DE2734078C2

DE2734078C2 - Speicherplatte für eine Kathodenstrahl-Speicherröhre und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2734078C2
Application number: DE19772734078
Authority: DE
Inventors: Duane Austin Portland Oreg. Haven
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1976-08-02
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1983-09-08
Also published as: CA1082763A; NL7708476A; NL166817B; NL166817C; FR2360987B1; JPS5386156A; FR2360987A1; JPS5317272A; JPS5720662B2; DE2734078A1; JPS5718298B2; GB1584163A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicher ;?atte für eine Kathodenstrahl-Speicherröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zur Herstellung der Speicherplatte.

Eine derartige Speicherplatte ist bereits bekannt (US-PS 39 56 662). Bei dieser Speicherplatte berührt die dielektrische Speicherschicht die Signalelektrode und die Kollektor-Teilelektroden. In einer Kathodenstrahl- *> Speicherröhre ist eine solche Speicherplatte während des Betriebs Rutelektronen ausgesetzt, die von einer oder mehreren Flutelektronenkanonen erzeugt werden. An den Berührungsflächen der dielektrischen Speicherschicht mit den Kollektor-Teilelektroden ist der J* Bündelungsgrad der von den Flutelektronenkanonen stammenden Primärelektronen hoch. Dadurch wird die Stromdichte an diesen Flächen groß. Hieraus ergibt sich ein Hintergrundleuchten um die Kollektor-Teilelektroden. Dieses Hintergrundleuchten zeigt sich in Form von Lichtringen. Durch das Hintergrundleuchten wird der Darstellungskontrast vermindert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Speicherplatte der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß das Hintergrundleuchten niedrig ist und eine feste Verbindung zwischen den Kollektor-Tdlelektroden und der S.gnalelektrode erreicht wird, die bei nachträglichem Ablösen einer fehlerbehafteten dielektrischen Speicherschicht und dem Aufbringen einer neuen Speicherschicht nicht ^w beeinträchtigt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Mit der voranstehend beschriebenen Anordnung läßt sich das Hintergnindleuchten beseitigen oder wenigstens wesentlich vermindern. Das Hintergrundleuchten beruht auf Halo-Effekten bzw. Lichtringen, die die Kollektor-Teilelektroden in den nicht mit Aufzeichnungen beschriebenen Speicherplattenbereichen umgeben. ^w Durch die Beseitigung oder starke Verminderung des Hintergrundleuchtens wird der Kontrast zwischen den Aufzeichnungen und den nicht beschriebenen Bereichen der Speicherplatte verbessert Die Aufzeichnungen sind deshalb leichter zu erkennen. Die Kollektor-Teilelektroden der oben beschriebenen Anordnung lassen sich durch die Metallschichten höher ausbilden als herkömmliche Kollektor-Tf !!elektroden. Dies hat den Vorteil, daß die Kollektor-Teilelektroden leichter mit der isolierenden Abdeckschicht umgeben werden können. Weiterhin sind die übereinanderliegenden Metallschichten fest sowohl untereinander als auch mit der Signalelektrode verbunden. Wenn während der Herstellung, während des Transports oder während des Einbaus in die Kathodenstrahl-Speächerröhre Beschädigungen an der dielektrischen Speicherschicht auftreten, ist es aufgrund dieser festen Verbindung möglich, die fehlerhafte Speicherschicht ohne Beschädigung der Kollektor-Teilelektroden abzulösen und eine neue Speicherschicht anzubringen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der oben erläuterten Anordnung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Speicherplatte der oben beschriebenen Art, bei dem die Signalelektrode auf eine Oberfläche der Trägerplatte aufgebracht wird, besteht erfindungsgemäß aus den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 11 angegebenen Verfahrensschritten.

Mit diesem Verfahren lassen sich auf der Speicherplatte stabile, kompakte KolIektor-'iviJelektroden mit gleichförmiger Anordnung erzeugen, die ,eicht in einer bestimmten Anordnung hergestellt werden können.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des vorstehend erläuterten Verfahrens sind in den Ansprüchen 12 bis 14 beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben, aus denen sich weitere Einzelheiten, Merkmale sowie Vorteile ergeben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Kathodenstrahl-Speicherröhre mit einer Speicherplatte.

Fig.2 einen Schnitt eines Teiles einer elektrisch isolierenden Trägerplatte mit Metallschichten an einer ihrer Oberflächen,

F i g. 3 einen Schnitt durch die in F i g. 2 dargestellte Trägerplatte mit einer weiteren Metallschicht

F i g. 4 einen Schnitt durch die in F i g. 3 dargestellte Trägerplatte mit einem Photolack auf der äußeren Metallschicht und einer Photomaske auf der äußeren Metallschicht

Fig.5 einen Schnitt durch die in Fig.4 dargestellte Trägerplatte mit wieder entfernter Photomaske und entfernten nichtpolymerisierten Bereichen de> Photolackes, wobei darin öffnungen gebildet wurden,

Fig.6 einen Schnitt durch die in Fig.5 dargestellte Trägerplatte, wobei innerhalb der Offnungen des Photolackes Metall abgelagert wurde,

F i g. 7 einen Schnitt durch die in F i g. 6 dargestellte Trägerplatte, wobei auf das Metall in den öffnungen des Photolackes Kappen aufgesetzt wurden,

F i g. 8 einen Schnitt durch die in F i g. 7 dargestellte Vorrichtung, wobei der polymerisierte Photolack en Jena ist

Fig.9 einen Schnitt durch die in Fig.8 dargestellte Vorrichtung, wobei die äußere Metallschicht mit Ausnahme des unter den Kollektor-Teilelektroden angeordneten Anteiles entfernt ist

F i g. 10 einen Schnitt durch die in F i g. 9 dargestellte Vorrichtung, wobei die nächste Metallschicht außer dem Anteil unter den Kollektor-Teüelektroden entfernt ist,

F i g. 11 einen Schnitt durch die in F i g. 10 durgestellte Vorrichtung, wobei eine elektrisch isolierende Schicht die innere elektrisch leitende Schicht die Kollektor-Teilelektroden und dir darauf gesetzte Metallkappe abdeckt

F i g. 12 einen Schnitt durch die in F i g. 11 dargestellte

Vorrichtung mit einer dielektrischen Speicherschicht, die auf der elektrisch isolierenden Abdeckschicht gebildet ist,

F i g. 13 einen Schnitt durch die in F i g. 12 dargestellte Vorrichtung, wobei die isolierten Metallkappen entfernt sind,

Fig. 14 einen Schnitt eines anderen Ausführungsbeispiels einer bistabilen Speicherplatte, und

Fig. 15 einen Teilschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine bistabile Speicherplatte.

Gemäß Fig. I enthält eine Kathodenstrahl-Speicherröhre 10 einen Kolben 12 aus Isoliermaterial, in welchem eine Elektronenkanone mit einem Heizdraht 14, einer Kathode 16, die mit einer hohen negativen Spannungsquelle verbunden ist, ein Steuergitter 18 und eine Fokussier- und Beschleunigungseinrichtung 20 angeordnet ist.

Ein Elektronenstrahl 22 mit Elektronen hoher Geschwindigkeit, der durch die Elektronenkanone erzeugt ist, wird über vertikale Ablenkplatten 24 horizontal und über horizontale Ablenkplatten 26 vertikal abgelenkt, und zwar in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, das an einem Eingang 28 angelegt ist. Das Signal betreibt übliche Ablenkungsschaltungen 30, die mit den horizontalen und vertikalen Ablenkplatten verbunden sind, so daß der Elektronenstrahl in Abhängigkeit vom Eingangssignal auf eine Speicherplatte 32 am anderen Ende des Kolbens 12 gegenüber der Elektronenkanone auftrifft.

In der Speicher-Kathodenstrahlröhre sind ein oder mehrere Flutelektronenkanonen 34 vorgesehen, wobei jede Flutelektronenkanone eine Kathode 36, ein Steuergitter 38 und eine Anode 40 enthält. Die Flutelektronenkanonen 34 befinden sich innerhalb des Kolbens 12 nahe den Ausgangsenden der Ablenkplatten 26 für die vertikale Ablenkung. Die Kathoden 36 werden üblicherweise bei niedrigen Spannungen betrieben, die üblicherweise die Grundspannung darstellen, wobei die Gitter 38 mit einer niedrigen negativen Spannung verbunden sind. Die von den Flutelektronenkanonen 34 emittierten Flutelektronen niedriger Geschwindigkeit divergieren in einem konusförmigen Strahl und werden gleichförmig über die Speicherplatte 32 verteilt.

An der Innenseite des Kolbens 12 zwischen den Flutelektronenkanonen 34 und der Speicherplatte 32 sind mehrere Elektroden angeordnet. Diese Elektroden sind vorzugsweise als in einem Abstand angeordnete Schichtelektroden aus elektrisch leitendem Material ausgebildet. Die erste Schichtelektrode 42 dient in erster Linie als Fokussier-Elektrode für die von den Flutelektronenkanonen emittierten Flutelektronen. Sie ist mit dem Anschluß einer geeigneten elektrischen Spannungsquelle verbunden. Eine zweite Schichtelektrode 44 in Form einer Wand ist in einem Abstand von der ersten Schichtelektrode 42 angeordnet. Sie ist ebenfalls elektrisch mit einer positiven Spannungsquelle verbunden und dient als Fokussier- und kollimierende Elektrode. Eine dritte Schichtelektrode 46 ist in einem Abstand von der zweiten Schichtelektrode 44 angeordnet Sie ist mit einer positiven Spannungsquelle verbunden und dient ebenfalls als Fokussier- und kollimierende Elektrode. Als Ergebnis der kollimierenden Wirkung der Schichtelektroden werden die aus den Flutelektronenkanonen 34 stammenden Flutelektronen gleichförmig über die Oberfläche der Speicherplatte 32 verteilt.

Eine vierte wandförmige Schichtelektrode 48 ist zwischen und in einem Abstand von der dritten

Schichtelektrode 46 und der Speicherplatte 32 angeordnet und mit einer positiven Spannungsquelle verbunden. Die vierte Schichtelektrode 48 dient ebenfalls als Fokussier- und kollimierende Elektrode für die Flutelektronen.

Die Schichtelektroden 42, 44, 46 und 48 sind mit Spannungsquellen abnehmender positiver Spannung verbunden, wobei für einen optimalen Betrieb die höchste positive Spannung an der ersten Schichtelektrode 42 anliegt.

Wie am besten aus Fig. 13 zu ersehen ist, weist die Speicherplatte 32 eine isolierende Trägerplatte 50 auf, an der eine transparente Signalelektrode 52 angeordnet ist, über welcher eine Reihe von elektrisch leitenden Kollektor-Teilelektroden 54 in Form eines Fleckenmusters angeordnet ist. Eine darüberliegende elektrisch isolierende Abdeckschicht 56 bedeckt die Signalelektrode 52 und umgibt die Kollektor-Teilelektroden 54 mit Ausnahme von äußeren freiliegenden Enden. Eine dielektrische Speicherschicht 58 bedeckt die elektrisch isolierende Abdeckschicht 56 mit Ausnahme derjenigen Steuer., an denen die elektrisch isolierten Kollektor-Teilelektroden 54 hindurch und über die äußere Oberfläche der dielektrischen Schicht 58 hinausragen. Die elektrisch isolierende Trägerplatte bildet eine Stützplatte und ist aus transparentem Material, beispielsweise Glas, hergestellt. Die Signalelektrode 52 ist eine dünne transparente Schicht vorzugsweise aus Zinnoxid, welche in geeigneter Weise mit dem Abgriffpunkt eines Spannungsteilers verbunden ist, der Widerstände 60 und 62 enthält, welche zwischen einer positiven Spannungsquelle und Masse (Erde) geschaltet sind. Der Widerstand 62 ist variabel und so eingestellt, daß an der Signalelektrode 52 eine geeignete Betriebsspannung anliegt. Alternativ kann die Signalelektrode 52 mit einer Verstärkereinrichtung verbunden werden, um ein elektrisches Auslesen der auf der Speicherplatte gespeicherten information ^u ermöglichen, weiche dann in einem Raster angezeigt werden kann, wie in der US-Patentschrift 32 14 516 beschrieben wurde, oder es können Papierkopien der Information gemacht werden, wie in der US-Patentschrift 38 11 007 beschrieben wurde.

Die Kollektor-Teilelektroden 54 sind vorzugsweise aus Nickel hergestellt, und sie haben vorzugsweise die Form eines Kegelstumpfes, dessen Basis mit der Signalelektrode 52 über laminierte Metallschichten 64 und 66 verbunden ist. Kollektor-Teilelektroden, die jeweils die Form eines sich auf der der Signalelektrode abgewandten Seite verjüngenden Kegelstumpfes haben, sind aus der US-PS 39 56 662 bekannt Die Meta^M3chicht 64 besteht vorzugsweise aus Chrom und die Metallschicht 66 vorzugsweise aus Kupfer. Die Kollektor-Teilelektroden 54 können auch eine" andere Gestalt als diejenige eines Kegelstumpfes aufweisen, beispielsweise eines umgekehrten Kegelstumpfes, einer teilweisen Kugelform o.a. mehr. Die elektrisch isolierende Abdeckschicht 56 besteht vorzugsweise aus Aluminiumoxid oder Thoriumoxid oder irgendeinem geeigneten Oxid, das elektrophoretisch auf die Signalelektrode 52 und/oder um die Kollektor-Teilelektroden 54 herum abgelagert werden kann. Die dielektrische Speicherschicht 58 besteht aus Phosphor und vorzugsweise P-I-Phosphor oder sie kann aus einer Mischung von P-1-Phosphor und Yttriumoxid oder Yttriumoxysulfid, das durch ein Element der Seltenen Erden aktiviert wurde, wie in der deutschen Patentanmeldung P 27 03 813.7 vorgeschlagen wurde, bestehen. Eine

Speicherplatte mit einer transparenten Trägerplatte, einer transparenten Signalelektrode und einer transparenten dielektrischen Speicherschicht ist ebenfalls aus der US-PS 39 56 662 bekannt.

Die darzustellende Information wird auf die Speicher- "> platte 32 mit Hilfe des Elektronenstrahls 22 aufgeschrieben: dies kann in Form einer den die vertikale AblenWjng bewirkenden Ablenkplatten 26 zugeführten Wellenform geschehen, während der Strahl über die Ablenkplatten 24 horizontal abgelenkt wird. Zusätzlich zum elektrischen Auslesen wird die auf der Speicherplatte geschriebene Information durch die transparente Trägerplatte 50 sichtbar angezeigt. Während des Betriebes sind die Röhrenspannungen so eingestellt, daß der Elektronenstrahl 22 eine relativ hohe Schreibge- '"> schwindigkeit aufweist und zum Erzeugen von Sekundärelektronen im Stande ist, wenn er auf die dielektrische Speicherschicht 58 auftrifft. Die durch den Elektronenstrahl 22 getroffene Fläche wird aus dem Grundniveau auf das Potential der Kollektor-Teilelektroden 54 sowie der Signalelektrode 52 angehoben, wobei die dielektrische Speicherschicht 58 phosphoresziert. Diese Sekundärelektronen werden dann durch die freiliegenden Flächen der Kollektor-Teilelektroden 54 eingefangen, und die Flächen der dielektrischen Speicherschicht 58, die mit dem Elektronenstrahl 22 in Berührung stehen, werden positiv aufgeladen, so daß die Flutelektronen der Flutelektronenkanonen 34 zu diesen positiv aufgeladenen Flächen hingezogen werden. Diese emittieren sodann in einem bestimmten Verhältnis dazu SekurHärelektronen, welche über die Kollektor-Teilelektroden 54 eingefangen werden, die an die positiv aufgeladenen (beschriebenen) Flächen der dielektrl· sehen Speicherschicht 58 angrenzen, wobei die Information visuell zu beobachten ist und für Zwecke des ^r> Studiums oder der photographischen Abbildung unbeschränkt lange in diesem Zustand verbleibt. Die Speicherplatte kann auf übliche Weise gelöscht werden, in dem man die Signalelektrode mit Impulsen beaufschlagt, um die dielektrische Speicherschicht 58 auf das Potential der Kollektor-Teilelektroden 54 anzuheben und dann auf das Grundniveau abzusenken, so daß sie die Flutelektronen auf diesem Niveau halten, bis der Elektronenstrahl 22 eine neue Information aufschreibt Bezüglich weiterer Information betreffend ^4l den Betrieb von bistabilen Speicherplatten dieser Art wird auf die US-Patentschriften 32 93 473 sowie 35 31 675 verwiesen.

Anhand der Fig.2 bis 13 soll im folgenden die Herstellung einer erfindungsgemäßen Speicherplatte 32 '" beschrieben werden. Gemäß F i g. 4 weist eine transparente Trägerplatte 50 eine für die Verwendung als Signalelektrode 52 bestimmte elektrisch leitende Schicht aus Zinnoxid auf, welche die saubere Innenfläche bedeckt und auf diese durch Vakuumablagerung in einer Dicke von 500 nm abgeschieden wurde. Auf die elektrisch leitende Zinnoxidschicht 52 wurde durch Vakuumabscheiden eine dünne elektrisch leitende Metallschicht 64 aus Chrom mit einer Dicke von 10 bis 20 nm abgeschieden. Das Abscheiden der Chromschicht ^Μ geschieht aus Adhäsionsgründen, damit die Kollektor-Teilelektroden aus Nickel oder anderem Metall haften bleiben. Auf die Chromschicht 64 wird gemäß Fig.4 eine Metallschicht 66 aus Kupfer von etwa 1 μπι Dicke im Vakuumverfahren abgeschieden. Die Kupferschicht '°^s gewährleistet eine gleichförmige Stromdichte über die Oberfläche der Speicherplatte. Auf die Kupferschicht 66 wird bis zu einer brauchbaren Dicke ein Photolack 68 aufgebracht, beispielsweise der unter dem Warenzeichen RISTON von der Herstellerfirma E. I. Dupont de Nemours, Inc. im Handel befindliche Photolack. Auf den Photolack 68 wird eine Photomaske 70 aufgesetzt. Durch die transparenten Bereiche der Photomaske 70 werden von einer Lichtquelle 72 gebündelte Lichtstrahlen auf den Photolack abgegeben, wodurch der Photolack in diesen belichteten Bereichen polymerisiert.

Unter denjenigen Bereichen der Photomaske, welche keine Lichtstrahlen zum Aktivieren des Photolackes hindurch lassen, ist der Photolack nicht polymerisiert und wird durch ein übliches Lösungsmittel, beispielsweise ein Buiylzellulose-Lösungsmittel entfernt. Dadurch entstehen Ausnehmungen 74 und damit freiliegende Flächen der Kupferschicht 66 im Photolack 68, welche den Anordnungen derjenigen Flächen in der Photomaske 70 entsprechen, die kein Licht hindurchgelassen haben. Die Ausnehmungen 74 können die Anordnung eines Kegelstumpfes haben, wobei der geringste Durchmesser sowohl am äußeren Ende als auch am inneren Ende auftreten kann. Sie können auch die Form eines Kegelabschnittes oder ähnliche Konfigurationen aufweisen.

Wie in F i g. 6 links dargestellt, sind die Metallschichten 52,64,66 mit einer negativen Elektrode verbunden, und die entstandene Speicherplattenanordnung wird in einem Elektrolyt mit Metallionen wie von Nickel oder irgendeinem anderen Metall, das aus einer wäßrigen Lösung auf die metallischen Flächen der Kupferschicht 66 abgeschieden werden kann, eingelegt. Unter der Begrenzung durch die Löcher entsprechend den Ausnehmungen 74, aus welchen der nichtpolymerisierte Photolack entfernt wurde, werden dadurch die Kollektor-Teilelektroden 54 gebildet. Nach Wunsch können dadurch die gewünschten Metallionen auf diejenigen Flächen der Kupferschicht 66, welche durch die den öffnungen 74 entsprechenden Löcher begrenzt sind, durch übliche Eiektroiytabscheidetechniken abgeschieden werden, wobei an denjenigen Stellen, wo der polymerisierte Photolack vorhanden ist, keine Abscheidung von Metallionen stattfindet.

Nach der Bildung der Kollektor-Teilelektroden 54 wird die Speicherplattenanordnung je nach Wunsch in eine andere Elektrolytlösung eingelegt, welche Metallionen einer anderen Art enthält, vorzugsweise aus Zinn. Dadurch werden Kappen 76 auf die Spitzen der Kollektor-Teilelektroden 54 in einer Pilzanordnung gemäß F i g. 7 gebildet Dazu kann das gleiche Metall wie das der Kollektor-Teilelektroden 54 verwendet werden.

Anschließend wird der Photolack 68 durch Verwendung eines üblichen Lösungsmittels, wie Methvlenchlorid entfernt, wobei wie in Fig.8 dargestellt ist, freistehende, pilzförmige Kollektor-Teilelektroden zurückbleiben.

Anschließend wird die Speicherplatten-Anordnung einer Lösung von Chrom- und Schwefelsäure ausgesetzt, um die Kupferschicht 66 mit Ausnahme des unter den Kollektor-Teilelektroden liegenden Teiles zu entfernen und einen Aufbau zu erhalten, wie er aus F i g. 9 ersichtlich ist Danach wird die Chromschicht 64 in gleicher Weise entfernt, wie in Fig. 10 gezeigt Mit Ausnahme des Anteiles unter der verbleibenden Kupferschicht und der Kollektor-Teilelektrode wird die Chromschicht abgetragen, wofür sich eine Lösung aus Salzsäure und Glyzerin verwenden läßt

Anschließend wird die Signalelektrode 52, die Kollektor-Teilelektrode 54 mit den übereinanderliegen-

den Schichten aus Chrom 64 und Kupfer 66 darunter vollständig mit einer elektrisch isolierenden Abdeckschicht 56 aus Aluminiumoxid oder Thoriumoxid mit einer Dicke von etwa 2 bis 5 Jim bedeckt, wie in F i g. 11 gezeigt ist. Dies wird vorzugsweise gemäß der technischen Lehre der gleichzeitigen Parallel-Patentanmeldung P 27 34 0i'9.0-33 durchgeführt, wobei die Signalelektrode 52 mit dem negativen Anschluß einer Gleichspannungsquelle von 240 V verbunden ist und die Speicherplatten-Anordnung in einer kolloiden Suspension aus Isoliermaterial gegenüber einer Gegenelektrode angeordnet ist, die mit dem positiven Anschluß der 240-V-Gleichsiromquelle verbunden ist. Die kolloidale Suspension von Aluminiumoxid oder Thoriumoxid erfolgt in Isopropylalkohol, Wasser und einem Elektrolyten aus Aluminiumnitrat im Falle von Aluminiumoxid bzw. von Thoriumnitrat bei Verwendung von Thoriumc-xid. Wenn die Gleichspannung an die Speicherplattenelektrode und an die Gegenelektrode angelegt ist, wuuci eine kontinuierliche Abdcckschicht 55 darüber aufgebaut wird, so wird das Oxid elektrophoretisch auf die Signalelektrode 52 und die Kollektor-Teilelektroden 54 einschließlich der Chromschicht 64 und der Kupferschicht 66 darunter abgeschieden.

Die Verwendung von Aluminiumoxid als Isoliermaterial wird bevorzugt, da es eine erhöhte Sekundärelektronenemission gewährleistet, was eine erhöhte Schreibgeschwindigkeit der Speicherplatte zur Folge hat. Selbstverständlich können jedoch auch andere Oxide, die sich durch Elektrophorese niederschlagen lassen, verwendet werden.

In dem Zustand gemäß Fi g. 11 wird am Umfang der Speicherplatten-Anordnung ein Rahmen angeordnet, und ein photopolymerisierbarer Brei aus Polyvinylalkohol, Wasser, Dimethylsulfoxid, Ammoniumdichromat und Phosphor oder die Kombination von Phosphor und Yttriumoxid oder Yttriumoxysulfid, die in der deutschen Patentanmeldung P 27 03 813.7 beschrieben ist, wird auf die elektrisch isolierende Abdeckschicht 56 bis zu einer Tiefe von mindestens der halben Höhe der Koliektor-Teilelektroden 54 aufgebracht. Danach wird gebündeltes Licht von einer Lichtquelle, beispielsweise der Lichtquelle 72 gemäß Fig.4, durch die transparente Trägerplatte 50, die transparente, elektrisch leitende Signalelektrode 52 und die elektrisch isolierende Abdeckschicht 56 in den Brei hindurch geschickt, wobei die Lichtstrahlen den Brei in denjenigen Bereichen aktivieren, wo keine Kollektor-Teilelektroden 54 angeordnet sind, und dabei den Polyvinylalkohol in diesen Bereichen polymerisieren. Für diese Tätigkeit ist keine Photomaske erforderlich, da die Kollektor-Teilelektroden 54 für sich schon eine Photomaske darstellen, so daß im Bereich jeder Kollektor-Teilelektrode keine Polymerisation des Polyvinylalkohols stattfinden kann. Dieser Arbeitsprozeß ist ebenfalls vollständig in der US-PS 39 56 662 beschrieben.

Die Speicherplatten-Anordnung gemäß Fig. 12 wird als nächstes in eine wässerige Lösung, beispielsweise aus Natronlauge und Natriumdisulfat eingebracht, weiche an der Verbindung der Kollektor-Teilelektroden 54 und der Kappen 76 wegen kleiner Öffnungen bzw. Undichtheiten der elektrisch isolierenden Abdeckschicht 56 in die isolierten Kappen 76 eindringt. Das Lösungsmittel löst die Kappen 76, wobei die darüberliegende isolierende Abdeckschicht 56 zusammenbricht und sich von der Speicherplattenstruktur abtrennt, welche die oberen Oberflächen der Kollektor-Teilelektroden 54 freilegt

Alternativ dazu kann man die Kappen 76 auf die oben beschriebene Weise entfernen, sodann wird die dielektrische üpeicherschicht 58 auf der elektrisch isolierenden Abdeckschicht 56 aufgetragen wie oben

^ri beschrieben wurde.

Danach wird die Speichcrplaltenanordnung mit Wasser ausgewaschen, das den nichtaktivierten Brei entfernt und eine Schicht des lichtaktivierten Breies zurückläßt, der eine dielektrische Speicherschicht bildet.

ίο Im vorliegenden Falle hat das photopolymerisierbare Material zur Bildung des Musters der elektrisch leitenden Kollektor-Teilelektroden und der dielektrischen Schicht die Form eines Breies. Es kann jedoch auch die Form eines photopolymerisierbaren trockenen

r> Filmes haben. Wie aus den Fig. 12 und 13 zu ersehen ist, steht die Fläche der dielektrischen Speicherschicht, welche jede der Teilelektroden 54 umgibt, mit der elektrisch isolierenden Abdeckschicht 56 in Berührung, um die dielektrische Speicherschicht 58 davon zu

:-o isolieren, worni; das Leuchten um die Kollektor Tcilcick troden auf ein Minimum reduziert wird, indem der Kinfangwirkungsgrad der Primärelektronen der Flutka-none an der Brührungsstelle der dielektrischen Speicherschicht und der elektrisch isolierenden Abdeck-

r> schicht 56 reduziert wird. Die freiliegenden äußeren Flächen der Kollektor-Teilelektroden 54 erstrecken sich über die äußere Oberfläche der dielektrischen Speicherschicht 58 hinaus.

Nach der Herstellung der Speicherplattenstruktur

jn wird sie bei geeigneter Temperatur in einem Ofen »gebacken«, um organische Bindemittel zu entfernen und die dielektrische Speicherschicht zu belassen, die im wesentlichen aus Phosphor oder dem Material gemäß der in der deutschen Patentanmeldung P 27 03 813.7

j5 beschriebenen Speicherplatte besteht Die Speicherplatte ist nunmehr fertiggestellt und wird durch übliche Anschmelztechniken zusammen mit der Trägerplatte, welche die Abschlußplatte bildet am Kolben 12 in ihrer Lage angeordnet.

In Fig. 14 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Speicherplatte dargestellt, wobei elektrisch isolierende Kragen 56a jede J"r Kollektor-Teilelektroden 54a sowie die übereinanderliegenden Metallschichten aus Chrom 64a und Kupfer 66a umgeben; eine dielektrische Speicherschicht 58a ist mit einer elektrisch leitenden Signalelektrode 52a verbunden und steht mit elektrisch isolierenden Kragen 56a in Verbindung, wobei die Kollektor-Teilelektroden 54a von einer dielektrischen Speicherschicht 58a isoliert werden.

Die bistabile Speicherplatte gemäß Fig. 14 wird hergestellt, indem man von der Speicherstruktur gemäß Fig. 10 ausgeht und einen Brei aus elektrisch isolierendem Material in Polyvinylalkohol auf die elektrisch leitende Signalelektrode 52 bis zur Höhe oder etwa bis zur Höhe der Kappen 76 auffüllt Das elektrisch isolierende Material kann vorzugsweise deaktiviertes Yttriumoxid oder deaktiviertes Yttriumoxysulfid sein. Danach wird eine Photomaske auf die äußere Oberfläche der Trägerplatte aufgesetzt wobei an den Stellen jeder Kollektor-Teilelektrode Löcher mit einem Durchmesser etwas größer demjenigen der Kappen 76 vorgesehen sind. Sodann wird durch die Löcher in der Photomaske, die Trägerplatte, die elektrisch leitende Signalelektrode und den Brei gebündelies licht hindurchgeschickt, wobei der Brei an den Stellen der Löcher um jede der Kollektor-Teilelektroden polymerisiert wird. Anschließend wird der nichtpolymerisierte

Il

Antei! des Breies durch Wasser ausgewaschen, so daß jede Kollektor-Teilelektrode dursh einen elektrisch isolierenden Kragen 56a aus Isoliermaterial umgeben ist. Sodann werden die Kappen 76 entfernt und die dielektrische Speicherschicht 58a wird an die elektrisch leitende Signalelektrode 52a angefügt und steht mit dem elektrisch isolierenden Kragen 56a in Berührung, wie oben beschrieben wurde. Nach Wunsch können die Kappen 76 in ihrer Lage bleiben, bis die dielektrische Speicherschicht 58a auf die elektrisch leitende Signalelektrode 52a fixiert ist; danach werden die Kappen 76 entfernt.

Das Muster der Kollektor-Teilelektroden 54, das die Kollektorelektrode darstellt, ist vorzugsweise derart, daß die En<feriung von Zentrum zu Zentrum zwischen aneinander angrenzenden Kollektor-Teilelektroden 54 geringer ist als der Durchmesser des Elektronenstrahles 22. Dadurch erhält man eine verbesserte Kollektor-Einrichtung zum Einfangen von Sekundärelektronen, eine optimale Auflösung der Information, die aul der Speicherplatte dargestellt ist, eine Ausrrerzung von Schattetiibildungen der Aufzeichnung, eine verbesserte sichtban: Anzeige, ein auf ein Minimum reduziertes Leuchten um die Kollektor-Teilelektroden und eine gute Auslesegenauigkeit der auf der bistabilen Speicherplatte gespeicherten Information. Der Einfang-Wirkungsgrad für Sekundärelektronen durch die Kollektor-Teilelektroden wird wegen des im wesentlichen gleichförmigen Potentialfeldes erhöht, das durch das Muster der Kollektor-Teilelektcoden hergestellt wird. Dies bedeutet eine schnellere Schreibgeschwindigkeit und ein verbessertes Leuchten der Speicherplatte. Die Lebensdauer der Speicherplatte wird erhöht, weil sie bei niedrigeren Betriebsspannungen arbeitet und der Verschleiß der Speicherplatte bei niedrigeren Betriebsspannungen geringer ist.

Die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele weisen eine ebene Trägerplatte auf, auf denen eine dünnt:, elektrisch leitende Signalelektrode und daran anschließend elektrisch leitende Teilchen in Form von Kollektor-Teilelektroden aufgebracht wurden, die mit der elektrisch leitenden Signalelektrode in Verbindung stehen, wobei eine elektrisch isolierende Abdeckschicht die elektrisch leitende Signalelektrode und die Kollektor-Teilelektroden mit Ausnahme der äußeren freiliegenden Abschnitte oder die Kollektor-Teilelektroden mit Ausnahme der äußeren freiliegenden Abschnitte bedecki:, und wobei eine dielektrische Speicherschicht die elektrisch isolierende Schicht bedeckt und von den Kollektor-Teilelektroden durch die elektrisch isolierende Schicht isoliert ist, oder die elektrisch leitende Schicht bedeckt und von den Kollektor-Teilelektroden durch elektrisch isolierende Kragen um die Kollektor-Teilelektroden isoliert ist

Die freiliegende Oberfläche jeder der Kollektor-Teilelektroden 54,54a ist weiter von der Signalelektrode 52, 52a entfernt als die Außenfläche der dielektrischen Speicherschicht 58, 58a. Eine solche Anordnung ist bereits aus der US-PS 39 56 662 bekannt. Die Trägerplatte kann in Abhängigkeit von der Größe der herzustellenden Speicherplatte eben oder uneben sein. '' Fig. 15 zeigt eine Speicherplaitenstruktur, bei der die Trägerplatte 506 schalenförmig ist und einen unebenen oder gewölbten Abschnitt aufweist, über welche die elektrisch leitende Signalelektrode 526, die Kollekior-Teilelektroden 546 einschließlich der übereinanderlie-¹⁽¹ genden Metallschichten aus Chrom 646 und Kupfer 666, die elektrisch isolierte Abdeckschicht 566 und die dielektrische Spcicherschicht 586 angeordnet sind. Bekannt ist aus der US-PS 39 56 662 eine Speicherplattenstruktur, die eine schalenförmige Trägerplatte ¹' enthält, über der die Signalelektrode, die Kollektor-Teilelektroden und die dielektrische Speicherschicht angeordnet sind.

Wie aus der Fig. 15 zu ersehen ist, ist die kollimierende Schichtelektrode 486 an der inneren -'' Oberfläche der Wand der Trägerplatte 50Z) in einem Abstand von der elektrisch leitenden Signalelektrode 526 angeordnet. Die elektrisch isolierende Abdeckschicht 566 und die Speicherschieht 586 bedecken den Zwischenraum zwischen der elektrisch leitenden Signal-^2> elektrode 526 und berühren das innere Ende der kollimierenden Schichtelektrode486, um einen HaIo-Effekt am Umfang der Anzeigefläche der Speicherplatte auszuschalten. Diese Speicherplatte ist natürlich auf die oben beschriebene Weise hergestellt. ^!" Die erfindungsgemäße Speicherplatte ist leichter und damit wirtschaftlicher herstellbar. Die Trägerschicht mit den elektrisch leitenden Schichten und den Kollektor-Teilelektroden is* reparierbar, weil die dielektrische Speicherschicht entfernt werden kann, wenn sie ^!> fehlerhafte Bereiche aufweist, und durch eine neue Schicht aus dielektrischem Speichermaterial ersetzt werden kann.

Die Herstellung der crfindungsgemäQer. Speicherplatten kann gegenüber üblichen Herstellungsverfahren "' besser kontrolliert werde:,, was sich in einer besseren Produktionsausbeute äußert. Die erfindungsgemäßen Speicherplatten sind wegen der Herstellung der Kollektor-Teilelektroden an Ort und Stelle stabiler und unempfindlicher, weisen ein besseres Leitung^material ^4:> für die Kollektor-Teilelektroden auf. Sie sind leichter herzustellen, wobei höhere Kollektor-Teilelektroden einer gegebenen oder ausgewählten Konfiguration hergestellt werden können; sie ermöglichen eine bessere Auslesefähigkeit, weil sie ein besseres Signal-zu-Rausch-Verhältnis für den Zweck des Auslesens aufweisen, sie ermöglichen ein rascheres Löschen der auf der Speicherplatte gespeicherten Information, weil ein kürzeres Zeitintervall des positiven Anteils des Löschimpulses verwendet wird, was sich in einer im wesentlichen blitzfreien Löschung äußert; darüber hinaus sind die Kollektor-Teilelektroden wegen ihres einfachen und dauerhaften Aufbaues leicht zu isolieren.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Speicherplatte für eine Kathodenstrahl-Speicherröhre, bestehend aus:

a) einer elektrisch isolierenden Trägerplatte (50) mit einer darauf angeordneten elektrisch leitenden Signalelektrode (52),

b) einer sich längs der Signalelektrode (52) erstreckenden dielektrischen Speicherschicht (58) zur bistabilen Speicherung eines Ladungsbildes.

c) einer über der Signalelektrode (52) in Form eines Musters angeordneten Anzahl von elek- '' trisch leitenden Kollektor-Teilelektroden (54), wobei sich der äußere freiliegende Bereich jeder der Kollektor-Teilelektroden (54) über die äußere Oberfläche der Speicherschicht (58) hinaus erstreckt,

d) einer mit der Signalelektrode (52) verbundenen Spannungsversorgung zur Zufuhr einer bestimmten Spannung an die Signalelektrode (52) und die Kollektor-Teilelektroden (54), so daß sich eine gleichförmige Potentialverteilung über die Speicherplattenoberfläche ergibt.

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

e) zwischen den Kollektor-Teilelektroden (54) und der Signalelektrode (52) sind übereinanderliegende Metallschichten (64, 66) angeordnet, die von der Signahlektro-1 (52) verschieden sind und die KLoHektcr-Teilelektroden (54) mit der Signalelektrode (52) verb' -den, «

f) eine auf der Signalelektrode (52) liegende elektrisch isolierende Abdeckschicht (56) bedeckt die Signalelektrode (52) und umgibt die über der Signalelektrode (52) angeordneten Kollektor-Teilelektroden (54) und den unter den Kollektor-Teilelektroden (54) und den unter den Kollektor-Teilelektroden (54) liegenden Anteil der Metallschichten unter Freilassung der der Signalelektrode (52) abgewandten äußeren Oberfläche der Kollektor-Teilelektro- « den (54).

g) die dielektrische Speicherschicht (58) bedeckt die Abdeckschicht (56) mit Ausnahme derjenigen Stellen, an denen die isolierten Kollektor-Teilelektroden (54) über die äußere Oberfläche ^M der Speicherschicht (58) hinausragen.

2. Speicherplatte nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die freiliegende Oberfläche jeder der Kollektor-Teilelektroden (54) weiter von der Signalelektrode (52) entfernt ist als die Außenfläche der Speicherschicht (58).

3. Speicherplatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschicht (56) Kragen um jede der Kollektor-Teilelek- ^M troden (54) und die entsprechenden Metallschiehten (64,66) bildet

4. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (50b) einen becherförmigen Aufbau besitzt wobei an der inneren Mantelfläche des Bechers im Abstand von der Signalelektrode (52b) eine kollimierende Elektrodeneinrichtung (48b) vorgesehen ist und daß die Abdeckschicht (56b) den äußeren Rand der Signalelektrode (526^ und das dem Becherboden zugewandte Ende der kollimierenden Elektrodeneinrichtung (48ο; bedeckt

5. Speicherplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Speicherschicht (5Sb) den äußeren Rand der Signalelektrode (52b) und das dem Becherboden zugewandte Ende der kollimierenden Elektrodeneinrichtung (4Sb) bedeckt

6. Speicherolatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschiehten (64 bis 646; 66 bis 66&; Chrom und Kupfer enthalten oder daraus bestehen.

7. Speicherplatte nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet daß die Kollektor-Teilelektroden (54 bis 54b) die Form eines sich auf der der Signalelektrode (52) abgewandten Seiten verjüngenden Kegelstumpfes aufweisen.

8. Speicherplatte nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet daß die Kollektor-Teilelektroden (54) aus Nickel bestehen.

9. Speicherplatte nach einem der Ansprüche i bis

8, dadurch gekennzeichnet daß die Trägerplatte (50), die Signalelektrode (52) und die Speicherschicht (56) transparent sind.

10. Speicherplatte nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet daß die Abdeckschicht (56) aus Aluminiumoxid oder Thoriumoxid besteht

11. Verfahren zum Herstellen der Speicherplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalek_-ktrode auf eine Oberfläche der Trägerplatte aufgebracht wird, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschriite:

a) Aufbringen der Metallschiehten (64,66) auf die Signalelektrode (52),

b) Aufbringen eines Photolacks (68) auf die Metallschiehten (64,66),

c) Aufsetzen einer Photumaske (70) mit einem Muster von Öffnuiigen auf Jen Photolack (68), Hindurchsenden von Licht durch die öffnungen, das den Photolack (68) in denjenigen Bereichen fixiert welche dem Muster der Öffnungen entsprechen, während diejenigen Bereiche des Photolackes (68) unter den nichtlichtdurchlässigen Bereichen nichtfixierte Bereiche sind,

d) Entfernen der nichtfixierten Bereiche des Photolackes (68), wobei Löcher (74) im Photolack (68) entstehen, weiche Bereiche der Metallschiehten (64,66) freilegen.

e) Auffüllen der Löcher (74) mit einem Metall, das ein Muster von Kollektor-Teilelektroden (54) erzeugt

f) Entfernen des fixierten Photolackes (68).

g) Entfernen der Metallschiehten (64, 66) mit Ausnahme der Anteile unter den Kollektor-Teilelektroden (54),

h) Anbringen der Abdeckschicht (56) um wenigstens jede der Kollektor-Teilelektroden (54) und die darunter liegenden Anteile der Metallschiehten (64, 66) mit Ausnahme derjenigen Stellen, an denen die isolierten Kollektor-Teilelektroden (54) über die äußere Oberfläche der Speicherschicht (58) hinausragen.

i) Anbringen der Speicherschicht (58) entlang der Signalelektrode (52) um die Kollektor-Teilelektroden (54) herum, wobei die äußeren Bereiche der Kollektor-Teilelektroden (54) freiliegend

bleiben.

12. Verfahren nach dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Metallschichten (64,66) auf die Signalelektrode (52) durch Dampfabscheidung einer Chromschicht auf die Signalelektrode (52) und anschließende Dampfabscheidung einer Kupferschicht auf die Chromschicht geschieht.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch "> gekennzeichnet, daß das Auffüllen der Löcher (74) mit einem Metall durch Elektroplattieren erfolgt

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbringen der Abdeckschicht (56) um wenigstens jede der Kollektor-Teil- <5 elektroden (54) und die darunter angeordneten Metallschichten (64, 66) durch elektrophoretisches Ablagern dsr Abdeckschicht (56) erfolgt.