DE2002331A1 - Ausgangsschirm fuer Bildwiedergaberoehren - Google Patents

Abstract

Es wird ein verbesserter Ausgangsschirm für Bildwiedergaberöhren beschrieben, der aus einem transparenten Träger, einer Phosphorschicht, die auf diesem Träger niedergeschlagen ist, einer Aluminiumschicht, die über der Phosphorschicht liegt, und einer dünnen Metallschicht aus Nickel, Kobalt und/oder Chrom besteht, die auf der Aluminiumschicht niedergeschlagen ist.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft Bildwiedergaberöhren, wie Schwarzweiß- und Farb-Fernsehröhren, Kathodenstrahlröhren, Bildwandler, Bildverstärker und Speicherröhren, und insbesondere die Ausgangsschirme solcher Röhren.

Die Ausgangsschirme von Bildwiedergaberöhren wandeln Elektronenbilder in optische Bilder um. Sie bestehen aus einem transparenten Träger, auf dem eine Schicht aus Phosphorpartikeln niedergeschlagen ist. Der Träger bildet typischerweise einen Teil des Bildröhrenkolbens. Über dem Phosphor ist eine dünne organische Sperrschicht niedergeschlagen, gewöhnlich in Form eines Lackes. Eine dünne Schicht Aluminium wird als nächste auf die organische Sperrschicht gedampft.

Die organische Sperre dient dazu, das Aluminium daran zu hindern, die Zwischenräume zwischen den Phosphorpartikeln zu füllen und den Träger zu bedecken.

Als nächstes wird der so gebildete Ausgangsschirm bei einer Temperatur im Bereich von 350 bis 425 °C ausgeheizt oder gebrannt, um Hydrierungswasser aus dem Phosphor und andere flüchtige Stoffe sowie die organischen Zersetzungsprodukte zu entfernen. Während dieser Wärmebehandlung oxydiert die organische Sperrschicht und dampft aus dem Schirm heraus. Nach dem Abkühlen des Ausgangsschirms ist dieser zur Montage in die Bildröhre bereit.

Die dünne Aluminiumschicht dient als Lichtreflektor, um den Emissionswirkungsgrad und den Kontrast zu verbessern, und im Falle von Bildwandlerröhren Streulicht vom Ausgangsschirm daran zu hindern, auf die Photokathode des Röhreneingangsschirms zu treffen. Darüberhinaus bildet die Aluminiumschicht ein elektrisches Kontakt- und Rückleit-Schaltelement für die vom Röhreneingangsschirm emittierten Elektronen.

Die Aluminiumschicht muss sehr dünn sein, um eine deutliche Dämpfung des Elektronenflusses durch die Schicht zu den Phosphorpartikeln zu verhindern. Wegen dieser geringen Stärke und der Verdampfungsmethode, durch die sie praktisch aufgebracht werden muß, ist die Aluminiumschicht porös. Während des Ausheizens wachsen diese Poren durch die Schrumpfung der Oberflächenplättchen des Aluminiums, die oxydiert werden. Das Wachsen der Porengröße ermöglicht, dass mehr Licht von der Phosphorpartikelschicht durch die Aluminiumschicht zum Röhreneingangsschirm zurückkehrt. Das Vorhandensein dieser Poren erhöht auch die Wahrscheinlichkeit einer chemischen Verunreinigung der Phosphorpartikel durch Agentien wie Alkalidämpfe, die von der Photokathode des Röhreneingangsschirms durch die Poren hindurchwandern. Dieses Problem ist zwar mit Versuchen angegangen worden, die Aluminiumschicht weniger porös zu machen, es wurde jedoch festgestellt, dass diese Möglichkeit sehr schwierig zu erreichen und zu kontrollieren ist. Der ungünstige Zustand ist deshalb im wesentlichen bisher toleriert und nicht beseitigt worden.

Durch die Erfindung soll deshalb ein verbesserter Ausgangsschirm für Bildwiedergaberöhren verfügbar gemacht werden.

Insbesondere soll durch die Erfindung ein Ausgangsschirm mit einer porösen Aluminiumschicht über einer Phosphorpartikelschicht verfügbar gemacht werden, bei dem Mittel vorgesehen sind, die das Wachsen der Poren verhindern, wenn der Schirm in einer oxydierenden Umgebung erwärmt wird.

Weiter soll durch die Erfindung ein Ausgangsschirm für Bildwiedergaberöhren verfügbar gemacht werden, bei denen eine Photokathode im Abstand vom Ausgangsschirm vorgesehen ist, und bei der Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen der Durchtritt von Licht vom Ausgangsschirm zur Photokathode verhindert wird.

Ferner soll durch die Erfindung ein Bildwiedergaberöhren-Ausgangsschirm mit einer porösen Aluminiumschicht über einer Phosphorpartikelschicht verfügbar gemacht werden, bei der

Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen der Durchtritt von Verunreinigungen durch die Poren zu den Phosphorpartikeln verhindert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Kurz gesagt wird durch die Erfindung ein verbesserter Ausgangsschirm für Bildwiedergaberöhren verfügbar gemacht. Der verbesserte Ausgangsschirm besteht aus einem transparenten Träger auf einer darauf niedergeschlagenen Phosphorschicht. Eine Aluminiumschicht liegt über der Phosphorschicht. Auf der Aluminiumschicht ist wiederum eine dünne Metallschicht aus Nickel, Kobalt und/oder Chrom niedergeschlagen.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Röntgenbildröhre mit verbessertem Ausgangsschirm nach der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Farbfernsehröhre mit einem verbesserten Ausgangsschirm nach der Erfindung; und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Ausgangsschirme gemäß Fig. 1 und 2.

In Fig. 1 ist eine Röntgenbildröhre mit einem evakuierten Kolben 1 dargestellt. Die Stirnseite der Röhre weist einen Eingangsschirm 2 auf, der aus einem Szintillator besteht, der in der Nachbarschaft des Kolbens angeordnet ist, und einer Photokathode, die über dem Szintillator liegt. Der Szintillator besteht aus einer dünnen Schicht eines röntgenstrahlenempfindlichen Phosphors, und die Photokathode aus einer Schicht Alkaliantimonid, die Elemente wie Natrium, Kalium und Cäsium enthält. Die Röhre weist ferner eine Beschleunigungs- und Fokussierelektrode 3, eine Anode 4 und einen Ausgangsschirm 5 auf.

Im Betrieb durchdringen Röntgenstrahlen, die von einem außerhalb angeordneten Röntgenstrahlengenerator erzeugt werden, ein zu beobachtendes Objekt. Die lokale Röntgenstrahlendämpfung hängt sowohl von der Stärke als auch der Atomzahl der Elemente ab, die das zu beobachtende Objekt bilden. Das Intensitätsmuster des Röntgenstrahls nach der Durchdringung des Objekts enthält also Information über die Struktur des Objekts. Dieses Röntgenstrahlenbild trifft dann auf den Eingangsschirm 2 auf, wo der Szintillator die Röntgenstrahlenphotonen absorbiert und als optische Photonen reemittiert. Die optischen Photonen treffen auf die Photokathode, wo sie Elektronen in einem Muster entsprechend dem anfänglichen auftreffenden Röntgenbild erzeugen. Die Elektronen werden dann in der Bildröhre auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt und mit der Elektrode 3 durch die Anode 4 auf den Fluoreszenz-Ausgangsschirm 5 fokussiert, der mit dem Auge oder einem anderen geeigneten optischen Aufnehmer betrachtet wird.

Die Farbfernsehröhre, die schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, besteht aus einem evakuierten Kolben mit einem Hals 6 mit relativ kleinem Durchmesser, der an einem Ende geschlossen ist und am anderen Ende an eine konische Sektion 7 anschließt. Kathodenstrahlenkanonen 8 sind im Hals 6 des Kolbens angeordnet. Die konische Sektion 7 ist mit einer Endwand abgeschlossen, die einen Fluoreszenz-Ausgangsschirm 5 aufweist. Eine Lochmaske 9 ist in der Röhre in der Nachbarschaft des Ausgangsschirms montiert, beispielsweise durch Punktschweißung. Aufgrund eines externen Signals projiziert die Kathodenstrahlenkanone 8 Elektronen durch die Maske 9 auf den Ausgangsschirm 5 in einem dem Signal entsprechenden Muster, der mit dem Auge oder einem anderen geeigneten optischen Aufnehmer betrachtet wird. Eine Schwarzweiß-Fernsehröhre kann in der gleichen Weise wie schematisch in Fig. 2 dargestellt aufgebaut sein, wobei allerdings die Lochmaske 9 weggelassen ist.

Der Ausgangsschirm 5 ist näher in Fig. 3 dargestellt, er weist eine Schicht 10 aus Phosphorpartikeln auf. Wenn der Schirm in der Bildröhre verwendet werden soll, kann ein P-20-Phosphor verwendet werden, der grundsätzlich aus ZnCdS:Ag zusammengesetzt ist. Bei der Farbfernsehröhre können verschiedene P-22-Phosphore verwendet werden. Der Phosphor wird auf einem transparenten Träger 11 niedergeschlagen, der aus Glas oder einem kristallinen Material wie Quarz oder Saphir bestehen kann. Eine dünne organische Sperrschicht 12, beispielsweise ein Lack, wird über die Phosphorschicht gestrichen. Eine Aluminiumschicht 13 wird anschließend auf die Sperre 12 aufgedampft. Schließlich wird eine dünne Nickelschicht 14 auf das Aluminium gedampft.

Während des Ausheizens verdampft die organische Sperrschicht 12 vom Schirm. Die Metallschicht 14 schließt die Poren in der Aluminiumschicht 13, so dass ein Wachsen der Porengröße verhindert wird, weil das Aluminium während des Ausheizens keinem oxydierenden Medium exponiert ist. Andere Metalle, die in Luft stabil sind und Phosphore nicht verunreinigen, beispielsweise Kobalt und Chrom, können statt Nickel verwendet werden, oder in Kombinationen oder Legierungen verwendet werden. Die zusammengefasste Stärke der Aluminium- und Nickelschichten hängt von dem speziellen Kathoden-Anodenpotential ab, das für die Röhre spezifiziert wird.

Wenn die Poren des Aluminiums effektiv abgedichtet sind und relativ klein gehalten werden, wird die Verunreinigung der darunterliegenden Phosphorschicht erheblich herabgesetzt. Verunreinigungen von der Röhrenphotokathode oder von äußeren Quellen wie Schweißgeräten, die bei der Montage anderer Röhrenbauteile verwendet werden, beispielsweise der Lochmaske 9, müssen durch relativ kleine Kanäle hindurchtreten, die durch die Schichten 14 und 13 führen, wenn sie zu den Phosphorpartikeln durchdringen wollen. Dementsprechend wird während der Röhrenmontage oder während des Röhrenbetriebes die Phosphorschicht 10 nur geringfügig ungünstig beeinflusst.

Claims (6)

1. Ausgangsschirm zur Umwandlung von Elektronenbildern in optische Bilder, bei dem eine Phosphorschicht auf einem transparenten Träger niedergeschlagen ist und eine Aluminiumschicht über der Phosphorschicht liegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine dünne Metallschicht aus Nickel, Kobalt und/oder Chrom auf der Aluminiumschicht niedergeschlagen ist.

2. Schirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Metallschicht unter Vakuum auf die Aluminiumschicht aufgedampft ist.

3. Schirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphorschicht aus ZnCdS:Ag besteht.

4. Schirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er in der Nachbarschaft einer Lochmaske einer Farbfernsehröhre angeordnet ist.

5. Schirm nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass er an einem Ende einer Schwarzweiß-Fernsehröhre angeordnet ist.

6. Schirm nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass er an einem Ende einer Strahlenbildröhre angeordnet ist, die am anderen Ende einen Eingangsschirm aufweist, mit dem Strahlenbilder in Elektronenbilder umgewandelt werden.