DE1807463A1 - Verfahren zum Aufbringen einer duennen Schicht kleiner Teilchen auf einen Isolierstofftraeger - Google Patents

Description

DR. KURT-RUDOLF EIKENBERG ι ο η 7 / c ο

PATENTANWALT . löU/463

Electric & Musical

Industries limited · 100/385

Verfahren zum Aufbringen einer dünnen Schicht kleiner TeHohen auf einen Isolierstoff träger

Bei einem bekannten Typ eines Bildverstärkers wird ein Helligkeitsbild mittels einer fotoelektronenaussendenden Kathode in ein Elektronenbild umgewandelt, und das Elektronenbild wird dadurch verstärkt, daß es auf einen Leuchtschirm auf der einen Oberfläche eines z.B. aus Glas oder Glimmer bestehenden Isolierstoffträgers, dessen andere Oberfläche mit ,

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einer weiteren, fotoelektronenaussendenden Kathode versehen ist, projiziert wird» Das gewonnene verstärkte Elektronenbild kann mehrere Verstärkerstufen dieser Art durchlaufen und schließlich als verstärktes Helligkeitsbild durch Projektion auf einen Leuchtschirm sichtbar gemacht werden* Bei einem derartigen Bildverstärker muß jeder Leuchtschirm feinkörnig sein, um die Auflösung des Bildes zu gewährleisten. Ok Mit der Erfindung soll ein zur Herstellung derartiger Leuchtschirme geeignetes Verfahren zum Aufbringen einer dünnen Schicht kleiner leuchen auf einen Isolierstoffträger geschaffen werden.

Diese Aufgäbe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Oberfläche des Trägers zunächst mit einem elektrisch leitenden PiIm versehen wird, und der !Träger dann so in eine Flüssigkeit, in der die kleinen Teilchen fein verteilt sind, getaucht wird, daß er sich zwischen zwei Elektroden be- ^ findet und daß dann ohne elektrische Verbindung zum elektrisch leitenden PiIm eine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden hergestellt wird, die eine Ablagerung von Teilchen auf dem leitenden PiIm bewirkt.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet nach dem Prinzip der elektrophoretischen Anziehung und Abscheidung der in der Flüssigkeit verteilten kleinen Teilchen. Zwischen den beiden Elektroden kann sioh ein verhältnismäßig großer Stromfluß aus- bilden, wobei der leitende Film zusätzlich zu den beiden Elek-

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troden als Elektrode wirkt. Der leitende Film nimmt jedoch nur den Strom auf, der erforderlich ist, um den Aufbau von elektrostatischen ladungen auf den Isolierstoffträger au ver,-hindern. Saher braucht er nur eine Dicke in der Größenordnung von einigen 10 & aufzuweisen. Dies wiederum erleichtert seine anschließende Dispersion und gewährleistet, daß die Lichtschwächung durch etwaige Reste des leitenden Materials klein bleibt.

Der leitende Film besteht vorzugsweise aus Antimon und kann anschließend durch Spülen in fließendem Wasser oder durch Brennen in Luft bei etwa 400° C oder durch Anwendung beider dieser Maßnahmen dispergiert werden.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den' leitenden Film elektrisch mit einem leitenden Ring zu verbinden, der als Rahmen für den Isolierstoffträger dient und sich in Sichtverbindung mit den beiden Elektroden befindet.

Die Erfindung wird in folgendem zum besseren Verständnis anhand der Zeichnung näher erläutert, in der schematisch eine Stufe des Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtschirms für einen Bildverstärker der oben beschriebenen Art dargestellt ist.

Durch Verteilen von 780 mg der Leuchtstoffpartikel, die auf den Leuchtschirm aufgebracht werden sollen, in 900 ml Isopropylalkohol wird eine Suspension hergestellt* Der Leuchtstoff besteht dabei z.B. aus feingraduiertem Zink-Silber-Sulfid (ZnSAg). Die Suspension wird etwa 15 Minuten

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lang mil; Ultraschall geschüttelt. Während dieser Zelt wird 21 ml einer ^j Zirkonnltrat-Lösung hinzugefügt. Mit Beendigung der Ultraschallbehandlung ist die Suspension ge*- brauchsfertig und wird in eine Transport-Zelle 1> gefüllt» die schematisch in der Zeichnung dargestellt ist.

Der Isolierstoffträger 2, auf den die Leuchtstoffpartikel aufgebrachtjtferden sollen, besteht aus einer feinen Glas- oder Glimmerscheibe» die auf einem leitenden Ring 5 befestigt ist* Der Isolierstoffträger wird vor Eintauchen in die Zelle 1 auf der Seite» auf die die Partikel aufgebracht werden sollen» mit einem leitenden Film 4 aus Antimon versehen» der sich über den Rand des Ringes 3 hinauserstreckt oder auf andere Weise elektrisch mit dem Ring verbunden ist· Der.Antimonfilm wird durch Verdampfen von 20 mg Antimon auf einer etwa 15 cm vom Isolierstoffträger entfernten Wolframspirale hergestellt. Seine Dicke beträgt nur einige 10 £ und verursacht eine Verringerung der Lichtdurohlässigkeit 4les Trägers von nur etwa 15 #·

Nachdem der Isolierstoffträger mit dem leitenden Antimonfilm versehen wurde, wird er in die in der Zelle 1 befindliche Suspension 7 getaucht, scjdaß er sich, wie in der Zeichnung angedeutet ist, awisohen Anode 5 und Kathode 6 befindet. Die Elektroden 5 und 6 sind etwa 4 bis 5 cm von-

v einander entfernt und der Isolierstoffträger ist etwa 3

bis 4 om entfernt von der Anode 5 bo angeordnet, daß der lei-

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tende PiIm dieser zugekehrt ist. Dann werden, ohne eine äußere elektrische Verbindung zum Ring 3 oder zum PiIm 4 herzustellen* Anode und Kathode an die entsprechenden Klemmen einer geeigneten Spannungsquelle von etwa 1 OO "bis 200 V angeschlossen. Die Spannung wird so bemessen, daß ein Strom von eta 14 mA durch die Flüssigkeit fließt. Bei einem Strom von dieser Größe wird in etwa 7 Minuten eine Monoschicht 8 aus Leuchtstoffpartikeln ( das ist eine Schicht von der Dicke der einzelnen Partikel) auf dem leitenden PiIm 4 abgelagert. "

Nach Ausbildung dieser Monoschicht werden dort keine weiteren Partikel mehr abgelagert, wo sich bereits Partikel niedergeschlagen haben, da der Leuchtstoff praktisch ein Isolator ist, auf dem keine Ablagerung erfolgt. Eine Verlängerung der Zeit für die Ablagerung über die Zeit für die Bildung der Monoschicht hinaus dient lediglich dazu, die volle Bedeckung des leitenden Pilms 4 mit Leuchtstoff zu erreichen. Da der leitende PiIm 4 nur den Strom aufnimmt, der benötigt wird, um den Aufbau elektrostatischer Ladungen auf den Träger ( 2 zu verhindern, ist eine gleichförmige Verteilung des Pilms auf der Oberfläche des Isollerstoffträgers nicht so wesentlich, wie wenn der PiIm selbst als Kathode 6 verwendet würde, und kleine Unregelmäßigkeiten neigen weniger dazu, eine ungleiche Verteilung der Leuchtstoffpartikel hervorzurufen.

Naoh Aufbringen der Leuchtstoffsohioht auf den leitenden

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PiIm 4 wird der Träger 2 aus der Zelle 1 herausgenommen und ungefähr 7 Minuten lang in (fließendem entmineralisierten Wasser gespült. Hierdurch wird der größte Teil des Antimonfilmes entfernt. Anschließend wird der so hergestellte leuchtschirm aluminisiert und daraufhin der Nitrozellulosefilmv der in bekannter Weise vor dem Aluminisieren auf die Leuchtstoffpartikel aufgebracht wurde, durch 10 Minuten langes Brennen des Schirmes in Luft bei etwa 400° C entfernt. Dieser Brennvorgang dient auch dazu, Reste von Antimon unter den Phosphorpartikeln zu oxidieren und/ oder zu entfernen, so daß am Ende die Beeinflussung der Durchlässigkeit des Isolierstoffträgers durch das Antimon geringfügig ist. Es ist dabei

ein Vorteil, daß die Entfernung oder das Unschädlichmachen des Antimonfilmes durch Schritte erreicht wird, die auch dann unternommen würden, wenn die Leuchtstoffschicht durch Niederschlagen ohne Verwendung des leitenden Films 4 aufgebracht worden wäre.

Die Suspension in der Zelle 1 kann zur Herstellung einer Reihe von Leuchtschirmen verwendet werden, jedoch sollte die Suspension vorzugsweise etwa 3Ö Sekunden lang vor erneuter Verwendung mit Ultraschall geschüttelt werden.

Da es sich bei der Schicht aus Leuchtstoffpartikeln um eine Monoschicht handelt, erhält man Leuchtschirme mit sehr feiner Struktur, die Bilder mit hoher Auflösung erzeugen können· Nach Entfernung des Antimons verbleiben die Partikel

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auf dem Isolierstoffträger 2 als eine dichtgepackte, haftende Schicht, die nur durch verhältnismäßig kräftiges mechanisches Kratzen entfernt werden kann. Wenn der leitende Film 4 jährend des Ablagerungsvorgangs keinem chemischen Angriff ausgesetzt, ist, können längere Ablagerungszeiten oder höhere Ströme von ungefähr 50 mA angewendet werden. Der Gebrauch selbständiger Elektroden 5 und 6 läßt solche hohen Ströme zu, und im Ergebnis kann die Erfindung zur Ablagerung von Leuchtstoffpartikeln größerer Abmessungen benutzt werden, die normalerweise aus der Suspension in der bei Verwendung kleinerer Ströme zur elektrophoretisohen Ablagerung erforderlichen Zeit ausfallen würden.

Die Erfindung 1st nicht beschränkt auf die Herstellung, von Leuehtschirmen, wie sie in Bildverstärkern benutzt werden, sondern kann auch zur Herstellung anderer Schirme und zur Ablagerung von anderen Materialien als Leuchtstoffpartikeln, z. B. von Partikeln aus magnetischem Material oder aus Metall angewendet werden. Auch braucht der leitende PiIm auf dem Isolierstoffträger nicht aus Antimon zu bestehen, eondern es kann bei dem beschriebenen Beispiel als Alternative auch Aluminium verwendet werden. Da der leitende Film sehr dünn sein kann und daher eine sehr geringe Llohtschwächung erzeugt, ist seine Entfernung nicht unbedingt erforderlich, und ein etwaiger Rest, der nach den Üblichen Verfahrensschritten des SpUlene und Brennens noch vorhanden ist, kann verbleiben.

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Falls gewünscht, kann ein strumpfmaschenartiges Gewebe aus nichtrostendem Stahlzwischen die Anode 5 und den Isolierstoffträger 2 während des Ablagerungsprozesses eingefügt werden, um der !Turbulenz in der Nähe der Elektrode 5 entgegenzuwirken.

Auch andere Abwandlungen können in dem beschriebenen Verfahren vorgesehen werden. Zum Beispiel kann anstelle der Verbindung des leitenden Filme 4 mit einem Ring 3, der in Sichtverbindung zur Anode 5 und zur Kathode 6 steht, auf der Oberfläche des Trägers 2, die der Kathode 6 zugewendet ist, ein ringförmiger Körper aus leitendem Material vorgesehen werden, der mit dem Him A verbunden ist.

- Patentansprüche Btf/Gz

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Claims (6)

Patentansprüehe

1. Verfahren zum Aufbringen einer dünnen Schicht kleiner teilchen auf einen Isolierstoffträger, dadurch gekennzeichnet« daß eine Oberfläche des Isolierstoffträgers zunächst mit einem elektrischleitenden Film versehen wird und der Träger dann so in eine Flüssigkeit, in der die kleinen Seuchen fein verteilt sind, getaucht wird, daß er sich zwischen zwei Elektroden befindet, und daß dann ohne elektrische Verbindung zum elektrischleitenden Film eine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden hergestellt wird, die eine Ablagerung von Teilchen auf dem leitenden Film bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffträger seine Lage in der Flüssigkeit durch Lagerung auf einem leitenden Ring erhält, der mit dem Film elektrisch verbunden ist und sich in Sichtverbindung mit beiden Elektroden befindet.

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3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet« daß der leitende Film aus Antimon hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet« daß die Oberfläche des Isolierstoffträgers nach Aufbringen der kleinen Seilchen gespült wird, so daß der leitende PiIm wenigstens teilweise entfernt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffträger nach Aufbringen der kleinen Teilchen in Luft gebrannt wird, um den leitenden Film oder dessen Reste zu oxidieren und/oder zu entfernen.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5· dadurch gekennzeichnet, daß das Brennen nach dem Spülen erfolgt.

7· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Teilchen Leuchtstoffpartikel sind·

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