DE1514792A1 - Selbstleuchtende Speicherschicht (Target) und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

und Verfahren zu ihrer Herstellung»

Die Erfindung betrifft gana allgemein targets für" die Speicherung von Slektronenbildern und ein Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere ist die Erfindung auf ein Speiöhertarget zur unmittelbaren Betrachtung gerichtet, bei welchem das Speicher-Dielektrikum eine lage aus Phosphor« material aufweist, die zur Speicherung des darauf erzeugten ladungsbildes verwendet werden kann und entsprechend, dem gespeicherten ladungsbild ein Licht-Bild produzieren kann*

Bei einer Ausführung der Erfindung weist das Speioher-iDarget eine im wesentlichen einstückig ausgebildete Schicht aus PhosTJnarmaterial auf, die auf einer ÜParget-Elektrode gehalten ist, welche ihrerseits von einem lichtdurchlässigen leitenden film auf der inneren Oberfläche der Frontscheibe der Kathodenstrahlröhre gebildet wird. Die Phosphorschicht ist mit mehreren sich durch diese hindurch erstreckende Offnungen versehen, damit die Schicht von relativ großer Dicke sein kann und dennoch einebistabile Speicherung dea ladungsbildes gestattet«

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Das Speiöher-%rget nach der Erfindung -ist besonders gut . verwendbar in des Kathodenstrahlröhre eines Kathoden« . . strählösziilögMtheni lind sSWär zur Darstellung einer elektrischen Signalwellenform in bekennte* WMBe' ödes? mt Speicherung einer" solchen Wellenform als biötabilea ladungsbild fti? .öiöö-beliebig lange» jedööli steüertaiiö Ieit> Däl Bpei6h.@3?-iä3?get eier-If f iftdung fcaiitt -jedoch auch.-ift jeder ■bietafeilen Speioherrohre zur unmittelbaren Wahrnehftung Verwenlst Wtfden einö.ehließliöh der feei ladär- und Bonär» , geraten ÜMiöhen löhrea SöWii b©i liiöht*Biid«Verstärlte^« röhren Bür Spiiöhiruag des IlöKtroninUiidiSi welahis durch Imiöiiön dtÄfeh die fotokathode einö^ sölöhih Yerstärkeiröhie auf dai Opoiehejr-Earget entsteht* ■- ·.. ·-.; ■ :.

33as BpeiGher-ißarget nach der Erfindung hat auch alle Vorteile gegenüber herkömmlichen Speicher-Targets zur un*» ■ . ; mittenDaren Betrachtung., welche von der durch Gritter oder Netze gesteuerten Art sind. Infolgedessen Werden diese Vorteile nur kurz an dieser Stelle erwähnt«, Insbesondere "bestehen diese Vorteile in einer vereinfachten Bauart des !Targets» j die aus der Verwendung des Speioher-Dielektrikums auch als Leuchtschirm der Speicherröhre entstehen$ in dem man das Dielektrikum aus phosphoriBzierendem* d.h* Ieuohtmaterial herstellt anstelle eine eigene Phosphorschidht zu verwenden, woe dies "bei bekannten Speicherröhren zur unmittelbaren Betrachtung der fäll ist« Durch diese vereinfachte Bauart 'kann man den SpeichervTargets einen größeren Durchmesser geben? der Kontrast ist besser und man erzielt in einfacher und wenig kostspieliger Weise einen größeren "stabilen Betriebsbereiöh."

Bei Verwendung einer Im wesentlichen einstüökigen Phosphorsohioht mit mehreren mit Abstand angeordneten und durch sie hindurch führenden Öffnungen, kann man das

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Sptlcher-Iarget dicker ausführen, so daß auch die von der Phösphor-Sohioht emittierten Licht-Bilder helleyfeind· Die Dicke der Phoephörsprteicherßchicht ist so groß, daß keine Sekundärelektronen, die aus einer Seite der Schicht btim bistabilen Speichern aufgrund des Beschüsses mit langsamen Flutelektronen herausgeschossen werden, durch di· Sohioht eelbst durch Poren hindurchgelangen können, die zwischen den Phos^iorteilohen selbst bestehen. Die Sekundärelektronen gelangen vielmehr im Gegenteil ausschließlich durch die künstlich hergestellten Öffnungen oder Durchbrechungen, die einzelne und im wesentlichen gerade Pfade durch die Schicht bilden, durch welohe somit die Sekundärelektronen von der hinter der Speioherschicht litgenden Sammelelektrode gesammelt werden. Da die maximale Dioke für die ein Speicher-Dielektrikum verwendete Phosphorschicht nicht länger ein kritisches Merkmal für bistabile Speicherung ist, ist die Herstellung des Speicher-Targets nach der Erfindung im Gegensatz zu bekannten Targets erheblich vereinfacht. Das heißt also, daß bei der

deswegen

Herstellung der Speicher-Targets weniger Ausschuss/produziert wird, weil auf Grund von' Dickenabweichungen die bisher üblichen Bedingungen nicht getroffen wurden. Ein Ausführungsbeispiel dee Herstellungsverfahrens nach der Erfindung sohließt die Abziehbild-Teohnik ein, wobei zusätzlich die Verwendung zweier organischer Materialien vorgesehen ist f^iese/TSaferlafien bilden zusammen nehrere mit Abstand voneinander angeordnete Stellen in dem Phosphor-Abziehbild aus im wesentlichen vollständig organischem Material, die sich vollständig durch das Abziehbild von einer Seite zur anderen erstrecken, um so die Öffnungen in der Phosphorschicht zu bilden, wenn das organische Material aus dem "Abziehbild" herausgebrannt werden. Bei einer anderen Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung wird ein fotografisches Verfahren angewendet, bei welohem die fotoempfindliche Schicht aus Phosphor-^4% material an allen Stellen exponiert wird bis auf jene,

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welche den öffnungen durch die Schicht den Speicher-Target» entsprechen. Diese nicht exponierten Stellen der fotoempfindlichen Schicht werden dann zur Bildung dieser öffnungen entfernt. Das fotografische Verfahren hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Größe und Lage der öffnungen in besonders einfacher Weise kontrolliert werden können·

Somit besteht ein Ziel der Erfindung in der Schaffung eines wesentlich verbesserten Speicher-Targets für Elektronenbilder» Ein weiteres Ziel der Erfindung, riohtet sioh auf ein Speicher-Target zur unmittelbaren Betrachtung des dargestellten Bildes, bei welchem eine Schicht aus Phosphormaterial als Speicher-Dielektrikum dient und zwar zur ^mission eines Licht-Bildes, welchesaem darauf über einen erheblichen stabilen Bereich vonTarget-Spannungen erzeugten bzw. gespeicherten Ladungsbild entspricht.

Die Erfindung richtet sich ferner auf ein bistabiles Speicher-Target zur unmittelbaren Betrachtung des Bildes, bei welchem eine im wesentlichen einstüokige Phosphorschicht von größerer Dicke als Speicher-Dielektrikum verwendet wird, um die Helligkeit des von der Schicht emittierten LichtvBildes zu erhöhen.

Die Erfindung ist auch auf ein Speioher-Target zur unmittelbaren Betrachtung gerichtet, welohes einen einfachen und billig herzustellenden Aufbau hat, eine schnelle Schreibgeschwindigkeit gestattet und ein Bild mit gutem Kontrast und guter Auflösung abgibt. . ■

Weiter riohtet sioh die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Speicher-Targets zur unmittelbaren Betrachtung einer einstüokigen lage au· Phosphor- oder anderem Leuohtmaterial mit mehreren durch diese führende, mit Abstand angeordnete öffnungen, wobei diese Phosphorechicht als Sptioher- ^itlelctrikum dient.

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Weitere "-Vorteile-und. Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung. "Es zeigt»

Figur 1 eine sohematische Darstellung einer Bildspeicher-Einrichtung mit nach der Erfindung hergestellter Röhre sowie der dazu gehörigen prinzipiellen Schaltung;

figur 2 ein waagerechter Teilschnitt nach der Linie 2-2 In Figur 2, darstellend in vergrößertem Maßstabe eine bevorzugte Ausführung des Targets nach der Erfindung; und

Figur 3 eine Draufsicht auf die hintere Oberfläche der Phosphorschicht des Targets nach der linie 3-3 der Figur 2.

In Figur 1 ist eine bistabile Speicherröhre 10 zur unnjittelbaren Betrachtung des dargestellten Bildes dargestellt, welche ein Speicher-Target 12 aufweist, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Die Speicherröhre weist den herkömmlichen Elektronenstrahler mit der Kathode 14, einem Steuergitter 16 und einer elektrostatischen Linse 18 auf, die beispielsweise von drei fokussierenden und beschleunigenden Anoden gebildet wird, die in bekannter Weise einen schmalen Elektronenstrahl von den aus der Kathode austretenden Elektronen bilden.Zwischen dem Elektronenstrahler und dem Speicher-Target 12 sind zwei waagerechte Ablenkplatten "20 und zwei vertikale Ablenkplatten 22 angeordnet* so daß der von dem Elektronenstrahler austretende ■Elektronenstrahl durch die beiden' Platten eines jeden Ablenkplattenpaares hindurchtritt, bevor er auf das Speicher-Target auf trifft. Es können zwei ■Elektronen-Strahler vorgesehen eeinj einer zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf dem Speicher-Target mittels eines Schreibesträhles von ^Elektronenhoher Geschwindigkeit

und eines zur Erzeugung eines elektrischen Ablesesignales in Abhängigkeit des Ladebildes durch Abtasten des Targets mit einem lesestrahl aus Elektronen geringerer Geschwindigkeit. Es ist je-doch auch möglich,diese beiden funktionen durch einen einzigen Elektronenstrahler durchzuführen« Dies wird bei der Ausführung nach Figur 1 durch Umschalten der Schaltstellung eines jeden der drei miteinander gekoppelten Schalter 24, 26 und 28 erreicht, die mit dem Steuergitter bzw. den horizontalen Ablenkplatten 20 bzw. den vertikalen Ablenkplatten 22 verbunden sind und zwischen "Schreiben" und "Lesen " zugeordneten Stellungen umschaltbar sind, wie weiter unten ausführlich erläutert wird.

In dem Kolben der Speicherröhre 10 können noch einer oder mehrere Flutelektronen abgebende Strahler 30 vorgesehen sein, die der Beschießung der Oberfläche des Speicher-Targets in im wesentlichen gleichförmiger Weise mit langsamen Elektronen dienen, um das auf dem Speicher-Target vom Schreibstrahl erzeugte Ladungs-Bild durch Sekundärelektronen-Emission zu "halten" bzw. "speichern"· Auf diese Weise wird eine bistabile Speicherung des bildes für beliebige steuerbare Zeit erreicht.

''ie in. den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, weist das Speicher-Target 12 eine ^arget-Elektrode 32 auf, welche die Form eines dünnen,lichtdurchlässigen Überzugs aus leitendem Material hat, wie z. B. auö einem Zinn-Oxyd, und an der inneren Oberfläche einer flachen Glasplatte 33 an einem Ende gegenüber der Kathode 1^des Räatenkolbens angeordnet ist, Das Speicher-Dielektrikum des Targets besteht aus einer zusammenhängenden Schicht 34 aus Phosphoroder anderen entsprechend geeignetem und bekanntem Material, welche auf der ^arget-Elektrode^ -liegi, so daß die

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Phoephorechioht eine doppelte Punktion aueführt, nämlich. das darauf erzeugte Ladungs-Bild zu speichern und das dem. Ladungs-Bild entsprechende Licht-Bild darzustellen biw. BU «mittitren. Diesem Licht-Bild wird duroh die öpeicherelektrode 32 und die Frontplatte 33 zur unmittelbaren Betrachtung übermittelt. Die Phosphorschicht 34 wtiat eint Vielzahl von mit Abstand angeordneten Öffnungen aufι welohe vollständig durch die Schicht hindurchreichen, d.h. von einer Seite derselben zur anderen« Vermöge dieser Öffnungen kann man die Dicke der Phosphorschichten dicker machen als dies bisher möglich war, d.h. man kann die marimale Dicke für integrale Phosphorschichten zur Verwendung als Speicher-Dielektrika für bistabile Speicher-Targets erhöhen. Dr^ch die Vergrößerung der ^icke der Phosphorschioht 34 erhält das von dieser Sohicht emittierte Licht-Bild offensichtlich eine größere Helligkeit. Da die "maximale Dicke der Phosphorschicht nioht mehr kritisch ist, ist sie nur durch diejenige Menge von Phosphormaterial begrenzt, die an der Prontplatue nocü haftet.

Die Target-Elektrode 32 ist elektrisch mit einer Target-Spannung verbunden, die über einen festen Widerstand 37 abfällt, wenn dieser, der in Reihe mit einem variablen Widerstand 38 liegt, zusammen mit dem Widerstand 38 von einem Strom von 500 ^Volt-EMK zur Erde durchflossen wird. Die Einstellung des veränderlichen Widerstandes 38 bestimmt den durch den festen Widerstand 37 zur Erde fließenden Strom und steuert somit auch den Spannungsabfall am festen Widerstand. Wenn die Target-Spannung etwa 200 Volt bezüglich der geerdeten Kathode der Flutelektronenstrahler ist, dann ist sie im "stabilen Breich" von Target-Spannungen, in welchem die Phosphorschicht 34 für unbegrenzte jedoch steuerbare Zelt ein bistabiles Ladungsbild speichert. Dann kann die Röhre 10 im Speicherbetrieb verwendet werden, . ' indem-man die Schalter 24, 26 und 28 in die "Schreib"-titeilung bringt. Dadurch werden die horizontalen Ablenk-

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platten mit einem horizontalen Kipp-Generator 4-0 über den Sohalter 26 verbunden und die vertikalen Ablenkplatten 22 über den Schalter 28 mit einem Vertikalverstärker 42· Wenn somit ein Eingangesignal an die Eingangsklemme 44 des Vertikalverstärkers gelegt wird, dann, wird es an. die vertikalen Ablenkplatten weitergeleitet. Das Eingangssignal kann auch als Trigger-Signal für den horizontalen Kipp-G-entrator verwendet werden, so daß der von der Kathode 14 ausgeeandte Schreibelektronenstrahl sowohl horizontal als auoh vertikal abgelenkt wird, um ein Ladungsbild der Eingangssignal-Wellenform auf der Phosphorschicht 34 des Speicher-Targete zu erzeugen.

Der Schreibstrahl weist Elektronen hoher Geschwindigkeit auf, da die Kathode 14 mit einer hohen negativen ^leiohspanmmgsquelle von etwa-3000 Volt verbunden istj infolgedessen erzeugt er ein Ladungsbild auf der Phosphorschicht 34 durch Sekundärelektronen-Emission_r wobei die getroffenen Stellen des Targets positiver geladen sind als die nioht von diesem Strahl getroffenen Stellen.Wenn das Potential des geschriebenen Ladungsbildes über der "ersten Übergangsspannung" der Sekundärelektronenemissionskurve der Phosphorsohicht liegirt, dann treiben die von den geerdeten , Kathoden 30 kommenden Flutelektronen das Potential des Ladungsbildes auf einen stabilen Hochspannungepunkt nahe dem Potential der Target-Elektrode* Gleichzeitig treiben dteae Flutelektronen das Potential der nicht beschriebenen, somit den Hintergrund darstellenden Flächenteile der Phosphorsohioht, die anfange unter der ersten übergangsspannung lagen, in einen niedrigen stabilen Spannungepunkt nahe der Spannung der Flutelektronen-Strahler-Kathoden. Auf der inneren Oberfläche des erweiterten Teile der Speicherröhre, d. h. des Kolbens, sind eine oder mehrere bandartige Wandelektroden 45 in Form von Überzügen aulgebracht.· um die Flutelektronen gleichförmig auf die Phosphorsohicht

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. des Speicher-Targets zu fokussieren.) Diese bandförmige Und-«-...

• elektrode kann, mit einer positiven Spannungsquelle von etwa +50 Volt verbunden sein, wenn die ilutelektronen-Kathode geerdet ist. Dieser bistabile Speioherbetrieb für Elektronenstrahlröhren ist bekannt und wird infolgedessen nicht mehr weiter erläutert werden.

Um das auf der Phosphorsohicht 34 des Speicher-Targets gespeicherte Bild zu löschen, wird die an der Speicherelektrode 32 liegende Spannung über die "positive fading"-Spannung des Phosphors angehoben, indem maiüfeinfach den Wert des Widerstandes 38 ändert oder einen positiven Spannungsimpuls an die ^arget-Elektrode legt, -^ie Target-Elektrode wird über dieser positiven Fading-Spannung für solange Zeit gehalten, daß das Potential an der hinteren Oberfläche der. Phosphorschicht gleichförmig gleich einem Potential nahe der Spannung der Target-Elektrode wird. Dann wird die Spann", nung des Targets unter die Halteschwellspannung abgesenkt, die auch als (siehe oben) erste Übergangsspannung für die Phosphorschicht bezeichnet werden kann, unter welcher das Speicher-Target ein bistabiles ladungsbild nicht' speichern kann. Die Target-Spannung wird unter der Halteschwellspannung gehalten, bis die Flutelektronen bewirken, daß das Potential an der hinteren Oberfläche der Phosphorschicht unter ein gleichförmiges Potential in der Nähe des Potentials der Flutelektronen-Strahler-iCathode getrieben wird, Dann wird die an die Target-Elektrode 32 gelegte Spannung graduell über die Halteschwellspannung auf eine Target-Spannung erhöht, die im stabilen Bereich liegt, ohne daß jedoch das Potential der hinteren Oberfläche dor Phonr phorsohioht der Target-Spannung durch kapazitive Kopp-lungs wirkung folgt« Das !ladungsbild ist nun vollständig gelöscht und das Target kann ein weiteres Ladungsbild ' aufnehmen« ·

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Die Phosphorschicht 34 des Speicher-Targets 12 kannaus B-1 Phosphor hergestellt sein, d. h. aus Zink Orthosilikat, welches durch Mangan aktiviert ist, Bs können jedoch auch andere Sauerstoffstrahler (oxygen radial phosphors) A_nwendung finden, die ladungsbilder speichern* wie z.B. die ¹VPe P-3 (Zink-Herillium Orthosilikat) und die Type P-5 (Calzium Wolframat). Es sind auch Phosphoren mit hohen spezifischen Widerstand, wie z.B. mangan-aktiviertes Zinksulfid,mit Erfolg verwendet werden. Um die Schreibgeschwindigkeit de^hosphorschioht 34 zu erhöhen, könnte man auch ein sehr stark sekundär emittierendes Material wie Z₀B. Magnesium-Oxyd dein Phosphormaterial zugeben. So kann eine Phosphorschicht eine kleine Menge von sekundäremittierendem Material enthalten, die etwa zwischen 10 i» und 25 $ für eine Schicht aus Magnesium-Oxyd und dem P-1 Phosphormaterial liegt.Abgesehen von der Wirkung der Erhöhung der Schreibgeschwindigkeit, scheint die Gegenwart von Magnesium-Oxyd auch die Standzeit des Speicher-Targets zu erhöhen. Wenn aber der Prozentsatz von reinem sekundär-emittierendem Material zu hoch wird, dann verringert dies die Helligkeit des von der Phosphorschicht emittierten Lichtbilder, weil die Phosphorteilchen von nicht lumineszenten sekundär-emittierendem Material ersetzt werden.

Die Eigenschaften des hier infrage stehenden Speicher-Tärge.ts werden stark beeinflusst sowohl durch die Größe 'der öffnungen 36 in der Phosphorschicht als auch durch die Anzahl dieser ffrößen pro Flächeneinheit. Dies kommt offensichtlich daher, daß die durch das Beschießen der Schicht durch den Schreibstrahl und die PluteleWronen

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von der Phosphorschicht emittierten Sekundärelektronen durch die Sohioht 34 nur durch die Öffnungen 36 entlang geraden Pfaden zur Target-Elektrode 32 gelangen und dann von dieser gesammelt werden. Das heißt, daß die Größe der Öffnungen nicht zu klein sein darf oder daß auch die Anzahl der Öffnungen pro Flnächeneinheit nicht so klein sein darf, daß ein wirkungsvolles Sammeln der Sekundärelektronen durch die Target-Elektrode verhindert wird» -Andererseits dürfen die Öffnungen auch nicht zu groß sein, und es darf die Anzahl der Öffnungen auch nicht zu groß sein, weil dies die Helligkeit dee Lichtbildes der Emission der Phosphorschicht verringern würde und ebenfalls zu einer sohlechteren Auflösung führen würde. Es hat sich herausgestellt, daß bei einer Phoephoreohicht, die im wesentlichen zu 100 # aus P-1 Phosphor bestand und eine Dicke von 0,035 - 0,075 nun aufwies, die Öffnungen 36 einen Durchmesser von 0,018 0,05 mm haben sollten und einen Prozentsatz von 10 - 25 # der Oberfläche der Phosphorsehicht bedecken sollten, um ein Speicher-Target mit sehr gusen Eigenschaften zu bilden. Wenn Magnesium-Oxyd zur Erhöhung der Schreibgesohwindigkeit in der Phosphorsohioht verwendet wird, dann sollte der Prozentsatz des verwendeten Magnesium-Oxydes proportional der Dioke der Phosphorschicht sein. Wenn also die Phosphorsohicht dicker wird, dann ist umso mehr Phosphormaterial in der Schicht, so daß mehr Magnesium-Oxyd verwendet werden kann und die Helligkeit bleibt dieselbe wie zuvor.

Obwohl eine elektrische Ablesung, d.h. eine Ablesung durch Abtasten des !ladungsbildes nicht notwendig ist, wenn eine Speicherröhre mit unmittelbarer Betrachtung des Bildes verwendet wire , so ist es doch manchmal sehr nützlich ein elektrisches Lesesignal zu erzeugen, welches dem auf dem Target gespeicherten Ladungsbild

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entspricht. Dies kann bei der Röhre nach Figur 1 durch Drehen des beweglichen Kontaktes der Schaltei^H» 26 und 28 in die "Lese"-Stellung (das ist die rechte Schalterstellung in Figur 1), um das Steuergit.ter 16 an eine stärker negative ^uleichspannung von etwa -3050 Volt anzuschließen, wenn die Kathode 14 mit einer negativen Leichspannung von -300OYoIt verbunden ist. Dadurch wird die Stromdichte des Schreibstrahls aus .. von der Kathode emittierten und durch die linsenanordnung 18 zum Target 12 geschossenen .Elektronen verringert, um zu verhindern, daß dieser lesestrahl ein gespeichertes Bild auf dem Target während des Ablesens erzeugt. Man kann dasselbe Ergebnis auch dadurch erzielen, daß man das negative Potential, wleches an der Kathode liegt, während des Lesens verringert, während man die Stromdichte auf demselben Wert hält, um so die Geschwindigkeit der Elektronen des Lesestrahles zu verringern. Außerdem sind die horizontalen Ablenkplatten 20'und die vertikalen Ablenkplatten 22 über die Schalter 26 bzw. 28 mit einem Raster-Signal-Generator 46 verbunden.

Der ^aster-Signal-Generator 46 legt in bekannter Weise Sägezahnkippsignale von verschiedenen Frequenzen an die vertikalen und horizontalen Ablenkplatten, um den Lesestrahl in der bei Fernsehgeräten und dgl. bekannten Weise über das Speicher-Target zu führen. Dadurch wird auf der Target-Elektrode 32 des Speicher-Targets 12 ein elektrisches Ablesesignal erzeugt. Dieses elektrische Ablesesignal wird über einen Koppelkondensator 48, eiuen Vorverstärker 50 mit geringer Impedanz und einen Spannungsverstärker 52 mit hoher Verstärkung in dieser Reihernfolge an den "Z--«-chse"-Eingang eines entfernt aufgestellten Fersehmonitorrohres 54 oder einer anderen Aufzeichnungseinrichtung gegeben, ^ie horizontalen

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und vertikalen Ablenkplatten der Monitorröhre 54 sind ebenfalls mit dem Baster-Signal-Generator 46 gekoppelt, so daß die daran angelegten Raster-Signale ähnlich, jenen sind, die an die horizontalen und vertikalen Ablenkplatten der Speicherröhre gelegt sind. Da das elektrische ^blesesignal an die Kathode oder das Steuergitter (je nach-dem welche Elektrode als ^Dignaleingang dient) der FernsehmonitorrÖhre 54 gelegt ist, wird der Elektronenstrahl in dieser Röhre nach Maßgabe des elektrischen Ablesesignals moduliert, um eine Wiedergabe der gespeicherten Signalwellenfortii als Fernsehbild am leuchtschirm dieser Monitorröhre zu erzeugen.

Wie bereits oben beschrieben wurde, kann die Target-Elektrode 32 als dünner, lichtdurchlässiger, leitender Überzug auf der inneren Oberfläche der flachen rechteckigen Yorderplatte auf Glas 33 des -"-öhrenkolbens ausgebildet sein, wobei ein Leitungsteil 56 der Target-Elektode sich durch eine Dichtung zwischen der Frontplatte und. dem erweiterten Teil 58 des Rohres' nach außen erstreckt. Der erweiterte Teil der Röhre kann aus einem keramischen Material bestehen und mit der frontplatte mittels einer geeigneten Glasfritte 60 in demjenigen Bereich, verbunden sein, der die Phosphorschicht 34 umgibt. •^uf diese «eise kann die über dem Widerstand 37 abfallende Target-Spannung an der Target—Elektrode 32 durch -Verbinden des "Leitungsteiles 56 mit dem Widerstand außerhalb des Kolbens verbunden werden. Es kann auch eine innere Gradeinteilung in Form einer Skala oder dergleichen oder eines Netzwerkes 62 in Form von mehreren Ausnehmungen oder entsprechend angeb-raehten

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linien aus ^lasfritte oder einem anderen lichtreflektierenden Material an der inneren Oberfläche der Glasplatte 32 unter der Target-Elektrode 32 vorgesehen sein, um die im Speicher-Target gespeicherten Maße der Signalwellenf qrm messen zu können. Dieses Wetz , d.h. die Gradeinteilung, kann dadurch beleuchtet werden, daß man Licht von der Kante der Frontplatte 33 eintreten läßt, wodurch die einzelnen Linien der Skalen beleuchtet werden.

Man kann das Speicher-Target nach den Figuren 2 und auf verschiedene Arten herstellen. Bei einem solchen Verfahren wird eine Abziehbild-Technik angewendet, bei der zunächst eine flüssige Mischung aus Phosphormaterial, wie .z.B. dem P-1 Phospnor, einem organischen Binder, .vie Methyl Methaorylat oder dem thermoplastischen "ώ1νε^χ 250" (Dupont de Nemours) und einem Lösungsmittel wie z.^. Toluin, ^enzin oder Tetrahydrofuran für den Binder. Zu dieser Mischung werden zwei organische l.iaterialien mit zwei Hydroxyl-Gruppen und einer niedrigeren Verdampf ungsgesohwindigkeit als dan Lösungsmittel gegeben und zwar ein erstes organisches Material wie z.B. Triethanolamin, Glyzerin, Propolyen, Glykol oder Athylen-Glykol und ein zweites organisches Material, welches im Zusammenwirken .üi b dem ersten organischen Material die beiden organischen Materialien von dem Rest der Mischung in im wesentlichen reine Stellen von organischem Material ohne Phosphor trennt. Dieses zweite Material kann ein körniges oder pulverförmiges Material wie z.B. Zucker oder St.rke sein oder es kann Glyzerin, Äthylen-Glykol, Erythritol, -"-rabitol oder Mannitol Verwendung finden. Es- wurden sowohl Rohrzucker und Triethanolamin als organische Materialien mit guten

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•^rfolg verwendet als auch Glyzerin und Jriethanolamin.

Bei einer Ausführung des obigen Abziehbild-Verfahrens wurden 50 gr des Kunstharzbinders "Elvax 250", welches ein Polymer von Polyäthylen und Polyvinyl-Azetat ist, mit 1000 Millilitern Toluen zur Bildung einer Trägerlösung gemischt. Dann wurden 200 Milliliter der Trägerlösung mit 4 Millilitern Buty 1-"""IkOhOl, 6 Tropfen Triethanolamin, 84 gr P-1 Phosphor und 12 gr Rohrzucker gemischt. Der Butyl-Alkphol wirkt dabei als Benetzungsmittel für die Platte, auf welcher das "Abziehbild" gebildet wird. Die so erhaltene toeii^e Masse wird dann mehrere Stunden gründlich gemischt, so daß der Phosphor und der Zucker in dem Brei -gleichförmig gemischt vorliegen. ..ian kann noch 10,6 gr Magnesium-Oxyd zugeben, wenn man eine Phosphorschicht 34 mit etwa 10 $ Magnesium-Oxyd erhalten wird. Es wird eigens darauf hingewiesen, daß ein Phosphor mit mittleren und kleineren Korngrößen eine gleichförmigere Schichtdicke ergibt; man kann dies dadurch erhalten, daß man die größeren Phosphorpartikel in Wasser absetzen läßt, bevor man den Phosphor in den Brei gibt. Man verteilt diesen so hergestellten Brei dann in einer dünnen Schicht mit einer Schichtdicke von etwa 0,035 bis 0, 18 mm auf eine glatte ebene Platte aus Glas mit Hilfe beispielsweise einer Rakel oder dergleichen. Der Abstand diese Messers von der Oberfläche der verwendeten blatte ist etwa doppelt so groiS wie die erforderliche Dicke der flüssigen Schicht auf der Platte. Unmittelbar nach dem Füllen des Behälters der Rakel wird dieselbe mit einer im wesentlichen gleichbleibenden Geschwindigkeit von etwa 60 - 70 cm pro °ekunde über die Platte geführt. Dann läßt man die so erhaltene Schicht er.va 30 Llinuten trocknen, damit

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das Toluen-Iösungsmittel verdampfen kann und sich einfester Film aus Kunstharz-Bilder, Phosphor, Magnesium-Oxyd, Zucker und Triethanolamin bildet« Dann wird ein "Abziehbild" aus dem verfestigten Film auf der Glasplatte herausgeschnitten. Die Gestalt dieses Abziehbildes wird von der Gestalt der Frontplatte 33 der Kathodenstrahlröhre bestimmt. Dann wird das Abziehbild auf folgende Weise von der Platte entfernt: Man legt ein mit Wasser vollgesogenes Stück Fließpapier oder Filterpapier auf das Abziehbild, läßt es für etwa 1 Minute darauf lie-'en und entfernt dann den das Abziehbild darstellenden Streifen indem man das mit Wasser vollgesogene Papier anhebt, worauf das Abziehbild durch Adhäsion am Papier kleben bleibt, Das Abziehbild wird dann an der Frontplatte 33 über der dünnen Zinn-Oxyd-Schicht in Form eines Überauges auf der Target-Elektrode 32 angebracht, die zuvor in der bekannten Weise auf der einen Seite der Frontplatte angebracht wurde.. vom bei der Herstellung des Abziehbildes als organischer Binder "Elvax 250" verwendet wurde, dann ist das Abziehbild druckempfindlich, so daß es leicht an der Frontplatte haften bleibt und dort zeitweilig durch den Binder gehalten wird. Wenn jedoch Methyl-Metharylat verwendet wurde, dann kann zum Weichmachen des Kunstharzes und Butyl—Alkohol

Mehtyl-Älkonol/an das Abziehbild gegeben werden, um sicherzustellen, daß das Abziehbild an der Frontplatte haftet ohne daß sich dazwischen Luftblasen bilden. Dann wird das Abziehbild getrocknet um sämtliches Wasser daraus zu entfernen.- Nunmehr enthält das Abziehbild das Kunstharz, durch welches das Phosphormaterial und das Magnesium-Oxyd gleichförmig verteilt sind und in einigen Stellen mit Abstand voneinander Triethanolamin und Zucker, die miteinander verbunden wurden und vom Rest der flüssigen Schicht getrennt sind, welche der bohioht

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auf der Platte zugegeben wurden "bevor diese Schicht zur bildung eines festen iilmes getrocknet wurden. Jede diese voneinander getrennter Stellen mit Triethanolamin und Zucker bilden '^eile von im wesentlichen vollständig organischem Material, welche'sich von einer Seite duroh das Abziehbild hindurch zvt anderen erstrecken. Es wurde jedoch viel von dem Zucker und .Triethanolamin aus dem Abziehbild ausgewaschen als es während der Abnahme von der Platte mit Wasser aufgeweicht wurde, weil diese Materialien in Wasser löslich sind.

Der abschließende Schritt dieses Verfahrens besteht in einem Erhitzen des auf der Frontplatte befestigten Abziehbildes in einem öfen mit einer Temperatur von etwa 500 indem man die Temperatur im Ofen von Zimmertemperatur auf 500° langsam in etwa 2 Stunden erhöht, die temperatur etwa 30 Minuten lang auf 500° hält und dann etwas langsamer als beim Aufheizen wieder im Ofen auf Raumtemperatur abkühlen laßt. Dieses Aufheizen wird in einer oxydierenden Atmosphäre (Sauerstoffgehalt!) durchgeführt, um4as organische Material des Kunstharz--Binders, des Triethanolamin ^und. den Zucker durch Oxydation vollständig au zersetzen ohne daß wesentliche Rückstände in Form von Asche oder dergleichen zurückbleiben» Durch dieses "Verfahren besteht dfe Schicht 34 zum Schluß im wesentlichen vollständig aus Phosphorpartikeln und Magnesium-Oxyd, die an der Oberfläche der Frontplatte in Form der in Figur 2 und 3 gezeigten porösen Struktur kleben bleiben. Die Poren bzw. öffnungen 36, die sich ganz durch die Phosphorschicht hindurcherstrecken befinden sich an der Stelle derjenigen Bereiche, an denen da« Triethanolamin und der Zucker waren, die sich ihrerseits durci, das ganze Abziehbild erstreckt haben, so daii die Offnungen 36 zurückbleiben, nachdem der Inhalt

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dieser Öffnungen wegoxydiert wurde.

In einer Abänderung des Verfahrens nach der Erfindung zur Herstellung eines Speicher-Targets 12 wird ein fotografisches Verfahren zur Erzeugung der Öffnungen in,der Phosphorschicht 34 angewendet. Bei diesem Verfahren bereitet man eine flüssige Aufschlämmung bzw. einen Biä aus Phosphorpartikeln und fotoempfindlichem Material, Z₀B. Polyvinyl-Alkohol und einen Aktivator au3 Ammonium-Dlehromat. Die fotoempfindliche Lösung kann ' ^; etwa wie folgt zusammengesetzt seins 100 gr Polyvinyl-Alkohol, 1000 Milliliter Wasser, 1 Milliliter Isopropony1 und 20 gr Ammonium-^ichromat. ^iese fotoempfindliche Lösung

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wird dann mit dem Phosphormaterial im Verhältnis 10 gr Phosphor auf 100 Milliliter fotoempfindliche Lösung. Der so hergestellte. "Brei" wird dann in einer dünnen Schicht auf die innere Uberflache der ^roritplatte über dem lichtdurchlässigen leitenden j?ilm der Target-Elektrode 32 angebracht. Die flüssige bzw. breiige Schicht aus Phosphor und fotoempfindlichem Material wird dann mit einer Lichtquelle mit mehreren mit Abstand- angeordneten Schattenpunkten entsprechend den Öffnungen 36 in der Phosphorschicht 34 belichtet. Dabei kann man ein fotografisches Filmnegativ mit den Punkten darauf in ■"■nlage mit der vorderen Seite der Frontplatte bringen und Licht durch den Film fallen lassen, so daß die ■°ilder der Punkte auf die f otoempf indliche ^uCi:icht geworfen werden. Dadurch werden die exponierten Stellen der fotoempfincilxchen Schicht in einer durch die Be- ' lichtungszeit bestimmten Tiefe gehärtet. Die nicht belichteten Stellen der fotoempfindl:ohen schicht bleiben jedoch flüssig entsprechend den Punkten auf dem Filmnegativ· '

wird die Oberfläche der mit überzug ver-

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sehenen Frontplatte mit Yfasser gewaschen, um die nicht exponierten, den Punkten entsprechenden Stellen der f.otoempfindlichen Schicht zu entfernen ohne dabei die belichteten Stellen zu entfernen, iadurch erhält man dann eine feste Schicht aus gehärtetem fotoempfindlichem Material und Phosphormaterial mit einer Vielzahl von durch die Schicht hindurchführenden Öffnungen 36. Man kann natürlich auch die flüssige Schicht aus fotoempfindliohem Material und Phosphor in einen trockenen Film erstarren lassen, bevor man die Beachtung vornimmt, um eine mögliche Verschiebung d> h. Bewegung der Schicht während do· Belichtungszeit zu verhindern. In diesem Falle braucht man jedoch zur Entfernung der den ^Unkten aux dem Jegativ entsprechenden nicht exponierten Stellen länger.

Wenn in der Phosphorschicht Magnesium-Oxyd als sekundär-emittierendes Material verwendet wird, ist es .... manchmal wünschenswert, ein anderes fotoempfindliches Material zu verwenden, weil der Dichromat-Aktivator des PoTyvinyl--"-lkohols das Magnesium-Oxyd in einem bestimmten Ausmaße angreift; es ist dies jedoch nicht absolut erforderlich. iJan kann dieses Phänomen auch dadurch vermeiden, da-^; man das Liagnesium-Oxyd in einer eigenen lösung auf die Oberfläche der fotoempfindlichen öc-icht bringt,.nafadem diese belichtet wurde und die Magnesium—Oxyd-LÖsung in die exponierten und in die nicht exponierten Stellen der fotoempfindlichen Schicht eintreten lassc-n. Dann muß man nur noch den unentwickelten Polyvinyl—tt-lkohol auswaschen um das darin enthaltene luagnesium-Oxyd zu entfernen und eine Schicht aus gehärtetem fotoempfindlichem Material zu hinterlassen, welche Phosphor-Partikel und loagnesium-Öxyd enthält und von vielen kleinen Lochern mit gegenseitigem Abstand

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durchsetzt ist. Abschließend wird die Frontplatte in einem Ofen während 30 Minuten in oxydierender (Sauerstoff!) Atmosphäre auf etwa 400° 0 geheizt, um organisches fotoempfindliches Material aus der Phosphorschicht durch Oxydation zu entfernen ,ohne daß dabei erhebliche ■""schenmengen zurückbleiben.

Bei einer weiteren Ausbildung des fotografischen Verfahrens kann das Phosphormaterial nicht in der fotoempfindlichen Lösung angewendet werden, sondern auf den leitenden Überzug der Frontplatte durch Absetzen in Wasser durch eine Maske in Form von mehreren mit Abstand angeordneten Punkten, die von der fotoempfindlichen Schicht gebildet werden, aufgebracht werden. In diesem Falle wird die fotoempfindliche Schicht zuerst, einem positiven Lichtbild der Punkte ausgesetzt, so daß nicht belichtete Stellen um die Punkt-Flächen herum entfernt werden, um die Maske zu bilden. Nachdem der Pho'sphor angebracht wurde, werden die Masken-Punkte entfernt, indem man darauf erwärmt, um eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten Offnungen in der Phosphorschicht zurückzulassen*

j-'as Filmnegativ ist von der fotoempfindlichen Schicht um die Dicke der Frontplatte entfernt, wenn dieses Negativ in Berührung mit der äußeren Oberfläche der Frontplatte gebracht wird. Daraus ergibt sich, daß das Bild der Punkte derart auf das Negativ projiziert wird, daß die nicht belichteten Stellen, die den Punkten entsprechen, auf der fotoempfindlichen Schicht gemäß der Parallaxe nicht einwandfrei erzeugt werden. Dies kann man einigermaßen heilen, indem man eine Lichtquelle mit einigermaßen parallelen Strahlengang zur Beleuchtung verwendet. ICs kann manchmal auch

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erforderlich sein, eine ^nzahl von mit Abstand angeordneten liohtundurehlässigen Punkten (nicht gezeigt) aus Aluminium oder Silber unter der fotoempfindlichen Schicht vorzusehen. Diese Punkte wirken dann als lichtundurchlässige Maske anstelle des Filmnegatives zum Belichten der lichtempfindlichen Schicht in ähnlicher Weise. Die die Maske bildenden Punkte bleiben dann für immer in dem Speicher-Target und dienen auch noch zusätzlich einer Verstärkung des Kontrastes des von der Phosphor-Schicht 34 emittierten Lichtbildes durch Abdecken der Löcher oder Öffnungen 36 in der Phosphorschicht, wenn das Speicher-Target zur Speicherung eines Ladungsbildes darauf verwendet wird. Dieses fotografische Verfahren hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Abmessungen der Löcher odi/r Öffnungen 36 wie auch der Zwischenräume d.h. der Abstände der Löcher in einfacher v/eise eingestellt werden können, indem man nur dns Muster des Filmnegatives ändert oder die silbernen-: .Maskier-Punkte anwendet, wie dies oben beschrieben wurde.

Alle dargestellten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims (13)

neue Patentansprüche

1. Bistabil speichernder Bildschirm bestehend aus einer Unterlage, einer darauf liegenden, elektrisch leitenden Schicht und einem Sekundärelektronen emittierenden Speicher-Dielektrikum &s£ dieser, welches bei Beschüß mit langsamen Flutelektronen Sekundärelektronen abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicher-Dielektrikum aus einer durchgehenden Schicht von Teilchen aus Phosphormaterial besteht, durch welche im wesentlichen gerade Öffnungen oder Löcher führen, die für aus dem Speicher-irDielektrikum herausgeschossene Sekundärelektronen einen Pfad zur leitenden Scnicht bilden, die als Sammelelektrode wirkt, wobei die Phosphorschicht so dick ist, daß Sekundärelektronen nicht durch etwa vorhandene Pfade zwischen den einzelnen Partikeln auf die Sammelelektrode gelangen können.

2. Einrichtimg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Target aus lichtdurchlässigem elektrisch isolierendem Material besteht und auf einer Seite zur Bildung eines Speicher-Targets für unmittelbare Betrachtung einen lichtdurchlässigen Überzug aus elektrisch leitendem Material aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ ■ daß die Platte aus Glas besteht und der Überzug aus Zinn-Oxyd,

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der GesamtQverschnitt aller öffnungen in der Phosphorschicht zwischen 10 und 20 ^c/o der (hisamt-

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fläche der Schicht liegt.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Beschießen der Phosphor.schicht mit Elektronen hoher Geschwindigkeit zur Bildung eines Ladungsbildes in der Schicht und durch eine Vorrichtung zur Beschießung der Schicht mit Elektronen niederer Geschwindigkeit zur Speicherung des Ladungsbildes für beliebige steuerbare Zeit und zur Bewirkung 6er %ission eines dem gespeicherten Ladungsbild entsprechenden Lichtbildes.

6. Vorrichtung nach Anspruci/5» gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abtasten .der Phospho.rschi.cht mit einem Elektronenstrahl zur Erzeugung eines elektrischen Ablesesignales auf der leitenden Oberfläche des Tragteiles des Speicher-Targets, welches dem gespeicherten Ladungsbild entspricht und ferner gekennzeichnet durch Mittel zur Übertragung des elektrischen Ablesesignal-es* auf eine Mönitorröhre sowie Mittel zur Darstellung des Bildes auf dieser Röhre.

7«" Verfahren zur Herstellung der'-Einrichtung, nach den Ansprüchen 1 - 4, gekennzeichnet durch folgend«; Verfahrenssclirittei Überziehen der flachen Oberfläche einer Platte mit einer Lage gleichmäßiger Dick9 einer Mischung enthaltend Phosphormaterial, einen - inder, ein Binder-Lösungsuittel und mindestens zwei sidh verbindende Materialien, welche einen niedrigeren Verdampfungspunkt haben als das Lösungsmittel; Trocknen der Schicht zur Entfernung des Lösungsmittels und zur Bildung eines festen Filmes aus Phoshpor und Binder enthaltend mit Abstand angeordnete Stellen von sich durch den Film erstreckendem verbundenem Material j

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Ausschneiden eines Abziehbildes entsprechend der Gestalt des Schirms der Röhre j Übertragen des Filmes auf die leitende Oberfläche des Tragteiles j Entfernen des Binders und der Stellen aus kombiniertem Material zur Hinterlassung einer einstückigen Sohicht aus Phosphormaterial mit mehreren sich durch dieses hindurch erstreckenden Löchern auf dem Tragteil.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Binder thermoplastisches Material ist und ' daß die beiden sich verbindenden Materialien organische Stoffe sind mit ;}e mindestens zwei Hydroxylgruppen, mittels welcher die beiden Stoffe sich verbinden und daß der Schritt zu deren Entfernung Erwärmen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Materialien Rohrzucker bzw. Triethanolamin sind.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden organischen Materialien aus folgenden Stoffen ausgewählt sind« Rohrzucker, Stärke, Triethanolamin, ^ülyzerin, Äthylen-Glykol, Propylen-Grlykol Erythritol, Arabitol, Mannitol.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

7 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Mischung auch Magneeium*-Oxyd zur Erhöhung der Sekundärelektronen-Emission erhält«

12. Verfahren zur Herstellung der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4 gekennzeichnet durch folgende. Ver-

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fahrenssehritte ι

Überziehen der leitenden Oberfläohe des Trägerteils des Speicher-Targets mit einer Schicht gleiohförmiger Dicke, einer flüssigen Misohung enthaltend Phosphormaterial und fotoempfindliches Material, Belichten dieser ächicht durch eine Maske mit dunklen Punkten zur Belichtung derjenigen 'J-'eile der Schicht, welche die Punkte umgeben, während die ■¹'eile unter den Punkten nicht belichtet werden, Entfernen der nicht belichteten Stellen der Schicht zur Erzeugung einer mit öffnungen versehenen Schicht _mit sich durch die ganze Schioht erstreckenden öffnungen und Zerstören des in der mit Öffnungen versehenen Schicht verbliebenen fotoempfindlichen Materials.

13. Verfahren nach Anspruch/12, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoempfindliche Material organisch ist und daß der verbleibende Rest desselben durch Erhitzen zerstört wird.

14· Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pill mit dunklen Punkten auf die der Phosphorschicht gegenüberliegende Seite der Frontplatte zur Belichtung gelegt wird und daß die nioht belichteten Stellen der Schicht durch Auswaschen mittels Wasser entfernt werden.

15« Verfahren nach Anspruch 12 oder 1"5» dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Oberfläche des Tragteiles mit mehreren voneinander entfernten Stücken aus lichtundurchlässigem Material belegt wird und daß das Bild durch Beleuchten durch das Tragteil erzeugt wird _a

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