DE1614282A1 - Kathodenanordnung fuer Roehren mit kalter Kathode - Google Patents

Description

Dr-In^ Hans-DietriA ZeIiM 1 η-, / ο η Ί

Patentanwalt « I U I H 4 Q 4

Anmolder: ^J.V. Philips'Gloeilampenfabrieken FHB. 31.686

Akte No, PHB- 31 686
Anmeidunavom» 22.September 1967 ■

"Kathodenanordnung für Röhren mit kalter Kathode".

Die Brfindiaig bezieht sich axif GliiaraerLtladurigeröhren mit kalter Kathode, vie beispielsweise gasgefüllte Anzeige- und Wiedergabe röhren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung, auf eine neuartig geformte Kathode, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Kathode.

Die erfindungsgemäsee Kathodenanordnung- fUrRShren.-mit kalter Kathode enthält eiren elektrisöh isolierenden Körper mit einer Vertiefung und einen Metallstift, der durch den Körper bis an der Boden der Vertiefung geführt ist, wobei die Endfläche de« Stiftes den Boden der Vertiefung bildet und ale Kathode fllr die Entladung dient.

Vorzugsweise bildet der Isolierkörper den Glasbodenteil

der Entladungsröhre, wobei dann das aus dem Boden hinausragende Ende

dee Stiftes als elektrischer Anschluss für die Kathode dient.

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Der Isolierkörper kann auch die Form eines den Metallstift eng umsohliessenden Rohrs aufweisen.

Nach der Erfindung wird eine derartige Glimmkathode dadurch hergestellt, dass der Stift zunächst vakuumdicht mit dem Isolierkörper verbunden und danach ein Eil de des Stiftes bis zu einer bestimmten Tiefe unterhalb der Oberflache dee Körpers weggeätzt wird, so dass die Kathodenoberfläche den Boden der Vertiefung des Körpers bildet.

Das Aetzen des vorzugsweise aus Molybdän hergestellten

Stiftes erfolgt elektrolytisch in einer KatronlaugenlSsung'.

AusfChrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt ur.d werden im folgenden näher beschrieben.

Bs zeigen

Fig. 1,2 und 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Kathodenanordnung in verschiedenen Herste1lungestufen,

Fig. 4» 5» 6 und 7 Längsschnitte durch verschiedene Ausführungsformen,

Fig. 8 einen-Schnitt durch eine Ausftihrungsform nach Fig. 1, 2 und 3.

Zuvor sind einige Molybdänstifte 2 mit einem Durchmesser von 1,25 Bin derart fertiggestellt, dass die Stifte während 10 min bei 900 C in trocknen Wasserstoff erhitzt wurden, wonach auf jeden Stift an derjenigen Stelle, die in dem Rohrenboden teil 1 liegen wird, eine Glasperle 100 aufgeschmolsen wurde. Die in dieser Weise behandelten Stifte werden, wie in Fig. 1 dargestellt ist, nach dem gewünschten Muster, im vorliegenden Fall nach einer rechtwinkligen Matrix, in eine Qraphitlehre 3 gestellt. Der ROhrenbodenteil 1 wird beispielsweise aus Glaspulver hergestellt, das in die Gieeslehre geschüttet

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und danach erhitzt und zum Schmelzen gebracht wird. Das Erhitzen erfolgt in einer inerten Atmosphäre, die aus 90 Vol.-# Stickstoff land 10 V,-# Wasseretoffgas besteht,, dies zur Vermeidung der Oxydation des Molydäns. Nachdem der RÖhrenbödenteil nach dem Schmelzen ganz "abgekühlt ist, hat dieser die in Pig. 1 dargestellte Form. Nachdem der Röhrenbodenteil der Lehre entnommen ist, werden an der in der Entladungsrohre liegenden Seite dee Bodenteils sämtliche Enden der Stifte 2 abgeslgt und mit der Glasofcerflache flach geschliffen. Danach hat der RSbrenbödenteil die in Fig. 2 dargestellte Form erhalten. Danach werden die im Glas liegenden Enden der Stifte 2 in normal konzentrierter Natronlauge bis zu einer Tiefe^von 0,8 - 1 nun unter der Glasoberfläche elektrolytisch weggeätzt, so dass also Vertiefungen im Glas entstehen. Das elektrolytische Aetaen ist mit Wechselstrom durchführbar, wobei als Gegenelektrode ein vertinnter Kupferdraht dient. Beim Aetzen wird der Elektrolyt ständig gerührt* so dass sich keine Gasblasen in die zu bildenden Vertiefungen zwischen ±βη Enden der Stifte 2 und der Glasoberfläche festsetzen können» In einem bestimmten Fall wurde mit einem Anfangsstrom von 1 A geätzt, der während der Aetzzeit von 35 min auf 0,3 A herabgesetzt wurde". Nach dem Aetzen wird der Rohrenbödehteil in destilliertem Wasser gewaschen und gemäss einem Ultraschallverfahren gereinigt, dies zur Entfernung d«r losen Teilchen aus den Vertiefungen. Die fertige Kathoden anordnung - der R8hreribodenteil i mit den Kathoden 2 - ist in Fig. 3 dargestellt* "

Der Röhren bodenteil,Ί wird mit einem Kolben verschmölzen, deseen Innenwand teilw6ise mit einer als Attodie dienende elektrisch leitende« Zinnechicht bedeokt ist* Der Kolben wird danach evakuiert

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und ausgeglüht und mit Neon unter einem Druck von 6Ο-7Ο Torr gefüllt. Zur Formierung der Kathoden werden eie je 5-10 min mit einem Entladungs-8trom von 3 mA belastet. Die Glimmentladungsröhre ist danach gebrauchefertig. .

- Selbstverständlich ist statt einer Zinnsohicht auch eine andere gebildete Anode verwendbar. Es sei bemerkt, dass alle im Röhrenbodenteil angeordneten Kathoden völlig gegeneinander isoliert sind.

Eine andere Ausbildung der Kathodenanordnung nach der Erfindung ist in Pig. 4 dargestellt. Ein Molybdänetift 2 mit einem Durchmesser von 1 mm wird, wie im obenstehenden beschrieben wurde, ausgeglüht und mit einer Glasperle versehen. Der Stift wird in ein eng anschliessendes keramisches Röhrchen 1 geschoben und zwar so weit, dass die Endfläche des Stiftes 1 mm unterhalb des Bohrendes liegt. Ein dünnwandiger eng .anliegender Anodenmantel 4 aus Nickel wird über das Keramikröhrchen geschoben und durch einen Pfropfen aus isolierendem Kitt 5 ^i t dem Stift und dem Horchen fest verbunden.

Eine Anordnung mit einem einzigen Kathodenstift, wie in Fig. 5 dargestellt ist, wurde wie folgt hergestellt.

Ein Molybdänetift 2 wurde, wie im obenstehenden beschrieben, auegeheizt und mit einer Glasperle versehen. Der Stift wurde danach in ein aus Sinterglas bestehendes vorgeformtes Röhrchen 6 gedrückt, so dass das Ende des Stiftes 2 im Ende des Röhrchenβ 6 lag, in einem Abstand, der kleiner ist als der Stiftdurohmesser. Ein dünnwandiger Metallmantel 6 aus Kovar oder Feroioo, der als Anode dient, ist an der Innenseite mit Qlasur bedeokt, und eng anliegend über das Sinterglasröhrchen 8 geschoben* Die Anordnung wird dann derart erhitzt, dass die Glasur schmilzt und danach wird die Anordnung

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abgekühlt, .

Wie in Pig. 5 dargestellt ist, wird ein gläsernes Quetschruhrchen IO mittels einer_;Qlas- Metallverschmelzung um das offene Ende des Metallmantel 8 herum befestigt, und der Raum innerhalb der Anordnung wird evakuiert, mit Neongas mit einem Druck von ungefähr 60 Torr gefüllt und danach mittels einer Quetschung derart züge— schmolzen, dass ein Entladungsrohr gebildet wird.

Vorzugsweise wird eine magnetisch-elektrische Sehttzkappe mit dem Boden der Röhre verbunden, oder die RShrenwahd kann selber derart gebildet sein, dass sie einen derartigen Schirm bildet. Der Metallstift bildet einen Mittelkontakt. Die Qlasijuetschung kann derart gebildet sein, dass ein Linseneffekt erhalten wird, so dass ein vergrSssertes Bild des KathodenglimBilichtes entsteht.

Fig. 6 zeigt eine ander© Bausrt_s üeidsr ©i&# nach Fig. 4 mit eine© üblichen EsonyShronkoJMH. 11 UK als Anzeigelamp zu dienen_o Das Ead© 12 d©s IC©l"bQBs 11 ist als ^ Linse ausgebildet.

Fig« 7'zeigt wieder eine andere Bauart, bei der ein« Anordnung nach Fig. 4 mit einem KeonrShrenkolben 20 wrsehiaoXsen ist, wobei ein schmaler Spalt von ungefähr 0,1 mm zwischen dem Mantel 8 und dem Glaskolben 20 vorhanden ist um die verschiedenartigen WSrmeausdehnungen beim Ehtgasen und dem Einbringen des Gases in den Kolben ' aufzufangen. Sie Anordnung enthält Zuführungsleiter 13, die in einem Ende des Kolbens 20 eingeschmolzen sind, während das Evakuieren und das Einbringen dee Qasee durch die Qeutschung 10 am anderen Ende d«s Kolben» 20 erfolgif, welches Ende später wie im oben stehenden beschrieben worden iet, zu einer Linse geformt "werden kann·

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Pig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Bauart nach Pig. 1» 2 und 3 verwendet ist, zusammen mit einer Anodenbauart, die eine geschwärtzte Nickelplatte 14 mit Löchern 15 enthält. Diese Löcher sind gegenüber den Endflächen der im Boden 1 befindlichen Molybdänstifte 2 vorgesehen, derart daes sioh die Platte 14 ungefähr in einem Abstand von 0,5 .n>m von der Glasoberflache des Bodens 1 befindet. Der RShrenbodenteil ist zur Bildung einer Röhre mit kalter Kathode mit einem üblichen (nioht dargestellten) Kolben verschmolzen,

Die Röhre nach Pig. 4 kann zusammen mit anderen Glimmentladungsröhren in einer gemeinsamen Umhüllung angeordnet sein. In einer RShre zur Wiedergabe von Zahlen dient dann beispielsweise die RShre nach Pig. 4 zur Wiedergabe des Dezimalzeichens. Nach einem anderen Beispiel wird eine gr'ossere Anzahl Entladungsröhren nach Pig, 4 nach dem Muster, beispielsweise einer Matrix, zu nur einer Einheit

Die obenbeschriebenen Kathoden liefern ein scharf begrenztes Glimmlicht, Εε hat sich'herausgestellt, dass von der Kathode zerstäubendes Material die Vertiefung nicht verlässt und sich völlig auf der Seitenwand der Vertiefung niederschlägt_f so dass auf die Dauer eine hohle Kathode enteteht. Eine derartige Hohlkathode hat die Eigenschaft, dass das Glimmlicht nur innerhalb des Raumes der Vertiefung erzeugt wird. Da sich das von der Kathode zerstäubende Material in der Vertiefung niederschlägt, setzt sich kein Niederschlag auf das Glasfenster 6 in Pig. 4 ab, selbst nicht, wenn dieses Fenster nahe bei der-Kathode steht} das durchgehende Licht wird also nioht gedämpft*

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Claims (6)

• I «3 \ ^ ΓΗΒ. 31.686 PAI1MTAN SPRTJEGHEt ■

1.Λ Kathodenanordnung fCr Entiadungsröhren mit kalter Kathode, die einen elektrisch isolierenden Körper jnit eiher Vertiefung und einen Metallstift enthält, der durch den Körper bis an den Hoden der Vertiefung geführt ist, dadurch gekennzeicfinet, daes die Endfläche des Stiftes den Boden der Vertiefung bildet und als Entladungekathode dient»

2. Kathodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper als Glasbodenteil der Entladungsröhre mit kalter Kathode ausgebildet ist, und der Metalletift zugleich als elektrischer Anschluss dient.

3. - Kathodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper die Porin eines den Stift eng umeöhlieÄeenden Rohrs aufweist, ;

4. Kathodenanordnungnaoh Anepruch 3» dadurchgekennzeichnet, dass der Isolierkörper ein Keramikrohr ist.

5» Kathodenanordnung naoh Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass, der Isolierkörper ein Glasrohr ist.

6. Kathodenanordnung nach Anspruch 3» 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anodenmantel den Isolierkörper umgibt ■

7, Kathoden an Ordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Attodeninantel aus Nickel besteht.