DE1792729C2

DE1792729C2 - Leuchtschicht für Farbfernsehröhren und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1792729C2
Application number: DE19671792729
Authority: DE
Inventors: Shigeya Hirakata Ashizaki; Chikayoshi Takatsuki Ninagawa; Osamu Kyoto Yoshida
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1966-07-22
Filing date: 1967-07-21
Publication date: 1975-03-27
Also published as: BE701658A; DE1592920A1; DE1792729B1; DE1592920B2; ES343297A1; SE335180B; GB1188954A; NL6710099A

Description

Bekannte Farbfernsehröhre!! weisen Leuchtschicht len aus Sulfidleuchtstoff. wie ZnSrAg oder (ZnCd)SrAg oder einen Leuchtstoff mit seltenen Krden auf, beispielsweise mit Europium aktiviertem VttriumoxidlcuchtstofT Y,O,:F.u. Letzterer ergibt tine höhere Strahlungsintensität als der Sulfiulcuclu Itoff. Bei der Herstellung der Leuchtschichten werden «lie Leuchtstoffe mit Wasser und Polyvinyl.ilkotuv •ufgeschlämmt. Sodann wird ein aus Ammoniumhi Chromat bestehender Lichtempfindlichkeitsaktivator der Aufschlämmung zugesetzt. Die so entstandene Aufschlämmung wird nun als Schicht auf die Innen oberfläche der Frontplatte der Bildröhre aufgebracht. Sodann wird die Schicht getrocknet, belichtet und unter Verwendung herkömmlicher Phototechniken ent wickelt, um die gewünschte Konfiguration der Leucht schicht in Form von Leuchtstoffpunkten oder strei fen zu erhalten.

Leuchtschichten aus den oben genannten Sulfid leuchtstoffen bzsv. aus Leuchtstoffen mit seltenen Erden haben den Nachteil, daß ihre Lichtempfindlich keit aufgrund einer chemischen Reaktion des als Licht empfindlichkeitsaktivator zugegebenen Ammonium bichromate absinkt. So kann der SulfidleuchtstüfT das Bichromion des Ammoniumbichromais absorbieren, zersetzen und in ein Chromion verwandeln. Der Yt triumoxidleuchtstoff kann auf ähnliche Weise einer Hydrolyse unterworfen werden. Auch verringern beide Leuchtstoffarten die Lichtempfindlichkeit von mit Ammoniumbichromat aktiviertem Polyvinylalko hol beträchtlich. Bei Verwendung dieser Leuchtstorfe für Leuchtschichten von Farbfernsehröhren ist es des halb unmöglich oder doch sehr langwierig, die ge wünschte Leuchtschichtkonfiguration im Wege des Belichtungsverfahrens zu erhalten. Darüber hinaus kann das durch Zersetzen des Ammoniumbichromats auf der Oberfläche der Leuchtstoffteilchen gebildete Chromion nach dem Belichten durch Waschen nicht entfernt werden. Bei der anschließenden Wärmebe handlung dringt es über Gitterfehlstellen oder derglei ulien in das innere des Leuchtstofft^!*.!^;;:-, ein und verursacht eine Verschlechterung von dessen Eigen schäften, insbesondere eine drastische Verringerung der Strahlungslielligkeit der Leuchtoberfläche.

Ferner mußte beim Ausbilden der Leuchtschicht der Farbbildröhre festgestellt werden, daß die wenig hydrophilen Eigenscharten der Leuchtstoffteilchen beim Auftragen der Leuchtschicht auf die Innenober fläche der Frontplfe te der Bildröhre und dem folgen den Trocknen zur Ausbildung einer Anzahl hydrophober Bereiche in der Leuchtschicht führen. Das führt zu fleckig wirkenden Leuchtschichten.

Hs ist" bereits bekannt, vor dem Ausbilden der Leuchtschicht die Leuchtstoffteilchenoberfläche mit Calcium 'ler Bariumverbindungen zu behandeln und so eine Hydrolyse zu verhindern. Das Ergebnis ist jedoch noch nicht zufriedenstellend. Auch ist es bekannt. /. B. Wasserglas als Dispergierungsmittel in der Aufschlämmung der Leuchtstoffteilchen zu ver wenden. Das rührt jedoch zu einer Gelatinierung und damit zu einer unangenehmen Verschlechterung der Eigenscharten der Leuchtstoffsuspension. Es ist außer dem bereits bekannt (deutsche Auslegeschrift 1.035.688). Leuchtstoffteilchen zum Schutz vor Se kundärclektroncn mit einer Schicht aus Sili/.iumoxyd zu umgeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtstoffschicht mit guter chemischer und opti scher Stabilität, sowie hoher Strahlungshelligkeit zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. In den Zeichnungen zeigen

Fi». I eine mit Hilfe eines Elektronenmikroskops in -chntauscndfacher Vergrößerung hergestellte photo graphische Aufnahme von Leuchtstoffteilchen in einer nicht erfindungsgemäß hergestellten Leucht schicht einer Farbrcrnsehröhre.

F ia. 2 eine Fig. I entsprechende Aufnahme einer erfindungsgemäßen Leuchtschicht.

Fig. 3 ein Lichtempfindlichkcits/Zeit Diagramm zur Darstellung der erfindungsgemäß erzielten Licht empfindlichkeit der Leuchtschicht, und

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Beständigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Leuchtschicht jeweils im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtschichten.

Bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Leuchtschicht einer Farbfernsehröhre wird wie folgt vorgegangen: Zunächst werden bekannte Leuchtstoff teilchen beliebiger Art. beispielsweise Sulfidleucht stoffe oder Leuchtstoffe mit seltenen Erden mit 0.5

bis 5,0 Gewichtsprozent GEO, _r SiO, ader 12VVO₁ + SiO, beschichtet, Dafür wird eine Mi schung aus GcO, und SiO₂ oder 12 WO, f SiO, und Wasserglas hergestellt, in die die gebrannten Leuchtstoffteilchen eingeführt werden. Das erhaltene Gemisch wird umgerührt und wärmebehandelt, bis die Beschichtung der gesamten Oberfläche aller Leuchtstoffteilchen erzielt ist. Die so beschichteten Leuchtstoffteilchen werden anschließend in einer wäß rigen Polyvinylalkohollösung zusammen mit kolloida lern Siliziumdioxyd dispergiert. Das kolloidale Silizi umdioxyd dient dabei als Schutz der Leuchtstoffteii chen in der Lösung. Die Dispersion wird umgerührt und mit einem Lichtempfindlichkeitsaktivator wie Am moniumbichromat versetzt. Die so erhaltene Auf schlämmung wird auf die Innenoberfläche der Front piatitr der Farbbildröhre aufgetragen. Die endgültige Leuchtschicht erhält man durch bekannte Trock nungs und Belichtungsverfahren. Der Polyvinylalkn tiolgehalt der wäGrigen Lösung wird mit 4 hl·- 7 Ge wichtsprozent gewählt.

Das für die erste Beschichtung verwendete GeO, + SiO, bzw. 12 WO,+ SiO, ist chemisch stabil und hydrophil. Auch das bei der weiteren Verarbeitung zur Leuchtschicht als Dispergierungsmittel verwendete kolloidale Siliziumdioxyd hat keinerlei schlechte Auswirkung auf die Leuchtstoffsuspension.

Hin Vergleich der Leuchtstoffteilchen nach Fig. 1 mit denen nach Fig. 2 zeigt, daß an den Leuchtstoff teilchen in der erfindungsgemäßen Leuchtschicht jin überaus feines Pulver haftet. In der erllndungsgemä Ben Leuchtstoffaufschlämmung sind Teilchen des kol loidalen Siliziumdioxyds an der Oberfläche der be schichteten Leuchtstoffteilchen als schützendes Di spergierungsmittel absorbiert und werden dadurch pusi tiv geladen. Deshalb ist der Leuchtstoff durch die BiI dung von elektrischen Doppelschichten aus seiner Oberfläche sicher geschützt. Die Dispergierbarkeit des Leuchtstoffs wird dadurch beträchtlich verbessert. Auf diese Weise ist es möglich, die für das Di spergieren der LeuchtstotTteilchen. beispiolsweise durch Kugelmühlenverarbeitung erforderliche Zeit wesent lieh zu verkürzen. Gleichzeitig wird der bekannte Nachteil der Verringerung der Strahlungswirksamkeit der Leuchtstoffteilchen durch die mechanische Er ι schütterung bei der Bearbeitung in der Kugelmühle auf ein Mindestmaß verringert.

Das kolloidale Siliziumdioxyd besteht aus feinen SiO, Teilchen einer Größe von einigen zehn bis eini gen hundert m/i, die einen chemisch stabilen Überzug

κι aus Natriumaluminat aufweisen. Ihre Oberflächen sind daher in der Lösung positiv geladen. Die Leucht stoffteilchen sind vor dem lichtempfindlichen Aktiva tor ausgezeichnet geschützt, einer chemischen Zerstö rung nicht unterworfen und überdies aufgrund einer

ι s Verminderung ihrer Viskosität hydrophil. Durch die Anwendung des kolloidalen Siliziumdioxyds wird also die Lichtempfindlichkeit verbessert, die Strahlungshel ligkeit erhöht und der Bildung örtlicher hydrophober Abschnitte der Leuchtschicht entgegengewirkt.

:ί F i g. 3 zeigt die Lichtempfi ;lichkeit der Leucht schicht. Linie Λ zeigt die Konstanz der Lichiempfind lichkeit bei der erfindungsgemäßen Leuchtschicht in Vergleich zu Leuchtschichten aus bekannten Leucht stoffen, für die die Linie R erzieh wird. Linie C gibt

:; die Ligenschaften einer Leuchtschicht uieder. bei der die Leuchtstoffteilchen zwar mit GeO, und SiO, be schichtet, der Aufschlämmung jedoch kein kolloidales Siliziumdioxyd zugesetzt ist.

F i g. 4 zeigt die zeitliche Stabilität der Leucht

·:· schicht hinsichtlich der Zerstörung von Ionen. Linie .1 gilt für eine erfindungsgemäße Leuchtschicht (spe /.iell aus YttriumoxydleuchtstotT) und zeigt eine er hebliche Verbesserung gegenüber der für eine her kömmlichc Leuchtschicht erzielten Linie R. Linie C

;-. gilt wieder für eine Leuchtschicht, bei der die Leucht stofTteilchen zwar mit GeO, und SiO, beschichtet wurden, jedoch in einer Aufschlämmung verarbeitet waren, die kein kolloidales Siliziumdioxyd enthält. Man erkennt, daß erfindungsgemäße Leuchtschichten

in einen erheblich kleineren Zerstörungsgrad der Leucht stoffteilchen aufweisen als bekannte Leuchtschichten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Leuchtschicht für Farbfernsehröhre^ beste hend aus Leuchtstoffteilchen, dadurch ge kenn l ei ch η et, daß die Leuchtstoffteilchen zunächst mit 0,5 bis 5,0 Gewichtsprozent einer Mischung aus SiO₁ mit GeO₁ oder WO₁ beschichtet sind lind die so beschichteten Teilchen eine weitere Be schichtung mit kolloidalem Siliziumdioxyd tra gen.

2. Leuchtschicht nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die beschichteten Leuchtstoffteil chen aus Sulfidleuchtstoff oder einem Leuchtstoff auf der Basis von Oxyden der seltenen Eiden he stehen.

3. Verfahren zum Herstellen einer Leucht schicht nach den Ansprüchen ! und 2, bei dem ein Leuchtstoff mit einem lichtempfindlichen Harz zu einer wäßrigen Lösung aufgeschlämmt und diese Aufschlämmung auf die innere Oherfläche der Frontplatte der Röhre aufgebracht wird, da durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der Leuchtstoffteilchen mit 0.5 bis 5.0 Gewichtspro z.ent einer Mischung aus SiO, mit GeO, oder WO₃ vor dem Einbringen der Leuchtstoffteilchen in die Lösung erfolgt und das kolloidale Silizium dioxyd der Lösung als Dispergiermittel zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß zum vor dem Einbringen in die Lo sung erfolgenden Beschichten der Leuchtstoffteil chen zunächst ein Gemisch aus Wasserglas und aus einer Mischung von feit.eiligem SiO, mit GeO, oder WO, hergestellt wird, in das Leucht stofftcilchen eingebracht werden, worauf das erhai tene Gemisch umgerührt und anschließend einer Wärmebehandlung unterworfen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekenn zeichnet, daß kolloidales Sili/iumdioxyd mit einem Überzug aus Natriumaluminat verwendet uird.