DE1639448A1

DE1639448A1 - Bistabil speichernde Elektronenstrahl-Bildroehre

Info

Publication number: DE1639448A1
Application number: DE1968T0035907
Authority: DE
Inventors: Mossman Ralph Allen
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1967-02-23
Filing date: 1968-02-20
Publication date: 1971-03-25
Also published as: NL158654B; NL6802584A; SE348075B; FR1557231A; CH474846A; DE1639448C3; GB1167452A; DE1639448B2

Description

Karl A. Brosβ ' . . .

Dipl.-livj.

Münehan Puiiuch 1639448

fStU-TeI. München 79OS7Q - . V ~t W

K/Iai-I3ocket: 11976 Ilünchen-Pullaeh, den 20« Februar 1968

TEKTROKIX,.IHC., l4l5O S.W. Karl Braun Drive, Tektronix Industrial Park, Beaverton, Oregon 97005, USA

Bistabil speichernde Elektronenstrahl-Bildröhre

Die Erfindung betrifft einen Bildschirm für eine bistabil speichernde Elektronensti^ahlbildröhre, insbesondere für Kathodenstrahloszillographen, Bildschirme für Radar- und Sonargeräte sowie Sichtanzeigegeräte für Datenübertragungs sy sterne, Rechenanlagen und dergleichen.

Bekannte bistabil arbeitende Speicherröhren mit Phbsphordielektrikuin haben eine relativ geringe "Schreibgeschwindigkeit'", das ist die maximale Ablenkgeschwindigkeit des Schreibstrahles über die fläche des Dielektrikums, bei viele her noch ein Ladungsbild gespeichert werden kann. Diese geringe Sehrelbgesehwindigkeit hat ihren Grund in der relativ niedrigen Sekundärelektronenemissionsfähigkeit des Phosphormaterials. Es J-St bekannt₉ zur Erhöhung der Schreibgeschwindiglceit dem Phosphordielektrikum ein höher sekundäremittierendes Material, z.B. ilagnesiumoxyd lose gemischt zuzufügen, so dass man also als Dielektrikum ein Gemisch von Teilchen aus Phosphormaterial und/Magnesiumoxyd hat· Dadurch kann man zwar die Schreibgeschwindigkeit, erheblich, erhöhen, erkauft aber diesen Vorteil mit einer erheblichen Verringerung der Helligkeit des vom Phosphormaterial erzeugten Lichtbildes, was seinen Grund darin hat, dass man relativ viel Magnesiumoxyü braucht.

Bekannte bistabile Speicherröhren mit Phosphopdielefctrika hatten

LlÄkelt von etwa 6 Fuss« 3/0380

BADO«l&NAi, OWQtNAL

also entweder eine hohe Helligkeit von etwa 6 Fuss«Lambert und

' 113/0360

eine relativ niedrige Schreibgeschwinäiglceit von etwa 25 000. ca pro Sekunde ohne jedes zusätzliche sekundär emittierendes Material oder man erzielte eine relativ hohe Schreibgeschwindigkeit von 100 000 Zentimetern, pro Sekunde durch Verwendung eines sekund&relektr onenem.it t ier enden Zusatzes, wobei aber eine sehr geringe Helligkeit von nur etwa 2 Puss-Lambert erzielbar war»

W Es gibt auch Speie her röhre η init einem siebartig ausgebildeten

Speicherschirm und nicht aus Phosphormaterial bestehendem Die-lektrikuin und einem davon getrennt angeordneten Bildschirm, d.h»alsa Röhren,'bei denen das Ladungsbild und das Lichtbild nicht in der selben Schicht entstehen. Diese Speicherröhren haben zwar eine, gute Bildhelligkeit bei relativ hoher Schreibgesehwindigkeit,ihr wesentlichster. Macht eil. ist aber, dass die Röhren wesentlich korn- -plizierter sind als die eingangs erwähnten Röhren mit bistabiler Phosphorspeieherschicht. Insbesondere sind die bekannten Röhren mit DoppelsJiic.hten sehr schwierig herzustellen.

Die Erfindung sucht eine Pihre der eingangs bezeichneten Gattung h mit einer ein bistabiles Ladungsbild speichernden Phosphorschicht

zu schaffen, Vielehe bei hoher Schreibgesehwindigkeit eine gute Lichtausbeute ergibt. Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass ein Material mit grossem Sekundärelektronenemissionskoeffizien ten in Gestalt kleinerer Partikel auf den Phosphorteilchen in Form eines Überzuges vorgesehen sind, so dass dieses stärker emittierende Material zwar sehr wirkungsvoll arbeiten kann, aber im Gegensatz zum Bekannten in wesentlich geringerer Menge vorliegt* Dadurch, dass nur eine geringe Menge des stark sekundärelektronen-■ emittierenden Materials vorliegt, hat ein nach der Erfindung ausgebildetes Rohr eine gute Helligkeit, da Im Speicherdielektrikum . _: der Prozentsatz des Phosphormaterials sehr hoch ist. Ausserdem ist die Absorption von Licht durch das stärker emittierende Material nicht so gross. Dadurch, dass das sekundär emittierende Material prätisch nur immer Teile der Oberflächen der Phosphor-

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partikel bedeckt, können die langsamen-Flut elektronen sowohl die Phosphortellcneh- als auch die stärker eiaittierenden Partikel gleichzeitig berieseln, wodurch das Phosphormaterial v.'lrkungsvoller, eingesetzt werden kann, da das Sekundörelektronen stärker emittierende IJaterial die Flutelektronen nicht von dem Phosphormaterial fern hiilt. Die Flutelektronen werden nur über eine Potentialdifferenz von et v/a 200 bis 500 Volt beschleunigt, so dass sie also durch eine die Phosphorteilchen jeweils vollständig umhüllende Schicht aus dem stärker emittier enden liaterial nicht hindurchdringen könnten. Dies/Ist aber bei der-bekannten Röhre der Fall.

Bei der Herstellung eines Speieherdielektrikums nach der Erfindung wird das stärker sekundär elektronenemittierende Material aus einen Stoff gewonnen, der zunächst als überzug über den Phosphorteilchen liegt, wodurch eine feste Bindung der aus den überzug dann erzeugten Teilchen an den Phosphorteilchen erreicht vrird. Dies, steht im Gegensatz zur Herstellung des bekannten Speieherdielektrikums, bei welchem das stärker sekundäremittierende Material für sich hergestellt wurde, bevor es mit den Phosphorteilchen gemischt wurde; ausserdem sah das bekannte Verfahren keine Bindung des stärker emittierenden Materials an die Phosphorteilchen vor.

Ein Phosphorspeicherdielektrikum, nach der vorliegenden Erfindung kann porös ausgebildet sein, damit die Sekundärelektronen durch das Speiclierdielektrikum hindurch gesammelt werden können; der Sammlung der Sekundärelektronen stellen sich die stärker emittierenden 'feilchen nicht entgegen, weil sie an die Plcsphort eile hen gebunden sind und nicht in die Zwischenräume zwischen den Phosphort eile her. gelangen und sich dort sammeln können, was wieder im Gegensatz zu dem bekannten Dielektrikum steht, welches

wodichter gepackt war,/durch das Gammeln der Sekundärelektronen

wesentlich behindert war»

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Es hat sich überraschend noch -gezeigt _a dass ein Speieherclielel·:- tr-ikum nach der vorliegenden Erfindung eine wesentlich ^rcissere Standzeit hat, als die bekannten Speie her dielektrika auf Phosphor-teilc hen-Da a is.

TJe it ere Vorteile und ilerkraale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nun folgenden DeschreiuunG von Au s führ uns sbeispielen. unter Hinweis auf die Seicrmun^. In dieser zei_L:en:

Pig. 1 schematise!! eine Ladunssbildspeicherröhre nit Speicherdielektrikura nach der Erfindung zusammen'"lit einem vereinfachten Bloc kscluilt bild der zu..jeordneten elektoischen Schaltun;;j

Fig. 2 einen vergrösserten Korizontalschnitt nach der Linie 2-2 der Ji¹L^Ur 1 zur Darstellung von Einzelheiten des ersten Ausführunjsbeispielesj

Firi. 3 ein vergrösserter Schnitt durch eine weitere Äusfüh-.. run^sforra des Speie herd ielektrikuuBj

Fig. k in einer 3ä£ur 3 -ähnlichen Darstellung eine vieitere Ausführun^sform der Erfindung;._und

Pi^. 5 eine stark vergrösserte perspektivisahe Ansicht eines 'Teiles eines Speicherdielektrikuns, welches bei den Speicher se hinnen nach den Piguren 2, 3 oder h -verwendet werden kann.

Gei.iäss Figur 1 weist das Gerät nach der Erfindung eine mit bistabiler Speicherung arbeitende Speicherrühre 10 auf, die hinsichtlich eines Teiles ihrer iierteuale in der deutschen Patentanmeldung P 1*1 39 619· 1 vom 9« Harz 1963 beschrieben ist. .Ein Phosphoi'-Speicherschirm 12 ist im evakuierten Kolben der Speicherröhre derart angeordnet, dass er von den schnellen Cchreibelektronen beschossen werden kann, die aus der Schreibelektronenkathode 14 kommen.

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Die Kathode 14 liegt dabei auf etwa -5000 ¹VoIt. Der SefreibkathO-de 14 sind ein Steuergitter 16und . Besehleunigungs- sowie Fokusieranoden 18 zugeordnet, damit ein scharfer Strahl schneller Schreibelektronen entstellt. Der Pfad der Schreib elektronen führt dann zwischen den Hörizonta!ablenkplatten 20 und den Vertikalablenkplatten 22 hindurch, die in bekannter Weise die Ablenkung des Sehreibstrahles über das Phc^hor Speicherdielektrikum des Speicherschirmes 12 bewirken.

Die Schreibelektronenkathode kann auch.als Ablesekathode verwendet werden, wobei dasSpeieherdielektrikumabgetastet wird und ein elektrisches Lesesignal an:der Schirmelektrode des Sbhirmes 12 entsprechend dem gespeicherten Ladungsbild in-einer weiter unten zu beschreibenden Weise zu erzeugen;zu diesem Zweck werden die Schalter 24,- 26 und 28 aus der "Schr'eiben"-Stellüng in die ""Leserf*-Stellung timgeschaltet. In der "SchHiben"-Stellung des Schälters 24 ,ist das Steuergitter 16 an eine negative Gleichspannung von -3025 Volt angeschlossen und in der "LeSe^-Stellung des Schalters an eine negative Gleichspannung von -30-50 Volt, um die Stromdichte des Lesestrahles geringfügig zu vermindern, wodurch ein Löschen des gespeicherten Ladungsbildes während des Ablesens verhindert wird. In der ^!!Schreiben"-Stellung des Schalters 26 sind die Horizontalablenkplatten 20 an einen Horizontalablenkgenerator 30 gelegt, welcher eine rampenartige Sägezahnspannung erzeugt, und in der ^irSchreiben"-Stellung des Schalters 28 liegen die Vertikalablenkplatten 22 am Ausgang des Vertikalverstärkers 32, an dessen Eingangsquelle 34 die Signalquelle derjenigen Signale liegt, deren Wellenform auf dem Speicherschirm 12 gespeichert werden sollen. Der Vertikalverstärker 32 und der Iiorizontal-Kipp-ßenerator 30 und das Speicherrohr 10 gehören zu einem Ea-thodenstrahloszillographen, der in der. bekannten Weise arbeitet. - .. ■ _; . ;:

Wenn zucor ;sin Ladungsbild auf den Spelcherschirin 12.durch die

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schnellen Schreib elektronen aufgezeichnet wurde, kann dieses nach den bekannten bistabilen Sp eic hei'prinzip dadurch gespeichert werden, dass das Speicherdielektrikuia gleichförmig mit langsamen Flutelektronen berieselt wird, die von zwei Flutelektronenkatboden oder -Strahlern 36emittiert werden« Während des Speichernd wird an die hinter dein Dielektrikum liegende Speicherelektrode des Speicherschirmes 12 eine gegenüber der Jflutelektronenkathodenspannung um 200' Volt positivere Spannung mittels eines, Spannung^ tellers gelegt, der einen festen Widerstand 37 und einen mittels des Schalters 40 damit in Reihe geschalteten veränderliehen Wider stand 38 auf v/eist. Die Schirmspannung ist dadurch innerhalb des "stabilen" Spannungsbereiches, d.h. in einen Spannungsbereich, in welchem das Speicherdielektrikum ein darauf gebildetes Ladungsbild bistabil speichern kann. Zum Löschen des Ladungsbildes wird der Schalter 40 aus der Stellung "Speichern" in die Stellung "Löschen" umgelegt, in welcher ein derartig bemessener variabler Wider stand 42 in Reihe mit dem Wider stand 37 gelegt wird j dass eine höhere Spannung von solcher Grus se an die SpeicheieLektrode gelegt wird, dass das Potentials des Speicherdielektrikums im wesentlichen gleich, dem Potential der Speicherelektrode wird, wobei das Potential dann überall auf dem Spei-

die.
cherdielektrikum/glelche Höhe hat. Dann wird die Schirmspannung unter die untere Halteschwellspannung abgesenkt und anschliessend langsam über diese Schwellwert-Spannung in den stabilen Bereich angehoben, um das bistabile Speichern des nächsten Ladungsbildes zu ermöglichen. Diese Änderungen der Schirmspannung zum Löschendes Bildes kann von Hand am veränderlichen Wider st and · 42 vor genommen werden; im praktischen Fall wird dies aber durch Pulsen der Schirmelektrode durchgeführt. Um das Speicherdielektrikum des Schirmes 12 gleichförmig mit den langsamen Flut elektroden zu berieseln, sind gegebenenfalls mehrere Kollimatorelektroden in Form von Überzügen an der Inneren Wandung des Rohres 10 vorgesehen. In Figur 1 ist eine solche KollimatorelektrocLe Uk

ejiner Gleichspannung von +50 Volt liegt, d.h.

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zwischen den Potentialen der Flut el el-Är onenkat hod en und der Speicher elektrode.

Zur HerStellung eines elektrischen Ablesesignales ±_st _e±_n signalgenerator 46 η it den Hori-zoitelablenkplatten. 20 und den Vertikalablenkplatten 22 des Rohres mittels der Schalter 26 bzw. 2t> in deren jeweiliger "Lesen"-Stellung verbunden.Die Rastersirinale können dabei sägezahnartige Spannungen Qinlich denjenigen sein, die in den üblichen Fernsehempfänger η verxiendet werden, so dass das Vei-tikalsignal eine Frequenz von 6θ'Πζ hat und das Hoi- izont al signal eine Frequenz von 15 küz. Auf diese Weise wird der von der Sclu'eibstrahlkathode 14 emittierte Elektronen-· strahl gIe ic hf or j iig in einen ν echt eckig en Rastermuster über die Oberfläche des Speie her se hin-ier fahr en, uiu ein elektrisches Lesesignal an der Schirmelektrode zu erzeu_:;en, welches, dann über einen VJechselspannunoSkopplunsskondensator 48, einen Vorvei'stär-Ινεϊ· 50 und einen Betriebs ν er stärker 52 -an den Z-Ächsen- oder Helligkeit s-ilodulationseiiioang einer Fernseh-IIonitorröhre 5^ sele.gt viird. Die Horizontal- und' Yertüalablenkplatten der Honitorrühre 5^ "v/erden dabei von Rastei-sisnalgenerator 46 nit einer Frequenz betrieben, die gleich ist der der an das Speicherrohr sele~ten Rastersjgiale oder zu dieser Frequenz in Beziehung steht, uivi auf diese Vieise eine IfMergabe des Ladungsbildes auf deni ilonitorrohr zu bewirken, wobei die Helligkeit des Elektronenstrahls der Monitorröhre durch die elektrischen Ablesesignale von Speicherrohr noduliert wird.

Bei den in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Speicherschirm 12 ein Speicherdielektrikun 55 aus Plxsphormaterial und stark sekünd&eLelcfcroneneHiittierende-n !Material auf, v/elche Materialien als einstückige Schicht aus Teilchen über einem dünnen, lichtdurchlässigen und leitenden Film, 56 aus Zinnoxyd angebracht ist. Der B'i-liia 56 bildet die Schirmelektrode des Speichersehirraes und ist in Fom eines Überzuges auf der rnnerioberfltiche der Glas-

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frontplatte 57 tier Speie her rö hre angebracht, D er die Schirmelektrode bildende Film 56 reicht durch eine Dichtung zwischen der Frontplatt.e 57 und dem Kolbenteil 5<-> der Speicherröhre, wodurch eine elektx"ische Durchführung von dem ?ilri im Inneren der Rohre nach aussen zu einer entsprechenden Spannungsquelle entsteht. ■;enn der Kolbenabschiiitt 5'ύ des Rohres aus Keramikmaterial besteht, dann wird der Kolben mit der Q la sv order ρ latte 57 durch eine Säxnelzglasfr'itte 60 dicht verbunden, die offensichtlich den dünnen leitenden FiIm 5ο durchbricht. Gegebenenfalls ist" eine uratnetzeinteilung 62 an der Innenseite der Glasplatte unter dem leitenden PiIm 56 vorgesehen, und zwar in.Torrn von entspreche nil eingeritzten Linienzür^en oder aufgeschmolzenen Glasteilchen. Die Gratnetzeinteilung kann dann durch die Seitenkanten der Glasplatte 57 durch nicht gezeigte elektrische Birnenausserhalb des Kolbens beleuchtet werden.

Die Speicherdielektrikumsschicht 55 ist so dünn und porös, dass Sekundärelektronen, die bei Beschiessung der Oberfläche mit dem Schreibstrahl und den Flut elektronen eitstehen, durch das Dielektrikum selbst durch die Poren zwischen nebeneinanderliegenden Phosphorpartikeln hindurchgelangen können und von der Sbhirmelektrode 56 gesammelt werden können. Einzelheiten dieser :1erlcnaIe des Speicher schirmes ergeben sich z.B. aus der U S-Pat ent schrift " 3 293· 473. Es ist aber darauf hinzuweisen, dass das Speicherdielektrikum des Schirmes 12 nach Ilaßgabe der Figur 5 von dem in dieser US-Pat ent schrift beschriebenen Schirm dadurch abweicht, dass Phosphorteilchen 64 mit kleineren Teilchen 66 bedeckt sind, die. aus einem stark sekundärelektronenemittierenden Material bestehen und an die Phesphorteilehen gebunden sind. Obwohl verschiedene Speicherphosphoren und ßekundäremittierende Materialien verwendet werden können, wird bei einer bevazugten Ausführung der Erfindung für die Phosphorteilchen 64 ein sogenannter P-!-Phosphor verwendet, der zusammensetzungsmässlg Ilangan-akt!viertes ■ SInIc-

■ W*^* S'³ 10 9 8 1 a/ 0 3 6 9

BAD

orthos-ilikat mit der SOrmel Zn₂SlO^iUn 1st. Die sekundäremittierenden Partikel. 66- bestehen bei der. bevor zugt eil "Ausführung der Erfindung aus Magnesiumoxyd MgO. Vermutlieh entsteht die Eindung zwischen den·sekundäremittiöEenden Teilchen 66 und den Phosphoi't eilchen 64 durch eine pLeäktion des llangans mit denv Sauerstoff des P-i-Phosphors zur Slidung einer chemischen Bindung, Es ist auch,.möglich, dass die sekundär emit tier enden. Teilchen eine Art Oberflächenbindung mit den Phosphörteilchen ,einsehen und dadurch eine Verbindung^: wie nachdem Sintern entsteht oder eine andere nicht chemische. Art des Zusammenhaltens,· Fest steht nur, dass die sekundär emittierenden Teilchen 66 fest an die Phosphört eile hen 64 gebunden sind, und zwar irrt Gegensatz zu bekannten Phosphor—Speieherdielekbrlka.~_y bei denen entsprechende Teilchen nur miteinander lose gemischt sind. Das Ergebnis ' ist, dass weniger sekundsremittierende Teilehen 66 bei dem Speieherdielektrikuisi nach der Erfindung verwendet werden können, aber dennoch eine noch höhere Schreibgeschwindigkeit gestatt34 und. . zwar ohne erheblicheVerminderung der Helligkeit des-von den Phosphört eile hen emittierten Lichtbildes, Dies hat seinen Cfrund darin, dass der Anteil des Phosphors grosser ist und weniger sekundär emittier ende Teilchen die Flut elektronen daran hindern, auf die PhsophorteLlchen zu gelangen. Da weiterhin die Teilchen aus stark sekundär emittieren liaterial: an die Phosphorteilchen gebunden sindjgelangen. sie: nicht im Sinne der Erzielung einer dichteren Packung in die Zi4schenr£iirae zwischen den Phosphorteilchen, vrodureh näralich ein wirksames Sammeln der Se kund Sr elektronen an der Schirmelektrode 56 durch das Speicherdielektrikum hindurch wesentlich erschwert würde. Offensichtlich ist dies auch der Grund dafür, v/arum die .einganga beschriebenen Speicherdielektrika nicht die erwünschten Eigenschaf ten haben, welche mit ,Hilfe der Erfindung aber erreicht werden,.

Das in t?lßUr 5 dargestellte Speie herd ielelctr llcum kann bei anderen Speie her schirmen verwendet werden, einschllesslich der beiden

* " 10981 37.0-353 ■

weiteren Ausführunssbeispiele nach aeh Figuren 5 und '4. Der' Speicher se hirra" 12' der i^?igur 3 ähnelt den d'er Figur 2 rait derAusnahme, dass das schic htförmige Speie herd ielektrikum 68 wesentlich dicker sein kann, weil eine Vielzahl von mit Abstand angeordne- ' ten Öffnungen 70 durch das Dielektrikün selb-er führen, damit Sekundär elektronen* durch diese Öffnungen hindurch "von der Schirmoder Sanmelelefctrode 56 gesammelt werden können. Das einstüekige, *, - - ■ · enen

ψ d.h. im wesentlichen in Form einer ununt er broeh-7 Schicht ausgebildete Speieherdielektrikum 55 der Figur 2 muss so dünn sein, dass durch die Poren zwischen den Phosphort eile hen die Sekundäj?- elektronen durch die Schicht hindurchgelansen können;· dies ist nicht erf order Ib h bei dem Sehirin nach Figur 3, weil zu diesem Zweck absichtlich öffnungen 70 vorgesehen vjpden. Die Öffnungen 70 bilden im wesentlichen gerade EanEle,durch das Sp eic her dielektrikum 68, so dass, obvrohl die Dicke des Dielektrikums so gross^ ist, dass keine Sekundär elektronen mehr- durch die Pfade zwischen den Phosphorteilchen hindurch gesammelt werden können, die Sekundär elektronen durch die Öffnungen 70 auf die Samaeleketrode 5& gelangen können. Wie im Falle der AHrdmig nach Figur 2 besteht das Speieherdielektrikum 68 des Schirmes 12■■ nach Figur 3.

aus Phosphor partikeln, auf deren Aussenf lachen Teilchen aus Sekundärelektronen emittierendem Material gebunden sind, wie Figur 5 zeigt.

In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel, nSralich der Aufbau eines Speichersehirmes 12· dargestellt, der dem nach Figur 2 mit der Ausnahme entspricht, dass das Speicherdielektrikum in einer Vielzahl von mit Abstand voneinander getrennt angeordnet en. Ab schnitt en oder Punkten 72 ausgebildet ist und die fllmförmlge Schirmelektrode 56 we ist gleichförmig über ihre Fläche verteilte öffnungen auf,/denen die Abschnitte oder Punkte 72 aus Speicherclielekbrllaim-t'laterial mit ihrer Rückseite in Be-.rührung mit; der Glasplatte 57 angeordnet sind. Die Dielektrikumspunkte oder'-abschnitte 72 bestehen ihrerseits in der aus Figur

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ersichtlichen Heise aus Phosphor partikeln 64, die mit kleineren Teilchen 66 aus EekundärelektrOnen-emittierenderii *!aterial teilweise bedeckt sind.

Es kennen ausser de:i erwähnten P-I-Phosphor auch andere Materialien für die Phosphorpartikel SH verwendet werden: Ks kann der sogenannte P-3-Phosplior. Verwendung finden, welcher aus akt !viertem Zinkberyllium-Silikat nit eier Formel.-ZnBeElO₁.-: ΓΊη besteht. Es kann auch der sogenannte Γ-5-Phosphor verwendet werden, d.h^ rait Uolfraa-aktiviertes Xalsiun-Uolfranat der Üornel CaI-JO^rV;. Vielter kann der sogenannte P-13-Phosphor verwendet "werden, dex* aus IIanr;an-alct!vierten lia^nesiun-Silikat. besteht oder ein F-Ib-Phosphor (Cesiua und Lithiun-alctiviertes I-alziuin-IIaGnesium-Eililcat), oder P-25-Phosphor (!lan^an-akt!viertes Ilalziu-n-Silikat) oder P-27-Phosphor (:!ansan-al-±iviertes Sinkphospliat).

Ausser dem ber'eits ePiii'.hnten Hannesiunoxyd 3-s.nn a.ls stark sekundärelelcfcronenenittierendes I^terial auch Aluniniuin-oxyd der Zusammensetzung Al₂O-. oder -Ber^liumoxyd BeO oder Ilischuncen aus diesen Materialien vervrendet v,^Terden. Das "sekundöremittierende !"Material¹¹ r.iuss in"jedem Falle eine höhere Seloindjirelektroneneraission als derjenige Phosphor hatten, nit welcher» es zusanrnen verviendet v;ird. Selbstverständlich nüssen sovrohl das Phosphormaterial als auch das sekundilremittierende liaterial gute Isolatoren sein, damit überhaupt die bekannte bistabile Epeicheruns" nöglich ist. '

Bei einera Speicherschirm nach Figur "2 bestehend aus P-1-Phosphorteilchen, die nit aagnesiurnoxyd überzogen waren, welches einen Sekundärelektroneneiaissionswert von 5,5£ hatte, vrar eine Sclireibgeschv/Migkeit von etwa HO 000 Zentimetern pro Sekunde bei einem Flutkathodenstroiii von 60 Mikroampere erzielbar und das erzielte Lichtbild hatte eine Helligkeit von etwa 3,5 Fuss-Lambert (footlaiaberts). ·, ; ■ .

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Speicherdielektrikum geniäss Figur. 5 kann in der V/eise hergestellt werden,, dass unter anderein Phosphat·partikel mit einem Material überzogen werden, welche eine sekundäremittierende Substanz bildet und wobei "die mit überzug versehenen Phosphorteilchen dann erhitzt -werden, um das sekundär emittier ende Material zu erzeugen und gleichseitig das sekundär era It ti er ende iiaterial an die Oberfläche der Phosphorteilchen zu binden. In einem Falle wurde dabei wie. folgt vorgegangen: 96,5 Gramm F-I-Phosphor wurden in eine Lösung gegeben, die aus 18,5 Gramm Magnesium-Azetat der Zusammensetzung 1'Ig(C₂H^O₂ )₂.4K₂O gelöst in ¹IOO Kubikzentimeter Kasserbestand,· wodurch ein Brei entstand. Der Phosphorbrei wurde dann erhitzt, um das V/asser zu entfernen und es wurde gerührt, um zu verhindern, dass die Phosphorteilchen aus dem BeI ausfallen, wodurch ein trockenes körniges iiaterial erhalten vairde. Dieses

körnige Iiaterial bestand aus Pl-Phosphort eilchen, die mit Magnesiumazetat überzogen waren» Dieses aus überzogenen Partikeln bestehende I-Iaterial. wurde dann etwa eine Stunde lang bei 70O⁰C getempert, wodurch auf den P-I-Phosphort eilchen 64 gebundene Teilchen aus sekundär emittier end em I lag nes ium-ox yd entstanden, Damit erhält man ein Speicherdielektrikum ,dessen chemische Zusammensetzung 96,5/* P-1-Phosphor und 3,5% Hagnesiuinoxyd ist. Statt Kagnesiumazetat zu verwenden, kann dieses Verfahren auch mit j ed au geeigneten wasserlöslichen Magnesiumsalz durchgeführt werden, z.B. Ilagneslumnitrat (Mg(NO-Z)₂. Offensichtlich wird "aktives" Uagnesium-oxyd, tie Ic. he s einen ho-hen Sekundär elektr onenemissionskoeffizienten hat, nur bei Temperaturen unter 900⁰O gebildet. Man kann natürlich höhere Temperaturen verwenden-, 'wenn man andere sekundäremittierende Materialien herstellt. Wenn z.B. Aluminiumoxyd das sekundäremittierende Material bilden soll, dann kann Aluminiumaesetat Al(C₂H₇O-)₃ oder ein wasserlösliches Aluminiumsalz wie Aluminiumnitrat der Zusammensetzung Al(IiO-,0, als die Phosphorteilchen überdeckendes Iiaterial zur Bildung des sekundär emittier enden Materials verwendet werden. 1-ienn nan als sekundär emittierende ε liaterial Berylliumoxyd erhalten will,dann ^Af-AS 10981370369

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l-rann ein wasserlösliches Berylliumsalz, κ.3. Berylliumkarbonat ■" rait eier Zusammensetzung: (BeO),-.GOp.5K_?0 werden. _:

Das Speicherdielektrikum kann auf die Frontplatte'der Speicherrohre in bekannter ^T;^Teise aufgebracht v/erden, z.B. durch Absetzen lassen in Wasser, Aufsprühen, fotographisches Haskieren (im Falle der Fi-ur 4) oder durch Verwenden einer Abziehbildtechhik, wo-bei ein zeitweilig wirkender Binder aus Kunststoff oder einem anderen .organischen iiaterial die. Mischung mit dem Speicherdielek-' tE"ikura-:aterial verxtfendet wird« Das Abziehbild ifird dabei als dünnes, selbsttrar^endes Blatt von im wesentlichen sleiohe^ Dicke hergestellt und der organische Binder wird wahrend des Heizens und Entgasens beim Eva,loiieren des Speicherrohres während dessen Heri; entfernt.

Bei einem weiteren Verfahren zum Herstellen eines Phosphorspeicherdielektrikums nach dge Erfindung ähnlich den oben beschrie-. benen Verfahren umfasst die Herstellung eines Breies aus P-I-Phosphor und in Wasser gelöstem - Mainesiüm-ilitrat wie oben beschrieben. Diesem Brei wird dann Ammonium-Carbonat der Zusammen ßetzunc; (IHIk)₂^⁰X '^ⁿ solcher Menge zugegeben, dass Magnesium-Car bonat (KgCO-,,) auf die Oberfläche der Phosphor teile hen ausfällt. Die Lösung wird dann gefiltert, um die mit oberzug versehenen Phosphorteilchen herauszubekommen, die dann ihrerseits getrocknet werden, um das Wasser vollständig zu entfernen, womit man also ein körniges P-I-Phosphormaterial· erhält, dessen Partikel mit.Magnesium-Carbonat überzogen sind^ Die überzogenen Phosphorteiichen werden dann in Luft bei 70O⁰C für eine Stunde getempert, wodurch sich Magnesium-Oxyd bildet, welches fest an der Oberfläche der. P-1-Phosphortßilchen haftet. Man kann auch anstelle des Ammonium-Carbonats ein Ammonlumhydroxyd (NH^OH) verwenden, so dass Magnesium-Hydröxyd Mg(OH)₂ als Belag auf . den Phosphorteilchen ausfällt und dairiit dann einen ^! aäcundär- emittierenden Belag aus I^gnesiumoxyd ΒΊβΟ bildet. " · ~

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Diese Art der Herstellung sichert eine gleichformige Konzentration des sekundär emittier enden I materials im ganzen Speicherdielektrikum und vor allem erhält man Speicherdielektrika rait gleichen Eigenschaften hinsichtlich Schreibgeschwindigkeit und Helligkeit. Ls ist also der Ausschuss bei der Produktion r.elat-iv gering, weil nur sehr wenige Speicherdielektrika anfallen, dije nicht in die -gewünschten .Toleranzen fallen.' - . .

Alle dargestellten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung. = /... ^: --.

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Claims

1b39448 I*at entansprüc he.

1. Ladunjsbildspeichersehlrm bestehend aus einer Unterlage, auf welcher sich eine Schicht liiit Partikeln aus dann ein-Ladungsbild bistabil speichernden Teilchen befindet, wenn diese mit Flut elektronen berieselt werden,und dabei ein den Ladungabild entsprechendes Lichtbild erscheinen lassen, dadurch g e k e η nz e i c hn e ti dass die Phosphor teilchen (64) zumindest teilweise mit fest daran haftendem, sekundärelektroneneiaittierendeia !Material bedeckt sind, wobei das seiaind£relektroneneraitt ier ende · "!-.aterial im v/es entlichen ~leichfürni^ über der Schicht verteilt ist und bei Beschuss stärker Fekundärelelcfcronenibmittiert als das Phosphornaterial. · . '

2. Sp eic her se !1Ix¹U nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das starker ^ekunu^relektroner^niittierenüe iiaterial in Ροχτ,ι von an die Phosphorteilehen gebundenen kleineren Teilchen (66) vorliegt.

■y. Speie her schirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speieherdielektrikum auf der die Bildfläche überdeckenden Saranelelektrode (5t>) einer bistabil arbeitenden Bildspeicherröhre eines Oszillographen gehalten ist.

k. Speicherröhre nach Anspruch 3, dadurch öeiiennzeichnet, dass die Sanmele-lektrode (56) eine dünne, 1 ichtdurch!ilssige und leitende filmarti^e Schicht ist, die auf der ilückseite der Yorderplatte (57) angeordnet ist, (?i;_our 2).

5· Speicherröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Speie her dielektrikum als einstücki,;e Schicht auf der Sararaelelektrode liegt und so dünn und porös ist, dass aus der von KIut-

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elektronen beschossenen Oberfläche des Dielektrikums austretende Sekundärelektronen durch die Schicht 'Mndurch auf die Sammelelektrode gelangen.

6. Bildspeicherröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherdielektrikum eine mit Durchbrechungen versehene Schicht auf der Sammelelektrode (56) ist und dass die Durchbre-· c hung en im xvesentlichen senkrecht zur Ebene der Schicht verlaufen, so dass aus der beschossenen Oberfläche austretende Sekundärelektronen durch diese öffnungen auf die Sammelelektrode (56) gelangen.

7. Speicherschirm nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherdielektrikum, aus einer Vielzahl von körperlich voneinander getrennten Abschnitten besteht. (Figur 4)

B. Speicherschirm nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die das Dielektrikum bildenden, voneinander mit Abstand angeordneten Abschnitte auf einer lichtdurchlässigen Isolatorplatte (57» Figur M) gehalten sind und dass die Sanimelelektrode Sb*) von einer Lochplatte gebildet witfd, in deren öffnungen sich die voneinander getrennten, das Speicherdielektrikum bildenden Abschnitte (72) befinden.

9. Speicherschirm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosphormaterial aus Nangan-akt!viertem Zinkorthosilikat besteht und dass das sekundäremittierende I^terial Magnesiumoxyd ist.

10. Speicherschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es an der Innenfläche der Bildplatte einer Kathodenstrahl©szillographenröhre ist, die Kittel zum Deschiessen des Schirmes" mit schnellen Schreibelektrooen zur Bildung des Ladungsbildes auf-

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weist und Flutelektronenkatboden zum Berieseln des Speicherdielektrikums mit langsamen Elektronen, sowie eine oder:mehrere Sammelelektroden für die Sekundärelektronen.

11. Speicherröhre "nach Anspruch 1O₄. gekennzeichnet durch eine elektrische Ableseeinrichtung zum Abtasten des Speicherdielektrikums mit einem Lesestrahl, um dadurch elektrische Signale zu erzeugen, die dem gespeicherten Bildfentsprechen,wobei ferner Mittel vorgesehen sind, um das Lesesignal v,om. Speicherrohr an einen Monitor zu. legen..

12. Verfahren zur Herstellung, eines Speicherschirmes nach An-Spruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphorteilchen vor ihrer Aufbringung auf ihre Halterung oder Unterlage mit dem sekundärelektronenemittierenden Material überzogen werden.

13.-Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphorteilchen mit einer Substanz Überzogen werden, die in sekundärelektronenemittierenden Material umsetzbar ist und dass diese Umsetzung durch Heizen erreicht wird, wobei .gleichzeitig der sekundäreLektronenemlttlerende Material an die Phosphrteilehen gebunden wird.

Ik. Verfahre! nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundärelektronenemittierendes Material bildende Stoff in Wasser "gelöst, die Phosphorteilchen in diese Lösung zur Bildung eines Breies gegeben werden und der Brei dann getrocknet wird, wodurch ein Überzug des Stoffes auf den Phosphorteilchen entsteht.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Stoff in Wasser gelöst wird und die Phosphorfceilchen zur Bildung eines Breies in diese Lösung gegeben werden, dass dann ein zweiter Stoff in den Brei gegeben wird, der mit dem ersten Stoff zur Bildung eines .dritten Stoffes reagiert, welcher ausfällt

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und selcundärelektroneneraittierendes ϊ-iaterial auf den Phosphorteilchen in Form eines Überzuges bildet, und dass der Brei gefiltert wird, um die mit überzug versehenen Phosphorteilchen zu gewinnen.

16, Verfahren nach Anspruch :£5, dadurch gekennzeichnet, dass als Phosphormaterial manganaktiviertes Zinkorthosilikat Verwendung = findet und dass der sekundärelektronenemittierende Stoff in Form einer Magnesium-Verbindung als überzug auf den Phosphorteilchen vorliegt, welche in sauerstoffhaltiger Atmosphäre erhitzt werden, wobei sich Magnesiumoxyd als sekundärelektronenemittierendes Material bildet, welches an die Phosphorteilchen gebunden ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiztemperatur unter 900 C ligt.

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