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Verfahren zur Herstellung von Farbleuchtschirmen Die Erfindung betrifft
eine Verbesserung der fotografischen Verfahren zur Herstellung von mehrfarbigen
Leuchtschirmen, insbesondere für Fernsehröhren.
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Das bekannte Verfahren, bei welchem das Gemisch aus einem lichtempfindlichen
Harz und der in einer bestimmten Konfiguration zu fixierenden Leuchtstoffsubstanz
belichtet wird, wobei dieses Gemisch durch Drüberlaufenlassen über die Oberfläche
des Trägers des Schirms ausgebreitet wird, besitzt die folgenden Nachteile: Es ist
schwierig anwendbar im Fall eines ebenen Schirms mit einer diesen umgebenden Hülle;
der erhaltene Schirm besitzt weniger gute Leuchteigenschaften als Schirme, bei denen
der Leuchtstoff durch Bepudern einer Harzschicht eingebracht wurde.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein foto£raf-sches Verfahren,
das diese Nachteile vermeidet, wobei dieses Verfahren für jeden Leuchtstoff die
folgenden Stufen umfasst: (1) Ausbreiten einer lichterpeinalichen Harzschicht auf
der Oberfläche des Schirms; (2) Bepudern des Schirms mit dem "Leucr.tstoff" vor
dem Troclrnen des Harzes, wobei der Leuchtstoff mittels des aus dem Harz bestehenden
Bindemittels an aer Schirm haftet; (3) Itach dem Trocknen des Harzes 3estrahlung
mit Jitraviolett strahlen durch ein geeignetes negativ hindurch, wobei die bestrahlten
Oberflächen unlöslich werden; (4) Freilegen und Entfernen der nicht belichteten
Oberflächen durch Herauslösen derselben.
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Die Erfindung wird anhand der Beschreibung und der Zeichnung besser
verständlich und näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt stark vergrösserte Querschnittsansichten eines
Teils des Schirms und zwar ist: Fig. 1 eine Ansicht nach der ersten Verfahrensstufe
Fig. 2 eine Ansicht während der zweiten Verfahrensstufe
Fig. 3 eine
Ansicht während der dritten Verfahrensstufe und Fig. 4- eine Ansicht nach der vierten
Stufe.
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile jeweils
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In Big. 1 bedeutet 1 den Glasträger und 2 die auf seiner Oberfläche
ausgebreitete Harzschicht.
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Diese Harzschicht soll einen doppelten Zweck erfüllen, indem sie zuerst
als Bindemittel zur Verhaftung dc Leuchtstoffe während des Aufpuderns dient und
indem sie ausserdem aufgrund ihrer Lichtempfindlichkeit die Herstellung von dem
Negativ entsprechenden Mustern C£'-möglicht.
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Das Verfahren zur Ausbreitung der Schicht hängt offenbar von der geometrischen
Gestalt des zu bedeckenden Schirms ab.
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Im Fall eines flachen Schirms ohne Ummantelung wird inan beispielsweise
zweckmässig den Siebdruck wählen, welcher Einfachheit mit Schnelligkeit vereinigt
und eine gute Homogenität der Schicht gewährleistet.
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Im Fall eines mit einer Umhüllung versehenen Schirms kann man , unabhängig
davon, ob er eben oder konkav ist, die Zerstäubung mit einer Pistole, die Zentrifugierung
oder zweckmässig die Zerstäubung gefolgt von einer Zentrifugierung wählen.
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Die chemische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften
der Harzlösung sind eine Funktion des gewählten Ausbreitungsverfahrens, obwohl bestimmte
zwingende Bedingungen allen Verfahren gemeinsam. sind.
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Die zu verwendenden Harzlösungen enthalten vorzugsweise: eine Polyvinylalkohollösung
eine alkalische Bichromatlösung zur Sensibilisierung des Polyvinylalkohols unter
der Einwirkung einer ultravioletten Strahlung verschiedene Zusätze, deren Zweck
nachstehend näher erläutert wird.
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1) Die Polyvinylalkoholkonzentration hängt von der in Abhängigkeit
von der Form des Schirms gewählten Ausbreitungsmethode ab.
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Im Falle des Siebdrucks variiert die Viskosität beispielsweise um
1000 Centipoisen und kann auch noch höher ansteigen.
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Die Polyvinylalkohollösungen werden im allgemeinen durch die Viskosität
der Lösung bei einem Alkoholgehalt von 4 % charakterisiert. Diese Viskosität wächst
in Abhängigkeit vom Polymerisationsgrad der Polyvinylallcoholmoleküle an.
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Eine höhere Viskosität kann erzielt werden, indem man verwendet: entweder
hochpolymerisierte Polyvinylalkohole in schwach konzentrierter Lösung oder Polyvinylalkohole
mit mittlerem Polymerisationsgrad in konzentrierterer Lösung.
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Ein Alkohol mit einem Noleiculargewicht von 100 000 kennzeichnet sich
bei zeiger Konzentration durch eine Viskosität von 18 Cp; die 12%ige Lösung besitzt
eine Viskosität von 3 000 Cp und könnte auch verwendet werden.
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Ebenso besitzt ein Polyvinylalkohol mit dem Nolekulargewicht 200 000
eine Viskosität von 40 Cp bei einer Konzentration von 4. Die lO%ige Lösung mit einer
Viskosität von 2 500 Cp ist auch brauchbar.
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Im Fall einer Zerstäubung mit der Pistole oder eines Drüberlaufenlassens
gefolgt von einer Zentrifugierung ist nur eine wesentlich geringere Viskosität in
der Größenordnung von 35 Cp oder weniger erforderlich.
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Diese Viskosität kann beispielsweise mit einem Polyvinylalkohol mit
einem Molekulargearicht von 100 000 in 5%iger Lösung in Wasser erzielt werden.
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2) Als Sensibilisierungsmittel wählt man ein Alkalibichromat. Die
Wirkung des Ammoniumbichromats ist stärker als diejenige der anderen Alkalisalze,
was -bei seiner Wahl beachtet werden muss.
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Im übrigen wird das Verhältnis Bichromat Polyvinylalkohol so niedrig
gehalten als noch mit einer ausreichenden Polymerisation des lichtempfindlichen
Harzes verträglich ist. -6 % haben gute Ergebnisse geliefert.
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3) Verschiedene Zusätze.
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Bei der Herstellung der Suspension tritt eine große Anzahl von Blasen
auf. Man fügt deshalb zweckmässig,
ohne dass dies unbedingt erforderlich
ist, ein die Blasenbildung verhinderndes Mittel zu, welche die folgenden Handhabungen
erleichtert, insbesondere wenn man zur Ausbreitung der Lösung das Siebdruckverfahren
anwendet.
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Dieses Mittel 3011 in sehr geringen IYlengen zugeselt werden. Es soll
so ausgewählt werden, dass es in keiner Weise die Eigenschaften de. Lcuchstoffs
beeinflusst. Insbesondere darf es nicht chemisch mit den Leuchtstoffen reagieren
und zwar weder nach deren fiederschlagung, noch während der folgenden Wärmebehandlungen,
während welcher Verfahrensstufe es vollständig durch Verbrennung ohne Rückstandbildung
verschwinden sols, mit Ausnahme des Falles, in welchem dieser Rückstand Kieselsäure
ist.
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Als Beispiela für diesen Stoff seien genannt: Gesättigte Säuren mit
hohem Molekulargewicht, z.3.
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Stearinsäure; Alkohole mit hohen Molekulargewicht, z.3. Isobutylalkohol,
Diaethylphthalat; Silikonpolymerisate in der Art von Silikonoel, die den Vorteil
haben, einen Kieselsäurerückstand zu lassen, dessen Vorteil nachstehend erläutert
wird.
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Ebenso fügt man zweckmässig, ohne dass dafür eine unbedingte Notwendigkeit
besteht, bestimmte Dispergierungsmittel und Ausbreitungsmittel zu, welche die rheologischen
Eigenschaften der Lösungen modifizieren.
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Genannt seien: Laurylalkohol (Dodeoylalkohol), Butylalkohol, der
ausserdem noch die Blasenbildung verhindert, die Oberflächenspannung der Lösung
verändert und ihr Filmbildungsvermögen verbessert.
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Natriumphosphat, welches die Dispergierung der 'tLeuchtstoff't-Kristalle
im Innern der Harzschicht .:iihrend des Bepuderns erleichtert und die ErzielunO--einer
homogenen Kristallstruktur nach dem Trocknen ermöglicht.
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Wenn die verwendeten Leuchtstoffe Sulfide von Zink und Kadmium sind,
erleichtert die Anwesenheit organisciler Stoffe (Polyvinylalkohol) die Oberflächenoxidation
der Kristalle während der Wärmebehandlung, die zur Verbrennung dieser organischen
Stoffe durchgeführt wird.
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Diese Oxidation übt eine ungünstige Wirkung auf die Leuchtkraft der
Leuchtstoffe aus, da die gebildete Oxidschicht als Pilter wirkt und einen Teilder:ausgesendeten
Strahlung absorbiert, ihre Intensität verringert und dabei die Wellenlänge verändert.
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Man soll daher die Kristalle durch einen Oberflächenniederschlag von
Kieselsäure schützen.
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Dieser Schutz erfolgt zweckmässig durch Einbringen in die Lösung einer
bestimmten Menge von in Wasser dispergierter kolloidaler Kieselsäure. Diese Menge
darf nicht zu groß sein, damit sie nicht selbst einen Teil der Strahlung absorbiert.
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Nachstehend werden zwei genaue beispielsweise Zusammensetzungen angegeben,
wobei die Lösung I für eine Ausbreitung durch Drüberfliessenlassen und Zentrifugierung
und die Lösung II für den Siebdruck geeignet ist.
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Lösung I 500 cm einer Sigen Polyvinylalkohollösung, Molekulargewicht
100 000 20 cm3 Aethylalkohol 20 cm3 Butylalkohol 15 cm3 einer 10%igen Ammoniumbichromatlösung
20 g einer wässrigen Dispersion von kolloidaler Kieselsäure mit einem Kieselsäuregehalt
von 40 ffi 1 g Natriumphosphat Lösung II 500 cm³ einer eigen Polyvinylalkohollösung,
Molekulargewicht 200 000 30 g einer wässrigen Dispersion von kolloidaler Kieselsäure
mit einem Kieselsäuregehalt von 40 % 30 cm3 einer 10%eigen Bichromatlösung 30 g
Butylphthalat Nach der Ausbreitung des Harzes folgt unmittelbar das Aufpudern.
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Für diesen Zweck können verschiedene Methoden angewendet werden, insbesondere
die Trockenaufstäubung mittels
einer elektrostatischen Pistole,
was durch die ausreichende elektrische Leitfähigkeit des in Lösung -befindlichen
Harzes ermöglicht wird.
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Fig. 2 erläutert das Aufpudern während desselben.
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Fig. 3 erläutert die Belichtung der Schicht 2-3 aus Harz und Leuchtstoff
mittels eines Negativs 4 zur Erzielung von Leuchtstoffbändern.
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Fig. 4 zeigt den fertigen Schirm nach Beseitigung durch Herauslösen
mit Wasser der unbelichteten Teile der Schicht 2-3.
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Die beiden zuletzt beschriebenen Verfahrens stufen unterscheiden sich
nicht vom Stand der Technik.
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Im Falle eines zum Beispiel dreifarbigen Schirms ist das vorstehend
beschriebene Verfahren für jede der drei Farben durchzuführen.