DE3843157C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtschirmen für Kathodenstrahlröhren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist aus der EPO 1 92 301 A2 bekannt.

Bei der Herstellung von Leuchtschirmen für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Farbfernsehröhren, müssen Leuchtpigmente auf die Innenseite des Schirms in Form relativ feiner Muster aufgetragen werden. Um diese Muster zu erzeugen, geht man von den mit Hilfe der Schattenmaske leicht erhältlichen Lichtmustern aus und wandelt diese unter Einsatz lichtempfindlicher, meist organischer Stoffe oder Zubereitungen in Leuchtpigmentmuster um.
Beispielsweise kann man die Leuchtpigmente in Zubereitungen, welche durch Belichtung ihre Löslichkeit ändern, einbetten, den Schirmträger beschichten, mit dem Muster belichten und danach diejenigen Teile der Beschichtung mit einem Lösungsmittel entfernen, die kein Leuchtpigment aufweisen sollen. Bei mehrfarbigen Röhren muß dieser Prozeß für jedes Pigment gesondert durchgeführt werden. Es sind auch Stoffe und Zubereitungen bekannt, die durch Belichten klebrig werden (sog. phototackifizierbare Materialien). Diese werden bevorzugt, weil sie die Herstellung von Farbbildleuchtschirmen mittels nur einer lichtempfind­ lichen Schicht ermöglichen. In jedem Fall müssen aber vor Fertigstellung der Kathodenstrahlröhre die organischen Komponenten durch Ausheizen oder auch durch einen Löseprozeß aus der Leuchtpigmentschicht entfernt werden, um ein stabiles Vakuum in der fertigen Röhre zu sichern. Dadurch geht die Bindung der Leuchtpigmentpartikel an den Schirmträger zum größten Teil verloren und schon eine geringfügige mechanische Bean­ spruchung kann das Pigmentmuster zerstören.

Aus der EP 01 92 301-A2 ist bekannt, das Leuchtpigment nach dem Entfernen des lichtempfindlichen Materials durch Aufbringen eines alkoholischen Siliciumdioxidsols und danach einer wäßrigen Kaliummetasilikatlösung zu fixieren. Es hat sich jedoch gezeigt, daß selbst bei sorgfältiger Arbeitsweise das Leuchtpigmentmuster beschädigt werden kann, so daß dieser Prozeß für die Serien­ fertigung nicht geeignet ist. Außerdem erfordert dieses Verfahren eine sorgfältige und daher zeitraubende Trocknung vor dem Einbau des Leuchtschirms in die Kathodenstrahlröhre.

Es ist weiterhin bekannt, durch chemische Abscheidung aus der Dampfphase (CVD) Schichten aus reinem SiO₂ herzustellen. Man geht dabei beispielsweise von Siliciumtetrachlorid aus, welches bei einer Temperatur um 1000°C mit Wasser oder auch mit Wasserstoff und Sauerstoff oder Kohlendioxid umgesetzt wird. Aus den Schriften DE-AS 25 53 048 und die EP 00 15 390-B1 ist bekannt, daß man die Reaktionspartner bei der CVD nicht gleichzeitig, sondern abwechselnd auf die zu beschichtende Oberfläche einwirken läßt, wenn eine epitaktische Orientierung zum Substrat angestrebt wird. Solche Schichten mit genau festgelegter stöchiometrischer Zusammensetzung werden in der Halbleitertechnik wegen ihrer Eignung z.B. als Isolations- oder Sperrschichten angewendet. Sie können nur sehr langsam aufgebaut werden. Es war bisher nicht bekannt, Pulver auf Oberflächen mittels durch CVD abgeschiedener Beschichtungen zu fixieren. Im übrigen verbietet sich die Anwendung solcher Verfahren bei der Herstellung von Leuchtschirmen für Kathodenstrahlröhren schon deshalb, weil das als Trägermaterial dienende Glas nicht hinreichend temperaturbeständig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem das Leuchtpigmentmuster nach dem Entfernen des lichtempfindlichen Materials auf dem Schirmträger fixiert werden kann, ohne daß das Muster oder der gläserne Schirmträger beschädigt werden, welches zu Leuchtschirmen mit guten optischen Eigenschaften führt und welches ohne einen zusätzlichen Trocknungsschritt durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs beschriebene Verfahren gelöst.

Es wurde gefunden, daß sich die Leuchtpigmentmuster auf dem Bildschirmträger fixieren lassen, wenn man sie nach dem Entfernen der lichtempfindlichen Substanz bei einer Temperatur unterhalb von 300°C wiederholt abwechselnd einer Atmosphäre, die eine hydrolyse­ empfindliche gasförmige Siliciumverbindung und einer Atmosphäre, die Wasserdampf enthält, aussetzt.

Als hydrolyseempfindliche Siliciumverbindungen kommen in erster Linie solche Verbindungen in Betracht, die bei der Arbeitstemperatur einen Dampfdruck von < 30 hPa aufweisen. Beispiele für solche Verbindungen sind Siliciumtetrachlorid, Hexachlordisilan, Siliciumtetrabromid, Trichlorsilan und Tribromsilan. Für Arbeitstemperaturen unter 100°C wird Siliciumtetrachlorid bevorzugt.

Arbeitstemperatur liegt in jedem Fall unter 300°C. Dadurch wird ausgeschlossen, daß der gläserne Träger des Leuchtschirms sich verformt oder seine Härtung verliert. Es wird jedoch bevorzugt bei 20 bis 50°C gearbeitet.

Als Trägergas für die Atmosphären, welche Dämpfe der Reaktions­ partner enthalten, dient bevorzugt Luft, die vor dem Vermischen mit dem Dampf der hydrolyseempfindlichen Siliciumverbindung zweckmäßig getrocknet wird. Man kann jedoch auch beliebige andere Gase, welche hinsichtlich der Reaktionspartner im Temperaturbereich des Arbeitsverfahrens inert sind, beispielsweise Stickstoff, Argon oder auch Mischungen solcher Gase verwenden.

Es wird bevorzugt bei Normaldruck gearbeitet. Jedoch kann das Verfahren auch bei vermindertem oder erhöhtem Druck durchgeführt werden, wenn dies aus verfahrenstechnischen Gründen günstiger erscheint.

Als lichtempfindliche organische Substanzen eignen sich bevorzugt solche, die beim Belichten klebrig werden bzw. ihre anfangs vorhandene Klebrigkeit verlieren. Schichten aus diesen Substanzen können nach dem Aufbelichten des Lichtmusters durch Tonen mit dem pulverförmigen Leuchtpigment mit dem gewünschten Leuchtpigmentmuster versehen werden. Geeignete Substanzen können beispielsweise den Patentveröffentlichungen DE-OS 30 48 490 und DE 34 29 615 C1 entnommen werden.

Natürlich können die Leuchtpigmente auch mit Substanzen vermischt werden, die durch Belichtung ihre Löslichkeit in einem geeigneten Lösungsmittel ändern. Das Leuchtpigmentmuster wird in Schichten aus solchen Mischungen durch Aufbelichten des Lichtmusters und Auswaschen gebildet.

Nach der Erzeugung des Leuchtpigmentmusters werden die lichtempfindlichen organischen Substanzen entfernt. Dies kann beispielsweise bei Substanzen der DE 34 29 615 C1 durch Ausheizen unter vermindertem Druck geschehen. Man kann aber auch allgemein nach der EP 01 92 301 A2 den Dampf eines Lösungsmittels auf dem Schirm kondensieren lassen und so die organische Substanz aus der Beschichtung extrahieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, locker auf gläsernen Schirmträgern haftende Leuchtpigmente zu fixieren, ohne daß auf diese irgendwie mechanisch eingewirkt wird. Dadurch ist eine Beschädigung der Pigmentmuster ausgeschlossen.

Auch auf größeren Flächen erreicht man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine gleichmäßige Fixierung des Pulvers; dabei läßt sich die Stärke der Fixierung leicht den Bedürfnissen anpassen, indem man die Anzahl der Zyklen ändert. Im allgemeinen genügt eine geringe Zahl von Zyklen, beispielsweise 2 bis 5, um das Pigmentmuster hinreichend fest zu verankern. Ein zusätzlicher Trocknungsschritt entfällt. Aus diesen Gründen kann man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich schneller arbeiten als nach dem Stand der Technik.

Durch die Fixierung von Leuchtpigmenten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man Leuchtschirme von hoher optischer Qualität und hoher Emission.

Die Erfindung wird bei der Herstellung von Leuchtschirmen für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Farbfernsehröhren, angewendet.

Zur weitern Erläuterung der Erfindung soll das folgende Aus­ führungsbeispiel dienen.

Ein für die Herstellung des Leuchtschirms einer Farbfernsehröhre bestimmter gewölbter Glasschirm (Diagonalendurchmesser 14 inch = 356 mm) mit ebenem Rand wurde entsprechend der Beschreibung im Beispiel 4 der DE 34 29 615 C1 mit einem Linienmuster aus grün, blau und rot leuchtenden Pigmenten versehen. Anstelle des Ausheizens wurde der Schirm analog zu dem in der EP 01 92 301 - A2, S.7, beschriebenen Verfahren mit Methylethylketondampf behandelt. Der getrocknete Schirm wurde auf eine ebene Grundplatte aufgelegt, welche mit Öffnungen für die Zufuhr von Luft-Siliciumtetrachloriddampf und von feuchter Luft sowie für die Abfuhr der verbrauchten Gase versehen war und mit dem Schirm eine Reaktionskammer von etwa 4 l Inhalt bildete. Der Spalt zwischen Schirm und Grundplatte wurde mit elastischem Material abgedichtet.

Nun wurde Luft, die bei 25°C mit Siliciumtetrachloriddampf gesättigt war, 2 s lang mit etwa 2 l/min in die Reaktionskammer geblasen. Danach wurde 18 s lang Luft, die mit Wasserdampf bei 50°C gesättigt worden war, mit 5 l/min in die Reaktionskammer geleitet. Diese Sequenz wurde insgesamt dreimal wiederholt. Auf der Glasoberfläche und den Pigmentteilchen hatte sich ein Film von etwa 100 nm Dicke gebildet, durch den die Pigmentteilchen hinreichend fixiert wurden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Leuchtschirmen für Kathodenstrahl­ röhren, bei dem Muster von Leuchtpigmenten mit Hilfe von licht­ empfindlichen organischen Substanzen auf einem Schirmträger gebildet, die lichtempfindlichen Substanzen entfernt und die Leuchtpigmente durch Siliciumverbindungen auf dem Leuchtschirm­ träger fixiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen der lichtempfindlichen organischen Substanz das Leuchtpigmentmuster bei einer Temperatur unterhalb 300°C wiederholt abwechselnd einer Atmosphäre, die eine hydrolyse­ empfindliche gasförmige Siliciumverbindung und einer Atmosphäre, die Wasserdampf enthält, ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrolyseempfindliche gasförmige Siliciumverbindung Siliciumtetrachlorid-Dampf ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es bei 20 bis 50°C durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es bei Normaldruck durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtpigmentmuster mittels Substanzen erzeugt werden, die durch Belichtung ihre Klebrigkeit ändern.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtpigmentmuster mittels Substanzen erzeugt werden, die bei Belichtung ihre Löslichkeit ändern.