DE19620201A1

DE19620201A1 - Scharzmatrix und Leuchtstoffraster für eine Farbbildröhre und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE19620201A1
Application number: DE19620201A
Authority: DE
Inventors: Jong Ho Cho
Original assignee: Samsung Display Devices Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 1995-11-07
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 1997-05-15
Also published as: CN1085884C; GB9601206D0; JPH09134671A; MX9600564A; GB2307094B; GB2307094A; US6022651A; KR970029982A; CN1150319A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwarzmatrix, ein Leuchtstoffraster und ein Verfahren zur Herstellung dersel ben, und insbesondere auf das Entwickeln der Schwarzmatrix, die auf der Innenfläche der Frontplatte einer Farbbildröhre ausgebildet ist, mit einem nassen elektrophotographischen Verfahren unter Verwendung von Graphit als Hauptkomponente der Materialien für die Schwarzmatrix und das Ausbilden eines Leuchtstoffrasters mit einem trockenen elektrophoto graphischen Verfahren zur Verbesserung der Qualität einer Farbkathodenstrahlröhre.

Bei herkömmlichen Schattenmasken- Kathodenstrahlröhren werden graphische Bilder durch Elektronenstrahlen für Rot, Grün und Blau wiedergegeben, die von einer Einrichtung zur Erzeugung derselben abgegeben werden, ein Loch einer Schat tenmaske durchlaufen, in einem Punkt zusammenlaufen und auf rote, grüne und blaue Leuchtstoffe auftreffen, die auf einem Leuchtstoffraster der Innenseite einer Frontplatte ausgebil det sind.

Der Leuchtstoffraster umfaßt rote, grüne und blaue Leuchtstoffe, die ein bestimmtes Muster bilden, sowie eine Schwarzmatrix, die auf der gleichen Fläche zwischen den Leuchtstoffen ausgebildet ist. Im allgemeinen ist die Schwarzmatrix eine lichtabsorbierende Schicht, die unter Ausnutzung der entsprechenden Wirkung eines Photoresists hergestellt ist.

Die Schwarzmatrix für eine Farbbildröhre wird ausgebil det, indem nichtleuchtendes absorptives Material zwischen Leuchtstoffe gepackt wird. Die Schwarzmatrix verhindert eine Kontrastminderung der Bildröhre, die durch Lumineszenz einer Aluminiumschicht bewirkt wird, die auftritt, wenn im Bereich der inneren Platte der Kathodenstrahlröhre und des Lochs einer Schattenmaske gestreute Elektronen mit dem Leucht stoffraster zusammentreffen. Die Schwarzmatrix verhindert auch eine Abnahme der Farbsättigung, die durch Lumineszenz von Punkten und Streifen der Leuchtstoffe bewirkt wird, wenn benachbarte Punkte und Streifen mit den Elektronenstrahlen bestrahlt werden.

Im allgemeinen sieht ein Prozeß, der einen Photoresist zur Ausbildung einer Schwarzmatrix verwendet, folgendermaßen aus.

Die Innenseite einer Scheibe bzw. Frontplatte wird mit Photoresist beschichtet, durch Wärme oder andere Mittel getrocknet und mit Ultraviolettlicht durch Maskenspalte belichtet. Die belichtete Platte wird zur Beseitigung von unbelichtetem Photoresist gewaschen und entwickelt und dann getrocknet. Die Platte, auf der photoresist-beschichtete Abschnitte und photoresist-unbeschichtete Abschnitte regel mäßig angeordnet sind, wird mit Schwarzmatrix-Materialien beschichtet. Die Schwarzmatrix wird dann durch Ätzen der Platte erzeugt. Dieses Verfahren ist jedoch komplex und sehr teuer.

Zur Lösung obiger Probleme beschreibt US 4 921 767 ein Verfahren zur Herstellung einer Schwarzmatrix und eines Leuchtstoffrasters, bei dem das elektrophotographische Ver fahren so angepaßt ist, daß die Anzahl der Schritte im Pro zeß vermindert sind. Ein herkömmlicher Prozeß zur Herstel lung einer Schwarzmatrix und eines Leuchtstoffrasters für eine Farb-Kathodenstrahlröhre mit einem trockenen elektro photographischen Verfahren wird gemäß Fig. 1 folgendermaßen beschrieben.

Eine gewaschene Platte wird mit einer leitfähigen Schicht und einer photoleitfähigen Schicht beschichtet, wonach eine elektrische Ladung auf der Platte erzeugt wird. Die geladene Platte wird nach einem trockenen elektrophoto graphischen Verfahren belichtet und entwickelt. Eine Schwarzmatrix wird fixiert, indem Infrarotlicht einer IR- Lampe auf die Platte eingestrahlt wird. Elektrostatisch geladene rote, grüne und blaue Leuchtstoffe werden auf der Platte, wo die Schwarzmatrix nicht ausgebildet ist, nach einem trockenen elektrophotographischen Verfahren fixiert.

Nach dieser Offenbarung setzt sich die Schwarzmatrix hauptsächlich aus Ruß zusammen und enthält geeignete Pigmen te, wie etwa Fe-Mn-Oxid etc., ein Polymer und ein Ladungs steuerungsmittel als ergänzende Komponenten. Das Gemisch wird durch Wärme aufgelöst und gemischt. Die Teilchengröße des Gemischs beträgt ungefähr 5 µm.

Die Teilchengröße des verwendeten Rußes ist jedoch so groß, daß die Mustergrenzen der Schwarzmatrix nicht korrekt ausgebildet werden. Die Teilchengröße des Rußes bewirkt auch ein Problem einer Mikroteilchenstreuung um das Muster herum.

Ferner ist es schwierig, eine dünne und dichte Schicht auf der Innenfläche der Platte auszubilden, weil der verwendete Ruß eine fehlgeordnete hexagonale Schichtstruktur aufweist.

Die vorliegende Erfindung soll obige Probleme des Stan des der Technik lösen. Die Erfindung schafft einen Prozeß zur Herstellung einer Schwarzmatrix unter Einführung eines nassen elektrophotographischen Verfahrens, welches die Pro zeßschritte wesentlich verbessert. Die Verwendung von Gra phit als Hauptkomponente des Schwarzmatrix-Materials verhin dert eine Streuung und verbessert die Feinheit der Grenze des Musters der Schwarzmatrix und verbessert die Kohäsion zur Platte und die Verdeckungskraft, eine Fähigkeit, die verhindert, daß Licht, das abgegeben wird, wenn die Schwarz matrix und die benachbarten Leuchtstoffe durch Elektronen strahlen lumineszieren, durch das Muster der Schwarzmatrix hindurchgeht, weil eine dünne und dichte Schwarzmatrix- Schicht auf der Platte ausgebildet wird. Die Erfindung schafft auch ein Leuchtstoffraster, wo obige Schwarzmatrix einer trockenen elektrophotographischen Methode angepaßt ist.

Zur Lösung obiger Probleme schafft die vorliegende Erfindung eine Schwarzmatrix und einen Prozeß zu ihrer Her stellung mit den Verfahrensschritten des Beschichtens der Innenseite einer Platte für eine Farbbildröhre mit einer leitfähigen Schicht, Beschichtens der leitfähigen Schicht mit einer photoleitfähigen Schicht, Errichtens einer elek trostatischen Ladung auf der photoleitfähigen Schicht, Be lichtens ausgewählter Bereiche der photoleitfähigen Schicht, Entwickelns der belichteten Platte mit einem lichtabsorbie renden Material, welches ein Isoparaffinlösungsmittel, Gra phit, ein Polymer und ein Ladungssteuermittel enthält, Ent fernens einer Restlösung von der entwickelten Platte, und Fixierens des lichtabsorptiven Materials auf der Platte. Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Leuchtstoffraster und ein Verfahren zur Herstellung desselben, bei welchem elek trostatisch geladene rote, grüne und blaue Leuchtstoffe auf der photoleitenden Schicht der Schwarzmatrix ausgebildet werden.

Bei der Erfindung ist bevorzugt, daß die elektrostati sche Ladung eine elektrische Coronaaufladung ist, die Dicke der Schwarzmatrix ungefähr 1 bis 3 µm beträgt und der mitt lere Teilchendurchmesser des Graphits 0,5 bis 1,5 µm be trägt. Die Restlösung wird vorzugsweise durch ein Vakuum absorptionsverfahren getrocknet, wobei die Fixierung des lichtabsorptiven Materials vorzugsweise unter Verwendung einer Infrarotlampe als Wärmequelle durchgeführt wird.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen ist.

Fig. 1 ein Flußdiagramm eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung einer Farbbildröhre, nach welchem eine Schwarzmatrix mit einem trockenen elektrophotographischen Verfahren und nachfolgend ein Leuchtstoffraster mit einem trockenen elektrophotographischen Verfahren hergestellt wird,

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Herstel lung einer Farbbildröhre, nach welchem eine Schwarzmatrix mit einem nassen elektrophotographischen Verfahren und nach folgend ein Leuchtstoffraster mit einem trockenen elektro photographischen Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wird,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Schwarzmatrix, welche mit einem nassen elektrophotographischen Verfahren gemäß der Erfindung entwickelt wird,

Fig. 4a eine elektronenmikroskopische Aufnahme, auf welcher eine Schwarzmatrix gezeigt ist, die hauptsächlich aus Graphit besteht und nach einem nassen elektrophotogra phischen Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist,

Fig. 4b eine elektronenmikroskopische Aufnahme, auf welcher eine hauptsächlich aus Ruß aufgebaute und mit einem nassen elektrophotographischen Verfahren hergestellte Schwarzmatrix gezeigt ist, und

Fig. 4c eine elektronenmikroskopische Aufnahme, auf welcher eine hauptsächlich aus Ruß aufgebaute und mit einem trockenen elektrophotographischen Verfahren hergestellte Schwarzmatrix gezeigt ist.

Anhand der Fig. 2 und 3 wird ein repräsentatives Bei spiel im folgenden beschrieben.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Her stellung einer Farbbildröhre, bei welchem eine Schwarzmatrix mit einem nassen elektrophotographischen Verfahren und dann ein Leuchtstoffraster mit einem trockenen elektrophotogra phischen Verfahren, gemäß der Erfindung, hergestellt wird.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer Schwarzmatrix, die gerade mit einem nassen elektrophotographischen Verfahren gemäß der Erfindung entwickelt wird.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, wird eine Platte 1 gewaschen und mit einer 1 bis 2 µm dicken leitfähigen Schicht 2 und einer 2 bis 6 µm dicken photoleitfähigen Schicht (3 in Fig. 3) beschichtet. Auf die photoleitfähige Schicht wird eine elektrische Ladung aufgebracht und ein ausgewählter Bereich der photoleitfähigen Schicht belichtet. Die belichtete Platte wird mit einem lichtabsorbierenden Material, welches ein Isoparaffinlösungsmittel 5 einer Dicke von 500 µm enthält, welches Graphit mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 1,5 µm als Hauptkomponente, ein Polymer und ein Ladungssteuermittel enthält, zur Erzeugung einer Schwarzma trix von 1 bis 3 µm entwickelt. Die Restlösung der entwic kelten Platte wird mit einem Vakuumabsorptionsverfahren getrocknet und das lichtabsorbierende Material mit einer Infrarotlampe als Wärmequelle zur Erzeugung einer Schwarzma trix 4 fixiert. Zur Erzeugung eines Leuchtstoffrasters für eine Farbbildröhre werden elektrostatisch geladene rote, grüne und blaue Leuchtstoffe auf der Platte, wo die Schwarz matrix nicht ausgebildet ist, mit einem trockenen elektro photographischen Verfahren fest angebracht.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele und Bezugsbeispiele beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1

Eine Frontplatte wurde gewaschen und mit einer leitfä higen Schicht sowie einer photoleitfähigen Schicht beschich tet. Auf der photoleitfähigen Schicht wurde eine elektrische Coronaaufladung errichtet und ein ausgewählter Bereich der photoleitfähigen Schicht belichtet. Die belichtete Platte wurde mit einem lichtabsorbierenden Material, welches ein Isoparaffinlösungsmittel enthält, welches Graphit einer Teilchengröße von 0,5 bis 1,5 µm als Hauptkomponente, ein Polymer und ein Ladungssteuermittel enthält, zur Erzeugung einer Schwarzmatrix entwickelt. Die Restlösung der entwic kelten Platte wurde mit einem Vakuumabsorptionsverfahren getrocknet und das lichtabsorbierende Material mit einer Infrarotlampe als Wärmequelle zur Erzeugung einer Schwarzma trix fixiert.

Ausführungsbeispiel 2

Eine Schwarzmatrix wurde nach dem gleichen Verfahren wie im Ausführungsbeispiel 1 hergestellt, und elektrosta tisch geladene rote, grüne und blaue Leuchtstoffe wurden auf der Platte, wo die Schwarzmatrix nicht ausgebildet war, mit einem trockenen elektrophotographischen Verfahren zur Erzeu gung eines Leuchtstoffrasters fixiert.

Bezugsbeispiel 1

Eine Platte wurde gewaschen und mit einer leitfähigen Schicht und einer photoleitfähigen Schicht beschichtet. Eine elektrische Coronaaufladung wurde auf der photoleitfähigen Schicht errichtet und ein ausgewählter Bereich der photo leitfähigen Schicht belichtet. Die belichtete Platte wurde mit einem lichtabsorbierenden Material, welches ein Isopa raffinlösungsmittel enthält, welches Ruß als Hauptkomponen te, ein Polymer und ein Ladungssteuermittel enthält, zur Erzeugung einer Schwarzmatrix entwickelt. Die Restlösung der entwickelten Platte wurde mit einem Vakuumabsorptionsver fahren getrocknet und das lichtabsorbierende Material mit einer Infrarotlampe als Wärmequelle zur Erzeugung einer Schwarzmatrix fixiert.

Bezugsbeispiel 2

Eine Schwarzmatrix wurde nach dem gleichen Verfahren wie beim Bezugsbeispiel 1 hergestellt und elektrostatisch geladene rote, grüne und blaue Leuchtstoffe wurden auf der Platte, wo die Schwarzmatrix nicht ausgebildet war, mit einem trockenen elektrophotographischen Verfahren zur Erzeu gung eines Leuchtstoffrasters fixiert.

Bezugsbeispiel 3

Eine Platte wurde gewaschen und mit einer leitfähigen Schicht und einer photoleitfähigen Schicht beschichtet. Eine elektrische Coronaaufladung wurde auf der photoleitfähigen Schicht errichtet und ein ausgewählter Bereich der photo leitfähigen Schicht belichtet. Die belichtete Frontplatte wurde mit Ruß als Hauptkomponente, einem Polymer und einem Ladungssteuermittel mit einem trockenen elektrophotographi schen Verfahren zur Erzeugung einer Schwarzmatrix entwic kelt. Das lichtabsorbierende Material wurde mit einer In frarotlampe als Wärmequelle zur Erzeugung einer Schwarzma trix fixiert.

Bezugsbeispiel 4

Eine Schwarzmatrix wurde nach demselben Verfahren wie im Bezugsbeispiel 3 erzeugt und elektrostatisch geladene rote, grüne und blaue Leuchtstoffe wurden auf der Platte, wo die Schwarzmatrix nicht ausgebildet worden ist, mit einem trockenen elektrophotographischen Verfahren zur Erzeugung eines Leuchtstoffrasters fixiert.

Bezugsbeispiel 5

Eine Platte wurde gewaschen und mit einer leitfähigen Schicht und einer photoleitfähigen Schicht beschichtet. Eine elektrische Coronaaufladung wurde auf der photoleitfähigen Schicht errichtet und ein ausgewählter Bereich der photo leitfähigen Schicht belichtet. Zur Entwicklung der belichte ten Platte zu einer Schwarzmatrix mit einem trockenen elek trophotographischen Verfahren wurde ein lichtabsorbierendes Material verwendet, welches Graphit als Hauptkomponente, ein Polymer und ein Ladungssteuermittel enthielt.

Fig. 4a ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, auf welcher die hauptsächlich aus Graphit aufgebaute und nach einem nassen elektrophotographischen Verfahren gemäß der Erfindung erzeugte Schwarzmatrix gezeigt ist. Wie in der elektronenmikroskopischen Aufnahme gezeigt, beträgt der Durchmesser eines Punkts 0,11 mm, die Punktgrenze ist fein, und die Dichte des Graphits ausgezeichnet.

Fig. 4b ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, auf welcher die hauptsächlich aus Ruß aufgebaute und nach einem nassen elektrophotographischen Verfahren gemäß dem Bezugs beispiel 1 erzeugte Schwarzmatrix gezeigt ist. Wie auf der elektronenmikroskopischen Aufnahme gezeigt, beträgt der Durchmesser eines Punktes 0,11 mm, und die Punktgrenze ist einigermaßen fein, aber die Dichte des Graphits liegt unter derjenigen der Fig. 4a.

Fig. 4c ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, auf welcher die hauptsächlich aus Ruß aufgebaute und nach einem trockenen elektrophotographischen Verfahren gemäß dem Be zugsbeispiel 3 erzeugte Schwarzmatrix gezeigt ist. Wie auf der elektronenmikroskopischen Aufnahme gezeigt, ist die Stärke des Zeichens 0,3 mm und die Punktgrenze nicht fein. Ferner findet sich die Streuung 6, die ihre Ursache in einem Schwarzpunktdefekt hat.

Der Prozeß, der Graphit als Hauptkomponente verwendet und bei dem mit einem trockenen elektrophotographischen Verfahren gemäß dem Bezugsbeispiel 5 entwickelt wird, kann kein Muster einer Schwarzmatrix ausbilden.

Die Untersuchungsergebnisse für die Leuchtstoffraster des Arbeitsbeispiels 2 sowie der Bezugsbeispiele 2 und 4 sind in der folgenden Tabelle aufgelistet:

Tabelle

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Schwarzmatrix, mit den Verfahrensschritten des
Beschichtens der Innenfläche einer Frontplatte (1) einer Farbbildröhre mit einer leitfähigen Schicht (2),
Beschichtens der leitfähigen Schicht (2) mit einer photoleitfähigen Schicht (3),
Errichtens einer elektrostatischen Ladung auf der pho toleitfähigen Schicht (3),
Belichtens ausgewählter Bereiche der photoleitfähigen Schicht (3)
Entwickelns der belichteten Frontplatte (1) mit einem lichtabsorbierenden Material, welches ein Isoparaffinlö sungsmittel, Graphit, ein Polymer und ein Ladungssteuermit tel enthält,
Entfernens von Restlösung von der entwickelten Front platte (1) , und
Fixierens des lichtabsorbierenden Materials auf der Frontplatte.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrostati sche Ladung eine elektrische Coronaaufladung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dicke der Schwarzmatrix ungefähr 1 bis 3 µm beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mittlere Teilchendurchmesser des Graphits 0,5 bis 1,5 µm beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Restlösung mit einem Vakuumabsorptionsverfahren getrocknet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fixieren unter Verwendung einer Infrarotlampe als Wärmequelle durchgeführt wird.

7. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffrasters, wobei elektrostatisch geladene rote, grüne und blaue Leucht stoffe auf einer nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten Schwarzmatrix ausgebildet werden.