DE918828C - Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von Elektronenleuchtschirmen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Untersuchungsvorrichtungen, insbesondere zur Bestimmung der Gleichmäßigkeit der Struktur, des Auflösungsvermögens und Homogenität von Elektronenleuchtlagen auf Fluoreszenzschirmen, die in Kathodenstrahlröhren, Fernsehempfängerröhren und verschiedenen Bildvers tärkerröhren zur Erzeugung verstärkter Bilder dienen. Nach der Erfindung werden noch Ergebnisse bei der Untersuchung verhältnismäßig

ίο dünner Leuchtlagen erzielt, die bisher noch fehlten. Es wurden bereits Anordnungen entwickelt, welche ein mit Fluareszenzschirmen zusammenwirkendes Elektronenlinsensystem zur Erzeugung eines gewünschten optischen Bildes mit stark vergrößerter Helligkeit verwenden. Die vorliegende Erfindung ist besonders brauchbar bei der Prüfung solcher Schirme.

Einer der wichtigsten Bestandteile solcher Anordnungen ist ein Fluoreszenzschirm mit einer Lage aus irgendeinem ElektronenleuchtstofT, wie Zinksulfid, auf -dan die Elektronen entsprechend der Raumverteilung des zu verstärkenden optischen Bildes einfallen.

Damit das auf diesen Fluoreszenzschirm erzeugte Lichtbild Punkt für Punkt in seiner Intensität dem Elektronenbiöjd entspricht, ist es notwendig, daß die Leuchtstofflage so gleichmäßig wie möglich und in ihrer Auflösung so vollkommen wie möglich ist.

Die vorliegenide Erfindung gibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung solcher Schirme

während der Herstellung zur Erzielung der erforderlichen Gleichförmigkeit. Die Erfindung eignet sich besonders für die Mengeniherstellung solcher Schirme. Erfindungsgemäß werden bei dem Verfahren zur Beobachtung dünner Lagen aus ElektronenleuchtstcÄenimit einem undurchsichtigen Überzug die Lagen mit Röntgenstrahlen durchleuchtet, die auf diese Lagen von eimer Strahlenquelle durch ein Gitter mit linearen Stegen geworfen werden, und

ίο dabei wird das Lichtmuster auf diesen Schichten betrachtet.

Die Erfindung ergibt sich klarer aus der folgenden Beschreibung eines AusführungsbeispAels, das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.

Der Fluoreszenzschrrm besteht aus einem Ringglied ι mit einem Randflansch, der in das Glas eingeschmolzen oder in anderer Weise dort befestigt ist, so daß er einen Wandteil eines elektrischen. Entladegefäßes bflidet.

Im Ringglied 1 sitzt ein Schirm 2, der aus einer dünnen Glasplatte 3 besteht, welche auf ihrer Innenfläche mit einer im wesentlichen, gleichmäßigen Lage 4 aus Leuchtstoff, wie Zinksuilfid, überzogen ist. Die Glasplatte kann an ihrer Außenkante mit dem Ringglied 1 geeignet abgedichtet sein. Die Fläche der Fluoreszenzlage kann mit einer dünnen Lage aus Aluminium oder Nickel überzogen sein, die so dünn ist, daß sie von den durch ein Elektranenlinsansystem innerhalb des elektrischen Entladegefäßas geführten Elektronen durchdrungen wird.

Das Ringglied 1 kann an einem nicht gezeichneten, geeigneten Lager in der Bahn der von einer Röntgenröhre 6 geeigneter Bauart kommenden Röntgenstrahlen befestigt sein. Im vorliegenden Fall hat die Röhre 6 vorzugsweise einen strichförmigen Brennfleek 7, der in bekannter Weise ausgebildet wird, so daß die verwendeten Röntgenstrahlen unter einem engen Winkel von der Antikathode emittiert werden und für einen gegebenen Abstand der Strahlenquelle von der Antikathode praktisch das schärfste Schattenbild geben. Die dem Fachmann als Beugungs- oder Difrraktionsröntgenröhren bekannten Röhren haben sich als zufriedenstellend erwiesen. Für eine gegebene hohe Auflösung kann die Brennfieckschirmdistanz so gering gemacht werden, daß höchste Intensität am Schirm 'entsteht. Dieser Effekt wird noch weiter durch das Brennlinienprinzip unterstützt. Die Strahlen von der Brennlinie 7 gelangen durch ein Fenster 8, das vorzugsweise aus Beryllium besteht. Im vorliegenden Fall und für die meisten Zwecke ist es äußerst wünschenswert, verhältnismäßig weiche, langwellige Röntgenstrahlen, d. h. von 1 bis 5 A, aus Röntgenröhren mit Berylliumfenstern oder anderen dünnen Fenstern aus niedrig atomaren Stoffen zu verwenden, die, wie dem Fachmann bekannt ist, besonders wirkungsvoll für den Durchlaß solcher Röntgenstrahlen sind. Wo, wie in der folgenden Beschreibung, gerade Drähte oder Stäbchen dazu Verwendung finden, Schatten auf den Schirm während der Prüfung zu werfen, sitzt die Brennlinie parallel zum Draht.

Nach dem Durchgang vom Brennfleek 7 durch das Fenster 8 treffen die Röntgenstrahlen auf den Fluoreszenzschirm 2 auf. Wenn nuir eine Auflösungsprüfung, wie bei der vorliegenden Bildröhre, von primärer Bedeutung ist, ist die Auflösung am wichtigsten. Jedoch ist es im allgemeinen Fall der Untersuchung der Gesamtgleichmäjßdgkeitwünschenswert, daiß die Röntgenstrahlen eine Helligkeit induzieren, die im wesentlichen gleichmäßig ist, wenn die Dicke und Güte des den Schirm bildenden Leuchtstoffes gleichförmig ist. Andererseits führen Unregelmäßigkeit der Dicke und Struktur des Fluoreszenzmaterials zu entsprechender Ungleichmäßigkeit der Helligkeit der verschiedenen Schirmteile. Für den letzteren, allgemeinen Zweck ist es wünschenswert, daß Brennflecik und Fenster in der Röntgenröhre 6 eine extrem hohe Intensität und einen breiten und gleichmäßigen Röntgenstrahl erzeugen. Für den spezielleren Fall der Auflösungsprüfung ist die Hauptsache one hohe Intensität und Schärfe der Schattenieinzelheiten.

Das Licht von der Fläche des Schirmes 2 gelangt dann durch eine schwere Platte aus Bleiglas 11 auf die Seite, van der der Schirm durch das Auge 12 des Beobachters betrachtet wird. Eine optische Vergrößerungslinse 13 findet zweckmäßig Verwendung, um die Fläche des Schirmes 12 abzutasten und die Bestimmung ihrer Struktur und Auflösungsfähigkeit zu bestimmen. Die Bleiglasplatte zum Schutz des Arbeiters kann schnell entfernt werden, wenn die Röntgenstranlen zum Auswechseln der Schirme bei der Fließbandprüfung ausgeschaltet werden.

Die Fähigkeit dies Schirmes 2, feine, auf ihn geworfene Einzelheiten richtig aufzulösen, läßt sich durch Einsetzen eines feinen Drahtgitters 14, das ein Filter mit linearen Stegen bildet, dicht an der Innenfläche des Schirmes 2 bestimmen. In diesem Fall rindet vorzugsweise ein strichförmiger Brennfleek 7 Verwendung, und die feinen Drähte des Gitters liegen parallel dazu.

Anstatt den Schirm 2 mit dem Auge zu beobachten, wie es oben beschrieben wurde, kann man eine dauernde Aufzeichnung der Beobachtung durch Photographieren des Schirmes machen. Die Platte Ii des Bleiglases schützt das Auge des Beobachters und auch die zur Photographic benutzte Kamera vor den Röntgenstrahlen, die nicht absorbiert durch den Schirm 2 gelangen. Da Elektronenleuchtstoffe und das Glas, auf dem sie niedergeschlagen sind, im allgemeinen, besonders bei dünnen Lagen, schlechte Filter für Röntgenstrahlen sind, ist solche Vorsicht zum Schutz des die Vorrichtung benutzenden Beobachters notwendig. Geeignete Abschirmung durch Bleiplatten kann in gleicher Weise in anderen Teilen der Apparatur zum Schutz vorgesehen werden. Die Rontgenstrahlenbeugungsröhre hat natürlich die wertvolle Eigenschaft, einen strichförmigen Brennfleek in Form einer feinen, schmalen Linie zu erzeugen, so daß 'ein hochintensiver Strahl projeziert wird, der in Querrichtung in höchster Weise kollimiert in seiner Querabmessung ist und enger an die Drähte des Prüfgitters und an den Phosphorschirm gebracht werden kann als bei gewöhnlichen Röntgen-

Strahlenquellen. Ferner erzeugt sie leicht einen weichen Röntgenstrahl, und der größte Vorteil ergibt sich aus der Intensität der weichen Röntgenstrahlen, »dem man ein Fenster aus Beryllium 5 od. dgl. verwendet, um den Leuchtstoff mit Strahlung von einer Wellenlänge zu treffen, die wirkungsvoll absorbiert werden kann, selbst wenn der Leuchtstoff verhältnismäßig dünn ist. Die Brennlinie der Beugungsröhre steigert die Intensität des Lichtes

ίο vom Leuchtstoff, bezogen auf das Licht, das mit kreisförmigen Brennflächen gleicher Brennleistung erzielt werden kann·. Die Parallelität zwischen der Richtung der BrennMnie und den absorbierenden Drähten ermöglicht die Steigerung der Strahlungsintensität ohne Verlust der Fokussierung.

Während die Verwendung der Röntgenvorrichtung besonders für Leuchtschiime mit einem Metalloder anderen undurchlässigen Überzug· wirkungsvoll ist, weist sie außerdem Vorteile gegenüber

ao Ultraviolett- und/oder Elektronenbestrahlung von Leuchtstofflagen ohne Überzug auf, beispielsweise eine gleichmäßigere DurahstraMung durch die gesamte Dicke der Leuchtstoffschicht.

Im folgenden soll ein besonderes Ausführungsbeispiel für eine mit der oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführte Untersuchung angegeben werden. Ein Fluoreszenzschirm mit einer Lage aus Zinksulfid von annähernd 0,001 cm Dicke und mit einer Lage aus Aluminiiuimmetall von annähernd 0,00002 cm Dicke wurde annähernd 10 cm vor dem Brennfleck einer Beugungsröntgenröhre mit Brennlinie und Berylliumfenster der oben beschriebenen Art aufgestellt, die mit 45 kV und 5 mA Eingangsstrom betrieben wurde.

Ein Gitter aus Wolframdraht mit 30 Linien pro Millimeter wurde 1 mm vor der Elektronenleuchtstoffschicht aufgestellt. Unter diesen Bedingungen war das vom Elektronenleuchtstoff abgegebene Licht ausreichend, um die normalerweise in einem Laboratorium vorhandene Beleuchtung zu überwinden und eine leichte Einzelbeobaohtung des Wolframgittermusters in einem schwach verdunkelten Raum zu gestatten. Der erwähnte Schirm hatte einen Durchmesser von 25 mm. Obwohl der Antikathodenschirmabstand 10 cm betrug, zeigten die Messungen, daß ein Abstand von 3 cm (mit der zehnfachen HelMgkeitsverstärkung) noch die gewünschte Auflösung gestatten würde.

Während 'die Vorrichtung in ihrer Verwendung für die Beobachtung von Zinksiulfidelektronenleuchtschirmen beschrieben wurde, kann sie in gleicher Weise zur Beobachtung von Fluioreszenzschirmen in Fernsehempfängerröhren, Kathodenstrahlröhren und von anderen ähnlichen elektronen

optischen Schirmen Verwendung finden. Das zeigt, 55 daß die Erfindung auch ganz allgemein verwendbar ist.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beobachtung dünner Lagen aus Elektronenleuchtstoffen mit einem undurchsichtigen Überzug, dadurch gekenn zeichnet, daß. man die Lagen (4) mit Röntgenstrahlen durchleuchtet, die auf diese Lagen von einer Strahlenquelle (6) durch ein Gitter (14) mit linearen Stegen geworfen werden, und daß man das Lichtmuster auf diesen Schichten betrachtet.

2. Vorrichtung zur Beobachtung dünner Lagen aus Leuchtstoff, gekennzeichnet durch Mittel (1) zur Halterung der Lagen (4), durch Mittel (6) zur Erzeugung eines Röntgenstrahles und zur Projektion dieses Strahles auf die Leuchtstofflagen, und durch einen vor der Leuchtlage im Strahlengang angeordneten Gegenstand (14) mit linearen Stegen und mit hohem Absorptionsvermögen für Röntgenstrahlen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung zur Erzeugung der Röntgenstrahlen eine Beugungsröntgendiffraktionsröhre Verwendung findet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung der Röntgenstrahlen solche Röntgenstrahlen mit einer Wellenlänge von 1 bis 5 ÄE erzeugt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung der Röntgenstrahlen aus einer Röntgenröhre (6) mit einem strichförmigen Brennfieok (7) und einem Berylllumfenster (8) besteht.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Steg des die Röntgenstrahlen absorbierenden Gegen-Standes parallel zur Brennflecklinie liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (14) aus einem Gitter aus Drähten besteht, die verhältnismäßig undurchlässig· für Röntgenstrahlen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine Schutzvorrichtung (11), die aus einem lichtdurchlässigen Material, wie Bleiglas, besteht, das eine hohe Absorption für Röntgenstrahlen aufweist und im Strahlengang· der durch die Leuchtstofflage

(4) hindurchtretenden Röntgenstrahlen angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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