DE2442694B2 - Verfahren zur Herstellung eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirms einer Farbaufnahmeröhre - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirms einer FarbaufnahmeröhreInfo
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Description
ίο Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirms einer Farbaufnahmeröhre der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. Anspruches 7 genannten Art
Aus der DE-OS 19 19 506 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem auf dem Substrat zunächst die Streifen
des optischen Farbanalysier-Filters aufgebracht werden. Die Zwischenräume zwischen, den Streifen werden
mit einem transparenten anorganischen Material, wie
z. B. Borsilikatglas, Quarzglas oder Siliziumoxid, aufgefüllt, derart, daß auch die nicht auf dem Substrat
anhaftenden Rückseiten der Streifen mit einer gewissen Schichtdicke durch das transparente, anorganische
Material überdeckt: ist Das anorganische Material wird
durch Zerstäuben in einer inerten Gasatmosphäre
aufgebracht Es hat sich jedoch herausgestellt, daß beim Aufbringen eines Oxids auf das Farbanalysier-Filter die
von dem Oxid gebildete transparente Schicht instabil wird, was auf einen Mangel an Sauerstoff zurückzufüh
ren ist Wenn z. B. Siliziumoxid SiO2 in einer Argonat
mosphäre zerstäubt wird, zeigt die entstandene Schicht aus SiO2 einen Sauerstoffehlbestand in der Größenordnung SiOi,6 bis SiOij.
Wenn darüber hinaus die Streifen des Farbanalysier-
Filters durch Photoätzen auf dem Substrat ausgebildet
werden, enthält das fertige Farbanalysier-Filter absorbierten Photolack, zum Entfernen von Photolack
verwendete Flüssigkeit oder andere organische Stoffe, die nicht völlig vom Substrat entfernt werden können.
Da somit Fremdstoffe stets auf dem mit den Streifen des Farbanalysier-Filters versehenen Substrat zurückbleiben, würde beim Aufbringen der Schicht transparenten,
anorganischen Materials eine Reduktionsreaktion ablaufen, welche auf Sauerstoffmangel in der transparenten, anorganischen Substanz und auf die Wärmeenergiezufuhr zurückzuführen ist, die durch Auftreffen des zerstäubten Materials auf das Farbanalysier-Filter zugeführt wird. Dies hat zur Folge, daß sich das
optische Farbanalysier-Filter entfärbt oder zumindest
verfärbt, was die angestrebten Filiereigenschaften sehr
nachteilig beeinflußt.
Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um diesem Mangel abzuhelfen. Darunter ist ein
Verfahren zu nennen, bei dein ein sogenanntes
Vierelektroden-Zerstäubeverfahren dazu verwendet
wird, um das anorganische Material bei niedrigerer Temperatur zu zerstäuben, wodurch die dem Streifenfilter zugeführte Energie und damit auch der Temperaturanstieg des Substrates beim Zerstäuben herabgesetzt
wird. Weiterhin ist ein Verfahren zu nennen, bei dem die Zerstäubegeschwindigkeit herabgesetzt wird, um den
Temperaturanstieg des Substrates beim Aufbringen des transparenten, anorganischen Materials gering zu
halten. Bei diesem Verfahren wird jedoch das Wachsen
<is der Schicht transparenten, anorganischen Materials
sehr stark verlängert. Um transparente, anorganische Schichten mit einer Schichtdicke von 5 bis einigen
ΙΟμπι aufzubringen, muß der Zierstäubungsvorgang
einige 10 Stunden lang geführt werden. Hierdurch wird
die Herstellungszeit des Ladungsspeicherschirmes und werden die Herstellungskosten vergrößert
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der vorstehend genannten Art anzugeben,
bei dem die Schicht transparente-ti, anorganischen
Materials so aufgebracht wird, daß eine Entfärbung oder Verfärbung der Streifen des Farbanalysier-Filters
vermieden wird und die Schicht transparenten, anoi ganischen Materials zugleich in relativ kurzer Zeit
aufgebracht werden kann.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die auf dem Farbanalysier-Filter aufgebrachte Schicht aus transparentem,
anorganischem Material aus zwei mit unterschiedlichen Verfahrensbedingungen hergestellten
Schichten besteht, wobei die erste dieser beiden Schichten in einer gemischten Atmosphäre aus inertem
Gas und Sauerstoff unmittelbar auf das Farbanalysier-Fiiter
aufgebracht wird und dann die zweite dieser beiden Schichten auf die erste Schient in einer
Atmosphäre aufgebracht wird, die eine geringere Menge Sauerstoff enthält als die gemischte Atmosphäre
beim Aufbringen der ersten Schicht
Da bei dem Aufbringen der ersten Teilschicht der Schicht aus transparenten, anorganischen Material eine
Atmosphäre aus inertem Gas und Sauerstoff verwendet wird, weist das direkt auf den Farbanalysier-Filter
aufgebrachte anorganische Material keinen Sauerstofffehlbestand mehr auf, so daß ein Entfärben oder
Verfärben des optischen Farbanalysier-Filters nicht mehr auftritt Andererseits aber wird die zweite
Teilschicht in einer Atmosphäre aufgebracht, die eine geringere Menge Sauerstoff enthält, da in der zweiten
Teilschicht ein Ausgleich des Sauerstoffehlbestandes nicht mehr erforderlich ist
Weitere Unteransprüche beziehen sich auf Ausgestaltungen der vorstehend genannten Lösung der gestellten
Aufgabe. Es ist aber auch zur Lösung der gestellten Aufgabe möglich, daß die Schicht aus transparentem,
anorganischen Material in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas und Sauerstoff hergestellt wird und
daß der Sauerstoffgehalt der gemischten Atmosphäre während des Aufwachsens der Schicht langsam
vermindert wird, so daß das Ausmaß des Sauerstoffehlbestandes
der Schicht in ihrer Wachstumsrichtung langsam geändert wird.
Bei diesem Verfahren weist die Schicht aus transparentem, anorganischen Material zwar keine
diskrete Grenzfläche zwischen Teilschichten verschiedenen Sauerstoffehlbestandes auf, jedoch ist dafür
Sorge getragen worden, daß die Teile der Schicht aus transparentem, anorganischen Material, die direkt auf
dem Farbanalysier-Filter aufwächst einen geringeren Sauerstoffehlbestand aufweist
Die Erfindung soll nun anhand der Figur erläutert werden, die einen Teilschnitt durch einen mit einem
Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirm einer Farbaufnahmeröhre zeigt
Auf einer Fläche eines isolierenden Substrates 1 ist ein optisches Farbanalysier-Filter 2 aufgebracht Auf
der von dem Substrat 1 abgewandten Seite des Farbanalysier-Filters 2 ist eine Schicht 3 aus transparentem,
anorganischen Material, wie z. B. einem Oxid, vorzugsweise Siliziumoxid S1O2, oder Glas mit einer
Schichtdicke von 1 bis 5 μΐη aufgebracht Auf der freien
Oberfläche der Schicht 3 ist eine Schicht 4 aus transparentem, anorganischen Material mit einem
Sauerstoffehlbestand (SiO,,6 bis SiOt«) vorgesehen, die
eine Dicke von 3 bis 50 μπι aufweist
Auf der freien Oberfläche der Schicht 4 ist ein
transparenter, elektrisch-leitender Film 5 und auf dessen freier Oberfläche ist eine photoleitende Schicht 6
aufgebracht Film 5 und Schicht 6 bilden zusammen einen photo-elektrischen Wandler.
Verfahren zur Herstellung dieses Ladungsspeicherschirmes läuft wie folgt ab:
Zunächst wird der Farbanalysier-Filter 2, der ein Interferenzfilter oder ein dichroitisches Filter sein kann, in herkömmlicher Weise durch Photoätzen auf dem Substrat 1 hergestellt Diese Baugruppe wird in eine mit hoher Frequenz arbeitende Zweielektroden-Sputter — bzw. Zerstäubevorrichtung eingebracht die mit einer
Zunächst wird der Farbanalysier-Filter 2, der ein Interferenzfilter oder ein dichroitisches Filter sein kann, in herkömmlicher Weise durch Photoätzen auf dem Substrat 1 hergestellt Diese Baugruppe wird in eine mit hoher Frequenz arbeitende Zweielektroden-Sputter — bzw. Zerstäubevorrichtung eingebracht die mit einer
t5 gemischten Atmosphäre aus inertem Gas, z. B. Argon,
und Sauerstoff gefüllt wird. In dieser Atmosphäre wird die Schicht 3 durch Sputtern mit kleiner Wachstumsgeschwindigkeit
aufgebracht bis die Schicht 3 auf eine Dicke angewachsen ist die größer ist als die Dicke des
Farbanalysier-Filters 2, z. B. 1 bis 5 μπτ. Nach Herabsetzen
des Sauerstoffgehaltes der Atmosphäre oder nach vollständigem Entfernen des Sauerstoffs aus der
Atmosphäre wird zur Ausbildung der zweiten Teilschicht 4 dasselbe Material bis zu einer Schichtdicke von
3 bis 50 μπι mit großer Wachstumsgeschwindigkeit
aufgebracht Die Gesamtdicke der beiden unter unterschiedlichen Verfahrensbedingungen hergestellten
Teilschichten 3 und 4 aus transparentem, anorganischen Material wird im Bereich von 4 bis 51 μπι gehalten. Die
dickere Schicht 4 kann durch das Sputtern mit großer Wachstumsgeschwindigkeit in kürzerer Zeit aufgebracht
werden. Danach werden der transparente, elektrisch-leitende Film 5 und die photoleitende Schicht
6 nacheinander auf die Schicht 4 aufgebracht Da sich die Dicke der Schichten 3 und 4 dem Verlauf des aus
Streifen aufgebauten Farbanalysier-Filters anpaßt kann vor dem Aufbringen des transparenten, elektrisch
leitenden Films 5 die Schicht 4 bis zu der in der Figur gestrichelt gezeigten Dicke herabgeschliffen oder
herabpoliert werden. Die Gesamtdicke des aufgebrachten transparenten, anorganischen Materials wird in
Abhängigkeit von der Gestalt des Farbanalysier-Filters (Interferenz- bzw. dichroitisches Filter) der Art des
photoelektrischen Wandlers, der gewünschten Bildqualität, den Konstruktionserfordernissen, sowie ähnlichen
Gesichtspunkten gewählt Um z. B. eine besonders gute Qualität aufweisende Farbaufnahmeröhre mit einem
rotes und blaues Licht reflektierenden Streifenfilter als Farbanalysier-Filter zu erhalten, ist es vorteilhaft, für die
Schicht aus transparentem, anorganischen Material eine Schichtdicke von etwa 40 μπι zu wählen und dann die
Oberfläche der Schicht zu polieren, um Rauheiten auf deren Oberfläche zu entfernen, so daß die Dicke der
Schicht auf etwa 30 μπι verringert wird.
Auf einem Substrat 1 wurde unter Verwendung bekannter Techniken ein Streifenfilter 2 hergestellt;
danach wurde eine erste Schicht 3 aus Siliziumdioxid mit einer Dicke von etwa 2 μπι in einer gemischten
Atmosphäre mit einem Druck von 10~3 Torr und einem
Sauerstoffpartialdruck von ΙΟ-5 Torr auf das Substrat
aufgebracht Danach wurde der Sauerstoffpartialdruck der gemischten Atmosphäre auf ΙΟ-7 Torr herabgesetzt
In dieser Atmosphäre wurde eine zweite Schicht 4 aus Siliziumoxid bis zu einer Schichtdicke von etwa 8 μπι
aufgebracht so daß die Gesamtdicke der aus den beiden Teilschichten 3 und 4 aufgebauten Schicht etwa 10 um
betrug. Die zum Erhalt dieser Schichtdicke erforderliche Zeit betrug etwa 19 Stunden. Wenn eine Siliziumdioxidschicht
mit einer Schichtdicke von 10 μΐη gemäß dem in
der Beschreibungseinleitung erwähnten Verfahren, bei dem die Sputtergeschwindigkeit herabgesetzt wurde,
um den Temperaturanstieg des Substrates sehr klein zu halten, aufgebracht wird, ist ein Sputterzeitraum von
32 Stunden erforderlich. Bei dem Sputtern mit normaler Wachstumsgeschwindigkeit, bei dem der Temperaturanstieg
des Substrates nicht weiter berücksichtigt Ό wurde, war für das Aufbringen einer Siliziumdioxidschicht
derselben Dicke immer noch ein Zeitraum von 16 Stunden erforderlich.
Das Beispiel zeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schicht aus transparentem, anorgani- 'S
schem Material in Form der beiden Teilschichten im wesentlichen innerhalb desselben Zeitraumes wie bei
dem üblichen Verfahren hergestellt werden kann, wobei die verhältnismäßig dünne Teilschicht mit kleinerer
Wachstumsgeschwindigkeit und die verhältnismäßig dicke Schicht mit großer Wachstumsgeschwindigkeit
aufgebracht werden können. Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schicht aus transparentem,
anorganischem Material mit ihrer Gesamtdicke mit derselben Wachstumsgeschwindigkeit aufgebracht
wird, ist es trotzdem möglich, eine Entfärbung oder Verfärbung des Farbanalysier-Filters auszuschalten.
Obwohl bei dem vorstehenden Beispiel Siliziumdioxid als zu sputterndes transparentes, anorganisches Material
verwendet wurde, kann jedes andere geeignete transparente, anorganische Material Verwendung finden,
wie z. B. Borsilikat, Glas und Quarzglas.
Bei der. vorstehend 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 liegt Während beim Beispiel der Partialdruck des Sauerstoffs von 10-5 Torr auf 10~7
Torr herabgesetzt wird, ist es natürlich auch möglich, daß die Atmosphäre für das Aufbringen der zweiten
Teilschicht 4 überhaupt keinen Sauerstoff mehr enthält Da die beiden Teilschichten 3 und 4 aus transparentem,
anorganischem Material in derselben Vorrichtung hergestellt werden können, kann sich auf die erste
Teilschicht 3 vor dem Aufbringen der zweiten Teilschicht 4 kein Staub absetzen; zugleich wird die
Ausbildung von Kratzern an der Grenzfläche zwischen den beiden Teilschichten vermieden.
Bei dem zweiten Lösungsweg, bei dem der Sauerstoffgehalt der gemischten Atmosphäre während des
Aufwachsens der Schicht langsam vermindert wird, kann diese Verminderung des Sauerstoffgehaltes auf
einfache Weise dadurch erreicht werden, daß ein in der Zufuhrleitung für Sauerstoff zu dem Sputterstand
liegendes Ventil langsam geschlossen wird, wodurch sich die Zusammensetzung des transparenten, anorganisehen
Materials ebenfalls langsam ändert
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirmes einer Farbaufnahmeröhre, bei dem ein
optisches Farbanalysier-Filter auf einem Substrat hergestellt wird, eine Schicht transparenten, anorganischen Materials auf dem optischen Farbanalysier-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
die auf dem Farbanalysier-Filter (2) aufgebrachte Schicht (3, 4) aus transparentem, anorganischem
Material aus zwei mit unterschiedlichen Verfahrensbedingungen hergestellten Schichten (3, 4) besteht,
wobei die erste (3) dieser beiden Schichten (3,4) in
einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas und Sauerstoff unmittelbar auf das Farbanalysier-Filter
(2) aufgebracht wird und dann die zweite (4) dieser beiden Schichten (3, 4) auf die erste Schicht (3) in
einer Atmosphäre aufgebracht wird, die eine geringere Menge Sauerstoff enthält als die gemischte Atmosphäre beim Aufbringen der ersten Schicht
(3).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3) mit einer Dicke
hergestellt wird, die größer ist als die des Farbanalysier-Filters (2).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3) durch
Sputtern mit kleiner Wachstumsgeschwindigkeit hergestellt wird und die zweite Schicht (4) durch
Sputtern mit großer Wachstumsgeschwindigkeit hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der
ersten Schicht (3) mechanisch geglättet wird und dann die zweite Schicht auf der geglätteten
Oberfläche hergestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3)
aus transparentem, anorganischem Material in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas und
Sauerstoff hergestellt wird, in der der Partialdruck des Sauerstoffes größer als 10~5Torr ist
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (4)
aus transparentem, anorganischem Material in einer Atmosphäre hergestellt wird, in der der Partialdruck
von Sauerstoff kleiner als 10~7 Torr ist
7. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirmes einer Farbaufnahmeröhre, bei dem ein
optisches Farbanalysier-Filter auf einem Substrat hergestellt wird, eine Schicht aus transparentem,
anorganischem Material auf dem optischen Farbanalysier-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 die
Schicht aus transparentem, anorganischem Material in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas
und Sauerstoff hergestellt wird, und daß der
Sauerstoffgehalt der gemischten Atmosphäre während des Aufwachsens der Schicht langsam vermindert wird, so daß das Ausmaß des Sauerstoffehlbestandes der Schicht in ihrer Wachstumsrichtung
langsam geändert wird.
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