Fernsehröhre und Verfahren zu deren Herstellung. Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehröhre und auf ein Verfahren zu deren Herstellung.
Die bisher bekannten Kathodenstrahl röhren bestehen meistens aus einem Glas kolben, an dessen einem Ende eine direkt oder indirekt heizbare Kathode angeordnet ist. Diese Kathode sendet Elektronen aus, die mittels Sammelelektroden und einer oder mehreren Anoden zu einem Bündel vereinigt werden. Es sind ferner inner- oder ausser halb der Röhre elektrostatische oder elektro magnetische Ablenkorgane angeordnet, die dem Elektronenstrahl mittels einer geeigne ten Wechselspannung eine Ablenkung geben können. Diese Ablenkung macht es möglich, den Elektronenstrahl irgendeine am Röhren ende befindliche Oberfläche abtasten zu las sen.
Diese Oberfläche kann, wie es beim Fernsehen üblich ist, aus einem fluoreszie renden oder photoaktiven Schirm bestehen. Von einem derartigen photoaktiven Schirm kann Licht in elektrische Ladung umgewan- delt werden. Diese Schirme bestehen meist aus einem isolierenden Träger, der auf der einen Seite mit einer dünnen Metallschicht und auf der andern Seite mit einem licht empfindlichen Stoff überzogen ist. Dieser lichtempfindliche Stoff wird derart ange bracht, dass er eine sehr grosse Anzahl von gesonderten Teilchen bildet. Es entsteht also ein Mosaik aus kleinen lichtempfindlichen Elementen.
Als gemeinsame Gegenelektrode sämtlicher Elemente tritt die auf der andern Seite des Schirmes befindliche Metallschicht auf. Die Elemente bilden mit dieser Schicht Kondensatoren, von denen jeder eine Ladung erhält, die von der auf das betreffende licht empfindliche Element auftreffenden Licht menge abhängig ist. Wird also auf den licht empfindlichen Schirm ein Bild projiziert, so erhalten die verschiedenen Teilchen eine La dung, die von der Bildhelngkeit abhängig ist.
Diese Ladung ist mithin für eine helle Stelle des Bildes grösser als für eine dunkle. Die Ladungen dieser Teilchen werden nua von den Elektronen des Kathodenstrahls aus geglichen, der mittels der Ablenkplatten der art gesteuert wird, dass er den ganzen Schirm punktweise abtastet.
Es ergibt sich nun, dass die Detailfülle, sowie die Helligkeit in hohem Masse von der Grösse und der Beschaffenheit der durch die photoaktiven Teilchen und die Gegenelek trode gebildeten Kondensatoren abhängig sind.
Bei dem Betrieb der Röhre besitzen die Teilchen des Schirmes eine verschiedene La dung, wie vorstehend erörtert wurde. Es kann also zwsichen zwei ziemlich nahe bei einander liegenden Teilchen ein erheblicher Potentialunterschied bestehen, was zur Folge hat, dass von dem Teilchen mit höherem Po tential ein Sekundärelektronenstrom zu dem Teilchen mit niedrigerem Potential- zu fliessen anfängt, so dass die Ladung der beiden Teil chen eine Änderung erfährt, die nicht von einer Änderung der Lichtintensität herrührt. Dies hat also eine Verzerrung des Bildes, so wie eine Herabsetzung der Detailfülle zur Folge.
Ein weiterer Nachteil bei der Ver aendung derartiger Schirme ist, dass bisher die Abtastung durch den Kathodenstrahl auf derselben Seite erfolgt, auf die das Bild projiziert wird. Um diese Projektion zu er möglichen, ist also der Schirm entweder schräg zur Röhrenaxe oder schräg zu der Axe der Richtung, in der das Bild projiziert wird, anzuordnen. Beiden Anordnungsweisen haf ten Übelstände an.
Bei der ersten Anord nungsweise ist das projizierte Bild unver- zerrt. Der Kathodenstrahl trifft jedoch den Schirm unter einem Winkel, so dass bei einem kreisförmigen Querschnitt des Strahls der Flecken auf dem Schirm die Form einer Ellipse annimmt, was natürlich unerwünscht ist. Bei der zweiten Anordnungsweise tritt infolge der schrägen Projektion eine störende Verzerrung ein.. Es wurden bereits mehrere Mittel zur Vermeidung oder zur Ausglei chung dieser Fehler vorgeschlagen; sie erfor dern jedoch alle einen komplizierteren Bau der Röhre.
Ein weiterer Nachteil dieser Röhren ist der, dass die Sekundärelektronen, die von der photoaktiven Schicht beim Auftreffen von Licht ausgesendet werden, in denselben Raum gelangen wie die Sekundärelektronen, die vom Kathodenstrahl beim Auftreffen auf den Schirm ausgelöst werden. Diese zwei Sekundärelektronenduellen beeinflussen sich also gegenseitig, was ebenfalls einen nach teiligen Einfluss auf das Bild und die Detail fülle hat.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, einen Schirm zu ver wenden, auf dessen eine Seite das Bild proji ziert wird und dessen andere Seite vom Ka thodenstrahl abgetastet wird. Es können auf diese Weise die durch das Auftreffen des Kathodenstrahls entstandenen Sekundärelek tronen und die durch die photoaktive Wir kung entstandenen Sekundärelektronen ge trennt gehalten werden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem derartigen Schirm versehene Fernseh- senderöhre und auf ein Verfahren zur Her stellung dieser Röhre.
Eine Röhre gemäss der Erfindung kann folgende Vorzüge aufweisen: Sehr grosse Empfindlichkeit, befriedigende Detailfülle des ausgesandten Bildes und grosse Hellig keit, grossen Isolationswiderstand zwischen den Teilchen des Mosaikschirmes. Des wei teren kann noch das einfache und billige Herstellungsverfahren der erfindungsgemässen Röhre erwähnt werden.
Eine Röhre gemäss der Erfindung weist einen Schirm der nachfolgenden Bauart auf. Der Schirm besteht aus einem Draht geflecht, dessen Drähte mit elektrisch isolie rendem Material überzogen sind. In den Öff nungen dieses Drahtgeflechtes ist elektrisch leitendes Material angebracht. Ein Geflecht mit zum Beispiel<B>1600</B> bis<B>16000</B> Maschen pro cm2 ist brauchbar. Bei diesem Geflecht ist das Verhältnis des offenen Raumes zu den Drähten zweckmässig verhältnismässig gering, da die Drahtstärke aus Festigkeits gründen nicht zu gering gewählt werden kann,
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von Röhren der beschriebe nen Gattung wird ein aus einem Metall geflecht bestehender Schirm geätzt, um die Öffnungen des Geflechtes zu vergrössern. Nach dem Ätzvorgang werden die Drähte des Geflechtes mit elektrisch isolierendem Material überzogen und elektrisch leitendes Material in die Öffnungen gebracht. Da es bei einem gewöhnlichen Geflecht, bei dem die Schuss- und Kettendrähte aufeinander liegen, schwierig ist, die Drähte vollkommen mit isolierendem Material zu umhüllen, wird das Geflecht zweckmässig zuvor flachgepresst, zum Beispiel unter schweren Walzen, wo durch die Drähte teilweise ineinander ge drückt werden.
Die hierdurch auftretende Verkleinerung der Öffnungen wird durch das Ätzverfahren wieder aufgehoben. Hierzu kann der gepresste Schirm in ein Bad eines das Material des Geflechtes angreifenden chemischen Stoffes eingeführt werden, wo durch der Durchmesser der Drähte verklei nert und somit die Öffnungen vergrössert werden.
Das elektrisch leitende Material, welches, nachdem die Drähte mit elektrisch isolieren dem Material überzogen sind, in die Öffnun gen gebracht wird, kann aus Silber bestehen. Zweckmässig wird es auf einer Seite akti viert. Wenn das elektrisch leitende Material aus Silber besteht, kann es auf bekannte Weise oxydiert und dann mit einem photo aktiven Stoff überzogen werden.
Die Erfindung wird anhand der ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemässen Fernsehröhre darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 stellt teilweise in schaubildlicher Ansicht und teilweise im Schnitt eine Röhre gemäss der-Erfindung dar; Fig. 2 zeigt in stark vergrössertem Mass stab einen Teil des Drahtgeflechtes des Schir mes dieser Röhre; Fig. 3 stellt einen Schnitt nach der Linie 3--3 in Fig. 3 dar, und Fit, 4 stellt den fertigen Schirm dar. In Fig. 1 bezeichnet 10 den entlüfteten Glaskolben, der aus einem engen zylindri schen Teil 12 und einem erweiterten Teil 14 besteht, der von einem nahezu flachen Ende 16 geschlossen ist.
An dem Teil 12 ist die Quetschstelle.befestigt, durch welche die Zu führungsdrähte zu dem auf der Quetschstelle angeordneten Elektrodensystem 18 hindurch geführt sind. Das Elektrodensystem besteht aus einer indirekt heizbaren Kathode 22, einem Steuergitter oder -scheibe 24 und einer ersten Anode 26. Durch Anlegung geeigne ter Potentiale an die verschiedenen Teile wird ein Elektronenstrahl 28 erzeugt, der von der Kathode weg längs der Röhrenachse gerichtet ist.
Mittels elektrostatischer oder elektromagnetischer Ablenkelektroden 30 und 32, an die geeignete Wechselspannungen an gelegt werden, wird bewirkt, dass der am Ende der Röhre angeordnete Schirm vom Elektronenstrahl abgetastet wird. Eine zweite Anode 54, die zur weiteren Konzentration des Elektronenstrahls und zur Beschleuni gung dient, ist als leitende Schicht auf der Innenwand des zylindrischen Teils 14 vor gesehen. Diese Anode dient ausserdem zum Sammeln der beim Auftreffen des Elek- trodenstrahls auf dem Schirm ausgelösten Sekundärelektronen.
Der Mosaikschirm 34 weist als Grund elektrode ein Drahtgeflecht auf, das, wie aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, aus feinen Drähten besteht. Diese Drähte wer den mit einem Isolierstoff 38 (Fig. 4) über zogen, worauf in die Maschen 42 des Ge flechtes Silber oder ein sonstiges leicht oxy- dierbares Metall 40 eingepresst wird. Der Schirm wird dann mittels Einführungsdrähte 44 in der Röhre angeordnet und die Ober fläche 46 wird während der Entlüftung nach einem für die Herstellung von Photozellen bekannten Verfahren aktiviert.
Auf der Seite, wo das Bild projiziert wird, ist vor dem Schirm 34 eine Hilfsanode 48 angeord net, welche die beim Auftreffen von Licht auf die Oberfläche 46 entstandenen Sekun därelektronen ansammelt, Der Mosaikschirm 34 kann wie folgs her gestellt werden: Der Schirm wird flach gepresst, zum Bei spiel dadurch, dass er durch eine schwere Walze hindurchgezogen wird. Dann wird die offene Oberfläche durch Ätzung in einem Bad eines chemischen Stoffes vergrössert. Zur Erhaltung einer gleichmässigen Vergrösse rung der Öffnungen ist die Wahl des Mate rials des Geflechtes und die des Ätzmittels von Wichtigkeit. Es ist ferner der Umstand zu berücksichtigen, dass der zu benutzende Isolierstoff an dem einen Stoff viel besser als an dem andern haftet.
Als geeignete Metalle haben sich zum Beispiel Nickel, Monelmetall und rostfreier Stahl erwiesen. Als Ätzmittel kommt für Nickel eine 60%ige Lösung von Salpetersäure in Wasser in Frage. Erfolgt in diesem Fall der Ätzvorgang bei etwa 30 C, so beträgt die erforderliche Zeit etwa 45 Sekunden.
Bei rostfreiem Stahl kann 35 bis 40% Königswasser bei etwa<B>30'</B> benutzt wenden. Bei :diesem Ätzverfahren wird das Material gleichmässig angegriffen, insbeson dere wenn dem Bad ein wenig Eisenstaub oder ein sonstiges Metall zugesetzt wird. Nach dem Itzvorgang wird der Schirm zur Entfernung des Ätzmaterials in einem Al kalibad abgespült.
Da infolge des Ätzvor- ganges ein grosser Teil des Drahtes entfernt wird, ist es vorteilhaft, den Schirm nach dem Ätzen und dem Spülen galvanisch zu ver nickeln oder zu versilbern. Es ist dabei dar auf zu achten, dass sich eine möglichst dünne Schicht bildet, um zu verhindern, dass die Öffnungen angefüllt werden.
Der auf diese Weise präparierte Schirm wird dann mit einer Schicht aus Isolierstoff überzogen. Zu diesem Zweck eignet sich ins besondere ein Gemisch von Feldspat, Borax und Quarz mit einem geeigneten Bindemittel, z. B. Kobaltoxyd. Dieser Isolierstoff wird durch Aufspritzen auf das Geflecht auf gebracht. Eintauchung in ein Bad dieses Iso liermaterials ist weniger geeignet, da in die sem Fall die Öffnungen leicht angefüllt wer den. Der Schirm wird dann, zur Verglasung des Isoliermittels auf eine ziemlich hohe Temperatur erhitzt.
Nach dem Erhitzen oder Backen werden die im Schirm vorhandenen Öffnungen mit einer aus Silber oder sonstigem Metall und einem geeigneten Bindemittel "bestehenden Paste angefüllt. Es ist ferner möglich, Silber oxyd oder ein sonstiges leicht reduzierbares Oxyd in das Gitter einzupressen. Dieses Oxyd wird durch Erhitzung reduziert. Bei Verwendung von Silber kann letzteres oxy diert werden. Der Schirm kann nun in der Röhre angeordnet werden.
Während der Entlüftung wird eine Seite des Schirmes 34 durch Verdampfung von Cäsium oder gemäss einem andern Aktivie- rungsverfahren aktiviert.
Die Wirkung der beschriebenen Fernseh röhre ist folgende: Ein Bild des Gegenstandes 50 wird un ter Vermittlung einer Linse 52 auf den Mosaikschirm (Fig. 1) projiziert, dessen Teil chen eine Ladung annehmen, die von der auffallenden Lichtmenge abhängig ist. Die dabei ausgesandten Sekundärelektronen wer den von der Anode 48 aufgefangen. Der Kathodenstrahl 28 wird vom System 26 auf dem Schirm konzentriert und mittels der Ab lenkmittel 30 und 32 wird die Oberfläche des Mosaikschirmes abgetastet.
Der Katho denstrahl 28 neutralisiert die positiven La dungen der Teilchen des Schirmes. Etwaige durch das Auftreffen des Kathodenstrahls aufgelöste Sekundärelektronen werden von der Anode 54 aufgefangen, deren Potential etwas weniger positiv in bezug auf die Ka thode ist als die Anode 48. Der Mosaikschirm kann ferner auf bekannte Weise mit der Anode 54 einen Ausgangskreis bilden.