DE1564089C - Verfahren zum Herstellen eines Spei cherschirms fur Kathodenstrahl Speicherroh ren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Speicherschirms für Kathodenstrahl-Speicherröhren, bei dem auf die Oberfläche einer elektrisch leitenden Unterlage eine Metallschicht aufgebrächt und anschließend in Anwesenheit von Sauerstoff oxydiert wird. Dieses Verfahren ist aus der deutschen Auslegeschrift 1189 210 bekannt.

Dem zu beschreibenden Verfahren liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren dahin zu verbessern, daß die Ableitung, also der Reststrom, der bei Festkörpern unvermeidlich ist und vielfach als Leckstrom bezeichnet wird, weitgehend herabgesetzt wird. :

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Metallschicht zur Oxydation einer Glimmentladung ausgesetzt wird, wodurch auf. der Metallschicht eine Oxidschicht erzeugt wird, und daß dann auf die Oxidschicht Zinksulfid aufgebracht wird.

Bei Anwendung der Erfindung ergibt sich ein äußerst gleichförmiger Oxidfilm; also ein Film, der frei von Flecken und Nadellöchern ist. Es wurde gefunden, daß erfindungsgemäß hergestellte Speicherschirme in viel geringerem Maße zur Ableitung im oben angegebenen Sinne neigen als Schirme bekannter Art. Außerdem wird das sonst notwendige langwierige und kostspielige Altern und Stabilisieren der Zinksulfide vermieden, so daß die Produktionszeit erheblich herabgesetzt werden kann. Infolge der Gleichförmigkeit der Oxidschicht und ihrer geringeren Neigung zur Ableitung wird die Tendenz bekannter Speicherröhren mit direkter Bildbetrachtung, das gespeicherte Bild allmählich verschwinden zu lassen, vermindert. Es wurde ferner gefunden, daß die Aufrechter'haltung von an sich nicht zur Speicherung bestimmten Bildern, die sich bei Speicherröhren mit direkter Bildbetrachtung der in Rede stehenden Art störend auswirken, auf ein Minimum sinkt. .

In der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung haben sich im wesentlichen zwei Maßnahmen als vorteilhaft erwiesen. Die eine Maßnahme besteht darin, als Metall Aluminium und als Oxid Aluminiumoxid zu verwenden, während gemäß der zweiten, als vorteilhaft erkannten Maßnahme als Metall Titan und als Oxid Titanoxid verwendet wird.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel sowie einige weitere .Darstellungen zur Erläuterung der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäß gestalteten Speicherschirm, . ■ .

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen eines erfindungsgemäß erzeugten Speicherschirms,

F i g. 3 einen schematisch gehaltenen Querschnitt durch eine mit direkter Bildbetrachtung arbeitende Kathodenstrahl-Speicherröhre, in der ein erfindungsgemäß hergestellter Speicherschirm angeordnet ist, und

Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Spannungsabfalls quer über die Schichten aus Zinksulfid und Aluminiumoxid eines erfindungsgemäß hergestellten Speicherschirms.

Der in F i g. 1 allgemein mit 2 bezeichnete Speicherschirm besteht aus einem durch elektrolytischen Niederschlag erzeugten Nickelnetz 4 mit einer auf dessen einer Fläche befindlichen Schicht aus Aluminium. Auf der Aluminiumschicht 6 befindet sich. eine Schicht 7 aus Aluminiumoxid, und die Aluminiumoxidschicht 7 ist ihrerseits überdeckt mit einer Schicht 8 aus Zinksulfid. Das Netz oder der Schirm 4 aus Nickel hat beispielsweise 140 Maschen pro Zentimeter und eine Dicke von etwa 0,025 bis 0,05 mm.' Um einen Speicherschirm 2 herzustellen, wird das Nickelnetz 4 zunächst mit einer Schicht oder einem Überzug 6 aus Aluminium auf seiner einen Seite versehen. Dies geschieht mittels konventioneller, all-

...... gemein bekannter Verfahren zum Aufdampfen von

Aluminium. Die Dicke der Aluminiumschicht 6 beträgt beispielsweise 0,0001 mm. Das seinerseits mit Aluminium überzogene Nickelnetz 4 wird sodann in einen evakuierbaren Behälter oder Rezipienten 9 ge-' bracht, wie er in F i g. 2 dargestellt ist. Der Rezipient 9 wird anschließend evakuiert. Hierauf wird Sauerstoff eingelassen, und zwar bis zu einem Partialdruck von

10 bis 50 Mikron.

Der Rezipient 9 enthält eine Einrichtung zur Erzeugung einer Glimmentladung, bestehend aus einer Kathodenplatte 11 und einem Anodenring 13. In einer typischen Anordnung kann die Kathodenplatte

11 aus Aluminium von etwa 200 mm Durchmesser und die Anode 13 aus einem Aluminiumring von 6 bis 7 mm Dicke und 200 mm Durchmesser bestehen. Dabei wird das Nickelnetz 4 in der Nähe der Kathode 11 angebracht. An die Kathodenplatte 11 und den Anodenring 13 wird sodann eine Spannung von etwa 600 Volt gelegt, so daß innerhalb des Rezipienten 9 eine grünlichgelbe Sauerstoff-Glimmentladung entsteht. Die Glimmentladung wird ungefähr für eine halbe Stunde aufrechterhalten. Die Dauer hängt von dem jeweils gewünschten Grad der Oxydation der Aluminiumschicht 6 ab. In einem typischen Fall kann die Aluminiumoxidschicht 7 eine Dicke von etwa 40 bis lOOA-Einheiten, also 40 bis 100-10-⁸cm er-

halten. ·

Eine Schicht aus Zinksulfid, das in seiner kubischen Gitterform verwendet werden kann, wird auf die Schicht 7 aus Al₂O₃ durch ein übliches Aufdampfverfahren aufgebracht. Während des Aufdampfens wird das Netz 4 auf einer Temperatur von ungefähr 200°.C gehalten. Die Zinksulfidschicht 8 wird bis zu einer Dicke von etwa 0,25 bis 2 μηι erzeugt. Nach Herstellung der Zinksulfidschicht 8 kann es sich empfehlen, die rückwärtige, also noch metallische Seite des Netzes 4 durch Aufdampfen mit Aluminium zu überziehen, um mögliche dielektrische Partikeln zu überdecken, die sich unbeabsichtigt auf dieser Seite gebildet oder niedergeschlagen haben.

Der in dieser Weise hergestellte Speicherschirm 2 kann sodann in einer mit direkter Bildbetrachtung arbeitenden Kathodenstrahlröhre 12 gemäß Fig. 3 untergebracht werden. Die Röhre 12 besteht aus einer evakuierten Hülle, die sich aus einem verhältnismäßig großen zylindrischen Abschnitt 14 und einem engeren Hals 16 zusammensetzt. Der Hals schließt sich an die eine Seite des größeren Abschnitts 16 an. Diese Seite des Abschnitts 14 wird nachstehend als Halsseite bezeichnet. Der Hals 16 ist in der gezeichneten 'Weise unter einem Winkel gegen die Hauptlängsachse des größeren zylindrischen Abschnitts 14 angeordnet. Die entgegengesetzt zur Halsseite liegende Seite des größeren zylindrischen Abschnitts 14 besteht aus einer Stirnplatte 18, deren Innenfläche mit einer Schicht 20 aus phosphoreszierendem Material versehen ist, welche ihrerseits mit einem dünnen Aluminiumfilm 22 bedeckt ist. Benachbart zu der den Bildschirm 18 bildenden Stirnplatte ist ein Speicherschirm 2 angeordnet, wie er zuvor beschrieben und in F i g. 1 dar-

. 3 ■ ' 4

gestellt ist. Er erstreckt sich über die ganze Aus- und angelegt werden, moduliert und zum Abtasten

dehnung des Bildschirms. Auf der der Halsseite zu- gebracht. Der Strahl wird horizontal und vertikal auf

gewandten Seite des Speicherschirms befindet sich elektromagnetische Weise abgelenkt, nämlich in der

ein Sammelgitter 24, dessen Ausdehnung derjenigen gezeichneten Weise durch ein magnetisches Ab-

des Speicherschirms 2 entspricht. Das Sammelgitter 5 lenkungsjoch 50, das rings um den Hals 16 der Röhre

24 besteht aus einem elektrisch leitenden Schirm, angeordnet ist.

der ah seinem Umfang von, einem Ring 26 gehalten Flächenteile des Speicherschirms 2, die von dem wird. Die Durchlässigkeit des Schirms liegt Vorzugs- 2,5 Kilovolt-Strahl entsprechend der zu speichernden weise bei etwa 80 %. Das Sammelgitter 24 hat den und wiederzugebenden Information getroffen werden, Zweck, Sekundärelektronen aufzufangen, die vom io werden positiv geladen, und zwar zufolge der Speicherschirm 2 emittiert werden. Benachbart zum Emission von Elektronen, die von dem Speicher-Sammelgitter 24 folgt sodann eine als Kollimator schirm emittiert und vom Sammelgitter 24 aufgefangen wirkende Elektrode 28 in Form einer zylindrischen werden. Um in dieser Weise zu wirken, liegt dieses Hülse, deren Zweck darin besteht, die von einem Sammelgitter dabei auf einem Potential von+12 Volt Flutelektronenerzeuger 30 ausgehenden Flutelektro- 15 gegen Erde. Bilderzeugende Flutelektroneri, die vom nen auszurichten. Der Flutelektronenerzeuger 30 ist Flutelektronenerzeuger 30 ausgehen, können dann an der Halsseite des Röhrenabschnitts 14 angeordnet. durch den Speicherschirm 2 an diesen Flächenteilen Der Flutelektronenerzeuger 30 liegt in der Längs- positiven Potentials durchtreten und werden hierauf achse des größeren zylindrischen Abschnitts 14 der in Richtung auf den Bildschirm mittels einer Span-Röhre 12 und besteht aus einer Kathode 32 und 20 nung von etwa +600OVoIt gegen Erde beschleunigt, einem Wehneltzylinder 34, der die Kathode 32 um- einem Potential, auf welchem der Aluminiumfiim 22 schließt, mit Ausnahme einer kleinen Öffnung 36, des Bildschirms gehalten wird. In dieser Weise wird die oberhalb der Mitte der Kathode 32 angeordnet die Information »Weiß auf Schwarz« wiedergegeben, ist. Eine ringförmige Elektrode 38 liegt benachbart und das Bild kann beliebig lange aufrechterhalten und zum Wehneltzylinder 34 und in Flucht mit der Längs- 25 betrachtet werden. .
achse der Röhre 12. Diese Längsachse geht auch Nicht zu speichernde oder »lebendige« Information durch die Öffnung 36 im Wehneltzylinder 38. kann gleichzeitig wiedergegeben werden, indem das

Der Hals 16 der Röhre 12 dient zur Aufnahme Potential der Kathode 42 des Elektronenstrahlerzeu-

eines Elektronenstrahlerzeugers 40, der in üblicher gers 40 auf ungefähr 4,5 Kilovolt geschaltet wird. Ein

Weise gestaltet ist. Er besteht aus einer Kathode 42, 30 Strähl dieser Energie erzeugt keinerlei Änderung im

einer als Bes.chleunigungsgitter dienenden Elektrode Potential der Speicherfläche. Der Strahl passiert somit

44 und einem zylindrischen, strahlformenden Teil 46. den Speicherschirm 2, ohne die Potentiale zu ändern,

Mittels einer leitenden Schicht 48, welche die auf denen dessen positiv oder negativ geladene Teile

Innenfläche der Röhre wie gezeichnet überdeckt, liegen.

wird ein Bereich gleichen Potentials im Hals 16 und ₃₅ Auf dem Speicherschirm 2 gespeicherte Potentiale

dem größeren zylindrischen Abschnitt 14 der Röhre können selektiv gelöscht werden, indem das Potential

12 aufrechterhalten. Im Betrieb wird diese leitende der Kathode 42 des Elektronenstrahlerzeugers 40 auf

Schicht auf einem Potential von + 5 Volt gehalten. ungefähr 7,0 Kilovolt geschaltet und der Speicher-

Mit negativem Potential der dem Bildschirm 18 zu- schirm mit einem Strahl von diesem Energieniveau gekehrten Seite des Speicherschirms kann · eine ₄₀ gemäß Signalen abgetastet wird, die die zu löschende Speicherröhre mit selektiver Löschung in der nach- Information repräsentieren. Trifft ein Strahl von stehenden Weise betrieben werden. Ein Potential von 7,0 Kilovolt auf Teile des Speicherschirms, so hat dies etwa —9 Volt, bezogen auf Erde, wird an das Nickel- zur Folge, daß diese Teile negativ auf ungefähr das netz 4 des Speicherschirms gelegt. Die Kathode 32 Potential des Nickelnetzes 4 (-9VoIt) geladen werdes Flutelektronenerzeugers, von der die bilderzeugen- 45 den, und zwar zufolge des Phänomens der durch Beden Flutelektronen ausgehen, liegt auf Erdpotential, . schuß erzeugten Leitfähigkeit.

während der Wehneltzylinder 34 und die Ring- Die in F i g. 3 dargestellte und oben beschriebene elektrode 38 auf Potentialen von etwa —20 Volt bzw. Speicherröhre hat nur einen Elektronenstrahlerzeuger, + 100VoIt gehalten werden, sämtlich bezogen auf dessen Kathodenpotential auf verschiedene Energie-Erde. Unter diesen Bedingungen werden die von dem 50 niveaus (2,5 Kilovolt, 4,5 Kilovolt und 7,0 Kilovolt) Elektronenerzeuger 30 ausgehenden Flutelektronen geschaltet werden kann, um auf diese Weise Speichedaran gehindert, den Speicherschirm zu durchdringen, rung, Schreiben mit Durchtritt durch den Speicherund zwar wegen des daran liegenden negativen Po- schirm und selektives Löschen zu ermöglichen. Ist tentials von —9 Volt. Infolgedessen körinen die bild- nur ein einziger Elektronenstrahlerzeuger vorgesehen, erzeugenden Flutelektronen den Bildschirm nicht er- 55 so können die Operationen des Speicherns, durch den reichen und dort keine Lumineszenz erzeugen. Dies Speicherschirm Hindurchschreibens und Löschens ist der anfängliche »dunkle« Zustand der Röhre, und nicht gleichzeitig ausgeführt werden. Dazu ist vielin dieser Betriebsweise wird die Information »Weiß mehr eine mit mehr als einem Elektronenstrahlauf Schwarz« wiedergegeben. erzeuger versehene Röhre nötig. Wird — abgesehen

Um Information zu speichern und wiederzugeben, 60 von dem Flutelektronenerzeuger — mehr als ein

wird der Speicherschirm 2 von einem Elektronen- Elektronenstrahlerzeuger in der Röhre vorgesehen, so

strahl von elementarem (d. h. also ungefähr einem können je zwei der drei Operationen (also das

Bildelement entsprechenden) Querschnitt abgetastet, Speichern, das Löschen und das durch den Speicher-

wobei der Strahl ein Energieniveau von etwa 2,5 Kilo- schirm Hindurchschreiben) gleichzeitig ausgeführt

volt hat. Dieser Strahl wird mittels des Elektronen- 65 werden. Werden in einer Röhre drei Elektronenstrahl-

strahlerzeugers 40 im Hals 16 der Röhre erzeugt. Er erzeuger vorgesehen, so können alle drei Operationen

wird durch Signale, die die wiederzugebende Infor- gleichzeitig durchgeführt werden,

mation repräsentieren und in üblicher Weise erzeugt In F i g. 4 ist veranschaulicht, daß mit einem Alu-

miniumoxidfilm, dessen spezifischer Widerstand wesentlich größer ist als der des Zinksulfidfilms, der dünne Oxidfilm ungefähr 50% des Potentialsgefälles über die beiden dielektrischen Schichten aufnimmt. Werden beispielsweise an die beiden Schichten aus Zinksulfid und Aluminiumoxid 15 Volt gelegt, so stehen an der Zinksulfidschicht nur 7,5 Volt. Zufolge der nichtlinearen Spannungs-Stromcharakteristika des Zinksulfidfilms wird der Leckstrom so weit reduziert, wie einem Faktor 4 entspricht, wodurch der durch Leckströme entstehende Ladungsabfluß drastisch vermindert wird.

Vorstehend ist ein neuer und verbesserter Speicherschirm für Kathodenstrahlröhren erläutert, der es gestattet, das Phänomen der durch Beschüß induzierten Leitfähigkeit wirksam und praktisch nutzbar zu machen. Der Speicherschirm nach der Erfindung ist hier mit besonderer Berücksichtigung der Verwendung in einer mit direkter Bildbetrachtung arbeitenden Kathodenstrahl-Speicherröhre beschrieben. Doch ist die Brauchbarkeit eines Speicherschirms nach der Erfindung nicht notwendigerweise auf derartige Röhren beschränkt. Er kann vielmehr in Speicherröhren anderer Art verwendet werden, wo es sich darum handelt, elektrische Ladungen, die eine bestimmte Information repräsentieren, unter Ausnutzung des Phänomens der durch Beschüß induzierten Leitfähigkeit unter Verwendung von Zinksulfid zu erhalten. Beispielsweise kann der Speicherschirm auch in mit Speicherung arbeitenden elektrischen Senderöhren benutzt werden. ·

Claims (3)

. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Speicherschirms für Kathodenstrahl-Speicherröhren, bei dem auf die Oberfläche einer elektrisch leitenden Unterlage eine Metallschicht aufgebracht und anschließend in Anwesenheit von Sauerstoff oxydiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (6) zur Oxydation einer Glimm-. entladung ausgesetzt wird, wodurch auf der Mer tallschicht (6) eine Oxidschicht (7) erzeugt wird, und daß dann auf die Oxidschicht (7) Zinksulfid

(8) aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall der Schicht (6) Aluminium verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall der Schicht (6) Titan verwendet.wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen