DE2910128C2 - - Google Patents

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.