DE1046794B - Process for forming a photoconductive layer on a carrier layer - Google Patents
Process for forming a photoconductive layer on a carrier layerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer fotoleitenden Schicht auf einer Trägerschicht.The invention relates to a method for forming a photoconductive layer on a carrier layer.
Ein sehr wichtiger Faktor bei fotoleitenden Vorrichtungen, wie Fernsehaufnahmeröhren, ist die Verzögerung der Fotoleitung in der Schicht. Diese Verzögerung hängt in erheblichem Maße von der Konstitution und der Dicke dieser Schicht ab.A very important factor in photoconductive devices such as television pick-up tubes is delay the photoconductor in the layer. This delay depends to a considerable extent on the constitution and the thickness of this layer.
In derartige Vorrichtungen wird oft eine Elektrode eingebaut, die aus einem nach bestimmten mechanischen und elektrischen Eigenschaften ausgewählten Metall besteht. Als solches Metall werden beispielsweise Legierungen aus etwa 60% Kupfer und etwa 40% Nickel benutzt. Diese Legierungen reagieren jedoch mit den verwendeten fotoleitenidien Materialien, wie Antimontrisulfid. Wenn diese Legierungen daher in fotoleitenden Vorrichtungen verwendet werden, ist es sehr schwierig, die Menge des fotoleitenden Materials zu bestimmen, das zur Reproduktion von Röhren mit Schichten gleichen Aufbaues und gleicher Dicke benötigt wird.In such devices, an electrode is often built, which consists of a specific mechanical and electrical properties of selected metal. As such a metal, for example Alloys of about 60% copper and about 40% nickel are used. However, these alloys react with the photoconductive materials used, like antimony trisulfide. Therefore, when these alloys are used in photoconductive devices, it is It is very difficult to determine the amount of photoconductive material used to reproduce tubes with layers of the same structure and thickness is required.
Mit der Erfindung soll die Wechselwirkung zwischen einer Elektrode in einer fotoleitenden Röhre einerseits und dem in der Röhre verwendeten fotoleitenden Material andererseits vermindert werden, damit die Konstanz der Dicke der fotoleitenden Schicht auf der Fangelektrode der Röhre verbessert werden kann.The invention aims at the interaction between an electrode in a photoconductive tube on the one hand and the photoconductive material used in the tube on the other hand, are reduced, thus the constancy of the thickness of the photoconductive layer on the target electrode of the tube is improved can be.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung einer fotoleitenden Schicht auf einer Trägerschicht, nach welchem das fotoleitende Material durch Verdampfung aufgebracht wird, wobei in dem Verdampfungsweg für das fotoleitende Material eine Elektrode liegt, die aus einem Metall besteht, das mit dem fotoleitenden Material reagieren kann. Die Erfindung besteht darin, daß zunächst die endgültig nicht als Träger der fotoleitenden Schicht dienende Elektrode mit einem Überzug aus einem im wesentlichen mit dem benutzten Fotoleiter nicht reagierenden Material versehen wird, daß sodann das fotoleitende Material so verdampft wird, daß es sich sowohl auf der Trägerschicht als auch auf der mit dem Überzug versehenen Elektrode niederschlägt, und daß endlich das auf der Elektrode niedergeschlagene fotoleitende Material wieder verdampft wird, so daß es sich ebenfalls auf der Trägerschicht niederschlägt.The invention relates to a method for forming a photoconductive layer on a carrier layer, after which the photoconductive material is applied by evaporation, wherein in the evaporation path for the photoconductive material is an electrode which consists of a metal with react with the photoconductive material. The invention consists in that first the final Electrode which does not serve as a support for the photoconductive layer and has a coating of an essentially is provided with the used photoconductor non-reactive material, that then the photoconductive Material is evaporated so that it is both on the carrier layer and on the one with the The coated electrode is deposited, and finally that deposited on the electrode photoconductive material is evaporated again, so that it is also deposited on the carrier layer.
Es ist zwar bekannt, Schutzschichten für die Verhinderung von Oberflächenreaktionen vorzusehen. Derartige bekannte Maßnahmen betreffen jedoch nicht die Maßnahmen gemäß der Erfindung, nämlich den Überzug über eine Elektrode, damit das aufgedampfte fotoleitende Material quantitativ und reproduzierbar der Wiederverdampfung zugänglich wird und dabei keine Verunreinigungen enthält. Die bekannten Maßnahmen beziehen sich dagegen auf den Schutz einer Verfahren zur BildungIt is known to provide protective layers to prevent surface reactions. However, such known measures do not relate to the measures according to the invention, namely the Coating over an electrode so that the vapor-deposited photoconductive material is quantitative and reproducible becomes accessible to re-evaporation and does not contain any impurities. The known measures relate, however, to the protection of a process of education
einer fotoleitenden Schichta photoconductive layer
auf einer Trägerschichton a carrier layer
Anmelder:Applicant:
Electric Sd Musical Industries Ltd., Hayes, Middlesex (Großbritannien)Electric Sd Musical Industries Ltd., Hayes, Middlesex (Great Britain)
Vertreter: Dipl.-Ing. W. Bischoff, Patentanwalt, Hannover, Am Klagesmarkt 10/11Representative: Dipl.-Ing. W. Bischoff, patent attorney, Hanover, Am Klagesmarkt 10/11
Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 15. Februar 1955 und 27. Januar 1956Claimed priority: Great Britain February 15, 1955 and January 27, 1956
Hans Gerhard Lubszynski,Hans Gerhard Lubszynski,
Waltham St. Lawrence, Berkshire (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden.Waltham St. Lawrence, Berkshire (Great Britain), has been named as the inventor.
Elektrode gegen äußere Einflüsse (atmosphärische Einflüsse) oder auf den Schutz einer Oberfläche gegen elektrolytische Störwirkungen aus einer auf dieser Oberfläche angebrachten weiteren Schicht, die nicht verdampft werden soll.Electrode against external influences (atmospheric influences) or on the protection of a surface against electrolytic interference from a further layer applied to this surface, which should not be vaporized.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung' werden nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung stellt die Anwendung der Erfindung für die Herstellung einer fotoleitenden Schicht in einer Fernsehaufnahmeröhre dar.Further details and advantages of the invention are given below in an exemplary embodiment Hand outlined drawing. The drawing represents the application of the invention to manufacture a photoconductive layer in a television pickup tube.
Die in der Zeichnung dargestellte Fernsehaufnahmeröhre soll mit einem Abtaststrahl niedriger Geschwindigkeit betrieben werden, durch den die abgetastete Oberfläche der fotoleitenden Schicht auf das Kathodenpotential oder ein in der Nähe des Kathodenpotentials der Röhre liegendes Potential zurückgebracht wird. Die in der Zeichnung dargestellte Röhre besitzt eine fotoleitende Schicht in Form einer Doppelschicht aus fotoleitendem Material, wobei die erste Schicht porös oder schwammig und die6· zweite Schicht dicht und fest ist. Das Verfahren zur Herstellung solcher Doppelschichten wird in der vorliegenden Beschreibung nur so weit erläutert, wie dies zum Verständnis der Erfindung notwendig ist, da die Einzelheiten dieses Verfahrens anderweitig beschrieben sind.The television pickup tube shown in the drawing is intended to be operated with a low speed scanning beam which returns the scanned surface of the photoconductive layer to or near the cathode potential of the tube. The pipe shown in the drawing has a photoconductive layer in the form of a double layer of photoconductive material, the first layer being porous or spongy and the second layer is 6 · tightly and firmly. The process for producing such double layers is explained in the present description only to the extent necessary for an understanding of the invention, since the details of this process are described elsewhere.
809 699/459809 699/459
Die innere Oberfläche eines planen Glasfensters 1 schließt das eine Ende einer Glashülle 2 ab. Dieses Glasfenster ist mit einer Fangelektrode versehen, die eine durchscheinende elektrisch leitende Signalelektrode 3, eine erste poröse Schicht 4 aus fotoleitendem Material und darauf eine zweite dichte Schicht 5 aus fotoleitendem Material umfaßt. Am entgegengesetzten Ende der Hülle 2 ist ein Elektronenstrahlerzeuger angeordnet, dessen Glühkathode 6 zur Fangelektrode hin gerichtet ist. Zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger und der Fangelektrode ist eine röhrenförmige Elektrode 7 vorgesehen, die beim Betrieb der Röhre als Anode dient und deren eines Ende (vor der Fangelektrode) mit einem Netz 8 abgeschlossen ist, das vorzugsweise aus Silber besteht und beim Betrieb der Röhre als Ionenfalle dient. Beim Betrieb der Vorrichtung ist die Hülle 2 von einer geeigneten Spule umgeben, die zum elektromagnetischen Fokussieren des Elektronenstrahls aus dem Strahlerzeuger dient. Weiterhin sind Spulen vorgesehen, die zum Abtasten der Oberfläche der Schicht 5 der Fangelektrode dienen. Ebenfalls können in bekannter Weise Ausrichtspulen vorgesehen sein, die in bekannter Weise den Elektronenstrahl auf die Fangelektrode ausrichten.The inner surface of a flat glass window 1 closes off one end of a glass envelope 2. This The glass window is equipped with a collecting electrode, which is a translucent, electrically conductive signal electrode 3, a first porous layer 4 of photoconductive material and a second dense layer 5 thereon photoconductive material includes. At the opposite end of the shell 2, an electron gun is arranged, whose hot cathode 6 is directed towards the target electrode. Between the electron gun and the collecting electrode a tubular electrode 7 is provided, which when the tube is operated as Serves anode and one end of which (in front of the target electrode) is closed with a network 8, which is preferably consists of silver and serves as an ion trap when the tube is in operation. When operating the device the sheath 2 is surrounded by a suitable coil which is used for electromagnetic focusing of the Electron beam from the beam generator is used. Furthermore, coils are provided for scanning serve the surface of the layer 5 of the target electrode. Alignment coils can also be provided in a known manner, which in a known manner the electron beam Align with the target electrode.
Die Auswahl der für die Herstellung der Röhrenanode 7 verfügbaren Materialien ist nur gering. Derartige Materialien müssen eine gute mechanische Festigkeit mit geeignet hohem spezifischem Widerstand verbinden, damit die Abtastfelder .für den Elektronenstrahl nicht unzulässig abgeschirmt werden. Die meisten für diesen Zweck bekannten Materialien stellen Legierungen aus etwa 60% Kupfer und etwa 40% Nickel dar, es können jedoch auch andere Materialien, wie rostfreier Stahl oder Chromnickel, verwendet werden. Die Kupfer-Nickel-Legierungen werden im allgemeinen mit einer Materialstärke von etwa 0,005 cm verwendet.The selection of the materials available for the production of the tubular anode 7 is only small. Such Materials must have good mechanical strength with a suitably high specific resistance connect so that the scanning fields are not impermissibly shielded for the electron beam. the Most of the materials known for this purpose are alloys of about 60% copper and about 40% nickel, but other materials such as stainless steel or chromium-nickel can be used will. The copper-nickel alloys are generally with a material thickness of about 0.005 cm used.
Für die Herstellung der beschriebenen Röhre wird der Elektronenstrahlerzeuger zusammen mit den Elektroden 7 und 8 in die Röhre eingebaut. Danach wird ein Tantalschiffchen 9 mit einer Ladung aus fotoleitendem Material 10 über einen Seitenstutzen 11 so in die Röhre eingeführt, daß sich das Schiffchen in der Mitte der Hülle 2 befindet und gegen das Netz 8 und die Fangelektrode gerichtet ist. Das fotoleitende Material kann Antimontrisulfid sein. Die Hülle2 wird über einen Pumpenstutzen 12 mit einem Gas, wie beispielsweise Xenon, unter einem Druck von etwa 0,4 Torr gefüllt. Sodann wird das Schiffchen 9 erhitzt, wobei die gesamte Ladung aus fotoleitendem Material verdampft. Das Trisulfid wird dabei durch das Netz 8 hindurch niedergeschlagen und bildet die schwammige Grundschicht auf der Fangelektrode. Während dieses Verdampfungsvorganges schlägt sich jedoch nur ein Teil der verdampften Ladung auf der Oberfläche der Fangelektrode nieder. Ein weiterer Teil der Ladung bleibt an den Stäben des Netzes 8 und an der inneren Oberfläche der Röhrenelektrode 7 haften. Das an der Röhrenelektrode 7 haftende Material bildet ein etwa 2,5 cm breites Band, das symmetrisch zur Ebene des Schiffchens 9 und senkrecht zur Achse der Röhre ausgerichtet ist. Das Schiffchen 9 wird nunmehr entfernt, der Seitenstutzen 11 abgeschmolzen und die Hülle 2 evakuiert. Daran anschließend werden die Elektrode 7 und das Netz induktiv erhitzt, wobei das auf der Elektrode 7 und dem Netz 8 niedergeschlagene Material erneut verdampft wird und sich als feste dichte Schicht 5 auf der schwammigen Schicht 4 niederschlägt. Während dieses zweiten Verdampfungsvorganges wird die Oberfläche der Fangelektrode kühl gehalten, und zwar durch Kühlung der äußeren Fläche des Fensters 1 mit Wasser.For the manufacture of the tube described, the electron gun is used together with the Electrodes 7 and 8 built into the tube. Thereafter, a tantalum boat 9 with a charge is made Photoconductive material 10 introduced into the tube via a side connection 11 so that the boat is located in the middle of the shell 2 and is directed against the network 8 and the target electrode. The photoconductive Material can be antimony trisulfide. The envelope2 is Via a pump connector 12 with a gas, such as xenon, under a pressure of about 0.4 torr filled. Then the boat 9 is heated, with the entire charge of photoconductive Material evaporates. The trisulfide is precipitated through the network 8 and forms the spongy base layer on the target electrode. During this evaporation process, it strikes however, only part of the vaporized charge settles on the surface of the target electrode. Another Part of the charge remains on the rods of the net 8 and on the inner surface of the tube electrode 7 be liable. The material adhering to the tube electrode 7 forms an approximately 2.5 cm wide band that is symmetrical is aligned to the plane of the shuttle 9 and perpendicular to the axis of the tube. The shuttle 9 is now removed, the side connector 11 melted and the envelope 2 evacuated. After that the electrode 7 and the network are inductively heated, the on the electrode 7 and the Network 8 deposited material is evaporated again and becomes a solid dense layer 5 on the spongy layer 4 precipitates. During this second evaporation process, the surface becomes the collecting electrode kept cool by cooling the outer surface of the window 1 with Water.
Die Dicke der schwammigen Schicht 4 wird bestimmt durch die Größe der Ladung des Materials 10 auf dem Schiffchen 9, durch das Schattenverhältnis des Netzes 8 und durch den Gasdruck. Durch diese Größen kann die Schichtstärke leicht berechnet werden, damit der erforderliche niedrige kapazitiveThe thickness of the spongy layer 4 is determined by the size of the charge on the material 10 on the shuttle 9, by the shadow ratio of the network 8 and by the gas pressure. Through this Sizes, the layer thickness can easily be calculated so that the required low capacitive
ίο Widerstand für eine solche Schicht auftritt.ίο resistance occurs for such a layer.
Die Stärke und der Aufbau der festen Schicht 5 hängt von der Materialmenge ab, die beim ersten Verdampfungsvorgang auf den Stäben des Netzes 8 und der oberen inneren Oberfläche der Elektrode 7 niedergeschlagen worden ist. Es wurde gefunden, daß sich trotz einer sorgfältigen Kontrolle und Steuerung des Herstellungsverfahrens die Stärke dieser zweiten Schicht 5 von Röhre zu Röhre ändert, wobei entsprechende Empfindlichkeitsschwankungen innerhalb verschiedener Röhren auftraten. Dieser Vorgang beruht auf dem Umstand, daß das fotoleitende Material in gewissem Umfang während der Erhitzung mit dem Metall reagiert, aus dem die Elektroden 7 besteht, so daß beim zweiten Verdampfungsvorgang nur ein Teil des fotoleitenden Materials zur Bildung der festen Schicht 5 wieder verdampft wird.The thickness and structure of the solid layer 5 depends on the amount of material that is used in the first evaporation process deposited on the rods of the mesh 8 and the upper inner surface of the electrode 7 has been. It has been found that despite careful monitoring and control of the Manufacturing process changes the thickness of this second layer 5 from tube to tube, with corresponding Sensitivity fluctuations occurred within different tubes. This process is based on the fact that the photoconductive material to some extent during heating with the Metal, from which the electrodes 7 consists, reacts, so that only a part of the second evaporation process of the photoconductive material is evaporated again to form the solid layer 5.
Diese Reaktion kann dadurch wesentlich verhindert werden, daß die Elektrode, auf der beim ersten Verdampfungsvorgang ein Teil des fotoleitenden Materials niedergeschlagen worden ist, mit einem Überzug 13 aus einem Material versehen wird, das gegenüber dem verwendeten fotoleitenden Material inert ist. Durch diese Maßnahme läßt sich eine gleichförmige Schichtstärke und damit eine gleichmäßige Empfindlichkeit von Röhre zur Röhre erzielen.This reaction can be prevented significantly that the electrode on the first evaporation process part of the photoconductive material has been deposited with a coating 13 is made of a material which is inert to the photoconductive material used. By this measure allows a uniform layer thickness and thus a uniform sensitivity from tube to tube.
Bei einer Röhre, bei der Antimontrisulfid als fotoleitendes Material 10 Verwendung findet, wird ein ausreichender Schutz durch einen Überzug der inneren Oberfläche der Elektrode 7 mit Rhodium erzielt.In a tube using antimony trisulfide as the photoconductive material 10, a Sufficient protection is achieved by coating the inner surface of the electrode 7 with rhodium.
Dieser Überzug kann durch Plattieren hergestellt werden. Andere Metalle, wie Gold, Platin oder Iridium, die ebenfalls gegen fotoleitende Materialien, wie Antimontrisulfid oder Selen, inert sind, können ebenfalls für diesen Zweck Verwendung finden.This coating can be made by plating. Other metals, such as gold, platinum or iridium, which are also inert to photoconductive materials such as antimony trisulfide or selenium, can also find use for this purpose.
Die Dimension einer für die Röhre der beschriebenen Bauart typischen Elektrode 7 beträgt etwa 2 cm im Durchmesser und etwa 7,6 cm in der Länge. Es wurde gefunden, daß ein ausreichender Schutz erreicht wird, wenn die innere Oberfläche dieses Zylinders mit einem der obenerwähnten Schutzmetalle über eine Länge von etwa 6,3 cm, von der Befestigungsstelle des Netzes 8 an, plattiert wird. The dimension of an electrode 7 typical for the tube of the type described is approximately 2 cm in diameter and about 3 inches in length. It has been found that sufficient protection is achieved when the inner surface of this cylinder is covered with one of the protective metals mentioned above a length of about 6.3 cm from the point of attachment of the net 8 is plated.
Vorstehend wurde die Erfindung auf die Anwendung zur Herstellung von Aufnahmeröhren beschrieben, bei denen eine Doppelschicht 4, 5 aus Antimontrisulfid als fotoleitendes Material für die Fangelektrode vorhanden ist. Die Erfindung ist jedoch auch bei solchen Röhren anwendbar, bei denen nur eine einzige Schicht aus Antimontrisulfid oder anderen fotoleitendea Materialien, wie Selen, Cadmiumsulfid, Zinksulfid oder Zinkselenid, verwendet wird.The invention has been described above for the application for the production of pick-up tubes, in which a double layer 4, 5 made of antimony trisulfide as a photoconductive material for the target electrode is available. However, the invention is also applicable to such tubes in which only a single Layer of antimony trisulfide or other photoconductive materials such as selenium, cadmium sulfide, zinc sulfide or zinc selenide is used.
Weiterhin wurde die Erfindung in der Anwendung auf die Herstellung von Aufnahmeröhren beschrieben, die mit einem Abtaststrahl niedriger Geschwindigkeit betrieben werden. Sie ist jedoch auch auf Aufnahmeröhren anwendbar, die mit hoher Geschwindigkeit abgetastet werden. Allgemein ist die Erfindung auf Vorrichtungen anwendbar, bei denen eine fotoempfindliche Schicht aus fotoleitendem Material verwendet wird und bei denen eine Elektrode vorgesehen ist, die gegenFurthermore, the invention has been described in the application to the production of pick-up tubes, operated with a low speed scanning beam. However, it is also on pickup tubes applicable, which are scanned at high speed. In general, the invention is based on devices employing a photosensitive layer made of photoconductive material and in which an electrode is provided that against
die Einwirkung des bei der Herstellung der Röhre verwendeten fotoleitenden Materials geschützt werden muß.the exposure of the photoconductive material used in the manufacture of the tube can be protected got to.
Claims (5)
Deutsche Patentschriften Nr. 737 089, 838 693,
581, 884847, 887 250, 892 945.Considered publications:
German patents No. 737 089, 838 693,
581, 884847, 887 250, 892 945.
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