DE2442694A1 - Farbaufnahmeroehre und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents
Farbaufnahmeroehre und verfahren zur herstellung derselbenInfo
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Description
Dipl. ing. E. Graalfs
ip! ing. W. Wehnert
8 München τ
Mozartstr. 23
Mozartstr. 23
Hitachi Limited
5-Ij 1-chome, Marunouchi 5. September
Chiyoda-ku, Tokyo, Japan ■ Anwaltsakte: M-
Parbaufnahmeröhre und Verfahren zur Herstellung derselben
Die Erfindung betrifft eine Parbaufnahmeröhre zur Verwendung in einem ParbfernsehUbertrager, und insbesondere eine Färbaufnahmeröhre,
bei der ein Entfärben bzw. Verfärben des optischen, die Farbe analysierenden Filters, welches im folgenden einfach Streifenfilter
genannt wird und in der Farbaufnahmeröhre Verwendung findet, vermieden wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Im allgemeinen weist eine Parbaufnahmeröhre ein bei seinem fotoelektrischen
Umwandler gelegenes Streifenfilter auf, und ein transparenter, leitender Film ist in geringem Abstand auf das Streifenfilter
aufgebracht. Darüber hinaus ist ein fotoleitender Film auf den transparenten, leitenden Film aufgebracht, wodurch der fotoelektrische
Wandler vervollständigt wird.
Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß bei Verwendung eines
Interferenzfilters in Form eines Filmes als Streifenfilter die
80981S/07Ö2 . ■ '
Dicke des auf das Substrat aufgebrachten Streifenfilters zu UnregeOL
mäßigkeiten des transparenten, leitenden Filmes und des fotoleiteniden
Filmes führt, die auf das Streifenfilter aufgebracht sind. Hieraus ergeben sich Mangel wie die, daß das von dem fotoelektrischen
Wandler erzeugte Signal sich gemäß der Gestalt des Streifenfilters verändert, und daß die überstehenden Stellen des Filters
während des Herstellungsprozesses durch Reibung beschädigt werden.
Um diese Mangel auszuräumen, ist vorgeschlagen worden, den,leitenden
Film dadurch eben zu machen, daß ein transparentes, anorganisches Material in die zwischen den Streifen des Filters bestehenden
Aussparungen eingebettet wird, was z.B. unter Verwendung eines; Oxyds und Glas mit Borsilikatglas, Siliziumoxyd und Quarzglas erfolgen
kann. Diese anorganischen Substanzen werden durch Sputtern! in inerter Gasatmosphäre in die Aussparungen eingefüllt. Es hat
sich jedoch herausgestellt, daß beim Aufbringen eines Oxydes auf das Streifenfilter der Film der entstandenen transparenten anorganischen Substanz instabil wird, was auf einen Mangel an Sauerstoff
zurückzuführen ist. Wird z.B. Siliziumdioxyd SiOp in Aragonatmosphäre
gesputtert, so zeigt der entstandene Film aus Siliziumdioxyd einen Sauerstoffehlbestand von der Größenordnung SiO1 g bis SiO,
Wird darüber hinaus das Streifenfilter auf dem Substrat durch Fotdätzen hergestellt, so enthält das fertige Streifenfilter absorbierten
oder festgeklebten Fotolack, zum Entfernen von Fotolack verwendete Flüssigkeit oder andere organische Stoffe, welche nicht
völlig vom Substrat entfernt werden können. Da somit diese Fremd-!
stoffe immer noch zurückbleiben, würde auf der Oberfläche des
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i Streifenfilters ein Redukt ions Vorgang ablaufen, wenn die tiranspa-
'·■ rente anorganische Schicht auf das Streifenfilter aufgebracht wür4
■ de, weicherauf den Sauerstoffmangel der transparenten anorganischejn Substanz und auf die Energie zurückzuführen ist, die beim Auftref-j
fen der Substanz auf das Streifenfilter erzeugt wird. Infolgedessjen
1 i'
I i
; wird das Streifenfilter entfärbt oder verfärbt, was seine Filter- >
I . ■ !
eigenschaften sehr nachteilig beeinflußt. ;
: Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um diesem
i Mangel abzuhelfen. Darunter ist ein Verfahren zu nennen, bei dem
: ein sogenanntes Vierelektroden-Sputterverfahren dazu verwendet ! wird, um die anorganische Substanz bei niederer Temperatur auf zu -
sputtern, wodurch die Energie zum Zeltpunkt des Auftreffens der
; Substanz auf das Streifenfilter herabgesetzt wird und damit auch
! der Temperaturanstieg des Substrates, auf welches gesputtert wird.! ι Ferner ist eine Methode zu nennen, bei der die Sputtergeschwindig-i
I ke.it herabgesetzt wird, um den Temperaturanstieg des Substrates, I
auf das gesputtert wird, sehr klein zu halten. Durch diese Lösungjen
wird Jedoch das Wachsen der Schicht aus transparentem, anorganischem Material sehr stark in die Länge gezogen. Z.B. erfordert es
mehr als einige Io Stunden Sputtefns, um Filme aus transparenten
anorganischen Substanzen zu erhalten, die eine Dicke von etwa 5 bijs
einigen Ioyu aufweisen. Hierdurch wird die Herstellungszeit und
werden die Herstellungskosten vergrößert.
, Demgemäß soll durch die Erfindung eine neuartige Farbaufnahmeröhre
geschaffen werden, die eine Schicht transparenten anorganischen
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Materials aufweist, durch welche eine Entfärbung oder Verfärbung des Streifenfilters verhindert wird, und es soll ein verbessertes
Verfahren zur Herstellung einer derart verbesserten Farbaufnahmeröhre angegeben werden, durch welches die Lage transparenten, anorganischen
Materials in relativ kurzer Zeit durch Sputtern aufgebracht werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Farbaufnahmeröhre
geschaffen, welche ein Substrat, ein optisches, die Farbe analysierendes, auf dem Substrat ausgebildetes Filter, eine Lage
transparenten anorganischen Materiales, das auf das optische, die Farbe analysierende Filter aufgebracht ist, und einen fotoelektrischen
Wandler aufweist, der seinerseits einen transparenten, leitenden Film und einen fotoleitenden Film aufweist, die nacheinander
auf die Schicht aus transparentem, anorganischem Material aufgebracht werden, welche sich dadurch auszeichnet, daß die Schicht
aus transparentem, anorganischem Material zwei aufeinanderfolgende Schichten mit einem unterschiedlichen Ausmaß des Sauerstoffehlbestandes
aufweist, und daß eine Schicht eine größere Dicke hat als Filter.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren
zur Herstellung einer Farbaufnahmeröhre vorgeschlagen, bei deni ein optisches, die Farbe analysierendes Filter auf einem Substrat
; gefertigt wird, eine Schicht transparenten, anorganischen Materials
auf dem optischen, die Farbe analysierenden Filter hergestellt
wird, und dann ein fotoelektrischer Wandler dadurch hergestellt
• wird, daß nacheinander ein transparenter, elektrisch leitender
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Film und eine fotoleitende Schicht auf die Lage aus transparentem,
anorganischem Material aufgebracht wird, welches sich dadurch auszeichnet, daß auf das Filter in einer gemischten Atmosphäre aus
inertem Gas und Sauerstoff eine erste Lage des transparenten, anorganischen
Materials aufgebracht wird, und dann in einer Atmosphäre, die eine geringere Menge von Sauerstoff enthält als die
gemischte Atmosphäre, eine zweite Schicht des transparenten, anorganischen Materials auf die erste Schicht aufgebracht wird.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen,
daß die Schicht aus transparentem, anorganischem Material auf das Filter in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas und
Sauerstoff aufgebracht wird, und daß der Sauerstoffgehalt der gemischten Atmosphäre allmählich vermindert wird, wodurch das Ausmaß
des Sauerstoffehlbestands der Schicht langsam vom Filter zu dem fotoelektrischen Wandler hin geändert wird. Obwohl die Schicht
aus transparentem, anorganischem Material keine Grenzfläche zwischen
Schichten verschiedenen Sauerstoffehlbestandes aufweist, funktioniert die Schicht als ganze genauso wie die nach dem ersten,
oben beschriebenen Verfahren hergestellten zwei Schichten mit verschiedenem Sauerstoffehlbestand.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur einen Schnitt durch einen Teil des fotoelektri-.sehen
Wandlers einer erfindungsgemäßen Farbaufnahmeröhre.
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Der in der beiliegenden Zeichnung gezeigte fotoelektrische Wandler
weist ein aus isolierendem Material hergestelltes Substrat 1, ein auf einer Oberfläche des Substrates aufgebrachtes Streifenfilter 2
und eine Schicht 3 aus transparentem, anorganischem Material auf, j
das z.B. aus einem Oxyd, z.B. Siliziumoxyd SiOp oder Glas bestehen
kann, und eine Dicke von etwa 1 bis 5/U aufweist und auf der oberem
Oberfläche des Streifenfilters 2 ausgebildet ist. Es ist ferner eine Schicht 4 aus transparentem anorganischem Material mit Sauerstoff ehlbestand (SiO1 g bis SiO, g) vorgesehen, die eine Dicke von
3 bis 50/U aufweist und auf der Oberfläche der Schicht 3 aus transparentem,
anorganischem Material ausgebildet ist. Zur Herstellung der dünneren Schichten 3 des transparenten anorganischen Materiales
auf der Oberfläche des Streifenfilters 2 wird für kurze Zeit ein Sputtern mit geringer Geschwindigkeit zur Herstellung derselben
durchgeführt, so daß die Bildung eines Sauerstoffehlbestandes vermieden wird, oder falls sich ein Sauerstoffehlbestand ergibt, dieser
doch vernachlässigbar klein gehalten wird, wodurch der Reduktionsvorgang, welcher zwischen dem Streifenfilter und der transparenten,
anorganischen Substanz ablaufen könnte, soweit wie möglich verhindert wird. Dagegen wird die dickere Schicht 4 in^kurzer Zeit durch
Sputtern mit großer Geschwindigkeit hergestellt, wobei ein Sauerstoffehlbestand in Kauf genommen wird. Durch Herstellung einer
doppelten Schicht aus transparentem, anorganischem Material wird die Widerstandsfähigkeit des Streifenfilters gegen Entfärbung oder
Verfärbung somit wesentlich verbessert, wobei es zugleich nicht notwendig ist, die Schicht aus anorganischem Material über eine
längere Zeitdauer ohne Sauerstoffehlbestand herzustellen, wodurch
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Kosten und Zeit bei diesem Herstellungsschritt eingespart werden.
Zur Fertigstellung des fotoelektrischen Wandlers wird darauf ein transparenter, leitender Film 5 auf die Oberfläche der Schicht 4
aus anorganischem Material in einem herkömmlichen Arbeitsgang aufgebracht, und dann wird ein fotoleitender Film 6 auf den transparenten,
leitenden Film 5 aufgebracht.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Farbaufnahmeröhre
läuft wie folgt ab: Das Streifenfilter 2 (Interferenzfilter, bzw.dichroitiscb.es Filter) wird auf dem Substrat 1 in herkömmlicher
Weise durch Fotoätzen hergestellt. Dann findet eine mit hoher Frequenz arbeitende Zweielektroden-Sputtervorrichtung Verwendung,
die mit einer Mischung aus inertem Gas, z.B. Argon und Sauerstoff gefüllt ist. In dieser Atmosphäre wird die Schicht 3 aus transparentem,
anorganischem Material dadurch auf die Oberfläche des Streifenfilters 2 aufgebracht, daß während eines Zeitraumes gesputtert
wird, welcher dazu ausreicht, um ein Anwachsen der Schicht J5 auf eine Dicke herbeizuführen, die größer ist als die Dicke des
Streifenfilters, z.B. 1 bis 5/u. Nach Herabsetzen des Sauerstoffgehaltes der Atmosphäre oder nach vollständiger Entfernung des
Sauerstoffes wird dann dasselbe transparente, anorganische Material auf die Schicht 3 bis zu einer Dicke von 2 bis 50yu aufgebracht, j
wodurch die Schicht 4 gebildet wird. Die gesamte Dicke der beiden Schichten aus transparentem, anorganischem Material wird zu 3 bis
50/U gewählt. Danach werden wie oben beschrieben der transparente1,
leitende Film und der fotoleitende Film nacheinander auf der Schicjht
4 hergestellt.
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Wahlweise kann die Schicht 4 aus transparentem, anorganischem
Material auf die in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie dargestellte Dicke herabgeschliffen oder herabpoliert werden, und
der transparente leitende Film und der fotoleitende Film können dann hierauf aufgebracht werden. Die Dicke der Schichten aus transparentem
anorganischem Material wird gemäß der Gestalt des Streifenfilters (Interferenz- bzw. dichroitisches Filter), der Art des
fotoelektrischen Wandlers, der gewünschten Bildqualität, und den Konstruktionserfordernissen sowie ähnlichen Gesichtspunkten gewählt.
Um z.B. eine besonders gute Qualität aufweisende Farbaufnahmeröhre mit einem rotes und blaues Licht reflektierenden Streifenfilter
zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Schicht aus transparentem, anorganischem Material mit einer Dicke von etwa 40 ,u zu wählen und
dann die Oberfläche der Schicht zu polieren, um Unregelmäßigkeiten an deren Oberfläche zu entfernen, so daß die Dicke der Schicht auf
etwa 30/U herabgesetzt wird.
Bei· einer Ausführungsform der Erfindung wurde auf einem Substrat 1
\ unter Verwendung bekannter Techniken ein Streifenfilter 2 herge- ;
stellt, danach wurde eine erste transparente Materialschicht aus Siliziumdioxyd mit einer Dicke von etwa 2/U in einer gemischten
; Atmosphäre mit einem Druck von 10 y Torr und einem Sauerstoff-
j _c
j partialdruck von 10 J Torr . auf das Substrat aufgebracht. Dann
j wurde der Sauerstoffpartialdruck der gemischten Atmosphäre auf
; 10 ' Torr herabgesetzt. Hierauf wurde eine zweite transparente
! Materialschicht aus Siliziumdioxyd bis zu einer Dicke von etwa 8yuj
aufgebracht, wodurch die gesamte Dicke der ersten und zweiten
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Schicht auf etwa 10yu kam. Die zum Erhalt dieser Schichtdicke
erforderliche Zelt war etwa 19 Stunden. Das. nach dem oben beschriebenen
Verfahren hergestellte Streifenfilter zeigte keine Entfärbung bzw. Verfärbung mehr.
Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens, bei welchem ein Sputtern mit geringer Geschwindigkeit verwendet wird, um einen
Temperaturanstieg des Substrates zu vermeiden, dauert es mittlerweile 32 Stunden, um einen Siliziumdioxydfilm mit einer Dicke von
10/U fertigzustellen. Bei dem bekannten Verfahren dauert es darüber
hinaus ungefähr 16 Stunden, um einen Siliziumdioxydfilm mit einer Dicke von 10 λχ aufzubringen.
Erfindungsgemäß werden wie oben beschrieben zwei Schichten aus transparentem, anorganischem Material auf dem Streifenfilter hergestellt,
und eine, die dem Streifenfilter benachbarte Schicht wird frei von Sauerstoffehlbestand oder mit nur geringem Sauerstoffmangel
hergestellt. Da die verhältnismäßig dünne erste Schicht mit geringer Geschwindigkeit und die verhältnismäßig dicke zweite
Schicht mit großer Geschwindigkeit hergestellt wird, ist es möglich,
die Schichten aus transparentem, anorganischem Material im wesentlichen innerhalb desselben Zeitraumes wie bei den bekannten
Verfahren herzustellen, und trotzdem ist es möglich, eine Entfärbung oder eine Verfärbung des Streifenfilters wirksam auszuschalten.
Obwohl nach den obigen Ausführungen Siliziumdioxyd als gesputtertes,
transparentes, anorganisches Material verwendet wurde, kann Jedes andere geeignete, transparente, anorganische Material Verwendung
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finden, wie z.B. oxydisches Glas mit Borsilikatglas und Quarzglas.
Bei den oben beschriebenen Beispielen ist es möglich, die Schicht aus transparentem, anorganischem Material dadurch zu stabilisieren,
daß das Substrat auf eine Temperatur aufgeheizt wird, welche nahe bei der Erweichungstemperatur des Glases liegt.
Anstatt den Sauerstoffgehalt der Mischung aus inertem Gas und Sauerstoff rasch herabzusetzen, ist es auch möglich, die Zusammensetzung
der gasförmigen Mischung dadurch langsam zu ändern, daß ein Ventil^langsam geschlossen wird, das in einer Zufuhrleitung
für Sauerstoff vorgesehen ist, wodurch die Zusammensetzung des transparenten, anorganischen Materials langsam geändert wird. Die
entstehende Schicht aus anorganischem Material enthält dann keine diskrete Grenzfläche, die Schicht funktioniert in Wirklichkeit jedoch
genauso, wie wenn sie aus zwei diskreten Schichten verschie-
dener Zusammensetzung bestünde. Es ist auch möglich, daß die Atmosphäre
keinerlei Sauerstoff enthält, wenn die zweite transparente, anorganische Materialschicht aufgebracht wird.
Da die beiden Schichten aus-transparentem, anorganischem Material
in derselben Vorrichtung hergestellt werden können, ist es zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorteilen möglich, ein Absetzen von
Staub oder eine Bildung von Kratzern zu vermeiden.
Aus diesem Grunde können Farbaufnahmeröhren mit hervorragender Qualität und mit hoher Ausbeute hergestellt werden.
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Claims (7)
- Hitachi Limited5-1, 1-chome, Marunouchi · 5. September 1971I-Chiyoda-lcu, Tokyo, Japan Anwaltsakte: M-J5237Patentansprüche . - :Γΐ. Verfahren zur Herstellung einer Farbaufnahraerohre, bei dem ein optisches, die Farbe analysierendes Filter auf einem Substrat hergestellt wird, eine Schicht transparenten, anorganischen Materials auf dem optischen, die Farbe analysierenden Filter hergestellt wird, und dann dadurch ein fotoelektrischer Wandler ' hergestellt wird, daß nacheinander ein transparenter, elektrisch leitender Film und eine fotoleitende Schicht auf die Schicht aus transparentem, anorganischem Material aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schicht aus tran^- parentem, anorganischem Material auf das Filter in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas und Sauerstoff aufgebracht wird',< und dann eine zweite Schicht aus transparentem, anorganischem j Material auf die erste Schicht in einer Atmosphäre aufgebracht wird, die eine geringere Menge von Sauerstoff enthält als die; gemischte Atmosphäre.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c daß die erste Schicht mit einer Dicke hergestellt wird, dieh η e τ ,609816/0702größer ist als die des Filters.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht durch Sputtern mit kleiner Geschwindigkeit hergestellt wird und die zweite Schicht durch Sputtern mit großer Geschwindigkeit hergestellt wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der ersten Schidht mechanisch geglättet wird, und daß die zweite Schicht auf der geglätteten Oberfläche hergestellt wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus transparentem, anorganischem Material in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas und Sauerstoff hergestellt wird, in der der Partialdruek des Sauerstoffes-größer als 10 J Torr. 1st.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e -k e η η ζ e irjc h η e t , daß die zweite Schicht aus transparentem, anorganischem Material in einer Atmosphäre hergestellt_7 wird, in der der Partialdruek von Sauerstoff kleiner als 10 ' Torr. ist.
- 7. Verfahren zur Herstellung einer Farbaufnahmeröhre, bei dem ein optisches, die Farbe analysierendes Filter auf einem Substrat hergestellt wird, eine Schicht aus transparentem, anorganischen!60981 6/0702Material auf dem optischen, die Farbe analysierenden Filter ; hergestellt wird, und dann dadurch ein fotoelektrischer Wandleij* hergestellt wird, daß nacheinander ein transparenter, elektrisch leitender Film und ein fotoleitender Film auf die Schicht aus : transparentem, anorganischem Material aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus transparentem, anorganischem Material in einer gemischten Atmosphäre aus inertem 'Gas und Sauerstoff hergestellt wird, und daß der Sauerstoffgehalt der gemischten Atmosphäre langsam vermindert wird, wodurch das Ausmaß des Sauerstoffehlbestandes der Schicht vom Filter auf den fotoelektrischen Wandler zu langsam geändert wird.50981 6/0702/νLeerseite
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