DE2855142C2 - Leuchtschirm einer Bildanzeigeröhre - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leuchtschirm fuer Bildanzeigeroehren mit einer Schirmglasplatte und darauf Leuchtpunkten, deren Flaechen voneinander durch Kontrastumrandung getrennt sind. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leuchtschirms. Bei Bildanzeigeroehren, insbesondere bei Bildanzeigegeraeten mit flachem Bildschirm ist ein ein- oder mehrfarbig fein gerasterter Leuchtschirm mit hoher Lichtausbeute erforderlich. Zu diesem Zweck ist es schon bei der klassischen Kathodenstrahlroehre bekannt, die Leuchtstoffpunkte auf der Innenseite mit einer spiegelnden Metallschicht zu ueberziehen. Das vom angeregten Leuchtstoff nach hinten abgestrahlte Licht wird an dieser Metallschicht groesstenteils reflektiert und dem nach vorn abgestrahlten Licht zugeschlagen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leuchtschirm so aufzubauen, dass die Leuchtpunkte auch ohne Metallspiegel eine genuegend hohe Lichtausbeute haben und dass die Moeglichkeit besteht, Abstandshalterungen stabil anzubringen, ohne Kontrastumrandungen oder Leuchtstoffschichten zu gefaehrden. Zur Loesung dieser Aufgabe hat die Schirmglasplatte auf ihrer Innenseite fuer jeden Leuchtpunkt jeweils eine Vertiefung; auf dem Boden und hochgezogen auf den Waenden der Vertiefungen befindet sich eine Leuchtstoffschicht; eine Konstrastumrandungsschicht befindet sich auf der Innenseite der Schirmglasplatte als Umgrenzung der Vertiefungen. Mit Hilfe des erfindungsgemaessen...U.S.W

Description

a) der Leuchtstoff in Vertiefungen in der Schirmglasplatte untergebracht und an den Wänden der Vertiefungen hochgezogen ist, und

b) die Kontrastumrandungsschicht so aufgebaut ist. daß die Konzentration der Metallteilchen zur Schirmglasplatte hin abnimmt.

2. Leuchtschirm nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Metall teilchen aus Nickel und das Dielektrikum aus CeO^ oder AljOj besteht

Die Erfindung betrifft einen Leuchtschirm einer Bildanzeigeröhre nach dem Oberbe^'iff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Leuchtschirm ist aus der US-PS 35 82 701 bekannt. Dort wird der Leuchtstoff in Ausnehmungen der Kontrastumrandungsschicht untergebracht.

Um eine hohe Lichtausbeute zu bekommen, ist es bei der klassischen Kathodenstrahlröhre bekannt und beispielsweise in der US-PS 38 58 083 beschrieben, die Leuchtstoffpunkte auf der Innenseite mit einer spiegelnden Metallschicht zu überziehen. Das vom angeregten Leuchtstoff nach hinten abgestrahlte Licht wird an dieser Metallschicht größtenteils reflektiert und dem nach vorn abgestrahlten Licht zugeschlagen. An dieser Metallschicht werden aber auch die anregenden Elektronen geschwächt, was bei den hochenergetischen Kathodenstrahlelektronen keine große Rolle spielt, aber bei den niederenergetischen Elektronen von flachen Gasentladungsanzeigegeräten die Anwendung solcher Metallspiegel erschwert. Eine solche Metallschicht wäre zwar für die Leuchtstoffschicht an den Leuchtpunkten auch als Schutzschicht gegen mechanische Belastungen erwünscht, insbesondere beim Aufbau eines flachen Bildschirms, wo zwischen dem Leuchtschirm und der Steuerlochplatte Abstandhalter notwendig sind. Sie müßte aber aus den oben genannten Gründen so dünn sein, daß sie diese Schutzfunktionen nicht mehr erfüllen könnte.

Aus der genannten US-PS 38 58 083 ist überdies bekannt, die Lcuchtpunklc zur Kontrastcrhöhung voneinander durch undurchsichtige Umrandungen abzusetzen. Im Zusammenhang mit flachen Bildan/.eigegerätcn ist dies als »Schwarzumrandung« auch in der älteren, der I)M-C)S 2K Ob 4 .M» einsprechenden l'au-manmcliliing beschrieben. Unter Knntrastuinruiidun); soll hier eine solche undurchsichtige Umrandung der einzelnen l.cuchtnunktflächen verstanden werden. Sie besteht aus körni-

gern Glaslot oder aus metallorganischen Verbindungen, die einem Temperprozeß unterzogen sind. Wieder unter dem Aspekt von notwendigen Abstandhaltern sind solche Kontrastumrandungsschichten als Abstützung für die Abstandshalterungen ungünstig. Körnige Unterlagen können den mechanischen Belastungen nicht genügend standhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Leuchtschirm nach dem Oberbegrifi des Patentanspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß die Lichtausbeute und der Kontrast zwischen den Lichtpunkten erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

•Ulit Hilfe des erfindungsgemäßen Leuchtschirms läßt sich die aktive Leuchtstoff fläche erheblich vergrößern. Der Elektronenstrahl trifft auf mehr Leuchtstoffpartikel. Die nach vorn abgestrahlte Lichtsumme wird pro Leuchtpunkt wesentlich größer, als wenn nur eine dem Leuchtpunkt entsprechende und nur in der Leuchtpunktebcnc liegende Lsuehislcfffiäche verwendet wird. Nicht nur primäre Elektronen werden ausgenutzt. Auch Sekundarelektronen, das heißt beispielsweise an der Leuchtpunktebene reflektierte Elektronen können Leuchtstoffpartikel auf den Wänden der Vertiefungen treffen und zur besseren Lichtausbeule beitragen. Die Leuchtpunkte sind weitgehend voneinander getrennt. Bei genügend großen Vertiefungen können an einem Leuchtpunkt gestreut reflektierte Elektronen kaum auf einen benachbarten Leuchtpunkt gelangen. Durch diese Entkopplung der Leuchtpunkte werden Kontrast und Farbreinheit gegenüber rein flächigen Schirmanordnungen erheblich verbessert.
Gegenüber einer Glaslotschicht als Kontrastumrandung ist eine insbesondere aufgedampfte Kontrastumrandungsschicht als Trägerschicht für Abstandshalterungen wesentlich stabiler. Sie ist härter und haftet besser.

Darüber hinaus bietet eine solche Kontrastumrandungsschicht die Möglichkeit, in mehreren Funktionen beim Schirmaufbau verwendet zu werden, nämlich als Maske für das Ätzen der Vertiefungen in der Schirmglasplattc und als Maske für das Einbringen der Leuchtstoffschicht in die Vertiefungen, insbesondere durch Aufsprühen.

Vorteilhaft ist auf die Schirmglasplatte zunächst reines Dielektrikum aufgebracht, dann immer mehr Metall zugesetzt mit abnehmendem Diclcktrikumanteil und schließlich eine reine metallische Abschlußschichi aufgebracht. Zur Herstellung eignet sich ein Verfahren, bei dem Schichten aus Dielektrikum und Schichten aus Metal! abwechselnd mit vorzugsweise variierenden Schichtdicken aufgebracht werden und die letzte Schicht metallisch ist.

Die metallischen Bestandteile sorgen für die elektrische Leitfähigkeit. Durch die feine Verteilung dieser metallischen Bestandteile, deren Dichte mit zunehmender Dicke vom Leuchtschirmbct^chter her gesehen zunimmt, absorbiert die Kontrastumrandungsschichl Licht von der Bctrachterscitc sehr stark, ohne metallisch zu reflektieren. Der letzte, rein metallische Si-hichlteil macht die Schicht zusätzlich undurchsichtig iiiul erhöht noch die Absorption, so daß schon sehr dünne Schichten dunkel bzw. schwär/, erscheinen. Wesen ihrer eleklrisilu-n l.eitfilhigkeil kann ilii- KoiiiniMiiiin.m dünnschicht gk'ieh/.eili}: als Trümer für das l.cmhtschirnipotential dienen.

l-'ür die beim Herstellungsverfahren anschließende

Funktion der Kontrastumrandungsschicht als Maske für das Ätzen des Schirmglases kann die Metallkomponen-Ic aus Nickel, Kupfer, Platin oder Gold bestehen. Vorteilhaft bestehen die Metallteilchen aus Nickel und das Dielektrikum aus CeÜ2 oder AhOj.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.

Mit 1 ist eine Schirmglasplatte bezeichnet, die beispielsweise die Fionlscheibe einer Gasentladungsbild- ίο anzeigeröhre in der Ausführung als flacher Bildschirm ist. Die Schirmglasplatte 1 ist dabei von der Seite gesehen geschnitten dargestellt Unten ist die Betrachterseile, oben die Innenseite der Gasentladungsbildanzeigeröhre. Weggelassen sind die dann oben aufgesetzten Abstandhalterungen, die darauf abgestützte Sleucrlochscheibe und der ganze vom Betrachter aus gesehene hintere Teil der Gasentladungsbildanzeigeröhre.

Auf der Innenseite der Schirmglasplatte 1 befinden sich Vertiefungen 2 mit annähernd rechteckigem Querschnitt. Die Böden dieser Vertiefungen sind die Leuchtpunktflächen des Leuchtschirms und sind dementsprechend in demselben Raster angebracht. Auf den verbleibenden Siegen befindet sich eine Kontrastumrandungsschicht 3. Die Böden und Wände der Vertiefungen 2 und die Kontrastumrandungsschicht 3 sind von einer Potentialschichi 4 überzogen. In den Vertiefungen 2 auf dem Boden und hochgezogen auf den Wänden liegt über der Potentialschicht 4 eine Leuchtstoffschicht 5. Mit Pfeilen sind die in Richtung des Leuchtschirms beschleunigten jo Elektronen angedeutet.

Hergestellt wird dieser dagestellte Leuchtschirm beispielsweise folgendermaßen:

Auf die Schirmglasplatte I. in der sich die Vertiefungen 2 noch nicht befinden, wird ein Gemisch aus einem Dielektrikum, wie Ceroxid (CeC^) oder Aluminiumoxid (Al20i) und aus einem Metall, wie Nickel (Ni), aufgedampft. Dabei wird der Nickelanteil während der Aufdampfung von Null auf !00% vergrößert. Die Aufdampfraten können durch einen über zwei mit den entsprechenden Verdampfungsmaterialien gefüllten Tiegeln oszillierenden Elektronenstrahl mit gesteuerter Verweilzeit oder durch zwei gesteuerte Elektronenstrahlen oder auch durch temperatur- und druckgesteuerte Verdampfung des Dielektrikums in Verbindung mit einer aufdampfratengssteuerten Elektronenstrahlkanone für das Metall eingestellt werden. Auf diese Weise entsteht dann eine vom Betrachter her schwarz erscheinende und auf der Innenseile des Gasentladungsanzeigcgeräts spiegelnde Konirasiumrandungsschicht 3 mit einer Dicke von beispielsweise 300 mn.

Anschließend wird Fotolack aufgebracht, der dann im Leuchtpunklraster entfernt wird, das heißt an den Stellen, an denen die Vertiefungen 2 entstehen sollen. Durch die dabei entstehenden Fololackfcnster wird zunächst die oberste Nickelschichi mit einem geeigneten Ätzmittel, beispielsweise mit einer Mischung aus Salpetersäure und Salzsäure oder Kupfersulfat, entfernt. Dann erfolgt die Ausätzung der Vertiefungen 2 zunächst durch die restliche Kontrastumrandungsschichl 2 in den Fenstern w> und dann in die Schirmglasplatte ! beispielsweise mil Flußsäure oder mit einem Gemisch aus Flußsäure und Schwefelsäure. Nach diesem Äizvorgang werden der Fotolack abgelöst und die nun mit den Vertiefungen 2 versehene Schirmglasplalte 1 mit Hilfe eines wässrigen b5 Ultraschallbades gereinigt.

Anschließend kann cmc l'otentialschichl 4 aus Indiumoxitl (In.iOi) aufgespulten werden. Danach erfolgt beispielsweise durch Aufsprühen das Belegen der Boden und Wände der Vertiefungen 2 mit Leuchtstoffschicht 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Leuchtschirm einer Bildanzeigeröhre mit einer Schinnglasplatte, auf der sich auf ihrer dem Elektronenstrahlsystem zugewandten, inneren Seite Leuchtpunkte befinden, deren Flächen voneinander durch eine Kontrastumrandungsschicht getrennt sind, die aus einer Mischung eines Dielektrikums und Metallteilchen besteht, wobei das Metall gegen Ätzmittel für das Glas der Schirmglasplatte resistent ist und wobei die Kontrastumrandungsschicht innenseitig mit einer Metallschicht abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß