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DE2815894A1 - Verfahren zur erzeugung einer bildmustergemaess aufgebrachten pulverschicht - Google Patents

Verfahren zur erzeugung einer bildmustergemaess aufgebrachten pulverschicht

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DE2815894A1
DE2815894A1 DE19782815894 DE2815894A DE2815894A1 DE 2815894 A1 DE2815894 A1 DE 2815894A1 DE 19782815894 DE19782815894 DE 19782815894 DE 2815894 A DE2815894 A DE 2815894A DE 2815894 A1 DE2815894 A1 DE 2815894A1
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DE
Germany
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diazonium
zinc chloride
salt
double salt
layer
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DE19782815894
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Michiaki Hashimoto
Toshikatsu Manabe
Hajime Morishita
Masahiro Nishizawa
Saburo Nonogaki
Yoshifumi Tomita
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority claimed from JP12239077A external-priority patent/JPS5456355A/ja
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Description

2915834
HITACHI, LTD.
5-I3 1-chome, Marunouchi, Chiyoda-ku
Tokyo (JAPAN)
Verfahren zur Erzeugung einer bildmustergemäß aufgebrachten Pulverschicht
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer bildmustergemäß aufgebrachten Pulverschicht und insbesondere ein solches Verfahren, das sich zur Herstellung von Leuchtschirmen für Farbfernseh-Bildröhren eignet.
Zur Erzeugung bildmustergemäß aufgebrachter Pulverschichten werden bisher Verfahren allgemein angewandt, bei denen Dispersionen oder Gemische von Pulvern verwendet werden, in denen die Pulver in einem Dispersionsmedium wie etwa Wasser dispergiert sind. In diesen Fällen wird zunächst eine gleichmäßige Dispersion hergestellt, die anschließend in diesem Zustand gelagert und zur Erzeugung bildmustergemäß aufgebrachter Pulverschiehten in komplizierten Verfahrenssehritten auf die entsprechenden Substrate aufbeschiehtet wird»
1589*
In den Fig. IA bis IF der Zeichnung ist die Erzeugung von rotes, grünes und blaues Licht emittierenden Leuchtstoffschichten auf der Innenoberfläche der Frontscheibe einer Farbbildröhre nach einem beispielhaften derartigen herkömmlichen Verfahren dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird:
Fig. IA zeigt eine Schicht 2 , die auf der Innenoberfläche der Frontscheibe 1 durch Auftragen eines gleichmäßigen Gemischs eines Leuchtstoffs der ersten Farbe wie beispielsweise eines grün-emittierenden Leuchtstoffs und einer lichtempfindlichen Harzlösung mit einem lichtempfindlichen Harz wie beispielsweise Polyvinylalkohol und Ammoniumdiehromat und anschließendes Trocknen der resultierenden Beschichtung hergestellt wurde.
Die Schicht 2 wird anschließend durch die öffnungen einer Schattenmaske hindurch mit ultraviolettem Licht belichtet. Die mit ultraviolettem Licht belichteten Stellen entsprechen dabei dem Auftreffbereich der Elektronenstrahlen zur Anregung des Leuchtstoffs, d. h. den Stellen, an denen der Leuchtstoff gebunden werden soll. Das lichtempfindliche Harz wird hierdurch in den belichteten Bereichen unlöslich, wodurch die gesamte Schicht in den entsprechenden Bereichen unlöslich wird. Die Schicht 2 wird anschließend mit einem Lösungsmittel, üblicherweise Waeser, gewaschen. Auf diese Weise verbleibt, wie in Fig. IB dargestellt ist, lediglich die Schicht 2·, die durch Belichtung mit UV-Licht unlöslich wurde, auf der Innenoberfläche der Frontscheibe, während die übrigen Schichtbereiche weggelöst werden.
Danach wird eine Schicht 3 eines Gemische des Leuchtstoffs der zweiten Farbe, beispielsweise eines blau-emittie-
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renden Leuchtstoffs und eines lichtempfindlichen Harzes, nach derselben Verfahrensweise wie oben erzeugt, wie in Fig. IC dargestellt ist. Die Schicht 3 wird anschließend mit UV-Licht belichtet und mit Wasser gewaschen.
Auf diese Weise verbleibt, wie aus Fig. ID hervorgeht, eine durch Belichtung unlöslich gemachte Schicht 3' auf der Innenoberfläche der Frontscheibe.
In Fig. IE ist ferner dargestellt, daß eine Schicht 1J eines Gemischs eines Leuchtstoffs der dritten Farbe, d. h. z. B. eines rot-emittierenden Leuchtstoffs, und eines lichtempfindlichen Harzes nach derselben Verfahrensweise aufgebracht wird. Die Schicht 4 wird danach mit UV-Licht belichtet und mit Wasser gewaschen.
Auf diese Weise verbleibt, wie aus Fig. IF ersichtlich ist, eine durch Belichten unlöslich gemachte Schicht 4' auf der Innenoberfläche der Frontscheibe.
Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, sind die Schritte der Herstellung der Leuchtstoffschicht einer Farbbildröhre sehr kompliziert. Hinzu kommt, daß in zahlreichen Fällen eine Wiederholung der nassen Beschichtung, des Waschens mit Wasser und der Trocknung erforderlich ist. Dabei treten ferner bei jedem Schritt zahlreiche technische Probleme auf, weshalb diese Verfahrensweise auch aus wirtschaftlicher Sicht sehr nachteilig ist.
Aus der JA-OS 47-7.266 (1972) ist andererseits ein einfaches Verfahren bekannt, bei dem das Pulver selbst auf das Substrat aufbeschichtet wird. Nach diesem Verfahren wird ein Träger für den Leuchtschirm mit einer lichtempfindlichen Lackschicht aufgebracht, deren Oberfläche vor der Belichtung klebrig ist, ihre Klebrigkeit jedoch durch die Belichtung verliert, wobei der Bereich der lichtempfindlichen Lackschicht, wo der
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Leuchtschirm erzeugt werden soll, belichtet wird; danach wird ein Pulver aus einem liehtabsorbierenden Material, das an den niehtbelichteten Bereichen gebunden werden kann, auf die Schicht aufgebracht, worauf der belichtete Bereich zur Entfernung von überschüssigem, nichtgefoundenem lichtäbsorbierenden Material gewaschen wird; auf diese "Weise resultieren schließlich Leuchtschirme, die die entsprechenden verschiedenen Farben emittieren.
Die bei diesem Verfahren verwendete lichtempfindliche Lackschicht verliert allerdings ihre Klebrigkeit in den einmal belichteten Bereichen. Es ist demgemäß nach dieser Verfahrensweise unmöglich, aufeinanderfolgend drei Leuchtstoffe auf dieselbe lichtempfindliche Lackschicht aufzubringen. Dieses Verfahren stellt also lediglieh eine Möglichkeit zur Erzeugung einer Schicht aus einem lichtabsorbierenden Material, der sogenannten Schwarzmatrix, dar und eignet sieh nicht zur Erzeugung von Leuehtschirmen»
Der bei diesem Verfahren verwendete lichtempfindliche Lack ist bekannt (Kodak Mordant Germitax, Hersteller Eastman Kodak Go,3. Dieser lichtempfindliche Lack weist Jedoch den Nachteil einer nur sehr geringen Empfindlichkeit auf, Daher ist zu seiner Belichtung eine entsprechend lange Belichtungszeit erforderlich, was auch aus wirtschaftlicher Sieht sehr nachteilig ist. Die lichtempfindliche Laeksehicht ist ferner in Hasser unlöslich und lediglich in organischen Lösungsmitteln löslich. Die Verwendung organischer Lösungsmittel im technischen Maßstab ist Jedoch außerordentlich nachteilig, da die Dämpfe zahlreicher organischer Lösungsmittel für Menschen toxisch sind und zugleich Brand- und Explosionsrisiken mit ihrer Verwendung verbunden sind.
-yr-46
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung einer bildmustergemäß aufgebrachten Pulverschicht anzugeben; das Verfahren soll dabei auch zur Herstellung von Leuchtschirmen für Farbbildröhren durch sehr einfache Verfahrensschritte anwendbar sein; zugleich soll ein Verfahren zur Erzeugung von Leuchtschirmen angegeben werden, nach dem Leuehtsehirme vom Schwarzstreifentyp mit hoher Randschärfe der schwarzen Streifen erhältlich sind.
Die Erfindung gibt ein Verfahren zur Erzeugung einer bildmustergemäß, d. h. entsprechend einem Bildmuster, auf einer Substratoberfläche aufgebrachten Pulversehicht an, das durch folgende Schritte gekennzeichnet isti
(1) Aufbringen einer dünnen Schicht einer lichtempfindlichen Zusammensetzung, die durch Belichten klebrig wird;
(2) bildmustergemäße Belichtung der dünnen Schicht zur Erzeugung von Klebrigkeit in den belichteten Bereichen
(3) Zusammenbringen der dünnen Schicht nach der Belichtung mit Pulverteilchen zu deren Anhaften auf den klebrigen Bereichen je nach der Aufnahmefähigkeit der dünnen Schicht für das Pulver,
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die , Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 2A tois 2Da 3A bis 3F und Uk bis iffiisehematische Darstellungen zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Verfahrensweise.
Als lichtempfindliche Zusammensetzung, die beim Belichten klebrig wird, können erfindungsgemäß aromatische Diazoniumsalze allein oder Zusammensetzungen, die ein aromatisches Diazoniumsalz als lichtempfindlichen Bestandteil enthalten, verwendet werden.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Verfahrensweise anhand der Herstellung eines Leuchtschirms für Farbbildröhren näher erläutert.
In den Fig. 2A bis 2D sind die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte in Anwendung auf die Herstellung von Leuchtschirmen für Farbbildröhren dargestellt. Wie aus der Querschnittsdarstellung der Fig. 2A hervorgeht, wird zunächst ein Diazoniumsalz allein oder ein Gemisch eines Diazoniumsalzes und einer weiteren Substanz auf die Innenoberfläche der Frontscheibe 1 einer Farbbildröhre zur Erzeugung einer dünnen Schicht 5 aufgebracht. In diesem Fall wird das Material zur Erzeugung der dünnen Schicht in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel wie etwa einem Alkohol gelöst. Die erhaltene Lösung wird danach auf die Frontscheibe aufgebracht und anschließend zu einer festen, dünnen Schicht getrocknet. Diese dünne Schicht 5 wird danach durch die Öffnungen einer Schattenmaske hindurch mit UV-Licht belichtet. Hierbei entsprechen die mit UV-Licht belichteten Stellen den Stellen, auf denen der Leuchtstoff der ersten Farbe, beispielsweise ein grün-emittierender Leuchtstoff, aufgebracht werden soll. Aufgrund der durch Licht hervorgerufenen Zersetzungsreaktion des Diazoniumsalzes wird die dünne Schicht in den belichteten Bereichen klebrig. Im Anschluß daran wird die dünne Schicht mit Partikeln des Leuchtstoffs der ersten Farbe zusammengebracht. Entsprechend der Bindungsfähigkeit der dünnen Schicht gegenüber dem Leuchtstoff werden die Leuchtstoffpartikel an der dünnen Schicht gebunden. Überfcittssige und nichtgebundene Leuchtstoffteilchen
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werden, beispielsweise durch Abblasen mit Luft, von der Oberfläche der dünnen Schicht entfernt.
Wie in Fig. 2B dargestellt ist, entsteht auf diese Weise eine aufgebrachte Leuchtstoffschicht 6 auf der dünnen Schicht in den belichteten Bereichen.
Danach wird, wie aus Fig. 2C ersichtlich ist, in analoger Verfahrensweise eine Beschichtungsschicht 7 des zweiten Leuchtstoffs, beispielsweise eines blau-emittierenden Leuchtstoffs, aufgebracht.
Danach wird, wie aus Fig. 2D ersichtlich ist, in ebenfalls analoger Weise eine Schicht 8 eines Leuchtstoffs einer dritten Farbe wie beispielsweise eines rot-emittierenden Leuchtstoffs aufgebracht. Auf diese Weise wird eine Frontscheibe erhalten, bei der drei lichtemittierende Leuchtstoffe in den jeweiligen Auftreffbereichen der zur Anregung der Leuchtstoffe dienenden Elektronenstrahlen aufgebracht sind.
Die Leuchtstoffbeschichtung von Farbbildröhren kann erfindungsgemäß entsprechend in bemerkenswert einfacherer Weise als bei herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden, wobei zugleich erheblich geringere Wassermengen erforderlich sind.
Zur Herstellung einer Schwarzmatrix-Farbbildröhre vom Streifentyp kann erfindungsgemäß ein Schwarzmatrixmuster durch Belichten einer Schattenmaske für eine Farbbildröhre in der Weise erzeugt werden, daß das Licht an den Stellen auffällt, an denen die lichtabsorbierende Schwarzmatrixschicht erzeugt werden soll.
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Erfindungsgemäß wurde ferner festgestellt, daß die Bindungsfähigkeit der dünnen Schicht gegenüber den Pulverpartikeln, d. h. ihre Klebrigkeit, gesteigert wird, wenn ein aromatisches Diazoniumsalz allein oder im Gemisch mit einer weiteren Substanz wie etwa Gummiarabikum auf der Oberfläche eines Substrats wie etwa einer Glasplatte zur Erzeugung einer dünnen Schicht aufgebracht wird, die anschließend belichtet wird. Die Erfindung macht auch von dieser Peststellung Gebrauch. Die Gründe für eine derartige Erhöhung der Klebrigkeit sind im einzelnen noch nicht völlig geklärt, jedoch wird zur Erklärung folgendes angenommen:
Das Diazoniumsalz wird durch die Belichtung zersetzt, wobei die resultierende Substanz hygroskopisch ist. Diese Substanz absorbiert Luftfeuchtigkeit und wird hierdurch klebrig, So werden beispielsweise Doppelsalze von Diazoniumsalzen und Zinkchlorid unter Freisetzung von Zinkchlorid zersetzt, das bemerkenswerte Hygroskopizität zeigt. Durch Zersetzung eines Diazoniumtetrafluoborats entsteht ferner hygroskopisches Bortrifluorid. Bei der Zersetzung eines Diazoniumhydrogensulfats wird ferner Schwefelsäure gebildet. Die entsprechenden Zersetzungsprodukte weisen also bemerkenswerte Hygroskopizität auf.
Aus der obigen Erklärung geht hervor, daß die umgebende Atmosphäre zum Klebrigwerden der dünnen Schicht'Feuchtigkeit enthalten muß. Dabei ist eine relative Feuchte von 10 bis 70 % bevorzugt, noch bevorzugter eine relative Feuchte von 30 bis 70 JS. Da die Luft üblicherweise diesen Bedingungen entspricht oder nahekommt, kann das erfindungsgemäße ¥erfaJhreia auch üblicherweise an Luft durchgeführt werden.
S03SU/0721
Patt nt^rsv Ire
BLt. FZ U--.' ■ -·■ :=·· BPETZ
Neue, Seiten £815894
P 28 15 894.3 " %" 20.'7. 1978
Zur bildmustergemäßen Belichtung der ein Diazoniumsalz enthaltenden Schicht und damit zu einem bemerkenswerten Klebrigwerden der belichteten Bereichegegenüber unbelichteten Bereichen muß die Schicht nicht bereits von Anfang an klebrig sein. Als Ergebnis zahlreicher experimenteller Untersuchungen wurde festgestellt, daß die Oberfläche, wenn sich das Diazoniumsalz auf der Oberfläche der das Diazoniumsalz enthaltenden Schicht in einem kristallinen Zustand befindet, vor der Belichtung nicht klebrig wird, sondern erst nach der Belichtung Klebrigkeit erhält. Dabei kann durch Untersuchung der Oberfläche der Schicht mit einem Vergrößerungsglas festgestellt werden, ob auf der Schichtoberfläche Kristalle vorliegen oder nicht. Insbesondere bei Beobachtung mit polarisiertem Licht
die Λ nwß s g ηΐι fi i t
kann fton Kristallen auf der Schicht leicht festgestellt werden, da die Oberfläche mosaikartig aussieht, wenn auf ihr Kristalle vorliegen.
Wie im folgenden im einzelnen erläutert ist, kann ein Gemisch eines Diazoniumsalzes und eines Polymeren oder PoIymergemischs als lichtempfindliche Zusammensetzung verwendet werden. In diesem Fall ist, wenn die Menge des im Gemisch enthaltenen Diazoniumsalzes klein ist, die Bildung von Diazoniumsalzkristallen verzögert, oder es kommt überhaupt nicht zu einer Kristallbildung. Gewöhnlich ist die Oberfläche der Schicht bereits vor der Belichtung klebrig, verliert jedoch diese Eigenschaft durch die Belichtung, wenn keine Diazoniumsalzkristalle auf der Oberfläche der Schicht vorhanden sind.
Als Diazoniumsalze können erfindungsgemäß beliebige aromatische Diazoniumsalze, die bei Belichtung zersetzlich sind, herangezogen werden. Erfindungsgemäß besonders geeignete Diazoniumsalze sind stabilisierte aromatische Diazoniumsalze wie etwa aromatische Diazoniumtetrafluorborate, aromatische
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Diazoniumhydrogensulfate, aromatische Diazoniumsulfonate sowie Doppelsalze einee aromatischen Diazoniumchlorids mit Zinkchlorid.
Diese Verbindungen werden im folgenden im einzelnen erläutert .
Doppelsalze einee aromatischen Diazoniumchlorids mit Zink; chlorid besitzen die allgemeine Formel
0N2Cl · n ZnCl2 ,
in der ö eine Arylgruppe und η die Zahl 1 oder ■* bedeutet. Einzelbeispiele für derartige Verbindungen sind etwa:
p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz E(CH3 )2NC6H2jN2Cl · ZnOlJ ;
p-Diäthylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz C(C2H5)2NC6H11N2Cl · ZnCl2];
p-(N-Xthyl-N-hydroxyäthylaminq)-benzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz QiOC2H1J(C2H5)NC6H21N2Cl · -|znCl2];
Anthrachinon-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz
2-Methoxy-4-nitΓobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsala [C)2NC6H3(OCH3)N2Cl · |znCl2]j
iJ-Nitronaphthalin-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppel salz (O2NC10H6N2Cl · -|znCl2);
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p-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz OC6H1JN2Cl . -|znCl2) und etwa
o-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz OC6H11N2Cl · |znCl2).
Die aromatischen Diazoniumtetrafluorborate besitzen die allgemeine Formel
in der 0 wie oben definiert ist.
Einzelbeispiele für derartige Verbindungen sind etwa:
p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat; p-Diäthylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat; p-(N-Äthyl-N-hydroxyäthylamino)-benzoldiaziniumtetrafluorborat;
p-Methoxybenzoldiazonium-tetrafluorborat und o-Methoxybenzoldiazonium-tetrafluorborat.
Die aromatischen Diazonium-hydrogensulfate besitzen die allgemeine Formel
in der 0 wie oben definiert ist.
Einzelbeispiele für derartige Verbindungen sind etwa:
p-Dimethylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat;
p-Diäthylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat sowie etwa
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p-Phenylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat.
Unter diesen Verbindungen sind folgende bevorzugt:
p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkehlorid-Doppelsalz, p-Diäthylaminobenzoldiazoniumehlorid-Zinkehlorid-Doppelsalz, p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat, p-Diäthylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat sowie etwa p-Phenylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat.
Noch bevorzugter sind folgende zwei Verbindungen:
p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz und
p-Diäthylaminobenzoldiazoniumehlorid-Zinkehlorid-Doppelsalz.
Diese Verbindungen können jeweils allein oder in Gemischen von zwei oder mehreren verwendet werden.
Als Substanz, die erfindungsgemäß im Gemisch mit einem Diazoniumsalz verwendet wird, sind etwa organische Polymere wie z.B. Gummiarabikum, Polyvinylalkohole, Polyacrylamid, Poly-N-vinylpyrrolidon, Acrylamid-Qiacetonacrylamid-Copolymere, Methylvinyläther-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Alginsäure, Propylenglycolester von Alginsäure, Polyvinylacetat und Novolak-Harze verwendbar.
Hierunter sind die ersten acht organinchen Polymerverbindungen wasserlöslich und werden erfindungsgemäß bevorzugt verwendet.
Die genannten Verbindungen können ferner auch im Gemisch
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von zwei oder mehreren eingesetzt werden.
Die Verwendung dieser Substanzen dient zur Verbesserung der Beschichtungseigenschaften bei der Erzeugung der dünnen Schicht einer ein Diazoniumsalz als lichtempfindlichen Bestandteil enthaltenden lichtempfindlichen Zusammensetzung s zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit der dünnen Schicht sowie zur Kontrolle bzw. Einstellung der Bindungsfähigkeit der dünnen Schicht gegenüber den Pulverteilchen.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, die Polymerverbindungen mit einem Diazoniumsalz in einer Menge von 1 bis 1000 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 500 Gew.-% und noch bevorzugter 2 bis 300 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des Diazoniumsalzes, einzusetzen. Je höher der Gehalt an Polymerverbindungen liegt j desto mehr sind die Beschichtungseigenschaften verbessert. Wenn die Menge der im Gemisch enthaltenen Polymerverbindungen zu hoch ist, wird allerdings die Bildung von Diazoniumsalzkristallen wie oben beschrieben verzögert.
Zur Verbesserung der Beschichtungseigenschaften können ferner verschiedene grenzflächenaktive Mittel zugesetzt werden, wobei es an sich bekannt ist, Zusammensetzungen zur Verbesserung ihrer Beschichtungseigenschaften ein grenzflächenaktives Mittel zuzusetzen. Erfindungsgemäß können alle bekannten und herkömmlicherweise eingesetzten grenzflächenaktiven Mittel verwendet werden. Die Menge der zugesetzten grenzflächenaktiven Mittel liegt vorzugsweise bei etwa 0,01 bis. etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Diazoniumsalzes.
Zur Erhöhung der an der lichtempfindlichen dünnen Schicht gebundenen Pulvermenge kann erfindungsgemäß folgende Verfahrensweise angewandt werden:
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Nach der Bindung des Pulvers an der dünnen Schicht nach dem oben erläuterten Verfahren wird die aufgebrachte Pulverschicht mit dem Dampf eines Alkohols und/oder eines Ketons zusammengebracht, wonach die aufgebrachte Pulverschicht getrocknet wird; anschließend wird dasselbe Pulver nochmals mit der aufgebrachten Pulverschicht zusammengebracht. Auf diese Weise kann eine noch größere Menge desselben Pulvers an der dünnen Schicht gebunden werden.
Bei diesem Verfahren können als Alkohol Methanol, Äthanol, Isopropanol und Butanol verwendet werden. Als Keton eignen sich erfindungsgemäß Aceton, Methyläthylketon sowie etwa Methylisobutylketon.
Das erfindungsgemäß verwendete Pulver kann beliebige Teilchengröße besitzen, solange es als übliches Pulver anzusprechen ist. Im allgemeinen besitzt das eingesetzte Pulver eine Teilchengröße von etwa 0,01 bis etwa 100 ,um und vorzugsweise etwa 4 bis etwa 10 .um.
Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren, bei dem ein Pulver mechanisch auf einer dünnen Schicht festgebunden wird. So wird beispielsweise beim Verfahrensschritt der Herstellung einer Farbbildröhre ein Leuchtschirm nach der Erzeugung einer aufgebrachten Pulverschicht mit einem organischen Polymerfilm überzogen. Der Grund für das Aufbringen eines derartigen Films liegt darin, einem Aluminiumfilm hierdurch metallischen Glanz zu verleihen, der als lxchtreflektierender Film auf der Oberfläche des Leuchtschirms durch Vakuumbedampfung aufgebracht wird. Dabei ist es wünschenswert, daß der Leuchtschirm beim Aufbringen dieser Beschichtung mechanische Festigkeit besitzt .
Das erste Verfahren, um die aufgebrachte Pulverschicht
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mechanisch fest zu machen, besteht darin, den Dampf einer basischen Substanz wie etwa Ammoniak, Hydrazin oder eines alifatischen Amins mit der aufgebrachten Pulverschicht in Kontakt zu bringen. Hierdurch unterliegt die durch die Belichtung gebildete Substanz einer Veränderung, wodurch das Pulver noch fester an der dünnen Schicht gebunden wird. So wird beispielsweise das in einer lichtempfindlichen Schicht oder einer Leuchtstoffschicht enthaltene und durch Belichtung gebildete Zinkchlorid in Zinkhydroxid umgewandelt, das die Leuchtstoffteilchen fest an das Substrat bindet und auch zu einer festen Bindung der Leuchtstoffteilchen untereinander führt, wodurch die Leuchtstoffschicht mechanische Festigkeit erhält.
Ein noch günstigeres Verfahren zur Durchführung dieser Verfahrensweise besteht darin, die aufgebrachte Pulverschicht bei einer Temperatur von etwa 20 0C oder darüber für etwa bis 20 s mit Luft in Kontakt zu bringen, die durch konzentriertes Ammoniakwasser (Konzentration 29 Gew.-%) hindurchgeleitet wurde.
Das zweite Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit einer aufgebrachten Pulverschicht beruht darauf, die aufgebrachte Pulverschicht in einer Atmosphäre höherer Feuchtigkeit zu halten und die Schicht anschließend zu trocknen. Diese Verfahrensweise ist wirkungsvoll, wenn ein Gemisch eines Diazoniumsalzes und einer wasserlöslichen Polymerverbindung als lichtempfindliche Zusammensetzung verwendet wird. Es wird jedoch auch bei Verwendung eines Diazoniumsalzes allein als lichtempfindliche Zusammensetzung eine Wirkung festgestellt. Das praktisch günstigste Verfahren zur Realisierung dieser Verfahrensweise besteht darin, feuchtigkeitsgesättigte Luft mit der aufgebrachten Pulverschicht einige s lang in Kontakt zu bringen und die Schicht anschließend zu trocknen.
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In der erfindungsgemäß erhaltenen aufgebrachten Pulverschicht wird das Diazoniumsalz beim Brennschritt zerstört und übt daher keinerlei schädlichen Einfluß aus.
Die Erfindung gibt ferner ein Verfahren zur Erzeugung einer bildmustergemäß aufgebrachten Pulverschicht an, bei dem ein Photoresist bzw. eine lichtempfindliche Abdeckschieht, die nach Belichtung und Entwicklung klebrig zu werden vermag, auf die Innenoberfläche einer Frontscheibe aufgebracht wird, wobei der Photoresist außerhalb der belichteten Bereiche durch bildmustergemäße Belichtung der aufgebrachten Schicht und anschließende Entwicklung entfernt wird, wonach Pulver an der Photoresistschicht in feuchtem Zustand gebunden wird. Der feuchte Zustand wird dabei aufrechterhalten, wenn die aufgebrachte Pulverschicht nicht nach der Entwicklung vollständig getrocknet wird.
Als Photoresist können alle bekannten Photoresistmaterialien herangezogen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf zahlreichen Anwendungsgebieten neben den oben erwähnten Anwendungsbeispielen in wirkungsvoller Weise Verwendung finden. So kann beispielsweise Trockenphotographie wie etwa Elektrophotographie erfindungsgemäß durchgeführt werden, bei der kein elektrischer Ladungsschritt, sondern zumindest ein Belichtungs- und ein Pulver-Entwicklungsschritt angewandt werden.
Als erfindungsgemäß an der lichtempfindlichen dünnen Schicht zu bindendes Pulver eignen sich zahlreiche pulverförmige Materialien wie etwa Leuchtstoffpulver, anorganische und organische Pigmente sowie etwa Farbstoffe.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert; falls nichts anderes angegeben, sind alle Teile und Prozentangaben gewichtsbezogen.
Beispiel 1
Eine x-zäßrige Lösung der unten angegebenen Zusammenset zur (1) wird auf die Oberfläche einer Glasplatte durch Schleuderbeschichten aufgebracht. Die resultierende Beschichtung wird danach durch Infrarotbeheizung zu einer lichtempfindlichen dünnen Schicht von etwa 1 ,um Dicke getrocknet.
Zusammensetzung (1): Teile
p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz .
grenzflächenaktives Mittel (Kondensationsprodukt von Natriumnaphthalinsulfonat mit Formaldehyd, Hersteller Kao-Atlas Co.; Demor MS)
0,01
Wasser . 20.
Die lichtempfindliche dünne Schicht wird mit Licht einer Superhochdruck-Quecksilberlampe durch die Öffnungen einer Schattenmaske für Farbbildröhren 1 min mit einer Intensität von 50 mW/cm belichtet. Anschließend wird ein grünes Licht emittierender Leuchtstoff auf der Oberfläche der lichtempfindlichen dünnen Schicht durch Aufstäuben in Luft mit einer relativen Feuchte von ^O % aufgebracht. Auf diese Weise \tfird das Leuchtstoffpulver auf der Oberfläche der dünnen Schicht verteilt und an den belichteten Bereichen der dünnen Schicht gebunden; überschüssige Leuchtstoffteilchen werden
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danach durch Abblasen mit Luft entfernt.
Danach werden die nicht wie oben belichteten Bereiche der lichtempfindlichen Schicht mit Licht einer Superhochdruck-Quecksilberlampe durch die öffnungen der Schattenmaske hindurch belichtet, wonach ein blaues Licht emittierender Leuchtstoff durch Aufstäuben aufgebracht wird.
Im Anschluß daran werden die nicht bereits belichteten Bereiche der lichtempfindlichen dünnen Schicht in ähnlicher Weise wie oben belichtet, worauf ein rotes Licht emittierender Leuchtstoff aufgebracht wird.
Auf diese Weise wird ein mosaikartiger Leuchtschirm erzielt, der als Leuchtschirm für Farbbildröhren verwendbar ist. Das Gewicht des Leuchtschirms beträgt 2,0 bis 2,5 mg/cm Der so hergestellte Leuchtschirm wird ferner durch einige Sekunden langes Zusammenbringen mit einem Gasgemisch von Ammoniak und Wasserdampf wasserunlöslich.
Beispiel 2
Ein mosaikartiger Leuchtschirm kann auf einer lichtempfindlichen dünnen Schicht von etwa 2 ,um Dicke durch dieselbe Verfahrensweise wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied hergestellt werden, daß die wäßrige Lösung der Zusammensetzung (1) von Beispiel 1 durch eine wäßrige Lösung der nachstehenden Zusammensetzung (2) ersetzt wird.
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Zusammensetzung (2): Teile
p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetra- 3
fluorborat
Polyvinylalkohol (Hersteller Kuraray Co., Ltd., Kurare Poval 222I, mittlerer Polymerisationsgrad 2Jl00, Hydrolysegrad 88 %) 10
Wasser JOO.
Beispiel 3
Ein mosaikartiger Leuchtschirm kann auf einer lichtempfindlichen dünnen Schicht von etwa 0,5 ,um Dicke nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied hergestellt werden, daß die wäßrige Lösung der Zusammensetzung (1) von Beispiel 1 durch eine wäßrige Lösung folgender Zusammensetzung (3) ersetzt wird.
Zusammensetzung (3): Teile
4-Nitronaphthalin-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz 1
Polyvinylalkohol (Hersteller Kuraray Co., Ltd., Kurare Poval 22*0 2
Wasser 60.
Beispiel H
Eine wäßrige Lösung der Zusammensetzung (1O wie oben wird auf die Oberfläche einer Glasplatte durch Schleuderbeschichtung aufgebracht. Die resultierende Beschichtung wird danach durch Infrarotbeheizung zu einer lichtempfind-
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lichen dünnen Schicht von 1 bis 2 ,\im Dicke getrocknet
Zusammensetzung (1I)". Teile
p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat 1
Wasser 20.
Die lichtempfindliche dünne Schicht wird mit Licht einer Superhochdruck-Quecksilberlampe durch die öffnungen einer Schattenmaske für Farbbildröhren 1 min mit einer Intensität von 50 mW/cm belichtet. Danach wird ein grünes Licht emittierender Leuchtstoff für Farbbildröhren auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht verteilt, wobei die Leuchtstoffteilchen an den Bereichen der lichtempfindlichen Schicht, die eine Bindungsfähigkeit für die Pulverteilchen aufweisen, gebunden werden, wonach überschüssige und nichtgebundene Leuchtstoffteilchen durch Abblasen mit Luft entfernt werden.
Auf diese Weise wird ein Leuchtschirm erhalten, bei dem lediglich die belichteten Bereiche der lichtempfindlichen dünnen Schicht mit dem Leuchtstoff beschichtet sind.
Beispiel 5
Es wird wie in Beispiel 4 verfahren mit dem Unterschied, daß die wäßrige Lösung der Zusammensetzung (1O von Beispiel 1J durch eine der unten erläuterten wäßrigen Lösungen der Zusammensetzungen (5) bis (13) ersetzt wird. Als Ergebnis werden Leuchtschirme erhalten, bei denen lediglich die belichteten Bereiche der lichtempfindlichen dünnen Schicht mit dem Leuchtstoff beschichtet sind, wenn eine der genannten wäßrigen Lösungen verwendet wird.
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Zusammensetzung (5): Teile
p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat
Gummiarabikum i\
Wasser
Zusammensetzung (6): Teile
p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat 1
Poly-N-vinylpyrrolidon (Hersteller GAF Corp., Polyvinylpyrrolidon K-90) 3
Wasser
Zusammensetzung (7): Teile
p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat *
Acrylamid-Diacetonac-rylamid-Copolymer (Molverhältnis von Acrylamid zu Diacetonacrylamid 5 : 3, Staudingerinflex in Wasser bei 25 0C: PlI= 3,0) 3
Wasser 60.
Zusammensetzung (8): Teile
p-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz *
Wasser 20.
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Zusammensetzung (9): Teile
p-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz 1
Polyvinylalkohol (Hersteller Kuraray Co., Ltd., Kurare Poval 22Ό 3
Wasser 60.
Zusammensetzung (10): Teile
p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz *
Wasser 20.
Zusammensetzung (Jl): Teile
o-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz 1
Wasser -20.
Zusammensetzung (12): Teile
p-Phenylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat I
Wasser 20.
Zusammensetzung (13): Teile
p-Phenylaminobenzoldiazonium-hydrogen-
sulfat ζ 1
Gummiarabikum 3
Wasser 60.
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3H-
Beispiel 6
Ein Leuchtschirm, bei dem lediglich die belichteten Bereiche der lichtempfindlichen dünnen Schicht selektiv mit dem Leuchtstoff beschichtet sind, wird durch Ausführen derselben Verfahrensschritte wie in Beispiel 4 mit dem Unterschied erhalten, daß die wäßrige Lösung der Zusammensetzung (4) von Beispiel 4 durch eine wäßrige Lösung der Zusammensetzung (2) von Beispiel 2 ersetzt wird. Zur Befeuchtung der Leuchtstoffschicht und der lichtempfindlichen dünnen Schicht wird bei 36 0C wasserdampfgesättigte Luft bei 20 bis 22 0C einige s lang auf den Leuchtschirm geblasen, worauf die Schichten getrocknet werden. Auf diese Weise kann der Leuchtstoff auf der lichtempfindlichen dünnen Schicht fest gebunden werden.
Beispiel 7
Ein Leuchtschirm, bei dem lediglich die belichteten Bereiche der lichtempfindlichen dünnen Schicht selektiv mit dem Leuchtstoff beschichtet sind, wird durch Ausführung derselben Verfahrenssehritte wie in Beispiel 4 mit dem Unterschied erhalten, daß die wäßrige Lösung der Zusammensetzung (4) von Beispiel 4 durch die wäßrige Lösung der Zusammensetzung (2) von Beispiel 2 ersetzt wird. Zur Befeuchtung der Leuchtstoffschicht und der lichtempfindlichen Schicht mit Isopropanol wird bei 40 0C mit Isopropanol gesättigte Luft bei 20 bis 22 0C einige s lang auf die lichtempfindliche Schicht aufgeblasen, wonach die Schichten getrocknet werden. Anschließend wird Pulver desselben, bereits aufgebrachten Leuchtstoffs mit der Schicht zusammengebracht, wobei die Leuchtstoffteilchen an der Schicht gebunden werden, worauf überschüssige und nichtgebundene Leuchtstoffteilchen durch
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ZS
Abblasen mit Luft von der Schicht entfernt werden. Durch den zweiten Aufstäubungsschritt steigt das Leuchtschirmgewicht des an den belichteten Bereichen der lichtempfindlichen dünnen Schicht gebundenen Leuchtstoffs von 2,0 mg/cm auf 3,6 mg/cm
Beispiel 8
Es wird wie in Beispiel 4 verfahren mit dem Unterschied, daß die wäßrige Lösung der Zusammensetzung (k) von Beispiel 4 durch die wäßrige Lösung der Zusammensetzung (2) von Beispiel 2 und die Leuchtstoffteilchen durch Kohlenstoffpulver bzw. Ruß, Eisenoxidpulver, Kobaltblaupulver, ein Pulver von Sudan III (organisches Pigment), Indigopulver bzw. Kongorotpulver ersetzt werden. Bei Verwendung eines dieser Pulver wird eine aufgebrachte Schicht erzielt, bei der lediglich die belichteten Bereiche der lichtempfindlichen Schicht mit dem entsprechenden Pulver beschichtet sind.
Beispiel 9
Auf die Oberfläche einer Frontscheibe werden durch Schleuderbeschichtung wäßrige Lösungen der folgenden Zusammensetzungen (14) bzw. (15) aufgebracht, worauf die resultierende Beschichtung durch Infrarotbeheizung zu einer lichtempfindlichen dünnen Schicht von etwa 1 /Um Dicke getrocknet wird.
Zusammensetzung (14): Teile
p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz 5
B09ÖU/O7Ä1
- yr-
Methylvinyläther-Maleinsäureanhydrid-
Copolymer (Hersteller G.A.F. Corp.,
Gantrez AN-179) 0,50
Propylenglycol-Äthylenoxid-Blockcopolymer (Hersteller Asahi Electro-Chemical Co., Ltd., nichtionisches
grenzflächenaktives Mittel, Pluronic
L-92) 0,01
Wasser 91I,1^.
Zusammensetzung (15): Teile
p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz 5,00
Propylenglycolester von Alginsäure
(Hersteller Kimitsu Kagaku Kogyo
K.K., Kimiloid) 0,50
Wasser ' 92I,^.
Durch Vornahme derselben aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte wie in Beispiel 1 ist ein mosaikartiger Leuchtschirm auf der lichtempfindlichen dünnen Schicht erhältlich.
Beispiel 10
Das Beispiel wird im folgenden unter Bezug auf die
Fig. 3A bis 3F erläutert,
Wie aus Fig. 3A hervorgeht, wird ein lichtempfindliches Mittel 5 folgender Zusammensetzung
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p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz
Propylenglycolester von Alginsäure 0,1J
Natrium-dodecylbenzolsulfonat Ο,ΟΟ'Ι
Äthanol 3
entionisiertes Wasser . 92,596
gleichmäßig auf die Innenoberfläche der Frontscheibe 1 ei ner 20-inch- (51,2-cm)Farbbildröhre in einer Filmdicke von 0,5 bis 1,2 ium aufgebracht. Die resultierende Beschichtung wird danach durch eine (nicht dargestellte) Schattenmaske belichtet. Der Abstand P von der (nicht gezeichneten) Lichtquelle zur Schattenmaske beträgt 230 mm, der Abstand Q zwischen der Schattenmaske und der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 5* d· h.· der Innenoberfläche der Frontscheibe 1, 12,10 nun, wobei der seitliche Abstand B der Schattenmaske vom Streifentyp 0,77 mm beträgt. Die Belichtungsstellen werden gegenüberden Belichtungsstellen des Leuchtschirms vom üblichen Streifen- bzw. Schlitztyp verschoben.
Diese Verschiebung kann durch Verschieben der zur Belichtung dienenden Lichtquelle von der Stellung, die zur Belichtung der Bereiche dient, auf denen die Leuchtstoffstreifen erzeugt werden sollen, in seitlicher Richtung, d. h. parallel zur Frontscheibe und senkrecht zu den Leuchtstoffstreifen, um
6Q erfolgen.
(i + Η)
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Die Belichtung wird aufeinanderfolgend dreimal hintereinander entsprechend den drei Farbarten der Leuchtstoffstreifen vorgenommen. Auf diese Weise wird die lichtempfindliche Schicht streifenweise belichtet, was in Fig. 3B mit 5a veranschaulicht ist. In diesem Fall ist es erforderlich, daß die belichteten Bereiche im Mittelteil des Bildfelds auf der Frontscheibe 1 schmaler und im Außenbereich breiter sind. Die Belichtung wird daher nach einer Verfahrensweise durchgeführt, bei der die Größe einer Lichtquelle und die Lichtintensität über Korrekturfilter kontrolliert werden. Im einzelnen betragen die effektive Größe der Lichtquelle 2,2 nun «5 und die Lichtintensität 0,3 mW/cm im Mittelbereich, während im außenliegenden Bereich die Größe der Lichtquelle 1,2 mm 6 und die Lichtintensität 0,24 mW/cm betragen. Jede Belichtung wird etwa 120 s lang vorgenommen. Aufgrund des Zersetzungsprodukts der Diazoniumverbindung erhält die lichtempfindliche Schicht in den belichteten Bereichen 5a adhäsive Eigenschaften. Nach der Belichtung wird die Schattenmaske von der Frontscheibe 1 entfernt und Graphitpulver 9 mit einer Teilchengröße von etwa 0,5 bis etwa 0,9 /um als lichtabsorbierende Substanz auf die Innenoberfläche der Frontscheibe 1 aufgestäubt. Auf diese Weise wird das Graphitpulver auf der belichteten lichtempfindlichen Schicht gebunden, wie aus Fig. 3C hervorgeht. Wenn anschließend ein leichter Luftstrom auf die Innenoberfläche der Frontscheibe 1 geblasen wird, wird das Graphitpulver von den nichtbelichteten Bereichen entfernt und als Ergebnis ein Schwarzstreifenmuster (9f) wie in Fig. 3D erhalten. Die (nicht dargestellte) Lichtquelle wird danach in die Stellung verschoben, die der Lage der Elektronenstrahlerzeuger entspricht, wobei auf der Frontscheibe 1 eine Schattenmaske vorgesehen wird.
Die Belichtung wird sowohl im Mittelteil als auch in den außenliegenden Bereichen etwa 120 s lang bei einer
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effektiven Lichtquellengröße von 1,5 mm Durchmesser und einer
2 2
Lichtintensität von 0,3 mW/cm im Mittelteil und 0,21 mW/cm in .den Außenbereichen vorgenommen. In diesem Fall erhält die lichtempfindliche Schicht 5S wie aus Fig. 3E hervorgeht, an den nichtbelichteten Bereichen adhäsive Eigenschaften und Bindungsvermögen für Substanzen. Nach der Belichtung wird die Schattenmaske von der Frontscheibe 1 entfernt. Danach wird grüner Leuchtstoff 6 auf die Innenoberfläche der Frontscheibe 1 aufgeblasen, wonach sich das Aufblasen eines leichten Luftstromes anschließt. Auf diese Weise wird der grüne Leuchtstoff auf den nichtbelichteten Bereichen entfernt und ein grünes Leuchtstoffmuster wie in Fig. 3F erhalten.
Ein Leuchtschirm vom Schwarzstreifentyp wird durch Wiederholung derselben Verfahrensweise mit blau (B) und rot (R) erhalten. Der Leuchtschirm vom Schwarzstreifentyp wird im Anschluß daran 10 bis 20 s lang Ammoniakdampf ausgesetzt, um ihn so wasserunlöslich zu machen. Schließlich wird die Frontscheibe 1 mit einer organischen Beschichtung überzogen und zum Abschluß der Leuchtschirmherstellung im Vakuum mit Aluminium bedampft.
Nach dieser Verfahrensweise ist ein schwarzes Streifenmuster und ein Leuchtstoffmuster in einem vollständig trockenen Verfahren zugänglich. Die einzelnen Herstellungsschritte sind demgemäß in bemerkenswerter Weise vereinfacht.
Beispiel 11
Das Beispiel wird im folgenden unter Bezug auf die Fig. 4a bis HE erläutert.
Auf der Innenoberfläche einer Frontscheibe 1 wird ein lichtempfindliches Mittel folgender Zusammensetzung
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Polyvinylalkohol (Polymerisationsgrad 2^00, Verseifungsgrad 88 %) 3
Ammoniumcdehromat 0,15
Äthylenglycol 0,85
entionisiertes Wasser 96
in einer Filmdicke von 0,5 bis 1,2 .um aufgebracht. Danach wird eine (nicht dargestellte) Schattenmaske auf der resultierenden Beschichtung vorgesehen und die Belichtung vorgenommen, wobei die Position der Lichtquelle von den Positionen G, B und R der Elektronenstrahlerzeuger um
B-P Q B(1 + -) mm
6Q P
mit P, Q und B wie oben in Beispiel 10 verschoben wurde. In diesem Fall gilt für die effektive Größe der Lichtquelle und die Lichtintensität dasselbe wie in Beispiel 10.
Wie aus Fig. 4B ersichtlich ist, entsteht die lichtempfindliche Schicht nach der Belichtung (10a). Nach der Belichtung wird die Schattenmaske entfernt und die Entwicklung mit warmem, entionisiertem Wasser 120 s lang bei 35 bis 1IO 0C vorgenommen. Nach der Entwicklung verbleibt lediglich die oben erwähnte lichtempfindliche Schicht 10a, wobei die lichtempfindliche Schicht 10a wie in Fig. kC entsteht. Wenn die Innenoberfläche der Frontscheibe sich in * nassem Zustand befindet, wird Graphitpulver 9 einer Teilchengröße von 0,5 bis 0,9 ,um als lichtabsorbierende Substanz aufgestäubt und anschließend getrocknet. Nach dem Trocknen wird nochmals 60 s mit warmem Wasser von 35 bis 40 0C entwickelt.
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2B15894
Wie aus Pig. 4E hervorgeht, wird Graphitpulver lediglich an den belichteten Bereichen, d. h. der oben erwähnten lichtempfindlichen Schicht 10a?gebunden, wobei ein Muster aus schwarzen Streifen 9' derselben Größe wie in Beispiel erhalten wird. Auf der Oberfläche der so erhaltenen, schwarzgestreiften Frontscheibe 1 wird zur Fertigstellung eines Leuchtschirms vom Schwarzstreifentyp durch
Aufstäuben oder unter Verwendung einer Leuchtstoffsuspension ein Leuchtstoff aufgebracht.
Wie oben erläutert, kann nach dem Verfahren zur Herstellung von Leuchtschirmen gemäß den Beispielen 10 und 11 eine schwarzgestreifte Schicht einer lichtabsorbierenden Substanz leicht und durch einfache Verfahrensschritte erhalten werden. Da also -vor der Herstellung des Leuchtschirms ein schwarzes Streifenmuster erzeugt wird, wird die außerordentlich vorteilhafte Wirkung einer sehr hohen· Randschärfe des Leuchtschirmmusters erzielt.
Die Erfindung betrifft zusammengefaßt ein Verfahren zur bildmustergemäßen Erzeugung einer aufgebrachten Pulverschicht, das folgende Schritte aufweist:
Aufbringen einer lichtempfindlichen Zusammensetzung, die als lichtempfindlichen Bestandteil ein aromatisches Diazoniumsalz enthält und durch Belichtung klebrig wird, auf der Oberfläche eines Substrats in einer dünnen Schicht,
bildmustergemäße Belichtung der dünnen Schicht mit einer wirksamen Strahlung zur Erzeugung von Klebrigkeit in den belichteten Bereichen
und anschließendes Zusammenbringen der dünnen Schicht nach der Belichtung mit Pulverteilchen, um eine Bindung der
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Pulverteilchen entsprechend der Bindungsfähigkeit der dünnen Schicht diesen gegenüber zu erzielen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich beispielsweise Leuchtschirme für Farbbildröhren in sehr einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellen.
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Leerseite

Claims (1)

  1. BEETZ-LAMPHECHT-BEETZ PATENTANWÄLTE
    Steinidorfstr. 10 · D-8000 München 22 DipHng. R. BEETZ sen
    Ttltfon (OM) 227201 - 227244 - 295910 Dipt Ing. K. LAMPRECHΓ
    Τ·Ι·χ S 22 048 - Ttl«gr«mm AHpitent München Dr.-Ing. R. BEETZ jr.
    Rechtsanwall Dipl.-Phys. Dr. jur U. HEIDRICH Dr. Ing. W TIMPE 81-28 HRP Dipl.-Ing. J. SIEGFRIED
    -J-J-Or Priv.-Doz. Dipl.-Chem. Dr. rer na,t W. SCHMITT FUMIAN
    12. April 1978 Ansprüche
    1. Verfahren zur Erzeugung einer bildmustergemäß aufgebrachten Pulverschicht auf einer Substratoberfläche,
    gekennzeichnet durch
    (1) Aufbringen einer dünnen Schicht einer lichtempfindlichen Zusammensetzung, die durch Belichten klebrig wird;
    (2) bildmustergemäße Belichtung der dünnen Schicht zur Erzeugung von Klebrigkeit in den belichteten Bereichen
    und
    (3) Zusammenbringen der dünnen Schicht nach der Belichtung «it Pulverteilchen zu dejen Anhaften auf den klebrigen Bereichen je nach der Aufnahmefähigkeit der dünnen Schicht für das Pulver,
    2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    da» die verwendete lichtempfindliche Zusammensetzung ein enthält. 809844/0721
    BFi ETZ-L.M\«,jnilC. !"ι -BEETZ
    München 22 - Gt-.-.sclcrfbtr. 10
    81-28.118P-SP-Bk
    281599*
    20. 7. 1978
    Neue Ansprüche 3, k3 10, 12 und 21
    3· Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Diazoniurasalz der verwendeten lichtempfindlichen Zusammensetzung mindestens ein unter
    p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-Diäthylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-CN-Äthyl-N-hydroxyäthylaminoJ-benzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    Anthrachinon-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    2-Methoxy-4-nitrobenzol-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    Jj-Nitronaphthalin-l-diazoniumchlorid-Zinkchlor id -Doppelsalz,
    p-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz, o-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz, p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat, p-Diäthylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat,
    p-CN-Äthyl-N-hydroxyäthylaminoJ-benzoldiazonium-tetrafluorborat,
    p-Methoxybenzoldiazonium-tetrafluorborat, o-Methoxybenzoldiazonium-tetrafluorborat, p-Dimethylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat, p-Diäthylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat
    und
    p-Phenylaminobenzoldiazoniura-hydrogensulfat
    ausgewähltes aromatisches Diazoniumsalz ist. A.
    8098U/0721
    28 ι 5894
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Diazoniumsalz der verwendeten lichtempfindlichen Zusammensetzung mindestens ein unter
    p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-Diäthylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat,
    p-Diäthylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat
    p-Phenylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat ausgewähltes aromatisches Diazoniumsalz ist.
    R09844/0721
    5. Verfahren nach Anspruch 1, 2815894 dadurch gekennzeichnet,
    daß die verwendete lichtempfindliche Zusammensetzung oin aromatisches Diazoniumsalz und ein organisches Polymer oder ein Gemisch organischer Polymeren enthält.
    6. Verfahren nach Anspruch 5>
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die verwendete lichtempfindliche Zusammensetzung im wesentlichen aus einem aromatischen Diazoniumsalz und 1 bis 1000 Gew.- % eines organischen Polymeren oder Polymergemischs, bezogen auf das Gewicht des aromatischen Diazoniumsalzes, besteht.
    7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Menge des organischen Polymeren oder Polymergemischs der verwendeten ιLchtempfindlichen Zusammensetzung 1 bis 500 Gew.-i, bezogen auf das Gewicht des aromatischen Diazoniumsalzes, beträgt.
    8. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das organische Polymer bzw. Polymergemisch der verwendeten lichtempfindlichen Zusammensetzung mindestens ein unter Gummi arabikum, Polyvinylalkohole^ Polyacrylamiden, Toly-M-vinylpyrrolidonen, Acrylamid-Diacetonacrylanid-Copolyineren, Methylvinyliither-Malein-
    809844/0721
    säureanhydrid-Copolymeren, Alginsäure, Propylenglycolestern von Alginsäure, Polyvinylacetat und Novolak-Harzen ausgewähltes Polymer ist.
    9. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,L
    bzv;. Polymergemisch_/
    daß das organische PolymerfcTer verwendeten lichtempfindlichen Zusammensetzung wasserlöslich ist.
    10. Verfahren nacl Anspruch 5j
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das aromatische Diazoniumsalz der verwendeten lichtempfindlichen Zusammensetzung mindestens ein unter
    p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-Diäthylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-iN-Äthyl-N-hydroxyäthylaminoJ-benzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    Anthrachinon-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    2-Methoxy-l-nitrobenzol-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    H-Nitronaphthalin-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz, o-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz, p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat, p-Diäthylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat,
    p-(N-Äthyl-N-hydroxyäthylamino)-benzoldiazonium-tetrafluorborat,
    p-Methoxybenzoldiazonium-tetrafluorborat,
    809« LL /0721
    o-Methoxybenzoldiazonium-tetrafluorborat, p-Dimethylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat, p-Diäthylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat
    und
    p-Phenylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat ausgewähltes aromatisches Diazoniumsalz ist.
    11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (2) in eine:? Atmosphäre mit einer relativen Feuchte von 10 bis 70 % durchgeführt wird.
    12. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Erzeugung einer bildmustergemäß aufgebrachten Pulverschicht mit drei Pulverarten durch:
    (2') zweite bildmustergemäße Belichtung der unbeschichteten Bereiche in der bildmustergemäß aufgebrachten Pulverschicht zur Erzeugung von Klebrigkeit in den Bereichen der zweiten Belichtung,
    (3') Zusammenbringen der dünnen Schicht nach der Belichtung mit einem zweiten, vom bereits am Substrat gebundenen verschiedenen Pulver zu dessen Anhaften auf den Bereichen der zweiten Belichtung,
    und
    (1O mindestens einmalige Wiederholung dieser Schritte.
    13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bildmustergemäß aufgebrachte Pulverschicht ferner mit dem Dampf eines Alkohols oder eines Ketons zusammengebracht und dasselbe Pulver nochmals mit der aufgebrachten Pulverschicht in Kontakt gebracht wird.
    809844/0721
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkohol bzw. Keton mindestens eine unter Methanol, Äthanol, Isopropanol, Butanol bzw. Aceton, Methyläthylketon und Methylisobuty!keton ausgewählte Verbindung verwendet wird,
    15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bildmustergemäß aufgebrachte Pulverschicht ferner mit dem Dampf einer basischen Substanz zusammengebracht wird.
    16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als basische Substanz mindestens eine unter Ammoniak, Hydrazin und alifatischen Aminen ausgewählte Verbindung verwendet wird.
    17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bildmustergemäß aufgebrachte Pulverschicht ferner in einer feuchten Atmosphäre gehalten und danach getrocknet wird,
    18. Verfahren nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß als in Schritt (1) mit der lichtempfindlichen Zusammensetzung beschichtete Substratoberfläche die Innenoberfläche einer Farbbildröhre verwendet wird, auf der eine Schwarzmatrix vom Streifentyp erzeugt werden soll,
    daß die Belichtung in Schritt (2) bzw. (2!) durch eine Schattenmaske hindurch in der Weise vorgenommen wird, daß Licht auf die Stellen eingestrahlt wird, an denen eine lichtabsorbierende Schwarzmatrixschicht erzeugt werden soll,
    8098 k4/0771
    daß als in Schritt (3) bzw. (3f) an der dünnen Schicht gebundenes Pulver ein lichtabsorbierendes Material verwendet wird
    und daß die Pulverschicht bildmustergemäß entsprechend einem Schwarzmatrixmuster vom Streifentyp aufgebracht wird.
    19. Verfahren zur Erzeugung von Bildschirmen für Farbbildröhren,
    gekennzeichnet durch
    (1) Aufbringen einer ein aromatisches Diazoniumsalz als lichtempfindlichen Bestandteil enthaltenen lichtempfindlichen Zusammensetzung, die beim Belichten klebrig wird, auf die Innenoberfläche der Frontscheibe einer Farbbildröhre,
    (2) Belichtung der mit dem Leuchtstoff der ersten Farbe zu beschichtenden Bereiche der dünnen Schicht durch eine Schattenmaske hindurch zur Erzeugung von Klebrigkeit in den belichteten Bereichen,
    (3) Zusammenbringen der dünnen Schicht mit dem Leuchtstoff der ersten Farbe zur Bindung des Leuchtstoffs an den belichteten Bereichen und anschließende Entfernung des überschüssigen und nichtgebundenen Leuchtstoffs von der Oberfläche der dünnen Schicht,
    (1O zweite Belichtung der mit dem Leuchtstoff der zweiten Farbe zu beschichtenden Stellen der dünnen Schicht durch eine Schattenmaske hindurch zur Erzeugung von Klebrigkeit= in den zweiten belichteten Bereichen,
    (5) Zusammenbringen der dünnen Schicht mit dem Leuchtstoff der zweiten Farbe zur Bindung des Leuchtstoffs an den zweiten belichteten Bereichen und anschließende Entfernung des überschüssigen und nichtgebundenen Leuchtstoffs von der Oberfläche der dünnen Schicht,
    8038U/0721
    (6) dritte Belichtung der mit dem Leuchtstoff der dritten Farbe zu beschichtenden Stellen der dünnen Schicht uurch eine Schattenmaske hindurch zur Erzeugung von Klebrigkeit in den dritten belichteten Bereichen
    (7) Zusammenbringen der dünnen Schicht mit dem Leuchtstoff der dritten Farbe zur Bindung des Leuchtstoffs an den dritten belichteten Bereichen und anschließende Entfernung des überschüssigen und nichtgebundenen Leuchtstoffs von der Oberfläche der dünnen Schicht.
    20. Verfahren nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die verwendete lichtempfindliche Zusammensetzung im wesentlichen aus einem aromatischen Diazoniumsalz und 1 bis 1000 Gew.-!&, bezogen auf das Gewicht des aromatischen Diazonium-
    salzes, eines organischen Polymeren oder eines Gemischs organischer Polymerer besteht.
    21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
    daß als aromatisches Diazoniumsalz mindestens eine unter folgenden Verbindungen ausgewählte Substanz verwendet wird:
    p-Dimethylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-Diäthylaminobenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-(N-Äthyl-N-hydroxyäthylamino)-benzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    «098*4/0721
    40 /
    Anthrachinon-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    2-Methoxy-4-nitrobenzol-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    ^-Nitronaphthalin-l-diazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz,
    p-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz, o-Methoxybenzoldiazoniumchlorid-Zinkchlorid-Doppelsalz, p-Dimethylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat, p-Diäthylaminobenzoldiazonium-tetrafluorborat,
    p-(N-Äthyl-N-hydroxyäthylamino)-benzoldiazonium-tetrafluorborat,
    p-Methoxybenzoldiazonium-tetrafluorborat, o-Methoxybenzoldiazonium-tetrafluorborat, p-Dimethylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat, p-Diäthylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat
    p-Phenylaminobenzoldiazonium-hydrogensulfat.
    809Ö44/0
    22. Verfahren zur Erzeugung einer bildmustergemäß aufgebrachten Pulverschicht,
    gekennzeichnet durch
    Aufbringen eines klebrigen Photoresists auf die Innenoberfläche der Frontscheibe einer Farbbildröhre durch Belichtung und anschließende Entwicklung,
    bildmustergemäße Belichtung der aufgebrachten Schicht,
    Entfernung des Photoresists in den nichtbelichteten Bereichen durch Entwicklung
    und darauffolgende Bindung des Pulvers an der Photoresistschicht im feuchten Zustand.
    2^. Verfahren nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Belichtung an den Stellen vorgenommen wird, an denen eine Schwarzmatrix der Farbbildröhre vom Streifentyp erzeugt werden soll, wobei eine lichtabsorbierende Substanz als
    Pulver verwendet wird und die Pulverschicht bildmustergeniäß ent sprechend dem Muster der Schwarzmatrix vom Streifentyp aufgebracht wird.
    8098UV0771
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