DE1639237A1 - Process for the production of storage electrodes for television recording tubes with internal secondary emission - Google Patents
Process for the production of storage electrodes for television recording tubes with internal secondary emissionInfo
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Description
II.-Nr. 1214/68 PLI/MI/KLII no. 1214/68 PLI / MI / KL
7.3.19687.3.1968
PEItKSEH GMBH, Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6PEITKSEH GMBH, Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6
Verfahren zur Herstellung von Speicherelektroden für Fernsehaufnahmeröhren mit innerer SekundäremissionProcess for the production of storage electrodes for TV recording tubes with internal secondary emission
Bei Speioherelektroden mit innerer Sekundäremission, wie sie heute in Fernsehaufnahmeröhren vom SEC-Typ (Secondary Emission Conductivity) verwendet werden, werden die Fotoelektronen mit einer Geschwindigkeit von mehreren Kilovolt in eine Vervielfaohungsschicht aus z.B. KCl von sohwammiger Struktur eingeschossen und lösen dabei eine große Anzahl von Sekundärelektronen aus. Ein Feld, welches zwischen der metallischen Sohichtunterlage und der dem Abtaststrahl zugekehrten Seite der SEC-Sohicht erzeugt wird, leitet diese Elektronen zur Unterlage ab. Die zurückbleibende positive Ladung wird dann durch die Elektronen des langsamen Abtaststrahls unter Erzeugung eines Bildsignals an der metallischen Unterlage neutralisiert.In the case of storage electrodes with internal secondary emission, like them Used today in television pick-up tubes of the SEC (Secondary Emission Conductivity) type, the photoelectrons are used at a speed of several kilovolts into a multiplication layer of e.g. KCl from sohwammiger Structure shot in and trigger a large number of secondary electrons. A field between the metallic base and the one facing the scanning beam Side of the SEC-Sohicht is generated, these electrons are diverted to the base. The remaining positive Charge is then carried by the electrons of the slow scanning beam, generating an image signal on the metallic Base neutralized.
Die Herstellung einer solchen Speicherelektrode bereitet jedoch einige technologische Schwierigkeiten, die auf den einander zum Teil widersprechenden Forderungen an die physikalischen Eigenschaften der Speicherelektrode beruhen.The production of such a storage electrode, however, presents some technological difficulties that are based on the partially contradicting demands on the physical properties of the storage electrode are based.
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Da die Sekundäremissionssohicht wegen der lookeren Struktur nioht freitragend hergestellt werden kann, muß man einen Schichtträger verwenden. Dieser Schichtträger muß an der Oberfläche elektrisch leitend sein, um als Signalelektrode zu dienen, und soll für die Primärelektronen hinreichend durchlässig sein, so daß der Energieverlust und damit die Besohleunigungsspannung für die Primärelektronen nioht zu groß wird.Since the secondary emission does not matter because of the lookeren structure Can't be made self-supporting, you have to use a layer support. This support must be attached to the The surface should be electrically conductive in order to serve as a signal electrode and should be sufficient for the primary electrons be permeable, so that the energy loss and thus the acceleration voltage for the primary electrons does not increase grows big.
Bei den gebräuchlichen Ausführungen besteht dieser Schichtträger aus einer oa. 700 Ä dicken Sohioht aus Aluminiumoxyd, die mit einer 700 S. dicken Aluminiumsohicht bedampft ist. (A.n. Boerio, It.H. Beyer und G.W· Goetze, Advances in Eleotronios and Electron Physics 22A, 1966, 229.) In dieser Trägersohioht verlieren die Primärelektronen mehr als 3 KeV Energie. Die mechanische Stabilität dieses Schichtträger ist gering, so daß die Speicherelektrode bei Anliegen einer Spannung zwischen Signalelektrode und Stabilisierungsnetz, wie sie durch bloßes Berühren mit den Fingern entstehen kann, infolge der elektrostatischen Kräfte zerstört wird. Auch lassen sich mit der angewandten Technik bisher keine loohfreien Träger herstellen«In the usual designs, this layer support consists of an oa. 700 Å thick Sohioht of aluminum oxide which is vapor-deposited with a 700 p thick Aluminiumsohicht. (To Boerio, It.H. Beyer and GW · Goetze, Advances in Eleotronios and Electron Physics 22A, 1966, 229.) The primary electrons lose more than 3 KeV of energy in this carrier. The mechanical stability of this layer support is low, so that the storage electrode is destroyed as a result of the electrostatic forces when a voltage is applied between the signal electrode and the stabilization network, as can be caused by merely touching it with the fingers. Also, the technology used has so far not been able to produce zero-cost carriers "
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Erhöhung der Stabilität des SEC-Targets ein Stütznetz zu verwenden. Dabei ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, die Aluminiumoxydfolie mit dem Stütznetz so zu verbinden, daß sie an samt Hohen Stegen des Stütznetzes fest haftet und nioht durch angreifende Kräfte teilweise abgerissen werden kann.It has already been proposed to use a support network to increase the stability of the SEC target. In doing so, surrender However, difficulties to connect the aluminum oxide film with the support network so that they can be attached to the high webs of the Supporting net adheres firmly and cannot be partially torn off by attacking forces.
Das Verfahren zur Herstellung von Speicherelektroden für SEC-Röhren unter Verwendung eines Schichtträgers und eines Stütznetzes besteht erfindungsgemäß darin, daß das Stütznetz mit einer Schioht eines Edelmetalles, vorzugsweise Gold,The process of manufacturing storage electrodes for SEC tubes using a support and a According to the invention, the support network consists in that the support network is provided with a layer of a noble metal, preferably gold,
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versehen wird, daß eine Folie aus organischem Material auf das Netz aufgelegt, mit Al bedampft und hierauf das organische Material in einer wasserdampf- und sauerstoffreien, reduzierenden Atmosphäre bei erhöhter Temperatur rückstandslos verdampft und die verbleibende Aluminiumhaut durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwisohen 400 bis 500 so lange erhitzt wird, bis sie sich durch die Diffusionslötung vermittels des Edelmetallotes mit dem Netz verbindet« Die Dauer der Wärmebehandlung kann z.B. 20 Minuten betragen. Das Edelmetallot kann aber auch ausschließlich oder zusätzlich auf die Rückseite der Folie aus organischem Material aufgebracht worden«is provided that a film made of organic material is placed on the net, vaporized with Al and then the organic material in a water vapor and oxygen-free, reducing atmosphere at elevated temperature evaporated residue-free and the remaining aluminum skin by heat treatment at a temperature between 400 to 500 so long is heated until it connects to the mesh through diffusion soldering by means of the precious metal solder «The duration the heat treatment can be, for example, 20 minutes. The precious metal solder can, however, also exclusively or additionally the back of the film made of organic material has been applied «
Es entsteht so ein mit einer dünnen Aluminiumfolie belegtes Netz, welches nun als Träger zum Aufbringen der eigentlichen SEG-Schioht benutzt werden kann. Das so erhaltene Target zeichnet sich durch außerordentlich gute Stabilität aus« Die Energieverluste der Primärelektronen der Stützschioht sind wesentlich geringer als bei der bekannten Ausführung, da an Stelle der insgesamt 1000 Ä starken Aluminiumoxyd-Aluminiumschioht eine Aluminiumschicht von 50 bis 400 Ä* Dicke verwendet wird. Die Absorptionsverluste in dieser Aluminiumhaut betragen 400 eVolt und darunter. Ein besonderer Vorteil so hergestellter Schichtträger ist es, daß sie frei von Löchern sind, was eine grundlegende Voraussetzung für die Herstellung fleokenfreier SEC-Targets ist.The result is a network covered with a thin aluminum foil, which is now used as a carrier for applying the actual SEG-Schioht can be used. The target obtained in this way is characterized by extremely good stability «The energy losses of the primary electrons of the support layer are significantly lower than in the known version, because instead of the total 1000 Å thick aluminum oxide-aluminum layer, an aluminum layer of 50 to 400 Å * Thickness is used. The absorption losses in this aluminum skin are 400 eVolt and below. A special The advantage of the substrate produced in this way is that it is free of holes are what is a fundamental requirement for making fleoken-free SEC targets.
Mit diesen Targets läßt sich die Konstruktion der SEC-Röhren verbessern. Bei den bisherigen Ilöhren, bei denen zwisohen Fotokathode und Target eine Spannung von ca. 5 bis 8 kV aufrechterhalten werden nußte, war es erforderlich, ein elektrostatisches Abbildungssystem zur Übertragung der Fotoelektronen auf das Target vorzusehen. (Ein magnetisches Abbildungssystem, wie es z.B. bei Orthikonröhren Üblicherweise verwendet wird, ergibt bei so hohen Elektronengesohwindigkeiten eine sehr unbequeme Dimensionierung des Bildwandlers.) Aus der Ver-With these targets, the construction of the SEC tubes to enhance. With the previous Ilöhren, with which zwisohen Photocathode and target had to maintain a voltage of approx. 5 to 8 kV, an electrostatic imaging system was required to transfer the photoelectrons to be provided on the target. (A magnetic imaging system, such as is commonly used in orthicon tubes, for example, results in a very high at such high overall electron velocities inconvenient dimensioning of the image converter.)
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wendung eines elektrostatischen Fokussierungssystems folgt jedooh der Nachteil, daß die Fotokathode auf einer gekrümmten Fläohe liegen muß, da sonst eine erhebliche Kissenverzeichnung eintritt,(siehe z.B. W. Heimann, Zeitschrift für Instrumentenkunde, 73, Seite 1)· Man benutzt heute als Frontplatte der Röhre eine Glasfaserplatte, die eine kugelförmige Krümmung auf der zur Aufnahme der Fotokathodensohioht dienenden Seite, und eine ebene Oberfläche auf der zur Abbildung des optischen Bildes dienenden Seite besitzt« Solohe Glasfaserplatten sind aber relativ teuer· Mit einem SEC-Target von hinreichender Stabilität und Festigkeit kann eine andere, an sioh bekannte Abbildungstechnik verwendet werden, die sogenannte Sandwioh-Teohnik. Bei dieser Technik werden die Fotokathode und das Target einander in so geringem Abstand gegenübergestellt, daß die von der Fotokathode ausgehenden Elektronen nahezu ohne seitliohe Streuung auf das Target gelangen. Die Konstruktion sogenannter Sandwich-Röhren war jedooh bei SEC-Targets so lange nicht möglich, als das Target aus einer zerbreohlichen und deformierbaren Folie bestand, welche bei den erforderlichen Feldstärken von über 2 kV/^ den auftretenden elektrostatischen Kräften nicht standhielt. Mit dem erfindungsgemäßen Target mit wesentlich geringerem Spannungsbedarf und wesentlich größerer Festigkeit kann nunmehr eine Sandwich-Röhre verwirklicht werden, bei der die Fotokathode eben ausgebildet ist und eine Fiberglasplatte als Frontplatte nicht benötigt wird. Gleichzeitig entfällt der hohen feinmechanischen Anforderungen unterliegende Elektrodenaufbau der elektrostatischen Vorabbildung· Die so geschaffene SEC-Röhre mit Sandwich-Target besitzt die hohe Empfindlichkeit dieses Röhrentyps, kann aber wesentlich einfacher und billiger hergestellt werden.using an electrostatic focusing system follows However, the disadvantage is that the photocathode is curved on a Must lie flat, otherwise a considerable cushion distortion occurs, (see e.g. W. Heimann, Zeitschrift für Instrumentenkunde, 73, page 1) Tube a fiberglass plate that has a spherical curvature on the side that is used to receive the photocathode tube, and has a flat surface on the side used for imaging the optical image. “Solohe fiberglass panels are but relatively expensive · With an SEC target of sufficient Another imaging technique known to us, the so-called Sandwioh-Teohnik, can be used for stability and strength. In this technique, the photocathode and the Target opposite each other at such a small distance that the electrons emanating from the photocathode almost without get lateral scattering on the target. The construction of so-called sandwich tubes was the same with SEC targets not possible for a long time as the target from a fragile one and deformable film, which at the required field strengths of over 2 kV / ^ the electrostatic occurring Could not withstand forces. With the target according to the invention with a significantly lower voltage requirement and a significantly larger one Strength, a sandwich tube can now be realized in which the photocathode is flat and a fiberglass plate is not required as a front plate. Simultaneously does not apply to the high precision mechanical requirements Electrode structure of the electrostatic pre-image · The SEC tube with sandwich target created in this way has the high Sensitivity of this type of tube, but it can be manufactured much more easily and cheaply.
Zur Voranschaulichung des erzielten Fortschrittes wird nun . * auf die Begleitzeichnungen Bezug genommen, von denenIn order to illustrate the progress made, now. * Reference is made to the accompanying drawings, of which
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H,-Nr. 1214/68H, no. 1214/68
Figur la und Ib je ein Teilstüok eines SEC-Targets bekannter bzw. erfindungsgemäßer Ausführung, undFigure la and Ib each part of a SEC target known or embodiment according to the invention, and
Figur 2 ein maßstabgetreues Teilstüok eines SEC-Targets in erfindungsgemäßer Ausführung zeigt·FIG. 2 shows a true-to-scale part of an SEC target in FIG embodiment according to the invention shows
In Figur la ist ein Teilstüok eines naoh konventioneller Art hergestellten SEC-Targets in einer Vergrößerung dargestellt, in welcher der Schichtträger, zusammengesetzt aus der Al-Schicht 1 und der A^Og-Schioht 2, eine Dicke von 0,1 /U = 1000 besitzt. Die KCl-Schicht 3 ist hier aus Darstellungsgründen auf die Sohiohtdioke des kompakten Materials reduziert« Da ihre wahre Sohiohtdioke in der looker aufgedampften Form 10 bis 15 /U beträgt, kann sie in der Zeichnung nicht maßstabgetreu wiedergegeben werden«In Figure la, a part is of a near conventional kind Manufactured SEC targets shown in an enlargement, in which the substrate, composed of the Al layer 1 and the A ^ Og-Schioht 2, a thickness of 0.1 / U = 1000 owns. The KCl layer 3 is here for the sake of illustration reduced to the sohiohtdioke of the compact material «Because your true sohiohtdioke in the looker vaporized form 10 to 15 / rev, it cannot be true to scale in the drawing to be reproduced «
Im Verglich hierzu zeigt Figur Ib im selben Maßstab ein Teilstück eines erfindungsgemäß hergestellten Targets mit der KCl-Sohioht 3 in reduzierter Sohiohtdioke· Der Schichtträger besteht hier nur aus der Al-Sohioht 1» von .50 bis 400 Ä*> Dioke und dem Stütznetz 4, von dem ein Steg in etwa maßstabgetreuer Dicke dargestellt ist* Das Stütznetz 4 ist mit einem Goldüberzug 5 versehen, der galvanisch oder durch Auf«» dampfen aufgebracht werden kann und als Lot zur Verbindung der Al-Folie I1 mit den Gitterstegen des Stütznetzes 4 dient·In comparison to this, FIG. 1b shows, on the same scale, a section of a target manufactured according to the invention with the KCl sole 3 in a reduced form from which a web is illustrated in approximately to scale thickness * the support grid 4 is provided with a gold coating 5, which can be applied steam galvanically or by on '' and as a solder for connecting the Al film I 1 with the grid strips of the support grid 4 serves
In Figur 2 ist ein Teilstüok eines erfindungsgemäß hergestellten SEC-Targets in einem solohen Maßstab dargestellt, daß eine Netzmasone von oa, 36/u Zeilenbreite die Zeiohnungsbreite ausfüllt. Die Lookersohioht 6, nunmfihr in entsprechendem Maßstab dargestellt, hat eine Dicke Jcvon 15/U. Die Dioke der Al-Folie 1» liegt mit 50 bis 400 A* unterhalb der Strich*- stärke der Zeiohnung«In Figure 2 is a part of a manufactured according to the invention SEC-Targets shown on a single scale, that a net mask of oa, 36 / u line width is the display width fills out. The Lookersohioht 6, now in a corresponding way Shown to the scale, has a thickness Jc of 15 / rev. The Dioke the Al foil 1 »is 50 to 400 A * below the line * - strength of news "
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Das geschilderte Verfahren kann nicht nur zur Herstellung von Speioherelektroden für die Aufnahmeröhren vom SEC-Typ, sondern auch von Bildwandlerelektroden in ein- oder mehrstufigen Bildverstärkerröhren dienen. Bei Versuchen hat sich gezeigt) daß die Aluminiumfolie sogar dünner als 100 Ä gemacht werden kann; sie ist dann auch optisch transparent und so elektronendurchlässig, daß der Energieverlust weniger als 200 eV beträgt/Auch eine solche Folie ist infolge der Anhaftung an das Stütznetz noch für die genannten Anwendungszweoke hinreichend stabil·The process described can not only be used for the production of storage electrodes for the SEC-type receiving tubes, but also from image converter electrodes in single or multi-stage image intensifier tubes. When trying has shown) that the aluminum foil is made even thinner than 100 Å can be; it is then also optically transparent and so electron permeable that the energy loss is less than 200 eV / Due to its adhesion to the support network, such a film is also still suitable for the purposes mentioned sufficiently stable
Bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Elektroden kann an der Aluminiumfolie eine optische Reflexion eintreten, da die metallische Trägerfolie eine glatte Oberfläche hat. Zur Vermeidung von Lichthöfen im wiedergegebenen Bild infolge Rückstrahlung des Lichtes auf die gegenüberliegende Fotokathode, ist es daher vorteilhaft, die Netzseite der Kathode mit einem gegenüber Caesium inerten Schwärzungsmittel zu entspiegeln. Hierzu kann man metallisches Aluminium in einer Gasatmosphäre, etwa Argon, aufrauchen.In the case of the electrodes produced by the method according to the invention, an optical reflection can occur on the aluminum foil, because the metallic carrier foil has a smooth surface. To avoid halos in the displayed image as a result Reflection of the light on the opposite photocathode, it is therefore advantageous to have the network side of the cathode with a to antireflect blackening agents that are inert to cesium. For this purpose, metallic aluminum can be used in a gas atmosphere, like argon.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |