DE1771076B2

DE1771076B2 - Verfahren zur herstellung eines mosaikschirmes fuer eine farbfernsehroehre

Info

Publication number: DE1771076B2
Application number: DE19681771076
Authority: DE
Inventors: Edith Ellen Lancaster Pa. Mayaud (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1967-03-29
Filing date: 1968-03-29
Publication date: 1972-09-28
Also published as: FR1563268A; ES352038A1; BE713007A; US3558310A; NL6804370A; GB1180195A; DE1771076A1; AT301635B; DE1771076C3; SE330661B

Description

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Wasserbasis arbeiten und nur negativwirkende licht- gebildet werden. Wenn also die Schablone durch

empfindliche Stoffe benutzen. chemische Einwirkung entfernt wird, liegt die Unter-

Es wurde bereits früher beobachtet, daß bei Mi- lageflache in diesen Flächenbereichen frei, und die schung von lichtundurchlässigen Farben mit einem Leuchtstoffelemente können unmittelbar auf die üchtempfindlichen Material die Mischung praktisch 5 Unterlagefläche aufgebracht werden,
unempfindlich gegenüber Licht wird. Min kann an- Die Erfindung ermöglicht es, Überzüge auf Wassernehmen, daß der Farbstoff praktisch das ganze auf- basis zu benutzen, die sich zusammen mit auf Wasfallende Licht absorbiert, so daß das lichtempfind- serbasis aufgebauten neg»*ivwirkenden lichtempfindliche Matfciial durch das auffallende Licht praktisch liehen Materialien eignen. Man besitzt somit ein vollunbeeinflußt bleibt Es besteht daher ein Bedürfnis io ständig auf Wasserbasis aufgebautes Heistellungsnach einem fotografischen Prozeß zur Herstellung verfahren zur Herstellung eines grafischen Bildes,
eines Leuchtschirmes der vorliegenden Art, bei wel- Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, ehern das gewünschte Mosaik genauer herstellbar ist daß das Material, welches das endgültige grafische als bishsr und das Material der lichtabsorbierenden Bild darstellt, nicht während des fotografischen ProSchicht nicht mit dem lichtempfindlichen Material 15 zesses zur Herstellung der Schablone vorhanden ist gemischt wird, dessen Lichtempfii.JI'chke'. also nicht Die Eigenschaften des das grafische Bild darstellcnbf einträchtigt wird. den Farbstoffs oder Pigmc. .rarbstoffes und die

Die Erfindung besteht darin, daß bei *inem Ver- Eigenschaften des lichtempfindlich'-η Materials stören fahren der eingangs genannten Art zunächst auf sich also nicht gegenseitig und jedes Material kann fotografischem Wege auf dem Schirm der Fernseh- 20 unabhängig von den anderen Materialien gewählt röhre eine mit öffnungen versehene Schablone, deren werden. Es ist daher auch nicht notwendig, einen erhabene Teile den gewünschten Leuchtstoff-Mosaik- Kompromiß bezüglich der fotografischen Verteilung elementen entsprechen, erzeugt wird, daß sodann die des lichtempfindlichen Materials zu treffen oder auf Oberfläche diesel Schablone und die von der Scha- die Auflösung oder Schärfe des grafischen Büdes blone freien Flächenteile des Schirmes mit einer 35 zu verzichten, wie es bei Verfahren notwendig ist. Schicht aus lichtabsorbierendem Material bedeckt bei denen das lichtempfindliche Material mit dem werden, daß anschließend vom Schirm nur die Scha- Material des grafischen Bildes gemischt wird,
blone und der auf dieser Schablone abgelagerte licht- Das grafische Bild haftet unmittelbar an der Unterabsorbierende Überzug entfernt wird, so daß nur lageflache und nicht etwa vermöge einer durch BeFlächen und eine aus lichtabsorbierendem Material 3° lichtung des lichtempfindlichen Materials hervorbestehende Matrix, die ein Negativ der gewünschten gerufenen Änderung desselben. Die Haftung des BiI-Leuchtstoff-Mosaikelemente darstellt verbleiben, und des auf der Unterlagefläche kann also so gut wie sodann im wesentlichen die freien Flächenteile des möglich gemacht werden. Das grafische Bild berühit Schirmes in an sich bekannter Weise mit den ver- die Unterlagefläche aud nicht an denjenigen Stellen, schiedenfa big emittierenden Leuchtstoffen bedeckt 35 an denen die Fläche durch die Schablone abgedeckt werden. ist, so daß diese Stellen saubergehalten werden

Unter »Schablone« wird in diesem Zusammenhang können.

eine als Hilfsmittel dienende, bestimmte Bereiche des Das beschriebene Verfahren eignet sich für fabrika-Bildschirmes vorübergehend abdeckende Schicht ver- torische Herstellung mit Anlieferung der betreffenstanden. 40 den Stoffe durch ein Förderband und eignet sich für

Für die Schablone wird ein Material verwendet in eine laufende Produktion, da nämlich durchaus üb-

dem sich keine lichtabsorbierenden Teilchen befin- liehe Behandlungsverfahren angewendet werden und

den und das gut auf der Unterlagefläche haftet, so man nur die üblichen auf Wasserbasis aufgebauten

daß es sich bei der weiteren Behandlung nicht ver- Chemikalien verwendet.

schiebt. Die als Überzugsmaterial dienende licht- 45 In der Anwendung auf die Herstellung von Kaabsorbierende Zusammensetzung wird durch Auf- thodenstrahlröhren ist von Bedeutung, daß das Versprühen auf die Schablone aufgebracht, also nicht auf fahren nur sehr kleine Restbestände von organischen fotografischem Wege. Materialien erzeugt und diese nachträglich durch

Ein kommerrielles Verfahren zur Herstellung eines einen Erhitzungsvorgang entfernt werden können.

Mosaikschirmes für eine Farbfernsehröhre macht von 50 Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

einer fotografischen Technik Gebrauch, bei welcher F i g. 1 bis 5 beschrieben, welche sicn auf eine Her-

die Leuchtstoffpunkte mit Hilfe von mehreren Be- stellung der Stirnplatte einer Farbbildröhre beziehen.

Achtungen durch eine Viellochmaske hindurch ange- Die Fig. 1 bis 5 stellen eine Reihe von Arbeite-

bracht werden. Gemäß der Erfindung kann eine licht- vorgängen zur Herstellung einer lichtabsorbierenden

absorbierende Matrix als Teil eines Mosaikschirmes 55 Matrix auf der Innenseite der Stirnplatte einer Farb-

so hergestellt werden, daß die Matrix die einzelnen bildröhre dar, und

Leuchtstoffelemente umgibt. Hierdurch gewinnt man F i g. 6 zeigt eine Aufsicht auf eine Stirnplatte einer

einen dunklen lichtabsorbierenden Hintergrund für Farbbildröhre,

das Lumineszenzbild auf dem Schirm. Da die Erfin- Beispiel 1

dung aus einem fotografischen Prozeß der Ablage- 60

rung besteht, kann n;an unter Benutzung der gleichen F i g. 1 zeigt verschiedene vorbereitende Arbeits-Hilfsmittel sowohl das grafische Bild wie das Leucht- gänge für die fotografische Herstellung einer Schastoffmosaik herstellen. blone aus einem Polymer, und zwar durch eine öff-

Der aus einem Polymer bestehende Überzug, der nung der Maske einer Farbbildröhre hindurch,

die Schablone darstellt, wird durch Bestrahlung durch 65 Es wird zunächst die Innenfläche 21 der Stirn-

die öffnungen einer Viellochelektrode zur Bildung scheibe 23 einer Kathodenstrahlröhre gesäubert und

der Schablone auf der gleichen Unterlagefläche her- sodann mit einem Film 25 aus einem klaren lichteestellt, auf welcher später die Leuchtstoffelemente empfindlichen Stoff überzogen. Dieser lichtempfind-

liehe Stoff ist in dem hier behandelten Beispiel ein Polymer, und zwar insbesondere ein Polyvinylalkohol, welcher lösliche Dichromate enthält. Der lichtempfindliche Film wird dadurch hergestellt, daß man auf die Innenfläche 21 eine gewisse Menge einer wässerigen Lösung aufbringt, die aus etwa 2 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol und etwa 0,2 Gewichtsprozent Ammoniumdichromat in Wasser besteht. Die Stirnscheibe 23 wird gedreht und geneigt, so daß die Lösung sich gleichmäßig über die Oberfläche 21 verteilt. Während der letzten Drehungen wird die Stirnscheibe mit infrarotem Licht geheizt, so daß das Wasser verdampft und der Film 25 getrocknet wird. Mit dem Ausdruck »Film« wird im folgenden eine Schicht bezeichnet, welche keine sich über die ganze Filmdicke erstreckenden Risse besitzt.

Sodann wird eine Maske 27 oberhalb des Filmes angebracht und die aus dieser Maske und der Stirnplatte 23 bestehende Anordnung in ein sogenanntes Lichtgehäuse eingebracht. Unter einem Lichtgehäuse wird dabei ein Apparat verstanden, innerhalb dessen der lichtempfindliche Überzug auf der Stirnplatte mit ultraviolettem Licht solcher Verteilung bestrahlt wird, wie es zur Herstellung von Farbbildröhren bekannt ist. Ein hierfür geeignetes Lichtgehäuse ist in der USA.-Patentschrift 2 885 935 beschrieben. Im vorliegenden Beispiel besitzt die Maske 27 kreisrunde öffnungen 35 mit einem Durchmesser von etwa 0,25 mm und einem gegenseitigen Mittelabstand von etwa 0,5 mm in der Maskenmitte. Gegen den Rand der Maske hin nehmen die Löcher in ihrer Größe etwas ab und der gegenseitige Abstand der Löcher nimmt etwas zu. Die F i g. 1 zeigt eine Lichtquelle 29 von geringem Durchmesser, von welcher das Licht zur Belichtung des Filmes 25 ausgestrahlt wird. Die Lichtquelle 29 ist eine Projektionslampe von 100 Watt in einem Abstand von etwa 25 cm oberhalb der Maske 27. Das Licht der Lichtquelle durchsetzt ein Ultraviolettfilter mit einer Durchlässigkeit von etwa 3650 Angström. Die Dauer der Belichtung beträgt etwa 45 Sekunden.

Während der Belichtung fällt das Licht in Richtung der Pfeile 31 auf die Maske 27, so daß jede der Maskenöffnungen von einem Lichtbündel 33 durchsetzt wird. Das Lichtbündel 33 trifft auf eine Fläche 36 auf dem Film 25 auf und wandelt das Filmmaterial in ein in Wasser nicht lösliches Material um. Wegen des lichthof es in der Umgebung des Strahles 33 vergrößert sich der Durcsser dieses Strahles durch Diffusion, wie es durch linien33a to Pig. I dargestellt ist Hierdurch wird die belichtete Fläche 36 vergrößert und eine abgestufte Härtung des Filmes 25 an den Rändern der belichteten Fläche 36 erzeugt

Für die hier beschriebene Farbbildröhre wird die Belichtung durch eine Maske 27 hindurch dreimal wiederholt, wobei jedesmal die Lichtquelle in einem anderen Eckpunkt eines kleinen Dreiecks angebracht wird, dessen Fläche parallel zu der Innenfläche 21 Hegt Das licht durchsetzt also jedesmal die Maskenöffnung 35 unter einem etwas anderen Winkel und härtet den Oberzug 25 in drei voneinander getrennten Flächenbezirken. Mit 34 ist die zweite Stellung des Strahles bezeichnet und mit 34a der zugehörige Lichthof des Strahles. Die neue Lichtrichtung ist dabei durch den Pfeil 3Γ angedeutet Nachdem der F3m 25 in des drei Stellungen der Lichtquelle belichtet worden ist, sind drei gehärtete Gebiete oder Flächenelemente 36 vorhanden, von denen jedes etwa 0,33 mm Durchmesser für jede Öffnung 35 besitzt. Jedes dieser Elemente 36 hat einen Rand mit abgestufter Härtung von etwa 0,05 mm Breite.

Nach dieser Belichtung wird die aus der Maske 27 und der Stirnscheibe 23 bestehende Anordnung aus dem sogenannten Lichtgehäuse entfernt und die Maske 27 von der Stirnscheibe 23 abgenommen. Der belichtete Film 25 wird dann mit einem starken Wasserstrahl für etwa 30 Sekunden abgespült und sodann in Wasser gewaschen und anschließend getrocknet. Hierdurch werden die am wenigsten belichteten löslichen Reste des Films 25 zwischen den Elementen 36 entfernt. Wie in F i g. 2 veranschaulicht, trägt

is die Innenfläche 21 nun eine Schablone, die aus frei liegenden Flächen 37 und den Elementen 36 des gehärteten Films 25 besteht. Die Elemente 36 haben etwa 0.25 mm Durchmesser. Diese geringe Verkleinerung gegenüber dem Durchmesser von 0,33 mm rührt

ao von der Auflösung der Randzone der kreisförmigen Elemente her, die während der Belichtung nur unvollkommen gehärtet worden waren.

Die Schablone wird nun mit einem Stoff 39 überzogen, der aus lichtabsorbierenden Pigmentteilchen besteht, wie in F i g. 3 dargestellt. Im vorliegenden Beispiel ist dieser Stoff 39 eine Aufschwemmung von etwa 4,0 Gewichtsprozent kolloidalen Graphit in Wasser. Diese Aufschwemmung wird sodann getrocknet Es ist zweckmäßig der Aufschwemmung

ein Benetzungsmittel beizumischen, um die Verteilung der Aufschwemmung über die Schablone zu fördern. Der Überzug 39 wird sodann für die Dauer von etwa 1,5 Minuten mittels Infrarotlicht getrocknet. Nach der Abkühlung haftet der Überzug 39 gut

an den Flächenelementen 36 und den Zwischenflächen 37.

Sodann wird der Überzug 39 mit Wasser angefeuchtet und getrocknet Vor der Trocknung wird ein die Flächenelemente 36 beeinflussender chemischer Stoff auf dem Überzug 39 angebracht. Im vorliegenden Beispiel besteht dieser Stoff aus einer wässerigen Lösung mit etwa 35 Gewichtsprozent Wasserstoffsuperoxyd. Gewünschtenfalls kann diese Lösung unter Druck auf die Schicht 39 aufgesprüht werden.

Die Wasserstoffsuperoxydlösung durchdringt den Überzug 39 und gelangt auf die Flächet lemente 36, so daß der gehärtete Polyvinylalkohol erweicht und schwillt Durch anschließendes Abspülen mit Wasser werden die erweichten Elemente 36 zusammen mit

So den darüberliegenden Teilen des Oberzugs 39 entfernt, jedoch bleibt derjenige Teil des Oberzugs 39 erhalten, welcher unmittelbar auf der Oberfläche 31 in den Flächenbezirken 37 vorhanden ist Wie in Fig. 4 und 6 dargestellt, fuhrt dies zn enter Heht absorbierenden (schwarzen) Matrix 41, welche viele kreisrunde öffnungen 43 enthält, deren jede etw? 0,25 imn Durchmesser besitzt

Die lkhtabsorde (schwatze) Matrix 41 wird mm mh Wasser abgespült und etwa vier Minuten

So lang durch Infrarotbestrahlung gocet Sodann wird die Stimscheibe 23 not Rot emittierenden Leuchtstoffelementen /?, mit Grün enden Leuchtstoffelementen G und mit Blau ttenden Leuefatstoffeli B von etwa 0,33 mm Durch messer über den Löchern 41 versehen, und zwar mit Höfe der gewöhnlichen gren Technik unter Benutzung der gleichen Maske 27. Man sieht, daß die Leuchtstoffelemente etwas größer sind als die Iö-

dta wiise das Fotopolymer im Prinzip aus Polyytayl-Le„c_hl. _£ho, * «^ ^H.

nun eine

hitzt und zusammen mit der Maske Z7 i _{m dem überaug} betragen.

_{Ele]aronen nicht gdöst wer}.

^werden·

Das üchtempfindUche Matenal

positiv wirkend bezeichnet.

Stelle von Natriumdichromat, von y^^f silber und außerdem °W für lichtempfindliches Matenal auf spielsweise Diazoverbindungen, ^¹

Neben Polyvinylalkohol ¹J polymere benutzt werden. phile Materialien welche werden können sind Prote^

Albumine, Kohlehydrate, wie 0^ Stärke, und synthetische Matenaben pyroUidon und gewisse A*JÄ™ gemeinen können auchlösüche Polymere welche

spielsweise -OH, /^^ zein oder in Kombination gen dieser Stoffe können den. Gewisse geeignete auf Lösungsbasis sind ^ΓΦ nierte Polystyrene und Hydroxyest lato. Hydrophile Matenahen werden und zwar deshalb, weil ™*,^ esdsöert, die in der

kamι man lösliche

Satee . sssfsass

zugs ο ^_{ef zur Projektion oder}

^^^_Λ ^_ηη^_η, _Zur HersteUung von ^ SlÄmen für Kathodenstrahlröhren kann man bei- 30 auch eine Bestrahlung mit Elektronen benutzen, wooei 30 a^ _E1e_ktronensttahl in bekannter Weise abge-, _{kt wird und das} Muster ohne Benutzung einer - o"ogrlchen Vorlage aufzeichnet. Man kann aber η auch eine Maske zwischen dem Elektrodenstrahl-S erzeuger und dem Schirm verwenden. Bei der Hereize^ _Fen,_{sehbUdröhren der} Schattenmasken-

^₆ ^^ _man vorteilhafterweise die Aperturmaske ^_κο1ΐίε ^ fotografische Vorlage zur Belichtung r- des fotoempfindlichen Überzugs. Wie beschrieben, . ^ _die Lichtquelle an drei verschiedenen Stellen an- _ ^acht, umTrei getrennte Belichtungen des überiugs zu erzeugen. Es werden also drei öffnungen« _{in dem} grafischen BUd für jede Maskenöfinung erzeugt wSlich können die Maskenöfinungen auch & _{efStellung von nur} einem oder nur zwei oder *⁵ ^ Serstellunl von mehr als drei Belichtungen für ™ H^ ^ _veTWend* werden. Die Form öffnungen in der Maske sind nicht

wc» iBildet be- s»

Die Potobeüchttmg

nutzt werden können. auf I^tm^asis smd

nicht so

Das fotoeffipfindBche Material wild mit einem ^ _Mos|er ^_{n Strahleo beBchte}^ _dem.

gegenüber das fotoempfindfiche Material empfindlich

dieEntwicid^.desgr^^MesvOT^^ gfwem das foSpfmdliche Material aus DifmdKchen Materialien auf Losungsbasis smd Sauren SS ^^,.ρ,,!,,^^^, _begb^ ^ ^_3n „^ohl oder Basen. «^««nnfitidiidiei mit Sektronen wie auch mit licht im blauen und

Bs ist zweckmäßig,J^ZiLÜSSuSSSi tütraviolettem Spetealbemch befichten. Wenn ein MateriaHeneineglätte'SdndttetaeBrodeonJ owe ^^jfcj^ctye^o _{fc3OUfet witiL} J_5211n ,^_n eine ddfctarfe^d^ _ch^ verwenden. Wenn die Belichtung

durch F^on ,4nes Bfldes geschehen soll, so wird MDb^ugt

oder

3SJfJSSfiSAU während eines EAhzungsvorganges nach der Auf-

ESSSS

Schablonenverkleinerung

TO*n

das gra-

te,™*,.

enthält. Der Verfahrensschritt wird bei dem in Bei- Belichtung widerstandsfähigen Materials ändert, wird spiel 1 beschriebenen Verfahren übersprungen, kann die Intensität des Lichtes in der Mitte der überzojedoch gewünschtenfalls eingeschaltet werden. Einer genen Flächenelemente der Schablone etwa gleichder Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens be- mäßig mit der Abnahme der Lichtintensität gegen steht darin, d.'ß die Größe des grafischen Bildes be- 5 den Rand des Bildes gewählt. Bei dieser Art der quem geändei t werden kann. Belichtung nimmt die Schablonenverkleinerung verWenn eine Schablonenverkleinerung gewünscht hältnismäßig schnell ab, da das gegen Belichtung wird, wird die Schablone 36, 37 mit einem chemisch widerstandsfähige Material eine minimale Belichtung abtragenden Stoff behandelt. Die Wirkung dieses an den Kanten erfährt und daher weniger unlöslich chemischen Stoffes besteht darin, die Kanten des io ist und sodann in seiner Geschwindigkeit abnimmt, Überzugs, welche die Schablone bildet in kontrol- wenn die Verkleinerung infolge stärkerer Belichtung lierbarer Weise zu erodieren. Die Stärke der Erosion gegen die Mitte des Überzugs hin zunimmt, und daher die Größe der gedruckten Flächenbezirke _ _ . _lt__lihe__im in dem endgültigen grafischen Bild ist eine Funktion ^uer «-nunuoerzug der Konzentration des abtragenden Agens, ferner der 15 Der Schutzüberzug 39 kann aus einem beliebigen Behandlungsdauer mit diesem Agens und der Dauer Material bestehen, welches auf der Unterlagefläche der Belichtung, die zur Herstellung der Schablone haftet. Der Schutzüberzug kann eine Farbe oder verwendet wird. Da die Verkleinerung sorgfältig be- einen Pigmentfarbstoff enthalten. Wenn man eine einflußt werden muß, ist es empfehlenswert, solche lichtabsorbierende Matrix für eine Kathodenstrahl-Lösungen zu verwenden, daß die Reaktionsgeschwin- ao röhre herzustellen wünscht, wird dem Schutzüberzug digkeit, welche die Verkleinerung bewirkt, sorgfältig zweckmäßig ein verhältnismäßig hoher Anteil eines kontrolliert werden kann und daß die Verkleinerung dunklen Pigmentfarbstoffes beigegeben. Der Pigmentnur an den Kanten des Schablonenüberzugs statt- farbstoff ist vorzugsweise elementarer Kohlenstoff in findet. Bei Schablonen aus gehärtetem Polyvinyl- Form von Kohleruß, von Azetylenruß oder von Graalkohol oder anderen gehärteten wasserlöslichen »5 phit. Andere schwarze Pigmentfarbstoffe, die auch Materialien können verdünnte Lösungen aus Wasser- verwendet werden können, sind Silbersulfid, Eisenstoffsuperoxyd, aus Alkalihypochloriten und aus oxyd, Bleisulfid, ferner Ferrite und Mangandioxyd. Alkaliperboraten benutzt werden. Allgemein läßt sich sagen, daß das erfindungsgemäße

Der zur Schablonenverkleinerung benutzte Stoff Verfahren zur Ablagerung von schwarzen, weißen

wird so gewählt, daß er die Haftung der Schablone 30 oder gefärbten Pigmentfarbstoffen, von Harzen und

auf der Unterlage nicht beeinträchtigt. Wenn es sich von Farbstoffen allgemeiner Art benutzt werden

also um eine Unterlage aus Glas handelt, wird kann, wenn solche in dem grafischen Bild wün-

zweckmäßigerweise eine Säure oder ein neutraler sehenswert sind.

Stoff benutzt, da alkalische Materialien die Haftung Der Schutzüberzug muß eine gute Haftfähigkeit der Schablone an dem Glas beeinträchtigen können. 35 auf der tragenden Unterlagefläche besitzen, so daß Extreme Stoffe hinsichtlich des pH-Wertes sollten im die nachfolgenden Verfahrensschritte, nämlich die allgemeinen vermieden werden. Unter einer Ver- Entfernung der Bildschablone und &z Aufbringung dünnung ist zu verstehen, daß die Lösung eine ver- der Leuchtstoff-Flächen oder anderen Materialien hältnismäßig kleine Reaktionsgeschwindigkeit hat gut durchgeführt werden können. Mit gewissen im und die Reaktion beeinflußbar ist. Der genaue Pro- 40 Handel erhältlichen Dispersionen von Graphit in zentsatz des chemisch abtragbaren Stoffes ist von Wasser haftet das Graphit nach dem Trocknungs-Stoff zu Stoff verschieden. Bei Wasserstoffsuperoxyd vorgaog in ausreichendem Maße auf der Glasobersind unter verdünnten Lösungen solche Lösungen fläche. Bei anderen Stoffen kann es notwendig sein, zu verstehen, welche zwischen 0,1 und 16 Gewichts- eine kleine Menge eines Bindemittels in dem Schutzprozent Wasserstoffsuperoxyd enthalten. Die Ge- 45 überzug vorzusehen, um eine ausreichende Haftung schwindigkeit der Schablonenverkleinerung ändert auf der Unterlagefläche hervorzurufen. Von verschiesich umgekehrt mit der Zeit der Belichtung, die zur denen ausprobierten anorganischen Bindemitteln hat Herstellung der Schablone benutzt wird. Eine Über- sich kolloidales Silizium als das beste Bindemittel belichtung der Elemente kann zur Folge haben, daß für Lampenruß and für Azetylenruß erwiesen. Bddie Verkleinerung nicht in regelmäßiger and gut kon- so spielsweise erzengen etwa 10·/. von koloidalem SiIitrollierbarer Weise abläuft, weil sich durch eine zrarn, bezogen auf den Prozentsatz des Pigmentfarb-Überbeüchtung eine harte inerte Kappe auf der Ober- stoffes, ebenfalls eine starke Haftung an der Glasfläche des Überzugs bilden kann. Eine übermäßig oberfläche, insbesondere, wenn eine kleine Menge von lange Behandlung mit dem abtragenden Stoff hat nur Ammoannndichromat vorhanden ist Ferner kann einen geringen Einfluß auf diese inerte Kappe. Auch SS kolloidales Silizium oder können Alkalisilikate ebeneine übermäßig starke Trocknung des fotoempfmd- falls als Bindemittel benutzt werden. Unter gewissen liehen Überzugs (entweder durch zn lange Trocken- Umständen ist es jedoch nicht wünschenswert, einen zeit oder wegen zn hoher Trockentemperaturen) vor Pigmentfarbstoff in dem Schtzg zu verwenden, der Belichtung kann eine ähnliche inerte Kappe zur Statt dessen kann der Schutzüberzug ans einem Ha-Folge haben. Eine ähnliche inerte Kappe kann durch «λ fen oder gefärbten Materia) bestehen, der gleichzeitig eine zn starke Trocknung der Schabion? - das Bindemittel darstellt

rufen werden. Vorzugsweise wird bei der Herstellung Wenn ein Pigmentfarbstoff zur Herstellung einer

des fotoempfindlichen Überzugs und der Schablone lichtabsorbierenden Matrix für die Bildröhre der

bei der Trocknung nur ein Minimum an Hitze auge- Schattenmaskentype verwendet wird, muß der Pig-

wendet ⁶5 mentfarbstoff in ausreichender Dichte angebracht

Da die Geschwindigkeit der Schablonenvetkleine- werden, mn die erforderliche Ii chlässigkeit

rung mit tn oxydierenden Stoffen sich im- zn erzeugen. Bei Verwendung von A und

gefahr umgekehrt mit der bei der Härtung des gegen Lamperruß sou der Pigmentfarbstoff in einer Menge

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von 0,2 bis 2,0 mg/cm² auf der Unterlagefläche und Entwickler für das grafische Bild wird so gewählt,

vorzugsweise in einer Menge von 1,0 mg/cm² oder daß er die Haftung des Schutzüberzuges der Matrix

mehr benutzt werden, um eine ausreichende Dicke auf der Unterlage nicht beeinti achtigt.

zu gewährleisten. Wenn Graphit oder andere Pig- Die Dauer und die Temperatur bei der Entwick-

mentfarbstoffe benutzt werden, sind geringere Men- 5 lung des grafischen Bildes sind nicht kritisch, und

gen ausreichend, um die gleiche Opazität des end- zwar insbesondere mit Rücksicht darauf, ä?.B> es sich

gültigen grafischen Bildes sicherzustellen. um die Entfernung des polymeren Materials der

Der Schulzüberzug soll für den Entwickler des Schablone handelt. Jedoch kann eine zu schnelle grafischen Bildes ferner durchlässig sein und von ihm Entwicklung zu Rissen in dem Schutzüberzug führen nicht angegriffen werden. Unter dem Entwickler sind io und eine zu langsame Entwicklung kann die Haftung hier diejenigen Stoffe zu verstehen, die dazu dienen. zwischen dem Schutzüberzug und der Unterlagewenigstens einen Teil der Bildschablone zu erodieren fläche beeinträchtigen. Daher wird in jedem vorkom- oder zu lösen oder zum Schwellen zu bringen. Wenn menden Falle die optimale Dauer und die optimale der Schutzüberzug ganz aus einzelnen Teilchen be- Temperatur der Entwicklung empirisch ermittelt,
steht, ist er ohne weiteres bereits durchlässig. Wenn 15 Zur Entwicklung des Bildes kann man auch nichtder Schutzüberzug zum Teil oder ganz aus einem wässerige Reagenzien und Mischungen von Lösungen Bindemittel besteht, ist er ohnehin durchlässig oder und auf Wasserbasis beruhenden Reagenzien verkann durch Anbringung von Haarrissen durchlässig wenden.

gemacht werden. Die Haftung zwischen der Unter- Beispiel 2

lagefläche und dem Schutzüberzug ist vorzugsweise ao ^v

eine mechanische Haftung und wird durch den Ent- Die einzelnen Arbeitsgänge dieses Beispiels stim-

wickler des grafischen Bildes nicht nennenswert ainge- men mit denjenigen im Beispiel 1 tiberein, mit der

griffen. Wenn die Haftung des Schutzüberzugs auf der Ausnahme, daß für den Schutzübergang eine wässe-

Unterlagefläche gegenüber dem Entwickler des gra- rige Suspension mit 10% Azetylenruß, 1% kol-

fischen Bildes inert is^f, kann man das grafische Bild 95 loidales Silizium, 0,6 % Ammoniumdichromat ver-

nach seinem Aufweichen mit einem kräftigen Waisser- wendet wird, und daß zur Entwicklung des grafischen

strahl entwickeln, ohne das Muster infolge örtlicher Bildes eine Lösung von 35 % Wasserstoffsuperoxyd

Überentwicklung anzugreifen. Gewünschtenfalls kön- in Wasser benutzt wird. Man läßt die Wasserstoff-

nen erhebliche Mengen von organischen Materialien superoxydlösung einige Minuten lang auf dem Schutz-

dem Schutzüberzug beigegeben werden, vorausge- 30 überzug stehen, gießt sie sodann ab und spült den

setzt, daß der Schutzüberzug nicht so weit durch den Schutzüberzug etwa 30 Sekunden lang mit Wasser ab.

Entwickler des grafischen Bildes angegriffen wird, n„;_Cr.5,.i ■*

daß em merklicher Verlust an Haftung resultiert. υ eis ρ 1 ei 0

, - . „... Man reinigt die Innenfläche der Stirnscheibe einer

Entwicklung des grafischen Bildes ₃₅ K_athodenstrah''öhre in der üblichen Weise und über-

Jede Substanz, welche das polymere Material der zieht sie dann mit einer dünnen Schicht aus 0,2 % Schablone 36, 37 löst oder in eine lösliche oder teil- Polyvinylalkohol, der in Wasser gelöst ist. Sodann weise lösliche Substanz umwandelt oder gewisse Be- wird die Innenfläche mit einer Mischung von 1 % standteile verflüchtigt, aber den Schutzüberzug im Polyvinylalkohol, 1 % Methymvthacrylatharzemulwesentlichen nicht angreift, kann als Entwickler des 40 sion und von 0,1 °/o Ammoniumcuohromat in Wasser grafischen Bildes verwendet werden. Man kann so- überzogen. Anschließend wird die Innenfläche gemit bei einer Ausführungsform das grafische Bild trocknet. Die Schicht wird als Aufschwemmung aufdadurch entwickeln, daß man den Schutzüberzug in gebracht wie im Beispiel 1 beschrieben und ebenfalls einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre erhitzt, so daß wie im Beispiel 1 getrocknet. Sodann wird die sensidas Polymer der Schablone abdampft. Dann wird der 45 bilisierte Schicht durch eine Maske hindurch' lichtet Schutzüberzug in Wasser gewaschen. Dabei werden und anschließend entwickelt wie im Beispiel 1 bediejenigen Teile des Schutzüberzugs fortgespült, schrieben, um eine Schablone herzustellen. Sodann welche sich auf des Flächenbezirken befinden, die wird eine wässerige Lösung, welche 4 % kolloidalen vor der Auaheizung gehärtet worden waren, jedoch Graphit enthält auf die Schablone aufgebracht und bleiben diejenigen TeQe des Schutzüberzugs erhalten, se für die Dauer von 1,5 Minuten getrocknet, um den welche nicht durch die gehärteten Flächenbezirke Schutzüberzug zu bilden. Der Schutzüberzug wird ander Schablone bedeckt worden waren. schließend mit Wasser befeuchtet und nach dem Ab-

Oas bevorzugte Verfahren für die Entwicklung des kufen des Wassers sofort mit einer wässerigen Lögrafischen Bildes besteht darin, daß man auf den sung, welche 35 Gewichtsprozent Wasserstoffsuper-Schutzuberzug eine wässerige Lösung eines oxydie- 55 oxyd enthält und auf einen pH-Wert von 6,5 mit renden Mittels in einer solchen Konzentration an- Natriumhydroxyd eingestellt ist Diese wässerige Lobringt, daß der Schutzüberzug schnell durchdrungen sung verbleibt auf dem Schutzüberzug für etwa 2Miwird und die Schablone erweicht Bei Schablonen nuten. Dann läßt man die Wasserstoffsuperoxydaus gehärtetem Polyvinylalkohol erweicht die Scha- lösung ablaufen und entwickelt das grafische Bild blone schnell bei wässerigen Lösungen von Wasser- 60 durch Bespülen nut Wasser für etwa 30 Sekunden, stoffsuperoxyd mit einer Konzentration von 35 % Das entwickelte grafische Bud wird sodann getrock- und darüber. Statt Lösungen von Wasserstoffsuper- net und kann dann einer gewöhnlichen Behandlung oxyd zu verwenden, kann man auch wässerige Lo- zur Herstellung eines Leuchtschirms unterworfen sungen von Salpetersäure, Natrhisnhyperoxyd oder werden.

andere Alkalisuperoxyde Oberchlorsäure oder 65 Beispiel 4
Alkaliperchlorate, Flußsäure, Untercblorsänre, Fer-

essigsäure, Alkaliborate, Alkaliperborate, Natrium- Die Innenscheibe der Stirnscheibe einer Kathoden-

hydroxyd und bestimmte Enzyme verwenden. Der strahlröhre wird zunächst in der gewöhnlichen Weise

gereinigt und sodann mit einer Akrylsäureschicht überzogen. Sodann wird diese Schicht für 20 Minuten auf eine Temperatur von 175° C gebracht Auf der Schicht wird anschließend ein Überzug angebracht, der aus 3 % Knochengelatine und 0,9 % Ammoniumdichromat in Wasser besteht und als Aufschwemmung aufgetragen und wie im Beispiel 1 getrocknet wird. Sodann wird der sensibilisierte Überzug durch eine Maske hindurch belichtet und mit warmem Wasser entwickelt wie im Beispiel 1, um eine Schablone herzustellen. Anschließend wird eine wässerge Aufschwemmung mit 2 % kolloidalem Graphit in einem Teil Wasser und einem Teü Alkohol auf die Schablone aufgesprüht. Sodann wird der Schutzüberzug getrocknet. Der Schutzüberzug wird sodann mit Wasser befeuchtet, das man wieder ablaufen läßt, worauf sofort eine wässerige Lösung von 35 Gewichtsprozent Wasserstoffsuperoxyd, d:s auf einen pH-Wert von 6,5 % eingestellt ist, aufgebracht ist. Diese Lösung verbleibt dann für etwa zwei Minuten auf dem Schutzüberzug. Anschließend läßt man die Lösung ablaufen und entwickelt das grafische Bild dur'h Bespülung mit Wasser für etwa 30 Sekunden. Dann trocknet man das entwickelte grafische Bild, woran sich die gewöhnliche Leuchtstoffbeschichtung anschließt.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Herstellung von Farbfernsehschinnen mit einer schwarzen oder dunklen Matrix, welche die Leuchtstoffelemente auf dem Schirm umschließt. Da bei der Herstellung von Farbfemsehröhren der Mosaikschirm normalerweise auf der Innenfläche der Stimplatte mittels fotografischer Prozesse hergestellt wird, kann man die dunkle Matrix auf dem Schirm nach denselben Methoden und unter Benutzung derselben Hilfsmittel herstellen. Da die Matrix an denjenigen Stellen der Stirnplatteninnenfläche aufliegen muß, die nicht von den Leuchtstoffelementen bedeckt sind, hat die Schablone die gleiche Struktur wie die nachträglich aufgebrachten LeuchtstofEelemente. Dadurch wird es möglich zur Bildung der Schablone die gleiche Maskenelektrode und die gleichen Stellungen der Beleuchtungslichtquelle zu benutzen wie für die Anbringung der Leuchtstoffelemente. Die Viellochmaske hat die gleiche kritische Lage gegenüber der Stirnscheibe, während der Schablonenfilm und die Leuchtstoffelemente von einer kritisch angeordneten Lichtquelle belichtet werden. Da das grafische Bild ein Teil des Mosaikschirms ist, und die Stirnscheibe die Leuchtstoffelemente trägt, wird die Löslichkeit des polymeren Films dadurch geändert, daß man den polymeren Film einer Bestrahlungsenergie aussetzt,

und zwar durch die Öffnungen der Viellochelektrode hindurch. Auf diese Weise werden in der Schablone Öffnungen in fester räumlicher Lage zu den öffnungen der Viellochelektrode erzeugt.

Da die Viellochelektrode bei ihren verschiedenen Verwendungen sich stets in der gleichen Lage zu der Stirnplatte der Röhre befindet, entsteht das Muster der Schablone genau in einer für die nachträgliche Anbringung der Leuchtstoffelemente geeigneten Lage.

Wenn man ein Leuchtstoffmosaik von verschiedenen Leuchtstoffen in verschiedenen Lagen auf der Stirnseite herzustellen wünscht, wird ein fotografisches Verfahren benutzt, bei welchem die verschiedenen Leuchtstoffe als Elemente durch Belichtung mittels verschieden gelagerter Lichtquellen erzeugt werden. Ein identisches Schablonenmuster läßt sich auch auf fotografischem Wege herstellen, und zwar durch eine Folge von Belichtungen, bei denen die Lichtquellen sich in denselben Stellungen befinden,

von denen aus später die Leuchtstoffelemente bestrahlt werden. Wenn die Schablone dann chemisch entfernt, werden die Punkte jeweils durch Leuchtstoffelemente des Mosaikschirms ersetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 τ, . ^ .. , durch gekennzeichnet, daß beim Entwickeln auf Patentansprüche" „6 . T.. . , . , ,, iaivuKuup^in,. ^^ FiuTi eine Lösung emes chemisch abbauen-

1. Verfahren zur Herstellung eines Mosaik- den Mittels zur Einwirkung gebracht wird, das schirmes für eine Farbfernsehröhre durch foto- die Bereiche sich ändernder Löslichkeit selektiv grafische Belichtung und Fixierung eines Leucht- 5 so löst, daß eine gewünschte Größe der unlösstoffes auf dem Schirm der Fernsehröhre ent- liehen Bereiche der Schicht während der Entsprechend dem herzustellenden Mosaik, bei wel- wicklung des fotoempfindlichen Films und damit chem Verfahren die vom Leuchtstoffmosaik freien ein gewünschter Betrag von Leuchtstoffbeschich-Schirmteile mit einer lichtabsorbierenden Schicht rung auf der nicht von der Matrix bedeckten bedeckt werden, dadurchgekennzeich- io Fläche der Frontplatte erreichbar ist

net, daß zunächst auf fotografischem Wege auf 6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die dem Schirm (23) der Fernsehröhre eine mit öff- unlöslichen Bereiche des belichteten fotoempfindnungen versehene Schablone, deren erhabene liehen Films die Form von punktartigen Flecken Teile den gewünschten Leuchtstoff-Mosaikele- haben, die im Abstand voneinander angeordnet menten entsprechen, erzeugt wird, daß sodann die 15 und von Umfangsbereichen sich ändernder Lös-Oberfiäche ^ieser Schablone (36) und die von der lichkeit umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, Schablone h eien Flächenteile (37) des Schirmes daß die Bereiche sich ändernder Löslichkeit selek-(23) mit einer Schicht aus lichtabsorbierendem tiv derart aufgelöst werden, daß sich punktartige Material bedeckt werden, daß anschließend vom Flecke der gewünschten Größe ergeben und der Schirm nur die Schablone und der auf dieser 20 Leuchtstoffüberzug auf der nicht von der Matrix Schablone abgelagerte lichtabsorbierende Über- bedeckten Oberfläche der Frontplatte die Form zug entfernt wird, so daß nur Flächen (43) und von punktartigen Flecken derselben Größe aneine aus lichtabsorbierendem Material bestehende nimmt.

Matrix (41), die ein Negativ der gewünschten

Leuchtstoff-Mosaikelemente darstellt, verbleiben, 25
und sodann im wesentlichen die freien Flächenteile (43) des !.chirmes in an sich bekannter Weise

mit den verschiedenfarbig emittierenden Leucht- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstelstoffen bedeckt werden. lung eines Mosaikschirmes für eine Farbfernsehröhre

2. Verfahren zur Herstelli ig eines Mosaik- 30 durch fotografische Belichtung und Fixierung eines leuchtschirmes nach Anspruch 1, bei welchem der Leuchtstoffes auf dem Schirm der Fernsehröhre ent-Leuchtstoff durch eine Maske (27) mit öffnungen sprechend dem herzustellenden Mosaik, bei welchem an den Stellen der gewünschten Mosaikelemente Verfahren die vom Leuchtstoffmosaik freien Schirmbelichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf teile mit einer lichtabsorbierenden Schicht bedeckt fotografischem Wege die Schablone durch Über- 35 werden.

ziehen der Schirmfläche der Röhre mit einem Farbbildröhren, welche emc lichtabsorbierende

lichtempfindlichen Film (25) hergestellt wird und Matrix in ihrem Leuchtschirm enthalten, sind bekannt

daß dieser Film durch die gleiche Maske (27) (USA.-Patentschrift 3 146 368). Sie wurden dadurch

hindurch belichtet wird, um die mit öffnungen hergestellt, daß man die Stirnplatte mit Leuchtstoff

versehene Schablone entsprechend den gewünsch- 40 und mit einer lichtabsorbierenden Matrix überzog

ten Leuchtstoffelementen herzustellen. und die Überzüge durch eine Maske hindurch be-

3. Verfahren zur Herstellung emes Mosaik- lichtete. Ein Umkehrbild wurde dabei dadurch erleuchtschirmes nach Anspruch 2, bei welchem die zeugt, da man Stoffe verwendete, welche durch BeMaske in der fertigen Röhre zur selektiven Be- lichtung unlöslich gemacht werden. Solche lichtempstrahlung des Mosaikschirmes mit Elektronen be- 45 findlichen Stoffe werden im folgenden als negativnutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkende Stoffe bezeichnet, weil sie ein negatives Schablone mit Hilfe der Maske auf fotografi- grafisches Bild liefern. Man kann auch ein positives schein Wege in der gleichen räumlichen Lage der Bild erzeugen, wenn man fotopolymere Stoffe oder Maske zu dem Schirm wie in der fertigen Röhre sogenannte Fotolacke benutzt, welche bei Belichtung gebildet wird. 50 löslich gemacht werden. Die letztere Art von licht-

4. Verfahren zur Herstellung eines Mosaik- empfindlichen Stoffen wird im folgenden als positivleuchtschirmes nach Anspruch 2, bei welchem der wirkende Stoffe bezeichnet, da sie bei Belichtung Phosphor mehrmals durch die Maske hindurch normalerweise ein positives grafisches Bild erzeugen, mittels einer jeweils in einer anderen Lage be- Die gegenwärtig verfügbaren positiv wirkenden findlichen Lichtquelle belichte', wird, dadurch ge- 55 lichtempfindlichen Stoffe eignen sich verhältnismäßig kennzeichnet, daß der lichtempfindliche Film (25) schlecht für die praktische Verwendung, da sie undurch die Maske hindurch gleich oft mittels einer verhältnismäßig lange Belichtungszeiten erfordern. Lichtquelle belichtet wird, die sich jeweils in einer Ferner sind diese Stoffe teuer, haften außerdem an von drei verschiedenen Stellen befindet. Glas verhältnismäßig schlecht und liefern Bilder von

5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der 60 unerwünscht hohen Kontrasteigenschaften und erfotoempfindliche Film durch die Maske mit Licht fordern schließlich die Benutzung von brennbaren unterschiedlicher Intensitätsverteilung über die nicht-wäßrigen Lösungsmitteln. Es existieren jedoch Schirmfläche belichtet und im fotoempfindlichen negativwirkende lichtempfindliche Stoffe auf Wasser-Film ein Muster aus löslichen und unlöslichen basis, welche nur kurze Belichtungszeiten erfordern Bereichen, die durch Bereiche sich ändernder 65 und welche auch anderweitig sich für die praktische Löslichkeil getrennt sind, gebildet wird, und daß Verwendung eignen. Mit Rücksicht auf derartige der Film unter Entfernung der löslichen Bereiche Überlegungen soll ein Verfahren zur Herstellung /ur Bildung der Schablone entwickelt wird, da- eines grafischen Bildes vollständig mit Stoffen auf