DE889902C

DE889902C - Remote image transmission using secondary emitting phosphors that change their dielectric constant when exposed

Info

Publication number: DE889902C
Application number: DET2297D
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr Wesch
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1941-01-15
Filing date: 1941-01-15
Publication date: 1953-09-14

Description

Fernbildübertragung unter Verwendung von sekundär emittierenden Phosphoren, die bei Belichtung ihre Dielektrizitätskonstante ändern Zur Fernbildübertragung hat man bereits die Änderung der Dielektrizitätskonstante von Werkstoffen bei der Belichtung benutzt. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, hierfür Phosphore zu verwenden. In beiden Fällen ist aber die Einstellung des Nullpotentials der Oberfläche der Schicht nicht einfach. Unabhängig davon, ob die Schicht eine Gegenelektrode trägt oder als Gegenelektrode eine andere Elektrode, z. B. die Kathode oder die zweite Anode benutzt wird, kann die Aufladung der Schicht auf Nullpotential durch die Aufnahme langsamer, keine Sekundärelektronen auslösender Elektronen erfolgen, beispielsweise durch Elektronen, die sowieso in dem Raum, der der Schicht benachbart ist, vorhanden sind oder durch langsame Elektronen, die von einer zusätzlichen Elektrode auf die Schicht geschossen werden.Remote image transmission using secondary emitting phosphors, which change their dielectric constant when exposed to light one already has the change in the dielectric constant of materials in the Exposure used. It has also already been proposed to use phosphors for this purpose. In both cases, however, the setting of the zero potential of the surface is the Shift not easy. Regardless of whether the layer has a counter electrode or another electrode, e.g. B. the cathode or the second Anode is used, the charging of the layer to zero potential by the inclusion slower electrons that do not trigger secondary electrons take place, for example by electrons that are already present in the space that is adjacent to the layer are or by slow electrons, which from an additional electrode on the Layer to be shot.

Bei einer Fernbildübertragung unter Verwendung von sekundär emittierenden Phosphoren, die bei Belichtung ihre Dielektrizitätskonstante ändern, haben nun gemäß der Erfmdung diese Phosphore einen belichtungsabhängigen Widerstand von der Größenordnung von i bis ioo Megohm je Bildpunkt, vorzugsweise io Megohm, bei einer Schichtdicke von 3/100o nun, und ihr Sekundäremissionsfaktor ist größer als i.In the case of remote image transmission using secondary emitting Phosphors, which change their dielectric constant when exposed, now have according to According to the invention, these phosphors have an exposure-dependent resistance of the order of magnitude from i to ioo megohms per pixel, preferably io megohms, with one layer thickness of 3 / 100o now, and their secondary emission factor is greater than i.

Hierdurch wird eine Aufladung der Schichtoberfläche auf das Nullpotential von der Rückseite her ermöglicht, ohne daß bei dem gewählten Widerstandswert die Arbeitsweise der Vorrichtung im übrigen beeinträchtigt würde. Dabei hat die Lichtabhängigkeit des Widerstandswertes die Wirkung, daß das belichtete Element einen geringeren Ableitungswiderstand hat als das unbelichtete. Dies ist wesentlich, da auf diese Weise die belichteten Elemente gewissermaßen einzeln und unabhängig von den benachbarten unbelichteten Elementen an die rückwärtige Elektrode angeschlossen werden.This causes the layer surface to be charged to zero potential from the rear, without the selected resistance value the The operation of the device would otherwise be impaired. Thereby the light dependence of the resistance value has the effect that the exposed element has a lower leakage resistance has than the unexposed. This is essential because in this way the exposed Elements as it were individually and independently of the neighboring unexposed Elements to be connected to the rear electrode.

Außerdem ändert die Schicht in bekannter Weise ihre Dielektrizitätskonstante. Eine zusätzliche Sekundärelektronen emittierende Schicht ist nicht erforderlich. Im allgemeinen wird die Schicht wenig Photoelektronen abgeben; jedoch kann sie im Bedarfsfalle auch so ausgebildet werden, ds.ß eine Photoemission vorhanden ist.In addition, the layer changes its dielectric constant in a known manner. An additional secondary electron-emitting layer is not required. In general, the layer will give off few photoelectrons; however, it can be im If necessary, they can also be designed in such a way that photoemission is present.

Es ist bereits bekannt, in Fernsehsenderöhren die belichtungsabhängige Widerstandsänderung eines Gemisches aus Zink-Sulfid und Kupfer auszunutzen. Dort wird jedoch weder ein aktivierter Phosphor benutzt noch die für die Ausnutzung der Änderungen der Dielektrizitätskonstante zweckmäßige Größenordnung des Schichtwiderstandes angegeben.It is already known, the exposure-dependent in television transmission tubes To take advantage of the change in resistance of a mixture of zinc sulfide and copper. there However, neither activated phosphorus is used nor that for the utilization of the Changes in the dielectric constant an appropriate order of magnitude of the sheet resistance specified.

Der Leitwert der unbelichteten Schicht wird zweckmäßig so eingestellt, daß bei einer Schichtdicke von 3/iooo mm je Bildpunkt ein Widerstand von = bis ioo Megohm und vorzugsweise etwa io Megohm vorhanden ist. Als Werkstoffe bewährten sich Phosphore aus den Sulfiden, Seleniden und/oder Telluriden der Metalle der zweiten Reihe des periodischen Systems und insbesondere der Schwermetalle dieser Reihe, d. h. also Zink, Cadmium und Quecksilber. Als Aktivator wurde vorzugsweise Kupfer verwandt. Es können aber auch andere Aktivatoren, wie z. B. Silber, benutzt werden. Zur Herstellung der Phosphore wird zweckmäßig die Hochdruckpräparation verwandt. Bei dieser Präparation lassen sich Phosphore gewinnen, die in ihren Eigenschaften hohe Dielektrizitätskonstantenänderung bei Belichtung, den oben angegebenen günstigen Wert der Grundleitfähigkeit und außerdem eine besonders hohe Sekundäremission haben. Vorzugsweise bewährten sich Mischungen aus kupferaktiviertem Zink-Sulfid-Cadmium-Sulfid-Mischkristallen mit Cadmium-Selenid. Bei der Präparation ergibt sich dann im allgemeinen ein gemeinsamer Mischkristall aller drei Bestandteile. Die Präparation wird so geleitet, daß bei möglichst hoher Temperatur sich möglichst viele Zentren bilden und daß diese Zentren so beschaffen sind, daß sie gegenüber dem umgebenden Grundmaterial fast ausschließlich Dipole bilden, während das Grundmaterial den angegebenen hohen, aber lichtabhängigen Widerstandswert hat. Nur ein geringfügiger Teil des Grundmaterials darf durch teilweise Zersetzung des Grundstoffes, z. B. des Selenides, also durch das Entstehen von Abweichungen von der stöchiometrischen Zusammensetzung der betreffenden Verbindung, halbleitend werden.The conductance of the unexposed layer is expediently set so that that with a layer thickness of 3/10000 mm per image point a resistance of = to 10000 Megohms, and preferably about 10 megohms. As materials have proven themselves Phosphors from the sulfides, selenides and / or tellurides of the metals of the second Series of the periodic table and in particular the heavy metals of this series, d. H. so zinc, cadmium and mercury. The preferred activator was copper related. But there can also be other activators, such as. B. silver can be used. High pressure preparation is expediently used to produce the phosphors. With this preparation, phosphors can be obtained which in their properties high change in dielectric constant upon exposure, the favorable ones indicated above Value of the basic conductivity and also have a particularly high secondary emission. Mixtures of copper-activated zinc sulphide cadmium sulphide mixed crystals have preferably proven successful with cadmium selenide. During the preparation, there is then generally a common one Mixed crystal of all three components. The preparation is conducted in such a way that at As high a temperature as possible, as many centers as possible are formed and that these centers are such that they are almost exclusively in relation to the surrounding basic material Dipoles form, while the base material has the specified high, but light-dependent Has resistance value. Only a minor part of the base material is allowed through partially Decomposition of the raw material, e.g. B. Selenides, that is, through the emergence of deviations on the stoichiometric composition of the compound in question, semiconducting will.

Als Beispiele für diese Substanzen und für das Behandlungsverfahren sind anzuführen: i. 6o g Cadmium-Sulfid und qo g Cadmium-Selenid werden mit q. g Kalium-Chlorid als Schmelzmittel und 3 g Kupfer-Chlorid als Aktivator innig gemischt und bei iooo° sowie 3oo Atmosphären Druck eines nicht angreifenden Gases oder Dampfes, wie z. B. Stickstoff, geglüht. Die Glühdauer kann 30 Minuten betragen. Die Ausbeute ist rund ioo g.Examples of these substances and the method of treatment include: i. 6o g cadmium sulfide and qo g cadmium selenide are given with q. g of potassium chloride as a flux and 3 g of copper chloride as an activator intimately mixed and at iooo ° and 3oo atmospheres pressure of a non-attacking gas or steam, such as. B. nitrogen, annealed. The glow time can be 30 minutes. The yield is around 100 g.

2. 6o g Cadmium-Sulfid, io g Zink-Sulfid und 30 g Cadmium-Selenid werden mit 3 g Kupfer als Chlorid und 5 g Cäsium-Selenat (Cs2Se03) oder Cäsium-Seleniat (Cs2Se04) innig gemischt und bei io5o° sowie 3oo Atmosphären Stickstoff 30 Minuten geglüht. Die Ausbeuet ist rund ioo g.2. 60 g of cadmium sulfide, 10 g of zinc sulfide and 30 g of cadmium selenide are intimately mixed with 3 g of copper as chloride and 5 g of cesium selenate (Cs2Se03) or cesium selenate (Cs2Se04) and at 10 ° and 300 ° Atmospheric nitrogen annealed for 30 minutes. The yield is around 100 g.

Die auf Grund vorstehenden Verfahrens hergestellten und zu verwendenden Substanzen fallen durch ihre Fähigkeit auf, auch bei äußerst geringen Lichtmengen große Änderungen der Dielektrizitätskonstante zu ergeben. Infolge ihrer guten Sekundäremissionsfähigkeit, die insbesondere bei Verwendung eines geeigneten Schmelzmittels, wie z. B. einer Cäsiumverbindung, hervortritt, lassen sie sich auch noch bei hohen Beschleunigungsspannungen zur Bildübertragung verwenden. Der Sekundäremissionsfaktor i wird erst oberhalb 2o kV unterschritten. Um Ultrafeinkornschichten zu erhalten, können die Stoffe durch Elektrophorese aufgebracht werden, wobei zweckmäßig von der Eigenschaft Gebrauch gemacht wird, daß aktive Zentren in einer geeignet gewählten Aufschlämmfiüssigkeit dazu neigen, sich nach Art von positiven Ionen zu verhalten.Those produced and to be used on the basis of the above process Substances stand out due to their ability, even with extremely low amounts of light to result in large changes in the dielectric constant. Due to their good secondary emission capability, especially when using a suitable flux, such as. B. one Cesium compound, emerges, they can also be used at high acceleration voltages use for image transfer. The secondary emission factor i is only above Below 2o kV. In order to obtain ultra-fine-grain layers, the substances can pass through Electrophoresis can be applied, with expedient use of the property that active centers are made in an appropriately chosen slurry liquid tend to behave like positive ions.

Das erfindungsgemäße Fernbildübertragungsverfahren hat gegenüber den bekannten Verfahren mittels der Sekundäremission von Photowiderständen den Vorteil, daß infolge der geringen Querleitfähigkeit schärfere Konturen im Bilde erzielt werden, die sonst bei den Photowiderständen infolge der Querleitfähigkeit verwaschen sind. Gegenüber den bisher bekannten Verfahren zur Ausnutzung der Änderung der Dielektrizitätskonstante tritt der Vorteil auf, daß die Aufladung der Schicht auf das Nullpotential in besonders einfacher und wirkungsvoller Weise erhalten wird.The remote image transmission method according to the invention has compared to known methods by means of the secondary emission of photoresistors have the advantage of that, due to the low transverse conductivity, sharper contours are achieved in the image, which are otherwise blurred in the photoresistors due to the transverse conductivity. Compared to the previously known method for utilizing the change in the dielectric constant there is the advantage that the charging of the layer to the zero potential in particular is obtained in a simple and effective manner.

Die erfindungsgemäßen Schichten lassen sich sowohl für Bildspeicher und/oder Bildwandler als auch Ikonoskope verwenden, wobei für jeden besonderen Zweck die gewünschten Eigenschaften der Schicht herauspräpariert werden können. Insbesondere ergibt eine Erhöhung der Präparationstemperatur eine Erhöhung der Speicherwirkung, eine Vergrößerung der Menge des Schmelzzusatzes ebenfalls eine Erhöhung der Speicherwirkung. Auch eine Erhöhung der Glühdauer und eine Verringerung der Aktivatormenge wirken in derselben Richtung. Die Rotempfindlichkeit steigt mit der Schwere des basischen und des sauren Bestandteiles, während die Blauempfindlichkeit mit der Menge des Aktivators größer wird. Ein weiteres Anwendungsgebiet eröffnet sich bei der Übertragung von Röntgenstrahlen, da die Substanzen auch in diesem Wellenbereich besonders empfindlich sind.The layers according to the invention can be used both for image storage and / or use imagers as well as iconoscopes, with for each special purpose the desired properties of the layer can be prepared. In particular an increase in the preparation temperature results in an increase in the storage effect, an increase in the amount of melt additive also increases the storage effect. An increase in the glow time and a decrease in the amount of activator also have an effect in the same direction. The red sensitivity increases with the severity of the basic and the acidic component, while the blue sensitivity with the amount of the Activator becomes larger. Another area of application opens up in transmission X-rays, as the substances are particularly sensitive in this wave range are.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Remote image transmission using secondary-emitting phosphors which change their dielectric constant when exposed, characterized in that these phosphors have an exposure-dependent resistance value in the order of magnitude of 1 to 100 megohms per pixel, preferably 10 megohms, with a layer thickness of 3 / 100o mm and their secondary emission factor is greater than i.

2. Remote image transmission according to claim i, characterized by the Use of the sulfides, selenides and / or tellurides of the metals of the second group of the periodic table and especially the heavy metals of this group.

3. Procedure for the production of phosphors according to claim 1 or 2, characterized in that that the preparation takes place in a high pressure furnace. q .. method of making Phosphors according to claim 1 or 2, or method according to claim 3, characterized in that that the phosphors by means of cataphoresis and in particular by means of the active ones Centers preferring cataphoresis are knocked down.