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Verfahren zur Herstellung eines Sulfid-Überzuges an den Schirmen von Oszillographen- und Fernsehbildröhren
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Der lumineszierende Überzug von Oszillographen-und Fernsehbildröhren besteht bekanntlich im wesentlichen aus einer in besonderer Weise hergestellten Zinksulfidschicht. Bisher wurde diese Schicht auf die Glasfläche des Kolbens dadurch aufgetragen, dass in den Kolben eine sogenannte Abscheidungsflüssigkeit eingegossen wird, die die zu überziehende Oberfläche in einer Höhe von wenigstens 8 bis 10 cm bedeckt und z. B. einige Promille von Alkalierdmetallnitrat enthält. Diese Schicht wird im allgemeinen Kissen und die zu ihrer Herstellung dienende Flüssigkeit Kissenflüssigkeit genannt.
Auf diese Flüssigkeitsschicht wird der entsprechend vorbehandelte Lumineszenzstoff, z. B. eine Zinksulfidsuspension gegossen. In der Kissenflüssigkeit verteilt sich das Zinksulfid gleichmässig und scheidet sich in etwa 15 bis 30 min an der Glaskolbenoberfläche ab. Nach dem Trocknen wird diese Schicht angefeuchtet und mit einer feinen Lackschicht überzogen. Auf die getrocknete Lackschicht wird eine Aluminiumschicht aufgedampft.
Dieses bekannte Verfahren hat zahlreiche wesentliche Einzelheiten, von deren präziser Einhaltung die Qualität des Überzuges abhängig ist. So ist z. B. der Effekt von in der Zinksulfidsuspension im allgemeinen als Koagulierungsmittel anwesendem Wasserglas von Bedeutung. Das Wasserglas tritt mit den in der Kissenflüssigkeit gelösten Erdalkalimetallsalzen (z. B. Bariumnitrat und Strontiumnitrat) in Reaktion und durch die gefällte Kieselsäure werden die Sulfidkörnchen miteinander und mit der Röhrenkolbenoberfläche verbunden.
Diese geringe Menge von Kieselsäure (etwa ein Hundertstel Prozent) hat nur dann eine Wirkung, wenn die Verunreinigungskonzentration des verwendeten Wassers wenigstens um zwei Grössenordnungen geringer ist als die Kieselsäurekonzentration, da im entgegengesetzten Fall die im Wasser enthaltenen Verunreinigungen die Wirkung des Koagulierungsmittels herabsetzen. Ein Nachteil des Verfahrens besteht daher im Wasserbedarf. Für jedes Gramm Zinksulfid muss etwa die tausendfache Wassermenge gerechnet werden. Die Anforderungen an die Qualität des Wassers können darüber hinaus nur verhältnismässig umständlich und kostspielig erfüllt werden. Bei der Aufarbeitung von Naturwasser ist zur Entfernung der als Folge industrieller Produktion auftretenden organischen Verunreinigungen immer eine in mehreren Stufen arbeitende Wasseraufbereitungsanlage nötig.
Ferner sind die im Wasser vorhandenen organischen Substanzen auch in Ionenaustauschern nachteilig, da sie deren Wirkungsgrad herabsetzen.
Eine weitere Schwierigkeit liegt in der Notwendigkeit der Vorbehandlung der Lumineszenzstoffe, um deren Abscheidung zu verbessern. Die Oberfläche des Lumineszenzstoffes wird mit einer dünnen Schicht von Berylliumoxyd überzogen oder einer Behandlung mit Magnesiumphosphat oder Silikat unterworfen. Erst nach dieser Oberflächenbehandlung verteilt sich der Lumineszenzstoff in der
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Kissenflüssigkeit gleichmässig und ist gut abscheidbar. Natürlich werden durch diese Behandlung die
Kosten des Lumineszenzstoffes und damit des gesamten Überzuges erhöht.
Die Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, die geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten zu vermeiden und insbesondere die Anforderungen an den Reinheitsgrad des zur überzugsherstellung verwendeten Wassers herabzusetzen. Weiters setzt sich die Erfindung zur Aufgabe, die schädliche
Einwirkung der beim Abscheidungsprozess auftretenden organischen Verunreinigungen zu vermindern.
Weiters soll eine Agglomeration der feinen Körnchen des Lumineszenzstoffes beseitigt werden.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Sulfid-Überzuges an den
Schirmen von Oszillographen-und Fernsehbildröhren mittels Abscheidung, bei welchem in den Kolben ein Erdalkalimetallnitrat enthaltende Kissenflüssigkeit gegossen wird und sodann nach Zugabe einer aus
Alkaliwasserglas und Lumineszenzstoff bestehenden Suspension die üblichen Abschlussprozesse wie
Abgiessen, Trocknen, Filmbildung, Bildung des Aluminiumüberzuges nach Abscheidung des Sulfids durchgeführt werden. Ausgehend hievon besteht das erfindungsgemässe Verfahren darin, dass der den
Lumineszenzstoff enthaltenden Suspension vor dem Eingiessen in den Kolben 0, 01 bis 50 mg/l kapillaraktiver Stoff, z. B. Alkalisalze von Fettalkoholsulfatsäure zugesetzt werden.
Im Laufe von Versuchen wurde gefunden, dass, wenn der Suspension ein oder mehrere kapillaraktive Stoffe, z. B. Alkalisalze von Fettalkoholsulfonsäure, insbesondere deren Natriumsalze, in geringer, etwa 10-4%figer Konzentration zugesetzt werden, nicht nur die Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt und die Benetzungsfähigkeit und Dispersionsfähigkeit des Überzuges erhöht wird, sondern auch weitere zahlreiche vorteilhafte Effekte auftreten. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass das erfindungsgemässe Verfahren wesentlich geringere Ansprüche an die Wasserreinheit als die bisher bekannten Verfahren stellt. Selbst mit Wasser von einem organischen Stoffgehalt von 5 bis 20 mg/l konnte ein den Anforderungen entsprechender Überzug hergestellt werden.
Ferner hat es sich herausgestellt, dass die bei den bekannten Herstellungsverfahren zumeist auftretende Agglomeration der feinen Fraktionen des Lumineszenzstoffes (Zinksulfid) ausbleibt. Dies ist deshalb von besonderem Vorteil, da bei den bisher üblichen Verfahren die agglomerierten Lumineszenzstoffknoten am Schirm nicht in ausreichendem Masse haften blieben und daher nach einiger Zeit abfielen und ein Loch in der Lumineszenzstoffschicht am Schirm verursachten. Ferner wurde gefunden, dass die Nachbehandlung der Lumineszenzstoffe (Behandlung mit Beryllium, Silikat, Phosphat) vermieden werden kann, da auch aus nachbehandlungsfreien Lumineszenzstoffen zufriedenstellende überzüge erhalten werden können.
Im Hinblick darauf, dass durch die Oberflächennachbehandlung des Lumineszenzstoffes eine Oberflächenschicht entsteht, die hinsichtlich der Lumineszenz unwirksam ist, wird durch die Vermeidung der Ausbildung einer solchen Schicht eine Erhöhung der Lichtausbeute erzielt.
Vorzugsweise wird im Rahmen der Erfindung der kapillaraktive Stoff der den Leuchtstoff enthaltenden Suspension zugesetzt, kann jedoch auch der Kissenflüssigkeit oder der Wasserglaslösung oder auch zweien dieser Lösungen oder allen drei Lösungen zugesetzt werden.
Im folgenden sei die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert.
Beispiel l : Beim Auftragen einer ZnS-Schicht auf den 3"-Schirm einer Oszillographenröhre werden auf die in bekannter Weise mit verdünnter HF-Säure gereinigte Kolbenfläche 300 ml einer 0, 03% Ba (NOs) 2-Lösung geschüttet. Auf dieses Kissen wird durch einen Trichter eine Suspension gegossen, die aus 50 ml 3% igem Kalium-Wasserglas, 2 mg Fettalkoholsulfonat und 0, 5 g Lumineszenzstoff (ZnS) besteht.
Die Abscheidung wird 30 min lang durchgeführt, sodann wird die Abscheidungsflüssigkeit entfernt und der Schirm dem bereits beschriebenen Abschlussverfahren unterworfen.
Beispiel 2 : Zur Auftragung eines Überzuges auf einen 23"-Fernsehbildschirm werden nach der im vorangehenden Beispiel beschriebenen Reinigung dem Kolben 16 I einer 0, 02% igen Sr (NN03) 2-Lösung zugegossen, sodann in der beschriebenen Weise auf die Kissenflüssigkeit eine aus 1800 ml Wasser, 210 ml 30%obigem Kaliumwasserglas, und 50 mg Fettalkoholsulfat und 6 g ZnS bestehende Suspension geschüttet. Nach einer Abscheidungszeit von etwa 15 min werden die eingangs beschriebenen Abschlussverfahrensschritte durchgeführt.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann in unerwarteter Weise mit Wasser geringeren Reinheitsgrades, aus nicht nachbehandeltem Lumineszenzstoffen mit Sulfidgehalt, ein hinsichtlich der Leuchteigenschaft verbesserter Überzug hergestellt werden. Der Überzug neigt nicht zur Agglomeration, ist gleichmässiger und besitzt einen geringen Bindemittelbedarf.