DE2507149A1 - Bildwandler - Google Patents

Bildwandler

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DE2507149A1
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/18Luminescent screens
    • H01J29/28Luminescent screens with protective, conductive or reflective layers
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)

Description

  • Bildwandler Die Erfindung betrifft Bildwandler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie etwa bereits aus der CH-PS 316 948 bekannt sind. Solche Bildwandler werden in der Regel zur Umsetzung unsichtbarer Bilder in solche, die sichtbar sind, benutzt. Dazu werden im Wandler an einer Fotokathode die sichtbar zu machenden Strahlen in ein Elektronenbild umgesetzt. Nach Beschleunigung und elektronenoptischer Behandlung werden diese dann zur Sichtbarmachung auf einem Ausgangsleuchtschirm abgebildet. Dabei wird für die Fotokathode in der Regel Cäsium (Cs) verwendet. Bei den sog. Multialkalikathoden wird aber auch Kalium (g) und Natrium (Na) benutzt. Diese Alkalimetalle wirken bekanntlich schädlich, d.h. die ieuchtfähigkeit vermindernd, auf Beuchtstoffe ein, die im Ausgangsleuchtschirm verwendet werden.
  • Bei der Herstellung von Bildwandlern, insbesondere sog. Röntgenbildverstärkern, gibt es Ausfälle wegen Verminderung der Qualität des Ausgangsschirmes. Das ist zurückführbar auf die schädlichte Einwirkung der bei der Herstellung der Fotekathode benutzten Alkalimetalle. Diese als Vergiftung bezeichnete Erscheinung entsteht nach herrschender Meinung dadurch, daß das Alkalimetall den in der Regel im Ausgangsschirm verwendeten Zink-Cadmiumsulfid-Leuchtstoff (ZnCdS:Akt) angreift und seine Leuchtfähigkeit zerstört. Als Aktivator "Akt" kommt etwa Silber oder Kupfer in Betracht. In der Regel beruht es wohl darauf, daß das Alkalimetall den Schwefel an sich zieht und so die Metalle Zink und Cadmium zusätzlich noch zur Zerstörung des Leuchtstoffes wegen ihrer dunklen Farbe Licht abscrbierenden Stoff zurückläßt.
  • Man hat deshalb bereits versucht, Schutzmaßnahmen zu treffen.
  • Solche sind etwa wie in obengenannter Literaturstelle l-orgesehene Blenden, die verhindern, daß aufgedampftes A'kalimetall, d.h. das in der Regel verwendete Cäsium, den Ausgangsleuchtschirm erreicht. Eine solche Vorrichtung stellt zweifellos einen zusätzlichen Aufwand dar und ist überdies von komplizierter Konstruktion, weil es notwendig ist, diese Vorrichtung in einen Vakuumkolben vorübergehend einzubringen und danach den Einbringungsansatz wieder zu verschließen, so daß er dauerhaft vakuumdicht ist. Außerdem tritt beim gathodenbau sowie auch im fertigen Bildwandler noch ein Dampfdruckgleichgewicht des Alkalimetalls der Fotokathode ein, so daß stets Alkalimetalldampf in der Röhre vorhanden ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Bilrlwandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchsiden Ausgangsleuchtschirm vor schädlichem Angriff durch Alkalimetalle der Fotokathode zu schützen und dabei den für vorübergehendenSchutz der Schirme etc. erforderlichen Aufwand zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.
  • Versuche, die zur Erfindung führten, haben gezeigt, daß die schädliche Reaktion etwa von Cäsium, Kalium und Natrium mit dem (ZnCd)S-Leuchtstoff des Ausgangsleuchtschirmes h.auptsächlich dann eintritt, wenn längere Zeit, etwa 15 bis 20 min, höhere Cäsium-Partialdrucke als 10 4 Torr bei einer Temperatur von 75 bis 2200C auf den Leuchtstoff einwirken.
  • Eine wirksame Schutzschicht kann folgendermaßen erhalten werden: Man bringt den Betrachtungsschirm in einen Rezipienten und heizt dort bei einem Druck von etwa 10 6 Torr (Hochvakuum) 7 Stunden lang bei etwa 27000 aus. Dies erfolgt, damit vorhandene Verunreinigungen und Wasserhäute von den Oberflächen fortgeheizt werden und somit eine saubere Oberfläche entsteht.
  • Der Druck nach des AusheizprozeB im abgekühlten Rezipienten sollte etwa 10 7 Torr betragen. Bei einer Tempera-tur von 75 bis 100°C wird dann ein Cäsiumentwickler in Betrieb gesetzt.
  • Der dabei entstehende Partialdruck des Cäsiums sollte etwa 10 6 Torr nicht überschreiten. Nach einer Einwirkungszeit von 10 bis 15 min wird der Rezipient auf Raumtemperatur abgekühlt und belüftet. So können Schutzschichten auf dem Zink-Kadmium-(ZnCdS)-Leuchtstoff erhalten werden, die in Bildwandlern dauerhaft beständige Beuchçschichten ergeben.
  • Die Schutzwirkung ist so erklärbar, daß beim Belüften eine Reaktion der atmosphärischen Bestandteile mit dem auf den Leuchtschirm und den dort vorhandenen Leuchtstoffkörnern kondensiertes Cäsium aufquellen läßt, so daß eine kompakte Diffusionssperre erzeugt wird, durch welche erneut auftreffendes Alkalimetall, wie etwa Cäsium, nicht mehr durchdringen kann.
  • Es ist anzunehmen, daß das Cäsium mit dem Wasserdampf der Luft reagiert. Die so entstandene Schicht ist temperaturbeständig und hält auch Temperaturen oberhalb 30000 aus. Die optischen und die iumineszenz-Ei;ensnhaften des Schirmes werden durch eine derartige Behandlung, wie Messungen am Bildverstärker gezeigt haben, nicht beeinflußt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
  • In der Fig. 1 ist schematisch der Schnitt durch einen Röntgenbildverstärker gezeichnet, dessen Ausgangs schirm in erfindungsgemäßer Weise mit einer Schutzschicht versehen ist und in der Fig. 2 eine Einrichtung zur Anbringung der schützenden Zwischenschicht.
  • In der Fig. 1 ist mit 1 ein vakuumdichter Kolben bezeichnet, in dem die Elemente eines elektronischen Bildverstärkers untergebracht sind Diese Elemente beginnen am einen Ende des Kolbens 1 mit einem Eingangsschirm 2. Dieser liegt hinter einem Eingangsfenster 3, welches den einen Abschluß des zylinderförmigen Kolbens 1 darstellt. Auf den Eingangsschirm folgen dann Ringelektroden 4, 5 und 6 sowie eine Leuchtschicht 7, die auf die Elektrode 6 zu mit einer dünnen Aluminiumschicht 8 belegt ist und die auf der anderen Seite auf einem Träger 9 aus 1,1 mm dickem Glas liegt. Dieser Schirm liegt am dem Fenster 3 gegenüberliegenden Ende des Kolbens 1.
  • Der Eingangsschirm 2 ist im Kolben 1 durch Stege fixiert, von denen in der Figur die mit 10 und 11 bezeichneten sichtbar sind.
  • Sie reichen von der Wand des Kolbens 1 zum Träger 12 des Eingangsschirms 2. Der Träger 12 ist mit einer Absorptionsschicht 13 aus Gold belegt. Die Leuchtstoffschicht 14 besteht aus Cäsiumjodid, das mit Natrium aktiviert ist (CsJ:Na). Diese Schicht ist dann an ihrer den Elektroden 4 bis 6 zugewandten Seite mit einer Fotokathodenschicht 15 bedeckt. Diese besteht, wie bei den bekannten Bildverstärkern, die für Röntgenstrahlen empfindlich sinn, aus Cäsium-Antimon, dem man in der Regel die Formel SbCs3 zuschreibt. Diese Schicht kann aber auch aus Antimon und mehreren Alkalimetallen, wie Natrium (Na) und Kalium (K), bestehen und formelmäßig z.n. Sb(Na2K)NGs oder SbK2Cs sein. Der Träger 12 und damit auch die Schichten 13 bis 15 haben die Form einer den Forderungen der Elektronenoptik angepaßt gekrümmten Kalotte. Sie wird in bekannter Weise dadurch hergestellt, daß nach fertiggestelltem Einbau des Kolbens, d.h. nach dem Einbringen der Teile 2 bis 9, der Kolben 1 vakalmdicht geschlossen wird und daß anschließend nach Ausheizen und Evakuieren die Schicht 15 auf die Leuchtschicht 14 aufgedampft wird.
  • Um bei dem vorstehend erwähnten Herstellen der Fotokathodenschicht 15 eine geschützte Leuchtschicht 7 des Ausgangsschirms zu haben, wird diese Schicht, die auf dem Träger 9 ruht und mit der Aluminiumschicht 8, die iO r stark ist, versehen wurde, in einen in Fig. 2 dargestellten Rezipienten 16 gebracht. Dort wird mittels einer mit 17 angedeuteten Pumpe evakuiert, so daß sich der auf Stützen, von denen die mit 17 und 18 bezeichneten dargestellt sind. liegende Leuchtschirm 7 entsprechend den oben angegebenen Maßnahmen behandelt werden kann. Dazu wird zunächst der in der Glocke 9 liegende Raum etwa durch eine in der Unterlage angebrachte, von der Stromquelle 20 aus mit Energie versorgte, durch eine gestriuhelte Heizspirale 20' angedeutete Heizung auf 2700C erwärmt, so daß der oben beschriebene Ausheizvorgang stattfindet. Nachdem der Druck sich auf 10 7 Torr stabilisiert hat, erfolgt ebenfalls mittels der Stromquelle 20 die Heizung des Verdampfers 21, auf welchem sich ein Schiffchen 22 mit einer Cäsiumquelle 27 befindet. Dieses wird dann in den Raum des Rezipienten 16 entlassen und entlang der gestrichelten Linien 24 auch auf den Leuchtschirm bzw. die abdeckende Aluminiumschich-t gelangen. Dort diffuniert das Cäsium durch die dünne Schicht 8 hindurch in die Leuchtschicht 7 und umhüllt die Leuchtstoffkörner. Nachdem 15 bis 20 min lang bedampft worden ist, wir( die Heizung der Unterlage wieder abgestellt und durch Öffnen des Hahnes 25 bei Raumtemperatur der Rezipient belüftet. Durch diesen Prozeß wird der Leuchtstofi so behandelt, daß er in den Kolben 1 eingebaut werden kann und gegen einen späteren Angriff durch Cäsium, Kalium und Natrium bei der Herstellung der Schicht 15 geschützt ist.

Claims (2)

Patentansprüche
1. Bildwandler mit einer durch Alkalimetalle, insbesondere Cäsium, aktivierten Fotokathode und einem gegen Alkalimetall empfindlichen Leuchtstoff enthaltenden Ausgangsschirm, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Leuchtschirm vor der Bildung der Fotokathode mit Alkalimetall von höchstens 10 6 Torr bei einer Temperatur von 70 bis 10000 bedampft und dann der Raumatmosphäre ausgesetzt wird und daß erst hierauf die eigentliche Fotokathode formiert wird.
2. Bildwandler nanh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Alkalimetall Cäsium ist und der Leuchtstoff des Ausgangsschirmes aktiviertes Zink-Cadmiumsulfid.
DE19752507149 1975-02-19 1975-02-19 Verfahren zur Herstellung einer Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre Expired DE2507149C3 (de)

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DE2507149B2 DE2507149B2 (de) 1979-06-13
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FR2506518A1 (fr) * 1981-05-20 1982-11-26 Labo Electronique Physique Structure multiplicatrice d'electrons comportant un multiplicateur a galettes de microcanaux suivi d'un etage amplificateur a dynode, procede de fabrication et utilisation dans un tube photoelectrique

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