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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung einer Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre
und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines
Leuchtstoffschirms durch Verbinden (Verkleben) von
Leuchtstoffteilchen mit einem auf der Innenfläche einer Frontplatte
geformten pulveraufnehmenden Klebmittelmuster sowie eine
Vorrichtung hierfür.
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Als Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffschirms auf
der Innenfläche einer Frontplatte einer
Farbkathodenstrahlröhre ist ein Photoadhäsionsverfahren bekannt (vgl.
JP-Patentveröffentlichung 58-89751). Dieses Verfahren
kennzeichnet sich durch die Schritte des (beschichtenden) Auftragens
einer lichtempfindlichen Masse, die bei Bestrahlung mit
Licht adhäsionsfähig wird, auf die Innenfläche einer
Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre, des Trocknens der Masse,
des anschließenden Montierens einer Lochmaske an der
Frontplatte und des durch die Öffnungen der Lochmaske erfolgenden
Bestrahlens des Bereichs der lichtempfindlichen
Masseschicht, in welchem Leuchtstoff-Bildelemente erzeugt werden
sollen, mit Licht, um dadurch ein pulveraufnehmendes
Klebmittelmuster zu bilden. Hierauf wird ein Leuchtstoffpulver auf
die Innenfläche der Frontplatte aufgetragen, um es an dem
Klebmittelmuster anhaften zu lassen; das überschüssige,
nicht daran haftende Leuchtstoffpulver wird entfernt, und
das Leuchtstoffpulver wird schließlich entwickelt, wobei die
lichtempfindliche Masseschicht des Bereichs, der nicht mit
Licht bestrahlt wird (wurde), entfernt wird. Diese Reihe von
Schritten, bestehend aus Belichtung, Leuchtstoffauftragung
und Entwicklung, wird für die ersten, zweiten und dritten
Farben wiederholt, um damit einen Leuchtstoffschirm aus
Leuchtstoff-Bildelementen für drei Farben herzustellen. Im
Vorgang des Auftragens des Leuchtstoffpulvers auf die
Innenfläche der Frontplatte wird dieser das Pulver durch eine
getrennt vorgesehene Pulverzuführvorrichtung zugeführt; die
Frontplatte wird durch eine Kippvorrichtung in X- und
Y-Richtungen gekippt, um das Leuchtstoffpulver in einem
zickzackförmigen Muster über ihre Innenfläche rieseln zu lassen,
wobei das Leuchtstoffpulver am Klebmittelmuster anhaftet.
Danach werden die Frontplatte umgedreht und das überschüssige,
d. h. nichthaftende Leuchtstoffpulver rückgewonnen.
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Das obige Verfahren ist jedoch mit den folgenden Mängeln
behaftet:
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Das Leuchtstoffpulver haftet zeitweilig ungleichmäßig am
Leuchtstoffschirm an oder trennt sich von diesem. Für das
Anhaftenlassen des Leuchtstoffpulvers am Leuchtstoffschirm
ist eine lange Zeitspanne nötig, und beim Rückgewinnen des
überschüssigen Leuchtstoffpulvers wird eine große
Pulvermenge in der Luft verstreut. Außerdem ist für das Rückgewinnen
des überschüssigen Leuchtstoffpulvers eine (spezielle)
Vorrichtung nötig, wodurch sich Größe und Komplexität der
gesamten Pulverauftrag/Rückgewinnungsvorrichtung erhöhen.
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Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines
Leuchtstoffschirms ist in der JP-Patentveröffentlichung 59-117041
offenbart. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte des Ausbildens
eines Klebmittelmusters auf der Innenfläche einer
Frontplatte einer Farbbildröhre, wie im Fall des oben angegebenen,
ähnlichen Verfahrens, des Positionieren der Frontplatte in
der Weise, daß eine ein Klebmittelmuster bildende Fläche an
ihrer Unterseite vorgesehen ist, des Ein- oder Zuführens des
Leuchtstoffpulvers mittels eines Luftstroms von unten her
und des Anhaftenlassens des Leuchtstoffpulvers am
Klebmittelmuster unter Bewegung des Pulvers auf der Innenfläche der
Frontplatte. Bei diesem Verfahren braucht keine Vorrichtung
zum Rückgewinnen des überschüssigen Leuchtstoffpulvers
vorgesehen zu sein. Andererseits ist dieses Verfahren ebenfalls
mit den Mängeln des vorstehend geschilderten herkömmlichen
Verfahrens, d. h. erhöhte Komplexität oder Kompliziertheit
der Leuchtstoffpulver-Auftrag/Rückgewinnungsvorrichtung und
ungleichmäßiges Anhaften des Leuchtstoffpulvers am
Leuchtstoffschirm, behaftet.
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Ein Verfahren, durch welches die Mängel der oben
beschriebenen Verfahren beseitigt werden, ist in der
JP-Patentveröffentlichung 60-207229 offenbart. Dieses Verfahren
kennzeichnet sich durch die Schritte des Positionierens einer
Frontplatte in der Weise, daß die das Klebmittelmuster
bildende Fläche nach oben weist, und des Aufbringens des
Leuchtstoffpulvers auf die Innenfläche der Frontplatte unter
Drehung derselben um eine durch ihr Zentrum verlaufende Achse,
um das Pulver auf der Innenfläche der Frontplatte abwärts
gleiten oder rieseln und es am Klebmittelmuster anhaften zu
lassen. Mit diesem Verfahren wird die ungleichmäßige Haftung
des Leuchtstoffpulvers vermindert. Ein anderer Mangel
besteht dabei jedoch darin, daß die Dicke der
Leuchtstoffschicht am Umfang (Rand) kleiner ist als in der Mitte der
Frontplatte. Da bei diesem Verfahren die Frontplatte um eine
geneigte Achse gedreht werden muß, führt dies zu Nachteilen,
wie erhöhte Komplexität oder Kompliziertheit der
Leuchtstoffpulver-Auftrag/Rückgewinnungsvorrichtung und demzufolge
großem Einbauraumbedarf dieser Vorrichtung.
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Bei jedem der oben beschriebenen Verfahren unterliegt das
Leuchtstoffpulver im Fall einer bestimmten Sorte desselben
einem Zusammenballen, so daß der Leuchtstoffschirm
ungleichmäßig
wird. Dies ist besonders dann ungünstig, wenn dieses
Verfahren auf eine Bildröhre kleiner Abmessungen angewandt
wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
eines Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffschirms
auf der Innenfläche einer Frontplatte einer
Kathodenstrahlröhre, mit welchem ein Leuchtstoffschirm einer gleichmäßigen
Dicke unter vorteilhaften Arbeitsbedingungen und mit
geringen Kosten wirksam und wirtschaftlich herstellbar sein soll.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Schaffung einer einfach aufgebauten Vorrichtung zur Herstellung
eines Leuchtstoffschirms in einer Frontplatte einer
Kathodenstrahlröhre, mit welcher Vorrichtung das oben angegebene
Verfahren durchführbar sein soll.
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Zur Lösung obiger und weiterer Aufgaben wird mit der
vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
Leuchtstoffschirms auf einer Innenfläche einer Frontplatte einer
Kathodenstrahlröhre geschaffen, welches die folgenden
Schritte umfaßt:
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Ausbilden eines pulveraufnehmenden Klebmittelmusters auf der
Innenfläche einer im wesentlichen rechteckigen Frontplatte
mit einem Kragenabschnitt am Umfang,
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Formen eines versiegelten Gefäßes, bestehend im wesentlichen
aus einem ein Leuchtstoffpulver enthaltenden Behälter und
der Frontplatte, durch Zusammensetzen des Behälters und der
Frontplatte in der Weise, daß ihre Öffnungen einander
zugewandt sind, und
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Drehen des versiegelten Gefäßes um eine parallel zur
Innenfläche der Frontplatte und im wesentlichen waagerecht
verlaufenden
Achse, so daß das Leuchtstoffpulver gleichmäßig am
Klebmittelmuster anhaftet.
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Beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die
Drehzahl des versiegelten Gefäßes vorzugsweise 5-45/min.
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Da sich beim oben umrissenen Verfahren gemäß der Erfindung
das versiegelte Gefäß dreht, wird das Leuchtstoffpulver
fortlaufend bewegt, wobei es auf der Innenfläche der Seite der
Frontplatte, der das pulveraufnehmende Klebmittelmuster
bildenden Fläche der Frontplatte und der Innenfläche des
Pulverbehälters gleitet oder rieselt. Da hierbei somit durch eine
Kapillarerscheinung stets eine neue Oberfläche des
pulveraufnehmenden Klebmittelmusters freigelegt wird, wird eine feste
Pulverschicht geformt. Da eine Schwerkraft senkrecht zum
Leuchtstoffpulver einwirkt, ballt sich das Leuchtstoffpulver
auf der Innenfläche der Frontplatte nicht zusammen, vielmehr
kann damit ein Leuchtstoffschirm einer gleichmäßigen Dicke
gewährleistet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist
mithin speziell auf die Herstellung eines Leuchtstoffschirms
bei einer Farbkathodenstrahlröhre kleiner Abmessungen
anwendbar.
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Beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird das
Versiegelte Gefäß nicht nur gedreht, sondern bevorzugt bei
seiner Drehung auch mit einer Schwingung beaufschlagt. Bei
diesem Verfahren kann somit das Zusammenballen des
Leuchtstoffpulvers verhindert werden, so daß ein Leuchtstoffschirm
einer gleichmäßigeren Dicke erzeugt werden kann.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren können die Drehachse
geneigt und der Neigungswinkel während der Drehung variiert
werden.
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Ferner kann das versiegelte Gefäß, nachdem es in einer
vorbestimmten
Richtung gedreht worden ist, in der Gegenrichtung
gedreht werden.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die Drehachse des
versiegelten Gefäßes im wesentlichen parallel zur langen oder
zur kurzen Seite der rechteckigen Frontplatte eingestellt
werden.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine
Vorrichtung zur Herstellung eines Leuchtstoffschirms auf einer
Innenfläche einer Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre,
umfassend einen Behälter zur Aufnahme eines
Leuchtstoffpulvers, einen Frontplattenhalter zum Haltern des Behälters und
zum Kontaktieren der Öffnung der an ihrem Umfang einen
Kragenabschnitt aufweisenden rechteckigen Frontplatte mit der
Öffnung des Behälters, um sie festzuhalten, und eine
Antriebseinrichtung zum Drehen eines im wesentlichen aus dem
Behälter und der Frontplatte bestehenden versiegelten
Gefäßes um eine Drehachse, die im wesentlichen parallel zur
Innenfläche der Frontplatte und im wesentlichen waagerecht
verläuft.
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Die erfindungsgemäße, auf oben umrissene Weise ausgestaltete
Vorrichtung zur Herstellung eines Leuchtstoffschirms besitzt
einen außerordentlich einfachen Aufbau. Bei dieser
Vorrichtung sickert das Leuchtstoffpulver nicht nach außen heraus;
eine Rückgewinnung des Leuchtstoffpulvers ist nicht nötig,
und der Arbeitsvorgang kann wirksam oder wirtschaftlich
unter vorteilhaften Arbeitsbedingungen durchgeführt werden.
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Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus
der folgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten
Zeichnungen, in denen zeigen:
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Fig. 1 eine Darstellung einer Ausführungsform einer
Pulverauftragvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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Fig. 2 eine graphische Darstellung der Dickenverteilung
eines gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung bereitgestellten
Leuchtstoffschirms,
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Fig. 3 eine Darstellung einer anderen Ausführungsform
einer Pulverauftragvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung,
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Fig. 4 eine Darstellung noch einer anderen
Ausführungsform einer Pulverauftragvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung und
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Fig. 5 und 6 Darstellung weiterer Ausführungsformen einer
Pulverauftragvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Im folgenden sind Beispiele der vorliegenden Erfindung in
Anwendung auf ein Verfahren zur Herstellung eines
Leuchtstoffschirms an der Innenfläche einer Frontplatte einer
Farbbildröhre anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen
beschrieben.
Beispiel 1
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Eine unten angegebene lichtempfindliche Masse, die bei
Bestrahlung mit Licht Pulveraufnahme-Klebeeigenschaften zeigt,
wurde in einer Dicke von etwa 0,8 mm auf die Innenfläche
einer Frontplatte einer Farbbildröhre einer Größe von 14
inches bzw. Zoll (355,6 mm) aufgetragen.
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Polyvinylalkohol: 0,5 Gew.-%
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Diazoniumsalz: 4 Gew.-%
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Netzmittel (oberflächenaktives Mittel): 0,008 Gew.-%
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Wasser: Rest
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Sodann wurden eine Lochmaske in einem vorbestimmten Abstand
von der Frontplatten-Innenfläche angeordnet und die
lichtempfindliche Masseschicht auf der Frontplatten-Innenfläche
mittels einer in einem Abstand von etwa 200 mm von der
Frontplatten-Innenfläche angeordneten 1
kW-Superhochdruck-Quecksilberlampe etwa 2 min lang durch die Öffnungen der
Lochmaske hindurch belichtet, um im belichteten Bereich der
lichtempfindlichen Masseschicht ein pulveraufnehmendes
Klebmittelmuster zu erzeugen.
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Nach dem Entfernen der Lochmaske wurde die Frontplatte in
einer in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer
Leuchtstoffpulver-Auftragvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung montiert.
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Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist eine Drehachse 3
mittels Lagern 2 an einer Basis 1 zur Halterung beider Enden
einer Frontplattenbettung 4 zur Aufnahme der Frontplatte
gelagert. An der Bettung 4 sind eine Führung 5 zum
Positionieren der Frontplatte beim Montieren derselben an der Bettung
4 sowie eine Frontplatten-Anpreßeinrichtung 6 zum Befestigen
oder Festlegen der Frontplatte an der Bettung 4 vorgesehen.
An der Bettung 4 ist ein Leuchtstoffpulverbehälter 7 mit
einer Öffnung der gleichen Größe wie die der Frontplatte
angeordnet. Wenn die Frontplatte an der Bettung 4 montiert
ist, stimmt die Öffnung der Frontplatte mit derjenigen des
Behälters 7 überein. Auf der Achse 3 ist eine Riemenscheibe
8 zum Drehen der Drehachse 3 montiert und über einen Riemen
9 mit einem Motor 10 verbunden.
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Zur Ausbildung einer Leuchtstoffschicht auf der Innenfläche
der Frontplatte mittels dieser Vorrichtung wird zunächst
Leuchtstoffpulver in den Behälter 7 eingegeben; danach wird
die an ihrer Innenfläche mit einem pulveraufnehmenden
Klebmittelmuster versehene Frontplatte 11 auf der Bettung 4 so
angeordnet, daß ihre Öffnung mit derjenigen des auf
vorbestimmte Weise positionierten Behälters 7 übereinstimmt, und
durch die Frontplatten-Anpreßeinrichtung von oben her
angepreßt, um ein aus dem Behälter 7 und der Frontplatte 11
bestehendes versiegeltes Gefäß zu bilden. Hierauf wird der
Motor zum Drehen des versiegelten Gefäßes betätigt.
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Beim jedesmaligen Drehen des versiegelten Gefäßes um eine
Umdrehung rieselt das Leuchtstoffpulver fortlaufend auf der
Innenfläche an der einen Seite der Frontplatte, dem
pulveraufnehmenden Klebmittelmuster und der Innenfläche an der
anderen Seite der Frontplatte, um dann wieder vom Pulverbehälter
aufgenommen zu werden. Dieses Drehen erfolgt 1 min lang mit
einer vorbestimmten Drehzahl von z. B. 20/min, wobei auf der
Innenfläche der Frontplatte eine Leuchtstoffpulverschicht
geformt wird.
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Hierauf wird die Frontplatte mit nach unten weisender
Leuchtstoffpulverschicht von der Bettung abgenommen, wonach auf
die Innenfläche der Frontplatte Luft aufgeblasen wird, um
unnötiges Leuchtstoffpulver auszublasen und damit eine
Luftentwicklung durchzuführen.
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Die Dickenverteilung der auf oben beschriebene Weise
erhaltenen Leuchtstoffschicht auf der Innenfläche der Frontplatte
(14 inch-Größentyp; diagonale Länge: 325 mm) ist in Fig. 2
veranschaulicht. In Fig. 2 sind auf der Ordinate die
relative Film- oder Schichtdicke (%) zu derjenigen der
Leuchtstoffschicht in der Mitte der Frontplatte und auf der Abszisse
der Abstand von der Mitte der Frontplatte in
Diagonalrichtung
aufgetragen. In Fig. 2 steht eine Kurve 1 für die
Dickenverteilung des nach diesem Beispiel bereitgestellten
Leuchtstoffschirms, während eine Kurve 2 für die
Dickenverteilung bei dem Leuchtstoffschirm, der nach einem in der
JP-Patentveröffentlichung 60-207229 offenbarten Verfahren
bereitgestellt wird, steht. Wie aus einem Vergleich von Kurve
1 mit Kurve 2 hervorgeht, besitzt der nach diesem Beispiel
bereitgestellte Leuchtstoffschirm im Vergleich zu dem nach
einem herkömmlichen Verfahren hergestellten
Leuchtstoffschirm eine ausgezeichnete Dickengleichmäßigkeit des
Leuchtstoffschirms.
Beispiel 2
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Das Auftragen des Leuchtstoffpulvers erfolgte in Beispiel l
nur mittels Drehung des versiegelten Gefäßes; ein noch
gleichmäßigerer Leuchtstoffschirm kann jedoch durch
Einwirkenlassen von Schwingung auf das versiegelte Gefäß
gewährleistet werden. Diese Schwingung kann ein Zusammenballen des
Leuchtstoffpulvers verhindern und sein Rieseln auf der
Innenfläche der Frontplatte begünstigen.
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Die Drehung des so in Schwingung zu versetzenden
versiegelten Gefäßes wird mit einer anderen, in Fig. 3 gezeigten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht. Die
in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung besitzt den gleichen
Aufbau wie die Vorrichtung nach Fig. l, nur mit dem
Unterschied, daß unter der Basis 1 ein Schwingungserzeuger 21
vorgesehen ist. Die Reihenfolge des Auftragens des
Leuchtstoffpulvers mittels der Vorrichtung nach Fig. 3 ist die gleiche,
wie sie im Verfahren nach Beispiel 1 angegeben ist,
abgesehen davon, daß das versiegelte Gefäß in Drehung versetzt und
der Schwingungserzeuger zum Schwingenlassen des Gefäßes
betätigt wird.
Beispiel 3
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Noch eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der
Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei ist unter der
Basis 1 der Vorrichtung nach Beispiel 1 zusätzlich eine
Neigungsvorrichtung vorgesehen. Mit anderen Worten: dabei ist
die ein Scharnier oder Gelenk 31, einen (Druck-)Luftzylinder
32, einen Rahmen 33 und einen Basisträger 34 aufweisende
Neigungsvorrichtung vorgesehen.
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Wenn mittels dieser Vorrichtung Leuchtstoffpulver auf die
Innenfläche der Frontplatte aufgebracht werden soll, wird
das versiegelte Gefäß gedreht und geneigt (schräggestellt),
um das Leuchtstoffpulver auf die Frontplatten-Innenfläche
aufzubringen.
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Das dabei vorgenommene Neigen der Achse gewährleistet den
Vorteil einer gleichmäßigen Ausbildung bzw. Verteilung des
Leuchtstoffpulvers auf der gesamten Innenfläche der
Frontplatte.
Beispiel 4
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Weitere Ausführungsformen einer Vorrichtung gemäß der
Erfindung sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Die Vorrichtung
nach Fig. 5 umfaßt einen halbzylindrischen
Frontplattenhalter 41, einen halbzylindrischen Leuchtstoffpulverbehälter
42, eine Ausnehmung 43 zum Halten der Frontplatte, eine
Ausnehmung 44 zum Einfüllen des Leuchtstoffpulvers, eine
Spanneinrichtung 45 und Scharniere 46. Die Vorrichtung nach Fig.
6 umfaßt Rollen 51 zum Aufsetzen eines versiegelten Gefäßes
gemäß Fig. 5 und einen Rollenbock 52.
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Zum Auftragen des Leuchtstoffpulvers mittels einer
Vorrichtung der oben beschriebenen Art werden eine in vorbestimmter
Weise mit einer Leuchtstoffschicht versehene Frontplatte 48
eingesetzt und das Leuchtstoffpulver 47 in die Ausnehmung
des Pulverbehälters eingefüllt. Der Frontplattenhalter und
der Pulverbehälter, die mittels der Scharniere verbunden
sind, werden zur Bildung eines versiegelten Gefäßes
miteinander vereinigt, und das Gefäß wird auf die Rollen aufgesetzt.
Die Rollen werden durch eine nicht dargestellte
Drehvorrichtung in Drehung versetzt, um das versiegelte Gefäß in
Richtung eines Pfeils in Fig. 6 zu drehen.
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Dabei wird das Gefäß zur Ausbildung eines Leuchtstoffschirms
auf der Frontplatten-Innenfläche mittels einer sehr
einfachen Vorrichtung auf die gleiche Weise wie bei den
vorhergehenden Beispielen gedreht.
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Wie vorstehend beschrieben, wird das die Frontplatte und den
Leuchtstoffpulverbehälter aufweisende versiegelte Gefäß
nicht nur um eine waagerechte Achse gedreht, sondern (auch)
in Schwingung versetzt oder um eine geneigte Achse gedreht,
um auf der Innenfläche der Frontplatte einen vorteilhaften
Leuchtstoffschirm auszubilden. Die Form oder das
Drehverfahren des versiegelten Gefäßes kann innerhalb des Rahmens der
vorliegenden Erfindung vielfältig abgewandelt werden. Ein
zweckmäßiger bzw. wirtschaftlicher Leuchtstoffschirm kann
durch Anwendung eines Drehverfahrens, das an die Art des
Leuchtstoffs und/oder die Größen und Formen der
Frontplatte(n) angepaßt ist, geformt werden.
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Das Leuchtstoffpulver ist oben beschrieben worden, doch ist
die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Auf das
Substrat oder den Schichtträger können verschiedene Pulver
zur Ausbildung einer ausgezeichneten Pulverschicht auf ihm
aufgetragen werden.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung
wird das Gefäß aus der Frontplatte und dem Pulverbehälter
versiegelt bzw. geschlossen und in Drehung versetzt, wobei
auf der Innenfläche der Frontplatte die Leuchtstoffpulver-
Klebmittelschicht ausgebildet ist. Die Konstruktion der
Vorrichtung ist mithin einfach, und die Pulverschicht
ausgezeichneter Eigenschaften hoher Güte sowie einer hohen
Packungsdichte kann mit weniger Pulververlust und in einer
günstigen Arbeitsumgebung in kurzer Zeit geformt werden. Das
Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bietet damit
einen hohen industriellen Nutzeffekt.