DE7429898U - VAPORIZED CARRIER WITH TRANSPARENT METAL LAYER - Google Patents
VAPORIZED CARRIER WITH TRANSPARENT METAL LAYERInfo
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Description
Transparente MetallbedampfungTransparent metal vapor deposition
Die Erfindung betrifft transparente Metallbedampfungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Schichten, die insbesondere auf elektrisch isolierende Flächen aufzutragen sind, werden z.B. als Grundlage gebraucht für elektrooptische Wandler von Bildverstärkern, in welchen optische Ereignisse in elektrische Signale umgewandelt werden, die verstärkt und. dann sichtbar gemacht werden können. Besonders v/ichtig ist dies bei der Sichtbarmachung von Röntgen- oder Gammastrehlenbildern in der medizinischen Diagnostik unter Benutzung großformatiger Bildverstärker und es kommt mitunter sehr darauf an, weitgehend transparente Metallschichten zu erhalten, deren Leitfähigkeit über die ganze Fläche gleichmäßig ist.The invention relates to transparent metal vapor deposition the preamble of claim 1. Such layers, which are to be applied in particular to electrically insulating surfaces are used, for example, as a basis for electro-optical converters of image intensifiers, in which optical events converted into electrical signals that are amplified and. can then be made visible. Is particularly important this with the visualization of X-ray or gamma ray images in medical diagnostics using large-format image intensifiers and it comes down to a lot to obtain largely transparent metal layers, the conductivity of which is uniform over the entire surface.
Bei den erwähnten Bildumwandlungseinrichtungen besteht das eigentliche elektrooptische 7,'andlerelement in der Regel aus einer Bedampfung mit Antimon, die nachträglich mit Cäsium aktiviert wird, v/enn es um die Umsetzung des von Röntgen- etc. Strahlen in cii.-jr Floure.s/.'jnzschicht ausgelösten Lichts ["oht. Besonders bei dc-r. Uräsc Lr;orn von Bildern ist es wichtig, daßIn the case of the image conversion devices mentioned, the actual electro-optical converter element usually consists of vaporization with antimony, which is subsequently activated with cesium, if it is about the implementation of the X-ray etc. Rays of light released in cii.-jr Floure.s /. 'Jnzschicht ["oht. Especially with dc-r. Uräsc Lr; orn of pictures it is important that
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bei der Herstellung des Wandlerelementes von einer gleichmäßig dicken Antimonschicht ausgegangen werden kann, damit die Umwandlung an jeder Stelle der Fläche zum gleichen Ergebnis führt. Dies ist die Voraussetzung dafür, daß brauchbare Bilder für die Röntgendiagnostik erzielbar sind. Ungleichmäßigkeiten können dadurch entstehen, daß das Metall,.d.h. das Antimon, auf der Trägerfläche unregelmäßig abgeschieden wird.a uniformly thick antimony layer can be assumed in the manufacture of the transducer element so that the conversion leads to the same result at every point on the surface. This is the prerequisite for being useful Images for X-ray diagnostics are achievable. Irregularities can arise because the metal, i.e. the antimony, is deposited irregularly on the support surface.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer transparenten Metallbedampfung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gleichmäßige Abscheidung des Metalls zu gewährleisten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.The invention is based on the object of transparent metal vapor deposition according to the preamble of the patent claim 1 to ensure even deposition of the metal. This object is achieved according to the invention by the im characterizing part of the claim specified measures resolved.
Die Erfindung geht dabei davon aus, daß auf der Trägerfläche die Kondensationsbedingungen nicht an allen Punkten gleich sind. Diese Bedingungen hängen stark von der Vorbehandlung und bei großen Flächen sehr leicht auch von Störungen der Struktur ab. Durch das erfindungsgemäße Aufbringen einer dünnen Bedampfung aus Graphit, d.h. Kohlenstoff, werden auf der mit Metall zu bedampfenden Fläche Kondensationskeime erzeugt, die gleichmäßig verteilt, sind. Die Bedampf ung mit Kohlenstoff erfolgt gleichmäßiger als mit einem Metall. Die aufgedampften Kohlenstoffteilchen bilden dann gleichmäßig verteilte Kondonsationskeime für das aufzudampfende Metall. Diese Keime sind an keine Struktur der Unterlage näher gebunden. So erhält man durch Verwendung der Zwischenbedampfung aus Kohlenstoff gleichmäßige Metallbeläge. Diese sind dann ai allen Stellen gleichmäßig für Licht durchlässig und haben gleichzeitig an jeder Stelle gleiche elektrische Leitfähigkeit. Auch für die Herstellung der elektrooptischen Wandler,The invention assumes that the condensation conditions are not the same at all points on the support surface are. These conditions depend heavily on the pretreatment and, in the case of large areas, very easily also on disturbances of the Structure. By applying a thin vapor deposition from graphite, i.e. carbon, according to the invention the surface to be vaporized with metal generates condensation nuclei that are evenly distributed. The steaming with Carbon occurs more evenly than with a metal. The vapor-deposited carbon particles then form uniformly Distributed condensation nuclei for the metal to be evaporated. These germs are not tied to any structure of the substrate. This is how you get by using intermediate vapor deposition Even metal coatings made of carbon. These are then evenly permeable to light in all places and have at the same time the same electrical conductivity at every point. Also for the production of electro-optical converters,
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etwa auf der Grundlage von Antimon, wird eine sehr gute Ausgangsfläche erhalten, weil bei einer gleichmäßig dicken Schicht aus Antimon nach Aktivierung mit Cäsium eine flächenhaft gleichmäßig wirksame Fotokathode erhalten werden kann.on the basis of antimony, for example, will be a very good starting point obtained, because with a uniformly thick layer of antimony after activation with cesium, a uniform surface effective photocathode can be obtained.
Eine ausreichende Vorbedampfung mit Graphit ist nach den bisherigen Versuchen schon bei einer Belegung der Fläche erreicht, wenn diese Belegung im durchgehenden Licht von 550 nm 10 % Licht absorbiert. Es werden allerdings auch noch gute Ergebnisse erhalten, wenn die Absorption bis in die Größenordnung von 20 % steigt. In vereinfachter Ausführung der Erfindung kann die anschließende Bedampfung mit Metall ohne Zwischenunterbrechung erfolgen, indem sowohl der Kohlenstoff- als auch der Metallbedampfer in einer einzigen Hochvakuumanordnung der zu bedampfenden Fläche gegenüber angeordnet wird. Es ist dann lediglich erforderlich, daß zuerst der Bedampfer für Kohlenstoff und anschließend der Bedampfer für Metall in Betrieb gesetzt wird. Die Kontrolle der Bedampfung kann durch ein Meßstrahlenbündel z.B. der Wellenlänge 550 nm erfolgen, welches durch das Substrat hindurch in einen optoelektronischen Wandler führt, der mit einer Anzeigevorrichtung für die Durchlässigkeit verbunden ist. Bei nicht transparenten Substraten kann man eine Hilfsfläche einsetzen, die durchsichtig ist und von der aus das Meßstrahlenbündel über einen Spiegel in eine Meßzelle geleitet wird.According to previous tests, sufficient pre-vapor deposition with graphite has already been achieved when the surface is covered if this covering absorbs 10% light in the transmitted light of 550 nm. However, good results are still obtained when the absorption increases to the order of 20 % . In a simplified embodiment of the invention, the subsequent vapor deposition with metal can take place without intermediate interruption, in that both the carbon and the metal vapor deposition are arranged opposite the surface to be vaporized in a single high-vacuum arrangement. It is then only necessary that first the steamer for carbon and then the steamer for metal is put into operation. The vapor deposition can be controlled by a measuring beam, for example with a wavelength of 550 nm, which leads through the substrate into an optoelectronic converter which is connected to a display device for the permeability. In the case of non-transparent substrates, an auxiliary surface can be used which is transparent and from which the measuring beam is guided via a mirror into a measuring cell.
Weiter Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.Further advantages and details of the invention are explained below with reference to the illustrated embodiments.
In der Fig. 1 ist schematisch der Querschnitt durch ejuen mit einer erfindungsgemäßen Schichtung ausgestatteten Bildverstärker dargestellt undIn Fig. 1, the cross section through ejuen is schematically shown and equipped with a stratification according to the invention image intensifier
in der Fig. 2 eine Vorrichtung, mit welcher die Schichtung nach der Erfindung herstellbar ist.in FIG. 2 a device with which the stratification according to the invention can be produced.
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In der Fig. 1 sind mit 1 und 2 die beiden, den Kolben eines Vakuumbildverstärkers darstellenden Teile bezeichnet. Im Teil 1 befinden sich elektronenoptische Abbildungselektroden 3, 4 und 5, die zylindrisch gebogene Metallteile sind, die konzentrisch zum Teil 1 in diesem angeordnet sind. Der Endwand des Teils 1 zugeordnet und konzentrisch zu den Elektroden 3 bis 5 liegt ein Betrachtungsleuchtschirm 6, auf welchen mittels der Elektronenoptik abgebildete Elektronen zur Erzeugung eines Lichtbildes gebracht werden. Die Elektronen werden erzeugt, indem in einem Leuchtkristall 7, der außen an der Stirnwand 8 des Teiles 2 liegt, von den sichtbar zu machenden Strahlen Licht ausgelöst wird, welches die Viand 8 durchdringt und durch die Graphitschicht 9 hindurch in die Fotokathodenschicht 10 dringt. Der Kolben des Bildverstärkers aus den Teilen 1 und 2 wird vakuumdicht miteinander über Flansche 11 und 12 verbunden, die an ihren Außenseiten verschweißt sind.In Fig. 1, 1 and 2 are the two, the piston one Vacuum image intensifier representing parts designated. Part 1 contains electron-optical imaging electrodes 3, 4 and 5, which are cylindrically bent metal parts which are arranged concentrically with part 1 in this. The end wall assigned to the part 1 and concentric to the electrodes 3 to 5 is a viewing screen 6, on which means the electron optics imaged electrons are brought to generate a light image. The electrons are created by in a luminous crystal 7, which is located on the outside of the end wall 8 of the part 2, of the to be made visible Rays of light is triggered, which penetrates the Viand 8 and penetrates through the graphite layer 9 into the photocathode layer 10. The piston of the image intensifier from the Parts 1 and 2 are connected to one another in a vacuum-tight manner via flanges 11 and 12 which are welded on their outer sides.
Die Anordnung 7 bis 10 ist herstellbar, indem außen an dem Teil 2 des Bildverstärkers ein Leuchtkristall 7 angesetzt wird. In der Fig. 2 ist der nachträglich ansetzbare Leuchtkristall 7 weggelassen und nur ein Substrat in einer Vakuuinglocke 13 untergebracht, die auf einem Tisch 14 ruht, der von einer Vakuumleitung 15 durchbrochen ist. Neben der Leitung 15 befinden sich Verdampfer 16 für das Metall und 17 für den Kohlenstoff und in Abstand davon ein Träger 18, welcher der Stirnwand 8 des Teiles 2 gemäß Fig. 1 entspricht. Der Träger wird in Abstand von den Verdampfern 16 und 17 durch Träger 19 gehalten, welche auf dem Tisch auf Rädern 20, 21 so gelagert sind, daß der Schirm um seine zentrale Achse gedreht werden kann. Dazu ist ein Motor 22 mit einem Antriebsrad 23 vorgesehen. Zur Überwachung der Bedampfung ist eine Lichtquelle 24 vorgesehen, vor welcher ein Strahl durch das Substrat 18 hindurch in eine Meßzelle 26 fällt, die ihrerseits über eineThe arrangement 7 to 10 can be produced by attaching a luminous crystal 7 to the outside of part 2 of the image intensifier will. In FIG. 2, the subsequently attachable luminous crystal 7 is omitted and only one substrate in a vacuum bell 13 housed, which rests on a table 14 which is pierced by a vacuum line 15. Next to line 15 there are evaporators 16 for the metal and 17 for the carbon and at a distance therefrom a carrier 18, which the Front wall 8 of part 2 according to FIG. 1 corresponds. The carrier is spaced from the evaporators 16 and 17 by carrier 19 held, which are mounted on the table on wheels 20, 21 so that the screen can be rotated about its central axis can. A motor 22 with a drive wheel 23 is provided for this purpose. A light source 24 is used to monitor the vapor deposition provided, in front of which a beam falls through the substrate 18 into a measuring cell 26, which in turn via a
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Leitung 27 nit einem anzeigenden Meßgerät 23 verbunden ist. In ähnlicher Weise kaiin bei Verwendung eines undurchlässigen Substrates außerhalb des das Substrat treffenden DaiLpistraliles ein Spiegel 29 angeordnet sein, der eine Abschirmung 30 gegenüber den Verdampfern 16, 17 aufweist, an welchen sich ein durchsichtiger Hilfsträger 31 befindet. Zur Messung ist auch hier eine Lichtquelle 25 vorgesehen, die den Hilfsträger 31 durchstrahlt und über den Spiegel in eine Meßzel?e 26' fällt, die der Meßzelle 26 entspricht und welche auch die entsprechenden Folgeelemente entsprechend 27 und 28 aufweist.Line 27 is connected to an indicating measuring device 23. Similarly, kaiin when using an impermeable Substrate outside of the DaiLpistralile that hits the substrate a mirror 29 can be arranged, which has a shield 30 against the evaporators 16, 17, on which a transparent auxiliary carrier 31 is located. Here, too, a light source 25 is provided for the measurement, which the auxiliary carrier 31 shines through and falls through the mirror into a measuring cell 26 ', which corresponds to the measuring cell 26 and which also has the corresponding follow-up elements corresponding to 27 and 28.
Z.ir Herstellung einer transparenten Metallschicht wird der transparente Träger 18 zuerst vom Bedampfer 17 aus mit Kohlenstoff belegt, die insbesondere auch durch Drehung des Substrates sehr gleichmäßig herstellbar ist, wenn die Bedampfung so geleitet wird, daß der Rückgang der Durchlässigkeit pro Sekunde höchstens 1 % beträgt. Ist dann eine Verminderung der Durchlässigkeit um 15 % erreicht, so vird der Kohlenstoffbedampfer ausgeschaltet. Für eine spa Lere Herstellung von Fotokathoden können derart vorbereitete Schirme au'C dem Hochvakuum ausgebaut und zur weiteren Herstellung von Bildverstärkern verwendet werden, bei denen dann zum Abschluß der Montage im späteren Röhrenkolben die Formierung der Fotokathode erfolgt. Dies kann dadurch erfolgen, daß dann erst die Bedampfung mit Antinon erfolgt und daraufhin eine Aktivierung mit Cäsium.To produce a transparent metal layer, the transparent carrier 18 is first coated with carbon from the steam generator 17, which can be produced very evenly in particular by rotating the substrate if the steaming is conducted in such a way that the decrease in permeability per second is at most 1 %. amounts to. If the permeability is then reduced by 15 % , the carbon evaporator is switched off. For a more efficient production of photocathodes, screens prepared in this way can be removed from the high vacuum and used for the further production of image intensifiers, in which the photocathode is then formed at the end of the assembly in the later tubular bulb. This can be done by first applying Antinon vapor and then activating it with cesium.
Zur Herstellung transparenter Leuchtschichten aus aufgedampftem Metall braucht der Träger 18 nicht erst aus der Glocke 13 ausgebaut zu werden. Es genügt vielmehr, im Anschluß an das Abstellen des Graphitbedampfers 17 den Bedampfer 16 für Titan, d.h. also den Metallbedampf er 16, in Betrieb zu set?:en. Eine transparente Leichtschicht wird dann schon erhalten, wenn die Beschichtung mit Metall, ausgehend von einer Transparenz T= 100 %, ein T = 85 % erreicht hat. Nach bisher bekanntenIn order to produce transparent luminous layers from vapor-deposited metal, the carrier 18 does not need to be removed from the bell 13 first. Rather, it is sufficient, after the graphite vaporiser 17 has been switched off, to put the vaporiser 16 for titanium, that is to say the metal vapor deposition 16, into operation. A transparent light layer is obtained when the coating with metal, starting from a transparency of T = 100 %, has reached a T = 85 % . According to previously known
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Verfahren war es immer notwendig, daß mit Metall wenigstens so lange bedampft wurde, bis die Schicht ca. 30 % absorbierte, T also auf 70 % gesunken war, damit eine gleichmäßige Belegung und damit auch eine gleichmäßig verteilte, elektrische Leitfähigkeit erhalten wird.In the process, it was always necessary that metal was vaporized at least until the layer absorbed approx. 30%, i.e. T had dropped to 70% , so that an even coverage and thus an evenly distributed electrical conductivity is obtained.
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