DE2910128C2 - - Google Patents
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- Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
einer Farbfernsehbildröhre, bei dem auf einer leitenden Schicht
eine photoleitende Schicht angebracht wird, die photoleitende
Schicht mit einer nahezu gleichmäßigen Oberflächenladung ver
sehen wird und auf der photoleitenden Schicht durch Abtasten
mit einem Elektronenstrahl über eine mit Öffnungen versehene,
in geringer Entfernung vor dem Bildschirm angeordnete Farb
auswahlelektrode ein Ladungsmuster erzeugt wird, das mit elek
trisch geladenen Teilchen entwickelt wird.
Unter einem Ladungsmuster ist ein elektrostatisches Potential
bild zu verstehen.
Aus der US-PS 34 75 169 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein
Ladungsmuster auf einer gleichmäßig aufgeladenen photoleitenden
Schicht durch Belichtung mit Licht erzeugt wird. Bei diesem Ver
fahren werden auf dem Frontglas einer Röhre zunächst eine leitende
Schicht und dann eine photoleitende Schicht angebracht. Die photo
leitende Schicht wird anschließend gleichmäßig elektrisch aufge
laden und dann über eine mit Öffnungen versehene Farbauswahlelek
trode belichtet. An den belichteten Stellen der photoleitenden
Schicht fließt die Ladung dann infolge Photoleitung ab, während
an den unbelichteten Stellen die Ladung erhalten bleibt. Das auf
diese Weise erhaltene Ladungsmuster wird mit geladenen Leuchtstoff
teilchen entwickelt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß eine
Korrekturlinse erforderlich ist, um die virtuelle Lage der ver
wendeten Lichtquelle mit der Lage des Ablenkpunktes der Elek
tronenstrahlen in der fertigen Röhre in Übereinstimmung zu brin
gen.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS
26 46 817 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden auf
dem Frontglas einer Röhre zunächst eine leitende Schicht und
dann eine elektronenabsorbierende Schicht angebracht. Die
elektronenabsorbierende Schicht ist vorzugsweise zugleich
photoleitend. Eine gleichmäßige positive Aufladung dieser
photoleitenden Schicht wird zwar als eine in Betracht kommen
de Möglichkeit erwähnt, aber als unnötig verwickelt verworfen.
Die photoleitende Schicht wid demnach im unaufgeladenen Zu
stand über eine mit Öffnungen versehene Farbauswahlelektrode
mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, der die vom Frontglas
abgekehrt Seite der Farbauswahlelektrode abtastet. Die mitt
lere Eindringtiefe der Elektronen ist kleiner als die Dicke
der elektronenabsorbierenden Schicht oder gleich dieser Dicke.
Auf diese Weise wird auf der elektronenabsorbierenden Schicht
ein Ladungsmuster erzeugt, das eine Abbildung des Musters der
mit Öffnungen versehenen Farbauswahlelektrode darstellt. Dieses
Ladungsmuster wird mit einer Suspension von Leuchtstoffteilchen
entwickelt, die durch Zusatz eines oberflächenaktiven Stabili
sators positiv geladen sind. Die gegebenenfalls nach Entwicklung
verbleibende Ladung wird durch eine kurzzeitige Bestrahlung z. B.
mit ultraviolettem Licht entfernt. Durch Wiederholung des Ver
fahrens können nacheinander Muster von rot, grün und blau auf
leuchtenden Leuchtstoffteilchen angebracht werden. Ferner ist
es bei dem bekannten Verfahren möglich, eine lichtabsorbierende
Schicht anzubringen, die mit Öffnungen zur Aufnahme der
lumineszierenden Leuchtstoffteilchen versehen ist. Dazu wird
die elektronenabsorbierende Schicht gleichzeitig oder nach
einander mit drei Elektronenstrahlen bestrahlt. Danach wird
das erhaltene Potentialbild mit einem negativ gela
denen lichtabsorbierenden Pigment entwickelt, das die Gebiete
zwischen den Ladungsgebieten bedeckt. Eine Vergrößerung oder
Verbreiterung der Ladungsgebiete auf der elektronenabsorbie
renden Schicht kann dadurch erreicht werden, daß der abtasten
den Bewegung des Elektronenstrahls durch ein zusätzliches
Magnetfeld eine kleine zusätzliche Bewegung überlagert wird.
Die Energie des Elektronenstrahls, mit dem das Ladungsmuster
erzeugt wird, soll gemäß DE-OS 26 46 817 möglichst groß sein,
um den Einfluß störender Felder gering zu halten. Störende
Felder, wie z. B. das erdmagnetische Feld, führen Ablenkfehler
des Elektronenstrahls herbei, wodurch eine Verschiebung des
Leuchtstoffmusters in bezug auf das gewünschte Leuchtstoff
muster erhalten wird.
Das aus der DE-OS 26 46 817 bekannte Verfahren hat den Nachteil,
daß die mittlere Eindringtiefe der Elektronen kleiner als die
Dicke der elektronenabsorbierenden Schicht oder gleich dieser
Dicke sein muß und daß die Energie des Elektronenstrahls somit
durch die Dicke der elektronenabsorbierenden Schicht bestimmt
wird. Zwar wird in der DE-OS 26 46 817 erwähnt, daß die Dicke
der elektronenabsorbierenden Schicht 2 bis 10 µm und die Energie
des Elektronenstrahls 6 bis 20 keV betragen kann, aber in der
Praxis ist die Dicke der elektronenabsorbierenden Schicht auf
2 bis 4 µm beschränkt. Das Anbringen elektronenabsorbierender
Schichten mit einer Dicke von mehr als 4 µm hat nämlich den
Nachteil, daß die Homogenität der angebrachten Schichten zu
wünschen übrig läßt. Außerdem nimmt bei elektronenabsorbierenden
Schichten mit einer Dicke von mehr als 4 µm die Haftung der
Leuchtstoffteilchen am Bildschirm beim Ausheizen der elektronen
absorbierenden Schicht erheblich ab. Bei Schichtdicken von 2 bis
4 µm ist die Energie des Elektronenstrahls auf 6 bis 11 keV
beschränkt. Der Einfluß des erdmagnetischen Feldes auf die
Ablenkung des Elektronenstrahls beim Anbringen des
Ladungsmusters ist bei Anwendung von Elektronen
strahlen mit derartigen Energien nicht mehr vernachlässigbar
klein.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs ge
nannten Art zu schaffen, bei dem der Einfluß störender Felder,
insbesondere des erdmagnetischen Feldes, auf die Ablenkung der
Elektgronenstrahlen bereits bei Dicken der photoleitenden Schicht
im Bereich von 2 bis 4 µm vernachlässigbar klein ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die
mittlere Eindringtiefe des Elektronenstrahls größer als die
Dicke der photoleitenden Schicht ist.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß
der Zusammenhang zwischen der Dicke der photoleitenden Schicht
und der mittleren Eindringtiefe des Elektronenstrahls durch
brochen wird, wenn man ein Verfahren anwendet, bei dem die
Schicht mit einer nahezu gleichmäßigen Oberflächenladung ver
sehen wird. Dann kann man ein Verfahren anwenden, bei dem die
mittlere Eindringtiefe des Elektronenstrahls größer als die
Dicke der Schicht ist.
Bei dem Verfahren mit den beanspruchten Merkmalen wird die photoleitende
Schicht mit einer gleichmäßigen Ladung versehen. Diese gleich
mäßige Ladung kann entweder positiv oder aber negativ sein, was
bisher, d. h. vor dem Zustandekommen der Erfindung, für unmöglich
gehalten wurde. Im Falle einer gleichmäßig positiv geladenen
photoleitenden Schicht wird durch den abtastenden Elektronen
strahl, dessen mittlere Eindringtiefe größer als die Dicke
der photoleitenden Schicht ist, an den getroffenen Stellen
Ladung abgeführt. Das auf diese Weise erzeugte Ladungsmuster
wird mit einer Suspension positiv geladener Leuchtstoff
teilchen entwickelt.
Bei einer gleichmäßig negativ geladenen photoleitenden Schicht
hat es sich überraschenderweise als möglich erwiesen, eine
Leitung in dieser Schicht mit Hilfe eines Elektronenstrahls
hervorzurufen, dessen mittlere Eindringtiefe größer als die
Dicke der photoleitenden Schicht ist. Die negative Ladung
bleibt an den Stellen erhalten, die nicht vom Elektronenstrahl
getroffen werden. Das auf diese Weise erhaltene Ladungsmuster
wird mit einer Suspension negativ geladener Leuchtstoffteilchen
entwickelt.
Da die mittlere Eindringtiefe der Elektronen größer als die
Dicke der photoleitenden Schicht sein muß, muß die Energie des
Elektronenstrahls genügend groß sein. Bei den in der Praxis
angewandten Schichtdicken weisen die Elektronenstrahlen eine
derart hohe Energie auf, daß der Einfluß störender Felder,
insbesondere des erdmagnetischen Feldes, vernachlässigbar klein
ist.
Durch Wiederholen des Verfahrens mit Aus
nahme des Anbringens der leitenden Schicht und der photoleiten
den Schicht, das nur einmal zu erfolgen braucht, ist es möglich,
nacheinander Muster von rot, grün und blau aufleuchtenden Leucht
stoffteilchen zu erzeugen.
Das Verfahren kann auch zum Anbringen einer
lichtabsorbierenden Schicht mit Öffnungen für die lumineszieren
den Gebiete angewandt werden. Eine lichtabsorbierende Schicht
erhöht bekanntlich den Kontrast des beobachteten Bildes. Dazu
wird die gleichmäßig aufgeladene photoleitende Schicht gleich
zeitig oder nacheinander mit drei Elektronenstrahlen bestrahlt,
wodurch auf der photoleitenden Schicht als Ladungsmuster ein
sogenanntes Matrixmuster durch Gebiete gebildet wird, auf denen nach Bestrahlung
Ladung erhalten bleibt. Das Ladungsmuster wird dann mit einem
lichtabsorbierenden Pigment entwickelt.
Mit dem Verfahren ist es auch möglich, daß
Muster von Öffnungen der Farbauswahlelektrode vergrößert oder
verbreitert auf der photoleitenden Schicht abzubilden, indem
die Entladezeit des Elektronenstrahles geändert wird. Das ab
tasten des Frontglases mit dem Elektronenstrahl erfolgt gewöhn
lich gemäß einem Muster paralleler Linien, wobei der ganze
Frontglasteil 25mal pro Sekunde abgetastet wird. Die Dauer der
Abtastung mit dem Elektronenstrahl kann nun derart eingestellt
werden, daß der Umfang der entladenen Gebiete auf der photo
leitenden Schicht größer als die Öffnungen in der Farbauswahl
elektrode wird.
Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des
Verfahrens mit den beanspruchten Merkmalen ist in einer Zeichnung darge
stellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellte Vorrich
tung enthält ein Metallgehäuse 1, das auf der Oberseite mit
einer Öffnung 2 versehen ist, auf die ein Frontglas 3 einer
herzustellenden Farbfernsehbildröhre gesetzt werden kann. Ein
Verschlußring 4 aus Gummi sichert eine vakuumdichte Abdichtung
zwischen dem Frontglas 3 und dem Gehäuse 1. Das Gehäuse 1
ist weiter mit einem Anschluß 5 versehen, der zum Evakuieren
der Vorrichtung mit einer Vakuumpumpe verbunden werden kann.
Im Gehäuse 1 ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 mit
einem Satz von Ablenkspulen 7 montiert, die einen vom Elek
tronenstrahlerzeugungssystem 6 erzeugten Elektronenstrahl 8
über das Frontglas 3 ablenken. Um genügend schnell einen
genügend niedrigen Druck in der Vorrichtung erreichen zu
können, ist der Ablenkspulensatz 7 mit einem Kunstharz im
prägniert. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 ist auf
bekannte Weise derart ausgebildet, daß es drei Strahlen er
zeugt; ein derartiges System wird auch in Farbfernsehbild
röhren verwendet. Die Elektronenstrahlen können jedoch geson
dert ein- und ausgeschaltet werden, um die Bestrahlung für
jedes anzubringende Leuchtstoffmuster gesondert durchführen
zu können. Die Lage des Elektronenstrahlerzeugungssystems 6
in bezug auf das Frontglas 3 ist völlig gleich der Lage
des Elektronenstrahlerzeugungssystems in der fertigen Röhre
in bezug auf das Frontglas 3. Ähnliches gilt für den Satz
von Ablenkspulen 7. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 ist
in einem gläsernen Hals 14 montiert, der mit einem inneren
leitenden Überzug 15 versehen ist. Die letzte Elektrode des
Elektronenstrahlerzeugungssystems 6 ist mittels einer Kontakt
feder 16 mit einem leitenden Überzug 15 verbunden. Zwischen dem
leitenden Überzug 15 und einer Farbauswahlelektrode 12 befindet
sich ein aus Drahtgewebe bestehender Metallkonus 17, der mittels
einer Kontaktfeder 18 mit der Farbauswalelektrode 12 verbunden
ist. Der Raum zwischen der letzten Elektrode des Elektronen
strahlerzeugungssystems 6 und der Farbauswahlelektrode 12 ist
somit ein Äquipotentialraum.
Das Verfahren wird mit der dargestellten
Vorrichtung auf folgende Weise durchgeführt:
Auf dem Frontglas 3 werden zunächst eine durchsichtige
leitende Schicht 10 und dann eine photoleitende Schicht 11
angebracht. Die photoleitende Schicht 11 wird anschließend
auf bekannte Weise (siehe z. B. die US-PS 34 75 169) mit einer
gleichmäßigen Ladung versehen, die entweder positiv oder
negativ sein kann. Die Schicht 10 weist eine Dicke von 2 bis
6 · 10-2 µm auf und besteht aus aufgedampftem Metall, wie
Magnesium oder Chromnickel. Die Schicht 11 weist eine Dicke
von 2 bis 4 µm auf und besteht z. B. aus Poly-N-vinylkarbazol.
Der Sekundäremissionsfaktor der Schicht 11 muß kleiner als 1
sein.
Dann wird die Farbauswahlelektrode 12 mit den Öffnungen 13 im
Frontglas 3 montiert. Das Frontglas 3 wird auf das
Gehäuse 1 gesetzt. Anschließed wird die Vorrichtung auf einen
Druck von 1,33 · 10-5 mbar evakuiert.
Danach wid mit dem Elektronenstrahlerzeugungssystem ein
Elektronenstrahl (z. B. 8) mit einer Energie von 15 bis 25 keV
erzeugt. Die Energie der Elektronen muß genügend groß sein,
weil die mittlere Eindringtiefe größer als die Dicke der photo
leitenden Schicht 11 sein muß. Der Einfluß störender Felder,
z. B. des erdmagnetischen Feldes, ist bei diesen hohen Energien
vernachlässigbar klein. Mit Hilfe des Satzes von Ablenkspulen 7
wird die Farbauswahlelektrode vom Elektronenstrahl abgetastet.
Der Strom durch die Ablenkspulen soll der Energie des Elektronen
strahls angepaßt werden. Die Form des magnetischen Feldes, das
von den Ablenkspulen erzeugt wird, soll gleich der Form des
magnetischen Feldes der Ablenkspulen der fertigen Röhre sein.
Die Ablenkspulen 7 sind daher vorzugsweise mit den Ablenkspulen
der fertigen Röhre identisch.
Die Abtastung mit dem Elektronenstrahl 8 kann z. B. gemäß einem
Muster paralleler Linien erfolgen, wobei das ganze Frontglas
25mal pro Sekunde abgetastet wird. Die Erzeugung des Ladungs
musters erfordert bei einem Strahlstrom von 50 µA eine Entlade
zeit von 5 Sekunden. Die Breite der entladenen Gebiete auf der
photoleitenden Schicht kann geregelt werden, indem die Entlade
zeit des Elektronenstrahls geändert wird.
Außerdem kann der Umfang der entladenen Gebiete geregelt werden,
indem der Potentialunterschied zwischen der Farbauswahlelektrode 12
und der leitenden Schicht 10 geändert wird, was an sich bereits
aus der DE-OS 26 46 817 bekannt ist. Die entladenen Gebiete auf
der photoleitenden Schicht 11 sind nahezu genauso groß wie die
Öffnungen 13 in der Farbauswahlelektrode 12 , wenn die leitende
Schicht 10 und die Farbauswahlelektrode 12 dasselbe Potential
aufweisen.
Entladene Gebiete, die größer als die Öffnungen in der Farb
auswahlelektrode 12 sind, können mittels eines aus der US-PS
35 27 652 bekannten Verfahrens erhalten werden, bei dem zwischen
dem Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 und den Ablenkspulen 7
ein magnetisches oder elektrisches Feld erzeugt wird, mit dem
ein "sich drehender" Elektronenstrahl erhalten wird.
Nach dem Erzeugen des Ladungsmusters wird der Druck im Gehäuse
wieder auf atmosphärischen Druck erhöht, wonach das Frontglas 3
entfernt wird. Nachdem die Farbauswahlelektrode 12 aus
dem Frontglas 3 entfernt worden ist, wird eine Leuchtstoff
suspension mit Leuchtstoffteilchen, die eine Ladung gleich der
ursprünglichen gleichmäßigen Ladung der photoleitenden Schicht 11
aufweisen, auf das Frontglas gespritzt. Die geladenen Leucht
stoffteilchen haften nur an denjenigen stellen, an denen die
Ladung durch den abtastenden Elektronenstrahl entfernt ist.
Dieser Schritt wird als Entwicklung des Ladungsmusters bezeichnet.
Das beschriebene Verfahren wird danach für einen Leuchtstoff
einer zweiten Farbe und dann für einen Leuchtstoff einer
dritten Farbe wiederholt, wobei der zweite und der dritte
Strahl, die das Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 erzeugen
kann, verwendet werden. Suspensionen mit geladenen Leuchtstoff
teilchen sind an sich bereits aus der US-PS 34 75 169 bekannt.
Es ist mit dem beanspruchten Verfahren auch möglich, eine
lichtabsorbierende Schicht auf dem Frontglas 3 anzubringen.
Eine derartige lichtabsorbierende Schicht erhöht bekanntlich den
Kontrast des wiedergegebenen Bildes. Dazu wird die Schicht 11
nacheinander oder gleichzeitig mit den drei Elektronenstrahlen
betrahlt, die das Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 erzeugen
kann (also ohne zwischenzeitliche Entwicklung). Das Ladungs
muster wird dann mit einer Suspension geladener Teilchen eines
lichtabsorbierenden Pigments entwickelt, wobei diese Ladung
der ursprünglich auf der photoleitenden Schicht 11 vorhandenen
gleichmäßigen Ladung entgegengesetzt ist. Das lichtabsorbierende
Pigment haftet nur an denjenigen Stellen, an denen nach Bestrah
lung mit den drei Elektronenstrahlen Ladung erhalten bleibt.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre,
bei dem auf einer leitenden Schicht eine photoleitende Schicht
angebracht wird, die photoleitende Schicht mit einer nahezu
gleichmäßigen Oberflächenladung versehen wird und auf der photo
leitenden Schicht durch Abtasten mit einem Elektronenstrahl über
eine mit Öffnungen versehene, in geringer Entfernung vor dem
Bildschirm angeordnete Farbauswahlelektrode ein Ladungsmuster
erzeugt wird, das mit elektrisch geladenen Teilchen entwickelt
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Eindringtiefe des
Elektronenstrahls größer als die Dicke der photoleitenden Schicht
ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht mit einer
nahezu gleichmäßigen negativen Oberflächenladung versehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Anbringen einer gleichmäßigen
Oberflächenladung auf der photoleitenden Schicht, das Erzeugen
eines Ladungsmusters auf der photoleitenden Schicht und die Ent
wicklung des Ladungsmusters zum Anbringen mindestens einer
anderen Art von Teilchen wiederholt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsmuster mit rot, grün und
blau aufleuchtenden Leuchtstoffteilchen entwickelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung gleichzeitig oder
nacheinander mit einer Anzahl von Elektronenstrahlen zum An
bringen einer Anzahl ineinander eingreifender Ladungsmuster
durchgeführt wird und daß die Ladungsmuster mit Teilchen
eines lichtabsorbierenden Pigments entwickelt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der von dem Elektronen
strahl entladenen Gebiete auf der photoleitenden Schicht durch
die Entladezeit des Elektronenstrahls bestimmt wird.
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