DE2924780C2

DE2924780C2 - Elektrische Entladungsröhre mit einem Glaskolben der mindestens eine elektrische Durchführung aufweist

Info

Publication number: DE2924780C2
Application number: DE2924780A
Authority: DE
Inventors: Johannes Petrus Theresia Eindhoven Franssen; Gerardus Arnoldus Herman Maria Vrijssen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-06-24
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1987-03-12
Also published as: US4278912A; DE2954412C2; JPS5841613B2; CA1135782A; JPS554897A; GB2023925B; GB2023925A; NL7806822A; FR2429489B1; FR2429489A1; DE2924780A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine elektrische Entladungsröhre dieser Art ist aus der US-PS 22 19 107 bekannt. Die bekannte Öffnung für die Durchführung wird dadurch erhalten, daß der Glaskolben der elektrischen Entladungsröhre mit einem stark erhitzten Wolframdraht durchlöchert wird. Bei einem derartigen Verfahren ist eine Verformung des Glaskolbens an der Stelle der Öffnung unvermeidlich. Nachdem die Wand der Öffnung und die sich daran anschließende Innenwand des Glaskolbens mit einer Metallschicht überzogen sind, wird die Öffnung luftdicht mit einem Glaspfropfen abgedichtet. Dies erfolgt dadurch, daß das Ende eines Glasstabes bis oberhalb der Erweichungstemperatur erhitzt und dieses Ende in die Öffnung der Durchführung gedrückt wird, wobei der Glaskolben selbst auf nahezu die Erweichungstemperatur des Glases, aus dem er besteht, erhitzt werden muß. Dabei kann eine Verformung des Glaskolbens in der Nähe der Durchführung kaum vermieden werden.
Eine so ausgebildete Durchführung eignet sich nicht als elektrische Durchführung in dem Frontglas einer Bildaufnahmeröhre, weil dort hohe Anforderungen an die optische Qualität des Frontglases gestellt werden. Das Auftreten von Verformungen in dem Glaskolben ist auch in Kathodenstrahlröhren mit einem Glaskolben geringen Innendurchmessers unerwünscht, weil derartige Verformungen eine örtliche Störung des elektrischen Feldes in der Kathodenstrahlröhre herbeiführen können und daher einen unerwünschten Einfluß auf den Strahlengang der Elektronen in der Kathodenstrahlröhre ausüben können. Die bekannte Durchführung ist weiterhin verhältnismäßig umständlich und aufwendig herzustellen, so daß sie sich für die Massenherstellung nicht eignet.
In der US-PS 31 13 878 ist eine Glas-Metall-Verbindung beschrieben, bei der ein Wolfram- oder Molybdändraht durch eine in einer Glasplatte angeordnete Öffnung geführt und die Öffnung mit einem thermisch entglasten Glas abgedichtet ist. Diese Konstruktion ist aber nicht dazu geeignet, als elektrische Durchführung für eine auf der Innenwand des Kolbens einer Elektronenröhre angebrachte leitende Schicht verwendet zu werden, die als Elektrode dient, weil sich ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen dem Draht und der schichtförmigen Elektrode schwer herstellen läßt. Außerdem führt der in das Innere der Elektronenröhre hineinragende Teil des Drahtes eine örtliche Störung des elektrischen Feldes herbei.
In der US-PS 31 13 878 ist weiterhin angegeben, daß bei der Verwendung von für Oxidation empfindlichen Metallen, wie Wolfram und Molybdän, der Abdichtungsvorgang in einer nichtoxidierenden Atmosphäre durchgeführt werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Durchführung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß an der Stelle der Durchführung eine Störung des elektrischen Feldes weitgehend vermieden wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Ausbildung gelöst.
Eine Ausgestaltung der elektrischen Durchführung der elektrischen Entladungsröhre nach der Erfindung ist in dem Patentanspruch 2 angegeben.
Ein thermisch entglasbares Glas ist kontinuierlich ein Glas, das bei Erhitzung auf eine bestimmte Temperatur, die von der Zusammensetzung des Glases abhängt, in eine kristalline Phase übergeht. Es ist für diese Art von Gläsern kennzeichnend, daß das kristallisierte Glas eine erheblich höhere Erweichungs- oder Verformungstemperatur als das nichtkristallisierte Glas aufweist. Dies macht die Anwendung dieser Art von Gläsern für Abdichtungszwecke in Elektronenröhren besonders interessant, weil sich das Ausgangsglas bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur verarbeiten läßt und nach Kristallisation die Glasabdichtung höhere Temperaturen aushalten kann, ohne daß eine Verformung des Glases der Abdichtung auftritt. Letzteres ist in bezug auf die zulässige Temperatur für die Entgasung einer Elektronenröhre von besonderem Interesse.
Bei der elektrischen Durchführung der Entladungsröhre nach der Erfindung wird die oben angeführte, z. B. aus der US-PS 31 13 878 bekannte Eigenschaft eines thermisch entglasbaren Glases ausgenutzt. Ein weiterer ebenfalls aus der US-PS 31 13 878 bekannter Vorteil der elektrischen Durchführung der Entladungsröhre ist der, daß zum Ausfüllen der Durchführungsöffnung in dem Glaskolben der Entladungsröhre das Abdichtungsglas in Form einer Suspension von Glaspulver in einem organischen Bindemittel angeordnet wird. Sowohl beim Anbringen der Glassuspension als auch bei der Erhitzung auf die Kristallisationstemperatur des Abdichtungsglases können daher keine Verformungen des Glaskolbens der Entladungsröhre auftreten, da bekanntlich das Glas des Glaskolbens eine höhere Erweichungstemperatur als die Kristallisationstemperatur des Abdichtungsglases aufweisen soll.
Der die erste elektrisch leitende Schicht bildende Wandüberzug, der als Elektrode dient, kann zugleich mit mindestens der auf der Wandung der Durchführung anzuordnenden elektrisch leitenden Schicht angebracht werden, so daß diese Schichten ein Ganzes aus ein und demselben Material bilden.
Der Querschnitt der in dem Glaskolben angeordneten Öffnung nimmt nach innen ab. Dies erleichtert nicht nur das Aufbringen der Glassuspension in der Öffnung, sondern führt auch zu einer sehr kleinen isolierenden Oberfläche auf der Innenwand des Glaskolbens. Die Möglichkeit, daß infolge einer elektrischen Aufladung dieser isolierenden Oberfläche eine Störung des elektrischen Feldes in der Entladungsröhre auftritt, ist dadurch auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
Einige Ausführungsbeispiele der elektrischen Durchführung der elektrischen Entladungsröhre nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 schematisch eine Fernsehkameraröhre mit einer Anzahl elektrischer Durchführungen nach der Erfindung,
Fig. 2 und 3 Ausführungsbeispiele einer elektrischen Durchführung, wie sie in der Fernsehkameraröhre nach Fig. 1 verwendet wird.
Die in Fig. 1 gezeigte Fernsehkameraröhre besteht aus einem Glaskolben 1, der mit einem Frontglas 2 verschlossen ist. Auf der Innenwand des Glaskolbens 1 befindet sich eine Anzahl von Dünnfilm- Elektroden 3, die aus Nickel bestehen. Diese Elektroden 3 dienen zur Fokussierung und zur elektrostatischen Ablenkung eines Elektronenstrahls, der von einem in der Röhre angeordneten Elektronenstrahlerzeugungssystem 4 erzeugt wird.
Der Elektronenstrahl ist auf das Frontglas 2 gerichtet und trifft nach dem Passieren einer in der Röhre angeordneten Gazeelektrode 5 eine auf dem Frontglas 2 angeordnete photoempfindliche Schicht 6. Um die Elektroden 3 auf die gewünschte Spannung zu bringen und ein Signal von der photoempfindlichen Schicht 6 abzunehmen, müssen in dem Glaskolben 1 und dem Frontglas 2 eine Anzahl elektrischer Durchführungen 8 und 8&min; angeordnet sein.
Eine in dem Frontglas 2 angeordnete Durchführung 8 ist im Detail in Fig. 2 dargestellt. In dem Frontglas 2 ist durch Sandstrahlen eine Öffnung 7 erzeugt, deren Querschnitt quer zu der Achse der Öffnung von außen nach innen abnimmt. So beträgt der Durchmesser der Öffnung auf der Außenseite des Frontglases 2 etwa 1 mm und auf der Innenseite etwa 0,5 mm.
Die Innenwand des Frontglases 2 ist mit einer dünnen, als Signalelektrode 9 dienenden Zinnoxidschicht (SnO₂) überzogen. Die Zinnoxidschicht erstreckt sich über die Wandung der Öffnung 7 bis über einen Teil der Außenwand des Glaskolbens 1, so daß eine gute Kontaktfläche auf der Außenseite des Glaskolbens 1 erhalten wird. Die Öffnung 7 ist luftdicht mit einem Pfropfen thermisch entglasten Glases 10 verschlossen.
Die in Fig. 3 im Detail dargestellte Durchführung 8&min; besteht aus einer Öffnung 7&min;, die in dem Glaskolben 1 angeordnet ist. Eine auf der Innenwand angeordnete, als Elektrode 3 dienende Nickelschicht, setzt sich über die Wandung der Öffnung 7&min; bis über einen Teil der Außenwand des Glaskolbens 1 fort. Die Nickelschicht ist auf chemischem Wege durch stromloses Vernickeln auf die Wandung des Glaskolbens 1 aufgebracht. Die Öffnung 7&min; ist mit einem Pfropfen thermisch entglasten Glases 10&min; luftdicht verschlossen.
Für die Herstellung der Durchführungen 8 und 8&min; wird wie folgt verfahren: Nachdem eine leitende Schicht als Ganzes oder in Teilen auf der Innenwand des Glaskolbens 1 oder dem Frontglas 2, der Wandung der Durchführungsöffnung (7, 7&min;) und einem Teil der Außenwand des Glaskolbens 1 oder des Frontglases 2 aufgebracht ist, wird die Öffnung (7, 7&min;) mindestens teilweise mit einer Suspension eines pulverförmigen entglasbaren Glases und eines organischen Bindemittels gefüllt.
Ein dazu geeignetes bekanntes Glas hat im wesentlichen folgende Zusammensetzung: 70 bis 80 Gew.-% PbO, 6 bis 12 Gew.-% B₂O₃, 7 bis 15 Gew.-% ZnO, 1 bis 3 Gew.-% SiO₂ und 0 bis 3,5 Gew.-% Al₂O₃ und ist im Handel z. B. unter der Bezeichnung "Pyro-ceram" erhältlich.
Ein geeignetes organisches Bindemittel ist z. B. eine bekannte Lösung von 1 bis 3% Nitrocellulose in Amylacetat. Der Glaskolben 1 und das Frontglas 2 werden dann in einem Ofen einer Temperaturbehandlung unterworfen, bei der in einem ersten Temperaturintervall in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre (Luft) die Temperatur im Ofen um etwa 3°C/min auf etwa 380°C gebracht wird. Wenn diese Temperatur etwa 5 Minuten lang aufrechterhalten wird, ist das organische Bindemittel in genügendem Maße aus der Glassuspension ausgeheizt. Dann wird die sauerstoffhaltige Atmosphäre durch eine nichtoxidierende Atmosphäre, wie Stickstoffgas, ersetzt. Die Temperatur wird dann in einem zweiten Intervall mit der angegebenen Geschwindigkeit auf etwa 440°C gebracht und während etwa einer Stunde auf diesem Wert gehalten. In diesem zweiten Temperaturintervall findet die Kristallisation des entglasbaren Glases statt. Unter Aufrechterhaltung der nichtoxidierenden Atmosphäre werden schließlich mit einer Geschwindigkeit von etwa 8°C/min der Glaskolben 1 und das Frontglas 2 auf Zimmertemperatur abgekühlt.
Die auf diesem Wege erhaltenen Durchführungen sind luftdicht und die Elektroden auf der Wandung des Glaskolbens weisen keine unerwünschte Oxidhaut auf. Dann kann die Fernsehkameraröhre in bekannter Weise fertig montiert werden, wobei u. a. das Elektronenstrahlerzeugungssystem in der Röhre angeordnet, die Röhre mit dem Frontglas thermisch abgedichtet und schließlich die Röhre entgast wird.
Obwohl sich in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das zweite Temperaturintervall unmittelbar an das erste Temperaturintervall anschließt, ist es unbedenklich, die Röhre zwischendurch abzukühlen und später erst das zweite Temperaturintervall beginnen zu lassen.
Die beschriebenen elektrischen Entladungsröhren können vorteilhaft in großen Stückzahlen hergestellt werden, weil die Durchführungen gleichzeitig in einer Mehrzahl von Entladungsröhren hergestellt werden können.

Claims

1. Elektrische Entladungsröhre mit einem Glaskolben, der mindestens eine elektrische Durchführung (8; 8&min;) aufweist, die eine auf der Innenwand des Glaskolbens (1, 2) angeordnete erste elektrisch leitende Schicht (3; 9) elektrisch mit einer auf der Außenwand des Glaskolbens angeordneten zweiten elektrisch leitenden Schicht verbindet, wobei diese Durchführung (8; 8&min;) selbst aus einer in dem Glaskolben angeordneten Öffnung (7; 7&min;) besteht, deren Wandung mit einer dritten elektrisch leitenden Schicht überzogen ist und die luftdicht mit einem Glaspfropfen abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Öffnung (7; 7&min;) quer zu ihrer Achse nach innen abnimmt, und daß der Glaspfropfen (10; 10&min;) im wesentlichen aus einem thermisch entglasten Glas besteht.

2. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht auf der Wandung der Öffnung (7; 7&min;) mindestens mit der auf der Innenwand des Glaskolbens (1, 2) angeordneten ersten elektrisch leitenden Schicht (3; 9) ein Ganzes bildet.