DE4223351A1 - Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer KathodenstrahlröhreInfo
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- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
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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 Kathodenstrahlröhre, deren
Phosphorbeschichtung im Innenraum der Kathodenstrahlröhre
bedeckungsfrei am Bildschirm angeordnet ist, wobei der
Innenraum mittels einer Vakuumpumpe evakuiert und danach
gasdicht verschlossen wird.
Kathodenstrahlröhren mit freiliegender Phosphorschicht
(ohne Aluminiumbedeckung) sind z. B. Feldemitterröhren
(vergl. Information Display 5, 1989, Seiten 17 ff, oder
I.E.E.E. Trans. E.D. 36, 1989, Seiten 225 ff). Auch
derartige Röhren müssen abschließend evakuiert werden
(vergl. Valvo Berichte, 1974, Seite 77 ff).
Es ist bekannt (Philips Tech. Rev. 1989, Seiten 335 ff),
daß die Helligkeit des Lumineszenzlichts bei gegebener
Intensität der Elektronenbestrahlung mit der Zeit in
Abhängigkeit der Ladungsmenge des Elektronenbeschusses
abnimmt (Degradation).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren
der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß die
alterungsbedingte Degradation geringer wird.
Die Lösung gelingt dadurch, daß während des Evakuierens
ein nicht-oxidierendes hydrolisierbares Gas während eines
begrenzten Zeitintervalls in den Innenraum mit einem
Partialdruck eingeleitet wird, welcher wesentlich größer
als der zu erreichende End-Vakuumdruck der
Kathodenstrahlröhre ist, daß danach die Evakuierung ohne
weitere Gaszufuhr bis zum Erreichen des End-Vakuumdrucks
fortgesetzt und dann die Kathodenstrahlröhre gasdicht
verschlossen wird.
Auf Phosphorkristallen angelagerte OH-Gruppen sind in
wesentlichem Ausmaß für die Degradation verantwortlich,
insbesondere dann, wenn zur Herstellung der
Phosphatschicht silikathaltige Bindematerialien verwendet
werden. Das erfindungsgemäß eingeleitete Gas wird durch
Reaktion mit den OH-Ionen hydrolisiert. Im Falle von BCl3
wird HCl abgespalten und beim Evakuieren abgesaugt.
Ein nicht-oxidierendes Gas ist vorteilhaft, weil eine
Oxidation der Phosphoroberfläche deren Lumineszenzwirkung
beeinträchtigen würde. Ein besonders geeignetes Gas ist
BCl3. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche gleichwirkende
Gase bekannt, insbesondere Halogenide, wie z. B. GeCl4.
Eine Verminderung der Degradation versuchte man bisher
durch Erhitzen der Phosphorschicht auf etwa 350°C zu
erreichen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man
jedoch wesentlich bessere Ergebnisse. Es hat sich dabei
als vorteilhaft erwiesen, für das erfindungsgemäße
Verfahren sehr viel niedrigere Erhitzungstemperaturen
anzuwenden. Eine bevorzugte Lösung ist deshalb dadurch
gekennzeichnet, daß die Evakuierung bei Temperaturen im
Bereich von 50°C bis 250°C, insbesondere bei etwa 100°C,
durchgeführt wird.
Bei relativ niedrigen Elektronenenergien von bis zu 5 keV,
wie sie bei flachen Kathodenstrahlröhren der eingangs
genannten Art üblich sind, führt das Heizen der
Phosphorschicht im Vakuum auf 350°C nicht zu einer
ausreichenden Verminderung der Degradation, weil die
Phosphoroberfläche bei hohen Temperaturen so verändert
wird, daß eine höhere Empfindlichkeit gegen
Elektronenbeschuß entsteht. Bei niedrigeren Temperaturen
von etwa 100°C ist zwar die rein thermische Entfernung der
OH-Gruppen von der Phosphoroberfläche sehr viel weniger
wirksam. In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Zufuhr
eines hydrolisierbaren Gases resultiert jedoch eine
Verminderung der Degradation in einem bisher nicht
erreichten Ausmaß.
Zur Verminderung der Degradation ist es ausreichend, daß
der Partialdruck p des hydrolisierbaren Gases und die Zeit
t von dessen Aufrechterhaltung derart gewählt sind, daß
sich eine Flächenstoßrate der Moleküle des
hydrolisierbaren Gases ergibt, welche mindestens den Wert
hat, welcher sich bei Verwendung von BCl3 und einem Produkt
p·t=0,8·10-3 mbar·min ergibt. Höhere Werte der
Flächenstoßrate verbessern das Degradationsverhalten nicht
mehr wesentlich.
Die Erfindung wird anhand der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt Degradationskennlinien von ZnS:Ag bei
verschiedenen Verfahrensparametern.
In der Figur ist die relative Intensität i/io der bei 4 keV
Elektronenenergie gemessenen Lumineszenzstrahlung in
Abhängigkeit der je cm2 der Phosphoroberfläche
auf gebrachten Ladungsmenge dargestellt.
Kennlinie 1 ergab sich, nachdem keine besonderen Maßnahmen
zur Verbesserung des Degradationsverhaltens vorgesehen
wurden, also bei einer Evakuierung im Bereich der
Raumtemperatur und ohne Einleitung eines hydrolisierbaren
Gases.
Kennlinie 2 wurde gemessen, nachdem die Evakuierung bei
350°C und ohne Zufuhr eines hydrolisierbaren Gases
durchgeführt wurde.
Überraschend ergaben sich bei 100°C (70 min) und ohne
Zufuhr eines hydrolisierbaren Gases gemäß Kennlinie 3
sogar bessere Werte als nach Kennlinie 2.
Bei erfindungsgemäßer Herstellung ergab sich die
vorteilhafte Kennlinie 4. Während des Evakuierens wurde
10 min ein BCl3-Partialdruck von 10-4 mbar bei einer
Temperatur von 100°C aufrechterhalten.
Wichtig ist, daß nach der Phase der Einleitung des
hydrolisierbaren Gases keine wasserdampfhaltigen Gase wie
Atmosphärenluft an die Phosphoroberfläche gelangen können,
da sonst das Degradationsverhalten wieder erheblich
verschlechtert wird.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre,
deren Phosphorbeschichtung im Innenraum der
Kathodenstrahlröhre bedeckungsfrei am Bildschirm
angeordnet ist, wobei der Innenraum mittels einer
Vakuumpumpe evakuiert und danach gasdicht verschlossen
wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Evakuierens
ein nicht-oxidierendes hydrolisierbares Gas während eines
begrenzten Zeitintervalls in den Innenraum mit einem
Partialdruck eingeleitet wird, welcher wesentlich größer
als der zu erreichende End-Vakuumdruck der
Kathodenstrahlröhre ist, daß danach die Evakuierung ohne
weitere Gaszufuhr bis zum Erreichen des End-Vakuumdrucks
fortgesetzt und dann die Kathodenstrahlröhre gasdicht
verschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Evakuierung bei Temperaturen im Bereich von 50°C bis
250°C, insbesondere bei etwa 100°C, durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Partialdruck (p) des
hydrolisierbaren Gases und die Zeit (t) von dessen
Aufrechterhaltung derart gewählt sind, daß sich eine
Flächenstoßrate der Moleküle des hydrolisierbaren Gases
ergibt, welche mindestens den Wert hat, welcher sich bei
Verwendung von BCl3 und einem Produkt
p·t=0,8·10-3 mbar·min ergibt.
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