DE2540132A1

DE2540132A1 - Verfahren zur herstellung der leuchtstoffpunkte flacher anzeigetafeln

Info

Publication number: DE2540132A1
Application number: DE19752540132
Authority: DE
Inventors: Tokio Hachioji; Waichi Nagashiro; Mitsuru Oikawa; Tadao Okada; Atsushi Sumioka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1976-04-01
Also published as: NL169654C; US4020191A; JPS5132271A; DE2540132B2; DE2540132C3; NL169654B; NL7510800A

Description

Priorität: 13. September 1974, Japan, Nr. 104 989

Verfahren zur Herstellung der Leuchtstoffpunkte flacher Anzeigetafeln

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung der Leuchtstoffpunkte flacher Anzeigetafeln oder Bildröhren, insbesondere auf ein Verfahren zum Auftragen des Leuchtstoffes auf vorherbestimmte Teile mehrerer Entladeräume, die auf der gleichen Ebene vorgesehen sind und als Anzeigeelemente der flachen Anzeigeoder Sichtplatte dienen.

Bs wurden verschiedene Arten von Sichttafeln untersucht, um ein neues, gegenüber der Farbbildröhre vorteilhaftes Anzeigegerät zu finden.

Unter anderen wurde eine Plasma-Sichttafel untersucht, bei der die Entladungserscheinungen ausgenutzt werden. Diese Tafeln werden zur Zeit als günstigste Anzeigegeräte betrachtet. Zur Verbesserung der

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Leuchteigenschaften der flachen Anzeigetafel oder zur Schaffung einer neuen Farbanzeigeplatte werden Leuchtstoffmaterialien auf vorherbestimmte Bereiche der Entladeräume aufgetragen.

Diese flachen Anzeigetafeln, beispielsweise die Plasma-Anzeigetafel, haben einen sehr komplizierten Aufbau. So ist jedes Anzeigeelement oder jeder Intladungsraum auf diesen Anzeigetafeln extrem klein. Aus diesem Grunde wird bei der Anwendung des herkömmlichen Photoätzverfahrens, bei dem ein lichtempfindliches Material und eine Maske angewandt werden, die gesamte Oberfläche der Tafel mit der Leuchtstoff enthaltenden lichtempfindlichen Schicht beschichtet. Auch ist e3 sehr schwer, den Leuchtstoff von den Teilen zu entfernen, auf die kein Leuchtstoff aufgetragen werden soll.

Aus diesem Grunde wird bei der Herstellung der Anzeigetafeln dor Leuchtstoff nach dem Druckverfahren aufgetragen. Die auf der Anzeigetafel vorgesehenen Anzeigeelemente oder Entladungsräume sind jedoch so klein, daß es schwierig ist, den Leuchtstoff nur auf die vorherbestimmten Teile in den Entladeräumen nach dem Druckverfahren aufzutragen. Darüber hinaus werden, wenn der Leuchtstoff nicht nur auf die vorherbestimmten, sondern auch auf andere Teile aufgetragen wird, die Intladungseigenschaften der Anzeigetafel verschlechtert. Aus diesem Grunde kann keine günstige Leuchtwirkung oder Luminiszenz erzielt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren zur sehr genauen Beschichtung vorherbestimmter Teile der Anzeigetafel anzugeben.

Erfindungsgemfiß wird das Druckverfahren in Kombination mit dem optischen Verfahren angewendet. Es werden Materialien verwendet, die Leuchtstoff, lichtempfindliches Material und pulverförmiges Glas enthalten, um die gewünschten Leuchtstoff muster oder -punkte sehr genau nur auf die vorherbestimmten Bereiche aufzutragen. ..

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1, 2, 3, 4 und 5 anhand perspektivischer Darstellungen verschiedene Stufen während der Auftragimg von Leuchtstoffpunkten auf einer flachen Anzeigetafel;

Figur 6 die teilweise Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer flachen Anzeigetafel;

Figur 7 A den Querschnitt A-A¹ der Figur 6;

Figur 7 B den Querschnitt B-B' der Figur 6;

Figur 7 C den Querschnitt C-C der Figur 6;

Figur 7 D den Querschnitt D-D' der Figur 6.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Leuchtstoffpunkte flacher Anzeigeplattcn umfaßt die folgenden Arbeitsschritte:

Unter Anwendung des Druckverfahrens wird die das lichtempfindliche Material, Leuchtstoff und Glaspulver enthaltende pastenförmige Schicht auf die gewünschten Flächen der Isolierschicht aufgetreten. Jeder Bereich deckt wenigstens den vorherbestimmten Bereich der Isolierschicht ab und ist etwas breiter als der vorherbestimmte Bereich, auf dem die Leuchtstoffpunkte oder -rauster ausgebildet werden sollen.

Auf die gegenüberliegende Seite der Isolierschicht wird eine Maske mit Strahlöffnungen aufgetragen. Durch diese Strahlöffnungen der Maske wird Licht auf die pastöse Schicht projiziert, wobei die vom Licht bestrahlten. Teile der pastenförmigen Schicht genau gleich den vorherbestimmten Bereichen sind, auf die der Leuchtstoff aufgetragen werden soll.

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Die bestrahlten Teile der pastenförmigen Schicht werden durch Licht gehärtet, so daß, durch Entwicklung der pastenförmigen Schicht, nur die gehärteten Bereiche der pastenförraigen Schicht mit der vorherbestimmten Form auf den vorherbestimmten Bereichen der Isolierschicht verbleiben können.

Darauf wird der restliche pastenformige Film bei verhältnismäßig niedriger Temperatur (etwa 250 - 450°C) einer Wärmebehandlung unterzogen. Hierdurch v/erden sämtliche organische Bestandteile der pastenförmigen Schicht zersetzt und von der pastenförmigen Schicht entfernt.

Darauf wird das in dor pastenförmigen Schicht enthaltene pulverförmige Glas durch Erhitzung der pastenform!gen Schicht auf eine relativ hohe Temperatur (etwa 450 - 55O°C) geschmolzen. Somit haften die auf die gewünschte Form gebrachten Leuchtstoffpunkte oder -muster sehr sicher auf den vorherbestimmten Bereic-hen der Isolierschicht.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nicht nur eine monochromatische Anzeigetafel, sondern auch einu flache Farbanzoigetafel sehr leicht hergestellt werden.

Bei der Herstellung von monodiromatischen Anzeigetafeln wird nur einfarbiges Licht emittierender Leuchtstoff den pastenförmigen Materialien zugefügt und es findet nur ein Druckvorgang, und eine Belichtung statt. Bei der Herstellung von Farbanzeigetafeln müssen drei Arten von pastenförmigen Materialien vorgesehen werden, die rot emittierenden, blau und grün emittierenden Leuchtstoff zusammen mit dem lichtempfindlichen Material und dem Glaspulver enthalten.

Zunächst wird die erste, die erste Leuchtstoffart, beispielsweise rot emittierenden Leuchtstoff enthaltende pastenformige Schicht auf die gewünschten Bereiche der Isolierschicht aufgedruckt. Diese Bereiche bedecken wenigstens die vorherbestimmten Bereiche der Isolierschicht und sind etwas breiter als die vorherbestimmten

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Bereiche, auf denen die Punkte der ersten Leuchtstoffart ausgebildet werden sollen.

Auf die gleiche Weise werden eine zweite pastenförmige Schicht, die die zweite Leuchtstoffart, beispielsweise blau emittierenden Leuchtstoff, und die dritte pastenförmige Schicht, die die dritte Leuchtstoff art, beispielsweise grün emittä. er enden Leuchtstoff enthält, getrennt auf die gewünschten Bereiche der Isolierschicht aufgetragen. Diese Bereiche bedecken wenigstens die vorherbestimmten Bereiche der Isolierschicht und sind etwas breiter als die vorherbestimmten Bereiche, auf denen die Punkte der zweiten bzw. dritten Leuchtstoffart ausgebildet werden sollen.

Darauf wird gleichzeitig Licht auf die vorherbestimmten Bereiche der ersten, zweiten, und dritten pastenförmigen Schicht projiziert.

Die einzelnen Schritte sind genau die gleichen wie die für die Herstellung einfarbiger Anzeigetafeln beschriebenen. Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Druckvorgang nocheinmal wiederholt werden muß, ist nur ein Schritt für jeden folgenden Vorgang notwendig, d.h., es braucht nur einmal belichtet, entwickelt, die organischen Bestandteile entfernt bzw. das Glaspulver geschmolzen zu werden, um eine Farbanzeigetafel herzustellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist also, verglichen mit den herkömmlichen Druck- oder Belichtungsverfahren, insofern sehr vorteilhaft, als die Herstellung einer flachen Farbanzeigetafel sehr leicht ist und sehr genau geformte Leuchtstoffpunkte oder -muster sehr genau auf die vorherbestimmten Bereiche der Entladeräume oder -elemente aufgetragen worden können.

Der Einfachheit halber werden hier Fälle beschrieben, in denen ringförmige Leuchtstoffpunkte aufgetragen werden. Die Leuchtstoffpunkte können aber auch andere Formen haben, beispielsweise können sie elliptisch, quadratisch, rechteckig oder sechseckig sein, wenn dl· Formen der Lichtstrahlöffnungen der Maske entsprechend gewählt werden.

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Die Bestandteilsbereiche an Leuchtstoff, lichtempfinglichem Material und Glaspulver in der Paste betragen etwa 37-65, 32 - 60 bzw. 3,5 - 18 Gew.-%. Notwendigenfalls können der Paste gewisse Mengen an Wasser zugefügt v/erden.

Beispiel 1:

Gemäß Figur 1 wird eine dielektrische Schicht 2 auf einer Oberfläche mit einem Isoliersubstrat 7 beschichtet. Darauf werden an vorherbestimmten Stellen der dielektrischen Schicht Hilfsentladungsräume 8 und Durchgangslöcher 10 ausgebildet. Die unterhalb der dielektrischen Schicht 2 liegenden Anzeigeanoden werden durch die Durchgangslöcher 10 teilweise belichtet.

Gemäß Figur 2 werden erste pastenförmige Schichten 13', die rot emittierenden Leuchtstoff (YVO^iEu), lichtempfindliches Material und Glaspulver enthalten, auf die dielektrische Schicht 2 aufgedruckt, Die ersten, streifenförmigen Pastenschichten 13¹ v/erden selektiv so aufgetragen, daß sie wenigstens die entsprechenden Durchgangslöcher 10 bedecken, so daß die Hilfsentladeräurae 8 nicht mit den ersten streifenförmigen Pastenschichten 13' abgedeckt v/erden.

Gemäß Figur 3 und 4 werden zweite Pastenschichten 13'', die blau emittierenden Leuchtstoff (CaVO^:Pb) und dritte Pastenschichten 13¹¹S die grün emittierenden Leuchtstoff (Zn₂SiO^zMn) nacheinander in der gleichen Weise aufgetragen wie die ersten Pastenschichten 13'·

Die Pastenschichten 13', 13'' und 13¹¹¹ enthalten je 24g Leuchtstoff, 4,8g Glaspulver und 24g lichtempfindliches Material. Als lichtempfindliches Material wurde ¹¹KTFR" (Warenzeichen der Eastman Kodak Company) verwendet.

Eng an die Pastenschichten 13', 13" und 13'" wird eine Maske mit den Strahl öffnungen gelegt, durch die Licht von einer Hochdruck- und Quecksilberlaarpe auf die vorherbeetimmten Bereiche der Pastenschichten 13«, 13¹·, 15¹¹S und zwar gleichzeitig, projiziert wird. Hierdurch werden die bestrahlten Bereiche der pastenf örmigen Schichten gehärtet.

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Durch Entwickeln der Pastenschichten werden die nicht belichteten Teile derselben vollständig entfernt. Es bleiben daher nur die gehärteten Teile 3^r»-3¹¹ und 3^lfl stehen, die sehr genau geformt sind und genau rings im die Anzeigeanoden 10 liegen (Figur 5).

Darauf werden diese verbleibenden gehärteten Teile der pastenförmigen Schichten 3', 3¹¹ und 3·'¹ für etwa 30 Minuten auf eine Temperatur von etwa 450⁰C erhitzt. Hierdurch werden die in den gehärteten Bereichen enthaltenen organischen Materialienzersetzt und vollständig aus den gehärteten Bereichen entfernt-

Schließlich wird durch Erhitzung auf eine Temperatur von etwa 480⁰C für etwa 30 Minuten das in den gehärteten Bereichen 3^f _t 3'¹ und 3* * * enthaltene Glaspulver geschmolzen, so daß die in Figur 5 kreisring*- förmig gezeigten Leuchtstoffpunkte mit der gewünschten Form entstehen.

Diese Leuchtstoffpunkte haben nicht nur eine sehr genaue Form, sondern haften sehr sicher und genau an den gewünschten Bereichen der dielektrischen Schicht 2, so daß sie sich sehr gut für flache Anzeigetafeln eignen.

Beispiel 2:

Es werden die Leuchtstoffpunkte flacher Anzeigetafeln unter Verwendung der Pasten der nachfolgend angegebenen Zusammensetzungen 1-4 hergestellt, und zwar nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel Dabei werden hervorragende Ergebnisse erzielt.

Zusammensetzung 1 Eastman Kodak Company ¹¹KTFR" 18 - 32g

Glaspulver 3 - 9g Leuchtstoff 15 - 32g

Zusammensetzung 2 Eastman Kodak Company "KKER¹¹15 - 28g

Glaspulver 3 - 9g Leuchtstoff 15 - 30g

Zusammensetzung 3 Eastman Kodak Company "KPR-4" 15 - 28g

Glaspulver 3 - 9g 609814/0842 ^"^tstoff 15 - 30g

Zusamrnensotzung._A Polyvinyl Pyrolidon 2,5 - 4,Og

Fairmount Company "Diazo Resin Nr. 4 Typ ¹L" 0_f1-0,6g Glaspulver 3 - 9g
Leuchtstoff 15 - 32g
Wasscr 70 - 82g

Beispiel 3:

Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer flachen Anzeigetafel mit nach dem erfindungsgeraäßen Verfahren aufgetragenen Leuchtstoffpunkten. Figur 7 A, 7 B, 7 C und 7 D zeigen die Querschnitte A-A', B-B', C-C bzw. D-D¹ der Figur 6.

In den Figuren 6 und 7 A bis 7 D ist mit 1 ein transparentes Isoliersubstrat bezeichnet. Auf der Unterseite des Hilfsentladungcrauraes 8 ist eine Hilfsanode 9 vorgesehen. Ein Anodenleiter 4 ist auf der Oberfläche der Isolierschicht 7 vorgesehen. Die transparente Isolierschicht 1 und der Anodenleiter 4 sind von der dielektrischen Schicht 2 abgedeckt. Der Anodenleiter 4 liegt über die Durchgangslöcher 10 teilweise frei, die durch die dielektrische Schicht 2 hindurch verlaufen. Die belichteten Teile dieses Anodenloiters 4 wirken als Anzeigeanode.

Der Leuchtstoffpunkt 3 befindet sich auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht 2 und umgibt die Anzeigeänode 10. Die KathodenplatIe 5 kreuzt den Hilfsentladungsraum 8 senkrecht. Der Anzeige-Entladungsraum 6 ist durch die dielektrische Schicht 2 hindurch vorgesehen und die Anzeigeanode 10 befindet sich in der Mitte des Anzeige-Entladungs-· raums 6. Eine Kupplungsrille 11 ist auf der Ka tliodenp latte 5 vorgesehen. Sie kuppelt den Anzeige-Entladungsraum 6 roit dem Hilfsentladungsraum 8.

Die erwähnten Hohlräume sind sämtlich mit inertem Gas gefüllt, das einen geringen Anteil an gasförmigem Quecksilber enthält. Bei dem oben beschriebenen Aufbau der Anzeigetafel tritt die Anzeigeentladung in den Räumen zwischen der Kathode 5 und der Anzeigeanode 10 ein, so daß die Leuchtstoff punkte 3 erregt werden und Licht abstrahlen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung der Leuchtstoff punkte flacher Anzeigeplatten, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine, einen Leuchtstoff, ein lichtempfindliches Material und Glaspulver enthaltende pastöse Schicht auf Bereiche einer Isolierschicht aufgedruckt wird, die wenigstens vorherbestimmte Bereiche der Isolierschicht bedecken und breiter sind als die vorherbestimmten Bereiche, daß eine mit Lichtstrahlöffnungen versehene Maske auf die gegenüberliegende Seite der Isolierschicht aufgelegt v/ird, daß durch die Lichtstrahlöffnungen der Maske Licht auf die pastöse Schicht projiziert wird, so daß die die vorherbestimmten Bereiche der Isolierschicht bedeckende Fläche der pastösen Schicht gehärtet wird, daß die pastöse Schicht entwickelt wird, um den nicht gehärteten Bereich der pastösen Schicht zu entfernen, daß die pastöse Schicht bei verhältnismäßig niedriger Temperatur erhitzt wird, um die in der pastösen Schicht enthaltenen; organischen Materialien zu entfernen, und daß die pastöse Schicht bei verhältnismäßig hoher Temperatur erhitzt v/ird, um das in der pastösen Schicht enthaltene Glas zu schmelzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste, zweite und dritte pastöse Schicht getrennt auf die Isolierschicht aufgedruckt werden, die einen eine erste, eine zweite bzw. eine dritte Farbe emittierenden Leuchtstoff enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erste, zweite und dritte Farbe rot, blau bzw. grün sind.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede pastöse Schicht 37 - 65 Gew.-Ji lichtempfindliches Material enthält.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jede pastöse Schicht 32 - 60 Gev.-% Leuchtstoff enthält.

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6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Jede pastöse Schicht 3»5 18 Gew.-% Glaspulver enthält.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jede pastöse Schicht Wasser enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die verhältnismäßig niedrige Temperatur 250 - 450⁰C beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die verhältnismäßig hohe Temperatur 450 - 55O⁰C beträgt.

^DE/Mo 6098U/0842

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