NL8502889A - Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting voor het geleiden van gekwantificeerde deeltjes. - Google Patents

Description

,*3Ï!'· PHN 11516 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting voor het geleiden van gekwantificeerde deeltjes.

%

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting voor het geleiden van gekwantificeerde deeltjes, waarbij een aantal losse, langwerpige geleiderstukjes die in hoofdzaak parallel aan elkaar lopen worden samengebundeld. Onder 5 gekwantificeerde deeltjes worden in dit verband met name verstaan: fotonen en electronen.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.211.540. Daarin wordt een werkwijze beschreven waarbij een groot aantal lichtgeleidende fibers van nagenoeg uniforme lengte 10 rechtop in een mal wordt geplaatst met hun zijden tegen elkaar aan zodat een bundel wordt gevormd. De bundel wordt op een temperatuur verhit waarbij de mantels van de fibers verweken en met elkaar fuseren.

Na afkoelen is een fiber optische beeld overdracht inrichting (een "fiberscherm") verkregen. Een moeilijkheid bij deze methode is het 15 aligneren van de losse fibers, dat wil zeggen het zo aan de mal toevoeren van de fibers dat ze allemaal loodrecht op de bodem van de mal komen te staan. Als er bij de bekende methode tijdens het vullen van de mal een fiber "dwars* komt te liggen, is er geen mogelijkheid om hem weer in het gareel te krijgen.

20 Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag een werkwijze te verschaffen die het mogelijk maakt om op eenvoudige wijze losse fibers van de klos op een gewenste wijze in stukken te snijden van voorgeschreven lengte en de fiberstukjes te aligneren voordat ze gefuseerd worden.

25 De werkwijze van de in de aanhef genoemde soort heeft daartoe volgens de uitvinding als kenmerk, dat hij de volgende stappen bevat: - het aanbrengen van een laag magnetiseerbaar materiaal over de gehele lengte van een geleider; 30 - het opdelen van de geleider in stukjes geleider van een vooraf bepaalde lengte; - het met behulp van een magnetisch veld uitrichten van de stukjes • ** fw f* , w ' Sf PHN 11516 2 geleider zodanig dat deze kops tegen een aanslagoppervlak worden gepositioneerd; - het tot een dichte pakking bundelen van de stukjes geleider en - het tot een mechanische eenheid samenvoegen van de gebundelde 5 geleiderstukjes.

Het effect van de uitvinding berust erop dat bij het aligneren van de van een buitenlaag van magnetiseerbaar materiaal voorziene fiberstukjes gebruik wordt gemaakt van een natuurlijk krachtenspel in de lengterichting van de fiberstukjes. Bij voorkeur 10 wordt de werkwijze volgens de uitvinding daarbij zodanig uitgevoerd, dat het aanslagoppervlak zich in hoofdzaak loodrecht uitstrekt op de richting van het zwaartekrachtsveld en de aantrekkingskracht ten gevolge van het magnetisch veld groter dan en tegengesteld is aan de valkracht ten gevolge van het zwaartekrachtsveld.

15 De magnetiseerbare laag om de fiberstukjes kan tevens als hechtlaag in het verbindingsproces dienen. De laag bestaat dan bijvoorbeeld uit een materiaal met een lagere vervormingstemperatuur dan de kern en dan een eventueel de kern omhullende laag, en bevat erin gesuspendeerde magnetiseerbare deeltjes (zogenaamde "composiet").

20 Een alternatief is, dat voorafgaande aan het tót een dichte pakking bundelen van de geleiders deze van een mantel van hechtmateriaal worden voorzien.

Als hechtmateriaal, dat bij voorkeur een licht-absorberend materiaal is, kan een materiaal worden toegepast waarvan de 25 hechtwerking hetzij onder invloed van een temperatuurbehandeling, hetzij onder invloed van ü.V.-straling, wordt verkregen.

De omstandigheid dat in het kader van de uitvinding de fibers van een mantel voorzien worden biedt een extra mogelijkheid. Deze wordt gekenmerkt, doordat de door hecht- en/of de magnetiseerbare laag 30 gevormde mantel van de geleiderstukjes aan één uiteinde van de geleiderstukjes dikker wordt gemaakt dan aan het andere uiteinde van de geleiderstukjes en deze zodanig worden uitgericht, dat de dikke uiteinden tesamen een eerste eindvlak vormen en de dunne uiteinden tesamen een tweede eindvlak vormen.

35 Op deze wijze kan bijvoorbeeld een beeldoverdrachtsinrichting (een fiberscherm) worden verkregen waarbij het eerste eindvlak grotere afmetingen heeft dan het tweede eindvlak.

J ** Λ ^ Λ

J >*..'· Lsm W

» PHN 11516 3

Zoals nog nader zal worden uiteengezet kan een dergelijk fiberscherm op verschillende manieren met voordeel worden toegepast.

De werkwijze volgens de uitvinding is zowel toepasbaar voor het aligneren en samenbundelen van massieve, en lichtdoorlatende, 5 fiberstukjes voor het geleiden van licht, als voor het aligneren en saaenbundelen (tot een zogenaamde kanaalplaat) van holle fiberstukjes die aangepast zijn voor het geleiden van electronen.

In het eerste geval is het voor de beoogde toepassing van voordeel wanneer de bundel van geleiderstukjes aan tenminste 10 êén uiteinde wordt verbonden met een lichtdoorlatende plaat.

Volgens een praktische uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kan de lichtdoorlatende plaat aan één uiteinde van de bundel tevens als aanslagoppervlak bij het aligneren worden gebruikt.

15 Enkele uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding zullen aan de hand van de tekening worden toegelicht.

Figuur 1 toont het in een magneetveld richten van een van een magnetische mantel voorziene fiber tegen een aanslagoppervlak;

Figuren 2 en 3 tonen eenzelfde richtstap als figuur 1, 20 echter met gebruikmaking van andere fibers;

Figuur 4 toont het in een magneetveld richten van een aantal fiberstukjes die van een magnetische mantel zijn voorzien;

Figuur 5 toont het samendrukken van een aantal gealigneerde fiberstukjes tegen een verticaal stuitvlak; 25 Figuur 6a toont een fiberscherm waaromheen een band is gelegd, en figuur 6b een dwarsdoorsnede door dat scherm;

Figuur 7 toont het in een magneetveld uitrichten van een fiberstukje met een mantel die in dikte verloopt;

Figuur 8a toont een fiberscherm dat is samengesteld uit 30 fiberstukjes met een mantel die in dikte verloopt en waaromheen een band is gelegd, en figuur 8b een dwarsdoorsnede door dat scherm;

Figuur 9a toont een doorsnede in de langsrichting van een beeldbuis met een fiberscherm als frontplaat en figuur 9b met een fiberscherm aan de binnenzijde van de frontplaat; 35 Figuur 10 toont een langsdoorsnede door een beeldbuis met een fiberscherm dat hecht verbonden is aan een glazen plaat met een fluorescerende fosfor aan de vacuümkant; eve - J Sy vi. i PHN 11516 4

Figuur 11 toont een langsdoorsnede door een beeldbuis met een in dikte verlopend fiberscherm boven op het beeldbuisglas zodat de bovenkant vlak gemaakt kan worden, waarbij de mantel van de fiberstukjes in diameter verloopt zodanig dat de bovenkant van het scherm precies 5 beeldvullend is;

Figuur 12 toont een langsdoorsnede door een samenstel van beeldbuizen van het type uit figuur 11, als onderdeel van een vidi-wall weergeefinrichting.

Fiberstukjes met een kern 2 (van bijvoorbeeld glas) en 10 een mantel 3 van magnetiseerbaar materiaal (brekingsindex mantel lager dan brekingsindex kern) worden verkregen door een lange fiber in korte stukjes met uniforme lengte op te delen (figuur 1). De magnetiseerbare mantel 3 kan bijvoorbeeld electroless (via chemische processing) worden aangebracht, via atomaire depositie (opdampen, sputteren) of via 15 spinnen, dompelen of aerosol ontleden. Een geschikt materiaal voor de magnetiseerbare mantel is bijvoorbeeld CoP. Losse fiberstukjes richten zich in een homogeen magnetisch veld H langs de magnetsche veldlijnen. Van dit effect wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding gebruik gemaakt. In een uitwendig magneetveld H zal een van een magnetiseerbare 20 mantel 3 voorzien fiberstukje in een uitwendig magneetveld H dat dwars op het vlak van een glasplaat 1 staat loodrecht naar beneden gaan hangen ten gevolge van de zwaartekracht G.

In figuren 2 en 3 wordt van hetzelfde effect gebruik gemaakt, doch de fiberstukjes hebben daar een verschillende opbouw. In 25 figuur 2 heeft het fiberstukje een kern 2 van glas een een mantel 4 van een materiaal met een lagere brekingsindex (glas of kunststof). De' buitendiameter is bijvoorbeeld 250^um. Hieromheen is een laag 3 van magnetiseerbaar materiaal, bijvoorbeeld een laag CoP van enkele microns dik, aangebracht. Een dergelijk fiberstukje kan in een magneetveld H aan 30 een glasplaat 1 met een dikte van één of enkele mm blijven hangen.

Hetzelfde geldt voor fiberstukjes van het in figuur 3 getoonde type. Daarbij bevindt zich om een kern 2 een laag 5 bestaande uit een komposiet met een lagere brekingsindex dan de kern 2. In de laag 5 bevinden zich magnetiseerbare deeltjes 6, homogeen verdeeld over het 35 mantelvolume.

Als het richten van losse fiberstukjes mogelijk is, dan is het ook mogelijk om een multiplex van fiberstukjes te richten ( en 8302389 »' * \

Pfflï 11516 5 vervolgens met elkaar te verbinden).

Figuur 4 toont een aantal fiberstukjes met kern 2 en magnetiseerbare mantel 3, uitgericht op de wijze volgens de uitvinding.

In een volgende stap worden deze fiberstukjes gebundeld.

5 Figuur 5 toont een mogelijkheid om het samenstel van uitgerichte fiberstukjes met kern 2 en magnetiseerbare mantel 3 samen te voegen en aan te drukken tegen een verticaal stuitvlak 7 met behulp van een drukmiddel 8 zodanig dat de fiberstukjes in een gesloten opstelling (side by side relationship) komen te hangen. Eventueel kan het 10 magneetveld H enigszins inhomogeen zijn, zodanig dat er een drijvende kracht ontstaat die de fiberstukjes verplaatst tot aan het stuitvlak 7.

Figuur 6a toont een samenstel 10 van fiberstukjes 9 waaromheen een band 11 is geslagen, terwijl in figuur 6b een doorsnede door het resulterende beeldscherm 12 staat weergegeven.

15 Figuur 7 toont een situatie analoog aan figuur 2 behalve dat de magnetiseerbare fibermantel 13 met een brekingsindex lager dan die van de kern 2, een naar boven toe verlopende diameter heeft.

Figuur 8a toont een beeldscherm bestaande uit een samenstel van in diameter verlopende fiberstukjes waaromheen een 20 band 15 is geslagen, terwijl in figuur 8b een doorsnede door het beeldscherm 16 staat weergegeven.

Figuur 9a toont een deel van een vacuömbuis 17 met een fiberscherm 18 waaromheen een band 19, is gelegd die hecht is verbonden aan een buiswand 20. Aan de binnenzijde van het fiberscherm 18 is een 25 fluorescerende fosforlaag 21 aangebracht. De voordelen van een dergelijke constructie zijn: vlak venster; beeld aan de voorkant van de buis (buitenkant); grote kijkhoek van gelijkmatige intensiteit.

De huidige televisieschermen bevatten een absorberende stof met circa 30¾ absorptie gemeten over de dikte vein het scherm. Deze 30 absorptie is nodig om het licht van de alzijdig stralende fosfor dat buiten de hoek van totale reflectie terecht komt en dus totaal gereflecteerd wordt, voldoende te verzwakken om geen storende secundaire (alzijdige) reflectie te krijgen op de fosforen verderop in de buis.

Teneinde dit probleem te ondervangen biedt de uitvinding 35 de volgende mogelijkheid.

Fiberstukjes voorzien van een magnetische coating, kunnen worden aangebracht op de binnenkant van een televisiescherm op een wijze ' * Λ Λ ·** > J :v ·" ΡΗΝ 11516 6 ύ volgens de uitvinding. Deze fiberlaag dient dan om te garanderen dat de bundeling van het licht van de.alzijdig stralende fosfor, door juiste keuzen van de brekingsindex van de fiberkern ten opzichte van het schermglas, zodanig is dat de uittreehoek van het licht uit de fiber 5 binnen de hoek van totale reflectie valt van het schermglas. Voor een schematische voorstelling zie figuur 9b.

Figuur 10 toont een deel van een vacuümbuis 17 met een fiberscherm 18 waaromheen een band 19 is gelegd. Het fiberscherm 18 met band 19 is hecht verbonden aan een glasplaat 22, die aan de binnenkant 10 van de buis van een fluorescerende fosforlaag 21 is voorzien. De glasplaat 22 met fiberscherm 18 en fosforlaag 21 is hecht verbonden aan een buiswand 20.

Figuur 11 toont een deel van een vacuümbuis 17 in doorsnede, met aan de buitenzijde van de frontplaat een fiberscherm 23 15 waarvan de fibers een verlopende doorsnede hebben en waaromheen een band 19 is gelegd. Het geheel is hecht verbonden met de buiswand 20. Het fiberoppervlak vult aan de bovenkant het beeldvlak geheel. Aan de binnenkant van de beeldbuis 17 is een fluorescerend fosforlaag 21 aangebracht. De afmeting aan de beeldkant zijn dus groter dan de 20 afmetingen aan de fosforkant.

Figuur 12 toont een samenstel van drie beeldbuizen van het type van figuur 11 zodanig dat een “vidi-wall* kan worden opgebouwd met een doorlopend beeld bestaande uit aaneensluitende deelbeelden.

Opgemerkt wordt dat in alle tekeningen duidelijkheid 25 van voorstelling is nagestreefd, de schaalverhoudingen zijn niet reëel. In de meeste gevallen is verder eenvoudigheidshalve de hechtlaag die voor de verbinding van de fiberstukjes moet zorgen niet getoond.

••V 0 V U

Claims (14)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting voor het geleiden van gekwantificeerde deeltjes, waarbij een aantal losse, langwerpige geleiderstukjes die in hoofdzaak parallel aan elkaar lopen worden samengebundeld, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende 5 stappen bevat: - het aanbrengen van een laag magnetiseerbaar materiaal over de gehele lengte van een geleider; - het opdelen van de geleider in stukjes geleider van een vooraf bepaalde lengte; 10 het met behulp van een magnetisch veld uitrichten van de stukjes geleider zodanig dat deze kops tegen een aanslagoppervlak worden gepositioneerd; - het tot een dichte pakking bundelen van de stukjes geleider en - het tot een mechanische eenheid samenvoegen van de gebundelde 15 geleiderstukjes.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aanslagoppervlak zich in hoofdzaak loodrecht uitstrekt op de richting van het zwaartekrachtsveld en de aantrekkingskracht ten gevolge van het magnetisch veld groter dan en tegengesteld is aan de valkracht ten 20 gevolge van het zwaartekrachtsveld.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat voorafgaande aan het tot een dichte pakking bundelen van de geleiders deze van een mantel van hechtmateriaal worden voorzien.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat als 25 hechtmateriaal een lichtabsorberend materiaal wordt toegepast.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat als hechtmateriaal een materiaal wordt toegepast waarvan de hechtwerking onder invloed van een temperatuurbehandeling wordt verkregen.

6. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat als 30 hechtmateriaal een materiaal wordt toegepast waarvan de hechtwerking onder invloed van ultra-violet straling wordt verkregen.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het magnetiseerbare laag tevens als hechtlaag dient.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het 35 kenmerk, dat de door hecht- en/of de magnetiseerbare laag gevormde mantel van de geleiderstukjes aan één uiteinde van de geleiderstukjes dikker wordt gemaakt dan aan het andere uiteinde van de ·.* ; Λ j - j \j — j 'j -J PHN 11516 8 geleiderstukjes en deze zodanig worden uitgericht, dat de dikke uiteinden tesamen een eerste eindvlak vormen en de dunne uiteinden tesamen een tweede eindvlak vormen.

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het 5 kenmerk, dat de geleiderstukjes massief en lichtdoorlatend zijn.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de bundel van geleiderstukjes aan tenminste één uiteinde wordt verbonden met een lichtdoorlatende plaat.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de 10 lichtdoorlatende plaat als aanslagoppervlak bij het aligneren wordt gebruikt.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat de lichtdoorlatende plaat de frontplaat van een beeldweergeefinrichting is.

13. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat een 15 samenstel van aan het eerste eindvlak aaneensluitende inrichtingen wordt gevormd, zodat een door dit samenstel overgedragen beeld uit door elk der inrichtingen overgedragen aaneensluitende deelbeelden wordt opgebouwd.

14. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot en met 8, met 20 het kenmerk, dat de geleiderstukjes hol zijn en aangepast voor het geleiden van electronen.