DE3528582C2

DE3528582C2 -

Info

Publication number: DE3528582C2
Application number: DE3528582A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Nishizawa; Kiyoshi Miura; Osamu Mobara Chiba Jp Sasaya; Yoshiyuki Chiba Jp Odaka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-08-08
Filing date: 1985-08-08
Publication date: 1989-05-11
Also published as: DE3528582A1; JPS6145530A; FR2569048A1; FR2569048B1; US4652462A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie es aus der US-PS 43 69 241 bekannt ist.

In der US-PS 35 58 310 wird ein Verfahren zur Herstellung einer schwarzen Matrix für Farbfernseh-Bildröhren beschrieben, in dem ein lichtempfindliches Material auf die Innenseite eines Bildröhrenschirms aufgebracht wird, durch eine Lochmaske belichtet und zu einem gewünschten Muster entwickelt wird. Dann wird eine Suspension eines lichtabsorbierenden Materials, wie Graphit, auf die Gesamtfläche aufgebracht und mit einer wäßrigen Ätzlösung aus beispielsweise Wasserstoffperoxid oder Natriumhyperchlorit behandelt, wodurch das belichtete und gehärtete lichtempfindliche Material gequollen und erodiert wird. Das lichtempfindliche Material wird dann noch einmal entwickelt und erodiert und zusammen mit dem lichtabsorbierenden Material abgezogen, wodurch ein schwarzes Matrixmuster aus dem nicht-belichteten lichtabsorbierenden Material entsteht. Dann werden grüne, blaue und rote Leuchtfilmmuster auf die Innenseite des Schirms durch Aufschlämmen oder Bestäuben aufgebracht; auf die farbigen Leuchtfilmmuster wird ein Acrylharzfilm, dann durch Verdampfung ein Metallstützfilm auf die oberste Fläche aufgebracht. Der Schirm wird zur Entfernung der organischen Verbindungen aus den Leuchtfilmmustern und den Acrylharzfilmen gebrannt, wodurch ein Leuchtschirm mit schwarzer Matrix entsteht.

In diesen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Leuchtschirmen werden jedoch die schwarzen Matrixmuster in langwierigen Stufen ausgebildet, die das Waschen des Schirms, das Beschichten mit dem Fotoresist, das Belichten durch die Lochmaske, die Entwicklung, das Beschichten mit dem lichtabsorbierenden Material und die Ätzung umfassen. Wird deshalb dieses Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirms für eine in den letzten Jahren entwickelte Bildröhre mit besonders feiner Rasterung angewendet, so vergrößern sich geringe Fehlstellen, die sich in den oben angegebenen Stufen entwickelt haben, beeinträchtigen die Qualität der Leuchtschirme als Ganzes und vermindern die Produktionsausbeute, wodurch es schwierig wird, der Nachfrage für das Produkt nachzukommen.

Die eingangs erwähnte US-PS 43 69 241 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirms für Farbbildröhren mit einer auf der Innenseite des Schirms gebildeten schwarzen Matrix, in dem a) auf der Innenseite des Schirms ein lichtabsorbierendes Material aufgebracht wird, b) auf dieses lichtabsorbierende Material ein durch Licht härtbarer, lichtempfindlicher Kunstharzfilm aufgebracht wird, c) eine Lochmaske angebracht wird, d) der lichtempfindliche Film durch die Lochmaske belichtet wird, e) die nicht belichteten Stellen des lichtempfindlichen Films durch Entwickeln entfernt und f) die belichteten Stellen des lichtempfindlichen Films und die darunterliegenden Bereiche des lichtabsorbierenden Materials weiter entwickelt werden, wodurch eine schwarze Matrix entsteht, in deren Löcher der Leuchtstoff eingebracht wird. Auch dieses Verfahren erfordert also eine erhebliche Zahl von Verfahrensschritten mit der Gefahr der Vergrößerung etwa auftretender geringer Fehlstellen.

Andererseits ist die Verwendung von Laserstrahlen für verschiedene Zwecke bekannt.

So beschreibt "Patent Abstracts of Japan", E-95, 19.2.1982, Bd. 6, Nr. 28, Kokai Nr. 56-147 342 (A) die Bildung von Rillen auf einem Aluminium- oder Keramiksubstrat durch Laserstrahlen bei der Herstellung einer Eingangsdynode für einen Röntgenbildwandler; die DE-OS 30 35 997 beschreibt die Ausbildung einer maschinenlesbaren Markierung in einem Werkstück durch Kohlendioxidlaserbestrahlung streifenförmiger Oberflächenbereiche und Verdampfung ausgewählter Bereiche; "Engineering Proceedings P-46, Laser Technology: Welding, Machining and Safety", Aug. 1970, The Pennsylvania State University, Seiten 6-17 beschreibt die Laserbearbeitung von Widerstandsmaterial, das Bohren von Löchern in Metallfolien und das Verdampfen von Goldbeschichtungen oder einzelner Dioden bzw. Transistoren in integrierten Schaltungen mit einem YAG-Laser; "Haus der Technik - Vortragsveröffentlichungen", Heft 305 "Technischer Einsatz des Lasers", 1973, Vulkan-Verlag Dr. W. Classen, Essen, Seiten 21-25 und 28 beschreibt die Laserbearbeitung zum Bohren, Entfernen von Schichten, Abgleich von Widerständen und Wendeln von Kohle- oder Metallwiderständen; und "Betriebstechnische Fachberichte, Laser als Werkzeug der Materialbearbeitung", 1969, Beuth-Vertrieb GmbH, Berlin-Köln-Frankfurt, Seiten 69-84 beschreibt die Laserbearbeitung zum Bohren von Metallen, Rubin, Diamant und Oxidkeramik, zum Schichtabtragen von Metallen auf Glas, Kupfer oder GaAs und zum wendelförmigen Aufschlitzen von Kohlewiderstandsschichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs vorausgesetzten Art zu entwickeln, das mit weniger Verfahrensstufen einfacher durchführbar ist, zu weniger Fehlstellen auf dem Leuchtschirm führt und eine verbesserte Weißeinheitlichkeit, Qualität und Produktionsausbeute der Leuchtschirme ermöglicht.

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

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 gekennzeichnet.

Die schwarze Matrix besteht also erfindungsgemäß aus lichtabsorbierendem Material, das nicht mit dem Laserstrahl bestrahlt worden ist.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Die Fig. 1, 2, 3 und 4 sind Querschnitte durch die Hauptstellen eines Farbbildröhrenschirms bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtschirms für eine Farbbildröhre.

Gemäß Fig. 1 wird die Innenfläche 7 eines Schirms 1, beispielsweise einer 35,56-cm-Farbbildröhre, gewaschen und getrocknet. Dann wird (Fig. 2) eine Suspension von etwa 4 Gew.-% Graphit einheitlich durch das Spinnverfahren auf die Innenfläche des Schirms 1 bis auf eine Dicke von etwa 0,5 µm aufgebracht und zu einem lichtabsorbierenden, schwarzen Film 2 getrocknet. Eine Lochmaske 3 mit Maskenöffnungen von etwa 90 µm im Durchmesser und etwa 0,21 mm Abstand wird gegenüber der Fläche des lichtabsorbierenden Films 2 angebracht (Fig. 3). Der Belichtungspunkt der Gd : YAG-Laserquelle wird über der Lochmaske 3 in der Stellung angebracht, in der die Lichtquelle für den grünen Emissionspunkt während der Herstellung des Leuchtfilmmusters angebracht wird.

Über eine Korrekturplatte (die vielfach verwendet wird zur Belichtung eines zu bildenden Leuchtfilmmusters, um den Weg des Elektronenstrahls in Übereinstimmung mit dem optischen Weg für die Belichtung zu bringen), die in Fig. 3 nicht dargestellt ist, wird die Gesamtinnenfläche des Schirms 1 durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl 4 (in der Luft) gerastert. Die mit dem Strahl belichteten Stellen des lichtabsorbierenden Films 2 werden erhitzt und verbrannt, wodurch schwarze Matrixlöcher 5 mit einem Durchmesser von etwa 75 µm entstehen (Fig. 4). In diesem Fall beträgt die Leistung des Laserstrahls 4 etwa 200 W, der Durchmesser des Strahls ist etwa 85 µm, die Rastergeschwindigkeit etwa 70 m/s und die Leistungsschwankungen ±1%. Die Rasterung wird unter den oben beschriebenen Bedingungen wiederholt, jedoch wird der Belichtungspunkt der Laserquelle zur Stellung der Lichtquelle für den blauen Strahlungspunkt und dann zur Stellung der Lichtquelle des roten Strahlungspunkts gebracht, wodurch schwarze Matrixlöcher 5 bei den Stellungen entstehen, bei denen die Leuchtstoffe dieser drei Farben vorgesehen sind. Dadurch werden lichtabsorbierende Filme 6 gebildet, die aus dem lichtabsorbierenden Film 2 an den Stellen bestehen, die nicht mit dem Laserstrahl 4 bestrahlt worden sind. Dann werden in diese schwarzen Matrixlöcher 5 auf der Innenseite des Schirms 1, auf der das schwarze Matrixmuster aus lichtabsorbierenden Filmen 6 gebildet worden ist, durch herkömmliche Aufschlämmungs- oder Verstäubungsverfahren Leuchtfilme aus grünen, blauen und roten Leuchtstoffteilchen gebildet. In herkömmlicher Weise wird dann ein Acrylharzfilm und ein Metallstützfilm gebildet, um den Leuchtschirm der Farbbildröhre zu vervollständigen.

Die erfindungsgemäß hergestellte Farbbildröhre wurde mit einer Farbbildröhre des gleichen Aufbaus verglichen, dessen schwarzes Matrixmuster jedoch nach dem herkömmlichen Fotoresist-Verfahren hergestellt worden ist, und zwar in bezug auf ihre Fehlstellen auf dem Leuchtschirm und ihre Weißeinheitlichkeit. Der Wert der Weißeinheitlichkeit wird bestimmt durch den Übereinstimmungsgrad der Anordnung der schwarzen Matrixlöcher, die den Leuchtstoffen der drei Farben entsprechen, und der Anordnung jedes dieser Leuchtstoffe. Die Ergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Tabelle

Da im erfindungsgemäßen Verfahren die Stufen zur Herstellung der schwarzen Matrix sehr viel einfacher sind und auch ihre Anzahl geringer ist, wird eine Farbbildröhre erhalten, die weniger Fehlstellen auf dem Leuchtschirm, eine erhöhte Weißeinheitlichkeit, bessere Qualität und Verläßlichkeit aufweist. (Mit der Weißeinheitlichkeit kann man die Qualität der Farben abschätzen; sie ist um so besser, je niedriger ihr Zahlenwert ist.)

In der beschriebenen Ausführungsform wurde die schwarze Matrix als Punktmusterschirm ausgebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch in gleicher Weise auch so durchgeführt werden, daß ein gestreiftes schwarzes Matrixmuster entsteht. In diesem Fall wird im erfindungsgemäßen Verfahren der Laserstrahl in der Längsrichtung von Kerben in der Lochmaske gerastert, die entstandene schwarze Matrix weist Streifen mit sehr genauen Abmessungen auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch auf jede andere Farbbildröhre, die einen gemusterten Leuchtschirm aufweist, angewandt werden; es ist nicht auf die beschriebene 35,56 cm große Farbbildröhre beschränkt.

Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirms für Farbbildröhren wird die schwarze Matrix, wie beschrieben, durch Laser-Bestrahlung durch eine Lochmaske hergestellt, wodurch die Stufen zur Herstellung der schwarzen Matrix vereinfacht und auch die Anzahl dieser Stufen verringert werden. Fehlstellen, die sich in den einzelnen Stufen entwickeln, treten nur in geringen Mengen auf, wodurch es möglich ist, eine Farbbildröhre von hoher Qualität zu erhalten und die Produktionsausbeuten zu verbessern.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirms für Farbbildröhren mit einer auf der Innenseite eines Schirms gebildeten lichtabsorbierenden (schwarzen) Matrix durch

- Aufbringung eines lichtabsorbierenden Materials auf die Innenseite des Schirms,
- Anbringung einer Lochmaske,
- Belichtung der beschichteten Innenseite des Schirms durch die Lochmaske,
- Bildung von Löchern im lichtabsorbierenden Material und
- Bildung von Leuchtfilmen aus Leuchtstoffteilchen in den gewünschten Farben in den Löchern,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Lochmaske (3) direkt nach Aufbringung des lichtabsorbierenden Materials (2) angebracht wird und
- daß das lichtabsorbierende Material (2) mit einem YAG-Laserstrahl (4) in einer dem Leuchtfilmmuster entsprechenden Stellung als Belichtungspunkt nach Anbringung einer Korrekturplatte zwischen dem Belichtungspunkt und der Lochmaske (3) gerastert und bestrahlt wird und dadurch die mit dem Laserstrahl bestrahlten Stellen des lichtabsorbierenden Materials (2) erhitzt und verbrannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belichtungspunkt des YAG-Laserstrahls (4) in die entsprechenden Stellungen der Lichtquellen für den grünen, blauen bzw. roten Strahlungspunkt nacheinander eingestellt wird.