DE2804127C2

DE2804127C2 - Verfahren zur Herstellung eines planen oder in einer Richtung gekrümmten Leuchtstoffschirmes für flache Farbbildanzeigegeräte

Info

Publication number: DE2804127C2
Application number: DE2804127A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 8043 Unterföhring Huber; Rolf Dr. 8000 München Wengert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-01-31
Filing date: 1978-01-31
Publication date: 1984-03-08
Also published as: JPS54122972A; DE2804127A1; US4243695A; EP0003365B1; EP0003365A3; EP0003365A2

Abstract

Die Leuchtstoffaufbringung mehrerer Farben, z.B. der drei Farben Rot, Gruen und Blau auf das als Substrat dienende plane oder in einer Richtung gekruemmte Schirmglas erfolgt mittels eines Doppelmasken-Rasterbeschichtungsverfahrens in mehreren, z.B. drei, nacheinanderfolgenden Schritten, wobei bei jedem Schritt immer die, die Flaechenaussparungen aller Farben enthaltende Grundmaske und jeweils die mit den Flaechenaussparungen fuer die entsprechende Farbe versehene Beschichtungsmaske verwendet werden. Die Vorteile gegenueber der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Fototechnik sind folgende: Optimale Farbreinheit, keine Unregelmaessigkeiten durch Abwaschen oder Mehrfachbeschichtung, bessere Kornverteilung, Erhoehung der Flaechenbelegung mit Phosphor, keine mechanische Belastung der verbleibenden Leuchtpigmente durch Abwaschen, keine hohen Materialverluste in Bezug auf Leuchtstoffverbrauch, bessere Haftfestigkeit durch Spruehtechnik. transistoren aufbauen.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines planen oder in einer Richtung gekrümmten Leuchtstoffschirmes für flache Farbbildanzeigegeräte.

Aus der DE-AS 14 62 853 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffschirmes eines Farbbildanzeigegerätes bekannt, bei dem auf dem Schirmglas in durch eine Grundniaske ein Bildpunktraster erzeugt wird, welches die Ausdehnung der Punkte aller Farben begrenzt und bei dem anschließend durch eine für die entsprechende Farbe vorgesehene Beschichtungsmaske die zu erzeugenden Bildpunkte ausgewählt r, werden.

Die genannte deutsche Auslegeschrift beschreibt jedoch im übrigen ein Photoverfahren, bei dem die Bildpunkte durch Belichten von Photolack und Ablösen der nicht belichteten Lackflächen hefgestellt werden. Die _ho Blenden befinden sich in relativ großem Abstand vom Bildschirm. Dadurch entstehen unscharfe Ränder der Bildpunkte. Eine völlige Farbreinheit ist schon deshalb nicht gewährleistet. Bei einem derartigen Verfahren erfolgt die Aufbringung von roten, grünen und blauen si Phosphoren durch dreimaliges, ganzflächiges Beschichten (Sedimentation kombiniert mit Schleudern), durch dreimaliges Belichten mit jeweils anschließendem Abwaschen der nicht belichteten Bereiche und anschließenden Trocknungsprozessen vor der nächsten Beschichtung. Dabei können Farbunreinheiten auf den Schinngläsern entstehen, wenn beim Abwaschen der unbelichteten Schichtbereiche Reste stehenbleiben, da der Abwaschdruck nicht zu hoch sein darf, um nicht auch die vernetzten, stehenbleibenden Leushtpigmente abzulösen.

Aus der DE-OS 22 19 261 ist eine Farbbildkathodenstrahlröhre mit einer eingebauten magnetisierbaren Grund- oder Lochmaske bekannt. Die Lochmaske wird beim Einbau durch einen Magneten gegen Distanzteile gedrückt und dadurch in definiertem Abstand zum Schirmglas gehalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines planen oder einseitig gekrümmten Leuchtstoffschirmes für Farbbildanzeigegeräte anzugeben, bei dem die Leuchtstoffpunkte für die Grundfarben (z. B. Rot, Grün und Blau) unvermischbar und mit geringem Aufwand auf das Schirmglas aufgebracht werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs I gelöst.

Die Grundmaske bleibt bei allen Farbbeschichtungen auf dem Substrat. Die Beschichtungsmasken werden nach der Beschichtung mit dem Leuchtstoff für die entsprechende Farbe entfernt und gereinigt.

Die Grundmaske kann aus magnetischem Stahlblech oder aus Kupfer-Beryllium mit magnetischer Nickelbeschichtung oder aus Stahlblech mit Kupfer-und/oder Nickelbeschichtung mit eingeätzten Aussparungen bestehen oder galvanoplastisch aus Nickel hergestellt sein.

Durch das Verfahren nach der Lehre der Erfindung gelingt es, daß sich die verschiedenen Farben nicht überlagern, daß die aufgebrachten Leuchtstoff-Flächen durch die Maske für die folgenden Farben nicht beschädigt werden und daß die Geometrie der Leuchtstoff-Flächen genau eingehalten wird. Die Grundmaske ist vorteilhaft 10 μπι bis 30 μπι dicker als die geplante Dicke der Leuchtstoflschichten.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren entfallen im Vergleich zur herkömmlichen Leuchlstoffschirm-Herstellung mittels Phototechnik diverse Belichtupgs-, Abwasch- und Trockenarbeitsgänge.

Durch Reinigen der Beschichtungsmasken und Filtrieren der Reinigungslösungen (getrennt nach Farben) lassen sich die Farbstoffe farbenrein, einfach und kostensparend wiedergewinnen. Dies stellt gegenüber der herkömmlichen Bildschirmfestigung einen erheblichen Vorteil dar.

Die Erfindung ermöglicht den Einsatz einfacher, an sich bekannter Verfahren zum Aufbringen der Leuchtstoffe, insbesondere Drucksprühen, elektrostatisches Sprühen und Maskensiebdruck. Beim Drucksprühen können vorteilhaft bei waagerechter Anordnung des Substrates tropffrei arbeitende Sprühdüsen über dem Substrat oder bei vertikal- bzw. schrägstehender Substratanordnung eine Sprüheinrichtung senkrecht zur Substratplatte angeordnet werden.

Beim elektrostatischen Sprühen werden vorteilhaft Hochspannungen von 20 kV bis 30 kV eingesetzt. Dabei werden die Substrate an ihren leitenden, z. B. aus SnO₂ (Zinnoxid) bestehenden Schichten kontaktiert (+Pol), ebenso die Masken. Die Substrate liegen auf dem Magneten isoliert auf. Die jeweils verwendeten Düsen werden geerdet (-Pol). Es ist hier möglich, mit einfachen Schleuderdüsen zu arbeiten. Die Leuchtstoff-

Aufschlämmung wird dabei fein dosiert freigegeben. Der Beschichtungsvorgang erfolgt so langsam, daß eine hohe Flächenbelegungsdichte mit Leuchtstoffkörnern mit niedrigem Binderanteil erzielt werden kann, bei der die Schichtdicke gut steuerbar und reproduzierbar ist.

Das Masken-Siebdruckverfahren kommt für Formate bis zu maximal der Größe, bei der die geforderte Raster-Genauigkeit noch eingehalten werden kann, in Frage. Dabei wird die Viskosität der Paste so eingestellt, daß die Ausspartingen mit Paste gefüllt werden. u>

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführun.gsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 schematisch das Herstellungsverfahren

F i g. 2 und F i g. 3 zwe^; Beispiele für Substratanordnungen. I)

Zunächst soll anhand von F i g. 1 und den Abbildungen a) bis e) das Grundprinzip der Doppelmasken-Rasterbeschichtung fürdrei Farben beschrieben werden. Dabei sind mit den Bezugszeichen 1 das vorzugsweise plane Substrat, mit 2 die Grundmaske, mit 3 die erste Beschichtungsmaske, mit 4 die zweite Beschichtungsmaske, mit 5 die dritte Beschichtungsmaske und mit den Bezugszeichen 6, 7 und 8 die Leuchtstoil-FIächen für die Farben Rot, Grün und Blau bezeichnet. Der entscheidende Schritt der Doppelmasken-Rasterbeschichtung ist der, daß eine Grundmaske 2 durch einen Flächenmagneten 10 eng anliegend [Abbildung a)] auf dem Substrat 1 bleibt, und zwar während aller drei Beschichtungsvorgänge b), c) und d). Die Grundmaske 2 schützt dadurch die fertigen Leuchtstoff-Flächen, so s» daß es möglich ist, die drei Beschichtungsmasken 3, 4 und 5 nacheinander aufzulegen und abzuheben, ohne daß die bereits fertigen Leuchtstoff-Flächen 6, 7 und 8 beschädigt oder berührt werden.

Wesentlich ist weiterhin, daß die Grundmaske 2 etwa y, 10 μΓη bis 30 μηι dicker ist als die gewünschte Schichtdicke der aufzutragenden Leuchtstoff-Flächen 6, 7, 8 und daß die drei Beschichtungsmasken 3,4 und 5 genau zur Grundmaske 2 justiert werden und daß die Oberfläche aller Masken (2. 3, 4 und 5) sehr gut plan ist, die w Masken wasserfrei und sehr gut gereinigt sind.

Die Abbildung a) zeigt die Anordnung vor der Beschichtung; die Abbildung e) das fertige »Farben«- Raster. Die Masken 2,5 und der Flächenmagnet 10 sind in Abbildung e) entfernt. ₄-,

Die F i g. 2 und 3 zeigen Beispiele ^>fon Anordnungen der mit den Masken versehenen Substrate. Dabei werden ein als Haltemagnet dienender Flächenmagnet 10, ein Substrat 1, eine Grundmaske 2, einer der Beschichtungsmasken 3,4,5 und eine Spritzdüse 9 übereinander ,u angeordnet.

F i g. 2 zeigt eine waagrecht liegende Anordnung für Sprühen von oben (9), geeignet für schnell- und auch langsam trocknende Leuchtstoff-Aufschlämmungen. Durch geeignete Sprühdüsen 9 wird vermieden, daß -,-> große Teilchen aus den Düsen auf das plane Substrat 1 gelangen können. Als Substrat 1 dient ein ebenes Schirmglas.

F i g. 3 zeigt eine waagrecht liegende Anordnung für Sprühen von oben, geeignet für schnelltrocknende Leuchtstoff-Aufschlämmungen, wobei als Substrat 1 ein in einer Richtung gekrümmtes Schirmglas dient.

Vorteilhaft werden als Leuchtstoffe Pigmentfarbstoffc in wasserfreien organischen Aufschlämm-FIüssigkeiten verwendet, deren Kornverteilung zwischen minimal Ιμΐη bis 3μπι und maximal 10 μΐη bis 15 μίτι liegt. Die Viskosität der Emulsionen wird über den Zusatz von 1 VoI.-% bis 35 Vol.-% Bindemitteln, vorzugsweise von Collodiumwolle (nitrierter Zellulose) gesteuert.

Eine für LeuchtstofTschirme geeignete wasserfreie Leuchtstoff-Aufschlämmung enthält in etwa

Leuchtstoffanteil
Butylacetat
Äthanol
Xylol

10 Gew.-% bis 35 Gew.-%

10VoI.-% bis20VoI.-%

1 VoI.-"- bis 20 VoI.-%

Ö Vol.-% '-iis 10 Voi.-%

leichtflüchtige Acetate 10 Vol.-% bis 30 Vol.-% mit Methanol und Butanol

andere niedere Alkohole 0 Vol.-% bis 20 VoI.-% Binder: Collodiumwolle 1 Vol.-% bis 35 VoL-% in Butylacetat und

Äthanol (z.B. 1 : 1 : I)

spezielle Haftvermittler, 0 VoL-% bisl0VoI.-% vorzugsweise Silicium-

Ester(SiO₂-Bildung)

Sie hat den Vorteil gegenüber der wasserhaltigen Aufschlämmung der feinen Verteilung der Leuchtstoffmikrokristalle ohne Verklumpung und der sehr schnellen Trocknung, anwendbar bei allen Sprühtechniken.

Für elektrostatisches Sprühen, Maskensiebdruck oder Sprühen auf heiße Substrate eignet sich vegen ihrer längeren Trockenzeit eine wasserhaltige Leuchtstoff-Aufschlämmung, bestehend aus

Leuchtstoffanteil

10 Gew.-% bis 35 Gew.-%

deionisiertes Wasser 20 VoL-% bis 35 Vol.-%

als Bindemittel 20 VoL-% bis 60 Vol.-%

Polyvinylalkohole

mit Antischaummittel 0,05 Vol.-% bis 1 VoI.-%

Zum Anschluß an die Beschichtungsprozesse wird zweckmäßig ein Temperprozeß in sauerstoffhaltiger Atmosphäre durchgeführt, um organische Verbindungen auszutreiben und um - falls vorhanden - Haftvermittler zu stabilisieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines planen oder

in einer Richtung gekrümmten Leuchtstoffschirmes s für flache Farbbildanzeigegeräte mit folgenden Verfahrensschrilten:

a) auf dem Schirmglas (1) wird ein Bildpunktraster, welches die Ausdehnung der Punkte aller Farben ^ begrenzt, durch eine Grundmaske (2) erzeugt, indem

b) die aus magnetischem Material bestehende Grundmaske (2) auf dem Schirmglas (1) mittels eines Flächenmagneten (10) fixiert wird;

c) anschließend werden durch eine für die entsprechende Farbe vorgesehene Beschichtungsmaske (3-5) die zu erzeugenden Bildpunkte ausgewählt, indem

d) die aus den gleichen Material wie die Grundmaske (2) bestehende Beschichiungsmasfce (3) auf der Grundmaske magnetisch gehalten wird;

e) dann wird der Leuchtstoff für die jeweils ausgewählte Farbe durch Drucksprühen, elektrostatisches Sprühen oder Maskensiebdruck aufgetragen;

wobei die Merkmale a) und c) den Oberbegriff und die Merkmale b) d) und e) den kennzeichnenden Teil bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- m zeichnet, dab eine ätztechnisch aus magnetischem Stahlblech oder aus Kupfer-Beryllium mit magnetischer NickelbeschichtiKjg oder aus Stahlblech mit Kupfer- und/oder Nickelbeschi;, tung oder eine galvanoplastisch aus Nickel hergestellte Grundmaske j-, verwendet wird.

3. Verfahren nach einem· der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundmaske verwendet wird, die um 10 μπι bis 30 μΐη dicker ist als die aufzubringenden Leuchtstoffschichten. κ.