DE2852440B2

DE2852440B2 - Verfahren zur Herstellung eines Eingangsbildschirms für eine Bildwandlerröhre für hochenergetische Strahlung

Info

Publication number: DE2852440B2
Application number: DE2852440A
Authority: DE
Inventors: Tomiya Machida Tokio Sonoda; Hiroshi Yokohama Washida
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-12-05
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1980-12-04
Also published as: DE2852440A1; US4239791A; DE2852440C3; JPS5478074A

Description

jo Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Eingangsbildschirms für eine Bildwandlerröhre für hochenergetische Strahlung, bei dem ein Leuchtstoff aus einem Alkalihalogenid auf eine Räche eines Substrats aufgedampft und damit eine Leuchtstoffschicht aus

J5 säulenförmigen Kristallen hergestellt wird, die sich praktisch senkrecht zur Ebene des Substrats erstrecken, bei dem dann diese Leuchtstoffschicht thermisch derart behandelt wird, daß in ihr im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Substrats verlaufende Risse entstehen und dabei eine große Anzahl von optisch voneinander unabhängigen, durch die Risse festgelegte Leuchtstoffblöcke ausgebildet werden, und bei dem dann eine Photokathodenschicht für die Leuchtstoffschicht aufgedampft wird.

Bildwandlerröhren zur Umsetzung von hochenergetischer Strahlung z. P. y-Strahlung oder Röntgenstrahlung, in ein sichtbares Bild besitzen Üblicherweise einen Eingangsbildschirm und einen Ausgangsbildschirm, der das vom Eingangsbildschirm gelieferte Bild von

so Photoelektronen in ein sichtbares Bild umwandelt. Damit eine derartige Bildwandlerröhre ein deutlich aufgelöstes, sichtbares Bild liefern kann, ist es ^forderlich, das von hochenergetischer Strahlung erzeugte Bild wiedergabegetreu in ein Bild von

Photoelektronen umzusetzen.

Ein derartiger Eingangsbildschirm der Bildwandlerröhre weist üblicherweise ein Substrat aus beispielsweise für radioaktive Strahlung durchlässigem Aluminium, eine auf das Substrat aufgetragene Leuchtstoffschicht aus einem Alkalihalogenid, die bei ihrer Beaufschlagung mit hochenergetischer Strahlung in der Lage ist, in wirksamer Weise Licht zu ermittieren, sowie eine auf die Leuchtstoffschichl aufgebrachte Photokathodenschicht auf, die /.. B. aus einer für das von der

h5 Leuchtstoffschicht kommende Licht empfindlichen Verbindung von Antimon und Cäsium besteht.

In Fig. I ist ein herkömmlicher Eingangsbildschirm dargestellt, der ein von einer entsprechenden Strah-

lungsquelle emittiertes radioaktives Strahlungsbild wiedergabegeireu in ein Photoelektronenbild umsetzen soll. Der Bilschirm gemäß Fig. 1 weist ein Substrat 11, eine Leuchtstoffschicht 12 sowie eine Phoiokathodenschicht IS auf. Die Leuchtstoffschicht 12 enthält eine große Anzahl von Rissen oder Spalten 13, so daß sie in der Tat aus einer Anordnung von zahlreichen, durch die Risse festgelegten Leuchtstoffblöcken 14 besteht Mit einem derartigen Aufbau der Leuchtstoffschicht 12 werden Lichtstrahlen 16 so gestreut, daß ihr Auftreffen auf die Photokathodenschicht 15 sichergestellt wird. Die Lichtstrahlen werden dabei nur innerhalb der Leuchtstoffblöcke 14 gestreut, die somit zur Führung der Lichtstrahlen 16 zur Photokathodenschicht 15 dienen. Der Eingangsbildschirm hat daher ein hohes Auflösungsvermögen.

Bisher hat man zur Herstellung eines derartigen Eingangsbildschirmes zunächst eine Leuchtstoffschicht 12 aus Cäsiumjodid auf das Substrat 11 aus Aluminium aufgetragen, die Leuchtstoffschicht 12 thermischen Schocks ausgesetzt und auf diese Weise unter Verwendung der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats 11 und der Leuchtstoffschicht 12 Risse in der Leuchtstoffschicht 12 ausgebildet

Ein auf diese Weise hergestellter Eingangsbildschirm weist jedoch eine Reihe von Unzulänglichkeiten auf. Zum einen besitzen die durch die Risse gebildeten Leuchtstoffblöcke eine zu große Ausdehnung, während ihre Verkleinerung zur Verbesserung des Auflösungsvermögens für das empfangene Bild der hochenergetischen Strahlung einerseits Schwierigkeiten bereitet; andererseits ist es schwierig, die Größe der Leuchtstoffblöcke zu reproduzieren.

Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich, wenn man lediglich mit den von den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats einerseits und der Leuchtstoffschichl andererseits herrührenden Spannungen solche Risse erzeugen will, die sich über die gesamte Dicke der Leuchtstoffschicht erstrecken. Daraus ergibt sich aber, dab die Leuchtstoffschicht nicht in der Lage ist, ihre Funktion als Führung für die Lichtstrahlen zur Photokathodenschicht wirksam genug auszuführen. Das Auflösungsvermögen bei herkömmlichen Eingangsbildschirmen tag daher wegen der vorstehenden Gründe für Röntgenstrahlung bei etwa 28 bis 30 Linienpaaren pro cm, was jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse in der praktischen Verwendung erbracht hat

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der Veröffentlichung in »Philips Res. Repts., Band 29, 1974, Seiten 340 bis 362« bekannt, jedoch treten bei dem bekannten Verfahren die vorstehend beschriebenen Mängel auf, so daß das Auflösungsvermögen der Eingangsbildschirme unzureichend ist.

Ferner ist es aus der DE-OS 27 21 280 an sich bekannt, auf der Oberfläche eines Substrats eines Eingangsbildschirmes ein Mosaikmuster herzustellen, lamit die in der Substratoberfläche vorhandenen Risse beim anschließenden Aufbringen der Leuchtstoffschicht in diese hineinwachsen,, jedoch reicht eine derartige Maßnahme allein nicht in allen Fällen aus, um das gewünschte Muster von Rissen in der Leuchtstoffschicht zu erzeugen. Insbesondere ist festzustellen, daß bei dicken Leuchtstoffschichten die Risse in der Leuchtstoffschicht bei zunehmendem Abstand von der Substratoberfläche sich immer stärker verjüngen.

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren zur

Herstellung von Eingangsbildschirmen der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch ein verbessertes Auflösungsvermögen des ursprünglichen Bildes von hochenergetischer Strahlung auszeichnen.

^r) Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einer ersten Ausführungsform darin, daß zur Ausbildung der Risse in der Leuchtstoffschicht ihre Oberfläche mit einem flüssigen Material, das einen niedrigen Siedepunkt besitzt und den Leuchtstoff nicht aufzulösen

ίο vermag, benetzt und das flüssige Material anschließend verdampft wird.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Leuchtstoffschicht zur Herstellung der Risse mit einem flüssigen Material, das einen niedrigen Siedepunkt besitzt und den Leuchtstoff nicht aufzulösen vermag, benetzt, anschließend das in die Leuchtstoffschicht eingedrungene flüssige Material durch Eintauchen der Leuchtstoffschicht in ein Gefrieroder Kältemittel in einen festen Zustand eingefroren und schließlich das gefrorene flüssige Material in einer feuchtigkeitsfreien Atmosphäre aufgetaut

Bei einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird schließlich die Leuchtstoff-Schicht zur Herstellung der Risse auf eine Temperatur

2S über 100° C erwärmt und anschließend mit einem flüssiges Material abgeschreckt das einen niedrigen

Siedepunkt besitzt und den Leuchtstoff nicht aufzulösen

vermag.

Mit den erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich in

to vorteilhafter Weise die erwünschten Risse herstellen, um das Auflösungsvermögen zu verbessern.

Wenn das Aufdampfen der Leuchtstoffschicht und ihre Behandlung mit flüssigem Material abwechselnd wiederholt werden, so eignet sich ein derartiges

r> Verfahren zur Herstellung von Eingangsbildschirmen insbesondere zur Behandlung von dicken Leuchtstoffschichten.

Verwendet man als flüssiges Material ein organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt unterhalb von

100⁰C, wie z. B. Methanol, Äthanol, Aceton, Methyl-

äthylketon, Äthylacetat und/oder Benzol, so handelt es sich dabei um besonders geeignete Materialien zur

Behandlung der jeweiligen Leuchtstoffschichten. Bildet man vor dem Aufdampfen der Letichtstoff-

schicht auf der Substratoberfläche eine Vielzahl von Mosaikmusterelementen aus, deren Umrisse aus feinen Rillen bestehen, so läßt sich in vorteilhafter Weise erreichen, daß beim anschließenden Aufbringen der Leuchtstoffschicht und ihrer thermischen Behandlung

ίο die Ausbildung der Risse und ihre Reproduzierbarkeit verbessert werden.

Eine Herstellung der Mosaikmusterelemente kann beispielsweise durch Verwendung eines Substrats aus Alumimium und durch anodische Oxydation der Substratoberfläche, Schließen der darin entstandenen Poren durch Eintauchen des Substrats in aiedendes Wasser und Erwärmen des so behandelten Substrats erfolgen, um das gewünschte Muster von Rissen in der Leuchtstoffschichl auszubilden.

μ Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeisprelen und im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

(i"> Fig. 1 eine Teil· eitenansicht im Schnitt eines herkömmlichen Kingangsbildschirms für eine Bildwandlerröhre; in Fig. 2 eine Teilseitenansicht im Schnitt eines

Eingangsbildschirms, der gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindiingsgemäßen Verfahrens hergestellt ist; und in

Fig.3 eine der I⁷ig. 2 ähnliche Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäBen Verfahrens.

Der in F i g. 2 dargestellte Eingangsbildschirm weist ein Substrat 21, beispielsweise aus Aluminium, eine Leuchtstoffschicht 22 aus einem Alkaiihalogenid. wie /. Cäsiumjodid oder Kaliumjodid, die auf das Substrat 21 aufgetragen ist und aus säulenförmigen, sich praktisch senkrecht zur Ebene des Substrats 21 erstreckenden Krislallen besteht, eine dünne Zwischenschicht 2). ι. B. aus Aluminiumoxid oder Indiumoxid auf der Leuchtitoffschicht 22 sowie eine auf die dünne Zwischenschicht 23 aufgetragene Photokathodenschichl 24 auf. die z. B. aus einer Sb-Cs- Verbindung oder Sb-KCs-Verbindung besteht.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die l.euchtstoffschicht 22 mit einem llüssigen Material behandelt, um längs ihrer säulenförmigen Kristalle Risse 25 auszubilden. Diese Risse 25 legen dabei optisch voneinander unabhängige Leuchtstoffblöcke 26 fest, welche aus einer Zusammenballung von säulenförmigen Kristallen bestehen. Das bedeutet, daß einfallende Lichtstrahlen innerhalb der einzelnen Leuchtstoffblöcke 26 selbst gestreut und reflektiert werden, jedoch nicht in benachbarte Leuchtstoffblöcke 26 übergehen.

Fig. 3 zeigt einen Eingangsbildschirm, der gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist. Auf der Oberfläche des Substrats 21 sind dabei zahlreiche Mosaikmusterelernente 32 ausgebildet, deren Umrisse aus feinen Rillen 31 bestehen. Wird die Leuchtstoffschicht 22 auf diese Mosaikmusterelemente 32 aufgetragen, so sorgen die Rillen 31 für das Einführen von kurzen Rissen 33 in die Leuchtstoffschicht 22. Wird die Leuchtstoffschichl 22 anschließend mit einem entsprechenden flüssigen Material behandelt, so werden dadurch langgestreckte Risse 34 ausgebildet, die mit gestrichelten Linien angedeutet sind. Diese kurzen Risse 33 und die längeren Risse 34 bestimmen somit optisch voneinander unabhängige Leuchtstoffblöcke 35, die jeweils durch eine Anzahl von säulenförmigen Kristallen gebildet wird.

Die Risse 25 bzw. 34 in der Leuchtstoffschicht 22 werden so hergestellt, daß zunächst säulenförmige Kristalle der Leuchtstoffschicht 22 auf dem Substrat 21 so gezüchtet werden, daß sie senkrecht zur Ebene des Substrats 21 verlaufen, während anschließend die Leuchtstoffschicht 22 mit einem entsprechenden flüssigen Material behandelt wird.

Die Behandlur^ der Leuchtstoffschicht 22 mit einem derartigen flüssigen Material kann nach einem der nachstehend beschriebenen Verfahren erfolgen:

1. Eine die Leuchtstoffschicht 22 benetzende Flüssigkeit wird, z. B. durch Wärmeeinwirkung, verdampft. Die in die feinen Zwischenräume zwischen den Kristallen der Leuchtstoffschicht 22 eingedrungene Flüssigkeit verdampft dabei unter Vergrößerung ihres Volumens und unter Ausübung von Spannungen gegenüber den sie umgebenden Leuchtstoffkristallen, so daß sich Spalte und Feinrisse bilden. Ein derartiges Verfahren eignet sieh insbesondere für die Herstellung eines Eingangsbildschirms mit dem in F i g. 3 dargestellten Aufbau.

2. Eine die Leuchtstoffschicht 22 benetzende Flüssigkeit wird mit Hilfe eines Gefrier- oder Kältemittefs. etwa mit flüssigem Stickstoff, in einen festen

Zustand eingefroren. Die gefrorene Flüssigkeil wird anschließend in einer feuchtigkeitsfreien .Stickstoffatmosphäre weggetaut. Das in die feinen Zwischenräume zwischen den Kristallen der l.cuchlstoffschicht 22 eingedrungene flüssige Mate rial wird dann in Abhängigkeil von seinen speziellen Eigenschaften einer Ausdehnung oder Kontraktion unterworfen, so daß auf die umgeben den Leuchtstoffkristalle große Belastungen oder Spannungen ausgeübt werden, was wiederum Risse und Feinrisse längs der Korngrenzen der säulenförmigen Kristalle entstehen läßt, die eine schwache Bindung besitzen.
3. F.ine l.euchtstoffschicht 22. die auf eine Temperatur von etwa 150"C erwärmt worden ist. wird mit einer Flüssigkeit abgeschreckt. Durch die Abschreckung findet bei der Leuchtstoffschicht, die einen hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, ein rasches Schrumpfen stall. Dadurch bilden sich längs der Korngrenzen der eine schwache gegenseitige Bindung besitzenden säulenförmigen Kristalle die erwünschten Risse aus. Eine solche Behandlung eignet sich für die Herstellung von F.ingangsbildschirmcn. die einen Aufbau gemäß F i c. 2 und 3 besitzen.
Bei der oben beschriebenen Behandlung wird als Ilüssigkeii vorzugsweise ein organisches Lösungsmitlei mit einem Siedepunkt unterhalb von 100"C verwendet, das dei) Leuchtstoff nicht aufzulösen vermag. AK Lösungsmittel eignen sich beispielsweise Alkohole, wie Methanol oder Äthanol. Ketone, wie Aceton oder Methyläthylketon. ester, wie Äthylacetat, oder aromatische Verbindungen, wie Benzol. Die verwendeten Flüssigkeiten können auch aus einem Gemisch der angegebenen Verbindungen bestehen.

Bei dem Eingangsbildschirm gemäß F i g. 3 wird ein Mosaikmuster auf der Oberfläche des Substrats 21 ausgebildet, wobei sich die Größe der Leuchtstoffblöcke 35 einfacher steuern läßt und die Risse 33 bzw. 34 mit besserer Reprcduzierbarkeit hinsichtlich ihrer Größe ausgebildet werden können.

Durch die vorstehend beschriebene Behandlung der Leuchtstoffschicht mit einer geeigneten Flüssigkeit lassen sich wesentlich höhere mechanische Spannungen erzeugen, als sie von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Substrat einerseits und Leuchtstoffschicht andererseits herrühren. Damit können die Risse in zuverlässiger Weise hergestellt werden, welche sich durch die gesamte Dicke der Leuchtstoffschicht erstrecken, so daß die Leuchtstoffschicht tatsächlich in der Lage ist. für eine Führung der Lichtstrahlen zur Photokathodenschicht zu sorgen. Die mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Eingangsbildschinne weisen damit ein deutlich verbessertes Auflösungsvermögen auf.

Nachstehend werden spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben, mit denen sich Eingangsbildschirme der in F i g. 2 bzw. 3 dargestellten Art herstellen lassen.

Beispiel 1 (Eingangsbildschirm gemäß F i g. 2)

Auf ein Substrat 21 aus Aluminium mit einer Dicke von 03 mm wurde eine Leuchtstoffschicht 22 aus Cäsiumjodid mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 6 μπι/min bei einer Temperatur von 40⁰C bis 150^cC, z.B. 100°C, bis zu einer Dicke von etwa 150μπι aufgedampft Dabei wurden säulenförmige Kristalle mit einem Durchmesser von 1 μπι bis 5 μΐη gezüchtet die sich im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Substrats

21 aus Aluminium erstrecken. In diesem Zustand war die Leuchtstoffschicht 22 praktisch nicht in der Lage, eine Lichtführung auszuüben.

Anschließend wurde die Leuchtstoffschicht 22 auf dem Substrat 21 aus Aluminium in einer Stickstoffatmosphäre 10 Minuten lang auf I5O"C erwärmt. Daraufhin wurde die Leuchtstoffschicht 22 durch Eintauchen in eine f-rJssigkeil, z. B. Aceton, abgeschreckt. Bei diesem Abschreckvorgang bildeten sich in der Leuchtstoffschicht 22 aus Cäsiumjodid. 'las einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, ohne weiteres zahlreiche Risse 25. Diese Risse 25 verliefen durch die gesamte Dicke der Leuchtstoffschicht 22, die aus diesem Grunde ein hohes Lichtleitvermögen besaß. Ein Abblättern oder Abschälen der Leuchtstoffschicht 22 vom Substrat 21 war ebensowenig festzustellen wie Blasen oder Schmierstellen auf der Oberfläche der Leuchtstoffschicht 22.

Äthylacetat anstelle von dem genannten Aceton konnten in der Leuchtstoffschicht 22 ebensolche Risse 25 hergestellt werden.

Bei einem derart durchgeführten Verfahren bildeten die Risse 25 allerdings bei einer dicken Leuchtstoffschicht 22 große Leuchtstoffblöcke 26, welche das Auflösungsvermögen eines so hergestellten Eingangsbildschirmes beeinträchtigen. Um diese Unzulänglichkeit zu vermeiden, wurde die Leuchtstoffschicht 22 jedesmal dann mit einer Flüssigkeit der oben genannten Art behandelt, wenn ihre Dicke beispielsweise um 79 μπ. zugenommen hatte. Das bedeutet, daß das thermische Aufdampfen der Leuchtstoffschicht 22 einerseits und ihre Behandlung mit einer solchen Flüssigkeit andererseits jeweils abwechselnd durchgeführt wurden, so daß man eine Leuchtstoffschicht 22 erhielt, die tatsächlich aus kleinen Leuchtstoffblöcken 26 bestand.

Beispiel 2 (Eingangsbildschirm gemäß F i g. 3)

Ein Substrat 21 aus Aluminium mit einer Dicke von 0,5 mm, auf das eine Leuchtstoffschicht 22 aufgedampft werden sollte, wurde folgendermaßen einer anodischen Oxydation unterworfen. Das Substrat 21 aus Aluminium wurde z. B. in eine 3%ige Oxalsäurelösung eingetaucht. Anschließend wurde das Substrat 21 aus Aluminium als Anode geschaltet und für eine Dauer von 2 Stunden ein Strom mit einer Stromdichte von 100 A/m² angelegt. Danach wurde das Substrat 21 aus Aluminium in siedendes Wasser eingetaucht, um die in ihm gebildeten Poren zu verschließen. Hierbei wurde auf dem Substrat 21 aus Aluminium eine Kristallwasser enthaltende Aluminiumoxidschicht hergestellt. Wenn das Gebilde auf eine Temperatur von über 25O⁸C, z.B. 300"C, erwärmt wurde, bildeten sich auf seiner Oberfläche die durch feine Rillen 31 umrissenen Mosaikmusterelemente 32. Die Rillen 31 besaßen dabei eine Breite von etwa 3 um bis 4 μπι und eine Tiefe von etwa 10 μιτι. Der größte Teil der Mosaikmusterelemente 32 besaß einen maximalen Durchmesser von 50 μπι bis 100 μιτι.

Auf die so behandelte Oberfläche des Substrats 21 wurde bei einer Temperatur von 40⁰C bis 150⁰C, z. B. 10O⁰C eine Leuchtstoff schicht 22 aus Cäsiumjodid mit einer Geschwindigkeit von 3 bis θμπτ/πιίη, z.B. 5pjn/min, bis zu einer Dicke von etwa 150 μπι aufgedampft Dabei entstanden auf der Oberfläche der Mosaikmusterelemente 32 des Substrats 21 säulenförmige Kristalle mit einem Durchmesser von 1 μΐη bis 5 μητ, die sich praktisch senkrecht zur Ebene des

Substrats 21 erstreckten. Die Leuchtstoffblöcke 35 in Form der säulenförmigen Kristalle wurden dabei durch die Risse 33 festgelegt, die von den feinen Rillen 31 der Mosaikmusterelemente 32 ausgingen.

Die Kristalle aus Cäsiumjodid nahmen während des Aufdampfvorganges auf Grund der Temperatur des Substrats 21 bzw. der von einem das Cäsiumjodid enthaltenden Schiffchen ausgestrahlten Wärme allmählich an Größe zu. Die von den Rillen 31 ausgehenden Risse 33 wurden allmählich immer enger oder verschwanden weitgehend auf Grund des unregelmäßigen Kristallwachstums infolge von Schwankungen bei den Aufdampfbedingungen, so daß sie sich nicht bis an die Oberfläche der Leuchtstoffschicht 22 erstreckten. Eine derartig hergestellte Leuchtstoffschicht 22 war daher noch nicht geeignet, für eine wirkungsvolle Führung der Lichtstrahlen zur Photokathodenschicht 24 zu sorgen.

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aufgedampften Leuchtstoffschicht 22 gemäß dem beim Beispiel I beschriebenen Verfahren gingen jedoch von den Stellen, an denen die ursprünglichen Risse 33 endeten, neue Risse 34 aus, die sich dann bis zur Oberfläche der Leuchtstoffschicht 22 erstreckten. In diesem Zustand war die Leuchtstoffschicht 22 in wirksamer Weise in der Lage, für eine Führung der Lichtstrahlen zur Photokathodenschicht 24 zu sorgen. Hin Ablösen der Leuchtstoffschicht 22 vom Substrat 21 war ebensowenig festzustellen wie Blasen oder Flecke oder Schmierstellen auf der Oberfläche der Leuchtstoffschicht 22.

Bei einer abgewandelten Behandlung der Leuchtstoffschicht 22 mit einer Flüssigkeit der oben genannten Art wurde die auf die Oberfläche des Substrats 21 aufgedampfte Leuchtstoffschicht 22 vollständig mit einem organischen Lösungsmittel mit einem niedrigen Siedepunkt, z. B. Aceton, benetzt. Die so behandelte Leuchtstoffschicht 22 wurde anschließend für mehrere Sekunden in flüssigen Stickstoff in einer Stickstoffkammer eingetaucht, um die flüchtigen Flüssigkeit erstarren zu lassen. Nach dem Herausnehmen aus dem flüssigen Stickstoff wurde das Gebilde in einer Stickstoffatmosphäre belassen, bis seine Temperatur wieder Raumtemperatur erreicht hatte. In der so behandelten Lcuchtstoffschicht 22 gingen von den Stellen, an denen die vorher ausgebildeten Risse 33 endeten, neue Risse 34 aus, die durch die gesamte Dicke der Leuchtstoffschicht 22 hindurch bis zu ihrer Oberfläche verliefen. Man nimmt an, daß dieser Effekt dadurch eintritt, daß in der Leuchtstoffschicht 22 auf Grund der auftretenden Volumenänderungen der Flüssigkeit bei ihrer Verfestigung durch Einfrieren innere Spannungen auftreten. Die so hergestellte Leuchtstoffschicht 22 wies ein ebenso hervorragendes Lichtleitvermögen zur Führung von Lichtstrahlen zur Photokathodenschicht 24 auf wie beim oben beschriebenen Beispiel.

Bei der Behandlung der Leuchtstoffschicht 22 mit einer Flüssigkeit gemäß Beispiel 2 ergaben sich somit neue Risse 34 an den Stellen, an denen sich die von den feinen Rillen 31 ausgehenden Risse 33 schlossen. Die neuen Risse 34 verliefen dabei durch die gesamte Dicke der Leuchtstoffschicht 22 hindurch bis zu ihrer Oberfläche. Die von Rissen umgebenen Leuchtstoffblöcke 35 in Form von säulenförmigen Kristallen bildeten sich dabei auf der Oberfläche der Mosaikmusterelemente 32 aus und steiiten sehr wirksame Lichtleiter beim Eingangsbildschirm dar.

Die Oberfläche der Leuchtstoffschicht 22, in der die

Risse 33 bzw. 34 durch die Behandlung mit der genannten Flüssigkeit erzeugt worden waren, wies ein labyrinthartige? Muster mit verringertem Leitvermögen auf. Aus diesem Grunde wird vorzugsweise eine dünne leitfähige Zwischenschicht 23 zwischen der Leuchtstoff · schicht 22 und der Photokathodenschicht 24 vorgesehen, um der Leuchtstoffschicht 22 über ihre gesamte Fläche gleichmäßige Eigenschaften zu verleihen. Diese dünne Zwisc! jnschicht 23 kann durch Aufdampfen einer Indiumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 10 nm bis 300 nm auf der Oberfläche der Leuchtstoffschicht 22 ausgebildet werden. Die Photokathodenschicht 24 wird mit einem herkömmlichen Verfahren aus einer Sb-Cs-Verbindung oder Sb-K-Cs-Verbindung hergestellt.

Da das Auflösungsvermögen der Leuchtstoffschicht 22 weitgehend von den Abmessungen der Leuchtstoffblöcke 35 abhängt, kann die Ausbildung dieser Leuchtstoffblöcke 35 in der Leuchtstoffschicht 22 hinsichtlich ihrer Größe durch entsprechende Steuerung der Größe der Mosaikmusterelemente 32 z. B. auf einige μπι verringert werden. Dadurch läßt sich das gewünschte hohe Auflösungsvermögen bei dem Eingangsbildschirm erreichen.

Versuche haU;n gezeigt, daß bei eine Röntgenstrahlenbildwandlerröhre unter Verwendung eines mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Eingangsbildschirms die Modulationsübertragungsfunktion um 60%, bezogen auf ein Auflösungsvermögen von 20 Zeilenpaaren pro cm, und auch um 50% bezogen auf 40 Zeilenpaare pro cm, verbessert werden konnte. Auch beim Anlegen von Bildsignalen geringer Frequenz konnte der Bildkontrast deutlich verbessert werden. Die Modulationsübertragungsfunktion wurde auch im Bereich hoher Auflösung beträchtlich verbessert, und auch die Photokathodenschicht 24 arbeitete in wirksamer Weise.

Mit den oben beschriebenen Verfahren können somit Eingangsbildschirme hergestellt werden, die sich nicht nur für Röntgenstrahlen-Bildwandlerröhren eignen, sondern auch für andere Bildwandlerröhren, die mit hochenergelisrher Strahlung arhpitpn nnrj Hi'psp in pin Bild aus sichtbarem Licht umwandeln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung eines Eingangsbildschirms für eine Bildwandlerröhre für hochenergetische Strahlung, bei dem ein Leuchtstoff aus einem Alkalihalogenid auf eine Fläche eines Substrats aufgedampft und damit eine Leuchtstoffschicht aus säulenförmigen Kristallen hergestellt wird, die sich praktisch senkrecht zur Ebene des Substrats erstrecken, bei dem dann diese Leuchtstoffschicht thermisch derart behandelt wird, daß in ihr im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Substrats verlaufende Risse entstehen und dabei eine große Anzahl von optisch voneinander unabhängigen, durch die Risse festgelegte Leuchtstoffblöcke ausgebildet werden, und bei dem dann eine Photokathodenschicht auf die Leuchtstoffschicht aufgedampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Risse in der Leuchtstoffschicht ihre Oberfläche mit einem flüssigen Material, das einen niedrigen Siedepunkt besitzt und den Leuchtstoff nicht aufzulösen vermag, benetzt und das flüssige Material anschließend verdampft wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines Eingangsbildschirms für eine Bildwandlerröhre für hochenergetische Strahlung, bei dem ein Leuchtstoff aus einem Alkalihalogenid auf die eine Fläche eines Substrats aufgedampft und damit eine Leuchtstoffschicht aus säulenförmigen Kristallen hergestellt wird, die sich praktisch senkrecht zur Ebene des Substrats erstrecken, Hei dem dann diese Leuchtstoffschicht thermisch derart behandelt wird, daß in ihr im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Substrats verlaufende Risse entstehen und dabei eine große Anzahl von optisch voneinander unabhängigen, durch die Risse festgelegte Leuchtstoffblöcke ausgebildet werden, und bei dem dann eine Photokathodenschicht auf die Leuchisioffschiclit aufgedampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Risse die Leuchtstoffschicht mit einem flüssigen Material, das einen niedrigen Siedepunkt besitzt und den Leuchtstoff nicht aufzulösen vermag, benetzt, anschließend das in die Leuchtstoffschicht eingedrungene flüssige Material durch Eintauchen der Leuchtstoffschicht in ein Gefrier· oder Kältemittel in einen festen Zustand eingefroren und schließlich das gefrorene flüssige Material in einer feuchtigkeitsfreien Atmosphäre aufgetaut wird,

3. Verfahren zur Herstellung eines Eingangsbildschirms für eine Bildwandlerröhre für hochenergetische Strahlung, bei dem ein Leuchtstoff aus einem Alkalihalogenid auf die eine Fliehe eines Substrats aufgedampft und damit eine Leuchtstoffschicht aus säulenförmigen Kristallen hergestellt wird, die sich praktisch senkrecht zur Ebene des Substrats erstrecken, bei dem dann diese Leuchlstoffschichit thermisch derart behandelt wird, daß in ihr im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Substrats verlaufende Risse entstehen und dabei eine große Anzahl von optisch voneinander unabhängigen, durch die Risse festgelegte Leuchtstoffblocke ausgebildet werden, und bei dem dann eine Photokathodenschicht auf die Leuchtstoffschichl aufgedampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Risse die Leuchtstoffschicht auf eine Temperatur über 100⁰C erwärmt und anschließend mit einem flüssigen Material, das einen niedrigen Siedepunkt besitzt und den Leuchtstoff nicht aufzulösen vermag, abgeschreckt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufdampfen der Leuchtstoffschicht und ihre Behandlung mit flüssigem Material abwechselnd wiederholt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Material

ία ein organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt unterhalb von 100⁰C, z.B. Methanol, Äthanol, Aceton, Methyläthylketon, Äthylacetat und/oder Benzol verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, :ϊ dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufdampfen der Leuchtstoffschicht auf der Substrat-Oberfläche eine Vielzahl von Mosaikmusterelementen ausgebildet wird, deren Umrisse aus feinen Rillen bestehen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat aus Aluminium verwendet wird und daß die Mosaikmusterelemente durch anodische Oxydation der Subsiraloberfläche, Schließen der darin entstandenen Poren durch Eintauchen des Substrats in siedendes Wasser und Erwärmen des so behandelten Substrats hergestellt werden.