DE2852440C3 - Verfahren zur Herstellung eines Eingangsbildschirms für einen Bildverstärker - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Eingangsbildschirms für einen BildverstärkerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein 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 festgelegten Leuchtstoffblöcken
ausgebildet wird, und bei dem dann eine Photokathodenschicht für die Leuchtstoffschicht aufgedampft
wird.
Bildwandlerröhren zur Umsetzung von hochenergetischer Strahlung z. B. y-Strahlung oder Röntgenstrahlung,
in ein sichtbares Bild besitzen üblicherweise einen Eingangsbildschirm und einen Ausgangsbildschirm, der
das vom Eingangsbildschirm gelieferte Bild von Photoelektronen in ein sichtbares Bild umwandelt.
Damit eine derartige Bildwandlerröhre ein deutlich aufgelöstes, sichtbares Bild liefern kann, ist es
erforderlich, 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 Leuchtstoffschicht aufgebrachte Photokathodenschicht
auf, die z. B. aus einer für das von der Leuchtstoffschicht kommende Licht empfindlichen
Verbindung von Antimon und Cäsium besteht.
In Fig. 1 ist ein herkömmlicher Eingangsbildschirm dargestellt, der ein von einer entsprechenden Strah-
lungsquelle emittiertes radioaktives Strahlungsbild wiedergabegetreu in ein Photoelektronenbild umsetzen
soll. Der Bilschirm gemäß Fig. 1 weist ein Substrat 11,
eine Leuchtstoffschicht 12 sowie eine Photokathodenschicht 15 auf. Die Leuchtstoffschicht 12 tnthält 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 PhotcVathodenschicht 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 uus 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 Leuchtstoff schicht 12 ausgebildet.
Ein auf diese Weise hergestellter Eingangsbiidschirm 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 Leuchtstoffschicht andererseits herrührenden Spannungen
solche Risse erzeugen will, die sich über die gesamte Dicke der Leuchtstoffschicht erstrecken. Daraus ergibt
sich aber, daß die Leuchtstoffschicht nicht in der Lage ist, ihre Funktion als Führung für die Lichtstrahlen zur
Photokathodenschicht wirksam genug auszuführen. Das Auflösungsvermögen bei herkömmlichen Eingangsbildschirmen
lag 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 Eingangsbildschirmt anzureichend
ist.
Ferner ist es aus der DE-OS 27 2t 280 an sich
bekannt, auf der Oberfläche eines Substrats eines Eingangsbildschirmes ein Mosaikmuster herzustellen,
damit 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 Eingangsbüdschirmen der eingangs
genannten Art anzugeben, die sich durch ei;i verbessertes Auflösungsvermögen des ursprünglichen Bildes von
hochenergetischer Strahlung auszeichnen.
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 niiht aufzulösen
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 niiht aufzulösen
ίο vermag, benetzt und das flüssige Material anschließend
verdampft wird.
Bei einer anderen Ausführungsforrn 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 Leuchtstoffschicht
zur Herstellung der Risse auf eine Temperatur über 1000C erwärmt und anschließend mit einem
flüssigen Material abgeschreckt, das einen niedrigen Siedepunkt besitzt und den Leuchtstoff nicht aufzulösen
vermag.
Mit den erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich in 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 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, Methyläthylketon,
Äthylacetat und/oder Benzol, so handelt es sich dabei um besonders geeignete Materialien zur
Behandlung der jeweiligen Leuchtstoffschichten.
Bildet man vor dem Aufdampfen der Leuchtstoffschicht 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
die Ausbildung der Risse und ihre Reproduzierbarkeit verbessert werden.
Eine Herstellung der Mosaikmusterelemente kann beispielsweise durch Verwendung eines Substrats aus
Aluminium und durch anodische Oxydation der Substratoberfläche, Schließen der darin entstandenen
Poren durch Eintauchen des Substrats in siedendes Wasser und Erwärmen des so behandelten Substrats
erfolgen um das gewünschte Muster von Rirsen in der Leuchtstoffschichi auszubilden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und im Vergleich
zu herkömmlichen Anordnungen sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine Teilseitenansicht im Schnitt eines herkömmlichen Eir.gangsbildschirms für eine Bildwandlerröhre;
in
Fig. 2 eine Teilseitenansicht im Schnitt eines
Eingangsbildschirms, der gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt
ist; und in
F i g. 3 eine der F i g. 2 ähnliche Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Der in Fig. 2 dargestellte Eingangsbildschirm weist
ein Substrat 21, beispielsweise aus Aluminium, eine Leuchtstoffschicht 22 aus einem Alkalihalogenid, wie
z. B. Cäsiumjodid oder Kaliumjodid, die auf das Substrat
21 aufgetragen ist und aus säulenförmigen, sich praktisch senkrecht zur Ebene des Substrats 21 erstreckenden
Kristallen besteht, eine dünne Zwischenschicht 23, z. B. aus Aluminiumoxid oder Indiumoxid auf der
Leuchtstoffschicht 22 sowie eine auf die dünne Zwisehenschicht 23 aufgetragene Photokathodenschicht 24
auf, die z. B. aus einer Sb-Cs-Verbindung oder Sb-K-Cs-Verbindung besteht.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Leuchtstoffschicht 22 mit einem flüssigen Material behandelt,
um längs ihrer säulenförmigen Kristalle Risse 23 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.
F i g. 3 zeigt einen Eingangsbildschirm, der gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens hergestellt ist. Auf der Oberfläche des Substrats 21 sind dabei zahlreiche Mosaikmusterelemente
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 Leuchtstoffschicht 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 Behandlung der I .euchtstoffschicht 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 Ver|;rößerung ihres Volumens und unter Ausübung von Spannungen
gegenüber den sie umgebenden Leuchtstoffkristallen, so daß sich Spalte und Feinrisse bilden. Ein
derartiges Verfahren eignet sich 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 Kältemittels, etwa mit flüssigem Stickstoff, in einen festen
Zustand eingefroren. Die gefrorene Flüssigkeit wird anschließend in einer feuchtigkeitsfreien
Stickstoffatmosphäre weggetaut. Das in die feinen Zwischenräume zwischen den Kristallen der
Leuchtstoffschicht 22 eingedrungene flüssige Material wird dann in Abhängigkeit von seinen
speziellen Eigenschaften einer Ausdehnung oder Kontraktion unterworfen, so daß auf die umgebenden
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. Eine Leuchtstoffschicht 22, die auf eine Temperatur von etwa 15O0C erwärmt worden ist, wird mit einer
Flüssigkeit abgeschreckt. Durch die Abschreckung findet bei der Leuchtstoffschicht, die einen hohen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, ein rasches Schrumpfen statt. 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
Eingangsbildschirmen, die einen Aufbau gemäß F i g. 2 und 3 besitzen.
Bei der oben beschriebenen Behandlung wird als Flüssigkeit vorzugsweise ein organisches Lösungsmittel
mit einem Siedepunkt unterhalb von 100" C verwendet,
das den Leuchtstoff nicht aufzulösen vermag. Als Lösungsmittel eignen sich beispielsweise Alkohole, wie
Methanol oder Äthanol, Ketone, wie Aceton oder Methylethylketon. 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 Reproduzierbarkeit 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
Photokathcdenschicht zu sorgen. Die mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Eingangsbildschirme
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 2t aus Aluminium mit einer Dicke von 0,5 mm wurde eine Leuchtstoffschicht 22 aus
Cäsiumjodid mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 6μητ/πιίη bei einer Temperatur von 40° C bis 150° C,
z.B. 100°C, bis zu einer Dicke von etwa 150μΐη
aufgedampft Dabei wurden säulenförmige Kristalle mit einem Durchmesser von 1 μΐη bis 5 μπι 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 2t aus Aluminium in einer Stickstoffatmosphäre
10 Mi-nuten lang auf 15O0C erwärmt. Daraufhin
wurde die Leuchtstoffschicht 22 durch Eintauchen in eine Flüssigkeit, z. B. Aceton, abgeschreckt. Bei diesem
Abschreckvorgang bildeten sich in der Leuchtstoffschicht 22 aus Cäsiumjodid. rias 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.
Auch bei der Verwendung von Methanol oder 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 μπι 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 2500C. 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 μπι bis 4 μπι und eine Tiefe von etwa 10 μπι. Der
größte Teil der Mosaikmusterelemente 32 besaß einen maximalen Durchmesser von 50 μΐη bis 100 μπι.
Auf die so behandelte Oberfläche des Substrats 21 wurde bei einer Temperatur von 4O0C bis 15O0C, z. B.
1000C, eine Leuchtstoffschicht 22 aus Cäsiumjodid mit
einer Geschwindigkeit von 3 bis 6 μτη/min, z. B. 5 um/min, bis zu einer Dicke von etwa 150μΐτΐ
aufgedampft Dabei entstanden auf der Oberfläche der Mosaikmusterelemente 32 des Substrats 21 säulenförmige
Kristalle mit einem Durchmesser von 1 μπι bis 5 μπι, 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
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
iü 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.
Bei der Behandlung der auf das Substrat 21 aufgedampften Leuchtstoffschicht 22 gemäß dem beim
Beispiel 1 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
2Ί diesem Zustand war die Leuchtstoffschicht 22 in
wirksamer Weise in der Lage, für eine Führung der Lichtstrahlen zur Photokathodenschicht 24 zu sorgen.
Ein Ablösen der Leuchtstoffschicht 22 vom Substrat 21 war ebensowenig festzustellen wie Blasen oder Flecke
3» 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 flüchtige 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 Leuchtstoffschicht 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 Leuchtstoffbiöcke 35 in Form von säulenförmigen Kristallen
bildeten sich dabei auf der Oberfläche der Mosaikmusterelemente 32 aus und stellten sehr wirksame
Lichtleiter beim Eingangsbildschirm dar.
Die Oberfläche der Leuchtstoffschicht 22, in der die
Die Oberfläche der Leuchtstoffschicht 22, in der die
Risse 33 bzw. 34 durch die Behandlung mit der genannten Flüssigkeit erzeugt worden waren, wies ein
labyrinthartiges Muster mit verringertem Leitvermögen auf. Aus diesem Grunde wird vorzugsweise eine dünne
leitfähige Zwischenschicht 23 zwischen der Leuchtstoffschicht 22 und der Photokathodenschicht 24 vorgesehen,
um der Leuchtstoffschicht 22 über ihre gesamte Fläche gleichmäßige Eigenschaften zu verleihen. Diese
dünne Zwischenschicht 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 μηι verringert werden. Dadurch läßt sich das gewünschte hohe Auflösungsvermögen bei dem Eingangsbildschirm
erreichen.
Versuche haben gezeigt, daß bei einer 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
ίο 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
hochenergetischer Strahlung arbeiten und diese in ein Bild aus sichtbarem Licht umwandeln.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
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 festgelegten Leuchtstoffblöcken ausgebildet wird, 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, 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 festgelegten Leuchtstoffblöcken ausgebildet wird, und bei dem dann eine
Photokathodenschicht auf die Leuchtstoffschicht 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 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 festgelegten Leuchtstoffblöcken ausgebildet wird, und bei dem dann eine
Photokathodenschicht auf die Leuchtstoffschicht aufgedampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Herstellung der Risse die Leuchtstoffschicht auf eine Temperatur über 100°C 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
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, 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 Subs'rat aus Aluminium verwendet
wird und daß die Mosaikmusterelemente durch anodische Oxydation der Substratoberfläche, Schließen
der darin entstandenen Poren durch Eintauchen des Substrats in siedendes Wasser und Erwärmen
des so behandelten Substrats hergestellt werden.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14514977A JPS5478074A (en) | 1977-12-05 | 1977-12-05 | Production of input screen for image increasing tube |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE2852440A1 DE2852440A1 (de) | 1979-06-07 |
| DE2852440B2 DE2852440B2 (de) | 1980-12-04 |
| DE2852440C3 true DE2852440C3 (de) | 1984-07-12 |
Family
ID=15378542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2852440A Expired DE2852440C3 (de) | 1977-12-05 | 1978-12-04 | Verfahren zur Herstellung eines Eingangsbildschirms für einen Bildverstärker |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPS5478074A (de) |
| DE (1) | DE2852440C3 (de) |
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| KR20010015636A (ko) * | 1997-10-27 | 2001-02-26 | 에브게니 인비에비치 지바르기초프 | 원주형 구조를 가진 음극발광 스크린 및 그 제조방법 |
| DE19859995A1 (de) * | 1998-12-23 | 2000-07-06 | Siemens Ag | Strahlungsdetektor mit einem segmentierten Leuchtstoffkörper, Verwendung des Strahlungsdetektors und Verfahren zur Herstellung des Leuchstoffkörpers |
| JP2014235921A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社東芝 | イメージ管およびその製造方法 |
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-
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- 1978-12-04 DE DE2852440A patent/DE2852440C3/de not_active Expired
Also Published As
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