DE667230C

DE667230C - Luminous screen (incandescent screen) for cathode ray tubes and process for its manufacture, made to glow by electron impact

Info

Publication number: DE667230C
Application number: DEF79644D
Authority: DE
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1935-07-10
Filing date: 1935-07-10
Publication date: 1938-11-30

Description

Durch Elektronenaufpra.11 zum Glühen gebrachter Leuchtschirm (Glühschirm) für Kathodenstrahlröhren und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen Glühschirm undein Verfahren zu seiner Herstellung.Luminous screen made to glow by electron application 11 (glow screen) for cathode ray tubes and processes for their manufacture. The invention relates to a glow screen and a method of making it.

Bei Kathodenstrahlröhren wurden bisher in der Regel fluoreszierende Leuchtschirme verwendet. Es sind jedoch auch schon Schirme bekannt, die durch die auftreffenden Elektronen zum thermischen Leuchten angeregt werden. Solche Glühschirme sind z.B. als Metallfolien ausgebildet oder bestehen aus einem Niederschlag eines fein verteilten Metalls (Wolfram, Molybdän) üder einer Schicht pulverisierten Kohlenstoff-es.In the case of cathode ray tubes, fluorescent tubes have hitherto been used as a rule Luminescent screens used. However, there are already known umbrellas that by the impinging electrons are excited to thermally glow. Such glow screens are e.g. formed as metal foils or consist of a precipitate of a finely divided metal (tungsten, molybdenum) over a layer of powdered carbon-es.

Die Erfindung besteht nun in einem Verfahren zur HersteUung eines'hei Elektronenaufprall glühenden Leuchtschirnies (Glühschirmes) für Kathodenstrahlröhren, und zwar wird ein aus Gewebe, z.B. Kunstseidensamt, bestehender Träger für die Leuchtsubstanzen mit einem oder mehreren Metall#salzen, z. B. Nitraten, getränkt, und dann werden die M#etallsalze durch Abbrennen (nacl-1 Art der Glühstrümpfe) in die Oxyde übergeführt. Als Trägergewebe wird vorzugsweise ein fein gewebter Haarstoff, z. B. ein kurzhaariger Kunstseidensamt, verwendet. Man erhält dann ein äußerst geringes Wärmeleitungsvermögen und eine- geringe Wännekapazität der einzelnen. Schirmteilchen. Zum Trän#ken des Gewebes können Caldum-, Magnesium-, Thorium-, Cer-, Zirkon-,oder Uransalze verwendet werden. Besonders bewährt hat sich eine Mischung von Thorium mit einer sehr ge- ringen Menge Uran, weildiedurchAbbrennen hergestellten Oxyde dieser Metalle bei dem Elektronenaufprall bestonders stark leuchten und-überdles eine hohe mechanische. Festigkeit haben.The invention consists in a method for producing a hot electron impact glowing light screen (glow screen) for cathode ray tubes. B. nitrates, soaked, and then the M # metal salts are converted into the oxides by burning off (nacl-1 type of mantle). A finely woven hair fabric, e.g. B. a short-haired rayon velvet is used. An extremely low thermal conductivity and a low heat capacity of the individual are then obtained. Screen particles. Caldum, magnesium, thorium, cerium, zirconium or uranium salts can be used to soak the tissue. Proven particularly a mixture of thorium with a very low amount of uranium rings, weildiedurchAbbrennen has these metals bestonders strong light oxides produced in the electron impact and a high mechanical-überdles. Have strength.

Während Fluoreszenzschirnie sehr häufig ein gefärbtes Licht aussenden, strahlt der Glühschirm. nach der Erfindung ein rein weißes Licht aus. Der Schirm verträgt nahezu unbegrenzt hohe Leistungen, die mit hohem Wirkungsgrad in sichtbare Strahlung umgesetzt werden. Wenn er auch bei geringen Strahlleistungen. weniger Licht hergibt als ein Fluoreszenzschirm, so hat sich doch gezeigt, daß er bei großen Leistungen mit besserem Wirkungsgrad als ein Fluoreszenzschirm arbeitet. Der Schirm zeichnet sich fern-er durch hohe Beständigkeit und eine lange Lebensdauer aus. Er ist genügend fest, um die unvermeidlichen Erschütterungen auszuhalten und läßt sich auch auf einfache Weise in großen Mengen herstellen. Schirme mit einem Haarstoff als Träger, welche von der I-Iaars,eite beschossen und vorzugsweise von der gleichen Seite betrachtet werden, strahlen mit etwa zwei Kerzenstärken pro Watt. Schirme, welche aus haarlosen Stoffen (Gewehe) hergestellt sind, liegen bezüglich Empfindlichkeit und Geschwindigkeit des Ansprechens zwischen den Schirmen mit Samtunterlag-e und den Metallfolieschirrnen.While fluorescence shields very often emit a colored light, the glow screen shines. according to the invention a pure white light. The screen tolerates almost unlimited high performance, which is visible with a high degree of efficiency Radiation are implemented. Even if it is at low beam powers. fewer Gives off light as a fluorescent screen, it has been shown that it works with large Performs with better efficiency than a fluorescent screen works. The screen is also characterized by high resistance and a long service life. He is strong enough to withstand the inevitable shocks and can be can also be easily produced in large quantities. Umbrellas with a hair cloth as a carrier, which was fired at by the armies, and preferably by the same Side viewed, radiate with about two candle strengths per watt. Umbrellas, which are made of hairless fabrics (threads) are in terms of sensitivity and Speed of response between the velvet-backed umbrellas and the Metal foil curtains.

In der Zeichnung ist ein Längsschnitt durGh eine Oszillograplienröhre oder eine Ferns#chempfängerröhre mit einem Schirm nach de.t, Erfindun 'g dargestellt.In the drawing, a longitudinal section durGh is a Oszillograplienröhre or Ferns # chempfängerröhre with a screen according to de.t, Erfindun 'illustrated g.

In der Abbildung ist i die Röhr.e, welche an einem Ende einen Glasfuß 2 hat; dieser trägt ein Elektrodensystem zur Erzeugung eines Elektronenstrahles großer Intensität. Der nicht dargestellten Glühkathode wird der Heiztroin durch Leitunge-114 und 5 zugeführt. Die von der Kathode ausgehenden Elektronen fliegen durch die mit einem konischen Ansat7 6 versehene Anode 7. Die Intensität des Strahles wird durch eine Steuerelektrode ioder cin Gitter 15 mit der Zuleitung 16 geregelt.In the figure, i is the tube, which has a glass base 2 at one end; this carries an electrode system for generating an electron beam of great intensity. The hot cathode (not shown) is fed to the heating circuit through lines 114 and 5. The electrons emanating from the cathode fly through the anode 7, which is provided with a conical Ansat7 6. The intensity of the beam is regulated by a control electrode or a grid 1 5 with the supply line 1 6 .

Die Längsstützen io tragen an ihren,oberen Enden einen U-förmig gehogenen, ausNickel, Molybdän Moder em-em anderen geeigneten Werkstoff bestehenden, als Rinne ausgebildeten Ring 17, welcher den Glühschirm, ig trägt. In der Rinne wird das Stoffgewebe 2o befestigt. Das Gewebe besteht vorzugsweise aus einem geschnittenen Kunstseidensamt mit sehr kurzem Haar, und zwar wird der Schirm -um so besser, je feiner das Gewebe ist. Das Gewebe ist mit der Haarseite.2i gegen die Kathode hin befestigt. Es ist mit einer Mischung von Salzen getränkt, deren Oxyde durch Elcktronenaufprall zum Glühen, kommen. Als Metallsalz wird vorzugsweise eine Mischung von 99 % Th#oriumsalz und i % Uransalz benutzt. Hierzu kam eine geringe Menge Aluminium- und/oder Berylliumsalz hinzugef ügt werden. Als Salze werden im allgemeinen Nitrate benutzt wegen ihrer großen Löslichkeit und weg-en -der Leichtigkeit, mit welcher sie in das Oxyd übergeführt werden können.The longitudinal supports io carry at their upper ends a U-shaped curved ring 17 made of nickel, molybdenum or other suitable material, designed as a channel, which carries the glow shield, ig. The fabric is fastened in the groove. The fabric is preferably a cut Kunstseidensamt with very short hair, and although the screen is -to better, the finer the fabric is. The tissue is fastened with the hair side.2i against the cathode. It is impregnated with a mixture of salts, the oxides of which glow due to the impact of electrons. The metal salt used is preferably a mixture of 99% th # orium salt and 1% uranium salt. A small amount of aluminum and / or beryllium salt was added to this. Nitrates are generally used as salts because of their high solubility and the ease with which they can be converted into the oxide.

Das Stoffgewebe wird mit der Salzlösung getränkt, gründlich getrocknet und dann in gleicher Weise wie ein Gasglühstrumpf oxydiert und abgebrannt. Bei diesem Vorgang wird praktisch das gesamte ursprüngliche Material des Gewebes entfernt; ein Gerippe von Oxydkristallen bleibt zurück, welches die Form des ursprünglichen Gewebes hat. Dabei findet ein starker Schwund statt, so daß der Stoff mit 5625 Maschen nach. dem Abbrennen zu einem Gewebe mit etwa 32 400 Maschen pro Quadratzentimeter zusammengeht. Bei der Herstellung des Schirmes muß Spielraum für diese Schwunderscheinung gelassen werden; es muß also eine größere -Gewebefläche, als der späteren Fläche des Glühschirmesentspricht,verwendet werden.The fabric is soaked in the salt solution, dried thoroughly and then oxidized and burned off in the same way as a gas mantle. In this process, practically all of the original material of the tissue is removed; a skeleton of oxide crystals remains, which has the shape of the original fabric. There is a strong shrinkage, so that the fabric with 5625 stitches. the burning goes together into a web having about 32,400 meshes per square centimeter. In the manufacture of the screen, leeway must be left for this shrinkage phenomenon; A larger tissue area than the area of the glow screen must be used.

Wie oben, angedeutet, sind verschiedene andere Oxyde und Oxydnii-schungm möglich. Die bekannte Glühstrumpfmischung vonThor-und C-eroxyden hat den Nachteil, daß sie bei dem Elektronenaufprall nicht beständig ist-, das Thoroxyd in dieser Mischung reduziert Reines Thor#oxyd ist zwar stabil, jedoch ",nicht so empfindlich wie mit einem Zusatz Von Uranoxyd.As indicated above, there are various other oxides and oxydnii-fungi possible. The well-known mantle mixture of Thor and C eroxides has the disadvantage that it is not stable at the electron impact - the thoroxide in this one Mixture reduced Pure Thor # oxide is stable, but "not so sensitive like with an addition of uranium oxide.

Andere Strahler, wie Calciumoxyd oder Zirkonoxyd, ergeben. einen wesentlich geringeren Wirk-ungsgrad als die vorzugsweise be- nutzte Mischung aus Thor- und Uranoxyd.Other emitters, such as calcium oxide or zirconium oxide, result. a substantially smaller active-ungsgrad than the preferably used sawn mixture of thorium and uranium.

Im Strahlerzeugungssysteni werden Ströme bis zu io Milliampere Stärke hergestellt. Zum Fernsehen wird der Strahl durch ein Magnetfeld folzussiert, welches bei Durchgang von Gleichstrom durch die Spule --2 entsteht. Der Strahl wird ferner durch Magnetfelder abgelenkt, welche mit den Spulen24 bzw. einem zweiten nicht dargestellten Ablenk-system erzeugt werden. Beim Betrieb wird ein Anodenpotential von 5ooo bis 7000 Volt benutzt, so daß der Strahl eine Leistung von 5o bis 70 Watt führt. Diese Energie -wird im Schirm in Wärme umgesetzt und bringt ihn zum Glühten.In the beam generation system, currents of up to 10 milliamperes are produced. For television, the beam is focussed by a magnetic field that is created when a direct current passes through the coil --2. The beam is also deflected by magnetic fields which are generated with the coils 24 or a second deflection system (not shown). In operation, an anode potential of 500 to 7000 volts is used, so that the beam has a power of 50 to 70 watts. This energy is converted into heat in the screen and makes it glow.

Da die einzelnen Fasern 21 voneinander getrennt sind, wird die in den Fasern durch den Aufprall des Strahles erzeugte Wärme fast völlig durch Strahlung abgeführt. Eine Leitung zu den Nachbarfasem findet infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit des Oxydes und infolge seines geringen Querschnittes praktisch nicht statt.Since the individual fibers 21 are separated from one another, the in The heat generated in the fibers by the impact of the beam is almost entirely due to radiation discharged. A line to the neighboring fibers takes place due to the low thermal conductivity of the oxide and, due to its small cross-section, practically does not take place.

Da somit Strahlung der einzige Weg für die Wärmeaufgabe ist, und da ein großer Energlebetrag in der äußerst geringen Masse der Oxydfas-ern umgesetzt wird, wer-den diese fast augenblicklich zur Weißglut angeregt. Wenn die Fasern einmal auf Glut gebracht sind, bleiben sie nochülte kurze Zeit glühend.Since radiation is the only way for heat to be released, and there a large amount of energy is converted into the extremely small mass of the oxide fibers is, they are excited almost instantly to white heat. When the fibers once are brought to embers, they remain glowing for a short time.

Wird feinst gewebter Samt als Grundgewebe für solche Schirme verwendet, so können diese noch einwandfrei zur Herstellung von 4oozeiligen Bildern benutzt werden.If finely woven velvet is used as the base fabric for such umbrellas, so they can still be used perfectly to produce 400-line images will.

Bei 70 Watt Aufwand ist das Fernsehbild, welches auf einem Schirm dieser Art von 9 bis 12 cm2 Größe erzeugt wird, so hell, daß der Schirm nicht direkt beobachtet werden kann. Das Fernsehbild kann dann mittels eines Linsensystenis auf einem Projektionsschirm -,wiedergegeben und je nach der Größe des ProjektIonsschirmes auch in nur wenig abgedunkelten Räumen betrachtet werden.At 70 watts, the television picture, which is produced on a screen of this type with a size of 9 to 12 cm2, is so bright that the screen cannot be directly observed. The television image can then be reproduced on a projection screen by means of a lens system and, depending on the size of the projection screen, viewed in rooms that are only slightly darkened.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method of producing an-it in case of electron impact glowing light screen (glow screen) for cathode ray tubes, characterized in that that, an out of habit, z. B. Artificial silk velvet, existing carrier for the luminous substances with one or more M # metal salts, e.g. B. nitrates, is soaked and then the M, etallsalz, e by burning (like the mantles) are converted into the oxides.

2. The method according to claim i, characterized in that for the impregnation of the carrier guns a mixture of metal salts, which consists of the salt of a metal, the oxide of which shines strongly upon impact with electrons, and the salt of a metal, the oxide of which has a high mechanical strength , is used. 3. The method according to claim i or 2, characterized gekennzeichiiet that the carrier is impregnated with -einher mixture of thor and uranium salts, for. B. so that the finished. Screen Thor # oxide and Uranüxyd i # m Ve # Xi, .ältnis 99: i contains. 4. V 'ren according to claim 2 or 3, characterized in that a metal salt from the aluminum or beryllium class is added to the mixture. 5. Cathode ray tube, in particular Projektlonsröhre, with an incandescent screen produced by the method according to claim i, characterized in that the originally composed of a hair fabric, e carrier faces the hair side of the cathode. Supplementary sheet for patent specification 667 230 class 21g group 13/25. The inventors have been named by the patent searcher .-- Bernard C, Gardner, and Philo T. Farnsworth of Philadelphia,