DE69006927T2

DE69006927T2 - Verfahren zur Herstellung einer Fluoreszenzschirmeinheit unter Verwendung von trocken-pulverisiertem Filmmaterial.

Info

Publication number: DE69006927T2
Application number: DE69006927T
Authority: DE
Inventors: Peter Michael Ritt; Harry Robert Stork
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: JPH088063B2; CN1062429A; CZ281125B6; EP0403263A3; EP0403263A2; KR0174534B1; RU2051440C1; EP0403263B1; CN1022717C; DD295276A5; JPH0330232A; PL163986B1; PL285583A1; CA2016460A1; CA2016460C; US5028501A; CZ288290A3; KR910001843A; DE69006927D1; TR25721A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtschirmanordnung, und insbesondere auf eine elektrophotographische Herstellung einer Schirmanordnung für eine Farb-Kathodenstrahlröhre (CRT) unter Verwendung triboelektrisch geladener, trockenpulverisierter, oberflächenbehandelter Schirmaufbau- und Überzugsstoffe.
Eine übliche Kathodenstrahlröhre vom Lochmaskentyp umfaßt einen evakuierten Röhrenkolben, in dem sich ein Bildschirm, der eine Gruppe von Leuchtstoffelementen mit drei unterschiedlichen Emissionsfarben enthält, die in zyklischer Reihenfolge angeordnet sind, Mittel zur Erzeugung von drei konvergenten Elektronenstrahlen, die auf den Schirm gerichtet sind, und eine Farbauswahlanordnung oder Lochmaske befinden, die aus einem dünnen mit vielen Löchern versehenen Metallblech besteht, das genau zwischen dem Schirm und den strahlerzeugenden Mitteln angeordnet ist. Das mit Löchern versehene Metallblech beschattet den Schirm, und die Unterschiede der Konvergenzwinkel erlauben, daß die ausgesendeten Teile jedes Strahls selektiv Leuchtstoffelemente der gewünschten Emissionsfarbe erregen. Eine Matrix aus lichtabsorbierendem Material umgibt die Leuchtstoffelemente.
US-Patent 3,475,169, erteilt für H. G. Lange am 28. Oktober 1969, offenbart ein Verfahren zur elektrophotographischen Herstellung von Schirmen für Farb-Kathodenstrahlröhren. Die Innenfläche der Stirnplatte der Kathodenstrahlröhre wird mit einem verfüchtigbaren leitenden Material beschichtet und dann mit einer Schicht aus verflüchtigbarem lichtelektrischem Material überzogen.
Die lichtelektrische Schicht wird dann gleichmäßig geladen, selektiv durch die Lochmaske belichtet, um ein latentes Ladungsbild zu errichten und dann unter Verwendung einer Trägerflüssigkeit mit hohem Molekulargewicht entwickelt. Die Trägerflüssigkeit trägt in Suspension eine Menge an Leuchtstoffpartikeln mit einer gegebenen Emissionsfarbe, die selektiv auf geeignet geladenen Bereichen der lichtelektrischen Schicht abgelagert werden, um das latente Bild zu entwickeln. Der Lade-, Belichtungs- und Ablagerungsprozeß wird für jede der drei Farbe aussendenden Leuchtstoffe des Schirms durchgeführt. Eine Verbesserung der elektrophotographischen Leuchtschirmherstellung ist im US-Patent 4,448,866 beschrieben, das für H. G. Olieslagers et al. am 15. Mai 1984 erteilt wurde. ln diesem Patent soll die Adhäsion der Leuchtstoffpartikel durch gleichmäßige Belichtung erhöht werden, wobei nach jedem Ablagerungsschritt die Teile der lichtelektrischen Schicht zwischen dem abgelagerten Muster von Leuchtstoffpartikeln liegen, um jede restliche Ladung zu vermindern oder zu entladen und eine gleichmäßigere Wiederaufladung des Photoleiters für nachfolgende Ablagerungen zu erlauben.
Die beiden oben genannten Patente offenbaren einen elektrophotographischen Prozeß, der im Kern ein Naß-Prozeß ist. Ein Nachteil des Naß-Prozesses besteht darin, daß er nicht in der Lage sein kann, die höheren Auflösungsanforderungen der nächsten Generation von Unterhaltungsvorrichtungen und die noch höheren Auflösungserfordernisse für Monitore, Arbeitsstationen und Anwendungen, die einen farbigen alphanumerischen Text erfordern, zu erfüllen. Zusätzlich erfordert der Naß-Prozeß (einschließlich Matrixverarbeitung) eine große Zahl von größeren Verarbeitungsschritten, ausgedehnte Rohrinstallationen und die Verwendung von klarem Wasser, und er erfordert eine Leuchtstoffwiederverwertung und -rückgewinnung, und er verbraucht große Mengen an elektrischer Energie zum Belichten und Trocknen der Leuchtstoffe.
US-Patent 4,921,767, erteilt für P. Datta et al . am 1. Mai 1990 und die europäischen Patentanmeldungen 89 31 2872.6 und 89 31 2873.8, angemeldet am 11. Dezember 1989, beschreiben ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Schirmanordnungen für Kathodenstrahlröhren unter Verwendung triboelektrisch geladener, trockenpulverisierter Schirmaufbaumaterialien und oberflächenbehandelter Leuchtstoffpartikel mit einem darauf befindlichen Haftvermittler zur Steuerung der triboelektrischen Ladungseigenschaften der Leuchtstoffpartikel. Während des Herstellungsprozesses werden die oberflächenbehandelten Schirmaufbaumaterialien elektrostatisch von der lichtelektrischen Schicht auf dem Schirmträger angezogen, und die Anziehungskraft ist eine Funktion der Größe der triboelektrischen Ladung der Schirmaufbaumaterialien. Es ist eine thermische Bindung verwendet worden, damit die verhältnismäßig lose gebundenen oberflächenbehandelten Materialien an der lichtelektrischen Schicht haften. Eine thermische Bindung verursacht jedoch gelegentlich Risse in der lichtelektrischen Schicht, die sich während eines folgenden Überzugsschrittes in dem Herstellungsprozeß ablösen können. Zusätzlich ist es erwünscht, die schmelzbare thermoplastische Leuchtstoffschicht zu beseitigen, die bei einigen der oben genannten triboelektrischen Prozesse verwendet wird, da solche Schichten zusätzliche organische Materialien hinzufügen, die den Wirkungsgrad der Leuchtemission negativ beeinflussen können. Es wurde festgelegt, daß ein anderes Verfahren für einen trockenen Überzug somit erwünscht ist, um den Leuchtwirkungsgrad, die Schirmgleichmäßigkeit und die Haftung zu erhöhen und den Verlust von Schirmanordnungen während des Herstellungsprozesses aufgrund von gerissenen oder abgelösten lichtelektrischen Schichten zu verhindern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtschirmanordnung auf einem Substrat einer Kathodenstrahlröhre die Schritte: Vorsehen einer Schicht eines nicht-leuchtenden Schirmaufbaumaterials in einem vorgegebenen Muster auf dem Substrat und Aufbringen einer Vielzahl von Farblicht aussendenden Schirmaufbaumaterialien auf das Substrat. Die Farblicht aussendenden Schirmaufbaumaterialien sind von dem nichtleuchtenden Material umgeben. Ein elektrostatisch geladenes, trockenpulverisiertes Kunstharz wird auf den Farblicht aussendenden und nichtleuchtenden Schirmaufbaumaterialien aufgebracht und geschmolzen, um einen im wesentlichen ununterbrochenen Film zu bilden.
In den Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Farb-Kathodenstrahlröhre, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
Fig. 2 einen Schnitt durch die Schirmanordnung der in Fig. 1 dargestellten Röhre;
Fig. 3a - 3g ausgewählte Schritte bei der Herstellung der in Fig. 1 dargestellten Röhre.
Fig. 1 zeigt eine Farb-Kathodenstrahlröhre 10 mit einem Glasröhrenkolben 11, der eine rechteckige Schirmträgerplatte 12 enthält, die mit einem rohrförmigen Hals 14 durch einen rechteckigen Trichter 15 verbunden ist. Der Trichter 15 hat eine innere leitende Schicht (nicht dargestellt), die in Kontakt mit einem Anodenknopf 16 ist und sich in den Hals 14 erstreckt. Die Schirmträgerplatte 12 enthält einen Sichtschirm oder ein Substrat 18 und einen Umfangsflansch oder eine Seitenwand 20, die mit dem Trichter 15 durch eine Glasschmelze 21 abdichtend verbunden ist. Ein Dreifarben-Leuchtschirm 22 ruht auf der Innenfläche des Schirmträgers 18. Der Schirm 22 in Fig. 2 ist vorzugsweise ein Linienrasterschirm (Schlitzmaskenschirm), der eine Vielzahl von Schirmelementen enthält, die aus Rot aussendenden, Grün aussendenden und Blau aussendenden Leuchtstoffstreifen R, G bzw. B bestehen, die in Farbgruppen oder Bildelementen von drei Streifen oder Triaden in zyklischer Reihenfolge angeordnet sind und sich in einer Richtung erstrecken, die im allgemeinen senkrecht zur Ebene ist, in der die Elektronenstrahlen erzeugt werden. In der normalen Betrachtungsposition der Anordnung erstrecken sich die Leuchtstoffstreifen in vertikaler Richtung. Vorzugsweise sind die Leuchtstoffstreifen voneinander durch ein lichtabsorbierendes Matrixmaterial 23 getrennt, was in der Fachwelt bekannt ist. Statt dessen kann der Schirm ein Punktrasterschirm (Lochmaskenschirm) sein. Eine dünne leitende Schicht 24, vorzugsweise aus Aluminium, liegt über dem Schirm 22 und bildet ein Mittel zur Zuführung eines gleichmäßigen Potentials zu dem Schirm wie auch zur Reflexion von Licht, das von den Leuchtstoffelementen durch den Schirmträger 18 ausgesendet wird. Der Schirm 22 und die darüberliegende Aluminiumschicht 24 bilden eine Schirmanordnung.
Gemäß Fig. 1 ist eine mit zahlreichen Löchern versehene Farbauswahlelektrode oder Lochmaske 25 durch übliche Mittel in vorgegebener Abstandsbeziehung zu der Schirmanordnung lösbar angebracht. Eine Elektronenkanone 26, die in Fig. 1 schematisch durch die gestrichelten Linien dargestellt ist, ist zentral innerhalb des Halses 14 gelagert, um drei Elektronenstrahlen 28 zu erzeugen und entlang konvergenter Wege durch die Löcher in der Maske 25 zum Schirm 22 zu leiten. Die Elektronenkanone 26 kann beispielsweise eine Bi-Potential-Elektronenkanone des Typs sein, der in dem US-Patent 4,620,133, das für A. Morell et al. am 28. Oktober 1986 erteilt wurde, beschrieben ist, oder irgendeine andere geeignete Kanone.
Die Röhre 10 ist so ausgebildet, daß sie mit einem externen magmetischen Ablenkjoch verwendet werden kann, z.B. dem Joch 30, das im Bereich der Verbindung von Trichter und Hals angeordnet ist. Bei Aktivierung unterwirft das Joch 30 die drei Strahlen 28 Magnetfeldern, die bewirken, daß die Strahlen den Schirm 22 horizontal und vertikal in einem rechteckigen Raster abtasten. Die Anfangsebene der Ablenkung (bei der Ablenkung Null) ist durch die Linie P-P in Fig. 1 etwa in der Mitte des Joches 30 dargestellt. Der Einfachheit halber sind die tatsächlichen Krümmungen der Ablenkstrahlenwege in der Ablenkzone nicht dargestellt.
Der Schirm 22 wird durch einen neuen elektrophotographischen Prozeß hergestellt, der schematisch in Fig. 3a bis 3g dargestellt ist. Zunächst wird die Platte 12 mit einer ätzenden Lösung gewaschen, mit Wasser gespült, mit gepufferter Fluorwasserstoffsäure geätzt und erneut mit Wasser gespült, was vom Stand der Technik bekannt ist. Die innere Fläche des Sichtschirmträgers 18 wird dann mit einer Schicht 32 aus elektrisch leitendem Material beschichtet, das eine Elektrode für eine darüberliegende lichtelektrische Schicht 34 bildet. Die lichtelektrische Schicht 34 umfaßt ein verflüchtigbares organisches Polymermaterial , einen geeigneten lichtelektrischen Farbstoff, der für sichtbares Licht empfindlich ist, und ein Lösungsmittel. Die Zusammensetzung und das Verfahren zur Bildung der leitenden Schicht 32 und der lichtelektrischen Schicht 34 kann sein, wie in der oben genannten europäischen Patentanmeldung 89 31 2873.6 beschrieben.
Die lichtelektrische Schicht 34, die die leitende Schicht 32 überdeckt, wird in einer dunklen Umgebung durch eine übliche positive Korona-Entladungsvorrichtung 36 geladen, die in Fig. 3b schematisch dargestellt ist, die sich über die Schicht 34 bewegt und sie innerhalb des Bereiches von +200 bis +700 Volt auflädt, wobei +200 bis +400 Volt bevorzugt werden. Die Lochmaske 25 wird in die Platte 12 eingesetzt, und der positiv geladene Photoleiter wird über die Lochmaske dem Licht einer Xenon-Blitzlichtlampe 38 ausgesetzt, die in einem üblichen Drei-in-Eins- Leuchtturm (dargestellt durch die Linse 40 in Fig. 3c) angeordnet ist. Nach jeder Belichtung wird die Lampe in eine andere Position bewegt, um den Auftreffwinkel der Elektronenstrahlen von der Elektronenkanone nachzubilden. Drei Belichtungen sind von drei unterschiedlichen Lampenpositionen erforderlich, um die Bereiche des Photoleiters zu entladen, wo die Licht aussendenden Leuchtstoffe anschließend aufgebracht werden, um den Schirm zu bilden. Nach dem Belichtungsschritt wird die Lochmaske 25 von der Platte 12 entfernt, und die Platte wird zu einem ersten Entwickler 42 (Fig. 3d) bewegt. Der erste Entwickler enthält geeignet vorbereitete, trokkenpulverisierte Partikel eines Licht absorbierenden Black-Matrix-Schirmaufbaumaterials und oberflächenbehandelte isolierende Trägerperlen (nicht dargestellt), die einen Durchmesser von etwa 100 bis 300 Mikron haben, und die den Partikeln des Black-Matrix-Materials, wie hierin beschrieben, eine triboelektrische Ladung verleihen.
Geeignete Black-Matrix-Materialien enthalten im allgemeinen schwarze Pigmente, die bei einer Röhrenverarbeitungstemperatur von 450ºC stabil sind. Schwarze Pigmente, die für die Verwendung bei der Herstellung von Matrix-Materialien geeignet sind, enthalten: Eisenmanganoxid, Eisenkobaltoxid, Zinkeisensulfid und isolierendes Rußschwarz. Das Black-Matrix-Material wird durch Schmelz-Mischung des Pigments, eines Polymers und eines geeigneten Ladungssteuermittels hergestellt, das die Größe der triboelektrischen Ladung steuert, die dem Matrix-Material erteilt wird. Das Material wird auf eine Durchschnittspartikelgröße von etwa 5 Mikron gemahlen.
Das Black-Matrix-Material und die oberflächenbehandelten Trägerperlen werden in dem Entwickler 42 unter Verwendung von etwa 1 bis 2 Gew.-% des Black-Matrix-Materials gemischt. Das Material und die Perlen werden so gemischt, daß die feinverteilten Matrix-Partikel sich berühren und beispielsweise durch die oberflächenbehandelten Trägerperlen negativ geladen werden. Die negativ geladenen Matrix-Partikel werden aus dem Entwickler 42 ausgestoßen und von dem positiv geladenen, unbelichteten Bereich der lichtelektrischen Schicht 34 angezogen, um diesen Bereich unmittelbar zu entwickeln.
Die lichtelektrische Schicht 34, die die Matrix 23 enthält, wird gleichmäßig für die Anbringung des ersten der drei triboelektrisch geladenen, trockenpulverisierten, Farbe emittierenden Leuchtschirmaufbaumaterialien auf etwa 200 bis 400 Volt positiven Potentials wieder aufgeladen. Während nicht-oberflächenbehandelte Leuchtstoffmaterialien wegen ihres höheren Emissionswirkungsgrades bevorzugt werden, können oberflächenbehandelte Leuchtstoffmaterialien verwendet werden, die in dem oben genannten US-Patent 4,921,727 und der europäischen Patentanmeldung 89 31 2872.8 beschrieben sind. Die Lochmaske 25 wird wieder in die Platte 12 eingesetzt, und ausgewählte Bereiche der lichtelektrischen Schicht 34, die den Orten entsprechen, wo Grün emittierendes Leuchtstoffmaterial abgelagert wird, werden von einem ersten Ort innerhalb des Leuchtturms sichtbarem Licht ausgesetzt, um diese Bereiche selektiv zu entladen. Der erste Lichtort nähert sich dem Konvergenzwinkel des auf den grünen Leuchtstoff auftreffenden Elektronenstrahls. Die Lochmaske 25 wird von der Platte 12 entfernt, und die Platte wird zu einem zweiten Entwickler 42 bewegt. Der zweite Entwickler enthält triboelektrisch geladene, trockenpulverisierte Partikel aus Grün emittierendem Leuchtschirmaufbaumaterial und oberflächenbehandelte Trägerperlen. 1000 g der oberflächenbehandelten Trägerperlen werden mit etwa 15 bis 20 g der Leuchtstoffpartikel in dem zweiten Entwickler 42 kombiniert. Die Trägerperlen werden mit einem Fluorsilan-Haftvermittler behandelt, um den Leuchtstoffpartikeln eine beispielsweise positive Ladüng zu erteilen. Um die Leuchtstoffpartikel negativ zu laden, wird für die Trägerperlen ein Aminosilan-Haftvermittler verwendet. Die positiv geladenen, Grün aussendenden Leuchtstoffpartikel werden in einem Prozeß, der als Umkehr-Entwicklung bekannt ist, aus dem Entwickler ausgestoßen, von den positiv geladenen Bereichen der lichtelektrischen Schicht 34 und der Matrix 23 abgestoßen und auf den entladenen, dem Licht ausgesetzten Bereichen der lichtelektrischen Schicht abgelagert.
Der Prozeß des Ladens, der Belichtung und der Entwicklung wird für die trockenpulverisierten Blau und Rot emittierenden Leuchtstoffpartikel des Schirmaufbaumaterials wiederholt. Die Belichtung mit sichtbarem Licht, um selektiv die positiv geladenen Bereiche der lichtelektrischen Schicht 34 zu entladen, erfolgt von einer zweiten und dann von einer dritten Position in dem Leuchtturm, um eine Annäherung an die Konvergenzwinkel der auf den blauen Leuchtstoff bzw. den roten Leuchtstoff auftreffenden Elektronenstrahlen zu erreichen. Die triboelektrisch positiv geladenen, trockenpulverisierten Leuchtstoffpartikel werden mit den oberflächenbehandelten Trägerperlen in dem oben beschriebenen Verhältnis gemischt und aus einem dritten und dann aus einem vierten Entwickler 42 ausgestoßen, durch die positiv geladenen Bereiche des zuvor abgelagerten Schirmaufbaumaterials zurückgestoßen und auf den entladenen Bereichen der lichtelektrischen Schicht 34 abgelagert, um die Blau bzw. die Rot emittierenden Leuchtstoffelemente vorzusehen.
Die Schirmaufbaumaterialien, die das oberflächenbehandelte Black-Matrix-Material und die Grün, Blau und Rot emittierenden Leuchtstoffpartikel umfassen, werden elektrostatisch an der lichtelektrischen Schicht 34 angebracht oder mit dieser verbunden. Die Haftung der Schirmaufbaumaterialien kann erhöht werden, wenn auf ihnen unmittelbar ein elektrostatisch geladenes, trokkenpulverisiertes Überzugs-Kunstharz von einem fünften Entwickler 42 (Fig. 3f) abgelagert wird. Die leitende Schicht 32 wird während der Aufbringung des Kunstharzes an Masse gelegt. Ein weitgehend gleichmäßiges positives Potential von etwa 200 bis 400 Volt kann der lichtelektrischen Schicht und den darüberliegenden Schirmaufbaumaterialien unter Verwendung der Entladungsvorrichtung 36 (Fig. 3e) vor dem Überzugsschritt zugeführt werden, um ein anziehendes Potential zu schaffen und eine gleichmäßige Ablagerung des Kunstharzes sicherzustellen, das in diesem Fall negativ geladen würde. Der Entwickler kann beispielsweis eine Ransburg-Kanone sein, die die Kunstharzpartikel durch Korona- Entladung auflädt. Das Kunstharz ist ein organisches Material mit einem niedrigen Glas-Übergangstemperatur/Schmelzflußindex von weniger als etwa 120ºC und mit einer Zersetzungstemperatur von weniger als 400ºC. Das Kunstharz ist wasserunlöslich, hat vorzugsweise eine unregelmäßige Partikelform für eine bessere Ladungsverteilung und hat eine Partikelgröße von weniger als etwa 50 Mikron. Das bevorzugte Material ist n-butylmethacrylat; jedoch sind auch andere Acrylharze, Methylmethacrylate und Polyethylenwachse erfolgreich verwendet worden. Zwischen etwa 1 und 10 g, und üblicherweise etwa 2 g pulverisiertes Überzugs-Kunstharz wird auf der Schirmoberfläche 22 des Schirmträgers 18 abgelagert. Der Schirmträger wird dann etwa 1 bis 5 Minuten lang unter Verwendung einer Wärmequelle wie die Heizvorrichtungen 44 (Fig. 3g) auf eine Temperatur zwischen 100 und 120ºC erhitzt, um das Kunstharz zu schmelzen und einen im wesentlichen ununterbrochenen Film 46 zu bilden, der die Schirmaufbaumaterialien mit dem Schirmträger 18 verbindet. Es werden beispielsweise drei Minuten benötigt, um 2 g Kunstharz bei Verwendung einer Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Heizstrahlern, z.B. öden von Corning Glass Works, Corning, N.Y. erhältlichen Strahlern CH-40 zu schmelzen. Der Film 46 ist wasserunlöslich und wirkt als schützende Barriere, wenn ein anschließender Naß-Überzugsschritt erforderlich ist, um eine zusätzliche Filmdicke oder Gleichmäßigkeit vorzusehen. Wenn genügend Trockenüberzugs-Kunstharz verwendet wird, ist der anschließende Naß-Überzugsschritt nicht notwendig. 2 bis 4 Gew.-% einer wäßrigen Lösung aus Borsäure oder Ammoniumoxalat wird auf den Film 46 gesprüht, um eine die Belüftung fördernde Schicht (nicht dargestellt) zu bilden.
Dann wird die Platte in bekannter Art aluminisiert und bei einer Temperatur von 425ºC etwa 30 bis 60 Minuten lang, oder bis die verflüchtigbaren organischen Bestandteile aus der Schirmanordnung herausgetrieben sind, gebrannt. Die die Ventilation fördernde Schicht beginnt bei etwa 185ºC hart zu werden und bildet kleine Nadellöcher in der Aluminiumschicht, die die Entfernung der organischen Bestandteile ohne Blasenbildung der Aluminumschicht erleichtern.
Die trockenpulverisierten Kunstharze können mit Ausnahme der Polyethylenwachse auch in den Film 46 hineingebildet oder -geformt werden, indem die elektrostatisch aufgebrachten Kunstharze einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Azeton, (das bevorzugt wird) Chlorbenzol, Toluol, Methylethylketon (MEK) oder Methylisobutylketon (MIBK) ausgesetzt werden. Die Kunstharze können dem Lösungsmittel auch durch Einnebelung, Dampfniederschlag oder durch unmittelbare Sprühmittel (nicht dargestellt) ausgesetzt werden. Das Lösungsmittelverfahren sorgt für eine gleichmäßigere Filmschicht 46 als das oben erwähnte Heizverfahren; es ist jedoch eine spezielle Handhabung und Lüftung erforderlich, wenn das Flüssigmachen des Films durch ein Lösungsmittel erfolgt. Von den drei Lösungsmittelverfahren zum Flüssigmachen des Films ist der Dampfniederschlag das langsamste, schonendste Verfahren mit der geringsten Wahrscheinlichkeit, die Überzugs-Kunstharz- und die darunterliegenden Schirmaufbaumaterialien zu stören. Das unmittelbare Sprühverfahren, um das Kunstharz dem Lösungsmittel auszusetzen, ist das schnellste Verfahren und erfordert keine komplizierte Ausrüstung; jedoch neigt es dazu, die unten liegenden Schirmaufbaumaterialien zu verlagern. Einnebeln ist das bevorzugte Verfahren, um das Kunstharz dem Lösungsmittel auszusetzen, weil es das Verfahren durch Kombinieren der Geschwindigkeit des Sprühens mit der Sanftheit des Dampfes optimiert.
Die Erfindung wurde zwar in Verbindung mit dem Überziehen eines Betrachtungsschirms unter Verwendung trockenpulverisierter Schirmaufbaumaterialien beschrieben, jedoch kann das trockenpulverisierte Überzugs-Kunstharz der vorliegenden Erfindung auch in Verbindung mit dem üblichen nassen photolithographischen Verfahren zur Schirmbildung verwendet werden.
Bei dem nassen Prozeß wird eine lichtabsorbierende Matrix, die ein geeignetes dunkles Pigment aus elementarem Kohlenstoff umfaßt, auf der inneren Fläche des Schirmträgers durch das Verfahren gebildet, das im US-Patent 3,558,310, das für E. Mayaud am 26. Januar 1971 erteilt wurde, beschrieben ist, und das in dem US-Patent 4,049,452, das am 20. September 1977 für E. Mayaud Nekut erteilt wurde, weiter verfeinert wurde. Kurz gesagt, wird die innere Fläche des Schirmträgers mit einem Film aus einem klaren polymeren Material beschichtet, dessen Löslichkeit sich ändert, wenn es Strahlungsenergie ausgesetzt wird. Eine Lochmaske ist innerhalb des Schirmträgers über dem Film positioniert, und ein Leuchtturm projiziert Licht durch die Maske. Die bestrahlten Bereiche des Films erhärten; d.h. sie werden in Wasser unlöslich. Die Belichtung durch die Maske wird dreimal durchgeführt, wobei jedesmal das Licht unter einem geringfügig unterschiedlichen Winkel auftrifft, so daß die Strahlen den Film in Dreiergruppen erhärten, was im Stand der Technik bekannt ist. Nach der Belichtung wird die Lochmaske vom Schirmträger entfernt, und die belichtete Schicht wird einer Spülung mit Wasser unterworfen, um den löslichen, unbelichteten Teil des Films zu entfernen und den nackten Schirmträger so freizulegen, während die ungelösten Bereiche an Ort und Stelle bleiben. Dann wird der entwickelte Film mit einer Schicht überzogen, die Partikel aus Schirmaufbaumaterial, z.B. den zuvor erwähnten elementaren Kohlenstoff in einer geeigneten Zusammensetzung enthält. Der Überzug wird getrocknet und gekühlt. Nach der Kühlung haftet der Überzug gut an den polymeren Bereichen und an der nackten Schirmträger-Oberfläche. Schließlich werden die zurückgebliebenen polymeren Bereiche zusammen mit dem darüberliegenden Überzug entfernt, während der Teil des Überzugs, der an der nackten Schirmträger-Fläche haftet, verbleibt, der nun die Matrix umfaßt.
Durch das nasse photolithographische Verfahren, das im US-Patent 2,625,734, das am 20. Januar 1953 für H.B. Law erteilt wurde, beschrieben ist, werden die Leuchtstoffelemente in dem nun nackten Bereich der Stirnplatte gebildet, der zuvor durch die überzogenen unlöslichen gemachten polymeren Bereiche besetzt war.
Nach Bildung der Matrix und der Leuchtstoffelemente durch den üblichen Prozeß, der in dem US-Patent 2.625,734 beschrieben ist, erfolgt das Überziehen durch den neuen Prozeß mit trockenpulverisiertem Kunstharz. Die aus Kohlenstoff (einem leitenden Material) gebildete Matrix wird an Masse gelegt, und das elektrostatisch negativ geladene, trockenpulverisierte Überzugs- Kunstharz wird auf den Schirmaufbaumaterialien abgelagert. Die Matrix wird an Masse gelegt, um einen negativen Ladungsaufbau und das anschließende Abstoßen des trockenpulverisierten Überzugs- Kunstharzes zu verhindern, das sonst auftreten würde. Das Überzugs-Kunstharz, das wie zuvor beschrieben abgelagert wurde, wird geschmolzen, um einen im wesentlichen ununterbrochenen glatten Film zu bilden, der identisch mit dem oben beschriebenen Film 46 ist. Der Film wird mit der oben beschriebenen, die Belüftung fördernden Schicht übersprüht, aluminisiert und gebrannt, was im Stand der Technik bekannt ist, um die Schirmanordnung zu bilden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Leuchtschirmanordnung auf einem Substrat einer Farb-Kathodenstrahlröhre, umfassend die Schritte:

a) Vorsehen einer Schicht eines nicht-leuchtenden Schirmaufbaumaterials in einem vorgegebenen Muster auf dem Substrat;

b) Aufbringen einer Vielzahl von Farblicht aussendenden Schirmaufbaumaterialien, wobei die Farblicht aussendenden Materialien durch das nicht-leuchtende Material gebunden sind;

gekennzeichnet durch die Schritte:

c) Aufbringen eines elektrostatisch geladenen trockenpulverisierten Kunstharzes auf die nicht-leitenden (23) und die Farben aussendenden (G, B, R) Schirmaufbaumaterialien; und

d) Schmelzen des Kunstharzes zur Bildung einer im wesentlichen ununterbrochenen Filmschicht (46).

2. Verfahren zur elektrophotographischen Herstellung einer Leuchtschirmanordnung auf einem Substrat einer Farb-Kathodenstrahlröhre, umfassend die Schritte:

a) Beschichten der Oberfläche des Substrats mit einer verflüchtigbaren lichtelektrischen Schicht;

b) Überziehen der leitenden Schicht mit einer verflüchtigbaren lichtelektrischen Schicht, die einen für sichtbares Licht empfindlichen Farbstoff enthält;

c) Errichtung einer im wesentlichen gleichmäßigen elektrostatischen Ladung auf der lichtelektrischen Schicht;

d) Belichten ausgewählter Bereiche der lichtelektrischen Schicht mit sichtbarem Licht, um die Ladung darauf zu beeinflussen;

e) Entwicklung ausgewählter Bereiche der photoleitenden Schicht mit einem triboelektrisch geladenen, trockenpulverisierten ersten Farblicht aussendenden Leuchtstoffmaterial; und

f) aufeinanderfolgendes Wiederholen der Schritte c), d) und e) für triboelektrisch geladene, trockenpulverisierte zweite und dritte Farblicht aussendende Leuchtstoffmaterialien, um einen Leuchtschirm zu bilden, der Bildelemente von Triaden von Farblicht aussendenden Leuchtstoffmaterialien umfaßt; gekennzeichnet durch die Schritte:

g) Errichten einer elektrostatischen Ladung auf der lichtelektrischen Schicht (34) und den darüberliegenden Leuchtstoffmaterialien (G, B, R);

h) Aufbringen eines elektrostatisch geladenen trockenpulverisierten Kunstharzes auf die Leuchtstoffmaterialien; und

i) Schmelzen des Kunstharzes, um eine weitgehend kontinuierliche Filmschicht (46) zu bilden.

3. Verfahren zur elektrophotographischen Herstellung einer Leuchtschirmanordnung auf der Innenfläche einer Schirmträgerplatte für eine Farb-Kathodenstrahlröhre, umfassend die Schritte:

a) Beschichten der Fläche der Platte mit einer verflüchtigbaren leitenden Schicht;

d) Belichten ausgewählter Bereiche der lichtelektrischen Schicht mit sichtbarem Licht von einer Xenon-Lampe durch eine Maske, um die Ladung auf der lichtelektrischen Schicht zu beeinflussen;

e) direkte Entwicklung der unbelichteten Bereiche der lichtelektrischen Schicht mit einem triboelektrisch geladenen, trockenpulverisierten, oberflächenbehandelten, lichtabsorbierenden Schirmaufbaumaterial , wobei die Ladung auf dem Schirmaufbaumaterial die entgegengesetzte Polarität wie die Ladung auf den unbelichteten Bereichen der lichtelektrischen Schicht hat;

f) Wiedererrichtung einer im wesentlichen gleichmäßigen elektrostatischen Ladung auf der lichtelektrischen Schicht und auf dem Schirmaufbaumaterial;

g) Belichten erster Teile der ausgewählten Bereiche der lichtelektrischen Schicht mit sichtbarem Licht von der Lampe, um die Ladung auf der lichtelektrischen Schicht zu beeinflussen;

h) Umkehrentwicklung der ersten Teile der ausgewählten Bereiche der lichtelektrischen Schicht mit einem triboelektrisch geladenen, trockenpulverisierten, ein erstes Farblicht aussendenden Leuchtschirmaufbaumaterial, das eine Ladung mit derselben Polarität hat wie die auf den unbelichteten Bereichen der lichtelektrischen Schicht und auf dem lichtabsorbierenden Schirmaufbaumaterial, um den ersten Farblicht aussendenden Leuchtstoff davon abzustoßen; und

i) sequentielle Wiederholung der Schritte f), g) und h) für zweite und dritte Teile der ausgewählten Bereiche der lichtelektrischen Schicht unter Verwendung triboelektrisch geladener, trockenpulverisierter, ein zweites und ein drittes Farblicht aussendender Leuchtschirmaufbaumaterialien, um dadurch einen Leuchtschirm zu bilden, der Bildelemente aus Triaden von Farblicht aussendenden Leuchtstoffen umfaßt; gekennzeichnet durch

j) Erhöhung der Haftung der oberflächenbehandelten Schirmaufbaumaterialien (23, G, B, R) auf der lichtelektrischen Schicht (34) durch Aufbau einer im wesentlichen gleichmäßigen elektrostatischen Ladung auf der lichtelektrischen Schicht und den darüberliegenden Schichtaufbaumaterialien;

k) Ablagern eines elektrostatisch geladenen, trockenpulverisierten Kunstharzes auf den Schirmaufbaumaterialien; und

l) Schmelzen des Kunstharzes, um eine im wesentlichen ununterbrochene, wasserunlösliche Filmschicht (46) zu bilden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das trockenpulverisierte Acryl-Kunstharz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus n-butylmethacrylat, Methylmethacrylat und Polyethylenwachsen besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz durch Erhitzen auf eine Temperatur von weniger als 120ºC geschmolzen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz n-butylmethacrylat oder Methylmethacrylat ist und durch Inberührungbringen mit einem geeigneten Lösungsmittel flüssig gemacht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Inberührungbringen des Kunstharzes Einnebelung, Dampfniederschlag und Besprühen des Kunstharzes mit dem Lösungsmittel einschließt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aceton, Chlorbenzol, Toluol, MEK und MIBK besteht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

Versehen der ununterbrochenen Filmschicht (46) mit einer eine Belüftung fördernden Beschichtung;

Aluminisierung des Schirms (22); und

Brennen des Schirms bei einer erhöhten Temperatur, um die zu verflüchtigenden Bestandteile daraus zu entfernen und die Leuchtschirmanordnung (22, 24) zu bilden.