DE2359005B2 - Vorrichtung zum auftragen eines ueberzugs auf einer maske zur verwendung bei der herstellung einer leuchtschirmstruktur einer farbkatodenstrahlroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrophoretischen Auftragen eines Überzuges auf dem die öffnungen enthaltenden Teil einer Maske, durch den bei der Herstellung einer Leuchtschirmstruktur einer Farbbildröhre die öffnungen der Maske vorübergehend verkleinert werden.

Farbbildröhren mit drei Elektronenkanonen haben bekanntlich gemusterte Leuchtschirmstrukturen, die aus sich wiederholenden Gruppen miteinander in Beziehung stehender Phosphorstoffe aufgebaut sind. Diese separaten Leuchtstoffgruppen sind üblicherweise als Streifen oder Punkte angeordnet, je nach der besonderen Art der in Betracht gezogenen Farbbildröhre Beispielsweise bei der weitverbreiteten Schattenmasken-Bildröhrenkonstruktion ist das verwandte Färb leuchtschirmmuster meistens aus einer sehr großer

Λη/ahl im wesentlichen runder «der länglicher Punkte /usiimmengeset/l, die uns ausgewählten kathodoliimi neszierenden Phosphoren gebildet sind, die bei Elektronenbeschuß primäre Farbtöne erzeugen, um das gewünschte Farbbild zu erzeugen. Die ein/einen Punkte, aus denen das l.euchtschirmmuster zusammengesetzt ist, sind häufig durch kleine Abstände voneinander getrennt. Dem Leuchtschirm ist eine Schattenmaske mit vielen öffnungen in vorhcrbestimn.icr Ausrichtung in geringem Abstand zugeordnet. Jede der öffnungen darin, die im wesentlichen rund oder länglich gestaltet ist, ist einer spezifischen Gruppe ähnlich geformter Phosphorpunkte zugeordnet.

Eine verbesserte Helligkeit und verbesserter Kontrast des farbigen Leuchtschirmbildes ist mit einer Multiplex-Leuchtschirmstruktur erzielt worden, bei der die Phosphorpunkte durch ein Gitterwerk aus lichtundurchlässigem, lichtabsorbierendem Material voneinander getrennt sind.

Dieses Gitterwerk wird entweder vor oder nach dem Herstellen der Phosphorpunkte auf verschiedene bekannte Weise hergestellt wobei bekannte Lichtdruckverfahren eine vorherrschende Rolle spielen.

Es hat sich gezeigt, daß eine weitere Verbesserung der Bildröhrenmerkmale realisiert werden kann, indem die jeweils mit Phosphor bedeckten Öffnungen des Gitterwerks etwas kleiner sind als die öffnungen in der zugehörigen Schattenmaske. Diese Beziehung zwischen den Größen der Öffnungen des Gitterwerks und der Maske wird in der Technik als »negatives Schutzband« und der Leuchtschirm als Leuchtschirm mit »Fensterbegrenzung« bezeichnet. Bei dieser Art von Leuchtschirm konstruktion füllt die erregte Phosphorfläche, wenn ein durch die Öffnung in der Maske bemessener Elektronenstrahl auf einen Phosphorpunkt aufprallt, die zugehörige Fensterfläche vollkommen mit einer lumineszierenden Färbung aus.

Verschiedene Verfahren sind angewandt worden, um eine gemusterte Multiplex-Farbleuchtschirmstruktur mit Fensterbegrenzung herzustellen, bei der die öffnungen im lichtundurchlässigen Gitterwerk kleiner sind als die entsprechenden Öffnungen in der Schattenmaske, die anschließend in der betriebsfertigen Bildröhre verwendet wird. Eines dieser Verfahren führt zur sogenannten »Schwarz-Matrix-Röhre.«. Der Stand der Technik umfaßt eine Vielzahl von Verfahren zum Abwandeln der Größe der öffnungen in Schattenmasken zur Verwendung beim Herstellen von Leuchtschirmstrukturen. Bei einigen Lösungen wird die Änderung der öffnungen durch Niederschlag innerhalb des Umfangs der öffnungen beispielsweise durch Anstreichen, Eintauchen, durch Elektrophorese, Elektroplattieren und Aufdampfen aufgebrachte Ausfüllsubstanzen ausgeführt. Mit dem aus der US-PS 30 70 441 bekannten kataphoretischen Überzugsverfahren und der entsprechenden Vorrichtung wird eine metallisierte, gekrümmte Glasplatte, die als Anode dient, zum Niederschlag eines Überzugs z. B. aus Aluminiumoxyd auf einer mit öffnungen versehenen Maske angewandt. Als Glasplatte kann die Frontglasplatte verwendet werden, die sich durch Form und Größe dafür anbietet. Ihr metallischer Belag kann z. B. Plattierung mit Kupfer sein. Bei dieser Art von Vorrichtung haben sich Schwierigkeiten im Einhalten einer gleichmäßigen Überzugssuspension gezeigt. Ferner ist das anschließen- (^ de Entfernen des lichtundurchlässigen Aluminiumoxydmaterials schwierig und es können kleine restliche Teilchen hinterbleiben, die für die Qualität der fertigen Bildröhre schädlich sein können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum clektrophorelisehen Überziehen einer Maske, die beim Herstellen einer Leuchisehirmstrukiur einer Farbbildröhre verwendet wird, anzugeben, durch die ein Überzug rasch, gleichmäßig und reproduzierbar aufgebracht werden kann. Es ist dabei ferner gefordert, daß die metallische Struktur der Maske oder deren Oberfläche nicht verändert wird und sich der Überzug spurlos wieder entfernen läßt.

Diese Aufgabe wird für den Oberbegriff erfindungsgemäß nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind den nachfolgenden Ansprüchen zu entnehmen.

Durch die erfindungsgcmaße Vorrichtung zur Herstellung eines Elekirophoreseüberzuges über die Maske einer Farbbildröhre wird eine zeitweilige Verkleinerung der Öffnungen in der Maske ermöglicht, um sie bei hier nicht beanspruchten Verfahren zum lichtdrucktechnischen Herstellen von lichtundurchlässigen Gitterstrukluren und darin liegenden Phosphorelementen der Multiplex-Schirmstruktur verwenden zu können. In der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die eine etwa entsprechend der Maske geformte, perforierte, metallische Elektrode benutzt, wird die Maske durch Elektrophorese mit einem halbporösen Überzug versehen, wobei eine vorherbestimmte Reduktion der Größe der öffnungen erzielt wird. Die Ausbildung und Anordnung der perforierten Anodenelektrode, der einstellbare Abstand derselben von der Maske und die Art und Weise der Handhabung der Überzugssuspension in der verbesserten Überzugsvorrichtung liefert eine deutlich verbesserte Oberflächenstruktur der vorübergehend abgewandelten Maske.

Die Vorrichtung weist Einrichtungen auf, mit denen der Strömungsverlauf der Suspension geglättet wird, eine homogene Dispersion der Suspension beibehalten wird, das Hinzufügen der Nachfüllung des Überzugsmaterials erleichtert wird, eine Zirkulation der Suspension zur Arbeitsfläche auf kontinuierliche Basis geschaffen wird und dadurch die Gleichmäßigkeit des Niederschlags des Überzugs in einer Weise verbessert wird, die eine fabrikatorische Fertigung rasch, gleichbleibend und zufriedenstellend reproduzierbar erlaubt.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist zur Durchführung eines hier nicht beanspruchten Verfahrens (DT-OS 23 58 945 und DT-OS 23 58 974) zur Herstellung eines Multiplex-Bildschirms geeignet. Nachfolgend werden an Hand der Zeichnung zunächst dieses Verfahren und anschließend verschiedene Ausführungsbeispiele der Vorrichtung beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Ansicht einer bekannten Farbbildröhre, die im Schnitt dargestellt ist, und die mit vielen öffnungen versehene Maske und ihren Rahmen, sowie die auf der Innenfläche des Frontglasteils der Bildröhre angeordnete, gemusterte Leuchtschirmstruktur, wobei ein Teilausschnitt vergrößert das Frontglasteil mit der Leuchtschirmstruktur und die Maske wiedergibt,

F i g. 2a einen vergrößerten Ausschnitt der Maske und die zeitweilige Abwandlung derselben,

F i g. 2b ist ein vergrößerter Schnitt durch einen Teil der Schattenmasken-Leuchtschirmanordnung und zeigt die Verwendung der Maskenabwandlung während eines Schritts bei der lichtdrucktechnischen Bildung der Farbleuchtschirmstruktur,

Fig. 3 stellt einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum elektrophoretischen Überziehen der Maske gemäß einem Ausführungsbeispiel dar,

Fig.4, 5 und 6 sind weitere Schnitte durch Vorrichtungen gemäß anderen Ausführungsbcispielen.

In Fig. 1 ist eine bekannte Ansicht einer Schattenmaske in einer Farbbildröhre 11 mit einer Versorgungseinheit gezeigt, die schematisch mit 12 bezeichnet ist. Der umhüllende Kolben 13 der Bildröhre hat einen Trichterteil 15, an dem eine Frontglasplatte 17 in |₀ geeigneter Weise, beispielsweise durch einen kontinuierlichen Wulst einer Verbindungsfritte 19 befestigt ist. Innerhalb der Frontglasplatte 17 ist ein metallischer Schaltenmaskenaufbau 21 angeordnet, der ein gewölbtes, mit vielen öffnungen versehenes Lochblendenteil 23 aufweist, das beispielsweise aus einer Eisenlegierung hergestellt ist und mit dessen Umfang eine Umfangsstützeinrichtung 25 verbunden ist. Diese Umfangsstützeinrichtung 25 hat mehrere federnde, die Lage bestimmende Einrichtungen 27, die in Abständen voneinander daran befestigt sind und mit stützenden Vorsprüngen, beispielsweise Metallnasen 29 zusammenwirken, die vom Seitenwandteil der Frontglasplatte 17 nach innen vorstehen. An der Innenfläche der Frontglasplatte 17 ist eine Leuchtschirmstruktur ,33 angeordnet, deren Leuchtelcmentc in Übereinstimmung mit den Öffnungen 35 im benachbarten Lochblendenteil 23 gebildet sind, wobei das gewölbte Lochblendenteil 23 in einer bestimmten Abstandsbeziehung zur Oberflachenform der Innenseite der Frontglasplatte 17 steht.

Die Lcuchtschirmstruklur 33 ist aus sich wiederholenden Gruppen von zwei oder mehr elementaren, kalodolumincszicrenden Flächen verschiedener Phosphore aufgebaut, die den gesondert geformten Fcnstcrflächcn des lichtundurchlässigen Stcgmustcrteils der Struktur 33 überlagert sind. Beispielsweise hat in der in Fi g. 1 gezeigten Leuchtschirmstruktur die Gitterstruktur 37 eine öffnung 39 mit der Abmessung »a«. die als repräsentativ für die Vielzahl von öffnungen gelten soll. Die Öffnungen sind im wesentlichen rund, länglich oder von anderer Gestalt in Übereinstimmung mit dem gewünschten Leuchtschirmmuster. Jede öffnung ist mit Leuchtstoff ausgefüllt, das Phosphormustcrclemcnt 43 ist repräsentativ für die Vielzahl von Phosphorelcmcntcn. Die Phosphorfläche hat die Abmessung »b« und ist mindestens so groß wie die dazugehörige öffnung 39 der Gitterstruktur oder vorzugsweise größer als diese. Zur Verbesserung der Klarheit der Zeichnung ist der normalerweise vorhandene Aluminiumüberzug auf der Rückseite des Leuchtschirms weggelassen. Mit Abstand nach innen gegenüber der Leuchtschirmstruktur 33 ist das Lochblendenteil 23 der Schattenmaske 21 mit der Vielzahl von öffnungen vorgesehen, von denen eine als Beispiel dienende öffnung, die mit 35 bezeichnet ist, die Abmessungen »c« hat und größer ist als die zugehörige öffnung 39 der Gitterstruktur. Die öffnungen der Gitterstruktur und die dazugehörigen Phosphorflachen sind normalerweise in Übereinstimmung mit der Gestalt der öffnungen der Schattenmaske durch bekannte Belichtungsverfahren geformt, Ein als Beispiel dienender Elektronenstrahl 45, der innerhalb der Bildröhre von einer nicht gezeigten Quelle ausgeht, ist auf die Schattenmaske-Leuchtschirm-Einheit 47 gerichtet. Beim Auftreffen auf das Lochblendentcil 23 dringt ein Teil des Strahls, der von der öffnung 35 der Maske («, begrenzt ist, auf eine Phosphorflltche 43 und erregt im wesentlichen die ganze Phosphorfläche zur Lumineszenz. Da jedes der angeregten Phosphorelemente 43 in diesem Leuchtschirm mit Fensterbegrenzung so groß ist wie die dazugehörige öffnung 39 in der Gitterstruktur oder größer als diese, leuchtet die gesamte Fläche der öffnung. Die dadurch entstehende Bildwiedergabe einer in Betrieb befindlichen Bildröhre ist von guter Qualität.

In Fig. 2a ist eine vergrößerte Schnittansicht eines einzigen öffnungstcils einer zeitweise abgewandelten Maske 51 gezeigt. Diese Maske 51 ist beispielsweise aus einem Grundmaterial 53 wie kaltgewalztem Stahl mit einer üblichen Dicke »d« im Bereich von 0,1270 bis 0,1778 mm hergestellt. Die Maske ist zuvor einer bekannten Wärmebehandlung in kontrollierter Atmo Sphäre ausgesetzt, um auf der Innen- und Außenfläche der Maske einen dunklen Überzug aus einem Gemisch aus Eisenoxyden zu schaffen, der hier nicht gezeigt ist. Es ist meistens erwünscht, diesen dunklen Überzug zur Verwendung in der fertigen Bildröhre beizubehalten, um die Wärmeableitung der durch Elektronenbeschuß in der Maske erzeugten Wärme zu fördern. So wird die Betriebstemperatur der Schattenmaske gesenkt und die Verformung der Maske durch Aufwärmen beträchtlich reduziert. Deshalb ist es wichtig, daß die zeitweilige Maskcnabwandlung gemäß der Erfindung in keiner Weise die vorteilhafte dunkle Eisenoxyd-Oberfläche auf der Maske beeinträchtigt und auch in keiner Weise die anfangs gebildeten öffnungen in der Maske dauerhaft ändert.

Die öffnung 55 im Material 53 der Maske 51 hat die Abmessung »c« = 0,37 mm; durch Aufbringen eines Überzugs 57 auf die Maske 51 wird eine .Verkleinerung der öffnung um 0,038 bis 0,064 mm erreicht. Dieser elektrophoretisch aufgetragene Überzug ist im wesentlichen halbporös und für ultraviolettes Licht mit Wellenlängen zwischen 340 und 380 nm absorbierend und nicht reflektierend.

Dieser erste Überzug ist ein Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die im wesentlichen Zinkoxyd, Titandioxyd oder ein Gemisch aus Zinkoxyd und Titandioxyd umfaßt. Zum Niederschlag des Überzugs befinden sich die Feststoffteilchen in einer Suspension mit einem CVC? monohydratischcn Alkohol wie Methanol und/oder Äthanol kombiniert mit einem Ci-Cs monohydratischcn Alkohol wie Propyl, Butyl oder Amylalkohol oder Gemischen derselben und Wasser, Eine kleine Menge Aluminiumnitrat ist eingeschlossen um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen. Diese suspendierten Feststoffe sind vorzugsweise Teilchen in einer Größe unter I μηι und haben eine durchschnittliche Teilchengröße im Bereich von etwa 0,1 bis 0,2 μηι Die obere Grenze der Teilchengröße sollte 5,0 μηι nichi wesentlich übersteigen. Ein Überzug mit der Dicke »f< reduziert in wirksamer Weise die Größe der Öffnung 5J von beispielsweise 0,37 mm zu der reduzierter Abmessung »g«, die einen Wert von beispielsweise 0,3Oi bis 0,33 mm haben kann.

Eine anschließende Beschichtung mit einem zweiter Überzugsmaterial 61 wird beispielsweise durch eil getrenntes Eintnuchvcrfahren gleichmäßig aufgebrach und erzeugt einen imprägnierenden Überzug über den ersten Überzug 57. Das zweite Überzugsmateria unterscheidet sich vom ersten Überzugsmaterial um wird in mindestens einer gleichmäßigen Beschichtuni mit einer im wesentlichen UV-durchlässigen, synthetl sehen Bindemittellösung in Form eines mehrwertiger sekundären Alkohols angeordnet. Es kann beispielswei se Polyvinylalkohol in einem Wasscr-Msthanolmediun sein, das das im wesentlichen halbporöse erst Überzugsmaterial tränkt und ihm dadurch eine verbes

sertc Haftung und eine bessere Abriebfestigkeit vermittelt. In Fig. 2a ist die Anwesenheit des zweiten Überzugs mit einer Dicke »h« bezeichnet. Tatsächlich dringt praktisch der gesamte zweite Überzug 61 in das Material aus feinsten Teilchen des halbporösen ersten Überzugs 57 ein, woraufhin nur ein dünner Film oder Rest auf der Oberfläche der ersten Schicht verbleibt. Nach dem Niederschlag des zweiten Überzugs 6t ist die endgültige Abmessung der Öffnung 55 mit »k« bezeichnet, was im wesentlichen der durch den ersten Überzug abgewandelten Öffnungsdimension »g« entspricht.

In Fig. 2b ist ein vergrößerter Schnitt durch einen Teil der Schattenmasken-Leuchtschirmanordnung 49 gezeigt, bei dem die mit zwei Überzügen versehene, zeitweilig abgewandelte Maske 51 zur Verwendung bei der lichtdrucktechnischen Herstellung der Gitterstruktur mit Öffnungen angeordnet ist. Die Innenfläche der Frontglasplattc 17, die mit einer klaren, lichtempfindlichen Deckmasse 63 überzogen worden ist, beispielsweise mit Bichromat-Polyvinylalkohol, wird aktinischem Licht 65 ausgesetzt, das von einer gesondert angeordneten, nicht gezeigten Lichtquelle durch die zeitweilig abgewandelten Öffnungen der angeordneten Schattenmaske 51 gestrahlt wird. In denjenigen lichtempfindlichen !"lachen 67, auf die die aktinische Strahlung auflrifft, wird die betroffene Fläche des lichtempfindlichen Überzugs durch Licht polymerisiert als ein Musterpunkt 67 mit der Abmessung »m«, die in direktem Verhältnis steht zur Abmessung »n« des Lichtstrahls, der durch die abgewandelte Öffnung 55 bemessen ist. Dkscr polyncrisicrte Musterpunkt 67 wird anschließend eine Öffnung in der lichtundurchlässigen Gitterstruktur. Nach der Bildung der Gitterstruktur und der Phosphorclementc werden die beiden Überzüge 57 und 61 von der Schattenmaske durch Behandlung mit einem schwachen Lösungsmittel wie Essigsäure, gefolgt von einer Wasserspülung, rasch und vollständig entfernt. Diese Behandlung zum Entfernen der Überzüge ist in keiner Weise für das Maskenmaterial schädlich. Die exakt geformten Öffnungen werden so beibehalten, wie sie anfangs hergestellt wurden, und der dunkle Eisenoxydübciv.ug, der auf der Oberfläche des Maskenmalerials gebildet wurde, wird wie gefordert beibehalten.

I'.s wird auf I" i g. J Bezug genommen, in der ein Ausführiingsbeispicl einer Vorrichtung 71 zur Erzeugung eines elektrophoretischen Überzugs dargestellt ist. Üine Schattenmaske 73 mit einen Lochblendcntcil 75, das längs des Umfangs an einer entsprechend geformten, rahnienartigen Umfangsstüt/.cinriehtung 77 befestigt ist, wird umgekehrt, also mit der Wölbung nach unten, in solcher Weise angeordnet, daß nur das Lochblcndcnteil 75 ^!n ein Elektrophoresebad einer ersten oder Grundüberzugssuspension 79 eintaucht, die in einem entsprechenden Behälter 87 ist. Eine Vielzahl von Stützeinrichtungen 81, die im Abstand um die Umfangsstützeinrichtung 77 herum befestigt sind, wirken zusammen mit nasenartigen Vorsprüngen 83, die sich von einer Maskcnhaltecinrichtung 83 erstrecken. Diese teilweise gezeigte Maskenhalteeinrichtung 85 ist so konstruiert, daß sie die Masks in vertikaler, vorherbestimmter Weise zu bewegen gestattet, um dus Eintauchen und die Herausnahme des Lochblendenteils 73 in die elektrophofetische Suspension 79 bzw. aus Ihr heruus mit einer hier nicht gezeigten entsprechenden mechanischen Betätigungseinrichtung zu bewirken, Es liegt auch im Bereich der Erfindung, die Maskenhnltceinrichtung im wesentlichen ortsfest vorzusehen, wobei der die Suspension enthaltende Behälter 87 geeignet ist, eine vertikale Hin- und Herbewegung auszuführen, um das Eintauchen und die Herausnahme des Lochblendengliedes der Maske in die Überzugssuspension und aus ihr heraus zu bewirken. Die Überzugssuspension 79 befindet sich in einem nicht leitfähigen Flüssigkeitsbehälter 87, der so tief ist, daß er eine perforierte Elektrode 89 aufnehmen kann, die am Rand von einer

ίο auf dem Boden 93 des Badbehälters angeordneten Umfangssiützeinrichtung 90, 91 abgestützt ist. Die seitlichen Abmessungen des Behälters, der eine geschlossene Seitenwand 92, die sich vom Bodenteil 93 nach oben erstreckt, und eine offene Oberseite 94 hat, sind größer als die des Maskengliedes, um das lustieren der Maske zu erleichtern und eine unbehinderte Zirkulation der Überzugssuspension 79 im Behälter zu erlauben. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen der Maske und den Seitenwänden des Behälters 87 ungefähr 50,8 mm. Die perforierte Elektrode 89, die aus einem Sieb oder einem Material mit einer Vielzahl von Öffnungen hergestellt ist, ist so gewölbt, daß sie zum Lochblendenglied 75 der Maske in einem bestimmten Abstand steht, wenn die Maske in die Überzugssuspension 79 eingetaucht ist. Die perforierte Elektrode 89 ist bei 88 entlang ihrer Peripherie an der Umfangsstützeinrichtung 90, 91 befestigt bzw. mit ihr verbunden. Die Oberkante der Umfangsstützeinrichtung ist so profiliert, daß sie im wesentlichen dem zugehörigen Profil der Elektrode 89 entspricht. In der Umfangsstützeinrichtung 90,91 kann eine Vielzahl von Öffnungen % sein, um die Zirkulation der Überzugssuspension 79 im Flüssigkeitsbehälter 87 zu fördern. Der Funktionsbereich der Elektrode 89 ist mindestens so groß wie der Lochblendcntcil 75. Vorzugsweise dehnt sich die perforierte Elektrode mindestens 6,35 mm weiter übet den Umfang der Maske aus, um eine gleichmäßigere Flüssigkeitsverteilung über die zu beziehende, mil Öffnungen versehene Maskenoberfläche zu bewirken Die Öffnungen % in der Elektrode 89 haber beispielsweise einen Durchmesser von 0,38 bis 0,51 mir und sind damit viel größer als die Feststoffteilchen, dii in der Überzugssuspension 79 enthalten sind. Um cini Gleichmäßigkeit im Niederschlag des Überzugs zi erzielen, hat es sich als notwendig erwiesen, daß dii Öffnungen in der Elektrode 89 nicht größer sein solltet als die Öffnungen in der zu überziehenden Maske, un die mögliche Wirkung eingeschlossener Blaschei auszuschließen, die in der Suspension vorhanden seil können. Elektrische Anschlüsse 97 und 99 von eine Gleichstromquelle 101 sind durch eine Schalteinrich tung 103 mit der Elektrode 89 und der Maske 73 durd entsprechende Anschlußmittel verbunden, Bei den gezeigten Beispiel ist die perforierte Elektrode 89, dii Anode und die Maske 73 die Katode, um cinei kuluphoretischen Niederschlag der Suspensionsfest Stoffteilchen auf dem Lochblcndenlcil 73 der Maske 7.

zu bewirken.

Ein Vorrat der Überzugssuspension 79 ist in einer Zufuhrbehalter 105 enthalten, in dem eine Rühreinrich lung 107, beispielsweise ein Mechanik- oder Ultraschall Vibrationserzeuger, die Homogenität der Suspensio aufrecht erhält, die Agglomerate aufbricht und für ein kontinuierliche Strömung einer gleichbleibenden Sus

r>5 pension zum Anoden-Masken-Bereich sorgt. Di Gleichmäßigkeit der Übcrzugssuspension wird durc Nachfüllen von einer Einrichtung 108, in der di Suspension zubereitet wird, erreicht. Eine Zufuhrventi

70S Β2Θ/2

einrichtung 109 regelt den durch Schwerkraft ausgelösten Strom der Überzugssuspension zum Zufuhrbehälter durch die Zufuhrleitung 111 zum Überzugsbehälter 87 der Vorrichtung. Die Zufuhrleitung ist bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem der Flüssigkeitsbehälter 87 eine vertikale Hin- und Herbewegung ausführen kann, flexibel. Innerhalb des Behälters 87 ist eine Vielzahl von im Abstand voneinander liegenden Rühreinrichtungen IO vorgesehen, beispielsweise Ultraschallquellen oder Fluid- oder Mechanikvibratoren, die betätigt werden, um die Suspension zu erhalten und die Strömung der suspendierten Teilchen durch die perforierte Elektrode 89 zu beschleunigen. Verschiedene im Abstand voneinander liegende Ausströmeinrichtungen 115, von denen eine gezeigt ist, halten die Suspension innerhalb des Behälters auf dem gewünschten Niveau. Die verschiedenen Ausströmeinrichtungen 115 geben in einen Sammelbehälter 117 ab, aus dem die Überzugssuspension mit einer Pumpeinrichtung 119 und einem Abgaberohr 121 zum Vorratsbehälter 105 zurückgefördert wird, um so ein Zirkulationssystem zu schaffen. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Flüssigkeitsbehälter 87 mindestens eine Auslaßventileinrichtung 123, die im Boden des Behälters angeordnet ist, um das Entleeren und Reinigen zu erleichtern.

Das hier beanspruchte Überzugsve'^r,ihren unter Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durchgeführt durch umgekehrtes Anordnen des gewölblen Lochblendengliedes 75 der Schattenmaske 73 in der Überzugssuspension 79 bis in eine vorherbestimmte Tiefe im Abstand von der oben beschriebenen perforierten Elektrode 89, beispielsweise einem Abstand zwischen 12,7 und 25,4 mm. Die Gleichstromquelle 101 wird dann durch die Schalteinrichtung 103 eingeschaltet um ein elektrisches Potential von beispielsweise 00 bis 200 V anzulegen, um einen die Überzugsbcschichtung bewirkenden Strom von ausreichender Stärke (beispielsweise 2A) zwischen der Maske 73 (Katode) und der Elektrode 89 (Anode) zu erzeugen, wobei die Spannung vom Abstand zwischen den Elektroden, zwischen Anode und Katode abhängt. Innerhalb von 1 bis 2 Minuten wird ein halbporöser, kntuphorciischcr Niederschlag eines teilchenförmigen Materials wie Zinkoxyd von 0,025 bis 0,038 mm Dicke auf dem Lochblcndenglied der Maske erzeugt, wodurch die Größe der öffnungen reduziert wird. Nach dem Abschalten der Gleichstromzufuhr wird die Mnskc rasch senkrecht aus der Überzugssuspension entfernt, woraufhin sie mit der Wölbung nach oben gedreht wird, damit sich der restliche flüssige Überzug gleichmäßig darüber verteilen kann. Dann wird die Maske getrocknet. Es hat sich als günstig erwiesen, eine zweite oder wiederholte Beschichtung mit dem ersten Überzugsmnterinl zu machen, um den gewünschten Überzugsaufbau zu erzielen und die öffnungsabmessungen weiter zu reduzieren. Aufeinanderfolgende Beschichtungen pines dünnen Üborzugsniederschlugs, beispielsweise in einer Dicke von 0,025 mm, erzeugen einen zusammengesetzten ersten Überzug, der weniger zur Rlßbiklung neigt und einen Überzug, In dem geringfügige Unregelmäßigkeiten geglättet und auf ein Minimum eingeschränkt werden.

Das Verhältnis zwischen der Überzugsdicke der Muske und dem Abstand zwischen Anode und Katode Ist ein wichtiger Gesichtspunkt während des elektronhoreilschen Überzugsverfahrens. Bei konstantem Überzugspotentiul schwankt die Stromdichte entsprechend dem Abstand zwischen den Elektroden, je dichter die Elektroden zueinander sind umso dicker ist der Überzug. Unter Bezugnahme auf Fig. 3, in der als Beispiel die Stellen »x« und »w« bezeichnet sind, ist der Abstand zwischen Katode und Anode bei ».v« größer als bei »iv«, deshalb ist die Dicke des Überzugsniederschiags an der Steile »x« geringer als die Überzugsdicke an der Stelle » w«. Da die Dicke der überzogenen Maske eine allmählich zunehmende Dicke von »λ« nach »w«

ίο hat, zeigt das Gefälle der öffnungsabmessungen eine allmähliche Größenabnahme. In dieser Weise können, wenn gewünscht, unterschiedliche Dicken des Überzugs auf der Maske in vorherbestimmter Weise durch Abstände zwischen den Elektroden erzielt werden, die durch die spezielle Form der perforierten Elektrode 89 bestimmt sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum elektrophoretischen Aufbringen eines ersten Überzuges ist in Fig.4 gezeigt, bei dem der Hauptteil des Bodens 93' des Flüssigkeitsbehälters 87 im wesentlichen trichterförmige Gestalt 125 hat. Wie gezeigt, ist der weite Teil bzw. Mündungsteil des Trichters in der Nähe der perforierten Elektrode 89 angeordnet. Die Überzugssuspension 79 wird in den

Behälter durch die kleine öffnung 129 mit Hilfe einer Pumpeinrichtung 119 zugeführt, die die Überzugssuspension aus einem Vorratsbehälter 117 bewegt. Umlenkeinrichtungen 118, beispielsweise siebförmige, rippenartige oder analoge Richtelemente können vorgesehen und innerhalb des Trichters 125 angeordnet sein, um die Zirkulation und Richtung der fließenden Überzugssuspension zu verbessern.

Die perforierte Elektrode 89 hat eine Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten Stelleinrichtungen 131, die an der geschlossenen Seitenwand 92 des Umfangsrahmenteils befestigt sind, um die Elektrode 89 in bezug zur Maske 75 ordnungsgemäß auszurichten. Vertikale StcMeneinrichttingen sind beispielsweise mit Gewinde versehene, schraubenartige Zapfen 133, die auf einem Bereich 135 des Behälterboden* ruhen. Ferner sind seitliche Stclleneinriehtungcn vorgesehen, beispielsweise mit Gewinde versehene Abstandsglieder 137, die an der Seitenwandfläche des Behälters 87 anliegen. Die Elektrode wird dabei als Anode und die Maske als Katode geschaltet.

Überströmeinrichtungen 115', die aus einer Vielzahl von den Spiegel bestimmenden Auslaufen bestehen, von denen eine gezeigt ist, führen das überströmende Suspensionsmaterial zu einem Sammelbehälter 117 des punipengesteiierton Zirkulationssystems. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die nach oben einströmende Über/ugssuspension in einer expansiven, im wesentlichen gleichmäßigen, sanft aufquellenden Weise im wesentlichen durch die perforierte Elektrode 89 bewegt.

wodurch die Gleichmäßigkeit des die Maske erreichenden Suspensionsmaterials gefördert wird.

In Fig.5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ausströmeinrichtung 139 gezeigt, bei dem eine sich längs des Umfangs erstreckende, trogartige, offene

Rinne 141 an der Außenseite des Flüssigkeitsbehälter 87 befestigt ist. Die offene Rinne ist so ausgerichtet, daß sie die ausströmende Überzugssuspension aufnimmt, die längs des Umfangs über die Oberkante bzw. den Rand 143 des Behälters überfließt. Diese Anordnung erlaubt

6j ein gleichmäßiges Ausströmen über den Umfang und fördert eine Gleichmäßigkeit der Suspenslonsnachfüllung inncrhulb des Behälters. Mindestens ein Ausströmrohr 143 verbindet die 'Rinne 14« mit dem Sammelbehül·

ier 117.

Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist in F i g. b gezeigt, bei dem die Zuführeinrichtung für die Übcr/ugssuspension 79 eine sich längs des IJmfangs erstreckende, trogartige, offene Rinne 14Γ umfaßt, die gleichfalls an der Außenseite des Flüssigkeitsbchiiliers 87 befestigt ist. Die Außenwand 149 der Kinne hat eine größere Höhe als die geschlossene -Seitenwand 92' des Behälters, die bei diesem Ausführungsbeispiel die Tiefe des Überzugsbades bestimmt. Die Überzugssuspension 79 wird umgekehrt zu der bi.,her beschriebenen Weise vom Sammelbehälter 117' mit der Pumpeinrichtung 119 durch ein Zufuhrrohr 111' in die längs des Umfangs angebrachte, oben offene Rinne 14Γ bewegt, von wo sie in den Behälter 87 überströmt. Das Ausströmen der Suspension 79 erfolgt nach unten durch den trichterförmigen Boden in den

Sammelbehälter 117'.

Selbstverständlich müssen die verschiedenen Rühr-

und Pumpeinriehlungen, die bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen verwendet sind, in vorherbcstimmter Weise in Betrieb und außer Betrieb gesetzl werden können.

Wenn auch die vorstehende Beschreibung in eistet Linie auf ein Beispiel einer Schattenmasken-Lcucluschinrutnordnung mit Fensterbegrenzung gerichtet ist

ίο ist doch der Gedanke der Verwendung zeitweilig abgewandelter Öffnungen beim Herstellungsvorgang des Leuchtschirms gleichfalls für Bildröhren anwendbar in denen eine Focus-Masken-Leuchtschirmstruktui verwendet ist, bei welcher die Öffnungen in der Maske größer sind und durch Anlegen einer negativen Spannung gegenüber dem Bildschirm eine elektronenoptische Bündelung in der Maskenebene erzielt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Vorrichtung zum elektrophoretischen Auftragen eines Überzuges auf dem die Öffnungen s enthaltenden Teil einer Maske, durch den bei der Herstellung einer Leuchtschirmstruktur einer Farbbildröhre die Öffnungen der Maske vorübergehend verkleinert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ίο

   A. in einem nicht elektrisch leitenden Flüssigkeitsbehälter (87) eine perforierte, aus Metall bestehende Elektrode (89) so angeordnet ist, daß die Zirkulation der im Flüssigkeitsbehälter (87) befindlichen Überzugssuspension (79) durch die Öffnungen der Elektrode (89) ermöglicht wird;

   B. die Elektrode (89) eine solche Form aufweist, daß die Abstände zwischen dem die Öffnungen enthaltenden Teil der Ma„ke (21, 73) und der Elektrode (89) in allen Bereichen vorbestimmte Werte (w. ^annehmen,

   C. die Maske (21, 73) durch eine Umfangsstützeinrichtung (25,77) gehalten wird;

   D. eine Einrichtung zum Ausführen einer Relativbewegung zwischen der Maske (21,73^ v.nü dem Überzugsbad (79) vorgesehen ist, die das Eintauchen b?w. Herausnehmen der Maske in die Überzugssuspension (79) bzw. aus derselben bewirkt;

   E. von der Maske (21, 73) beim Herstellen des Überzugs im wesentlichen nur der die Öffnungen enthaltende Teil (75) in die Überzugssuspension (79) eintaucht;

   F. beim Herstellen des Überzugs die Maske (21, 73) und die Elektrode (89) mit einer Gleichstromquelle (101) verbunden sind;

   G. eine Rühreinrichtung (113) vorgesehen ist, die die Überzugssuspension in Bewegung hält.

   2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Elektrode (89) im wesentlicnen freisteht und im Randbereich abgestützt ist.

   4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsstützeinrichtung (90) eine Vielzahl von Öffnungen (96) aufweist, die die Zirkulation der Überzugssuspension (79) im Flüssigkeitsbehälter (87) ermöglichen.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Elektrode (89) von unten her durch eine Umfangsstützeinrichtung (90), deren Oberkante (881) so profiliert ist, daß der Rand der perforierten Elektrode (89) im wesentlichen an ihr anliegt, abgestützt wird, und daß die perforierte Elektrode (89) am Rand der Umfangsstützeinrichtung (90) befestigt ist.

   5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugssuspension (79) durch eine Zuführungseinrichtung· (111) im Boden des Flüssigkeitsbehälters (87) eingeführt wird und daß die Zuführungseinrichtung (111) ein Rohr ist, das sich trichterförmig erweitert, so daß sein Mündungsteil im wesentlichen den ganzen Boden des Flüssigkeitsbehälters (87) ausfüllt.

   6. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Flüssigkeitsbehälters (87) so gestaltet ist, daß er eine Unterstützung für die Umfangsstützeinrichtung (90) bildet.

   7. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von senkrechten Verstelleinrichtungen (133) vorgesehen ist, die um die Umfangsstüt/einrichtung (90) herum ausgerichtet sind, um das Einstellen des gewünschten Abstandsverhältnisses zwischen der perforierten Elektrode (89) und der Maske (21,73) zu erleichtern.

   8. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (87) eine Ausströmeinrichtung (115) hut, die die Füllhöhe der Überzugssuspension (79) festlegt.

   9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ausführen der Relativbewegung zwischen der Maske (21,73) und dem Überzugsbad (79) die Maske (21,73) im wesentlichen senkrecht in das Bad und aus dem Bad bewegt.

   10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ausführen der Relativbewegung zwischen der Maske (21. 73) und dem Überzugsbad (79) bewirkt, daß sich das Bad im wesentlichen senkrecht zu der Maske (21, 73) und von der Maske (2f, 73) weg bewegt.

   11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Pumpeinrichtung (119) die mit einem Speicherbehälter (105) verbunden ist, eine im wesentlichen kontinuierliche Strömung der Überzugssuspension (79) im Flüssigkeitsbehälter (87) erzeugt wird.

   12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugssuspension (79) durch den Boden des Behälters (87) zugeführt wird und die Ausströmeinrichtung (139) eine sich längs des oberen Randes (143) des Flüssigkeitsbehälters (87) erstreckende Rinne (141) ist.

   13. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausströmen der Überzugssuspension (79) durch den Boden des Behälters (87) erfolgt und die Zuführeinrichtung für die Überzugssuspension (79) eine sich längs des oberen Randes (143) des Flüssigkeitsbehälters (87) erstreckenden Rinne (141') ist.

   14. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Überzugsspeichereinrichtung (105) eine Rühreinrichtung (107) angeordnet ist, die ein Absetzen der Feststoffe in der Überzugssuspension (79) verhindert.