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Speicher-Antikathode Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicher-Antikathode
mit einer hohen Geschwindigkeit und einer hohen Helligkeit für die Verwendung in
einer elektronischen Bildspeichervprrichtung. Im besonderen betrifft sie eine Antikathode,
die ein Paar in einem dichten Abstand angeordneter, sich gegenüberliegender, leitender
Schichten aufweist, die in einer außergewöhnlichen Weise gehalten werden. Diese
Schichten kontrollieren die Verteilungen der elektrischen Felder in der Antikathode
in der Weise, daß erstrebenswerte Schreibgeschwindigkeiten und Helligkeitscharakteristika
erreicht werden, die mit den bislang bekannten Speicher-Antikathoden unerreichbar
schienen.-Nur zum Zweck der Erläuterung werden bevorzugte Aus führungs formen der
Erfindung anhand einer Bildspeichervorrichtung, wie z.B. einer Bildspeicherröhre,
beschrieben. Dazu ist jedoch zu bemerken, daß die Erfindung ebensogut für elektrisch
ablesbare Speichervorrichtungen Verwendung finden kann.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Speicher-Antikathode
zu schaffen, die für den oben näher erläuterten Zweck geeignet ist und mittels welcher
Schreibgeschwindigkeiten und Bildhelligkeitsbedingungen erreicht werden können,
die mit den bislang bekannten Speicher-Antikathoden nicht erreichbar waren.
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Weiter soll nach der Erfindung eine Antikathode geschaffen werden,
die mit beträchtlich größerem Wirkungsgrad die Aufnahmevon Sekundäremissionselektronen
durchzuführen vermag, als dies mit herkömmlichen Antikathoden möglich ist.
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Schließlich soll durch die Erfindung eine Antikathode der kurz angedeuteten
Art geschaffen werden, welche in den verschiedenen Ausführungsformen (die nachfolgend
näher beschrieben werden sollen) sowohl mit als auch ohne die üblichen Eiektronenkanonen
zur Anwendung kommen kann.
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Nach der Erfindung weist die Antikathode ein Paar sich mit einem Abstand
gegenüberliegende leitende Schichten auf, von denen eine (in gewissen Anwendungsbereichen)
die Form einer transparenten leitenden Schicht auf der Innenseite der Glas-Stirnfläche
einer Speicherröhre annehmen kann, während die andere als leitendes Gitter ausgebildet
sein kann, das mit einem geringen Abstand von und im wesentlichen parallel zu dieser
Schicht angeordnet ist. Um die leitenden Schichten in dieser sich im Abstand gegenüberliegenden
Lage zu halten, bzw. im einzelnen, um das Gitter von der Schicht abzustützen, dienen
Vorsprünge, die man als Kegel, Inseln oder Stiele aus einem geeigneten Isolationsmaterial
bezeichnen kann, wie z.B. Glas, die zwischen der Schicht und dem Gitter verteilt
sind. Nach einem wesentlichen Merkmal
der Erfindung haben diese
isolierenden Kegel den alleinigen Zweck (und sie sind dementsprechend konstruiert),
die einzige strukturelle Stütze zwischen den leitenden Schichten zu bilden und physikalische
Kräfte von der einen Schicht auf die andere zu übertragen.
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Auf der Antikathode ist ein Speichermedium für elektrische Ladungen
entweder in der Form eines dicht zusammenhängenden Belages oder einer zusammenhängenden
Schicht verteilt, die aus einem herkömmlichen Material bestehen kann, wie beispielsweise
aus einer Mischung aus Magnesiumoxyd und einem Phosphor. Dieses Medium nimmt zumindest
teilweise den Raum zwischen den Schichten ein, der zwischen den isolierenden Stützkegeln
frei bleibt.
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Das Ladungsspeichermedium, gleichgültig in welcher Weise es verteilt
ist, hat nicht den Zweck, die leitenden Schichten zu stützen. Im besonderen sind
die Isolierkegel in der Antikathode vorgesehen, um zu vermeiden, daß das Ladungsspeichermedium
als physikalische Stütze für die Schichten dienen muß.
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Bei einem derartigen Aufbau werden die gewünschten, oben erwähnten
Geschwindigkeits- und Helligkeitsmerkmale erreicht. Die Erfindung soll im folgenden
anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert werden. Dabei zeigt, bzw. zeigen im einzelnen: Fig. 1 eine stark
vereinfachte, schematische, ansicht einer als Bildröhre ausgebildeten elektronischen
Speicherröhre, die mit der erfindungsgemäßen Speicher-Antikathode versehen ist.
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Fig. 2 eine der Figur 1 ähnliche Darstellung, die eine ähnliche Röhre
beschreibt, in welcher keine Zusatz-Elektronenkanonen vorgesehen sind, Fig. 3 einen
Teilquerschnitt entlang der Schnittlinie 3-3 der Fig. 1, in welcher ein Teil der
Antikathode dargestellt ist, die in der Röhre gemäß Fig. 1 Verwendung findet, Fig.
4 der Fig. 3 ähnliche Darstellungen, die andere erfindungsbis 7 gemäße Ausführungsformen
erläutern, die für den Einsatz in der Röhre gern. Fig. 1 geeignet sind, Fig. 8 einen
Teilquerschnitt entlang der Schnittlinie 8-8 der Fig. 2, der einen Teil der Antikathode
erläutert, die in der Röhre gem. Fig. 2 Verwendung findet, und Fig. 9 eine den Figuren
3 bis 7 ähnliche Darstellung, die eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Antikathode erläutert.
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In Fig. 1 ist eine elektronische Speicherröhre oder Vorrichtung 10
in der Art einer Bildröhre dargestellt. Die Röhre 10 besteht im wesentlichen aus
einem evakuierten Glasgehäuse mit einer durchsichtigen Stirnfläche 14. Innerhalb
des Glasgehäuses 12 sind herkömmliche Elektronenkanonen einschließlich einer solchen
für einen Schreibstrahl 16 sowie ein Paar Zusatzelektronenkanonen 18 angeordnet.
Außerdem befinden sich innerhalb des Glasgehäuses eine herkömmliche Kollimationselektrode
sowie eine Speicher-Antikathode 22, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut
ist. Die Elektrode 20, die in Fig. 1 teilweise im Querschnitt gezeigt ist, besitzt
die Form eines Bandes oder eines Ringes, das bzw. der an die Stirnfläche 14 angrenzend
vorgesehen ist. Die Antikathode 22 ist direkt auf der Innenseite der Stirnfläche
angeordnet.
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Es ist noch zu bemerken, daß die Röhre 10 und die darin angeordneten
Teile in Fig. 1 lediglich schematisch angeordnet sind, ohne dabei auf die exakte
relative Proportionierung und Lage der Teile zueinander zu achten.
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Die Figuren 3 bis 7 zeigen Teilquerschnitte von fünf unterschiedlichen,
jedoch sehr ähnlichen Ausführungsformen einer Speicher-Antikathode, die in die Röhre
10 eingesetzt werden kann, wobei die Fig. 3 im besonderen einen Teil der Antikathode
erläutert, die im Zusammenhang mit der Röhre der Fig. 1 verwendet werden kann. All
diese fünf Ausführungsformen der Antikathode, die jeweils mit der Bezugsziffer 22
versehen sind, weisen gemeinsam vier Grundbestandteile auf; Eine leitende Schicht
24, auf dieser Schicht angeordnete elektrisch isolierte Vorsprünge oder Kegel 26,
ein leitendes Gitter 28, das von den Kegeln 26 getragen wird, und ein Speichermedium
30 für elektrische Ladungen. Die in den Figuren 3 bis 7 dargestellten Antikathoden
unterscheiden sich grundsätzlich in ihrem spezifischen Aufbau und den Anordnungen
der j åeweiligen Ladungsspeichermedien, wobei diese Medien in den Antikathoden gem.
Fig. 3 und 4 jeweils als Einzelschicht aufgebracht sind, während die Ladungsspeichermedien
der anderen drei Antikathoden jeweils die Form einer inneren und äußeren oder einer
Doppelschicht (30a, 30b) haben.
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Die leitenden Schichten, Isolierkegel und die leitenden Gitter einer
beiden der in den Figuren 3 bis 7 dargestellten Antikathoden sind im wesentlichen
gleich. Jede Lage 24 besteht aus einem dünnen, von Durchbrechungen freien, zusammenhängenden
Film aus transparentem Zinnoxyd, das in einer herkömmlichen Weise auf die Innenseite
der Stirnfläche einer Speicherröhre, wie beispielsweise die Stirnfläche 14, aufgebracht
ist. Dieser Film hat die
Dicke von etwa 0,00254 mm. Die Kegel 26
innerhalb der Antikathode, die hier die Form von voneinander getrennten Eegelnaus
einem Isolationsmaterial haben, werden nach herkömmlichen Verfahren auf die Innenseite
der Schicht 24 der Antikathode aufgebracht. Diese Kegel, die in diesem Fall aus
Glas hergestellt sind, haben vorzugsweise eine Höhe von 0,51 mm von der Oberfläche
der Schicht 24. Das hier verwendete Gitter 28 besteht aus einem herkömmlichen Nickelgitter
mit einer Dicke von etwa 0,0127 mm und besitzt eine Lichtdurchlässigkeit von annähernd
50%. Das Gitter 28 wird von den äußeren Spitzen der Kegel 26 gehalten und kann hieran
auf eine herkömmliche Weise befestigt sein, wie beispielsweise durch einen herkömmlichen
Hochtemperatur-Heiz- oder Feuervorgang, um das Gitter auf die Kegel aufzuschmelzen.
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Bei dem Aufbau der beschriebenen Ausfübrungsformen der Antikathode
ist eine stabile, elektrisch isolierte Halterung zwischen der Schicht und dem Gitter
der Antikathode gewährleistet, wobei gemäß der Erfindung eine zuverlässige Aufnahme
und Ubertragung aller physikalischen Kräfte zwischen der Schicht und dem Gitter
gegeben ist. Die Kegel innerhalb der Antikathode halten vorzugsweise die Schicht
und das Gitter in einem dichten Abstand, jedoch voneinander getrennt und in einer
im wesentlichen parallelen Weise. Während die Kegel oder Vorsprünge, wie sie bei
den hier beschriebenen Antikathoden vorgesehen sind, die Form von getrennten Kegeln
aufweisen, können jedoch auch anders geformte Vorsprünge, wie beispielsweise lange
parallele oder sich kreuzende Grate vorgesehen sein, wenn dies erwünscht ist. Wichtig
ist nur, daß der Aufbau eine Schicht, ein Gitter und dazwischenliegende Vorsprünge
aufweist, wobei die Vorsprünge den Zwischenraum
zwischen dem Gitter
und der Lage nicht vollständig ausfüllen sollen, wodurch relativ gleichmäßig verteilte
Taschen oder Leerräume zwischen dem Gitter und der Lage über die gesamte Oberfläche
der Antikathode entstehen.
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Nach der Erfindung wird ein Material zum Speichern elektrischer Ladungen
über die Antikathode verteilt, wobei es zumindest teilweise den Raum zwischen der
Lage und dem Gitter ausfüllt, der nicht durch die Segel 26 eingenommen wird. Dabei
ist noch herauszustellen, daß, während die Ladungsspeichermedien der einzelnen Ausführungsformen
der Antikathoden gemäß den Figuren 3 bis 7 sich voneinander unterscheiden, sie jedoch
alle in der soeben beschriebenen Weise verteilt sind.
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Das in einer einzigen Lage aufgebrachte Material 30 in der in Fig.
3 dargestellten Antikathode besteht vorzugsweise aus einer Mischung eines geeigneten
herkömmlichen Phosphors, wie beispiels weise ein P1- oder P31-Phosphor und einem
Material wie Magnesiumoxyd, das ausgeprägte Sekundärelektronen-Emissionscharakteristika
zeigt. Eine geeignete Mischung kann aus 80 Volumenprozent eines der beiden erwahnten
Phosphormaterialien und 20 Volumenprozent Magnesiumoxyd bestehen. Wie aus Fig. 3
deutlich ersichtlich ist, ist das Material 30 zwischen der Lage 24 und dem Gitter
28 verteilt und steht mit der ersteren in Kontakt. Das in einer einzigen Lage aufgebrachte
Ladungsspeichermedium der Antikathode gemäß Fig. 4 ist vorzugsweise mit der Zusammensetzung
der eben beschriebenen Antikathode gemäß Fig. 3 im wesentlichen identisch; es ist
jedoch in einer solchen Weise verteilt, daß es sowohl die Lage 24 als auch das Gitter
28 berührt und das Gitter bedeckt.
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Bei dem Antikathodenaufbau gemäß Fig. 5, bei welchem das Ladrngsspeichermedium
aus einer inneren Lage 30a und einer äußeren Lage 30b besteht, wird für die innere
Lage 30a vorzugsweise im wesentlichen das gleiche Material verwendet, was für die
Einzellage der Antikathoden gemäß den Figuren 3 und 4 eingesdzt wurde. Außerdem
ist die Lage 30a der Antikathode gemäß Fig. 5 in nahezu der gleichen Weise verteilt,
wie das Ladungsspeichermedium der Antikathode gemäß Fig. 3. Die Lage 30a steht mit
der leitenden Schicht 24 in Verbindung. Die äußere Lage 30b gemäß Fig. 5 besteht
vorzugsweise aus einem Material wie Magnesiumoxyd mit ausgeprägten Sekundärelektronen-Emissionscharakteristika.
Wie aus Fig. 5 deutlich wird, steht die Lage 30b einerseits in Verbindung mit der
Lage 30a und andererseits mit dem Gitter 28. Die Lage 30b bedeckt das Gitter 28
der Antikathode gemäß Fig. 5, obwohl sie auch, wenn dies gewünscht wird, als teilweise
abdeckende Lage verteilt sein könnte.
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Eine ein wenig abgeänderte Ausführungsform der Antikathode gemäß Fig.
5, die für bestimmte AnwendungsdPeiche gewünscht sein kann, könnte in einem Austausch
der jeweiligen Materialien liegen, die für die Lagen 30a und 30b verwendet werden.
Mit anderen Worten, die Lage 30a würde Magnesiumoxyd oder ein ähnliches Material
enthalten, während die Lage 30b eine Mischung der früheP beschriebenen Materialien
enthalten würde.
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In der Antikathode gemäß Fig. 6a ist die Lage 30a so aufgebracht,
daß sie sowohl mit der Schicht 24 als auch mit dem Gitter 28 in Berührung steht
und das Gitter bedeckt. Die Lage 30b befindet sich in den Aussparungen der Lage
30a. Vorzugsweise enthält die Lage 30a Magnesiumoxyd oder ähnliches und die Lage
30b die früher beschriebene, Phosphor enthaltende Mischung. Eine ein
wenig
geänderte Ausführungsform dieser Anordnung ist --wöglich, indem man die Materialien
der Lagen austauscht, -wie dies im Zusammenhang mit der Antikathode gemäß Fig. 5
beschrieben wurde.
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In der bei der Antikathode gemäß Fig. 7 beschriebenen Doppellagenstruktur
befinden sich beide Lagen zwischen der leitenden Schicht 24 und dem Gitter 28. Die
innere Lage 30a enthält vorzugsweise ein Material wie Magnesiumoxyd, das mit der
Schicht 24 in Berührung steht. Die äußere Lage 30b berührt die Lage 30a und wird
vorzugsweise aus der oben beschriebenen, Phosphor enthaltenden Mischung gebildet.
Der Austausch def Materialien innerhalb der Schichten ist als Abänderung für gewisse
Anwendungsbereiche möglich.
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Ein wichtiges Nerkmal des Aufbaues aller bislang beschriebenen Antikathoden
liegt darin, daß die Speichermedien für die elektrischen Ladungen-keine Kräfte zwischen
der leitenden Schicht und dem Gitter übertragen und auch nicht übertragen sollen,
Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, sind die isolierenden Vorsprünge oder
Kegel 26 zu diesem Zweck vorgesehen. Aus diesem Grunde können innerhalb des Ladungsspeichermediums
für die Antikathode ohne weiteres Naterialin verschiedener Dichte verwendet werden,
im besonderen in einer zusammengesetzten Struktur, wie die beiden leitenden Schichten,
die durch die Lage 24 und das Gitter 28 gebildet werden, ohne daß die Gefahr besteht,
daß durch die zwischen den leitenden Schichten bestehenden Kräfte eine Zerstörung
eintritt.
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In der Fig. 2 ist eine weitere Bildspeicherröhre 32 dargestellt, die
unter vielen Gesichtspunkten der Röhre 10 gleicht, mit der Ausnahme, daß die Röhre
32 keine Zusatzelektronenkanonen besitzt.
Dementsprechend besteht
die ROhre 32 aus einem Glasgehäuse 34, das im wesentlichen dem oben erwähnten Gehäuse
12 entspricht, mit einer Stirnfläche 36, ähnlich der Stirnfläche 14.
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Innerhalb des Gehäuses 34 befindet sich eine Schreibstrahl-Elektronenkanone,
die der Kanone 16 ähnlich ist, sowie eine Richtelektrode 38, die der Elektrode 20
entspricht. Außerdem befindet sich auf der Innenseite der Stirnfläche 36 des Gehäuses
34 eine abgeänderte Speicher-Antikathode 40, die gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist.
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Die Antikathode 40 ist in der Fig. 8 näher erläutert. Auch diese Antikathode
weist, wie die vorher beschriebenen, eine transparente, leitende Schicht mit darauf
befindlichen elektrisch isolierten Vorsprüngen oder Kegeln auf, die ein leitendes
Gitter tragen, während außerdem ein Speichermedium für elektrische Ladungen vorgesehen
ist. Diese vier Bestandteile sind mit den entsprechenden Bezugsziffern versehen,
die im Zusammenhang mit ähnlichen Teilen bei den vorher beschriebenen Antikathoden
verwendet wurden. Der Hauptunterschied zwischen der Antikathode 40 und den vorher
beschriebenen Antikathoden 22 liegt darin, daß Teile der Schicht 24 und der Innenfläche
der Stirnfläche 36 sbgeätzt worden sind, so daß Öffnungen in der Schicht entstehen,
die die Kanten 24a freilegen. Die Kanten 24a stehen in Berührung mit dem Ladungsspeichermedium
30, das, wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, in einer einzelnen Lage innerhalb der Antikathode
40 verteilt ist. Das Ladungsspeichermedium innerhalb dieser Antikathode besteht
vorzugsweise aus der oben erwähnten, Phosphor enthaltenddn Mischung.
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Die Weise, in welcher die Antikathode 40 arbeitet, wird im Vergleich
mit den Arbeitsweis&ider Antikathoden gemäß den Figuren
3 bis
7 später noch näher erläutert. Es soll jedoch erwähnt werden, daß der Aufbau der
Antikathode *0, bei welcher die Kanten 24a durch Öffnungen innerhalb der Schicht
24 freigegeben werden, eine Konstruktion darstellt, die auch unter Verwendung jeder
der oben erwähnten Verteilungen des Ladungsspeichermediums eingesetzt werden kann.
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Die Fig. 9 stellt einen Querschnitt eines Teils der AntikathodS dar,
bei welcher es sich um eine weitere Ausführungsform der Erfindung handelt. Die beschriebene
Antikathode 42 befindet sich auf der Innenseite der Stirnfläche 14 der Röhre 10.
Wie bei den vorher beschriebenen Antikathoden 22 besteht auch die Antikathode 42
aus einer leitenden Schicht 24, darauf befindlichen Isolierkegeln 26, einem leitenden
Gitter 28 sowie einem Ladungsspeichermedium 30.
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Die Abänderung in der Antikathode 42 besteht in der Hinzufügung einer
den Status verändernden Schicht 44, die mit der Schicht 24 in Berührung steht und
zwischen dieser Schicht und dem Medium 30 angeordnet ist. Diese den Status verändernde
Schicht ist vorzugsweise etwa 0,0254 mm dick und besteht vorzugsweise aus einem
Material wie Cadmiumsulfid. Ein derartiges Material ist gekennzeichnet durch elektrische
Isolierungseigenschaften, wenn sich die Feldstärke unterhalb einer gewissen Schwelle
befindet und elektrische Leitfähigkeit, wenn die Feldstärke diese Schwelle überschreitet.
Bei Oadmiumsulfid bleiben im. wesentlichen die elektrischen Isolierungseigenschaften
erhalten, wenn die Feldstärke unterhalb etwa 57 000 v/cm liegt, während bei höheren
Feldstärken die Leitfähigkeit eintritt. Bei der soeben beschriebenen Schichtdicke
bleibt die Schicht 24 bis zu einer Spannung
von 150 V über die
Schicht im wesentlichen isolierend, während höhere Spannungen sie leitend machen.
Der mit dem Anbringen einer solchen Schicht verfolgte Zweck soll in Kürze beschrieben
werden.
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Das Ladungsspeichermedium 30 innerhalb der Antikathode 42 ist als
einzelne Schicht verteilt und zwischen der Schicht 44 und dem Gitter 28 angeordnet.
Vorzugsweise besteht dieses Medium aus der weiter oben bereits beschriebenen, Phosphor
enthaltenden Mischung.
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Es soll nun die Arbeitsweise der verschiedenen, oben beschriebenen
Antikathoden näher erläutert werden. Die Antikathoden gem. Fig. 3 bis 7, die in
einer Vorrichtung wie der Röhre 10 Verwendung finden sollen, arbeiten im wesentlichen
alle in der gleichen Weise insoweit, als ihr Betrieb durch die Merkmale der vorliegenden
Erfindung beeinflußt wird. Bezüglich ihrer Funktion unterscheiden sich diese Antikathoden
lediglich in Bezug auf ihre Bildwiedergabe-Charakteristika, was auf dem oben näher
erläuterten Unterschied des Aufbaues der jeweiligen Ladungsspeichermedien beruht.
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Unter im wesentlichen allen normalen Betriebsbedingungen innerhalb
der Röhre 10 und ohne Rücksicht darauf, welche dieser fünf Antikathoden in der Röhre
eingesetzt wird, liegen gewisse elektrische Bedingungen innerhalb der Röhre vor.
Im einzelnen arbeiten die Zusatz-Elektronenkanonen 18 fortlaufend, wobei ihre Kathoden
geerdet sind. Die Elektrode 20 ist mit der positiven Klemme einer Gleichstromquelle
von etwa + 200 V angeschlossen.
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Das Gitter 28 der jeweils in der Röhre verwendeten Antikathode ist
ebenfalls mit der positiven Klemme einer Gleichstromquelle,
in
diesem Fall von etwa +100 V verbunden.
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Bevor der Schreibbetrieb innerhalb der Vorrichtung begonnen wird,
wird zunächst ein Schreibvorbereitungsvorgang durchgeführt, der alle auf der Antikathode
gespeicherten, vorgeschriebenen Bilder löscht und die Antikathode in einen Zustand
versetzt, ein neues Schreibbild zu speichern.
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Ein-wichtiges Merkmal der Erfindung liegt darin, daß eins Schreibvorbereitungsvorgang
wesentlich schneller als bei herkömmlichen Antikathoden durchgeführt werden kann,
ohne daß dabei die störende Eigenschaft eines hellen Blitzes nach einem solchen
Vorgang auftritt. Es soll nun ein solcher Vorbereitungsvorgang erläutert werden.
Wenn die oben beschriebenen Bedingungen innerhalb der Röhre 10 vorliegen, wird eine
Gleichstromspannung von etwa 100 V an die leitende Schicht 24 in der Antikathode
angelegt. Beim Vorliegen einer solchen Spannung werden praktisch alle von den Zusatz-Elektronenkanonen
imitierten Elektronen von der Elektrode 20 oder dem Gitter 28 aufgenommen. Mit anderen
Worten: Es landen im wesentlichen keine Elektronen aus den Zusatzkanonen auf der
Oberfläche des Ladungsspeichermediums der Antikathode, wobei unter solchen Umständen
die Antikathode kein sichtbares Bild erzeugt.
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Die Spannung an der Schicht 24 wird dann ziemlich langsam (über eine
Dauer von etwa 0,1 Sekunde) angehoben, bis eine positive Gleichspannung von etwa
+200 V erreicht ist. Ein derartiges Anheben der Schichtspannung gestattet den Elektronen
aus der Zusatzkanone, nun auf der freien Oberfläche des Speichermediums zu landen,
um diese Fläche gleichmäßig mit einer negativenSpannung in Bezug auf die Spannung
des Gitters 28 aufzuladen. Unter den soeben beschriebenen Bedingungen haben die
von den Zusatzkanonen
ausgehenden Elektronen, die auf das Speichermedium
auStreF fen, um dessen freie Oberfläche negativ auf zuladen, keine ausreichende
Energie, um aus dem Medium eine größere Anzahl von Sekundärelektronen zu befreien.
Dementsprechend stellt sich ein stabiler Zustand innerhalb des Speichermediums ein,
wobei dessen äußere oder freie Oberfläche im wesentlichen gleichförmig negativ in
Bezug auf die Gitterspannung aufgeladen ist, wobei die Spannung in der Nähe des
Grundpotentials liegt. Wenn sich ein solcher Spannungszustand auf der Oberfläche
des Speichermediums einstellt, landen die Elektronen der Zusatzkanonen nicht mehr
darauf, sondern weiter von der Elektrode 20 und dem Gitter 28 gesammelt. Die Spannung
der Schicht 24 verbleibt, wie soeben erwährt, positiv (nämlich +200 V). Unter diesen
Umständen ist die Antiathode völlig gelöscht und bereit, ein neues aufgezeichnetes
Bild aufzunehmen und zu speichern. Dieser Vorgang wird nicht von einem Blitz begleitet.
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Ein Schreibvorgang wird eingeleitet, indem die Elektronenkanone 16
für den Schreibstrahl eingeschaltet wird. Wenn diese in Betrieb gesetzt ist, wird
ein Elektronenstrahl hoher Energie auf die Antikathode gerichtet. Wie bei einem
herkömmlichen Schreibvorgang wird ein derartiger Strahl in einer bestimmten Weise
quer über die Antikathode von einer Seite auf die andere geführt.
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Der genaue Weg auf der Antikathode, den der Strahl während dieses
Vorganges beschreibt, kann auf jede herkömmliche Weise in Abhängigkeit von den besonderen
Charakteristika der Daten und Informationen, nach welchen ein Bild hergestellt werden
soll, kontrolliert werden.
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Elektronen dieses Strahles, die auf das Speichermedium der Antikathode
auftreffen, haben eine ausreichende Energie, um die Emission
einer
beträchtlich größeren Anzahl von Sekundärelektronen aus diesem Material zu bewirken.
Folglich lädt sich dort, wo der Schreibstrahl auf das Medium 30'auftrifft, die äußere.
Oberfläche (infolge der Emission von Sekundärelektronen) in einer positiven Richtung
auf. Die Oberflächenspannung der nicht beschossenen Bereiche des Mediums 30 verbleibt
im wesentlichen unverändert.
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Bei einer derart positiven Aufladung der beschossenen Bereiche des
Speichermediums entwickeln sich Spannungszustände, die es nun den von den Zusatzkanonen
ausgehenden Elektronen gestatten, wieder auf diesen Regionen zu landen. Diese von
den Zusatzkanonen ausgehenden Elektronen setzen den Ladungsvorgang fort, der durch
das Auftreffen des Schreibstrahls eingeleitet wird, und bewirken, daß diese Regionen
sich weiter positiv aufladen, bis zu einem neuen stabilen Zustand, bei welchem die
Oberflächenspannung derartiger Regionen etwa +150 V betragen kann.
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Der soeben beschriebene Vorgang, der sich am Anschluß an das Auftreffen
des Schreibstrahles vollzieht, tritt bei den erfindungsgemäßen Antikathoden sehr
rasch auf und führt zu einem verhältnismäßig kontrastreichen Bild von hoher Helligkeit,
das in der Antikathode gespeichert ist. Die neuen strukturellen Merkmale der erfindungsgemäßen
Antikathoden, die die Anordnung von zwei dicht nebeneinanderliegenden, leitenden
Schichten innerhalb der Antikathode gestatten, unterstützen diesen Vorgang in Bezug
auf die Geschwindigkeit, mit welcher er durchgeführt wird, und die Helligkeit des
gespeicherten Bildes erheblich.
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Im einzelnen liegen dadurch, daß das Gitter 28 innerhalb der Antikathode
dicht an der Schicht 24 festgehalten wird und außerdem
nahe an
der freien Oberfläche des Speichermediums angeordnet ist, Spannungszustände während
des Schreibvorganges vor, die ein Auftreffen der Elektronen aus den Zusatzkanonen
mit viel höherer Energie bewirken, als dies mit herkömmlichen Antikathoden erreichbar
war.
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.Dle Antikathode gemäß Fig. 8 (die in manchen Fällen in einer Vorrichtung
wie hier der Röhre 10 angeordnet werden kann) soll primär in einerSpeicheranordnung
wie der Röhre 32, die keine Zusatz-Elektronenkanonen aufweist, Verwendung finden.
Der grundsätzliche Unterschied in der Betriebsweise der Röhren 10 und 32 liegt darin,
daß,während bei der Röhre 10 Elektronen der Zusatzkanonen verwendet werden, um die
Aufladung oder den Schreibvorgang, der durch den Schreibstrahl eingeleitet wurde,
zu vollenden und danach ein Schriftbild aufrechtzuerhalten, bei der Röhre 32 zu
diesem Zweck Kanten-Emissionselektronen (von den Kanten 24a in der Schicht 24) dienen.
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Es soll nun die Betriebsweise der Röhre 32 beschrieben werden.
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Unter allen normalen Betriebsbedingungen in der Röhre ist die Elektrode
38 mit der positiven Klemme einer Gleichstromquelle verbunden, und zwar bei einer
Spannung von etwa +200 V, während die Schicht 24 innerhalb der Antikathode 42 geerdet
ist. Die Kanone 38 für den Schreib strahl ist nur während des Schreibvorganges eingeschaltet.
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Ein Schreibvorbereitungsvorgang wird bei dieser Röhre einfach durchgeführt,
indem das Gitter 28 kurzzeitig geerdet wird. Durch einen solchen Vorgang wird jede
elektrische Potentialdifferenz zwischen dem Gitter und der Schicht 24 ausgeschaltet,
wodurch
das Auftreten einer Elektronen-Kantenemission von den Kanten
24a verhindert (oder eingehalten) wird. Nach einer kurzzeitigen Erdung des Gitters
wird eine positive Gleichspannung, normalerweise etwa +100 V, an das Gitter angelegt,
um die Antikathode in einen Zustand zu versetzen- in welchem sie ein neues Bild
aufnehmen und speichern kann0 Indem man somit vor dem Betrieb der Kanone für den
Schreibstrahl 38 die Gitterspanhung positiv werden läßt, tritt keine Kantenemission
von den Kanten 24a eine Wenn sich die Röhre in dem soeben beschriebenen9 vorbereiteten
Zustand befindet, kann ein Schreibvorgang in im wesentlichen der gleichen Weise,
die oben im Zusammenhang mit der Röhre 10 beschrieben wurde9 eingeleitet werden0
In der Röhre 32 ebenso wie in der Röhre 10 leiten mit hoher Energie auftreffende
Elektronen,die aus dem Elektronenstrahl, der von der Schreibstrahikanone ausgeht,
stammen eine positive Aufladung der freien Oberfläche des Speichermediums 30 ein0
Dieser Beginn der posio tiven Aufladung baut Spannungsbedingungen angrenzend an
die beschossenen Bereiche des Speichermediums auf, die eine Elektronen-Kantenemission
von der angrenzenden Kante 24a einleiten0 Wenn diese Kantenemission auftritt, vollenden
die imitierten.
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Elektronen den Schreibvorggags wobei die ursprunglich beschossenen
Bereiche des Ladungsspeichermediums sich weiter bis zu einem stabilen Bildzustand
aufladen0 Die Antikathode 40 kann demnach vorteilhaft in Situationen eingesetzt
werden, bei welchen es aus irgendeinem Grunde erwünscht ist, keine der herkömmlichen
Zusatzelektronenkanonen einzusetzen.
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Wie bereits oben erwähnt worden ist, kann sie auch, wenn dieses erwünscht
ist, in einer Vorrichtung wie der Röhre 10 eingesetzt werden, die keine Zusatzkanonen
verwendet0
Der Einsatz einer ihren Status verändernden Schicht,
wie die Schicht 44 innerhalb der Antikathode gemäß Fig. 9, stellt einen sehr praktischen
Weg fiir den Aufbau einer Antikathode dar," um ein relativ hohes Spannungsdifferential
auf der freien Oberfläche ihres Ladungsspeichermediums aufrechtzuerhalten. Große
Differentiale tragen, wie erwähnt, zu guten Kontrastbedingungen bei.
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Abschließend ist noch zu bemerken, daß die Erfindung lediglich an
Han<i verschiedener, bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert wurde, wobei
versch@edene Abänderungen möglich sind, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung
verlassen wirt.