DE1204337B

DE1204337B - Process for the production of a picture display screen for cathode ray tubes

Info

Publication number: DE1204337B
Application number: DEN20402A
Authority: DE
Inventors: Johannes Willem Rebel
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1960-08-06
Filing date: 1961-08-02
Publication date: 1965-11-04

Description

Verfahren zur Herstellung eines Bildwiedergabeschirmes für Kathodenstrahlröhren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bildwiedergabeschirmes für Kathodenstrahlröhren, bei dem mindestens zwei bei Elektronenanregung in verschiedenen Farben aufleuchtende Leuchtstoffe in voneinander getrennten Oberflächenbezirken auf einem durchsichtigen Träger aufgebracht werden, wobei zum Anbringen des letzten Leuchtstoffes ein durch Bestrahlen härtbares Bindemittel verwendet wird, das in Lösung auf die bereits mit den Oberflächenbezirken versehene Trägeroberfläche gleichmäßig aufgebracht wird, wonach die Lösung getrocknet und der Einwirkung härtender Strahlung ausgesetzt wird.Process for the production of a picture display screen for cathode ray tubes The invention relates to a method of manufacturing an image display screen for cathode ray tubes, in which at least two when excited by electrons in different Colors of luminous phosphors in separate surface areas can be applied to a transparent support, the latter being attached to the Phosphor an irradiation-curable binder is used, which in Solution evenly onto the carrier surface, which has already been provided with the surface areas is applied, after which the solution is dried and exposed to curing radiation is exposed.

Zum Herstellen von Bildwiedergabeschirmen der vorstehend erwähnten Art sind mehrere Verfahren bekannt, bei denen die verschiedenfarbig aufleuchtenden Stoffe mit Hilfe einer Anzahl von Arbeitsgängen nacheinander aufgebracht werden, die für jeden Stoff wiederholt werden. Es wurde z. B. vorgeschlagen, die Stoffe mit Druckverfahren, z. B. Siebdruck, anzubringen. Andere Verfahren benutzen ein lichtempfindliches Bindemittel, d. h. einen Stoff, der nach Belichtung mit härtender Strahlung in einem bestimmten Lösungsmittel nicht mehr in Lösung geht. Eines dieser Verfahren wird nachstehend kurz beschrieben.Several methods are known for producing picture display screens of the type mentioned above, in which the substances which light up in different colors are applied one after the other by means of a number of operations which are repeated for each substance. It was z. B. proposed that the fabrics with printing process, z. B. screen printing to be attached. Other methods use a photosensitive binder, d. H. a substance that no longer dissolves in a certain solvent after exposure to curing radiation. One of these methods is briefly described below.

Auf dem Träger wird eine Schicht eines lichtempfindlichen Bindemittels in einer Lösung, die meist auch einen Sensibilisator enthält, angebracht. Nachdem die aufgebrachte Schicht getrocknet ist, wirkt man von der dem Träger abgewandten Seite der Schicht her die härtende Strahlung auf diejenigen Flächenelemente, die mit dem Leuchtstoff bedeckt werden sollen. An den betreffenden Stellen wird das Bindemittel in einem bestimmten Lösungsmittel unlöslich. Das Lösungsmittel braucht dabei nicht das gleiche wie das zu sein, in dem das Bindemittel vorher gelöst war. Wenn die Belichtung nicht zu lange fortgesetzt wird, bleibt das Bindemittel an den belichteten Stellen etwas klebrig. Bringt man jetzt auf der Schicht nach der Belichtung eine Suspension des Leuchtmaterials in einem geeigneten Mittel gleichmäßig auf, so haftet dieses Material nur an den klebrigen Teilen. Dann wird mit dem Lösungsmittel für das Bindemittel das nicht belichtete Bindemittel weggewaschen. Dabei -verschwindet zu gleicher Zeit sämtliches nicht haftendes Leuchtmaterial. So ergibt sich ein Träger, der an getrennten Flächenelementen mit Leuchtstoff bedeckt ist, der mit dem Bindemittel verbunden ist.A layer of a photosensitive binder is applied to the support in a solution that usually also contains a sensitizer. After this the applied layer has dried, one acts from the one facing away from the carrier Side of the layer ago the curing radiation on those surface elements that to be covered with the phosphor. In the relevant places that will Binder insoluble in a certain solvent. The solvent needs while not being the same as what the binder was previously dissolved in. If the exposure is not continued for too long, the binder will stick to the exposed areas a bit sticky. Now brings one on top of the layer after exposure a suspension of the luminous material evenly in a suitable medium, so this material only sticks to the sticky parts. Then using the solvent for the binder, the unexposed binder was washed away. It disappears at the same time all non-adhesive luminous material. So there is a carrier, which is covered with luminescent material on separate surface elements, which is covered with the binding agent connected is.

Bei einer Variante dieses Verfahrens wird umnittelbar nach der Belichtung der Bindemittelschicht das unbelichtete Bindemittel mit dem Lösungsmittel weggewaschen. Es bleibt ein Träger übrig, der an getrennten Flächenelementen mit klebrigem Bindemittel bedeckt ist. Wird dann eine Suspension eines Leuchtmaterials in einem geeigneten Mittel aufgebracht, so haftet der Leuchtstoff an den mit klebrigem Bindemittel bedeckten Flächenelementen. Der Überschuß an Leuchtstoff wird danach weggewaschen.In a variant of this process, it can be diverted after exposure the binder layer washed away the unexposed binder with the solvent. What remains is a carrier, which is attached to separate surface elements with an adhesive binder is covered. Then a suspension of a luminous material in a suitable Applied agent, the phosphor adheres to those covered with tacky binder Surface elements. The excess of phosphor is then washed away.

Die gewünschte Aufteilung in Flächenelemente ergibt sich z. B. dadurch, daß man eine punktförmige Strahlungsquelle benutzt und zwischen dieser Quelle und der zu belichtenden Schicht eine Maske anbringt, in der sich öffnungen mit der gleichen Form und Verteilung wie die gewünschten getrennten Flächenelemente, die mit diesen Leuchtstoffen bedeckt werden sollen, befinden, z. B. runde Löcher, wenn ein Muster aus kreisförmigen Punkten erwünscht wird.The desired division into surface elements results, for. B. by that a point source of radiation is used and between this source and the layer to be exposed attaches a mask in which openings with the same Shape and distribution as the desired separate surface elements that go with these Phosphors to be covered are located, e.g. B. round holes if a pattern of circular points is desired.

Auf den Flächenelementen des Trägers, auf denen sich nach den vorstehend beschriebenen Bearbeitungen kein Leuchtmaterial befindet, kann man einen zweiten und dann gegebenenfalls weitere Leuchtstoffe in gewünschter Verteilung dadurch aufbringen, daß die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge wiederholt werden. Auf diese Weise ist es z. B. möglich, einen für das Farbfernsehen üblichen Schirm mit drei verschiedenfarbig aufleuchtenden Stoffen herzustellen, bei dem die getrennten Oberflächenbezirke kreisförmige gleich große Punkte sind, die sich in möglichst dichter Stapelung aneinander anschließen und gleichsam dreieckige Elemente bilden, wobei sieh in jedem Eckpunkt ein verschiedenfarbig aufleuchtender Stoff befindet.On the surface elements of the carrier on which according to the above If there is no luminescent material in the processing described, a second one can be used and then, if necessary, apply further phosphors in the desired distribution, that the operations described above are repeated. In this way is it z. B. possible, a usual color television screen with three different colors to produce luminous substances in which the separate surface areas are circular are points of the same size that are stacked as closely as possible next to one another and form triangular elements, as it were, where look at each corner point a different colored light-up fabric is located.

Es ist allgemein üblich, auf diese Weise drei Stoffe, die rot, grün bzw. blau aufleuchten, mit einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol als Bindemittel anzubringen, wobei ein Bichromat, z.B. Ammoniumbichromat, als Sensibilisator Verwendung findet. Eine getrocknete Schicht dieser Suspension läßt sich durch Belichtung mit einer Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 360 und 500 mR aushärten, wonach das Bindemittel in Wasser oder Alkohol nicht mehr in Lösung geht.It is common practice to apply three substances that light up red, green or blue in this way with an aqueous solution of polyvinyl alcohol as a binder, a bichromate, for example ammonium dichromate, being used as a sensitizer. A dried layer of this suspension can be hardened by exposure to radiation with a wavelength between 360 and 500 mR, after which the binder no longer dissolves in water or alcohol.

Bei allen bekannten Verfahren ist es nur möglich, auch den letzten Leuchtstoff in getrennten Oberflächenbezirken aufzubringen, die andere Oberflächenbezirke im äußersten Fall berühren. Zwischen den Leuchtbezirken bleiben dann aber viele Lücken übrig, an denen der Träger unbedeckt bleibt. Durch diese Lücken tritt dann Kathodenlicht aus, das den Bildkontrast verschlechtert.With all known methods, it is only possible to include the last one To apply phosphor in separate surface areas, the other surface areas in the extreme case touch. But then many remain between the luminous districts Gaps left where the carrier remains uncovered. Then step through these gaps Cathode light off, which worsens the image contrast.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der zuletzt aufzubringende Leuchtstoff und das Bindemittel auf die gesamte Oberfläche des Trägers aufgebracht werden, daß die Erhärtung des Bindemittels durch den Träger mit einer Strahlung solcher Wellenlänge durchgeführt wird, die von den bereits aufgebrachten Leuchtstoffen absorbiert wird, und daß danach das an den unbelichteten Stellen sich befindende Bindemittel und der an den gleichen Stellen nicht haftende, zuletzt aufgebrachte Leuchtstoff entfernt werden.These disadvantages are avoided according to the invention in that the last to be applied phosphor and the binder on the entire surface of the carrier are applied that the hardening of the binder through the carrier is carried out with a radiation of such a wavelength that of the already applied Phosphors is absorbed, and that afterwards that in the unexposed areas and the last applied binder that does not adhere to the same places Fluorescent material can be removed.

Um die nachfolgende Beschreibung nicht unnötig zu komplizieren, wird von der Voraussetzung ausgegangen, daß nur zwei Leuchtstoffe, die als erster Stoff und als letzter Stoff bezeichnet werden, angebracht werden müssen. Außerdem ist es schwierig, ein geeignetes Bindemittel zu finden, wenn einer der Leuchtstoffe eine hohe Absorption für die härtende Strahlung aufweist.In order not to unnecessarily complicate the following description, assumed that only two phosphors, as the first substance and designated as the last substance must be attached. Also is it is difficult to find a suitable binder when using one of the phosphors has a high absorption for the curing radiation.

Der erste Leuchtstoff wird in gewünschter Verteilung auf bekannte Weise auf voneinander getrennte Oberflächenbezirke des Trägers aufgebracht. Dann wird der Träger mit den auf ihm angebrachten getrennten Oberflächenbezirken des ersten Leuchtstoffes mit einer Schicht einer Lösung eines lichtempfindlichen Bindemittels überzogen, die anschließend getrocknet wird. Bei der nachfolgenden durch den Träger hindurch erfolgenden Belichtung werden diejenigen Teile der Bindemittelschicht, die sich unmittelbar auf dem Träger befinden, unlöslich; diejenigen Teile, die sich über den bereits angebrachten Leuchtstoffbezirken befinden, bleiben löslich, weil diese Leuchtstoffe die härtende Strahlung absorbieren. An den Leuchtstoffbezirken kann infolgedessen der zuletzt anzubringende Leuchtstoff nicht haften.The first phosphor is known in the desired distribution Way applied to separate surface areas of the carrier. then the carrier with the separate surface areas of the first phosphor with a layer of a solution of a photosensitive binder coated, which is then dried. In the case of the following by the carrier through exposure are those parts of the binder layer, which are directly on the carrier, insoluble; those parts that are are located above the fluorescent areas already attached, remain soluble because these phosphors absorb the curing radiation. At the fluorescent districts as a result, the phosphor to be applied last cannot adhere.

Die Anbringung des letzten Leuchtstoffes kann weiter verschiedenartig erfolgen.The attachment of the last phosphor can also be carried out in various ways take place.

Man kann, wie vorstehend erwähnt, das Bindemittel so lange belichten, daß die belichteten Teile, d. h. die Teile, die sich zwischen den bereits vorhandenen getrennten Oberflächenbezirken des ersten Leuchtstoffes beflnden, etwas klebrig sind. Dadurch kann man, wie auch vorstehend beschrieben, die Leuchtstoffe auf zwei Weisen an die dazu bestimmten Stellen heften und das belichtete Bindemittel entfernen.As mentioned above, the binder can be exposed to light for so long that the exposed parts, i. H. the parts that are located between the already existing separate surface areas of the first phosphor are somewhat sticky. In this way, as also described above, the phosphors can be attached to the intended locations in two ways and the exposed binder can be removed.

Man kann auch den anzubringenden letzten Leuchtstoff in der Lösung des Bindemittels suspendieren. Bei der Belichtung durch den Träger hindurch, die diffus sein kann, wird wiederum nur an den Stellen das Bindemittel ausgehärtet, die sich auf dem Träger zwischen den getrennten Oberflächenbezirken des bereits vorher angebrachten ersten Leuchtstoffes befinden. Wenn nach der Belichtung mit dem Lösungsmittel für das unbelichtete Bindemittel gewaschen wird, wird zu gleicher Zeit das nicht haftende Leuchtmaterial entfernt.One can also add the last phosphor to be applied in the solution suspend the binder. When exposed through the carrier, the can be diffuse, the binding agent is only hardened at the points which are located on the carrier between the separate surface areas of the already previously attached first phosphor. If after exposure with the solvent for the unexposed binder is washed to be the same Time to remove the non-stick luminous material.

Das Ergebnis der vorstehend beschriebenen Verfahren ist ein Schirm, bei dem die getrennten Oberflächenbezirke des ersten Leuchtstoffes völlig vom zweiten Leuchtstoff umgeben sind. Hierin liegt der große Vorteil des Verfahrens; denn bei der Verwendung des so hergestellten Schirmes ergibt sich eine große Kontrastverbesserung des wahrgenommenen Bildes. Ein Zuschauer kann nämlich nicht länger von Kathodenlicht getroffen werden.The result of the methods described above is a screen, in which the separate surface areas of the first phosphor completely from the second Are surrounded by fluorescent material. This is the great advantage of the process; because at the use of the screen produced in this way results in a great improvement in contrast of the perceived image. A spectator can no longer benefit from cathode light to be hit.

Vorzugsweise wird die zusammengesetzte Leuchtschicht mit einer dünnen Metallschicht überzogen werden. Sind, wie bei der Herstellung nach einem der bekannten Verfahren, gewisse Teile des Trägers noch unbedeckt, so kann von außen her auf den Schirm auffallendes Licht an der Metallschicht reffektiert werden. Dadurch ergibt sich eine ernsthafte Kontrastverringerung im wahrgenommenen Bild. Bei einem mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens hergestellten Schirm ist dies unmöglich, weil der Träger vollständig von Leuchtstoffen bedeckt ist.The composite luminous layer is preferably coated with a thin one Metal layer are coated. Are as in the manufacture according to one of the well-known Procedure, certain parts of the carrier are still uncovered, can be applied from the outside Light incident on the screen can be reflected on the metal layer. This results in there is a serious decrease in contrast in the perceived image. At one with Using the method described, this is impossible because the screen produced the carrier is completely covered by phosphors.

Die Durchlässigkeit für die härtende Strahlung des zuletzt anzubringenden Leuchtstoffes spielt keine Rolle; denn die härtende Strahlung wird durch den Träger hindurchgeschickt und erreicht somit das Bindemittel für diesen letzten Stoff unmittelbar.The permeability for the curing radiation of the last to be applied Phosphor does not matter; because the curing radiation is through the wearer sent through and thus reaches the binding agent for this last substance immediately.

Das Verfahren wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 schematisch einige Ausführungsformen des Verfahrens zeigt, bei denen die nachstehend beschriebenen Bearbeitungsstufen nacheinander durchgeführt werden, während F i g. 2 einen Teil eines Querschnittes durch einen Leuchtschirm während einer der Bearbeitungsstufen darstellt.The method is explained in more detail below with reference to the drawing, in which FIG. 1 shows schematically some embodiments of the method in which the processing steps described below are carried out one after the other, while FIG. 2 shows part of a cross section through a fluorescent screen during one of the processing stages.

In F i g. 1, sind mit den Bezugsziffern die folgenden bearbeitungsstufen angegeben: 1. Anbringen getrennter Oberflächenbezirke des ersten Leuchtstoffes auf dem Träger.In Fig. 1, the following processing steps are indicated with the reference numbers: 1. Applying separate surface areas of the first phosphor on the carrier.

2. Ausbreiten einer Lösung eines lichtempfindlichen Bindemittels auf dem Träger.2. Spreading a solution of a photosensitive binder on the carrier.

3. Trocknen der Bindemittelschicht. 3. Drying the make coat.

4. Diffuse Belichtung mit härtender Strahlung durch den Träger hindurch.4. Diffuse exposure to curing radiation through the support.

5. Beseitigung unbelichteten Bindemittels und etwaigen mit dem Bindemittel gemischten Leuchtstoffen. 5. Removal of unexposed binder and any phosphors mixed with the binder.

6. Ausbreitung einer Suspension des letzten Leuchtstoffes in einem geeigneten Mittel auf dem Träger. 6. Spreading a suspension of the last phosphor in a suitable medium on the support.

7. Beseitigung des nicht haftenden, letzten Leuchtstoffüberschusses. 7. Removal of the non-adherent, last excess of fluorescent material.

8. Ausbreitung einer Suspension des lichtempfindlichen Bindemittels und des letzten Leuchtstoffes auf dem Träger. 8. Spreading of a suspension of the photosensitive binder and the last phosphor on the support.

F i g. 1 stellt drei Ausführungsformen A, B und C mit einer bestimmten Reihenfolge der vorstehend aufgeführten Arbeitsgänge dar. Die Ausführungsform C besteht aus den wenigsten Stufen und ist somit zu bevorzugen.F i g. 1 shows three embodiments A, B and C with a certain order of the operations listed above. The embodiment C consists of the fewest stages and is therefore to be preferred.

In F i g. 2 bezeichnet 9 einen Teil des z. B. aus Glas bestehenden Trägers des Leuchtschirmes. Auf diesem Träger sind die getrennten Oberflächenbezirke 10 und 11 zweier verschiedener Stoffe aufgebracht. Man kann z. B. für 10 ein grün aufleuchtendes und für 11 ein rot aufleuchtendes Material wählen. Zwischen diesen Oberflächenbezirken 1.0 und 11 muß der ganze Träger durch einen dritten Leuchtstoff, der z. B. blau aufleuchtet, bedeckt werden. Mit 12 ist die Quelle der härtenden Strahlung bezeichnet, die ein diffuses Strahlungsbündel emittiert. Auf dem Träger 9 und den Oberflächenbezirken 10 und 11 wird eine Schicht 13 ausgebreitet, die gemäß dem Schema C der F i g. 1 außer dem Bindemittel auch den zuletzt anzubringenden Leuchtstoff enthält. Die von der Quelle 12 erzeugte Strahlung kann die Schicht 13 nur zwischen den Oberflächenbezirken 10 und 11 erreichen. An den Stellen zwischen diesen Oberflächenbezirken wird das Bindemittel durch die Bestrahlung unlöslich gemacht; über den Oberflächenbezirken 10 und 11 bleibt es jedoch löslich und somit leicht entfernbar. Nach der Belichtung wird das Bindemittel und der nicht haftende Leuchtstoff der Schicht 13 an den unbelichteten Stellen, d. h. über den Oberflächenbezirken 10 und 11, entfernt. Es bleibt jedoch mit dem in ihm enthaltenden Leuchtstoff zwischen den Oberflächenbezirken 10 und 11 auf dem Träger zurück und füllt den ganzen frei gebliebenen Teil der Oberfläche des Trägers zwischen den Oberflächenbezirken aus.In Fig. 2, 9 denotes part of the z. B. made of glass support of the luminescent screen. The separate surface areas 10 and 11 of two different substances are applied to this carrier. You can z. B. Select a material that lights up green for 10 and a material that lights up red for 11. Between these surface areas 1.0 and 11 , the entire carrier must be covered by a third phosphor, which z. B. lights up blue, be covered. The source of the curing radiation is designated by 12, which emits a diffuse beam of radiation. On the support 9 and the surface areas 10 and 11 , a layer 13 is spread out according to the scheme C of FIG. 1 contains not only the binding agent but also the last phosphor to be applied. The radiation generated by the source 12 can only reach the layer 13 between the surface areas 10 and 11 . At the points between these surface areas, the binder is made insoluble by the irradiation; however, over the surface areas 10 and 11 it remains soluble and thus easily removable. After the exposure, the binder and the non-adherent phosphor of the layer 13 in the unexposed areas, i.e. H. above surface districts 10 and 11 . However, it remains with the phosphor contained in it between the surface areas 10 and 11 on the carrier and fills the entire remaining free part of the surface of the carrier between the surface areas.

Als Leuchtstoffe für eine Farbfernsehwiedergaberöhre können z. B. Verwendung finden: Für Grün ein mit Silber aktiviertes Zinkkadmiumsulphid, für Blau ein mit Silber aktiviertes Zinksulphid und für Rot ein anderes mit Silber aktiviertes Zinkkadmiumsulphid. Von diesen drei Materialien ist der blau aufleuchtende Stoff am besten für Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 360 und 500 mit durchlässig. Benutzt man somit diese Strahlung zum Härten des Bindemittels, das z. B. eine wäßrige Lösung von Polyvinylalkohol mit einem Biehromat als Sensibilisator sein kann, so wird der blau aufleuchtende Stoff als letzter aufgebracht.As phosphors for a color television display tube, for. B. Use: For green a zinc cadmium sulphide activated with silver, for blue a zinc sulphide activated with silver and for red another zinc cadmium sulphide activated with silver. Of these three materials, the substance that illuminates blue is best for radiation with a wavelength between 360 and 500 to be transparent. Thus, if this radiation is used to cure the binder, the z. B. can be an aqueous solution of polyvinyl alcohol with a Biehromat as a sensitizer, so the blue glowing substance is applied last.

Claims

Claims: 1. A method for producing a picture display screen for cathode ray tubes, in which at least two phosphors, which light up in different colors when excited by electrons, are applied in separate surface areas on a transparent substrate, a binding agent curable by radiation being used for applying the last phosphor, which is described in solution is uniformly applied to the provided already with surface areas carrier surface, after which the solution dried, and the action of curing radiation is exposed, d a d u rch g e k hen - characterized in that the last aufzubrirrgende phosphor and the binder to the entire surface of the support be applied so that the hardening of the binder is carried out by the carrier with a radiation of such a wavelength that is absorbed by the already applied phosphors, and that then the Bi located in the unexposed areas The last applied luminescent material, which does not adhere to the same places, is removed.

2. The method according spoke 1, characterized in that the last phosphor to be applied is mixed with the photosensitive binder. 3. The method according to claim 1, characterized in that a thin, electron-permeable, reflective metal layer is applied to the side of the luminescent screen facing away from the carrier.