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Verfahren zur Herstellung eines Lumineszenzschirms Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines für eine Elektronenstrahlröhre
bestimmten Lumineszenzschirms, der auf der der Elektronenquelle zugewendeten Seite
mit einer Licht reflektierenden Metallschicht überzogen ist. Weiter bezieht sich
die Erfindung auf einen mittels eines Verfahrens hergestellten Lumineszenzschirm
und auf eine mit einem solchen Schirm versehene Elektronenstrahlröhre.
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Es ist bekannt, den Lumineszenzschirm einer Elektronenstrahlröhre
auf der der ElektroneM-quelle zugewendeten Seite mit einer Licht reflektierenden
Metallschicht zu versehen. Diese Schicht muß gute Reflexionseigenschaften auf der
von der Elektronenquelle abgewendeten Seite haben. Zur Erzielung dieses Zweckes
wurden bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen. Gemäß einem zu besonders guten
Ergebnissen führenden Verfahren wird zwischen der Lumineszenzmaterialschicht und
der reflektierenden Metallschicht eine zeitweilige Zwischenschicht angebracht, welche
die körnige Oberfläche des Lumineszenzstoffes gut verschließt. Ein für die erwähnte
Schicht besonders gut geeigneter Stoff ist z. B. Nitroeellulose. Nach der Aufbringung
der reflektierenden Metallschicht hat diese Zwischenschicht ihren Zweck erfüllt
und wird somit wieder beseitigt. Dies kann auf besonders einfache Weise durchgeführt
werden, und zwar durch Heizung des ganzen Schirms in einer oxydierenden Atmosphäre,
z. B. in Luft, wobei die Zwischenschicht sich verflüchtigt und verbrennt. Die dabei
ausgelösten Gase können teilweise an
den Kanten des Schirms entweichen
und teilweise durch die dünne Metallschicht hindurch verschwinden.
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Die das Licht reflektierende Metallschicht muß naturgemäß so dünn
sein, daß sie praktisch kein Hindernis für die Elektronen des Elektronenstrahls
bildet, da diese das Lumineszenzmaterial treffen müssen, um es zum Leuchten zu bringen.
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Es ist nun gefunden worden, dalli ein nach vorstehenden Verfahren
hergestellter Schirm noch die unliebsame Eigenschaft aufweist, daß er während des
Betriebs der Röhre, in der er untergebracht ist, offenbar infolge des Elektronenaufpralls
eine Verfärbung aufweist. Nach einer gewissen Betriebsstundenzahl nimmt die Luminesz.enzschicht
ein graues oder braunes Aussehen an. Ausgiebige Untersuchungen, die der Erfindung
zugrunde liegen, zeigten, daß die Verfärbung einerseits mit den Verfahren zur Herstellung
:des Schirms, und zwar unter anderem mit der zeitweiligen Anwesenheit der Zwischenschicht,
und andererseits mit der das Licht reflektierenden Metallschicht zusammenhing. Obgleich
die Erklärung der Verfärbung des Schirms noch nicht ganz deutlich ist, liegen Anzeichen
vor, daß sich die Verfärbung des Schirms folgendermaßen vollzieht: Infolge des Elektronenaufpralls
auf die Licht reflektierende Metallschicht kann es vorkommen, daß ein Metallatom
dieser Schicht ein Elektron abgibt und ein Metallion wird. Dieses Metallion kann
zur Lumineszenzschicht wandern und dort eine Reduktion des Lumineszenzstoffes herbeiführen.
Aus dem Lumineszenzstoff kann auf diese Weise Metall frei werden, das die Färbung
bewirkt.
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Eine andere Ursache kann die sein, daß das Material der zeitweiligen
Zwischenschicht trotz der Heizung noch nicht ganz verschwunden ist und während des
Betriebs der Röhre, vielleicht auch unter- dem Einfluß der mit großer Geschwindigkeit
aufprallenden Elektronen, mit dem Lumineszenz;-material in Reaktion tritt und auch
wieder Metall aus dem Lumineszenzstoff auslöst.
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Bei einem erfindungsgemäß durchgeführten Verfahren zur Herstellung
eines auf der der Elektronenquelle zugewendeten Seite mit einer Licht reflektierenden
Metallschicht überzogenen Lumineszenzschirms einer Elektronenstrahlröhre, bei dem
auf einer auf einem Träger angebrachten Schicht aus Lumineszenzmaterial vor dem
Anbringen der Lischt reflektierenden Metallschicht eine zeitweilige Zwischenschicht
angebracht wird, die aus einem durch Heizung entfernharen Material besteht, wird
eine dünne, im wesentlichen aus wenigstens einem Metalloxyd bestehende zweite Zwischenschicht
angebracht. Darauf wird die zeitweilige Zwischenschicht entfernt und sodann auf
der zweiten Zwischenschicht die Licht reflektierende Metallschicht angebracht.
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DieAusübung deserfindungsgemäßdurchgeführten Verfahrens ergibt den
Vorteil, d;aß die Licht reflektierende Metallschicht durch die Schicht aus Metalloxyd
von der Lumineszenzschicht getrennt ist. Metallatome oder Metallianen der Spiegel-Cschichte
können somit keinen Einfluß mehr auf diie Körner des Lumineszenzmaterials ausüben.
Hiermit ist eine der vorstehend beschriebenen möglichen Ursachen der Verfärbung
des Lumineszenzschirms vermieden. Die aus Metalloxyden bestehende zweite Zwischenschicht
schließt auch größtenteils die zweite, vorstehend auseinandergesetzte Ursache der
Verfärbung aus, da infolge der geringen Stärke der zweiten Zwischenschicht die Verdampfung
und Oxydation der zeitweiligen Zwischenschicht so vollständig wird, daß praktisch
kein Material dieser Schicht mehr zurückbleibt. Weiter ist es wahrscheinlich, daß
infolge des Vorhandenseins der Oxydschicht etwaige Reduktion von Lumineszenzmaterial,
die sich z. B. noch infolge im Lumineszenzmaterial befindlicher Unreinheiten vollziehen
könnte, durch das Vorhandensein der stark sauerstoffhaltigen Zwischenschicht hintangehalten
wird, da die Reduktion .als eine Gleichgewichtsreaktion angesehen werden kann, bei
der im voraus bereits eine große. Menge eines Stoffes vorhanden ist, der infolge
der Reaktion entstehen könnte.
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Die Anwendung der zeitweiligen Zwischenschicht ist erforderlich, damit
die aufgebrachte Oxydschicht auf ,der der Elektronenquelle zugewendeten Seite ein
glattes Aussehen annimmt. Auf dieser Oxydschicht kann dann ganz gut eine Licht reflektierende
Metallschicht angebracht werden.
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In der amerikanischen Patentschrift 2 233 786 ist ein Lumineszenzschirm
beschrieben, der aus einem Glasträger besteht, auf dem das Lumineszenzmaterial vorhanden
ist. Auf der der Kathode zugewendeten Seite ist diese mit einer Verschlußschicht
aus Bortri@oxyd von solcher Stärke überzogen, daß sie für Licht und Elektronen durchlässig
ist. Auf der Bortrioxydschicht ist, auch auf der der Kathode zugewendeten Seite,
eine für Elektronen durchlässige, spiegelnde Metallschicht angebracht. Die Zwischenschicht
aus Bortrioxyd dient unter anderem zum glatten Verschluß der körnigen Lumineszenzschicht,
so daß auf ihr eine gut spiegelnde Metallschicht angebracht werden kann. Es ist
nicht ersichtlich, wie die Zwischenschicht aus Bortrioxyd auf der der Kathode zugewendeten
Seite eine glatte Oberfläche annimmt. Es ist zu erwarten, daß diese Schicht alle
Unregelmäßigkeiten der körnigen Lumineszenzschicht aufweisen wird. Nur wenn diese
Schicht besonders stark gestaltet würde, könnte sich wahrscheinlich eine mehr oder
weniger glatte Oberfläche ergeben. Dies hat jedoch den Nachteil, daß sich der Wirkungsgrad
des Schirms verschlechtert, da zu viel Elektronen von der Zwischenschicht festgehalten
werden.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Oxydschicht
auf besonders einfache Weise angebracht werden, indem auf die zeitweilige Zwischenschicht
als zweite Zwischenschicht eine dünne Metallschicht aufgebracht wird und die zum
Entfernen der zeitweiligen Zwischenschicht erforderliche Heizung derart durchgeführt
wird, daß die dünn aufgebrachte Metallschicht praktisch ganz oxydiert wird. Nach
dieser Heizung
wird dann auf der der Elektronenquelle zugewendeten
Seite die spiegelnde Metallschicht angebracht. Ein solches Verfahren ist z. B. besonders
gut durchführbar mit dem Metall Aluminium. Die Heizung wird vorzugsweise in einem
oxydierenden Mittel, z. B. in Luft, durchgeführt.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann für die
aus Oxyden 'bestehende Zwischenschicht auch Quarz oder Bortrioxyd verwendet werden.
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Es ist ersichtlich, daß es nicht erforderlich ist, daß die spiegelnde
Metallschicht aus dem gleichen Metall besteht wie das, dessen Oxyd als Zwischenschicht
verwendet wird.
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Die Stärke der aus Oxyden bestehenden Zwischenschicht wird vorzugsweise
geringer als ein Viertel der Licht reflektierenden Metallschicht gewählt; wenn die
zuletzt erwähnte Schicht eine Stärke von z. B. 0,3 5 ,u hat, wird die Stärke der
Oxydschicht vorzugsweise kleiner als o,o9 ,u gewählt.
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Das erfindungsgemäß durchgeführte Verfahren hat noch folgenden Vorteil.
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Wenn der an den Lumineszenzschirm anstoßende Teil der Kolbenwand auch
mit einer Metallschicht überzogen werden soll, weisen die bisher durchgeführten
Verfahren die Schwierigkeit auf, daß infolge der Heizung zum Entfernen der Zwischenschicht
der Kontakt zwischen der Metallschicht auf dem Schirm und der Metallschicht auf
der Kolbenwand ungenügend ist. Beim erfindungsgemäß durchgeführten Verfahren, bei
dem nach dem Aufbringen der Metallschicht keine Heizung mehr erfolgt, ist dieser
Kontakt durchaus sicher und zuverlässig.