DE2442694C3 - Verfahren zur Herstellung eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirms einer Farbaufnahmeröhre - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirms einer FarbaufnahmeröhreInfo
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Description
ίο Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirms einer Farbaufnahmeröhre der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. Anspruches 7 genannten Art.
Aus der DE-OS 19 19 506 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem auf dem Substrat zunächst die Streifen
des optischen Farbanalysier-Filters aufgebracht werden. Die Zwischenräume zwischen den Streifen werden
mit einem transparenten anorganischen Material, wie
z. B. Borsilikatglas, Quarzglas oder Siliziumoxid, aufgefüllt,
derart, daß auch die nicht auf dem Substrat ■anhaftenden Rückseiten der Streifen mit einer gewissen
Schichtdicke durch das transparente, anorganische Material überdeckt ist Das anorganische Material wird
durch Zerstäuben in einer inerten Gasatmosphäre aufgebracht. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß beim
Aufbringen sines Oxids auf das Farbanalysier-Filter die von dem Oxid gebildete transparente Schicht instabil
wird, was auf einen Mangel an Sauerstoff zurückzuführen ist Wenn z. B. Siliziumoxid SiO2 in einer Argonatmosphäre
zerstäubt wird, zeigt die entstandene Schicht aus SiO2 einen Sauerstoffehlbestand in der Größenordnung
SiOib bis SiOi.8.
Wenn darüber hinaus die Streifen des Farbanalysier-Filters durch Photoätzen auf dem Substrat ausgebildet werden, enthält das fertige Farbanalysier-Filter absorbierten Photolack, zum Entfernen von Photolack verwendete Flüssigkeit oder andere organische Stoffe, die nicht völlig vom Substrat entfernt werden können.
Wenn darüber hinaus die Streifen des Farbanalysier-Filters durch Photoätzen auf dem Substrat ausgebildet werden, enthält das fertige Farbanalysier-Filter absorbierten Photolack, zum Entfernen von Photolack verwendete Flüssigkeit oder andere organische Stoffe, die nicht völlig vom Substrat entfernt werden können.
Da somit Fremdstoffe stets auf dem mit den Streifen des
Farbanalysier-Filters versehenen Substrat zurückbleiben,
würde beim Aufbringen der Schicht transparenten, anorganischen Materials eine Reduktionsreaktion
ablaufen, welche auf Sauerstoffmangel in der transparenten, anorganischen Substanz und auf die Wärmeenergiezufuhr
zurückzuführen ist, die durch Auftreffen des zerstäubten Materials auf das Farbanalysier-Filter
zugeführt wird. Dies hat zur Folge, daß sich das optische Farbanalysier-Filter entfärbt oder zumindest
verfärbt, was die angestrebten Filtereigenschaften sehr nachteilig beeinflußt.
Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um diesem Mangel abzuhelfen. Darunter ist ein
Verfahren zu nennen, bei dem ein sogenanntes Vierelektroden-Zerstäubeverfahren dazu verwendet
wird, um das anorganische Material bei niedrigerer Temperatur zu zerstäuben, wodurch die dem Streifenfilter
zugeführte Energie und damit auch der Temperaturanstieg des Substrates beim Zerstäuben herabgesetzt
wird. Weiterhin ist ein Verfahren zu nennen, bei dem die Zerstäubegeschwindigkeit herabgesetzt wird, um den
Temperaturanstieg des Substrates beim Aufbringen des transparenten, anorganischen Materials gering zu
halten. Bei diesem Verfahren wird jedoch das Wachsen der Schicht transparenten, anorganischen Materials
sehr stark verlängert. Um transparente, anorganische Schichten mit einer Schichtdicke von 5 bis einigen
und Sauerstoff hergestellt wird, und daß der 10 μηι aufzubringen, muß der Zerstäubungsvorgang
einige 10 Stunden lang geführt werden. Hierdurch wird
die Herstellungszeit des Ladungsspeicherschirmes und werden die Herstellungskosten vergrößert.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegende ί Erfindung,
ein Verfahren der vorstehend genannten Art anzugeben, bei dem die Schicht transparenten, anorganischen
Materials so aufgebracht wird, daß eine Entfärbung oder Verfärbung der Streifen des Farbanalysier-Filters
vermieden wird und die Schicht transparenten, anorganischen Msterials zugleich in relativ kurzer Zeit
aufgebracht werden kann.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die auf dem Farbanalysier-Filter aufgebrachte Schicht aus transparentem,
anorganischem Material aus zwei mit unterschiediichen Verfahrensbedingungen hergestellten
Schichten besteht, wobei die erste dieser beiden Schichten in einer gemischten Atmosphäre aus inertem
Gas und Sauerstoff unmittelbar auf das Farbanaiysier-Filter aufgebracht wird und dann die zweite dieser
beiden Schichten auf die erste Schicht in einer Atmosphäre aufgebracht wird, die eine geringere
Menge Sauerstoff enthält als die gemischte Atmosphäre beim Aufbringen der ersten Schicht
Da bei dem Aufbringen der ersten Teilschicht der Schicht aus transparenten, anorganischen Material eine
Atmosphäre aus inertem Gas und Sauerstoff verwendet wird, weist das direkt auf den Farbanalysic-Filter
aufgebrachte anorganische Material keinen Sauerstofffehlbestand mehr auf, so daß ein Entfärben oder
Verfärben des optischen Farbanalysier-Filters nicht mehr auftritt Andererseits aber wird die zweite
Teilschicht in einer Atmosphäre aufgebracht, die eine geringere Menge Sauerstoff enthält, da in der zweiten
Teilschicht ein Ausgleich des Sauerstoffehlbestandes nicht mehr erforderlich ist.
Weitere Unteransprüche beziehen sich auf Ausgestaltungen der vorstehend genannten Lösung der gestellten
Aufgabe. Es ist aber auch zur Lösung der gestellten Aufgabe möglich, daß die Schicht aus transparentem,
anorganischen Material in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas und Sauerstoff hergestellt wird und
daß der Sauerstoffgehalt der pemischten Atmosphäre während des Aufwachsens der Schicht langsam
vermindert wird, so daß das Ausmaß des Sauerstoffehlbestandes der Schicht in ihrer Wachstumsrichtung
langsam geändert wird.
Bei diesem Verfahren weist die Schicht aus transparentem, anorganischen Material z'var keine
diskrete Grenzfläche zwischen Teilschichten verschiedenen Sauerstoffehlbestandes auf, jedoch ist dafür
Sorge getragen worden, daß die Teile der Schicht aus transparentem, anorganischen Material, die direkt auf
dem Farbanalysier-Filter aufwächst, einen geringeren Sauerstoffehlbestand aufweist.
Die Erfindung soll nun anhand der Figur erläutert werden, die einen Teilschnitt durch einen mit einem
Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirm einer Farbaufnahmeröhre zeigt
Auf einer Fläche eines isolierenden Substrates 1 ist ein optisches Farbanalysier-Filter 2 aufgebracht. Auf
der von dem Substrat 1 abgewandten Seite des Farbanalysier-Filters 2 ist eine Schicht 3 aus transparentem,
anorganischen Material, wie z. B. einem Oxid, vorzugsweise Siliziumoxid S1O2, oder Glas mit einer
Schichtdicke von 1 bis 5 μΐη aufgebracht Auf der freien
Oberfläche der Schicht 3 ist eine Schicht 4 aus transparentem, anorganischen Material mit einem
Sauerstoffehlbestand (SiO>c bis SiOj^) vorgesehen, die
eine Dicke von 3 bis 50 μπι aufweist
Auf der freien Oberfläche der Schicht 4 ist ein
transparenter, elektrisch-leitender Film 5 und auf dessen
freier Oberfläche ist eine photoleitende Schicht 6 aufgebracht Film 5 und Schicht 6 bilden zusammen
einen photo-elektrischen Wandler.
Verfahren zur Herstellung dieses Ladungsspeicherschirmes läuft wie folgt ab:
Zunächst wird der Farbanalysier-Filter 2, der ein Interferenzfilter oder ein dichroitisches Filter sein kann, in herkömmlicher Weise durch Photoätzen auf dem Substrat 1 hergestellt Diese Baugruppe wird in eine mit hoher Frequenz arbeitende Zweielektroden-Sputter — bzw. Zerstäubevorrichtung eingebracht, die mit einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas, z. B. Argon, und Sauerstoff gefüüt wird. In dieser Atmosphäre wird die Schicht 3 durch Sputtern mit kleiner Wachstumsgeschwindigkeit aufgebracht, bis die Schicht 3 auf eine Dicke angewachsen ist, die größer ist als die Dicke des Farbanalysier-Filters 2, z. B. 1 bis 5 μηι. Nach Herabsetzen des Sauerstoffgehaltes der Atmosphäre oder nach vollständigem Entfernen des Sauerstoffs aus der Atmosphäre wird zur Ausbildung der zweiten Teilschicht 4 dasselbe Material bis zu einer Schichtdicke von 3 bis 50 μπι mit großer Wachstumsgeschwindigkeit aufgebracht Die Gesamtdicke der beiden unter unterschiedlichen Verfahrensbedingungen hergestellten Teilschichten 3 und 4 aus transparentem, anorganischen Material wird im Bereich von 4 bis 51 μπι gehalten. Die dickere Schicht 4 kann durch das Sputtern mit großer Wachstumsgeschwindigkeit in kürzerer Zeit aufgebracht werden. Danach werden der transparente, elektrisch-leitende Film 5 und die photoleitende Schicht 6 nacheinander auf die Schicht 4 aufgebracht. Da sich die Dicke der Schichten 3 und 4 dem Verlauf des aus Streifen aufgebauten Farbanalysier-Filters anpaßt, kann vor dem Aufbringen des transparenten, elektrisch leitenden Films 5 die Schicht 4 bis zu der in der Figur gestrichelt gezeigten Dicke herabgeschliffen oder herabpoliert werden. Die Gesamtdicke des aufgebrachten transparenten, anorganischen Materials wird in Abhängigkeit von der Gestalt des Farbanalysier-Filters (Interferenz- bzw. dichroitisches Filter) der Art des photoelektrischen Wandlers, der gewünschten Bildqualität, den Konstruktionserfordernissen, sowie ähnlichen Gesichtspunkten gewählt. Um z. B. eine besonders gute Qualität aufweisende Farbaufnahmeröhre mit einem rotes und blaues Licht reflektierenden Streifenfilter als Farbanalysier-Filter zu erhalten, ist es vorteilhaft, für die Schicht aus transparentem, anorganischen Material eine Schichtdicke von etwa 40 μιτι zu wählen und dann die Oberfläche der Schicht zu polieren, um Rauheiten auf deren Oberfläche zu entfernen, so daß die Dicke der Schicht auf etwa 30 μπι verringert wird.
Zunächst wird der Farbanalysier-Filter 2, der ein Interferenzfilter oder ein dichroitisches Filter sein kann, in herkömmlicher Weise durch Photoätzen auf dem Substrat 1 hergestellt Diese Baugruppe wird in eine mit hoher Frequenz arbeitende Zweielektroden-Sputter — bzw. Zerstäubevorrichtung eingebracht, die mit einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas, z. B. Argon, und Sauerstoff gefüüt wird. In dieser Atmosphäre wird die Schicht 3 durch Sputtern mit kleiner Wachstumsgeschwindigkeit aufgebracht, bis die Schicht 3 auf eine Dicke angewachsen ist, die größer ist als die Dicke des Farbanalysier-Filters 2, z. B. 1 bis 5 μηι. Nach Herabsetzen des Sauerstoffgehaltes der Atmosphäre oder nach vollständigem Entfernen des Sauerstoffs aus der Atmosphäre wird zur Ausbildung der zweiten Teilschicht 4 dasselbe Material bis zu einer Schichtdicke von 3 bis 50 μπι mit großer Wachstumsgeschwindigkeit aufgebracht Die Gesamtdicke der beiden unter unterschiedlichen Verfahrensbedingungen hergestellten Teilschichten 3 und 4 aus transparentem, anorganischen Material wird im Bereich von 4 bis 51 μπι gehalten. Die dickere Schicht 4 kann durch das Sputtern mit großer Wachstumsgeschwindigkeit in kürzerer Zeit aufgebracht werden. Danach werden der transparente, elektrisch-leitende Film 5 und die photoleitende Schicht 6 nacheinander auf die Schicht 4 aufgebracht. Da sich die Dicke der Schichten 3 und 4 dem Verlauf des aus Streifen aufgebauten Farbanalysier-Filters anpaßt, kann vor dem Aufbringen des transparenten, elektrisch leitenden Films 5 die Schicht 4 bis zu der in der Figur gestrichelt gezeigten Dicke herabgeschliffen oder herabpoliert werden. Die Gesamtdicke des aufgebrachten transparenten, anorganischen Materials wird in Abhängigkeit von der Gestalt des Farbanalysier-Filters (Interferenz- bzw. dichroitisches Filter) der Art des photoelektrischen Wandlers, der gewünschten Bildqualität, den Konstruktionserfordernissen, sowie ähnlichen Gesichtspunkten gewählt. Um z. B. eine besonders gute Qualität aufweisende Farbaufnahmeröhre mit einem rotes und blaues Licht reflektierenden Streifenfilter als Farbanalysier-Filter zu erhalten, ist es vorteilhaft, für die Schicht aus transparentem, anorganischen Material eine Schichtdicke von etwa 40 μιτι zu wählen und dann die Oberfläche der Schicht zu polieren, um Rauheiten auf deren Oberfläche zu entfernen, so daß die Dicke der Schicht auf etwa 30 μπι verringert wird.
Auf einem Substrat 1 wurde unter Verwendung bekannter Techniken ein Streifenfilter 2 hergestellt;
danach wurde eine erste Schicht 3 aus Siliziumdioxid mit einer Dicke von etwa 2 μιη in einer gemischten
Atmosphäre mit einem Druck von IO-3 Torr und einem
Sauerstoffpartialdruck von 10~5 Torr auf das Substrat aufgebracht. Danach wurde der Sauerstoffpartialdruck
der gemischten Atmosphäre auf 10 ~7 Torr herabgesetzt.
In dieser Atmosphäre wurde eine zweite Schicht 4 aus Siliziumoxid bis zu einer Schichtdicke von etwa 8 μπι
aufgebracht, so daß die Gesamtdicke der aus den beiden Teilschichten 3 und 4 aufgebauten Schicht etwa 10 μπι
betrug. Die zum Erhalt dieser Schichtdicke erforderliche Zeit betrug etwa 19 Stunden. Wenn eine Siliziumdioxidschicht
mit einer Schichtdicke von 10 μτη gemäß dem in der Beschreibungseinieitung erwähnten Verfahren, bei
dem die Spulgeschwindigkeit herabgesetzt wurde, um den Temperaturanstieg des Substrates sehr klein zu
halten, aufgebracht wird, ist ein Sputterzeitraum von 32 Stunden erforderlich. Bei dem Sputtern mit normaler
Wachstumsgeschwindigkeit, bei dem der Temperaturanstieg des Substrates nicht weiter berücksichtigt
wurde, war für das Aufbringen einer Siliziumdioxidschicht derselben Dicke immer noch ein Zeilraum von
16 Stunden erforderlich.
Das Beispiel zeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schicht aus transparentem, anorganischem
material in Form der beiden Teilschichten irn wesentlichen innerhalb desselben Zeitraumes wie bei
dem üblichen Verfahren hergestellt werden kann, wobei die verhältnismäßig dünne Teilschicht mit kleinerer
Wachstumsgeschwindigkeit und die verhältnismäßig dicke Schicht mit großer Wachstumsgeschwindigkeit
aufgebracht werden können. Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schicht aus transparentem,
anorganischem Material mit ihrer Gesamtdicke mit derselben Wachstumsgeschwindigkeit aufgebracht
wird, ist es trotzdem möglich, eine Entfärbung oder Verfärbung des Farbanalysier-Filters auszuschalten.
Obwohl bei dem vorstehenden Beispiel Siliziumdioxid als zu sputtemdes transparentes, anorganisches Material
verwendet wurde, kann jedes Eindere geeignete transparente, anorganische Material Verwendung finden,
wie z. B. Borsilikat, Glas und Quarzglas.
Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen ist es möglich, die Schicht aus transparentem, anorganischem Material dadurch zu stabilisieren, daß das Substrat auf eine Temperatur aufgeheizt wird, welche nahe bei der Erweichungstemperatur liegt. Während beim Beispiel der Partialdruck des Sauerstoffs von 10-5 Torr auf 10-7
Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen ist es möglich, die Schicht aus transparentem, anorganischem Material dadurch zu stabilisieren, daß das Substrat auf eine Temperatur aufgeheizt wird, welche nahe bei der Erweichungstemperatur liegt. Während beim Beispiel der Partialdruck des Sauerstoffs von 10-5 Torr auf 10-7
ίο Torr herabgesetzt wird^ ist es natürlich auch möglich,
daß die Atmosphäre für das Aufbringen der zweiten Teilschicht 4 überhaupt keinen Sauerstoff mehr enthält.
Da die beiden Teilschichten 3 und 4 aus transparentem, anorganischem Material in derselben Vorrichtung
hergestellt werden können, kann sich auf die erste Teüschicht 3 vor dem Aufbringen der zweiten
Teilöchicht 4 kein Staub absetzen; zugleich wird die
Ausbildung von Kratzern an der Grenzfläche zwischen den beiden Teilschichten vermieden.
Bei dem zweiten Lösungsweg, bei dem der Sauerstoffgehalt der gemischten Atmosphäre während des
Aufwachsens der Schicht langsam vermindert wird, kann diese Verminderung des Sauerstoffgehaltes auf
einfache Weise dadurch erreicht werden, daß ein in der Zufuhrleitung für Sauerstoff zu dem Sputterstand
liegendes Ventil langsam geschlossen wird, wodurch sich die Zusammensetzung des transparenten, anorganischen
Materials ebenfalls langsam ändert
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirmes
einer Farbaufnahmeröhre, bei dem ein optisches Farbanalysier-Filter auf einem Substrat
hergestellt wird, eine Schicht transparenten, anorganischen
Materials auf dem optischen Farbanalysier-Filter hergestellt wird und dann dadurch ein
fotoelektrischer Wandler hergestellt wird, daß nacheinander ein transparenter, elektrisch leitender
Film und eine fotoleitende Schicht auf die Schicht aus transparentem, anorganischem Material aufgebracht
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Farbanalysier-Filter (2) aufgebrachte
Schicht (3, 4) aus transparentem, anorganischem Material aus zwei mit unterschiedlichen Verfahrensbedingungen hergestellten Schichten (3, 4) besteht,
wobei die erste (3) dieser beiden Schichten (3, 4) in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas und
Sauerstoff unmittelbar auf das Farbanalysier-Filter (2) aufgebracht wird und dann die zweite (4) dieser
beiden Schichten (3, 4) auf die erste Schicht (3) in einer Atmosphäre aufgebracht wird, die eine
geringere Menge Sauerstoff enthält als die gemischte Atmosphäre beim Aufbringen der ersten Schicht
(3)·
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennleichnet,
daß die erste Schicht (3) mit einer Dicke hergestellt wird, die größer ist als die des
Farbanalysier-Filters (2).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersie Schicht (3) durch
Sputtern mit kleiner Wachstumsgeschwindigkeit hergestellt wird und die zweite Schicht (4) durch
Sputtern mit großer Wachstumsgeschwindigkeit hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem dei Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der
ersten Schicht (3) mechanisch geglättet wird und dann die zweite Schicht auf der geglätteten
Oberfläche hergestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3)
aus transparentem, anorganischem Material in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas und
Sauerstoff hergestellt wird, in der der Partialdruck des Sauerstoffes größer als 10 -5 Torr ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (4)
aus transparentem, anorganischem Material in einer Atmosphäre hergestellt wird, in der der Partialdruck
von Sauerstoff kleiner als 10 -7 Torr ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Elektronenstrahl abzutastenden Ladungsspeicherschirmes
einer Farbaufnahmeröhre, bei dem ein optisches Farbanalysier-Filter auf einem Substrat
hergestellt wird, eine Schicht aus transparentem, anorganischem Material auf dem optischen Farbanalysier-Filter
hergestellt wird, und dann dadurch ein i'otoelektrischer Wandler hergestellt wird, daß
nacheinander ein transparenter, elektrisch leitender Film und eine fotoleitende Schicht auf die Schicht
aus transparentem, anorganischem Material aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schicht aus transparentem, anorganischem Material in einer gemischten Atmosphäre aus inertem Gas
Sauerstoffgehalt der gemischten Atmosphäre während des Aufwachsens der Schicht langsam vermindert
wird, so daß das Ausmaß des Sauerstoffehlbestandes der Schicht in ihrer Wachstumsrichtung
langsam geändert wird.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |