DE2162558A1 - Alphanumerische Lumineszenz-Bildröhre - Google Patents

Description

Alphanumerische Lumineszene-Bildröhre

Die Erfindung betrifft eine lumineszene-Bildröhre und insbesondere eine alphanumerische Lumineszene-Bildröhre mit Einrichtungen zum Emittieren von Elektronen oder Ionenpartikeln und fluoreszierende Einrichtungen mit einem isolierenden Substrat und einer Anordnung von Pluoreβzenssegmenten, die auf einer Oberfläche des Substrates ausgebildet sind, wobei jedes Segment vom anderen isoliert ist und selektiv durch Auftreffen emittierter Elektronen oder lonenpartikel aktiviert wird, und so ein gewünschtes Lumineszenemuster bildet.

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Der obengenannte Typ einer alphanumerischen Bildröhre wurde bereits in der WS-Patenteehrift 3 508 101 beschrieben sowie in einer amerik. Ingenieurszeitschrift "Electronics" vom Mai 1967, Seiten 212 bie 213· Die Benutzung erfolgt allgemein bei relativ niedriger Spannung, beispielsweise etwa 20 Volt. Das übliche Fluoreszenz segment dieser fluoreszierenden alphanumerischen Bildröhre wird gewöhnlich in der unten beschriebenen Weise ausgebildet· Zunächst wird eine leitende Schicht auf eine Oberfläche des isolierenden Substrates In einer geeigneten bekannten Weise abgeschieden. Sann wird dieses Substrat auf den Boden eines mit einer Suspension gefüllten Gefäßes gebracht, wobei in dieser Fluoreszenzpartikel und Metallionen des Kaliums oder Lithiums als Bindemittel suspendiert sind; die fluoreszierenden Partikel und Metallionen sedimentierem auf der Oberfläche des Substrats und bilden eine Fluoreszenz· schicht auf der leitenden Schicht. Biese in der sedimentären auf diese Weise hergestellten Fluoxszenzaohicht vorhandenen Metallionen vermindern in unerwünschter Weise die Lualneszen* der Fluoreszenzschicht, wo au0, diese Elektronen, oder Ionen niedrig« Energie, auf treffen oder aufschlagen. BIe bekannte Bildröhre erhält daher geringst möglich!« Mengen an als Bindemittel für die Fluoreszensmaterieliem wirkenden Metalliönen und hat somit den Machteil, dafi aufgrund des verminderten Gehaltes an solchem Binder das Fluoreszenz segment der üblichen Bildröhre an die leitende Schicht mit extrem geringer Festigkeit gebunden ist·

ErfindungBgemäß soll darum ein« alphanumerische Fluor·«««r a-Bildröhre (fluorescent alphanumeric display tube ) vorgeschlagen werden, bei der/fluoreszenzschicht fest an die leitende Schicht gebunden und darüber hinaus mit eine« Fluoreezenzsegment versehen ist, das in der Lage ist« voll bei großer Helligkeit lumeneszierend zu werden, selbst wenn hierauf Elekkronen oder Ionen relativ niedriger Energie auffcreffan«

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Die Erfindung geht aus von einer Lumineszenz-Bildröhre mit Einrichtungen zum Emittieren von Elektronen oder Ionenpartüeln und Fluoreszen^einrichtungen mit einem isolierenden Substrat und einer Anordnung von Fluoreazenzsegmenten, die auf einer Oberfläche dieses Substrates angeordnet sind, woTsei jedes Segment gegen das andere isoliert und selektiv aktiviert wird, indem man emittierte Elektronen oaer Ionenpartikel hierauf auf treffen läßt,, wodurch sieh ein gewünsehifö iuraineszenzmueter ergibtj und zeichnet sich dadurch aus, daß jedes PluoreazenBseginent eine auf die Oberfläche des Substrates abgeschiedene Kohlenstoffschicht umfaßt? sowie eine dieser Kohlenstoff schicht überlagerte !fluoreszenzschicht, die aus Partikeln aus fluoreszierenden Materialien gebildet ist, von denen die meisten einen Durchmesser, der wesentlich kleiner als der der diese Kohlenstoffschicht bildenden Partikel 1st und schließlieh eine zweite Fluoreszenzschicht atf dieser ersten Fluoreszenzschicht aufweist, die aus Partikeln aus fluoreszierenden Materialien besteht, von denen die meisten einen Durchmesser aufweisen, der wesentlich größer als der der diese erste Fluoreszenzschicht bildenden Partikel ist*

Eine beispielsweise Aueführungsform der Erfindung soll nun anhand der beillegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Fig, 1 ein Schnitt durch eine Pluoreezenzbildröhre nach der Erfindung ist; „

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung der lumineszenzanode der Fluoreszenzbildröhre nach

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Pig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie A-A der Lumineezensanode der Pig. 2 in Richtung der angegebenen Pfeile; und

Pig« 4 gibt schematise!! das Verfahren zur Herstellung der Lumineszenzsegmente nach Pig. 2 wieder·

In Pig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine alphanumerische Pluoreszenzbildröhre, die einen Vakuumkolben 2 aus transparentem Glas aufweist und hierin einen Draht 3 zum Emittieren thermischer Elektronen sowie eine netzartige Beschleuniger elektrode 4, eine Maske 5 zur enterseheidungskräftigen Angabe von Mustern, beispieleweise Buchstaben sowie eine Lumineszenzanode 6, wobei alle diese Elemente hermetisch innerhalb dieses Kolbens versiegelt sind. Die Elektrodenelemente sind an äußere Zuführungen angeschlossen, die aus leitenden Stäben bestehen und zwar über innere Zuführungen 7 aus leitenden Drähten.

Die Lumineszenzanode oder Elektrode 6 besteht, wie in den Pig. 2 und 3 dargestellt, aus einem isolierenden Substrat 10, das beispielsweise aus karamiBchem Material hergestellt ist, sowie einer Vielzahl von Pluoreezenzsegmenten 14, die auf der Oberfläche dieses Substrates nach einem¹ geeigneten Mosaikmuster angeordnet sind. Jedes Pluoreszenzsegment 14 umfaßt eine leitende Schicht 12 aua Graphit oder Kohlenstoff, ehe erste fluoreszierende Schicht 15 aus fluoreszierenden Partikeln, deren Durchmesser fast gleich oder kleiner als derjenige der diese leitende Sohicht bile"enden Partikel ist und eine zweite fluoreszierende Schicht 16 aus floureszierenden Partikeln, deren Durchmesser größer als der der Partikel ist welche diesserste fluoreszierende Schicht 15 bilden. Diese fluoreszierenden Segemente sind auf den Nuten 11 abgeschieden, die auf einer Oberfläche des isolierenden Substrates 10 ausgebildet sind. Die leitende Schicht 12 konfaktiert die inneren

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Zuführungen 7 und dringt in das isolierende Substrat 10 ein.

Die vorbeschriefeene Bildröhre 1 wird in Betrieb genommen, wenn die äußeren Zuführungen 8 mit der vorgeschriebenen Spannung beaufschlagt werden. Jetzt werden thermische Elektronen vom Draht 3 emittiert. Diese thermischen Elektronen werden durch die Beschleunigeranode 4 auf die Fluoreszenzanode 6 gerichtet. Werden die gewünschten Fluoreszenzsegmente 14 selektiv mit positiver Spannung über die äußeren Zuführungen 8 beaufschlagt, dann ,

treffen auf diese Segmente Elektronen auf, um lumineszierend zu projezieren, wobei sie ein leuchtmuster, beispielsweise gewünschte Zahlen darstellen.

Das Fluoreszenzsegement nach der Erfindung wird in folgender Weise hergestellt. Kohlenstoff, oder Graphitpulver, bestehend aus extrem feinen Partikeln mit einem mittleren Durchmesser zwischen etwa 3 bis 5 Mikron werden mit einer wässrigen Suspension vermischt, wobei die Suspension mit einem glasigen Binder, der hauptsächlich aus Kaliumoxyd besteht, vorgenommen wird. Dieses Gemisch wird beispielsweise nach dem bekannten Sprühverfahren auf diejenige Seite des isolierenden Substrat aus keramischem | Material, auf der diese Nut 11 ausgebildet ist, gebracht,Nach 'zug mit dem Gemisch wird das Substrat in Luft wärmebehandelt, wobei die Luft auf eine Temperatur zwischen 400 und 500⁰C erwärmt wird. Überflüssiger Kohlenstoff der sich auf den anderen Teilen der Oberfläche des Substrates 10 außer dem Boden der Nut 11 abgeschieden hat, wird durch geeignete Einrichtungen eliminiert, wodurch man die gewünschte leitfähige Kohlenstoffschicht ^Λ2 am Boden der Nut erhält.

Dieser Kohlenstoffschicht wird eine erste fluoreszierende

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Sohlcht nach dan folgenden Veifthrenssohritten überlagert. Zunächst wird eine· der bekannten fluoreszierenden Materialien (Zinkoxyd.naoh dieser Ausführuagsfora) in deionisiertes Wasser gegeben. Bas Zinkoxyd im äeionisiertem Wasser wird gerührt und sueaaaen sit Glasperlen Ton 1 bis 5 wm Durchaeeeer, die de« Wasser «!gesetzt werden, verzählen; erhalten wird eine Suspension aus Zinkoxydpartikeln.

Die Verteilung der PartikelgröSe dieses Zidbxjrdsuspension führt in einen gewissen Bereich· Mach dieser Jtasfünrungsfora hat das fluoreszierende Zinkoxyd eine editiere Partikelgröße τοη etwa 4 Mikron· Aue 4er Suspension werden feinere !artikel durch Absieden mit Wasser in der folgenden Welse erhalten· Die Suspension wird In ein Gefäß vergossen und mehrere Minuten lass *** *i»er Stelle welche Vibrationen weniger ausgeaetst ist, intakt belassen. Bekanntlich setzen sloli gröSere Partikel sohneller als kleinere ab. Bean wird nach "Abrahmen" betr. Abstreichen eine Suspension, welche feinere Partikel ednält, getrennt· Bis SrUQe der Partikel dieser so abgetrennten Suspension kann leioht durch die Zeitdauer gesteuert werden, fiber die die vorherige Suspension intakt belassen wird· Ia Falle dieser Ausführungsform hatten die mit Wasser abgesiebten Fluoreszenzpartikel meist eine Größe von weniger als zwei Mikron·

BIe nach dem bekannten Verfahren erhaltene Suspension· welche die feineren fluoreszierenden Partikel 24 enthält, wird aus einem Becher 23 in deioniaiertee Wasser 22 gegeben, welches, wie in Fig. 4 gezeigt in ein Gefäß 21 gefüllt wird. Am Boden des Gefäßes 2.1 befindet sich das keramische Substrat 10, bei dem die leitfähige Kohlenstoffschicht auf dem Boden der Nut 11 ausgebildet ist. Sie fluoreszierenden

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Partikel 24 setzen sich infolge Schwerkraft auf das keramische Substrat 10 ab und bilden eine fluoreszierende Schicht auf der Oberfläche dieses Substrates sowie auf der leitfähigen Kohlenstoffschicht 12. Nach dieser Ausführungsform ist diese erste Fluoreszenzschicht 15 etwa 10 Mikron dick.

Auf dieser ersten Fluoreszenzschicht 15 wird eine zwite Fluoreszenzschicht 16 in der gleichen Weise wie bei der Bildung der ersten Schicht abgeschieden . Jetzt werden Fluoreszenzpartikel, die in einer Suspensionsr schicht enthalten sind, nach dem Wassereiebverfahren hergestellt. Diese größeren Partikel sind im deionisierten Wasser suspendiert und werden auf die erste fluoreszierende Schicht 15 durch Sedimentierung zur Bildung der zweiten fluoreszierenden Schicht 16 abgeschieden. Nach dieser Aueführungsform ist,diese zweite fluoreszierende Schicht etwa 40 Mikron dick und besteht aus Partikeln, von denen die meisten eine Größe von mehr als zwei Mikron aufweisen. Das deionisierte .Waseei· 52 wird abgezogen. Dann .<vird d«n Substrat 10 thermisch getrocknet. Nach dem Trocknen wird Fluoreszenzmaterial das an den anderen !feilen der Substratfläche außer denen auf denen die leitfähige Schicht 12 ausgebildet ist, haftet, abgebürstet, wodurch man eine erste Fluoreszenzschicht 15 auf dieserleitfähigen Kohlenstoffechicht 12 erhält. Da die zweite Fluoreszenzschicht 16 in der gleichen Weise wie die erste Fluoreszenzschicht 15 ausgebildet ist wird die diesbezügliche Beschreibung ausgelassen.

Dae so hergestellte Fluoreszenzsegment 14 kann sehr fest an das Substrat 10 gebunden werden. Der Grund hierfür liegt vermutlich darin, daß in der Grenzfläche zwischen der leitfähigen Kohlenstoffschicht, und der ersten Fluoreszenzschicht 15 die relativ feineren Partikel dee fluoreszierenden

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Materials mit den relativ größeren KohlenstoffpartikeIn vermischt sind« Darüber hinaus zeitigt dieses fluoreszierende Segment 14 eine extrem hohe Lumineszenz. Dies darum, weil die zweite Fluoreszenzschicht 16, bestehend aus relativ großen Partikeln» die.Oberfläche des Segaentee t4 bildet und weil die ersten und zweiten flüoreszenssseaiciiten frei von Metallionen sind, was zu einer niedrigen Lumineszenz führt.

Die vorstehende BesehBibung bezieht sich auf den fall, daß eine Bild- und Darstellungsröhre verwendet wurcte, wo ein beliebiger aus einer Gruppe von Buchstaben oder Zahlen dargestellt wurde. Die Erfindung betrifft aber auch eine Bild» oder Darstellungeröhre der Bauart, bei der eine Vielzahl von Buchstaben öder Zahlen gleichzeitig dargestellt werden, beispielsweise einer Anzahl mit einer fielzahl von Ziffern (digits). Solch ein Typ einer fluoreszierenden Darstellußgeröhre umftßt einen hermetisch versiegelten oder verschweißten Vakuumkolben und einen innerhalb dieses Kolbens angeordneten Draht. Eine Ausrichtung von einer Vielzahl von Fluoreezenzanoden ist innerhalb dieses einzigen Kolbens angeordnet. Jede Anode umfaßt ein isolierendes Substrat und eine besondre Anordnung (array) fluoreszierender Segmente wird in der vorgenannten Weise hergestellt. Weiterhin bezieht sieh die vorgenannte , Austtihrungsform auf eine Vakuum-Flucreszenzdäretellungsröhre, die alt Elektronen arbeitet. Wird jedoch die Erfindung auf Bine Flüöresjsenz-Üntlade-. darstellungeröhre angewendet* die einen versiegelten Glaskolben tait ionisier ten Gasen, beispielsweise Neon, eine Anode und Fluoreszenzsegteiente der Kathode, die innerhalb dieses Kolbens angeordnet sind, umfaßt, und bei der die Darstellung durch Projekzierung von Lumineszenz aas dieser LumineBzenzkathode durchgeführt wird, indem bei der Entladung auftretende Ionen auftreffen, so sollte man als Kathode eine Luoineszenz-elektrode 6 mit eineas isolierenden Substrat verwenden, auf welchem die genannte η Pluoresisenzeegtäente ausgebildet sind»

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Claims (3)

1. Pat ent ans pr üche

   Alphanumerische Lumineszenz-Bild- oder Darstellungsröhre mit Einrichtungen zm emittieren von Elektronen oder Ionen- ' Partikeln und fluoreszierenden Einrichtungen mit einem isolierenden Substrat und einer Anordnung fluoreszierend r Segmente auf einer Oberfläche dieses Substrates, wobei jedes Segment gegen das andere isoliert und selektiv durch Auftreffen emittierter Elektronen oder lonenpartikel aktivierbar ist, derart, daß ein gewünschtes Lumineszenzmuster dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fluoreszenzsegemen eine auf die Oberfläche des Substrates abgeschiedene Kohlenstoffschicht aufweist; daß eine erste Pluoreszenzschicht der Kohlenstoffschicht über-lagert und aus Partikeln ais fluoreszierenden Materialien gebildet ist, von denen die meisten im wesentlichen eirm Durchmesser aufweisen der fast gleich oder kleiner als der diese Kohlenstoff bildenden Partikel istuid daß eine zweite Fluoreszenzschicht auf dieser ersten Fluoreszenzschicht angebracht ist und aus Partikeln fluoreszierender Materialien besteht, τοη denen die meisten einen Durchmesser aufweisen der weasitlich größer als der der Partikel ist, welche diese erste fluoreszierende Schicht bilden.
2. 2.) Alphanumerische Lumineszenz-Bild- oder Darstellungsröhre naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese ersten und zweiten Schichten aus fluoreszierendem Material im wesentlichen frei von irgendwelchen Metallionen sind.
3. 3.) Alphanumerische Bild· - oder DarsteTlungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese erste fluoreszierende Schicht im wesentlichen aus Partikeln aus fluoreszierenden

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   Materialien mit einem Durchmesser kleiner ale 2 Mikron besteht; und daß diese zweite fluoreszierende Schioht im wesentlichen aus Partikeln aus fluoreszierenden Materialien gebildet wird, deren Durchmesser größer als zwei Mikron ist.

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