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Verfahren zur Herstellung eines Bildwiedergabeschirmes für Kathodenstrahlröhren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bildwiedergabeschirmes
für Kathodenstrahlröhren, bei dem mindestens zwei bei Elektronenanregung in verschiedenen
Farben aufleuchtende Leuchtstoffe in voneinander getrennten Oberflächenbezirken
auf einem durchsichtigen Träger aufgebracht werden, wobei zum Anbringen des letzten
Leuchtstoffes ein durch Bestrahlen härtbares Bindemittel verwendet wird, das in
Lösung auf die bereits mit den Oberflächenbezirken versehene Trägeroberfläche gleichmäßig
aufgebracht wird, wonach die Lösung getrocknet und der Einwirkung härtender Strahlung
ausgesetzt wird.
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Zum Herstellen von Bildwiedergabeschirmen der vorstehend erwähnten
Art sind mehrere Verfahren bekannt, bei denen die verschiedenfarbig aufleuchtenden
Stoffe mit Hilfe einer Anzahl von Arbeitsgängen nacheinander aufgebracht werden,
die für jeden Stoff wiederholt werden. Es wurde z. B. vorgeschlagen, die Stoffe
mit Druckverfahren, z. B. Siebdruck, anzubringen. Andere Verfahren benutzen ein
lichtempfindliches Bindemittel, d. h. einen Stoff, der nach Belichtung mit
härtender Strahlung in einem bestimmten Lösungsmittel nicht mehr in Lösung geht.
Eines dieser Verfahren wird nachstehend kurz beschrieben.
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Auf dem Träger wird eine Schicht eines lichtempfindlichen Bindemittels
in einer Lösung, die meist auch einen Sensibilisator enthält, angebracht. Nachdem
die aufgebrachte Schicht getrocknet ist, wirkt man von der dem Träger abgewandten
Seite der Schicht her die härtende Strahlung auf diejenigen Flächenelemente, die
mit dem Leuchtstoff bedeckt werden sollen. An den betreffenden Stellen wird das
Bindemittel in einem bestimmten Lösungsmittel unlöslich. Das Lösungsmittel braucht
dabei nicht das gleiche wie das zu sein, in dem das Bindemittel vorher gelöst war.
Wenn die Belichtung nicht zu lange fortgesetzt wird, bleibt das Bindemittel an den
belichteten Stellen etwas klebrig. Bringt man jetzt auf der Schicht nach der Belichtung
eine Suspension des Leuchtmaterials in einem geeigneten Mittel gleichmäßig auf,
so haftet dieses Material nur an den klebrigen Teilen. Dann wird mit dem Lösungsmittel
für das Bindemittel das nicht belichtete Bindemittel weggewaschen. Dabei -verschwindet
zu gleicher Zeit sämtliches nicht haftendes Leuchtmaterial. So ergibt sich ein Träger,
der an getrennten Flächenelementen mit Leuchtstoff bedeckt ist, der mit dem Bindemittel
verbunden ist.
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Bei einer Variante dieses Verfahrens wird umnittelbar nach der Belichtung
der Bindemittelschicht das unbelichtete Bindemittel mit dem Lösungsmittel weggewaschen.
Es bleibt ein Träger übrig, der an getrennten Flächenelementen mit klebrigem Bindemittel
bedeckt ist. Wird dann eine Suspension eines Leuchtmaterials in einem geeigneten
Mittel aufgebracht, so haftet der Leuchtstoff an den mit klebrigem Bindemittel bedeckten
Flächenelementen. Der Überschuß an Leuchtstoff wird danach weggewaschen.
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Die gewünschte Aufteilung in Flächenelemente ergibt sich z. B. dadurch,
daß man eine punktförmige Strahlungsquelle benutzt und zwischen dieser Quelle und
der zu belichtenden Schicht eine Maske anbringt, in der sich öffnungen mit der gleichen
Form und Verteilung wie die gewünschten getrennten Flächenelemente, die mit diesen
Leuchtstoffen bedeckt werden sollen, befinden, z. B. runde Löcher, wenn ein Muster
aus kreisförmigen Punkten erwünscht wird.
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Auf den Flächenelementen des Trägers, auf denen sich nach den vorstehend
beschriebenen Bearbeitungen kein Leuchtmaterial befindet, kann man einen zweiten
und dann gegebenenfalls weitere Leuchtstoffe in gewünschter Verteilung dadurch aufbringen,
daß die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge wiederholt werden. Auf diese Weise
ist es z. B. möglich, einen für das Farbfernsehen üblichen Schirm mit drei verschiedenfarbig
aufleuchtenden Stoffen herzustellen, bei dem die getrennten Oberflächenbezirke kreisförmige
gleich große Punkte sind, die sich in möglichst dichter Stapelung aneinander anschließen
und gleichsam dreieckige Elemente bilden,
wobei sieh in jedem Eckpunkt
ein verschiedenfarbig aufleuchtender Stoff befindet.
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Es ist allgemein üblich, auf diese Weise drei Stoffe, die rot, grün
bzw. blau aufleuchten, mit einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol als Bindemittel
anzubringen, wobei ein Bichromat, z.B. Ammoniumbichromat, als Sensibilisator Verwendung
findet. Eine getrocknete Schicht dieser Suspension läßt sich durch Belichtung mit
einer Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 360 und 500 mR aushärten,
wonach das Bindemittel in Wasser oder Alkohol nicht mehr in Lösung geht.
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Bei allen bekannten Verfahren ist es nur möglich, auch den letzten
Leuchtstoff in getrennten Oberflächenbezirken aufzubringen, die andere Oberflächenbezirke
im äußersten Fall berühren. Zwischen den Leuchtbezirken bleiben dann aber viele
Lücken übrig, an denen der Träger unbedeckt bleibt. Durch diese Lücken tritt dann
Kathodenlicht aus, das den Bildkontrast verschlechtert.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der
zuletzt aufzubringende Leuchtstoff und das Bindemittel auf die gesamte Oberfläche
des Trägers aufgebracht werden, daß die Erhärtung des Bindemittels durch den Träger
mit einer Strahlung solcher Wellenlänge durchgeführt wird, die von den bereits aufgebrachten
Leuchtstoffen absorbiert wird, und daß danach das an den unbelichteten Stellen sich
befindende Bindemittel und der an den gleichen Stellen nicht haftende, zuletzt aufgebrachte
Leuchtstoff entfernt werden.
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Um die nachfolgende Beschreibung nicht unnötig zu komplizieren, wird
von der Voraussetzung ausgegangen, daß nur zwei Leuchtstoffe, die als erster Stoff
und als letzter Stoff bezeichnet werden, angebracht werden müssen. Außerdem ist
es schwierig, ein geeignetes Bindemittel zu finden, wenn einer der Leuchtstoffe
eine hohe Absorption für die härtende Strahlung aufweist.
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Der erste Leuchtstoff wird in gewünschter Verteilung auf bekannte
Weise auf voneinander getrennte Oberflächenbezirke des Trägers aufgebracht. Dann
wird der Träger mit den auf ihm angebrachten getrennten Oberflächenbezirken des
ersten Leuchtstoffes mit einer Schicht einer Lösung eines lichtempfindlichen Bindemittels
überzogen, die anschließend getrocknet wird. Bei der nachfolgenden durch den Träger
hindurch erfolgenden Belichtung werden diejenigen Teile der Bindemittelschicht,
die sich unmittelbar auf dem Träger befinden, unlöslich; diejenigen Teile, die sich
über den bereits angebrachten Leuchtstoffbezirken befinden, bleiben löslich, weil
diese Leuchtstoffe die härtende Strahlung absorbieren. An den Leuchtstoffbezirken
kann infolgedessen der zuletzt anzubringende Leuchtstoff nicht haften.
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Die Anbringung des letzten Leuchtstoffes kann weiter verschiedenartig
erfolgen.
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Man kann, wie vorstehend erwähnt, das Bindemittel so lange belichten,
daß die belichteten Teile, d. h. die Teile, die sich zwischen den bereits
vorhandenen getrennten Oberflächenbezirken des ersten Leuchtstoffes beflnden, etwas
klebrig sind. Dadurch kann man, wie auch vorstehend beschrieben, die Leuchtstoffe
auf zwei Weisen an die dazu bestimmten Stellen heften und das belichtete Bindemittel
entfernen.
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Man kann auch den anzubringenden letzten Leuchtstoff in der Lösung
des Bindemittels suspendieren. Bei der Belichtung durch den Träger hindurch, die
diffus sein kann, wird wiederum nur an den Stellen das Bindemittel ausgehärtet,
die sich auf dem Träger zwischen den getrennten Oberflächenbezirken des bereits
vorher angebrachten ersten Leuchtstoffes befinden. Wenn nach der Belichtung mit
dem Lösungsmittel für das unbelichtete Bindemittel gewaschen wird, wird zu gleicher
Zeit das nicht haftende Leuchtmaterial entfernt.
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Das Ergebnis der vorstehend beschriebenen Verfahren ist ein Schirm,
bei dem die getrennten Oberflächenbezirke des ersten Leuchtstoffes völlig vom zweiten
Leuchtstoff umgeben sind. Hierin liegt der große Vorteil des Verfahrens; denn bei
der Verwendung des so hergestellten Schirmes ergibt sich eine große Kontrastverbesserung
des wahrgenommenen Bildes. Ein Zuschauer kann nämlich nicht länger von Kathodenlicht
getroffen werden.
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Vorzugsweise wird die zusammengesetzte Leuchtschicht mit einer dünnen
Metallschicht überzogen werden. Sind, wie bei der Herstellung nach einem der bekannten
Verfahren, gewisse Teile des Trägers noch unbedeckt, so kann von außen her auf den
Schirm auffallendes Licht an der Metallschicht reffektiert werden. Dadurch ergibt
sich eine ernsthafte Kontrastverringerung im wahrgenommenen Bild. Bei einem mit
Hilfe des beschriebenen Verfahrens hergestellten Schirm ist dies unmöglich, weil
der Träger vollständig von Leuchtstoffen bedeckt ist.
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Die Durchlässigkeit für die härtende Strahlung des zuletzt anzubringenden
Leuchtstoffes spielt keine Rolle; denn die härtende Strahlung wird durch den Träger
hindurchgeschickt und erreicht somit das Bindemittel für diesen letzten Stoff unmittelbar.
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Das Verfahren wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert,
in der Fig. 1 schematisch einige Ausführungsformen des Verfahrens zeigt,
bei denen die nachstehend beschriebenen Bearbeitungsstufen nacheinander durchgeführt
werden, während F i g. 2 einen Teil eines Querschnittes durch einen Leuchtschirm
während einer der Bearbeitungsstufen darstellt.
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In F i g. 1, sind mit den Bezugsziffern die folgenden bearbeitungsstufen
angegeben: 1. Anbringen getrennter Oberflächenbezirke des ersten Leuchtstoffes
auf dem Träger.
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2. Ausbreiten einer Lösung eines lichtempfindlichen Bindemittels auf
dem Träger.
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3. Trocknen der Bindemittelschicht.
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4. Diffuse Belichtung mit härtender Strahlung durch den Träger hindurch.
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5. Beseitigung unbelichteten Bindemittels und etwaigen
mit dem Bindemittel gemischten Leuchtstoffen.
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6. Ausbreitung einer Suspension des letzten Leuchtstoffes in
einem geeigneten Mittel auf dem Träger.
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7. Beseitigung des nicht haftenden, letzten Leuchtstoffüberschusses.
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8. Ausbreitung einer Suspension des lichtempfindlichen Bindemittels
und des letzten Leuchtstoffes auf dem Träger.
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F i g. 1 stellt drei Ausführungsformen A,
B und C
mit einer bestimmten Reihenfolge der vorstehend aufgeführten
Arbeitsgänge dar. Die Ausführungsform
C besteht aus den
wenigsten Stufen und ist somit zu bevorzugen.
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In F i g. 2 bezeichnet 9 einen Teil des z. B. aus Glas
bestehenden Trägers des Leuchtschirmes. Auf diesem Träger sind die getrennten Oberflächenbezirke
10 und 11 zweier verschiedener Stoffe aufgebracht. Man kann z. B.
für 10 ein grün aufleuchtendes und für 11 ein rot aufleuchtendes Material
wählen. Zwischen diesen Oberflächenbezirken 1.0 und 11 muß der ganze
Träger durch einen dritten Leuchtstoff, der z. B. blau aufleuchtet, bedeckt werden.
Mit 12 ist die Quelle der härtenden Strahlung bezeichnet, die ein diffuses Strahlungsbündel
emittiert. Auf dem Träger 9 und den Oberflächenbezirken 10 und
11
wird eine Schicht 13 ausgebreitet, die gemäß dem Schema
C der F i g. 1 außer dem Bindemittel auch den zuletzt anzubringenden
Leuchtstoff enthält. Die von der Quelle 12 erzeugte Strahlung kann die Schicht
13 nur zwischen den Oberflächenbezirken 10
und 11 erreichen.
An den Stellen zwischen diesen Oberflächenbezirken wird das Bindemittel durch die
Bestrahlung unlöslich gemacht; über den Oberflächenbezirken 10 und
11 bleibt es jedoch löslich und somit leicht entfernbar. Nach der Belichtung
wird das Bindemittel und der nicht haftende Leuchtstoff der Schicht 13 an
den unbelichteten Stellen, d. h. über den Oberflächenbezirken 10 und
11, entfernt. Es bleibt jedoch mit dem in ihm enthaltenden Leuchtstoff zwischen
den Oberflächenbezirken 10
und 11 auf dem Träger zurück und füllt den
ganzen frei gebliebenen Teil der Oberfläche des Trägers zwischen den Oberflächenbezirken
aus.
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Als Leuchtstoffe für eine Farbfernsehwiedergaberöhre können z. B.
Verwendung finden: Für Grün ein mit Silber aktiviertes Zinkkadmiumsulphid, für Blau
ein mit Silber aktiviertes Zinksulphid und für Rot ein anderes mit Silber aktiviertes
Zinkkadmiumsulphid. Von diesen drei Materialien ist der blau aufleuchtende Stoff
am besten für Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 360 und
500 mit durchlässig. Benutzt man somit diese Strahlung zum Härten des Bindemittels,
das z. B. eine wäßrige Lösung von Polyvinylalkohol mit einem Biehromat als Sensibilisator
sein kann, so wird der blau aufleuchtende Stoff als letzter aufgebracht.