DE2508237C3 - Verfahren zur Herstellung des Bildschirms einer Farbbildröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren /ur Herstellung des Bildschirms einer Farbbildröhre, die einen Bildschirm mit einer Vielzahl von in drei verschiedenen Farben aufleuchtenden Gebieten, ferner eine Farbauswahlelektrode mit einer Vielzahl von öffnungen und Mittel zum Erzeugen von drei Elektronenstrahlen aufweist, wie näher im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben.

Eine Farbbildröhre, in der die aufleuchtenden Gebiete kleiner oder schmaler als die entsprechenden öffnungen in der Farbauswahlelektrode sind, ist aus der US-PS 3146 368 bekannt Eine derartige Röhre mit sog. negativer Landungstoleranz für die Elektronenstrahlen auf den aufleuchtenden Gebieten weist den Vorteil auf, daß weniger Umgebungslicht von dem Bildschirm reflektiert wird als bei Röhren mit positiver Toleranz, in denen die Elektronenflecke kleiner oder schmaler als die aufleuchtenden Gebiete sind. Dadurch weist das wiedergegebene Bild der zuerst genannten Röhre einen viel besseren Kontrast auf.

Bei den Beiichtungsverfahren, die bei der Herstellung von Bildschirmen für Röhren mit negativer Toleranz angewandt werden, erweist es sich in der Praxis als besonders schwierig, eine verkleinerte Abbildung der öffnungen der Farbauswahlelektrode auf dem Bildschirm zu erhalten. Eine Möglichkeit zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist die Belichtung mit Hilfe einer Farbauswahlelektrode, in der die öffnungen zeitweise verkleinert sind, oder die Belichtung mit Hilfe einer Farbauswahlelektrode mit kleinen öffnungen, die nachher vergrößert werden. Dies bedeutet selbstverstäncilich eine große Komplikation für industrielle Massenfertigung und sollte vermieden werden.

In der FR-PS 20 95 968 ist ein sog. direktes Belichtungsverfahren zum Erhalten einer verkleinerten Abbildung von öffnungen der Lochmaske auf dem Bildschirm beschrieben. Dieses Verfahren benutzt eine Lichtquelle mit einer derartigen Lichtverteilung, daß hinter jeder Öffnung in der Farbauswahlelektrode ein Lichtfleck gebildet wird, der von einem Halbschattengebiet umgeben ist. Bei sorgfältiger Entwicklung der belichteten Schicht kann dieses Halbschattengebiel zum Erhalten einer verkleinerten Abbildung benutzt werden. Dieses Verfahren weist aber den Nachteil auf, daß eine sehr sorgfältige Entwicklung erforderlich ist, ohne daß übrigens eine stark verkleinerte Abbildung erhalten wird.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der DT-OS 22 48 878 bekannt. Hier wird ein Belichtungsverfahren beschrieben, bei dem eine verkleinerte negative Abbildung erhalten wird, d. h., daß jede öffnung in der Farbauswahlelektrode als ein verkleinertes oder verschmalertes Schattengebiet auf der lichtempfindlichen Schicht abgebildet wird. Ein Vorteil eines derartigen Verfahrens ist der, daß das unbelichtete Gebiet kleiner oder schmaler wird, wenn die Belichtungszeit zunimmt, so daß praktisch jede gewünschte Verkleinerung erhalten werden kann. Dies ist ein wesentlicher Unterschied mit dem in der bereits genannten FR-PS 20 95 968 beschriebenen Verfahren, bei dem die verkleinerte Abbildung größer wird, wenn die Belichtungszeit zunimmt, so daß nicht jede gewünschte Verkleinerung erhalten werden kann. Zum Anbringen von Leuchtstoffen, die sich nach dem in der bereits genannten DT-OS 22 48 878 in der zu belichtenden lichtempfindlichen Schicht befinden, ist aber eine lichtempfindliche Schicht erforderlich, die im unbelichteten Zustand unlöslich ist und durch Belichtung löslich wird. Derartige lichtempfindliche Schichten erfordern sehr lange Belichtungszeiten und werden vorzugsweise

nicht verwendet Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird nach der DT-OS 22 48 878 das Verfahren daher zum Anbringen lichtabsorbierender Werkstoffe zwischen den nachher anzubringenden aufleuchtenden Gebieten verwendet, wodurch dam, wieder eine Umkehrentwicklung erforderlich ist, wie aus der US-PS 35 58 310 bekannt ist Ein derartiges Verfahren kann aber für Leuchtstoffe nicht ohne weiteres angewandt werden, weil eine ungenügende Haftung der Leuchtstoffkörner erhalten wird. ι ο

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des Bildschirmes einer Farbbildröhre anzugeben, bei dem die Leuchtstoff enthaltenden Gebiete kleiner oder schmaler als die entsprechenden öffnungen in der Farbauswahlelektrode sind und an den Stellen der unbelichtet gebliebenen Gebiete einer lichtempfindlichen Schicht, die durch Belichtung unlöslich wird, angebracht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Verfahren zur Herstellung des Bildschirmes einer Farbbildröhre der eingangs genannten Art nach der Erfindung Maßnahmen ergriffen, wie sie im einzelnen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 näher beschrieben sind.

Die erwähnte Belichtung mit aktinischer Strahlung erfolgt vorzugsweise durch den genannten Träger durch den Bildschirm hindurch, wodurch eine sehr gute Haftung derjenigen Teile der genannter! zweiten Schicht erhalten wird, die sich direkt auf dem genannten Träger befinden.

Die genannte erste und die genannte zweite Schicht enthalten vorzugsweise beide Polyvinylalkohol als durch Belichtung unlöslich zu machende Substanz, wobei die erste Schicht mit Ammoniumdichromat und die zweite mit einer Tetradiazoniumverbindung oder einer Polydiazoniumverbindung sensibilisiert ist.

Eine geeignete Polydiazoniumverbindung ist z. B. das Kondensationsprodukt von Paraphenylaminobenzoldiazoniumnitrat mit Paraformaldehyd.

Es sei bemerkt, daß die Entfernung einer gehärteten Polyvinylalkoholschicht, die mit Ammoniumdichromat sensibilisiert ist, mit Hilfe eines Ätzmittels, wie Wasserstoffperoxid, an sich aus der US-PS 35 58 310 bekannt ist. Der vorliegenden Erfindung liegt aber u. a. die Erkenntnis zugrunde, daß die Zerset2:ungsreaktion infolge derartiger Ätzmittel wohl von Ammoniumdichromat, jedoch nicht von Polydiazoniumverbindungen katalysiert wird.

Bei einem Verfahren nach der Erfindung werden die Gebiete der ersten Schicht, die nach der Belichtung löslich bleiben, kleiner oder schmaler, wenn die Belichtungszeit zunimmt. Da die Leuchtstoff enthaltenden Gebiete an der Stelle dieser löslich gebliebenen und nach Entwicklung entfernten Gebiete angebracht werden, wird ein Bildschirm erhalten, b-;i dem die Leuchtstoffgebiete kleiner oder schmaler sind als die entsprechenden öffnungen in der Farbauüwahlelektrode.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Farbbildröhre in der nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestellter Bildschirm verwendet werden kann und

Fig. 2 einen Ausschnitt des Bildschirms in verschiedenen Herstellungsstufen.

Die in F i g. 1 dargestellte Röhre enthält in einer Glasumhüllung 1, die aus einem Hals 2, einem Konus 3 und einem Frontglas 4 besteht, Mittel 5 zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen 6, 7 und 8, eine Maske (z. B. Loch- oder Schlitzmaske) 9 und einen Bildschirm 10. Die Röhre enthält weiter einen Satz von Ablenkspulen 11, mit deren Hilfe die Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 abgelenkt werden und somit den Bildschirm 10 abtasten. Die Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 werden derart erzeugt daß ihre Achsen in einer Ebene liegen, die die Zeichnungsebene der F i g. 1 ist Die Maske 9 enthält eine Vielzahl rechteckiger öffnungen. 12, die in nahezu parallelen Reihen senkrecht zu der Zeichnungsebene angeordnet sind. Die Achsen der Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 schneiden sich in einem Punkt nahezu auf dem Bildschirm 10. Der Bildschirm 10 enthält eine Vielzahl nahezu paralleler rot grün und blau aufleuchtender Leuchtstoffstreifen, deren Längsrichtung zu der Zeichnungsebene senkrecht ist Die Lage der Maske 9 in bezug auf den Bildschirm 10 ist derartig, daß der Elektronenstrahl 7 nur auf grün aufleuchtende Leuchtstoffstreifen auf trifft und die Strahlen 6 und 8 nur auf rot bzw. blau aufleuchtende Leuchtstoffstreifen auftreffen.

Der Bildschirm 10 wird mit Hilfe eines photochemischen Verfahrens nach der Erfindung hergestellt das an Hand der F i g. 2 näher erläutert wird.

In F i g. 2 ist ein Teil des Bildschirmes 10 auf dem Frontglas 4 in verschiedenen Stufen a) bis h) während des Herstellungsvorgangs dargestellt. Es wird von einem gut gereinigten Frontglas 4 ausgegangen, das, wie in Fig. 2 dargestellt ist, mit einer lichtempfindlichen Schicht 13 versehen wird. Die Schicht 13 wird nach Trocknung einer Schicht aus einer wässerigen Lösung mit 4,5 Gew.-°/o Polyvinylalkohol und 0,15 Gew.-% Ammoniumdichromat erhalten. Eine derartige Schicht ist für aktinische Strahlung empfindlich, was in diesem Falle bedeutet, daß sie wasserlöslich ist und durch Belichtung mit Ultraviolettstrahlung wasserunlöslich wird.

Dann wird, wie in Fig. 2b mit Pfeilen angedeutet ist, die lichtempfindliche Schicht 13 1,5 Minuten lang mit Ultraviolett-Strahlung belichtet, ausgenommen in den Gebieten 14, in denen sich später die grün aufleuchtenden Leuchtstoffstreifen befinden werden. Die Schicht 13 wird dadurch wasserunlöslich, ausgenommen in den Gebieten 14, in denen die Löslichkeit erhalten bleibt. Die Belichtung erfolgt durch die öffnungen 12 in der Maske 9 nach dem aus der bereits genannten DT-OS 22 48 878 bekannten Verfahren, aber mit über einen kleinen Abstand verschobenen Lichtquellen, derart, daß die Schattengebiete nicht zwischen den anzubringenden Leuchtstoffgebieten von zwei Farben zu liegen kommen, sondern mit den anzubringenden Leuchtstoffgebieten einer bestimmten Farbe zusammenfallen.

Anschließend wird die Schicht 13 durch Spülen mit Wasser von etwa 30⁰C entwickelt, wodurch in den Gebieten 14, wie in F i g. 2c dargestellt in, die Schicht 13 von dem Frontglas 4 entfernt wird.

Wie in Fig. 2d dargestellt ist, wird dann auf der Schicht 13 und den Gebieten 14 eine Schicht 15 angebracht, die einen grün aufleuchtenden Leuchtstoff enthält.

Die Schicht 15 ist für aktinische Strahlung empfindlich, was auch in diesem falle bedeutet, daß sie wasserlöslich ist und durch Belichtung mit Ultraviolettstrahlung wasserunlöslich wird. Die Schicht 15 wird nach Trocknung einer Schicht aus einer wäßrigen Lösung mit 3 Gew.-% Polyvinylalkohol, 0,5 Gew.-% einer Polydiazoniumverbindung, die das Kondensationsprodukt von Paraphenylaminobenzoldiazoniumnitrat mit Paraformaldehyd ist, und 25 Gew.-% eines grün

aufleuchtenden Leuchtstoffes, und zwar mit Kupfer aktiviertes Zinkcadmiumsulfid, erhalten. Andere PoIydiazoniumverbindungen, die sich zur Anwendung als Sensibilisator für ein Verfahren nach der Erfindung eignen, sind die Kondensationsprodukte mit Paraformaldehyd von Paraphenylaminobenzoldiazoniumtetrachlorzinkat, 4-Paratoluylthio-2-6-diäthoxybenzoldiazoniumtetrachlorzinkat oder Paraphenylaminoberizoldiazosulfonsäurenatrium.

Wie in Fig.2e mit Pfeilen angedeutet ist, wird die Schicht 15 anschließend ungefähr I Minute lang völlig mit Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von etwa 365 nm belichtet. Da diese Belichtung nicht über die Maske 9 stattzufinden braucht, erfolgt sie vorzugsweise durch das Frontglas 4 hindurch, um eine gute Haftung der Schicht 15 an dem Frontglas 4 in den Gebieten 14 zu erhalten. Naturgemäß werden auch angemessene Ergebnisse mit einer Belichtung von der anderen Seite her erzielt.

Anschließend werden die Schichten 14 und 15 mit einem Ätzmittel, z. B. einer wässerigen Lösung mit 4 Gew.-% Wasserstoffperoxid, behandelt. Die Zersetzungsreaktion dieser Ätzmittel mit Polyvinylalkohol wird wohl von dem aus Ammoniumdichromat bestehenden Sensibilisator in der Schicht 13, aber nicht von dem aus einer Polydiazoniumverbindung bestehenden Sensibilisator in der Schicht 15 katalysiert. Dies hat zur Folge, daß die Schicht 13 quillt und erweicht und danach mit Wasser entfernt werden kann, während die Schicht 15 nach wie vor nicht angegriffen wird. Wie in Fig. 2f dargestellt ist, ist nach Spülen mit Wasser die Schicht 13 zusammen mit den sich auf der Schicht 13 befindenden Gebieten der Schicht 15 entfernt und es verbleiben nur Leuchtstoffstreifen Can den Stellen der Gebiete 14.

Das Verfahren, das an Hand der Fig. 2a bis 2f erläutert worden ist, wird dann wiederholt, wobei die Schicht 15 nun einen blau aufleuchtenden Leuchtstoff, wie mit Silber aktiviertes Zinksulfid enthält. Damit werden die Leuchtstoffstreifen B angebracht, wie in Fig. 2g dargestellt ist.

Anschließend wird das an Hand der Fig. 2a bis 2f erläuterte Verfahren nochmals mit einem rot aufleuchtenden Leuchtstoff, wie mit Europium aktiviertem Yttriumoxysulfid, wiederholt. Damit werden die Leuchtstoffstreifen R angebracht, wie in F i g. 2h dargestellt ist.

,j Dann wird der in Fig.2h dargestellte Bildschirm mit grünen, blauen und roten Leuchtstoffstreifen weiter fertiggestellt, ζ. B. dadurch, daß er eine Stunde lang einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 450⁰C unterworfen wird. Dadurch zersetzen sich die

J₀ verbleibenden Teile des Polyvinylalkohole, der Polydiazoniumverbindung und der anderen organischen Materialien und verschwinden durch Verdampfung. Diesem sogenannten Ausheizen geht das Aluminisieren des Bildschirmes und gegebenenfalls das Anbringen lichtab-

jj sorbierenden Materials zwischen den Leuchtstoffstreifen voran. Nach den letzten Einsichten kann dieses lichtabsorbierende Material fortgelassen werden, wie in der DT-OS 24 33 360.6 erwähnt ist, oder es kann die Aluminisierung der Gebiete zwischen den Leuchtstoffstreifen unterlassen werden, wie in der DT-OS 24 35 473.2 erwähnt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung des Bildschirmes einer Farbbildröhre, die einen Bildschirm mit einer Vielzahl von in drei verschiedenen Farben aufleuchtenden Gebieten, ferner eine Farbauswahlelektrode mit einer Vielzahl von öffnungen und Mittel zum Erzeugen von drei Elektronenstrahlen aufweist, die mit Hilfe der Farbauswahlelektrode den Gebieten einer bestimmten Farbe zugeordnet sind, wobei die Leuchtstoff enthaltenden Gebiete des Bildschirms kleiner oder schmaler als die entsprechenden öffnungen in der Farbauswahlelektrode sind, bei dem zunächst auf einem Träger eine erste Schicht, die durch Belichtung mit aktinischer Strahlung in einem Lösungsmittel unlöslich wird, aber mit einem Ätzmitte! entfernt werden kann, angeordnet wird, bei dem danach die erste Schicht mit Ausnahme der Gebiete, in denen ein erstes schirmbildendes Material aufgetragen werden soll, mit aktinischer Strahlung belichtet wird, bei dem dann die erste Schicht durch das Lösen und Entfernen der unbelichteten Gebiete mit dem Lösungsmittel entwickelt wird und bei dem daraufhin eine zweite Schicht, die das erste schirmbildende Material enthält, angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das erste schirmbildende Material Leuchtstoff in einer ersten Farbe ist und die zweite Schicht durch Belichtung mit aktinischer Strahlung unlöslich wird, aber von dem genannten Ätzmittel nicht angegriffen wird, daß die gesamte zweite Schicht mit aktinischer Strahlung belichtet wird, daß danach die belichteten Gebiete der ersten Schicht zusammen mit den darüber aufgetragenen Teilen der zweiten Schicht mit dem Ätzmittel entfernt werden und schließlich diese Verfahrensschritte zur Herstellung von Gebieten mit Leuchtstoffen einer zweiten und einer dritten Fa^rbe vollständig wiederholt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung der zweiten Schicht mit aktinischer Strahlung durch den Träger für den Bildschirm hindurch erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus einer Lösung von Polyvinylalkohol in Wasser besteht, die mit Ammoniumdichromat sensibilisiert ist, und daß die zweite Schicht aus einer Lösung von Polyvinylalkohol in Wasser besteht, die mit einer Tetradiazoniumverbindung oder einer Polydiazoniumverbindung sensibiüsiert ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Polydiazoniumverbindung das Kondensationsprodukt von Paraphenylaminobenzoldiazoniumnitrat mit Paraformaldehyd ist.

5. Bildschirm für eine Farbbildröhre, der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoff enthaltenden Gebiete die Form schmaler nahezu paralleler Streifen aufweisen.