DE2558553A1

DE2558553A1 - Verfahren zum selektiven metallisieren eines bildschirmes einer kathodenstrahlroehre und durch dieses verfahren hergestellte kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2558553A1
Application number: DE19752558553
Authority: DE
Inventors: Maria Antonius Alphon Collaris; Henricus Antonius Debruijn; Antonius Wilhelmus Co Kemenade; Mathieu Willem Maria Snijders
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-01-20
Filing date: 1975-12-24
Publication date: 1976-07-22
Also published as: GB1517978A; DE2558553B2; NL7500616A; FR2298183B1; FR2298183A1; JPS5197367A; IT1055806B; DE2558553C3; US4016307A

Description

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"Verfahren zum selektiven Metallisieren eines Bildschirmes einer Kathodenstrahlröhre und durch dieses Verfahren hergestellte Kathodenstrahlröhre"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum selektiven Metallisieren lediglich der Leuchtstoffgebiete eines Musters von Leuchtstoffgebieten und unüberzogenen Gebieten auf einem Frontglas einer Kathodenstrahlröhre. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine durch ed η derartiges Verfahren hergestellte Kathodenstrahlröhre.

Ein derartiges Verfahren ist in der deutschen Patentanmeldung P 2h 35 ^73·2 beschrieben. Durch dieses Verfahren wild eine Farbbildröhre erbalten, die zur Vergrösserung des Kontrasts des v/ieclergegebenen Bildes nichc mit lichtabsorbierendem Material zwischen den Leuchtstoffgebieten versehen zu werden braucht. Dieses lichtabsorbierende

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Material ist bei einer derartigen Röhre nicht erforderlich, weil der- Kontrast auf andere Weise verbessert wird. Die reflektierende Metallsicht, mit der der Bildschirm im allgemeinen auf der Rückseite überzogen ist, erstreckt sich bei einer derartigen Röhre nämlich nicht zwischen den Leuchtstoffgebieten, so dass Umgebungslicht, das auf den Bildschirm zwischen den Leuchtstoffgebieten auftritt, nicht reflektiert wird, vrodurch der Kontrast herabgesetzt werden würde, sondern über das Frontglas in der Röhre absorbiert wird. Ein zusätzlicher Vorteil ist noch der, dass Wärmestrahlung in umgekehrter Richtung die Röhre verlassen kann, wodurch eine niedrigere Betriebstemperatur mit allen sich daraus ergebenen Vorteilen, wie z.B. eine geringere Verformung der Lochmaske und somit weniger Farbfehler durch Fehllandung der Elektronenstrahlen, erreicht wird.

Das in der deutschen Patentanmeldung P Zh 35 ^73·2 beschriebene Verfahren ist jedoch verhältnismässig verwickelt, weil zunächst eine ununterbrochene reflektierende Metallschicht angebracht wird, die dann dtxrch Ätzen selektiv von den Gebieten zwischen den Leuchtstoffgebieten entfernt wird. Diese selektive Entfernung der nicht-gewünschten Teile der reflektierenden Metallschicht erfordert drei Belichtungen, die genau den Leuchtstoffgebieten entsprechen müssen. Derartige Belichtungen bedeuten eine grosse Komplikation für die Massenherstellung, weil die Farbauswahlelektrode (Lochmaske) zunächst wieder genau in dem Frontglas montiert und nach der Belichtung wieder entfernt werden muss.

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Die Erfindung bezweckt, ein einfaches Verfahren zum selektiven Metallisieren lediglich der Leuchtstoffgebiete eines Musters von Leuchtstoffgebieten und unüberzogenen Gebieten auf einem Frontglas einer Kathodenstrahlröhre zu schaffen. Insbesondere bezweckt die Erfindung, ein derartiges Verfahren zu schaffen, bei dem keine kritische Belichtung genau korrespondierend mit dem Muster von Leuchtstof fgebieten erforderlich ist.

Ein Verfahren nach der Erfindung umfasst dazu folgende Schritte:

a) Eine lichtempfindliche Schicht, die durch Belichtung mit aktinischer Strahlung in einem Lösungsmittel unlöslich wird, wird auf dem genannten Muster angebracht;

b) die lichtempfindliche Schicht wird mit aktinischer Strahlung durch das Frontglas hindurch belichtet;

c) die lichtempfindliche Schicht wird dadurch entwickelt, dass die löslich gebliebenen Teile der Schicht von den Leuchtstoffgebieten mit dem Lösungsmittel entfernt werden;

d) das Muster wird mit einer Lösung behandelt, die Ionen eines Metalls aus der Gruppe Pd, Pt, Au, Ag und Cu enthält;

e) das Muster wird mit einem Metall aus der Gruppe Ni, Ag, Co, Sn, Cu und Au in einem stromlosen ("electroless") Metallisierungsbad metallisiert;

f) die verbleibenden Teile der lichtempfindlichen Schicht wei'den mittels einer Wärmebehandlung entfernt.

Das stromlose Metallisieren (electioless plating) elektrisch nichtleitender Gegenstände ist z.B. aus der USA-Patentschrift 3.67*1.550 bekannt. Derartige bekannte Vei.fahriMi lassen si rh &Ακ-χ· nicht bei?n selektiven Metalli-

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sieren lediglich der Leuchtstoffgebiete eines Musters von Leuchtstoffgebieten und unüberzogenen Gebieten auf z.B. einem Glassubstrat verwenden, weil sich das Metall sowohl auf dem Leuchtstoff als auch auf dem Glas niederschlagen würde. Nach der Erfindung wird lediglich ein !Niederschlag auf dem Leuchtstoff dadurch erhalten, dass die bekannte Sensibilisierung der Oberfläche mit einer Zinnionen enthaltenden Lösung unterlassen wird. Es stellte sich dann heraus, dass sich, wenn anschliessend die Oberfläche katalytisch gemacht wird (Schritt d), dennoch Palladium- (Pt-, Au-, Ag-, bzw. Cu) Keime bilden, jedoch lediglich auf dem Leuchtstoff, was manchmal, abhängig von der Art Leuchtstoff und aus noch, nicht völlig erklärten Gründen, mit Hilfe ultravioletten Lichtes stimuliert v/erden muss. Um zu vermeiden, dass die Leuchtstoffkörner rings herum mit Palladiumkeimen besetzt werden, wodurch bei der anschliessend durchgeführten stromlosen Metallisierung die Körner rings herum mit einer Metallschicht versehen werden würden, was naturgemäss nicht erwünscht ist, wird die genannte lichtempfindliche Schicht verwendet. Diese lichtempfindliche Schicht wird durch das JErontglas hindurch belichtet und weil die Leuchtstoffgebiete nur wenig aktinische Strahlung durchlassen, bleibt die Schicht lediglich auf der Oberfläche der Leuchtstoffgebiete löslich und wird dann mit dem Lösungsmittel von der Oberfläche der Leuchtstoffgebiete entfernt.

Ein Verfahren nach der Erfindung kann mit allen strom-

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losen Metallisierungsbädern durchgeführt werden, wie sie für Ni, Ag, Co, Sn, Cu und Au bekannt sind, wobei die Oberfläche bekanntlich mit Pd-, Pt-, Au-, Ag- oder Cu-Keimen katalysiert werden kann. Besonders günstige Ergebnisse wurden mit Pd-Keimen und einem Ni-Niederschlag erzielt. Ein Verfahren nach der Erfindung kann weiter mit einer grossen Anzahl bekannter lichtempfindlicher Schichten durchgeführt werden, die durch Belichtung mit aktinischer Strahlung unlöslich werden. Besonders günstige Ergebnisse wurden mit lichtempfindlichen Schichten erzielt, die wasserabweisend und nichtphotoleitend sind, wodurch die Bildimg von Palladiumkeimen, insbesondere bei der bereits erwähnten stimulierenden Belichtung, völlig vermieden wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Metallisieren eines Musters von Leuchtstoffgebieten und unüberzogenen Gebieten auf einem Frontglas einer Farbfernsehbildröhre näher erläutert. Die Leuchtstoffgebiete sind zuvor durch eines der bekannten Verfahren auf dem Frontg3.as angebracht und weisen z.B. die Form von Linien auf, die in Tripein von rot, grün bzw. blau aufleuchtenden Leuchtstoffen angeordnet sind. Als rot aufleuchtender Leuchtstoff kann Anwendung finden: mit Europium aktiviertes Yttriumoxysulfid, als grün aufleuchtender: mit Kupfer und Aluminium aktiviertes Zinkcadmiumsulfid und als blau aufleuchtender: mit Silber aktiviertes Zinksulfid. Die Vei.se, auf die die Leuchtstoffe auf dem Frontglas angebracht sind, ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. Die Art angewandter Leuchtstoff ist für die Erfindung nicht von grosserri Interesse, wenn auch, wie aus Nachstehendem hervorgehen wird;

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für gewisse Leuchtstoffe eine stimulierende Belichtung zur Bildung von Palladiumkeimen erforderlich ist.

Auf dem Muster von Leuchtstoffgebieten und unüberzogenen Gebieten wird eine lichtempfindliche Schicht angebracht, die durch Belichtung mit aktinischer Strahlung in einem bestimmten Lösungsmittel unlöslich wird. Viele Photolackarten sind für diesen Zweck anwendbar, insbesondere wenn sie wasserabweisend und nichtphotoleitend sind. Ein Beispiel eines derartigen Lackes weist folgende Zusammensetzung auf:

700 ml tertiäres Butanol,
300 ml Methylglycolacetat,
52 g Polyvinylbutyral,

13 g Benzyldiinethyllaurylammoniumbichromat, 60 mg Benzotriazol,

76 mg metanitrobehzolsulfonsaures Natrium.

Die Entwicklungsflüssigkeit für diesen Photolack, d.h. das Lösungsmittel, in der Photolack nach Belichtung unlöslich wird, ist Äthylglycol (100%).

Die lichtempfindliche Schicht wird getrocknet und anschliessend während einiger Minuten mit ultravioletter Strahlung durch das Frontglas hindurch belichtet. Dies hat zur Folge, dass die lichtempfindliche Schicht zwischen den Leuchtstoffgebieten sowie in den Hohlräumen zwischen den Leuchtstoffkörnern auf der Seite des Glases unlöslich wird. Auf den Leuchtstoffgebieten wird die lichtempfindliche Schicht nicht unlöslich, weil die Ultraviolettstrahlung infolge ihrer Absorption in dem Leuchtstoff nicht derart weit eindringt.

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Dann wird die belichtete lichtempfindliche Schicht mit der bereits.erwähnten Entwicklungsflüssigkeit (Äthylglycol) entwickelt und danach mit Wasser gespült und getrocknet. Die lichtempfindliche Schicht ist dann von der Oberfläche der Leuchtstoffgebiete verschwunden, aber befindet sich in unlöslichem Zustand zwischen den Leuchstoffgebieten und in den Hohlräumen zwischen den Leuchtstoffkörnern.

Dann wird die Oberfläche der Leuchtstoffgebiete dadurch katalysiert, dass das Frontglas mit einer wässerigen Lösung mit 2 g Palladiumchlorid und 20 ml konzentrierter Salzsäure pro Liter Wasser behandelt wird. Dieser Lösung ist ausserdem eine geringe Menge eines oberflächenaktiven Stoffes als Netzmittel zugesetzt. Es stellt sich dann heraus, dass sich, trotz der Tatsache, dass das Substrat nicht sensibilisiert ist, Palladiumkeime auf den Leuchtstoffgebieten bilden, aber diese Keime bilden sich nicht auf den nur mit der lichtempfindlichen Schicht überzogenen Gebieten des Glases. Vor allem für den verwendeten rotaufleuchtenden Leuchtstoff kann, wie sich gezeigt hat, die Keimbildung durch eine kurzzeitige Belichtung mit ultraviolettem Licht stimuliert werden. Diese Belichtung erfolgt aber jetzt auf der Seite des Frontglases, auf der sich das Leuchtstoffniuster befindet. Es stellt sich heraus, dass die Keimbildung auch nicht auf den Leuclitstof fkörnern innerhalb der Leuchtstoff gebiete stattfindet, weil die Hohlräume in den porösen Leuchtstoffgebieten mit den nach der Entwicklung zurückgebliebenen Teilen der empfindlichen Schicht gefüllt sind.

Nach dem Spülen mit Wasser wird das Frontglas mit einer Lösung von O₁U molarem Glycocol (Aininoessigsäure) in Wasser

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behandelt. Diese Lösung komplexiert und entfernt gegebenenfalls noch an der lichtempfindlichen Schicht absorbiertes Palladiumchlorid, um zu verhindern, dass dieses Palladiumchlorid zu Palladiumkeimen in dem stromlosen Metallisierungsgebiet reduziert werden würde.

Nach Spülen mit Wasser wird dann das Leuchtstoffmuster in einem Bad bekannter Zusammensetzung stromlos vernickelt, z.B. in einem Bad, das pro Liter Wasser enthält:

NiSO₄.7H₂O . 19,2g

Essigsäure 28,0 g

NaOH 11,6g

NaH₂PO₂-H₂O 25,5 S

Bleiacetat 3 »6 mg

Dieses Bad ist bei einer Temperatur von 95⁰C wirksam. Ein anderes stromloses Vernickelungsbad, das bei einer Temperatur von 25°C arbeitet, enthält pro Liter Wasser:

NiSO₄.6H₂O 25 g

Na₄P₂O₇-IOH₂O 50 g

NH₄OH (58$) 22,5 ml

NaH₂PO₂-H₂O 25 g

Schliesslich wird das Frontglas mit warmem Wasser (7O⁰C) gespült und auf bekannte Weise zur Entfernung der lichtempfindlichen Schicht ausgeheizt.

Obgleich die Erfindung an Hand eines Verfahrens zum selektiven Metallisieren von Leuchtstoffgebieten einer Farbfernsehbildröhre erläutert wurde, lässt sie sich naturgeraäss zum selektiven Metallisieren jeder Oberfläche an-

wenden, die voneinander getrennte wirksame Gebiete enthält.

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Claims

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; 1.1 Verfahren zum selektiven Metallisieren lediglich der Leuchtstoffgebiete eines Musters von Leuchtstoffgebieten und unüberzogenen Gebieten auf einem Frontglas einer Kathodenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, dass:

a) eine lichtempfindliche Schicht, die durch Belichtung mit aktinischer Strahlung in einem Lösungsmittel unlöslich wird, auf dem genannten Muster angebracht wird;

b) die lichtempfindliche Schicht mit aktinischer Strahlung durch das Frontglas hindurch belichtet wird,

c) die lichtempfindliche Schicht entwickelt wird, dadurch, dass die unlöslich gebliebenen Teile der Schicht von den Leuchtstoffgebieten mit dem Lösungsmittel entfernt werden;

d) das Muster mit einer Lösung behandelt wird, die Ionen eines Metalls aus der Gruppe Pd, Pt, Au, Ag und Cu enthält;

e) das Muster mit einem Metall aus der Gruppe Ni, Ag, Co, Sn, Cu und Au in einem stromlosen ("electroless'') Metallisierungsbad metallisiert wird;

f) die verbleibenden Teile der lichtempfindlichen Schicht mittels einer Wärmebehandlung entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall des Schrittes d) Pd und das Metall des Schrittes e) Ni ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Schicht wasserabweisend und nichtphotoleitend ist.

h. Verfahren nach Anspruch 1, dadixrch gekennzeichner, dass beim Schritt d) das Muster, bevor die Lösung entfernt

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wird, mit aktinischer Strahlung belichtet wird.

5. Farbbildröhre, die durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis k hergestellt ist.

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