DE1489156A1 - Method of manufacturing a secondary emission electrode for electron tubes - Google Patents
Method of manufacturing a secondary emission electrode for electron tubesInfo
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Description
Anm3idüf:N.V.Pl!.'.i::s1£L0ElLAMPENFABRIEKENNote: NVPl !. '. i :: s £ 1 LAMP LAMP FACTORY
Akt,: PHB- 31 180
Anmeldung vom: 20. April 1964 IARQ IRRAct: PHB- 31 180
Registration dated: April 20, 1964 IARQ IRR
Dr. Expl.Dr. Expl.
N.V.Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/HollandN.V. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven / Holland
"Verfahren zur Herstellung einer Sekundäremissionselektrode für Elektronenröhren""Method of making a secondary emission electrode for electron tubes "
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sekundäremisaionselektrode für Elektronenröhren, insbesondere fur Bildwandler und Bildverstärker, aus einem Körper aus GIa8 oder ähnlichem Material mit zwei parallelen Grenzflächen und mxt kleinen Durchlässen, die ein Netzwerk grosaer Dichte bilden und die beiden Fläohen miteinander verbinden.The invention relates to a method for producing a secondary emission electrode for electron tubes, in particular for image converters and image intensifiers, from a body made of GIa 8 or similar material with two parallel interfaces and mxt small passages which form a network of high density and connect the two surfaces with one another.
In einer solchen Sekundäremissions.lektrode wird die Anzahl der Elektronen auf dem Weg von der einen zur anderen Grenzfläche infolge Sekundäremiesion vergrössert; sie wandern dabei durch die Durchläsee der Elektrode unter der Wirkung einea elektrischen Feldes zwischen den beiden Grenzflächen. Diese sind mit einer leitenden Schicht überzogen, zwischen denen eine elektrische Spannung liegt.In such a secondary emission electrode, the number of Electrons enlarged on the way from one interface to the other as a result of secondary emission; they wander through it the passage of the electrode under the action of an electric Field between the two interfaces. These are covered with a conductive layer, between which an electrical Tension lies.
Die SekundäremissionsverStärkung kommt in den Durchlässen zustande. Verhältnismäßig wenige Elektronen durchlaufen unbehindert die Durchlässe von der einen Seite des Körpers nach der anderen.The secondary emission reinforcement comes about in the culverts. Relatively few electrons pass through unhindered the passages from one side of the body to the other.
PHB-31 180
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Die übrigen Elektronen haben nicht nur eine vorwärts gerichtete, sondern auch eine seitwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponent·, wodurch sie auf die Wand der Durchlässe auftreffen« Diese Wände sind, derart gestaltet, daß zwei oder mehr Elektronen ausgelöst werden, wenn ein Elektron auftrifft, so daß infolge der aufeinanderfolgenden Auftreffstöße die Elektronendichte erheblich grosser wird«The remaining electrons not only have a forward direction, but also a sideways velocity component, whereby they hit the wall of the passages. «These walls are designed in such a way that two or more electrons are released be when an electron hits, so that as a result of the successive The electron density is considerably greater when it hits the ground will"
Um eine gleichmäßige Spannungsverteilung längs den Elektronenbehnen aufrechtzuerhalten, muß eine hinreichende Menge Elektronen aus der Spannungsquelle zugeführt werden, die die abgeführten Sekundärelektronen ersetzen. Die Leitfähigkeit der Wandung soll andererseits nicht so groß sein, daß das Material erwärmt wird» Der Körper kann aue Glas bestehen, dessen Widerstand· zwischenTo ensure an even distribution of tension along the electron guns A sufficient amount of electrons must be maintained to maintain it are supplied from the voltage source, which the discharged Replace secondary electrons. On the other hand, the conductivity of the wall should not be so great that the material is heated » The body can consist of aue glass, the resistance of which is between
Q jpQ jp
TO und 10 Ohmtem liegt, oder die Wände der Durohläsee können, wenn der Körper aus Isoliermaterial hergestellt ist, mit einer dünnen leitenden Schioht überzogen werden, die vorzugsweise aus einem Material besteht, das bei der übli«h«n Elβktronengesohwindigkeit einen den Wert 1 überschreitenden Sekundärwaieeionefaktor hat· Nötigenfalls kann eine solche Substanz gesondert auf dex Innenfläche der Durchlässe angebracht werden.TO and 10 Ohmtem, or the walls of the Durohläsee can, if the body is made of insulating material, be covered with a thin conductive layer, which is preferably made of consists of a material that can move at the usual electron speed a secondary weight factor exceeding the value 1 If necessary, such a substance can be applied separately to the inner surface of the passages.
Ein solcher als Sekundäremissioneelektrode anwendbarer Körper wird nachstehend mit Matrix bezeichnet. Die Herstellung einer BOlohen Matrix ist nicht einfach. Endgültig soll die Matrix einen Durchmesser von 3 bis 10 cm und etwa 10 Durchläse· von etwa 10 /um Durchmesser je Quadratzentimeter ii» haben» Die Dicke des Körpers kann 1 bis 2,5 mm betragen. Die Durchlässe sollen gleiohmäßig über die Oberfläche verteilt sein, entweder nach einem bestimmten Muster oder in der Weise, daß die Dichte auf der Oberfläche überall nahezu gleich ist. Eine glatte Innenfläche und ein gleichbleibender Durchmesser der Durchlässe in der Längsrichtung sind wichtig, damit Unterschiede in der Sekundäremissionsleistung der Durchlässe vermieden werden,Such a body that can be used as a secondary emission electrode hereinafter referred to as matrix. The production of a BOlohen matrix is not easy. The matrix is supposed to be final 3 to 10 cm in diameter and about 10 passages x of about 10 µm in diameter per square centimeter ii »have» the Thickness of the body can be 1 to 2.5 mm. The passages should be evenly distributed over the surface, either according to a certain pattern or in such a way that the density on the surface is almost the same everywhere. A smooth inner surface and a constant diameter of the passages in the longitudinal direction are important to avoid differences in the secondary emission performance the passages are avoided,
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Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren für die Herstellung einer Matrix anzugeben, welche die gestellten Anforderungen erfüllt· Dazu werden gemäß der Erfindung gesonderte Eöhrohen in einer Anzahl gleich der gewünschten Anzahl der Durchlässe im Körper in einer Lehre zusammengefügt und gemeinsam erhitzt, wobei durch Zusammenziehen der Lehre die Wände der Röhrchen miteinander verbunden werden und das zusammenfließende Material die Zwischenräume ausfüllt.The invention aims to provide a method for manufacturing to indicate a matrix that fulfills the requirements in a number equal to the desired number of passages in the body joined together in a gauge and heated together, whereby by contracting the gauge the walls of the tubes together are connected and the confluent material fills the gaps.
Die Anwendung von Röhrchen löst die Aufgabe auf einfache Weise, •ine ausreichende Anzahl von Durchlässen in dem schwer bearbeitbaren Material der als Sekundärelektrode dienenden Matrix anzubringen. The use of tubes solves the problem in a simple way, • a sufficient number of passages in the difficult to work To attach the material of the matrix serving as the secondary electrode.
Es gibt einige Möglichkeiten, um die gewünschte Zusammensetzung zu erzielen, wobei sox&hl Höhrohen kleinen Durchmessers mit den gewünschten Abmessungen der Durchlässe als auch Eöhrohen grösseren Durchmessers benutzt werden können. Alle erforderlichen Röhrchen können zusammengefasst werden, oder es kann eine kleinere Anzahl zu Bündeln zusammengefügt und miteinander verbunden werden. Im letzten Falle ist es vorteilhaft, jeweils eine solche Anzahl von Röhrchen zusammenzufassen, daß sie gemeinsam ein Vieleck solcher Gestalt ausfüllen, daß eine Anzahl solcher Bündel praktisch ohne Zwischenräume aneinander passen.There are a few ways to achieve the desired composition, sox & hl heights of small diameter with the desired dimensions of the passages as well as Eöhrohen larger Diameter can be used. All tubes required can be grouped together, or a smaller one can be used Number to be put together in bundles and connected to each other. In the latter case, it is advantageous to have such a number in each case of tubes so that together they fill a polygon of such a shape that a number of such bundles are practical fit together without gaps.
Pur die Herstellung eignen sich als Material Glassorten, die Isoliereigenschaften besitzen oder auch eine besteimmte Elektronenleitfähigkeit aufweisen. Sogenanntes Weichglas, das eine niedrige Schmelztemperatur hat, kann als überzug für Röhren aus einer härteren Glassorte mit höherer Schmelztemperatur benutzt werden. Die Herstellung von Röhrchen mit einem mantelartigen Überzug ist an sich bekannt. Beim Zusammenschmelzen stellt das leicht schmelzbare Material die Verbindung zwischen denRöhrchen her, ohne daß die innere Form der Röhrchen durch die Erwärmung geändert wird,Glass types are suitable as a material for production purposes Have insulating properties or have a specific electron conductivity. So-called soft glass, which has a low Melting temperature can be used as a coating for tubes made of a harder type of glass with a higher melting temperature. The production of tubes with a jacket-like coating is known per se. When melting together, that's easy fusible material establishes the connection between the tubes, without the inner shape of the tubes being changed by the heating,
~ 4 909820/0478 ~ 4 909820/0478
BADBATH
~4~ U89156~ 4 ~ U89156
Der Innendurohmeeser der Eöhrchen kann bei Erwärmung auf für die Herstellung der gegenseitigen Verbindung ausreichend hohe Temperaturen auch auf andere Weise unverformt beibehalten werden. Die Eönrchen sind zu diesem Zweck mit einem Kern irgendeiner form versehen» Es sind leicht schmelzbare Metalle wie Indium, Blei, Zink, Zinn und Aluminium oder chemisch lösliche Metalle wie Kupfer, Gold oder Wolfram anwendbar. Es kann auch ein eingesperrtes Grasvolumen als Kern benutzt werdeno .The inner Durohmeeser of the tubules can be heated for the production of the mutual connection sufficiently high temperatures can also be maintained undeformed in other ways. For this purpose, the auricles are provided with a core of some form. »They are easily fusible metals such as indium, Lead, zinc, tin and aluminum or chemically soluble metals such as copper, gold or tungsten can be used. It can also be a caged one Grass volume can be used as a core o.
Es können lange, dünne Glasröhrchen in Form eines Mantels awe um einen festen Kern hergestellt werden, indem ein dünner Metalldraht durch ein Bad mit flüssigem Glas gezogen wird. Ein anderes Verfahren besteht darin, daß ein Glaspfropfen am Drahtende angebracht wird, worauf mittels Ziehsteine das Glas in einer Reihe von Arbeitsvorgängen längs des Drahtes verbreitet wird.Long, thin glass tubes in the form of a jacket can awe around a solid core can be made by using a thin metal wire drawn through a bath of liquid glass. Another method is to attach a glass plug to the end of the wire whereupon the glass is spread along the wire in a series of operations by means of drawing dies.
In einer Reihenfolge von Arbeitsvorgängen können die Röhrchen immer dünner gemacht werden. Wird das ursprüngliche Röhrchen mit Metall ausgefüllt, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als die beim Ziehen erforderliche Glastemperatur, so bleibt diese Metallfüllung nach Verschluß der Rohrenden als Kern bis nach der Beendigung der Arbeitsvorgänge zurück.In a sequence of operations, the tubes can be made thinner and thinner. Becomes the original tube filled with metal, the melting point of which is lower than the glass transition temperature required for drawing, this remains the same Metal filling after sealing the pipe ends back as core until after the end of the work process.
Das Ziehen der gesonderten Röhrchen endet, nachdem sie bis zu einem Durchmesser verengt sind, der einige Male, z.Be zehnmal, grosser ist als der endgültig erforderliche Durohmesser. Eine Anzahl solcher Röhrchen wird dann in einem Bündel zusammengefaßt und miteinander verbunden, worauf das Ziehen fortgesetzt wird, bis die Durchlässe die gewünschte Abmessung haben. Ein Satz auf diese Welse gezogener Röhrchen hat einen kleinen Querschnitt im Vergleich zu der Grosse der Matrix, so daß noch viele solcher Sätze zusammengefügt werden müssen. Ein runder Querschnitt der Röhrensätze eignet sich weniger gut zum Ausfüllen eines Querschnittes, so daß es vorteilhaft ist, jeweils eine Anzahl von Röhrchen zu einem Satz zu vereinigen, dessen QuerschnittThe drawing of the separate tube ends after they have up to a diameter narrows, the number of times, for example, e times, is larger than the finally required Durohmesser. A number of such tubes are then bundled together and connected together, and pulling is continued until the passages are of the desired size. A set of tubes grown on this catfish has a small cross-section compared to the size of the matrix, so that many more such sets have to be joined together. A round cross-section of the tube sets is less suitable for filling a cross-section, so that it is advantageous to combine a number of tubes to form a set, the cross-section of which
- 5 909820/0Λ78 - 5 909820 / 0Λ78
ein vollständig ausgefülltes Vieleok bildet, wobei dafür gesorgt wird, daß diese Form beim Ziehen aufrechterhalten wird. Brauchbare Vielecke müssen eine solche Gestalt haben, daß viele Bündel gemeinsam ein ununterbrochenes Ganzes bilden können; nur die dreieckigen, viereokigen und sechseckigen Formen sind dazu geeignet.forms a completely filled out vielok, taking care of that that this shape is maintained when pulling. Useful Polygons must have such a shape that many bundles can together form an uninterrupted whole; only the triangular ones square and hexagonal shapes are suitable.
Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele, wobei die figuren 1, 2, 3 und 4 Zusammensetzungen von Röhrenbündeln zeigen undThe drawing shows some exemplary embodiments, the figures 1, 2, 3 and 4 show compositions of tube bundles and
die Figuren 5, 6, 7 und 8 die Zusammensetzung einer Matrix veranschaulichen. Figures 5, 6, 7 and 8 illustrate the composition of a matrix.
Eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Röhrchen mit einem Außendurohmesser von z.B. etwa 6 mm bildet ein erstes Bündel. Ein Sechseck kann aus sieben Röhrchen nach Figur 1 oder aus z.B. 19 Röhrchen nach Figur 2 zusammengesetzt werden« Mit 7 Röhrchen kann ein Dreieck naoh Figur 3 gebildet werden. Außer diesen regelmäßigen Vielecken eignet sich auch eine Rautenform von z.B. 9 Röhrohen nach Figur 4· Nach dem Zusammenschmelzen werden die Röhrchen unter Aufrechterhaltung der dargestellten Form gezogen. Sätze solcher Gefüge sind in den Figuren 5, 6, 7 und 8 dargestellt.A relatively small number of tubes with an outer diameter of e.g. about 6 mm forms a first bundle. A hexagon can consist of seven tubes according to FIG. 1 or from e.g. 19 Tubes can be assembled according to FIG. 2. With 7 tubes, a triangle according to FIG. 3 can be formed. Except for these regular ones For polygons, a diamond shape of e.g. 9 tubes according to Figure 4 is also suitable Tubes drawn while maintaining the shape shown. Sets of such structures are shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8.
Um die zusammengesetzte Form zu bekommen, kann ein Glasrohr hinreichend grossen Durchmessers mit gesonderten Röhrchen oder mit Sätzen von Röhrchen ausgefüllt werden, die eine bestimmte länge haben. Das Rohr wird an beiden Enden mit Ausnahme einer öffnung verschlossen, die mit einer Vakuumleitung in Verbindung steht. Während der Erwärmung wird luft aus dem Rohr gepumpt, so daß die Wand sich beim Erweichen nach innen verzieht und die Röhrchen fest aneinander drüelrt, wobei sie zusammenschmelzen. Es werden darm durch senkrecht oder schräg zur Achsenrichtung der öffnungen angebrachte Schnitte von dem nach der Abkühlung erhaltenen Block dünne Platten abgetrennt, die eine Dicke von 1 bis 2,5 mm haben· Darauf wird das Kernmaterial entfernt.A glass tube can be sufficient to get the composite shape large diameter can be filled with separate tubes or with sets of tubes of a certain length to have. The tube is at both ends except for one opening closed, which is in communication with a vacuum line. During the heating process, air is pumped out of the pipe so that the wall warps inward when it softens and tightens the tubes tightly together, melting them together. It are then made by making cuts perpendicular or at an angle to the axial direction of the openings from that obtained after cooling Block cut off thin plates with a thickness of 1 to 2.5 mm. The core material is then removed.
·* Q mm * Q mm
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Die Verwendung einer solchen Matrix als Sekundäremissionselektrode wird an Hand einiger Figuren der Zeiohnung erläutert, wobei figur 9 die Anwendung und die erforderlichen elektrischen Mittel veranschaulicht und Figur 10 die Anordnung der Elektrode in einer Elektronenröhre erläutert·The use of such a matrix as a secondary emission electrode is explained on the basis of some figures from the drawing, Figure 9 shows the application and the required electrical Means illustrated and Figure 10 explains the arrangement of the electrode in an electron tube.
Der Körper 1 mit den Durchlässen 2 bildet die Sekundäremission»- elektrode und ist im Zuge eines Elektronenbündels angeordnet, dessen Bahnen 3 angedeutet sind. Auf beiden Seiten ist das aus Glas bestehende Körpermaterial mit einer elektrisch leitenden Schicht überzogen, welche die Durchlässe 2 frei läßt. Die Schicht 4 liegt auf der Auftreffseite der Elektronen und die Schicht 5 liegt auf der gegenüberliegenden Seite, d.h. auf der Austrittseite} in kurzem Abstand von dieser befindet sieh der Auffangschirm 6 für die Elektronen. Eine elektrische Spannung zwischen den leitenden Schichten 4 und 5, welche von der Spannungsquelle 7 geliefert wird, und eine elektrische Spannung von einer Spannungequelle 8 zwischen der Schicht 5 und dem Auffangschirm 6 beschleunigen die Elektronen in Richtung auf den Schirm.The body 1 with the passages 2 forms the secondary emission »- electrode and is arranged in the course of an electron beam, whose tracks 3 are indicated. On both sides, the body material made of glass is electrically conductive Layer coated, which leaves the passages 2 free. the Layer 4 is on the impact side of the electrons and the Layer 5 is on the opposite side, i.e. on the exit side} at a short distance from this see the Collecting screen 6 for the electrons. An electrical voltage between the conductive layers 4 and 5, which is generated by the voltage source 7, and an electrical voltage from a voltage source 8 between the layer 5 and the collecting screen 6 accelerate the electrons towards the screen.
Die Elektronenbahnen sind einfachheitshalber parallel zu den Achsen der Durchlässe dargestellt, aber viele Bahnen weichen etwas von dieser Eiohtung ab. Infolgedessen berühren die Elektronen dieser Bahnen irgendwo die Wand eines Durchlasses. Auch die sich längs den angedeuteten Bahnen bewegenden Elektronen ändern ihre Richtung an den Eingängen der Durchlässe, wenn die elektrische Feldstärke am Anfang des Durchlasses von der in dem vorliegenden Raum verschieden ist, wodurch die äquipotentialen Flächen in der Eintrittsebene gekrümmt sind. Diese Elektronen werden dann auf die in der Zeichnung dargestellte Weise abgebogen. Längs den Wänden der Durchlässe 2 werden die Elektronen durch Sekundäremission vermehrt, und die aus den Durchlässen 2 heraustretenden Elektronenbündel treffen den Auffangschirm 6.For the sake of simplicity, the electron orbits are parallel to the Axes of the passages shown, but many orbits deviate somewhat from this alignment. As a result, the electrons touch of these tracks somewhere the wall of a passage. The electrons moving along the indicated paths also change their direction at the inputs of the passages when the electrical Field strength at the beginning of the passage is different from that in the present room, which creates the equipotential surfaces are curved in the entry plane. These electrons are then bent in the manner shown in the drawing. Along the Walls of the passages 2, the electrons are increased by secondary emission, and those emerging from the passages 2 Electron bundles hit the collecting screen 6.
Diese Anordnung kann für eine in Figur 10 dargestellte Elektronenröhre 9 geeignet sein, die aus einer Hülle 10 aus IsoliermaterialThis arrangement can be used for an electron tube shown in FIG 9 be suitable, consisting of a sheath 10 made of insulating material
— 7 —- 7 -
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-·7- U89156- · 7- U89156
besteht, die einen entlüfteten Baum umfasst· Die ebenen Endwände 11 und 12 haben auf der Innenseite eine photoleitende Kathode 13 und den Elektronenauffangschirm 6. In dem Baum zwischen den beiden Wänden ist die Sekundäremisslonselektrode 1 mit den Durchlässen 2 angeordnet. Mittels einer Linse 14 wird ein Bild des Objektes 15 auf die Photokathode 13 geworfen« Infolge der Beliohtung emittiert die Photokathode Elektronen, welche die Sekundäremissionselektrode durchlaufen und den Auffangschirm 6 "treffen, der aus einer fluoreszierenden Schicht besteht, auf der ein sichtbares Bild erhalten wird, das der Abbildung auf der Photokathode entsprioht.which includes a vented tree · The flat end walls 11 and 12 have on the inside a photoconductive cathode 13 and the electron collecting screen 6. In the tree between the two walls is the secondary emission electrode 1 arranged with the passages 2. An image of the object 15 is thrown onto the photocathode 13 by means of a lens 14. As a result of the exposure, the photocathode emits electrons, which pass through the secondary emission electrode and the collecting screen 6 ", which consists of a fluorescent layer which a visible image is obtained which corresponds to the image on the photocathode.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5265327A (en) * | 1991-09-13 | 1993-11-30 | Faris Sadeg M | Microchannel plate technology |
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