Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitenden oder nichtleitenden Schichten für verbesserte Leuchtstoffhaftung auf planen oder in einer Richtung gekrümmten Substraten für Farb-Bildschirme

Abstract

 Für ein Verfahren zum Herstellen gut haftender Leuchtstoffschichten (3) für Farb-Bildschirme und Farb-Bildanzeigegeräte wird erfindungsgemäB vorgeschlagen, die innere Oberfläche des Schimiglases (1) mit einer Silciumdioxidschicht und/ oder dotierten Zinnoxidschicht zu versehen, wobei als Ausgangsmaterialien alkoholische Lösungen von sauerstoffreichen organischen Silicium- und/oder Zinnverbindungen verwendet werden, und zwischen dem Trocknen und Tempern dieser Schicht (2) die Leuchtstoffschichten (3) aufzubringen.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitenden oder nichtleitenden Schichten für verbesserte Leuchtstoffhaftung auf planen oder in einer Richtung gekrümmten Substraten für Farbbildschirme und -Bildanzeigegeräte, bei dem auf die als Substrat dienende Schirmglasplatte Suspensionen unter Zusatz von als Haftvermittler dienenden, glasbildenden und/oder elektrische Schichten bildenden Zusätzen aufgebracht werden.

[0002] Für die hohe Lebensdauer von Leuchtschirmen ist eine gute Haftung der Leuchtstoff(Phosphor)-Schicht auf dem Bildschirm Voraussetzung. Außerdem ist erwünscht, die Weichglasoberfläche auf der dem Phosphor zugewandten Seite zu vergüten, um z. B. Gas-Ionen-Ausbrüche während des ElektronenbeschuBes zu reduzieren. Ein weiteres Ziel ist der Aufbau leitfähiger Unterschichten zur elektrischen Ableitung, um eine elektrostatische Aufladung der Glasoberfläche zu verhindern.

[0003] Es ist bekannt, durch Zusatz von Wasserglas (K₂Si0₃) zu Leuchtstoffsuspensionen die Haftfestigkeit der dadurch hergestellten Leuchtstoffschichten auf den als Substrat dienenden Schirmgläsern zu verbessern und gleichzeitig dieKohäsion der Leuchtstoffschicht in sich zu erhöhen. Nach dem Tempern sind die einzelnen Leuchtstoffpartikel sowohl untereinander als auch mit der Glasoberfläche durch eine dünne alkalische Glasschicht verbunden.

[0004] Zur Glasvergtituag wurde auch vorgeschlagen, das Schirmglas mit Siliciumdioxid zu bedampfen oder zu besputtern.

[0005] Aus der DT-OS 25 40 132 ist ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtstoffpunkten für Bildröhren zu entnehmen, bei dem die Leuchtstoffpunkte durch eine Kombination Druck- und Fototechnik aufgebracht werden, wobei die Leuchtstoffe mit dem lichtempfindlichen Material und Glaspulver gemischt aufgedruckt, belichtet, entwickelt und mit dem Glas verschmolzen werden.

[0006] Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, einen Bildschirm herzustellen, bei dem neben den drei zu erfüllenden Forderungen:

1. Vergütung der Glasoberfläche,

2. Einbau wirksamer Haftvermittler in die Leuchtstoffschicht und

3. Leitfähigkeit der Unterschicht, auch die Phosphorschicht in ihren Leuchteigenschaften, insbesondere in Bezug auf niederenergetische Kathodenstrahl-Anregung (kleiner 10 keV) nicht verschlechtert wird.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Oberfläche der Schirmglasplatte vor der Leuchtstoffbeschichtung mit einer alkoholischen Lösung von sauerstoffreichen organischen Silicium- und/oder mit Dotierungsatomen versehenen Zinnverbindungen zu beschichten, nach dem Antrocknen dieser Schicht die Leuchtstoffbeschichtung durchzuführen und dann in einem Temperprozeß die Leuchtstoffe in der beim Tempern gebildeten Siliciumdioxidschicht und/oder dotierten Zinnoxidschicht zu verankern.

[0008] Dabei liegt es im Rahmen des Erfindungsgedankens, die Silicium- und/oder Zinnsalze der niederen Karbonsäuren, wie Tetraacetoxysilan und/oder Tetraacetoxystannan in Acetessigester, in Alkohol gelöst, aufzubringen oder auch in Alkohol gelöste niedere Mono- und/oder Dicarbonsäuren zu verwenden, die an ihrem Anion ganz oder teilweise durch Silicium- und/oder Zinnhalogenide substituiert sind.

[0009] Es ist aber auch möglich, andere metallorganische Verbindungen zu verwenden, wie z. B. Halogenide von Silicium und/oder Zinn, die an ihren Anionen teilweise durch Säurereste von niederen Mono- und/oder Dicarbonsäuren und durch Hydroxyl- oder Alkoholreste niederer Alkohole substituiert sind.

[0010] Als Dotierstoffe werden bei Verwendung organischer Zinnverbindungen Antimon- oder Indiumverbindungen beigemischt.

[0011] Als Lösungsmittel werden Alkohole und Karbonsäuren verwendet, die weniger oder maximal vier Kohlenstoffatome in einer Kette enthalten.

[0012] In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, die Schichtdicke der aufgebrachten Schicht so einzustellen, daß sie nach dem Trocknen im Bereich von 100 bis 500 nm liegt. Dabei wird die Ausgangsschichtdicke im Mittel auf 1 bis 3_/um eingestellt.

[0013] Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung wird die durch Tauchen, Besprühen oder Aufschleudern auf die Schirmglasplatte aufgebrachte Schicht bei 150°C getrocknet, wo sie noch verhältnismäßig weich und verformbar ist. Erst bei Temperaturen bis ca. 500°C entsteht dann eine chemisch-widerstandsfähige, harte Siliciumdioxidschicht, die durch den Zusatz von dotiertem Zinnoxid auch elektrisch leitfähig sein kann.

[0014] Vor dieser Temperung werden auf die bei 150°C getrocknete Schicht die Leuchtstoffsuspensionen durch Sprühen oder Drucken nach dem Doppelmasken-Rasterverfahren aufgebracht und bei der Temperung mit der z. B. leitfähigen Haftschicht verankert.

[0015] Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von zwei Ausführungsbeispielen und der in der Zeichnung befindlichen Figur noch näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiel 1

[0016] Die SiO₂-Beschichtungsflüssigkeit (Merck, ZLI 902) ist eine Lösung von Tetraacetoxysilan Si(02C2H3)4 in Acetessigester und Äthanol. Sie wird unverdünnt und ohne Zusätze mit einer tropffreien Sprühpistole von oben aus in einem Abstand von ca. 15 cm fein zerstäubt auf ein waagerecht liegendes Substrat gesprüht, so daß sich eine Schicht von ca. 3_/um Dicke ergibt. Das Substrat ist ein planes oder in einer Richtung gekrümmtes Schirmglas.

[0017] Nach dem Aufsprühen dieser Haftschicht wird das Substrat bei maximal 150°C getrocknet. Anschließend erfolgt der Leuchtstoff-Auftrag wie z. B. in der Patentanmeldung P.............. (VPA 78 P 1010) beschrieben, nach dem Doppelmasken-Rasterverfahren. Schließlich wird das Substrat an Luft bei 450°C für ein bis zwei Stunden getempert. Die Leuchtstoffschicht 3 wird dabei, wie in der Fig. abgebildet, in der sich verdichtenden Haftschicht 2, die sich als Si0₂-Schicht ausbildet, fest aufgenommen und somit eine gute Haftfestigkeit der Leuchtstoffschicht (2, 3) auf dem Substrat 1 erreicht.

Ausführungsbeispiel 2

[0018] Die Zinnoxid-Beschichtungsflüssigkeit mit Antimon-Dotierung (Merck ZLI 1079) wird mit einer tropffreien Sprühpistole unverdünat, wie im Ausführungsbeispiel 1, aufgesprüht. Das Substrat 1 ist wieder ein Schirmglas wie es auch in der Patentanmeldung P.............. (VPA 78 P 1010) verwendet wird. Nach dem Trocknen der Schicht 2 bei ca. 100°C erfolgt die Leuchtstoffbeschichtung 3 wie in Beispiel 1 beschrieben. Durch Temperung des Schirmes 1 bei 450⁰C an Luft für 1 bis 2 Stunden verdichtet sich die lötfähige, antimondotierte, leitfähige Zinnoxidschicht 2 und nimmt die Leuchtstoffschicht 3 auf. Damit ist gleichzeitig zum Aufbau einer leitfähigen Schicht 2 unter den Leuchtstoffflächen (3) eine gute Haftfestigkeit der Leuchtstoffschicht (2, 3) auf dem Substrat 1 erreicht.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitenden oder nichtleitenden Schichten für verbesserte Leuchtstoffhaftung auf planen oder in einer Richtung gekrümmten Substraten für Farbbildschirme und -Bildanzeigegeräte, bei dem auf die als Substrat dienende Schirmglasplatte Suspensionen unter Zusatz von als Haftvermittler dienenden, glasbildenden und/oder elektrische Leitschichten bildenden Zusätzen aufgebracht werden, d a - durch gekennzeichnet , daB die Oberfläche der Schirmglasplatte vor der Leuchtstoffbeschichtung mit einer alkoholischen Lösung von sauerstoffreichen, organischen Silicium- und/oder mit Dotierungsatomen versehenen Zinnverbindungen beschichtet wird, daß nach Antrocknen dieser Schicht die Leuchtstoffbeschichtung durchgeführt wird und daß dann in einem TemperprozeB die Leuchtstoffe in der beim Tempern gebildeten Siliciumdioxidschicht und/oder dotierten Zinnoxidschicht verankert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silicium- und/oder Zinnsalze der niederen Karbonsäuren, wie Tetraacetoxysilan und/oder Tetraacetoxystannan in Acetessigester, in Alkohol gelöst, aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß niedere Mono- und/oder Dicarbonsäuren verwendet werden, die an ihrem Anion ganz oder teilweise durch Silicium- und/oder Zinnhalogenide substituiert sind, in Alkohol gelöst, verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Halogenide von Silicium und/oder Zinn, die an ihren Anionen teilweise durch Säurereste von niederen Mono- und/oder Dicarbonsäuren substituiert sind, oder Halogenide von Silicium und/oder Zinn, die an ihren Anionen teilweise durch Säurereste von niederen Mono- und/oder Dicarbonsäuren und durch Hydroxyl- oder Alkoholreste niederer Alkohole substituiert sind, verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Dotierstoffe bei Verwendung organischer Zinnverbindungen Antimon- oder Indiumverbindungen beigemischt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Alkohole und Karbonsäuren verwendet werden, die weniger oder maximal vier Kohlenstoffatome in einer Kette enthalten.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der aufgebrachten Schicht so eingestellt wird, daß sie nach dem Trocknen im Bereich von 100 bis 500 nm liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht durch Tauchen, Sprühen oder Aufschleudern aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffschicht(en) nach dem Doppelmasken-Rasterverfahren aufgebracht werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht bei 150°C getrocknet und mit der Leuchtstoffschicht bei ca. 500°C in ca. einer Stunde an Luft getempert wird.

Zeichnung