EP0580215B1 - Verfahren zur Herstellung einer Display-Röhre - Google Patents

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EP0580215B1
EP0580215B1 EP93202006A EP93202006A EP0580215B1 EP 0580215 B1 EP0580215 B1 EP 0580215B1 EP 93202006 A EP93202006 A EP 93202006A EP 93202006 A EP93202006 A EP 93202006A EP 0580215 B1 EP0580215 B1 EP 0580215B1
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EP
European Patent Office
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gas
hydrolysable
evacuation
inner space
pressure
Prior art date
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EP93202006A
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English (en)
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EP0580215A1 (de
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Helmut Dr. Bechtel
Wolfram Czarnojan
Stefan Gruhlke
Ulrich Dr. Kynast
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Patentverwaltung GmbH
Koninklijke Philips Electronics NV
Philips Electronics NV
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/38—Exhausting, degassing, filling, or cleaning vessels

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a display tube which has a phosphor layer which can be stimulated to stimulate emission in the interior, the interior being evacuated by means of a vacuum pump and then sealed gas-tight.
  • Such display tubes are e.g. Field emitter tubes (see Information Display 5, 1989, pages 17 ff, or I.E.E.E. Trans. E.D. 36, 1989, pages 225 ff). Such tubes also have to be finally evacuated (cf.Valvo reports, 1974, page 77 ff).
  • the emission can be stimulated in any way, in particular by electron beams. It is known (Philips Tech. Rev. 1989, pages 335 ff) that the brightness of the luminescent light decreases with time for a given intensity of the electron radiation depending on the amount of charge of the electron bombardment (degradation).
  • the invention has for its object to design the method of the type mentioned in such a way that the age-related degradation is less.
  • the solution is achieved by introducing a hydrolyzable gas into the interior for a limited time before and / or during the evacuation with a partial pressure which is substantially greater than the final vacuum pressure of the cathode ray tube to be reached, and then evacuating without further gas supply until the final vacuum pressure is reached and then the cathode ray tube is closed gas-tight.
  • OH groups attached to phosphorus crystals are largely responsible for the degradation, especially if silicate-containing binding materials are used to produce the phosphate layer.
  • the gas introduced according to the invention is hydrolyzed by reaction with the OH ions. In the case of BCl3, HCl is split off and suctioned off during evacuation.
  • a non-oxidizing gas is advantageous because oxidation of the phosphor surface would impair its luminescent effect.
  • a particularly suitable gas is BCl3.
  • numerous gases having the same effect are known to the person skilled in the art, in particular halides, such as, for. B. GeCl4.
  • a preferred solution is therefore characterized in that the evacuation is carried out at temperatures in the range from 50 ° C to 250 ° C, in particular at about 100 ° C.
  • the invention is particularly suitable for field emitter tubes since their uncovered phosphor layer (without aluminum covering) makes particularly good contact with the hydrolyzable gas.
  • the invention is also suitable for other types of display tubes, provided that their phosphor layers can be contacted with the hydrolyzable gas.
  • the invention is illustrated by the figure.
  • the figure shows characteristic curves of degradation of ZnS: Ag with different process parameters.
  • the figure shows the relative intensity i / i o of the luminescence radiation measured at 4 keV electron energy as a function of the amount of charge applied per cm 2 of the phosphor surface.
  • Characteristic curve 1 was obtained after no special measures to improve the degradation behavior were provided, i.e. with an evacuation in the room temperature range and without the introduction of a hydrolyzable gas.
  • Characteristic curve 2 was measured after the evacuation was carried out at 350 ° C. and without the supply of a hydrolyzable gas.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Display-Röhre, welche im Innenraum eine zu stimulierter Emission anregbare Phosphorschicht aufweist, wobei der Innenraum mittels einer Vakuumpumpe evakuiert und danach gasdicht verschlossen wird.
  • Solche Display-Röhren sind z.B. Feldemitterröhren (vgl. Information Display 5, 1989, Seiten 17 ff, oder I.E.E.E. Trans. E.D. 36,1989, Seiten 225 ff). Auch derartige Röhren müssen abschließend evakuiert werden (vgl. Valvo Berichte, 1974, Seite 77 ff).
  • Die Stimulation der Emission kann auf beliebige Weise bewirkt werden, insbesondere durch Elektronenstrahlen. Es ist bekannt (Philips Tech. Rev. 1989, Seiten 335 ff), daS die Helligkeit des Lumineszenzlichts bei gegebener Intensität der Elektronenbestrahlung mit der Zeit in Abhängigkeit der Ladungsmenge des Elektronenbeschusses abnimmt (Degradation).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß die alterungsbedingte Degradation geringer wird.
  • Die Lösung gelingt dadurch, daß vor und/oder während dem Evakuieren ein hydrolisierbares Gas während eines begrenzten Zeitintervalls in den Innenraum mit einem Partialdruck eingeleitet wird, welcher wesentlich größer als der zu ereichende End-Vakuumdruck der Kathodenstrahlröhre ist, daß danach die Evakuierung ohne weitere Gaszufuhr bis zum Erreichen des End-Vakuumdrucks fortgesetzt und dann die Kathodenstrahlröhre gasdicht verschlossen wird.
  • Auf Phosphorkristallen angelagerte OH-Gruppen sind in wesentlichem Ausmaß für die Degradation verantwortlich, insbesondere dann, wenn zur Herstellung der Phosphatschicht silikathaltige Bindematerialien verwendet werden. Das erfindungsgemäß eingeleitete Gas wird durch Reaktion mit den OH-Ionen hydrolisiert. Im Falle von BCl₃ wird HCl abgespalten und beim Evakuieren abgesaugt.
  • Ein nicht-oxidierendes Gas ist vorteilhaft, weil eine Oxidation der Phosphoroberfläche deren Lumineszenzwirkung beeinträchtigen würde. Ein besonders geeignetes Gas ist BCl₃. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche gleichwirkende Gase bekannt, insbesondere Halogenide, wie z. B. GeCl₄.
  • Eine Verminderung der Degradation versuchte man bisher durch Erhitzen der Phosphorschicht auf etwa 350°C zu erreichen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man jedoch wesentlich bessere Ergebnisse. Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, für das erfindungsgemäße Verfahren sehr viel niedrigere Erhitzungstemperaturen anzuwenden. Eine bevorzugte Lösung ist deshalb dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung bei Temperaturen im Bereich von 50°C bis 250°C, insbesondere bei etwa 100°C, durchgeführt wird.
  • Bei relativ niedrigen Elektronenenergien von bis zu 5 kev, wie sie bei flachen Kathodenstrahlröhren der eingangs genannten Art üblich sind, führt das Heizen der Phosphorschicht im Vakuum auf 350°C nicht zu einer ausreichenden Verminderung der Degradation, weil die Phosphoroberfläche bei hohen Temperaturen so verändert wird, daß eine höhere Empfindlichkeit gegen Elektronenbeschuß entsteht. Bei niedrigeren Temperaturen von etwa 100°C ist zwar die rein thermische Entfernung der OH-Gruppen von der Phosphoroberfläche sehr viel weniger wirksam. In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Zufuhr eines hydrolosierbaren Gases resultiert jedoch eine Verminderung der Degradation in einem bisher nicht erreichten Ausmaß.
  • Zur Verminderung der Degradation ist es ausreichend, daS der Partialdruck p des hydrolisierbaren Gases und die Zeit t von dessen Aufrechterhaltung derart gewählt sind, daß sich eine Flächenstoßrate der Moleküle des hydrolisierbaren Gases ergibt, welche mindestens den Wert hat, welcher sich bei Verwendung von BCl₃ und einem Produkt p·t = 0,8·10⁻³ mbar·min ergibt. Höhere Werte der Flächenstoßrate verbessern das Degradationsverhalten nicht mehr wesentlich.
  • Die Erfindung ist für Feldemitterröhren besonders geeignet, da deren unbedeckte Phosphorschicht (ohne Aluminiumbedeckung) besonders gut mit dem hydrolisierbaren Gas kontaktiert. Die Erfindung ist jedoch auch für andere Arten von Display-Röhren geeignet, sofern deren Phosphorschichten mit dem hydrolisierbaren Gas kontaktierbar sind.
  • Die Erfindung wird anhand der Figur näher erläutert.
  • Die Figur zeigt Degradationskennlinien von ZnS:Ag bei verschiedenen Verfahrensparametern.
  • In der Figur ist die relative Intensität i/io der bei 4 keV Elektronenenergie gemessenen Lumineszenzstrahlung in Abhängigkeit der je cm² der Phosphoroberfläche aufgebrachten Ladungsmenge dargestellt.
  • Kennlinie 1 ergab sich, nachdem keine besonderen Maßnahmen zur Verbesserung des Degradationsverhaltens vorgesehen wurden, also bei einer Evakuierung im Bereich der Raumtemperatur und ohne Einleitung eines hydrolisierbaren Gases.
  • Kennlinie 2 wurde gemessen, nachdem die Evakuierung bei 350°C und ohne Zufuhr eines hydrolisierbaren Gases durchgeführt wurde.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Display-Röhre, welche im Innenraum eine zu stimulierter Emission anregbare Phosphorschicht aufweist, wobei der Innenraum mittels einer Vakuumpumpe evakuiert und danach gasdicht verschlossen wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß vor und/oder während dem Evakuieren ein hydrolisierbares Gas während eines begrenzten Zeitintervalls in den Innenraum mit einem Partialdruck eingeleitet wird, welcher wesentlich größer als der zu erreichende End-Vakuumdruck der Kathodenstrahlröhre ist, daß danach die Evakuierung ohne weitere Gaszufuhr bis zum Erreichen des End-Vakuumdrucks fortgesetzt und dann die Kathodenstrahlröhre gasdicht verschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das hydrolisierbare Gas nicht oxidierend ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das hydrolisierbare Gas BCl₃ ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung bei Temperaturen im Bereich von 50°C bis 250°C, insbesondere bei etwa 100°C, durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Partialdruck (p) des hydrolisierbaren Gases und die Zeit (t) von dessen Aufrechterhaltung derart gewählt sind, daß sich eine Flächenstoßrate der Moleküle des hydrolisierbaren Gases ergibt, welche mindestens den Wert hat, welcher sich bei Verwendung von BCl₃ und einem Produkt p·t = 0,8·10⁻³ mbar·min ergibt.
EP93202006A 1992-07-16 1993-07-08 Verfahren zur Herstellung einer Display-Röhre Expired - Lifetime EP0580215B1 (de)

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DE4223351A DE4223351A1 (de) 1992-07-16 1992-07-16 Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre
DE4223351 1992-07-16

Publications (2)

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EP0580215A1 EP0580215A1 (de) 1994-01-26
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