DE2206292A1 - Speicherbildrohre und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Speicherbildrohre und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
- Publication number
- DE2206292A1 DE2206292A1 DE19722206292 DE2206292A DE2206292A1 DE 2206292 A1 DE2206292 A1 DE 2206292A1 DE 19722206292 DE19722206292 DE 19722206292 DE 2206292 A DE2206292 A DE 2206292A DE 2206292 A1 DE2206292 A1 DE 2206292A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- picture tube
- storage
- tube according
- cadmium sulfide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
- H01J29/10—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
- H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
- H01J31/122—Direct viewing storage tubes without storage grid
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/20—Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
- H01J9/233—Manufacture of photoelectric screens or charge-storage screens
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
Anmelderin: Stuttgart, den 7· Februar 1972
Hughes Aircraft Company P 2461 S/kg'
Centinela Avenue and
Teale Street 2206292
Culver City, Calif., V.St.A.
Speicherbildröhre und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicherbildröhre mit einem evakuierten Kolben, einem in dem Kolben angeordneten
Bildschirm mit einer Phosphorschicht, deren Lumineszenz
in Abhängigkeit von einem quer zur Phosphorschicht angelegten elektrischen Feld modulierbar ist, einer lichtdurchlässigen,
elektrisch leitenden Schicht auf einer Seite der Phosphorschicht, einer lichtundurchlässigen,
elektrisch isolierten Schicht auf der anderen Seite der Phosphorschicht, einer auf der lichtundurchlässigen Schicht
./.■■■
209852/0543
angeordneten Speicherplatte zur Erzeugung des elektrischen Feldes im Zusammenwirken mit der lichtdurchlässigen,
elektrisch leitenden Schicht und einer in dem Kolben angeordneten Elektronenkanone zur Erzeugung
eines die Speicherplatte abtastenden Elektronenstrahles mit elementarem Querschnitt.
Eine solche Speicherbildröhre ist aus der US-PS 5 344
bekannt. Bei dieser bekannten Speicherbildröhre wird die Speicherplatte in der Weise hergestellt, daß auf
eine Aluminiumelektrode eine Cadmiumsulfidschicht aufgebracht und in der Cadmiumsulfidschicht eine Sperrschicht
erzeugt wird % .indem die Aluminiumelektrode und die Cadmiumsulfidschicht
fiix mir bestens zwei Stunden in einer schwefelhaltigen
Atmosphäre auf eine Temperatur von 200 bis 400 C erwärmt werden. Diese bekannten Speicherbildröhren haben
den Νachteil, daß ihre Speicherplatten nur einer Potentialdifferenz
von wenigen Volt, gewöhnlich weniger als 10 V standhalten können und bei relativ geringen, durch das
Feld aufrechterhaltenen Stromstärken arbeiten, die in der Größenordnung von zehn bi3 einigen hundert Mikroampere
liegen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Speicherbildröhre der eingangs genannten Art zu
schaffen, die größeren Spannungen standhält und das Aufrechterhalten stärkerer Ströme ermöglicht.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Speicherplatte aus einer auf die lichtundurchlässige,
elektrisch isolierende Schicht aufgebrachten
209852/0543
Schicht aus Cadmiumsulfid mit einer Stärke von etwa 2 bis 15 /A.m und einer Elektrode besteht, die von einer
auf die Cadmiumsulfidschicht aufgebauten, aus zwei Stoffen unterschiedlicher Leitfähigkeit zusammengesetzten Schicht
und einer die zusammengesetzte Schicht bedeckenden leitenden Schicht gebildet wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Speicherbildröhre. Dieses Verfahren besteht
darin, daß die Cadmiumsulfidschicht nach dem Aufbringen auf die lichtundurchlässige Schicht in einer schwefelfreien
Atmosphäre während einer Zeit von 1 min bis 1 h auf eine Temperatur zwischen 585 und 525°C erwärmt und
unmittelbar danach in der herrschenden Atmosphäre, abgekühlt wird.
Die erfindungsgemäße Speicherbildröhre hat gegenüber
bekannten Speicherbildröhren verschiedene Vorteile, die sich auf die Betriebseigenschaften der Speicherbildröhre,
auf die Einfachheit und Sicherheit der Herstellung sowie
auf die bedeutend verbesserte Reproduziexbarkeit der verschiedenen Bauteile der Speicherbildröhre beziehen.
Die überlegenen Betriebseigenschaften ergeben sich aus einer um mehr als eine Größenordnung verbesserten Spitzenhelligkeit
des wiedergegebenen-Bildes, einer erhöhten Speicherzeit und einer ausgeprägten Verbesserung hinsichtlich
der Stabilität der Eesamtcharakteristik der Speicherbildröhre. Diese Verbesserungen ergeben sich vorwiegend
aus einer Modifikation des Herstellungsverfahrens und der Verwendung einer neuen Art von gleichrichtender,
negativer Elektrode. Die sekundären Ergebnisse dieser
209852/0543
Änderungen bestehen darin, daß die Herstellung weniger
kompliziert und weniger gefährlich ist, weil HpS und
andere schwefelhaltigen Gase bei der Herstellung nicht benötigt werden. Endlich hat die verbesserte Reproduzierbarkeit
Jedes Verfahrensschrittes zu einer bedeutenden Verminderung des Ausschusses bei der Produktion geführt.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der
Zeichnung dargestellten bzw. veranschaulichten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Speicherbildröhr-e und
des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei
anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich
oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen
Fig. 1 die schematische Darstellung einer Speicherbildröhre nach der Erfindung,
Fig. 2 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Abscheidung der Cadmiumsulfidschicht bei
der Herstellung der Speicherbildröhre nach Fig. 1,
Fig. 3 die schematische Darstellung einer Vorrichtung
zur Ausführung der dem Aufbringen der Cadmiumsulfidschicht nachfolgenden Wärmebehandlung bei
der Herstellung der Speicherbildröhre nach Fig. .1,
Fig. 4 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zum gleichzeitigen Aufdampfen der lichtundurchlässigen,
elektrisch isolierenden Schicht und der zusammengesetzten Elektrode der Speicherbildröhre
nach Fig« 1 und
209852/0543 #A
5 "und 6 Eigenschaften der Speicherbildröhre
nach Fig. 1 angebende Diagramme·
Die in Fig. 1 dargestellte, gitterlose Speicherbildröhre nach der Erfindung weist einen evakuierten Kolben 10 mit
einem weiten Hauptabschnitt 12 und einem Halsabschnitt 14 verminderten Durchmessers auf. An einem Ende des Halsab-Gchnittes
14 ist eine Elektronenkanone 16 angeordnet, die aus einer Kathode 18, einem Intensitätssteuergitter 20
und einer den Strahlformenden Einrichtung 22 besteht. Da bei der erfindungsgemäßen Speicherbildröhre Jede'
gebräuchliche Elektronenkanone verwendet werden kann, ist eine weitere Beschreibung einer solchen Elektronenkanone
nicht erforderlich. Zwischen der Elektronenkanone und dem weiten Hauptabschnitt 12 des Kolbens ist ein elektromagnetisches
Ablenkjoch 24 angeordnet, das den Halsabschnitt 14 des Kolbens 10 umgibt. Es versteht sich, daß
der von der Elektronenkanone 16 erzeugte Elektronenstrahl den Halsabschnitt 14 des Kolbens durchläuft und dabei.die
von dem Ablenkjoch 24 erzeugten elektromagnetischen Felder passiert, wodurch der Elektronenstrahl in bezug auf die
Achse des Kolbens 10 vertikal und horizontal abgelenkt werden kann. Es versteht sich, daß anstelle des in der
Zeichnung dargestellten elektromagnetischen Ablenksystems auch ein elektrostatisches Ablenksystem verwendet werden
kann.
Das dem Halsabschnitt 14 entgegengesetzte Ende des weiten Hauptabschnittes 12 des Kolbens 10 ist mit einer licht- ·
durchlässigen Frontplatte 26 versehen. Auf die Innenfläche der Frontplatte 26 ist eine Speicherplattenanordnung 30
209852/0543
— ο —
aufgebracht, die eine lichtdurchlässige, elektrisch
leitende Elektrode 31 in Form eines dünnen Filmes oder einer dünnen Schicht aus Metall, beispielsweise aus Gold,
umfaßt, Diese Elektrode 31 v/ird als untere Elektrode bezeichnet. Derartige durchsichtige, leitende Elektroden
sind bekannt und können auch aus anderen Stoffen als Metallen bestehen. So ist es möglich, zu diesem Zweck
einen dünnen Film aus Zinnoxid zu verwenden, der im Handel
als " NESA" bekannt ist. Auf die lichtdurchlässige Elektrode 31 ist eine Phosphorschicht aufgebracht, die so beschaffen
ist, daß das von ihr abgegebene Licht modulierbar ist und die durch Anlegen eines elektrischen Gleichfeldes zur
Lumineszenz anr-e· ca? ir3;s, Ein geeignetes Phosphormaterial
für eine solche EIcJ»ite\,4Wiines ζ enz schicht ist beispielsweise
ZnS:Cu, 01 oder Mn. Eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung von elektrolumineszierenden Stoffen^ die für
die erfindungsgemäße Speicherbildröhre geeignet sind5
findet sich in einem Aufsatz von P« Goldberg und J«, V/, Mckerson im "Journal of Applied Physics", Band 34 (1963)»
Seite 1601. Es versteht sich, daß hier unter "Phosphor" allgemein solche Stoffe zu verstehen sind, die Phosphoreszenz-Fluoreszenz-
oder Lumineszenz-Eigenschaften haben«, Auf die Elektrolumineszenz-Phosphorschicht 32 ist eine dünne, lichtundurchlässige isolierende Schicht 33 aufgebracht.
Auf die lichtundurchlässige Schicht 33 ist ein dünner Film oder eine dünne Schicht 34- aus einem Material aufgebracht,
das durch Anlegen eines Feldes in einem leitenden Zustand gehalten werden kann. Auf diese leitfähige Schicht 34· ist
eine zweischichtige Elektrode 36 aufgebracht, die als obere Elektrode 36 bezeichnet werden kann. Durch die V/andungen
209852/0543
des Korbens 10 hindurch sind zu der Speicherplattenanordnüng
elektrische Verbindungen hergestellt, die den Anschluß äußerer Spannungsquellen 40 und 42 und
damit das Anlegen eines bestimmten elektrischen Feldes . an die Schicht 34 mit einer von dem angelegten Feld abhängigen
Leitfähigkeit und an die Elektrolumineszenz-Phosphorschicht
32 zu ermöglichen. Die obere Elektrode besteht gewöhnlich aus einer aus ammengesetzt en Schicht 4-3,
die aus zwei Stoffen mit unterschiedlicher Leitfähigkeit besteht und unmittelbar an die dünne Schicht 34 aus
Cadmiumsulfid angrenzt, und einer Außenschicht 44 aus Metall oder einem anderen leitenden Material, In manchen
Fällen können auch spezielle dreilagige oder einlagige Elektroden benutzt werden. Die Spannungsquellen 40 und
42 legen an die Elektroden 31 und 36 ein Potential beliebiger Polarität an. ' ·
Es wurde festgestellt, daß die elektrischen Eigenschaften von Speicherplatten, die nach dem erfindungsgemäßen Ver<~
fahren hergestellt worden sind, in kritischer Weise von der thermischen Behandlung der dünnen Schicht 34 und den
Eigenschaften der oberen Elektrode 36 abhängen. Diese elektrischen Eigenschaften umfassen die Fähigkeit der
dünnen Cadmiumsulfidschicht 34, ihre Leitfähigkeit als
Ergebnis der Anregung mit dem Elektronenstrahl zu erhöhen, diese Leitfähigkeitsänderung zu speichern, aufeinanderfolgende
Anregungen zu integrieren und in den Zustand geringer Leitfähigkeit zurückzukehren, wenn das au die Cadmiumsulfidschicht
34 mit Hilfe der unteren und oberen Elektroden 31 bzw, 36 und den Spannungsquellen 40 und 42 angelegte
elektrische Feld umgekehrt oder aufgehoben wird.
209852/0543
Die Herstellung des gitterlosen Speicher- und Wiedergabeschirmes nach der Erfindung kann in fünf grundlegende
"Verfahrensschritte eingeteilt werden, nämlich 1· in das
Aufbringen der unteren Elektrode 31, der Phosphorschicht
32 und der lichtundurchlässigen Schicht 33 auf die Frontplatte
26,. 2. in der thermischen Behandlung der Elektrolumineszenzschicht
32, 3· in dem Aufdampfen der dünnen
Oadmiumsulfidschicht 34- auf die lichtundurchlässige
Schicht 33» 4-. in der thermischen Behandlung der Gadmiumsulfidschicht
34· und 5· in dem Aufbringen der oberen
Elektrode 36 auf die nach dem vierten Verfahrensschritt
behandelte Gadmiumsulfidschicht 34-. Die Herstellung der
erfindungsgemäßen Speicherbildröhre wird nun in der Reihenfolge
der genannten Verfahrensschritte beschrieben. Es versteht sich, daß die Verfahrensschritte in vielfältiger
Weise abgewandelt werden können und die Angaben über
Dimensionen und Gestalt nur beispielhaft sind·
Der erste Schritt bei der Herstellung der Speicherbildröhre besteht in der Vorbereitung der Frontplatte 26 und
der Abscheidung der sogen, unteren Elektrode 31· Im allgemeinen
kann eine Vielzahl von durchsichtigen, leitenden Stoffen als untere Elektrode aufgebracht werden. Es ist
jedoch erforderlich, daß die Innenfläche der Frontplatte
vor dem Abscheiden der Elektrode auf geeignete V/eise gut gereinigt wird. Auf der aus Glas bestehenden Frontplatte
wird eine Elektrode aus SnOpSb bevorzugt, weil dieses Material in hohem Maße lichtdurchlässig ist. Wenn eine
nicht handelsübliche untere Elektrode 31 im Laboratorium
durch Aufdampfen im Vakuum frisch hergestellt worden ist, bedarf es'keiner Reinigung oder sonstigen Behandlung ihrer
209852/0543
Oberfläche als Vorbereitung für die Abscheidung von Cadmiumsulfid. Die Phosphorschicht 32 und die dünne
lichtundurclilässige Schicht 33 werden auf die untere
Elektrode 31 durch übliches, ggf. gemeinsames Aufdampfen
aufgebracht. Die Elektrolumineszenzschicht 32 wird dann zur Aktivierung einer Wärmebehandlung unterworfen.
Der dritte Schritt bei der Herstellung der Speicherbildröhre besteht in der Abscheidung der OdS-Schicht 34· im
Vakuum. Die Abscheidung erfolgt im Rezipienten einer üblichen Hochvakuumanlage im Druckbereich von 1 χ 10 '
bis 1 x 10""·7 Torr. Der herrschende Druck scheint jedoch
nicht kritisch zu sein. Fig. 2 zeigt den Querschnitt
eines geeigneten Gerätes. Der das Vakuum enthaltende Rezipient wird von einer Grundplatte 50 und einer Glasglocke
52 gebildet. Die als Elektrode dienende Frontplatt
26 wird von Substrathaltern 53 aus rostfreiem Stahl
gehalten und mit Quarzlampen 54· beheizt. Ein entfernbarer
Verschluß 55 schirmt die Frontplatte 26 ab, bis die Abscheidung beginnen soll. Die Dicke der GdS-Schicht auf
der Frontplatte wird unter Verwendung optischer Interferenzen unmittelbar und fortlaufend gemessen. Zu diesem Zweck
werden ein Laser 56 und ein Detektor 57 verwendet, die
beide außerhalb der Glasglocke 52 angeordnet sind.
Das in der für elektronische Zwecke benötigten Reinheit in Form einer gepreßten zylindrischen Pille 58 vorliegende
OdS-Pulver wird aus einem Tantalschiffchen 60 verdampft,
das durch Widerstandsheizung erwärmt wird. Zu diesem Zweck wird durch das Tantalschiffchen 60 Strom
"."■'■' ./. ' 209852/0S43 ...:;:
hiiidurchgeleitet, der über Stromschienen 62 und Durchführungen
64 zugeführt vd.rd. Das Tantalschiffchen 60 ist so ausgebildet, daß die gepreßte Pille 58 in dem
Maße in das Schiffchen absinkt, wie das Cadmiumsulfid verdampft. Auf diese Weise wird eine wirksame thermische
Verdampfung während der langen Zeitspannen gewährleistet, die für die Abscheidung der CdS-Schicht benötigt, wird.
Die Verdampfungsöate wird durch Steuern des dem Tantalschiffchen
zugeführten Stromes bestimmt. Der Strom wird so eingestellt, daß auf die mit der Elektrode versehene
Frontplatte 26 in einer Stunde eine CdS-Schicht von 2,5
Dicke aufgebracht wird. Diese Aufdampfgeschwindigkeit wird mittels der optischen In^arferenzmessung überwacht. Typische
Dicken der CdS-Schicht liegen zwischen 5 und 12,5/im, so
daß Aufdampfzeiten von zwei bis fünf Stunden benötigt werden. Brauchbare Ergebnisse wurden mit Schichtdicken
zwischen 2 und 15 Λ111 u*^ Auf dampf geschwindigkeiten von
0,5 bis 10,0/tm/h erzielt. Um eine Erwärmung der verschiedenen
Bauteile in dem Rezipienten durch von dem Tantalschiffchen 60 ausgehende Strahlung zu vermeiden,
ist eine wassergekühlte Platte 65 unterhalb des Tantalschiffchens 60 angeordnet, die sich bis zum Umfang einer
aus rostfreiem Stahl bestehenden, zylindrischen Aufdampfkammer 66 erstreckt, die zwischen dem Tantalschi$;fchen
und den Substrathaltern 55 angeordnet ist. Die Wasserkühlung dient dazu, die von einem Thermoelement 67 gemessene Temperatur
der Wandung der Aufdampfkammer 66 auf weniger als 600C zu halten. Diese im Vergleich zur Temperatur der
Frontplatte 26, die etwa 1300C beträgt und von einem
Thermoelement 68 gemessen wird, niedrige Temperatur ist erforderlich, um die gewünschte Charakteristik der Schichten
209852/0543
zu erhalten. Es sei jedoch bemerkt, daß das wichtige Merkmal darin besteht, daß die Aufdampfkammer 66 und
die Grundplatte 50 auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden als die Frontplatte 26, wogegen die
Methoden, mit denen dieses Hesultat erzielt wird, vom
Fachmann frei gewählt werden können· Auch können die angegebenen Temperaturen selbst geändert werden, um die
Leitfähigkeit und die Strom-Spannungs-Charakteristik der CdS-Schicht zu verändern. Es wurden Substrat-Temperaturen
zwischen 100 und 200°C sowie Wandtemperaturen der Aufdampfkammer zwischen 40 und 90°C benutzt, um
CdS-Schichten der angegebenen Charakteristiken herzustellen.
Der vierte Schritt bei der Herstellung der Speicherbildröhre ist die thermische Behandlung des Endproduktes des
"Verfahrensschrittes 3· Eine bevorzugte Ausführungsform
dieses Schrittes wird durch 51Ig* 3 veranschaulicht. Ein
regelbarer Ofen 70 ist mit einem Quarzrohr 72 geeigneten
Durchmessers versehen. Ein Gaseinlaßrohr 74· führt vorgewärmtes
Gas ein, das den Kern des Ofens durchströmte Das Gas tritt aus einem kurzen Auslaßrohr ?5 aus dem Quarzrohr
72 aus. Die Temperatur wird nahe der Rohrmitte und damit auch nahe dem Zentrum der warmen Zone mit Hilfe
eines Thermoelementes 76 gemessen, das von einer Quarzhülle
77 umgeben ist. Die mit der Elektrode und der C admiumsulf ids chicht 34 versehene Fronisplatte 26 wird
nahe der Mitte der warmen Zone in das Quärzrohr 72 eingelegt.
Dem Quarzrohr 72 wird aus einer Gasflasche. 78
über einen Druckregler 79 und einen Durchflußmesser 80
ein geregelter Gasstrom zugeführt. . : · '
.■"■■■·· ./♦ "
209852/0543
ISg verstellt sich, daß bei diesem Verfahrens schritt
a\ich andere Einrichtungen benutzt v/erden können. Bei
.der Durchführung dieses Verfahrensschrittes wird zuerst die lrrontplatte 26 in das Quarzrohr 72 eingesetzt, wonach
das Quarzrohr mit dem von der Gasflasche 78 gelieferten Gas durchspült wird. Ein typisches Gas ist Argon, jedoch
sind auch andere schwefelfreie Atmosphären mit Erfolg
benutzt worden, einschließlich Stickstoff und Luft. Kach dem Durchspülen wird der Gasstrom, also beispielsweise
der Argonstrom, auf eine Menge von 30 l/h bei Standard*·
temperatur und -druck reduziert. Dann wird der Ofen eingeschaltet. In der Praxis wurden Durchflußmengen von 3 bis
60 l/h mit Erfolg benutzt. Der Ofen wird auf die gewünschte Temperatur gebracht, beispielsweise auf 500°C, und bei
dieser Temperatur während der gewünschten Zeit gehalten, beispielsweise während einer Minute. Es ist die Anwendung
von Temperaturen zwischen 385 und 525 0 während Zeiten
von 1 bis 60 Minuten mit Erfolg möglich. Die günstigsten Werte von Zeit und Temperatur hängen von der Dicke der
Cadmiumsulfidschicht 34·* dem Substratmaterial und der
Art des verwendeten Gases ab. Auch können die Eigenschaften der Anordnung bei gegebener Dicke der CdS-Schicht,
gegebenem Substratmaterial und gegebenem Gas durch eine Änderung von Behandlungstemperatur und -zeit geändert
werden. Nachdem die gewünschte Zeit abgelaufen ist, wird das Quarzrohr 72 aus dem Ofen 70 entfernt, so daß es in
einer Zeit von etwa 20 Minuten auf 70°G abkühlen kann. Bei Erreichen dieser Temperatur wird die Frontplatte 26 ·
aus dem Quarzrohr 27 herausgenommen.
Obwohl dieses schnelle Abkühlen zu besseren Resultaten führt, können auch Anordnungen der gewünschten Charakteristil·
209852/0S43
dadurch erzielt werden, daß das Quarzrohr 72 im Ofen
belassen und der Ofen abgeschaltet wird. Unter diesen Umständen erfolgt das Abkühlen der Frontplatte 26 etwa
um den Faktor 10 langsamer als beim Herausnehmen des Quarzrohres aus dem Ofen.
Der letzte Schritt bei der Herstellung besteht im Anbringen der oberen Elektrode 36 an dem Endprodukt des
vierten VerfahrensSchrittes, Bei der dargestellten
Speicherbildröhre besteht die obere Elektrode 34 aus zwei Schichten, obwohl,wie bereits erwähnt, auch spezielle
dreilagige oder einlagige Schichten verwendet werden könnten» Die als erstes aufzubringende Schicht 4-3 der zweischichtigen
Elektrode 36 ist eine aus zwei Stoffen verschiedener Leitfähigkeit
zusammengesetzte Schicht. Diese Schicht kann beispielsweise aus Metall und einem dielektrischen Material,
aus Metall und einem Halbleitermaterial oder aus einem Halbleitermaterial und einem dielektrischen Material bestehen.
Die zweite Schicht 44 nach Fig» 1 ist eine einfache metallische Außenschicht. Bei der dargestellten
Speicherbildröhre ist zu dieser metallischen Außenschicht der negative Kontakt hergestellt.
Eine bevorzugte Form der zusammengesetzten Schicht 43
besteht aus einem durch gleichzeitiges Aufdampfen von Gold und Siliziummonoxid erzeugten Gemisch. Diese zusammengesetzte
Schicht wird in einer Vakuumkammer 82 hergestellt, wie sie Fig. 4 veranschaulicht. In der
Praxis wird das Gold unter Verwendung eines Elektronenstrahl
Verdampfers 83 verdampft und es wird die Menge der Goldverdampfung mit Hilfe eines Aufdampfmeßgerätes 84
festgestellt und geregelt. In ähnlicher Weise wird das
209852/0543
Siliziumiaonoxid von einer Drumheller-Quelle 85 verdampft
und es wird die Menge dea verdampften Siliziuminonoxids
mit Hilfe eines Aufdampfmeßgerätes 86 gemessen und geregelt. Obwohl die Verdampfung beider Stoffe gleichzeitig
stattfindet, verhindert ein optischer Schirm 87,. daß eines der Aufdampfmeßgeräte den von der anderen Quelle
erzeugten Dampfstrom erfaßt. Der optische Schirm 87 läßt
jedoch zu, daß sich die Dampfströme im Bereich 88 der
Vakuumkammer 82 vermischen. In diesem Bereich 88 findet die Abscheidung der zusammengesetzten Schicht statt. Die
Frontplatte 26 wird in der Form, wie sie am Ende des Verfahrensschrittes 4 vorliegt, in einen rotierenden Substrathalter
90 eingesetzt, der durch einen Verschluß 92 abgeschirmt
ist. Dann wird die Vakuumkammer 82 auf etwa 10 Torr evakuiert. Die individuellen Verdampfungsraten werden dann
auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, der das Verhältnis der verdampften Stoffe in der abgeschiedenen Schicht
bestimmt, worauf der Verschluß 92 geöffnet und die Schicht während einer festen Zeit mit den eingestellten Verdampfungsraten abgeschieden wird, um die gewünschte Dicke zu erreichen.
Typische Filme haben eine Dicke in der Größenordnung von
ο
25OO A und enthalten einige Prozent Gold. Es können jedoch auch Schichten anderer Dicke und Zusammensetzung verwendet werden. Über dieser zusammengesetzten Schicht 43 wird dann eine durchgehende leitende Außenschicht 44 abgeschieden und dadurch die Anordnung fertiggestellt.
25OO A und enthalten einige Prozent Gold. Es können jedoch auch Schichten anderer Dicke und Zusammensetzung verwendet werden. Über dieser zusammengesetzten Schicht 43 wird dann eine durchgehende leitende Außenschicht 44 abgeschieden und dadurch die Anordnung fertiggestellt.
Wie erwähnt, besteht eine bevorzugte Ausführungsform der
zusammengesetzten Schicht aus gemeinsam aufgedampftem Gold und Siliziummonoxid. Es wurden jedoch auch andere Metall'3
als Gold mit Erfolg eingesetzt, wie beispielsweise Silber, Platin und Zinn. Auch kann Siliziummonoxid
209852/0B43
andere dielektrische Materialien ersetzt werden, beispielsweise durch Magnesiumoxid. Auch wurden in der
zusammengesetzten Schicht die metallische Komponente mit gutem Erfolg durch ein Halbleitermaterial ersetzt,
beispielsweise durch Germanium, Außer der gemeinsamen Aufdampfung wurden bei der Herstellung des zusammenge-
» setzten Filmes auch noch drei andere Techniken mit gutem Erfolg angewendet. Eine Technik besteht darin,
auf die Oberfläche der Cadmiumsulfidschicht 5^ eine
monomolekulare Schicht von Metallteilchen abzuscheiden und dann darüber eine dielektrische Schicht, beispielsweise
aus Siliziummonoxid, oder, eine Halbleiterschicht, beispielsweise aus Gadmiumtellurid, aufzubringen. Eine
andere Technik besteht darin, auf die Oadmiumsulfidschicht eine sehr dünne, unterbrochene Metallschicht aufzudampfen,
die von einer dielektrischen Deckschicht gefolgt wird. Alle diese Techniken verlangen das Aufbringen einer Außenschicht
aus leitendem Metall.
Die vorstehend beschriebenen Kontaktierungstechniken haben das gemeinsame Merkmal, daß die an die Oadmiumsulfidschicht
angrenzende Schichtoberfläche in allen
!fällen aus Inseln oder Fleckchen eines Materials eines
bestimmten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise von Metall, besteht, die von Bereichen aus einem Material eines anderen
Leitfähigkeitstyps, beispielsweise einem dielektrischen
Material, umgeben sind, Es ist dieses gemeinsame Merkmal, das in Verbindung mit der in der vorstehend beschriebenen
Weise hergestellten Cadmiumsulfidschicht zu der verbessert aufrechterhaltbaren Leitfähigkeit führt * die bei den er-·
findungsgemäßen Anordnungen angetroffen wird. ■
9852/0543
Die verbesserten Speichereigenschaften der erfindungs—
gemäßen Speicherbildröhre lassen die Diagramme nach den Pig. 5 und 6 erkennen· Fig. 5 zeigt die Strom-Spannungs-Charakteristik
der Röhre bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Polarität der angelegten Gleichspannung, nämlich bei
gegenüber der oberen Elektrode 36 positiv vorgespannten
unteren Elektrode 31. In dem Diagramm nach Fig. 5 ist
der induzierte Strom 100 derjenige Strom, der durch die Speicherplatte bei einer festen Spannung fließt, wenn
auf die Speicherplatte ein Elektronenstrahl auftrifft.
Der aufrechterhaltene Strom 102 ist derjenige Strom, der durch die Speicherplatte bei einer festen Spannung zu dem
5 s nach dem Auslöschen des Elektronenstrahles liegenden Zeitpunkt fließt. Der Löschstrom 103 ist derjenige Strom,
der durch die Speicherplatte 5 s nach dem Zeitpunkt fließt,
an dem die angelegte Spannung auf Null reduziert oder negativ gemacht worden ist. Es wurde beobachtet, daß es
genügt, die Spannung für eine kurze Zeitspanne von nur 10 ms auf 0 zu reduzieren, um den Löschstrom nach Kurve
zu erhalten. Es sei bemerkt, daß sich die aus Fig. 5 ergebende Charakteristik durch eine bedeutend höhere Betriebsspannung
und durch einen bedeutend höheren aufrechterhaltenen Strom als in bisher bekannten Anordnungen auszeichnet.
Das Diagramm nach Fig. 6 zeigt das Stromverhalten der erfindungsgemäßen Anordnung als Funktion der Zeit bei einer
angelegten festen Spannung von 40 V. Zur Zeit t *= 0 ist der
induzierte Strom 1OJ? angegeben, der durch einen einfallenden Elektronenstrahl ausgelöst wird. Nach dem Zeitpunkt t = 0
wird der Elektronenstrahl unterdrückt und es wird die Stärke des aufrechterhaltenen Stromes 106 bei weiterhin anliegender
209852/0543
• '2206232
_ "T7 —
Spannung von AO V angegeben». Zur Zeit, t = 2.8 s wird-die ■""
•anliegende Spannung auf O reduziert,. so daß kein Strom ■■ '■
fließt· Zur Zeit.t-β 35 s .wird erneut eine Spannung von
40 7 angelegt. Der dadurch, "bedingte Löschstrom 107 ist bis
zur Zeit t » 130'. s angegeben» Es ist ersichtlich, daß
der Löschstrom 1Q7 während längerer Zeiten ein kleinerer Bruchteil des aufrechterhaltenen Stromes.106 bleibt alsbei
bekannten Speicherbildröhren. . ■
Es ist weiterhin.zu bemerken, daß die· in den Fig* 5 und 6
wiedergegebene Charakteristik von der Einhaltung bestimmter Verfahrensparameter bei. der Herstellung der Speicherbildröhre
abhängt. Durch Ändern dieser. Parameter-,: ..wie beispielsweise
der Dicke der Cadmiumsiulfidschicht; J4, der Zeit- und
Temperatur der thermischen Hacihbehandlung und der Art der
oberen, Elektrode 36 können ei. Eigenschaften in einem .-■·-
großen Bereich verändert wprden. Die möglichen Betriebswerte
können etwa,in den .folgenden Bereichen liegen ::.
An die Speicherplatte angelegte Gleichspannung: 1 bis.120 V
induzierter Speicherplattenstrom, bezogen auf eine Blattenfläche von 0,3 cm2; 0,01 bis 225 mA . . · ' ■ aufrechterhaltener
Speicherplattenstrom, bezogen, auf eine.
Plattenfläche von 0,3 cm und gemessen 5 s nach Beendigung
der Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl! 0,001 bis 200 mÄ
Löschstrom,v bezogen, auf eine Plattenfläche .-vpn 0^5. cm· undgemessen
3 s nach einer, kurz zeitigen Aufhebungdey.angeW · ·
legten. Bpannungi OtOÖOö^ bis ,1 ioA·· .. . .::·,......,.'.:;
Wenn im.Betrieb dsr von der Elektronenkanone·,erzeugte^ ·^-'■·■ ·
Elektronenstr0!1!.* 4er S^01^ den, in .der Infprmatioii^.ent-- '■ ■ '
haltenden 8.ignalen. moduliert.. £i&$:, die Speicherplatte^-' -. i- ·
anordnung 30 abtaatet, wird die Schicht 3**- nit der vom
209852/0543
angelegten Feld aufrechterhaltenen Leitfähigkeit in
einem von Punkt zu Punkt gemäß der Modulation des Elektronenstrahles
wechselnden Ausmaß leitend.. Auf diese \ V/eise wird das an der Elektrolumineszenzschicht 32 anliegende'
elektrische Feld in einer, von Punkt zu.Punkt
wechselnden Weise erhöht, so daß ein sichtbares Bild
entsteht, das der darzustellenden Information entspricht. Da die Leitfähigkeit der Schicht 34 auch dann.noch erhalten
bleibt , wenn der Beschüß dieser Schicht, mit dem abtastenden
Elektronenstrahl beendet ist, bleibt die Elektrolumineszenz-Phosphorschicht
angeregt und bleibt mit einer mittleren-Helligkeit von 10 bis 40 Lux lumineszerend. Sae
Löaehisn gespeicherter Bilder kann von dem Abklingen der
Leitfähigkeit in der Cadmiumsulfidschicht, 34 abhängen.
Die Abklingzeit kann von einigen Sekunden bis zu Minuten '
betragen. Es ist auch möglich, die Cadmiumsulfidschicht
jederzeit in den ursprünglichen Zustand vor der Erregung oder dem Elektronenbeschuß zurückzubringen, indem das
angelegte'Feld kurzzeitig umgekehrt wird. Die Xichtundurchlässige
isolierende Schicht 33 hat den Zweck, eine optische Rückkopplung zwischen der Cadmiumsulfidschicht 34 und der
Elektrolumineszenzschicht 32 zu verhindern. Die lichtundurchlässige
Schicht 33 kann beispielsweise aus einem dünnen ITiIm aus Germanium oder einem Cermet aus Germanium
und Siliziummonoxid bestehen und.die von der Elektrolumineszenzschicht
32 erzeugten Photonen effektiv' daran
hindern, auf die Cadmiumsulfidsehicht 34 "rückgekoppelt"
zu werden und dadurch deren Leitfähigkeit in unerwünschter Weise zu beeinflussen.
.A
209852/0543
Claims (7)
- Patentansprüche ·Speicherbildröhre mit einem evakuierten Kolben, einem in dem Kolben angeordneten Bildschirm mit einer Phosphorschicht, deren Lumineszenz in Abhängigkeit von einem quer zur Phosphorschicht angelegten elektrischen Feld modulierbar ist, einer lichtdurchlässigen, elektrisch leitenden Schicht auf einer Seite der Phosphorschicht, einer lichtundurchlässigen, elektrisch isolierenden Schicht auf der anderen Seite der Phosphorschicht, einer auf der bildundurchlässigen Schicht angeordneten Speicherplatte zur Erzeugung des elektrischen Feldes im Zusammenwirken mit der lichtdurchlässigen, elektrisch leitenden Schicht und einer in dem Kolben angeordneten Elektronenkanone zur Erzeugung eines die Speicherplatte abtastenden Elektronenstrahls mit elementarem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherplatte aus einer auf die lichtundurchlässige, elektrisch isolierende Schicht (33) aufgebrachten Schicht (3^) aus Cadmiumsulfid mit einer Stärke von etwa 2 bis 15/un und einer Elektrode (36) besteht, die von einer auf die Cadmiumsulfidschicht (34-) aufgebrachten, aus zwei Stoffen unterschiedlicher Leitfähigkeit zusammengesetzten Schicht (43) und einer die zusammengesetzte Schicht bedecken-: den leitenden Außenschicht (44-) gebildet wird.
- 2. Speicherbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Schicht (43). aus einem Metall oder einem Halbleitermaterial und einem dielektrischen Material besteht.209852/0543
- 3. Speicherbildröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Gold, Aluminium, Silber, Platin oder Zinn ist.
- 4. Speicherbildröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial Germanium ist.
- 5· Speicherbildröhre nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material Siliziummonoxid oder Magnesiumoxid ist.
- 6. Verfahren zur Herstellung einer Speicherbildröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Cadmiumsulfidschicht (34·) nach dem Aufbringen auf die lichtundufchlässige Schicht (33) in einer schwefelfreien Atmosphäre währe'nd einer Zeit von 1 min bis 1 h auf einer Temperatur zwischen 385 und 525°O erwärmt und unmittelbar danach in der herrschenden Atmosphäre abgekühlt wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als schwefelfreie Atmosphäre Argon, Stickstoff oder Luft verwendet wird.209852/0543
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15438371A | 1971-06-18 | 1971-06-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2206292A1 true DE2206292A1 (de) | 1972-12-21 |
Family
ID=22551148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722206292 Pending DE2206292A1 (de) | 1971-06-18 | 1972-02-10 | Speicherbildrohre und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3681638A (de) |
JP (1) | JPS535035B1 (de) |
DE (1) | DE2206292A1 (de) |
FR (1) | FR2141664A1 (de) |
GB (1) | GB1374696A (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3740602A (en) * | 1969-06-18 | 1973-06-19 | Gen Electrodynamics Corp | Storage tube with photoconductor on mesh side facing conductive coating |
US3967151A (en) * | 1973-11-12 | 1976-06-29 | Hughes Aircraft Company | Sustained conductivity device comprising a plurality of Schottky barriers |
US3908148A (en) * | 1973-12-27 | 1975-09-23 | Watkins Johnson Co | Electro-optical transducer and storage tube |
AU3894595A (en) * | 1994-11-08 | 1996-05-31 | Spectra Science Corporation | Semiconductor nanocrystal display materials and display apparatus employing same |
-
1971
- 1971-06-18 US US154383A patent/US3681638A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-02-10 GB GB629472A patent/GB1374696A/en not_active Expired
- 1972-02-10 DE DE19722206292 patent/DE2206292A1/de active Pending
- 1972-03-17 FR FR7209422A patent/FR2141664A1/fr not_active Withdrawn
- 1972-03-18 JP JP2710772A patent/JPS535035B1/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1374696A (en) | 1974-11-20 |
JPS535035B1 (de) | 1978-02-23 |
US3681638A (en) | 1972-08-01 |
FR2141664A1 (de) | 1973-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3004546C2 (de) | Penning-Zerstäubungsquelle | |
DE973156C (de) | Verfahren zur Herstellung lichtelektrisch leitender Schichten fuer Photowiderstaende | |
DE2653242C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Überziehen eines Isoliersubstrats durch reaktive Ionenbeschichtung mit einer Oxidschicht | |
DE1144846B (de) | Verfahren zur Herstellung und zur Erhoehung der Oberflaechenleitfaehigkeit elektrisch leitender Filme sowie zur schichtweisen AEnderung des Leitungstyps fuer n- und p-Schichten, insbesondere fuer elektrolumineszente Flaechenlampen und Photozellen | |
DE1807097A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen eines UEberzuges auf ein Substrat | |
DE2659392C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes mit pn-Übergang | |
DE2722708A1 (de) | Verfahren zur ablagerung unter vakuum bei einer glimmentladung und anordnung fuer die glimmentladung | |
DE1421903B2 (de) | Verfahren zur herstellung einer photoempfindlichen halb leiterschicht auf einem waermebestaendigen nicht leitenden traeger | |
DE1489147B2 (de) | ||
DE1489986B1 (de) | Geschichteter Koerper mit durch Bestrahlung anregbarer elektrischer Leitfaehigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2216720C3 (de) | Festkörperbildspeicher nd Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1515300A1 (de) | Vorrichtung zur Herstellung hochwertiger duenner Schichten durch Kathodenzerstaeubung | |
DE1111748B (de) | Lichtempfindliche photoleitende Schicht | |
DE2612542C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines mit photoleitfähigem Selen beschichteten Gegenstandes fur die elektrophotographische Herstellung von Kopien | |
DE2206292A1 (de) | Speicherbildrohre und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2203735A1 (de) | Speicherplatte | |
DE715038C (de) | Braunsche Roehre mit Nachbeschleunigung | |
DE2828390A1 (de) | Photoleitfaehiges transparentes material und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2403893A1 (de) | Elektronenemitter, verfahren zu seiner herstellung und unter seiner verwendung gebaute elektronische oder optoelektronische einrichtungen | |
DE3610277C2 (de) | ||
DE2619507C3 (de) | Träger für Aufdampfschichten | |
DE958410C (de) | Elektrolumineszenzzelle | |
DE2125080B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials | |
DE2328603A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines photoleitenden elements | |
DE2305359B2 (de) | Vorrichtung zur reaktiven Aufdampfung dünner Schichten auf Unterlagen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHJ | Non-payment of the annual fee |