EP0580215A1 - Verfahren zur Herstellung einer Display-Röhre - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Display-Röhre, welche im Innenraum eine zu stimulierter Emission anregbarer Phosphorschicht aufweist, wobei der Innenraum mittels einer Vakuumpumpe evakuiert und danach gasdicht verschlossen wird. Die alterungsbedingte Degradation wird dadurch verringert, daß vor und/oder 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. <IMAGE>
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Display-Röhre, welche im Innenraum eine zu stimulierter Emission anregbare Phosphorschicht aufweist, wobei der Innenraum mittels einer Vakuumpumpe evakuiert und danach gasdicht verschlossen wird.
- Solche Display-Röhren sind z.B. Feldemitterröhren (vgl. 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 (vgl. Valvo Berichte, 1974, Seite 77 ff).
- Die Stimulation der Emission kann auf beliebige Weise bewirkt werden, insbesondere durch Elektronenstrahlen. Es ist bekannt (Philips Tech. Rev. 1989, Seiten 335 ff), daS 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 vor und/oder während dem Evakuieren ein hydrolisierbares Gas während eines begrenzten Zeitintervalls in den Innenraum mit einem Partialdruck eingeleitet wird, welcher wesentlich größer als der zu ereichende 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 hydrolosierbaren Gases resultiert jedoch eine Verminderung der Degradation in einem bisher nicht erreichten Ausmaß.
- Zur Verminderung der Degradation ist es ausreichend, daS 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
- Die Erfindung ist für Feldemitterröhren besonders geeignet, da deren unbedeckte Phosphorschicht (ohne Aluminiumbedeckung) besonders gut mit dem hydrolisierbaren Gas kontaktiert. Die Erfindung ist jedoch auch für andere Arten von Display-Röhren geeignet, sofern deren Phosphorschichten mit dem hydrolisierbaren Gas kontaktierbar sind.
- 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 aufgebrachten 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.
Claims (5)
- Verfahren zur Herstellung einer Display-Röhre, welche im Innenraum eine zu stimulierter Emission anregbarer Phosphorschicht aufweist, wobei der Innenraum mittels einer Vakuumpumpe evakuiert und danach gasdicht verschlossen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß vor und/oder während dem Evakuieren ein 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. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das hydrolisierbare Gas nicht oxidierend ist. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das hydrolisierbare Gas BCl₃ ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung bei Temperaturen im Bereich von 50°C bis 250°C, insbesondere bei etwa 100°C, durchgeführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
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
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