensatoren C. und C2 end einen leiter 10 an eine Wechselstroaqaelle 300 angeschlossen sind· Die Kepexitat der Kondensatoren Cj und C₂ sollte gross genug sein, on ihre Wechselstromiapedanz su verringern.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, legt dleWechselstronquelle 300 eine Wechselspannung V₁ an die Leiter 9 and 10 and eine weitere wechselspannung ?2 an die Leiter 9 and 12, Hierbei

BAD ORIGINAL

-36-909817/0422

•ti

wird eine V/eehselspannung V.. εη die dritte Elektrode 3 und die lichtdurchlässige ülektrode 2 angelegt, und eine Gleichspannung V^ "εη die beiden Sätze abwechselnder Elemente in der dritten elektrode β (in der .Ebene der lichtelektrisch leitenden Schicht 5, die sich rechtwinklig zu derjenigen Eichtung erstreckt, in der die B5ntgenstrahlenenergie 2« aufgestrahlt wird)·

Die lichtelektrische Wechselstrom-Empfindlichkeit der lichtelektrisch leitenden Schicht, die , wie vorstehend beschrie· ben ist, aus einem Gemisch eines lichtelektrisch leitenden Pulvers, wie CdS:Cu, Cl, und eines Bindemittels besteht, nimmt mit steigender Frequenz ab, und zwar aufgrund der fehlenden l'roportionalität ihrer Spcnnung-Strom-Cherakteristik und der innewohnenden '»'.echselstromabhängigkeit. Diese Abnahme 'der lichtelßktrischen Wechselstrom-Empfindlichkeit kann durch Verwendung einer Steuergleichspannung verbessert werden.

Andererseits hängen die Empfindlichkeit, die Betriebscharakteristiken, das Kontrastverhältnis und der Gammowert bei der strahlungoenergieempfindlichen Sichtenordnung gemäs3 Fig.4 ab von der liohtelektrischen Zmpfindlichkoit in einer übene, die senkrecht zu derjenigen fiichtung verlauft, in der L« aufgestrahlt wird. Aus diesem Grunde können diese Charakteristiken der Anordnung durch Verwendung einer von der veränderlichen

BAD CRIGiNAL

-37-909817/0422

Gleichstromquelle 16 ausgehenden Gleichspannung V^ veränderlich gestaltet werden, um die lichtelektrische IVechselstroa-^mpfindlichkeit steuerbar in einer Ebene zu erhöhen, die senkrecht zur -Richtung der Strahlung L-. verläuft. Der Veränderungabereich der Betriebscharakteristiken vergrössert sich mit zunehmender Frequenz der Spannungen V« und Vo·

Bei der positiven, V-!5rmigea und negativen Betriebsweise der Anordnung, die durch Steuerung von V« und V2 in der in bezug auf Fig. 1 beschriebenen .'.eise erzielt wird, hat das Anwachsen von V^ die Verschiebung der Bet'riebscharakteristiken in einer Eichtung zur Folge, in der die Bestrahlungshöhe der Eingangsstrahlungsenergie abnimmt und dabei die lispfindlichkeitt Ass Kontrestverhältnis und den Gammawert erhöht, Ein bedeutender Vorteil ergibt sich dahingehend, dass der Veränderungsbereich beim Betrieb der Anordnung, der durch Steuerung der Amplitude -

und des i-hasenverhältnisses von V₁ und V2 erzielbar iat (einschliesslich des Falles, wo V^ oder V2 euf Null vermindert werden) unter der Steuerung der Gleichspannung V^ weiterhin vergrösserbar ist.

/Andererseits ist die Verwendung einer lichtelektrisch leitenden Schicht aus miteinander verbundenem Pulvermaterial für einige Anwendungformen sehr unerwünscht, weil selbst nach

BAD ORIGINAL

909817/0422 "^"

beendeter Aufstrahlung des Strahlungsenergiebildo3 die lieaktion geschwindigkeit derart begrenzt ist, dass für eine Züitapi*nne von mehreren Sekunden bis mehrere Minuten ein Bestbild entsteht

Unter iiutzbarmachung einer besonderen Erscheinung bei dieser Art lichtelektrisch leitender Schicht kann das Kostbild durch -Vechsela der Polarität der gerade an den untereinander verbundenen Elektroden 6 anliegenden Gleichspannung V^ achnoll P gelöscht werden, wodurch die Polarität des Gleich3pannungsfeldes, in dea die lichtelektrisch leitende Schicht 5 liegt, umgekehrt wird. Für diesen Zweck ist der Polaritüts-Usschalter vorgesehen. Das Stromzuführungssystern geniäss Fig. A weist somit den Vorteil auf, dass nicht nur die Eatriebscharakteristiken der Sichtanordnung über einen gröaseren Bereich hinweg veränderlich gestaltet werden können, sondern auch da3 Kostbild leicht löschbar ist.

Dieses Stromzufüfarungssystein kann ungeachtet des Aufbaues der dritten Elektrode 6 angewandt werden, solange diese eine Elektrodenelementanordnung, z.B. geniäss Fig. 3, umfasst und ungeachtet der Art des Strahlungsenergiebildes E-j.

iiatürlich muss das Spannungsmittel 16 nicht immer veränderlich sein, da die Gleichspannung gegeBenenfalls festgelegt werden kann.

BAD ORIGINAL

909817/CK22

Zwar weist in der vorstehenden Beschreibung die lumineszierend© Impedanzschicht 1GÜ immer ein oder zwei Schichten auf, sie kann jedoch die Form einer zusammengesetzten Schicht mit mehr als zwei Klementarschichten besitzen, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen·

Aus dem vorstehenden geht hervor, dass es durch die Erfindung möglich i3t, ein Strahlungsenergiebild in ein sieht- g bares, mit hoher £mpfindlichkeit verstärktes Bild umzuwandeln, was bisher unmöglich oder nur mit begrenzter Empfindlichkeit erreichbar Ear.

Die strahlungsenergieeiiipfindliche Sichtanordnung gemäss der Gründung ist bei sehr vielen Strahlungsenergiebildern anweiflbäi?,einschlieselich derjenigen, deren Wellenlängen kürzer sind als die höchstempfindliche Wellenlänge im Spektrum oder der Leitfähigkeitsverteilung in der lichtelektrisch leitenden Schicht, gleichgültig ob sie nun sichtbar oder unsichtbar sind ' (wie Ultravioletstrahlen), sov/ie einschüesslich der Strahlungsenergiebilder, wie Köatgen- oder Jf-Strehlunn-^-lder, ülektronenstrahlun^sbilder oder Signale wie ülektronenbündel und aller anderen Strehluagsenergiosigaclo oder -bilder, die virksaa die Iuminc3zierende Inpedanzschicht der Anordnung erregen können. Insbesondere bei Strchlung3energiebildern mit

BAD ORIGINAL 909817/0422 "

hohem Durchdringang3vermögen, wie Eöntgen- oder ]f-S treble nbildürn, kenn die orfindungsgemässe Anordnung ait einer derart hohen ispiindlichkeit arbeiten, wie sie bisher unvorstellbar' war, da die lichtelektrisch leitende Schicht von zwei Bildercrten, einachliesslich des Strahlungsenergiebildes erregt vvird, das die luininGszierende Impedanz3chicht durchdringt, sowie eines luainesziercnden Lichtenergiebildes, das unter dem Zrreßuneseffekt des ^trahlungsenerßiebildes entsteht.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehenden /.usfilhrungsformen beschränkt, sondern es si nd zahlreiche Abwandlungen Qöglich, ohne vota Grundgedenken der Erfindung abzuweichen· ' ,

BAD ORiGiNAL

909817/0422

Claims

Patentansprüche:

( 1.)Strahlungsumwandelndes Sichtgerät mit mehreren Schirmschichten, die, von der Betrachterseite her gesehen, im wesentlichen Schichten in der folgenden Reihenfolge umfassen: eine erste, lichtdurchlässige Elektrode; eine elektrolumineszierende Schicht; gegebenenfalls eine opake Schicht; eine lichtelektrisch leitende Schicht; eine gitterartige Elektrode; eine Impedanzschicht; eine strahlungsdurchlässige Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der gitterartigen Elektrode (6) und der strahlungsdurchlässigen Elektrode (7) noch mindestens eine Fluoreszenzschicht (100, 101) angeordnet ist, auf deren Ausgangsfrequenz die lichtelektrisch leitende Schicht (5) anspricht.
2. Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsfrequenz der Fluoreszenzschicht (100", 101) und das Empfindlichkeitsmaximum der lichtelektrisch leitenden Schicht (5) etwa im gleichen Spektralbereich liegen.
3. Sichtgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzschicht und die Impedanzschicht zusammen als eine einzige Mischschicht (100) ausgebildet sind.

- 42 -

909817/0422 BADWiGiNAL
4. Sichtgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschicht (100) eine Stärke von 20 bis 200 μ aufweist.
5. Sichtgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzschicht (101) zwischen der Impedanzschicht (102) und der strahlugsdurchlässigen Elektrode (7) angeordnet ist (Fig. 3).
6. Sichtgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung für die Sichtbarmachung von Strahlen mit geringer Durchdringungsfähigkeit, insbesondere von Ultraviolettstrahlung.
7«. Sichtgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschicht (102) transparent ist,
8. Sichtgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschicht (102) aus Polyesterfilm oder Emailglas besteht.
9o Sichtgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzschicht zwischen der gitterartigen Elektrode (6) und der Impedanzschicht (103) angeordnet ist (Fig. 4).
10. Sichtgerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Verwendung für die Sichtbarmachung von Strahlen mit hoher

- 43 909817/0422

Durchdringungsfähigkeit, insbesondere von Röntgen- und Gamma s trahlung.
11· Sichtgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschicht (105) aus für Röntgen- und Gammastrahlen leicht durchdringbaren Materialien besteht.
12.Sichtgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschicht (103) ein stark lichtreflektierendes Material enthält. λ
13. Sichtgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschicht (103) Magnesiumoxyd enthält.
14. Sichtgerät nach Anspixu ;i 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der gitterartigen (6) und der strahlungsdurchlässigen (7) Elektrode tnehi^als zwei einander abwechselnde Fluoreszenz- und Impedanzschichten angeordnet sind.

SÜ981 7/0422

BAD ORIGINAL