DE1564833A1

DE1564833A1 - Dunkelschrift-Speicherroehre

Info

Publication number: DE1564833A1
Application number: DE19661564833
Authority: DE
Inventors: Peter Seats
Original assignee: Thomas Electronics Inc
Current assignee: Thomas Electronics Inc
Priority date: 1965-04-27
Filing date: 1966-04-27
Publication date: 1970-01-22
Also published as: GB1115962A; US3447020A

Description

TELEGRAMMADRESSE: PATENDLIOH MÖNCHEN CABLE ADRESS: PATENDLICH MUNICH

Meine Akte: 1601

Anmelder: Thomas Electronics INC., 122 Eighth Street, Passaic,

New Jersey, USA

Dunkelschrift-Speicherröhre

Die Erfindung betrifft elektronische Schriftröhren, insbesondere Dunkelschriftröhren, die einen kathodenstrahlempfindlichen Schirm verwenden.

Es sind Dunkelschriftröhre/i mit einem Schirm bekannt, der aus einer Schicht von Kristallen besteht, die eine Schwärzung zeigen oder dunkle Farbzentren ausbilden, wenn sie mit relativ schnellen Elektronen aus einem Elektronenstrahlerzeuger beschossen werden. Derartige Kristallschirme bestehen zum Beispiel aus Kristallen eines Alkalihalogenide oder eines Gemische derartiger Halogenide, zum Beispiel aus Kaliumiodid, Kaliumchlorid und dergleichen.

Sobald ein Opazitätszentrum auf dem Schirm einer Dunkelschriftröhre entstanden ist, neigt es dazu, dunkel oder undurchsichtig zu bleiben, bis Maßnahmen getroffen werden, die die normale Lichtleitung oder Lichtreflexion der einzelnen dunklen Flächen wiederherstellen. Normalerweise werden zwei Verfahren verwendet, um die Dunkelschriftaufzeichnung zu löschen. Das eine Verfahren verwendet zur Auslöschung einen Elektronenstrahl.

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Ein übliches Verfahren zum auslöschen mittels eines El.ejv- _f tronenstrahls besteht darin, daß derselbe Elektronenstrahlerzeuger verwendet wird, der zum Dunkelschrei Den benutzt wird, und daß der Strahlstrom zum Auslöschen bedeutend größer als der Stranlstrom zum Schreiben ist. i/egen des außerordentlich hohen StrahlStroms, der zum Auslöschen notwendig ist, werden die Lebensdauer und die Gleichmäßigice it des Strahlerzeugers durch dieses Verfahren stark beeinträchtigt. Um die lebensdauer der Röhre zu verlängern, wird ein zweiter Strahlerzeuger verwendet, der dem aufzeichnenden oder schreibenden Strahlerzeuger ähnlich ist, der aber nur waurend des Auslöschens betrieben wird, falls die Auslöschung durch einen elektronenstrahl vorgenommen wird. Die Verwendung eines getrennten Löschstrahlerzeugers hat aber auch einige Nacxiteile. Erstens ist der zusätzliche i'latz für den getrennten Strahlerzeuger in de;a Aufbau einer gewöhnlichen Kathodens tranirönre nicht verfügbar, und ein getrennter Röhrenhals ..,uß als Gehäuse für den einzelnen Strahlerzeuger verwendet, werden. Db.s erfordert getre/uite Ablenk- und Strahlfo.'Uissierungs-Spulen auf beiden halsen, wobei eine unerwünschte Wechselwirkung miteinander auftreten kann. Zweitens werden durch das Vorhandensein von zwei getrennten Hälsen die Herstellung und der Zusammenbau komplizierter und damit auch die Kosten der fertigen Röhre bedeutend erhöht. Die Röhre wird unhandlicher und macht eine größere Veränderung des mechanischen und elektrischen Aufbaus der damit verbundenen Einrichtung, mit der sie zusammenarbeitet, notwendig. Der wahrscheinlich größte Nachteil der Benutzung eines Elektronenstrahls zum Löschen besteht in der Notwendigkeit

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einer leistungsstarken xiochspannungsstroiave rsorgung, um den notwendigen ^ohen Strom zu erzeugen.

Das zv/ei te Verfaitren zur Löschung der Dunkel sehr if tauf zeichnung, das' auca das in der Erfindung verwendete Verfahren ist, läßt V.-arme in 'der JLae aes Dunkelschriftschirms einwirken, um den normalen Zustand des Schirms wiederherzustellen. Obwohl dieses"Verfahren die Nachteile vermeidet, die den bekannten Elektr'onenlöschsystemen eigen sind, ist dieses Verfahren bis zu dieser Erfindung nicht völlig befriedigend ge.wesen. In bekannten Systemen, die zur Wiederherstellung des normalen Zustands des Dunkelschriftschirms Wärme einwirken lassen, besteht der Schirm aus' einer '3c:iicht von Glimmer oder Glas, das einen Überzug aus einem Schwürzungsir-aterial wie einemAlkalihalogenid trägt, und diese "-Alkalihalogenidechicht ist mit einem überzug von Aluminium kritischer Dicke zur Absorption von Energie zum Auslöschen der Dunkelschrift auf aer Schwärzungsschicht versehen. Die bekannten DuniceIschriftröhren sind frühzeitig auftretenden Schaltdauersiörungen (switching life failure) ausgesetzt, die durch mechanische und elektrische Instabilitäten des Alkalihalogeiiidschirms una der damit verbundenen Schichten bedingt sind, was zu einer fortschreitenden Verschlechterung des Schirms" einschließlich Verfärbung^ und Abblättern führt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Störungen dadurch entstehen, daß, obwohl die sich auf. dem Glas oder dem Glimmer befindenden dünnen Aluminiumüberzüge normalerweise genug duktil sind, um die Scherspannung auszuhalten, wenn sich der- Untergrund gleichmäßig ausdehnt, nach etwa 2000 Löschungszyklen die Alkälihalogenidschicht "sich

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quer (ebenso auch seitlich möglich) abzuscheren soheint, um eine feine, "zerkratzte" oder haarrissige Struktur anzunehmen. Die auf dem Alkalihalogenid niedergeschlagene Aluminiumschicht wird entsprechend abgeschert, wenn die örtlichen Alkalihalogenidrisse auftreten und daher im Aluminiumüberzug Inseln bilden, die zu elektrischen Unterbrechungen führen. Wenn daher der Schirm mit einem -Elektronenstrahl abgetastet wird, treten sehr hohe Feldgradienten an den Hissen auf, und der Stromfluß wird von einem Lichtbogen begleitet, der einen zerstörenden Einfluß hat. Wenn die Erosion der Aluminiumschicht fortgesetzt wird, erstehen sehr heterogene Schirmaufladungen, die ein© Defokussierung, eine Verfärbung, Spurfehler und andere Effekt© bewirken.

Ein wirksames Löschsystem für Dunkelschriftspeioherröhren mittels Wärmeeinwirkung muß nicht nur eine große Zerfallsbder Löschgeschwindigkeit aufweisen, sondern auch schnell die Wärme abführen, die zum Löscnen verwendet wurde, damit eine neue Schrift auf dem Schirm erscheinen kann. Obwohl es relativ einfach ist, die Temperatur genügend zu erhöhen, um den Schirm zu löschen, sind bis jetzt Schwierigkeiten bei der Ableitung dieser Wärme schnell genug aufgetreten, um eine neue Schrift schreiben zu können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbefissr^e Anordnung anzugeben, in der die Aufzeichnung auf dem Sahir« &t— ner Dunkel schriftröhre gelöscht wird, ohne die Lebensdauer , ,

oder die Gleichmäßigkeit des Betriebs der Eöhre zu beeinträchtigen sowie ohne die Herstellungskosten wesentlich zn steigern» wie es bei bekannten derartigen Röhren der FaIl war. Ferner

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soll ein verbesserter Aufbau von Dunkelschriftröhren angegeben werden, die sehr schnell gelöscht werden können, und bei denen das Löschen keine unerwünschten Farbeffekte auf dem Schirm erzeugt. Ferner soll eine verbesserte Dunkelschriftspeicherröhre angegeben werden, in der das Löschen keine Verschlechterung und kein Abblättern des Schirms bewirkt.

Eine Dunkelschrift-Speicherröhre gemäß der Erfindung hat einen Schirm mit einer dünnen Schicht aus Glimmer, mit einer Schicht aus Alkalihalogenid-Kristallen und mit einer lichtabsorbierenden Schwarzstrahler-Schicht zum Löschen der Alkalihalogenid-Kristallschicht, wobei sich die Schwarzstrahler-Schicht auf dem Schirm gegenüber dem Kolbenboden der Kathodenstrahlröhre befindet und die Alkalihalogenidechicht auf der Strahlseite des Schirms angebracht ist.

Ferner ist eine Einrichtung vorhanden, um den Schirm von hinten zu beleuchten, so daß der Kontrast auf dem Schirm vergrößert wird.

Ferner besitzt die Innenseite des Halses der Kathoden-, strahlröhre einen Aluminiumüberzug zur Fokussierung und Reflexion von Strahlungsenergie zum Schirm hin.

Eine Dunkelschriftspeicherröhre gemäß der Erfindung hat einen Schirm mit einer dünnen Schicht von Glimmer, mit einer Schicht von Alkalihalogenid-Kristallen und einer lichtabsorbierenden Schwarzstrahler-Schicht zum Löschen der Alkalihalogenid-Kristallschieht, wobei sich die Schwarzstrahler-Schicht auf dem Schirm gegenüber dem Kolbenboden der Kathodenstrahlröhre befindet und die Alkalihalogenidechicht an der Strahl-

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seite des Scnirms angebracht ist, ferner einen Y/olframheizfaden als Quelle üer zum Löschen benötigten Energie, der sich am Rand des Schirms befindet, um keinen Schatten auf den Schirm zu werfen.

Durch die Erfindung wird ein Löschsysteu für eine Dunkelscxiriftspeicherröhre angegeben, das eine hohe LöscJurate und eine schnelle fl'ü.rcaeabfuhr vom Schirm erreicht, ao daß eine neue Schrift geschrieben werden Kann.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Ls zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Ausführungsbeisi-iels einer Dunkelschriftröhre genäß der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Sc.nitt durch den Schirm von Fig. 1; und

Figuren 3 und 4 andere AusfiLurungsbeis; .LeIe ues Schirms der Figuren 1 und 2.

Die x.rfinaun_ä· betrifft eine Dun^eischriitspeicher-Kathodenstrahlröhre, ir. der ein üblicher Strahlerzeuger und eine Steuereinrichtung zun Beschienen eines Schirms mit .elektronen verwendet weraen, und in der uer Schirm nintels w'ar;..e gelöscht wird. In der Röhre befinde:: sie. eine 3 truhlun^s energie quelle, ein Dunkelschrii'tsc^iir: r.iit einer dünnen Schient von Gli.ner oder Glas, mit einer Schicht von Schwärzungsnaterial wie einem Alkalihalo, enid- die dem strahlerzeuger gegenüberliegt und durch Elektronenbeschuß sich dunkel verfärbt, und mit einer lichtabsorbierenden Schwarzstrahler-Schicht auf der dem Kolbenboden der Kathodenstraxxlrcnre gegenüberliegenden Seite des Scnirms, um durch die von der Strahlungsenergiequelle emittierte Strahlungs-

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energie einen genügend hohen Temperaturanstieg direkt im Glimmer au.bewirken, so daß die Scnicht des Schwärzungsiaaterials gelöscht wird, weiter ein Überzug aus Aluminium auf dem sich, auf-r weitenden Teil der Kathodenstrahlröhre üur Reflexion und Fokussierung der Strahlungsenergie von der Quelle nach vorn zum Schirm, und eine Einrichtung für die Beleuchtung von hinten, um den Kontrast zu erhöhen, einschließlich einer Einrichtung für die Kontrast änderung.

Ge.mäß Pig. 1 weist ein Gehäuse 10 einer Kathodenstrahlröhre einen länglichen Hals 12 auf, der mit dem sich aufweitenden Teil 14 verburiden ist, der durch eine transparente Sndwand 16 verschlossen ist. Ali Hals 1.2 ist ein an sich bekannter Einstecksockel 18 befestigt, der übliche Kontaktstifte 20 trägt."Die verschiedenen ZuIeitungsdrähte und Elektrodenhalterungadrähte (nicht abgebildet) sina eingeschmolzen durch einen Röhrenfuß oder ein Verschlußteil (Licht abgebildet) durchgeführt, das den Hals 12 abschließt, und durch das die Röhre in bekannter ΐ/eise evakuiert werden kann. Im Kais ist ein bekannter Elektronenstrahlerzeuger montiert, der zum Beispiel eine elektronenemittierende Kathode 22, ein Steuergitter 24, eine erste Beschleunigungsanode 26 und eine zweixe Beschleunigungsanode 28 aufweist. Diese Elektroden sind der Einfachheit halber in !ig. 1 schematisch abgebildet, da ihr tatsächlicher Aufbau bekannt ist. Durch eine geeignete Heizung der Kathode und durch eine geeignete Spannungsversorgung der Anoden mit Gleichspannung bilden die aus der Kathode austretenden Elektronen einen Strahl, der auf den Aufzeichnungsschirm durch ein übliches Pokussierungsjoch 30 fokussiert werden kann. Den Hals umgeben übliche magnetische Jochs 32,54, um den fokus-.

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sierten Strahl punktweise über den Schirm zu führen und damit abzutasten.

An dem der Endwand 16 benachbarten Ende der Röhre befinden sich der Dunkelschriftaufzeichnungsschirm und die Löscheinrichtung gemäß der Erfindung. Der Scuirm weist zweckmäßig eine durchsichtige Schicht oder Halterung 35 aus Glimmer oder dünnem Glas auf, die zum Strahlerzeuger hin mit einer Schicht 36 von Schwärzungsmaterial wie Kristallen von Kaliumiodid, Kaliumchlorid oder eines anderen schwärzenden Halogenide oder Halogenide überzogen ist. An der zum Strahlerzeuger entgegengesetzten Seite der Schwärzungsschicht 36, die dem Kolbenboden der Kathodenstrahlröhre gegenüberliegt, befindet sich eine lichtabsorbierende Schwarzstrahler-Schicht 38, die zum Beispiel aus Ghromoxyd oder Ohromnickel besteht. Während die Schwarzstrahler-Schicht 38 vorzugsweise an der zur Schwärzungsschicht 36 entgegengesetzten Seite des Glimmers angebracht ist, kann sie auch zwischen der Schwärzungsschicht und der Glimmerschicht angebraoht sein, oder das lichtabsorbierende Schwarzstrahler-Material ist mit dem Glimmer gemischt. Es ist jedoch wichtig, daß die Schwarzstrahler-Schicht sich zwischen der ^Schwärzungsschicht und der Frontseite der Kathodenstrahlröhre und nicht zwischen der Schwärzungsschicht und dem Elektronenstrahlerzeuger befindet, da eine Beeinträchtigung des Elektronenstrahls und der Auflösung der Dunkelschrift in der Schwärzungsschicht eintreten würde, falls die Bohwarzstrahler-Schicht zwischen der Schwärzungsschicht und dem Strahlerzeuger angebracht wäre. Die Terwendung von Glimmer ist 0chirmaufbau gewährleistet eine schnelle Wärmeableitung vom iokirm und damit eine hohe Abkühlungsgeschwindigkeit.

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An der Vorderseite des Schirms ist an der dem Strahlerzeuger 12 gegenüberliegenden Seite eine 3trahlungsenergiequelle 40 montiert, die die gesamte Fläche der lichtabsorbierenden Schwarzstrahler-Schicht 38 durch Strahlungsenergie gleichmäßig erwärmt, um einen ausreichenden Temperaturanstieg direkt im Glimmer zu erzeugen, so daß die Schicht des Schwärzungsmaterials 36 gelöscht wird. Gemäß der Erfindung ist die Quelle 40 ein feiner Wolframdraht-Heizfaden, der mit einer geeigneten Stromversorgung (nicht abgebildet) verbunden werden kann, damit der Heizfaden auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der er als wirksame Strahlungsenergiequelle arbeitet. Damit der Löschfaden 40 keinen Schatten auf den Schirm wirft oder anderweitig die Aufzeichnung beeinträchtigt, kann er die Form einer ringförmigen oder toroidalen Wicklung aus sehr dünnem Draht haben, die sich entlang des Randes des Schirms und außerhalb des maximalen Ablenkwinkels des Strahls 42 befindet.

Ein Aluminiumüberzug 44 auf der Innenseite des aufgeweiteten Teils der Kathodenstrahlröhre fokussiert und reflektiert die Strahlungsenergie nach vorn zum Schirm.

Da der optimale dunkle Glimmerüberzug oder die Schwarzstrahler-Schicht eine Durchlässigkeit von etwa 25% aufweist, würde der Schirm bei üblicher Frontbeleuchtung allein dunkel erscheinen.

Gemäß der Erfindung bewirkt eine hintere Beleuchtungseinrichtung 46 zusammen mit einem lichtdurchlässigen Fenster 48 im Kathodenstrahlröhrenuberzug die notwendige Helligkeit mit einem Dunkelschriftverhältnis, das dem mit bekannten Dunkelschrift-

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Speicherröhren erreichten gleich oder etwas großer ist.' Da jede Energiezufuhr zum Schirm die Schrift etwas aufhellt, muß die Verwendung von Licht, das übermäßige Wärmestrahlung aufweist, vermieden werden. Eine ringförmige, grüne Phosphorleuchtstofflampe wird für die hintere Beleuchtungseinrichtung verwendet, um ein kaltes, gleichmäßiges Licht mit minimalem Wärmeanteil und sehr gutem Kontrast auf dem Schirm zu erzeugen.

Die Intensität der hinteren Beleuchtungseinrichtung 46 und damit der Kontrast der Dunkelschriftröhre wird durch Veränderung der Fläche des Fensters 4& in eier Zathodenstrahlrönre durch Abblendung oder durch eine mechaniscne Verschlußeinrichtung vorgenommen.

Durch die Erfindung wird also eine verbesserte Dunkelschrift-Si.eicherröiire angegeben, die trotz Löschung durch Wärmeeinwirkung in der llähe des Dunkelschriftschirms nicht den bisher auftretenden frühzeitigen Schaltdauerstörungen ausgesetzt ist, die in bekannten derartige- Ihuikelschriftröhren vorherrschen.

Eine sich verschlechternde und abblätternde dünne Aluminiumscnicht wird beim Schirm gemäß der Erfindung vermieden, und der Schirm gemäß der Erfindung hat zusannen mit der hinteren Beleuchtungseinrichtung nicht nur eine längere Schaltlebensdauer, sondern ermög_icht auch eine verbesserte -einstellung des Schirmkontrasts ebenso wie einen größeren Wirkungsgrad bei verringerter Löschzeit.

Patentansprüche

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Claims

25.April 1966 EH/S

Meine Akte: 1601

Patentansprüche

M .\ Bunkelschrif t-Speicherrönre mit einem evakuierten Kolben, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls, und mit einem Schirm, auf den der Strahl zur Aufzeichnung projiziert wird, gekennzeichnet durch eine zum Strahl weisende Schicht (36) von Schwärzungsmaterial des Schirms, die beim Auftreffen des Strahls Opazitätszentren entwickelt, und durch eine Einrichtung zur Löschung der Zentren mit einem heizbaren Faden (40) im Kolben (10) zur Emission von Strahlungsenergie, mit einem Aluminiumüberzug (44) auf einem aufgeweiteten -Teil (14) der Röhre zur Reflexion und Fokussierung dieser Strahlungsenergie zum Schirm und mit ei- ■ ner Schicht (38) von lichtabsorbierendem Schwär ζ strahl er-' Material, die einen Teil des Schirms bildet, um genügend Wärme zum Löschen der Opazitätszentren in der Scnwärzungsschicht zu erzeugen.
2. Röhre nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dünne Glimmerschicht (35), die die Sehwärzungsschicht trägt, auf die der Elektronenstrahl fällt, und durch eine am aufgeweiteten !Teil (14) der Kathodenstrahlröhre angeordnete hintere Beleuchtungseinrichtung (46), um den Kontrast des Schirms zu erhöhen, und durch eine Einrichtung (38,40,44) zur Löschung der Opazitätszentren im Schirm.

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3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine lichtabsorbierende Schwarzstrahler-Schicht ' (38) zwischen der Schwärzungsschicht (36) und dem Kolbenbo-' den (16) der Kathodenstrahlröhre.

4·. Rohre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der heizbare Faden (40) aus Wolfram besteht und sich am Rand des Dunkelschriftechirms befindet.

5. Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine hintere Beleuchtungseinrichtung zur Erhöhung des Kontraste des die Elektronen auffangenden Schirms mit einer ringförmigen, grünen Phosphor-Leuchtstofflampe (46) am Rand des aufgeweiteten Teils der Röhre, die eine veränderliche Fläche (48) zur Steuerung des von xiinten auf den Schirm auf treffenden Lichts hat.

6. Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Fenster (48) im Aluminiumüberzug (44) am aufgeweiteten Teil aer Röhre und durch eine mechanische Einrichtung zur Veränderung der Fensterfläche, um die Beleuchtung von hinten und damit den Kontrast des Dunkelschriftschirras zu ändern.

7. Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d ad u r c h gekennzeichnet, daß die Schwarzetrahler-Schicht aus Chrom besteht.

8. Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwarzetrahler-Schicht (38) aus Cnromnickel besteht.

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