DE2806436C2 - Verfahren zur Herstellung einer Schwarzumrandung von Leuchtpunkten auf dem Schirmglas eines Farbbildschirmes - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstelung von Schwarzumrandungen von Bildschirmpigmenten in Form einer lichtabsorbierenden Matrix sind bekannt (z.B. Dt-OS 25 26 882). Die bekannten Verfahren sind sehr kompliziert und aufwendig durchfuehrbar und genuegen den gestellten Anforderungen in Bezug auf Haftfestigkeit und mechanische Belastbarkeit nur bedingt. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemaess das als Substrat dienende Schirmglas mit einer Aufschlaemmung einer glasbildenden, Metalle in oxydischer Form enthaltenden Substanz in Fotolack ganzflaechig beschichtet. Die aufgebrachte Schicht wird Verwendung der bekanten Fotoformtechnik so entwickelt, dass Fenster fuer die spaeter aufzubringenden Leuchtpigmente entstehen. Entweder vor oder nach der Leuchtstoffbeschichtung wird ein Temperprozess bei Temperaturen von 350 Grad C bis 500 Grad C durchgefuehrt. Es ist ein besonderes Merkmal der Erfindung, dass bei der Durchfuehrung der Fotoformtechnik eine Maske verwendet wird, die mit der fuer die spaetere Leuchtstoffaufbringung zu verwendenden, alle Rasterpunkte der Farben enthaltenden Grundmaske im Rast identisch ist. Durch diese Technik kann die Grundmaske bei dem in der Patentanmeldung P 28 04 127 (= A 3217) beschriebenen Doppelmasken-Rasterverfahren durch das Schwarzumrandungsnetzwerk ersetzt werden. ...U.S.W

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- _,, .,zeichnet, daß als glasbildende Substanz Gemische aus ^Bleioxid, Siliciumoxid, Boroxid und Aluminiumoxid ., ^verwendet werden, |

I-■■ 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- "_: ^! zeichnet, daß als Zusätze für die glasbildende Substanz Chromoxid und/oder Kobaltoxid und/oder NIkkeloxld verwendet werden.

4. Verfahren zur Herstellung einer Schwarzumrandung von Leuchtstoffpunkten auf dem Schirmglas eines Farbbildschirmes, dadurch gekennzeichnet, daß ^₀

a) das als Substrat dienende Schirmglas mit einer Aufschlämmung von einer hellen glasbildenden Substanz und von Metall In Form einer möglichst schwach absorbierenden metallorganischen Verbindung In Fotolack ganzflächig beschichtet wird;

b) die aufgebrachte Schicht in Fotoformtechnik so entwickelt wird, daß Fenster für den später aufzubringenden Leuchtstoff entstehen;

c) vor oder nach der Leuchtstoffbeschlchtung ein Temperprozeß bei Temperaturen zwischen 350° C und 500° C durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als metallorganische Verbindungen SuI-foresinate, Merkaptide und Karboxylate der Metalle Nickel, Kobalt, Blei, Platin, Gold verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmung Siliciumester zugesetzt werden.

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Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schwarzumrandung von Leuchtpunkten auf dem Schirmglas eines Farbbildschirmes.

Ein Verfahren zur Herstellung von Schwarzumrandungen von Blidschirmplgmenten in Form einer lichtabsorbierenden Matrix auf dem Schirmglas eines Farbbildschlrmes Ist aus der DE-OS 25 26 882 bekannt. Dabei wird eine Filterschicht aus Dimethyldikarbocyanlnparatoluolsulfonat mit Nitrocellulose als Träger und Aceton als Lösungsmittel verwendet und zusammen mit dem Phosphorpigment und einem Fotoresistmaterial auf dem Schirmglas aufgebracht und durch Vorwärts- und Rückwärtsbelichtung belichtet und entwickelt.

Ein weiteres Schwarzumrandungsverfahren ist aus dem IEEE Transactions on Electron Devices. Vol. ED-22. Nr. 9. Sept. 1975 zu entnehmen Hler wird eine schwarz gelürbte Isolationsschicht aufgebracht. In die fenster für die Phosphorpigmente elngebrarhi werden. Vor Auftragung dieser, ι B. aus Ruß oder Graphit bestehenden Schichten müssen die Substrate ganzflüchlg mit fo'osenslilven schichten unterschlchtei werden. Die Welterverarbelfng muß dann so erfolgen, dall an den füi die spätere Leuchtpigmentaufbringung vorbestimmten Flächen Schichtteile aus dem Substrat stehenbleiben und nach Aufbringung der Schwarzumranüung meist mit Wasserstoffperoxid unterätzt und mit Wasser so weggewaschen werden, daß Fenster für die Leuchtpigmente entstehen.

Die DI-OS 25 40 132 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtpunkten für flache Bildschirme In Fotoformtechnik. Dort werden die bestrahlten Teile einer auf ein Schirmglas aufgebrachten pastösen Schicht, die die Leuchtpunkte bilden sollen, gehärtet, die nlchtbestrahlten Teile abgtlöst und die verbleibenden Leuchtpunkte bei 250° C bis 450 C getempert und schließlich bei 450' C bis 550" C geschmolzen. Die dort beschriebene sfPaste enthält Glaspulver; dort wird keine Schwarzfär- f| ji'bung, sondern ein Leuchtpunkt erhalten. «B

,1 Unter Fotoformtechnik wird eine Technik verstanden, ϊ| fnach der eine lichtempfindliche Schicht teilweise bellch- JJ tet und anschließend teilweise aufgelöst wird und nach || ider die nichtaufgelösten Teile selbst die gewünschten H {Gegenstände darstellen, nicht aber nur wie bei der Foto- 3Jg !ätztechnik Ätzmasken bilden. Wj

An eine Schwarzumrandung müssen folgende Förde- *1 rungen gestellt werden: #

■\ 1. hohe Lichtabsorption, *

2. gute Haftfestigkeit, "

3. mechanische Belastbarkelt, .. i

4. lange Lebensdauer.

Die genannten bekannten Verfahren zur Herstellung ^ einer Schwarzumrandung sind sehr kompliziert und aufwendig durchführbar und genügen den gestellten Anfor- » derungen in Bezug auf Haftfestigkeit und mechanische «Belastbarkeit nur bedingt.

; Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Forderungen zu erfüllen und dabei das Herstellungsverfahren zu vereinfachen. ; Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem f Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale eines der Patentansprüche 1 oder 4 gelöst.

Für die Fotoformtechnik Insbesondere bei Schlchtdlkken von mehr als 30 μιη Ist es zur Durchbellchtung der Schicht vorteilhaft, dem Fotolack helles Glaslotpulver (ohne Versinterung) mit möglichst schwach absorbierenden Zusätzen nach Intensiver Vormischung zuzugeben und die Dunkelfärbung erst durch die Temperung zu erzeugen.

Nach der Lehre der Erfindung werden als Glaslotpulver (Sinterglas-)Gemlsche aus Bleioxid, Siliciumoxid, ■Boroxid und Aluminium verwendet, welche ggf. mit ._; Zusätzen von Chromoxid, Kobaltoxid oder Nickeloxid f versetzt sind. Je nach Zusatz zur Ausgangsmischung Ist * es möglich, Schwarzumrandungen auch als andersge- "| ifärbte Umrandungen und mit speziellen Eigenschaften _;, I betreffend die Elnfärbung, die Leitfähigkeit, die Haftei- ' J lenschaften und die Schichtdicke herzustellen. Die * Oxide bewirken aufgrund Ihrer Absorptionsspektren in ihrer Summe eine Dunkelfärbung des Glaslotes.

Werden dünnere Schichten erwünscht, so sind dagegen als Ausgangsmaterial metallorganische Verbindungen unter Zusatz von Siliciumester, in Fotolack aufge-

schlämmt, besonders vorteilhaft. Als meiullorgunlsche Verbindungen werden z. B. Sulforeslnate. Merkaptlde und !Carboxylate der Metalle Nickel, Kobalt. Blei. Platin und Gold verwendet. Sulloreslmtte werden ζ. Β durch Kochen der entsprechenden Metallsalze In sullorleriem Tv..pentlnül erhalten. Bei Temperaturen über 250"C zerfallen diese Verbindungen, und es entstehen je nach Oxydatlonsverhalten der Llemente die Metalle selbst oder ihre Oxide Durch den geringen Zusatz von Edelmetallreslnaten (Gold oder Platin) zu den Nlch'edelmetallreslnaten (Nickel. Blei) kann auch bei Sinterung der Reslnatmlschung in oxydierender Atmosphäre, z. B. In Luft, eine gewisse Leitfähigkeit der entstehenden Schichten erzielt wemen. die zur Aufrechlerhaltung des Bildschirmpotentials bei Kalhodenstrahlanregung ausreicht.

Die Beschichtung erfolgt vorteilhaft durch Sprühen, bei Verwendung einer gUsblldenden Substanz und von Metall In oxidierter Form in einer Schichtdicke von 20 um bis 30 um, bei Verwendung der metallorganischen Verbindungen In "Iner Schichtdicke von 0,5 um bis 2 Mm.

Beim Temperpro/el5, der bei der nach dem erflndungs-,. gemäßen „Verfahrerihergestellten Umrandung oel Tem-" peralüren bis zu 500⁰C durchgeführtwlrd, nimmt diese 2eine schwarze Körperfarbe an und verbindet sich gleichzeitig intensiv mit der SubslratoberfUche Außerdem Jfentstef^t eine harte, mechanisch belastbare Schicht, die In Ihrer Dicke etwa der Schichtdicke der Leuchtpigmente angepaßi-werden kann (15 pm bis 30 μπι),

DleTempeirung kann getrennt oder gleichzeitig mit der 'Temperung der anschließend aufzubringenden Leuchtstoffpigmente erfolgen. Ein getrennter Tempervorgang Ist in jedem Fall notwendig, wenn das Umrandungsnetz und die dazwischenliegende freie Glasoberfiäche mit einer _; leitfahlgen, transparenten Schicht, z. B. aus dotiertem Indiumoxid (\x\iQy) oder dotiertem Zinnoxid (SnO₂) überzogen werden soll.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung mit den Flg. 1 bis 4 des Herstellungsverfahrens nochmals kurz erläutert werden. Dabei sollen mit dem Bezugszelchen I das Subsirut, mit 2 die I-oioformschlcht. mit 3 die Grundmaske, mit 4 die transparente, lelifilhlge Schicht und mit dem Bez'igszelchen 5 die ο Farbplgmenle bezeichnet werden.

Auf das als Substrat dienende, vorzugsweise plane Schirmglas 1 wird ganzflilchlg eine Aufschlämmung eines Glaspulver, bestehend aus 65 Teilen Bleioxid. 25 Teilen Siliciumoxid. 8 Teilen Boroxid. 2 Teilen Alumlnllu umoxld In einem positiv arbeitenden Fotolack durch Sprühen (s. Pfeile 6) In einer Schichtdicke von ca. 40 μηι aufgebracht, so daß sich die In Flg. I dargi-stellle Fotoforrnschlcht Z bildet.

Auf dieser Foloformschlcht 2 wird, wie in Fig. 2 dari^r> gestellt, eine Grundmaske 3 fixiert, deren Raster Identisch Ist mit dem Raster der Grundmaske für die spätere Leuchtstoffaufbringung. Dann wird mit UV-Strahlung (s. Pfeile 7) belichtet und die Fonformschldit entwickelt, wobei die belichteten TeMe der Fotoformschicht 2 abge- 2<> löst werden. Die entwickelte Fotoformschlchl 2 hat damit bereits die Lage des Umrandungsnetzwerkes für die Leuchtsioffplgmeiue auf dem Schirmglas 1 festgelegt (s Fig. 3). ■

¹ Nach dem Tempern des aufgebrachten Umrandungsnetzwerkes 2 bei ca, 480° C, wejches dabei eine schwarze 'Körperfarbe annimmt und sich intensiv mit der Substratoberfläche 1 verbindet, wird gemäß Fig.4 ganzflächlg durch Kathodenzerstäubung oder Pyrolyse eine mit Indium dotierte Zinnoxidschicht 4 in einer Schichtstärke von ca. 1 μίτι abgeschieden. Die Aufbringung eier Farbpigmente 5 erfolgt dann in bekannter Weise, z. B. wie in der DE-OS 28 04 127 beschrieben, wobei das Schwarzumrandungsnetzwerk bei Dicken > 15 Mm die Funktion der Grundmaske übernehmen kann.

Einen besonderen Vorteil bietet ein Zusatz von SiIiclumestern zur Aufschlämmung, Indem er eine größere Haftfestigkeit und Belastbarkelt der Schwarzumrandung gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

II) Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Schwarzumrandung von Leuchtstoffpunkten nuf dem Schirmglas eines Farbbildschirms, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das als Substrat dienende Schirmglas mit einer Aufschlämmung von einer hellen glasbildenden Substanz und von Metall In möglichst schwach absorbierender oxidischer Form In Fotolack ganzflachlg beschichtet wird;

b) die aufgebrachte Schicht In Fotoformtechnik so entwickelt wird, daß Fenster für den später aufzubringenden Leuchtstoff entstehen; ^K)

c) vor oder nach der Leuchtstoffbeschlchtung ein Temperprozeß bei Temperaturen zwischen 350° C und 500° C durchgeführt wird.