DE1958486A1 - Verfahren zum Herstellen von Bildschirmen mit mehreren phosphoreszierenden Schichten gleichfoermiger Staerke fuer Kathodenstrahlroehren zur Wiedergabe von Farbbildern - Google Patents

Description

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IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Getelltdiaft mbH

Böblingen, 14. November 1969 , si-sk

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10

Amtl.Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenz.d,Anmelderin: Docket KI 968 OO7

Verfahren zum Herstellen von Bildschirmen mit mehreren phosphoreszierenden Schichten gleichförmiger Stärke für Kathodenstrahlröhren zur Wiedergabe von Farbbildern

Es hat sich·herausgestellt* daß Kathodenstrahlröhren zur Wiedergabe von Farbbildern besonders günstige Eigenschaften aufweisen, wenn sie in Verbindung mit Bildschirmen betrieben werden, diemehrere, einander überlagernde phosphoreszierende Schichten besitzen· Derartige Schirme weisen meist drei Schichten verschiedener Farbe auf und besitzen gegenüber den bekannten Bildschirmen mit streifen-oder punktförmigen phosphoreszierenden Belegungen eine Reihe von Vorteilen Diese Vorteile -bestehen auch gegenüber Anordnungen zur Wiedergabe von Farbbildern, die mit einer

Kathodenstrahlröhre in Verbindung mit abschattenden Masken arbeiten. Die Vorteile bestehen in einem besseren Auflösungsvermögen, in einem höheren Kontrast sowie auch besonders darin, daß zum Betrieb des Kathodenstrahlrohres lediglich ein einziges Elektronenerzeugungssystem erforderlich ist.

Es gibt eine Reihe von bekannten Verfahren zur Herstellung von Kathodenstrahlrohr schirmen mit mehreren zusammenhängenden, einander überdeckenden, phosphoreszierenden Schichten. Soll sich das Kathodenstrahlrohr auch für Anwendungen mit einer hohen Strahldichte eignen, wie das beispielsweise für Kathodenstrahlrohranzeigevorrichtungen für Zahlen und Vektoren in Datenverarbeitungsanlagen dsr Pail ist, so zeigt sich, daß die bisherigen Schirmanordnungen bzw. deren Herstellungsverfahren nicht völlig befriedigen.

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Eines der bekannten Verfahren zur Herstellung von Kathodenstrahlrohr schirmen mit mehreren phoephoreszierenden Schichten ist unter dem Namen Sedimentationsverfahren bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein geeignetes Phosphorsilikat in einer Lösung ausgefällt, und diese ausgefällten Teilchen werden unter der Wirkung der Schwerkraft durch Sedimentation auf dem Schirmsubstrat abgeschieden· Dieses Verfahren wird beispielsweise beschrieben in dem US-Patent 5 2^1 775. Das , genannte Patent besohreibt auch ein weiteres bekanntes Ver« fahren, bei dem die Aufbringung der Phosphoreszenzsohiohten

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. auf dem Kathodenstrahlrohrschirm durch ein Hochvakuumdampfverfahren bewirkt wird. Andere Verfahren benützen das Aufsprühen der Schirmsubstanzen bzw. ein Abscheidungsverfahren dieser Substanzen aus deren Dämpfen. Alle diese Verfahren besitzen jedoch gewisse Nachteile.

Ein Nachteil der Sedimentationsverfahren besteht darin, daß lediglich Schirme mit verhältnismäßig grober Körnung hergestellt werden können, die keine ausreichende Gleichförmigkeit bezüglich ihrer Dicke aufweisen. Daraus resultiert eine ungenügende Bildauflösung, ein geringer Kontrast sowie eine schlechte Farbqualität. Das Sedimentationsverfahren zur Herstellung mehrschichtiger Schirme für Kathodenstrahlröhre weist auch keine genügend große lumineszente Leuchtkraft auf, wie sie für den Betrieb von Kathodenstrahlröhren zur Darstellung von Farbbildern erforderlich ist, die in Räumen mit ziemlich hoher Beleuchtungsstärke betrieben werden sollen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die inhärente Effektivität des Phosphors normalerweise wegen der erfolgten ausgiebigen Zerkleinerung des Phosphors durch Mahlen stark reduziert erscheint. Die Zerkleinerung erfolgt" zu dem Zweck, ein hohes Auflösungsvermögen zu erhalten. Weiterhin erfordern Schirme mit mehreren Schichten verhältnismäßig großer Körnung hohe Beschleunigungsspannungen für den anregenden Kathodenstrahl, weshalb die Ablenkempfindlichkeit des Strahles entsprechend gering ist. Schließlich ist infolge der Ungleichförmigkeit

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der Phosphorschichten im allgemeinen weniger als die Hälfte der Schirmoberfläche zur Darstellung von Figuren hoher Dichte verfügbar.

Die durch Niederschlag aus der Dampfphase erzeugten Phosphorschichten haben den Nachteil eines geringen Wirkungsgrades der Lumineszenzschicht bei verhältnismäßig geringem Bildkontrast unter den Bedingungen einer nicht niedrig gehaltenen Umgebungsbeleuchtungsstärke. Weiterhin beschränken die für diese Herstellungart erforderlichen thermischen Verfahrensschritte diese Schirmtypen auf Substratmaterialien, wie Quarz. Die zur Aktivierung erforderlichen hohen Temperaturen bergen die Gefahr einer chemischen Reaktion der Phosphorschichten untereinander. Aufsprühverfahren weisen schließlich ähnliche Nachteile auf. Insgesamt kann somit gesagt werden, daß alle bisher bekannten Herstellungsverfahren für Leu chtschirmschichten für Kathodenstrahlröhren zur Wiedergabe von Farbbildern große Schwierigkeiten bezüglich der präzisen Steuerung der Stärke der verschiedenen Phosphorschichten aufweisön.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Lumineszenzschirmen für Kathodenstrahlröhren zur Wiedergabe farbiger Bilder anzugeben, das die oben genannten Schwierigkeiten nicht*aufweist und dem ein Kfcthodenstrahlrohr mit nur

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einem Elektronenerzeugungssystem zugrunde liegt. Der aus mehreren Lumineszenzschichten hergestellte Schirm soll ein hohes Auflösungsvermögen, einen guten Kontrast und allgemein eine gute Bildqualität aufweisen. Weiterhin soll die Dicke der einzelnen Schichten des mehrschichtigen Lumineszenzsehirmes innerhalb ausreichender Toleranzen steuerbar sein.

Das Verfahren nach der Lehre der vorliegenden Erfindung vermeidet die genannten Nachteile. Es ist verhältnismäßig einfach durchzuführen und liefert Bildschirme mit mehreren, einander überlagernden phosphoreszierenden Schichten gleichförmiger Stärke, die bei gutem Auflösungsvermögen kontrastreiche Farbbilder wiederzugeben in der Lage sind.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorpartikel der einzelnen Schichten elektrophoretisch auf dem Sohirmsubstrat abgeschieden werden und daß vor dieser elektrophoretischen Abscheidung einer jeden Schicht eine dünne, elektrisch leitende, transparente Hilfssehicht auf« gebracht wird, die während des jeweiligen elektrophoretischen Abseheidungsvorgangea als Elektroden wirksam sind.

Das genannte Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Bildschirmen für Kathodenstrahlröhren, die graphische Darstellungen hoher Dichte ermöglichen sollen. Fernerhin eignet sich das Verfahren auch zur Herstellung von Sohirmen großer Fläehenabmessungen.

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Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit ddn zugehörigen Figuren hervor. In diesen bedeuten:

Fig.1 die Aufgliederung des Gesamtverfahrens nach

der Lehre der vorliegenden Erfindung in einzelne Verfahrensschritte!

Fig.2 eine vergrößerte partielle^ Querschnittsdarstellung durcheinen nach der Lehre der vorliegenden Erfindung hergestellten luminezierenden Bildschirm und

Fig.5 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Schichtstärke einer Schirmschicht ■ se von der Zeit, Über welche diese Schicht bei einer Feldstärke von 50 V/cm durch Elektrophorese abgeschieden wird.

Zur Herstellung- eines Fluoreszenzsohirmes nach der Lehre der vorliegenden Erfindung wird zunächst ein transparentes Substrat ΙΟ,ζ.Β. eine Glasplatte (Fig*2) gereinigt, bis eine sogenannte "elektrisch" eaubere Oberfläche vorliege· / Bei dem im folgenden geaonilderten uevorzugten Auaführungsbeispiel wurde eine Standardweichglaaplatte als Substrat für den zu erstellenden Bildschirm benutzt. Zur BÄnigung wird die

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Substrat-Oberfläche zunächst mit Detergentien behandelt und mit einer wässrigen Chromsäurelösung benetzt. Daran schließt sich eine weitere Behandlung mit Ammoniumbifluorid und mit reinem Wasser an. Das Substrat wird dann in einer reinen Atmosphäre getrocknet.

Nunmehr wird zur Herstellung des mehrschientigen Bildsunirmes das Glassubscrat- IO zunäensu mii» einer dünnen, transparenten, leitenden Schicht bedeckt, für welche in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Zinno&yd benutzt wurde. Die dünne, transparente, leitende Schicht 12 (Fig.2) wird in folgender Weise auf das Substrat aufgebracht! Zunächst wird eine Mischung aus Zinnchlorid und Methanol und aus einer Antimontrichloridlösung mit einem Anteil von 5 Gew.$ vorbereitet. Das Substrat 10 wird dann mittels irgendeineÄbekannten Verfahrens auf etwa 425° erhitzt und dann die vorbereitete Lösung bei Anwesenheit einer Wasserdampfatmosphäre auf dieses aufgesprüht. Man erhält so durch eine chemische Abscheidung eine dünne Zinnoxydschicht. Dieses Abscheidungsverfahren und die hier.bei auftretenden chemischen Reaktionen sind im einzelnen beschrieben in dem US-Patent Nr. 2 752 3I3. Die so erhaltene transparente, leitende Schicht 12 besteht aus mit Antimon dotiertem Zinnoxyd. Die Anttmondotierung hat den Zweck, das Durchlaßvermögen für Lichtstrahlen vom Bereich des nahen Infrarot in den sichtbaren Bereich zu verschieben und gleichzeitig den LeItfähigkeitsgrad der Sohioht zu erhöhen. Die vorzugsweise ein-

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gehaltene Stärke der Schicht 12 liegt etwa bei 5000 A und wird durch Widerstandsmessungen während der chemischen Herstellung geprüft bzw. gesteuert, wie es in der Technik an sich bekannt ist. Im vorliegenden Beispiel besitzt die Zinnoxydschicht einen Flächenwiderstand von 30-40 Λ. / Q sowie ein Transmissionsvermögen im sichtbaren Bereich von etwa 80$. Nach Aufbringung der Zinnoxydschicht 12 wird der Schirm mit einem Detergentium gewaschen, mit Chromsäure benetzt und schließlich mit Wasser gewaschen.

In Übereinstimmung mit dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr eine silberaktivierte Zink-Kadmium-Sulfid-Schicht als erste Phosphorschicht mit einer Dicke von 4^- 1 Av mittels Elektrophorese aufgebracht. Hierzu wird die folgende Suspension vorbereitet. Eine Aufschlämmung feiner Partikel des benutzten Phosphors mit einem Durchmesser von 1 bis 2 Vv werden in 5$ Wasser enthaltendem Äthylalkohol suspendiert und 10~ Mole /Liter Thoriumnitrat hinzugegeben. Hierbei wird vorzugsweise ein Mengenverhältnis von etwa 3*5 mg Phosphor auf 1 ml Flußmittel verwendet. Die Suspension wird durch

Mischung der genannten Ingredienzien hergestellt. Das intensive Mischen dauert etwa 30 Minuten und wird mittels eines Mahlverfahrens, durch Rühren oder durch Vibration bewerkstelligt. Es ist wichtig, darauf zu achten, daß die Dielektrizitätskonstante des Bindemittels etwa bei 30 liegt, da hierdurch eine verhältnismäßig hohe Beweglichkeit der KI 968 007 0 0 9 8 2 4/1454

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geladenen Phosphprpartikel innerhalb des Bindemittels sichergestellt wird, so daß man bei der Durchführung der Elektrophorese mit einer verhältnismässig niedrigen Feldstärke auskommt.

Eine Phosphorschicht 14 mit einer nach Aktivierung sich einstellenden grünen Farbe wird elektrophoretisch auf der leitenden Schicht des Schirms niedergeschlagen, indem zunächst die oben beschriebene Suspension in einengeeigneten, in der Zeichnung nicht dargestellten Behälter mit einer darin befindlichen Elektrode eingegeben wird. Zur Durchführung der Elektrophorese wird in dem bevorzugten AusfUhrungsbeispiel das beschichtete Substrat 10 mit dem negativen Pol einer Gleichstromquelle und eine.. Platinelektrode mit dem positiven Pol dieser Quelle verbunden. Die Platinelektrode liegt vorzugsweise 2 cm von der Zinnoxydschicht 12 entfernt wnä ein Feld von etwa 50 V/cm wird mittels der Elektroden aufrechterhalten. Hier sei bemerkt, daß die Dicke der Phosphorschicht 14 von außerordentlicher Wichtigkeit für die erfolgreiche Herstellung von mehrschichtigen Schirmen: für Kathodenstrahlröhren ist. Hierzu sei auf das Diagramm in Fig.3 hingewiesen, dessen Kurve die Verknüpfung der drei Parameter wiedergibt, welche eine wirksame Steuerung der Dicke der elektrophoretisch herzustellenden Phosphorschicht 14 ermöglichen. Diese Parameter sind die Zeit, die Feldstärke und die Konzentration der benutzten Suspension, Es sei be-

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merkt, daß für die oben beschriebene Suspension bei einer Feldstärke von 50 V/cm der Niederschlag einer k fi* starken Phosphorschicht 14 auf dem mit der Zwischenschicht versehenen Substrat etwa 1,5 Min. in Anspruch nimmt. Aus später noch zu erklärenden Gründen ist es günstig, eine Dicke der Phosphorschicht 14 zwischen 5 v\, und 5mzu wählen.

Nachdem die erste Phosphorschicht 14 in der beschriebenen Weise elektrophoretisch auf der ersten dünnen leitenden transparenten Zwischenschicht 12 aus Zinnoxyd abgeschieden ist,wird eine zweite transparente, leitende Zwischenschicht 16 mit

ο α einer Dicke in einem Bereieh von 400 A bis 500 A aufgebracht.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Schicht 16 aus Indiumoxyd und wird mittels eines Vakuumaufdampfverfahrene aufgebracht. Zu diesem Zwecke wird das Substrat 10 mit den bereits^darauf befindlichen Schichten 12 und 14 in einen Vakuumbehälter gebracht und auf eine Temperatur von etwa 350° C aufgeheizt. In der Vakuumkammer befindet sich ein Heizfaden aus Indium. Ura die für die Bildung des Indiumoxyds, erforderliche Wasserdampf- und Sauerstoffatmosphäre sicherzustellen, wird Sauerstoff und Wasserdampf in dosierter Weise in die Kammer eingegeben und gleichzeitig wird Indium von dem Heizfaden hinweg verdampft· Die verschiedenen Dämpfe reagieren in einer für den Fachmann bekannten Weise miteinander, woduroh eine dünne Indiumoxydsohiohfc 16 oberhalb der ersten Phosphorsohicht 14 zustande kommt.

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Der Prozeß wird so gesteuert, daß die Schichtstärke in der

ο ο bereits oben genannten Größenordnung von 400 A bis 500 A liegt, wobei dieser Wert aus später noch zu erklärenden Gründen gewählt wird.

Unerwarteterweise wurde herausgefunden, daß nunmehr eine zweite Phosphorschicht 18 auf das Substrat 10,und zwar oberhalb der transparenten leitenden Zwischenschicht 16 in einer Weise aufgebracht werden kann, die eine sehr sorgfältige Steuerung gestattet, wobei die Hilfsschicht als Elektrode für die eIe ktrophoretische Aufbringung der nächsten Schicht benutzt wird. Bei dem vorzugsweise beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine mit Silber aktivierte Zink-Sulfidschicht (blauer Phosphor) durch Elektorphorese in der folgenden Weise niedergeschlagen. Das dia Zinnoxydschicht 12, die Schicht 14 aus grünem Phosphor und die Schicht 16 aus Indiumoxyd tragende Substrat 10 wird wiederum in einen Behälter eingebracht, in dem ein mit Silber aktivierter Zinksulfid-Phosphor in Form einer Suspension enthalten ist, die in der gleichen Weise und mit gleichen Konzentrationen, wie oben beschrieben, vorbereitet wurde. Die Phosphorschicht 18 wird elektrophoretisch oberhalb der zweiten leitenden dünnen Schicht 16 unter Benutzung einer Elektrode aufgebracht, welche etwa 2 cm von der zu behandelnden Schirmflache entfernt ist. Hierzu wird wiederum eine Feldstärke von etwa 50 V/cm benutzt.

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Die Stärke der blauen Phosphorschicht 18 wird sorgfältig innerhalb eines Bereiches von 2 VV- 0,5 a/w gesteuert.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine weitere Indiumoxydschicht 20 oberhalb der blauen Phosphorschicht 18 in der gleichen Weise aufgebracht, wie es oben im Zusammenhang mit der Indiumoxydschicht 16 beschrieben wurde. Diese Schicht 20 besitzt ebenfalls vorzugsweise eine Stärke von

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400 A bis 500 A und dient gleichfalls als Elektrode für den anschließend durchzuführenden eIektrophoretischen Niederschlagsprozeß. Nunmehr wird eine dritte Phosphorschicht aus mit Europium aktiviertem ^triumvandanat (oder ein roter Phosphor der seltenen Erden) in der gleichen Weise aufgebracht, wie es bereits im Zusammenhang mit den Phosphorschichten 17 und 18 beschrieben worden ist. Die Stärke dieser dritten Phosphorschicht 22 wird sorgfältig gesteuert innerhalb eines Bereiches von 2 ^w - 0,5 M^ · Nunmehr wird entsprechend der für die Herstellung von Bildschirmen für Kathodenstrahlrohre bekannten Verfahren eine Ionenschutzschicht aus Aluminium auf die dritte Phosphorschicht 22 aufgebracht, womit der mehrschichtige Bildschirm fertiggestellt ist. Wie aus der bisherigen Beschreibung hervorgeht, beträgt die Gesamtstärke der drei durch elektrophoretisch^ Verfahren aufgebrachten Phosphorschichten entsprechend der Lehre der Erfindung etwa 6 tv bis 10 »^. . Diese Dicke ist sehr wichtig, da die Eindringtiefe der Elektronen proportional dem Quadrat

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der angelegten Spannung ist. Um eine Spannung in einem geeigneten Bereich (d.h. etwa von 18 kV ) anwenden zu können, sollte daher die Gesamtstärke der Phosphorschichten 14,18 und 22 in einem Bereich zwischen 10t<pder darunter liegen. 18 kV wird als maximale Spannung für Kathodenstrahlröhren zur graphischen Darstellung angesehen, da infolge der Anwesenheit des Bedienungspersonals gewisse Sicherheitsbedingungen zu erfüllen sind. Weitere Gründe für den genannten maximalen Spannungswert hängen mit der Lebensdauer des Kathodenstrahlrohres und mit der Sicherstellung einer ausreichenden Strahlablenkempfindlichkeit zusammen. Es wurde heraus gefunden, daß die einzige zufriedenstellende Methode zur sicheren Einhaltung der Toleranzen für die Stärken der drei Phosphorschichtei^elektrophoretische Abseheidungsverfahren ist. Dieses wiederum kann nur dann praktisch durchgeführt werden, wenn die leitenden Hilfsschichten in der oben beschriebenen Art vorgesehen sind. Ein anderes zur präzisen Dickensteuerung der verschiedenen Lumineszenzschichten geeignetes Verfahren ist bis-jetzt nicht bekannt geworden.

In einem versuchweise nach der Lehre der vorliegenden Erfindung hergestellten Kathodenstrahlrohr mit einem mehrschichtigen Schirm zur Wiedergabe von Farbbildern konnte die Gesamtdicke der drei Phosphorschichten unter 10 /a* gehalten werden. Wie oben bereits erwähnt, genügten 18 Kilovolt

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oder etwas darunter liegende Spannungswerte, um eine Durchdringung dieser Schichtdicke mit Elektronen sicherzustellen. Der Schirm ist außerordentlich nützlich zur Anzeige von numerischen Werten hoher Dichte oder von graphischen Darstellungen, da die Phosphorschichten aufgrund ihrer präzisen, gleichförmigen Dicke, die in der oben beschriebenen Weise sicher eingehalten werden kann und aufgrund der erzielbaren äußerst feinen gleichförmigen Partikelgröße ein gutes Auflösungsvermögen, guten Kontrast und allgemein eine gute Bildqualität aufweisen. Weiterhin ist es als günstig zu bewerten, daß in der genannten Weise hergestellte Kathodenstrahlschirme nur verhältnismäßig selten elektrische Durchschläge erleiden, da die zur /'nregung der Phosphorschichten erforderliche Betriebsspannung verhältnismäßig gering ist. Weiterhin folgt aus der sorgfältig eingehaltenen Dickenverteilung der verschiedenen Phosphorschichten'14,18 und 22 und der dazwischenliegenden Schichten eine hohe Farbreinheit, ohne daß es erforderlich wäre, dieSpannuhgen der Zwischenschichten in bekannter Weise steuern zu müssen. Es wurden bei der Beschreibung des .bevorzugten Ausführungebeispieles zwar bestimmte Suspensionen und bestimmte Parameter erwähnt, es versteht sich jedoch für den Fachmann, daß bei der Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung ein alternatives Vorgehen grundsätzlich möglich ist· So kann beispielsweise die erste dünne leitende Schicht 12 in vom oben Beschriebenen abweichender Weise aus Indiumoxyd hergestellt werden_f Die hierzu benutzte Suspension besteht in diesem Kl 968 007 009824/1414 *

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Falle aus Indiumchlorid, Methanol und Antimontriehlorid. Es sei angemerkt, daß der Flächenwiderstand einer Indiumoxydschicht etwa I50 bis 200 Ohm/ Q beträgt, so daß deshalb die Leitfähigkeit unter derjenigen der Zinnoxydschicht 12 bleibt. Eine weitere Alternative bei der Herstellung der ersten leitenden Schicht 12 stellt die Benutzung von TitancELorid zur Herstellung einer Titanoxydschicht dar, welche nach ihrer Aufbringung durch Reduktion mit Zink leitend gemacht wird. Hierzu können die im US-Patent 2 928 577 beschriebenen Methoden benutzt werden. Eine weitere Alternativmöglichkeit zur Herstellung der Schicht 12 betrifft eine Vakuumaufdampfung von Indiummetall unter Benutzung geeigneter Partialdrucke zur Herstellung einer transparenten, leitenden Sohicht aus Indiumoxyd, die Vakuumverdampfung von Silber oder Aluminiummetall mit anschließender Glimmentladung auf diesen Schichten in einer UmgebungsatmοSphäre aus Luft, um diese Schichten transparent zu machen, sowie eine Vakuum-

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aufdampfung von Aluminium auf das Substrat 10 mit einer Stärke

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von etwa 1000 A. Im letzteren Falle ist das Aluminium zunächst nicht transparent, vielmehr muß diese Schicht nach der elektrophoretischen Aufbringung der ersten Ehosphorschicht 14 durch einen Oxydationsvorgang in Luft transparent gemacht werden. Das gleiche Ziel erreicht man durch Anwendung einer wässrigen Lösung aus Ambniumpersulfat oder durch anodische Oxydation mittels Zitronensäure. Es ist zu bedenken, daß eine vorzeitige Oxydation, die wie erwähnt, auch anodisch durchgeführt werden kann, das Aluminium dieser Schicht nicht-KI 968 007 * ~ . 0 0 9 8 2 4 / U 5 k ORIGINAL INSPECTED

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leitend macht, wodurch sie für die Durchführung des elektrophoretischen Prozesses zur Aufbringung der Schicht 14 ungeeignet ist.

Bezüglich der Herstellung der Phosphorsuspensionen ist es für den Fachmann klar, daß auch Metholisobutylketon als Bindemittel anstelle von Äthylalkohol anwendbar ist. Fernerhin können anstelle von Thoriumnitrat mit einer' Konzentration von 10 Mol/l, was einem ionisierbaren Metall in Suspension entspricht, Salze der Salpeter-oder Essigsäure benutzt werden. E= wurde jedoch festgestellt, daß Thoriumnitrat eine bessere Adhäsion aufweist als die Salze der genannten Säuren, was vielleicht auf Einschluß von Hydroxyden an der Trennfläche zwischen der leitenden Schicht und der Phosphorschicht zurückzuführen ist. Aus diesem Grunde wurde bei der Durchführung des Verfahrens nachder vorliegenden Erfindung Thoriumnitrat bevorzugt.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wurde die zweite transparente Schicht 16 aus Indnmoxyd mittels eines Vakuumaufdampfprozesses aufgebracht. Diese Methode wurde anstelle eines chemischen Niederschlagsverfahrens, wie es zur Aufbringung der ersten Schicht 12 benutzt wurde, gewählt, weil die bekannten chemischen Dampfniederschlagsverfahren die Eigenschaft haben, mit dem Phosphor chemisch zu reagieren.

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Jedoch können die leitenden Metalle wie Zinn» Indium oder Titan auch durch Vakuumaufdampfprozesse aufgebracht werden. Dieses Tarfähren wurde zur Herstellung täer zweiten Tand der dritten Schicht benutzt, während 'chemische Abseheidungs,-methoden lediglich der Aufbringung der ersten, d,h» der "unmittelbar auf dem Glassubstrat 10 aufliegenden Schicht,, vorbehalten büaöben· Pernerhin ist bekannt., daß Aluminium nicht durch Vakuumaufdämpfen In Gegenwart von itfasserdainpf appli- zieft Werden kann, da hierbei das Aluminium oxydiert wird* wodurch es in den nicht leitend eil Zustand Ibergetit» Aus dies©® Gründe ist bei der VakuuKiäufdämpfung von Aluminium darauf zu ächten* daß kein Wasser dampf part ialdruck lsi der Ärbeitsätmos* phar© vorhanden ist» Es 1st somit verstellbar» auch die erste !LeiteiBie Schicht 12 aus Alüfnlnium iherzttstellm* wobei diese ⁵WIe 4Ie iibrlgen leiteiiden Söhlc'hteni ¹WIe bereits ^!öbe3ft erwahaät, erst ffläcti SJui'Chfia^uhg des jeweiligen ölektropliöretischen

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Claims (1)

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Böblingen, .14. November I969 s I-sic

P a t e η t a η s ρ r ü. s fa e

|1 J Verfahren zum Herstellen von Bildschirmen mit mehreren phosphoreszierenden Schichten gleichförmiger Stärke für Kathodenstrahlröhren zur Wiedergabe von Farbbildern, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorpartikel der einzelnen Leuchtschichten elektrophoretisch auf dem Schirmsubstrat abgeschieden werden und daß vor dieser e lektr ophore tisehen Abscheidung einer jeden 'Schicht eine dünne, elektrisch leitende, transparente Hilfsschicht aufgebracht wirö» €ie während des jewellig-eaa elektrophoretisehen A.bscfeei€uinss-¥organges als Elektroden wirksam ,sind. ..

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auf die igea^etaaigfce öberfl^cate -elaasr als dlenemäeaa ©aia-spliatfce |1©| «laase «^sfe Hilf ssöbißM; aus ^i^llimimäiiiitlbeirS>«m EMmsmytä. mit einer Stärke vtan «tewa

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ORlGiNALINSPEGTED

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schicht (16) aus Indiumoxyd mit einer Stärke

ο ο
zwischen 400 A und 500 A aufgebracht und auf

dieser Schicht (16) eine zweite, blau phosphoreszierende Leuchtschicht (18) aus silberaktiviertem Zinksulfid mit einer Stärke von 2 yw

- 0,5 ρ* elektrophoretisch abgeschieden wird,

ο daß auf die Schicht (18). eine dritte, 400 A bis

ο
500 A starke Hilfsschicht (20) aus Indiumoxyd

aufgebracht und auf dieser Schicht (20) als rot phosphoreszierende Leuchtschicht (22) eine 2 pfis - 0,5 μ* starke europiumaktivierte Schicht aus ^tbriumvandanat oder aus einem anderen ein seltenes Erdelement enthaltendem roten Phosphor elektrophoretisch abgeschieden und daß schließlich die so erhaltene mehrschichtige Struktur

zum Schutz gegen schädlichen Ionenbesehuß in an

ό sich bekannter Weise mit einer etwa 1000 A

starken Schutzschicht aus Aluminium versehen

wird.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hilfsschicht (12) auf chemischem Wege durch Aufsprühen einer Mischung aus Zinnchlorid, Methanol und 5 Gew.$ Antiraantrichlorid auf das etwa auf 425° C erhitzte Substrat, die Hilfsschichten (16) und· (20) jedoch mittels eines

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Eoclwakuumauf dampf Verfahrens her ge ate lit'
werden.

4. ■ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Hilfsschichten im Hochvakuum "aufgedampft und erst nach ihrer Benutzung als Elektrode be ir, .abscheiden der zugehörigen Leuchtschicht aus ihrem metallisch leitenden in den transparenten Zustand überführt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtstärke aller auf dem Substrat (10) aufgebrachten Schichten gleich oder kleiner als 10 \\ gemacht wird, derart, daß die phosphoreszierenden Schichten bei einer i-uiregungsspannung in der Größenordnung von 18 kV von den anregenden Elektronen noch völlig durchdrungen werden.

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