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Die Erfindung steht in Zusammenhang mit dem Auftragen der Leuchtstoffschicht auf dem Bildschirm von
Kathodenstrahlröhren, beispielsweise Fernseh-Bildröhren und betrifft das Entfernen der organischen
Verunreinigungen des beim Abscheiden des Leuchtstoffes zu verwendenden, bereits ionenausgetauschten Wassers.
Vor eingehender Erörterung des Wesens der Erfindung wird kurz der technische Hintergrund beschrieben.
Die Technologie der Herstellung der Leuchtstoffschicht auf dem Bildschirm von Kathodenstrahlröhren und (weiss-schwarzen) Fernseh-Bildröhren ist wie folgt : In dem an der zu beschichtenden Glasfläche entsprechend gereinigten Kolben wird eine etwa 10 cm dicke Wasserschicht aus ionenausgetauschtem Wasser gebildet, in welche die Suspension aus lumineszentem, z. B. mit Ag aktiviertem Zinksulfid eingeführt wird. Aus der "Kissen" genannten Wasserschicht wird das ZnS gleichmässig am Bildschirm abgeschieden. Ausreichend starkes Haften des
ZnS auf den Bildschirm wird durch die sich aus dem in der Suspension gelösten Alkaliwasserglas unter
Einwirkung eines Koagulators, z. B. Sr-Azetat, ausscheidende Kieselsäure gesichert.
Nach dem Abscheiden der
ZnS-Schicht wird die sich über dieser Schicht befindende Wasserschicht entfernt. Die trockene ZnS-Schicht wird sodann mit einer Lackschicht überzogen, auf welche ebenfalls nach Trocknen ein Al-Film im Vakuum aufgedampft wird. Sodann wird der Lack durch Wärmebehandlung in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa
4000C verbrannt.
Das beschriebene Verfahren weist jedoch zahlreiche Nachteile auf. Auf einige davon soll hier näher eingegangen werden. Die Leuchtdichte des von der Bildröhre erzeugten Bildes hängt von mehreren Faktoren ab.
Der wichtigste dieser ist der Wirkungsgrad des verwendeten Leuchtstoffes. Der Wirkungsgrad von ZnS wird beim
Auftragen der Leuchtstoffschicht jedoch durch die Kieselsäure herabgesetzt, jedoch ist Kieselsäure wieder zur
Sicherung des erforderlichen Haftens des Leuchtstoffes am Bildschirm unbedingt erforderlich. Diese Kieselsäure bildet aber an der Oberfläche der Leuchtstoffkörnchen eine nicht leuchtende sogenannte tote Schicht und verschlingt einen Teil der Energie der auftreffenden Elektronen. Ein anderer den Wirkungsgrad vermindernder Falctor besteht in der Wirkung der bei der Herstellung unvermeidlichen Verunreinigungen der Leuchtstoffschicht.
Bei der Herstellung von lumineszenten Stoffen sind-wie bekannt-Stoffe ausserordentlich hoher Reinheit erforderlich. In der Grössenordnung von nur 10-2% anwesende Verunreinigungen beeinträchtigen die Farbe, das Nachleuchten und den Wirkungsgrad des Leuchtstoffes im wesentlichen Masse.
Bei der Abscheidung vom lumineszenten ZnS beträgt die Gewichtsmenge des als "Kissen" verwendeten Wassers etwa das 1000-fache der Gewichtsmenge an ZnS. Dies bedeutet, dass bei Herstellung der
Leuchtstoffschicht eine grosse Menge an ionenausgetauschtem Wasser notwendig ist. Die Ionenaustauscher entfernen jedoch nur die anorganischen Komponenten vom als Ausgangsmaterial verwendeten Leitungswasser.
Die Verunreinigungen organischen Ursprungs werden nicht entfernt, jedoch wird durch dieselben nicht nur die Qualität des bei der Abscheidung als "Kissen" verwendeten Wassers herabgesetzt, sondern es wird auch der Ionenaustauscher in kurzer Zeit betriebsunfähig. Die auf dem meistverwendeten Ionenaustauschharz haftenden schleimigen organischen Stoffe verdecken die aktive Fläche des Ionenaustauschharzes und können auch eine Zersetzung des Ionenaustauschharzes verursachen. Somit enthält das ionenausgetauschte Wasser stets mehr oder weniger schädliche organische Verunreinigungen. Es ist hauptsächlich den organischen Verunreinigungen zuzuschreiben, dass an der lumineszenten Schicht "farbige Punkte und Flecke" und "tropfenförmige fleckenartige"Fehler entstehen.
In der Asche des zusammen mit dem Leuchtstoff abgeschiedenen organischen Stoffes enthaltene Schwermetalle diffundieren während der Wärmebehandlung im Ofen in den Leuchtstoff und vermindern zusätzlich dessen Leuchtdichte.
Im Laufe von Versuchen, welche letzten Endes zur Erfindung führten, wurde die Ausschaltung der aufgezählten Nachteile angestrebt. Hiebei wurde ein Verfahren zur Behandlung von zur Abscheidung von luminiszenten Stoffen erforderlichem Wasser, welches bei der Herstellung von lumineszenten Schichten benötigt wird, gefunden, welches gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass ionenausgetauschtes Wasser nach Zusatz eines Koagulationsmittels (z. B. Sr-Azetat) oder ohne diesem Mittel 4 bis 24 h lang ruhengelassen wird und sodann die sich aus der Lösung ausscheidenden organischen Stoffe in bekannter Weise entfernt werden. Im Rahmen dieses einfach auszuführenden Verfahrens scheiden sich unter der Einwirkung des Koagulationsmittels die im Wasser befindlichen organischen Stoffe aus, so dass sie aus dem Wasser ohne Schwierigkeit entfernt, z.
B. abfiltriert werden können. Durch Abscheidung von lumineszentem ZnS aus der gefilterten Lösung kann eine wesentliche Verbesserung der Schirmleuchtdichte erzielt werden. Das Ruhenlassen des ionenausgetauschten Wassers während einer längeren Zeit ohne Zusatz eines Koagulationsmittels liefert nach dem Abtrennen der ausgeschiedenen Verunreinigungen bereits Wasser, mit welchem sehr gute Ergebnisse erzielt wurden. Mit durch Stehenlassen, Filtrieren, Koagulationsmittel-Zusatz und sodann erneutes Filtrieren behandeltes ionenausgetauschtes Wasser wurden die besten Resultate erreicht.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden an Hand eines Beispiels näher erläutert.
Beispiel : Aus ionenausgetauschtem Wasser wurde eine 0, 035%ige Bariumazetatlösung hergestellt.
Diese Lösung wurde 24 h stehengelassen und sodann durch eine Filterpresse gefiltert. Auf die bereits in bekannter Weise mit verdünnter HF-Lösung gereinigte Bildfläche des Kolbens einer Bildröhre von 59 cm Durchmesser wurden 18 l dieser Lösung gegossen, worauf die Suspension von lumineszentem ZnS in bekannter Weise hinzugegeben wurde.
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Die ZnS-Suspension wurde aus 11 destilliertem Wasser, 350 ml 3% igem (handelsüblichem) Kaliwasserglas und 8 g lumineszentem ZnS hergestellt. Die Abscheidungszeit betrug 15 min. Sodann wurde die überschüssige Lösung entfernt, die Lackschicht und Al-Schicht in bekannter Weise aufgetragen und zuletzt die Wärmebehandlung im Ofen durchgeführt.
Untenstehend werden kurz die durch das erfindungsgemässe Verfahren erzielten Vorteile zusammengefasst :
Die Abscheidung des Leuchtstoffes ist gleichmässiger. Die oft auftretenden "farbigen Punkte und Flecken" sowie "tropfenförmige fleckenartige" Fehler werden ausgeschaltet.
Ein im voraus nicht absehbarer Effekt des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt sich in der 15 bis 20% igen Erhöhung der Leuchtdichte von unter Verwendung in erfindungsgemässer Weise gereinigten Wassers bei der Herstellung der Leuchtstoffschichten in Bildröhren. Somit eignen sich solche Bildröhren auch für die Verwendung bei Tageslicht. Interessanterweise wird auch die Lebensdauer der Leuchtstoffschicht der Bildröhre erhöht, da der Bildschirm bei relativ kleiner Kathodenbeanspruchung-was einer Lebensdauerverlängerung entspricht-ein gut geniessbares Bild liefert.
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The invention is related to the application of the phosphor layer on the screen of
Cathode ray tubes, such as television picture tubes and relates to the removal of the organic
Impurities in the already ion-exchanged water to be used when depositing the phosphor.
Before discussing the nature of the invention in detail, the technical background will be briefly described.
The technology used to manufacture the phosphor layer on the screen of cathode ray tubes and (white-black) television picture tubes is as follows: In the flask, which has been appropriately cleaned on the glass surface to be coated, an approximately 10 cm thick layer of ion-exchanged water is formed into which the suspension is formed from luminescent, e.g. B. is introduced with Ag activated zinc sulfide. The ZnS is deposited evenly on the screen from the layer of water known as the "pillow". Sufficiently strong adhesion of the
ZnS on the screen is taken from the alkali water glass dissolved in the suspension
Exposure to a coagulator, e.g. B. Sr acetate, securing precipitating silica.
After depositing the
ZnS layer, the water layer above this layer is removed. The dry ZnS layer is then coated with a layer of lacquer, onto which an aluminum film is evaporated in vacuo, also after drying. The paint is then heat treated in an oven at a temperature of about
4000C burned.
However, the method described has numerous disadvantages. Some of them will be discussed in more detail here. The luminance of the picture produced by the picture tube depends on several factors.
The most important of these is the efficiency of the phosphor used. The efficiency of ZnS is at
Application of the phosphor layer, however, is reduced by the silica, but silica is used again
It is essential to ensure that the fluorescent material adheres to the screen. However, this silica forms a non-luminous so-called dead layer on the surface of the phosphor granules and devours part of the energy of the electrons that strike. Another falctor which reduces the efficiency consists in the effect of the impurities in the phosphor layer which are unavoidable during manufacture.
In the production of luminescent substances, as is known, substances of extremely high purity are required. Impurities in the order of magnitude of only 10-2% affect the color, the afterglow and the efficiency of the fluorescent material essentially.
When luminescent ZnS is deposited, the amount by weight of the water used as a "cushion" is about 1000 times the amount by weight of ZnS. This means that when making the
Phosphor layer a large amount of ion-exchanged water is necessary. The ion exchangers only remove the inorganic components from the tap water used as the starting material.
The contaminants of organic origin are not removed, but they not only reduce the quality of the water used as a "cushion" during the separation, but also make the ion exchanger inoperable in a short time. The slimy organic substances adhering to the most commonly used ion exchange resin cover the active surface of the ion exchange resin and can also cause the ion exchange resin to decompose. The ion-exchanged water thus always contains more or less harmful organic impurities. It is mainly due to organic impurities that "colored dots and spots" and "teardrop-shaped speckle-like" defects appear on the luminescent layer.
Heavy metals contained in the ashes of the organic substance deposited together with the phosphor diffuse into the phosphor during the heat treatment in the furnace and additionally reduce its luminance.
In the course of experiments which ultimately led to the invention, the elimination of the disadvantages listed was sought. A method for treating the water required for the deposition of luminescent substances, which is required in the production of luminescent layers, has been found, which is characterized according to the invention in that ion-exchanged water after the addition of a coagulant (e.g. Sr acetate ) or is left to rest for 4 to 24 hours without this agent and then the organic substances excreted from the solution are removed in a known manner. In the context of this easy-to-perform process, the organic substances in the water are excreted under the action of the coagulant, so that they are removed from the water without difficulty, e.g.
B. can be filtered off. By depositing luminescent ZnS from the filtered solution, a significant improvement in the screen luminance can be achieved. Leaving the ion-exchanged water to rest for a longer period of time without the addition of a coagulant already provides water after the separated impurities have been separated, with which very good results have been achieved. Ion-exchanged water treated by standing, filtering, adding coagulant and then filtering again gave the best results.
The method according to the invention is explained in more detail below using an example.
Example: A 0.035% barium acetate solution was prepared from ion-exchanged water.
This solution was allowed to stand for 24 hours and then filtered through a filter press. 18 l of this solution were poured onto the image area of the flask of a picture tube 59 cm in diameter, which had already been cleaned in a known manner with dilute HF solution, whereupon the suspension of luminescent ZnS was added in a known manner.
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The ZnS suspension was prepared from 1 liter of distilled water, 350 ml of 3% strength (commercially available) potassium water glass and 8 g of luminescent ZnS. The deposition time was 15 minutes. The excess solution was then removed, the lacquer layer and Al layer applied in a known manner and finally the heat treatment was carried out in the oven.
The advantages achieved by the method according to the invention are briefly summarized below:
The deposition of the phosphor is more even. The frequently occurring "colored dots and spots" as well as "drop-shaped speckle-like" errors are eliminated.
An effect of the process according to the invention that cannot be foreseen in advance is shown in the 15 to 20% increase in the luminance of water purified in the manner according to the invention in the production of the phosphor layers in picture tubes. Such picture tubes are therefore also suitable for use in daylight. Interestingly, the service life of the fluorescent layer of the picture tube is also increased, since the screen delivers a picture that is easy to enjoy when the cathode is used relatively little, which corresponds to a service life extension.